(57)【要約】【課題】小型化を図り弁体の脈動を防止できるサーモスタット弁の提供。【解決手段】弁ケース１に対向する２個の第１流入口２及び第２流入口３と１個の流出口４とを設けて、上記第１流入口２から第２流入口３方向に第１流入口２と連通する状態をもって伸びるガイド筒５を設ける一方、弁筒９ａの両端に第１弁１１と第２弁１２を一体に有する弁体９を当該ガイド筒５に移動可能に外装して、弁体９を挾持するようにメイン形状記憶合金ばね１６とバイアスばね１７を装着すると共に、弁体９の第２弁１２側に上記メイン形状記憶合金ばね１６の作動温度よりも低い作動温度を持つアシスト形状記憶合金ばね１８を装着して、該アシスト形状記憶合金ばね１８で第２流入口３を通過する流体の温度を感知させるだけで、エンジンの急負荷時などに、エンジン側の冷却水が瞬間的に上昇した場合でも、サーモスタット弁を早目に開弁できる。【選択図】          図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁ケースに対向する２個の第１流入口及び第２流入口と１個の流出口とを設けて、上記第１流入口から第２流入口方向に第１流入口と連通する状態をもって伸びるガイド筒を設ける一方、弁筒の両端に第１弁と第２弁を一体に有する弁体を当該ガイド筒に移動可能に外装し、該弁体を挾持するようにメイン形状記憶合金ばねとバイアスばねを装着すると共に、弁体の第２弁側に上記メイン形状記憶合金ばねの作動温度よりも低い作動温度を持つアシスト形状記憶合金ばねを装着して、該アシスト形状記憶合金ばねで第２流入口を通過する流体の温度を感知させることを特徴とするサーモスタット弁。
【請求項２】
弁体の弁筒とガイド筒の間に圧力室を形成したことを特徴とする請求項１記載のサーモスタット弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のエンジン冷却回路などに使用されるサーモスタット弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種サーモスタット弁は、具体的には図示しないが、弁ケース側に対しては、ラジエータからの冷却水を流入するメイン流入口と、エンジンからの冷却水を流入するバイパス流入口と、バイパス流入口から流入し後述するサーモエレメントの感温部の一部に接触した冷却水をエンジン側に流出させるサブ流路と、ラジエータからの冷却水をエンジン側に流出させるメイン流路を形成すると共に、外部にサーモエレメントを強制的に加熱させる発熱素子を設ける構成となっている。
【０００３】
又、弁駆動部側に対しては、エンジン側からの冷却水の温度を感知するワックスの膨張によりピストンを伸長させるサーモエレメントと、ピストンの先端部に接続されるメインシャフトと、該メインシャフトに支持されるメイン弁体及びバイパス弁体を各々の付勢ばね圧を伴って設ける構成となっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
依って、従来のサーモスタット弁の下で、エンジン側からバイパス流入口を経て流動してきた冷却水が低温の場合には、弁駆動部のサーモエレメントに接触した後、サブ通路を経由してエンジン側に回帰されることとなるが、逆に、エンジン側からバイパス流入口を経て流動してきた冷却水が高温の場合には、当該水温をサーモエレメントのワックスが感知して次第に膨張するので、これに伴い、ピストンが伸長し、これと連動してメインシャフトも伸長して、メイン弁体がその付勢ばね圧に抗して降下してメイン通路を開放するので、これにより、ラジエータからの冷却水をエンジン側に循環させることが可能となる。
【０００５】
又、例えば、エンジンに急負荷が加わり、エンジン側の冷却水の温度が急激に上昇したような場合には、冷却水の温度による弁体の開閉とは別に、サーモスイッチから電気信号を受けて、上記した発熱素子でサーモエレメントのワックスを強制的に加熱して、サーモスタット弁を早目に開弁することができるので、エンジン側へ回帰する冷却水の温度を一定に維持して、燃費の向上にも寄与することが可能となる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−３１７３５５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、従来のサーモスタット弁にあっては、サーモスタット弁を早目に開弁して、エンジン側からの冷却水とラジエータ側の冷却水を混合できるので、エンジン側へ回帰する冷却水の温度を一定に維持することが可能となる訳であるが、この為には、エンジン負荷センサーやＥＣＵからの出力信号を受ける発熱素子等が必要となったり、別のサブ流路を設けなければならないので、自ずと、サーモスタット弁自体が大型化する嫌いがあった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、斯かる従来のサーモスタット弁が抱える課題を有効に解決するために開発されたもので、請求項１記載の発明は、弁ケースに対向する２個の第１流入口及び第２流入口と１個の流出口とを設けて、上記第１流入口から第２流入口方向に第１流入口と連通する状態をもって伸びるガイド筒を設ける一方、弁筒の両端に第１弁と第２弁を一体に有する弁体を当該ガイド筒に移動可能に外装し、該弁体を挾持するようにメイン形状記憶合金ばねとバイアスばねを装着すると共に、弁体の第２弁側に上記メイン形状記憶合金ばねの作動温度よりも低い作動温度を持つアシスト形状記憶合金ばねを装着して、該アシスト形状記憶合金ばねで第２流入口を通過する流体の温度を感知させる構成を採用した。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１を前提として、弁体の弁筒とガイド筒の間に圧力室を形成する構成を採用した。
【００１０】
依って、請求項１記載の発明にあっては、従来の如き複雑な機構を採用せずとも、単に、弁体の第２弁側にメイン形状記憶合金ばねの作動温度よりも低い作動温度を持つアシスト形状記憶合金ばねを装着するだけで、該アシスト形状記憶合金ばねで第２流入口を通過する流体の温度を感知して、弁体を微量ではあるが早目に開放方向に移動させることが可能となるので、これにより、第１流入口から流入する低温の流体と第２流入口から流入する中温の流体を混合して、第２流入側口から流入する流体と第１流入口から流入する流体の温度差を小さくしながら、混合流体の温度を一定に維持することが可能となるので、燃費の向上が図れると共に、弁体自体が脈動する心配もない。
【００１１】
請求項２記載の発明にあっては、これに加えて、第１流入口からガイド筒内に流動した流体が圧力室に流れ込む関係で、弁体の第１流入口から受ける流体圧と弁体の第２流入口から受ける流体圧とが釣り合うこととなるので、極めて簡素化された弁構造の下で、メイン形状記憶合金ばねの必要作動力を小さくして、メイン形状記憶合金ばねの小型化が期待できると共に、弁構造自体の小型化と軽量化も期待できることとなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示する好適な実施の形態に基づいて詳述すれば、該実施の形態に係るサーモスタット弁も、自動車のエンジン冷却回路に使用されるもので、図示する如く、弁ケース１に対しては、ラジエータ側に接続される第１流入口２とエンジン側に接続される第２流入口３とを対向して設けると共に、第１流入口２と第２流入口３の中間にウオーターポンプ側に接続される１個の流出口４を設ける一方、上記第１流入口２から第２流入口３方向に第１流入口２と連通する状態をもって伸びる円筒状のガイド筒５を一体に設ける構成となっている。
【００１３】
尚、このガイド筒５は、後述する弁体９を移動可能に外装するもので、具体的には、その先端部近傍の側面に複数の開口６を開設する一方、外周面に後述する弁体９の第１弁１１側の移動を規制するストッパー段部７を形成すると共に、先端部周縁に後述する弁体９の第２弁１２の基部を当接する段差部８を形成する構成となっている。
【００１４】
そして、上記ガイド筒５に移動可能に外装される弁体９は、内部にガイド筒５の各開口６に通じる圧力室１０を形成する円筒状を呈して、その弁筒９ａの第１流入口２側寄りの端縁に内側に折曲する第１弁１１を形成すると共に、第２流入口３側寄りの端縁に同じく内側に折曲する第２弁１２を形成するものであるが、特に、この第２弁１２に対しては、その基部を同一径をもって第２流入口３側に連続して膨出させて、当該第２弁１２のキャップ状の膨出部１２ａ周面に複数のスリット１３を開設すると共に、膨出部１２ａ端面に上記第２流入口３の内側に常時嵌入する断面十字状のガイド羽根１４を一体に設けて、弁体９の第１弁１１側は、ガイド筒５の外周面でガイドし、弁体９の第２弁１２側は、第２流入口３に対するガイド羽根１４の嵌入でガイドされる構成となっている。
【００１５】
又、弁体９の弁筒９ａの外周中央に環状の段部１５を形成して、該段部１５を挾持するようにメイン形状記憶合金ばね１６とバイアスばね１７を装着すると共に、上記第２弁１２の膨出部１２ａの内側にメイン形状記憶合金ばね１６の作動温度よりも低い作動温度を持つアシスト形状記憶合金ばね１８を装着する構成となっている。尚、この場合には、メイン形状記憶合金ばね１６が第１流入口２側に位置し、バイアスばね１７が第２流入口３方向に位置し、且つ、メイン形状記憶合金ばね１６とアシスト形状記憶合金ばね１８とは、いずれも、各自の作動温度以下ではバイアスばね１７のばね圧により収縮し、作動温度以上に加熱されたら伸長するように熱処理されたものを使用するものとする。
【００１６】
依って、本実施の形態に係るサーモスタット弁の下で、エンジン始動時など、エンジン側から第２流入口３を経て流動してきた冷却水が、メイン形状記憶合金ばね１６とアシスト形状記憶合金ばね１８の夫々の作動温度以下の場合には、両形状記憶合金ばね１６・１８はバイアスばね１７のばね圧により押されて収縮したまま伸長することがないので、図１に示す如く、弁体９はバイアスばね１７のばね圧で第１流入口２方向に移動させられる結果、これにより、第１弁１１と第２弁１２とでガイド筒５の開口６を閉塞して、低温の冷却水をエンジン側に回帰させることとなる。
【００１７】
しかし、この場合には、ラジエータ側から第１流入口２を経てガイド筒５内に流動した冷却水が弁体９の内部に形成された圧力室１０内に流れ込む関係で、弁体９自体は第１流入口２を通過した冷却水の流体圧を受けると同時に、第２流入口３を通過した冷却水の逆方向の流体圧を受けるので、弁体９に対する圧力バランスが釣り合うこととなる。
【００１８】
又、エンジンの急負荷時など、エンジン側から第２流入口３を経て流動してきた冷却水が、メイン形状記憶合金ばね１６の作動温度よりも低温であるがアシスト形状記憶合金ばね１８の作動温度以上となった場合には、図２に示す如く、小さなストロークであるが、アシスト形状記憶合金ばね１８が当該温度を第２弁１２の膨出部１２ａのスリット１３を介して感知して伸長するので、弁体９自体を上記ストローク分だけ第２流入口３方向に移動させる結果、ガイド筒５の開口６が若干開放されて、ラジエータ側から流動したきた低温の冷却水とエンジン側から流動してきた中温の冷却水を混合させるので、この混合冷却水は流出口４からエンジン側に回帰させることとなる。
【００１９】
従って、本実施の形態にあっては、例え、エンジンの急負荷時などにおいて、エンジン側の冷却水が瞬間的に上昇したような場合でも、これにより、十分に対応することができるので、燃費の向上に貢献できると共に、ラジエータ側の冷却水とエンジン側の冷却水の温度差をできるだけ小さくすることが可能となる。
【００２０】
逆に、エンジンが温まり、エンジン側から第２流入口３を経て流動してきた冷却水が、メイン形状記憶合金ばね１６の作動温度以上となった場合には、今度は、図３に示す如く、メイン形状記憶合金ばね１６が当該温度を感知してバイアスばね１７のばね圧に打ち勝って伸長して、弁体９自体を第２流入口３方向に大きく移動させる結果、第２弁１２の膨出部１２ａで第２流入口３を閉塞すると同時に、ガイド筒５の各開口６を開放するので、これにより、十分に冷やされたラジエータ側の冷却水のみが第２弁１２の膨出部１２ａに形成されたスリット１３を経て流出口４からエンジン側に循環させられることとなる。特に、この場合には、流出口４を第１流入口２の近傍に設けておくと、こちら側にメイン形状記憶合金ばね１６が存在するので、より効率良く作動させることが可能となる。
【００２１】
従って、今までは、ラジエータ側の冷却水とエンジン側の冷却水の温度差が大きかったため、弁体９の開放時に、メイン形状記憶合金ばね１６がラジエータ側の冷やされた冷却水の温度までをも感知して、弁体９自体が脈動してしまう恐れがあったが、本実施の形態にあっては、既述した如く、アシスト形状記憶合金ばね１８の作用で、ラジエータ側の冷却水とエンジン側の冷却水の温度差を段階的に小さくできるので、弁体９の開放時に、弁体９が脈動することを有効に防止できることとなる。
【００２２】
しかも、本実施の形態に係るサーモスタット弁は、第２弁１２の膨出部１２ａ側にアシスト形状記憶合金ばね１８を配置するだけで良いので、従来のものと比較すると、サーモスタット弁自体の小型化に大きく貢献できると共に、弁体９が移動する時には、必ず、弁体９の第１弁１１側がガイド筒５でガイドされ、同第２弁１２側が第２流入口３に対するガイド羽根１４の嵌入でガイドされることとなるので、弁体９が傾いて移動することがなくなる結果、作動不良を引き起こす心配もない。
【００２３】
【発明の効果】
以上の如く、本発明は、上記構成の採用により、従来の如き複雑な機構を採用せずとも、単に、弁体の第２弁側にメイン形状記憶合金ばねの作動温度よりも低い作動温度を持つアシスト形状記憶合金ばねを装着するだけで、該アシスト形状記憶合金ばねで第２流入口を通過する流体の温度を感知して、弁体を微量ではあるが早目に開放方向に移動させることが可能となるので、これにより、第１流入口から流入する低温の流体と第２流入口から流入する中温の流体を混合して、第２流入側口から流入する流体と第１流入口から流入する流体の温度差を小さくしながら、混合流体の温度を一定に維持することが可能となるので、燃費の向上が図れると共に、弁体自体が脈動すること心配もない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るサーモスタット弁をラジエータ側の流路を閉じた状態をもって示す断面図である。
【図２】同サーモスタット弁をラジエータ側の流路を微量に開いた状態をもって示す断面図である。
【図３】同サーモスタット弁をエンジン側の流路を閉じた状態をもって示す断面図である。
【符号の説明】
１      弁ケース
２      第１流入口
３      第２流入口
４      流出口
５      ガイド筒
６      開口
７      ストッパー段部
８      段差部
９      弁体
９ａ    弁筒
１０    圧力室
１１    第１弁
１２    第２弁
１２ａ  第２弁の膨出部
１３    スリット
１４    ガイド羽根
１５    段部
１６    メイン形状記憶合金ばね
１７    バイアス羽根
１８    アシスト形状記憶合金ばね
【図１】
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【図２】
2004204713.tif 000004
【図３】
2004204713.tif 000005