TW201600779A - 恆溫閥 - Google Patents

Abstract

本發明提供使閉閥時之漏水量盡可能地減少、並且藉由樹脂成型而實現整體之小型化、零件個數減少、輕量化之恆溫閥。 本發明之恆溫閥包括：本體外殼12，其具有圓環狀本體部、及透過複數個腳部而設置於其另一端面側之框架部，且利用合成樹脂材料一體成形為圓筒形狀；圓盤狀閥體20，其於軸線方向上進退自如地配置於該本體外殼之一端面側；彈簧軸承24，其保持該施力用彈簧機構22之閥體相反側，且藉由自本體外殼延伸設置之卡止臂30之前端鉤而卡止保持；以及熱元件40，其保持固定於設置在本體外殼之框架部之元件導件12c，且因應流體溫度使閥體向開閥方向動作。於本體外殼之一端面且與開口周緣部接近之部分，形成具有既定寬度之頂部之圓環狀之階部，且將其作為閥片部16。

Description

恆溫閥

本發明係關於一種恆溫閥，例如在汽車用引擎之冷卻系統中，將根據溫度及壓力對冷卻水量進行開閉控制之主閥及泄放閥一體化而成之恆溫閥。

於汽車用引擎之冷卻水通路上設置恆溫閥中，例如用於在引擎之剛起動後等，冷卻水溫度為低溫狀態時，用以將冷卻水與散熱器(radiator)側切斷，透過水泵而回流至引擎之水套，並且在引擎為高溫狀態時供給至散熱器側，進行冷卻後回流至引擎之恆溫閥。

作為此種恆溫閥，以往提出有各種構造之恆溫閥，例如專利文獻1所揭示，已知具有配置於引擎之水套之出口側且對冷卻水進行出口控制之構造。而且，該專利文獻1之恆溫閥以對於形成在本體框架之片閥部，將閥體自冷卻水流動之下游側朝向上游側進行閉閥動作之方式構成，藉此可簡化閥整體之構造，並且實現整體之小型化，且可提高閥性能。

這是因為，若閥體與上述相反，藉由自冷卻水流動之方向之上游側向下游側移動而進行閉閥動作，則開閥時與流體之流動或水壓逆行而進行閥體之開閥動作，從而必須構成框架、其他構造零件，而使得整體構造複雜化，亦無法避免大型化。進而，關於進行此種開閉動作之閥，亦存在閥體之移動中產生延遲等問題，但該問題可得到解決。

【先前技術文獻】

【專利文獻】

【專利文獻1】日本特開平6-229240號公報

然而，上述習知之恆溫閥中，不僅難以確實地獲得閥門閥體座落於本體框架之閥片部之閉閥時之閥之切斷性能，且具有無法實現整體構造之簡化、零件個數之減少、小型化、進而輕量化等問題。

即，上述習知構造中，因閥體與形成於外殼側之閥座(閥片部)以錐狀抵接，故減小接觸面積而無法說能夠確實進行密封，從而有導致密封性能降低等問題之虞。因此，此種恆溫閥中，難以使漏水量為零或使漏水量盡可能地減少。

進而，此種恆溫閥雖例如亦可用作由旋轉閥等之馬達進行驅動之冷卻控制閥之故障保護(fail safe)用之恆溫器，但在此利用中，一般而言，漏水量不僅要考慮單個恆溫器，在與主冷卻控制閥之組合中亦要加以考慮，因此需要在單個恆溫器中使上述漏水量盡可能地減少。因此，先前對恆溫閥要求整體構造之簡化，並且盡可能達成小型化。

本發明鑒於上述情況而完成，目的在於獲得具備泄放功能之恆溫閥，使閉閥時之漏水量盡可能地減少，並且將本體外殼藉由樹脂成型而一體化，且能夠達成整體構成之簡化、小型化、零件個數減少、輕量化。

為了實現上述目的，本發明(技術方案1記載之發明)之恆 溫閥之特徵在於包括：本體外殼，其具有於一端面之開口周緣部形成有閥片部之圓環狀本體部、及透過自其另一端面之外周緣向軸線方向延伸設置之複數個腳部而設置之框架部，整體藉由合成樹脂材料以呈圓筒形狀之方式一體成形；圓盤狀閥體，其於軸線方向上進退自如地配置於該本體外殼之一端面側，且選擇性地座落於上述閥片部；彈簧機構，其將該閥體於對上述閥片部座落之閉閥方向施力；彈簧軸承，其配置於該彈簧機構之閥體相反側之端部，且藉由自上述本體外殼延伸設置之卡止臂之前端鉤而卡止保持；以及熱元件，其保持固定於設置在上述本體外殼之框架部之元件導件，根據流體溫度使上述閥體向開閥方向動作；於上述本體外殼之一端面且與上述開口之周緣部接近之部分，形成具有既定寬度之頂部之圓環狀之階部，將該圓環狀階部之頂部作為可供上述閥體平面接觸之上述閥片部。

本發明(技術方案2記載之發明)之恆溫閥如技術方案1，其特徵在於：上述本體外殼藉由以在至少避開上述圓環狀階部之頂部之位置形成分模線之方式構成之模具構造而進行樹脂成型。

本發明(技術方案3記載之發明)之恆溫閥如技術方案1或技術方案2，其特徵在於：於上述本體外殼之圓盤狀本體部之一端面之外周緣部分設置有複數個突起部，且由該等突起部與上述卡止臂限制上述閥體之水平方向之移動之方式構成。

本發明(技術方案4記載之發明)之恆溫閥如技術方案3，其特徵在於：於上述突起部前端之內周側部分設置曲面或切割面。

本發明(技術方案5記載之發明)之恆溫閥如技術方案1至技術方案4中之任一項，其特徵在於：於上述閥體之中央部形成有與上 述熱元件之驅動端卡合之卡合部。

本發明(技術方案6記載之發明)之恆溫閥如技術方案1至技術方案5中之任一項，其特徵在於：將上述卡止臂之前端鉤以鉤面朝向前端而向內傾斜之方式形成。

如以上說明，根據本發明之恆溫閥，於樹脂製之本體外殼之圓盤狀本體部之一端面上，以沿開口之周緣之方式設置具有既定寬度之圓環狀之階部，且於其頂面部分形成供閥體面接觸之閥片部，因此，閥閉時能夠確保確實的平面密封之接觸面積，可提高密封性能，結果，能夠使漏水量為零或者使漏水量盡可能地減少。

進而，根據本發明，將本體外殼作為樹脂成型品，可容易成形為複雜的形狀，因而相比於習知構造，能夠減少整體之構成零件數，組裝亦變得容易，進而可提高輕量化。而且，根據本發明，因為是提升閥(poppet valve)式閥構造，故能夠充分獲得流量面積，結果可使裝置整體變小，從而可實現小型化。

而且，根據本發明之恆溫閥，亦可根據閥體與閥片部之關係而作為差壓閥發揮功能，例如當引擎在低溫時而達到高負荷時(高速旋轉而水泵轉數亦上升時)，能夠釋放過剩之壓力，因此亦具有不會使位於冷卻水迴路內之管路破裂之優點。

進而，根據本發明，為了確保密封性，於本體外殼之閥座側設置圓環狀之階部，將其頂部與閥體進行平面密封而可確保確實的接觸面積，因此即便閥體發生一些偏離亦可確實地進行密封。

尤其，根據本發明，在本體外殼之樹脂成型時，設為在避開圓環狀階部之頂部之位置(例如比圓環狀階部靠外周側之位置)形成分模線之模具構造，因此能夠實現：即便在樹脂成型時產生毛刺，亦不易對閥之密封面造成影響。由此，亦可不進行毛刺處理，因而可利用步驟˙製造時間減少來降低製造成本。而且，因分模線P不會在上述圓環狀部產生，故可確實地確保密封面。

進而，根據本發明，因將自本體外殼突出設置之卡止臂之前端鉤與彈簧軸承之卡合部分以錐狀而構成，故比起單純之卡止，能夠更不易脫落地構成，藉此可減小該卡止部分之卡合容限(engaging margin)，結果可使裝置整體小型化。

而且，一般而言，熱元件無法利用其外徑部(緊固部)進行固定，因而需要僅利用活塞前端與熱元件殼體部進行固定，熱元件等容易變得不穩定，但根據本發明，在閥體之與閥片部隔開之本體外殼之端部框架部上設置熱元件導件，能夠利用該部分來嵌合保持熱元件，從而可消除上述不穩定性。進而，根據本發明，可防止開閥過程中因引擎振動或急遽的壓力變動而閥變得不穩定，結果導致漏水的情況，進而可防止閥脫落或者活塞脫落，且可對周緣方向上之位置進行限制。

而且，根據本發明，因如上述般設置熱元件導件，故在流體通路內可將熱元件設置於容易感溫之位置。

進而，有時亦將此種習知恆溫閥用作由旋轉閥等之馬達進行驅動之冷卻控制閥之故障保護用之恆溫器，但若使用本發明之構造之閥，則亦可應對該情況。即，上述故障保護用恆溫器，一般關於漏水量，不僅 要考慮單個恆溫器，在與主冷卻控制閥之組合中亦要加以考慮，因此需要在單個恆溫器中使上述漏水量盡可能地減少，且要求小型化，但本發明構造中，能夠因應上述要求。

10‧‧‧恆溫閥

12‧‧‧本體外殼

12b‧‧‧腳部

12c‧‧‧框架部

14‧‧‧開口

16‧‧‧閥片部(閥座)

16a‧‧‧圓環狀階部

20‧‧‧閥體(閥門閥體)

20a‧‧‧卡合凹部(卡合部)

22‧‧‧線圈彈簧

24‧‧‧彈簧軸承

30‧‧‧卡止臂

32‧‧‧前端鉤

36‧‧‧突起部

40‧‧‧熱元件

42‧‧‧活塞

圖1表示本發明之恆溫閥之一實施形態，且係整體之概略立體圖。

圖2係圖1所示之恆溫閥之主要部分之縱剖側視圖。

圖3係自閥體附設側觀察圖1所示之恆溫閥所得之本體外殼之俯視圖。

圖4係說明將本發明之恆溫閥配置於流體配管中之情況之概略圖。

圖5(a)、(b)係本發明作為特徵之閥片部之放大圖及製造時之說明圖。

圖6係用以說明本發明之另一特徵部分即卡止臂之前端鉤之說明圖。

圖1至圖4表示本發明之恆溫閥之一實施形態。

該等圖中，整體由符號10表示之恆溫閥具備本體外殼12，該本體外殼12係利用圓環狀本體部、自其外周部向軸線方向延伸設置之4根腳部12b、及透過該等腳部而設置之端部框架部12c，以整體呈圓筒形狀之方式由合成樹脂材料而一體成型。

於該本體外殼12中之圓環狀本體部之一端面側，沿著開口14之周緣部分將成為閥座之閥片部16由具有既定寬度之頂部的圓環狀階部16a而形成。

20為構成恆溫閥10之淺碟圓盤狀閥體(閥門閥體)，該閥體20構成為相對於上述閥片部16進退自如地移動而座落。22為將該閥體 20以與閥片部16接觸的方式施力的線圈彈簧，在其閥體相反側設置著由環狀板構成之彈簧軸承24。

上述彈簧軸承24藉由於一對卡止臂30之前端設置鉤32而將周緣部之一部分卡止保持，由此得到組裝，上述一對卡止臂30自上述本體外殼12之圓環狀本體部之一側面外周緣部分豎立設置。此處，該鉤32之卡止彈簧軸承24之外周緣之一部分之卡止面如圖2、圖6等所示，由向內傾斜之錐面而形成。

根據此種錐狀之卡合部分，比起單純之卡止，可更不易脫落地構成，藉此可減小該卡止部分之卡合容限，結果可使裝置整體小型化。

圖1中36為在本體外殼12之圓盤狀本體部之一端面，突出設置在外周緣部分之複數個突起部，該等突起部36構成為對座落於上述閥片部16之閥體20之水平方向上之移動加以限制。

而且，於上述圓盤狀閥體20之中央部分形成有圖2中向上突出之突出部，且於其內側形成有作為與後述活塞之卡合部之卡合凹部20a。該卡合凹部20a與自後述熱元件40進退自如地突出之活塞42之前端部進行卡合，藉此對該圓盤狀閥體20之水平方向上之移動加以限制，從而發揮將該閥體20定位保持於所需位置之作用。進而，若採用此種構造，則亦具有閥體20之組裝作業極其容易進行之優點。

藉由上述突起部36或卡止臂30之基端部、進而與閥體20之卡合凹部20a吻合之活塞42，閥體20在朝向水平方向之移動受到限制之狀態下，保持為在軸線方向上能夠進退動作之狀態。

另外，作為上述水平方向之限制機構，不限定於上述突起部 36、卡合凹部20a，亦可僅為其中一個，而且只要為能夠利用上述以外之方法將閥體20保持為能夠進行進退動作者即可。例如即便設為由上述活塞42之驅動端與卡合凹部20a構成之卡合構造，只要為組裝性優異且可容許閥體20之進退動作之構造即可，就單純之卡合構造而言，當然亦可視情況而為鉚接等。

此處，於上述突起部36之前端之內周側部分，如圖1或圖3等所示，形成曲面或切割面36a。藉此，在組裝閥體20時能夠導引至既定位置。

40為包括感知流體溫度之感溫部40a之熱元件，嵌合併保持固定於設置在上述本體外殼12之框架部12c之元件導引部(該框架部12c內側之導引孔)。該熱元件40如周知般，包括流體溫度為既定溫度以上時進行進退動作之活塞42。該活塞42之前端卡合設置於凹陷設置在上述閥體20之中央部分之卡合凹部20a，在溫度上升時，在圖2中向上方移動，使閥體20抵抗線圈彈簧22之施力並上推，從而使恆溫閥進行開閥動作。

另外，上述實施形態中，將熱元件40之下端部壓入並嵌合保持於設置在上述本體外殼12之框架部12c之元件導引部，但關於上述固定方法，當然可採用各種手段。

根據本發明，上述構成之恆溫閥10構成為如下，即，利用圓盤狀本體部、透過腳部而設置之框架部12c等構成本體外殼12，進而以既定寬度形成作為閥座之圓環狀閥片部16，該圓環狀閥片部16用以將上述閥體20座落於圓盤狀本體部之一端面側，以與該頂部平面接觸之方式座落圓盤狀閥體20。

而且，根據此種構成，閥之切斷性能優異，且能夠使閉閥時之漏水量盡可能地減少。而且，上述構成中，即便閥體20向水平方向稍微產生偏離，與閥片部16之平面接觸亦得以維持，且密封性得以確保。

此處，上述構造中，在該圓盤狀本體部之一端面且避開開口14之周緣部分之位置，設置有其他零件之組裝用之卡止臂30或突起部36，這樣是為了能夠利用一個模具在如下狀態下成型，即，不會在成為閥片部16之圓環狀階部16a之頂部產生分模線P等，並且不會在該閥片部16上產生毛刺等。換言之，藉由將樹脂成型時之模具構造設為如下構成，即，模具與插入模具之分模線P位於避開上述圓環狀階部16a之頂部之位置，尤其向圓環狀階部16a之外周側偏離之位置，而能夠實現：即便在樹脂成型時產生毛刺，亦不易對閥之密封面造成影響。

即，根據本發明，由圖5(a)、(b)可清楚得知，構成為如下，即，使模具與插入模具之對準面(分模線P)位於上述本體外殼12之比形成於圓環狀本體部之一端面之圓環狀階部16a靠外周側之部分。另外，插入模具為用以形成上述圓環狀階部16a或開口14之內周面部14a等者，且構成為向本體外殼12之上側拔出模。而且，為如下構成，即，使本體外殼12之外周側部分成型之模具向橫向切割方向(圖中箭頭所示之拔出方向)拔出模，藉此使本體外殼12之外側部分成型。

另外，圖5(b)中P為形成於比圓環狀階部16a靠外周側附近之模具、插入模具之分模線，可清楚得知即便假如在該部分產生毛刺等，亦不會對上述圓環狀階部16a之頂部所產生之閥片部16有任何影響，當然，作為此種分模線P，只要為避開圓環狀階部16a之頂部之位置，則可 自由地形成於適當之位置。

根據以上構成之恆溫閥10，於樹脂製之本體外殼12之圓盤狀本體部之一端面上，以沿著開口之周緣之方式設置具有既定寬度之圓環狀之階部，且於其頂面部分形成供閥體面接觸之閥片部16，因此，閥閉時能夠確保確實的平面密封之接觸面積，且可提高密封性能，結果，能夠使漏水量為零或使漏水量盡可能地減少。

進而，使本體外殼作為樹脂成型品，可容易成形為複雜的形狀，因而相比於習知構造，能夠減少整體之構成零件數，組裝亦變得容易，進而可提高輕量化。尤其因為是提升閥式閥構造，故能夠充分獲得流量面積，結果可使裝置整體變小而可實現小型化。

而且，上述構造之恆溫閥10中，亦可根據閥體20與閥片部16之關係而作為差壓閥發揮功能。因此，例如當引擎在低溫時達到高負荷時(高速旋轉而水泵轉數亦上升時)，具有能夠釋放過剩之壓力之泄放功能。因此，不會使位於冷卻水迴路內之管路破裂。

而且，上述恆溫閥10中，因將熱元件導件12c設置於閥體20之與閥片部16之閥部分隔開之位置，因此能夠在流體通路內將熱元件40定位於容易感溫之位置。

另外，本發明之恆溫閥10如圖4所示，例如在設置於供冷卻水等流體流動之配管1、2之中途的旁路配管3之分支部，設置於該分支部之流體入口。而且，發揮如下作用：當流體溫度低時，將該分支部保持為閉閥狀態，維持配管1、2之流體之流動，另一方面，當流體溫度上升時，或者產生既定壓力以上之流體壓力時開閥，使流體向旁路配管3側流動。

而且，此時，使設置有熱元件40之下端部於上述流體配管1、2中相向，並且將閥之軸線方向沿流體之流動之方向而配置，使閥體20向流體流動之下游側移動，藉此在開閥之狀態下配置。

且說，雖然亦有時將此種恆溫閥10用作由旋轉閥等之馬達進行驅動之主冷卻控制閥之故障保護用之恆溫器，但若使用上述構造之閥，則可發揮能夠應對之效果。即，此種故障安全用恆溫器，一般而言關於漏水量，不僅要考慮單個恆溫器，在與主冷卻控制閥之組合中亦要加以考慮，因此需要在單個恆溫器中使上述漏水量盡可能地減少，且要求小型化，而本發明構造中，具有能夠因應上述小型化之要求之優點。

另外，本發明不限定於上述實施形態中所說明之構造，構成恆溫閥10之各部之形狀、構造等當然可進行適當變形、變更。而且，作為此種恆溫閥10之用途，亦可採用於供各種流體流動之通路。總之，只要為設置於各種流體通路內且根據流體溫度及流體壓力控制流體之流動之恆溫閥，則當然可加以應用且可發揮效果。

10‧‧‧恆溫閥

12‧‧‧本體外殼

12b‧‧‧腳部

12c‧‧‧框架部

20‧‧‧閥體(閥門閥體)

22‧‧‧線圈彈簧

24‧‧‧彈簧軸承

30‧‧‧卡止臂

32‧‧‧前端鉤

36‧‧‧突起部

36a‧‧‧切割面

40‧‧‧熱元件

40a‧‧‧感溫部

Claims (6)

1. 一種恆溫閥，其特徵在於，具備：本體外殼，其具有於一端面之開口周緣部形成有閥片部之圓環狀本體部、及透過自其另一端面之外周緣向軸線方向延伸設置之複數個腳部而設置之框架部，整體藉由合成樹脂材料以呈圓筒形狀之方式一體成形；圓盤狀閥體，其於軸線方向上進退自如地配置於該本體外殼之一端面側，且選擇性地座落於上述閥片部；彈簧機構，其將該閥體於對上述閥片部座落之閉閥方向施力；彈簧軸承，其配置於該彈簧機構之閥體相反側之端部，且藉由自上述本體外殼延伸設置之卡止臂之前端鉤而卡止保持；以及熱元件，其保持固定於設置在上述本體外殼之上述框架部之元件導件，且因應流體溫度使上述閥體向開閥方向動作，於上述本體外殼之一端面且與上述開口之周緣部接近之部分，形成具有既定寬度之頂部之圓環狀之階部，將該圓環狀階部之頂部作為可供上述閥體平面接觸之上述閥片部。
2. 如申請專利範圍第1項之恆溫閥，其中，上述本體外殼藉由以在至少避開上述圓環狀階部之頂部之位置形成分模線之方式構成之模具構造而進行樹脂成型。
3. 如申請專利範圍第1或2項之恆溫閥，其中，於上述本體外殼之圓盤狀本體部之一端面之外周緣部分設置有複數個突起部，且由該等突起部與上述卡止臂限制上述閥體之水平方向之移動之方式構成。
4. 如申請專利範圍第3項之恆溫閥，其中，於上述突起部前端之內周 側部分設置曲面或切割面。
5. 如申請專利範圍第1項之恆溫閥，其中，於上述閥體之中央部形成有與上述熱元件之驅動端卡合之卡合部。
6. 如申請專利範圍第3項之恆溫閥，其中，將上述卡止臂之前端鉤以鉤面朝向前端而向內傾斜之方式形成。