WO2022163069A1 - サーモスタット装置 - Google Patents

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WO2022163069A1
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WO
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leg
thermostat device
engaged portion
housing
frame
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English (en)
French (fr)
Inventor
哲弥 西村
雅之 沼田
Original Assignee
日本サーモスタット株式会社
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Publication date
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    • 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
    • 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
    • G05D23/02—Control of temperature without auxiliary power with sensing element expanding and contracting in response to changes of temperature
    • 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
    • F01P2007/146—Controlling of coolant flow the coolant being liquid using valves

Definitions

  • the present invention relates to a thermostat device.
  • thermoelement 51 whose one end is inserted into the housing 60 and expands and contracts according to temperature
  • a valve body 52 that opens and closes by expansion and contraction of a thermo-element 51
  • a coil spring 53 that biases the valve body 52 in a closing direction
  • a frame 65 that supports one end of the coil spring 53 .
  • a leg 62 In a conventional thermostat device, as shown in FIG. 9, the entire tip of a leg 62 is protruded inward to form a hook portion 62a, and a frame 65 functioning as a spring bearing is hooked on this hook portion 62a. ing. Even in such a case, if the housing 60 is made of metal such as aluminum, even if the spring load of the coil spring 53 is applied to the hook portion 62a, the leg 62 will be deformed and the frame 65 will fall off. no.
  • the housing 60 including the pair of legs 62, 62 is changed from metal to synthetic resin for the purpose of cost reduction, weight reduction, etc.
  • the durability of the pair of legs 62 is reduced by the spring load.
  • 62 are separated from each other and the pair of legs 62, 62 are deformed so that the frame 65 may fall off.
  • the present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a thermostat device capable of suppressing the opening of the legs of the housing and preventing the frame from falling off.
  • a thermostat device comprises a housing having a valve seat formed therein; a thermo-element having one end inserted into the housing and expanding and contracting according to temperature; A valve disc provided on the outer periphery of a thermo-element and seated and separated from the valve seat by expansion and contraction of the thermo-element, a biasing member biasing the valve disc toward the valve seat, and supporting one end of the biasing member.
  • the housing comprises a hollow main body portion having an opening at one end and having the valve seat formed therein, a pair of legs rising from the opening edge of the main body portion, and a pair of legs of the legs.
  • a hook portion formed to protrude inward from the distal end portion and on which the frame is hooked is provided. and auxiliary portions positioned at both ends in the width direction of the leg, and the end surface of the engaged portion on the root side of the leg is compared with the end surface of the auxiliary portion on the root side of the leg. It is characterized in that the frame is located away from the tips of the legs and abuts on the end face of the engaged portion. According to this configuration, the hook portion at the distal end of the leg that supports the frame has, in addition to the engaged portion with which the frame is engaged, an auxiliary portion that extends in the width direction of the leg and continues to the engaged portion. ing. Therefore, when the spring load of the coil spring acts on the engaged portion, the engaged portion tends to move with respect to the auxiliary portion. is suppressed from deforming in the direction in which the
  • a boundary portion between the hook portion and the leg may be R-shaped, and the side surface of the engaged portion and the end surfaces of the engaged portion and the auxiliary portion may be formed. may be R-shaped.
  • both side surfaces of the engaged portion may be spaced apart toward the tip of the leg.
  • the thermostat device may include a rib connecting the bases of the pair of legs.
  • the base of the leg can be reinforced with the rib, so that the opening of the leg of the housing can be further suppressed.
  • thermostat device of the present invention it is possible to suppress the opening of the legs of the housing and prevent the frame from falling off.
  • FIG. 1 is a perspective view of a thermostat device according to one embodiment of the present invention, viewed from the distal end side of a leg.
  • FIG. 2 is a bottom view of the thermostat device according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a thermostat device according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 4(a) is a partially enlarged view showing the distal ends of the legs of the thermostat device according to the embodiment of the present invention, showing the state of the pair of legs viewed from the inside.
  • FIG. 4(b) is a partially enlarged perspective view showing the engagement relationship between the distal ends of the legs and the frame shown in FIG. 4(a).
  • FIG. 4(a) is a partially enlarged perspective view showing the engagement relationship between the distal ends of the legs and the frame shown in FIG. 4(a).
  • FIG. 5 is a partially enlarged perspective view showing the engagement relationship between the distal ends of the legs and the frame of the thermostat device according to the first modification of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view of a thermostat device according to a second modification of one embodiment of the present invention, viewed from the distal end side of the leg.
  • FIG. 7 is a perspective view of a thermostat device according to a third modified example of one embodiment of the present invention, viewed from the distal end side of the leg.
  • FIG. 8 is a partial cross-sectional view of a conventional thermostat device.
  • FIG. 9 is a perspective view showing an enlarged part of a conventional thermostat device.
  • a thermostat device 10 according to one embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
  • a thermostat device 10 according to one embodiment shown in FIGS. 1 to 7 is provided, for example, in a coolant system of an engine.
  • the thermostat device 10 is provided on the inlet side or the outlet side of the engine in the cooling path connecting the radiator and the engine, and opens and closes the cooling path according to the temperature of the coolant, and the temperature of the coolant circulating in the engine to control.
  • a thermostat device 10 As shown in FIG. 3, a thermostat device 10 according to an embodiment of the present invention comprises a hollow housing 1, a thermoelement 17 having one end inserted into the housing 1, and a It comprises a valve body 15 for opening and closing the cooling passage, a coil spring 16 as a biasing member for biasing the valve body 15 in the closing direction, and a frame 19 supporting one end of the coil spring 16 .
  • the upper and lower sides of the thermostat device 10 shown in FIG. 3 are simply referred to as “upper” and "lower.”
  • the housing 1 is made of synthetic resin.
  • the housing 1 includes a substantially truncated cylindrical main body 20 having an opening 20c formed at the lower end thereof, a pair of legs 21, 21 extending downward from the lower end opening edge of the main body 20 so as to face each other, and the main body 20. and a pair of flanges 2, 2 protruding outward from the outer periphery of the lower end of the body portion 20.
  • the coolant passes through the connection port 23, the inside of the main body 20, and the opening 20c, which form part of the cooling path.
  • a bolt hole 2a is formed in each of the pair of flanges 2,2.
  • a metal sleeve (not shown) is press-fitted into the bolt hole 2a, and a bolt (not shown) for fixing the thermostat device 10 to a mating member is inserted through the sleeve.
  • the mating member here is attached to a water pump that supplies coolant to the engine.
  • the mating member is a member for mounting the thermostat device on the water pump side.
  • An annular groove 20d is formed in the lower opening edge of the body portion 20 positioned inside the bolt hole 2a so as to surround the opening 20c, and a gasket 25 is fitted in the groove 20d.
  • the gasket 25 seals between the thermostat device 10 and the mating member, and prevents the coolant flowing inside the housing 1 from leaking to the outside when the thermostat device 10 is attached to the mating member.
  • the inner side (inner side) of the gasket 25 in the body portion 20 is the inner side of the housing 1 .
  • a ring-shaped valve seat 20b is formed on the inner periphery immediately above the lower end opening edge of the body portion 20 located inside the housing 1, and the valve body 15 is seated and separated from the valve seat 20b, thereby closing the cooling path. is opened and closed.
  • thermoelement 17 is inserted inside the housing 1 .
  • the thermo-element 17 is arranged in the axial center portion of the main body portion 20 along the axial center line.
  • the thermo-element 17 includes an element case 30 in which a thermal expansion material such as wax is enclosed, and a piston 3 inserted into the element case 30 so as to be advanced and retracted.
  • the piston 3 moves out of the element case 30 and the thermo-element 17 extends.
  • the piston 3 enters the element case 30 and the thermo-element 17 contracts.
  • the thermo-element 17 expands and contracts depending on the temperature.
  • thermo-element 17 The tip of the piston 3 positioned at the upper end of the thermo-element 17 is fitted to a tubular boss 20a formed on the inside of the main body 20 and at the top. Therefore, upward movement of the piston 3 with respect to the housing 1 is prevented. Therefore, when the thermo-element 17 expands and contracts, the element case 30 moves up and down without changing the position of the piston 3 with respect to the housing 1 .
  • a valve body 15 is fixed to the outer circumference of the element case 30 .
  • the valve body 15 moves up and down together with the element case 30 as the thermo-element 17 expands and contracts.
  • the valve body 15 moves downward, the valve body 15 is separated from the valve seat 20b, allowing the cooling liquid to pass therebetween, thereby permitting communication of the cooling path. be done.
  • the thermo-element 17 contracts and the valve body 15 moves upward and is seated on the valve seat 20b, communication of the cooling passage is cut off. In this manner, the valve body 15 opens and closes the cooling path by seating and removing from the valve seat 20b.
  • the upper end of the coil spring 16 contacts the back surface of the valve body 15 .
  • This coil spring 16 is arranged so as to surround the thermo-element 17 .
  • a lower end (one end) of the coil spring 16 is supported by a frame 19 .
  • the frame 19 is caught by the tips of a pair of legs 21, 21 formed on the housing 1 and prevented from moving downward with respect to the housing 1.
  • the frame 19 includes an annular spring seat portion 19d having a through hole 19a formed in the center thereof, and an engagement that protrudes from the outer periphery of the spring seat portion 19d to both sides in the diameter direction and is caught by the tip portions of the legs 21, 21. and a portion 19b.
  • An element case 30 is vertically movably inserted through the through hole 19a. That is, the element case 30 can move up and down with respect to the frame 19 .
  • the coil spring 16 is a compression spring and is arranged in a compressed state between the valve body 15 and the frame 19 . Therefore, the valve element 15 is urged upward (toward the valve seat 20b) by the coil spring 16. As shown in FIG. In this configuration, when the cooling liquid around the thermo-element 17 becomes hot and the thermo-element 17 expands, the valve body 15 moves downward against the biasing force of the coil spring 16 and leaves the valve seat 20b. On the other hand, when the cooling liquid around the thermo-element 17 becomes low temperature and the thermo-element 17 contracts, the valve body 15 moves upward according to the biasing force of the coil spring 16 and approaches the valve seat 20b.
  • the housing 1 includes a pair of legs 21, 21; It has an arc-shaped rib 22 connecting the roots of the 21 .
  • the engaging portion 19b of the frame 19 is engaged with the hook portion 21a.
  • FIG. 4(a) shows an enlarged view of the hook portion 21a provided at the tip of the leg 21 as seen from the inside of the pair of legs 21, 21, and FIG. 4(b) shows the hook portion.
  • 21a is an enlarged oblique view showing an engagement relationship between 21a and an engaging portion 19b of a frame 19.
  • FIG. The hook portion 21a protrudes inward (toward the facing leg 21) from the distal end portion of the leg 21.
  • the hook portion 21a is formed such that the portion positioned in the center of the width direction of the leg 21 has a larger vertical length than both sides thereof, and has an inverted T shape.
  • the engaged portion 21a3 is positioned at the center in the width direction of the leg 21 and has a large vertical length, and the small portions positioned at both ends in the width direction of the leg 21 are auxiliary portions 21a1 and 21a2.
  • the upper (base side of the leg 21) end surface c of the engaged portion 21a3 is higher than the upper (base side of the leg 21) end surfaces a, b of the auxiliary portions 21a1, 21a2 (separate from the tip of the leg 21). ) position.
  • the end surface c of the engaged portion 21a3 and the end surfaces a, b of the auxiliary portions 21a1 and 21a2 are formed in different levels, and the engaging portion 19b of the frame 19 rests on the engaged portion 21a3.
  • the engaging portion 19b of the frame 19 stands up from both ends of the stacking plate portion 19b3, which abuts on the end face c of the engaged portion 21a3, facing each other. and a pair of side plate portions 19b1 and 19b2 sandwiching the engaged portion 21a3 from both sides in the width direction.
  • the side plate portions 19b1 and 19b2 are connected to a rib 19c standing along the outer peripheral edge of the spring seat portion 19d.
  • the width of the engaged portion 21a3 of the hook portion 21a is formed wider than the sum of the widths of the auxiliary portions 21a1 and 21a2.
  • the linear distance L2 from one end to the other end of the engaged portion 21a3 in the lateral width direction is the same as or slightly smaller than the interval W1 between the pair of side plate portions 19b1 and 19b2 of the engaging portion 19b (L2 ⁇ W1).
  • the engaged portion 21a3 fits between the pair of side plate portions 19b1 and 19b2 without rattling.
  • the height of the side plate portions 19b1 and 19b2 is equal to the height of the rib 19c. , 21a2.
  • the distance W2 from the root to the tip of the side plate portions 19b1 and 19b2 is shorter than the difference L3 in the height direction between the end face c of the engaged portion 21a3 and the end faces a and b of the auxiliary portions 21a1 and 21a2 ( W2 ⁇ L3).
  • the side plate portions 19b1 and 19b2 do not interfere with the auxiliary portions 21a1 and 21a2 when the engaging portion 19b of the frame 19 is engaged with the hook portion 21a.
  • the inward protrusion height L5 of the hook portion 21a protruding inward from the tip of the leg 21 is set to an appropriate value in consideration of ease of assembly and engagement with the frame 19. As shown in FIG.
  • Boundary portions 21a4 with the end faces a and b are rounded.
  • the thermostat device 10 includes a housing 1 having a valve seat 20b formed therein and a thermostat whose one end is inserted into the housing 1 and expands and contracts according to temperature. an element 17; a valve body 15 which is provided on the outer periphery of the thermo-element 17 and is seated and separated from the valve seat 20b by the expansion and contraction of the thermo-element 17; member) 16 and a frame 19 that supports the lower end (one end) of the coil spring 19 .
  • the housing 1 includes a hollow body portion 20 having an opening 20c at its lower end (one end) and a valve seat 20b formed therein, and a pair of legs 21, 21 standing from the edge of the opening of the body portion 20.
  • the hook portion 21a has an engaged portion 21a3 positioned at the center of the leg 21 in the width direction, and auxiliary portions 21a1 and 21a2 connected to the engaged portion 21a3 and positioned at both ends of the leg 21 in the width direction.
  • the end surface c of the engaged portion 21a3 on the root side of the leg 21 is located farther from the tip of the leg 21 than the end surfaces a and b of the auxiliary portions 21a1 and 21a2 on the root side of the leg 21. 19 contacts the end surface c of the engaged portion 21a3.
  • the hook portion 21a at the tip of the leg 21 supporting the frame 19 is not only the engaged portion 21a3 with which the frame 19 engages, but also the upper end of the engaged portion 21a3.
  • Auxiliary portions 21a1 and 21a2 extending in the lateral width direction of the leg 21 are provided. Therefore, when the spring load of the coil spring 16 acts downward on the engaged portion 21a3, the engaged portion 21a3 tends to move downward relative to the auxiliary portions 21a1 and 21a2, but a reaction force resisting this movement is generated. As a result, deformation in the direction in which the tips of the pair of legs 21, 21 move away from each other can be suppressed. That is, according to the above configuration, it is possible to suppress the opening of the legs 21 of the housing 1 and prevent the frame 19 from coming off.
  • a boundary portion 21a5 between the hook portion 21a and the leg 21, a boundary portion 21a6 between the side surface 21a31 of the engaged portion 21a3 of the hook portion 21a and the end surface c, and the side surface 21a31 of the hook portion 21a and the end faces a, b of the auxiliary portions 21a1, 21a2 are rounded.
  • concentration of stress can be prevented, and the durability of the hook portion 21a can be improved.
  • Part or all of the boundary portion may be edge-shaped as long as the durability of the hook portion 21a can be ensured.
  • both side surfaces 21a31, 21a31 of the engaged portion 2a3 are parallel, but this is not the only option.
  • both side surfaces 21a31, 21a31 of the engaged portion 2a3 may be spaced apart toward the tip of the leg 21.
  • the engaging portion 19b of the frame 19 can be easily fitted to the engaged portion 21a3 of the hook portion 21a, thereby facilitating the assembly work.
  • the thermostat device 10 of the present embodiment includes ribs 22 connecting the roots of the pair of legs 21 , 21 .
  • the roots of the legs 21 can be reinforced by the ribs 22, so that the opening of the legs 21 of the housing 1 can be further suppressed.
  • ribs 22 may be intermittently provided, and openings S may be formed between adjacent ribs 22 , 22 .
  • the opening S is provided in this way, the coolant positively passes through the opening S when the valve body 15 is opened. That is, by adjusting the position, number, and size of the openings S, the flow of the coolant can be controlled.
  • the thermostat device 10 when the thermostat device 10 is arranged on the inlet side of the engine, pressure loss can be reduced by disposing the opening S toward the engine outlet side of the thermostat device 10 .
  • the thermostat device 10 is arranged on the inlet side of the engine, and in addition to the connection port 23 that serves as an introduction port for the low-temperature cooling liquid that has passed through the radiator, the connection port that serves as an introduction port for the high-temperature cooling liquid that does not pass through the radiator (Fig. (not shown), the opening S may be biased toward the side of the thermostat device 10 opposite the engine outlet to improve mixing of cold and hot coolant.
  • the rib 22 may be omitted.
  • the thermostat device 10 when the thermostat device 10 is arranged on the inlet side of the engine and the coolant flows from the connection port 23 through the radiator, the pressure of the coolant on the connection port side causes the valve body 15 to move.
  • the spring constant of the coil spring 16 In order to prevent the valve from opening, the spring constant of the coil spring 16 must be increased, and the force acting in the direction of opening the leg 21 increases. Therefore, it is particularly effective to apply the present invention to the thermostat device 10 arranged on the engine inlet side.
  • the present invention may also be applied to a thermostat device arranged on the engine outlet side.
  • the housing 1 of the thermostat device 10 is made of synthetic resin
  • the problem of the frame 19 coming off is more likely to occur than when it is made of metal. Therefore, it is particularly effective to apply the present invention to a thermostat device whose housing is made of synthetic resin.
  • the invention may also be applied to thermostat devices whose housings are made of metal.

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Abstract

ハウジングの脚の開きを抑制し、フレームの脱落を防止できるサーモスタット装置を提供する。ハウジング１と、その内側に挿入されるサーモエレメント１７の外周に設けられる弁体１５と、この弁体１５を付勢するコイルスプリング１６の一端を支持するフレーム１９とを備え、ハウジング１は、一端に開口を有する中空の本体部２０と、本体部２０の開口縁から起立する一対の脚２１，２１と、脚２１の先端部に内向きに突出するよう形成されて、フレーム１９が引っ掛かる引掛け部２１ａとを有し、引掛け部２１ａが、脚２１の幅方向中央に位置する被係合部と、被係合部に連なり脚２１の幅方向両端に位置する補助部とを有し、被係合部における脚２１の根元側の端面ｃは、補助部における脚２１の根元側の端面ａ，ｂと比較して脚２１の先端から離れた位置にあり、フレーム１９が被係合部の端面ｃに当接する。

Description

サーモスタット装置
　本発明は、サーモスタット装置に関する。
　サーモスタット装置の中には、例えば、特許文献１に開示されるように（図８参照）、中空のハウジング６０と、一端がハウジング６０内に挿入されて温度に応じて伸縮するサーモエレメント５１と、サーモエレメント５１の伸縮により開閉する弁体５２と、前記弁体５２を閉じる方向へ付勢するコイルスプリング５３と、コイルスプリング５３の一端を支えるフレーム６５とを備え、このフレーム６５をハウジング６０の一対の脚６２，６２の先端に引っ掛けるものがある。
特開２００５－１５５８３１号公報
　従来のサーモスタット装置では、図９に示すように、脚６２の先端部の全体を内向きに突出させて引掛け部６２ａを形成し、この引掛け部６２ａにばね受けとして機能するフレーム６５を引っ掛けている。このような場合であっても、ハウジング６０がアルミ等の金属製の場合には、引掛け部６２ａでコイルスプリング５３のばね荷重を受けても、脚６２が変形してフレーム６５が脱落することはない。
　しかしながら、コストの削減、軽量化等を目的として、一対の脚６２，６２を含むハウジング６０を金属製からそのまま合成樹脂製に変更した場合、耐久性が低下して、ばね荷重によって一対の脚６２、６２の先端が互いに離れて一対の脚６２、６２が開くように変形し、フレーム６５が脱落する虞がある。
　本発明は、前記した点に着目してなされたものであり、ハウジングの脚の開きを抑制し、フレームの脱落を防止できるサーモスタット装置を提供することを目的とする。
　前記した課題を解決するために、本発明に係るサーモスタット装置は、内側に弁座が形成されるハウジングと、一端が前記ハウジングの内側に挿入されて温度に応じて伸縮作動するサーモエレメントと、前記サーモエレメントの外周に設けられて前記サーモエレメントの伸縮作動により前記弁座に離着座する弁体と、前記弁体を弁座側へ付勢する付勢部材と、前記付勢部材の一端を支持するフレームと、を備え、前記ハウジングは、一端に開口を有して内側に前記弁座が形成される中空の本体部と、前記本体部の開口縁から起立する一対の脚と、前記脚の先端部に内向きに突出するよう形成されて、前記フレームが引っ掛かる引掛け部とを有し、前記引掛け部は、前記脚の幅方向中央に位置する被係合部と、前記被係合部に連なり前記脚の幅方向両端に位置する補助部とを有し、前記被係合部における前記脚の根元側の端面は、前記補助部における前記脚の根元側の端面と比較して前記脚の先端から離れた位置にあり、前記フレームは、前記被係合部の前記端面に当接することを特徴とする。
　当該構成によれば、フレームを支える脚の先端部の引掛け部が、フレームが係合する被係合部の他に、被係合部に連なって脚の幅方向へ延びる補助部を有している。このため、コイルスプリングのばね荷重が被係合部に作用すると、これに従って被係合部が補助部に対して移動しようとするが、これに抗する反力を得て、一対の脚の先端が離れる方向に変形するのが抑制される。
　また、前記サーモスタット装置では、前記引掛け部と前記脚との境界部分が、Ｒ形状であってもよく、前記被係合部の側面と、前記被係合部及び前記補助部の前記端面との境界部分が、それぞれＲ形状であってもよい。このようにすると、応力が集中するのを防止できるので、引掛け部の耐久性を向上できる。
　また、前記サーモスタット装置では、前記被係合部の両側面が、前記脚の先端へ向かうに従って離間してもよい。このようにすると、サーモスタット装置の組立の際に引掛け部の被係合部にフレームの係合部を嵌めやすく、組立作業を容易にできる。
　また、前記サーモスタット装置は、一対の前記脚の根元を繋ぐリブを備えていてもよい。このようにすると、脚の根元をリブで補強できるので、ハウジングの脚の開きを一層抑制できる。
　本発明に係るサーモスタット装置によれば、ハウジングの脚の開きを抑制し、フレームの脱落を防止できる。
図１は、本発明の一実施の形態に係るサーモスタット装置を脚の先端側から見た斜視図である。 図２は、本発明の一実施の形態に係るサーモスタット装置の底面図である。 図３は、本発明の一実施の形態に係るサーモスタット装置の一部断面図である。 図４（ａ）は、本発明の一実施の形態に係るサーモスタット装置の脚の先端部を拡大して示した部分拡大図であり、一対の脚の内側から見た状態を示す。図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す脚の先端部とフレームとの係合関係を示す部分拡大斜視図である。 図５は、本発明の一実施の形態の第一の変形例に係るサーモスタット装置の脚の先端部とフレームとの係合関係を示す部分拡大斜視図である。 図６は、本発明の一実施の形態の第二の変形例に係るサーモスタット装置を脚の先端側から見た斜視図である。 図７は、本発明の一実施の形態の第三の変形例に係るサーモスタット装置を脚の先端側から見た斜視図である。 図８は、従来のサーモスタット装置の一部断面図である。 図９は、従来のサーモスタット装置の一部を拡大して示す斜視図である。
　以下、本発明の一実施の形態に係るサーモスタット装置を図面に基づき説明する。図１から図７に示す一実施の形態に係るサーモスタット装置１０は、例えばエンジンの冷却液系に設けられる。具体的には、サーモスタット装置１０は、ラジエータとエンジンとを繋ぐ冷却路におけるエンジンの入口側又は出口側に設けられ、冷却液の温度に応じて冷却路を開閉し、エンジンを循環する冷却液温度を制御する。
　本発明の一実施の形態に係るサーモスタット装置１０は、図３に示すように、中空のハウジング１と、このハウジング１内に一端が挿入されるサーモエレメント１７と、このサーモエレメント１７の外周に設けられ、冷却路を開閉する弁体１５と、この弁体１５を閉じ方向へ付勢する付勢部材としてのコイルスプリング１６と、このコイルスプリング１６の一端を支持するフレーム１９とを備える。以下、説明の便宜上、図３に示すサーモスタット装置１０の上下を単に「上」「下」という。
　本実施の形態において、ハウジング１は、合成樹脂により形成されている。ハウジング１は、下端に開口２０ｃが形成される略有頂筒状の本体部２０と、この本体部２０の下端開口縁から下方へ相対向して延びる一対の脚２１，２１と、本体部２０の頂部に設けられるラジエータ側の接続口２３と、本体部２０の下端外周から外側へ張り出す一対のフランジ２，２とを有する。冷却液は、接続口２３、本体部２０の内側、及び開口２０ｃを通過するようになっており、これらは冷却路の一部を構成する。
　一対のフランジ２，２には、それぞれボルト孔２ａが形成される。ボルト孔２ａには、金属製のスリーブ（符示せず）が圧入され、このスリーブにサーモスタット装置１０を相手側部材へ固定するためのボルト（図示せず）が挿通される。ここでいう相手側部材とは、例えば、サーモスタット装置が自動車におけるエンジンの入口側に配置される場合、サーモスタット装置は、エンジンに冷却液を供給するウォーターポンプに取り付けられる。この場合、ウォーターポンプ側のサーモスタット装置を取り付けるための部材が相手側部材である。
　また、ボルト孔２ａよりも内側に位置する本体部２０の下端開口縁には、開口２０ｃを取り囲むように環状の溝２０ｄが形成され、この溝２０ｄにガスケット２５が装着される。このガスケット２５は、サーモスタット装置１０と相手側部材との間をシールし、サーモスタット装置１０を相手側部材に取り付けた状態で、ハウジング１内を流れる冷却液が外に漏れるのを防止する。本体部２０におけるガスケット２５よりも内側（内部側）が、ハウジング１の内側である。
　このハウジング１の内側に位置する本体部２０の下端開口縁の直上部内周に、環状の弁座２０ｂが形成されており、この弁座２０ｂに弁体１５が離着座することで、冷却路が開閉される。
　ハウジング１の内側に、サーモエレメント１７が挿入される。サーモエレメント１７は、本体部２０の軸芯部に、その軸芯線に沿うように配置される。サーモエレメント１７は、内部にワックス等の熱膨張体が封入されるエレメントケース３０と、このエレメントケース３０に進退可能に挿入されるピストン３とを備える。
　そして、エレメントケース３０周囲の冷却液の温度が上昇し、内部の熱膨張体が膨張すると、ピストン３がエレメントケース３０から退出し、サーモエレメント１７が伸長する。反対に、エレメントケース３０周囲の冷却液の温度が低下し、内部の熱膨張体が収縮すると、ピストン３がエレメントケース３０に進入し、サーモエレメント１７が収縮する。このように、サーモエレメント１７は、温度に応じて伸縮作動する。
　サーモエレメント１７の上端に位置するピストン３の先端は、本体部２０の内側、頂部に形成された筒状のボス部２０ａに篏合する。このため、ハウジング１に対するピストン３の上方への移動が阻止される。よって、サーモエレメント１７が伸縮作動すると、ハウジング１に対するピストン３の位置は変わらず、エレメントケース３０が上下に移動する。
　エレメントケース３０の外周に、弁体１５が固定されている。これにより、弁体１５は、サーモエレメント１７の伸縮に伴ってエレメントケース３０とともに上下に移動する。そして、サーモエレメント１７が伸長して弁体１５が下方へ移動すると、弁体１５が弁座２０ｂから離座してこれらの間を冷却液が通過できるようになるので、冷却路の連通が許容される。反対に、サーモエレメント１７が収縮し、弁体１５が上方へ移動して弁座２０ｂに着座すると、冷却路の連通が遮断される。このように、弁体１５は、弁座２０ｂに離着座して冷却路を開閉する。
　弁体１５の背面には、コイルスプリング１６の上端が当接する。このコイルスプリング１６は、サーモエレメント１７の周りを囲うように配置されている。また、コイルスプリング１６の下端（一端）は、フレーム１９で支えられている。
　フレーム１９は、ハウジング１に形成される一対の脚２１，２１の先端部に引っ掛かり、ハウジング１に対する下方への移動が阻止される。具体的に、フレーム１９は、中心部に貫通孔１９ａが形成される環状のスプリングシート部１９ｄと、このスプリングシート部１９ｄ外周から直径方向両側へ突出して脚２１，２１の先端部に引っ掛かる係合部１９ｂとを有する。貫通孔１９ａには、エレメントケース３０が上下動自在に挿通される。つまり、エレメントケース３０は、フレーム１９に対して上下動可能となっている。
　コイルスプリング１６は、圧縮ばねであり、弁体１５とフレーム１９との間に圧縮された状態で配置される。このため、弁体１５は、コイルスプリング１６で上方（弁座２０ｂ側）へ付勢される。この構成において、サーモエレメント１７の周囲の冷却液が高温になり、サーモエレメント１７が伸長すると、弁体１５がコイルスプリング１６の付勢力に抗して下方へ移動して、弁座２０ｂから離れる。その一方、サーモエレメント１７の周囲の冷却液が低温になり、サーモエレメント１７が収縮すると、弁体１５がコイルスプリング１６の付勢力に従って上方へ移動して、弁座２０ｂに近づく。
　図１に示すように、ハウジング１は、一対の脚２１、２１と、各脚２１の先端部に設けられる引掛け部２１ａと、開口２０ｃの縁に沿うように起立して一対の脚２１、２１の根元を繋ぐ円弧状のリブ２２とを有する。引掛け部２１ａには、フレーム１９の係合部１９ｂが係合する。
　ここで、図４（ａ）に、脚２１の先端部に設けられた引掛け部２１ａを一対の脚２１，２１の内側から見た拡大図を示し、図４（ｂ）に、引掛け部２１ａとフレーム１９の係合部１９ｂとの係合関係を示す斜視の拡大図を示す。
　引掛け部２１ａは、脚２１の先端部から内向きに（向かい合う脚２１に向けて）突出する。引掛け部２１ａは、脚２１の幅方向中央に位置する部分が、その両側よりも上下長が大きく形成されており、逆Ｔ字状の形状となる。この引掛け部２１ａにおいて、脚２１の幅方向中央に位置する上下長の大きい部分が被係合部２１ａ３、脚２１の幅方向両端に位置する上下長の小さい部分が補助部２１ａ１，２１ａ２であり、被係合部２１ａ３における上側（脚２１の根元側）の端面ｃは、補助部２１ａ１，２１ａ２における上側（脚２１の根元側）の端面ａ，ｂよりも高い（脚２１の先端から離れた）位置にある。このように、被係合部２１ａ３の端面ｃと補助部２１ａ１，２１ａ２の端面ａ，ｂは段違いに形成されており、被係合部２１ａ３にフレーム１９の係合部１９ｂが載る。
　図４（ｂ）に示すように、フレーム１９の係合部１９ｂは、被係合部２１ａ３の端面ｃに当接する積載板部１９ｂ３と、この積載板部１９ｂ３の両端から相対向して起立して、被係合部２１ａ３を幅方向両側から挟む一対のサイド板部１９ｂ１，１９ｂ２とを有する。このサイド板部１９ｂ１，１９ｂ２は、スプリングシート部１９ｄの外周縁に沿うように起立するリブ１９ｃに連なっている。
　図４（ａ）に示すように、引掛け部２１ａにおける被係合部２１ａ３の横幅は、補助部２１ａ１，２１ａ２の横幅を足し合わせた長さよりも幅広に形成される。また、被係合部２１ａ３の横幅方向の一端から他端までの直線距離Ｌ２は、係合部１９ｂの一対のサイド板部１９ｂ１，１９ｂ２の間隔Ｗ１と同じか、若干小さく形成される（Ｌ２≦Ｗ１）。これにより、一対のサイド板部１９ｂ１，１９ｂ２の間に被係合部２１ａ３がガタツキなく嵌まる。
　また、サイド板部１９ｂ１，１９ｂ２の高さは、リブ１９ｃの高さと等しく、積載板部１９ｂ３が被係合部２１ａ３の端面ｃに当接した状態で、サイド板部１９ｂ１，１９ｂ２が補助部２１ａ１，２１ａ２の端面ａ，ｂに干渉しない長さとされる。換言すると、サイド板部１９ｂ１，１９ｂ２の根元から先端までの距離Ｗ２は、被係合部２１ａ３の端面ｃと補助部２１ａ１，２１ａ２の端面ａ，ｂとの高さ方向の差Ｌ３よりも短い（Ｗ２＜Ｌ３）。これにより、フレーム１９の係合部１９ｂを引掛け部２１ａに係合した状態で、サイド板部１９ｂ１，１９ｂ２は補助部２１ａ１，２１ａ２に干渉しない。
　また、脚２１の先端部から内向きに突出する引掛け部２１ａの内側への突出高さＬ５は、組み立ての容易さとフレーム１９との係合性を考慮して適宜値に設定されている。
　また、引掛け部２１ａと脚２１との境界部分２１ａ５、引掛け部２１ａにおける被係合部２１ａ３の側面２１ａ３１と端面ｃとの境界部分２１ａ６、被係合部２１ａ３の側面２１ａ３１と補助部２１ａ２の端面ａ，ｂとの境界部分２１ａ４は、それぞれＲ形状である。
　以上のように、本発明の一実施の形態に係るサーモスタット装置１０は、内側に弁座２０ｂが形成されるハウジング１と、一端がハウジング１の内側に挿入されて温度に応じて伸縮作動するサーモエレメント１７と、このサーモエレメント１７の外周に設けられてサーモエレメント１７の伸縮作動により弁座２０ｂに離着座する弁体１５と、弁体１５を弁座２０ｂ側へ付勢するコイルスプリング（付勢部材）１６と、このコイルスプリング１９の下端（一端）を支持するフレーム１９と、を備えている。
　また、ハウジング１は、下端（一端）に開口２０ｃを有して内側に弁座２０ｂが形成される中空の本体部２０と、この本体部２０の開口縁から起立する一対の脚２１，２１と、脚２１の先端部に内向きに突出するよう形成されて、フレーム１９が引っ掛かる引掛け部２１ａとを有する。この引掛け部２１ａは、脚２１の幅方向中央に位置する被係合部２１ａ３と、被係合部２１ａ３に連なり脚２１の幅方向両端に位置する補助部２１ａ１，２１ａ２とを有する。そして、被係合部２１ａ３における脚２１の根元側の端面ｃは、補助部２１ａ１，２１ａ２における脚２１の根元側の端面ａ，ｂと比較して脚２１の先端から離れた位置にあり、フレーム１９が被係合部２１ａ３の端面ｃに当接する。
　このように、本実施の形態によれば、フレーム１９を支える脚２１の先端部の引掛け部２１ａが、フレーム１９が係合する被係合部２１ａ３の他に、被係合部２１ａ３の上端部に連なって脚２１の横幅方向へ延びる補助部２１ａ１，２１ａ２を有している。このため、コイルスプリング１６のばね荷重が被係合部２１ａ３に下向きに作用すると、補助部２１ａ１，２１ａ２に対して被係合部２１ａ３が下方へ移動しようとするが、これに抗する反力を得て、一対の脚２１，２１の先端が離れる方向に変形するのを抑制できる。即ち、上記構成によれば、ハウジング１の脚２１の開きを抑制し、フレーム１９の脱落を防止できる。
　また、本実施の形態では、引掛け部２１ａと脚２１との境界部分２１ａ５、引掛け部２１ａにおける被係合部２１ａ３の側面２１ａ３１と端面ｃとの境界部分２１ａ６、引掛け部２１ａの側面２１ａ３１と補助部２１ａ１，２１ａ２の端面ａ，ｂとの境界部分２１ａ４が、それぞれＲ形状である。これにより、応力が集中するのを防止できるので、引掛け部２１ａの耐久性を向上できる。なお、引掛け部２１ａの耐久性が確保できれば、上記境界部分の一部または全部がエッジ形状であってもよい。
　また、本実施の形態においては、図４（ａ）に示したように、被係合部２ａ３の両側面２１ａ３１，２１ａ３１が平行であるが、この限りではない。
　例えば、図５に示すように、被係合部２ａ３の両側面２１ａ３１，２１ａ３１が、脚２１の先端へ向かうにしたがって離間するとしてもよい。このようにすると、サーモスタット装置１０の組立の際に引掛け部２１ａの被係合部２１ａ３にフレーム１９の係合部１９ｂを嵌めやすく、組立作業を容易にできる。
　また、本実施の形態のサーモスタット装置１０は、一対の脚２１，２１の根元を繋ぐリブ２２を備えている。当該構成によれば、脚２１の根元をリブ２２で補強できるので、ハウジング１の脚２１の開きを一層抑制できる。
　しかし、例えば、図６，７に示すように、リブ２２が断続的に設けられ、隣り合うリブ２２，２２の間に開口部Ｓが形成されていてもよい。このように、開口部Ｓを設けると、弁体１５が開いたときに、開口部Ｓを積極的に冷却液が通過する。即ち、開口部Ｓの位置、数、大きさを調整することにより、冷却液の流れを制御できる。
　例えば、サーモスタット装置１０がエンジンの入口側に配置される場合、開口部Ｓをサーモスタット装置１０のエンジン出口側に偏らせて配置すれば、圧損を低減できる。また、サーモスタット装置１０がエンジンの入口側に配置され、ラジエータを経由した低温の冷却液の導入口となる接続口２３の他、ラジエータを経由しない高温の冷却液の導入口となる接続口（図示せず）を備える場合、開口部Ｓをサーモスタット装置１０のエンジン出口と反対側に偏らせて配置すれば、低温の冷却液と高温の冷却液とのミキシングを良好にできる。なお、リブ２２は、省略してもよい。
　また、前述のように、サーモスタット装置１０が、エンジンの入口側に配置され、接続口２３からラジエータを経由した冷却液が流入する場合には、この接続口側の冷却液の圧力で弁体１５が開弁しないよう、コイルスプリング１６のばね定数を大きくする必要があり、脚２１を開く方向へ作用する力が大きくなる。よって、このようなエンジン入口側に配置されるサーモスタット装置１０に、本発明が適用されるのが特に有効である。しかし、本発明は、エンジン出口側に配置されるサーモスタット装置に適用されてもよい。
　また、本実施の形態のように、サーモスタット装置１０のハウジング１が合成樹脂製の場合、金属製の場合と比較して、フレーム１９の脱落の問題が生じやすい。よって、ハウジングが合成樹脂製のサーモスタット装置に、本発明が適用されるのが特に有効である。しかし、本発明は、ハウジングが金属製のサーモスタット装置に適用されてもよい。
　以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱しない限り、改造、変形、及び変更が可能である。
　１　　　　　ハウジング
　２　　　　　フランジ
　２ａ　　　　 ボルト孔
　３　　　　　ピストン
　１０　　　　サーモスタット装置
　１５　　　　弁体
　１６　　　　コイルスプリング（付勢部材）
　１７　　　　サーモエレメント
　１９　　　　フレーム
　１９ｂ　　　係合部
　２０　　　　本体部
　２０ａ　　　ボス部
　２０ｂ　　　弁座
　２１　　　　脚
　２１ａ　　　 引掛け部
　２１ａ１　　補助部
　２１ａ２　　補助部
　２１ａ３　　被係合部
　２１ａ４　　被係合部の側面と補助部の端面との境界部分
　２１ａ５　　引掛け部と脚との境界部分
　２１ａ６　　被係合部の側面と端面との境界部分
　２２　　　　リブ
　ａ，ｂ　　　補助部における脚の根元側の端面
　ｃ　　　　　被係合部における脚の根元側の端面

Claims (5)

  1. 　内側に弁座が形成されるハウジングと、
    　一端が前記ハウジングの内側に挿入されて温度に応じて伸縮作動するサーモエレメントと、
    　前記サーモエレメントの外周に設けられて前記サーモエレメントの伸縮作動により前記弁座に離着座する弁体と、
    　前記弁体を弁座側へ付勢する付勢部材と、
    　前記付勢部材の一端を支持するフレームと、を備え、
    　前記ハウジングは、
    　一端に開口を有して内側に前記弁座が形成される中空の本体部と、
    　前記本体部の開口縁から起立する一対の脚と、
    　前記脚の先端部に内向きに突出するよう形成されて、前記フレームが引っ掛かる引掛け部とを有し、
    　前記引掛け部は、前記脚の幅方向中央に位置する被係合部と、前記被係合部に連なり前記脚の幅方向両端に位置する補助部とを有し、
    　前記被係合部における前記脚の根元側の端面は、前記補助部における前記脚の根元側の端面と比較して前記脚の先端から離れた位置にあり、
    　前記フレームは、前記被係合部の前記端面に当接することを特徴とするサーモスタット装置。
  2. 　前記引掛け部と前記脚との境界部分は、Ｒ形状であることを特徴とする請求項１に記載されたサーモスタット装置。
  3. 　前記被係合部の側面と、前記被係合部及び前記補助部の前記端面との境界部分は、それぞれＲ形状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載されたサーモスタット装置。
  4. 　前記被係合部の両側面は、前記脚の先端へ向かうに従って離間することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載されたサーモスタット装置。
  5. 　一対の前記脚の根元を繋ぐリブを備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載されたサーモスタット装置。
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