JPS6112461Y2 - - 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、切換過渡期に一方
の流路と他方の流路とが一時でも連通することを
避けなければならないことがある。

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）に於
て既に提案している。

上述の如き感温制御弁にあつては、一般に、弁
要素の駆動にサーモワツクスタイプの感温アクチ
ユエータが用いられる。例えば弁要素を前記一方
の流路を流れる冷却水の温度に応じて作動させた
い場合、感温制御弁はその感温アクチユエータが
前記一方の流路を流れる冷却水の温度の影響のみ
を受け、前記他方の流路を流れる冷却水の温度の
影響を受けないよう構成されていることが好まし
い。

本考案は上述の如き要望に応じて感温アクチユ
エータが温度制御上、必要な流体温度の影響のみ
を受けて作動するよう構成された感温制御弁を提
供することを目的としている。

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は三つの弁室６ａ，６ｂ，６ｃを郭定し、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とを連通する
弁ポート８を、また弁室６ａと６ｃとを連通する
もう一つの弁ポート９を各々郭定している。

弁ポート８は弁要素１０により開閉されるよう
になつている。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を閉じるようになつている。

弁ポート９は弁要素１２によつて開閉されるよ
うになつている。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を開くようになつている。

弁室６内には感温アクチユエータ１４が配置さ
れている。感温アクチユエータ１４は弁室６ｂ内
に位置する内部にワツクスの如き熱膨張性物質１
５を充填されたケース１６と、前記ケース１６に
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。感温アクチユエータ１４はそのニードル
ガイド１７の小径部にてスナツプリング２１によ
り弁要素１０を担持し、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駆動する駆動力
を生ずるようになつている。

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、第二のばね２
０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１
９より大きいばね力を有している。

感温アクチユエータ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弁室６ａと６
ｂ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。弁室６ｂを
流れる流体の温度が感温アクチユエータ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１６に下方へ向かう力が、またニードル１
８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１６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。従つてこの
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。

また、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
物質が凝固し、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。

弁ポート８が閉じられた後、弁室６ａを流れる
流体の温度が弁室６ｂを流れる流体の温度より低
くなる場合、感温アクチユエータ１４がその弁室
６ａを流れる流体の温度の影響を受けると、弁室
６ｂを流れる流体の温度が熱膨張性物質１５の溶
解温度以下に低下していないにも拘わらず、熱膨
張性物質が凝固して弁要素１２が弁ポート９を閉
じ、弁要素１０が弁ポート８が開くという誤動作
を生じることがある。

これに対し本考案による時には、弁要素１０が
ニードルガイド１７に取付けられているので、弁
要素１０により弁ポート８が閉じられている時に
は感温アクチユエータ１４のケース１６の全てが
弁室６ｂ内にあつて弁室６ａを流れる流体の流れ
中に曝されることがないから、感温アクチユエー
タ１４が弁室６ａを流れる流体の温度の影響を受
けることがなく、弁室６ｂを流れる冷却水の温度
に忠実に感応して作動し、これにより弁が誤作動
することが回避される。

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ツド３２と、前記燃焼室
の周壁を郭定するシリンダブロツク３３とを有し
ている。シリンダヘツド３２とシリンダブロツク
３３には各々ウオータジヤケツト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
らウオータジヤケツト内を冷却水が貫流するよう
になつている。

ウオータジヤケツト３４，３５の入口３６，３
７にはウオータポンプ４０，４１が接続されてお
り、該ウオータポンプにより冷却水が各ウオータ
ジヤケツト内へ供給されるようになつている。入
口３６，３７に供給された冷却水はウオータジヤ
ケツト３４，３５内を個別に貫流し、その間にシ
リンダヘツド３２及びシリンダブロツク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の流
入ポート６１，６２に接続されている。

制御弁６０は二つの流出ポート６３，６４を有
しており、このうち流出ポート６３は導管４４を
経てラジエータ４５の入口４６に接続されてい
る。ラジエータ４５の出口４７は導管４８，４９
を経てウオータポンプ４０に、また導管４８，５
０を経てウオータポンプ４１に各々接続されてい
る。制御弁６０のもう一つの流出ポート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６６ａ，６６ｂ
により区分された三つの弁室６７ａ，６７ｂ，６
７ｃを有しており、弁室６７ａには流入ポート６
１が、弁室６７ｂには流入ポート６２と流出ポー
ト６４が、弁室６７ｃには流出ポート６３が各々
開いている。隔壁６６ａには弁室６７ａと６７ｂ
とを連通する二つの連通ポート６９，７０が、ま
た隔壁６６ｂには弁室６７ａと６７ｃとを連通す
る連通ポート６８形成されている。連通ポート６
８と連通ポート６９、また流出ポート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６８，６９
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の流入ポート６１は第１図の
感温制御弁のポート２に、流入ポート６２はポー
ト３に、流出ポート６４はポート４に、流出ポー
ト６３はポート５に各々対応している。弁要素１
０は連通ポート６９の開閉を行なつて流入ポート
６１と流出ポート６４との連通を、また弁要素１
２は連通ポート６８の開閉を行なつて流入ポート
６１と流出ポート６３との連通を各々制御するよ
うになつている。感温アクチユエータ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、該水温が或る温度、例えば80℃以下の
ときには固相状態で、前記水温が80℃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つ
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
部に固定した枠体７２を有しており、この枠体７
２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
アクチユエータ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、
またワツ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８
０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と共働して流出ポ
ート６４を開閉するようになつている。

感温アクチユエータ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
が或る温度、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つている。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７
０を閉じ、弁要素８０を弁座部８３より引離して
流出ポート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に着座させて流出ポート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
を開くようになつている。

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。

先ず、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、連通ポート６８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と流出ポート６４
が開かれている。従つてこのときにはシリンダヘ
ツド３２のウオータジヤケツト３４を貫流してそ
の出口３８へ来た冷却水は導管４２を経て流入ポ
ート６１より弁室６７ａ内に入り、連通ポート６
９を経て弁室６７ｂへ流れる。またシリンダブロ
ツク３３のウオータジヤケツト３５を貫流してそ
の出口３９へ来た冷却水は導管４３を経て流入ポ
ート６２より弁室６７ｂに流入する。弁室６７ｂ
に流入したウオータジヤケツト３４と３５からの
冷却水は全て流出ポート６４より導管５１を経て
導管５０へ流れ、その一部はウオータポンプ４１
により入口３７よりウオータジヤケツト３５内に
戻され、また残りの冷却水は更に導管５０，４９
を経てウオータポンプ４０により入口３６よりウ
オータジヤケツト３４へ戻される。このようにエ
ンジン暖機中はウオータジヤケツト３４及び３５
を貫流する冷却水は全てラジエータ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を流れる際にウオータジヤケツ
ト３４を貫流した冷却水とウオータジヤケツト３
５を貫流した冷却水とが合流し、その後に冷却水
がウオータジヤケツト３４と３５に分配されるの
で、ウオータジヤケツト３４，３５とに流入する
冷却水の温度は実質的に同一になり、ウオータジ
ヤケツト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ツドとシ
リンダブロツ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℃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
チユエータ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より離れて連通ポート６８を開く。
尚、このときには感温アクチユエータ７５の熱膨
張性物質は固相状態のままであるので、弁要素７
３，８０は上述の如き暖機中に於ける状態を維持
する。従つてこのときにはウオータジヤケツト３
４を貫流して出口３８へ来た冷却水は導管４２を
経て流入ポート６１より弁室６７ａに流入し、流
出ポート６３より導管４４を経てラジエータ４５
の入口４６へ流れ、ラジエータ４５内を貫流す
る。この冷却水はラジエータ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
オータポンプ４０により入口３６よりウオータジ
ヤケツト３４内に戻される。またウオータジヤケ
ツト３５を貫通してそれの出口３９へ来た冷却水
は導管４３を経て流入ポート６２より弁室６７ｂ
内に流入し、流出ポート６４より導管５１，５０
を経てウオータポンプ４１により入口３７からウ
オータジヤケツト３５内に戻される。上述の如
く、このときにはウオータジヤケツト３４にはラ
ジエータを貫通して冷却された冷却水が貫流し、
これに対しウオータジヤケツト３５にはラジエー
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ツド３２はシリンダ
ブロツク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
じてから連通ポート６８を開くので、切換作動時
に、ウオータジヤケツト３５を貫流して弁室６７
ｂに流入した冷却水の一部が弁室６７ａに入り、
これに伴ないラジエータ４５内の低温の冷却水が
導管４８，５０を経てウオータポンプ４１により
ウオータジヤケツト３５に流入することが回避さ
れ、これによりこの時にウオータジヤケツト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。

この場合も連通ポート６９が閉じられている時
には感温アクチユエータ１４のケース１６は弁室
６７ａを流れる冷却水の流れ中に曝されることが
ないから、感温アクチユエータ１４は弁室６７ｂ
を流れる冷却水の温度に忠実に感応し、弁が誤作
動することがない。

ウオータジヤケツト３４を貫流する冷却水の温
度の上昇は抑制されるが、ウオータジヤケツト３
５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６７ｂ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、感温アクチユエータ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は流出ポート６４を
閉じるようになる。このときにはウオータジヤケ
ツト３５を貫流して弁室３７ｂ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６７ａ
を経て流出ポート６３へ至り、ラジエータ４５へ
向けて流れるようになる。このため、この時に
は、ウオータジヤケツト３５にもラジエータにて
冷却された冷却水が供給されるようになる。これ
によりウオータジヤケツト３５を流れる冷却水の
温度が下がり、シリンダブロツク３３が冷却され
る。この温度が或る程度下がると、感温アクチユ
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つて明らかであろう。

【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、１……弁座部、１２……弁
要素、１３……弁座部、１４……感温アクチユエ
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、１
９，２０……圧縮コイルばね、２１……スナツプ
リング、３１……エンジン、３２……シリンダヘ
ツド、３３……シリンダブロツク、３４，３５…
…ウオータジヤケツト、３６，３７……入口、３
８，３９……出口、４０，４１……ウオータポン
プ、４２〜４４……導管、４５……ラジエータ、
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……流入ポー
ト、６３，６４……流出ポート、６５……ケーシ
ング組立体、６６ａ，６６ｂ……隔壁、６７ａ〜
６７ｃ……弁室、６８〜７０……連通ポート、７
２……枠体、７３……弁要素、７４……弁座部、
７５……感温アクチユエータ、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
   とを連通する第一の弁ポート８及び前記第一の弁
   室６ａと前記第三の弁室６ｃとを連通する第二の
   弁ポート９を互に一つのの軸線に沿つて整列して
   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
   記軸線に沿つ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つ
   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、
   前記第一及び第二の弁要素を前記第一及び第二の
   ばねのばね力に抗して相反的に駆動する感温アク
   チユエータ１４とを有し、前記感温アクチユエー
   タは、前記第一の弁要素１０が前記第一の位置に
   あるとき全体が前記第一の弁要素より前記第二の
   弁室６ｂの側にあり且前記第一の弁要素に近い側
   に開口を有し内部に熱膨張性物質１５を充填され
   たカツプ状のケース１６と、前記ケースにその前
   記開口を閉じるべく係合され中心を通つて延在す
   る孔を有するニードルガイド１７と、前記ニード
   ルガイドの前記孔にピストン式に装着され前記熱
   膨張性物質の体積変化に伴い前記ニードルガイド
   の前記孔に案内されて移動するニードル１８とを
   含み、前記第一の弁要素１０は前記ニードルガイ
   ドの前記ケースの開口端を閉じる部分より前記第
   一の弁室６ａへ向けて前記ケース外へ突き出た突
   起部に装着されており、前記ニードルガイドの前
   記孔より突き出た前記ニードル１８の端部が前記
   第二の弁要素１２に係合していることを特徴とす
   る感温制御弁。