JPS6065215A - 内燃機関の冷媒循環器内温度調節装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関の冷媒循環器内の温度を調節する装置
に係シ、さらに詳しくはサーモスタット弁を有し、この
サーモスタット弁が内燃機関から出て直接の戻し管及び
熱交換器の一方または両方を通って内燃機関へ戻る冷媒
の流れを調節し、かつ、サーモスタット作動部材を有し
、そのケースが熱交換器へ連通する弁の弁皿を支え、加
熱されると押し出さ扛る作動ピストンが固定軸受に支え
られている内燃機関、特に自動車エンジンの冷却循環器
内温度調節装置に関するものである。

〔従来の技術〕

内燃機関、特に自動車エンジンの冷却水の温度を調節す
るために、サーモスタット弁を用いることはずっと以前
から知られている。内燃機関ができるだけ短い時間でそ
の運転温度まで加熱されるように、このサーモスタット
弁は運転温度よ）も低いある一定の温度になると熱交換
器への連通を断つように調節される。外気温は加熱時間
に本質的な影響を及ぼす。すなわち、外気温が高い場合
には内燃機関の運転温度は外気温が低い場合よシもはや
く達成される。運転温度よシもきわめて低い温度で開放
するサーモスタット弁は、外気温が低い場合には特に内
燃機関の運転温度の達成を遅らせる。したがって外気温
が低い場合には、運転温度に近いかなシ高い温度になっ
てからザーモスエタ−／）弁が開放することが望ましい
。それに対して外気温が高い場合には、エンジンの運転
温度をすぐに超えてしまわないように、ずっと低い温度
で弁が開放しなくてはならない。

したがって実際においては、開放温度の選択は妥協であ
って、できるだけすべての外気温に対処しなければなら
ない。この開放温度は通常は製造工場で固定軸受を介し
て調整され、この固定軸受はその調整された位置に固定
される。この場合に、たとえば作動ピストンの外周にね
じ部を設け、ブラケットに固定保持され固定軸受として
作用するす、ト中に螺合させることが知られている（ド
イツ公開公報第２５３２０５７号）。所望の開放温度に
調整した後に、固定軸受として作用するす、トを、たと
えば薄す、トを用いて、あるいはまたねじを締め付ける
ことによって調整する。

実際において、ずっと以前からサーモスタット弁を外気
温に適合するように、すなわち外気温が低い場合には外
気温が高い場合に比べてよシ高い温度で開放するように
、設定することが望まれていた。この必要を満たすため
に、かって低い外気温のときには冬用サーモスタット弁
を、そして高い外気温のときには夏用サーモスタット弁
を組み込むことが提案された。しかしこのことは、保守
工程を追加することとなシ、特に正しいサーモスタット
弁を選択しなかった場合にはエンジンを損傷させる危険
があった。

上述の問題を解決するために、ずっと以前からそのとき
どきの外気温に調整することのできる二二、ト装置を作
ろうという考えが知られている。

しかしこれまで開示された装置のどれもが実用化の糸口
を見出せなかった。それは、サーモスタ。

ト弁に関して何重にも実証された構造と異なるすべての
特別構造は多大な製造コストを必要とし、しかも十分な
機能保証を提供できなかったからである。たとえば、二
つのサーモスタット作動部材を設けて、一方あるいは他
方を選択的に組み込むことが知られている（ドイツ公開
公報第１４５１６６９号）。この場合には、二つのサー
モスタット作動部材の弁皿に対する個々のあるいは共通
の相対的な位置が変化し、このことによってサーモスタ
ット作動部材と弁皿とを相対的に移動させることが必要
になる、というξとが判明した。コスト高は別としても
、この装置には次のような問題がある。

すなわち、弁皿とサーモスタット作動部材との間に滑多
ガイドを設けねばならず、との滑りガイドは非常に妨害
を受けやすく、比較的長い運転時間にわたって密封を保
証することが困難である。

以前の提案（特許出願Ｐ３２２６１０４．７号）によれ
ば、固定軸受が作動ピストンを支持する支持点を形成し
、この支持点とケースの弁皿との距離が調節できるよう
に、固定軸受の位１を変化させることができるように構
成されている。この装置の場合には実際に何重にも実証
された弁構造に根本的な変化を加える必要はない。さら
に、この装置によれば外気温に関係する調節を行うだけ
でなく〜エンジンの運転温度を調節するために、たとえ
ば排ガス温度、エンジンの回転数または回転モーメント
、吸入管内の低圧、低圧ノズルの圧力差、オイルの温度
などのように調節に必要なガイド量を用いることも可能
である。この装置を用いての、実地の実験は非常に良好
に進行している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明が解決しようとする問題点は、冒頭に述べた種類
の装置を、弁の特性を変化させることができ、それに必
要なコストヲできるだけ低く抑えることができるように
構成することである。

〔問題点を解決するための手段〕

この問題点は、作動ピストンと固定軸受とで調節機構を
構成すること、及び作動ピストンを強制的にある調節さ
れた位置へ移動させる調節部材を作動ピストンちるいは
固定軸受に結合させることによって解決される。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図に示す実施例の場合には、ケース１７内には内燃
機関から出て来る冷却液を導く取水管１８が設けられて
おシ、との取水管はサーモスタット弁により次のように
、すなわち冷却液が直接の戻）管１９に介して内燃機関
へ戻るか、あるいは接続スＩＪ−ｆ９に接続された熱交
換器金倉してこの中を貫流してその後に内燃機関へ戻る
かするように、制御されて案内されている。

サーモスタット弁にはサーモスタット作動部材が含まれ
ておシ、この部材はケース２０内に加熱されると伸長す
る伸長材料を有し、この伸長材料が沖びて作動ピストン
をケース２０から押し出す。

冷却されると伸長材料の体積が再び減少するので、作動
ピストンｌを再びケース２０中へ圧入することができる
。サーモスタット作動部材のケース２０には弁皿２１が
堅固に結合されておシ、その円錐状の端縁が接続スリー
ブ９の弁座２２と対応している。この弁皿２１と弁座２
２から構成される弁によって、取水管１８と熱交換器へ
連通する接続スリーブ９との間の接続の開閉が行われる
。弁皿２１は圧縮ばね２３の負荷を受けて、閉鎖位置へ
の押圧力を与えられている。図示の実施例の場合には、
圧縮ばね２３は、ケース１７０段部で支えられている。

しかしまた、図示の実施例とけ異なって、ブラケットを
用いて皿ばねを接続スリーブ９に取シ付け、そこで圧縮
ばねを支持してもよい。ケース２０の弁皿２１と反対側
の領域には、滑シ案内される別の弁皿２４が設けられて
おシ、との弁皿は直接の戻し管と関連している。この弁
皿２４と対応するのはケース１７の弁座２５であって、
この弁座は直接の戻し管１９を包囲している。

作動ピストンｌの外方端の外周にはねじ部４が設けられ
ておシ、このねじ部４１Ｃよって作動ピストンｌが接続
スリーブ９のねじ穴５中に螺合され、このねじ穴５は固
定軸受としての役割を果たす。

接続スリーブ９の突出部２６には、調節部材３が固定さ
れておシ、この調節部材の回転駆動されるスピンドル６
が作動ピストン１と結合されている。

さらにこのスピンドル６には横棒７が設けられており、
この横棒は作動ピストン１の軸方向のガイドスリット８
中で導かれるので、回転運動を伝達する結合がもたらさ
れる。調節部材３は制御装置に接続されておシ（これに
ついては図示を省略）、この制御装置は選択可能な案内
量との関係で、作動ピストン１の軸方向の位置を強制的
に調節することができる。このことはたとえば、外側の
温度に関して、あるいはまた排ガス温度、内燃機関の回
転数あるいは回転モーメント、吸入管内の低圧、低圧ノ
ズルの圧力差あるいは油の温度などとの関係で行われる
。作動ピストン１の軸方向の位置を調節することによっ
て、一定範囲内でエンジンの運転温度を変化させること
ができるので、内燃機関の駆動を一つあるいは多数の判
断基準に基づいて最適にすることができる。

内燃機関が始動し、それに伴って冷却液の循環が始まる
とき、サーモスタット弁は図示の位置にあム　したがっ
て取水管１８から接続スリーブ９及びそれに接続された
熱交換器への連通は閉鎖され、直接の戻し管１９が開放
されている。この場合に冷却液はサーモスタット作動部
材のケース２０の周囲を流れる。この場合にケース２０
内に保持されている伸長材料は次のように、すなわちサ
ーモスタット弁が開放する所定の温度領域にあっては伸
長材料の体積が温度上昇とともにできるだけ線形に増大
し、逆の場合には減少するように、設定されていること
が望ましい。ケース２０の内部で最初に伸長材料が占め
る体積は、作動ピストンｌの軸方向の位置によって決定
される。伸長材料が温度に関連して沖長しこの体積に達
すると、それ以上の体積の増大はそれぞれそれに対応し
てケース２０から出て来る作動ピストン１の線形の押し
出しと関連している。作動ピストン１の軸方向の位置は
固定されているので、伸長材料の体積のそれ以上の増大
はそれぞれ弁皿２１を有するケース２０１に圧縮ばね２
３の作用に抗１７て相対的に移動させることになシ、弁
皿２１と弁座２２とから構成される弁が開放される。同
時に、作動ピストン１の押し出しとそれに伴うケース２
０の軸方向の移動によって弁皿２４が弁座２５に密着し
、その結果直接の戻し管１９には付属する弁が閉鎖され
る。

以上の説明から明らかなように、作動ピストン１の軸方
向の位置が弁の特性、すなわち弁皿２１と弁座２２から
構成され熱交換器へ連通する弁の開放及び弁皿２４と弁
座２５とから構成され直接の戻し管１９に付属する弁の
閉鎖、を決定する。

したがって作動ピストン１の軸方向の位置を調節するこ
とによって、取水管１８を介して流れる冷却液の温度と
は無関係に、弁の位置を変化させることができる。それ
とともに、調節部材３を介して作動ピストン１を適当に
調節することによって弁の位置を変化させることにより
、所定の範囲で運転温度を制御することができる。さら
に、それによって弁皿２１と弁座２２とから構成される
弁の開放温度を調節できることはもちろんである。

このために必要な調節部材３のスピンドル６が作用する
調節機構は、ここでは直接作動ピストン１と、ねじ穴５
として形成されている固定軸受２とから構成されておシ
、この固定軸受は固定されている。作動ピストン１の最
終位置を規定するためにストツノや−を設けることが望
ましく、そのために第１図に示す実施例の場合には作動
ピストンｌにはストツノ々−リング１５が設けられてい
る。

第２図に示す実施例においては、サーモスタット弁の構
造の原理は第１図の実施例と同様であるが、作動ピスト
ン１の外周にはねじ部４が設けられておシ、これに接続
スリーブ９の外側に設けられたす、ト１２が螺合され、
このナヴト１２が固定軸受２としての役割を果たす。こ
のすｙト１２は軸方向には固定されているが、調節部材
３によって回転駆動されることができ、これによって作
動ピストン１の軸方向の位置が強制的に調節される。作
動ピストン１の最終位置はストッ・そ−リング１５と１
６によって規定されている。この実施例の場合、作動ピ
ストン１は回転を防止する必要がおる。この回転防止は
、第２図に示す実施例の場合には、作動ピストン１の径
方向のカム１１が接続、スリーブ９の突出部２６の軸方
向の欠切部１０内で案内されることによって得られる。

第３図に示す実施例の場合にも、サーモスタット弁の構
造は基本的に第１図に示す実施例と同様である。作動ピ
ストン１の接続スリーブ９から突出している端部にはラ
ックレール状の歯切１３が形成されておシ、これに調節
部材３によって駆動されるビニオン１４が噛合する。こ
の実施例の場合には、ピニオン１４が作動ピストン１の
固定軸受２として用いられている。この実施例の場合に
も作動ピストン１の最終位置は、ストツノ＋−リング１
５と１６によって規定されている。

もちろん、第３図に示す実施例の逆として、作動ピスト
ン１の調節駆動を次のように、すなわち調節部材３をラ
ックレールを有するリニアモータとして形成し、このラ
ックレールに作動ピストン１の軸方向の調節を行うビニ
オンを噛合させることによって、行うことも可能である
。たとえば第２図のナツト１２をこのピニオンとして形
成し、ナツト１２を回転させる（第７２図に示すように
）ことによシ、軸方向の調節を行ってもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、従来の提案のすべての利点を同じ方法
で実現することができるが、作動ピストンと固定軸受か
ら調節機構を構成することによって製造コストを基本的
に減少させることができる。

また、作動ピストンを強制的にその調節された位置へ移
動させることができ、この作動ピストンはこれと無関係
に調節された固定軸受に従う必要はない。この場合に、
作動ピストンにはさらに他の機能、すなわち調節機構の
構成要素としての機能が与えられる。

本発明の他の実施例においては、作動ピストンの外周の
ねじ部がこれと対応するねじ穴を有する固定軸受中に螺
合され、回転駆動される調節部材が作動ピストンあるい
は固定軸受に結合されている。したがって調節機構が作
動ピストンと固定軸受のみから構成され、調節部材が直
接一方あるいは両方の部材と噛合する。したがって必要
な構造は比較的わずかでちる。

本発明の第１の実施例の場合には、作動ピストンが回転
運動を伝達するカップリングを介して調節部材と結合さ
れておシ、固定軸受は固定配置されている。この場合に
簡単な方法で、接続スリーブのねじ穴が固定軸受として
用いられる。

本発明の他の実施例の場合には、作動ピストンは回転防
止装置に保持されておシ、固定軸受は軸方向に固定され
調節部材によって駆動されるナツトとして形成されてい
る。

本発明のさらに他の実施例の場合には、作動ピストンに
軸方向の歯切が設けられ、この歯切に固定軸受として作
用するビニオンが噛合し、この−ニオンは調節部材に結
合されている。

これらすべての場合において、調節部材としては、たと
えば直流モーターあるいはステップモーターなどの小型
の簡単な電動機を設けることも可能でアシ、それらを用
いて中間位置の調節を行うことができる。もちろん、油
圧あるいは空気で作動する調節部材を用いることもでき
る。

本発明の他の実施例にあっては、接続スリーブがサーモ
スタット弁、固定軸受及び調節部材とともに一つの構成
ユニ、トとして形成されている。

それによって装置全体を製造工場で組み立てる前にその
機能能力をテストし、所望の開放温度の範囲に調節する
ことができる。その後にこの装置は＋、ｉ＋、２　−　
１　１　１　７＋４＋ｍ４４ＧｌｌＩ１４１賞−Ｊｘ−
Ｊし４石りＩＭＬ　Ｉｒ童口み込まれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、接続スリーブのねじ穴に螺合されている作動
ピストンとそれに連続する調節部材を有する本発明装置
の断面図、第２図は第１図の場合と類似の装置で、ナツ
トとして形成され作動ピストンを受け止める固定軸受が
調節部材によって駆動される装置の部分断面図、第３図
は他の実施例を示すもので、サーモスタット弁の作動ピ
ストンがラックレールに噛合するピニオンを介して調節
部材によって駆動される装置の部分断面図である。 ｌ・・・作動ピストン、２・・・固定軸受、３・・・調
節部羽、４・・・ねじ部、５・・・ねじ穴、６・・・ス
ピンドル、７・・・横棒、８・・・ガイドスリット、９
・・・接続スリーブ、１０・・・切欠部、ｌｌ・・・カ
ム、１２・・・ナツト、１３・・・歯切、１４・・・ピ
ニオン、１５．１６・・・ストッ・ぐ−リング、１７・
・・ケース、１８・・・取水管、１９・・・戻し管、２
０・・・ケース、２１・・・弁皿、２２・・・弁座、２
３・・・圧縮ばね、２４・・・弁皿、２５・・・弁皿　
リａ１１．弗東館

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、サーモスタット弁を有し、このサーモスタット弁が
   内燃機関から出て直接の戻し管及び熱交換器の一方また
   は両方を通って内燃機関へ戻る冷媒の流れを調節し、か
   つサーモスタット作動部材を有し、そのケースが熱交換
   器へ連通する弁の弁皿を支え、加熱されると押し出され
   る作動ピストンが固定軸受に支えられている内燃機関冷
   媒循環器内温度調節装置において、作動ピストン（１）
   と固定軸受（２）が調節機構を構成していること、及び
   作動ピストン（１）を強制的にある調節された位置へ移
   動させる調節部材（３）が作動ピストン（１）あるいは
   固定軸受（２）に結合されていることを特徴とする内燃
   機関の冷媒循環器内温度調節装置。 ２、作動ピストン（１）の外周のねじ部（４）売　＞侶
   り柵陰斗１．ｈＰ膏ｔは）４女手１田６軸受（２）中に
   螺合されていること、及び回転駆動される調節部材（３
   ）が作動ピストン（１）あるいは固定軸受（２）に結合
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の装置。 ３、作動ピストン（１）が回転運動を伝達するカップリ
   ング（６，７，８）を介して調節部材（３）Ｙ結合され
   ていること、及び固定軸受（２）が固定配置されている
   とと全特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の装置。 ４、接続スリーブ（９）のねじ穴（５）が固定軸受（２
   ）として用いられていることを特徴とする特許請求の範
   囲第３項に記載の装置。 ５、作動ピストン（１）が回転防止装置（１ｏ。 １１）に保持されているとと、及び固定軸受（２）が、
   軸方向に固定され調節部材（３）によって駆動されるナ
   ラ）（１２）として形成されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第２項に記載の装置。 ６、　作動ピストン（，１）に軸方向の歯切（１３）が
   形成され、この歯切に因常軸馨（２）シ１−イ作用する
   ビニオン（１４）が噛合し、えのピニオンが調節部材（
   ３）に結合されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の装置。 ７、作動ピストン（１）が占める最終位置の一方あるい
   は両方がストッパ（１５，１６）によって限界を与えら
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第６
   項のいずれか１項に記載の装Ｍ０ ８、接続スリーブ（９）がサーモスタット弁、固定軸受
   （２）及び調節部材（３）とともに一つの構成ユニット
   として形成されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項〜第７項のいずれか１項に記載の装置・