(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の冷却液通路に配置され、冷却液の温度変化によって前記冷却液通路の冷却液の流れを制御するサーモスタットであって、
周面に入口開口部、出口開口部およびバイパス開口部が形成され、前記入口開口部と前記出口開口部を前記冷却液通路に連通する位置に固設される筒状のバルブ本体と、
前記入口開口部と前記出口開口部とを前記バルブ本体内で連通する流路領域と、感温部内の熱膨脹体および付勢部材の作用により進退するピストンを一方側に有するとともに、前記流路領域を横断すべく進退動する弁体を有し、前記ピストンの進退動によって前記バルブ本体内を摺動して進退するサーモバルブと、
前記ピストンの進退方向に平行して前記サーモバルブの他方側に立設され、バイパス通路に嵌入自在なバイパス弁体と、
を備え、
前記バイパス開口部は、前記周面において前記出口開口部よりも前記バイパス通路側に形成されており、
前記ピストンとともに前記バイパス弁体が進退動することによって、前記弁体が前記入口開口部と前記出口開口部を開閉して前記流路領域を連通／遮断するとともに、前記弁体が前記バイパス開口部を開閉し、かつ前記バイパス弁体が前記バイパス通路を開閉して前記バイパス開口部と前記バイパス通路を連通／遮断する
ことを特徴とするサーモスタット。
【請求項２】
前記バイパス弁体には、バイパス回路側端面に開口部を有する中空部と、外周面に形成されて前記中空部に連通するバイパス孔と、が形成されており、
前記バイパス弁体は、前記バイパス通路に常に嵌入しているように設けられて前記ピストンの進退動によって前記バイパス通路内を摺動して進退し、
前記ピストンとともに前記バイパス弁体が進退動することによって、前記バイパス孔が前記バイパス通路の内壁面によって開閉されて前記バイパス通路を連通／遮断する
ことを特徴とする請求項１に記載のサーモスタット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジン冷却用のサーモスタットに関し、特に、ピストンの軸ブレを防止したサーモスタットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、市販されている車両のエンジンに対する冷却システムは、冷却液を媒体とする水冷方式によりエンジンを冷却するものが大半を占める。この冷却システムは、エンジンの発熱によるオーバーヒートを防止するとともに、寒い時期のオーバークールを防止して、エンジンを常に適温に保つ。
【０００３】
図６に示すように、この水冷方式による冷却システムは、エンジンＥ本体の外部にラジエータＲを配置し、このラジエータＲとエンジンＥ本体とをラバーホース等により連結して冷却液を循環させるものである。その主要な構成は、熱交換器の役割を担うラジエータＲ、このラジエータＲにエンジンＥから冷却液を強制的に圧送するウォータポンプＰ、ラジエータＲからもしくはラジエータＲへの冷却液の温度変化によって冷却液の流れを制御して冷却液を適温に保つサーモスタット１’、および冷却液の循環流路を形成するラバーホース等とからなる。そして、サーモスタット１’は、冷却液が所定温度以上の場合、ラジエータＲで冷やされた冷却液を冷却液通路３’を介してエンジンＥに送る。また、エンジンＥが始動時等で冷却液が所定温度未満の場合、バイパス通路３Ａ’を介して、冷却液をエンジンＥ内で循環させる。このようなエンジンの冷却に供される水冷方式は、四輪車用のエンジンの他に二輪車用エンジンにも供されている。
【０００４】
図６（ａ）の如く、エンジン始動時からエンジンＥ内が適温になるまでの間、サーモスタット１’は、冷却液通路３’を閉ざしている。つまり、エンジンＥからの冷却液は、ラジエータＲへは向かわず、バイパス通路３Ａ’を通ってエンジンＥへ循環するため（図６（ａ）矢印参照）、早期に適温に達する。一方、エンジンＥ内が適温になった後は、図６（ｂ）の如く、サーモスタット１’の弁体１２’が開き（図７参照）、ラジエータＲ側の冷却液通路３’を開く。すると、冷却液がラジエータＲを通ってエンジンＥへの循環となるため（図６（ｂ）矢印参照），エンジンＥ内は冷却され、適温に保たれる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図７に示すように、従来のサーモスタット１’は、エレメント１０’のガイド部１１’が支承部材等によって固定されておらず、そのため、ガイド部１１’に案内されるピストン１６’が伸長すると、ピストン１６’が軸ブレして伸長する場合がある。この様な状態でピストン１６’が伸長すると、ピストン１６’とガイド部１１’が偏磨耗し易くなるとともに、ピストン１６’とガイド部１１’との間に隙間を生じる。また、サーモスタット１’は、冷却液通路３’内で常に冷却液に浸かった状態におかれているため、ピストン１６’とガイド部１１’に生ずる隙間に冷却液が浸水し、さらに、冷却液中の塵や垢等がこれらの隙間に侵入する場合がある。
前記のように、ピストン１６’が軸ブレして進退動すると、ピストン１６’やガイド部１１’等の各部材に前記偏磨耗を生じ易くなるので、サーモスタット１’の耐久性を向上させる事が困難となる。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、ピストンの軸ブレを防止し、耐久性に優れるサーモスタットを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決した本発明に係るサーモスタットは、内燃機関の冷却液通路に配置され、冷却液の温度変化によって前記冷却液通路の冷却液の流れを制御するサーモスタットであって、周面に入口開口部、出口開口部およびバイパス開口部が形成され、前記入口開口部と前記出口開口部を前記冷却液通路に連通する位置に固設される筒状のバルブ本体と、前記入口開口部と前記出口開口部とを前記バルブ本体内で連通する流路領域と、感温部内の熱膨脹体および付勢部材の作用により進退するピストンを一方側に有するとともに、前記流路領域を横断すべく進退動する弁体を有し、前記ピストンの進退動によって前記バルブ本体内を摺動して進退するサーモバルブと、前記ピストンの進退方向に平行して前記サーモバルブの他方側に立設され、バイパス通路に嵌入自在なバイパス弁体とを備え、前記バイパス開口部は、前記周面において前記出口開口部よりも前記バイパス通路側に形成されており前記ピストンとともに前記バイパス弁体が進退動することによって、前記弁体が前記入口開口部と前記出口開口部を開閉して前記流路領域を連通／遮断するとともに、前記弁体が前記バイパス開口部を開閉し、かつ前記バイパス弁体が前記バイパス通路を開閉して前記バイパス開口部と前記バイパス通路を連通／遮断することを特徴とする。
前記サーモスタットによれば、前記ピストンを有する前記サーモバルブと前記バイパス弁体が一体構造であるため、前記ピストンの進退動にともなって、バイパス弁体が進退動する。しかも、前記バイパス弁体は前記ピストンの伸長によってバイパス通路に嵌入するので、前記ピストンが、軸ブレすることなく伸長する。
また、本発明に係るサーモスタットは、前記バイパス弁体には、バイパス回路側端面に開口部を有する中空部と、外周面に形成されて前記中空部に連通するバイパス孔と、が形成されており、前記バイパス弁体は、前記バイパス通路に常に嵌入しているように設けられて前記ピストンの進退動によって前記バイパス通路内を摺動して進退し、前記ピストンとともに前記バイパス弁体が進退動することによって、前記バイパス孔が前記バイパス通路の内壁面によって開閉されて前記バイパス通路を連通／遮断する構成であってもよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るサーモスタットの第１の実施の形態について図１乃至図３を参照して説明を行う。図１は第１の実施の形態のサーモスタットの閉弁状態を示す断面図、図２は第１の実施の形態のサーモスタットの開弁状態を示す断面図、図３は第１の実施の形態のサーモスタットの主要部の分解斜視図である。
【０００９】
以下の説明において、エンジンヘッドの冷却液通路に配置されるサーモスタットについて説明する。なお、サーモスタットの配置位置は、エンジンヘッドに限定されるものではなく、冷却液通路内であればいずれの箇所でもよい。例えば、エンジンブロック、ラジエータの内部、バイパス通路の分岐部位等の箇所であっても以下に説明するサーモスタットと同様の作用および効果を得ることができる。
【００１０】
サーモスタット１は、エンジンヘッド２の冷却液通路３の上側面４に形成される穿設孔４ａと下側面５に形成される穿設孔５ａに、冷却液通路３を横断して、バイパス通路３Ａに連通する位置に埋設配置される。なお、穿設孔５ａには、バイパス開口部１７ｇからの冷却液の流れを確保するために、バイパス用段付壁面５ｃが形成される。そして、サーモスタット１は、冷却液通路３を流れる冷却液の温度変化にともなって、冷却液通路３内の冷却液の流れを制御する。
【００１１】
サーモスタット１は、中空の円筒形状のバルブ本体１７、バルブ本体１７の中空部位に摺接して収納されるサーモバルブ７、バルブ本体１７の一端部に嵌合するキャップ部材１８、バルブ本体１７の他端部に嵌合するジョイントカバー１９、サーモバルブ７に付勢力を付与する付勢部材であるコイルスプリング６、およびバイパス通路３Ａを開閉するバイパス弁体２０等で構成される。なお、サーモバルブ７は、冷却液の流れを連通／遮断する弁体１２とピストン１６の進退動を案内するガイド部１１等からなるエレメント１０、エレメント１０の底部側に設けられる感温部であるワックスケース１５、ワックスケース１５内に収納される熱膨脹体であるワックス１５ａ、およびピストン１６等から構成される。
以下、サーモスタット１を構成する各部位について詳細に説明する。
【００１２】
（１）バルブ本体１７
バルブ本体１７は、エンジンヘッド２の冷却液通路３の上側面４に形成される穿設孔４ａの段付壁面４ｂと下側面５に形成される穿設孔５ａの内壁面５ｂに挿入可能な外周径を有し、両端を開放した中空の円筒形状である。そして、バルブ本体１７の周面１７ｅには、冷却液の入口開口部１７ａと出口開口部１７ｂが対向する位置に、およびバイパス開口部１７ｇが出口開口部１７ｂの下部に穿設形成される。この入口開口部１７ａと出口開口部１７ｂおよびエレメント１０（弁体１２）等により、冷却液通路３のメイン通路（ラジエータ側からエンジン側への冷却液の流路）を連通／遮断する。他方、このバイパス開口部１７ｇおよびバイパス弁体２０等により、冷却液の水温が低温時もしくはエンジンの暖気運転が十分なされる前に、冷却液をバイパス通路３Ａを介して、ラジエータを経由することなくエンジン内で循環させる
【００１３】
そして、エレメント１０（弁体１２）が下降摺動すると、入口開口部１７ａと出口開口部１７ｂが開き、流路領域ＦＡ（図２参照）が連通し、冷却液通路３内の冷却液がラジエータ側からエンジン側に流れる。さらに、バイパス開口部１７ｇが閉じるとともに、バイパス弁体２０がバイパス通路３Ａを閉じ、バイパス通路３Ａからエンジン側への冷却液の流れが遮断される（図２参照）。
【００１４】
他方、エレメント１０（弁体１２）が上昇摺動すると、流路流域ＦＡが遮断し、入口開口部１７ａと出口開口部１７ｂが閉じ、冷却液通路３のメイン通路の冷却液の流れが遮断される。さらに、バイパス開口部１７ｇが開くとともに、バイパス弁体２０がバイパス通路３Ａを開き、バイパス通路３Ａからエンジン側に冷却液が流れる（図１参照）。
【００１５】
なお、サーモスタット１をエンジンヘッド２に組み付ける時、この入口開口部１７ａと出口開口部１７ｂおよびバイパス開口部１７ｇが冷却液通路３に対して開口する位置（冷却液通路３に各々連通する位置）に、バルブ本体１７を固設する。さらに、バイパス開口部１７ｇが、穿設孔５ａのバイパス用段付壁面５ｃを有する側に開口するように配置する。また、入口開口部１７ａと出口開口部１７ｂの開口面積は、冷却液通路３を流れる冷却液の流量を十分に確保できる大きさとする。他方、バイパス開口部１７ｇの開口面積は、バイパス通路３Ａを流れる冷却液の流量を十分に確保できる大きさとする。
【００１６】
なお、流路領域ＦＡは、エレメント１０（弁体１２）が下降摺動して、入口開口部１７ａと出口開口部１７ｂが開くことによって、バルブ本体１７内で連通形成される冷却液の流路領域のことをいう。
【００１７】
バルブ本体１７の端部周面１７ｆは、穿設孔４ａの段付壁面４ｂの形状に係合して形成され、上側面４の穿設孔４ａに挿入される。さらに、端部周面１７ｆには、後記するキャップ部材１８が焼き付け等の処理をもって固着される。
【００１８】
また、バルブ本体１７の他方の端部の内壁面１７ｃには、ネジ部１７ｄが形成され、後記するジョイントカバー１９のネジ部１９ｆと螺着する。このバルブ本体１７とジョイントカバー１９の螺着により、バルブ本体１７とジョイントカバー１９のセット長さの調整を可能としている。さらに、この螺着により、バルブ本体１７とジョイントカバー１９を一体化し、サーモスタット１のエンジンヘッド２への組み付けが容易化する。
【００１９】
なお、バルブ本体１７の素材については、設置される環境、即ちエンジンヘッド２からの熱伝導特性及び機械加工特性等を考慮し、これらの条件に適合する素材であれば如何なる素材でもよい。
【００２０】
（２）サーモバルブ７
サーモバルブ７は、バルブ本体１７の内壁面１７ｃに摺接して嵌入される。サーモバルブ７は、熱膨張体であるワックス１５ａを収納するワックスケース１５、ワックス１５ａの膨張／収縮を上層の半流動体１５ｃに伝達するダイヤフラム１５ｂ、ダイヤフラム１５ｂの応動を上層のラバーピストン１５ｄに伝達する半流動体１５ｃ、ラバーピストン１５ｄ、半流動体１５ｃの応動を上層のピストン１６に伝達するバックアッププレート１５ｅ、キャップ部材１８の金具１８ａを押圧するピストン１６、およびこれらの構成部位を積層状に内設するとともに弁体１２として機能するエレメント１０によって構成される。また、ワックスケース１５の底部には、バイパス弁体２０が立設される。
【００２１】
エレメント１０には、バルブ本体１７の内壁面１７ｃに摺動自在とする外周面１０ｂが形成される。この外周面１０ｂは、バルブ本体１７の内壁面１７ｃに沿って摺動し、入口開口部１７ａと出口開口部１７ｂおよびバイパス開口部１７ｇを開閉する弁体１２として機能する。
【００２２】
エレメント１０は、ワックス１５ａの膨張／収縮によりピストン１６が進退動することによって、バルブ本体１７内を摺動し、入口開口部１７ａ、出口開口部１７ｂおよびバイパス開口部１７ｇを開閉する。
【００２３】
エレメント１０の底部側には、ワックス１５ａを収納するワックスケース１５がカシメ等の処理により固設される。ワックスケース１５は、エレメント１０（弁体１２）の底部側かつ内側に固設され、ラジエータ側から流れる冷却液に直接浸かることがない。そのため、感温部であるワックスケース１５には、ラジエータ側から流れる冷却液の温度変化はエレメント１０（弁体１２）を介して伝わる。
【００２４】
また、エレメント１０のワックスケース１５の固設側と対峙する側には、ピストン１６の案内部であるガイド部１１が形成される。このガイド部１１の外周面１１ａは、キャップ部材１８の内壁面１８ｈに摺接する形態として形成される。
【００２５】
ガイド部１１は、外周面１１ａの周面に沿って環状溝部１４ａ，１４ｂが刻設形成される。そして、環状溝部１４ａ，１４ｂは、キャップ部材１８の内壁面１８ｈに複数突設されるリップ部位１８ｅ，１８ｆと係合し、ガイド部１１とキャップ部材１８の保持をより確実なものとする。また、この係合により、ガイド部１１とキャップ部材１８との隙間への冷却液の浸入が防止され、ひいてはガイド部１１とピストン１６間に生ずる隙間への冷却液の浸水が防止される。さらに、キャップ部材１８によってガイド部１１が保持されているため、ピストン１６が伸長した際にピストン１６が軸ブレして伸長することを防止できる。
【００２６】
また、サーモバルブ７は冷却液通路３のラジエータ側からの冷却液の温度変化をエレメント１０の弁体１２を介してワックスケース１５内のワックス１５ａに伝えるため、ワックスケース１５の感温が緩やかとなり、ワックス１５ａの膨脹／収縮の変化が緩やかとなる。
【００２７】
（３）キャップ部材１８
キャップ部材１８は、帽子形状で、その凸部部位をエンジンヘッド２の穿設孔４ａに挿入係合するように形成される。さらに、キャップ部材１８は、バルブ本体１７の端部周面１７ｆに焼き付け等の処理によって固着される。
【００２８】
また、キャップ部材１８の外周面と外縁部に各々環状には、隆起したリップ部位１８ｂ、１８ｃ、１８ｄが突設される。このリップ部位１８ｂ、１８ｃ、１８ｄは、エンジンヘッド２への冷却液の浸水防止を目的として形成される。
【００２９】
さらに、キャップ部材１８の内壁面１８ｈには、ガイド部１１の環状溝部１４ａ，１４ｂと係合するリップ部位１８ｅ，１８ｆが環状に隆起して突設される。この環状溝部１４ａ，１４ｂとリップ部位１８ｅ，１８ｆの係合によって、ガイド部１１とピストン１６間に生ずる隙間への冷却液の浸水が防止がされるとともに、エレメント１０が摺動した際に、ピストン１６の軸方向に対しての傾斜を防止する。なお、キャップ部材１８のリップ部位１８ｂ、１８ｃ、１８ｄおよびリップ部位１８ｅ，１８ｆは、サーモバルブ７のピストン１６の伸縮楊程により、形成するリップ部位の数およびリップ部位間隔を自由に形成できるのは勿論である。
また、キャップ部材１８は焼き付き処理等によりバルブ本体１７に一体的に固着されているが、バルブ本体１７とキャップ部材１８の接触面に設けられた環状溝部１７ｈとリップ部位１８ｉの係合によって、さらに塵等のピストン１６への侵入を防止することができる。
【００３０】
なお、キャップ部材１８の素材については耐熱性、耐磨耗性、耐防振性等の物理的及び機械的特性に優れたものであれば特に限定するものではない。例えば、ゴム等の弾性部材であれば、前記特性を有する。キャップ部材１８は、耐熱性を有するため、エンジンから熱を遮断する断熱作用もある。
【００３１】
（４）ジョイントカバー１９
ジョイントカバー１９は、フランジ形状であり、エンジンヘッド２の穿設孔５ａに嵌入する嵌入部１９ｋ、エンジンヘッド２に係止されるとともにボルト２３，２３でボルト締め固定される係止部１９ｊ，１９ｊおよびエンジンルーム内のバイパス通路３Ａ（図示せず）に接続されるバイパス通路部１９ｈからなる。
【００３２】
嵌入部１９ｋは、中空の円筒形状で、この中空部がバイパス通路３Ａとなる。そして、嵌入部１９ｋは、バルブ本体１７のネジ部１７ｄに螺着するネジ部１９ｆが形成される。この螺着によって、ジョイントカバー１９とバルブ本体１７が一体化する。さらに、嵌入部１９ｋは、外周面１９ｅにシールリング１９ｂを装着するための溝部１９ａが形成される。なお、シールリング１９ｂは、エンジンヘッド２の穿設孔５ａの内壁面５ｂとバルブ本体１７の周面１７ｅとの隙間から浸入する冷却液のエンジン内への浸水防止の機能を有している。
【００３３】
係止部１９ｊ，１９ｊは、嵌入部１９ｋに対して両翼を広げたような形状で、すなわち嵌入部１９ｋの端部両側にピストン１６の進行方向に対して垂直に延びる平板形状である。また、係止部１９ｊ，１９ｊには、各々ボルト孔１９ｉ，１９ｉが形成される。
【００３４】
バイパス通路部１９ｈは、中空の円筒形状で、この中空部がバイパス通路３Ａを形成する。そして、バイパス通路部１９ｈのバイパス通路３Ａは、バルブ本体１７の中空部に連通する。
【００３５】
前記したネジ部１７ｄとネジ部１９ｆの螺着状態を調整することにより、サーモバルブ７の付勢部材であるコイルスプリング６の付勢力を増減させることができる。さらに、付勢力の増減により、エレメント１０の弁体１２の開弁状態が調整でき、冷却液の流量増減の調整が可能となる。
なお、バルブ本体１７とジョイントカバー１９の接続方法については前記のネジ部１７ｄとネジ部１９ｆによる螺着に限られるものではなく、Ｃリング等の止め金具によって係着しても同様の作用効果を得ることができる。
【００３６】
（５）コイルスプリング６（付勢部材）
サーモバルブ７の付勢部材であるコイルスプリング６は、ジョイントカバー１９とサーモバルブ７の空隙に介装される。そして、コイルスプリング６は、サーモバルブ７が冷却液の温度変化によりバルブ本体１７内で摺動下降した際に、サーモバルブ７を上方方向に付勢する機能を有している。
なお、コイルスプリング６の弾性やコイルスプリング６の全高を変化させることにより、サーモスタット１の作動設定温度、流量等の条件の変化に対応が可能である。
【００３７】
（６）バイパス弁体２０
バイパス弁体２０は、円柱形状で、ジョイントカバー１９のバイパス通路３Ａに嵌脱自在となる径を有する。そして、ワックスケース１５の係合部１５ｆに係合し、ジョイントカバー１９のバイパス通路３Ａに向かって立設される。なお、バイパス弁体２０は、中心軸をピストン１６の進退軸と一致させて立設されており、したがって、ピストン１６の進退動にともなって、ピストン１６と同軸上を進退動する。
【００３８】
また、バイパス弁体２０の軸方向の長さは、ピストン１６が縮退した時に、バイパス通路３Ａからバイパス弁体２０が抜脱し、かつバイパス通路３Ａから十分な冷却液が流れる隙間を確保できる長さとする。他方、ピストン１６が伸長した時に、バイパス通路３Ａにバイパス弁体２０が嵌入し、かつバイパス通路３Ａからの冷却液の流れが遮断される長さとする。
【００３９】
ピストン１６が伸長し、バイパス弁体２０がバイパス通路３Ａに嵌入すると、バイパス弁体２０は、外周面２０ａがジョイントカバー１９の内壁面１９ｇに摺接して移動する。しかも、前記のように、バイパス弁体２０とピストン１６は同軸上で一体となって進退動する。そのため、ピストン１６が伸長した時、傾くことなく安定した状態で作動することができる。その結果、ピストン１６が伸長した時、ピストン１６とガイド部１１の偏磨耗を防止する事ができ、ピストン１６とガイド部１１との間にゴミ等が侵入することもない。
【００４０】
サーモスタット１のエンジンヘッド２への組み付けについて説明する。
サーモスタット１は、バルブ本体１７とジョイントカバー１９が螺着して一体となった状態で、エンジンヘッド２に組み付けられる。組み付け時、バルブ本体１７の入口開口部１７ａと出口開口部１７ｂおよびバイパス開口部１７ｇが冷却液通路３に対して開口する位置に、サーモスタット１をエンジンヘッド２に嵌入する。さらに、バイパス開口部１７ｇが、穿設孔５ａのバイパス用段付壁面５ｃを有する側に開口するように配置する。
【００４１】
この時、サーモスタット１は、ジョイントカバー１９の係止部１９ｊ，１９ｊがエンジンヘッド２で係止され、スライド方向（ピストン１６の進退方向）の移動が規制される。さらに、ボルト２３，２３を係止部１９ｊ，１９ｊのボルト孔１９ｉ，１９ｉに挿入し、サーモスタット１をエンジンヘッド２にボルト締め固定することにより、ラジアル方向（ピストン１６の軸を中心とした回転方向）の回転が規制される。このバルブ本体１７とジョイントカバー１９の一体化により、組み付けおよび組み外しが簡単となり、組付工数が低減する。しかも、ボルト締め固定により、入口開口部１７ａと出口開口部１７ｂおよびバイパス開口部１７ｇの位置決めが容易化する。
【００４２】
このように、サーモスタット１は、冷却液通路３の冷却液の流れ方向に対して横断する方向（流れ方向に対して垂直方向）にピストン１６が進退（弁体１２が進退）するように配置される。そのため、冷却液通路３の管径を太くしなくても、冷却液の十分な流量を確保することができる。
【００４３】
また、サーモスタット１は、キャップ部材１８のリップ部位１８ｂ、１８ｃ、１８ｄおよびジョイントカバー１９のシールリング１９ｂにより、エンジンへの冷却液のシールド作用や防振作用を有する。
【００４４】
次に、図１および図２を参照してサーモスタット１の作用について説明を行う。
【００４５】
（１）サーモスタット１における冷却液低温時及び暖機運転開始時の作用
冷却液低温時および暖機運転前、冷却液通路３内の冷却液の温度は低温であり、ワックスケース１５内のワックス１５ａは、収縮している。この時、サーモバルブ７は、コイルスプリング６によって、常時上方に付勢される。そのため、エレメント１０の弁部１２が、バルブ本体１７の入口開口部１７ａと出口開口部１７ｂを閉じるとともに、バイパス開口部１７ｇを開く。しかも、バイパス弁体２０が、バイパス通路３Ａを開いている。すなわち、流路領域ＦＡが遮断され、冷却液がラジエータ側からエンジン側に流れない。他方、バイパス通路３Ａとバイパス開口部１７ｇがバルブ本体１７の中空部を介して連通され、冷却液がバイパス通路３Ａからエンジン側に流れる（図１の矢印方向）。したがって、冷却液は、ラジエータを経由することなく、エンジン内を循環する（図１を参照）。
【００４６】
時間が経過するとともにエンジンの温度が上昇し、冷却液通路３内の冷却液の温度が上昇する。そして、ワックスケース１５内のワックス１５ａは、膨張し、体積を増加させる。この時、感温部であるワックスケース１５には、バイパス通路３Ａから流れる冷却液の温度変化が直接伝わる。ワックス１５ａの体積増加によって、ダイヤフラム１５ｂは上方方向へ変形し、さらに、ダイヤフラム１５ｂの応動変化を上層の半流動体１５ｃを介してラバーピストン１５ｄを上方方向に押し上げる。そして、ラバーピストン１５ｄの応動により、ピストン１６は、バックアッププレート１５ｅを介して上方方向に押し上げられる。すなわち、ピストン１６は、エレメント１０のガイド部１１から突出しようとする（図２を参照）。
【００４７】
しかし、ピストン１６の先端部の当接部１６ａは、キャップ部材１８の金具１８ａの当接面１８ｇと常時当接しているため、実際にはガイド部１１、すなわちエレメント１０が下降する。この時、エレメント１０の下降とともに、バイパス弁体２０は、ジョイントカバー１９のバイパス通路３Ａに嵌入する。そのため、ピストン１６の伸長に際して、ピストン１６は、軸ブレすることなく、安定して作動する。
【００４８】
また、キャップ部材１８のリップ部位１８ｅと係合していたガイド部１１の環状溝部１４ａは（図１参照）、キャップ部材１８の内壁面１８ｈに沿って下降し、最終的にキャップ部材１８のリップ部位１８ｆと係合する（図２参照）。なお、リップ部位１８ｆが突出形成される位置は、エレメント１０の最下降位置を決定するための位置である。なお、リップ部位１８ｅとリップ部位１８ｆの途中位置に、他のリップ部を形成することにより、さらにガイド部１１とピストン１６との隙間部位へ冷却液の浸水の防止を強化することができる。
【００４９】
サーモバルブ７が下降摺動すると、エレメント１０の弁体１２が、閉状態であったバルブ本体１７の入口開口部１７ａと出口開口部１７ｂを開く。すなわち、流路領域ＦＡが連通され、冷却液は、冷却液通路３のラジエータ側からエンジン側（図２の矢印方向）に流れる（図２を参照）。そして、ラジエータで冷却された冷却液が、冷却液通路３を通って、エンジン内に流入する。この時、感温部であるワックスケース１５にはエレメント１０の弁体１２を介して冷却液の温度変化が伝わるので、ラジエータ側で冷やされた冷却液が、ワックス１５ａを急激に収縮させることはない。
【００５０】
また、サーモバルブ７が下降摺動すると、エレメント１０の弁体１２が、開状態であったバルブ本体１７のバイパス開口部１７ｇを閉じるとともに、バイパス弁体２０がバイパス通路３Ａを閉じる。すなわち、バイパス通路３Ａとバイパス開口部１７ｇが遮断され、冷却液は、バイパス通路３Ａを介してエンジン側には流入しない（図２参照）。なお、ピストン１６が伸長する時、バイパス弁体２０がピストン１６と同軸上を移動し、バイパス通路３Ａに嵌入するために、ピストン１６が軸ブレするとなく安定した状態で伸長する。
【００５１】
（２）サーモスタット１における冷却液の高温から低温への変化に伴う作用
エンジンの運転が停止すると、ウォータポンプの作動も停止し、冷却液通路３内の冷却液の循環も停止する。すると、時間の経過とともに、冷却液の温度が低下する。そして、冷却液の温度低下にともなって、膨張していたワックス１５ａは、収縮する。この時、感温部のワックスケース１５にエレメント１０の弁体１２を介してラジエータ側から流れる冷却液の温度変化が伝わるので、ワックス１５ａの収縮は、緩やかな変化となる。さらに、サーモバルブ７を常時上方に付勢するコイルスプリング６によって、サーモバルブ７は、上方に摺動される。その結果、エレメント１０の弁部１２が、開状態であったバルブ本体１７の入口開口部１７ａと出口開口部１７ｂを閉じるとともに、バイパス開口部１７ｇを開く。しかも、バイパス弁体２０が、バイパス通路３Ａを開く。すなわち、流路領域ＦＡが遮断され、冷却液がラジエータ側からエンジン側に流入しなくなる（図１を参照）。他方、バイパス通路３Ａとバイパス開口部１７ｇがバルブ本体１７の中空部位を介して連通され、冷却液がバイパス通路３Ａからエンジン側に流入する。したがって、冷却液は、ラジエータを経由することなく、エンジン内を循環する（図１を参照）。
【００５２】
なお、感温部のワックスケース１５にはエレメント１０の弁体１２を介してラジエータ側から流入する冷却液の温度変化が伝わるので、ワックス１５ａの体積変化は緩やかなものとなり、そのため、ラジエータ側から冷却された冷却液が流入して、ワックス１５ａは、急激に収縮しない。その結果、弁体１２が入口開口部１７ａ、出口開口部１７ｂおよびバイパス開口部１７ｇの開閉を連続して繰り返すハンティング現象が起こりにくい。
【００５３】
以下、本発明に係るサーモスタットの第２の実施の形態について図４乃至図５を参照して説明する。図４は第２の実施の形態のサーモスタットの閉弁状態を示す断面図、図５は第２の実施の形態のサーモスタットの開弁状態を示す断面図である。
【００５４】
サーモスタット１Ａの基本的な構成は、第１の実施の形態のサーモスタット１と同様な構成を有するが、バイパス弁体２０Ａの構成およびその作用が異なる。なお、サーモスタット１Ａの各構成に対して、第１の実施の形態のサーモスタット１と同一の構成及び機能を有する部位については同一の符号を付す。
【００５５】
サーモスタット１Ａは、エンジンヘッド２の冷却液通路３の上側面４に形成される穿設孔４ａと下側面５に形成される穿設孔５ａに、冷却液通路３を横断して、バイパス通路３Ａに連通する位置に埋設配置される。なお、穿設孔５ａは、バイパス開口部１７ｇからの冷却液の流れを確保するために、バイパス用段付壁面５ｃが形成される。そして、サーモスタット１Ａは、冷却液通路３を流れる冷却液の温度変化にともなって、冷却液通路３内の冷却液の流れを制御する。
【００５６】
サーモスタット１Ａは、中空の円筒形状のバルブ本体１７、バルブ本体１７の中空部位に摺接して収納されるサーモバルブ７、バルブ本体１７の一端部に嵌合するキャップ部材１８、バルブ本体１７の他端部に嵌合するジョイントカバー１９、サーモバルブ７に付勢力を付与する付勢部材であるコイルスプリング６、およびバイパス通路３Ａを開閉するバイパス弁体２０Ａ等で構成される。なお、サーモバルブ７は、冷却液の流れを連通／遮断する弁体１２とピストン１６の進退動を案内するガイド部１１等からなるエレメント１０、エレメント１０の底部側に設けられる感温部であるワックスケース１５、ワックスケース１５内に収納される熱膨脹体であるワックス１５ａ、およびピストン１６等から構成される。
なお、第２の実施の形態で説明するサーモスタット１Ａは、バイパス弁体２０Ａを除外して、その構成は前記の第１の実施の形態で説明したサーモスタット１と同様とするものであり、以下、前記のサーモスタット１と異なる構成について詳細に説明する。
【００５７】
（１）バイパス弁体２０Ａ
バイパス弁体２０Ａは、中空の円筒形状で、ジョイントカバー１９のバイパス通路３Ａに嵌入する径を有する。そして、ワックスケース１５の係合部１５ｆに係合し、ジョイントカバー１９のバイパス通路３Ａに向かって立設される。なお、バイパス弁体２０Ａは、中心軸をピストン１６の進退軸と一致させて立設されており、したがって、ピストン１６の進退動にともなって、ピストン１６と同軸上を進退動する。
【００５８】
さらに、バイパス弁体２０Ａには、外周面２０ａから中空部２０ｄに連通するバイパス孔２０ｃ，２０ｃが穿設される。このバイパス孔２０ｃ，２０ｃは、バイパス弁２０Ａの係合部２０ｂの他端側から所定の間隔をあけて、中空部２０ｄに対して垂直方向に各々穿設される。なお、前記の所定の間隔は、ピストン１６が最も縮退した時、バイパス弁体２０Ａの先端部２０ｅがバイパス通路３Ａに嵌入し、かつバイパス孔２０ｃ，２０ｃがジョイントカバー１９の内壁面１９ｇで閉鎖されない間隔とし、バイパス孔２０ｃ，２０ｃの孔径は、バイパス通路３Ａから十分な冷却液の流量を確保できる径とする。
【００５９】
また、バイパス弁体２０Ａの軸方向の長さは、ピストン１６が最も縮退した時に、バイパス通路３Ａにバイパス弁体２０Ａの先端部２０ｅが嵌入し、かつバイパス孔２０ｃ，２０ｃがジョイントカバー１９の内壁面１９ｇで閉鎖されない長さとする。他方、ピストン１６が最も伸長した時に、バイパス通路３Ａにバイパス弁体２０Ａが嵌入し、かつバイパス孔２０ｃ，２０ｃがジョイントカバー１９の内壁面１９ｇで完全に閉鎖される長さとする。
【００６０】
バイパス弁体２０Ａは、ピストン１６の進退動に関係なく、常時、バイパス通路３Ａに嵌入している。しかし、ピストン１６の進退動によって、バイパス孔２０ｃ，２０ｃが、ジョイントカバー１９の内壁面１９ｇで開閉される。この時、バイパス弁体２０Ａは、外周面２０ａがジョイントカバー１９の内壁面１９ｇに摺接して移動する。しかも、前記のように、バイパス弁体２０Ａとピストン１６は同軸上で一体となって進退動する。そのため、ピストン１６が進退動する時、ピストン１６が軸ブレすることなく安定した状態で作動することができる。したがって、サーモスタット１Ａは、第１の実施の形態のサーモスタット１より、ピストン１６がさらに安定して作動する。その結果、ピストン１６が伸長した時、ピストン１６とガイド部１１の偏磨耗を防止する事ができ、ピストン１６とガイド部１１との間にゴミ等が侵入することもない。また、サーモスタット１Ａは、第１の実施の形態のサーモスタット１のバイパス弁体２０がバイパス通路３Ａに嵌入する時に生じる磨耗等も生じない。
【００６１】
サーモスタット１Ａのエンジンヘッド２への組み付けは、第１の実施の形態と同様であるので、説明は省略する。
【００６２】
次に、図４および図５を参照してサーモスタット１Ａの作用について説明を行う。
【００６３】
（１）サーモスタット１Ａにおける冷却液低温時及び暖機運転開始時の作用
冷却液低温時および暖機運転前、冷却液通路３内の冷却液の温度は低温であり、ワックスケース１５内のワックス１５ａは、収縮している。この時、サーモバルブ７は、コイルスプリング６によって、常時上方に付勢される。そのため、エレメント１０の弁部１２が、バルブ本体１７の入口開口部１７ａと出口開口部１７ｂを閉じるとともに、バイパス開口部１７ｇを開く。しかも、バイパス弁体２０Ａのバイパス孔２０ｃ，２０ｃが、ジョイントカバー１９の内壁面１９ｇから開放されている。すなわち、流路領域ＦＡが遮断され、冷却液がラジエータ側からエンジン側に流入しない。他方、バイパス通路３Ａとバイパス開口部１７ｇがバイパス弁体２０Ａの中空部２０ｄ，バイパス孔２０ｃ，２０ｃおよびバルブ本体１７の中空部を介して連通され、冷却液がバイパス通路３Ａからエンジン側に流入する（図４の矢印方向）。したがって、冷却液は、ラジエータを経由することなく、エンジン内を循環する（図４を参照）。
【００６４】
時間が経過するとともにエンジンの温度が上昇し、冷却液通路３内の冷却液の温度が上昇する。そして、ワックスケース１５内のワックス１５ａは、膨張し、体積を増加させる。この時、感温部であるワックスケース１５には、バイパス通路３Ａから流れる冷却液の温度変化が直接伝わる。ワックス１５ａの体積増加によって、ダイヤフラム１５ｂは上方方向へ変形し、さらに、ダイヤフラム１５ｂの応動変化を上層の半流動体１５ｃを介してラバーピストン１５ｄを上方方向に押し上げる。そして、ラバーピストン１５ｄの応動により、ピストン１６は、バックアッププレート１５ｅを介して上方方向に押し上げられる。すなわち、ピストン１６は、エレメント１０のガイド部１１から突出しようとする（図５を参照）。
【００６５】
しかし、ピストン１６の先端部の当接部１６ａは、キャップ部材１８の金具１８ａの当接面１８ｇと常時当接しているため、実際にはガイド部１１、すなわちエレメント１０が下降する。この時、エレメント１０の下降とともに、バイパス弁体２０Ａは、ジョイントカバー１９のバイパス通路３Ａに深く嵌入する。そのため、ピストン１６の伸長に際して、ピストン１６は、軸ブレすることなく安定して作動する。
【００６６】
また、キャップ部材１８のリップ部位１８ｅと係合していたガイド部１１の環状溝部１４ａは（図４参照）、キャップ部材１８の内壁面１８ｈに沿って下降し、最終的にキャップ部材１８のリップ部位１８ｆと係合する（図５参照）。なお、リップ部位１８ｆが突出形成される位置は、エレメント１０の最下降位置を決定するための位置であるが、リップ部位１８ｅとリップ部位１８ｆの途中位置に、他のリップ部を形成することにより、さらにガイド部１１とピストン１６との隙間部位へ冷却液の浸水の防止を強化することができる。
【００６７】
サーモバルブ７が下降摺動すると、エレメント１０の弁体１２が、閉状態であったバルブ本体１７の入口開口部１７ａと出口開口部１７ｂを開く。すなわち、流路領域ＦＡが連通され、冷却液は、冷却液通路３のラジエータ側からエンジン側（図５の矢印方向）に流入する（図５を参照）。そして、ラジエータで冷却された冷却液が、冷却液通路３を通って、エンジン内に流入する。この時、感温部であるワックスケース１５にはエレメント１０の弁体１２を介して冷却液の温度変化が伝わるので、ラジエータ側で冷やされた冷却液が、ワックス１５ａを急激に収縮させることはない。
【００６８】
また、サーモバルブ７が下降摺動すると、エレメント１０の弁体１２が、開状態であったバルブ本体１７のバイパス開口部１７ｇを閉じ、バイパス弁体２０Ａのバイパス孔２０ｃ，２０ｃが、ジョイントカバー１９の内壁面１９ｇによって閉鎖される。すなわち、バイパス通路３Ａとバイパス開口部１７ｇが遮断され、冷却液は、バイパス通路３Ａを介してエンジン側に流入しない（図５参照）。
【００６９】
（２）サーモスタット１Ａにおける冷却液の高温から低温への変化に伴う作用
エンジンの運転が停止すると、ウォータポンプの作動も停止し、冷却液通路３内の冷却液の循環も停止する。すると、時間の経過とともに、冷却液の温度が低下する。そして、冷却液の温度低下にともなって、膨張していたワックス１５ａは、収縮する。この時、感温部のワックスケース１５にエレメント１０の弁体１２を介してラジエータ側から流れる冷却液の温度変化が伝わるので、ワックス１５ａの収縮は、緩やかな変化となる。さらに、サーモバルブ７を常時上方に付勢するコイルスプリング６によって、サーモバルブ７は、上方に摺動される。その結果、エレメント１０の弁部１２が、開状態であったバルブ本体１７の入口開口部１７ａと出口開口部１７ｂを閉じるとともに、バイパス開口部１７ｇを開く。しかも、バイパス弁体２０のバイパス孔２０ｃ，２０ｃが、ジョイントカバー１９の内壁面１９ｇから開放される。すなわち、流路領域ＦＡが遮断され、冷却液がラジエータ側からエンジン側に流入しなくなる（図４を参照）。他方、バイパス通路３Ａとバイパス開口部１７ｇがバイパス弁体２０Ａのバイパス孔２０ｃ，２０ｃ、中空部２０ｄおよびバルブ本体１７の中空部位を介して連通され、冷却液がバイパス通路３Ａからエンジン側に流入する。したがって、冷却液は、ラジエータを経由することなく、エンジン内を循環する（図４を参照）。
【００７０】
なお、感温部のワックスケース１５にはエレメント１０の弁体１２を介してラジエータ側から流入する冷却液の温度変化が伝わるので、ワックス１５ａの体積変化は緩やかなものとなり、そのため、ラジエータ側から冷却された冷却液が流入しても、ワックス１５ａは、急激に収縮しない。その結果、弁体１２が入口開口部１７ａ、出口開口部１７ｂおよびバイパス開口部１７ｇの開閉を連続して繰り返すハンティング現象が起こりにくい。
【００７１】
以上、本発明は、前記の実施の形態に限定されることなく、様々な形態で実施される。
例えば、バルブ本体とジョイントカバーを一体構造としたが、別体としてもよい。
また、サーモスタットをエンジンヘッドの冷却液通路に配置したが、冷却液通路の任意の位置に配置することができる。
【００７２】
【発明の効果】
本発明に係るサーモスタットによれば、ピストンを有するサーモバルブとバイパス弁体が一体構造で構成されているので、ピストンの進退動にともなって、バイパス弁体が進退動する。しかも、バイパス弁体がバイパス通路に嵌入する構成としているので、ピストンが伸長した時、ピストンが軸ブレすることがない。そのため、ピストンとガイド部の偏磨耗等を防止する事ができ、ひいてはサーモスタットの耐久性が向上する。
また、１つのピストンの進退動によって弁体およびバイパス弁体を進退動させる構成としたので、バイパス流路を少ない部品点数で形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態のサーモスタットの閉弁状態を示す断面図である。
【図２】本発明に係る第１の実施の形態のサーモスタットの開弁状態を示す断面図である。
【図３】本発明に係る第１の実施の形態のサーモスタットの主要部の分解斜視図である。
【図４】本発明に係る第２の実施の形態のサーモスタットの閉弁状態を示す断面図である。
【図５】本発明に係る第２の実施の形態のサーモスタットの開弁状態を示す断面図である。
【図６】一般的なエンジンの冷却液通路の説明図である。
【図７】図６のサーモスタットの部分断面図である。
【符号の説明】
１，１Ａ・・・サーモスタット
２・・・エンジンヘッド
３・・・冷却液通路
３Ａ・・・バイパス通路
６・・・コイルスプリング（付勢部材）
７・・・サーモバルブ
１０・・・エレメント
１１・・・ガイド部
１２・・・弁体
１５・・・ワックスケース（感温部）
１５ａ・・・ワックス（熱膨脹体）
１６・・・ピストン
１７・・・バルブ本体
１７ａ・・・入口開口部
１７ｂ・・・出口開口部
１７ｇ・・・バイパス開口部
１８・・・キャップ部材
１９・・・ジョイントカバー
２０，２０Ａ・・・バイパス弁体
２０ｃ・・・バイパス孔
ＦＡ・・・流路領域
Ｅ・・・エンジン
Ｐ・・・ウォータポンプ
Ｒ・・・ラジエータ
【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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【図７】
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