JPS61138818A - 内燃機関保護スイツチ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は内燃機関の保護のための圧力補正された温度
スイッチ装置に関するものである。

従来の技術 大半の自動車用内燃機関は、内燃機関内および内燃機関
に隣接して流体導管を有する冷却装置と、冷却流体が流
れる熱交換器とを備えている。

過熱に対して内燃機関を保護するために、もし内燃機関
の温度が過度になれば、運転者に聞こえたり見ることが
できる警報装置が作動されるべきである。

内燃機関の保護の１つの主な要件は、冷却装置内の冷却
流体が液体の形で実質的に残らねばならず、沸騰するの
が許されるべきではない。

冷却流体の沸騰点は流体の組成にもとづくと共に、冷却
装置内の冷却流体に作用される圧力にもとづいている。

発明が解決しようとする問題点 内燃機関の冷却装置は、冷却流体が冷却装置に導入され
る通路を圧力キャップが閉鎖する閉鎖装置が普通である
。圧力キャップは冷却装置内の予定された作動圧力を維
持するよう設計されている。冷却装置内の予定された作
動圧力が常に正確に維持できれば、内燃機関の保護に関
して包含される問題は十分減少される。もし予定された
作動圧力が冷却装置内に常に維持されれば、内燃機関の
温度の監視は内燃機関の保瞠のための主要な要件である
。しかし乍ら、実際には、冷却装置内の圧力′は適宜に
有効的に制御できない。これは圧力キャップが圧力許容
範囲をもっているのが慣習的であることにもとついてい
る。才だ、古くなった圧力キャップは冷却装置内に維持
される作動圧力の変化を許している。更に、古い冷却装
置は漏洩を受けるよう増大するようになる。

多くの内燃機関保護装置は内燃機関の温度だけを感知し
、温度警報状態は冷却装置内の予期される作動圧力にも
とづいて達成される。この様な装置において、温度警報
装置は温度状態が警報装置を理由のないときに附勢した
り、或は内燃機関が損傷状態を受けるときに警報装置が
附勢されなかったりする。

予期される以下の作動圧力を維持する冷却装置は、危険
信号が作動するよう設計される以下の温度にて冷却流体
が沸騰することを許している。この様な状態のもとで、
冷却流体が沸騰して、冷却装置から冷却流体がなくなっ
て警報信号が附勢されなくなるようになる。

この様な理由のために、過熱に対して内燃機関を保護す
るよう設計された装置は有効的でなＧ）。

問題点を解決するための手段 従って、過熱に対して内燃機関を適切に保護するために
内燃機関の冷却装置内の温度と圧力の両者を検知するの
が必要なことが理解される。

この発明の目的は、スイッチ装置が冷却装置内の流体の
温度と圧力の両方とを検知して流体の温度と圧力の両方
の関数として作動する内燃機関の保護のためのスイッチ
装置を提供することにある。

この発明の別の目的は、冷却装置内の特別な流体の温度
と圧力の両方の関数として作動および補償できるスイッ
チ装置を提供することにある。

この発明の他の目的は、比較的寿命が長く且つ比較的安
価に製造できるスイッチ装置を提供することにある。

この発明のその他の目的と利点は以下の詳細な説明から
明らかな様に部材の構成とその組合せ、製造方法および
作動方法にある。

実施例 第１図は、内燃機関の冷却装置の流体導管１６の壁１２
に取付けられたときのこの発明のスイッチ装置１０を示
している。流体導管１３は壁１２によって取囲才れた通
路１４を形成しており、中に冷却流体を包含している。

冷却流体は流体導管１３を経て、内燃機関を通り、図示
しない熱交換器を通って流れる。

スイッチ装置１０は壁１２にねじ着されたハウジング２
０を有する。ハウジンク２０の一端部にはプラスチック
材や同様な材料等の非導電性材料の支持部材２６が固着
されている。支持部材２６には導電性の接触部材６４が
図示の様にねじ着されている。

ハウジング２０は通路１４内にある端部２０ａを有して
いる。端部２０ａは、ハウジンク２０内に延びていて通
路１４とハウジンク２０の内部との間の液体連通を設け
る開口４０を有する。

へロー５０はハウジンク２０内に位置していてハウジン
グ２０の長手方向に延びている。ベロー５０は、第３図
に示される様に断面が細長く図示されてハウシング２０
の端部２（ｌａの開口４０に固着された電球端部５０ａ
を有する。端部２Ｄａはベロー５０をハウジング２０に
固着しており１通路１４とハウジング２０の内部との間
の液体の流れを許している。

電球端部５０ａに対向したベロー５０の端部は、管状ス
テム６０が取付けられた強固なパネル５６を有する。管
状ステム６０はそれから延びる係合部材６４により閉じ
られる。管状ステム６０は支持部材２６内を軸方向に滑
動可能になっている。ベロー５０内の正常状態下にて、
管状ステム６０は係合部材６４が第１図に示される様に
接触部材３４から隔てられるように配置されている。ベ
ロー５０とパネル５６と管状ステム６０と係合部材６４
は導電性材料である。

接触部材３４に増刊けられた導電体７０は支持部材２６
から延ひている。才だ、支持部拐２６を通って延びる導
電体７６は、ベロー５０に沿って延びていて抵抗が温度
によって十分に変わるサーミスタ８６オたは他の電気装
置に接続された導電体８０に接続されている。サーミス
タ８６はベロー５０の電球端部５０ａの突部５０ｂに取
付けられている。

冷却流体は通路１４を経て流れ、幾らかの冷却流体は開
口４０を通ってハウジンク２０内に流れ、ベロー５０を
囲んでいる。ベロー５０は排気されて蒸発可能な液体で
部分充填される。

ベロー５０内の蒸発可能な流体は、通路１４内の冷却流
体と同一の化学式を大体有した溶液、すなわち約５０％
のグリフールと５０％の水の溶液が好適である。ベロー
５０は排気され、管状ステム６０から充填され、係合部
材６４がベロー５０を閉鎖している。

ハウジング２０は導電性材料でつくられ、第１図に示さ
れる様に壁１２にしつかり固着される。壁１２は導電性
材料で、以下に検討される様に電気回路のパ接地”接続
として働く。

通路１４を通って流れる冷却流体の一部は開口４０を通
ってハウジング２０内に流れ、ベロー５０を取囲んでい
る。冷却流体は、内燃機関の運転の間内燃機関を通って
冷却流体が流れるときに加熱される。冷却流体の沸点は
内燃機関冷却装置内の冷却流体の圧力に直接関連してい
る。冷却流体の圧力が高ければ、冷却流体が蒸発才たは
沸騰する温度が太きい。

通路１４内にある圧力は、ハウジンク２ｏ内にあってベ
ロー５０の外部に作用されると同じ圧力である。へロー
５０の外部に作用される圧力は長さ方向の膨張に対して
ベロー５０を抑制するようなす。ハウシンク２０内の冷
却流体はベロー５０を介してベロー５０内の液体に熱を
伝える。ベロー５０内の液体の温度が十分なときに、ベ
ロー５０内の液体は蒸発才たは沸騰してベロー５０内に
圧力を作用してベロー５０を長手方向に膨張するように
ベロー５０を圧迫する。ベロー５０内の液体の温度が十
分に増大すれば、ベロー５０内の蒸気圧力はへロー５０
の外部に冷却流体によって作用される圧力に対して膨張
するようベロー５０を圧迫する。へロー５０が膨張する
ときに、管状ステム６０と係合部材６４は接触部材３４
に向って動かされる。

へロー５０の長さ方向の膨張が十分てあれば、係合部材
６４は接触部材３４と係合し、電気回路が導電体７０を
介して図示しない警報装置へと達成される。警報装置へ
の電気回路を設けるために、警報装置は”接地″に、更
に壁２０に、且つハウジンク２０に電気接続され、才た
へロー５０を介して係合部材６４に電気的に接続される
。

従って、ベロー５０における外部圧力はへロー５０内の
液体の蒸気の圧力によって補償される。説明した様に、
ベロー５０内の液体は、通路１４を通って流れる冷却流
体と同一圧力である。従って、ベロー５０内の液体は、
へロー５０の外部の冷却流体と同一温度と圧力下で蒸発
する。従つ°て、へロー５０の外面に作用される冷却流
体の圧力および温度は、へロー５０内の温度および圧力
状態にベロー５０内の液体の応答によって正確に補償さ
れる。ベロー５０の外部の液体乃至蒸気圧力に関するベ
ロー５０内の蒸気圧力が十分であるときに、ベロー５０
は、電気回路の一部を達成するよう接触部材３４と係合
部材６４を接触すべく動かすようベロー５０が膨張する
。図示される様に、接触部材３４は電気回路が閉路され
る温度の調節のためにねじ調節可能である。

もしエンジン冷却装置に漏れがあったり或は何等かの別
の理山で冷却装置の液体がなかったりすれば、エンジン
の作動で壁１２の加熱の原因となる。壁１２の熱は電球
端部５０ａを介してベロー５０に伝達される。ベロー５
０内の液体は従って加熱されて蒸発され、ベロー５０を
膨張するよう押圧する。この様に作用したときに、係合
部材６４は接触部材３４と係合し、警報装置は上に検討
した具合に附勢される。

エンジンの運転者により監視てきる図示しない温度指示
装置は図示しない手段によって導電体７６に接続される
。図示される様に、導電体７６は導電体８０を介してサ
ーミスタ８６に接続される。サーミスタ８６の電気抵抗
はサーミスタ８６の温度によって十分変わる。従って、
サーミスタ８６は指示装置が一部をなす電気回路を作動
するときに、指示装置は通路１４内の冷却流の温度乃至
は壁１２の温度を指示する。

第５．６．７図はこの発明のスイッチ装置の別の実施例
を示している。

第５図はこの発明のスイッチ装置１１０を示。

し、内燃機関の冷却装置の流体導管１１３の壁１１２に
取付けられている。流体導管１１３は、壁１１２により
取囲まれていて内燃機関および図示しない熱交換器を経
て流れる冷却流体を内に包含する通路１１４を形成して
いる。第５図に示される様に、ハウジング１２０の右手
部に取付けられた支持部材１２６はプラスチック材料や
同等のもの＼様な非導電性材料である。支持部材１２６
内には導電性の接触部材１６４がある。

支持部材１２６と反対側に、ハウジング１２０は通路１
１４内にある端部１２０ａを有する。ハウジング１２０
の端部１２０ａは、／Ｘウジング１２０内に延びる開口
１４０を有する。ハウジンク１２０の端部１２０ａ内に
は強固な保持リング１４２があって端部１２０ａ内のエ
ラストマーのダイヤフラム１４４を固着している。細長
いベロー１５０はハウジング１２０内に配置されている
。ベロー１５０は、横断寸法が細長くなっていてハウジ
ング１２０の端部１２０内に固着された第７図に明示さ
れるむくの端部１５０ａを有する。第７図に示されるよ
うに５図では実際に端部１２０ａは細長く、流体は端部
１２０ａとハウジング１２０の内壁との間を流れること
ができる。

ベロー１５０の端部１５０ａ内には溝１５２がある。溝
１５２内には、温度によって抵抗法たは電圧が相当に変
わるサーミスタ１５４や他の電気装置がある。サーミス
タ１５４はエラスＩ・マの保持リンク１５６によって溝
１５２内に保持される。導電体１５８はサーミスタ１５
４に取付けられ、ベロー１５０に沿って延びていて接続
端子１６０に接続されている。才た、サーミスタ１５４
は、導電性材料であるベロー１５０の端部１５０ａに電
気的に接続されている。ベロー１５０の端部１５０＆が
接合される／１ウジンク１２０も才た導電性材料である
。従って、内燃機関の電気装置へのサーミスタ１５４の
゛接地″接続ハべ口−１５０とハウジンク１２０を介し
て達成される。

通路１６４はベロー１５０の端部１５０ａを通ってベロ
ー１５０内に延びている。制限された量の流体が通路１
６４を通ってへロー１５０に供給される。好適には、ベ
ロー１５０に供給される液体は、導管通路や内燃機関の
全冷却装置内の液体の組成と同一組成を大体有している
。

液体が通路１６４を通ってへロー１５０内に供給される
ときに、通路１６４は通路１６４内に挿入される閉鎖部
材１６６によって閉鎖される。

ベロー１５０は端部ｊ５０ａと反対側に移動可能な端部
１５０ｂを有する。端部１５０ｂはベロー１５０の膨張
収縮によって動くようできる。移動可能な端部１５０ｂ
はステム１７０に取付けられている。ベロー１５０の膨
張と端部１５０ｂの作動によって、ステム１７０は支持
部材１２６の開口１７２内を軸方向に滑動できる。ステ
ム１２０は導電性材料である。支持部材１２６の開口１
７２内には固定の電気接触部材１７６がある。電気接触
部材１７６に取付けられていて支持部材１２６から導電
体１８０が延びている。

ハウジング１２０内にあってダイヤフラム１４４により
囲才れた液体１８４は良好な熱伝動媒体で、゛圧縮可能
で、良好な誘電特性を有している。液体１８４はベロー
１５０を囲んでいる。

ハウジング１２０は導電性材料でつくられ、第５図に示
される様に壁１１２にしっかり取付けられている。壁１
１２は導電性材料で、この発明のスイッチ装置が関連し
た内燃機関の電気装置の“接地″接続として作用する。

通路１１４を通って流れる冷却流体の一部は開口１４０
を通ってハウジンク内に流れ、タイヤフラム１４４と係
合する。冷却装置と通路１１４内の冷却流体の圧力はタ
イヤフラム１４４を介して、ハウジンク１２０内のベロ
ー１５０を取囲む液体１８４に伝達される。

冷却流体は、内燃機関の作動の際に内燃機関を通って冷
却流体が流れるときに加熱される。

通路１１４内の冷却流体はハウジンク１２０の端部１２
０と、壁１１２を介してハウジング　。

１２０に直接に熱を伝達する。熱はそこで液体１８４を
介してベロー１５０に、且つベロー１５０を介してベロ
ー１５０内の液体に伝達される。通路１１４内を流れる
液体の温度は、ベロー１５０内の液体における温度と実
際に同一である。もし通路１１４内の液体の温度は液体
が沸騰または蒸発する値に達すれば、ベロー１５０内の
液体の温度はベロー１５０内の液体を蒸発するようにな
す。ベロー１５０内の液体が蒸発才たは沸屈してベロー
１５０内に圧力を作用してベロー１５０を長手方向に膨
張するように圧迫する。もしベロー１５０内の液体の温
度が十分上がれば、ベロー１５０内の蒸気圧力は、ベロ
ー１５０を取囲む液体１８４により作用される圧力に対
して膨張するようベロー１５０を圧迫する。冷却装置内
の流体の沸点は内燃機関内の冷却流体に作用される圧力
に直接関連している。もし冷却流体の圧力が高ければ、
冷却流体が蒸発または沸騰する温度は高い。

通路１１４内における圧力が、ハウジング１２０の端部
１２０ａ内のダイヤフラム１４４に作用される圧力と同
じである。ダイヤフラム１４４に作用される圧力は、ハ
ウジンク１２０を満たしべｏ−１５０を取囲む液体に伝
達される。従って、通路１１４内の冷却流体の圧力はダ
イヤフラム１４４を介してハウジング１２０内の液体１
８４に伝達される。ハウジング１２０内の液体１８４の
圧力はベロー１５０の外部に作用される。ベロー１５０
の外部に作用された圧力はへロー＋ＳＯを長手方向の膨
張に対して抑制するようになす。へロー１５０が膨張す
るときに、ベロー１５０がハウシンク１２０を完全に満
たす液体１８４内にあってベロー１５０の膨張が第６図
に示される様に液体１８４がダイヤフラム１４４を外方
に押圧するようなすことにもとづいてへロー＋ＳＯは容
積を増大する。才だ、ベロー１５０が長手方向に膨張す
るときに、ステム１７０は接触部材１７６に向って動か
される。もしベロー１５０が長手方向に十分に膨張すれ
ば、ステム１７０は接触部材１７６と係合し、電気回路
が導電体１８０を介して図示しない警報装置に達成され
る。

もし内燃機関冷却装置に漏れがあったり或は他の理由で
冷却装置が内燃機関を適切な温度に維持する十分な量の
冷却流体を有しないならば、内燃機関の作動は壁１１２
の過熱を生じる。壁１１２の熱はベロー１５０を介して
液体１８４からへロー１５０に伝達される。へロー１５
０内の液体は従って加熱されて蒸発し、へロー１５０を
膨張圧迫する。この様な作用が起るときに、ステム１７
０は第６図に示される様に接触部材１７６と係合し、警
報装置が上に検討した様な具合に附勢される。

冷却装置と通路１１４内の圧力はダイヤフラム１４４を
介して、ハウジング１２０内にある液体１８４に伝達さ
れる。ハウジング１２０内の液体１８４の圧力はベロー
１５０の膨張に対向する。従って、ステム１７０が接触
部材１７６と係合するようベロー１５０が十分膨張する
ために、ベロー１５０内の圧力は冷却装置内の液体の圧
力が高くなるときに高くならなければならない。ベロー
１５０内の流体の圧力はベロー１５０内の流体の温度に
もとづいている。上述した様に、ベロー１５０内の流体
の温度は冷却装置内の液体の温度乃至は壁１１２の温度
と実質的に同じである。

従って、警報装置を作動するようステム１７０が接触部
材１７６と係合する多数の圧力温度状態があることが理
解されよう。各警報装置作動位置は冷却装置の液体の与
えられた温度圧力状態に直接関連している。

警報状態に対する内燃機関の運転者による適切な応答は
冷却流体の損失の回避と、内燃機関に対する損傷の回避
にもとづく。

内燃機関の運転者により監視てきる図示しない温度指示
装置は図示しない手段によって導電体１６０に接続され
る。図示される様に、導電体１６０はサーミスタ１５４
に接続される。サーミスタ１５４の電気抵抗はサーミス
タ１５４の温度によって和尚に変わる。従って、／’１
ウシング１２０内の液体１８４と接触するサーミスタ１
５４の作用を介して、サーミスタ１５４に接続された温
度指示器は通路１１４内の冷却流体の温度乃至は壁１１
２の温度を常に表示する。

従って、概略的には、この発明のスイッチ装置が設けら
れる冷却装置内に流体が有るか無いか、有害な温度状態
が実際に在るききゃ有害な温度状態が在るときにだけ内
燃機関に有害な温度状態が在ることを指示するようこの
発明のスイッチ装置が自動的に作動する。

【図面の簡単な説明】

第１図はスイッチ装置を不作動状態で示す内燃機関の冷
却装置に関連してスイッチ装置が取付けられたこの発明
のスイッチ装置の側断面図、第２図はスイッチ装置を作
動状態で示す第１図と同様な（Ｉ１１断面図、第３図は
第２図の３−６線における断面図、第４図は第１図の４
−４線に沿った立面図、第５図は内燃機関の冷却装置に
関連して取付けられたこの発明のスイッチ装置の別の実
施例を不作動状態に示す第１図と同様゛　　な側断面図
、第６図はスイッチ装置を作動状態で示す第５図の実施
例の側断面図、第７図は第６図の７−７線における断面
図である。図中、１０．１１０＝スイツチ装置、１２，
１１２　：壁、１３゜１１３二流体導管、１４，１１４
；通路、２０゜１２０：ハウジンク、２ｏａ　、　１２
０ａ：端部、２６゜１２６＝支持部材、３４，１３４：
接触部材、４０：開口、５０，１５０：ベロー、５ｏａ
　：電球端部、５０ｂ：突部、５６：パ２、ル、６０：
管状ステム、６４：係合部材、７０，７６．８０，１８
０　：導電体、８６，１５４　：サーミスタ、１４２．
＋５６：保持リング、１４４：ダイヤフラム、１５０ａ
、１５０ｂ：端部、１６０：接続端子、１６４：通路、
１７０：ステム、１７６：電気接触部材、１８４：液体
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、空所と開口が設けられ該開口が冷却装置および空所
   間の連通をなしているハウジング、ハウジングの空所内
   にあつて空所内の圧力を受けるようになつた可動部分を
   有する圧力応答装置、電気接触部材、圧力応答装置の可
   動部分の動きによつて電気接触部材の動きのために圧力
   応答装置の可動部分に電気接触部材を取付ける装置、電
   気接触部材に隣接し圧力応答装置の可動部分の動きにて
   電気接触部材により係合自在な電気係合部材、冷却流体
   により加熱され圧力応答装置の可動部分の作動のために
   圧力応答装置の可動部分に内部圧力を作用するよう蒸発
   可能な液体を備え、圧力応答装置の可動部分を動かす圧
   力応答装置内の蒸気圧力によつて電気係合部材と係合す
   べく電気接触部材が移動できるようになつたことを特徴
   とする冷却流体が流れる流体通路を有する内燃機関の冷
   却装置に内燃機関保護監視装置の作動のために取付けら
   れるようになつた内燃機関保護スイッチ装置。 ２、危険な状態として考えられる冷却装置内の温度と圧
   力状態の大きさを達成し、温度を検知すると共に冷却装
   置内の冷却流体の圧力を検知し、冷却流体の圧力および
   温度状態が危険状態として考えられる大きさになつたと
   きに警報装置を附勢することから成ることを特徴とする
   冷却流体が流れる冷却装置が設けられた内燃機関を保護
   する方法。