TWI826674B - 恆溫器裝置 - Google Patents

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西村哲弥
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日商日本恆溫器股份有限公司
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Abstract

本發明係提供一種恆溫器裝置，係能降低收容於外殼內的熱敏動作單元與框體支撐部所致之通水抵抗，且能減輕流通路內中之壓力損失。熱敏動作單元具備：控制閥，係基於熱敏元件2a中的熱膨脹體的膨脹、收縮而對外殼3內的流通路予以開閉；彈簧構件，係對關閉控制閥的方向予以彈壓；以及彈簧承受框體2g，係承受彈簧構件的端部；彈簧承受框體係卡止於已形成於外殼的流通路內的框體支撐部3i，藉此熱敏動作單元2組入至外殼內。框體支撐部3i中之冷卻水的流動的上流側配置有整流部3j，前述整流部3j係使冷卻水的朝向框體支撐部與彈簧承受框體的流路迂迴，藉此阻止冷卻水之水流的衝突。

Description

恆溫器裝置
本發明係關於一種控制冷卻水溫度的恆溫器裝置，前述恆溫器裝置係配置在例如使冷卻水於汽車等的內燃機(以下亦稱為引擎)與散熱器(radiator)之間進行循環的循環流路內。
恆溫器裝置具備：熱敏元件(thermo element)，係內建有用於感測流動於引擎與散熱器之間的循環流路內的冷卻水之溫度變化而進行膨脹、收縮的熱膨脹體(蠟(wax))，藉由伴隨前述熱膨脹體的膨脹、收縮的體積變化而進行控制閥(閥體)的開閉，從而發揮功能俾使冷卻水保持預定的溫度。
亦即，包含內建有熱膨脹體的熱敏元件與控制閥的熱敏動作單元係收容於外殼內，例如配置於引擎的冷卻水路的入口側。而且，在冷卻水溫度低的狀況下控制閥為關閉，冷卻水不經由散熱器而是經由旁路(bypass)通路而被循環。
另外在冷卻水溫度升高的情況下，冷卻水藉由控制閥打開從而通過散熱器而循環。藉此，使通過作為引擎內的冷卻水路的水套(water jacket)內的冷卻水的溫度以控制在所需要的狀態的方式運作。
在這種的恆溫器裝置中，過去已經提出了各種改進和建議，本案申請人也提出了將具備有熱敏元件與控制閥的熱敏動作單元與檢測冷卻水的溫度的溫度感測器一起收容於外殼內的恆溫器裝置，前述恆溫器裝置例如係揭示於日本特開2011-179480號公報。
根據前述恆溫器裝置，外殼內的溫度感測器能高精度地感測流入引擎的冷卻水的溫度，藉由利用這樣的溫度資訊能有助於進一步改善引擎的燃料消費率。
另外，由於溫度感測器在已形成於外殼的支撐管內係採用可於軸方向裝卸來進行安裝的構成，因此能藉由將溫度感測器於軸方向進行稍微拉拔的操作而使密封解開。從而亦能具備可達成冷卻水往循環流路內的充填時中之排氣的功能、以及進行冷卻水交換時中之用於從前述循環流路抽出冷卻水之排水活栓(drain cock)的功能等的實用的功效。
但是，在前述恆溫器裝置中，將包含熱敏元件與控制閥的熱敏動作單元裝設於外殼內時，需要用於將控制閥彈壓於閉閥狀態的螺旋彈簧與用於承受前述螺旋彈簧的端部的彈簧承受框體等的構件。
其中，尤其是由於彈簧承受框體與支撐前述彈簧承受框體而形成於外殼內的框體支撐部的面以正交於外殼內的冷卻水的流路的方式配置，故成為阻礙於外殼內的冷卻水的流動。
這會使冷卻水發生亂流以及停滯，從而使流通路內中之壓力損失變大。因此，會導致包含必須使配置於循環流路內的供水幫浦大型化等的使成本上升的其他問題的產生。
本發明係著眼於前述問題點而研發，主要目的為提供一種恆溫器裝置，能降低因前述彈簧承受框體與用於支撐前述彈簧承受框體而形成於外殼內之框體支撐部等所產生的通水抵抗，且能減輕流通路內中之壓力損失。
為了回應這樣的目的而完成之本發明的恆溫器裝置係配置在使冷卻水於內燃機與散熱器之間進行循環的循環流路內，且將供給至內燃機的冷卻水溫度予以控制的熱敏動作單元收容於外殼內；前述熱敏動作單元具備：熱敏元件，係內建有用於反應冷卻水的溫度而進行膨脹、收縮的熱膨脹體；控制閥，係基於前述熱敏元件中的熱膨脹體的膨脹、收縮而對前述外殼內的流通路予以開閉；彈簧構件，係對關閉前述控制閥的方向予以彈壓；以及彈簧承受框體，係承受前述彈簧構件的端部；形成於前述彈簧承受框體的卡止部係卡止於已形成於前述外殼的流通路內的框體支撐部，藉此成為前述熱敏動作單元組入至前述外殼內的構成；前述框體支撐部中之冷卻水的流動的上流側係配置有整流部，前述整流部係使冷卻水的朝向前述框體支撐部與前述彈簧承受框體的流路迂迴，藉此阻止冷卻水之水流對前述框體支撐部與前述彈簧承受框體的衝突。
此情形下，較佳為前述整流部係以沿前述外殼的流通路內突出的方式配置，並且前述整流部係以中央部位於冷卻水的流動的上流側且兩側比前述中央部還要位於冷卻水的流動的下流側的方式構成。
另外，前述整流部亦可適宜地採用以下構成，亦即前述整流部係以沿前述外殼的流通路內突出的方式配置，並且前述整流部係以一端部位於冷卻水的流動的上流側且另一端部位於冷卻水的流動的下流側且自前述一端部朝向另一端部連續斜向交叉於冷卻水的流動的方向的方式形成。
而且更佳為，前述彈簧構件係由從一端部朝向另一端部逐漸縮小直徑而成為錐狀的螺旋彈簧所構成，前述彈簧構件的彈簧直徑大的前述一端部係配置為抵接於前述控制閥，前述彈簧構件的彈簧直徑小的前述另一端部係配置為抵接於前述彈簧承受框體。
此外，較佳為前述彈簧承受框體係於長度方向的兩端部具備用於卡止前述框體支撐部的卡止部而使前述彈簧承受框體形成為矩形狀，且彈簧直徑小的前述螺旋彈簧的另一端部所抵接的部分中之前述彈簧承受框體的寬度尺寸係形成為大致等同於前述彈簧承受框體的卡止部的寬度尺寸。
依據本發明的恆溫器裝置，已形成於外殼內的框體支撐部中之冷卻水的流動的上流側配置有整流部，前述整流部係使冷卻水的朝向前述框體支撐部與前述彈簧承受框體的流路迂迴，藉此阻止冷卻水之水流對框體支撐部與彈簧承受框體的衝突。
於前述整流部之較佳的一個形態中，由於前述整流部係以中央部位於冷卻水的流動的上流側且兩側比前述中央部還要位於冷卻水的流動的下流側的方式構成，因此能抑制來自框體支撐部與受前述框體支撐部所支撐之前述彈簧承受框體所致之通水抵抗的增加。
另外，於前述整流部之較佳的其他的一個形態中，前述整流部係以一端部位於冷卻水的流動的上流側且另一端部位於冷卻水的流動的下流側且自前述一端部朝向另一端部連續斜向交叉於冷卻水的流動的方向的方式形成。
從而，同樣能抑制來自框體支撐部與受前述框體支撐部所支撐之彈簧承受框體所致之通水抵抗的增加，從而能使外殼內中之冷卻水的流動順暢。
更且，對關閉控制閥的方向予以彈壓之彈簧構件係採用逐漸縮小直徑而成為錐狀的螺旋彈簧，從而能構成為使前述彈簧構件的彈簧直徑小的端部抵接於彈簧承受框體。此外，彈簧直徑小的前述螺旋彈簧的另一端部所抵接的部分中之前述彈簧承受框體的寬度尺寸係採用形成為大致等同於彈簧承受框體的卡止部的寬度尺寸的構成。藉此，能進一步使彈簧承受框體小型化，從而能有助於進一步降低來自彈簧承受框體所為之外殼內的通水抵抗。
從而，能提供一種恆溫器裝置，採用前述整流部的作用以及寬度尺寸小的彈簧承受框體，藉此能使外殼內之冷卻水的流動更順暢，從而能減輕循環流路內的壓力損失。
以下基於圖式所顯示的實施形態說明本發明之恆溫器裝置。首先，圖1至圖7係顯示恆溫器裝置的第一實施例，其中的圖1至圖3係顯示恆溫器裝置1的整體構成。
前述恆溫器裝置1係配置在使冷卻水於引擎與散熱器之間進行循環的循環流路內，且將供給至引擎的冷卻水溫度予以控制的熱敏動作單元2以收容於外殼3內的方式構成。
亦即，恆溫器裝置1係配置於來自散熱器側的冷卻水路與來自引擎出口側的旁路通路之間的交叉部，且將由冷卻水路與旁路通路所構成的來自第一流路與第二流路的冷卻水的流量予以選擇性的切換，藉此以適當控制到達引擎入口部的冷卻水的溫度的方式來運作。
再者，前述實施形態中，構成恆溫器裝置1的外廓的外殼3係由合成樹脂所形成，藉由將恆溫器裝置1配置於供水幫浦的上流側且驅動前述供水幫浦，藉此構成使冷卻水循環於循環流路內，前述供水幫浦係用於將冷卻水送入引擎。
因此，外殼3的下底部係被開放，從而形成用於使恆溫器裝置1直接連結於供水幫浦側的凸緣(flange)3a，以及於與前述凸緣3a之180∘相對向的位置形成有緊固螺栓的螺栓插通孔3b。另外沿著外殼3的下底部係安裝有用於接合供水幫浦側的環狀墊圈(gasket)3c。
前述外殼3的中央部係形成有圓筒狀的內部空間，且前述外殼3的中央部亦形成有外殼內的冷卻水的流通路3d，且於前述內部空間內組入有熱敏動作單元2。
另外，外殼3係形成有用於承受來自散熱器的冷卻水的流入口3e，前述流入口3e係以相對於收容有前述熱敏動作單元2的外殼3內的內部空間的軸線呈約45度彎曲的狀態被構成。
另外，前述外殼3係形成有用於承受來自引擎出口側經由旁路通路的冷卻水的流入口3f，前述流入口3f係以成為與外殼3的內部空間的軸線幾乎同方向的方式形成為朝向上方(參照圖2)。
再者，此實施形態中之前述流入口3f能以經由作為室內暖氣用的熱交換器之加熱芯(heater core)部承受來自引擎出口側之冷卻水的一部分的方式來利用。亦即，加熱芯部也能發揮作為前述旁路通路的功能。
已收容於外殼3之內部空間內的熱敏動作單元2係具備有熱敏元件2a，前述熱敏元件2a係內建有用於反應冷卻水的溫度而進行膨脹、收縮的熱膨脹體(蠟)，藉由前述熱膨脹體的膨脹以及收縮而使活塞(piston)2b以從熱敏元件2a朝向長邊方向進行伸縮的方式運作。
前述活塞2b的前端部係嵌入至作為承接部的長孔3g而安裝於外殼3內，前述長孔3g係形成於外殼3內的中央上部。
另外，圓板狀的控制閥(閥體)2c係安裝於熱敏元件2a，前述控制閥2c係抵接於閥座3h，藉此成為閉閥狀態，前述閥座3h係藉由輕微擠壓外殼3的內部空間中之內徑而形成。而且，彈簧構件2d藉由一端部相接於控制閥2c而使彈簧構件2d以環繞熱敏元件2a的方式配置，彈簧構件2d的另一端部係由彈簧承受框體2g所承受。
前述彈簧構件2d係由從一端部朝向另一端部逐漸縮小直徑而成為錐狀的螺旋彈簧所構成。而且，如圖4所示，前述彈簧構件2d的彈簧直徑大的前述一端部(大徑部2e)係配置為抵接於圓板狀的控制閥2c，前述彈簧構件2d的彈簧直徑小的另一端部(小徑部2f)係配置為抵接於彈簧承受框體2g的中央部。
另一方面，如圖4所示，彈簧承受框體2g的中央部係形成有熱敏元件2a的插通孔2h，且於長度方向的兩端部分別具備卡止部2i而使前述彈簧承受框體2g形成為矩形狀。亦如圖1以及圖2所示，彈簧直徑小的前述螺旋彈簧2d的另一端部(小徑部2f)所抵接的部分中之彈簧承受框體2g的寬度尺寸係以大致等同於彈簧承受框體2g的卡止部2i的寬度尺寸的方式形成。
更且，如圖1、圖3以及圖4所示，於外殼3的內部空間之側壁(流通路3d)中，一對的框體支撐部3i係分別在軸對稱的位置突出而形成於與內部空間的軸線相正交的方向上。而且，前述彈簧承受框體2g的卡止部2i係分別卡止於前述一對的框體支撐部3i，藉此熱敏動作單元2組入於外殼3內。
藉此，前述控制閥2c能藉由彈簧構件2d的擴展作用而被往閉閥的方向彈壓。
在前述實施形態中，整流部3j係以於外殼3的流通路3d內突出的狀態一體成形於形成在外殼3內的框體支撐部3i中之冷卻水的流動的上流側。再者，前述整流部3j亦可使用與外殼3為不同的構件來成形，且亦可以於流通路3d內突出的狀態來配置。
前述整流部3j以使冷卻水藉由控制閥(閥體)2c的開閥自散熱器側的流入口3e朝向外殼3內的流通路3d的流路迂迴的方式產生作用。亦即，整流部3j能以阻止冷卻水之水流對位於整流部3j的正下方的框體支撐部3i以及由前述框體支撐部3i所卡止的彈簧承受框體2g的衝突的方式發揮作用，尤其是能以阻止冷卻水之水流對形成於彈簧承受框體2g的兩端部的卡止部2i的衝突的方式發揮作用。
因此，在前述實施形態中係如圖4中所顯示的，整流部3j的中央部係位於冷卻水的流動的上流側，而整流部3j的兩側係以比前述中央部還要位於冷卻水的流動的下流側的方式形成為八字狀，且整流部3j的兩側間的寬度係以與框體支撐部3i的長度方向幾乎等長的方式形成。
前述整流部3j雖是如前述般以八字狀突出的方式來形成，但即便是例如以圓弧狀來形成前述整流部3j也能得到相同的作用功效。更且，亦能較佳地採用後面所說明的第二實施例所顯示的整流部3j的構成。
依據前述恆溫器裝置1，從旁路通路(加熱芯部)側的流入口3f所供給的冷卻水係供給至熱敏元件2a所處位置的外殼3的流通路3d內。因此，當冷卻水的溫度上昇時，會使內建於熱敏元件2a內的熱膨脹體膨脹，從而使前述活塞2b伸展。
藉此，安裝有熱敏元件2a的控制閥2c係抵抗彈簧構件2d的彈壓力且朝向彈簧承受框體2g側後退而進行開閥，從而進行如已知般的冷卻水的溫度控制。
圖5係顯示本發明的恆溫器裝置1的安裝途中的狀態，且顯示將安裝有控制閥(閥體)2c的熱敏元件2a的活塞2b插入至外殼3的長孔(承接部)3g的狀態。
依據前述實施形態，於將活塞2b插入至長孔3g中的狀態下，控制閥2c的周側面係以經由些微的間隙而與外殼3內的整流部3j對峙的方式來構成。
因此整流部3j能有效的發揮作為包含有控制閥2c的熱敏動作單元2的定位(防傾倒)的功能，藉此能使活塞2b以一致於外殼3的長孔3g的軸方向的狀態順暢的插入。
再者，如圖5所示，前述實施形態中配置於外殼3的流通路3d的整流部3j係與相對向的一對的框體支撐部3i之中的一個框體支撐部3i對應來配置。這是因為來自流入口3f側的開口形成於外殼3內故不可能使整流部3j配置於前述開口部分，而在不存在來自加熱芯部側的流入口3f的恆溫器裝置中，能與相對向的一對的框體支撐部3i對應來配置各個整流部3j。
圖8係顯示本發明的恆溫器裝置的第二實施例，且前述圖8係顯示以與圖1相同的視點觀察的狀態的立體圖。
而且，將可達成與顯示於圖1的各部位相同的功能的部分以相同的符號進行顯示，因此可適當的省略各自的詳細說明。
於圖8所顯示的恆溫器裝置1中也與圖1中所顯示的第一實施例一樣，整流部3j係以突出的方式配置於外殼3內的框體支撐部3i中之冷卻水的流動的上流側。
而且，第二實施例的整流部3j係使前述整流部3j以一端部位於冷卻水的流動的上流側且另一端部位於冷卻水的流動的下流側且自前述一端部朝向另一端部連續斜向交叉於冷卻水的流動的方向的方式形成。
從而，顯示於圖8的整流部3j亦以使冷卻水藉由控制閥(閥體)2c的開閥自散熱器側的流入口3e朝向外殼3內的流通路3d的流路迂迴的方式產生作用。
亦即，整流部3j能以阻止冷卻水之水流對位於整流部3j的正下方的框體支撐部3i以及由前述框體支撐部3i所卡止的彈簧承受框體2g的衝突的方式發揮作用，尤其是能以阻止冷卻水之水流對形成於彈簧承受框體2g的兩端部的卡止部2i的衝突的方式發揮作用。因此，既能有效地抑制來自框體支撐部3i與受前述框體支撐部3i所支撐之彈簧承受框體2g所致之通水抵抗的增加，也能使外殼3內中之冷卻水的流動順暢。
依據以上所說明的本發明的恆溫器裝置，除了前述作用功效之外，藉由採用成為錐狀的彈簧構件2d能使流動於外殼內的冷卻水的流通路之有效剖面面積擴張，藉此能有助於進一步降低通水抵抗以及壓力損失。
更且，藉由彈簧構件2d與彈簧承受框體2g的縮小化，也能期待有助於恆溫器裝置的輕量化以及製造成本的降低等次要的功效。
1:恆溫器裝置 2:熱敏動作單元 2a:熱敏元件 2b:活塞 2c:控制閥(閥體) 2d:彈簧構件 2e:大徑部 2f:小徑部 2g:彈簧承受框體 2h:插通孔 2i:卡止部 3:外殼 3a:凸緣 3b:螺栓插通孔 3c:環狀墊圈 3d:流通路 3e:流入口(散熱器側) 3f:流入口(加熱芯部側) 3g:長孔(承接部) 3h:閥座 3i:框體支撐部 3j:整流部
[圖1]係顯示本發明的恆溫器裝置的第一實施例且顯示將外殼的一部分予以截斷的立體圖。 [圖2]係改變視點顯示將第一實施例的恆溫器裝置中的外殼的一部分已截斷的狀態的立體圖。 [圖3]係已將第一實施例的恆溫器裝置中的外殼的一部分予以截斷的狀態的前視圖。 [圖4]係從圖2所顯示的狀態將姿勢予以上下反轉後之恆溫器裝置的一部分分解立體圖。 [圖5]係顯示將第一實施例的恆溫器裝置中的熱敏動作單元的一部分裝設於外殼的狀態的剖視圖。 [圖6]係第一實施例的恆溫器裝置中的仰視圖。 [圖7]係從圖3中的A-A線向箭頭方向觀察的剖視圖。 [圖8]係針對本發明的恆溫器裝置的第二實施例以與圖1相同的視點觀察之狀態的立體圖。
1:恆溫器裝置
2:熱敏動作單元
2a:熱敏元件
2b:活塞
2c:控制閥(閥體)
2d:彈簧構件
2f:小徑部
2g:彈簧承受框體
2i:卡止部
3:外殼
3c:環狀墊圈
3d:流通路
3e:流入口
3g:長孔(承接部)
3h:閥座
3i:框體支撐部
3j:整流部

Claims (4)

  1. 一種恆溫器裝置，係配置在使冷卻水於內燃機與散熱器之間進行循環的循環流路內，且將供給至前述內燃機的冷卻水溫度予以控制的熱敏動作單元收容於外殼內；前述熱敏動作單元具備：熱敏元件，係內建有用於反應前述冷卻水的溫度而進行膨脹、收縮的熱膨脹體；控制閥，係基於前述熱敏元件中的前述熱膨脹體的膨脹、收縮而對前述外殼內的流通路予以開閉；彈簧構件，係對關閉前述控制閥的方向予以彈壓；以及彈簧承受框體，係承受前述彈簧構件的端部；形成於前述彈簧承受框體的卡止部係卡止於已形成於前述外殼的前述流通路內的框體支撐部，藉此成為前述熱敏動作單元組入至前述外殼內的構成；前述框體支撐部中之前述冷卻水的流動的上流側係配置有整流部，前述整流部係使朝向前述框體支撐部與前述彈簧承受框體的前述冷卻水的流路迂迴，藉此阻止前述冷卻水之水流對前述框體支撐部與前述彈簧承受框體的衝突；前述整流部係以沿前述外殼的前述流通路內突出的方式配置，並且前述整流部係以中央部位於前述冷卻水的流動的上流側且兩側比前述中央部還要位於前述冷卻水的流動的下流側的方式構成。
  2. 一種恆溫器裝置，係配置在使冷卻水於內燃機與散熱器之間進行循環的循環流路內，且將供給至前述內燃機的冷卻水溫度予以控制的熱敏動作單元收容於外殼內； 前述熱敏動作單元具備：熱敏元件，係內建有用於反應前述冷卻水的溫度而進行膨脹、收縮的熱膨脹體；控制閥，係基於前述熱敏元件中的前述熱膨脹體的膨脹、收縮而對前述外殼內的流通路予以開閉；彈簧構件，係對關閉前述控制閥的方向予以彈壓；以及彈簧承受框體，係承受前述彈簧構件的端部；形成於前述彈簧承受框體的卡止部係卡止於已形成於前述外殼的前述流通路內的框體支撐部，藉此成為前述熱敏動作單元組入至前述外殼內的構成；前述框體支撐部中之前述冷卻水的流動的上流側係配置有整流部，前述整流部係使朝向前述框體支撐部與前述彈簧承受框體的前述冷卻水的流路迂迴，藉此阻止前述冷卻水之水流對前述框體支撐部與前述彈簧承受框體的衝突；前述整流部係以沿前述外殼的前述流通路內突出的方式配置，並且前述整流部係以一端部位於前述冷卻水的流動的上流側且另一端部位於前述冷卻水的流動的下流側且自前述一端部朝向前述另一端部連續斜向交叉於前述冷卻水的流動的方向的方式形成。
  3. 如請求項1或2所記載之恆溫器裝置，其中前述彈簧構件係由從一端部朝向另一端部逐漸縮小直徑而成為錐狀的螺旋彈簧所構成，前述彈簧構件的彈簧直徑大的前述一端部係配置為抵接於前述控制閥，前述彈簧構件的彈簧直徑小的前述另一端部係配置為抵接於前述彈簧承受框體。
  4. 如請求項3所記載之恆溫器裝置，其中前述彈簧承受框 體係於長度方向的兩端部具備用於卡止前述框體支撐部的卡止部而使前述彈簧承受框體形成為矩形狀，且彈簧直徑小的前述螺旋彈簧的另一端部所抵接的部分中之前述彈簧承受框體的寬度尺寸係形成為大致等同於前述彈簧承受框體的前述卡止部的寬度尺寸。
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