JPH07301362A - 内燃機関のサーモスタット装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 重量や部品点数を増大させることなく締結面
シール性の向上をはかり、また組立性や整備性を改善す
る。 【構成】 インレットハウジング５をエンジン本体にボ
ルトにより締結し、インレットハウジング５の内部に冷
却水温に応じて冷却水通路を開閉するサーモスタット６
を収装し、ピストン３を収装したサーモスタットボディ
９をインレットハウジング５に取付けたフレーム１８に
摺動可能に支持し、ピストン３の先端をインレットハウ
ジング５の一部に当接支持し、ボディ９に設けた弁１２
をインレットハウジング５の入口シート１３に着座する
方向にピストン３に対抗して付勢する戻しスプリング１
１の一端をフレーム１８で支持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の冷却水の流路
を水温に応じて開閉制御するサーモスタット装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の冷却水温度を制御するサーモ
スタットは、エンジン本体とラジエータの通路との接続
部分に介装され、エンジン本体の冷却水温度に応じて冷
却水の流路を切り替えるものであるが、一般にサーモス
タットは単体として組立られていて、そのまま流路に組
み入れられるようになっており、この場合、冷却水温に
応じて伸縮するピストンや、その戻しスプリング等は、
サーモスタットの本体側で支持され、その支持反力がエ
ンジン本体や、エンジン本体に結合される冷却水を導く
インレットハウジングに及ぶことは無い。

【０００３】このため、組立時などサーモスタット単体
としての取り扱いが非常に良好な反面、ピストンや戻し
スプリングの支持機構が冷却水の流路に露呈し、流路抵
抗を増加させたり、サーモスタットの構成部品点数が増
加し、コストアップにつながるという問題があった。

【０００４】そこで、サーモスタットを冷却水のインレ
ットハウジングに組み込むことにより、構成の簡略化
と、冷却水流路の有効面積の拡大を図るようにしたもの
が、特開昭６１−１８９３７８号公報として提案され
た。

【０００５】これは図７に示すように、シリンダヘッド
１に形成された通路２ａ及び２ｂと、図示しないラジエ
ータに接続するインレット４の通路４ａとの連通を、イ
ンレットハウジング５の内部に収めたサーモスタット６
が水温に応じて選択的に開閉するもので、インレットハ
ウジング５はシリンダヘッド１にシール８を介して複数
のボルト７により締結されている。

【０００６】サーモスタット６はボディ９内部のサーモ
ワックスの膨張により突出するピストン３を備え、水温
の低いときはピストン３が収縮し、戻しスプリング１１
によりボディ９の外周に一体に形成された第１弁１２が
インレットハウジング５の入口シート１３に圧接され、
通路４ａを遮断する。この状態では、ボディ９の反対側
に設けた第２弁１４が、シリンダヘッド１の内部通路２
の出口シート１５から離れ、通路２ａと２ｂを連通し、
シリンダヘッド１及び図示しないシリンダブロックの内
部で冷却水を循環させる。

【０００７】冷却水温が上昇すると、サーモワックスの
膨張によりピストン３が伸びだし、このときピストン３
の先端がインレットハウジング５の一部に当接している
ため、ボディ９が戻しスプリング１１を圧縮しながら反
対方向に移動し、これにより第１弁が入口シート１３か
ら離れ、第２弁１４が出口シート１５に圧接する。この
状態では図示しないラジエータとホースを介して接続す
る通路４ａとシリンダヘッド１の内部通路２ｂとが連通
し、ラジエータで冷やされた冷却水をシリンダヘッド１
の内部へと循環させる。なお、通路４ａと２ｂの連通に
伴い、シリンダヘッド１からラジエータには図示しない
別の通路を介して高温の冷却水が戻される。

【０００８】そして、このサーモスタットでは、戻しス
プリング１１の反力をシリンダヘッド１に設けた出口シ
ート１５で受け、かつピストン３もインレットハウジン
グ５の一部で支持するので、これらの支持機構をサーモ
スタット本体に設けるのに比較して、構成が簡略化さ
れ、またその分だけ冷却水流路の有効面積も大きくでき
るのである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、反面、
このようにして戻しスプリング１１の一端がシリンダヘ
ッド１の出口シート１５の周囲に当接し、ピストン３に
抗してボディ９を押し戻し、かつピストン３の先端はイ
ンレットハウジング５の一部に当接して反力を取ってい
るため、スプリング１１の反力がインレットハウジング
５とシリンダヘッド１との締結面と直交する方向に働
き、その締結面に介在させたシール８のシール面圧を低
下させてしまう。このため、締結面においてシール不良
が発生する恐れがあり、この問題を防ぐのにインレット
ハウジング５の剛性を高めたり、ボルト７の締結本数を
増やすなどの対策が必要となり、結果として重量や部品
点数の増加を招くことになる。

【００１０】また、サーモスタットの保守、点検時な
ど、インレットハウジング５をシリンダヘッド１から取
り外す場合、インレットハウジング５からボディ９や戻
しスプリング１１がバラバラに離れてしまい、取り扱い
が不便で、整備性や組立性にも問題があった。

【００１１】本発明はこのような問題を解決するもの
で、重量や部品点数を増大させることなく締結面シール
性の向上をはかり、また、組立性や整備性を改善するこ
とを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、冷却水通
路の一部を構成するインレットハウジングをエンジン冷
却水通路と接続するようにエンジン本体にボルトにより
締結し、インレットハウジングの内部に冷却水温に応じ
て冷却水通路を開閉するサーモスタットを収装した内燃
機関のサーモスタット装置において、冷却水温に応じて
突出するピストンを収装したサーモスタットボディを前
記インレットハウジングに取付けたフレームに摺動可能
に支持し、前記ピストンの先端をインレットハウジング
の一部に当接支持し、前記ボディに設けた弁をインレッ
トハウジングに形成した入口シートに着座する方向に前
記ピストンに対抗して付勢する戻しスプリングの一端を
フレームで支持する。

【００１３】第２の発明は、第１の発明において、前記
インレットハウジングのエンジン本体への締結面周囲に
フランジ部が形成され、このフランジ部に前記フレーム
を取付ける取付ボスを一体的に形成した。

【００１４】第３の発明は、第２の発明において、前記
フレームの取付ボスは、インレットハウジングのフラン
ジ部に配設したエンジン本体への締結ボルトの取付ボス
の略々中間に位置して形成される。

【００１５】第４の発明は、第２または第３の発明にお
いて、前記フレームの取付ボスは、インレットハウジン
グのインレットの付根部に形成される。

【００１６】第５の発明は、第２〜第４の発明におい
て、前記インレットハウジングに対してインレットが傾
斜して設けられ、フレームの取付ボスが前記入口シート
を挟んでかつインレット中心線の投影線と略一致する線
上に配設される。

【００１７】第６の発明は、第２〜第５の発明におい
て、前記フレームの取付ボスが、前記入口シートの略中
心を横断する線上で、略対称位置に設けられる。

【００１８】第７の発明は、第２〜第６の発明におい
て、前記インレットハウジングにはフランジ部とインレ
ットとの連結部にインレット内径と略同一に前記入口シ
ートが形成される。

【００１９】

【作用】第１の発明では、サーモスタットボディのピス
トンの先端はインレットハウジングに当接するが、この
ピストンと対抗してボディを付勢する戻しスプリングの
一端は、インレットハウジングに取付けたフレームによ
って支持されるので、スプリングの反力がインレットハ
ウジングとエンジン本体との締結面に離反方向の力を及
ぼさない。このため、締結面のシール面圧が低下せず、
良好なシール性を確保できる。サーモスタットボディ、
スプリングは、いずれもインレットハウジングに取付け
たフレームにより支持されているため、インレットハウ
ジングをエンジン本体から取り外しても、サーモスタッ
ト構成部品はインレットハウジングに保持され、バラバ
ラになることはなく、このため、サーモスタットの整備
性、組立性が改善される。

【００２０】第２の発明では、取付ボスがフランジ部に
形成されるので、フレームが受ける戻しスプリングの反
力を、フランジ部を締結面に押し付ける方向に働かせ、
締結面のシール性を向上させられる。

【００２１】第３の発明では、前記フレームの取付ボス
がエンジン本体への締結ボルトの取付ボスの略々中間に
位置して形成されるので、締結ボルト間の面圧の均一性
を高められる。

【００２２】第４の発明では、前記フレームの取付ボス
がインレットハウジングのインレットの付根部に形成さ
れるので、インレットに曲げ応力等が作用したときの付
根部分の耐久性が高まる。

【００２３】第５の発明では、前記フレームの取付ボス
が前記入口シートを挟んでかつインレット中心線の投影
線と略一致する線上に配設されるので、インレットに接
続されるホースの捩りなどによりインレット中心投影線
方向の曲げ応力が発生しても強い耐久性を発揮できる。

【００２４】第６の発明では、前記フレームの取付ボス
が前記入口シートの略中心を横断する線上で、略対称位
置に設けられるので、サーモスタットボディと入口シー
トとの同心性を維持し、弁のシール性と良好な摺動性を
確保できる。

【００２５】第７の発明では、フランジ部とインレット
との連結部にインレット内径と略同一に前記入口シート
が形成されるので、シートの有効面積を最大に確保し、
同時にピストン側やボディの周囲の出っ張りが無いこと
もあって、冷却水の流路抵抗を可及的に減少させること
ができる。

【００２６】

【実施例】図１〜図４はこの発明の実施例を示すもの
で、インレットハウジング５のインレット４の基部周囲
には、シリンダヘッド１（エンジン本体）に対する締結
面を構成するフランジ部１７が形成され、この三隅部に
配置した取付ボス１６において図示しない締結ボルトを
介してシリンダヘッド１に締結される。

【００２７】前記インレット４とフランジ部１７とが連
結する部分には、インレット４の内周に沿って略同一径
の入口シート１３が形成され、この入口シート１３と同
心的にサーモスタットボディ９に第１の弁１２が設けら
れる。サーモスタットボディ９はフレーム１８により摺
動自在に支持され、このフレーム１８と前記第１の弁１
２との間に戻しスプリング１１が介装され、このスプリ
ング１１によりボディ９と一体に弁１２が付勢され、入
口シート１３に内側から着座する。

【００２８】サーモスタットボディ９の中間部を摺動自
在に支持するフレーム１８は、この実施例では、円筒部
１９ａから左右方向へと、入口シート１３の略中心を横
断するように一対のアーム部１９ｂが対称的に延び、前
記フランジ部１７の取付ボス１６の略々中間において、
フランジ部１７に一体的に形成した取付ボス２０にボル
ト２１を介して結合される。また、この場合、両取付ボ
ス２０は入口シート１３を挟んで反対側で、かつインレ
ットハウジング５に傾斜して設けたインレット４の中心
線の投影線と略一致する線上に位置するように配設さ
れ、しかも取付ボス２０はインレット４の付根部に位置
するように設けられる。さらに、取付ボス２０は、フラ
ンジ部１７をシリンダヘッド１に締結するための締結ボ
ルトと、ボルト２１の軸線が平行になるように形成さ
れ、前記戻しスプリング１１の反力がフランジ部１７の
締結面をシリンダヘッド１との締結面に押し付ける方向
に作用するようになっている。

【００２９】サーモスタットボディ９には、内部のサー
モワックスの膨張により突出するピストン３が収装さ
れ、このピストン３の先端がインレットハウジング５に
形成した受座２２に当接し、冷却水温の上昇に伴ってピ
ストン３が突出すると、ボディ９を戻しスプリング１１
に抗して後退させ、第１の弁１２を入口シート１３から
離すと共に、ボディ９の反対端に設けた第２の弁１４を
シリンダヘッド１の内部に設けた出口シート１５に着座
させ、冷却水通路２ａと２ｂの連通を遮断する。前記第
１の弁１２には冷却水を封入するときのエア抜きのため
のジグル弁２４が、図４に示すように、水平方向の高い
位置に取付けられる。

【００３０】次に作用について説明する。

【００３１】冷却水温の低いときは、サーモスタットボ
ディ９内のサーモワックスの収縮に伴い、戻しスプリン
グ１１の付勢力によりピストン３に対抗してボディ９が
移動し、第１の弁１２が入口シート１３に着座し、かつ
第２の弁１４が出口シート１５から離れ、冷却水通路２
ａと２ｂを連通し、エンジン本体内部でのみ冷却水を循
環する。

【００３２】冷却水温が上昇すると、サーモワックスの
膨張に伴いサーモスタットボディ９からピストン３が押
し出され、戻しスプリング１１を圧縮しながらボディ９
と一体的に第１の弁１２と第２の弁１４が移動し、入口
シート１３を開くと共に出口シート１５を閉じる。これ
により、冷却水通路４ａと２ｂが連通し、冷却水通路２
ａが遮断されるため、ラジエータで冷却された冷却水が
エンジン本体内に導入され、冷却水の温度を適正な水温
まで下げる。

【００３３】このようにして冷却水の温度を制御するの
であるが、この場合、サーモスタットボディ９を支持す
るフレーム１８は、インレットハウジング５にボルト２
１により結合し、このフレーム１８に戻しスプリング１
１の反力がかかり、またピストン３の押圧反力もインレ
ットハウジング５の受座２２に作用し、このため、イン
レットハウジング５とシリンダヘッド１との締結面に離
反方向の作用力が働かず、両者の間に介装するシールの
面圧の低下を防いで、良好なシール性を確保できる。

【００３４】とくに、戻しスプリング１１の反力を受け
るフレーム１８のアーム部１９ｂは、フランジ部１７を
シリンダヘッド１の締結面に向けて押し、この取付ボス
２１が、フランジ部１７の締結ボルトの取付ボス１６の
略々中間に位置することから、締結ボルト間の面圧の低
下を補い、しかも締結ボルト間のシール面圧の均一性の
維持に寄与する。

【００３５】一方、入口シート１３はインレット４の基
部と同一径で、またピストン３の支持枠等の出っ張りも
なく、また、サーモスタットボディ９を支持するフレー
ム１８も一対のアーム部１９ｂによってのみ連結される
ので、第１の弁１２の開弁時における冷却水の流通抵抗
を可及的に小さくできる。

【００３６】さらに上記アーム部１９ｂは入口シート１
３の略中心を横断し、対称的な位置において取付ボス２
０に支持されているので、インレット４に連結される図
示しないホースの捩れ等による曲げ応力がかかっても、
フレーム１８がサーモスタットボディ９を入口シート１
３に対して常に同心的に摺動自在に支持でき、サーモス
タット６の良好な作動性と、閉弁シール性を確保する。

【００３７】またこの場合、両取付ボス２０を結ぶ線が
インレット４の中心投影線と略一致し、加えて取付ボス
２０はインレット４の基部周囲の付け根部分と連結して
いるため、インレット４にかかる上記した曲げ応力に対
するインレット４付け根部分の強度が高まり、耐久性の
向上がはかれる。

【００３８】他方、サーモスタット６の保守点検時等を
含めて、インレットハウジング５をシリンダヘッド１か
ら取り外すときに、サーモスタットボディ９はインレッ
トハウジング５に取付けたフレーム１８に支持され、か
つボディ９の外側に配置される戻しスプリング１１も第
１の弁１２とフレーム１８との間に介装されているた
め、サーモスタット６はバラバラに分解されることなく
インレットハウジング５に組み込まれた状態を維持し、
その取り扱いが容易で、サーモスタット６の整備性や組
立性も良くなる。

【００３９】またこのようにインレットハウジング５に
サーモスタット６が組み込まれるので、シリンダヘッド
１の内部通路には、このサーモスタット６を支持する機
構等を形成する必要がなく、内部通路空間の拡大や不要
な凹凸の除去ができ、このためシリンダヘッド鋳造時に
これら内部通路を形成する鋳造中子の簡略化、さらには
中子支持剛性が高められる。

【００４０】なお、サーモスタット６のインレットハウ
ジング５に対する一体的な組み込みにより、エア抜き用
のジグル弁２４の位置決めも簡単に行える。

【００４１】次に他の実施例を説明すると、図５に示す
ものは、フレーム１８のアーム部１９ｂを、ボルト２１
ではなく、取付ボス２０に締結面と平行に設けたスリッ
ト２５に先端を差し込み、係合するようにしたものであ
る。

【００４２】また、図６に示すものは、取付ボス２０に
締結面と直交する方向に設けたスリット２６に、内側か
らフレーム１８のアーム部１９ｂの折曲先端を差し込
み、係合させたものである。

【００４３】このようにして、ボルト２１を用いること
なく、フレーム１８のアーム部１９ｂを支持するように
すると、それだけ構成部品点数が削減でき、かつ組立も
簡単になる。

【００４４】なお、上記した実施例において、フレーム
１８のアーム部１９ｂは入口シート１３の略中心を横断
して対称的に一対だけ設けたが、この中心から対称に３
つに分岐するものであってもよく、必要に応じて増やす
ことができる。ただし、サーモスタットボディ９を入口
シート１３と同軸的に摺動自由に支持するためには、入
口シート１３の略中心に対して、対称的に配置すること
が好ましい。

【００４５】

【発明の効果】以上のように第１の発明によれば、サー
モスタットボディのピストンの先端はインレットハウジ
ングに当接するが、このピストンと対抗してボディを付
勢する戻しスプリングの一端は、インレットハウジング
に取付けたフレームによって支持されるので、スプリン
グの反力がインレットハウジングとエンジン本体との締
結面に離反方向の力を及ぼさず、このため締結面のシー
ル面圧が低下せず、良好なシール性を確保できる一方、
サーモスタットボディ、スプリングは、いずれもインレ
ットハウジングに取付けたフレームにより支持され、イ
ンレットハウジングをエンジン本体から取り外しても、
サーモスタット構成部品はインレットハウジングに保持
され、バラバラに分解されることはなく、このため、サ
ーモスタットの整備性、組立性が改善される。

【００４６】第２の発明によれば、取付ボスがフランジ
部に形成されるので、フレームが受ける戻しスプリング
の反力を、フランジ部を締結面に押し付ける方向に働か
せ、締結面における冷却水のシール性を向上させられ
る。

【００４７】第３の発明によれば、フレームの取付ボス
がエンジン本体への締結ボルトの取付ボスの略々中間に
位置して形成されるので、締結ボルト間のシール面圧の
均一性を高められる。

【００４８】第４の発明では、前記フレームの取付ボス
がインレットハウジングのインレットの付根部に形成さ
れるので、インレットに繰り返し曲げ応力等が作用した
ときにも付根部分は高い耐久性を発揮できる。

【００４９】第５の発明では、前記フレームの取付ボス
が前記入口シートを挟んでかつインレット中心線の投影
線と略一致する線上に配設されるので、インレットに接
続されるホースの捩りなどによりインレット中心投影線
方向の曲げ応力に対する耐久性を高められる。

【００５０】第６の発明によれば、フレームの取付ボス
が前記入口シートの略中心を横断する線上で、略対称位
置に設けられるので、サーモスタットボディと入口シー
トとの同心性を維持し、常に良好な弁のシール性と摺動
性を確保できる。

【００５１】第７の発明によれば、フランジ部とインレ
ットとの連結部にインレット内径と略同一に前記入口シ
ートが形成されるので、シートの有効面積を最大に確保
し、同時にピストン側やサーモスタットボディの周囲の
出っ張りが無いこともあって、冷却水の流路抵抗を可及
的に減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すサーモスタットの断面図
である。

【図２】同じくその底面図である。

【図３】サーモスタットの取付状態を示す一部切欠断面
図である。

【図４】同じく一部切欠正面図である。

【図５】他の実施例の要部断面図である。

【図６】さらに他の実施例の要部断面図である。

【図７】従来例の断面図である。

【符号の説明】

１ シリンダヘッド ２ａ 冷却水通路 ２ｂ 冷却水通路 ３ ピストン ４ インレット ４ａ 冷却水通路 ５ インレットハウジング ６ サーモスタット ９ サーモスタットボディ １１ 戻しスプリング １２ 第１の弁 １３ 入口シート １４ 第２の弁 １５ 出口シート １６ 取付ボス １７ フランジ部 １８ フレーム １９ｂ アーム部 ２０ 取付ボス ２１ 取付ボルト ２２ 受座

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷却水通路の一部を構成するインレット
   ハウジングをエンジン冷却水通路と接続するようにエン
   ジン本体にボルトにより締結し、インレットハウジング
   の内部に冷却水温に応じて冷却水通路を開閉するサーモ
   スタットを収装した内燃機関のサーモスタット装置にお
   いて、冷却水温に応じて突出するピストンを収装したサ
   ーモスタットボディを前記インレットハウジングに取付
   けたフレームに摺動可能に支持し、前記ピストンの先端
   をインレットハウジングの一部に当接支持し、前記ボデ
   ィに設けた弁をインレットハウジングに形成した入口シ
   ートに着座する方向に前記ピストンに対抗して付勢する
   戻しスプリングの一端をフレームで支持したことを特徴
   とする内燃機関のサーモスタット装置。
2. 【請求項２】 前記インレットハウジングのエンジン本
   体への締結面周囲にフランジ部が形成され、このフラン
   ジ部に前記フレームを取付ける取付ボスを一体的に形成
   した請求項１に記載の内燃機関のサーモスタット装置。
3. 【請求項３】 前記フレームの取付ボスは、インレット
   ハウジングのフランジ部に配設したエンジン本体への締
   結ボルトの取付ボスの略々中間に位置して形成される請
   求項２に記載の内燃機関のサーモスタット装置。
4. 【請求項４】 前記フレームの取付ボスは、インレット
   ハウジングのインレットの付根部に形成される請求項２
   または３に記載の内燃機関のサーモスタット装置。
5. 【請求項５】 前記インレットハウジングに対してイン
   レットが傾斜して設けられ、フレームの取付ボスが前記
   入口シートを挟んでかつインレット中心線の投影線と略
   一致する線上に配設される請求項２〜４のいずれか一つ
   に記載の内燃機関のサーモスタット装置。
6. 【請求項６】 前記フレームの取付ボスが、前記入口シ
   ートの略中心を横断する線上で、略対称位置に設けられ
   る請求項２〜５のいずれか一つに記載の内燃機関のサー
   モスタット装置。
7. 【請求項７】 前記インレットハウジングにはフランジ
   部とインレットとの連結部にインレット内径と略同一に
   前記入口シートが形成される請求項２〜５のいずれか一
   つに記載の内燃機関のサーモスタット装置。