(57)【要約】【課題】サーモスタットの長寿命化及びウォータポンプの駆動力低減、耐久性向上を図ることができる車両冷却装置を提供すること。【解決手段】サーモスタットのハウジング１８内には、導流壁４１が設けられている。導流壁４１は、ハウジング１８においてメインバルブ２９のシール面２９ｃよりも下流側に形成されている。導流壁４１は、ウォータポンプ内を流れる冷却水の回転方向と同一方向に傾斜して冷却水を導流させる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒によって車外への放熱を行う車両冷却装置において、
ラジエータへの冷媒流量と前記ラジエータを迂回して冷媒が流れる各流路のうち少なくとも一つの流路への冷媒流量との流量配分をバルブ開度に応じて制御するメインバルブと、冷媒の温度、分配流量、熱量のうち少なくとも一つに応じてバルブ開度を変化させるアクチュエータとを有し、
前記メインバルブを介し、冷媒を循環させるウォータポンプの入口と前記ラジエータ下流のラジエータ流路とが前記メインバルブの作動方向に沿って対向配置されるとともに、
前記アクチュエータが、前記メインバルブに対し前記ラジエータ流路側に配置されることを特徴とする車両冷却装置。
【請求項２】
前記メインバルブにおいて、前記ラジエータからの流れを遮断するシール面よりも下流側に、前記ウォータポンプ内を流れる冷媒の回転方向と同一方向に傾斜して冷媒を導流させる導流手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の車両冷却装置。
【請求項３】
前記導流手段は、前記メインバルブのシール面が当接する当接相手部材に形成される第１導流手段及び前記メインバルブに形成される第２導流手段のうち少なくとも一方からなることを特徴とする請求項２に記載の車両冷却装置。
【請求項４】
前記第１導流手段は、メインバルブ後流室を構成するハウジングの内側面から前記メインバルブの中心軸線に向けて突出され、下流側に行くに従って前記メインバルブの中心軸線から離間されることを特徴とする請求項３に記載の車両冷却装置。
【請求項５】
前記第２導流手段は、前記メインバルブの外周縁において開口される導流溝または前記メインバルブの外周部に形成される導流壁であり、
前記第２導流手段より径方向内側に配置され前記ラジエータからメインバルブ後流室への冷媒の流れを遮断する第１シール面を備え、
前記第１シール面より径方向外側に配置され前記第１シール面が前記当接相手部材から離間した状態でも前記当接相手部材に当接して前記ラジエータからの冷媒を前記第２導流手段のみを介して前記メインバルブ後流室に導流させる少なくとも一つの第２シール面を備えたことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の車両冷却装置。
【請求項６】
前記アクチュエータは、冷媒の温度に応じ作動するサーモエレメントであることを特徴とする請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載の車両冷却装置。
【請求項７】
前記サーモエレメントの感温部を、前記ラジエータ流路からメインバルブ後流室を介してウォータポンプの入口へと導流される経路とは別の流路に配置し、前記経路の冷媒温度に影響を受けないように構成したことを特徴とする請求項６に記載の車両冷却装置。
【請求項８】
前記第１導流手段は、前記サーモエレメントの感温部からの冷媒が流れる流路と前記ラジエータ流路との合流部において前記感温部からの冷媒が流れる流路の開口端面に配置されることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の車両冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両冷却装置に係り、詳しくは、ラジエータへの流路及びラジエータを迂回して冷媒が流れる各流路に冷媒流量を分配するメインバルブの構成と、ウォータポンプの入口の構成とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両冷却装置を図１３に示す。この車両冷却装置５１は、エンジン５３側に冷却水を吐出するウォータポンプ５５と、冷却水の温度に応じてバルブの開度を制御するサーモスタット５４とを備える。車両冷却装置５１は、サーモスタット５４がラジエータ５２を通過して流れる冷却水とエンジン５３から直接流入される冷却水との流量バランスを制御することで、エンジン５３の水温を所定温度に保つものである。
【０００３】
図１４に示すように、サーモスタット５４のハウジング５９内には、ラジエータ５２のラジエータ導出口５２ａからの冷却水が流れる第１流路５８が形成されている。また、サーモスタット５４には、ウォータポンプ５５の吸込流路５５ａ及びエンジン５３のエンジン導出口５３ａからの冷却水が流れる第２流路５６が接続されている。ハウジング５９内にはサーモエレメント６０の水温感温部６０ａが収容されている。サーモエレメント６０にはメインバルブ６１及びバイパスバルブ６２が取り付けられており、メインバルブ６１及びバイパスバルブ６２は第１流路５８及び第２流路５６の開閉を制御する。
【０００４】
また、ハウジング５９内において第２流路５６と吸込流路５５ａとの間には、第２流路５６からの冷却水を水温感温部６０ａに導流させるための導流堰６３が形成されている（例えば、特許文献１，２参照）。よって、第２流路５６からの冷却水は、ウォータポンプ５５側に流れる前に、ヒータ流路５７及び第１流路５８からの冷却水と混合されて水温感温部６０ａに接するため、サーモスタット５４によって冷却水の水温を精密に制御することができる。
【０００５】
このような構成のサーモスタット５４は、冷却水をラジエータ５２から第１流路５８を介してエンジン５３へ供給するようになっている。エンジン始動時には冷却水が低温であるため、冷却水が第２流路５６、ヒータ流路５７及びウォータポンプ５５を介してエンジン５３に戻される。暖気運転後に冷却水が所定の温度に到達すると、サーモエレメント６０内のワックスが膨張し、ピストン６４を突出させる。即ち、ピストン６４は温度に応じて突出する。このピストン６４の突出量によって、メインバルブ６１のバルブ開度が増加して第１流路５８が開放状態になるとともに、バイパスバルブ６２のバルブ開度が減少する。従って、ラジエータ５２にて冷却された冷却水は、前記２つのバルブ６１，６２のバルブ開度による各流路５６〜５８の分配比に応じてウォータポンプ５５に流入し、エンジン５３のエンジン導入口５３ｂへ導出される。また、エンジン５３より導出された冷却水は、ラジエータ５２（第１流路５８）、第２流路５６及びヒータ流路５７に分配される。そして、ピストン６４の突出量が設定値以上になると、第２流路５６が遮断される。
【０００６】
【特許文献１】
実開昭６０−１３１６２５号公報
【特許文献２】
実開昭６２−８５７７７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ハウジング５９においてウォータポンプ５５の吸込流路５５ａが接続される部分は、ハウジング５９の外周部分（メインバルブ６１の外径側）に配置されている。そのため、ウォータポンプ５５を駆動させて冷却水を導流させると、吸込流路５５ａ側への水圧及びフローフォースがメインバルブ６１を含む可動部に対して作用する。その結果、メインバルブ６１のシール面６１ａ、メインバルブ６１のバルブ支持部６５及びサーモエレメント６０の外筒部等に偏摩耗が発生し、サーモスタット５４の更なる長寿命化を図ることが困難になる。
【０００８】
また、この構造のサーモスタット５４を採用した場合、導流堰６３は前述の如く冷却水の水温を制御するために必須の構成となるが、円滑な流れが阻害されることとなり、ハウジング５９内での通水抵抗の上昇を招いてしまう。即ち、ハウジング５９内での各流路５６〜５８からの冷却水の混合は、最適水温制御性と通水抵抗低減との冷却系要求特性において背反する。その結果、ウォータポンプ５５の駆動力を大きくして冷却水を導流する必要性が生じる。また、ウォータポンプ５５の吸込側に通水抵抗が大きい部位が存在すると、キャビテーションが発生し易くなり、ウォータポンプ５５の耐久性が低下してしまう。
【０００９】
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、サーモスタットの長寿命化及びウォータポンプの駆動力低減、耐久性向上を図ることができる車両冷却装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、冷媒によって車外への放熱を行う車両冷却装置において、ラジエータへの冷媒流量と前記ラジエータを迂回して冷媒が流れる各流路のうち少なくとも一つの流路への冷媒流量との流量配分をバルブ開度に応じて制御するメインバルブと、冷媒の温度、分配流量、熱量のうち少なくとも一つに応じてバルブ開度を変化させるアクチュエータとを有し、前記メインバルブを介し、冷媒を循環させるウォータポンプの入口と前記ラジエータ下流のラジエータ流路とが前記メインバルブの作動方向に沿って対向配置されるとともに、前記アクチュエータが、前記メインバルブに対し前記ラジエータ流路側に配置されることを要旨とする。この発明においては、ウォータポンプの入口とラジエータ流路とがメインバルブの作動方向に沿って対向配置されるため、ウォータポンプを駆動させて冷媒を導流させると、メインバルブを含む可動部の作動方向に沿って水圧及びフローフォースが作用する。その結果、車両冷却装置を構成するサーモスタットの各部材に偏摩耗が発生するのを防止できるため、サーモスタットの更なる長寿命化を図ることができる。また、冷媒の流れが導流堰等によって遮られることがなくなるため、ウォータポンプの入口側の通水抵抗が小さくなる。そのため、ウォータポンプの駆動力を大きくして冷媒を導流する必要がない。また、ウォータポンプの入口側にキャビテーションが発生するのを防止することができるため、ウォータポンプの駆動力低減、耐久性向上を図ることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記メインバルブにおいて、前記ラジエータからの流れを遮断するシール面よりも下流側に、前記ウォータポンプ内を流れる冷媒の回転方向と同一方向に傾斜して冷媒を導流させる導流手段を備えたことを要旨とする。この発明においては、導流手段は、ウォータポンプ内に導流される前にウォータポンプ内を流れる冷媒の回転方向と同一方向に予め旋回流を発生させる。よって、ウォータポンプの吸込効率が改善され、ウォータポンプの駆動力が低減できる。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、前記導流手段は、前記メインバルブのシール面が当接する当接相手部材に形成される第１導流手段及び前記メインバルブに形成される第２導流手段のうち少なくとも一方からなることを要旨とする。この発明においては、第１導流手段及び第２導流手段は、ウォータポンプ内に導流される前にウォータポンプ内を流れる冷媒の回転方向と同一方向に予め旋回流を発生させる。よって、ウォータポンプの吸込効率が改善され、ウォータポンプの駆動力が低減できる。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の発明において、前記第１導流手段は、メインバルブ後流室を構成するハウジングの内側面から前記メインバルブの中心軸線に向けて突出され、下流側に行くに従って前記メインバルブの中心軸線から離間されることを要旨とする。この発明においては、メインバルブのバルブ開度が小さいとき、メインバルブを介して流れる冷媒がメインバルブの径方向に流れるため、冷媒は第１導流手段に接触し易くなる。よって、第１導流手段によって効率的に旋回流を発生させることができる。また、メインバルブのバルブ開度が大きいときには、メインバルブを介して流れる冷媒が下流側に行くに従ってメインバルブの軸線方向に流れるようになるため、冷媒は第１導流手段に接触しにくくなる。よって、第１導流手段による旋回流の発生が抑えられる。従って、バルブ開度が大きいとき、即ち、バルブ通過流量が多いときに冷媒の通水抵抗が増加するのを防止できる。ゆえに、バルブ開度が小さいときには旋回流を発生させることができ、バルブ開度が大きいときには第１導流手段による通水抵抗上昇を回避することができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明では、請求項３または請求項４に記載の発明において、前記第２導流手段は、前記メインバルブの外周縁において開口される導流溝または前記メインバルブの外周部に形成される導流壁であり、前記第２導流手段より径方向内側に配置され前記ラジエータからメインバルブ後流室への冷媒の流れを遮断する第１シール面を備え、前記第１シール面より径方向外側に配置され前記第１シール面が前記当接相手部材から離間した状態でも前記当接相手部材に当接して前記ラジエータからの冷媒を前記第２導流手段のみを介して前記メインバルブ後流室に導流させる少なくとも一つの第２シール面を備えたことを要旨とする。この発明においては、第２シール面だけが当接相手部材に当接することにより、ラジエータを流れる冷媒が第２導流手段を介してメインバルブ後流室に導流される状態を経て、メインバルブが開閉される。つまり、請求項４と同じく、バルブ開度が小さいときには旋回流を発生させ、バルブ開度が大きいときには第１導流手段による通水抵抗上昇が回避できる。それとともに、ラジエータからメインバルブ後流室に流れる冷媒の流量は段階的に変化するため、メインバルブのバルブ開度が変化したときに、ラジエータからメインバルブ後流室に流れる冷媒の流量が急激に変化するのを防止できる。従って、冷媒の温度変化に追従できなくなることによるハンチングの発生を防止できる。
【００１５】
請求項６に記載の発明では、請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載の発明において、前記アクチュエータは、冷媒の温度に応じ作動するサーモエレメントであることを要旨とする。
【００１６】
請求項７に記載の発明では、請求項６に記載の発明において、前記サーモエレメントの感温部を、前記ラジエータ流路からメインバルブ後流室を介してウォータポンプの入口へと導流される経路とは別の流路に配置し、前記経路の冷媒温度に影響を受けないように構成したことを要旨とする。
【００１７】
請求項８に記載の発明では、請求項６または請求項７に記載の発明において、前記第１導流手段は、前記サーモエレメントの感温部からの冷媒が流れる流路と前記ラジエータ流路との合流部において前記感温部からの冷媒が流れる流路の開口端面に配置されることを要旨とする。この発明においては、感温部からの冷媒が流れる流路の冷媒は、合流部に流れると同時に旋回流となる。従って、第１導流手段によって旋回流をより効率的に発生させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図１〜図７に従って説明する。
【００１９】
図１に示すように、車両冷却装置としてのエンジン冷却装置１は、ラジエータ２、サーモスタット３、エンジン４に駆動される機械駆動式のウォータポンプ（Ｗ／Ｐ）５及び車室内の暖房を行うヒータ６を備えている。ラジエータ２には、図示しない冷却ファン、ラジエータキャップ７及びリザーブタンク８が設けられている。冷却ファンは、ラジエータ２への送風により、ラジエータ２内の冷媒としての冷却水を冷却して車外への放熱を行うためのものである。ラジエータキャップ７は、エンジン冷却装置１内を流れる冷却水の圧力を一定に保持するためのものである。リザーブタンク８は、水温変化によって冷却水の体積が大きくなった場合に、冷却水の一部を貯蔵するためのものである。
【００２０】
ラジエータ２は、ラジエータ冷却水導入口９及びラジエータ冷却水導出口１０を備えている。ラジエータ冷却水導入口９は、接続流路１１を介してエンジン４に設けられたエンジン冷却水導出口１２に接続されている。ラジエータ冷却水導出口１０は、ラジエータ流路としての第１流路１３を介してサーモスタット３に接続されている。第１流路１３にはラジエータ冷却水導出口１０側からの冷却水が流れるようになっている。サーモスタット３は、ウォータポンプ５を介してエンジン冷却水導入口１４に接続されている。
【００２１】
サーモスタット３は、接続流路１１から分岐した流路としての第２流路１５及び接続流路１１を介してエンジン４のエンジン冷却水導出口１２に接続されている。第２流路１５にはエンジン冷却水導出口１２側からの冷却水が流れるようになっている。
【００２２】
前記ウォータポンプ５は、サーモスタット３及び前記ヒータ６の下流側とエンジン４のエンジン冷却水導入口１４との間に配置されている。ウォータポンプ５は、エンジン冷却装置１内の冷却水を循環させるための装置となっている。ヒータ６は、接続流路１１から分岐したヒータ流路１７及びウォータポンプ５を介してエンジン４のエンジン冷却水導出口１２に接続されている。従って、エンジン４が稼働しているとき、ヒータ６には常時冷却水が流れ、冷却水がヒータ６を通過するときに、熱交換によって車室内の暖房が行われる。
【００２３】
また、サーモスタット３は、エンジン冷却水の温度に応じて第１流路１３、第２流路１５及びヒータ流路１７の流量配分を制御する。本実施形態において、エンジン冷却装置１はエンジン出口水温感温して冷却水を分配制御するように構成されている。
【００２４】
図２に示すように、サーモスタット３は、当接相手部材としてのハウジング１８及びバルブ駆動部１９を備えている。ハウジング１８は、エンジン４によって高温化した冷却水の温度よりも融点が高い耐熱プラスチック等の合成樹脂によって形成されている。なお、ハウジング１８は金属によって形成されていてもよい。ハウジング１８の外側部にはコネクタ接続部２０が形成されている。コネクタ接続部２０は、後記するサーモエレメント２４のワックス２５ａを強制的に加熱するヒータ２４ａに電源供給を行うのに用いられている。
【００２５】
また、ハウジング１８内には感温流路部２１及びメイン流路２２が形成されている。メイン流路２２はハウジング１８内において内側に配置されており、感温流路部２１はハウジング１８内においてメイン流路２２の外側に配置されている。メイン流路２２は、前記ラジエータ２の前記ラジエータ冷却水導出口１０側から導入される冷却水をメインバルブ後流室２３に導入するためのものである。感温流路部２１は、エンジン４の前記エンジン冷却水導出口１２側からの冷却水をメインバルブ後流室２３に導入するためのものである。
【００２６】
感温流路部２１は、メインバルブ後流室２３の合流部２３ａにおいてメイン流路２２と合流するようになっている。つまり、合流部２３ａには感温流路部２１の開口端が位置している。従って、感温流路部２１及びメイン流路２２からの冷却水が合流部２３ａにおいて混合される。合流部２３ａに導入された冷却水は、ウォータポンプ５を介してエンジン４側へ導出されるようになっている。
【００２７】
感温流路部２１は前記第２流路１５に連通されており、感温流路部２１には冷却水、即ちエンジン４のエンジン冷却水導出口１２からの冷却水が流れる。そして、エンジン４が稼働している間、感温流路部２１には冷却水が流れ続けるようになっている。感温流路部２１は、後記する水温感温部２５に冷却水を供給するためのものである。メイン流路２２は、ラジエータ２から導入される冷却水をメインバルブ後流室２３に導入するためのものである。
【００２８】
前記ハウジング１８の下流側開口端には、ウォータポンプ５の入口としての吸込流路５ａが接続されている。吸込流路５ａはメインバルブ後流室２３に連通している。吸込流路５ａは、ハウジング１８においてピストン２６の出没方向、即ち後記するメインバルブ２９の作動方向に沿ってメイン流路２２と対向配置されている。吸込流路５ａは、ハウジング１８においてメイン流路２２と同軸上に配置されている。
【００２９】
前記バルブ駆動部１９を構成するアクチュエータとしてのサーモエレメント２４は、メインバルブ２９に対しメイン流路２２側に配置されている。サーモエレメント２４には、略円筒状をなす感温部としての水温感温部２５が設けられている。水温感温部２５は感温流路部２１内に配置されている。水温感温部２５は、前記第１流路１３、メイン流路２２及びメインバルブ後流室２３の冷却水の温度に影響を受けないようになっている。水温感温部２５内にはワックス２５ａが収容されている。ワックス２５ａは、水温感温部２５に接触する冷却水の温度に応じて膨張または収縮するようになっている。
【００３０】
サーモエレメント２４には、棒状をなすピストン２６が円筒状をなすガイド部２７から出没可能に設けられている。ピストン２６は、ワックス２５ａの膨張によってガイド部２７から突出し、ワックス２５ａの収縮によってガイド部２７内に没入するようになっている。ピストン２６の先端部には、棒状をなすメインシャフト２８が、ピストン２６の出没方向に沿って移動可能に配設されている。メインシャフト２８は、ハウジング１８に係止された後記するフレーム３３によって摺動可能に支持されている。
【００３１】
メインシャフト２８の基端側にはピストン２６の出没方向から見て円形状をなすメインバルブ２９が設けられている。メインバルブ２９は、前記メインバルブ後流室２３と前記メイン流路２２との連通部分に設けられており、メインシャフト２８に対して一体的に固定されている。メインバルブ２９は、閉状態においてメイン流路２２を遮断し、開状態においてメイン流路２２からの冷却水をメインバルブ後流室２３に導出させるようになっている。
【００３２】
メインシャフト２８の先端側にはフレーム３３が設けられている。フレーム３３はメインバルブ２９よりも下流側に配置されている。フレーム３３は、ピストン２６の出没方向から見てほぼ円形状をなしている。フレーム３３の外周部には突片３４が形成されている。突片３４は、メインバルブ後流室２３において前記ハウジング１８の内側面１８ａに固定されている。
【００３３】
フレーム３３にはリターンスプリング３７の一端部が係止されている。リターンスプリング３７はメインシャフト２８と同心円上に配置されている。リターンスプリング３７の他端部は、メインバルブ２９に形成された係止部３８に係止されている。リターンスプリング３７は、フレーム３３及びメインバルブ２９を互いに離間する方向に付勢するようになっている。ここで、フレーム３３はハウジング１８の内側面１８ａに固定されているため、ピストン２６は、ワックス２５ａの収縮時にリターンスプリング３７に付勢されて前記ガイド部２７内に没入する。
【００３４】
図３に示すように、前記合流部２３ａには前記感温流路部２１の開口端が位置している。図４に示すように、感温流路部２１の開口端は、メインバルブ２９と同心円上に配置されている。感温流路部２１のメインバルブ側開口端２１ｂ及び外側開口端２１ｃは、メインバルブ２９の周方向に延びている。メインバルブ側開口端２１ｂ及び外側開口端２１ｃは、メインバルブ２９の外周形状に沿って延びている。
【００３５】
図３に示すように、感温流路部２１の開口端面２１ａにおける外側開口端２１ｃは、メイン流路２２から合流部２３ａを介してエンジン４へ流れる冷却水においてメインバルブ側開口端２１ｂよりも下流側にある。外側開口端２１ｃは、メインバルブ側開口端２１ｂよりも感温流路部２１を流れる冷却水における下流側にある。開口端面２１ａは、外側開口端２１ｃとメインバルブ側開口端２１ｂとを結ぶアール面となっている。開口端面２１ａは、外側開口端２１ｃとメインバルブ側開口端２１ｂとを結ぶ線が曲線となるように形成されている。開口端２１ｂ，２１ｃを結ぶ開口端面２１ａは、感温流路部２１に向かって凸状をなしている。開口端２１ｂ，２１ｃを結ぶ開口端面２１ａは、メイン流路２２からメインバルブ２９を介して流れる冷却水の流線に沿うようになっている。
【００３６】
前記ハウジング１８においてメインバルブ２９のシール面２９ｃよりも下流側の部分には、導流手段を構成する第１導流手段としての導流壁４１が複数形成されている。各導流壁４１は、前記メインバルブ後流室２３及び前記ウォータポンプ５の吸込流路５ａに旋回流を発生させるためのものである。各導流壁４１は、略板状をなしており、ハウジング１８に一体形成されている。各導流壁４１は、ハウジング１８の内側面１８ａからメインバルブ２９の中心軸線Ａ１に向けて突出されている。各導流壁４１の突出量は、開口端面２１ａの外側開口端２１ｃとメインバルブ側開口端２１ｂとの間の距離よりも大きくなっている。各導流壁４１は、開口端面２１ａにおいてメインバルブ側開口端２１ｂの近傍に接続されている。各導流壁４１の先端縁は、下流側に行くに従って中心軸線Ａ１から離間されるようになっている。
【００３７】
図４に示すように、各導流壁４１は、ハウジング１８の周方向に沿って所定間隔毎に配置されている。各導流壁４１の一部は、前記合流部２３ａにおいて感温流路部２１の開口端面２１ａに配置されている。各導流壁４１はメインバルブ２９の径方向に延びている。各導流壁４１は、ウォータポンプ５内を流れる冷却水の回転方向とそれぞれ同一方向に傾斜している。各導流壁４１はそれぞれ同一角度だけ傾斜している。
【００３８】
各導流壁４１は、前記従来技術の問題点を解決するための構成である。よって、サーモスタット３は、冷却水の通水抵抗を低減させるようになっている。エンジン４の始動時には冷却水が低温であるため、ウォータポンプ５が駆動すると、エンジン４を通過した冷却水は、第２流路１５及びヒータ流路１７を循環する。このとき、第２流路１５を流れる冷却水が感温流路部２１によって水温感温部２５に導流され、水温感温部２５によって感温される。この場合、サーモスタット３のメインバルブ２９は閉状態にあるため、第１流路１３及びラジエータ２に冷却水が流れることはない。
【００３９】
そして、エンジン冷却水温が上昇し、水温感温部２５に導流された冷却水が冷却水制御温度近傍になると、ハウジング１８内のワックス２５ａが膨張することによりサーモエレメント２４のピストン２６が温度に応じて突出し、メインバルブ２９が弁座部１８ｂから離間される。このとき、メイン流路２２からの冷却水がリターンスプリング３７の外周部分を旋回しながらピストン２６の出没方向に沿って流れ、合流部２３ａにおいて感温流路部２１からの冷却水と混合される。このピストン２６の突出量によって、メインバルブ２９のバルブ開度が大きくなるのに伴い、第１流路１３及びラジエータ２を通過する冷却水の流量は徐々に増加する。よって、エンジン４を通過した冷却水は、第２流路１５及びヒータ流路１７に加え、第１流路１３を循環する。
【００４０】
次に、メインバルブ２９のバルブ開度に応じた水流れについて説明する。
メインバルブ２９が開き始めると、冷却水は各導流壁４１に導流され、メインバルブ後流室２３内においてリターンスプリング３７の外周部分を流れる旋回流を発生させる。図５，図６に示すように、メインバルブ２９のバルブ開度が小さいとき、メインバルブ２９を介して流れる冷却水の殆どがメインバルブ２９の径方向に流れるため、冷却水は各導流壁４１に接触し易くなる。従って、各導流壁４１によって効率的に旋回流が発生する。そして、図７に示すように、メインバルブ２９のバルブ開度が大きくなると、メインバルブ２９を介して流れる冷却水の殆どが下流側に行くに従ってメインバルブ２９の軸線方向に流れるようになるため、冷却水は各導流壁４１に接触しにくくなる。よって、各導流壁４１による旋回流の発生が抑えられ、バルブ開度が大きいとき、即ち、バルブ部流量が大きいときには、軸流流れを妨げないようにすることができる。即ち、バルブ開度が大きく流量が多いときに、導流壁４１による通水抵抗上昇を回避することができ、サーモスタット３の水流れ改善効果が得られる。
【００４１】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）ハウジング１８に、ウォータポンプ５の吸込流路５ａとメイン流路２２とがメインバルブ２９の作動方向に沿って対向配置されるため、ウォータポンプ５を駆動させて冷却水を導流させると、メインバルブ２９を含む可動部の作動方向に沿って水圧及びフローフォースが作用する。よって、冷却水の圧力は、メインバルブ２９の円周方向において均一化される。その結果、サーモスタット３を構成する各部材に偏摩耗が発生するのを防止できる。例えば、ガイド部２７の内側面、メインバルブ２９のシール面２９ｃ及びフレーム３３の突片３４等に偏摩耗が発生するのを防止できる。よって、サーモスタット３の更なる長寿命化を図ることができる。
【００４２】
また、冷却水の流量分布がメインバルブ２９の円周方向にほぼ均一化され、冷却水がリターンスプリング３７の外周部を流れる旋回流及び軸流に整流されるため、ハウジング１８内を流れる冷却水の通水抵抗を一層小さくすることができる。
【００４３】
（２）冷却水が、従来のように導流堰６３等によって遮られることなく流れるため、ハウジング１８内の通水抵抗が小さくなる。そのため、駆動力の小さいウォータポンプ５を用いることができる。
【００４４】
また、ウォータポンプ５の上流側の通水抵抗低減により、吸込流路５ａ側にキャビテーションが発生するのを防止することができるため、ウォータポンプ５の駆動力低減、耐久性向上を図ることができる。
【００４５】
（３）各導流壁４１は、ウォータポンプ５内に導流される前にウォータポンプ５内を流れる冷却水の回転方向と同一方向に予め旋回流を発生させる。よって、ウォータポンプ５の吸込効率が改善され、ウォータポンプ５の駆動力が低減できる。
【００４６】
（４）各導流壁４１は、ハウジング１８の内側面からメインバルブ２９の中心軸線Ａ１に向けて突出され、下流側に行くに従ってメインバルブ２９の中心軸線Ａ１から離間されている。
【００４７】
そのため、メインバルブ２９のバルブ開度が小さいとき、メインバルブ２９を介して流れる冷却水がメインバルブ２９の径方向に流れるため、冷却水は導流壁４１に接触し易くなる。よって、導流壁４１によって効率的に旋回流を発生させることができる。従って、バルブ開度が小さいときに、ウォータポンプ５の吸込効率が改善され、ウォータポンプ５の駆動力を低減できる。
【００４８】
また、メインバルブ２９のバルブ開度が大きいときには、メインバルブ２９を介して流れる冷却水が下流側に行くに従ってメインバルブ２９の軸線方向に流れるようになるため、冷却水は導流壁４１に接触しにくくなる。よって、導流壁４１による旋回流の発生が抑えられる。従って、バルブ開度が大きいとき、即ち、バルブ通過流量が多いときに、合流部２３ａからウォータポンプ５の吸込流路５ａに流れる冷却水の通水抵抗が導流壁４１によって増加するのを防止できる。
【００４９】
（５）各導流壁４１の一部は、合流部２３ａにおいて感温流路部２１の開口端面２１ａに配置されている。そのため、第２流路１５の冷却水は、感温流路部２１を介して合流部２３ａに流れると同時に旋回流となる。従って、各導流壁４１によって旋回流をより効率的に発生させることができる。
【００５０】
（６）外側開口端２１ｃは、メインバルブ側開口端２１ｂよりも感温流路部２１を流れる冷却水における下流側にある。そのため、メインバルブ２９が開くのに従ってメイン流路２２から流れ込んだ冷却水の流速が高くなるのに伴い、合流部２３ａの圧力が低くなるため、第２流路１５及びヒータ流路１７を流れる冷却水はジェット効果により圧力の低い合流部２３ａへと強制的に吸い出される。その結果、合流部２３ａを流れる冷却水の流量が増加するため、冷却水を導流するのに必要なウォータポンプ５の駆動力をより一層小さくすることができる。
【００５１】
（７）各導流壁４１がハウジング１８に一体形成されているため、サーモスタット３を構成する部品点数を低減できる。よって、サーモスタット３の製造コストを低減させることができる。
【００５２】
（８）従来のバイパスバルブ６２が廃止されるため、メインバルブ２９の下流側にウォータポンプ５の吸込流路５ａを近接させて配置できる。よって、サーモスタット３をより一層小型化できる。
【００５３】
（第２実施形態）
第２実施形態において前記第１実施形態と同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。
【００５４】
図８に示すように、メインバルブ２９の外周縁には突条３９がメイン流路２２側に突設されている。突条３９は、メインバルブ２９の外周形状に沿って延びている。突条３９は、メインバルブ２９と同一のゴム材によって同メインバルブ２９と一体形成されている。
【００５５】
また、メインバルブ２９の外周部には導流手段を構成する第２導流手段としての導流溝４０が複数形成されている。各導流溝４０は、メインバルブ後流室２３に冷却水を導流させるためのものである。各導流溝４０は、メインバルブ２９に対し、メインバルブ後流室２３に形成されている。図９（ａ）に示すように、各導流溝４０は、メインバルブ２９の周方向に沿って所定間隔毎に配置されている。各導流溝４０はメインバルブ２９の径方向に延びている。各導流溝４０は、バルブ外周側に行くに従って幅広となるように形成され、略三角形状をなしている。各導流溝４０は、先端側に行くに従って徐々に深くなるように形成されている。図９（ｂ）に示すように、各導流溝４０は、断面略三角形状をなし、下流側（図９（ｂ）において下側）に行くに従って幅狭即ち溝深さが大きくなるように形成されている。各導流溝４０のバルブ外周側は、メインバルブ２９の外周縁、即ち突条３９が形成される部分において開口されている。図９（ａ）に示すように、各導流溝４０は、ウォータポンプ５内を流れる冷却水の回転方向と同一方向に傾斜している。各導流溝４０はそれぞれ同一角度だけ傾斜している。
【００５６】
メインバルブ２９には、シール面としての第１シール面２９ａ及び前述の断続的な突条３９の先端面に構成される第２シール面２９ｂが形成されている。第１シール面２９ａ及び第２シール面２９ｂは、それぞれメインバルブ２９の周方向に沿って延びている。但し、第２シール面２９ｂは、周方向に断続的に形成される。図８に示すように、第１シール面２９ａ及び第２シール面２９ｂは、メイン流路２２とメインバルブ後流室２３との間のハウジング１８に構成される弁座部１８ｂに当接するようになっている。第１シール面２９ａは、メイン流路２２からの冷却水の流れを遮断するためのものである。
【００５７】
図９（ａ）に示すように、第１シール面２９ａは、各導流溝４０の上流側に配置されている。図８に示すように、第１シール面２９ａが弁座部１８ｂに当接したとき、メイン流路２２から合流部２３ａに流れる冷却水が遮断される。このとき、ゴムによって形成された突条３９は、弁座部１８ｂに押圧されている。
【００５８】
図９（ａ）に示すように、第２シール面２９ｂは、導流溝４０のバルブ外周側に配置されており、突条３９の先端面を構成している。図１０に示すように、メインバルブ２９のバルブ開度が微小の場合、第１シール面２９ａは弁座部１８ｂから離間され、第２シール面２９ｂだけが弁座部１８ｂに当接される。この状態において、冷却水は、メイン流路２２から各導流溝４０を介して合流部２３ａに導流される。このとき、冷却水がメイン流路２２から各導流溝４０以外を介して合流部２３ａに導流されるのが防止される。
【００５９】
上記により、メインバルブ２９の第１シール面２９ａが離間し、第２シール面２９ｂが当接しているバルブ開度領域では、メインバルブ２９における最小開口面積は、第１シール面２９ａと弁座部１８ｂとの離間距離及び各導流溝４０により形成され、冷却水流量が制御される。ここで制御された冷却水流量は、各導流溝４０を介して流れることにより、メインバルブ後流室２３及びウォータポンプ５の吸込流路５ａにおいて旋回流となる。
【００６０】
一方、更にバルブ開度が増加し、図１１，１２に示すように、第２シール面２９ｂも弁座部１８ｂより離間すると、導流溝４０以外、即ち、第２シール面２９ｂと弁座部１８ｂとの間に生じる隙間にも冷却水が導流するようになる。従って、当メインバルブ２９の構成により、バルブ開度が小さい領域では小流量の旋回流れを発生させ、バルブ開度が大きい領域では軸流流れを妨げないように制御できる。また、メインバルブ２９の微小開弁時の急激な流量変化を防止でき、冷却水温のハンチングを防止できる。
【００６１】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（９）各導流溝４０は、ウォータポンプ５内に導流される前にウォータポンプ５内を流れる冷却水の回転方向と同一方向に予め旋回流を発生させる。よって、ウォータポンプ５の吸込効率が改善され、ウォータポンプ５の駆動力が低減できる。
【００６２】
（１０）第２シール面２９ｂだけが弁座部１８ｂに当接することにより、冷却水がメイン流路２２から導流溝４０を介して合流部２３ａに導流される状態を経て、メインバルブ２９が開閉される。つまり、メイン流路２２から合流部２３ａに流れる冷却水の流量は段階的に変化するため、メインバルブ２９のバルブ開度が変化したときに、メイン流路２２から合流部２３ａに流れる冷却水の流量が急激に変化するのを防止できる。従って、冷却水の温度変化に追従できなくなることによるハンチングの発生を防止できる。ゆえに、エンジン４の燃焼が不安定になったり、冷却水が流れる各部材（ウォータポンプ５及びエンジン４等）が冷却水の温度の急変によって破損してしまうのを防止することができる。
【００６３】
（１１）各導流溝４０及び突条３９がメインバルブ２９と一体的に構成されるため、ハウジング１８内における各導流溝４０及び突条３９の配置スペースが小さくて済む。よって、サーモスタット３を小型化させることができる。
【００６４】
なお、前記各実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記各実施形態において、各導流壁４１及び各導流溝４０の両方を構成してもよい。
【００６５】
・前記各実施形態では、各導流溝４０または各導流壁４１が、メインバルブ２９及びハウジング１８の周方向に沿って配置されていた。しかし、各導流溝４０または各導流壁４１を、メインバルブ２９及びハウジング１８の周方向に沿って部分的に配置してもよい。
【００６６】
・前記第１実施形態において、導流壁４１の先端とメインバルブ２９の中心軸線Ａ１との間の距離を、メインバルブ２９の軸線方向において同一に設定してもよい。
【００６７】
・前記第２実施形態において、メインバルブ２９に導流溝４０を形成する代わりに、メインバルブ２９にメインバルブ後流室２３側に突出する導流壁を形成してもよい。
【００６８】
・前記第２実施形態において、メインバルブ２９から突条３９を省略してもよい。即ち、第２シール面２９ｂは省略されていてもよい。
・前記各実施形態では、ウォータポンプ５には、エンジン４に駆動される機械駆動式のものが用いられていたが、モータに駆動される電動式のものを用いてもよい。
【００６９】
・前記各実施形態では、アクチュエータとしてサーモエレメント２４が用いられていたが、ソレノイド等の電動式のものをアクチュエータとして用いてもよい。
【００７０】
・前記各実施形態では、サーモエレメント２４は、エンジン出口水温を感温していたが、エンジン入口水温等の他部位の水温を感温していてもよい。
・前記各実施形態では、ラジエータ２からの冷却水ポートが、メインバルブ２９の中心軸線Ａ１に対し垂直であったが、中心軸線Ａ１に対し斜めであってもよい。
【００７１】
・前記各実施形態では、冷媒として冷却水が用いられていたが、例えば低粘度のオイル等を冷媒として用いてもよい。
次に、前記各実施形態から把握できる技術的思想を以下に記載する。
【００７２】
（イ）請求項３〜５のいずれか一項において、前記第１導流手段は前記当接相手部材に一体形成されることを特徴とする車両冷却装置。よって、上記（イ）によれば、車両冷却装置の製造コストを低減させることができる。
【００７３】
（ロ）請求項８において、前記合流部において、前記感温部からの冷媒が流れる流路の開口端面の外側開口端がメインバルブ側開口端よりも下流側にあることを特徴とする車両冷却装置。
【００７４】
（ハ）ラジエータへの冷媒流量と前記ラジエータを迂回して冷媒が流れる各流路のうち少なくとも一つの流路への冷媒流量との流量配分をバルブ開度に応じて制御するメインバルブと、冷媒の温度、分配流量、熱量のうち少なくとも一つに応じてバルブ開度を変化させるアクチュエータとを有し、前記メインバルブを介し、前記メインバルブのシール面が当接する当接相手部材の下流側開口端と前記ラジエータ下流のラジエータ流路とが前記メインバルブの作動方向に沿って対向配置されるとともに、前記アクチュエータが、前記メインバルブに対し前記ラジエータ流路側に配置されることを特徴とするサーモスタット。
【００７５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、サーモスタットの長寿命化、ウォータポンプの駆動力低減、耐久性向上及び冷却系のコンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態におけるエンジン冷却装置の概略図。
【図２】サーモスタットの正断面図。
【図３】サーモスタットの要部断面図。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図。
【図５】サーモスタットの要部断面図。
【図６】サーモスタットの要部断面図。
【図７】サーモスタットの要部断面図。
【図８】サーモスタットの要部断面図。
【図９】（ａ）は、メインバルブの上面図、（ｂ）は、メインバルブの側面図。
【図１０】サーモスタットの要部断面図。
【図１１】サーモスタットの要部断面図。
【図１２】サーモスタットの要部断面図。
【図１３】従来技術におけるエンジン冷却装置の概略図。
【図１４】従来技術におけるサーモスタットの正断面図。
【符号の説明】
１…車両冷却装置としてのエンジン冷却装置、２…ラジエータ、５…ウォータポンプ（Ｗ／Ｐ）、５ａ…入口としての吸込流路、１３…ラジエータ流路としての第１流路、１５…流路としての第２流路、１８…当接相手部材としてのハウジング、１８ａ…内側面、２１ａ…開口端面、２３…メインバルブ後流室、２３ａ…合流部、２４…アクチュエータとしてのサーモエレメント、２５…感温部としての水温感温部、２９…メインバルブ、２９ａ…シール面としての第１シール面、２９ｂ…第２シール面、２９ｃ…シール面、４０…導流手段を構成する第２導流手段としての導流溝、４１…導流手段を構成する第１導流手段としての導流壁、Ａ１…中心軸線。
【図１】
2004263586.tif 000003
【図２】
2004263586.tif 000004
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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