(57)【要約】  【課題】  冷却水が感温ケース内に侵入してワックスと混入して開弁温度が低下したり、弾性スプール内に侵入して開弁温度が低下するのを防止するようにした応答弁のシール構造を提供する。  【解決手段】  ロッド２９を摺動可能に保持するガイド５０の大径部５５の外周側の突部５６を感温ケース２６の嵌着部５８の圧入溝５７に喰込むように圧入させて加締める。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感温物質を封入した感温ケースの開口側から弾性スプールを挿入し、該スプール内にロッドを挿入し、前記感温ケースの雰囲気温度が上昇すると、前記弾性スプールが前記ロッドを押出し、その反力によって弁体をバルブシートから離間させて開弁動作を行なう応答弁において、
前記感温ケースの開口端に嵌着されて中心部の貫通孔によって前記ロッドを摺動可能に案内するガイド部材の外周面上に突部を形成し、該突部を前記感温ケースの内表面に対して圧入して喰込ませて前記ガイドと前記感温ケースとの間をシールすることを特徴とする応答弁のシール構造。
【請求項２】
前記ガイドよりも前記感温ケースの方が柔らかい材料から構成されることを特徴とする請求項１に記載の応答弁のシール構造。
【請求項３】
前記突部の突出量が３０〜５００μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の応答弁のシール構造。
【請求項４】
前記突部の根元側の側端が前記弾性スプールの開放端を押えることを特徴とする請求項１に記載の応答弁のシール構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は応答弁に係り、とくにケース内に充填された感温物質の膨張によってロッドを押出し、その反力で弁体をバルブシートから離間させるようにした応答弁のシール構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、水冷式エンジンにおいては、エンジンの熱負荷の低減と、エンジンの摩擦低減、および省エネルギ、排気ガス中の有害物質の減少、あるいはクリーン化を目的として、エンジンとラジエタとを管路を介して互いに接続し、エンジンのウォータジャケットに流入する冷却水の温度を制御する方式が採用されている。
【０００３】
このような水冷式のエンジンの冷却装置において、とくにラジエタとバイパス管路との冷却水の切換えのために、構造が簡単であってしかも安価であり、さらに動作が確実等の多くの利点を有することから、ワックスの膨張と固化とを利用したサーモスタット式応答弁が広く利用されている。このようなワックス膨張型熱感応部を備えたサーモスタット式応答弁は、例えば特開昭５１−１３０３６号公報等に開示されている。
【０００４】
このようなワックス膨張型感応部を備えるサーモスタット式応答弁において、とくにワックスを封入した感温ケースとロッドを摺動可能に案内するガイドとの間の部分のシールが十分でないと、感温ケース内であってワックスの充填空間内に冷却水が侵入する。さらには上記ガイドとスプールとの間の隙間を通してゴムスプールとロッドとの間に冷却水が侵入することになる。
【０００５】
感温ケース内に冷却水が侵入すると、この冷却水によってワックスが膨潤したり劣化したりする。また実質的にワックスの量が増加したのとほぼ同じ効果を発生し、このために設定された開弁温度よりも低い温度で開弁動作を行なうことになる。すなわち感温ケース内に冷却水が侵入してワックスに混入すると、これによって開弁温度が低下する。
【０００６】
またガイドとゴムスプールとの隙間を通してスプールの底部であってロッドを絞出す先端側の部分に水が侵入すると、実質的にロッドの長さが長くなったのと同じくなり、この場合にも設定温度よりも低い温度で開弁動作が行なわれる。従ってサーモスタット式応答弁の開弁温度が下がることになる。
【０００７】
このように感温ケース内あるいは弾性スプール内に冷却水が侵入すると、開弁温度が目標値よりも下がることになる。従ってエンジンの燃費が悪化する問題がある。また暖機と冷却運転の切換え温度が下がるために、寒冷地等での暖機運転に支障を生ずることになる。
【０００８】
とくにコンピュータによって制御するエンジンであって、ＯＢＤ（オンボードダイアグノーシス）機能を備えるエンジンの場合には、開弁温度が予め設定された許容値よりも低くなると、インストルメントパネル上の警報ランプが点灯することになり、さらに開弁温度が低くなった場合には、エンジンそれ自体が運転を停止する。従って極端に開弁温度が低くなった場合には、車両が走行できなくなる。このことは最悪の場合に、冬の原野で搭乗者が命を落す羽目になりかねない。またこのような理由から、開弁温度が変化するサーモスタット弁を備えた自動車が、市場から排除される可能性がある。
【特許文献１】特開昭５１−１３０３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本願発明の課題は、感温ケース内に冷却水が侵入して開弁温度が目標値よりも下がるのを防止するようにした応答弁のシール構造を提供することである。
【００１０】
本願発明の別の課題は、弾性スプール内に冷却水が侵入して開弁温度が設定値よりも下がるのを防止するようにした応答弁のシール構造を提供することである。
【００１１】
本願発明のさらに別の課題は、ロッドを摺動可能に案内するガイドと感温ケースとの間のシール性を改善し、これによって感温ケースあるいは弾性スプール内への冷却水の侵入を防止するようにした応答弁のシール構造を提供することである。
【００１２】
本願発明のさらに別の課題は、特別なシール部品を追加することなくしかも感温ケースあるいは弾性スプール内への冷却水の侵入を防止するようにした応答弁のシール構造を提供することである。
【００１３】
上記の課題および別の課題は、以下に述べる本願発明の技術的思想およびその実施の形態によって明らかにされよう。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本願の主要な発明は、感温物質を封入した感温ケースの開口側から弾性スプールを挿入し、該スプール内にロッドを挿入し、前記感温ケースの雰囲気温度が上昇すると、前記弾性スプールが前記ロッドを押出し、その反力によって弁体をバルブシートから離間させて開弁動作を行なう応答弁において、
前記感温ケースの開口端に嵌着されて中心部の貫通孔によって前記ロッドを摺動可能に案内するガイド部材の外周面上に突部を形成し、該突部を前記感温ケースの内表面に対して圧入して喰込ませて前記ガイドと前記感温ケースとの間をシールすることを特徴とする応答弁のシール構造に関するものである。
【００１５】
ここで前記ガイドよりも前記感温ケースの方が柔らかい材料から構成されてよい。また前記突部の突出量が３０〜５００μｍの範囲内であってよい。また前記突部の根元側の側端が前記弾性スプールの開放端を押えるようにしてよい。
【発明の効果】
【００１６】
本願の主要な発明は、感温物質を封入した感温ケースの開口側から弾性スプールを挿入し、該スプール内にロッドを挿入し、感温ケースの雰囲気温度が上昇すると、弾性スプールがロッドを押出し、その反力によって弁体をバルブシートから離間させて開弁動作を行なう応答弁において、感温ケースの開口端に嵌着されて中心部の貫通孔によってロッドを摺動可能に案内するガイド部材の外周面上に突部を形成し、該突部を感温ケースの内表面に対して圧入して喰込ませてガイドと感温ケースとの間をシールするようにしたものである。
【００１７】
従ってこのような応答弁のシール構造によれば、ガイド部材の外周面上に形成された突部が感温ケースの内周面に対して喰込むように圧入され、これによってガイド部材と感温ケースとの間がより完全にシールされることになる。従ってこのようなシール構造によって、ガイド部材と感温ケースとの間の隙間を通して、感温ケース内あるいは弾性スプール内に冷却水が侵入することが確実に防止される。従って冷却水が感温ケースや弾性スプール内へ侵入することによる開弁温度の設定値に対する低下が回避される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下本願発明を図示の実施の形態によって説明する。図１および図２はこのようなサーモスタット式応答弁１５を用いたエンジンの冷却装置の概要を示すものであって、エンジン１０とラジエタ１１とは主冷却管路Ａ、Ｂを介して接続されるとともに、ラジエタ１１の出口側は戻し管路Ｃ、Ｅ、Ｆを介してエンジン１０のウォータジャケットに接続される。そして管路Ｃ、Ｅの接続点にバイパス管路Ｄが接続されるとともに、これら３つの管路Ｃ、Ｄ、Ｅの交差位置にサーモスタット式応答弁１５が接続される。また上記ラジエタ１１は熱交換器を構成し、冷却ファン１３によって内部を循環する冷却水を冷却するようにしている。またサーモスタット式応答弁１５の下流側にはウォータポンプ１２が接続され、これによって冷却水を強制的に循環させるようにしている。
【００１９】
このように本実施の形態のエンジンの冷却装置は、水冷エンジン１０を冷却するためのものであって、ラジエタ１１と、冷却ファン１３と、ウォータポンプ１２と、暖機運転時に冷却水がバイパスするバイパス管路Ｄとから構成され、ラジエタ１１とエンジン１０のウォータポンプ１２とバイパス管路Ｄとの交差位置にサーモスタット式応答弁１５が接続されるようになっている。
【００２０】
次に上記サーモスタット式応答弁１５の構成を図３および図４によって説明する。サーモスタット式応答弁はとくに図３に示すようにほぼＵ字状に屈曲したフレーム２５を備え、このフレーム２５の内側に感温ケース２６が配されている。ケース２６には図５に示すようにワックス２７が充填されるとともに、スプール２８が挿入されている。そしてスプール２８内にロッド２９の下端部が挿入される。ロッド２９の上端はフランジ３０のブリッジ３１の凹部３２によって受けられる。
【００２１】
ケース２６の上端にはほぼ円板状をなす支持体３３が設けられ、この支持体３３の外周部にゴム製の弁体３４が装着される。また支持体３３とケース２６との間には圧縮コイルばね３５が配される。
【００２２】
また上記ケース２６の下端にはロッド３６が突設されるとともに、外周部に錐状ばね３７が介装される。このばね３７がロッド３６に摺動可能に支持されている弁体３８を下方に押圧するようになっている。弁体３４は図３に示すアウトレットハウジング４２の入口３９を閉じるようになっている。
【００２３】
このようなサーモスタット式応答弁は図３に示すように、上下一対のハウジング４１、４２の接合部に上記フランジ３０の部分で取付けられるようになっている。しかもこのような取付けの際に、アダプタリング４３が用いられるようになっている。
【００２４】
次にこのようなサーモスタット式応答弁の切換え動作を説明する。冷却水の温度が低い場合には、図３に示すようにケース２６内のワックス２７が固化しており、このためにスプール２８はロッド２９を絞り出すことがなく、このために圧縮コイルばね３５によって支持体３３の外周側の弁体３４がフランジ３０の下面の弁座に圧着されてラジエタ１１からの流路を閉塞する。従って冷却水はバイパス管路Ｄから入口３９を通してアウトレットハウジング４２内に流入し、ウォータポンプ１２側へ流動する。
【００２５】
冷却水の温度が上昇すると、ケース２６内のワックス２７が流動化し、これによってスプール２８がロッド２９を押出す。従ってロッド２９はブリッジ３１の凹部３２に当接するとともに、その反力によってケース２６および支持体３３を介して弁体３４を圧縮コイルばね３５に抗して下方に移動させる。従ってこのサーモスタット式応答弁が開弁する。従ってラジエタ１１からインレットハウジング４１内に冷却水が流動し、この冷却水がバイパス管路Ｄから入口３９を通して入ってきた冷却水と混合されてウォータポンプ１２側へ流動する。
【００２６】
冷却水の温度が上昇するのに従ってこのサーモスタット式応答弁の開度が増大するとともに、弁体３８と入口３９との間の隙間が次第に小さくなり、これによってバイパス管路Ｄを還流する冷却水の量が減少し、ラジエタ１１によって冷却された冷却水がウォータポンプ１２側へ流れることになる。
【００２７】
次にこのようなサーモスタット式応答弁のとくに感温ケース２６とガイド５０との間のシールの構造を図５および図６によって説明する。上記弾性スプール２８内に挿入されるロッド２９は感温ケース２６の上部開口に嵌着されるガイド５０によって保持される。すなわちガイド５０には中心孔５１が形成され、この中心孔５１によってロッド２９が摺動可能に支持される。しかもロッド２９は上側の一対のＯリング５２と下側のガイドリング５３とによって、中心孔５１の内周面との間の隙間がシールされる。
【００２８】
ガイド５０は例えば比較的硬い真鍮から構成されるとともに、その基端側が大径部５５に構成される。そして大径部５５の下端側であって外周側の部分には下方へ突出するように突部５６が形成される。この突部５６は、上記ガイド５０の大径部５５の下側のエッジの部分に円周方向の全周に延びるように形成される。そしてこのような突部５６を受入れる感温ケース２６が比較的柔らかい例えば純銅から構成されており、加締めによる突部５６の圧入によって圧入溝５７が形成されることになる。このような圧入溝５７は予め形成しておくのではなく、ガイド５０の嵌着部５８を加締める際に形成されるものである。
【００２９】
このように本実施の形態のサーモスタット式応答弁１５においては、とくに図５および図６に示すように、ガイド５０の大径部５５の突部５６が、ガイド部５０を感温ケース２６の嵌着部５８によって加締める際に圧入溝５７に圧入されてシールされるようになっている。なお上記嵌着部５８の加締め力は、３０〜３００ｋｇ／ｃｍ２  の範囲内の例えば１１５ｋｇ／ｃｍ２  の圧力である。そしてこのような突部５６と圧入溝５７との加締めによるシール構造によって、例えば５０〜１５０μｍの高さ（図６においてＬで示す。）の突部５６の圧入溝５７に対する喰込みによって、水圧が２．０ｋｇ／ｃｍ２  でも水漏れを生じなかった。なおラジエタ１１の内圧は１．２ｋｇ／ｃｍ２  であって、この値よりも高い圧力で水漏れを生じない。
【００３０】
ここでガイド５０の大径部５５の外周面に形成される突部５６の高さは、３０〜５００μｍの範囲内であることが好ましく、５０〜１５０μｍの範囲内であることがより好ましい。突出部の高さが３０μｍ以下であると、シール効果が必ずしも十分でなく、水漏れを生ずる可能性がある。また突出量が５００μｍを超えると、嵌着部５８の加締め力による圧入溝５７の形成のための圧力が異常に高くなったり、あるいはまた嵌着部５８を加締める際に嵌着部５８にひび割れ等を生ずる可能性がある。
【００３１】
このようにガイド５０と感温ケース２６とがその大径部５５と嵌着部５８との間でシールされるために、冷却水がガイド５０の大径部５５と感温ケース２６の嵌着部５８の間の隙間を通って矢印Ａで示すように感温ケース２６内に侵入することが防止される。従って感温ケース２６内に冷却水が入込んでワックス２７と混り合うことが防止され、感温ケース２６内への冷却水の侵入に伴う開弁温度の低下が回避される。またガイド５０の大径部５５の外周部と感温ケース２６の嵌着部５８との間の隙間から弾性スプール２８とロッド２９との間の隙間を通ってこの弾性スプール２８の先端側に矢印Ｂで示すように冷却水が侵入することが防止される。従って弾性スプール２８内への冷却水の侵入に伴う開弁温度の低下が回避されることになる。
【００３２】
図７および図８は変形例のシール構造を示している。すなわちここではガイド５０の大径部５５の肩の部分にリング状の突部５６を形成し、感温ケース２６の嵌着部５８を組立て時に加締めると、この嵌着部５８の内表面に形成される圧入溝５７に突部５６が喰込むことになる。従ってこの変形例によれば、ガイド５０と感温ケース２６との間のシールは、ガイド５０の肩部に形成される突部５６が嵌着部５８の加締めの際における圧入溝５７への喰込みによって達成されることになる。
【００３３】
従ってこのような変形例においても、矢印Ａで示す方向の冷却水の侵入、すなわち感温ケース２６内への冷却水の侵入や、矢印Ｂで示す弾性スプール２８内への冷却水の侵入が確実に回避される。従ってこのような構成によっても、上記実施の形態と同様の作用効果を奏することになる。
【００３４】
以上本願発明を図示の実施の形態によって説明したが、本願発明は上記実施の形態によって限定されることなく、本願発明の技術的思想の範囲内で各種の変更が可能である。例えば上記実施の形態における感温ケース２６とガイド５０の材料の組合わせや、シールのための突部５６の圧入溝５７に対する喰込みの構造等については、各種の設計変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本願発明は水冷式の各種の内燃機関から成るエンジンの冷却装置に広く利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】エンジンの冷却装置の全体の構成を示すブロック図である。
【図２】同冷却装置の配管図である。
【図３】サーモスタット式応答弁を組込んだハウジングの縦断面図である。
【図４】サーモスタット式応答弁の平面図である。
【図５】感温ケースの構造を示す拡大縦断面図である。
【図６】感温ケースのシール構造を示す要部拡大断面図である。
【図７】変形例の感温ケースの拡大断面図である。
【図８】同シール構造を示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  エンジン
１１  ラジエタ
１２  ウォータポンプ
１３  冷却ファン
１５  サーモスタット式応答弁
２５  フレーム
２６  感温ケース
２７  ワックス（感温物質）
２８  弾性スプール
２９  ロッド
３０  フランジ（弁座）
３１  ブリッジ
３２  凹部
３３  支持体
３４  弁体
３５  圧縮コイルばね
３６  ロッド
３７  錐状ばね
３８  弁体
３９  入口
４１  インレットハウジング
４２  アウトレットハウジング
４３  アダプタリング
５０  ガイド
５１  中心孔
５２  Ｏリング
５３  ガイドリング
５５  大径部
５６  突部
５７  圧入溝
５８  嵌着部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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