特開 2024-108916 冷却水制御用サーモバルブ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024108916

(43)【公開日】2024-08-13

(54)【発明の名称】冷却水制御用サーモバルブ

(51)【国際特許分類】

   F01P 7/16 20060101AFI20240805BHJP

【ＦＩ】

F01P7/16 502E

F01P7/16 502B

【審査請求】有

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023013565

(22)【出願日】2023-01-31

(71)【出願人】

【識別番号】000002967

【氏名又は名称】ダイハツ工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099966

【弁理士】

【氏名又は名称】西 博幸

(74)【代理人】

【識別番号】100134751

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 隆一

(72)【発明者】

【氏名】徳岡 真吾

(57)【要約】

【課題】インレットハウジングとシリンダヘッドとで挟み固定されるサーモバルブにおいて、組付けに際してのインレットハウジングへの仮保持を、コストを抑制した状態で実現する。
【解決手段】サーモバルブを構成するフランジ１３にガスケット１２が装着されている。ガスケット１２は、インレットハウジング３に設けた環状段部２４に嵌入するシール部２２と、インレットハウジング３の内周面に弾性的に当接するボス部２３とで構成されている。ボス部２３が摩擦を持ってインレットハウジング３に当接しているため、サーモバルブ８をインレットハウジング３に仮保持できる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

冷却水通路を有するインレットハウジング及びシリンダヘッドに固定されるバルブ本体と、冷却水の温度変化によって移動するように前記バルブ本体に設けた可動弁体と、を有して、
前記バルブ本体は、ガスケットを介して前記インレットハウジングと前記シリンダヘッドとの内周部で挟み固定されるフランジを有している冷却水用サーモバルブであって、
前記ガスケットは、前記フランジを表裏両側から抱持して前記インレットハウジング及び前記シリンダヘッド間で挟まれるシール部と、前記インレットハウジングにおける冷却水通路の内周面に弾性的に当接するボス部とを有している、
冷却水制御用サーモバルブ。

【請求項2】

前記ボス部の外周面に、前記シール部に至る切欠きを形成している、
請求項１に記載した冷却水制御用サーモバルブ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願発明は、水冷式エンジンに使用する冷却水制御用サーモバルブに関するものである。

【背景技術】

【0002】

水冷式のエンジンでは、冷却水をその温度に応じてラジエータに送ったりウォータポンプに戻したりして流れを制御しているが、その流れの制御には、一般に、冷却水の温度変化によって膨張収縮する感温部材を備えたサーモバルブが使用されている。すなわち、サーモバルブは、ハウジングに固定されるバルブ本体と、冷却水の温度変化によって移動する可動弁体とを備えており、バルブ本体に設けたフランジが、ガスケットを介してインレットハウジングとシリンダヘッドとの挟持部で挟み固定されている。

【0003】

さて、サーモバルブは、インレットハウジングとシリンダヘッドとで挟み固定されているが、サーモバルブの組み付けに当たっては、まずサーモバルブをインレットハウジングに取り付けておいてから（仮保持しておいてから）、インレットハウジングをシリンダヘッドに重ねてボルトで固定しているが、この組み付け工程でサーモバルブがインレットハウジングから脱落しないように保持する必要がある。

【0004】

この点について特許文献１には、インレットハウジングの内周面に係止凹部を形成しておく一方、バルブ本体には、弾性変形によって係止凹部に嵌入する係止舌片を設けておき、係止凹部に対する係止舌片の引っ掛かり作用によってサーモバルブの脱落を阻止した技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００７－３３２７７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１では、サーモバルブの脱落防止の効果は有するが、インレットハウジングに係止凹部を加工せねばならないためコストが嵩む問題や、バルブ本体に新たな部材として係止舌片を設けなければならないため更にコストが嵩む問題、及び、係止舌片が冷却水の流れに対する抵抗として作用するため、圧損増大による燃費悪化の問題などが懸念される。

【0007】

この点についは、インレットハウジングのインレットポートに外側から挿入される治具を使用して、組み付け工程では、治具でサーモバルブをインレットハウジングに引き付けておけばよいと云えるが、インレットポートがサーモバルブの軸心に対して傾斜姿勢になっていると、治具によってサーモバルブの先端をクランプすることができないため、治具を使用した取り付けは困難になる。従って、サーモバルブに何らかの工夫を加える必要性が生じる。

【0008】

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。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本願発明は、
「冷却水通路を有するインレットハウジング及びシリンダヘッドに固定されるバルブ本体と、冷却水の温度変化によって移動するように前記バルブ本体に設けた可動弁体と、を有して、
前記バルブ本体は、ガスケットを介して前記インレットハウジングと前記シリンダヘッドとの内周部で挟み固定されるフランジを有している」
という構成の冷却水用サーモバルブにおいて、
「前記ガスケットは、前記フランジを表裏両側から抱持して前記インレットハウジング及び前記シリンダヘッド間で挟まれるシール部と、前記インレットハウジングにおける冷却水通路の内周面に弾性的に当接するボス部とを有している」
という特徴を有している。

【0010】

本願発明は様々に具体化できる。その好適な具体例として請求項２では、
「前記ボス部の外周面に、前記シール部に至る切欠きを形成している」
という構成を採用している。

【発明の効果】

【0011】

本願発明では、ガスケットに設けたボス部がインレットハウジングの内周面に弾性的に突っ張ることにより、組み付け工程でサーモバルブをインレットハウジングに取り付けた状態を保持できる。

【0012】

そして、シール手段として必須の部材であるガスケットにボス部を付加する簡単な対応であり、インレットハウジングに加工を施したりサーモバルブに新たな部材を追加したりする必要はないため、コストの上昇を大きく抑制できる。また、ボス部はインレットハウジングの内周に沿って配置されるため、冷却水の流れに対して抵抗になったり流れを乱ししたりすることはなく、従って、圧損増大による燃費悪化の問題も生じない。

【0013】

請求項２のようにガスケットのボス部に切欠きを設けると、インレットハウジングをシリンダヘッドに対してボルトで締結するにおいて、インレットハウジングによる押圧力をガスケットのシール部に均等に作用させることができる。従って、ガスケットによる高いシール性を確実化できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】実施形態を示す図で、（Ａ）は平断面図、（Ｂ）は（Ａ）の部分拡大図である。

【図2】（Ａ）はサーモバルブの斜視図、（Ｂ）は正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

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、車両用水冷式エンジンの冷却水制御装置に適用している。

【0016】

(1).基本構造
図１（Ａ）に示すように、シリンダヘッド１に冷却水の戻り中継室２が形成されており、シリンダヘッド１の外面に、戻り中継室２を覆うようにインレットハウジング３もしくはアウトレットハウジングが複数本のボルト（図示せず）で重ね固定されている。

【0017】

戻り中継室２は、例えばシリンダヘッド１のうちタイミングチェーンと反対側の後端部に一体に形成されている。或いは、シリンダヘッドの後端に固定されたブロック体で戻り中継室２を構成することも可能である。更に、シリンダブロックに戻り中継室２を形成することも可能である。

【0018】

シリンダヘッド１の戻り中継室２は空洞状になっており、戻り中継室２に、ヒータ戻り通路４とリーク通路５とが連通している。また、図示していないが、ウォータポンプに送水する送りポートも戻り中継室２に連通している。戻り中継室２は、請求項に記載した冷却水通路の一例である。

【0019】

インレットハウジング３には、冷却水通路として、戻り中継室２に連通した拡大室６と、拡大室６に連通したラジエータ戻りポート７とが形成されている。ラジエータ戻りポート７は、戻り中継室２及び拡大室６の軸線に対して平面視である程度の角度θだけ傾斜している。ラジエータ戻りポート７にはホース７ａが接続される。

【0020】

シリンダヘッド１の戻り中継室２とインレットハウジング３の拡大室６とに跨がった状態でサーモバルブ８が配置されている。サーモバルブ８は、シリンダヘッド１の後端部に配置する場合は、シリンダヘッドの後端面と直交した姿勢に配置されている（従って、クランク軸線及びカム軸線と平行に配置されている）。

【0021】

サーモバルブ８は、リーク通路５まで入り込んだ中心軸９を有しており、この中心軸９に、大径のスライダー１０と、リーク通路５を塞ぐリーク弁板１１とが摺動自在に装着されている。スライダー１０は、感温作動体１１ａに外側から嵌っており、感温作動体１１ａに内蔵した感温部材の膨張・収縮によってスライダー１０が軸方向に移動する。

【0022】

サーモバルブ８は、ガスケット１２を介してインレットハウジング３とシリンダヘッド１とで挟み固定されたリング状のフランジ（バルブシート）１３を備えており、フランジ１３に、インレットハウジング３の拡大室６に配置されたアーム１４が固定されており、アーム１４の先端のキャップ１５によって中心軸９の先端が掴持されている。従って、中心軸９は移動不能に保持されている。フランジ１３は外向きの筒部を備えており、断面Ｌ形になっている。フランジ１３で囲われた内部が冷却水通路になっている。

【0023】

更に、スライダー１０には、フランジ１３に対して戻り中継室２の側から重なる可動弁体１６が一体的に取り付けられており、スライダー１０と一緒に可動弁体１６が移動することにより、可動弁体１６がフランジ１３に対して遠近移動して、冷却水がインレットハウジング３からシリンダヘッド１に流れたり、流れが遮断されたりする。

【0024】

フランジ１３には、シリンダヘッド１の戻り中継室２に入り込んだケージ１７が固定されており、ケージ１７の先端に、スライダー１０がスライドするばね受けリング１８が形成されている。そして、ばね受けリング１８と可動弁体１６との間に第１ばね１９を配置している。従って、可動弁体１６は、第１ばね１９によって閉じ方向に付勢されている。

【0025】

冷却水の温度が所定温度未満の場合は、感温部材は収縮した状態のままで、可動弁体１６は第１ばね１９によって閉じ状態に保持されている。従って、冷却水がラジエータに通水することはない。他方、冷却水の温度が所定温度に至ると、感温部材が膨張を開始して、スライダー１０がインレットハウジング３と反対側に移動し始める。すると、スライダー１０に一体に取り付けられた可動弁体１６は、第１ばね１９に抗して戻り中継室２の内部に向けて移動し、これにより、インレットハウジング３からシリンダヘッド１への通水が始まる。

【0026】

冷却水の昇温に比例して可動弁体１６の移動量が増大して、ラジエータに循環する冷却水の量も増大していく。冷却水の温度が所定温度まで上昇すると可動弁体１６は移動しきって、冷却水の略全量がラジエータに循環する。

【0027】

スライダー１０の後端とリーク弁板１１との間には、円錐ばね状の第２ばね２０が介挿されている。冷却水が所定温度よりも低くて可動弁体１６が閉じている状態では、シリンダヘッドのジャケットを流れてきた冷却水の大部分は、リーク弁板１１を押し移動させて戻り中継室２に流入し、図示しない送りポートからウォータポンプに流入する。なお、シリンダヘッドのジャケットを流れてきた冷却水の一部は、車両のヒータコアに送られて、ヒータコアから戻った冷却水は、戻り中継室２から送りポートを経由してウォータポンプに流入する。

【0028】

本実施形態では、中心軸９とフランジ１３とアーム１４とケージ１７とでバルブ本体が構成されている。

【0029】

(2).ガスケット
ガスケット１２はエラストマー系合成樹脂のような軟質材から成っており、図１（Ｂ）に明示するように、フランジ１３を表裏両側から挟持するシール部２２と、シール部２２の表面側と一体に繋がってインレットハウジング３の内周に弾性的に当接するボス部２３とで構成されている。シール部２２はフランジ１３を挟持しているため、断面はＵ字形又はコ字形になっている。

【0030】

また、インレットハウジング３の開口縁に、シール部２２が入り込む環状段部２４を形成している。なお、環状段部２４は、シリンダヘッド１の開口縁のみに形成してもよいし、インレットハウジング３とシリンダヘッド１との両方に形成してもよい。

【0031】

ボス部２３は、スライダー１０の表面部から内向きに張り出した部位と、シール部２２よりも外側にはみ出た部分とを有しており、シール部２２からの突出寸法はシール部２２の全体の厚さと略同じ程度の寸法になっている。そして、ボス部２３の内周面に、シール部２２の外面まで至る切欠き（環状溝、溝条）２５が形成されている。従って、ボス部２３は、シール部２２と反対側に位置した突条２３ａがインレットハウジング３の内周面に当接している。

【0032】

図１（Ｂ）に、シール部２２とボス部２３との自由状態での形状を点線で表示している。従って、点線で表示した部分は圧縮代２２ａ，２３ｂになっている。このように、インレットハウジング３をシリンダヘッド１に固定することに伴ってシール部２２が潰れることにより、高いシール性を確実化できる。

【0033】

また、サーモバルブ８を組み込むに際しては、ガスケット１２を予めインレットハウジング３に装着しておき、次いで，インレットハウジング３をシリンダヘッド１に重ねてボルトで締結するが、シール部２２のボス部２３がインレットハウジング３に内周面に弾性的に当接しているため、サーモバルブ８は、ボス部２３とインレットハウジング３との間に生じた摩擦によって、インレットハウジング３に仮保持されている。

【0034】

従って、インレットハウジング３への追加加工やサーモバルブ８への別部材の追加を要することなく、サーモバルブ８をインレットハウジング３に仮保持できる。また、ラジエータ戻りポート７から差し込む治具は不要であるため、実施形態のようにインレットハウジング３のラジエータ戻りポート７がサーモバルブ８の軸線に対して傾斜していても、サーモバルブ８をインレットハウジング３に問題なく仮保持できる（ラジエータ戻りポート７がサーモバルブ８の軸心に対して傾斜していると、ラジエータ戻りポート７から治具を挿入しても、サーモバルブ８のキャップ１５を掴持できない。従って、治具を使用してサーモバルブ８を仮保持することはできない。）。

【0035】

冷却水はフランジ１３の内部を流れるが、ボス部２３はフランジ１３の開口よりも外側に位置してインレットハウジング３の内周面に密着しており、かつ、ボス部２３の突出量は大きくないため、冷却水がインレットハウジング３からシリンダヘッド１に流れるに際して、ボス部２３が冷却水の流れに対して抵抗になったり、流れを乱したりすることはない。従って、圧損を増大させることなく冷却水をスムースに通水できる。

【0036】

実施形態のように、ボス部２３の外周面にシール部２２まで至る切欠き２５を形成すると、インレットハウジング３をシリンダヘッド１に重ねて固定するにおいて、インレットハウジング３の押圧力がボス部２３に作用することはないため、シール部２２を均等に圧縮して高いシール性を確実化できる。

【0037】

図２に示すように、フランジ１３の一部にはエア抜きのためのジグルピン（ジグルバルブ）２６を設けている。ジグルピン２６は、エア抜きの機能から、鉛直方向の上端に配置される。すなわち、サーモバルブ８をシリンダヘッド１に取り付けるに当たっては、ジグルピン２６が上端に位置するようにサーモバルブ８の姿勢を設定する必要がある。

【0038】

そこで、ボス部２３に切除部２７を設けてジグルピン２６を露出させることにより、ジグルピン２６の視認性を高めている。ボス部２３に切除部２７を形成すると、それ自体によってサーモバルブ８の姿勢を視認できるため、サーモバルブ８の取り付け姿勢を正確に把握できる。なお、キャップ１５及び中心軸９の軸心Ｏ２は、フランジ１３の軸心Ｏ１に対して若干の寸法Ｅだけジグルピン２６と反対側（下方）にずれている。

【0039】

以上、本願発明の実施形態を説明したが、本願発明は他にも様々に具体化できる。例えば、実施形態ではインレットハウジングにラジエータからの戻り冷却水が流入していたが、インレットハウジングにラジエータ送りポートを設けることも可能である。実施形態では、ボス部は切除部を除いて一連に延びていたが、ボス部を複数に分断することも可能である。

【産業上の利用可能性】

【0040】

本願発明はサーモバルブに具体化できる。従って、産業上利用できる。

【符号の説明】

【0041】

１ シリンダヘッド
２ 戻り中継室（冷却水通路）
３ インレットハウジング
５ リーク通路（冷却水通路）
６ インレットハウジングの拡大室（冷却水通路）
７ ラジエータ戻りポート
８ サーモバルブ
９ バルブ本体を構成する中心軸
１０ スライダー
１１ リーク弁板
１２ ガスケット
１３ バルブ本体を構成するフランジ（バルブシート）
１４ バルブ本体を構成するアーム
１５ バルブ本体を構成するキャップ
１６ 可動弁体
１７ バルブ本体を構成するケージ
１９，２０ ばね
２２ シール部
２３ ボス部
２４ 環状段部
２５ 切欠き
２６ ジグルピン
２７ 切除部

【図1】

【図2】