(57)【要約】【課題】冷却水の流量が低下しにくいサーモスタット装置を提供する。【解決手段】冷却水の温度に対応して、冷却水の通流方向を切り換えるサーモスタット１０と、サーモスタット１０を覆うと共に、外部からサーモスタット１０のメインバルブＶ１に向かう冷却水が通流するカバー部４１と、外部からカバー部４１に向かう冷却水が通流し、サーモスタット１０の作動軸線Ｌ１方向に対して斜めでカバー部４１に設けられたパイプ部４７と、を備えるサーモスタット装置１であって、側断面視において、サーモスタット１０の作動軸線Ｌ１と垂直であってメインバルブＶ１が属する平断面Ｓ１と、パイプ部４７とサーモスタット１０との間におけるカバー部４１の第１内面４３ａとのなす角度は、９０°以上である。【選択図】図３
2011085252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却水の温度に対応して、冷却水の通流方向を切り換えるサーモスタットと、
前記サーモスタットを覆うと共に、外部から前記サーモスタットのメインバルブに向かう冷却水が通流するカバーと、
外部から前記カバーに向かう冷却水が通流し、前記サーモスタットの作動軸線方向に対して斜めで前記カバーに設けられたパイプと、
を備えるサーモスタット装置であって、
側断面視において、前記サーモスタットの作動軸線と垂直であって前記メインバルブが属する平断面と、前記パイプと前記サーモスタットとの間における前記カバーの第１内面とのなす角度は、９０°以上である
ことを特徴とするサーモスタット装置。
【請求項２】
前記第１内面と前記作動軸線との距離は、前記作動軸線を中心として前記第１内面と反対側である第２内面と前記作動軸線との距離よりも長い
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーモスタット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関とラジエータ（放熱器）との間において冷却水を循環させ、内燃機関を冷却する冷却システムは、冷却水の温度に対応して、冷却水の通流方向を切り換えるサーモスタット装置を備えている（特許文献１参照）。
【０００３】
このようなサーモスタット装置は、図７、図８に示すように、ワックス・ペレット型のサーモスタット１０と、サーモスタット１０を覆うケーシング２４０、ケーシング３４０を備えている。ケーシング２４０は、サーモスタット１０の下部を覆うカバー部２４１と、カバー部２４１に設けられたパイプ部２４５とを備えており、ケーシング３４０は、サーモスタット１０の下部を覆うカバー部３４１と、カバー部３４１に設けられたパイプ部３４５とを備えている。
【０００４】
なお、パイプ部２４５、パイプ部３４５の上流には、ラジエータ（図示しない）が配置されており、サーモスタット１０が開くと、ラジエータで冷却された冷却水が、パイプ部２４５、パイプ部３４５と、サーモスタット１０とを経由して、冷却水を内燃機関に圧送するポンプ（図示しない）向かうようになっている。また、パイプ部２４５、パイプ部３４５は、レイアウトの都合により、サーモスタット１０の作動軸線Ｌ１方向に対して、斜めで配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２６３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図７に示すように、カバー部２４１が半球形のドーム状であり、その内面２４２が半球形であると、パイプ部２４５からカバー部２４１内に流入した冷却水が、カバー部２４１の内面２４２に沿って渦流を発生させる（矢印Ａ５参照）。このように渦流が発生してしまうと、圧力損失が大きくなり、サーモスタット装置を通流する冷却水の流量が低下する虞がある。
【０００７】
また、図８に示すように、カバー部３４１が円錐形であり、その内面３４２が円錐形であって、パイプ部３４５がカバー部３４１の頂部側（図８の下側）に設けられ、カバー部３４１の基部側（図８の上側）に括れ部３４３が形成されている場合、パイプ部３４５からカバー部３４１内に流入した冷却水が、カバー部３４１の内面３４２に沿って渦流を発生させ、さらにこの渦流が括れ部３４３に案内されてしまう（矢印Ａ６参照）。そうすると、図７と同様に、圧力損失が大きくなり、サーモスタット装置を通流する冷却水の流量が低下する虞がある。
【０００８】
そこで、本発明は、冷却水の流量が低下しにくいサーモスタット装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、冷却水の温度に対応して、冷却水の通流方向を切り換えるサーモスタットと、前記サーモスタットを覆うと共に、外部から前記サーモスタットのメインバルブに向かう冷却水が通流するカバーと、外部から前記カバーに向かう冷却水が通流し、前記サーモスタットの作動軸線方向に対して斜めで前記カバーに設けられたパイプと、を備えるサーモスタット装置であって、側断面視において、前記サーモスタットの作動軸線と垂直であって前記メインバルブが属する平断面と、前記パイプと前記サーモスタットとの間における前記カバーの第１内面とのなす角度は、９０°以上であることを特徴とするサーモスタット装置である。
【００１０】
このようなサーモスタット装置によれば、側断面視において、前記サーモスタットの作動軸線と垂直であってメインバルブが属する平断面と、パイプとサーモスタットとの間におけるカバーの第１内面とのなす角度は、９０°以上であるので、カバー内で冷却水の渦流が発生しにくくなる。すなわち、カバー内に流入した冷却水が渦流に巻き込まれにくくなり、サーモスタットにおける圧力損失が大きくなりにくくなる。そして、このように圧力損失が大きくなりにくいので、サーモスタット装置を通流する冷却水の流量は、低下しにくくなる。
【００１１】
また、前記したサーモスタット装置において、前記第１内面と前記作動軸線との距離は、前記作動軸線を中心として前記第１内面と反対側である第２内面と前記作動軸線との距離よりも長いことを特徴とする。
【００１２】
このようなサーモスタット装置によれば、第１内面と作動軸線との距離は、作動軸線を中心として第１内面と反対側である第２内面と前記作動軸線との距離よりも長い、つまり、カバー内において、第１内面と作動軸線との間のスペースは、第２内面と作動軸線との間のスペースよりも大きい。これにより、カバー内で冷却水の渦流がさらに発生しにくくなり、その結果、圧力損失はさらに大きくなりにくくなり、冷却水の流量はさらに低下しにくくなる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、冷却水の流量が低下しにくいサーモスタット装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係る冷却システムの構成を示す図である。
【図２】本実施形態に係るサーモスタット装置の側断面図（図４のＸ２−Ｘ２線断面に対応）であり、サーモスタットが閉じた状態を示す。
【図３】本実施形態に係るサーモスタット装置の側断面図（図４のＸ２−Ｘ２線断面に対応）であり、サーモスタットが開いた状態を示す。
【図４】本実施形態に係るサーモスタット装置の平断面図（図２のＸ１−Ｘ１線断面に対応）である。
【図５】変形例に係るサーモスタット装置の側断面図（図６のＸ４−Ｘ４線断面に対応）であり、サーモスタットが開いた状態を示す。
【図６】変形例に係るサーモスタット装置の平断面図（図５のＸ３−Ｘ３線断面に対応）である。
【図７】従来に係るサーモスタット装置の側断面図であり、サーモスタットが開いた状態を示す。
【図８】従来に係るサーモスタット装置の側断面図であり、サーモスタットが開いた状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。
【００１６】
≪冷却システム≫
図１に示す本実施形態に係る冷却システム１００は、シリンダブロックやシリンダヘッド（いずれも図示しない）のウォータージャケット１５０を経由するように冷却水を循環させることで、シリンダブロック等（内燃機関）を冷却するものであり、サーモスタット装置１と、ポンプ１１１と、ラジエータ１１２と、ヒータコア１１３とを備えている。
ただし、冷却対象はこれに限定されず、その他に例えば、燃料電池スタックでもよい。
【００１７】
ウォータージャケット１５０における冷却水流路１５１の出口は、配管１１３ａ、ヒータコア１１３、配管１１３ｂ、サーモスタット装置１、配管１１１ａ、ポンプ１１１、配管１１１ｂを介して、冷却水流路１５１の入口に接続されている。そして、ウォータージャケット１５０から排出された冷却水が低温であり、サーモスタット装置１が閉じている場合、配管１１１ａと、配管１１３ｂ及び後記する配管１１３ｃとが連通し、冷却水が、ウォータージャケット１５０とヒータコア１１３との間で循環するようになっている。
【００１８】
また、配管１１３ａの途中は、ヒータコア１１３をバイパスする細い配管１１３ｃを介して、サーモスタット装置１に接続されている。これにより、ウォータージャケット１５０から排出され、ヒータコア１１３で温度低下していない冷却水が、配管１１３ｃを通って、サーモスタット１０の後記するサーモエレメント１１（図２参照）に、常に供給されるようになっている。
【００１９】
さらに、配管１１３ａの途中は、配管１１２ａ、ラジエータ１１２、配管１１２ｂを介して、サーモスタット装置１に接続されている。そして、ウォータージャケット１５０から排出された冷却水が高温であり、その温度に対応してサーモスタット装置１が開いた場合、配管１１１ａと、配管１１２ｂ、配管１１３ｂ及び配管１１３ｃとが連通して、冷却水の通流方向が切り換わり、冷却水が、ウォータージャケット１５０と、ラジエータ１１２又はヒータコア１１３との間で循環するようになっている。すなわち、冷却水の温度が高くなるほど、サーモスタット装置１の開度が大きくなり、サーモスタット装置１は、配管１１３ｂ又は配管１１２ｂから配管１１１ａに向かう冷却水の流量の割合を制御するようになっている。
【００２０】
≪サーモスタット装置の構成≫
次に、サーモスタット装置１の具体的構造について、図２〜図４を参照して、説明する。
サーモスタット装置１は、冷却水の温度に対応して冷却水の通流方向を切り換えるワックス・ペレット型のサーモスタット１０と、サーモスタット１０を覆う第１ケーシング３０及び第２ケーシング４０と、を備えている。
【００２１】
＜サーモスタット＞
サーモスタット１０は、温度上昇すると膨張するワックス１１ａが封入された円柱状のサーモエレメント１１と、サーモエレメント１１に外嵌すると共に一体であり、側断面視で逆ハット状である第１弁体１２と、側断面視で略Ｖ字形の第１フレーム１３と、サーモエレメント１１をその軸線方向において摺動自在に保持すると共に、第１フレーム１３に固定された第２フレーム１４と、第１弁体１２と第２フレーム１４との間に介装され、第１弁体１２を閉方向（図２等の下方向）に付勢する第１圧縮コイルばね１５と、を備えている。
ここで、サーモエレメント１１の軸線方向は、サーモスタット装置１の作動軸線Ｌ１方向である。
【００２２】
第１フレーム１３の上部にはリング状のフランジ部１３ａが形成されており、このフランジ部１３ａが、第１ケーシング３０と第２ケーシング４０とで挟持されることにより、サーモスタット１０が第１ケーシング３０及び第２ケーシング４０に固定されている。
【００２３】
フランジ部１３ａの内周縁は、弁座１３ｂとして機能しており、弁座１３ｂに第１圧縮コイルばね１５で付勢された第１弁体１２が着座すると、サーモスタット１０が閉じた状態となる（図２参照）。このようにサーモスタット１０が閉じた状態になると、弁座１３ｂを有するフランジ部１３ａと、第１弁体１２とで、第１ケーシング３０内と第２ケーシング４０内とが遮断、つまり、仕切られた状態となる。
【００２４】
一方、ワックス１１ａの温度が上昇し、ワックス１１ａが膨張すると、サーモエレメント１１が第２フレーム１４にガイドされながら、上方に移動し、これにより、サーモエレメント１１と一体である第１弁体１２が、弁座１３ｂから離座し、サーモスタット１０が開いた状態となる（図３参照）。このようにサーモスタット１０が開いた状態になると、第１ケーシング３０内と第２ケーシング４０内とが連通した状態となる。
すなわち、本実施形態では、第１弁体１２と弁座１３ｂとで、サーモスタット１０のメインバルブＶ１が構成されている。
【００２５】
また、第１フレーム１３には、サーモエレメント１１内に挿通され、サーモエレメント１１を軸方向にガイドするスピンドル１３ｃが設けられている。
【００２６】
さらに、サーモエレメント１１の上部には、サーモエレメント１１に対して伸縮自在であって、後記する第２接続部３２に臨む第２弁体１６が設けられており、第２弁体１６とサーモエレメント１１との間には、第２弁体１６をその閉方向に付勢する第２圧縮コイルばね１７が介装されている。
そして、サーモエレメント１１が上方に移動したとしても、配管１１３ｃからの冷却水の流れによって、第２圧縮コイルばね１７が縮退し、ウォータージャケット１５０から排出された温度の冷却水が、サーモエレメント１１に常に向かうようになっている。
【００２７】
＜第１ケーシング＞
第１ケーシング３０は、アルミダイカスト製の部品であって、サーモスタット１０の略上半分を覆っており、その内部を冷却水が通流する。このような第１ケーシング３０は、配管１１３ｂが接続される第１接続部３１と、配管１１３ｃが接続される第２接続部３２と、配管１１１ａが接続される第３接続部３３とを備えている。
【００２８】
＜第２ケーシング＞
第２ケーシング４０は、アルミダイカスト製の部品であって、サーモスタット１０の略下半分を覆っており、その内部を冷却水が通流する。このような第２ケーシング４０は、主に第１フレーム１３を覆うカバー部４１と、サーモスタット装置１の作動軸線Ｌ１方向に対して斜めで、かつ、カバー部４１の頂部やや右側に設けられたパイプ部４７と、を備えている。
【００２９】
＜第２ケーシング−パイプ部＞
パイプ部４７にはラジエータ１１２（外部）からの配管１１２ｂが接続されており、パイプ部４７内をカバー部４１に向かう冷却水が通流するようになっている。
【００３０】
＜第２ケーシング−カバー部＞
カバー部４１は、略等しい肉厚で形成された部分であって、その内部を、ラジエータ１１２（外部）から前記したメインバルブＶ１に向かう冷却水が通流するようになっている。
カバー部４１の左半分である左ハーフ４２の外形は、逆略半円錐状を呈しており、カバー部４１の右半分であり、パイプ部４７が設けられた右ハーフ４３の外形は、略半円柱状を呈している。なお、本実施形態において、逆略半円錐状の左ハーフ４２の底面の半径Ｒ１と、略半円柱状の右ハーフ４３の底面の半径Ｒ２とは、等しい（図４参照、Ｒ１＝Ｒ２）。
【００３１】
そして、サーモスタット１０の作動軸線Ｌ１と垂直であってメインバルブＶ１が属する平断面Ｓ１と、パイプ部４７とサーモスタット１０との間における右ハーフ４３の内周面である第１内面４３ａとのなす角度θは、９０°となっている。なお、第１内面４３ａは、パイプ部４７が設けられた側のカバー部４１の内面である。
これにより、カバー部４１内で、冷却水の渦流が発生しにくくなっている。ただし、前記した角度θは９０°に限定されず、９０°以上であればよい。
【００３２】
≪サーモスタット装置の作用効果≫
このようなサーモスタット装置１によれば次の作用効果を得る。
温度上昇によりワックス１１ａが膨張すると、図３に示すように、サーモスタット１０（メインバルブＶ１）が開き、第１ケーシング３０内と第２ケーシング４０内とが連通し、ラジエータ１２１からの冷却水が、パイプ部４７、カバー部４１、第１ケーシング３０を通って、ポンプ１１１に向かう。
【００３３】
この場合において、平断面Ｓ１と第１内面４３ａとのなす角度θが９０°であるので、カバー部４１内において、冷却水の渦流がほとんど発生せず、圧力損失がほとんど上昇しない。このように圧力損失が上昇しないので、サーモスタット装置１を通流する冷却水の流量は低下しない。
【００３４】
≪変形例≫
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、例えば次のように変更できる。
【００３５】
例えば、図５、図６に示すような、右ハーフ４４を備えるサーモスタット装置１でもよい。
右ハーフ４４は、前記した右ハーフ４３よりも径方向外側（図５等の右側）に拡径・膨出している。そして、図６に示すように、右ハーフ４４の内周面である第１内面４４ａと作動軸線Ｌ１との距離（半径Ｒ３）は、作動軸線Ｌ１を中心として第１内面４４ａと反対側である左ハーフ４２の第２内面４２ａと作動軸線Ｌ１との距離（半径Ｒ１）よりも長くなっている（Ｒ３＞Ｒ１）。
このような右ハーフ４４によれば、カバー部４１内において、冷却水の渦流がさらに発生しにくく、そして、圧力損失が大きくならないので、冷却水の流量がさらに低下しにくくなる。
【００３６】
前記した実施形態では、カバー部４１とパイプ部４７とが一体成形品である場合を例示したが（図３参照）、カバー部４１とパイプ部４７とは、別部品であってもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１      サーモスタット装置
１０    サーモスタット
１２    第１弁体
１３ｂ  弁座
Ｖ１    メインバルブ
４１    カバー部
４２    左ハーフ
４２ａ  第２内面
４３、４４  右ハーフ
４３ａ、４４ａ  第１内面
４７    パイプ部
Ｌ１    作動軸線
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３  半径（距離）
Ｓ１    平断面
【図１】
2011085252.tif 000003
【図２】
2011085252.tif 000004
【図３】
2011085252.tif 000005
【図４】
2011085252.tif 000006
【図５】
2011085252.tif 000007
【図６】
2011085252.tif 000008
【図７】
2011085252.tif 000009
【図８】
2011085252.tif 000010