JPS5930566B2 - 温水式暖房装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は温水式暖房装置の弁構造に関するもので、特に
自動車用温水式暖房装置に用いて好適なものである。

従来周知の自動車用温水式暖房装置においては、温水源
をなす自動車エンジンの温水吐出部と車室内に設置され
た暖房用放熱器とを連結する温水配管の途中に流量調整
弁を設置し、この流量調整弁の操作レバーを動かすこと
によって弁開度を調節して温水流量の調整を行なうよう
になっており、そして温水流量の調整によって暖房用放
熱器における放熱量を調整し、ヒータ吹出空気温度を調
節してい總 しかし、この種の暖房装置では流量調整弁の弁開度を調
節して吹出空気温度が最適となるように設定しておいて
も、自動車エンジンの回転数が変化すると、自動車エン
ジンによって、駆動されるウォータポンプの回転数が変
化して温水圧力が変化するので、弁開度が一定のままで
は温水流量が変化してしまい、吹出空気温度を所望値に
維持できないという不具合がある。

そこで、従来では第１図に示すように流量調整弁２４と
は別個にバイパス弁３８を設け、温水圧力が設定圧以上
になると、このバイパス弁３８をスプリング３８ａに抗
して開弁させて流量調整弁２４０ケース内に流入する温
水の一部を暖房用放熱器１５の下流側へ直接バイパスさ
せることにより、温水流量の変化を少なくして、上記不
具合を解消するものが提案されている。

ところが、第１図に示す従来構成では、温水圧力が設定
値に達すると、暖房条件の如何にかかわらず、バイパス
弁３８が開弁じてしまうので、最大暖房能力を必要とす
る最大暖房時にも温水の一部がバイパス弁３８を通って
流れ、暖房用放熱器１５を流れる温水流量が減ってしま
う。

その結果、最大暖房能力の低下を生ずるという欠点があ
る。

また、夏季において、酷暑の際、流量調整弁２４を全閉
にしておいても、バイパス弁３８が開弁じている状態で
はエンジン８のラジェータ８ａに流れる温水（エンジン
冷却水９が少なくなり、ラジェータ８ａでの放熱量が減
少してエンジン８０オーバーヒートの原因になるという
欠点がある。

また、構造的にも流量調整弁２４とバイパス弁３８は各
々独立した弁装置を構成しているので、全体として部品
点数が多（なり、多大な組付工数を要し、コスト高にな
るという欠点がある。

本発明は上記点に鑑みてなされたもので、流量調整弁と
バイパス弁とをケース内に一体に組み込み、流量調整弁
は板状の形状となして温水の流れに対し直角方向（垂直
方向うに作動させる構成とし、かつ、流量調整弁の全閉
位置および全開位置のいずれにおいても流量調整弁自体
の移動を利用してバイパス路を閉じる構成とすることに
より、最大暖房能力およびエンジンの冷却能力の向上を
図ることができ、しかも弁部分の構造を簡潔にしてコス
ト低減を図ることができる温水式暖房装置を提供するこ
とを目的とするものである。

以下本発明を図に示す実施例について説明する。

第２図〜第５図において、１は第１ケース、２は第２ケ
ースであり、この両ケース１，２はそれぞれ６６ナイロ
ン、ジュラコン等の耐熱樹脂あるいはダイキャスト金属
の一体成形品よりなる。

３は第１ケース１の管状突出部で、温水入口通路４を形
成している。

５は第１ケース１のもう１つの管状突出部で、温水出口
通路６を形成している。

７は温水配管で、前記温水入口通路４を自動車エンジン
８の温水吐出部（冷却水吐出部）に結合するものである
。

８ａはエンジン冷却水放熱用ラジェータ、８ｂは温水が
所定温度以上になると開弁するサーモスタット、９は温
水配管で、前記温水出口通路６をウォータポンプ１０を
介してエンジン８の温水吸入部に結合するものである。

１１は第２ケース２の管状突出部で、温水出口通路１２
を形成している。

１３は第２ケース２のもう１つの管状突出部で、温水入
口通路１４を形成している。

１５は自動車の車室内に設置された暖房用放熱器で、送
風機１６によって送風される暖房用空気を加熱するもの
である。

１７は第２ケース２の温水出口通路１２を暖房用放熱器
１５０入口部に結合する温水配管、１８は暖房用放熱器
１５の出口部を第２ケース２の温水入口通路１４に結合
する温水配管である。

１９，２０はそれぞれケース１゜２のフランジ部、２１
はこのフランジ部１９，２０にかしめ固定される環状の
結合金具で、両ケース１．２を一体に結合するものであ
る。

２２はこのフランジ部１９，２００結合面のシールを保
つシール材で、０リングや板ゴム等よりなる。

２３は両ケース１，２によって形成される空間、２４は
この空間２３内に回動可能に収納された板状の流量調整
弁で、６６ナイロン、ジュラコン等の耐熱樹脂よりなる
。

この板状の流量調整弁２４は第３図に示すように扇形の
ものであり、扇のかなめの位置に矩形状のシャフト挿入
孔２５を有し、この挿入孔２５に黄銅等の金属製シャフ
ト２６の矩形状部２６ａが弁２４と一体に回動するよう
に挿入されている。

２７ ａ 、２７ ｂ ｔ ２γｃ、２γｄは板状の流
量調整弁２４にそれぞれ開口された流量調整孔で、２７
ａから２７ｄへと順次流通面積が大きくなるようにしで
ある。

２８は流量調整弁２４の扇形の外周縁部に開口された溝
状の流量調整孔、２９はシャフト２６の第１ケース１外
部への突出端に連結されたレバーで、図示しないリンク
、ワイヤー等の操作機構を介して暖房装置の制御パネル
部から遠隔操作されるようになっている。

３０は第１ケース１に設けられた円形のシャフト挿入孔
で、シャフト２６の円形部２６ｂが回動可能に挿入嵌合
されている。

３０ａはこのシャフト挿入孔３０部のシールを保つシー
ル部材で、０ ’Ｊソングよりなる。

３１は第２ケース２の温水出口通路１２の周囲に形成さ
れた環状溝、３２はこの環状溝３１内に配置された環状
シール板で、ｏリング等よりなるシール材３３によって
環状溝３１との間のシールが保持されるようになってい
る。

ここで、シール板３２はステンレス、Ｓｋ材等の金属あ
るいは６６ナイロン、ジュラコン等の耐熱樹脂のごと（
ある程度の弾性を有する材料から構成され、かつ本例で
は断面形状が第２図に示すようにへの字状のばね板形状
に形成されている。

３４は６６ナイロン、ジュラコン等の耐熱樹脂にてフラ
ンジ付の円筒状に成形されたスプリング案内筒、３５は
この案内筒３４を介して流量調整弁２４をシール板３２
側へ押しつけるコイルスプリングである。

３６は案内筒３４の端面に形成された環状溝で、案内筒
３４と流量調整弁２４との接触面圧を大きくするもので
ある。

３７は第１ケース１の温水入口通路４の温水を矢印ａの
ごとく第１ケース１の温水出口通路６に直接バイパスさ
せるバイパス路で、第１ケース１と第２ケース２との間
に形成されて（・る。

３８はこのバイパス路３γを温水圧力に応じて開閉する
バイパス弁で、板状の金属スプリング材例えばステンレ
ス鋼より構成されており、温水圧力に応じて弾性変形し
てバイパス路３７の開度を調整するものであり、図示状
態は開弁状態を示す。

このバイパス弁３８は温水圧力が低いときは弁自身のス
プリング作用によって弁座３９，４０に着座して閉弁す
るようになって（・る。

この弁座３９，４０はそれぞれ第１ケース１、第２ケー
ス２に一体形成されている。

４１はこの弁座３９，４００間に形成された弁入口孔、
４２．４３は板状のバイパス弁３８の両端部を挾持する
弁支持部で、第２ケース２に一体形成されている。

４４は第１ケース１に一体形成された弁支持部で、第４
図では第１ケース１の弁支持部４４を片側しか図示して
ないが、第２ケースと同様にもう一方の弁支持部も第１
ケース１に一体形成されていることはもちろんである。

４５は扇形の板状の流量調整弁２４の側端面に接着等に
より固着されたシール材で、シリコンゴムのような耐熱
ゴムよりなる。

第３図において、このシール材４５が第２ケース２の弁
支持部４２゜４３に圧接するまで、流量調整弁２４が右
方向へ回動操作された位置が流量調整弁２４の最大暖房
位置であり、この最大暖房位置では流量調整弁２４自身
のシール材４５によってバイパス弁３８の弁入口孔４１
が閉塞されるようになっている。

４６は樹脂の一体成形品よりなるレバーで、第５図に詳
示するごとく突出ピン４６ａおよび押圧用突部４６ｂ力
！体に成形されている。

４７は第１ケース１と第２ケース２との間に形成された
室で、レバー４６を収納し保持するものである。

レバー４６の突出ピン４６ａは流量調整弁２４の側端面
（シール材４５の貼着された面とは反対側の側端面）に
一体形成された突部２４ａと対向する位置において、流
量調整弁２４のストッパー面４８より上方へ突出してい
る。

４８ａはこのストッパー面４８に設けた凹部で、流量調
整弁２４の突部２４ａが嵌合するものである。

レバー４６の突部４６ ｂ ハバイパス弁３８の下方の
対向位置に位置させである。

４９はレバー４６を回動可能に挾持する支持部で、レバ
ー４６０回動支点をなすものである。

５０はレバー４６の復帰用スプリングである。

次に、上記構成において作動を説明する。

第３図において、流量調整弁２４の左側端面がストッパ
ー面４８に当接している状態では、流量調整弁２４が第
２ケース２の温水出口通路１２を閉塞しているので、弁
全閉状態となり、暖房用放熱器１５への温水の供給が遮
断されて（・る。

また、同時に弁２４が上記全閉状態にあるときは、弁２
４の突部２４ａが２点鎖線位置まで移行し、レバー４６
の突出ピン４６をスプリング５０に抗して強制的に押し
下げる。

そのため、レバー４６が支持部４９を支点として回動し
、その突部４６ｂが２点鎖線位置まで上昇することによ
り、バイパス弁３８を弁座３９，４０に着座させ、バイ
パス路３γを温水圧力の如何にかかわらず強制的に閉塞
する。

この状態は夏期のごとく暖房装置を使用しない場合であ
り、暖房用温水配管Ｔには温水圧力の高低にかかわらず
温水が全く流れない。

従って、エンジン８の温水（冷却水）を全量ラジェータ
８ａに流すことができ、ラジェータ８ａにおける放熱量
を増加させて、エンジン冷却能力の向上を図ることがで
きる。

これにより、夏季の酷暑の気候条件下でのエンジンオー
バーヒートの原因を除去できる。

そして、上記の弁全閉状態から流量調整弁２４を第３図
の右方向へ回動させると、流量調整孔２７ａ、２７ｂ、
２８，２７ｃ、２７ａが順次第２ケース２の温水出口通
路１２と連通し、流量調整弁２４の回動角度が大きくな
るにつれて、暖房用放熱器１５への温水流量が増加する
。

これにより、暖房用放熱器１５における放熱量が調整さ
れて、吹出空気温度が調節される。

一方、温水の供給を行なうウォータポンプ１０は自動車
エンジン８によって駆動されるので、温水圧力は自動車
エンジン８０回転数変動とともに変動することになる。

従って、流量調整弁２４が所定の位置に回動操作されて
いても温水圧力の変動により温水流量の変動をきたすこ
とになるが、本発明装置にあっては、上記の温水圧力に
応じてバイパス弁３８が作動して、バイパス路３γの開
度を調整するので、温水圧力が上昇しても第１ケース１
の温水入口通路４の温水を圧力上昇に応じた量だけ温水
出口通路６に直接バイパスさせて、暖房用放熱器１５へ
の温水流量を設定流量に維持することができ、そのため
吹出空気温度を所期の設定温度に維持できる。

また、弁２４を第３図にて最大限右方の位置まで回動す
ると、最大の流量調整孔２γｄが温水入口通路４と全開
し、弁全開状態となる。

この状態では、最大流量の温水が暖房用放熱器１５に流
入し、最大暖房能力が発揮される。

この弁全開位置（最大暖房位置）では、弁２４の右側端
面のシール材４５が弁支持部４２，４３，４４に圧着し
て弁入口孔４１を閉塞する。

従って、この際もバイパス路３７は温水圧力の如何にか
かわらず、強制的に閉塞され、最大暖房能力の向上に貢
献できる。

なお、上述の実施例ではバイパス弁３８として平板形状
のものを用いたが、バイパス弁３８は断面Ｔ字型等の他
の形状にしてもよいことはもちろんである。

また、バイパス弁３８はそれ自身スプリング機能を有す
るものに限らず、・独立のスプリングを別部品として使
用するものでもよい。

また、レバー４６は樹脂の一体成形品に限らず金属製と
してよく、この場合突出ピン４６ａおよび突部４６ｂは
レバ一本体と別部品で形成した後レバ一本体と接合する
ような構造にしてもよい。

また、レバー４６の形状は対象とする弁構造に応じて種
々変形できることはいうまでもない。

また、流量調整弁２４自身をシール性に富む材質で成形
することができれば、シール材４５は不要にすることも
可能である。

また、シール材４５に相当するシール材を弁支持部４２
，４３，４４側に貼着するようにしてもよい。

また、上述の実施例では流量調整弁２４の全開位置にて
シール材４５によりバイパス路３７を閉塞するようにし
ているが、バイパス弁３８とレバー４６の位置を第３図
にて左右逆方向に置換すれば、流量調整弁２４の全閉位
置にてシール材４５（この場合は弁２４の左側端面に貼
着される）によりバイパス路３７を閉塞することができ
る。

このような実施態様は流量調整孔２γａｔ２７ｂｔ２７
ｃ、２７ａ、２８の配列を第３図の例と左右逆にしても
可能である。

以上述べたように本発明によれば、温水流量の調整域に
おいて温水圧力が変動してもバイパス弁３８の作動によ
って暖房用放熱器１５への温水流量を設定流量に維持す
ることができるので、流量調整弁２４を一旦回動操作す
れば、その回動位置に応じたヒータ吹出空気温度を温水
圧力の変動に影響されることなくそのまま維持できると
いう優れた効果がある。

しかも、流量調整弁２４自体の動きを利用して弁全開時
および弁全閉時にはバイパス路３７を閉じるようにして
いるから、冬期の最大暖房時および夏期の暖房装置非作
動時にはいずれもバイパス路３γへの温水の流れる停止
させて、最大暖房能力および夏期のエンジン冷却能力を
向上できるという効果が犬である。

更に、流量調整弁２４とバイパス弁３８をケース１，２
内に一体的に組み込み、かつバイパス路３７の閉塞も流
量調整弁２４自身の動きを利用して行なうようにしてい
るから、弁部分の構造が非常に小型簡潔となりコスト低
減を図ることができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の主要部の構成を断面図示する温水回
路図、第２図〜第５図は本発明の一実施例を示すもので
、第２図は主要部を断面図示する温水回路図であり、断
面部分は第３図のＢ−Ｂ断面を示す。 第３図は第２図のＡ−Ａ断面図、第４図は第２図および
第３図に示すバイパス弁３８部分の断面斜視図、第５図
は本発明に用いるレバー４６の斜視図である。 １・・・・・・第１ケース、２・・・・・・第２ケース
、４・・・・・・温水入口通路、５・・・・・・温水出
口通路、８・・・・・・温水源をなす自動車エンジン、
１２・・・・・・温水出口通路、１４・・・・・・温水
入口通路、１５・・・・・・暖房用放熱器、２３・・・
・・・空間、２４・・・・・・流量調整弁、２７ａ、２
７ｂ。 ２７ ｃ 、２７ ｄ ｔ ２８・・・・・・流量調整
孔、３γ・・・・・・バイパス路、３８・・・・・・バ
イパス弁、４６・・・・・・レバ０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 暖房用放熱器に供給される温水流量を調整して吹出
   空気温度を調整すると共に、温水圧力が所定圧以上にな
   ると前記暖房用放熱器のバイパス路を開路して温水の一
   部を直接温水源をなすエンジンに戻すようにした温水式
   暖房装置において、前記エンジンの温水吐出部に結合さ
   れる温水入口通路および前記エンジンの温水吸入部に結
   合される温水出口通路を有する第１ケースと、暖房用放
   熱器の入口部に結合される温水出口通路および暖房用放
   熱器の出口部に結合される温水入口通路を有する第２ケ
   ースと、この両ケースによって形成される空間内に回動
   可能に収納され温水の流れと直角方向に作動する板状の
   流量調整弁と、この板状の流量調整弁に開口され前記第
   １ケースの温水入口通路と前記第２ケースの温水出口通
   路との間の温水の流量を調整する流量調整孔と、前記第
   １ケースの温水入口通路の温水を、前記第１ケースの温
   水出口通路へ直接バイパスするバイパス路と、このバイ
   パス路を温水圧力に応じて開閉するバイパス弁とを具備
   し、前記第２ケースの温水入口通路と前記第１ケースの
   温水出口通路は常時連通しているとともに、前記流量調
   整弁の全閉位置および全開位置のいずれか一方では前記
   流量調整弁自身によってバイパス路が閉塞され、前記両
   位置の他方では前記流量調整弁によって駆動されるレバ
   ー機構を介して前記バイパス弁を閉弁させてバイパス路
   が閉塞されるように構成したことを特徴とする温水式暖
   房装置。