(57)【要約】【課題】応答性のばらつきが抑制されたサーモスタットを提供できる。【解決手段】エンジンからラジエータを経由して冷却水が流入する第１開口、前記エンジンから前記ラジエータを経由せずに冷却水が流入する第２開口、前記エンジンに冷却水を排出する第３開口、を有したハウジングと、冷却水の温度に応じて変位すると共に前記ハウジングに収納された感温部と、前記感温部の変位により前記第１開口を開閉するバルブと、前記第１開口を閉じるように前記バルブを付勢するコイルバネと、前記バルブに設けられ前記感温部の少なくとも一部を包囲した遮蔽壁部と、を備えたサーモスタット。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンからラジエータを経由して冷却水が流入する第１開口、前記エンジンから前記ラジエータを経由せずに冷却水が流入する第２開口、前記エンジンに冷却水を排出する第３開口、を有したハウジングと、
冷却水の温度に応じて変位すると共に前記ハウジングに収納された感温部と、
前記感温部の変位により前記第１開口を開閉するバルブと、
前記第１開口を閉じるように前記バルブを付勢するコイルバネと、
前記バルブに設けられ前記感温部の少なくとも一部を包囲した遮蔽壁部と、を備えたサーモスタット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーモスタットに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの冷却装置に採用されているサーモスタットが知られている（例えば特許文献１参照）。サーモスタットは、エンジンからラジエータを経由して冷却水が流入する第１開口、エンジンからラジエータを経由せずに冷却水が流入する第２開口、エンジンに冷却水を排出する第３開口、を有したハウジングと、冷却水の温度に応じて変位すると共にハウジングに収納された感温部と、感温部の変位により第１開口を開閉するバルブと、第１開口を閉じるようにバルブを付勢するコイルバネと、を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１８９６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
バルブはコイルバネの端部により第１開口を閉じるように押圧されているため、バルブが第１開口を開弁し始める開弁初期状態では、バルブはコイルバネの端部に押圧された位置から離れた位置から先に第１開口から離間するように傾いて開弁し始める。このため、開弁初期状態では、バルブに対するコイルバネの端部の位置に応じて開弁開始位置が異なる。このような開弁開始位置の相違により、開弁初期状態では、第１及び第２開口のそれぞれからハウジング内に導入された冷却水のハウジング内での混合の態様も異なり、この結果、感温部に影響を及ぼす冷却水の温度にもばらつきが生じる。この結果、バルブの開弁の態様にもばらつきが生じて、サーモスタットの応答性にばらつきが生じる可能性がある。
【０００５】
そこで、応答性のばらつきが抑制されたサーモスタット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】
【０００６】
上記課題は、エンジンからラジエータを経由して冷却水が流入する第１開口、前記エンジンから前記ラジエータを経由せずに冷却水が流入する第２開口、前記エンジンに冷却水を排出する第３開口、を有したハウジングと、冷却水の温度に応じて変位すると共に前記ハウジングに収納された感温部と、前記感温部の変位により前記第１開口を開閉するバルブと、前記第１開口を閉じるように前記バルブを付勢するコイルバネと、前記バルブに設けられ前記感温部の少なくとも一部を包囲した遮蔽壁部と、を備えたサーモスタットにより解決できる。
【発明の効果】
【０００７】
応答性のばらつきが抑制されたサーモスタットを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１Ａは、本実施例のサーモスタットの模式的な断面図であり、図１Ｂは、本実施例のサーモスタットを下方側から見た模式図である。
【図２】図２は、比較例のサーモスタットの模式的な断面図である。
【図３】図３Ａは、コイルバネの端部が１８０°の位置にある場合での比較例のサーモスタットの開弁初期状態での冷却水の流れの説明図であり、図３Ｂは、コイルバネの端部が０°の位置にある場合での比較例のサーモスタットの開弁初期状態での冷却水の流れの説明図である。
【図４】図４Ａは、コイルバネの端部が１８０°の位置にある場合での本実施例のサーモスタットの開弁初期状態での冷却水の流れの説明図であり、図４Ｂは、コイルバネの端部が０°の位置にある場合での本実施例のサーモスタットの開弁初期状態での冷却水の流れの説明図である。
【図５】図５は、本実施例と比較例とのコイルバネの端部の位置に応じた感温部の平均温度を示したグラフである。
【図６】図６Ａは、第１変形例である遮蔽壁部の斜視図であり、図６Ｂは、第２変形例である遮断壁部の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１Ａは、本実施例のサーモスタット４の模式的な断面図である。サーモスタット４は、エンジンの冷却装置に採用され、具体的には、エンジンの冷却水が循環する経路上に配置される。サーモスタット４は、ハウジング４０や、ハウジング４０内に収納されたバルブ４５、感温部４７及びコイルバネ４８等を有している。ハウジング４０には開口４１、４２、及び４３が形成されている。開口４１、４２、及び４３にはそれぞれラジエータ通路１１、暖機通路１２、及びエンジン通路１３が接続されている。ラジエータ通路１１には、不図示のエンジンからラジエータを経由して排出された冷却水が流れる。暖機通路１２には、エンジンからラジエータを経由せずに排出された冷却水が流れる。尚、暖機通路１２を介してハウジング４０内に導入される冷却水は、エンジンから排出されて、エンジンが搭載された車両の室内の暖房用ヒータを経由した冷却水であってもよい。エンジン通路１３には、サーモスタット４からエンジンに冷却水が排出される。従って、開口４１は、エンジンからラジエータを経由して冷却水が流入する第１開口の一例である。開口４２は、エンジンからラジエータを経由せずに冷却水が流入する第２開口の一例である。開口４３は、エンジンに冷却水を排出する第３開口の一例である。尚、冷却水は、冷却水の経路上に配置されたウォータポンプにより、所定の経路を循環する。
【００１０】
サーモスタット４の機能について簡単に説明する。暖機通路１２を介してサーモスタット４内に導入された冷却水の温度が所定の閾値よりも低い場合、サーモスタット４は閉弁状態に維持され、暖機通路１２からサーモスタット４内に導入された冷却水はエンジン通路１３を介して再びエンジンに供給される。このように冷却水が比較的低温の場合には、冷却水はラジエータを経由せずにエンジンに再度循環されることにより、エンジンの暖機が促進される。暖機通路１２を介してサーモスタット４内に導入された冷却水の温度が所定の閾値よりも高い場合には、サーモスタット４は開弁状態となり、ラジエータ通路１１を介してラジエータを経由した比較的低温の冷却水が、暖機通路１２から供給される比較的高温の冷却水と共にサーモスタット４内に導入され、エンジン通路１３から排出される。これにより、少なくともラジエータを経由した冷却水はラジエータにて放熱が促進され、冷却水の温度が低下し、エンジンが冷却される。
【００１１】
バルブ４５は、開口４１を開閉可能に設けられている。具体的には、バルブ４５は、開口４１側に設けられた弁座４４に着座することにより、開口４１を閉じる。感温部４７は、感温部４７周辺を流れる冷却水の温度に応じて熱膨張、熱収縮する熱膨張体（例えばサーモワックス）を内蔵している。バルブ４５は感温部４７の開口４１側の端部に配置されており、感温部４７の熱膨張体の熱膨張することにより、バルブ４５は弁座４４から離間して開口４１を開く。また、感温部４７が熱収縮することにより、バルブ４５は弁座４４に着座して開口４１を閉じる。
【００１２】
コイルバネ４８は、感温部４７の周囲に配置されており、バルブ４５を弁座４４に着座するように付勢している。保持板４９は、ハウジング４０内に固定されており、感温部４７のバルブ４５が接続された側とは反対側の端部を保持すると共に、コイルバネ４８をバルブ４５との間で保持している。また、保持板４９とハウジング４０の内周面との間には、部分的に隙間が確保されており、冷却水はこの隙間を流れる。また、図１Ａには、コイルバネ４８のバルブ４５に接触した端部４８ｅを示している。端部４８ｅがバルブ４５に接触してバルブ４５を弁座４４側へと押圧している。
【００１３】
バルブ４５には感温部４７の一部、具体的には感温部４７のバルブ４５側の端部を包囲する遮蔽壁部４６が設けられている。遮蔽壁部４６は円筒状である。遮蔽壁部４６は、コイルバネ４８の内側に位置している。遮蔽壁部４６は、バルブ４５と一体的に形成されたものであってもよいし、別体で形成された後に接合されたものであってもよい。
【００１４】
図１Ｂは、本実施例のサーモスタット４を下方側から見た模式図である。図１Ｂには、感温部４７の中心軸Ｃと、中心軸Ｃの左周りの角度である０°、９０°、１８０°、及び２７０°のそれぞれの位置を示している。０°は開口４２近傍の位置であり、１８０°は開口４２に中心軸Ｃを介して対向したハウジング４０の内壁面４２ｓ近傍の位置であり、２７０°は、開口４１近傍の位置である。コイルバネ４８の端部４８ｅは、１８０°に位置している。尚、図１Ａでは、ラジエータ通路１１は下方から上方に延びているように示しているが、実際には図１Ａの紙面手前から紙面奥側に延びてサーモスタット４の下方側に接続されている。
【００１５】
次に、本実施例とは異なる比較例について説明する。図２は、比較例のサーモスタット４ｘの模式的な断面図である。比較例のサーモスタット４ｘは、本実施例のサーモスタット４とは異なり遮蔽壁部４６は設けられていない。図３Ａは、コイルバネ４８の端部４８ｅが１８０°の位置にある場合での比較例のサーモスタット４ｘの開弁初期状態での冷却水の流れの説明図である。比較例４ｘでは、本実施例のサーモスタット４と同様に、コイルバネ４８の端部４８ｅは１８０°の位置にある。このため、バルブ４５が開弁し始める開弁初期状態では、コイルバネ４８の端部４８ｅによりバルブ４５の１８０°の位置が弁座４４に押圧された状態で、バルブ４５の１８０°とは反対側の０°の位置が先に弁座４４から離間し始める。このように、バルブ４５は開弁初期では、バルブ４５の０°の位置が先に開き始め、斜めの状態で開弁する。従って図３Ａに示すように、ラジエータ通路１１からの冷却水は、０°の位置からサーモスタット４のハウジング４０内に流れる。ここで、ラジエータ通路１１からの冷却水と暖機通路１２からの冷却水とは、開口４２周辺で合流し、ラジエータ通路１１からの冷却水の一部は、開口４２側から感温部４７を介して開口４２と対向するハウジング４０の内壁面４２ｓに衝突する。内壁面４２ｓに衝突した冷却水の一部は、そのままエンジン通路１３側に流れるが、その他は、バルブ４５に沿うように旋回して再び開口４２側、即ち０°側に流れて、暖機通路１２からの冷却水と共にエンジン通路１３へと流れる。このように、ラジエータ通路１１からの冷却水の一部は、開口４２側から感温部４７に流れて、ハウジング４０の内壁面４２ｓに衝突して、再び感温部４７に向けて流れる場合がある。
【００１６】
ここで、暖機通路１２からの冷却水は、上述したようにエンジンから排出された比較的高温の冷却水であるが、ラジエータ通路１１からの冷却水はラジエータを経由した比較的低温の冷却水である。従って、開弁初期状態でこのような比較的低温の冷却水が感温部４７周辺を繰り返し流れることにより、感温部４７の熱膨張体が熱収縮して、バルブ４５が再び弁座４４に着座して閉弁する可能性がある。閉弁状態では、ラジエータ通路１１からの比較的低温の冷却水は感温部４７周辺には流れず、暖機通路１２からの比較的高温の冷却水のみが感温部４７周辺に流れる。このため、再び感温部４７の熱膨張体が熱膨張して、バルブ４５の０°の位置が弁座４４から離間して再びバルブ４５が開弁する場合がある。このように、比較例の構成では、バルブ４５の開閉が所定期間内に繰り返される、いわゆるハンチングが発生する可能性がある。このようなハンチングの発生により、冷却水の温度も変動し、例えば冷却水の温度に基づいて作動が制御されている機器の制御性が不安定となる場合がある。
【００１７】
図３Ｂは、コイルバネ４８の端部４８ｅが０°の位置にある場合での比較例のサーモスタット４ｘの開弁初期状態での冷却水の流れの説明図である。この場合には、開弁初期状態では、０°の位置とは反対側の１８０°の位置でバルブ４５が弁座４４から離間し始める。このため、ラジエータ通路１１からの冷却水の多くは内壁面４２ｓと感温部４７との間を介してエンジン通路１３へと流れる。従って、図３Ａに示したコイルバネ４８の端部４８ｅが１８０°の位置にある場合と比較して、ラジエータ通路１１からの比較的低温の冷却水が感温部４７周辺を流れることが抑制されており、上述したハンチングの発生は抑制される。しかしながら、コイルバネ４８の端部４８ｅが０°の位置にある場合と１８０°の位置にある場合とで、感温部４７周辺を流れる冷却水の温度が異なることになり、比較例の構成では、コイルバネ４８の端部４８ｅの位置に応じてサーモスタット４ｘの開閉の応答性にばらつきが発生する可能性がある。
【００１８】
図４Ａは、コイルバネ４８の端部４８ｅが１８０°の位置にある場合での本実施例のサーモスタット４の開弁初期状態での冷却水の流れの説明図である。本実施例では、上述したように感温部４７の一部を包囲する遮蔽壁部４６が設けられている。このため、ラジエータ通路１１からの冷却水がハウジング４０の内壁面４２ｓに衝突しても、遮蔽壁部４６により感温部４７周辺を流れることが妨げられて、エンジン通路１３側へと流れる。このように、図３Ａに示した比較例と比較して、本実施例ではラジエータ通路１１からの冷却水が感温部４７に影響を与えることが抑制されている。このため、上述したハンチングの発生も抑制できる。
【００１９】
図４Ｂは、コイルバネ４８の端部４８ｅが０°の位置にある場合での本実施例のサーモスタット４の開弁初期状態での冷却水の流れの説明図である。この場合にも開弁初期状態では、１８０°の位置でバルブ４５が弁座４４から離間し始めるが、ラジエータ通路１１からの冷却水は、遮蔽壁部４６により感温部４７周辺を流れることが妨げられてエンジン通路１３側に流れる。このため、本実施例では、コイルバネ４８の端部４８ｅの位置によらずに、感温部４７周辺を流れる冷却水の温度のばらつきが抑制され、サーモスタット４の開閉の応答性のばらつきが抑制されている。
【００２０】
図５は、本実施例と比較例とのコイルバネ４８の端部４８ｅの位置に応じた感温部４７の平均温度を示したグラフである。図５では、ラジエータ通路１１からの冷却水の流量が同じであり、暖機通路１２からの冷却水の流量も同じである場合での、本実施例と比較例とでの感温部４７の平均温度を計測したグラフである。比較例では、コイルバネ４８の端部４８ｅの位置に応じて感温部４７の平均温度の差が大きいのに対して、本実施例では、コイルバネ４８の端部４８ｅの位置によらずに感温部４７の平均温度の差が小さいことを示している。
【００２１】
次に、遮蔽壁部４６について説明する。遮蔽壁部４６の軸方向の長さは、バルブ４５が閉弁状態の場合に暖機通路１２から感温部４７周辺に流れる冷却水の流量が確保できる程度に設定されている。遮蔽壁部４６の軸方向の長さが長すぎると、暖機通路１２からの冷却水の温度に応じた感温部４７の熱膨張、熱収縮が妨げられる可能性があり、またハウジング４０内を流れる冷却水の圧損が増大する可能性もあるからである。また、遮蔽壁部４６の軸方向の長さが短すぎると、ラジエータ通路１１からの冷却水が感温部４７周辺に流れることを妨げることができずに、上述した比較例のようなハンチングの発生や開閉の応答性のばらつきが生じる可能性がある。従って、遮蔽壁部４６の軸方向の長さは、このような暖機通路１２からの冷却水の温度による感温部４７の応答性の確保と、冷却水の圧損の抑制、ハンチングの発生の抑制、及び開閉の応答性のばらつきを抑制する観点から設定するのが望ましい。
【００２２】
また、遮蔽壁部４６の径方向の大きさは、冷却水の圧損を抑制する観点や、ラジエータ通路１１からの冷却水が感温部４７周辺に流れることを妨げる観点からは、小さい方が望ましい。しかしながら、遮蔽壁部４６の径が小さすぎると、バルブ４５の開閉時に遮蔽壁部４６が感温部４７に接触する可能性がある。このため、遮蔽壁部４６の径も、上記のような観点から適宜設定するのが望ましい。
【００２３】
次に、遮蔽壁部の変形例について説明する。図６Ａは、第１変形例である遮蔽壁部４６ａの斜視図である。遮蔽壁部４６ａは、円筒状の胴体部４６１の外周部に、径方外側に突出したリブ４６２が略等角度間隔４つ設けられている。リブ４６２は、胴体部４６１の軸方向に沿って延在している。４つのリブ４６２のうち少なくとも２つがハウジング４０の内壁面４２ｓに対向するように、遮蔽壁部４６ａをバルブ４５上に設けることにより、図４Ａに示したように、内壁面４２ｓに衝突したラジエータ通路１１からの冷却水をエンジン通路１３側へと案内することができる。また、図４Ｂに示したように、ラジエータ通路１１からの冷却水が感温部４７側に流れることを抑制できる。
【００２４】
図６Ｂは、第２変形例である遮断壁部４６ｂの斜視図である。遮断壁部４６ｂは、略角筒状の胴体部４６１ｂの４つの外側面の一つに、胴体部４６１ｂの軸方向に延びた案内溝４６２ｂが形成されている。案内溝４６２ｂは、胴体部４６１ｂの軸方向の一方から他方にかけて、幅が徐々に狭くなるテーパー状に形成されている。胴体部４６１ｂがハウジング４０の内壁面４２ｓに対向するように、遮蔽壁部４６ｂをバルブ４５上に設けることによっても、図４Ａに示したように、内壁面４２ｓに衝突したラジエータ通路１１からの冷却水をエンジン通路１３側へと案内することができる。また、図４Ｂに示したように、ラジエータ通路１１からの冷却水が感温部４７側に流れることを抑制できる。
【００２５】
尚、遮蔽壁部は、上述した円筒状や角筒状に限定されず、例えば楕円筒状であってもよいし、６角筒状であってもよいし、その他の多角筒状であってもよい。また、筒の径は、軸方向に一定である必要はない。また、上記実施例及び変形例では、感温部４７を周方向に全体に亘って包囲するが、一部分のみを包囲してもよい。例えば、内壁面４２ｓと感温部４７との間を包囲するが、開口４２と感温部４７との間は包囲していない壁部であってもよい。この場合、感温部４７の軸方向からみて壁部は、感温部４７周りに湾曲した形状であってもよいし、感温部４７の一部を包囲するようにコ字状であってもよい。
【００２６】
上記実施形態は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。
【符号の説明】
【００２７】
４  サーモスタット
４０  ハウジング
４１  開口（第１開口）
４２  開口（第２開口）
４３  開口（第３開口）
４５  バルブ
４６  遮蔽壁部
４７  感温部
４８  コイルバネ
４８ｅ  端部
【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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