(57)【要約】【課題】サーモスタチック作動要素を簡素に製造する。【解決手段】サーモスタチック作動要素１は、ハウジングジャケット５及びハウジングベース６を有し、且つ膨張材料８が収容される作動室７を区画するように構成されたカップ状のハウジング２と、作動室７に挿入された軸方向に位置調整可能な作動ピストン９と、軸方向においてハウジングベース６の反対側に位置するハウジング開口部１２を閉じるカバー１１と、作動ピストン９を取り囲み、且つ径方向において該作動ピストン９に接する環状シール部材１３と、作動ピストン９を取り囲み、且つ該作動ピストン９を軸方向に案内する軸方向ガイド５７と、を備える。環状シール部材１３は、軸方向においては、ハウジングベース６から離れる方向に面する後端側部分１８を介して膨張材料８に接する一方、径方向においてはハウジングジャケット５に接している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に自動調温弁（３８）のためのサーモスタチック作動要素であって、
膨張材料（８）が収容される作動室（７）を区画するように構成された、ハウジングジャケット（５）及びハウジングベース（６）を有するカップ状のハウジング（２）と、
前記ハウジングベース（６）に開口したピストン用開口部（１０）を介して前記作動室（７）に挿入された、軸方向に位置調整可能な作動ピストン（９）と、
軸方向において前記ハウジングベース（６）の反対側に位置するハウジング開口部（１２）を閉じるカバー（１１）と、
前記作動ピストン（９）を取り囲み、且つ径方向において該作動ピストン（９）に接する環状シール部材（１３）と、
前記ハウジングベース（６）の周辺に形成され、前記作動ピストン（９）を取り囲み、且つ該作動ピストン（９）を軸方向に案内する軸方向ガイド（５７）と、を備え、
前記環状シール部材（１３）は、前記ハウジングベース（６）から離れる方向に面する後端側部分（１８）を介して、軸方向において前記膨張材料（８）に接触し、
前記環状シール部材（１３）はまた、径方向においては、前記ハウジングジャケット（５）に接しているサーモスタチック作動要素。
【請求項２】
請求項１に記載されたサーモスタチック作動要素において、
前記ハウジングベース（６）は、前記ハウジングジャケット（５）と一体的に形成されているサーモスタチック作動要素。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたサーモスタチック作動要素において、
前記環状シール部材（１３）は、軸方向においては、前記軸方向ガイド（５７）と、前記膨張材料（８）との間に配置されているサーモスタチック作動要素。
【請求項４】
請求項３に記載されたサーモスタチック作動要素において、
前記環状シール部材（１３）は、その後端側部分（１８）によって、軸方向において前記作動室（７）を区画しているサーモスタチック作動要素。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載されたサーモスタチック作動要素において、
前記軸方向ガイド（５７）は、前記ハウジング（２）に挿入された、該ハウジング（２）とは別体のガイドリング（１４）によって構成されており、
前記ガイドリング（１４）は、軸方向においては前記ハウジングベース（６）上に支持されており、且つ径方向においては前記ハウジングジャケット（５）によって位置決めされ、
前記環状シール部材（１３）は、前記ハウジングベース（６）側に面する前端側部分（１７）を介して、軸方向において前記ガイドリング（１４）に接しているサーモスタチック作動要素。
【請求項６】
請求項５に記載されたサーモスタチック作動要素において、
前記ガイドリング（１４）は、圧入部（３３）によって、前記ハウジング（２）内において、軸方向に固定されているサーモスタチック作動要素。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか１項に記載されたサーモスタチック作動要素において、
前記軸方向ガイド（５７）は、前記ハウジングベース（６）において前記作動室（７）から離れる方向に面する外側部分に形成され、且つ前記ピストン用開口部（１０）を取り囲むガイドスリーブ（５８）によって構成され、
前記環状シール部材（１３）は、前記ハウジングベース（６）側に面する前端側部分（１７）を介して、軸方向において前記ハウジングベース（６）に接しているサーモスタチック作動要素。
【請求項８】
請求項７に記載されたサーモスタチック作動要素において、
前記ガイドスリーブ（５８）は、前記ハウジングベース（６）に対して一体的に形成された、前記ハウジング（２）の軸部によって構成されているサーモスタチック作動要素。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載されたサーモスタチック作動要素において、
前記カバー（１１）には、前記ハウジングジャケット（５）に対し軸方向に沿って挿入され、且つ前記ハウジング開口部（１２）を閉塞する円柱部（１９）が設けられているサーモスタチック作動要素。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載されたサーモスタチック作動要素において、
前記カバー（１１）は、前記ハウジング（２）に溶接されているサーモスタチック作動要素。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載されたサーモスタチック作動要素において、
前記カバー（１１）は、前記ハウジング（２）から離れる方向に面する一側に、機能的構造体（２３）を有しているサーモスタチック作動要素。
【請求項１２】
請求項１１に記載されたサーモスタチック作動要素において、
前記機能的構造体は、前記カバー（１１）の残余部から軸方向に突出したシャフト（２４）と、該シャフト（２４）に対して軸方向に位置調整可能に取り付けられた環状ディスク（２５）と、前記カバー（１１）の残余部上に配置されて、前記環状ディスク（２５）を支持しているスプリング（２６）と、を有しているサーモスタチック作動要素。
【請求項１３】
請求項１２に記載されたサーモスタチック作動要素において、
前記スプリング（２６）は、前記シャフト（２４）に対して一体的に形成された軸方向止め部（２７）に向かうように、前記環状ディスク（２５）を付勢するサーモスタチック作動要素。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載されたサーモスタチック作動要素において、
前記環状シール部材（１３）は、径方向の内側に、２つのシールリップ（３１、３２）を有しており、
前記２つのシールリップ（３１、３２）は、軸方向においては互いに間隔を空けて配置されている一方、径方向においては各々前記作動ピストン（９）に接触しているサーモスタチック作動要素。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載されたサーモスタチック作動要素において、
前記環状シール部材（１３）は、径方向の外側が円錐状に構成されている一方、軸方向においては、前記ハウジングベース（６）に向かって先細になっているサーモスタチック作動要素。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか１項に記載されたサーモスタチック作動要素において、
前記ハウジング（２）は、前記ハウジングベース（６）を含んだ軸方向一端側の第１端領域（３４）において、第１の外郭断面（３５）を有しており、該第１の外郭断面（３５）は、前記ハウジング開口部（１２）を含んだ軸方向他端側の第２端領域（３７）において前記ハウジング（２）が有している第２の外郭断面（３６）よりも小さいサーモスタチック作動要素。
【請求項１７】
請求項１６に記載されたサーモスタチック作動要素において、
前記軸方向ガイド（５７）は、前記ハウジング（２）に挿入された、該ハウジング（２）とは別体のガイドリング（１４）によって形成されており、
前記ガイドリング（１４）は、ハウジングベース（６）によって軸方向に支持されており、且つ前記ハウジングジャケット（５）によって径方向に位置決めされ、
前記環状シール部材（１３）は、前記ハウジングベース（６）側に面する前端側部分（１７）を介して、軸方向において前記ガイドリング（１４）に接しており、
前記第１端領域（３４）は、前記ガイドリング（１４）を含み、且つ前記ハウジング（２）の外郭断面を縮小するような、前記ガイドリング（１４）を圧縮するための変形によって製造されるサーモスタチック作動要素。
【請求項１８】
請求項１６又は１７に記載されたサーモスタチック作動要素において、
前記第１端領域（３４）は、前記環状シール部材（１３）を含み、
前記第２端領域（３７）は、前記膨張材料（８）を含むサーモスタチック作動要素。
【請求項１９】
請求項１６〜１８のいずれか１項に記載されたサーモスタチック作動要素において、
前記第１端領域（３４）は、前記第２端領域（３７）と直接的に連続しているサーモスタチック作動要素。
【請求項２０】
請求項１〜１９のいずれか１項に記載されたサーモスタチック作動要素において、
弁体（２８）が、軸方向において前記ハウジング（２）上に固定されているサーモスタチック作動要素。
【請求項２１】
請求項２０に記載されたサーモスタチック作動要素において、
前記弁体（２８）は、圧入部（２９）によって、軸方向において前記ハウジングジャケット（５）上に固定されているサーモスタチック作動要素。
【請求項２２】
請求項１〜２１のいずれか１項に記載されたサーモスタチック作動要素において、
前記サーモスタチック作動要素（１）の製造に際して、前記膨張材料（８）は、プレス成形によって粉末から製造された、単一の部分、又は、複数の部分から成る固体として、前記作動室（７）の中に挿入されるサーモスタチック作動要素。
【請求項２３】
特に内燃機関（４０）の冷却回路（３９）のための自動調温弁であって、
流入口（４２）、第１吐出口（４３）及び第２吐出口（４４）を有するバルブハウジング（４１）と、
請求項１〜２２のいずれか１項に記載されたサーモスタチック作動要素（１）と、を備え、
前記サーモスタチック作動要素（１）は、前記流入口（４２）から供給される流体の流れを、前記第１吐出口（４３）と前記第２吐出口（４４）との間で分配するのを制御するように構成されている自動調温弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーモスタチック作動要素、特に自動調温弁のためのサーモスタチック作動要素に関する。本発明は、そのような作動要素を備えた、特に、好ましくは自動車に搭載される内燃機関の冷却回路のための自動調温弁にも関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、弁部材を作動させるためのサーモスタチック作動要素を備えた、内燃機関の冷却回路のための自動調温弁（サーモスタチック・バルブ）が開示されている。この自動調温弁は、内燃機関から到来する冷媒流を、その冷媒流の温度に応じて、冷却回路のラジエータを経由して内燃機関に戻るように導く第１吐出口と、そのラジエータを迂回して内燃機関に直接的に戻るように導く第２吐出口との間で分配するように機能する。供給される冷媒流の分配を制御するために、温度に応じて、バルブ部材を作動させたり開度調整したりすることは、サーモスタチック作動要素を用いて実行される。
【０００３】
ここで用いられるサーモスタチック作動要素は、例えば特許文献２によって公知である。その公知の作動要素は、軸方向の両側が開口し、且つ膨張材料が収容される作動室を区画する円筒状のハウジングを備えている。その上、その作動室には、軸方向に位置調整可能な作動ピストンが挿入された状態で設けられている。ハウジングには、カップ状のガイド要素が挿入されており、そのガイド要素のベース（基部）は、作動ピストンによって貫かれている。ガイド要素には、環状シール部材が配置されている。この環状シール部材は、作動ピストンを取り囲んでおり、該環状シール部材の径方向における内側部分が作動ピストンに接する一方、その径方向における外側部分がガイド要素における円筒状の壁部に接するようになっている。その上、環状シール部材は、軸方向において、一端側がガイド要素のベースに接している一方、他端側が環状ディスクに接している。環状ディスクは、作動ピストンによって貫かれており、環状シール部材が配置された、ガイド要素の内部を閉じるように構成されている。軸方向においてガイド要素の反対側では、前述のハウジングがベースによって閉じられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１６５３９５号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第１８１１２７７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、公知の作動要素は、多数の別体の部品から成るため、その作動要素の製造は、比較的複雑なものとなる。
【０００６】
本発明は、サーモスタチック作動要素、及びサーモスタチック作動要素を備えた自動調温弁において、特に簡素に製造可能であることを特徴とする、改良された、又は少なくとも代替となる態様を特定する、という課題を解決しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、前記の課題は、独立請求項の主題によって解決される。有利な態様は、従属請求項の主題である。
【０００８】
本発明は、円筒状のハウジングジャケットと、該ハウジングジャケットに対して一体的に形成されて、且つ作動ピストンが貫かれたハウジングベースとを有するように、ハウジングをカップ状に構成する、という基本概念に基づくものである。それゆえ、そのカップ状のハウジングは、一枚の金属片から、好ましくは変形（deformation）、特に深絞りによって、ハウジングジャケット及びハウジングベースを備えて製造される。その上、このハウジングには、ハウジングに対して軸方向に位置調整可能な作動ピストンのために、軸方向ガイドが設けられている。軸方向ガイドは、作動ピストンによって貫かれており、該作動ピストンのハウジングに対する軸方向の位置調整のために、この作動ピストンを軸方向に案内する。加えて、作動ピストンによって同様に貫かれた環状シール部材が設けられている。この環状シール部材は、径方向においては、径方向における内側部分が作動ピストンに対し直に接する一方、径方向における外側部分がハウジングジャケットに対し直に接すると共に、軸方向においては、その一端側が軸方向ガイド又はガイドリングに対して直に接する一方、他端側が膨張材料に対して直に曝されるように、ハウジング内において幾何学的に構成および配置されている。したがって、環状シール部材は、軸方向においては、膨張材料と軸方向ガイドとの間に位置しており、そのことで、作動要素の構成および製造を著しく簡素化することができる。
【０００９】
それと同時に、軸方向におけるハウジングに対する作動ピストンの案内を、軸方向ガイドの助けを借りて適切に行うことが可能になる。特に、このため、軸方向ガイドは、径方向における内側部分が円筒状のガイド輪郭部を区画している。このガイド輪郭部は、作動ピストンを軸方向に案内するべく、その作動ピストンと相互に作用する。そのガイド輪郭部の軸方向におけるガイド長が、作動ピストンの外径、又は、ガイド輪郭部の自由内径よりも長ければ好都合である。このようにして、作動ピストンのための特に効果的で安定した軸方向の案内が実現される。
【００１０】
環状シール部材が、その後端側部分によって軸方向において作動室を区画している、とすれば有利である。その結果、軸方向において、環状シール部材と、膨張材料が封入された作動室との間には、さらなる部品は要求されない。
【００１１】
好ましい態様によれば、軸方向ガイドは、ハウジングに挿入された、ハウジングとは別体のガイドリングによって構成されており、このガイドリングは、軸方向においてはハウジングベース上に支持されており、径方向においてはハウジングジャケットによって位置決めされている。この場合、特に、環状シール部材は、ハウジングベース側に面する前端側部分を介して、軸方向においてガイドリングに接するように構成してもよい。ハウジングに対して別体のガイドリングを用いて軸方向ガイドを実現することで、ハウジングの製造を簡素化することができる。その上、ガイドリングの材料を、摩擦学的な観点から、ハウジングの材料よりは、むしろ作動ピストンの材料に対し、より簡素に順応させることができる。
【００１２】
有利な発展形では、ガイドリングを、圧入部によって、ハウジング内において軸方向に固定することができる。それと同時に、ハウジングに対する作動ピストンの軸合わせも、圧入部によって実現することができる。加えて、この圧入部は、ガイドリングとハウジングジャケットの間に、十分に堅固で接触的な結合をもたらすことができる。
【００１３】
そのように、別体のガイドリングを設ける代わりに、ハウジングベースにおいて作動室から離間する方向に面する外側部分において固定的に配置され、且つピストン用開口部の囲み部を構成するガイドスリーブによって軸方向ガイドを構成することもできる。この場合、環状シール部材は、ハウジングベース側に面する前端側部分を介して、軸方向においてハウジングベースに接している。このガイドスリーブは、ハウジング上に付設されており、例えば溶接による接合を介して、そのハウジングに対して固定的に、且つ持続的に接続することができる。しかしながら、ガイドスリーブは、ハウジングベースに対して一体的に形成された、ハウジングの軸部によって構成されている、とすれば好ましい。これにより、ハウジングの製造に際して、そのハウジングの材料と一致するように、ガイドスリーブをハウジング上に形成することができる。例えば、ハウジングの深絞りに際して、ハウジング上にガイドスリーブを一体的に形成することができる。
【００１４】
有利な態様によると、カバーには、ハウジングジャケットに対し軸方向に沿って挿入され、且つ、当該挿入によってハウジング開口部を閉塞する円柱部が設けられている、としてもよい。この円柱部をハウジングジャケットに挿入するときの深さによって、膨張材料を収容するために設けられた作動室の容積を定めることができる。したがって、作動要素の較正は、特に組立に際して、円柱部をハウジングに挿入するときの深さを変更することにより実行することができる。
【００１５】
カバーは、ハウジングに対して固定的に接続されている。前述の較正により、カバーを挿入するときの適切な深さが決定されると、カバーは、好ましくは、ハウジングに対して固定的に、且つ持続的に接続される。この接続は、例えば溶接による接合、好ましくはレーザ溶接によって行うことができる。
【００１６】
好ましくは、カバーは、ハウジングから離間する方向に面する一側に、機能的構造体を有している、としてもよい。この機能的構造体は、例えば、復帰装置、及び／又は、弁装置の一部を構成することができる。このような構成は、ガイドリング、環状シール部材、作動ピストン及び膨張材料を備えたハウジングについては、構造上、同一の方法で構成することができる一方で、カバーを適切に変形することによって、異なる用途に適合させることができる、という利点を有する。したがって、作動要素のための変形例の構成が簡素化される。例えば、簡素で費用効果に優れた方法で、作動要素を様々な自動調温弁に適合させることができる。
【００１７】
有利な発展形によると、機能的構造体は、カバーの残余部から軸方向に突出したシャフトと、該シャフトに対して軸方向に位置調整可能に取り付けられた環状ディスクと、カバーの残余部上に配置されて環状ディスクを支持するスプリングとを有する、としてもよい。その上、このスプリングは、シャフト上に形成された軸方向止め部に向かうように、環状ディスクを付勢する、とすれば好都合である。例えば、この環状ディスクは、円板弁の弁体としてもよい。その場合、円板弁の弁座は、例えば、作動要素が据え付けられたバルブハウジング内の別の部品に形成されることになる。
【００１８】
別の態様では、環状シール部材は、径方向の内側に、２つのシールリップを有しており、これら２つのシールリップは、軸方向においては互いに間隔を空けて配置されている一方、径方向においては各々作動ピストンに接触している、としてもよい。これにより、高度で効果的なシール性能が実現されて、そのことで、膨張材料が作動ピストンに沿ってハウジングから漏出するのを防止することができる。
【００１９】
別の態様では、環状シール部材は、径方向の外側が円錐状に構成されている、としてもよい。さらに、この環状シール部材は、軸方向においては、ハウジングベースに向かって先細になっている、とすれば好都合である。この構成によれば、環状シール部材の取付を簡素化することができる。それと同時に、ハウジング内において、ガイドリングを軸方向に固定することができる。このような固定は、少なくとも組立時には十分なものとなる。
【００２０】
別の態様では、ハウジングは、ハウジングベースを含んだ軸方向一端側の第１端領域において、第１の外郭断面を有しており、該第１の外郭断面は、ハウジング開口部を含んだ軸方向他端側の第２端領域においてハウジングが有している第２の外郭断面よりも小さい、としてもよい。このことは、例えば、ハウジングに付け加えられる部品をより簡易に取付可能とするために用いることができる。
【００２１】
第１端領域がガイドリングを含んでいる、とすれば好都合である。これにより、ガイドリングの径方向の寸法を、より小さくすることができる。そのことで、より合理的なコストで製造することができる。
【００２２】
有利な発展形によると、第１端領域は、ハウジングの外郭断面を縮小するような、ガイドリングを圧縮するための変形によって製造される、としてもよい。これにより、ハウジング内におけるガイドリングの軸合わせと、軸方向の固定とを、比較的簡素で、合理的なコストで、そして信頼性の高い方法で実現することができる。
【００２３】
第１端領域が環状シール部材を含んでいる、とすれば好都合である。環状シール部材が第１端領域内に配置されると、特に、ガイドリングを圧縮するための前述の変形と併せて、環状シール部材とハウジングジャケットとの径方向におけるプレストレスを増大することができる。
【００２４】
付加的に又は代替的に、第２端領域が膨張材料を含んでいる、としてもよい。これにより、膨張材料は、比較的大きな容積を利用することができる。
【００２５】
一態様において、第１端領域は、第２端領域と直接的に連続しており、遷移領域は別として、付加的な中間領域が介在していない、とすれば特に好都合である。これにより、ハウジングは、比較的簡素な構成となる。
【００２６】
別の態様によると、弁体が軸方向においてハウジング上に固定されている、としてもよい。特に、弁体は、圧入によって軸方向においてハウジング上に固定されている、としてもよく、これにより、製造を簡素化することができる。代替として、弁体をハウジングに固定するための他の任意の適切な固定技術を用いることもできる。そうした固定技術としては、例えば、レーザ溶接や固定リング等が挙げられる。ハウジングに弁体を固定すると、例えば、作動要素を備えたバルブ内に形成された弁座に対して弁体を位置調整するために作動要素を用いることができる。
【００２７】
本発明に係る自動調温弁は、特に内燃機関の冷却回路に適するものであり、流入口と、第１吐出口と、第２吐出口とを有するバルブハウジングを備える。それに加えて、この自動調温弁は、流入口に供給される流体の流れを第１吐出口と第２吐出口との間で分配するような制御のための自動調温弁として機能するべく、前述の如く構成されたサーモスタチック作動要素を備える。ここで、作動要素は、流体の流れが作動要素のハウジングの周囲を流れて、その作動要素が流体の温度を帯びるよう、バルブハウジング内に配置される。膨張材料の体積は、その温度に応じて変化するから、これにより、作動ピストンが軸方向に位置調整されるように移動することになる。そのような移動を、バルブ部材の開度を調整するために使用することができる。このバルブ部材は、その一部については、流体の流れの温度に応じて、２つの吐出口の間で流れの分配を制御することになる。
【００２８】
作動ピストンは、バルブハウジング上に支持されている、とすれば好都合である。付加的に又は代替的に、ハウジング上に固定された前述の弁体が、第１吐出口を制御するべく、バルブハウジング上に形成された第１弁座と相互に作用し得る。付加的に又は代替的に、カバー上に配置された前述の環状ディスクが、別の弁体として、第２吐出口を制御するべく、バルブハウジング上に形成された第２弁座と相互に作用し得る。
【００２９】
サーモスタチック作動要素は、該作動要素の製造に際して、膨張材料が、プレス成形によって粉末から製造された、単一の部分、又は、複数の部分から成る固体として、作動室の中に挿入される、とすれば好ましい。そうしたプレス成形によって製造される固体は、“ペレット”とも呼称され得る。作動要素の製造に際して固体を用いることで、膨張材料の取り扱いを簡素にすることができる。液状の膨張材料を注入するのを取り止めることで、作動室の中に必要量の膨張材料を導入するために要求されるエネルギーが少なくなる。固体に適切な形状を与えることで、作動要素の較正、つまり、ハウジングに対するカバーの軸方向における最適な位置決めの発見もまた、簡素化される。カバーの軸部が軸方向においてハウジング開口部を介して挿入されたならば、ハウジングの中に事前に挿入された固体に対しカバーが接触するやいなや、カバーとハウジングとの間の軸方向における最適な相対位置が達成される。このようにして判明した最適な相対位置は、ハウジングに対しカバーを適切に固定することにより、保持することができる。
【００３０】
特に自動車に搭載可能な内燃機関の冷却回路において自動調温弁が使用されるとき、バルブハウジングの流入口は、内燃機関の冷媒吐出口に接続される。そして、バルブハウジングの第１吐出口は、冷却回路のラジエータのラジエータ流入口に接続される。そして、そのラジエータのラジエータ吐出口は、内燃機関の冷媒流入口に接続される。したがって、第１吐出口から流出した冷媒は、ラジエータを経由して内燃機関に戻る。第２吐出口は、内燃機関の冷媒流入口に対し、直接的に、又は、ラジエータを迂回して接続されている。ラジエータを迂回することで、第２吐出口から流出した冷媒は、特に、内燃機関に直接的に戻る。
【００３１】
本発明に係るさらに重要な特徴及び利点は、従属請求項の記載、図面、及び図面を用いた説明より得られる。
【００３２】
前述の特徴、及び、以下に説明される特徴は、記載されたそれぞれの組み合わせに限定して用いることができるのではなく、他の組み合わせであっても、又は、それら単独であっても本発明の範囲から逸脱することなく用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るサーモスタチック作動要素の縦断面を示す図である。
【図２】図２は、第２の実施形態に係るサーモスタチック作動要素の縦断面を示す図である。
【図３】図３は、第２の実施形態に係るサーモスタチック作動要素を備えた自動調温弁の縦断面を簡略化して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明の好ましい標準的な態様は、図面に示されており、以下の記載によってさらに詳細に説明される。各図において同じ又は類似の若しくは機能的に同じ部品には、同じ符号を付している。
【００３５】
図１〜３に示すように、サーモスタチック作動要素（以下、単に「作動要素」ともいう）１は、縦方向に延びる中心軸３を有するカップ状のハウジング２を備えている。この構成例においては、縦方向に延びる中心軸３は、該中心軸３に対して平行に延びる軸方向４を定義している。ハウジング２は、円筒状のハウジングジャケット５と、ハウジングベース６とを有している。さらに、このハウジング２は、ワックスなどの膨張材料８が収容される作動室７を区画している。
【００３６】
加えて、この作動要素１は、ハウジング２に対して軸方向に位置調整可能な作動ピストン９を備えている。この作動ピストン９は、ハウジングベース６の中央部に開口したピストン用開口部１０を介して作動室７に挿入されている。さらに、作動要素１は、ハウジング開口部１２を閉じるカバー１１を備えている。このハウジング開口部１２は、ハウジング２に設けられており、軸方向においてハウジングベース６の反対側に位置している。作動室７は、このカバー１１によって閉じられるようになっている。
【００３７】
さらに、作動要素１は、環状シール部材（以下、「シール部材」ともいう）１３と、軸方向ガイド５７とを備えている。軸方向ガイド５７は、ハウジングベース６の周辺に形成されており、周方向において作動ピストン９を取り囲み、且つ作動ピストン９を軸方向に案内する。環状シール部材１３は、周方向において作動ピストン９を取り囲むように構成されている。そして、この環状シール部材１３は、径方向の内方において、その内側部分１５を介して作動ピストン９と直に接している一方、径方向の外方において、その外側部分１６を介してハウジングジャケット５と直に接している。環状シール部材１３の後端側部分１８は、ハウジングベース６から離れる方向を向いており、環状シール部材１３は、その後端側部分１８を介して、膨張材料８に対し軸方向において直に接触している。
【００３８】
カバー１１には、円柱部１９が設けられている。この円柱部１９は、ハウジングジャケット５に対して軸方向に挿入されており、それによって、ハウジング開口部１２を閉塞している。作動要素１の較正に際しては、円柱部１９をハウジングジャケット５に挿入するときの軸方向における深さを変更することにより、作動室７の容積を組立時に調整することができる。そして、ハウジング２とカバー１１との間の軸方向の相対位置は、較正を通じて判るようになっており、適切な固定により、持続的に保たれるようになっている。例えば、カバー１１とハウジング２との間の軸方向の相対位置を固定するべく、溶接点２０を設けてもよい。ここでは、溶接点２０は、円柱部１９の周辺において、ハウジングジャケット５に設けられている。ハウジング２を堅く閉じるべく、そして、ハウジング２に対しカバー１１を最終的に固定するべく、全周にわたって溶接線２１を設けることも可能である。この溶接線２１は、例えば、ハウジングジャケット５において、ハウジングベース６から離間する方向に面する端側の縁部２２の周辺に形成されており、図１〜２においては、図面右側にのみ示されている。
【００３９】
例示的に示すように、較正に際して、ハウジング２とカバー１１との間の軸方向の相対位置が判った場合、端側の縁部２２と、カバー１１から径方向に突出し、且つ該カバー１１を取り囲むよう形成された鍔部５６との間には、軸方向に間隙が形成され得る。全周にわたった溶接線２１によって、この軸方向の間隙を閉じたり埋めたりすることができる。
【００４０】
代替として、互いに接触するまで、カバー１１をハウジング２に挿入することもできる。この場合、例えば、前述の鍔部５６と、軸方向止め部として機能する前述の縁部２２とが相互に作用し得る。その後、ハウジングジャケット５の特定の変形によって、従来のように、作動室７の容積を較正することができる。
【００４１】
ここに示した例の場合、カバー１１は、ハウジング２から離れる方向に面する一側に、機能的構造体２３も有している。例えば、機能的構造体２３は、一体化された、復帰及び／又は付勢装置を備えた弁装置の一部を構成する。詳しくは、機能的構造体２３は、カバー１１の残余部から軸方向に突出したシャフト２４と、このシャフト２４に対して軸方向に位置調整可能に取り付けられた環状ディスク２５と、軸方向において環状ディスク２５とカバー１１の残余部との間に支持されたスプリング２６と、を有している。さらに、この例では、スプリング２６は、ここではシャフト２４と一体的に形成された軸方向止め部２７に向かうように、環状ディスク２５に付勢力を加える。環状ディスク２５は、この例では、弁体として構成され得る。
【００４２】
ここに示す例では、ハウジング２上には、例えば圧入部２９によって弁体２８が軸方向に固定されている。このため、ハウジング２は、そのハウジングジャケット５と共に、弁体２８の中央開口部３０を貫通している。この開口部３０の縁は、その開口幅が狭まるように、その後に変形している。ハウジング２上に構成される弁体２８を、以下では第１弁体２８と呼称する。また、好ましくは弁体として構成され、且つカバー１１上に配置された環状ディスク２５を、以下では第２弁体２５と呼称する。それに応じて、好ましい例においては、作動要素１は、ここでは、それぞれ、ハウジング２によって軸方向に固定される第１弁体２８と、カバー１１によって軸方向に位置調整可能に保持された第２弁体２５との、２つの弁体を有している。
【００４３】
シール部材１３は、その内側部分１５に２つのシールリップ（液封部）３１、３２が設けられている。２つのシールリップ３１、３２は、軸方向においては互いに間隔を空けて配置されている一方、径方向においては、それぞれ、径方向の内側部分を介して、作動ピストン９に対して直に接触している。このようにして、膨張材料９に対し２段階のシールが実現されている。シール部材１３の外側部分１６は、その外側部分１６がハウジングベース６に向かって先細になるように、円錐状に構成されている。
【００４４】
それゆえ、ハウジング２は、ハウジングベース６を含んだ軸方向一端側の第１端領域３４において第１の外郭断面３５を有しており、この第１の外郭断面３５は、ハウジング開口部１２を含んだ軸方向他端側の第２端領域３７においてハウジング２が有している第２の外郭断面３６よりも小径である、とすれば好都合である。第１端領域３４は、軸方向ガイド５７を含んでおり、付加的にシール部材１３も含んでいる、とすれば好都合である。第１端領域３４は、ハウジング２の外郭断面を縮小するような、ガイドリング１４を圧縮するための変形によって形成することができる。第２端領域３７は、第１端領域３４と直に隣接しており（つまり、連続している）、膨張材料８を含んでいる、とすれば好都合である。
【００４５】
ここに示す例では、カバー１１は、前述の如く、径方向に突出した鍔部５６を有している。この鍔部５６は、周方向において閉塞するように取り囲んでおり、図に例示するように、溶接線２１の助けを借りて、端側の縁部２２に溶接されている。鍔部５６は、カバー１１において、中心軸３と同軸に突出した円柱部１９と、同じく中心軸３と同軸に突出したシャフト２４との間に配置されている。スプリング２６は、鍔部５６と接触することにより、軸方向に支持されている。
【００４６】
図１及び図２に示す２つの実施形態は、軸方向ガイド５７の構成のみが相違している。図１に示す第１の実施形態の場合、軸方向ガイド５７は、ハウジングベース６において作動室７から離れる方向に面する外側部分に固定して配設されたガイドスリーブ５８によって構成されている。ガイドスリーブ５８は、ここでは、ピストン用開口部１０を取り囲む囲み部を形成している。この場合、シール部材１３は、ハウジングベース６側に面するシール部材１３の前端側部分１７を介して、ハウジングベース６によって直に支持されている。このガイドスリーブ５８は、基本的には、ハウジング２上に付設されており、例えば溶接による接合を介して、そのハウジング２に対して固定的に、且つ持続的に接続されている。しかしながら、ここに示す実施形態は、ガイドスリーブ５８が、ハウジングベース６に対して一体的に形成された、ハウジング２の軸部によって構成されている、という点で好ましい。これにより、ハウジング２の製造に際して、そのハウジング２の材料と揃えつつ、ガイドスリーブ５８をハウジング２上に形成することができる。例えば、ハウジング２の深絞りに際して、ガイドスリーブ５８をハウジング２上に一体的に形成することができる。
【００４７】
図２に示す第２の実施形態の場合、軸方向ガイド５７は、ハウジング２に挿入された別体のガイドリング１４によって構成されている。このガイドリング１４は、ハウジングベース６によって軸方向に支持されており、且つハウジングジャケット５によって径方向に位置決めされている。この場合、シール部材１３は、ハウジングベース６側に面する前端側部分１７上で、ガイドリング１４によって軸方向に直に支持されている。ハウジング２とは別体のガイドリング１４によって軸方向ガイド５７を実現することで、ハウジング２の製造を簡素化することができる。その上、ガイドリング１４の材料を、摩擦学的な観点から、ハウジング２の材料よりは、むしろ作動ピストン９の材料に対し、より簡素に順応させることができる。
【００４８】
図２に示す例では、ガイドリング１４は、圧入部３３によって、ハウジング２内において、軸方向に固定されている。圧入部３３を用いることによって、ハウジング２に対する作動ピストン９の軸合わせも、同時に実現することができる。加えて、圧入部３３は、ガイドリング１４とハウジングジャケット５との間に、十分に堅固な、接触的な結合をもたらすことができる。圧入部３３は、例えば、ガイドリング１４付近において、ハウジングジャケット５の断面積を縮小させるようにハウジング２を変形することによって実現することができる。
【００４９】
既に説明したように、ガイドリング１４は、ハウジング２とは別体の部品であり、ハウジング２に挿入される部品として構成されている。ガイドリング１４は、ハウジング２内において、該ガイドリング１４がハウジングベース６によって軸方向に直に支持されるように、且つハウジングジャケット５によって径方向に取り囲まれるように位置決めされている。ガイドリング１４は、好ましくは、ハウジングジャケット５によって直に支持され得る。
【００５０】
図１及び図２によると、軸方向ガイド５７は、ガイドスリーブ５８によって形成されるか、又は、ガイドリング１４によって形成されるかどうかに拘わらず、ハウジング２に対する軸方向の位置調整に際して作動ピストン９を軸方向にガイドするべく、作動ピストン９と接触するガイド輪郭部（guide contour）を区画している。そのガイド輪郭部の軸方向におけるガイド長５９が、作動ピストン９の外径６０、又は、ガイド輪郭部の自由内径６１よりも長ければ好都合である。図１に示す例では、ガイドスリーブ５８がガイド長５９を有している一方で、図２に示す例では、ガイドリング１４がガイド長５９を有している。
【００５１】
また、第１及び第２の実施形態に共通する構成として、図１〜２に示すように、ハウジングベース６は、ハウジングジャケット５に対して一体的に形成されている。そして、環状シール部材１３は、軸方向においては、軸方向ガイド５７と膨張材料８との間に配置されている。環状シール部材１３はまた、その後端側部分１８によって、軸方向において作動室７を区画している。
【００５２】
また、この例では、サーモスタチック作動要素１の製造に際して、膨張材料８は、液状の材料ではなく、プレス成形によって粉末から製造された、単一の部分、又は、複数の部分から成る固体として、作動室７の中に挿入されるようになっている。
【００５３】
図３によれば、自動調温弁３８は、内燃機関４０の冷却回路３９内に接続されており、前述の如く構成されたサーモスタチック作動要素１と、その作動要素１が配置されるバルブハウジング４１と、を備えている。図３に示す例では、図２に示す第２の実施形態に係る作動要素１が用いられている。図１に示す第１の実施形態に係る作動要素１も使用可能であることは明らかである。バルブハウジング４１は、流入口４２と、第１吐出口４３と、第２吐出口４４とを有している。作動要素１は、流入口４２に供給される流体の流れを第１吐出口４３と第２吐出口４４との間で分割するような、温度に依存した制御を提供する。バルブハウジング４１は、その流入口４２が内燃機関４０の冷媒吐出口４５に接続される一方、第１吐出口４３及び第２吐出口４４が内燃機関４０の冷媒流入口４６に接続されるように、冷却回路３９内に接続されている。ここで、第１吐出口４３は、冷却回路３９のラジエータ４７を介して内燃機関４０に至る一方、第２吐出口４４は、そのラジエータ４７を迂回して内燃機関４０に至るようになっている。その上、冷却回路３９は、冷媒ポンプ４８と、接続点４９とを有している。この接続点４９は、特に冷媒ポンプ４８の上流において、冷却回路３９の第１ブランチ５０を、同回路３９の第２ブランチ５１に結合する。ここで、第１ブランチ５０は、第１吐出口４３から延び、且つラジエータ４７を含んでいる。また、第２ブランチ５１は、第２吐出口４４から延びている。
【００５４】
作動ピストン９は、バルブハウジング４１によって軸方向に支持されている。ハウジング２上に形成される第１弁体２８は、第１吐出口４３を制御するべく、第１弁座５２と相互に作用している。図３は、第１吐出口４３が閉塞された、第１弁体２８の閉位置を示している。ここで、第１弁座５２は、バルブハウジング４１上に直接的に形成されている。第２弁体２５は、カバー１１上に配置されており、第２吐出口４４を制御するべく、第２弁座５３と相互に作用している。図３に示す例では、第２弁体２５は開位置にあり、それゆえ、第２吐出口４４は開放されている。ここで、第２弁座５３は、第１弁座５２と同様に、バルブハウジング４１上に直接的に形成されている。さらに、図３には、復帰バネ５４が図示されている。この復帰バネ５４は、第１弁体２８を閉位置に向けて付勢する。このため、復帰バネ５４は、一端側が第１弁体２８によって軸方向に支持されている一方、他端側がバルブハウジング４１によって軸方向に支持されている。
【００５５】
ここに示す自動調温弁３８は、以下の如く作動する。内燃機関４０の冷間始動に際して、冷媒は外気温にある。つまり、冷媒は比較的冷たい。作動要素１は、図３に示すように、第１吐出口４３が閉塞されている一方で、第２吐出口４４が開放された状態にある。その結果、冷媒は、流入口４２を通過して、作動要素１が配置されたバルブハウジング４１の分配室５５の中に流入する。続いて、冷媒がハウジング２の周囲を流れることにより、膨張材料８は、冷媒の温度を帯びる。冷媒は、第２吐出口４４から流出し、ラジエータ４７を迂回して内燃機関４０まで直接的に戻るように流れる。内燃機関４０が暖機されると、冷媒の温度も上昇する。その結果、膨張材料８も昇温する。その温度が上昇するにつれて、膨張材料８が膨張すし、その結果、作動ピストン９が作動室７から徐々に押し出される。作動ピストン９は、バルブハウジング４１上に支持されているため、このことは、作動ピストン９、ひいてはバルブハウジング４１に対し、ハウジング２の軸方向における位置調整を引き起こす。その結果、第１弁体２８が第１弁座５２から徐々に離間する一方で、第２弁体２５が第２弁座５２に対して徐々に接近するようになる。その結果、第１吐出口４３からラジエータ４７を経由して内燃機関４０に流入する冷媒が徐々に増える一方で、第２吐出口４４を介した経路をとる冷媒が徐々に減少することになる。冷媒が高温になると、第２弁体２５が閉位置に達する程度まで、つまり第２弁体２５が第２弁座５３に接触して第２吐出口４４を閉塞する程度まで、ハウジング２は軸方向に位置調整される。その結果、全ての冷媒が、第１吐出口４３からラジエータ４７を経由して、内燃機関４０に流入するようになる。
【符号の説明】
【００５６】
１    サーモスタチック作動要素
２    ハウジング
５    ハウジングジャケット
６    ハウジングベース
７    作動室
８    膨張材料
９    作動ピストン
１０  ピストン用開口部
１１  カバー
１２  ハウジング開口部
１３  環状シール部材
１４  ガイドリング
１７  前端側部分
１８  後端側部分
１９  円柱部
２３  機能的構造体
２４  シャフト
２５  環状ディスク
２６  スプリング
２７  軸方向止め部
２９  圧入部
３１  シールリップ
３２  シールリップ
３３  圧入部
３４  第１端領域
３５  第１の外郭断面
３６  第２の外郭断面
３７  第２端領域
３８  自動調温弁
３９  冷却回路
４０  内燃機関
４１  バルブハウジング
４２  流入口
４３  第１吐出口
４４  第２吐出口
５７  軸方向ガイド
５８  ガイドスリーブ
【図１】
2017187174.tif 000003
【図２】
2017187174.tif 000004
【図３】
2017187174.tif 000005