(57)【要約】【課題】バイパス弁体付きのサーモ弁装置において、設計の自由性向上や動きの円滑化を図る。【解決手段】サーモ弁装置４は、固定軸１２と可動筒１３とを有しており、可動筒１３に、メイン弁体１５と大径部（感温部材内蔵部）１３ｂとを設けている。弁室３には、メイン通路６と略対向する状態でバイパス通路９が開口しており、バイパス通路９を塞ぐバイパス弁体１８が可動筒１３に摺動可能嵌まっている。バイパス弁体１８を、バイパス通路９と反対側に突出した突出部１８ｂを有する形態として、突出部１８ｂで可動筒１３を摺動可能に保持している。バイパス通路９への可動筒１３の進入寸法を小さくできるため、シリンダヘッド１の設計の自由性が高い。可動筒１３が短くなると共にバイパス弁体１８は剛性が高くなるため、可動筒１３のガイド機能も向上する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁室に移動不能に配置される固定軸と、前記固定軸に摺動自在に被嵌した可動筒とを有しており、前記可動筒のうち一端部の側には、当該可動筒が感温部材の伸縮によって前記固定軸上を摺動することで主通路を開閉するメイン弁体を設けている一方、前記可動筒のうち他端部の側には、バイパス通路を塞ぐバイパス弁体が外側から摺動可能に嵌まっており、前記バイパス弁体は、前記バイパス通路を塞ぐ方向にばねで付勢されている構成であって、
前記バイパス弁体を、前記バイパス通路と反対側に突出した突出部を有する凸形形状と成して、前記突出部が前記可動筒に嵌まっている、
内燃機関のサーモ弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、内燃機関において冷却水の流れの制御等に使用されているサーモ弁装置（感温弁装置）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水冷式の車両用内燃機関では、機関の温度に応じて冷却水の流れを制御するため、シリンダヘッドに感温部材を備えたサーモ弁装置を設けている。すなわち、冷却水は、一般に、温度に関係なくシリンダヘッドを冷却すると共にヒータに流れているが、水温が所定温度より低いと冷却水はラジェータを循環せず、水温が所定温度を超えると冷却水はラジェータを循環するようにサーモ弁装置で自動制御されている。
【０００３】
このサーモ弁装置は、弁室に固定的に配置される固定軸と、この固定軸に摺動可能に被嵌した可動筒とを有しており、可動筒のうち一端側の部位に、ラジェータ戻り通路を開閉するメイン弁体を一体的に設けており、感温部材が冷却水の熱で伸縮することで、可動筒が固定軸を動いてメイン弁体を開閉するようになっている。
【０００４】
そして、内燃機関の冷却水制御方式として、シリンダヘッドのジャケットと弁室とを連通させるバイパス通路を設けて、ジャケット内での冷却水の圧力が所定値以上になると冷却水を弁室にリークさせることが行われており、この場合、バイパス通路はメイン通路と反対側に開口していて、可動筒の他端部にバイパス弁体を摺動可能に被嵌し、可動筒とバイパス弁体との間に、バイパス弁体をバイパス通路に向けて付勢するばねを配置している。
【０００５】
そして、バイパス弁体は、例えば特許文献１に開示されているように、単なる平板状の形態になっており、バイパス弁体の中央に設けた穴（バーリング部）に可動筒が摺動自在に嵌まっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−２４１９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
バイパス弁体は可動筒を保持するガイド部材としての役割も果たしており、可動筒が感温部材の膨張によってバイパス通路の側に移動することでメイン弁体が開くが、従来のようにバイパス弁体が平板状の形態に過ぎないと、メイン弁体の閉じ状態で、可動筒の他端部はバイパス通路の開口部の箇所に位置しているため、感温部材の膨張によって可動筒が移動すると、可動筒の他端部はバイパス通路の内部に大きく入り込むことになる。
【０００８】
この場合、バイパス通路が可動筒の軸方向に深い場合は特段の問題はないが、シリンダヘッドにおける寸法の取り合い等により、バイパス通路の底面を浅くせねばならない場合があり、すると、可動筒がバイパス弁体の底面に衝突するおそれがある。これを回避するには、バイパス通路の底面の位置を深くするか、サーモ弁装置自体をバイパス弁体から遠ざかるようにずらさねばならず、いずれにしても、設計が非常に面倒になる。
【０００９】
また、可動筒の長さが長くなることで、バイパス弁体と可動筒との間にこじれが発生して、可動筒のスムースな移動が損なわれるおそれもある。更に、バイパス通路の冷却水の動圧がバイパス弁体の一部に集中的に作用してバイパス弁体に傾きが発生し、その結果、バイパス弁体の動きにこじれが発生しやすくなるおそれもある。
【００１０】
本願発明は、このような現状を改善すべく成されたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願発明は、弁室に移動不能に配置される固定軸と、前記固定軸に摺動自在に被嵌した可動筒（スライド体）とを有しており、前記可動筒のうち一端部の側には、当該可動筒が感温部材の伸縮によって前記固定軸上を摺動することで主通路を開閉するメイン弁体を設けている一方、前記可動筒のうち他端部の側には、バイパス通路を塞ぐバイパス弁体が外側から摺動可能に嵌まっており、前記バイパス弁体は、前記バイパス通路を塞ぐ方向にばねで付勢されている構成において、前記バイパス弁体を、前記バイパス通路と反対側に突出した突出部を有する凸形形状と成して、前記突出部が前記可動筒に嵌まっている。
【発明の効果】
【００１２】
本願発明では、バイパス弁体はメイン弁体の側に突出した凸形形状になっているため、バイパス弁体のうち可動筒を摺動自在に保持する部分を、バイパス通路の開口面から離すことができる。このため、感温部材の膨張で可動筒が移動しても、可動筒がバイパス通路に深く入り込むことを防止できる。すなわち、可動筒がバイパス通路に全く入り込まない状態や、可動筒がバイパス通路に少ししか入り込まない状態にすることができる。
【００１３】
従って、バイパス通路の構造が可動筒によって影響されることを無くして、シリンダヘッドの設計の自由性を向上できる。また、サーモ弁装置の配置位置は変更する必要はないため、設計の手間が増えることはない。更に、可動筒を従来よりも短くできることと、バイパス弁体の剛性がアップして可動筒の支持機能が向上することとにより、可動筒の移動のスムース性が向上するため、サーモ弁装置の作動の信頼性も向上できる。
【００１４】
更に、バイパス弁体の突出部をカップ状に構成すると、冷却水が突出部の内面に均等に作用することでバイパス弁体の姿勢を安定させることができるのであり、これにより、バイパス通路の冷却水でバイパス弁体を軸方向に押す機能が格段に向上する。その結果、バイパス弁体をこじれなく押しやって、バイパス機能を向上できる。突出部をカップ状に形成するとばねのずれも阻止できるが、この点も、バイパス弁体のスムースな動きに貢献している。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態の断面図である。
【図２】メイン弁体を開いた状態の断面図である。
【図３】（Ａ）はバイパス弁体が開いた状態の断面図、（Ｂ）はバイパス弁体１８の別例図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
(1).第１実施形態
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は車両用内燃機関のサーモ弁装置に適用している。従って、サーモ弁装置には、機関本体（シリンダヘッド）のジャケットから車内暖房用ヒータに送られた冷却水が戻るようになっている。
【００１７】
本実施形態では、シリンダヘッド１と略筒状のハウジング２とで弁室３が構成されており、弁室３にサーモ弁装置４が配置されている。弁室３は、シリンダヘッド１の側面と直交した方向（横方向）に長い形態であり、ハウジング２には、シリンダヘッド１と反対側に突出したラジェータ戻り通路５と、弁室３の長手方向と直交した方向に開口したヒータ戻り通路６とを設けている。図示していないが、ウォータポンプに向かう吐出通路は、紙面と直交した方向に開口している。
【００１８】
ラジェータ戻り通路５は請求項に記載したメイン通路に相当するものであり、その入口穴にラジェータ戻り管７が接続されている。また、ヒータ戻り通路６には、ヒータ戻り管８が接続されている。
【００１９】
シリンダヘッド１における弁室３の底面３ａには、ラジェータ戻り通路５と略対向するようにして、バイパス通路９が開口している。バイパス通路９はＬ形の形態を成しており、方向を変えて弁室３に開口している。バイパス通路９の開口面は円形であり、その軸心１０とラジェータ戻り通路５の軸心１１とは、若干の寸法Ｅだけずれており（オフセットされており）、ヒータ戻り通路６は、バイパス通路９の軸心１０を基準にして、ラジェータ戻り通路５の軸心１１がずれている方向に配置されている。
【００２０】
サーモ弁装置４は、バイパス通路９の軸心１０と同心に配置された固定軸１２と、固定軸１２に摺動可能に嵌まった可動筒（筒状スライド体）１３とを備えており、固定軸１２は、ラジェータ戻り通路５の側に位置した一端部１２ａが第１ブラケット１４に掴持されており、第１ブラケット１４は、シールリングを介してハウジング２に固定されている。従って、固定軸１２は軸方向に移動不能に保持されている。
【００２１】
第１ブラケット１４は、ハウジング２に固定されたフランジ部１４ａと固定軸１２を掴持する凸形部１４ｂとを有しており、凸形部１４ｂには内外に貫通した大きな穴が空いている。従って、冷却水はブラケット１４に流入し得る。
【００２２】
可動筒１３には、第１ブラケット１４のフランジ部１４ａに当接するメイン弁体１５が一体に形成されている（メイン弁体１５は、別体に構成して、可動筒１３に固定してもよい。）。従って、第１ブラケット１４のフランジ部１４ａは、メイン弁体１５が当たる弁座として機能している。
【００２３】
更に、可動筒１３には、感温部材を覆う大径部（感温部）１３ｂを設けており、第１ブラケット１４のフランジ部１４ａに固定した第２ブラケット１６の先端の内向きカール部１６ａが経径部１３ｂに外側から摺動可能に嵌まっている。第２ブラケット１６の内向きカール部１６ａとメイン弁体１５との間には、第１ばね１７を配置している。従って、可動筒１３は、第１ばね１７に抗して前進することができ、すると、メイン弁体１５が第１ブラケット１４から離れて、冷却水はラジェータ戻り通路５から吐出口に流入する。
【００２４】
可動筒１３の大径部１３ｂは、ヒータ戻り通路６の開口部の箇所に位置している。このため、大径部１３ｂに内蔵した感温部材（例えば感温ワックス）は、ヒータ戻り通路６から戻って冷却水の熱によって膨張・収縮し、これによって可動筒１３が軸方向に移動する。
【００２５】
バイパス通路９は、弁室３の側からバイパス弁体１８で塞がれている。バイパス弁体１８は可動筒１３及びバイパス通路９と同心の円形であり、バイパス通路９の開口縁の座面１９に当接するフランジ部１８ａと、可動筒１３の側に向いて突出したカップ状の突出部１８ｂとから成っており、突出部１８ｂの底部にバーリング部１８ｃを設けて、このバーリング部１８ｃに可動筒１３が摺動可能に挿通されている。フランジ部１８ａの外周には、可動筒１３の側に向いた筒状リブ１８ｄを形成している。突出部１８ｂの周壁は、可動筒１３に向けて先窄まりのテーパ状になっている。
【００２６】
そして、可動筒１３の大径部１３ｂとバイパス弁体１８のフランジ１８ａとの間に、圧縮コイルばね式の第２ばね２０を配置している。可動筒１３には、第２ばね２０のずれを防止するための中間径部１３ｃを形成している。第２ばね２０のばね力は、第１ばね１７のばね力よりも弱くなっている。従って、可動筒１３のみが動くことと、可動筒１３は動かずにバイパス弁体１８のみが動くことのいずれも許容されている。
【００２７】
弁室３の内面のうち、ヒータ戻り通路６よりも奥側でかつヒータ戻り通路６を設けた内側面部には、当該内側面を抉った状態の容積部（拡張部）２１を設けている。
【００２８】
以上の構成において、ヒータ戻り通路６からの戻った冷却水は常に弁室３に流入しており、この冷却水の温度を検知してサーモ弁装置４が作動する。すなわち、冷却水の温度が所定値以上になると、図２のとおり、バイパス弁体１８の側に移動してメイン弁体１５が開くことで、ラジェータ戻り通路５から冷却水が吐出通路に流れる。
【００２９】
冷却水の温度が所定値以下であっても、シリンダヘッド１のジャケット内で冷却水の圧力が所定値以上に高くなると、図３（Ａ）に示すように、ジャケットの冷却水はバイパス弁体１８を押し退けて弁室３に流入して、吐出口から排出される。
【００３０】
そして、バイパス弁体１８のバイパス通路９と反対側に突出しているため、バイパス弁体１８による可動筒１３の支持部もバイパス通路９から離れており、このため、バイパス通路９が浅くても、可動筒１３を必要な量だけ移動させて、サーモ弁装置４としての機能を確実に発揮できる。従って、バイパス通路９は、可動筒１３の制約を受けることなくＬ形に形成できる。
【００３１】
また、可動筒１３を従来よりも短くできると共に、バイパス弁体１８の剛性がアップして可動筒１３の支持機能が向上するため、可動筒１３の移動をスムース性も向上できる。更に、冷却水でバイパス弁体１８を開くに際しては、突出部１８ｂがテーパ式のカップ状であることで、バイパス弁体１８の内部に冷却水が内面に均等な圧力で作用するため、バイパス弁体１８の姿勢が安定して、バイパス弁体１８をスムースに移動させることができる。その結果、バイパス弁体１８をこじれなく押しやって、バイパス機能を向上できる。
【００３２】
本実施形態では、サーモ弁装置４は弁室３の軸心に対してヒータ戻り通路６から遠い側にずれている（オフセットされている）が、このように構成すると、ヒータ戻り通路６から排出された冷却水がサーモ弁装置４において感温部材を内蔵した大径部１３ｂにまんべんなく当たるため、冷却水に対する温度の応答性を向上できる利点がある。
【００３３】
更に、本願発明では、ヒータ戻り通路６の近くに容積部２１を設けているが、容積部２１は、ヒータ戻り通路６から出てきた冷却水を滞留させる役割を果たすため、感温部材の応答性を一層向上させることができる。
【００３４】
図３（Ｂ）に示すように、突出部１８ｂは単なる筒状に構成することも可能である。更に、本願発明は様々に具体化できる。例えば、弁室３を有するユニットをシリンダヘッドとは別体に構成して、これにサーモ弁装置を装着することも可能である。或いは、これとは逆に、ヒータ戻り通路等をシリンダヘッドに設けることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本願発明は、実際にサーモ弁装置に具体できる。従って、産業上利用できる。
【符号の説明】
【００３６】
１  シリンダヘッド
２  ハウジング（ケース）
３  弁室
４  サーモ弁装置
５  ラジェータ戻り通路（メイン通路）
６  ヒータ戻り通路
９  バイパス通路
１２  固定軸
１３  可動筒
１４  第１ブラケット
１５  メイン弁体
１６  第２ブラケット
１７  第１ばね
１８  バイパス弁体
１８ａ  フランジ部
１８ｂ  突出部
１９  座面
２０  第２ばね
【図１】
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【図２】
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【図３】
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