JP2015161275A - Thermo valve device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、内燃機関において冷却水の流れの制御等に使用されているサーモ弁装置(感温弁装置)に関するものである。 The present invention relates to a thermo valve device (temperature sensing valve device) used for controlling the flow of cooling water in an internal combustion engine.
水冷式の車両用内燃機関では、機関の温度に応じて冷却水の流れを制御するため、シリンダヘッドに感温部材を備えたサーモ弁装置を設けている。すなわち、冷却水は、一般に、温度に関係なくシリンダヘッドを冷却すると共にヒータに流れているが、水温が所定温度より低いと冷却水はラジェータを循環せず、水温が所定温度を超えると冷却水はラジェータを循環するようにサーモ弁装置で自動制御されている。 In a water-cooled internal combustion engine for a vehicle, a thermo valve device provided with a temperature sensitive member is provided in a cylinder head in order to control the flow of cooling water in accordance with the temperature of the engine. That is, the cooling water generally cools the cylinder head regardless of the temperature and flows to the heater. However, if the water temperature is lower than the predetermined temperature, the cooling water does not circulate through the radiator, and if the water temperature exceeds the predetermined temperature, the cooling water Is automatically controlled by a thermo-valve device to circulate through the radiator.
このサーモ弁装置は、弁室に固定的に配置される固定軸と、この固定軸に摺動可能に被嵌した可動筒とを有しており、可動筒のうち一端側の部位に、ラジェータ戻り通路を開閉するメイン弁体を一体的に設けており、感温部材が冷却水の熱で伸縮することで、可動筒が固定軸を動いてメイン弁体を開閉するようになっている。 This thermo-valve device has a fixed shaft that is fixedly disposed in the valve chamber, and a movable cylinder that is slidably fitted on the fixed shaft, and a radiator is disposed at one end of the movable cylinder. A main valve body that opens and closes the return passage is integrally provided, and the temperature sensing member expands and contracts by the heat of the cooling water, so that the movable cylinder moves the fixed shaft to open and close the main valve body.
そして、内燃機関の冷却水制御方式として、シリンダヘッドのジャケットと弁室とを連通させるバイパス通路を設けて、ジャケット内での冷却水の圧力が所定値以上になると冷却水を弁室にリークさせることが行われており、この場合、バイパス通路はメイン通路と反対側に開口していて、可動筒の他端部にバイパス弁体を摺動可能に被嵌し、可動筒とバイパス弁体との間に、バイパス弁体をバイパス通路に向けて付勢するばねを配置している。 As a cooling water control method for the internal combustion engine, a bypass passage is provided for communicating the jacket of the cylinder head and the valve chamber, and the cooling water leaks to the valve chamber when the pressure of the cooling water in the jacket exceeds a predetermined value. In this case, the bypass passage is open to the opposite side of the main passage, and the bypass valve body is slidably fitted to the other end of the movable cylinder, and the movable cylinder and the bypass valve body In between, the spring which urges | biases a bypass valve body toward a bypass channel | path is arrange | positioned.
そして、バイパス弁体は、例えば特許文献1に開示されているように、単なる平板状の形態になっており、バイパス弁体の中央に設けた穴(バーリング部)に可動筒が摺動自在に嵌まっている。 For example, as disclosed in Patent Document 1, the bypass valve body has a simple flat plate shape, and the movable cylinder is slidable in a hole (burring portion) provided in the center of the bypass valve body. It is fitted.
バイパス弁体は可動筒を保持するガイド部材としての役割も果たしており、可動筒が感温部材の膨張によってバイパス通路の側に移動することでメイン弁体が開くが、従来のようにバイパス弁体が平板状の形態に過ぎないと、メイン弁体の閉じ状態で、可動筒の他端部はバイパス通路の開口部の箇所に位置しているため、感温部材の膨張によって可動筒が移動すると、可動筒の他端部はバイパス通路の内部に大きく入り込むことになる。 The bypass valve element also serves as a guide member for holding the movable cylinder, and the main cylinder opens when the movable cylinder moves to the bypass passage side due to the expansion of the temperature-sensitive member. Is only a flat form, the other end of the movable cylinder is located at the opening of the bypass passage in the closed state of the main valve body, so that when the movable cylinder moves due to the expansion of the temperature sensitive member The other end of the movable cylinder will greatly enter the inside of the bypass passage.
この場合、バイパス通路が可動筒の軸方向に深い場合は特段の問題はないが、シリンダヘッドにおける寸法の取り合い等により、バイパス通路の底面を浅くせねばならない場合があり、すると、可動筒がバイパス弁体の底面に衝突するおそれがある。これを回避するには、バイパス通路の底面の位置を深くするか、サーモ弁装置自体をバイパス弁体から遠ざかるようにずらさねばならず、いずれにしても、設計が非常に面倒になる。 In this case, there is no particular problem if the bypass passage is deep in the axial direction of the movable cylinder, but there is a case where the bottom surface of the bypass passage has to be made shallow due to the size of the cylinder head, etc. There is a risk of collision with the bottom surface of the valve body. In order to avoid this, it is necessary to deepen the position of the bottom surface of the bypass passage, or to shift the thermo valve device itself away from the bypass valve body, and in any case, the design becomes very troublesome.
また、可動筒の長さが長くなることで、バイパス弁体と可動筒との間にこじれが発生して、可動筒のスムースな移動が損なわれるおそれもある。更に、バイパス通路の冷却水の動圧がバイパス弁体の一部に集中的に作用してバイパス弁体に傾きが発生し、その結果、バイパス弁体の動きにこじれが発生しやすくなるおそれもある。 In addition, since the length of the movable cylinder is increased, a twist occurs between the bypass valve body and the movable cylinder, and the smooth movement of the movable cylinder may be impaired. Further, the dynamic pressure of the cooling water in the bypass passage acts intensively on a part of the bypass valve body and the bypass valve body is inclined, and as a result, the movement of the bypass valve body may be easily twisted. is there.
本願発明は、このような現状を改善すべく成されたものである。 The present invention has been made to improve the current situation.
本願発明は、弁室に移動不能に配置される固定軸と、前記固定軸に摺動自在に被嵌した可動筒(スライド体)とを有しており、前記可動筒のうち一端部の側には、当該可動筒が感温部材の伸縮によって前記固定軸上を摺動することで主通路を開閉するメイン弁体を設けている一方、前記可動筒のうち他端部の側には、バイパス通路を塞ぐバイパス弁体が外側から摺動可能に嵌まっており、前記バイパス弁体は、前記バイパス通路を塞ぐ方向にばねで付勢されている構成において、前記バイパス弁体を、前記バイパス通路と反対側に突出した突出部を有する凸形形状と成して、前記突出部が前記可動筒に嵌まっている。 The present invention has a fixed shaft that is immovably disposed in the valve chamber, and a movable cylinder (sliding body) that is slidably fitted on the fixed shaft, and one end side of the movable cylinder. Is provided with a main valve body that opens and closes the main passage by sliding the movable cylinder on the fixed shaft by the expansion and contraction of the temperature sensitive member, A bypass valve body that closes the bypass passage is slidably fitted from the outside, and the bypass valve body is biased by a spring in a direction to close the bypass passage. The protrusion has a protruding shape that protrudes on the opposite side of the passage, and the protrusion is fitted into the movable cylinder.
本願発明では、バイパス弁体はメイン弁体の側に突出した凸形形状になっているため、バイパス弁体のうち可動筒を摺動自在に保持する部分を、バイパス通路の開口面から離すことができる。このため、感温部材の膨張で可動筒が移動しても、可動筒がバイパス通路に深く入り込むことを防止できる。すなわち、可動筒がバイパス通路に全く入り込まない状態や、可動筒がバイパス通路に少ししか入り込まない状態にすることができる。 In the present invention, since the bypass valve body has a convex shape protruding toward the main valve body, the portion of the bypass valve body that holds the movable cylinder slidably is separated from the opening surface of the bypass passage. Can do. For this reason, even if the movable cylinder moves due to the expansion of the temperature-sensitive member, the movable cylinder can be prevented from entering the bypass passage deeply. That is, a state in which the movable cylinder does not enter the bypass passage at all or a state in which the movable cylinder enters the bypass passage little can be achieved.
従って、バイパス通路の構造が可動筒によって影響されることを無くして、シリンダヘッドの設計の自由性を向上できる。また、サーモ弁装置の配置位置は変更する必要はないため、設計の手間が増えることはない。更に、可動筒を従来よりも短くできることと、バイパス弁体の剛性がアップして可動筒の支持機能が向上することとにより、可動筒の移動のスムース性が向上するため、サーモ弁装置の作動の信頼性も向上できる。 Therefore, the structure of the bypass passage is not affected by the movable cylinder, and the design freedom of the cylinder head can be improved. Moreover, since it is not necessary to change the arrangement position of the thermo-valve device, the design effort does not increase. Furthermore, since the movable cylinder can be made shorter than before, and the rigidity of the bypass valve body is improved and the support function of the movable cylinder is improved, the smoothness of movement of the movable cylinder is improved. Reliability can be improved.
更に、バイパス弁体の突出部をカップ状に構成すると、冷却水が突出部の内面に均等に作用することでバイパス弁体の姿勢を安定させることができるのであり、これにより、バイパス通路の冷却水でバイパス弁体を軸方向に押す機能が格段に向上する。その結果、バイパス弁体をこじれなく押しやって、バイパス機能を向上できる。突出部をカップ状に形成するとばねのずれも阻止できるが、この点も、バイパス弁体のスムースな動きに貢献している。 Furthermore, if the protrusion part of the bypass valve body is configured in a cup shape, the cooling water can evenly act on the inner surface of the protrusion part, so that the posture of the bypass valve body can be stabilized. The function of pushing the bypass valve body in the axial direction with water is greatly improved. As a result, it is possible to improve the bypass function by pushing the bypass valve body without twisting. If the protrusion is formed in a cup shape, the spring can be prevented from shifting, but this also contributes to the smooth movement of the bypass valve body.
(1).第1実施形態
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は車両用内燃機関のサーモ弁装置に適用している。従って、サーモ弁装置には、機関本体(シリンダヘッド)のジャケットから車内暖房用ヒータに送られた冷却水が戻るようになっている。
(1). First Embodiment Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The present embodiment is applied to a thermo valve device for a vehicle internal combustion engine. Therefore, the cooling water sent from the jacket of the engine body (cylinder head) to the heater for heating the vehicle returns to the thermo valve device.
本実施形態では、シリンダヘッド1と略筒状のハウジング2とで弁室3が構成されており、弁室3にサーモ弁装置4が配置されている。弁室3は、シリンダヘッド1の側面と直交した方向(横方向)に長い形態であり、ハウジング2には、シリンダヘッド1と反対側に突出したラジェータ戻り通路5と、弁室3の長手方向と直交した方向に開口したヒータ戻り通路6とを設けている。図示していないが、ウォータポンプに向かう吐出通路は、紙面と直交した方向に開口している。
In the present embodiment, a
ラジェータ戻り通路5は請求項に記載したメイン通路に相当するものであり、その入口穴にラジェータ戻り管7が接続されている。また、ヒータ戻り通路6には、ヒータ戻り管8が接続されている。
The
シリンダヘッド1における弁室3の底面3aには、ラジェータ戻り通路5と略対向するようにして、バイパス通路9が開口している。バイパス通路9はL形の形態を成しており、方向を変えて弁室3に開口している。バイパス通路9の開口面は円形であり、その軸心10とラジェータ戻り通路5の軸心11とは、若干の寸法Eだけずれており(オフセットされており)、ヒータ戻り通路6は、バイパス通路9の軸心10を基準にして、ラジェータ戻り通路5の軸心11がずれている方向に配置されている。
A
サーモ弁装置4は、バイパス通路9の軸心10と同心に配置された固定軸12と、固定軸12に摺動可能に嵌まった可動筒(筒状スライド体)13とを備えており、固定軸12は、ラジェータ戻り通路5の側に位置した一端部12aが第1ブラケット14に掴持されており、第1ブラケット14は、シールリングを介してハウジング2に固定されている。従って、固定軸12は軸方向に移動不能に保持されている。
The
第1ブラケット14は、ハウジング2に固定されたフランジ部14aと固定軸12を掴持する凸形部14bとを有しており、凸形部14bには内外に貫通した大きな穴が空いている。従って、冷却水はブラケット14に流入し得る。
The
可動筒13には、第1ブラケット14のフランジ部14aに当接するメイン弁体15が一体に形成されている(メイン弁体15は、別体に構成して、可動筒13に固定してもよい。)。従って、第1ブラケット14のフランジ部14aは、メイン弁体15が当たる弁座として機能している。
The
更に、可動筒13には、感温部材を覆う大径部(感温部)13bを設けており、第1ブラケット14のフランジ部14aに固定した第2ブラケット16の先端の内向きカール部16aが経径部13bに外側から摺動可能に嵌まっている。第2ブラケット16の内向きカール部16aとメイン弁体15との間には、第1ばね17を配置している。従って、可動筒13は、第1ばね17に抗して前進することができ、すると、メイン弁体15が第1ブラケット14から離れて、冷却水はラジェータ戻り通路5から吐出口に流入する。
Furthermore, the
可動筒13の大径部13bは、ヒータ戻り通路6の開口部の箇所に位置している。このため、大径部13bに内蔵した感温部材(例えば感温ワックス)は、ヒータ戻り通路6から戻って冷却水の熱によって膨張・収縮し、これによって可動筒13が軸方向に移動する。
The large-
バイパス通路9は、弁室3の側からバイパス弁体18で塞がれている。バイパス弁体18は可動筒13及びバイパス通路9と同心の円形であり、バイパス通路9の開口縁の座面19に当接するフランジ部18aと、可動筒13の側に向いて突出したカップ状の突出部18bとから成っており、突出部18bの底部にバーリング部18cを設けて、このバーリング部18cに可動筒13が摺動可能に挿通されている。フランジ部18aの外周には、可動筒13の側に向いた筒状リブ18dを形成している。突出部18bの周壁は、可動筒13に向けて先窄まりのテーパ状になっている。
The
そして、可動筒13の大径部13bとバイパス弁体18のフランジ18aとの間に、圧縮コイルばね式の第2ばね20を配置している。可動筒13には、第2ばね20のずれを防止するための中間径部13cを形成している。第2ばね20のばね力は、第1ばね17のばね力よりも弱くなっている。従って、可動筒13のみが動くことと、可動筒13は動かずにバイパス弁体18のみが動くことのいずれも許容されている。
A
弁室3の内面のうち、ヒータ戻り通路6よりも奥側でかつヒータ戻り通路6を設けた内側面部には、当該内側面を抉った状態の容積部(拡張部)21を設けている。
Of the inner surface of the
以上の構成において、ヒータ戻り通路6からの戻った冷却水は常に弁室3に流入しており、この冷却水の温度を検知してサーモ弁装置4が作動する。すなわち、冷却水の温度が所定値以上になると、図2のとおり、バイパス弁体18の側に移動してメイン弁体15が開くことで、ラジェータ戻り通路5から冷却水が吐出通路に流れる。
In the above configuration, the cooling water returned from the
冷却水の温度が所定値以下であっても、シリンダヘッド1のジャケット内で冷却水の圧力が所定値以上に高くなると、図3(A)に示すように、ジャケットの冷却水はバイパス弁体18を押し退けて弁室3に流入して、吐出口から排出される。
Even if the temperature of the cooling water is equal to or lower than the predetermined value, if the pressure of the cooling water in the jacket of the cylinder head 1 becomes higher than the predetermined value, as shown in FIG. 18 is pushed away, flows into the
そして、バイパス弁体18のバイパス通路9と反対側に突出しているため、バイパス弁体18による可動筒13の支持部もバイパス通路9から離れており、このため、バイパス通路9が浅くても、可動筒13を必要な量だけ移動させて、サーモ弁装置4としての機能を確実に発揮できる。従って、バイパス通路9は、可動筒13の制約を受けることなくL形に形成できる。
And since it protrudes on the opposite side to the
また、可動筒13を従来よりも短くできると共に、バイパス弁体18の剛性がアップして可動筒13の支持機能が向上するため、可動筒13の移動をスムース性も向上できる。更に、冷却水でバイパス弁体18を開くに際しては、突出部18bがテーパ式のカップ状であることで、バイパス弁体18の内部に冷却水が内面に均等な圧力で作用するため、バイパス弁体18の姿勢が安定して、バイパス弁体18をスムースに移動させることができる。その結果、バイパス弁体18をこじれなく押しやって、バイパス機能を向上できる。
In addition, the
本実施形態では、サーモ弁装置4は弁室3の軸心に対してヒータ戻り通路6から遠い側にずれている(オフセットされている)が、このように構成すると、ヒータ戻り通路6から排出された冷却水がサーモ弁装置4において感温部材を内蔵した大径部13bにまんべんなく当たるため、冷却水に対する温度の応答性を向上できる利点がある。
In the present embodiment, the
更に、本願発明では、ヒータ戻り通路6の近くに容積部21を設けているが、容積部21は、ヒータ戻り通路6から出てきた冷却水を滞留させる役割を果たすため、感温部材の応答性を一層向上させることができる。
Furthermore, in the present invention, the
図3(B)に示すように、突出部18bは単なる筒状に構成することも可能である。更に、本願発明は様々に具体化できる。例えば、弁室3を有するユニットをシリンダヘッドとは別体に構成して、これにサーモ弁装置を装着することも可能である。或いは、これとは逆に、ヒータ戻り通路等をシリンダヘッドに設けることも可能である。
As shown in FIG. 3B, the projecting
本願発明は、実際にサーモ弁装置に具体できる。従って、産業上利用できる。 The present invention can actually be embodied in a thermo valve device. Therefore, it can be used industrially.
1 シリンダヘッド
2 ハウジング(ケース)
3 弁室
4 サーモ弁装置
5 ラジェータ戻り通路(メイン通路)
6 ヒータ戻り通路
9 バイパス通路
12 固定軸
13 可動筒
14 第1ブラケット
15 メイン弁体
16 第2ブラケット
17 第1ばね
18 バイパス弁体
18a フランジ部
18b 突出部
19 座面
20 第2ばね
1
3
6
Claims (1)
前記バイパス弁体を、前記バイパス通路と反対側に突出した突出部を有する凸形形状と成して、前記突出部が前記可動筒に嵌まっている、
内燃機関のサーモ弁装置。 A fixed shaft that is immovably disposed in the valve chamber; and a movable cylinder that is slidably fitted on the fixed shaft. The movable cylinder is sensitive to one end of the movable cylinder. While a main valve body that opens and closes the main passage by sliding on the fixed shaft by expansion and contraction of the temperature member is provided, a bypass valve body that closes the bypass passage is provided on the other end side of the movable cylinder. It is slidably fitted from the outside, and the bypass valve body is biased by a spring in a direction to close the bypass passage,
The bypass valve body is formed into a convex shape having a protruding portion protruding to the opposite side of the bypass passage, and the protruding portion is fitted to the movable cylinder.
Thermo valve device for internal combustion engine.
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| JP2014038514A JP2015161275A (en) | 2014-02-28 | 2014-02-28 | Thermo valve device of internal combustion engine |
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| JP2014038514A JP2015161275A (en) | 2014-02-28 | 2014-02-28 | Thermo valve device of internal combustion engine |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020153261A (en) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 | ダイハツ工業株式会社 | Cooling device for internal combustion engine |
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2014
- 2014-02-28 JP JP2014038514A patent/JP2015161275A/en active Pending
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| JP2020153261A (en) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 | ダイハツ工業株式会社 | Cooling device for internal combustion engine |
| JP7236892B2 (en) | 2019-03-19 | 2023-03-10 | ダイハツ工業株式会社 | internal combustion engine cooling system |
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