JPS6021593Y2 - 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に、その一つ
の流路を一方の流路より遮断した後他方の流路に接続し
、この切換過渡期に一方の流路と他方の流路とが一時的
にでも互いに連通してこの両流路間に流体が多量に流れ
ることが避けられるのが好ましいことがある。

本願出願人と同一の出願人は、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
作動を行なう感温制御弁を実願昭５６−２０４８３号（
実開昭５７−１３２８６６号）及び実願昭５６−６２０
５１号（実開昭５７−１７４８６９号）にて既に提案し
ている。

上述の如き感温制御弁にあっては、切換過渡時に一方の
流路と他方の流路とが一時でも連通ずることがなく、こ
の両流路間に流体が流れることを完全に回避できるが、
しかし、この切換過渡時に前記一つの流路がいずれの流
路にも接続されず、その一つの流路を流れる流体の流れ
が完全に停止され、これによってその流体の温度や圧力
が変化する等の種々の不具合を生じることがある。

本考案は上述の如き不具合に鑑み、切換過渡時に二つの
切換流路間に流体が多量に流れることを阻止しつつこの
切換過渡時に於て流体の流れが停止することを回避すべ
く改良された感温制御弁を提供するものである。

以下に添付の図面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は三つの弁室６ａ、６ｂ、６ｃを郭定腰弁室６ａ
に連通するポート２と、弁室６ｂに連通するポート３及
び４と弁室６Ｃに連通するポート５とを有している。

弁ハウジング内には枠体７が固定されており、該枠体は
弁室６ａと６ｂとを連通ずる弁ポート８を、また弁室６
ａと６０とを連通ずるもう一つの弁ポート９を各々郭定
している。

弁ポート８は盤状の弁要素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。

弁要素１０は弁座部１１に当接する部分にシール部材１
０ａを有している。

弁ポート９は盤状の弁要素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は弁室６ｂ内に位置する内部の
ワックスの如き熱膨張性物質１５を充填されたケース１
６と、前記ケース１６に該ケースの弁室６ａの側の開口
を閉じるべく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はそのニードルガイド１７にて
スナップリング２１により弁要素１０を固定的に担持し
、またニードル１８の先端にて弁要素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各々駆動
する駆動力を生ずるようになっている。

ケース１６はその一部にて枠体７に猛威された案内孔７
ａに遊嵌合し、枠体７に案内されて図にて上下に移動す
るようになっている。

また弁要素１２には筒状の案内要素２２が取付けられて
おり、この案内要素２２はその一部にて枠体７に猛威さ
れた案内孔７ｂに遊嵌合し、該枠体に案内された図にて
上下に移動することにより弁要素１２の移動を案内する
ようになっている。

弁要素１２はは弁室６ａと６ｃとを連通ずるバイパスポ
ート２３が設けられている。

このバイパスポート２３は弁要素１２に穿設された小孔
により構成され、その通路断面積は弁ポート９のそれに
比して非常に小さくなっている。

ニードルガイド１７にはスナップリング２４によっても
う一つの盤状の弁要素２５が固定的に取付けられている
。

弁要素２５は前記弁要素１０が前記上昇位置にあるとき
には弁要素１２に当接してバイパスポート２３を閉じ、
前記弁要素１０が前記上昇位置より少しでも降下したと
きには弁要素１２より離れてバイパスポート２３を開く
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との間にはもう一つの圧縮コイ
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
付勢するばね力を生じ、圧縮コイルばねばね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が同相を呈
している時には、図示されている如く、弁要素１０は上
昇位置に、また弁要素１２は下降位置にあり、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弁
室６ａと６ｂとが連通し、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。

尚、この時にはバイパスポート２３は弁要素２５によっ
て閉じられ、弁室６ａは弁室６ｃより完全に遮断されて
いる。

弁室６ｂ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より強いばね力を有す
る圧縮コイルばね２０により弁座部１３に押し付けられ
ているため、この時には先ずケース１６が弁要素１０及
び２５と共に圧縮コイルばね１９のばね力に抗してニー
ドル１８に対し降下する。

これにより弁要素２５は弁要素１０が降下すると同時に
弁要素１２より離れ、バイパスポート２３を開くように
なる。

そしてケース１６の降下により弁要素１０は弁座部１１
に着座し、弁ポート８を閉じるようになる。

これにより弁室６ａと６ｂとが遮断され、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、これを弁座部１３より引離して
弁ポート９を開くようになる。

従ってこの時には弁室６ａと６ｃとが連通し、ポート２
はポート５に接続されるようになる。

上述の如き切換過渡時に於て、弁要素１０によって弁ポ
ート１１が閉じられ、その後弁要素１２が弁座部１３よ
り離れて弁ポート９を開くまでの間、弁室６ａが弁室６
ｂと弁室６Ｃの両方に弁ポートを経ては連通しない状態
が短い時間ではあるが生じることがある。

この時には既にバイパスポート２３が開いているから、
弁室６ａはそのバイパスポート２３を経て弁室６Ｃに連
通し、これにより弁室６ａに於ける流体の流れがとぎれ
ることがない。

バイパスポート２３が開いて弁要素１０により弁ポート
８が閉じられるまでの間、弁室６ｂと６０とがバイパス
ポート２３及び弁室６ａを経て連通ずる状態になるが、
バイパスポート２３はその通路断面積が非常に小さくさ
れているから、実害が生じるほどその弁室６ｂと６０と
の間で流体が流れることはない。

弁室６ｂ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、熱膨張性物質が凝固眩光ず弁要
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。

この切換時に於ても弁ポート８が完全に開くまではバイ
パスポート２３が開いているから、この切換過渡時に弁
要素１０及び１２によって弁ポート８及び９が共に閉じ
られた状態が生じても弁室６ａの流体の流れがとぎれる
ことがない。

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
ンダヘッド３２と、前記燃焼室の周壁を郭定するシリン
ダブロック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及び４４を経て共にラ
ジェータ４５の入口４６に接続され、また導管４２゜４
３及び５１を経て共に制御弁６０の流入ポート６４ａに
接続されている。

制御弁６０は流入ポー）６４ａ以外にもう一つの流入ポ
ート６３ａと二つの流出ポート６１ａｔ６２ａを有して
おり、このうち流入ポート６３ａは導管４８を経てラジ
ェータ４５の出口４７に、流入ポート６１ａは導管４９
を経てウォータポンプ４０に、流入ポート６°２ａは導
管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は三つの弁室６７ａ。６７ｂ、６
７ｃを有しており、弁室６７ａには流出ポート６１ａが
、弁室６７ｂには流出ポート６２ａと流入ポート６４ａ
が、弁室６７ｃには流入ポート６３ａが各々開いている
。

ケーシング組立体６５には第１図に示された惑温制御弁
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。

尚、ケーシング組立体６５の弁室６７ａは第１図に示さ
れた感温弁の弁室６ａに、以下同じく弁室６７ｂは弁室
６ｂに、弁室６７ｃは弁室６ｃに、また流出ポート６１
ａはポート２に、流出ポート６２ａはポート３に、流入
ポート６４ａはポート４に、流入ポート６３ａはポート
５に各々対応している。

感温アクチュエータ１４の熱熱膨張性物質は弁室６７ｂ
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８
０℃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
と共働して弁ポート７０を開閉する弁座部７４を有して
いる。

弁要素７３は弁ポート７０を開閉することにより弁室６
７ａと６７ｂとの連通と遮断を行なう。

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６７ｂ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おり、該
軸部材は盤状の弁要素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
８０と共働して流入ポート６４ａ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６７ｂ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
９５℃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に着座させて弁ポート７０を閉
じ、また弁要素８０を弁座部８３より引離して流入ポー
）６４ａ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８ｏを弁座部８３に着座させて流入ポート６
４ａを閉じ、弁要素７３を弁座部７４より引離して弁ポ
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
℃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。

即ち弁ポート９が弁要素１２により、また弁ポート７０
が弁要素７３により各々閉じられ、弁ポート８と流入ポ
ート６４ａ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を貫流してその出口３８へ来た冷却水とシリ
ンダブロック３３のウォータジャケット３５を質流して
その出口３９へ来た冷却水は共に導管５１を経て流入ポ
ー）６４ａより弁室６７ｂに入り、その一部は流出ポー
ト６２ａより導管５０を経てウォータポンプ４１に至り
、該ウォータポンプによりウォータジャケット３５内に
供給される。

また弁室６７ｂに流入した残りの冷却水は弁ポート８を
経て弁室６７ａに入り、流出ポート６１ａより導管４９
を経てウォータポンプ４０に至り、該ウォータポンプに
よりウォータジャケット３４に再供給される。

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
ち主に導管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
．３５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弁室６７ｂを流れる冷却
水の温度が８０℃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１５が溶解腰これが体積膨
張することにより先ず弁要素１０が弁座部１１に着座し
て弁ポート８を閉じ、この弁ポート８が完全に閉じられ
てから弁要素１２が弁座部１３より離れて弁ポート９を
開く。

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
述の如き暖機中の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、制御弁６５の弁室６７Ｃ１弁ポ
ート９、弁室６７ａ及び導管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を貫流してそれの出口３９
へ来た冷却水は導管５１、制御弁６５の弁室６７ｂ１導
管５０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、感温制御弁は弁ポート８を閉じてから弁ポ
ート９を開くので、切換時に弁ポート８と９とが共に閉
じる状態が短時間ではあるが生じることがある。

このときにはバイパスポート２３が開いていてラジェー
タ４５の冷却水が弁室６７Ｃより弁室６７ａへ少量では
あるが成る確実に制御された流量にて流れるから、この
ときにウォータジャケット３４の冷却水の流れが完全に
止まることがなく、該冷却水の温度が一時的に高温なる
ことが回避される。

またこの時に於て弁ポート８が完全に閉じられるまでバ
イパスポート２３より弁室６７ａに流入したラジェータ
４５よりの冷却水が弁室６７ｂに流入し、この冷却水が
ウォータジャケット３５へ流れる可能性があるが、この
様な冷却水の流れが生じたとしてもそれは極く少量であ
るから、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大きく低下することはない。

以後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の流れる
冷却水はこれ以降も上昇し続ける。

これにより弁室６７ｂを流れる冷却水の温度は引続き上
昇する。

これにより弁室６７ｂを流れる冷却水の水温が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て体積膨張することにより弁要
素７３は弁ポート７０を開き、また前記水温が非常に高
いときには弁要素８０は流入ポート６４ａを閉じるよう
になる。

このときにはラジェータ４５より弁室６７ｃに流入した
冷却水の一部が弁ポート７０を経て弁室６７ｂへ至り、
これよりウォータポンプ４１を流れるため、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が冷却される。

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吊ツク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、６ａ〜６ｃ・・・・・・弁室、７・・・・・・枠体
、８，９・・・・・・弁ポート、１０・・・・・・弁要
素、１１・・・・・・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、１
８・・・・・・ニードル、１９，２０・・・・・・圧縮
コイルばね、２１・・・・・・スナップリング、２２・
・・・・・案内要素、２３・・・・・・バイパスポート
、２４・・・・・・スナップリング、２５・・・・・・
弁要素、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、３６．３
７・・・・・・入口、３８，３９・・・・・・出口、４
０，４１・・・・・・ウォータポンプ、４２〜４４・・
・・・・導管、４５・・・・・・ラジェータ、４６・・
・・・・入口、４７・・・・・・出口、４８〜５１・・
・・・・導管、６０・・・・・・制御弁、６１ａ、６２
ａ・・・・・・流出ポート、６３ａ、６４ａ・・・・・
・流入ポート、６５・・・・・・ケーシング組立体、６
７ａ〜６７ｃ・・・・・・弁室、７０・・・・・・弁ボ
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、第二及び第三の弁室６ａ、６ｂ、６ｃを郭定し前
   記第一の弁室６ａと前記第二の弁室６ｂとを連通ずる第
   一の弁ポート８及び前記第一の弁室と前記第三の弁室６
   Ｃとを連通ずる第二の弁ポート９を互いに一つの軸線に
   沿って整列して有する弁ハウジング１と、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
   の弁ポートを開く第二の弁要素１２と、前記第一の弁室
   と前記第三の弁室とを比較的小さい所定の通路断面積に
   て連通ずるバイパスポート２３と、前記第一の弁要素に
   駆動連結され該第−の弁要素が前記第一の位置にあると
   き前記バイパスポートを閉じ前記第一の弁要素が前記第
   一の位置より前記第一の方向へ変位しているとき前記バ
   イパスポートを開く第三の弁要素２５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の間に作用し前記第二の
   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
   伸長して前記第−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と前記第
   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とを有していることを特徴とする感温制御
   弁。