WO2007040130A1 - サーモスタット装置 - Google Patents

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WO2007040130A1
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cooling water
expansion body
temperature
valve
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Inventor
Mitsuru Iwasaki
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Calsonic Kansei Corporation
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/002—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by temperature variation
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/01—Control of temperature without auxiliary power
    • G05D23/13—Control of temperature without auxiliary power by varying the mixing ratio of two fluids having different temperatures
    • G05D23/1306—Control of temperature without auxiliary power by varying the mixing ratio of two fluids having different temperatures for liquids
    • G05D23/132—Control of temperature without auxiliary power by varying the mixing ratio of two fluids having different temperatures for liquids with temperature sensing element
    • G05D23/1333—Control of temperature without auxiliary power by varying the mixing ratio of two fluids having different temperatures for liquids with temperature sensing element measuring the temperature of incoming fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control

Definitions

  • the present invention for example, operates in a cooling water circuit of an engine that circulates cooling water for cooling an engine used in an automobile or the like with a heat exchanger by changing the temperature of the cooling water.
  • the present invention relates to a thermostat device which is a temperature-sensing automatic valve used to control the coolant temperature by switching the flow of engine coolant.
  • a conventional thermostat device provided in a cooling water passage of an internal combustion engine incorporates a thermal expansion body that thermally expands or contracts due to a change in temperature of the cooling water, and opens and closes a valve body according to a volume change of the thermal expansion body.
  • a thermal expansion body that thermally expands or contracts due to a change in temperature of the cooling water, and opens and closes a valve body according to a volume change of the thermal expansion body.
  • Patent Document 1 JP-A-60-121377
  • the thermostat device provided in the cooling water passage of the internal combustion engine reacts to the temperature as quickly as possible to improve the valve opening high-speed response at high temperatures (for example, about 90 ° C) and opens quickly.
  • the thermal expansion start temperature (for example, about 90 ° C) and the thermal expansion response speed (high-speed response) of the thermal expansion body are set so that the valve is activated.
  • the problem to be solved by the present invention is that the rapid cooling of the high-temperature cooling water is ensured without requiring special measures against thermal shock in the radiator while ensuring the high-speed valve opening response required at high temperatures. It is an object of the present invention to provide a thermostat device capable of preventing the occurrence of a thermal shock in a radiator due to an inflow.
  • the thermostat device of the present invention includes a thermal expansion body that thermally expands or contracts due to a temperature change of the cooling water flowing through the cooling water channel of the engine, A thermal expansion body is built in, and an operating body that changes the axial length by thermal expansion or contraction of the thermal expansion body, and a change in the axial length of the operating body that accompanies a change in volume of the thermal expansion body.
  • a thermal expansion body having a low thermal expansion start temperature and a low thermal expansion response speed, and a thermal capacity higher than that of the first thermal expansion body.
  • the second thermal expansion body has a configuration in which the expansion start temperature is high and the thermal expansion response speed is faster than that of the first thermal expansion body.
  • the first thermal expansion body having a low thermal expansion start temperature and a slow thermal expansion response speed, and a heat that is higher than that of the first thermal expansion body.
  • the second thermal expansion body which has a high expansion start temperature and a thermal expansion response speed faster than that of the first thermal expansion body.
  • FIG. 1 is a diagram showing a cooling system for an automobile engine to which a thermostat device according to an embodiment of the present invention is applied.
  • 2 is a cross-sectional view of the thermostat device in the valve closed state of the embodiment of FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the thermostat device in the valve open state of the embodiment of FIGS.
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between cooling water temperature and valve opening response speed in the thermostat device of the embodiments of FIGS.
  • a cooling system for an automobile engine using the thermostat device of this embodiment includes an engine 1, a radiator 2 as a heat exchanger, and these engines 1.
  • a cooling water circuit 3 connecting the radiator 2 and a thermostat 5 provided in the cooling water circuit 3 are provided.
  • an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine is used as the engine 1, and cooling for flowing cooling water through the cylinder block and the cylinder head of the engine 1 as shown by an arrow FA.
  • a water passage is formed.
  • a cooling water passage is formed by a plurality of tubes (not shown) and a pair of tanks.
  • a cooling water inlet 2a and a cooling water outlet 2b are respectively provided at the upper end and the lower end of the tank of the radiator 2.
  • the cooling water can be circulated between the engine 1 and the radiator 2 by connecting to the inlet la through a cooling water circuit 3.
  • the cooling water circuit 3 is provided in the radiator 2 and the outflow side cooling water passage 3 a that communicates from the cooling water outlet portion lc provided in the engine 1 to the cooling water inlet portion 2 a provided in the radiator 2.
  • Cooling water outlet part 2b The inflow side cooling water passages 3b, 3d communicating with the cooling water inlet part lb provided in the engine 1 and a bypass passage 3c connecting the intermediate parts of these cooling water passages 3a, 3b It is composed of
  • the engine 1 cooling water passage, the radiator 2 cooling water passage, and the cooling water circuit 3 form a cooling water circulation path of the engine cooling system.
  • a thermostat device 5 for controlling the flow and flow rate of the cooling water in the cooling water circuit 3 according to the temperature of the cooling water is provided in the middle of the inlet side of the engine 1 in the inflow side cooling water channel 3b.
  • the thermostat device 5 is provided at the intersection of the bypass passage 3c and the bypass passage 3c by switching the cooling water from the radiator 2 and the cooling water from the bypass passage 3c. It is possible to pour into.
  • the inflow-side cooling water channel has a first inflow-side cooling water channel 3b that communicates the radiator 2 and the connection portion, and a second inflow-side cooling water channel 3d that communicates the engine 1 and the connection portion.
  • a cooling fan unit 6 for forcibly taking cooling air into the radiator 2 is arranged behind the radiator 2.
  • the flow of the cooling water in the cooling water circuit 3 is switched and controlled by the thermostat device 5. That is, when the cooling water temperature is low, the thermostat device 5 prevents the cooling water from flowing into the engine 1 from the radiator 2 side, circulates the cooling water from the bypass passage 3c in the engine 1, and the cooling water temperature When the height is high, the cooling water is prevented from flowing from the bypass passage 3c, and the cooling water from the radiator 2 side is flowed to the engine 1 side and is circulated between the radiator 2 and the engine 1.
  • the thermostat device 5 includes a first valve body 8 fixed to one end side (upper side in the figure) of the operating body 7 that is displaced in the axial direction due to a change in fluid temperature, and the other end side (in the figure) of the operating body 7 2nd valve body 9 fixed to the lower side, compression coil spring 10 that urges the first valve body 8 to the valve closed position, and the operation body 7 are slidably guided to incorporate the compression coil spring 10
  • the main body frame 11 is provided.
  • the actuating body 7 is a so-called thermo-element, and includes a temperature sensing unit 7a including a thermal expansion body 15 such as wax that expands and contracts by sensing the temperature of the fluid, and one end of the temperature sensing unit 7a.
  • a guide portion 7b integrally fixed to the side, and a piston rod 7c fitted into the guide portion 7b are provided.
  • the actuating body 7 can change the length in the axial direction by configuring the temperature sensing portion 7a and the guide portion 7b so as to be relatively displaceable in the axial direction with respect to the piston rod 7c.
  • a conical holder 12 is fixed to the tip of the piston rod 7c, and the piston rod 7c is moved. Impossible to move.
  • the conical part of the support body 12 has an opening that allows the cooling water to pass through.
  • the first valve body 8 is fixed to the guide portion 7b, is capable of axial movement integrally with the guide portion 7a, and is a pressing body 12 that constitutes the valve seat of the first valve body 8. Can be pressed. Therefore, the first valve body 8 and the pressing body 12 constitute a first valve. Further, the presser 12 has a flange-like portion 12a projecting from the outer side, and a packing 12b is attached to the outer periphery thereof.
  • the main body frame 11 is fixed to the flange-shaped portion 12a.
  • the second valve body 9 is attached to the valve rod 13 with the rear end of the temperature sensing unit 7a extending by a stopper 13a.
  • the second valve body 9 and the temperature sensing unit 7a The second valve body 9 is spring-biased toward the stopper 13a by a compression coil spring 14 interposed therebetween. In the closed position, the second valve body 9 is in contact with the water channel wall, and the water channel wall and the second valve body constitute a second valve.
  • the compression coil spring 10 is provided by being contracted between the first valve body 8 and the main body frame 11, and the first valve body 8 is directed toward the valve closed position, that is, toward the presser body 12. Is energized.
  • the thermal expansion body 15 includes a first thermal expansion body 15a having a low thermal expansion start temperature and a slow thermal expansion response speed, and a first thermal expansion body having a higher thermal expansion start temperature than the first thermal expansion body 15a.
  • the thermal expansion response speed is higher than 15a, and the second thermal expansion body 15b is composed of two types.
  • the first valve body 8 opens and closes the first inflow-side cooling water passage 3b to connect and disconnect between the second inflow-side cooling water passage 3d and the second valve body.
  • the first and second valve bodies 8 and 9 are positioned so that 9 opens and closes the bypass passage 3c and disconnects from the second inflow side cooling water passage 3d, and operates as follows. It is set to do.
  • the piston rod 7c is pressed, so that the temperature sensing unit 7a and the guide unit 7b resist the urging force of the compression coil spring 10. Therefore, when the temperature of the cooling water is low (for example, lower than 80 ° C), the first displacement is caused by relative displacement to the other end side of the piston rod 7c (actuator 7 increases its axial length). The valve is closed and the second valve is open. When the temperature is high (for example, higher than 90 ° C), the first valve is opened and the second valve is closed.
  • the first valve body 8 moves to the open position, opens the first inflow side cooling water channel 3b, and connects the first inflow side cooling water channel 3b and the second inflow side cooling water channel 3d.
  • the second valve body 9 moves to the valve closed position, closes the bypass passage 3c, and blocks between the bypass passage 3c and the second inflow side cooling water passage 3d. As a result, the cooling capacity of the engine 1 is increased.
  • the thermostat device 5 serves as a temperature-sensing automatic valve for the warmed cooling water from the engine water jacket 1 and the cooled cooling water from the radiator 2 in the engine cooling water circuit 3. By mixing and switching, the coolant temperature sent to the engine water jacket 1 is controlled to an appropriate temperature!
  • the thermal expansion body 15 has a lower thermal expansion start temperature and a lower thermal expansion response speed than the first thermal expansion body 15a and the first thermal expansion body 15a.
  • the initial valve opening temperature and the valve opening speed are as follows because the expansion start temperature is high and the second thermal expansion body 15b has a higher thermal expansion response speed than the first thermal expansion body 15a. Will be determined.
  • thermal expansion body 15a thermal expansion starts at about 80 ° C, which is lower than 90 ° C, and reaches about 90 ° C.
  • a thermal expansion body with a low-temperature and low-speed response characteristic that opens the first valve by 10% by the second valve body 9 in 30 seconds is used, and the second thermal expansion body heat 15b is approximately higher than 80 ° C.
  • the first thermal expansion body 15a having a low thermal expansion start temperature and a low thermal expansion response speed, and the first thermal expansion body 1 are used as the thermal expansion body 15, the first thermal expansion body 15a having a low thermal expansion start temperature and a low thermal expansion response speed, and the first thermal expansion body 1 are used as the thermal expansion body 15, the first thermal expansion body 15a having a low thermal expansion start temperature and a low thermal expansion response speed, and the first thermal expansion body 1 are used.
  • Two types of the second thermal expansion body 15b having a thermal expansion start temperature higher than that of 5a and a thermal expansion response speed higher than that of the first thermal expansion body 15a are incorporated.
  • the first thermal expansion body 15a starts thermal expansion and initially opens (low temperature response), and the second thermal expansion body 15b By gradually opening the valve (low-speed response) until the thermal expansion start temperature (about 90 ° C) is reached, it is possible to prevent thermal shock from occurring in the radiator due to rapid inflow of hot water. Furthermore, the second thermal expansion body 1
  • the thermal expansion start temperature of 5b (about 90 ° C)
  • the second thermal expansion body 15b suddenly thermally expands and opens rapidly (high temperature, high speed response). It is difficult to ensure sex.
  • the valve opening temperature 'opening speed may be different from that in the above embodiment.
  • the first thermal expansion body 15a is about 80 ° C for about 30 seconds and the first valve is 5% to 10%.
  • 15b may be opened at a temperature higher than about 80 ° C, for example, about 90 ° C and the remaining 95% to 90% in about 10 seconds.
  • thermal expansion bodies having different characteristics are built in, but the characteristics of the valve opening temperature and the valve opening speed may be further controlled with more than three types.
  • the thermal expansion body 15 is provided in a layered manner on the first thermal expansion body 15a and the second expansion body 15b.
  • the present invention is not limited to this, and two or two types are essential. If the above inflatable strength is to be able to demonstrate these characteristics.
  • the force that moves the temperature sensing unit 7a and the guide unit 7b relative to the piston rod 7c with the piston rod 7c fixed is not limited to this.
  • the temperature sensing unit 7a Fix the guide part 7b, and move the piston rod with the first and second valve bodies 8, 9 relative to each other.
  • the thermostat device of the present invention can be applied to a cooling system capable of cooling an engine such as an internal combustion engine by switching the flow of the cooling water according to the cooling water temperature.

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Abstract

　サーモスタット装置は、エンジン１の冷却水路に設けられ、冷却水の温度変化により熱膨張又は収縮する熱膨張体１５を作動体７に内蔵し、この熱膨張体１５の熱膨張又は収縮により作動体１５が軸方向長さを変化させて、冷却水路中に配置した弁体の開閉を行う。熱膨張体１５は、熱膨張開始温度が低くかつ熱膨張応答速度の遅い第１熱膨張体１５ａと、該第１熱膨張体１５ａよりは熱膨張開始温度が高くかつ第１熱膨張体１５ａよりは熱膨張応答速度の速い第２熱膨張体１５ｂとを有する。

Description

明 細 書
サーモスタット装置
技術分野
[0001] 本発明は、例えば、自動車等に使用されるエンジンを冷却する冷却水を、熱交換 器との間で循環させるエンジンの冷却水回路において、冷却水の温度変化により作 動することでエンジン冷却水の流れを切換えて冷却水温度を制御するために用いら れる温度感知式自動弁であるサーモスタット装置に関する。
背景技術
[0002] 内燃機関の冷却水路中に設けられた従来のサーモスタット装置は、冷却水の温度 変化により熱膨張又は収縮する熱膨張体を内蔵し、前記熱膨張体の体積変化により 弁体の開閉を行うようになっている（例えば、特許文献 1参照。 ) o
特許文献 1 :特開昭 60— 121377号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] しかしながら、従来例のサーモスタット装置にあっては、熱膨張開始温度と熱膨張 応答速度とがそれぞれ所定の値の 1種類のみの値に設定された熱膨張体を内蔵す るようにして 、たため、以下に述べるような問題点があった。
[0004] 即ち、内燃機関の冷却水路中に設けられるサーモスタット装置は、高温時 (たとえ ば、約 90°C)の開弁高速応答性を良くするために、できるだけ素早く温度に反応して 素早く開弁させるように熱膨張体の熱膨張開始温度 (たとえば、約 90°C)及び熱膨張 応答速度 (高速応答)が設定されて!ヽる。
[0005] ところが、この従来のサーモスタット装置では、熱膨張開始温度に達すると急激に 開弁することで、この初期開弁時にラジェータ内に急激に大量の高温の冷却水が流 れ込みラジェ一タに熱衝撃を発生させる虞があり、このため、ラジェータにおける特 別の熱衝撃対策が必要になり、高価になるという問題があった。
[0006] 本発明の解決しょうとする課題は、高温時に必要な開弁高速応答性を確保しつつ 、ラジェータにおける特別の熱衝撃対策を必要とすることなしに、高温冷却水の急激 な流入によるラジェータにおける熱衝撃の発生を防止することができるサーモスタット 装置を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0007] 本発明は、上記課題を解決するためなされたものであり、本発明のサーモスタット装 置は、エンジンの冷却水路を流れる冷却水の温度変化により熱膨張又は収縮する熱 膨張体と、この熱膨張体を内蔵し、この熱膨張体の熱膨張又は収縮により軸方向長 さを変える作動体と、熱膨張体の体積変化に伴う作動体の軸方向長さの変化により 熱交換器とエンジンとを結ぶ前記冷却水路を開閉する弁体とを有し、熱膨張体が、 熱膨張開始温度が低くかつ熱膨張応答速度の遅い第 1熱膨張体と、この第 1熱膨張 体よりは熱膨張開始温度が高くかつ第 1熱膨張体よりは熱膨張応答速度の速い第 2 熱膨張体との少なくとも 2種類である構成とした。
発明の効果
[0008] 本発明のサーモスタット装置では、上述のように、熱膨張体として、熱膨張開始温 度が低くかつ熱膨張応答速度の遅い第 1熱膨張体と、該第 1熱膨張体よりは熱膨張 開始温度が高くかつ第 1熱膨張体よりは熱膨張応答速度の速い第 2熱膨張体との少 なくとも 2種類が内蔵されている構造とすることにより、まず、第 1熱膨張体の熱膨張 開始温度 (低温)に達すると第 1熱膨張体が熱膨張を開始して初期開弁し、第 2熱膨 張体の熱膨張開始温度に達するまでは緩やかに開弁 (低速応答)することで、高温 水の急激な流入によるラジェータにおける熱衝撃の発生を防止することができると共 に、第 2熱膨張体の熱膨張開始温度 (高温）に達すると第 2熱膨張体が急激に熱膨 張することで急激に開弁 (高速応答)するため、高温時における開弁高速応答性を ½保することができる。
[0009] 従って、高温時において必要な開弁高速応答性を確保しつつ、ラジェータにおけ る特別の熱衝撃対策を必要とすることなしに、ラジェータにおける熱衝撃の発生を防 止することができると 、う効果が得られる。
図面の簡単な説明
[0010] [図 1]本発明による実施例のサーモスタット装置が適用された自動車用エンジンの冷 却システムを示す図である。 [図 2]図 1の実施例の、閉弁状態でのサーモスタット装置の断面図である。
[図 3]図 1、 2の実施例の、開弁状態でのサーモスタット装置の断面図である。
[図 4]図 1〜3の実施例のサーモスタット装置における冷却水の水温と開弁応答速度 との関係を示すグラフである。
符号の説明
1 エンジン
la エンジン入口部
lb エンジン出口部
2 ラジ ータ
2a 入口部
2b 出口部
3 冷却水回路
3a 流出側冷却水路
3b 第 1流入側冷却水路
3c パイパス通路
3d 第 2流入側冷却水路
5 サーモスタット装置
6 冷却ファンユニット
7 作動体
7a 温度感知部
7b ガイド部
7c ピストンロッド
8 第 1の弁体
9 第 2の弁体
10 圧縮コイルばね
12 押受体
12a フランジ状部分
12b パッキン 13 弁棒
14 圧縮コイルパネ
15 熱膨張体
15a 第 1熱膨張体
15b 第 2熱膨張体
発明を実施するための最良の形態
[0012] 以下に、この発明の実施例を説明する。
実施例 1
[0013] まず、この実施例のサーモスタット装置を添付の図面に基づいて説明する。
[0014] まず、図 1に示すように、この実施例のサーモスタット装置を用いた自動車用ェンジ ンの冷却システムは、エンジン 1と、熱交^^としてのラジェータ 2と、これらのェンジ ン 1とラジェータ 2とを結ぶ冷却水回路 3と、冷却水回路 3中に設けられたサーモスタ ット 5とを有する。なお、この実施例では、エンジン 1にガソリンエンジンやディーゼル エンジンのような内燃機関が用いられ、このエンジン 1のシリンダブロックおよびシリン ダヘッド内には、矢印 FAで示すように冷却水を流すための冷却水通路が形成され ている。
[0015] ラジェータ 2には周知の通り、図示しない複数のチューブと一対のタンクとで冷却水 通路が形成されている。ラジェータ 2のタンクの上端側、下端側にはそれぞれ冷却水 入口部 2aおよび冷却水出口部 2bが設けられ、エンジン 1の上端側、下端側にそれ ぞれ設けた冷却水出口部 lbおよび冷却水入口部 laとに冷却水回路 3を介して接続 し、エンジン 1とラジェータ 2との間で冷却水を循環可能となるようにしている。
[0016] この冷却水回路 3は、エンジン 1に設けられた冷却水出口部 lcからラジェータ 2に 設けられた冷却水入口部 2aまでを連通する流出側冷却水路 3aと、ラジェータ 2に設 けられた冷却水出口部 2b力もエンジン 1に設けられた冷却水入口部 lbまでを連通 する流入側冷却水路 3b、 3dと、これらの冷却水路 3a, 3bの途中の部位間を接続す るバイパス通路 3cとから構成されて 、る。
これらのエンジン 1の冷却水通路、ラジェータ 2の冷却水通路、冷却水回路 3によつ てエンジンの冷却システムの冷却水循環路が形成されている。 [0017] このような冷却水回路 3における冷却水の流れと流量とを、冷却水の温度に応じて 制御するためのサーモスタット装置 5を、流入側冷却水路 3bの上記エンジン 1の入口 側の途中部分とパイパス通路 3cとの交差部分に設けてあり、このサーモスタット装置 5は、この開閉制御によりラジェータ 2からの冷却水とバイパス通路 3cからの冷却水と を切換えてエンジン 1の冷却水入口部 laに流し込むことが可能である。
[0018] なお、上記流入側冷却水路は、ラジェータ 2と接続部分とを連通する第 1流入側冷 却水路 3bと、エンジン 1と接続部分とを連通する第 2流入側冷却水路 3dとを有する。 また、ラジェータ 2の後方には、ラジェータ 2に強制的に冷却風を取り入れるための冷 却ファンユニット 6が配置されて 、る。
[0019] このような冷却水回路 3における冷却水の流れは、サーモスタット装置 5により切換 え制御される。即ち、サーモスタット装置 5は、冷却水温度が低いときは、ラジェータ 2 側からエンジン 1への冷却水の流れ込みを阻止してバイパス通路 3cからの冷却水を エンジン 1内で循環させ、冷却水温度が高くなつたときはバイパス通路 3cからの冷却 水の流れ込みを阻止してラジェータ 2側からの冷却水をエンジン 1側へ流し込み、ラ ジエータ 2とエンジン 1との間で循環させるように構成する。
[0020] 次に、この実施例のサーモスタット装置 5の構成を図 2、 3に基づいて説明する。
このサーモスタット装置 5は、流体の温度変化により軸方向に変位する作動体 7の 一端側（図中上側）に固定された第 1の弁体 8と、その作動体 7の他端側（図中下側） に固定された第 2の弁体 9と、第 1の弁体 8を弁閉位置に付勢する圧縮コイルばね 10 と、作動体 7をスライド可能にガイドし圧縮コイルばね 10を内蔵する本体フレーム 11 とを備えている。
[0021] 上記作動体 7は、いわゆるサーモエレメントと呼ばれるもので、流体の温度を感知し て膨張収縮するワックス等の熱膨張体 15が内蔵された温度感知部 7aと、温度感知 部 7aの一端側に一体的に固定されたガイド部 7bと、ガイド部 7bに内嵌されたピストン ロッド 7cとを備えている。作動体 7は、ピストンロッド 7cに対し温度感知部 7aとガイド部 7bとがこれらの軸方向に相対変位可能に構成されることでその軸方向の長さを変え ることがでさる。
[0022] ピストンロッド 7cの先端には、円錐状の押受体 12が固定され、ピストンロッド 7cを移 動不可とする。押受体 12の円錐状部分には、冷却水の通り抜けを可能にする開口 が形成されている。
[0023] 上記第 1の弁体 8は、ガイド部 7bに固定されており、ガイド部 7aと一体で軸移動可 能とされ、第 1の弁体 8の弁座を構成する押受体 12に押圧可能としてある。したがつ て、第 1の弁体 8と押受体 12とは、第 1の弁を構成する。また、押受体 12は外側に水 路との取付部となるフランジ状部分 12aが突設され、その外周にはパッキン 12bが装 着されている。フランジ状部分 12aには本体フレーム 11が固定される。
[0024] 上記第 2の弁体 9は、温度感知部 7aの後端カも延出した弁棒 13に止め具 13aで取 付けられており、その第 2の弁体 9と温度感知部 7aとの間に介装した圧縮コイルばね 14で第 2の弁体 9が止め具 13aに向けてばね付勢されている。第 2の弁体 9は、閉弁 位置では、水路壁に当接するようにしてあり、この水路壁と第 2の弁体とは、第 2の弁 を構成する。
[0025] 圧縮コイルばね 10は、第 1の弁体 8と本体フレーム 11との間に縮退して設けられ、 第 1の弁体 8を弁閉位置に向けて、すなわち押受体 12に向けて付勢している。
[0026] 熱膨張体 15は、熱膨張開始温度が低くかつ熱膨張応答速度の遅い第 1熱膨張体 15aと、第 1熱膨張体 15aよりは熱膨張開始温度が高くかつ第 1熱膨張体 15aよりは 熱膨張応答速度の速 、第 2熱膨張体 15bとの 2種類で構成されて 、る。
[0027] 次に、この実施例のサーモスタット装置の作用 ·効果を説明する。
[0028] このようなサーモスタット装置 5は、第 1の弁体 8が第 1流入側冷却水路 3bを開閉し て第 2流入側冷却水路 3dとの間を接続'遮断し、第 2の弁体 9がバイパス通路 3cを開 閉して第 2流入側冷却水路 3dとの間を接続'遮断するように、第 1、第 2の弁体 8、 9を 位置させており、次のように作動するように設定してある。
即ち、温度感知部 7a内の熱膨張体 15が冷却水温の上昇により膨張すると、ピスト ンロッド 7cが押圧される結果、温度感知部 7aとガイド部 7bとが圧縮コイルばね 10の 付勢力に抗してピストンロッド 7cに対し他端側へ相対変位する（作動体 7がその軸方 向長さを長くする）ので、冷却水の温度が低いとき（たとえば 80°Cより低いとき）は、第 1の弁は閉じ、第 2の弁は開いており、温度が高いとき (たとえば 90°Cより高いとき）は 、第 1の弁が開き、第 2の弁が閉じるように設定してある。 [0029] これにより第 1の弁体 8が開放位置に移動して第 1流入側冷却水路 3bを開放して第 1流入側冷却水路 3bと第 2流入側冷却水路 3dとを連通することになると共に、第 2の 弁体 9が弁閉位置に移動してバイパス通路 3cを閉鎖してバイパス通路 3cと第 2流入 側冷却水路 3dとの間を遮断することになる。これにより、エンジン 1の冷却能力が高ま る。
[0030] また、冷却水温の下降により熱膨張体 15が収縮していくと、熱膨張体 15によるビス トンロッド 7cの押圧力が弱まっていき、作動体 1がその軸方向長さを短くしていく。 即ち、圧縮コイルばね 10の付勢力で第 1の弁体 8を弁閉位置に移動して押受体 12 に当接し、第 1流入側水路 3bを閉鎖すると共に、第 2の弁体 9を弁開位置に移動して バイパス通路 3cを開放することになる。
[0031] このようにサーモスタット装置 5は、温度感知式自動弁としてエンジンの冷却水回路 3内で、エンジンウォータジャケット 1からの暖められた冷却水と、ラジェータ 2からの 冷された冷却水とを混合および切換えることで、エンジンウォータジャケット 1に送られ る冷却水温を適温に制御して!/ヽる。
[0032] 上記冷却水の流れの切替にあっては、熱膨張体 15が熱膨張開始温度が低くかつ 熱膨張応答速度の遅い第 1熱膨張体 15aと、第 1熱膨張体 15aよりは熱膨張開始温 度が高くかつ第 1熱膨張体 15aよりは熱膨張応答速度の速い第 2熱膨張体 15bとの 2 種類力 構成されているので、初期開弁温度や開弁速度が以下のように決定される ことになる。
即ち、この実施例では、図 4に示すように、第 1熱膨張体 15aとして、 90°Cよりは低 い約 80°Cで熱膨張を開始し、約 90°Cになるまでの間に 30秒で第 2弁体 9により第 1 の弁を 10%開弁させる低温'低速応答特性を有する熱膨張体が用いられ、第 2熱膨 張体熱 15bとして、 80°Cよりは高い約 90°Cで熱膨張を開始し、 10秒で残り 90%が開 弁させる高温 ·高速応答特性を有する熱膨張体が用いられて!/ヽる。
[0033] この実施例のサーモスタット装置では、上述のように、熱膨張体 15として、熱膨張 開始温度が低くかつ熱膨張応答速度の遅い第 1熱膨張体 15aと、該第 1熱膨張体 1 5aよりは熱膨張開始温度が高くかつ第 1熱膨張体 15aよりは熱膨張応答速度の速い 第 2熱膨張体 15bとの 2種類が内蔵されている構造としている。この構成により、まず 、第 1熱膨張体 15aの熱膨張開始温度 (約 80°C)に達すると第 1熱膨張体 15aが熱 膨張を開始して初期開弁 (低温応答)し、第 2熱膨張体 15bの熱膨張開始温度 (約 9 0°C)に達するまでは緩やかに開弁 (低速応答)することで、高温水の急激な流入によ るラジェータにおける熱衝撃の発生を防止することができる。さらに、第 2熱膨張体 1
5bの熱膨張開始温度 (約 90°C)に達すると第 2熱膨張体 15bが急激に熱膨張するこ とで急激に開弁 (高温，高速応答)するため、高温時における開弁高速応答性を確保 することがでさるよう〖こなる。
[0034] 従って、高温時における開弁高速応答性を確保しつつ、ラジェータ 2における特別 の熱衝撃対策を必要とすることなしに、ラジェータ 2における熱衝撃の発生を防止す ることができるようになると!ヽぅ効果が得られる。
[0035] 以上本実施例を説明してきた力 本発明は上述の実施例に限られるものではなぐ 本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
[0036] 例えば、開弁温度'開弁速度は上記実施例の場合と異ならせてもよぐ第 1熱膨張 体 15aを約 80°Cで 30秒ぐらいで第 1の弁を 5%から 10%程度開弁し、第 2熱膨張体
15bを約 80°Cよりも高い温度、例えば約 90°Cで 10秒ぐらいで残りの 95%から 90% を開弁するようにしてもよ 、。
さらに、実施例では、特性の異なる 2種類の熱膨張体を内蔵させたが、 3種類以上 として、開弁温度，開弁速度の特性をさらに細力べ制御するようにしてもよい。
[0037] また、実施例では、第 1熱膨張体 15aより第 2膨張体 15bの内蔵量を多くした例を示 したが、開弁特性に応じて任意に設定することができる。
[0038] また、上記実施例では、熱膨張体 15を、第 1熱膨張体 15aと第 2膨張体 15bとに層 別にして設けたが、これに限られず、要は 2種または 2種以上の膨張体力これらの特 性を発揮できるようにしてあればょ 、。
[0039] また、上記実施例では、ピストンロッド 7cを固定し、温度感知部 7aとガイド部 7bとを ピストンロッド 7cに対し移動するようにした力 これに限られず、たとえば温度感知部 7 aとガイド部 7bとを固定し、第 1、第 2の弁体 8, 9を取り付けたピストンロッドを相対移 動させるようにしてちょい。
産業上の利用可能性 本発明のサーモスタット装置は、冷却水温度に応じて冷却水の流れを切換えて内 燃機関等のエンジンを冷却することが可能な冷却システムに適用できる。

Claims

請求の範囲
[1] エンジンの冷却水路を流れる冷却水の温度変化により熱膨張又は収縮する熱膨張 体と、
該熱膨張体を内蔵し、該熱膨張体の熱膨張又は収縮により軸方向長さを変える作 動体と、
前記熱膨張体の体積変化に伴う前記作動体の軸方向長さの変化により熱交^^と 前記エンジンとを結ぶ前記冷却水路を開閉する弁体とを有し、
前記熱膨張体が、熱膨張開始温度が低くかつ熱膨張応答速度の遅い第 1熱膨張 体と、
該第 1熱膨張体よりは熱膨張開始温度が高くかつ第 1熱膨張体よりは熱膨張応答 速度の速い第 2熱膨張体との少なくとも 2種類であることを特徴とするサーモスタット 装置。
[2] 前記第 1の熱膨張体は約 80°Cの温度で熱膨張を開始することを特徴とする請求項
1に記載のサーモスタット装置。
[3] 前記第 1の熱膨張体は、前記熱膨張開始後、約 90°Cの温度になるまでの間に、約
30秒で前記弁体により約 10%の開弁をすることを特徴とする請求項 1又は 2に記載 のサーモスタット装置。
[4] 前記第 2の熱膨張体は、約 90°Cの温度で熱膨張を開始することを特徴とする請求 項 1乃至 3のいずれかに記載のサーモスタット装置。
[5] 前記第 2の熱膨張体は、該第 2の熱膨張体の前記熱膨張開始後、約 10秒で前記 弁体により 90%の開弁をすることを特徴とする請求項 1乃至 4のいずれかに記載のサ 一モスタツト装置。
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