JPS6021592Y2 - 感温制御弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は感温制御弁に係り、更に詳細にはエンジン冷却
系に於て冷却水路の切換え等に用いられる感温制御弁に
係る。

エンジンの冷却水路の如き流路の切換えに於て、一つの
流路を二つの流路の間に切換接続する場合、その一つの
流路を一方の流路より完全に遮断した後他方の流路に接
続し、切換過渡時に互に切換えられる一方の流路と他方
の流路とが互に連通ずることのないような切換が行われ
ることが好ましい場合がある。

本考案は、流路を流れる流体の温度に応じて一つの流路
を一方の流路より完全に切り離した後、その流路を他方
の流路に接続するというシーケンス作動を確実に行なう
感温制御弁を構造簡単にしてしかも確実な作動を行なう
弁として提供せんとするものである。

以下に添付の図を参照して本考案を実施例について詳細
に説明する。

第１図は本考案による感温制御弁の一つの実施例を示し
ている。

図に於て、１は弁ハウジングを示しており、該弁ハウジ
ング１は四つのポート２． ３． ４． ５とこれらポ
ートを互に連通ずる弁室６とを有している。

弁室６内には枠体７が固定されており、該枠体はポート
２と４との間に弁ポート８を、またポート２と５との間
にもう一つの弁ポート９を各々郭定している。

弁ポート８は弁要素１０により開閉されるようになって
いる。

弁要素１０は図示されている如き上昇位置にある時には
環状の弁座部１１より離れて弁ポート８を開き、前記上
昇位置より降下して弁座部１１に当接する降下位置にあ
る時には弁ポート８を閉じるようになっている。

弁ポート９は弁要素１２によって開閉されるようになっ
ている。

弁要素１２は図示されている如き降下位置にある時には
弁座部１３に当接して弁ポート９を閉じ、前記降下位置
より上昇して弁座部１３より離れた上昇位置にある時に
は弁ポート９を開くようになっている。

弁室６内には感温アクチュエータ１４が配置されている
。

感温アクチュエータ１４は内部にワックスの如き熱膨張
性物質１５を封入されたケース１６と、前記ケースに固
定されたニードルガイド１７と、前記ニードルガイドに
支持され熱膨張性物質１５の熱膨張によりケース１６に
対し図にて上方へ移動するニードル１８とを含んでいる
。

感温アクチュエータ１４はそのケース１６にて弁要素１
０を担持し、またニードル１８にて弁要素１２に係合し
、熱膨張性物質１５が熱膨張した際には弁要素１０を図
にて下方へ、また弁要素１２を図にて上方へ向けて駆動
する駆動力を生ずるようになっている。

弁要素１０と枠体７との間には圧縮コイルばね１９が、
また弁要素１２と枠体７との間にはもう１つの圧縮コイ
ルばね２０が各々取付けられている。

圧縮コイルばね１９は弁要素１０を図にて上方へ向けて
付勢するはね力を生じ、第二の圧縮コイルばね２０は弁
要素１２を下方へ向けて付勢するばね力を生じ、該圧縮
コイルばね２０は圧縮コイルばね１９より大きいばね力
を有している。

感温アクチュエータ１４の熱膨張性物質１５が固相を呈
している時には、図示されている如く、弁要素１０はそ
の上昇位置に、また弁要素１２はその降下位置にあり、
弁ポート８が開かれて弁ポート９が閉じられていること
によりポート２はポート３及び４に接続され、ポート５
より遮断されている。

弁室６内を流れる流体の温度が感温アクチュエータ１４
の熱膨張性物質１５の融点より高くなると、その熱膨張
性物質が溶解して体積膨張を起こすことによりケース１
６に下方へ向かう力が、またニードル１８に上方へ向か
う力が生じる。

弁要素１２は圧縮コイルばね１９より強いばね力を持つ
圧縮コイルばね２０により弁座部１３に押し付けられて
いるため、先ずケース１６が弁要素１０と共に圧縮コイ
ルばね１９のばね力に抗してニードル１８に対し降下し
、弁要素１０を弁座部１１に当接させて弁ポート８を閉
じるようになる。

これによりポート２とポート３及び４との連通が遮断さ
れる。

弁要素１０が弁座部１１に当接すると、ケース１６はそ
れ以上降下できないため、次にニードル１８がケース１
６に対し上昇し、弁要素１２を圧縮コイルばね２０のば
ね力に抗して上昇させ、それを弁座部１３より引離して
弁ポート９を開くようになる。

従ってこの時にはポート２はポート５に接続されるよう
になる。

また、弁室６内を流れる流体の温度が熱膨張性物質１５
の溶解温度以下に低下すると、先ず弁要素１２が圧縮コ
イルばね２０のばね力により降下して弁座部１３に当接
し、弁ポート９を閉じ、次にケース１６及び弁要素１０
が圧縮コイルばね１９のばね力により押し上げられ、弁
要素１０が弁座部１１より離れて弁ポート８を開くよう
になる。

第２図は本考案による感温制御弁をエンジンの二系統式
冷却装置に組込んだ実施例を示している。

第２図に於て、３１はエンジンを示しており、このエン
ジン３１は、主に各気筒の燃焼室の頭部を郭定するシリ
ダヘッド３２と、前記燃焼室の周壁を郭定するシリンタ
ブロック３３とを有している。

シリンダヘッド３２とシリンダブロック３３には各々ウ
ォータジャケット３４．３５が互に個別に独立した態様
にて設けられており、これらウォータジャケット内を冷
却水が貫流するようになっている。

ウォータジャケット３４，３５の入口３６，３７にはウ
ォータポンプ４０，４１が接続されており、該ウォータ
ポンプにより冷却水が各ウォータジャケット内へ供給さ
れるようになっている。

入口３６．３７に供給された冷却水はウォータジャケッ
ト３４．３５内を個別に貫流し、その間にシリンダヘッ
ド３２及びシリンダブロック３３の冷却を行ない、出口
３８．３９へ至る。

出口３８゜３９は導管４２，４３を経て各々制御弁６０
の入口ポート６１．６２に接続されている。

制御弁６０は二つの出口ポート６３．６４を有しており
、このうち出口ポート６３は導管４４を経てラジェータ
４５の入口４６に接続されている。

ラジェータ４５の出口４７は導管４８，４９を経てウォ
ータポンプ４０に、また導管４Ｂ、５０を経てウォータ
ポンプ４１に各々接続されている。

制御弁６０のもう一つの出口ポート６４は導管５１を経
て導管５０の途中に接続されている。

また、導管４３と５１とは途中に車内暖房用のヒータコ
ア５２を有する導管５３により互いに接続されている。

導管５３の途中には開閉弁５４が設けられている。

制御弁６０はケーシング組立体６５を有している。

ケーシング組立体６５は隔壁６６により区分された二つ
の弁室６７．６８を有しており、弁室６７には入口ポー
ト６１と出口ポート６３が開いており、弁室６８には入
口ポート６２と出口ポート６４が開いている。

隔壁６６には弁室６７と６８とを連通ずる二つの連通ポ
ー）６９．７０が形成されている。

出口ポート６３と連通ポート６９、また出口ポート６４
と連通ポート７０とは各々同一軸線上に設けられている
。

ケーシング組立体６５の連通ポート６９の部分には第１
図に示された感温制御弁と実質的に同一の感温制御弁が
組込まれている。

この感温制御弁について第１図に対応する部分は第１図
に付した符号と同一の符号により示されている。

ケーシング組立体６５の入口ポート６１は第１図の感温
制御弁のポート２に、入口ポート６２はポート３に、出
口ポート６４はポート４に、出口ポート６３はポート５
に各々対応している。

弁要素１０は連通ポート６９の開閉を行なって入口ポー
ト６１と出口ポート６４との連通を、また弁要素１２は
入口ポート６４と出口ポート６３との連通を各々制御す
るようになっている。

感温アクチュエータ１４の熱熱膨張性物質は弁室６８内
を流れる冷却水の水温に感応し、該水温が成る温度、例
えば８０℃以下のときには固相状態で、前記水温が８０
°Ｃを越えて上昇したときには溶解して体積膨張するよ
うになっている。

またケーシング組立体６５の連通ポート７０の部分には
もう一つの感温制御弁が組込まれている。

この感温制御弁はケーシング組立体６５の内部に固定さ
れた枠体７２を有しており、この枠体７２は弁要素７３
と共働して連通ポート７０を開閉する弁座部７４を有し
ている。

弁要素７３は感温アクチュエータ７５のケース７６に取
付けられている。

ケース７６は弁室６８内にあり、このケース内にはニー
ドル７７の一端が進入しており、またワックスの如き熱
膨張性物質が封入されている。

ニードル７７はその他端にて枠体７２に固定されている
。

ケース７６には軸部材７９の一端が固定されている。

軸部材７９は円盤状の弁要素８０を支持している。

弁要素８０はケーシング組立体６５に形成された弁座部
８３と共働して出口ポート６４を開閉するようになって
いる。

感温アクチュエータ７５の熱膨張性物質は弁室６８内を
流れる冷却水の水温に感応し、該水温が成る温度、例え
ば９５℃以下のときには固相状態を呈し、前記水温が９
５℃を越えて上昇したとき溶解して体積膨張するように
なっている。

熱膨張性物質が固相状態であるときには、ケース７６は
弁要素７３を弁座部７４に着座させて連通ポート７０を
閉じ、弁要素８０を弁座部８３より引離して出口ポート
６４を開き、これに対し熱膨張性物質が溶解して体積膨
張したときには、ケース７６はニードル７７に対し圧縮
コイルばね８５のばね力に抗して図にて下方に変位し、
弁要素８０を弁座部８３に着座させて出口ポート６４を
閉じ、弁要素７３を弁座部７４より引離して連通ポート
７０を開くようになっている。

次に上述の如き構成からなる冷却装置の作用について説
明する。

まず、エンジン暖機中、即ち全ての冷却水の温度が８０
°Ｃ以下のときについて説明する。

このときには制御弁６０の各弁要素は図示されている如
き状態にある。

即ち、出口ポート６３が弁要素１２により、また連通ポ
ート７０が弁要素７３により各々閉じられ、連通ポート
６９と出口ポート６４が開かれている。

従ってこのときにはシリンダヘッド３２のウォータジャ
ケット３４を貫通してその出口３８へ来た冷却水は導管
４２を経て入口ポート６１より弁室６７内に入り、連通
ポート６９を経て弁室６８へ流れる。

またシリンダブロック３３のウォータジャケット３５を
貫流してその出口３９へ来た冷却水は導管４３を経て入
口ポート６２より弁室６８に流入する。

弁室６８に流入したウォータジャケット３４と３５から
の冷却水は全て出口ポート６４より導管５１を経て導管
５０へ流れ、その一部はウォータポンプ４１により入口
３７よりウォータジャケット３５内に戻され、また残り
の冷却水は更に導管５０．４９を経てウォータポンプ４
０により入口３６よりウォータジャケット３４へ戻され
る。

このようにエンジン暖機中はウォータジャケット３４及
び３５を貫流する冷却水は全てラジェータ４５へは流れ
ず、一部共通の通路を経て循環し、その共通の通路、即
ち導管５１を流れる際にウォータジャケット３４を貫流
した冷却水とウォータジャケット３５を貫流した冷却水
とが合流し、その後に冷却水がウォータジャケット３４
と３５に分配されるので、ウォータジャケット３４．３
５とに流入する冷却水の温度は実質的に同一になり、ウ
ォータジャケット３５を貫流する冷却水の温度の上昇が
遅れることがなく、エンジンはシリンダヘッドとシリン
ダブロックとが同様に冷却される従来型のエンジンの暖
機速度と同じ速度にて暖機される。

次にエンジンの暖機が完了して冷却水の温度が８０°Ｃ
を越えて上昇したときについて説明する。

冷却水の水温が８０℃を越えて上昇すると、感温アクチ
ュエータ１４の熱膨張性物質が溶解し、これが体積膨張
することにより先ず弁要素１０が弁座部１１に着座して
連通ポート６９を閉じ、この連通ポート６９が完全に閉
じられてから弁要素１２が弁座部１３より離れて出口ポ
ート６３が開かれる。

尚、このときには感温アクチュエータ７５の熱膨張性物
質は固相状態のままであるので、弁要素７３．８０は上
述の如き暖機中に於ける状態を維持する。

従ってこのときにはウォータジャケット３４を貫流して
出口３８へ来た冷却水は導管４２を経て入口ポート６１
より弁室６７に流入し、出口ポート６３より導管４４を
経てラジェータ４５の入口４６へ流れ、ラジェータ４５
内を貫流する。

この冷却水はラジェータ４５を貫流する際に冷却され、
出口４７より導管４８．４９を経てウォータポンプ４０
により入口３６よりウォータジャケット３４内に戻され
る。

またウォータジャケット３５を貫通してそれの出口３９
へ来た冷却水は導管４３を経て入口ポート６２より弁室
６８内に流入し、出口ポート６４より導管５１，５Ｇを
経てウォータポンプ４１により入口３７からウォータジ
ャケット３５内に戻される。

上述の如く、このときにはウォータジャケット３４には
ラジェータを通過して冷却された冷却水が貫流し、これ
に対しウォータジャケット３５にはラジェータ４５を通
過しない、即ち冷却されていない冷却水が貫流するため
シリンダヘッド３２はシリンダブロック３３に比して強
力に冷却される。

上述の如く、感温制御弁は連通ポート６９を閉じてから
出口ポート６３を開くので、切換作動時に、ウォータジ
ャケット３５を貫流して弁室６８に流入した冷却水の一
部が弁室６７に入り、これに伴ないラジェータ４５内の
低温の冷却水が導管４８．５０を経てウォータポンプ４
１によりウォータジャケット３５に流入することが回避
され、これによりこの時にウォータジャケット３５を貫
流する冷却水の温度が一時的に低下することが回避され
る。

ウォータジャケット３４を貫流する冷却水の温度の上昇
は抑制されるが、ウォータジャケット３５を流れる冷却
水はこれ以降も上昇し続ける。

これにより弁室６８を流れる冷却水は引続き上昇する。

この冷却水の水温が９５℃を越えて上昇するようになる
と、感温アクチュエータ７５の熱膨張性物質が溶解した
体積膨張することにより弁要素７３は連通ポート７０を
開き、また前記水温が非常に高いときには弁要素８０は
出口ポート６４を閉じるようになる。

このときにはウォータジャケット３５を貫流して弁室６
８に流入した冷却水の少なくとも一部が連通ポート７０
、弁室６７を経て出口ポート６３へ至り、ラジェータ４
５へ向けて流れるようになる。

このため、この時には、ウォータジャケット３５にもラ
ジェータにて冷却された冷却水が供給されるようになる
。

これによりウォータジャケット３５を流れる冷却水の温
度が下がり、シリンダブロック３３に冷却される。

この温度が成る程度下がると、感温アクチュエータ７５
の熱膨張性物質が再び凝固して固相状態となるため、暖
機完了直後の状態と同じ状態に戻り、また温度が上ると
、上述の如き状態となり、以後これが繰り返される。

これによりシリンダブロック３３の温度が所定温度に保
たれる。

以上に於ては本考案を特定の実施例について詳細に説明
したが、本考案はこれに限られるものではなく、本考案
の範囲内にて種々の実施例が可能であることは当業者に
とって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による感温制御弁の一つの実施例を示す
縦断面図、第２図は本考案による感温制御弁が組込まれ
たエンジンの二系統式冷却装置を示す概略構成図である
。 １・・・・・・弁ハウジング、２〜５・・・・・・ポー
ト、６・・・・・・弁室、７・・・・・・枠体、８，９
・・・・・・弁ポート、１０・・・・・・弁要素、１・
・・・・・弁座部、１２・・・・・・弁要素、１３・・
・・・・弁座部、１４・・・・・・感温アクチュエータ
、１５・・・・・・熱膨張性物質、１６・・・・・・ケ
ース、１７・・・・・・ニードルガイド、１８・・・・
・・ニードル、１９．２０・・・・・・圧縮コイルばね
、３１・・・・・・エンジン、３２・・・・・・シリン
ダヘッド、３３・・・・・・シリンダブロック、３４．
３５・・・・・・ウォータジャケット、３６．３７・・
・・・・入口、３８．３９・・・・・・出口、４０，４
１・・・・・・ウォータポンプ、４２〜４４・・・・・
・４’ｔ、４５・・・・・・ラジェータ、４６・・・・
・・入口、４７・・・・・・出口、４８〜５１・・・・
・・導管、５２・・・・・・ヒータ、５３・・・・・・
導管、５４・・・・・・開閉弁、６０・・・・・・制御
弁、６１，６２・・・・・・入口ボート、６３，６４・
・・・・・出口ポート、６５・・・・・・ケーシング組
立体、６６・・・・・・隔壁、６７．６８・・・・・・
弁室、６９．７０・・・・・・連通ポート、７２・・・
・・・枠体、７３・・・・・・弁要素、７４・・・・・
・弁座部、７５・・・・・・感温アクチュエータ、７６
・・・・・・ケース、７７・・・・・・ニードル、７９
・・・・・・軸部材、８０・・・・・・弁要素、８３・
・・・・・弁座部、８５・・・・・・圧縮コイルばね。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 第一、第二及び第三のポート２． ３． ５を有する弁
   室６を郭定し且前記弁室を前記第一のポート２を含む第
   一の室部と前記第二のポート３を含む第二の室部とに分
   ける第一の弁ポート８を備えた隔壁と前記弁室を前記第
   一の室部と前記第三のポートを含む第三の室部とに分け
   る第二の弁ポート９を備えた隔壁とを有する弁ハウジン
   グ１を有し、前記第一の弁ポートと前記第二の弁ポート
   とは互に一つの軸線に沿って整列しており、更に第一の
   位置にあるとき前記第一の弁ポートを開き前記第一の位
   置より前記軸線に沿って第一の方向へ変位した第二の位
   置にあるとき前記第一の弁ポートを閉じる第一の弁要素
   １０と、第三の位置にあるとき前記第二の弁ポートを閉
   じ前記第三の位置より前記軸線に沿って前記第一の方向
   と反対の第二の方向へ変位した第四の位置にあるとき前
   記第二の弁ボートを開く第二の弁要素１２と、前記第一
   の弁要素を前記第二の方向へ付勢する第一のばね１９と
   、前記第一のばねより大きいばね力を有し前記第二の弁
   要素を前記第一の方向へ付勢する第二のばね２０と、前
   記第一の弁要素と前記第二の弁要素との間に作用し前記
   弁室内を流れる流体の温度に感応し該温度の上昇に伴い
   伸張して前記第−及び第二の弁要素に対し前記第一の弁
   要素を前記第一の方向へまた前記第二の弁要素を前記第
   二の方向へ相反的に駆動する駆動力を及ぼす感温アクチ
   ュエータ１４とを有することを特徴とする感温制御弁。