熱応動弁装置
【課題】 複数の熱交換器を備えた内燃機関の冷却システムにおいて、小型軽量で簡単かつ安価な構成でありながら、内燃機関の暖機性能を向上させると共に、各熱交換器への冷却水の流通を要求に応じて適宜に制御することができる熱応動弁装置を提供する。
【解決手段】 本発明に係る熱応動弁装置は、周囲の流体温度に応じて熱応動する共通の熱応動素子により駆動され、前記周囲の流体温度に応じて所定領域と複数の流体通路のそれぞれとの連通度合いを制御する前記複数の流体通路に対応して設けられる複数の弁体であって、そのうち１つがラジエータと所定領域との連通度合いを制御する主弁体を含む複数の弁体を備えた熱応動弁装置であって、前記主弁体以外の複数の弁体の何れか１つが、前記所定領域と、対応する流体通路と、の連通度合いの制御を開始してから、前記主弁体の連通度合いの制御が開始されるまでを遅延させる遅延機構が備えられたことを特徴とする。
【解決手段】 本発明に係る熱応動弁装置は、周囲の流体温度に応じて熱応動する共通の熱応動素子により駆動され、前記周囲の流体温度に応じて所定領域と複数の流体通路のそれぞれとの連通度合いを制御する前記複数の流体通路に対応して設けられる複数の弁体であって、そのうち１つがラジエータと所定領域との連通度合いを制御する主弁体を含む複数の弁体を備えた熱応動弁装置であって、前記主弁体以外の複数の弁体の何れか１つが、前記所定領域と、対応する流体通路と、の連通度合いの制御を開始してから、前記主弁体の連通度合いの制御が開始されるまでを遅延させる遅延機構が備えられたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱応動弁装置に関する。例えば、冷却システムを備えた内燃機関等の燃焼装置の冷媒である冷却水の循環系に適用できる熱応動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の冷却システムとして、例えば、特許文献１には、ラジエータ、ＡＴＦ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ）クーラ、オイルクーラ、インタークーラ、ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）クーラなどの複数の熱交換器が介装された内燃機関等の冷却システムにおいて、暖機優先順位の高い熱交換器から順に冷却水を循環させるように冷却水の循環経路を切り換えるように構成したものが記載されている。
【０００３】
このものは、複数のサーモスタットＳ１〜Ｓ３を用いて、冷却水の循環経路を切り換えることにより、暖機優先順位の高い熱交換器から順に冷却水を循環させるように構成されている。
【０００４】
また、図５４、図５５に示したように、導入側連通孔５６ａが開口されたピストン５６をサーモワックス５７ａの膨張・収縮を利用して軸線方向に移動させ、当該移動に応じて前記導入側連通孔５６ａと連通する循環経路が切り換えられる熱循環通路切換装置５を含んで構成し、これにより、暖機優先順位の高い熱交換器から順に冷却水を循環させるように構成したものが記載されている。
【特許文献１】特開２００７−１９８２０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のものは、複数のサーモスタットが必要であり、構成が複雑化すると共にシステムが大型化して重量が嵩むと共に、コスト面や搭載レイアウト面などで不利となるといった惧れがある。
【０００６】
また、図５４、図５５に示したような循環通路切換装置５においては、導入側連通孔５６ａが開口されたピストン５６を軸線方向に移動させる所謂スライドバルブが採用され、その移動に応じて軸線方向に並んで配設された循環経路の連通状態を切り換えるものであるため、熱循環通路切換装置５が軸線方向に長くなりシステムが大型化して重量が嵩むと共に、コスト面や搭載レイアウト面などで不利となるといった惧れがある。
【０００７】
更に、所謂スライドバルブをこのような冷却システムの循環通路切換装置に用いる場合には、シール性の問題や異物等の混入による性能低下や固着などについての配慮が必要になるが、かかる配慮がなく、実用上採用し難いといった問題がある。
【０００８】
加えて、冷却システムにおいては、循環通路切換装置にリリーフ機能を持たせて過大圧力による熱交換器の破損や連結ホース抜けなどを抑制することが求められるが、特許文献１に記載のような所謂スライドバルブにこのようなリリーフ機能を持たせることは構成が複雑化するなど実用上採用し難いといった問題がある。
【０００９】
また、特許文献１に記載の各システムは、システムの構成上、逆止弁１２、１３が必要になるため、システムが複雑化・大型化して重量が嵩むと共に、コスト面や搭載レイアウト面などで不利となるといった惧れがある。
【００１０】
更に、特許文献１に記載の各システムは、暖機性能に主眼を置いているため、高負荷時、高水温時などにおいては、熱交換器で回収された熱は放熱されることなくエンジン内部へ進入することになるため、エンジンの熱負荷が大きくなるといった惧れがある。
【００１１】
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、複数の熱交換器を備えた内燃機関の冷却システムにおいて、小型軽量で簡単かつ安価な構成でありながら、内燃機関の暖機性能を向上させると共に、各熱交換器への冷却水の流通を要求に応じて適宜に制御することができる熱応動弁装置を提供することを目的とする。また、当該熱応動弁装置を備えた冷却システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このため、本発明に係る熱応動弁装置は、
周囲の流体温度に応じて熱応動する共通の熱応動素子により駆動され、前記周囲の流体温度に応じて所定領域と複数の流体通路のそれぞれとの連通度合いを制御する前記複数の流体通路に対応して設けられる複数の弁体であって、そのうち１つがラジエータと所定領域との連通度合いを制御する主弁体を含む複数の弁体を備えた熱応動弁装置であって、
前記主弁体以外の複数の弁体の何れか１つが、前記所定領域と、対応する流体通路と、の連通度合いの制御を開始してから、前記主弁体の連通度合いの制御が開始されるまでを遅延させる遅延機構が備えられたことを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る熱応動弁装置において、前記所定領域と、対応する流体通路と、の連通度合いの制御の開始が、要求される前記流体温度に応じて、前記複数の弁体毎に設定されることを特徴とすることができる。
【００１４】
本発明に係る熱応動弁装置において、前記遅延機構は、前記主弁体に前記共通の熱応動素子の熱応動動作が伝達されるまでの遅延量に基づいて遅延させることを特徴とすることができる。
【００１５】
本発明に係る熱応動弁装置において、前記遅延機構は、前記共通の熱応動素子の熱応動動作に従って前記主弁体が移動して当該主弁体が開弁されるまでの移動量に基づいて遅延させることを特徴とすることができる。
【００１６】
本発明に係る熱応動弁装置において、前記複数の流体通路から独立した流体通路と、当該流体通路を開閉する弁体と、が備えられ、当該弁体が前記共通の熱応動素子により駆動されることを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、複数の熱交換器を備えた内燃機関の冷却システムにおいて、小型軽量で簡単かつ安価な構成でありながら、内燃機関の暖機性能を向上させると共に、各熱交換器への冷却水の流通を要求に応じて適宜に制御することができる熱応動弁装置を提供することを目的とする。また、当該熱応動弁装置を備えた冷却システムを提供することを目的とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明に係る熱応動弁装置の実施例を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施例により、本発明が限定されるものではない。
また、以下で説明する実施例に係る熱応動弁装置が制御の対象とする流体は、冷却水等の冷媒に限定されるものではないと共に、非圧縮性流体、圧縮性流体のいずれにも適用可能であり、水道水、純水等の液体は勿論、気体にも適用可能である。
【実施例１】
【００１９】
本発明の実施例１に係るサーモスタット（熱応動弁装置）１００は、図１に示すように、例えば自動車等に搭載される或いは定置式のエンジン１などに採用される（ガソリン、軽油、アルコール等の他、種々の雑燃料を燃料とする内燃機関や外燃機関などの熱機関の他、動力等を取り出さない燃焼装置の冷却回路や燃料電池のセル冷却回路などの冷却システムにも本発明は適用可能である）。
【００２０】
図１に示したように、エンジン１にはクランク軸等により駆動されるメカニカル駆動のウォータポンプ２がエンジン１の内部の冷却通路（図示せず）の入口側に接続され、エンジン１の内部の冷却通路の出口側には、サーモスタット１００が配設され、当該サーモスタット１００には、エンジン１の冷却水の放熱用の熱交換器であるラジエータ３が介装されウォータポンプ２に接続されるラジエータ通路２００が接続されると共に、ヒータシステム用の熱交換器であるヒータコア４が介装されウォータポンプ２に接続されるヒータコア通路３００が接続されている。
【００２１】
また、サーモスタット１００には、前記ラジエータ３をバイパスしウォータポンプ２に接続されるバイパス通路４００が接続されると共に、ＥＧＲガスの冷却用の熱交換器であるＥＧＲクーラ５が介装されウォータポンプ２に接続されるＥＧＲクーラ通路５００、エンジンオイルやトランスミッションオイル等の冷却用の熱交換器であるオイルクーラ６が介装されウォータポンプ２に接続されるオイルクーラ通路６００が接続されている。
【００２２】
ここで、本実施例に係るサーモスタット１００は、例えば図５に示すように、内部にサーモエレメント１８０（熱応動素子）の温度感知部１８１側を収容するハウジング部１０１を備えて構成されている。また、サーモエレメント１８０のピストンロッド１８１ａを支持する支持部１０２と、前記ラジエータ通路２００が接続されるラジエータ側接続部１２０と、が備えられている。
【００２３】
前記ハウジング部１０１には、ウォータポンプ２の出口側（すなわち、エンジン１の内部の冷却通路の出口側）に接続されるエンジン側接続部１１０と、前記ヒータコア通路３００に接続されるヒータコア通路接続部１３０と、前記ＥＧＲクーラ通路５００に接続されるＥＧＲクーラ通路接続部１５０と、前記オイルクーラ通路６００に接続されるオイルクーラ通路接続部１６０と、が設けられている。
【００２４】
なお、前記ハウジング部１０１の図５中下方には、前記温度感知部１８１の延在部であるロッド１８３の下方部分を収容するハウジング部１０４が配設され、当該ハウジング部１０４には前記バイパス通路４００に接続されるバイパス通路接続部１４０が設けられている。
【００２５】
ここで、サーモエレメント１８０は、ハウジング部１０１内の冷却水の温度を感知して膨張収縮するワックス等の熱膨張体を内封した温度感知部１８１を備え、この温度感知部１８１から、当該温度感知部１８１内部の熱膨張体の熱膨張収縮に応じて図５中上下方向に沿って伸縮するピストンロッド１８１ａが突出している。
【００２６】
このピストンロッド１８１ａの一端（図５中上端）部は前記支持部１０２に支持されており、他端側は前記温度感知部１８１に収容されている。
【００２７】
前記温度感知部１８１には、ピストンロッド１８１ａ側に当該温度感知部１８１と略一体的にスプリングシート１８２が取り付けられており、当該スプリングシート１８２は前記ラジエータ側接続部１２０側と前記ハウジング部１０１の内部とを連通或いは遮断する弁としての機能を奏することが可能な弁形状を有して構成されている。なお、当該スプリングシート１８２が、本発明に係る主弁体に相当する。
【００２８】
また、前記ハウジング部１０１（前記支持部１０２）と略一体的なスプリングサポート部１０３が前記スプリングシート１８２に対向して前記ハウジング部１０１に設けられており、スプリングサポート部１０３と前記スプリングシート１８２との間には、前記スプリングシート１８２を閉弁側（図５上方）に付勢するコイルスプリング１８５が配設されている。なお、スプリングサポート部１０３の中心部分には通路１４１が設けられ、当該通路１４１には前記温度感知部１８１の延在部であるロッド１８３が挿通されるようになっている。
【００２９】
このように、本実施例では、前記温度感知部１８１の下端部には、図５中下側にロッド１８３が延在しており、このロッド１８３はその最上部で最も大径のロッド１８３Ａと、その中間部で中間の径を有するロッド１８３Ｂと、その最下部で最も小径のロッド１８３Ｃと、により構成されている。
【００３０】
また、ロッド１８３Ｃの下端部にはスプリングシート１８４Ｃが取り付けられている。このスプリングシート１８４Ｃは、ロッド１８３Ｃに対して摺動自在に嵌挿され、例えば、ロッド１８３Ｃの下端部に配設されたスナップリング等の位置規制部材１８９を介して下方への移動を規制されつつ、当該位置規制部材１８９に対してスプリング１８７により付勢されている。
【００３１】
前記スプリングシート１８４Ｃは、前記バイパス通路接続部１４０と前記ハウジング部１０１、１０４の内部とを連通或いは遮断する弁としての機能を奏することが可能な弁形状を有して構成されている。
【００３２】
そして、前記スプリングシート１８４Ｃと、前記ロッド１８３Ｂと前記ロッド１８３Ｃとの間の段部に突き当て可能に構成されるスプリングシート１８４Ｂと、の間には、前記コイルスプリング１８７が配設されており、これによりスプリングシート１８４Ｃは前記ロッド１８３の下端部側の位置規制部材１８９に対して付勢される一方で、スプリングシート１８４Ｂが閉弁方向に付勢されることになる。
【００３３】
また、前記スプリングシート１８４Ｂと、前記ロッド１８３Ａと前記ロッド１８３Ｂとの間の段部に突き当て可能に構成されるスプリングシート１８４Ａと、の間には、コイルスプリング１８６が配設されており、これによりスプリングシート１８４Ａは前記ロッド１８３Ａと前記ロッド１８３Ｂとの間の段部方向に付勢されることになる。なお、図５の状態においては、当該段部に突き当たる前の状態で、通路１４１の周囲に設けられているオイルクーラ通路接続部１６０の開口部に着座して閉塞した状態となっている。
【００３４】
そして、前記スプリングシート１８４Ａの中央部には対応するロッド１８３Ｂを摺動自在に嵌挿可能な開口部が設けられていると共に、その周囲に冷却水を流通させるための開口部が設けられ、更にその外周側は前記オイルクーラ通路接続部１６０を閉塞するための弁体として機能するように構成されている。
【００３５】
また、前記スプリングシート１８４Ｂの中央部には対応するロッド１８３Ｃを摺動自在に嵌挿可能な開口部が設けられていると共に、その周囲に冷却水を流通させるための開口部が設けられ、更にその外周側は前記ＥＧＲクーラ通路接続部１５０を閉塞するための弁体として機能するように構成されている。
【００３６】
なお、スプリング１８８は、前記ハウジング部１０４と前記スプリングシート１８４Ｂとの間に配設され、図５中上方にスプリングシート１８４Ｂを押し上げることで、スプリングシート１８４Ｂを前記ＥＧＲクーラ通路接続部１５０の開口部に着座させて閉塞させるように付勢するものである。
【００３７】
上述したような構成を備えた本実施例に係るサーモスタット１００の動作について、以下で説明する。
なお、前記ハウジング部１０１の内部が本発明に係る所定領域に相当し、前記ラジエータ通路２００、前記ヒータコア通路３００、前記バイパス通路４００、前記ＥＧＲクーラ通路５００、前記オイルクーラ通路６００などが本発明に係る流体通路の一例に相当し、弁体として機能する前記スプリングシート１８２、１８４Ａ〜１８４Ｃが本発明に係る複数の弁体に相当する。
【００３８】
（デフォルト（初期：バイパス循環）状態：図１、図５）
図１及び図５は、冷却水温度が低く温度感知部１８１が初期位置にある状態を示しており、かかる初期状態においては、図５に示したように、スプリングシート（弁体）１８２、１８４Ａ、１８４Ｂが閉弁され、スプリングシート（弁体）１８４Ｃが開弁している状態となっている。
【００３９】
従って、ウォータポンプ２により給送される冷却水は、エンジン１の内部の冷却通路の出口側に接続されるエンジン側接続部１１０からサーモスタット１００のハウジング１０１内に導かれ、図５に示すようにサーモスタット１００内を流れ、図１に示したように、前記ヒータコア通路３００と前記バイパス通路４００とを介してウォータポンプ２に戻されることになる。
これにより、冷却水から外部へ持ち去られる熱量が低減され、エンジン１の暖機が促進されることになる。
【００４０】
（第１開弁状態：図２（実線矢印）、図６）
図１及び図５の状態から、エンジン１の熱を受けて冷却水温が所定に上昇すると、サーモエレメント１８０の温度感知部１８１内の熱膨張体が熱膨張してピストンロッド１８１ａを伸張させるため、図６に示すように、前記スプリングシート１８２は、前記コイルスプリング１８５の付勢力に抗して図６中下方に移動される。
【００４１】
しかしながら、かかる第１開弁状態においては、スプリングシート１８２が図６中下方に移動しても、図１１に示すように、前記ラジエータ側接続部１２０延いては前記ラジエータ通路２００と前記ハウジング部１０１の内部との連通は遮断された状態が維持されるように構成されている。これにより、エンジン１の暖機促進に寄与することができる。
【００４２】
すなわち、スプリングシート１８２は、図１０〜図１４に示すように、サーモエレメント１８０の温度感知部１８１内の熱膨張体が熱膨張してピストンロッド１８１ａが伸張するに従って各図中下方に移動するが、その移動量が所定の開弁温度調整代Ａ（本発明に係る遅延量に相当する）を越えた状態（図１３、図１４がかかる状態に相当する）になるまでは、前記ラジエータ側接続部１２０延いては前記ラジエータ通路２００と前記ハウジング部１０１の内部との連通を遮断した状態が維持される構成となっている。例えば、スプリングシート１８２に配設されているリップ状のゴム（ラバー）部がハウジング部１０１の内壁と円周方向に亘って当接して密封状態を維持するようになっている。
ここで、サーモエレメント１８０の熱応動動作が開始しても、所定の開弁温度調整代Ａ（本発明に係る遅延量に相当する）により、前記ラジエータ側接続部１２０延いては前記ラジエータ通路２００と前記ハウジング部１０１の内部との連通を遮断した状態を維持する構成が、本発明に係る遅延機構に相当する。
【００４３】
この一方で、図６に示したように、前記温度感知部１８１と一体のロッド１８３も図６中下方に移動されるが、これに伴いスプリングシート１８４Ｂがロッド１８３Ｂによって図６中下方に押し下げられて開弁された状態となる。
【００４４】
なお、スプリングシート１８４Ａは、ロッド１８３Ａと当接して開弁されるものであるが、図５や図１５に示した開弁温度調整代Ｘの存在により、前記スプリングシート１８４Ｂの開弁温度より所定温度だけ高温で開弁されるように調整されており、従ってロッド１８３（ロッド１８３Ａ）が図６中下方に移動しても当該スプリングシート１８４Ａは開弁せず、前記オイルクーラ側接続部１６０延いては前記オイルクーラ通路６００と前記ハウジング部１０１の内部との連通は遮断された状態が維持されるように構成されている。
【００４５】
ところで、スプリングシート１８４Ｃの開弁量（前記バイパス通路接続部１４０の図６中上端面（弁座）との距離）は、ロッド１８３が図６中下方に移動した分だけ小さくなっている。
【００４６】
これにより、図６に示すように、ウォータポンプ２により給送される冷却水は、前記ＥＧＲクーラ通路接続部１５０延いては前記ＥＧＲクーラ通路５００に流入することになり、図２の実線矢印で示すように、前記ヒータコア通路３００、前記バイパス通路４００、前記ＥＧＲクーラ通路５００を介してウォータポンプ２に戻されることになる。
【００４７】
従って、ＥＧＲ通路５００に介装されているＥＧＲクーラ５によりＥＧＲガスの冷却を行うこと、或いはＥＧＲガス温度が低い場合には昇温させて低温時における燃焼改善を図ること、更にはある程度温まった冷却水を供給することで、ＥＧＲガス中の水分の結露等を防ぐことなどが可能となる。
【００４８】
（第２開弁状態：図２（実線矢印＋破線矢印）、図７）
図２（実線矢印）及び図６の状態から、エンジン１の熱を受けて冷却水温が更に上昇すると、サーモエレメント１８０の温度感知部１８１内の熱膨張体が更に熱膨張してピストンロッド１８１ａを伸張させるため、図７に示すように、前記スプリングシート１８２は、前記コイルスプリング１８５の付勢力に抗して図７中下方に移動される。
【００４９】
しかしながら、かかる第２開弁状態においても、上述のように前記スプリングシート１８２が図７中下方に移動しても、図１２に示したように、前記ラジエータ側接続部１２０延いては前記ラジエータ通路２００と前記ハウジング部１０１の内部との連通は遮断された状態が維持されるように構成されている。
【００５０】
この一方で、図７に示したように、前記温度感知部１８１と一体のロッド１８３も図７中下方に移動されるが、これに伴い前記開弁温度調整代Ｘ分が消失して、スプリングシート１８４Ａがロッド１８３Ａによって図７中下方に押し下げられて開弁された状態となる。
【００５１】
なお、スプリングシート１８４Ｂは、開弁状態が維持され、その開弁量（前記ＥＧＲクーラ通路接続部１５０の図７中下端面（弁座）との距離）がロッド１８３が図７中下方に移動した分だけ増大されている。
【００５２】
また、スプリングシート１８４Ｃの開弁量（前記バイパス通路接続部１４０の図７中上端面（弁座）との距離）は、ロッド１８３が図７中下方に移動した分だけ小さくなっている。
【００５３】
これにより、図７に示すように、ウォータポンプ２により給送される冷却水は、前記オイルクーラ通路接続部１６０延いては前記オイルクーラ通路６００にも流入することになり、図２の実線矢印及び破線矢印で示すように、前記ヒータコア通路３００、前記バイパス通路４００、前記ＥＧＲクーラ通路５００、前記オイルクーラ通路６００を介してウォータポンプ２に戻されることになる。
【００５４】
このため、オイルクーラ通路６００に介装されているオイルクーラ６により、例えば、エンジンオイルやトランスミッションオイル等の温度が低い場合には早期に昇温させて低フリクション化を実現すること、或いはエンジンオイルやトランスミッションオイル等の冷却を行うことなどが可能となる。
【００５５】
（第３開弁状態：図３、図８）
図２（実線矢印＋破線矢印）及び図７の状態から、エンジン１の熱を受けて冷却水温が更に上昇すると、サーモエレメント１８０の温度感知部１８１内の熱膨張体が更に熱膨張してピストンロッド１８１ａを伸張させるため、図８に示すように、前記スプリングシート１８２は、前記コイルスプリング１８５の付勢力に抗して図８中下方に移動されて開弁し、図１３に示したように、前記ラジエータ側接続部１２０延いては前記ラジエータ通路２００と前記ハウジング部１０１の内部とが連通された状態となる。
【００５６】
また、前記スプリングシート１８４Ａ、１８４Ｂは、開弁状態が維持され、その開弁量がロッド１８３が図８中下方に移動した分だけ増大されている。
【００５７】
また、スプリングシート１８４Ｃの開弁量（前記バイパス通路接続部１４０の図８中上端面（弁座）との距離）は、ロッド１８３が図８中下方に移動した分だけ小さくなっている。
【００５８】
これにより、図８に示すように、ウォータポンプ２により給送される冷却水は、前記ラジエータ側接続部１２０延いては前記ラジエータ通路２００にも流入することになり、図３に示すように、前記ラジエータ通路２００、前記ヒータコア通路３００、前記バイパス通路４００、前記ＥＧＲクーラ通路５００、前記オイルクーラ通路６００を介してウォータポンプ２に戻されることになる。
【００５９】
このため、前記ラジエータ通路２００に介装されているラジエータ３により、エンジン１の冷却水の冷却を行うことが可能となる。
【００６０】
（温調状態：図３、図８）
上記の第３開弁状態により、前記スプリングシート１８２が開弁されると、冷却水の温度変化に応じてサーモエレメント１８０の温度感知部１８１内の熱膨張体が熱膨張或いは収縮してピストンロッド１８１ａが伸張或いは収縮されることによって、前記ラジエータ側接続部１２０延いては前記ラジエータ通路２００と前記ハウジング部１０１の内部との連通度合い（すなわち、前記スプリングシート１８２の開弁量）が調整され、以ってラジエータ３による冷却水からの放熱量が制御され、延いては冷却水の温度を所定の温度に制御することができることになる。
【００６１】
更に、ピストンロッド１８１ａの伸張或いは収縮と連動するロッド１８３の動きに応じてスプリングシート１８４Ａ、１８４Ｂの開弁量が制御されるため、前記ＥＧＲクーラ通路５００、前記オイルクーラ通路６００へ流入する冷却水量が制御されることになるため、ＥＧＲクーラ５によるＥＧＲガスの温度状態やオイルクーラ６によるエンジンオイルやトランスミッションオイル等の温度状態を要求に応じて好適に維持することが可能となる。
【００６２】
（バイパスバルブ閉弁状態：図４、図９）
上記の温調状態から、冷却水の温度が更に上昇してサーモエレメント１８０の温度感知部１８１内の熱膨張体が更に熱膨張してピストンロッド１８１ａが伸張されると、図９に示すように、前記スプリングシート１８２（図１４参照）、１８４Ａ、１８４Ｂの開弁状態を維持しつつ、ロッド１８３Ｃに取り付けられているスプリングシート１８４Ｃが図９中下方に移動して、前記バイパス通路側接続部１４０延いては前記バイパス通路４００と前記ハウジング部１０１の内部との連通を遮断した閉弁状態となる。
【００６３】
すなわち、スプリングシート１８４Ｃが閉弁に近づくに連れてバイパス通路４００へ流入する冷却水を徐々に減量し、前記ラジエータ通路２００へ流入する冷却水を増加させるように機能し、閉弁後は、図４に示したように、ウォータポンプ２により給送される冷却水は、前記バイパス通路側接続部１４０延いては前記バイパス通路４００への流入が遮断され、前記ラジエータ通路２００、前記ヒータコア通路３００、前記ＥＧＲクーラ通路５００、前記オイルクーラ通路６００を介してウォータポンプ２に戻されることになる。
【００６４】
このため、前記ラジエータ通路２００に介装されているラジエータ３を通過する冷却水流量を増加させることができるため、エンジン１の冷却水が所定以上に高温となることなどを効果的に抑制することが可能となる。
【実施例２】
【００６５】
実施例２は、実施例１に対して、図１６〜図１９に示すように、サーモスタット１００をウォータポンプ２の吸込側（エンジン１の内部の冷却通路の入口側）に配設した場合の一例を示している。
【００６６】
なお、サーモスタット１００の動作については実施例１と同様であるので、ここでは詳細な説明は省略する。但し、実施例１に対して、実施例２においては、スプリング１８８は、前記ハウジング部１０４と前記スプリングシート１８４Ｂとの間に配設され、図５中上方にスプリングシート１８４Ｂを押し上げることで、当該スプリングシート１８４Ｂと当接するロッド１８３Ｂ延いてはロッド１８３（すなわち、温度感知部１８１）を図５中上方に押し上げて、温度感知部１８１を初期位置（元位置）へ復帰させるように付勢するリターンスプリングとして機能することになる。
そして、当該スプリング１８８は、このようなリターン機能と共に、スプリングシート１８４Ｂを前記ＥＧＲクーラ通路接続部１５０の開口部に着座させて閉塞させるように付勢することになる。
【００６７】
また、サーモスタット１００内の冷却水の流れ方も、図１６〜図１９に示したように、方向を考慮すれば、実施例１で説明した図５〜図９と同様と考えることができるので、ここでの詳細な説明は省略する。
【００６８】
すなわち、本実施例のように、サーモスタット１００をウォータポンプ２の吸込側（エンジン１の内部の冷却通路の入口側）に配設した場合においても、実施例１と同様の作用効果を奏することができるものである。
【００６９】
なお、実施例２においては、実施例１と同様のサーモスタット１００を用いることができるが、実施例１、実施例２共に、図２０〜図２４に示すようなサーモスタット１２００を用いることができる。
【００７０】
すなわち、スプリングシート１８２がサーモエレメント１８０の温度感知部１８１に対して一体的に取り付けられているのではなく、図２０〜図２４に示すように、例えば、スプリングシート１８２と温度感知部１８０の間に、密封状態を維持しつつスライド可能な弾性体（Ｏリング等）が配設されて、スプリングシート１８２がサーモエレメント１８０の温度感知部１８１に対して摺動自在に取り付けられている。なお、図５〜図９に示したものと同様の要素には同一符号を付して説明は省略する。
【００７１】
そして、エンジン１の熱を受けて冷却水温が上昇すると、サーモエレメント１８０の温度感知部１８１内の熱膨張体が熱膨張してピストンロッド１８１ａを伸張させるため、図２０の状態（デフォルト状態）から図２１〜図２４の状態に移行するが、図２１（第１開弁状態）、図２２（第２開弁状態）においては、前記スプリングシート１８２は、図２０に示す開弁温度調整代Ｙ（本発明に係る遅延量に相当する）の存在により、ピストンロッド１８１ａが冷却水温に応じて伸張しても、スプリングシート１８２は下方に移動せず、前記ラジエータ側接続部１２０延いては前記ラジエータ通路２００と前記ハウジング部１０１の内部との連通は遮断された状態が維持されるように構成されている。これにより、エンジン１の暖機促進に寄与することになる。
ここにおいて、かかる構成が、本発明に係る遅延機構に相当する。
【００７２】
また、図２３（第３開弁状態）、図２４（バイパス閉弁状態）においては、ピストンロッド１８１ａが冷却水温に応じて所定以上に伸張して開弁温度調整代Ｙが消失し、前記スプリングシート１８２は開弁されることとなり、冷却水温に応じた開弁量で前記ラジエータ側接続部１２０延いては前記ラジエータ通路２００と前記ハウジング部１０１の内部とを連通させるように構成されている。
【００７３】
従って、かかる構成を備えたサーモスタット１２００によっても、図５〜図９で説明したサーモスタット１００と同様の作用効果を奏することができるものである。
【実施例３】
【００７４】
本発明の実施例３においては、実施例１で説明した図１に対して、図２５に示すように、ラジエータ通路２００を通過後に分岐される分岐通路２１０が配設され、当該分岐通路２１０は、ＥＧＲクーラ５の冷却水流れの上流側に接続される通路５１０と、オイルクーラ６の冷却水流れの上流側に接続される通路６１０と、に分岐されている。
【００７５】
また、本実施例におけるスプリングシート１８４Ｃの配置が、図２９に示すように、実施例１のものと異なっている。すなわち、スプリングシート１８４Ｃが、通路１４１の上流側（ロッド１８３の図２９中上部）に配設されており、通路１４１を開放・遮断する弁体として機能するように構成されている。
なお、実施例３では、実施例１で説明したと同様の要素については同一の符号を付して詳細な説明は省略することとする。
【００７６】
上述したような構成を備えた本実施例に係るサーモスタット１３００の動作について、以下で説明する。
【００７７】
（デフォルト（初期）状態：図２５、図２９）
図２５及び図２９は、冷却水温度が低く、前記温度感知部１８１が初期位置にある状態を示しており、かかる初期状態においては、図２９に示したように、スプリングシート１８２、１８４Ａ、１８４Ｂが閉弁され、スプリングシート１８４Ｃが開弁された状態となっている。
【００７８】
従って、実施例１と同様、冷却水は、図２９に示すようにサーモスタット１００内を流れ、図２５に示したように、前記ヒータコア通路３００と前記バイパス通路４００とを介してウォータポンプ２に戻されることになる。
これにより、冷却水から外部へ持ち去られる熱量が低減され、エンジン１の暖機が促進されることになる。
【００７９】
（第１開弁状態：図２６（実線矢印）、図３０）
図２５及び図２９の状態から、エンジン１の熱を受けて冷却水温が所定に上昇すると、実施例１と同様、図３０に示したように、スプリングシート１８２、１８４Ａが閉弁され、スプリングシート１８４Ｂ、１８４Ｃが開弁された状態となる。
【００８０】
従って、実施例１と同様、冷却水は、図３０に示すようにサーモスタット１００内を流れ、ウォータポンプ２により給送される冷却水は、前記ＥＧＲクーラ通路接続部１５０延いては前記ＥＧＲクーラ通路５００に流入することになり、図２６の実線矢印で示したように、前記ヒータコア通路３００、前記バイパス通路４００、前記ＥＧＲクーラ通路５００を介してウォータポンプ２に戻されることになる。
【００８１】
これにより、ＥＧＲ通路５００に介装されているＥＧＲクーラ５によりＥＧＲガスの冷却を行うこと、或いはＥＧＲガス温度が低い場合には昇温させて低温時における燃焼改善を図ること、更にはある程度温まった冷却水を供給することで、ＥＧＲガス中の水分の結露等を防ぐことなどが可能となる。
【００８２】
（第２開弁状態：図２６（実線矢印＋破線矢印）、図３１）
図２６（実線矢印）及び図３０の状態から、エンジン１の熱を受けて冷却水温が所定に上昇すると、実施例１と同様、図３１に示したように、スプリングシート１８２が閉弁され、スプリングシート１８４Ａ、１８４Ｂ、１８４Ｃが開弁されている状態となっている。
【００８３】
従って、実施例１と同様、ウォータポンプ２により給送される冷却水は、オイルクーラ通路接続部１６０延いては前記オイルクーラ通路６００に流入することになり、図２６の実線矢印及び破線矢印で示したように、前記ヒータコア通路３００、前記バイパス通路４００、前記ＥＧＲクーラ通路５００、前記オイルクーラ通路６００を介してウォータポンプ２に戻されることになる。
【００８４】
このため、実施例１と同様、オイルクーラ通路６００に介装されているオイルクーラ６により、エンジンオイルやトランスミッションオイル等の冷却を行うこと、或いはエンジンオイルやトランスミッションオイル等の温度が低い場合には早期に昇温させて低フリクション化を実現することなどが可能となる。
【００８５】
（第３開弁状態：図２７、図３２）
図２６（実線矢印＋破線矢印）及び図３１の状態から、エンジン１の熱を受けて冷却水温が更に上昇すると、実施例１と同様、図３２に示すように、前記スプリングシート１８２は図３２中下方に移動されて開弁し、前記ラジエータ側接続部１２０延いては前記ラジエータ通路２００と前記ハウジング部１０１の内部とが連通された状態となる。
【００８６】
また、前記スプリングシート１８４Ａ、１８４Ｂは開弁状態が維持され、その開弁量がロッド１８３が図３２中下方に移動した分だけ増大されている。
【００８７】
一方、スプリングシート１８４Ｃの開弁量（前記通路１４１の図３１中上端面（弁座）との距離）は、ロッド１８３が図３７中下方に移動した分だけ小さくなっている。
【００８８】
これにより、図３２に示すように、ウォータポンプ２により給送される冷却水は、前記ラジエータ側接続部１２０延いては前記ラジエータ通路２００にも流入することになり、図３２に示すように、前記ラジエータ通路２００、前記ヒータコア通路３００、前記バイパス通路４００、前記ＥＧＲクーラ通路５００、前記オイルクーラ通路６００を介してウォータポンプ２に戻されることになる。
【００８９】
また、本実施例においては、図３２に示すように、ラジエータ３を通過した冷却水が、分岐通路２１０に流入し、ＥＧＲクーラ５へ接続される通路５１０と、オイルクーラ６へ接続される通路６１０と、を通って、それぞれＥＧＲクーラ５、オイルクーラ６を通過した後、ウォータポンプ２に戻される冷却水経路も形成されることになる。
【００９０】
このため、前記ラジエータ通路２００に介装されているラジエータ３により、エンジン１の冷却水の冷却を行うことが可能となる。
更に、本実施例によれば、ラジエータ３を通過して冷却された冷却水を、ＥＧＲクーラ５やオイルクーラ６へ流通させることができるので、ＥＧＲガスや冷却対象のオイルをより一層効果的に冷却することができることになる。
【００９１】
（温調状態：図２７、図３２）
実施例１と同様に、上記の第３開弁状態により、前記スプリングシート１８２が開弁されると、冷却水の温度変化に応じてサーモエレメント１８０の温度感知部１８１内の熱膨張体が熱膨張或いは収縮してピストンロッド１８１ａが伸張或いは収縮されることによって、前記ラジエータ側接続部１２０延いては前記ラジエータ通路２００と前記ハウジング部１０１の内部との連通度合い（すなわち、前記スプリングシート１８２の開弁量）が調整され、以ってラジエータ３による冷却水からの放熱量が制御され、延いては冷却水の温度を所定の温度に制御することができることになる。
【００９２】
更に、実施例１と同様に、ピストンロッド１８１ａの伸張或いは収縮と連動するロッド１８３の動きに応じてスプリングシート１８４Ａ、１８４Ｂの開弁量が制御されるため、前記ＥＧＲクーラ通路５００、前記オイルクーラ通路６００へ流入する冷却水量が制御されることになるため、ＥＧＲクーラ５によるＥＧＲガスの温度状態やオイルクーラ６による冷却対象のオイルの温度状態を要求に応じて好適に維持することが可能となる。
【００９３】
（バイパスバルブ閉弁状態：図２８、図３３）
上記の温調状態から、冷却水の温度が更に上昇してサーモエレメント１８０の温度感知部１８１内の熱膨張体が更に熱膨張してピストンロッド１８１ａが伸張されると、図３３に示すように、前記スプリングシート１８２、１８４Ａ、１８４Ｂの開弁状態を維持しつつ、スプリングシート１８４Ｃが図３３中下方に移動して、前記通路１４１を遮断した閉弁状態となる。
【００９４】
すなわち、スプリングシート１８４Ｃが閉弁に近づくに連れて前記通路１４１延いては前記バイパス通路４００、前記ＥＧＲクーラ通路５００、前記オイルクーラ通路６００へへ流入する冷却水を徐々に減量しながら、前記ラジエータ通路２００へ流入する冷却水を増加させるように機能し、閉弁後は、図３３に示すように、ウォータポンプ２により給送される冷却水は、前記バイパス通路４００、前記ＥＧＲクーラ通路５００、前記オイルクーラ通路６００への流入が遮断され、前記ラジエータ通路２００、前記ヒータコア通路３００を介してウォータポンプ２に戻されることになる。
【００９５】
このため、前記ラジエータ通路２００に介装されているラジエータ３を通過する冷却水流量を増加させることができるため、エンジン１の冷却水が所定以上に高温となるのを効果的に抑制することが可能となる。
【００９６】
また、かかるバイパスバルブ閉弁状態において、ラジエータ３を通過しない比較的高温の冷却水が前記ＥＧＲクーラ５や前記オイルクーラ６へ直接流れ込むことが停止されると共に、ラジエータ３を通過して冷却された冷却水を、ＥＧＲクーラ５やオイルクーラ６へ流入させることができるので、ＥＧＲガスや冷却対象のオイルをより一層効果的に冷却することができることになる。
【００９７】
なお、本実施例における所定領域の冷却水温度に対する、上記各状態と、ＥＧＲクーラ５を通過する「ラジエータ３からの冷却水の流量」と「サーモスタット１３００からの冷却水の流量」との関係を、図３５に示しておく。
【００９８】
また、冷却水温度に対する、上記各状態と、オイルクーラ６を通過する「ラジエータ３からの冷却水の流量」と「サーモスタット１３００からの冷却水の流量」との関係を、図３６に示しておく。
【実施例４】
【００９９】
実施例４は、実施例３に対して、図３７〜図４０に示すように、サーモスタット１３００をウォータポンプ２の吸込側（エンジン１の内部の冷却通路の入口側）に配設した場合の一例を示している。
【０１００】
なお、サーモスタット３００の動作については実施例３と同様であるので、ここでは詳細な説明は省略する。
【０１０１】
また、サーモスタット３００内の冷却水の流れ方も、図３７〜図４０に示したように、方向を考慮すれば、実施例３と同様と考えることができるので、ここでの詳細な説明は省略する。
【０１０２】
ところで、本実施例のように、サーモスタット３００をウォータポンプ２の吸込側（エンジン１の内部の冷却通路の入口側）に配設した場合においては、実施例３（エンジン出口側装着の例）が「熱交換器にラジエータ３を通過して冷却された冷却水を供給する」のに対して、「熱交換器で加熱された冷却水をラジエータ３で冷却する」ことになるため、熱交換器を通ってエンジン１に戻していた熱をラジエータ３で放熱できるといった利点がある。
【０１０３】
なお、本実施例における冷却水温度に対する、上記各状態と、ＥＧＲクーラ５を通過する「ラジエータ３への冷却水の流量」と「サーモスタット１３００への冷却水の流量」との関係は、実施例３で示した図３５に同時に示されている。
【０１０４】
また、冷却水温度に対する、上記各状態と、オイルクーラ６を通過する「ラジエータ３への冷却水の流量」と「サーモスタット１３００への冷却水の流量」との関係は、実施例３で示した図３６に同時に示されている。
【実施例５】
【０１０５】
本発明の実施例５においては、実施例４の図３７に対して、図４１に示すように、サーモスタット１４００が備えられ、当該サーモスタット１４００には、蓄熱タンク７及び電動式ウォータポンプ８が介装された蓄熱タンク通路７００が接続されている。この蓄熱タンク通路７００の他端側は、バイパス通路４００に合流し、エンジン１の内部の冷却通路の出口側に接続されている。
【０１０６】
なお、本実施例は、エンジン１の運転中に高温となった冷却水を運転中（或いは停止直後）に所謂魔法瓶状の蓄熱タンク７に移送して貯留する一方、次回エンジン始動前に電動ポンプ８を駆動して前記蓄熱タンク７に貯留しておいた比較的高温の冷却水をエンジン１に供給して暖め（プレヒート）、始動性や始動後の燃焼特性を改善すると共にエンジン１の暖機完了までの時間を短縮して、未燃物質の排出量の低減等を図ることができるようにした蓄熱システムに本発明に係るサーモスタットを適用した一例を示したものである。
【０１０７】
具体的には、
本実施例では、プレヒートの際には、エンジン始動前に電動式ウォーターポンプ８を駆動して蓄熱タンク７に貯留しておいた比較的高温の冷却水をエンジン１に供給して暖機を図るが、かかるプレヒートモードにおいては、エンジン１の冷間始動の際にスタータによるクランキングを行なう前に電動式ウォーターポンプ８が駆動されると、電動式ウォーターポンプ８の吐出側の冷却水圧力が昇圧され、図４２に示したサーモスタット１４００のエンジン側接続部１１０から冷却水がサーモスタット１４００のハウジング部１０１内へ流入しようとする。
【０１０８】
このとき、前記蓄熱タンク通路接続部７５０と前記電動式ウォーターポンプ８との間の蓄熱タンク通路７００は、電動式ウォーターポンプ８の吸込側であり、かかる部分の冷却水圧力は低下しているため、ハウジング部１０１内の冷却水圧力により生じる押力が、蓄熱タンク通路７００側の冷却水圧力により生じる押力とコイルスプリング１５３の付勢力との合計を上回ることとなって、逆止弁７５１が図４２中右側に移動されて開弁（切欠７５２が開通）され、ハウジング部１０１側から蓄熱タンク通路７００側への冷却水の通過が許容されることになる。
【０１０９】
従って、電動式ウォーターポンプ８により吐出される蓄熱タンク７内の比較的高温な冷却水が、エンジン１内の停止中に冷やされた冷却水を蓄熱タンク７側へ押し出し、エンジン１内の図示しない冷却通路（ウォータージャケット等も含む）が蓄熱タンク７に貯留されていた比較的高温の冷却水によって満たされることとなって、エンジン始動前においてエンジン１の暖機が図られることになる（プレヒート）。
これにより、エンジン１の冷間始動時における始動性や始動後における燃焼特性が改善され、特に未燃物質の排出量を効果的に低減することが可能となる。
そして、エンジン始動後は、サーモスタット１４００は、以下のように動作することになる。
【０１１０】
（デフォルト（初期）状態：図４２）
図４２は、冷却水温度が低く、前記温度感知部１８１が初期位置にある状態を示しており、かかる初期状態においては、図４２に示したように、スプリングシート１８２、１８４Ａ、１８４Ｂが閉弁され、スプリングシート１８４Ｃが開弁された状態となっている。なお、逆止弁７５１は閉弁された状態となっている。
【０１１１】
従って、実施例３や実施例４と同様に、冷却水は、前記ヒータコア通路３００と前記バイパス通路４００とを介してウォータポンプ２に戻されることになる。
これにより、冷却水から外部へ持ち去られる熱量が低減され、エンジン１の暖機が促進されることになる。
【０１１２】
（第１開弁状態：図４３）
図４２の状態から、エンジン１の熱を受けて冷却水温が所定に上昇すると、実施例３や実施例４と同様、図４３に示したように、スプリングシート１８２、１８４Ａが閉弁され、スプリングシート１８４Ｂ、１８４Ｃが開弁された状態となっている。なお、逆止弁７５１は閉弁された状態となっている。
【０１１３】
従って、実施例３や実施例４と同様、ウォータポンプ２により給送される冷却水は、前記ヒータコア通路３００、前記バイパス通路４００、前記ＥＧＲクーラ通路５００を介してウォータポンプ２に戻されることになる。
これにより、ＥＧＲ通路５００に介装されているＥＧＲクーラ５によりＥＧＲガスの冷却を行うこと、或いはＥＧＲガス温度が低い場合には昇温させて低温時における燃焼改善を図ること、更にはある程度温まった冷却水を供給することで、ＥＧＲガス中の水分の結露等を防ぐことなどが可能となる。
【０１１４】
（第２開弁状態：図４４）
図４３から、エンジン１の熱を受けて冷却水温が所定に上昇すると、実施例３や実施例４と同様、図４４に示したように、スプリングシート１８２が閉弁され、スプリングシート１８４Ａ、１８４Ｂ、１８４Ｃが開弁されている状態となっている。なお、逆止弁７５１は閉弁された状態となっている。
【０１１５】
従って、実施例３や実施例４と同様、ウォータポンプ２により給送される冷却水は、前記ヒータコア通路３００、前記バイパス通路４００、前記ＥＧＲクーラ通路５００、前記オイルクーラ通路６００を介してウォータポンプ２に戻されることになる。
【０１１６】
このため、実施例３や実施例４と同様、オイルクーラ通路６００に介装されているオイルクーラ６により、エンジンオイルやトランスミッションオイル等の温度が低い場合には早期に昇温させて低フリクション化を実現すること、或いはエンジンオイルやトランスミッションオイル等の冷却を行うことなどが可能となる。
【０１１７】
（第３開弁状態：図４５）
図４４の状態から、エンジン１の熱を受けて冷却水温が更に上昇すると、実施例３や実施例４と同様、図４５に示すように、前記スプリングシート１８２が開弁された状態となると共に、前記スプリングシート１８４Ａ、１８４Ｂは開弁状態が維持され、その開弁量がロッド１８３が図４５中下方に移動した分だけ増大されている。
【０１１８】
また、スプリングシート１８４Ｃの開弁量（前記通路１４１の図４５中上端面（弁座）との距離）は、ロッド１８３が図４５中下方に移動した分だけ小さくなっている。
【０１１９】
これにより、実施例３や実施例４と同様、ウォータポンプ２により給送される冷却水は、前記ラジエータ通路２００、前記ヒータコア通路３００、前記バイパス通路４００、前記ＥＧＲクーラ通路５００、前記オイルクーラ通路６００を介してウォータポンプ２に戻されることになる。
【０１２０】
また、本実施例においては、通路５１０と、通路６１０と、を介してウォータポンプ２に戻される冷却水経路も形成されることになる。
【０１２１】
更に、本実施例では、図４５に示したように、サーモエレメント１８０の温度感知部１８１（例えばスプリングシート１８２）に略一体的に取り付けられたガイド部材７１０の形状に倣って、逆止弁７５１が、コイルスプリング７５３に抗して、図４５中右方向に移動され開弁されることになる。
【０１２２】
このように、逆止弁７５１が開弁されると、ハウジング部１０１内へ、逆止弁６５１の切欠７５２、蓄熱タンク通路接続部７５０、蓄熱タンク通路７００を介して冷却水が流入されるようになる。よって、蓄熱タンク通路７００に介装される蓄熱タンク７では、先に貯留されていた低温の冷却水を、新たに流入してくる比較的高温の冷却水によって入れ替えて貯留することができることになる。なお、逆止弁７５１の開弁のタイミングは、第３開弁状態（スプリングシート１８２の開弁）とは関係なく、任意に設定することができるものである。
【０１２３】
（温調状態：図４５）
実施例３や実施例４と同様に、上記の第３開弁状態により、前記スプリングシート１８２が開弁されると、冷却水の温度変化に応じてサーモエレメント１８０の温度感知部１８１内の熱膨張体が熱膨張或いは収縮してピストンロッド１８１ａが伸張或いは収縮されることによって、前記ラジエータ側接続部１２０延いては前記ラジエータ通路２００と前記ハウジング部１０１の内部との連通度合い（すなわち、前記スプリングシート１８２の開弁量）が調整され、以ってラジエータ３による冷却水からの放熱量が制御され、延いては冷却水の温度を所定の温度に制御することができることになる。
【０１２４】
更に、実施例３や実施例４と同様に、ピストンロッド１８１ａの伸張或いは収縮と連動するロッド１８３の動きに応じてスプリングシート１８４Ａ、１８４Ｂの開弁量が制御されるため、前記ＥＧＲクーラ通路５００、前記オイルクーラ通路６００へ流入する冷却水量が制御されることになるため、ＥＧＲクーラ５によるＥＧＲガスの温度状態やオイルクーラ６による冷却対象のオイルの温度状態を要求に応じて好適に維持することが可能となる。
【０１２５】
また、逆止弁７５１も開弁されているため、蓄熱タンク７への高温の冷却水への導入が継続され、高温の冷却水を蓄熱タンク７へ送ることで、次回始動時に備えてできるだけ高温の冷却水を蓄熱タンク７へ貯留させることが可能となっている。
【０１２６】
（バイパスバルブ閉弁状態：図４６）
上記の温調状態から、冷却水の温度が更に上昇してサーモエレメント１８０の温度感知部１８１内の熱膨張体が更に熱膨張してピストンロッド１８１ａが伸張されると、図４６に示すように、前記スプリングシート１８２、１８４Ａ、１８４Ｂ、逆止弁７５１の開弁状態を維持しつつ、スプリングシート１８４Ｃが図４６中下方に移動して、前記通路１４１を遮断した閉弁状態となる。
【０１２７】
これにより、実施例３や実施例４と同様に、ウォータポンプ２により給送される冷却水は、前記バイパス通路４００、前記ＥＧＲクーラ通路５００、前記オイルクーラ通路６００への流入が遮断され、前記ラジエータ通路２００、前記ヒータコア通路３００を介してウォータポンプ２に戻されることになる。
【０１２８】
このため、前記ラジエータ通路２００に介装されているラジエータ３を通過する冷却水流量を増加させることができるため、エンジン１の冷却水が所定以上に高温となるのを効果的に抑制することが可能となる。
【０１２９】
また、ラジエータ３を通過しない比較的高温の冷却水が前記ＥＧＲクーラ５や前記オイルクーラ６へ直接流れ込むことが停止されると共に、ラジエータ３を通過して冷却された冷却水を、ＥＧＲクーラ５やオイルクーラ６へ流通させることができるので、ＥＧＲガスや冷却対象のオイルをより一層効果的に冷却することができることになる。
【０１３０】
更に、本実施例では、逆止弁７５１が開弁されているため、蓄熱タンク７への高温の冷却水への導入が継続され、高温の冷却水を蓄熱タンク７へ送ることで、次回始動時に備えてできるだけ高温の冷却水を蓄熱タンク７へ貯留させることが可能となっている。
【０１３１】
ところで、本実施例のように、サーモスタット１３００をウォータポンプ２の吸込側（エンジン１の内部の冷却通路の入口側）に配設した場合においては、実施例３のようにサーモスタットをエンジン１の出口側に配設した場合の「熱交換器にラジエータ３を通過して冷却された冷却水を供給」するのに対して、熱交換器で加熱された冷却水をラジエータ３で冷却することになるため、熱交換器を通ってエンジン１に戻していた熱をラジエータ３で放熱できるといった利点がある。
【実施例６】
【０１３２】
実施例６を、図４７、図４８〜図５１に基づいて説明する。
本実施例に係るサーモスタット１５００には、図４７に破線で示したように、エンジンオイルをエンジン１に供給するオイルポンプ９により循環されるエンジンオイルを冷却するオイルクーラ６が介装されたエンジンオイル通路９００が接続されている。
なお、他の実施例と同様の要素については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１３３】
本実施例に係るサーモスタット１５００は、図４８に示すように、他の実施例において備えられているスプリングシート１８４Ａ、１８４Ｂが省略され、新たにスプリングシート１８４Ｄが備えられている。
【０１３４】
かかるスプリングシート１８４Ｄは、ロッド１８３の下端部に略一体的に取り付けられており、通路１４１の内壁に所定のシール性をもって摺動自在に嵌挿される円筒部１８４Ｄ１と、当該円筒部１８４Ｄ１の図４８中下端部に接続されて大径の通路１４３に所定のシール性をもって摺動自在に嵌挿される円盤状のスプリングシート部１８４Ｄ２と、を含んで構成されている。例えば、スプリングシート１８４Ｄ１の外周に配設されているリップ状のゴム（ラバー）部が通路１４１の内壁と円周方向に亘って当接して密封状態を維持しつつ摺動するようになっている。また、例えば、スプリングシート１８４Ｄ２の外周に配設されているリップ状のゴム（ラバー）部が通路１４３の内壁と円周方向に亘って当接して密封状態を維持しつつ摺動するようになっている。
【０１３５】
また、スプリングシート１８４Ｄの円筒部１８４Ｄ１の図４８中上端面には冷却水を流通させる開口部が設けられている。
【０１３６】
かかる構成を有するスプリングシート１８４Ｄは、ハウジング部１０１内における冷却水との混合を抑制しつつ、サーモスタット１５００のハウジング部１０１に配設されるエンジンオイル等が流れるエンジンオイル通路９００を開閉するための弁体として機能するもので、図４８に示すように、スプリングシート部１８４Ｄ２と、弁座部９０１と、が当接することで、図４８中右側と左側のエンジンオイル通路９００が遮断され、スプリングシート部１８４Ｄ２と、弁座部９０１と、が離間することで、図４８中右側と左側のエンジンオイル通路９００が連通されるようになっている。
【０１３７】
そして、かかる構成を有するサーモスタット１５００は、以下のように動作する。
（デフォルト（初期）状態：図４８）
図４８は、冷却水温度が低く、前記温度感知部１８１が初期位置にある状態を示しており、かかる初期状態においては、図４８に示したように、スプリングシート１８２、１８４Ｄが閉弁され、スプリングシート１８４Ｃが開弁された状態となっている。
【０１３８】
従って、冷却水は、前記ヒータコア通路３００と前記バイパス通路４００とを介してウォータポンプ２に戻されることになる。また、前記エンジンオイル通路９００は閉塞されており、前記オイルクーラ６へのエンジンオイルの流通は停止されている。
【０１３９】
このため、冷却水及びエンジンオイルからラジエータ３及びオイルクーラ６を介して外部へ持ち去られる熱量が低減され、エンジン１の暖機が促進されることになる。
【０１４０】
（第１開弁状態：図４９）
図４８の状態から、エンジン１の熱を受けて冷却水温が所定に上昇すると、図４９に示したように、スプリングシート１８２が閉弁され、スプリングシート１８４Ｄ、１８４Ｃが開弁された状態となっている。
【０１４１】
従って、ウォータポンプ２により給送される冷却水は、前記ヒータコア通路３００、前記バイパス通路４００を介してウォータポンプ２に戻され、エンジンオイルはエンジンオイル通路９００を流通することになる。
【０１４２】
これにより、エンジンオイル通路９００に介装されているオイルクーラ６によりエンジンオイルの冷却を行うことが可能となる。
【０１４３】
（第２開弁状態及び温調状態：図５０）
図４９から、エンジン１の熱を受けて冷却水温が所定に上昇すると、図５０に示したように、スプリングシート１８２が開弁され、スプリングシート１８４Ｄが更に開弁された状態となっている。なお、スプリングシート１８４Ｃも開弁されており、その開弁量は、第１開弁状態に較べて減少されている。
【０１４４】
従って、ウォータポンプ２により給送される冷却水は、前記ラジエータ通路２００、前記ヒータコア通路３００、前記バイパス通路４００を介してウォータポンプ２に戻され、エンジンオイルはエンジンオイル通路９００を流通することになる。
【０１４５】
これにより、前記ラジエータ通路２００に介装されているラジエータ３により、エンジン１の冷却水の冷却を行うことが可能となると共に、エンジンオイル通路９００に介装されているオイルクーラ６によりエンジンオイルの冷却を行うことが可能となる。
【０１４６】
（バイパスバルブ閉弁状態：図５１）
図５０の状態から、冷却水の温度が更に上昇してサーモエレメント１８０の温度感知部１８１内の熱膨張体が更に熱膨張してピストンロッド１８１ａが伸張されると、図５１に示すように、前記スプリングシート１８２、１８４Ｄの開弁状態を維持しつつ、スプリングシート１８４Ｃが図５１中下方に移動して、前記通路１４１を遮断した閉弁状態となる。
【０１４７】
これにより、ウォータポンプ２により給送される冷却水は、前記バイパス通路４００への流入が遮断され、前記ラジエータ通路２００、前記ヒータコア通路３００を介してウォータポンプ２に戻されることになる。
【０１４８】
このため、前記エンジンオイル通路９００に介装されているオイルクーラ６によりエンジンオイルを効率的に冷却しながら、前記ラジエータ通路２００に介装されているラジエータ３を通過する冷却水流量を増加させることができるため、エンジン１の冷却水が所定以上に高温となるのを抑制することが可能となる。
【実施例７】
【０１４９】
実施例７は、実施例６に対して、図５３に示すように、サーモスタット１５００をウォータポンプ２の吸込側（エンジン１の内部の冷却通路の入口側）に配設した場合の一例を示している。
【０１５０】
なお、サーモスタット１５００の動作については実施例６と同様であるので、ここでは詳細な説明は省略する。
【０１５１】
また、サーモスタット１５００内の冷却水の流れ方も、方向を考慮すれば、実施例６と同様と考えることができるので、ここでの詳細な説明は省略する。
【０１５２】
すなわち、本実施例のように、サーモスタット１５００をウォータポンプ２の吸込側（エンジン１の内部の冷却通路の入口側）に配設した場合においても、実施例６と同様の作用効果を奏することができるものである。
【０１５３】
以上説明したように、上記各実施例に係るサーモスタットによれば、複数の熱交換器を備えた内燃機関の冷却システムにおいて、小型軽量で簡単かつ安価な構成でありながら、内燃機関の暖機性能を向上させると共に、各熱交換器への冷却水の流通を要求に応じて適宜に制御することができる。
【０１５４】
ところで、上述した各実施例においては、薄板状のスプリングシートに弁体としての機能を持たせる構成とし、また弁体の周囲にシール性を持たせる場合にはゴム状のリップ部などによりシール性を持たせる構成としたので、特許文献１に記載のような従来の移動方向に長く伸びたスライドバルブを利用して流路を切り換える構成のように、移動方向に長いスライドバルブ（ピストン）の外周とスライドバルブを収容するシリンダ間のクリアランスを小さくしてシール性を持たせる必要があるものに比べて、簡単かつ安価な構成かつ品質管理も容易にしながらシール性の問題や異物等の混入による性能低下や固着などの問題を発生し難くすることができるといった利点がある。
【０１５５】
更に、上述した各実施例においては、薄板状のスプリングシートに弁体としての機能を持たせ弾性スプリングにより閉弁付勢する構成としたので、該弁体の前後差圧が所定以上となったときに、当該弁体が開弁されるようにその付勢力を設定することで圧力のリリーフ機能を持たせることが可能であり、これにより過大圧力による熱交換器の破損や連結ホース抜け、更には所謂キャビテーションの発生などを抑制することが可能であり、特許文献１に記載のような所謂スライドバルブを利用したものに比べて、簡単かつ安価な構成でリリーフ機能を持たせて装置の高信頼性化を図ることができるものである。
【０１５６】
なお、上述した各実施例において、ＥＧＲクーラ通路５００、オイルクーラ通路６００の配置を入れ替えた配置とすることができると共に、要求に応じて別の通路（例えば、トルクコンバータやトルクコンバータオイルを冷却するための熱交換器に供給される冷却水の通路、給気を冷却するためのインタークーラに供給される冷却水の通路など）に置き換えることも可能である。
【０１５７】
また、各実施例では、ヒータコア４とヒータコア通路４００とが接続される場合について説明したが、ヒータシステムについては独立の制御システムにより制御可能であり、従って、ヒータコア４とヒータコア通路４００とが接続されない場合についても、本発明は適用可能である。
【０１５８】
更に、上述した各実施例では、熱応動素子であるサーモエレメント１８０のワックス等の熱膨張体を内封した温度感知部１８１を、ハウジング部１０１（所定領域）内の冷却水の温度を感知する位置に配設して説明したが、これに限定されるものではなく、所望の制御したい冷却水の温度を感知することができるように、サーモエレメント１８０のワックス等の熱膨張体を内封した温度感知部１８１を、前記ハウジング部１０１（所定領域）内とは異なる部位に配設するような構成とすることもできる。
【０１５９】
なお、本発明は上述した各実施例で説明した構造には限定されず、サーモスタット（熱応動弁）装置１００、６００〜９００を構成する各部の形状、構造等を適宜変形、変更し得ることはいうまでもない。
【０１６０】
また、熱応動弁のアクチュエータとしては、上述した各実施例で説明した温度を感知して膨張収縮するワックス等の熱膨張体を内封したサーモエレメントに限らず、バイメタルや形状記憶合金といった温度に応じて変形する部材などを用いたものも採用可能である。
【０１６１】
また、上述した各実施例に係る各サーモスタットは、エンジン冷却水回路においてエンジン１の入口側に配設しても、出口側に配設してもよいものである
【０１６２】
更に、本発明に係るサーモスタット（熱応動弁）装置は、内燃機関の冷却システムに適用される場合に限定されるものではなく、冷媒の分配を必要とする車両、機器等、燃料電池自動車の冷却装置、その他暖機を必要とする冷却装置、液体ライン等にも適用可能である。
【０１６３】
以上で説明した一実施の形態は、本発明を説明するための例示に過ぎず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々変更を加え得ることは可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１６４】
【図１】本発明の実施例１に係る冷却系システム（バイパス循環状態）（サーモスタットエンジン出口側配置）の一例を概略的に示す全体構成図である。
【図２】実施例１のサーモスタットの第１開弁状態及び第２開弁状態における冷却系システムの冷却水の流れを示す図である。
【図３】実施例１のサーモスタットの第３開弁状態における冷却系システムの冷却水の流れを示す図である。
【図４】実施例１のサーモスタットのバイパスバルブ閉弁状態における冷却系システムの冷却水の流れを示す図である。
【図５】実施例１のサーモスタットのデフォルト（バイパス循環）状態における作動状態を説明する断面図である。
【図６】実施例１のサーモスタットの第１開弁状態における作動状態を説明する断面図である。
【図７】実施例１のサーモスタットの第２開弁状態における作動状態を説明する断面図である。
【図８】実施例１のサーモスタットの第３開弁状態における作動状態を説明する断面図である。
【図９】実施例１のサーモスタットのバイパスバルブ閉弁状態における作動状態を説明する断面図である。
【図１０】実施例１のサーモスタットのデフォルト状態におけるメインバルブ（スプリングシート１８２）の様子を示す部分拡大断面図である。
【図１１】実施例１のサーモスタットの第１開弁状態におけるメインバルブ（スプリングシート１８２）の様子を示す部分拡大断面図である。
【図１２】実施例１のサーモスタットの第２開弁状態におけるメインバルブ（スプリングシート１８２）の様子を示す部分拡大断面図である。
【図１３】実施例１のサーモスタットの第３開弁状態におけるメインバルブ（スプリングシート１８２）の様子を示す部分拡大断面図である。
【図１４】実施例１のサーモスタットのバイパスバルブ閉弁状態におけるメインバルブ（スプリングシート１８２）の様子を示す部分拡大断面図である。
【図１５】実施例１のサーモスタットの一部断面を示す斜視図である。
【図１６】本発明の実施例２に係る冷却系システム（バイパス循環状態）（サーモスタットエンジン入口側配置）の一例を概略的に示す全体構成図である。
【図１７】実施例２のサーモスタットの第１開弁状態及び第２開弁状態における冷却系システムの冷却水の流れを示す図である。
【図１８】実施例２のサーモスタットの第３開弁状態における冷却系システムの冷却水の流れを示す図である。
【図１９】実施例２のサーモスタットのバイパスバルブ閉弁状態における冷却系システムの冷却水の流れを示す図である。
【図２０】本発明で利用可能なサーモスタットの他の構成例のデフォルト（バイパス循環）状態における作動状態を説明する断面図である。
【図２１】同上サーモスタットの第１開弁状態における作動状態を説明する断面図である。
【図２２】同上サーモスタットの第２開弁状態における作動状態を説明する断面図である。
【図２３】同上サーモスタットの第３開弁状態における作動状態を説明する断面図である。
【図２４】同上サーモスタットのバイパスバルブ閉弁状態における作動状態を説明する断面図である。
【図２５】本発明の実施例３に係る冷却系システム（バイパス循環状態）（サーモスタットエンジン出口側配置）の一例を概略的に示す全体構成図である。
【図２６】実施例３のサーモスタットの第１開弁状態及び第２開弁状態における冷却系システムの冷却水の流れを示す図である。
【図２７】実施例３のサーモスタットの第３開弁状態における冷却系システムの冷却水の流れを示す図である。
【図２８】実施例３のサーモスタットのバイパスバルブ閉弁状態における冷却系システムの冷却水の流れを示す図である。
【図２９】実施例３のサーモスタットのデフォルト（バイパス循環）状態における作動状態を説明する断面図である。
【図３０】実施例３のサーモスタットの第１開弁状態における作動状態を説明する断面図である。
【図３１】実施例３のサーモスタットの第２開弁状態における作動状態を説明する断面図である。
【図３２】実施例３のサーモスタットの第３開弁状態における作動状態を説明する断面図である。
【図３３】実施例３のサーモスタットのバイパスバルブ閉弁状態における作動状態を説明する断面図である。
【図３４】実施例３のサーモスタットの一部断面を示す斜視図である。
【図３５】実施例３における、冷却水温度に対する、上記各状態と、ＥＧＲクーラ５を通過する「ラジエータ３からの冷却水の流量」と「サーモスタット１３００からの冷却水の流量」との関係を示す図である。
【図３６】実施例３における、冷却水温度に対する、上記各状態と、オイルクーラ６を通過する「ラジエータ３からの冷却水の流量」と「サーモスタット１３００からの冷却水の流量」との関係を示す図である。
【図３７】本発明の実施例４に係る冷却系システム（バイパス循環状態）（サーモスタットエンジン入口側配置）の一例を概略的に示す全体構成図である。
【図３８】実施例４のサーモスタットの第１開弁状態及び第２開弁状態における冷却系システムの冷却水の流れを示す図である。
【図３９】実施例４のサーモスタットの第３開弁状態における冷却系システムの冷却水の流れを示す図である。
【図４０】実施例４のサーモスタットのバイパスバルブ閉弁状態における冷却系システムの冷却水の流れを示す図である。
【図４１】本発明の実施例５に係る冷却系システム（サーモスタットエンジン入口側配置）の一例を概略的に示す全体構成図である。
【図４２】実施例５のサーモスタットのデフォルト（バイパス循環）状態における作動状態を説明する断面図である。
【図４３】実施例５のサーモスタットの第１開弁状態における作動状態を説明する断面図である。
【図４４】実施例５のサーモスタットの第２開弁状態における作動状態を説明する断面図である。
【図４５】実施例５のサーモスタットの第３開弁状態における作動状態を説明する断面図である。
【図４６】実施例５のサーモスタットのバイパスバルブ閉弁状態における作動状態を説明する断面図である。
【図４７】本発明の実施例６に係る冷却系システム（サーモスタットエンジン出口側配置）の一例を概略的に示す全体構成図である。
【図４８】実施例６のサーモスタットのデフォルト（バイパス循環）状態における作動状態を説明する断面図である。
【図４９】実施例６のサーモスタットの第１開弁状態における作動状態を説明する断面図である。
【図５０】実施例６のサーモスタットの第２開弁状態における作動状態を説明する断面図である。
【図５１】実施例６のサーモスタットのバイパスバルブ閉弁状態における作動状態を説明する断面図である。
【図５２】実施例６のサーモスタットの一部断面を示す斜視図である。
【図５３】実施例６のサーモスタットをエンジン出口側に配置した場合の冷却系システムを概略的に示す全体構成図である。
【図５４】従来の内燃機関等の冷却システムの一例を示す図である。
【図５５】従来の熱循環通路切換装置（スライドバルブ）の一例を示す図である。
【符号の説明】
【０１６５】
１ エンジン（燃焼装置に相当）
２ ウォータポンプ
３ ラジエータ
４ ヒータコア
５ ＥＧＲクーラ
６ オイルクーラ
１００ サーモスタット（熱応動弁装置）
１８０ サーモエレメント
１８１ 温度感知部
１８２ スプリングシート（弁体）
１８４Ａ スプリングシート（弁体）
１８４Ｂ スプリングシート（弁体）
１８４Ｃ スプリングシート（弁体）
２００ ラジエータ通路
３００ ヒータコア通路
４００ バイパス通路
５００ ＥＧＲクーラ通路
６００ オイルクーラ通路
１２００ サーモスタット（熱応動弁装置）
１３００ サーモスタット（熱応動弁装置）
１４００ サーモスタット（熱応動弁装置）
１５００ サーモスタット（熱応動弁装置）
Ａ 開弁温度調整代
Ｘ 開弁温度調整代
Ｙ 開弁温度調整代
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱応動弁装置に関する。例えば、冷却システムを備えた内燃機関等の燃焼装置の冷媒である冷却水の循環系に適用できる熱応動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の冷却システムとして、例えば、特許文献１には、ラジエータ、ＡＴＦ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ）クーラ、オイルクーラ、インタークーラ、ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）クーラなどの複数の熱交換器が介装された内燃機関等の冷却システムにおいて、暖機優先順位の高い熱交換器から順に冷却水を循環させるように冷却水の循環経路を切り換えるように構成したものが記載されている。
【０００３】
このものは、複数のサーモスタットＳ１〜Ｓ３を用いて、冷却水の循環経路を切り換えることにより、暖機優先順位の高い熱交換器から順に冷却水を循環させるように構成されている。
【０００４】
また、図５４、図５５に示したように、導入側連通孔５６ａが開口されたピストン５６をサーモワックス５７ａの膨張・収縮を利用して軸線方向に移動させ、当該移動に応じて前記導入側連通孔５６ａと連通する循環経路が切り換えられる熱循環通路切換装置５を含んで構成し、これにより、暖機優先順位の高い熱交換器から順に冷却水を循環させるように構成したものが記載されている。
【特許文献１】特開２００７−１９８２０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のものは、複数のサーモスタットが必要であり、構成が複雑化すると共にシステムが大型化して重量が嵩むと共に、コスト面や搭載レイアウト面などで不利となるといった惧れがある。
【０００６】
また、図５４、図５５に示したような循環通路切換装置５においては、導入側連通孔５６ａが開口されたピストン５６を軸線方向に移動させる所謂スライドバルブが採用され、その移動に応じて軸線方向に並んで配設された循環経路の連通状態を切り換えるものであるため、熱循環通路切換装置５が軸線方向に長くなりシステムが大型化して重量が嵩むと共に、コスト面や搭載レイアウト面などで不利となるといった惧れがある。
【０００７】
更に、所謂スライドバルブをこのような冷却システムの循環通路切換装置に用いる場合には、シール性の問題や異物等の混入による性能低下や固着などについての配慮が必要になるが、かかる配慮がなく、実用上採用し難いといった問題がある。
【０００８】
加えて、冷却システムにおいては、循環通路切換装置にリリーフ機能を持たせて過大圧力による熱交換器の破損や連結ホース抜けなどを抑制することが求められるが、特許文献１に記載のような所謂スライドバルブにこのようなリリーフ機能を持たせることは構成が複雑化するなど実用上採用し難いといった問題がある。
【０００９】
また、特許文献１に記載の各システムは、システムの構成上、逆止弁１２、１３が必要になるため、システムが複雑化・大型化して重量が嵩むと共に、コスト面や搭載レイアウト面などで不利となるといった惧れがある。
【００１０】
更に、特許文献１に記載の各システムは、暖機性能に主眼を置いているため、高負荷時、高水温時などにおいては、熱交換器で回収された熱は放熱されることなくエンジン内部へ進入することになるため、エンジンの熱負荷が大きくなるといった惧れがある。
【００１１】
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、複数の熱交換器を備えた内燃機関の冷却システムにおいて、小型軽量で簡単かつ安価な構成でありながら、内燃機関の暖機性能を向上させると共に、各熱交換器への冷却水の流通を要求に応じて適宜に制御することができる熱応動弁装置を提供することを目的とする。また、当該熱応動弁装置を備えた冷却システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このため、本発明に係る熱応動弁装置は、
周囲の流体温度に応じて熱応動する共通の熱応動素子により駆動され、前記周囲の流体温度に応じて所定領域と複数の流体通路のそれぞれとの連通度合いを制御する前記複数の流体通路に対応して設けられる複数の弁体であって、そのうち１つがラジエータと所定領域との連通度合いを制御する主弁体を含む複数の弁体を備えた熱応動弁装置であって、
前記主弁体以外の複数の弁体の何れか１つが、前記所定領域と、対応する流体通路と、の連通度合いの制御を開始してから、前記主弁体の連通度合いの制御が開始されるまでを遅延させる遅延機構が備えられたことを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る熱応動弁装置において、前記所定領域と、対応する流体通路と、の連通度合いの制御の開始が、要求される前記流体温度に応じて、前記複数の弁体毎に設定されることを特徴とすることができる。
【００１４】
本発明に係る熱応動弁装置において、前記遅延機構は、前記主弁体に前記共通の熱応動素子の熱応動動作が伝達されるまでの遅延量に基づいて遅延させることを特徴とすることができる。
【００１５】
本発明に係る熱応動弁装置において、前記遅延機構は、前記共通の熱応動素子の熱応動動作に従って前記主弁体が移動して当該主弁体が開弁されるまでの移動量に基づいて遅延させることを特徴とすることができる。
【００１６】
本発明に係る熱応動弁装置において、前記複数の流体通路から独立した流体通路と、当該流体通路を開閉する弁体と、が備えられ、当該弁体が前記共通の熱応動素子により駆動されることを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、複数の熱交換器を備えた内燃機関の冷却システムにおいて、小型軽量で簡単かつ安価な構成でありながら、内燃機関の暖機性能を向上させると共に、各熱交換器への冷却水の流通を要求に応じて適宜に制御することができる熱応動弁装置を提供することを目的とする。また、当該熱応動弁装置を備えた冷却システムを提供することを目的とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明に係る熱応動弁装置の実施例を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施例により、本発明が限定されるものではない。
また、以下で説明する実施例に係る熱応動弁装置が制御の対象とする流体は、冷却水等の冷媒に限定されるものではないと共に、非圧縮性流体、圧縮性流体のいずれにも適用可能であり、水道水、純水等の液体は勿論、気体にも適用可能である。
【実施例１】
【００１９】
本発明の実施例１に係るサーモスタット（熱応動弁装置）１００は、図１に示すように、例えば自動車等に搭載される或いは定置式のエンジン１などに採用される（ガソリン、軽油、アルコール等の他、種々の雑燃料を燃料とする内燃機関や外燃機関などの熱機関の他、動力等を取り出さない燃焼装置の冷却回路や燃料電池のセル冷却回路などの冷却システムにも本発明は適用可能である）。
【００２０】
図１に示したように、エンジン１にはクランク軸等により駆動されるメカニカル駆動のウォータポンプ２がエンジン１の内部の冷却通路（図示せず）の入口側に接続され、エンジン１の内部の冷却通路の出口側には、サーモスタット１００が配設され、当該サーモスタット１００には、エンジン１の冷却水の放熱用の熱交換器であるラジエータ３が介装されウォータポンプ２に接続されるラジエータ通路２００が接続されると共に、ヒータシステム用の熱交換器であるヒータコア４が介装されウォータポンプ２に接続されるヒータコア通路３００が接続されている。
【００２１】
また、サーモスタット１００には、前記ラジエータ３をバイパスしウォータポンプ２に接続されるバイパス通路４００が接続されると共に、ＥＧＲガスの冷却用の熱交換器であるＥＧＲクーラ５が介装されウォータポンプ２に接続されるＥＧＲクーラ通路５００、エンジンオイルやトランスミッションオイル等の冷却用の熱交換器であるオイルクーラ６が介装されウォータポンプ２に接続されるオイルクーラ通路６００が接続されている。
【００２２】
ここで、本実施例に係るサーモスタット１００は、例えば図５に示すように、内部にサーモエレメント１８０（熱応動素子）の温度感知部１８１側を収容するハウジング部１０１を備えて構成されている。また、サーモエレメント１８０のピストンロッド１８１ａを支持する支持部１０２と、前記ラジエータ通路２００が接続されるラジエータ側接続部１２０と、が備えられている。
【００２３】
前記ハウジング部１０１には、ウォータポンプ２の出口側（すなわち、エンジン１の内部の冷却通路の出口側）に接続されるエンジン側接続部１１０と、前記ヒータコア通路３００に接続されるヒータコア通路接続部１３０と、前記ＥＧＲクーラ通路５００に接続されるＥＧＲクーラ通路接続部１５０と、前記オイルクーラ通路６００に接続されるオイルクーラ通路接続部１６０と、が設けられている。
【００２４】
なお、前記ハウジング部１０１の図５中下方には、前記温度感知部１８１の延在部であるロッド１８３の下方部分を収容するハウジング部１０４が配設され、当該ハウジング部１０４には前記バイパス通路４００に接続されるバイパス通路接続部１４０が設けられている。
【００２５】
ここで、サーモエレメント１８０は、ハウジング部１０１内の冷却水の温度を感知して膨張収縮するワックス等の熱膨張体を内封した温度感知部１８１を備え、この温度感知部１８１から、当該温度感知部１８１内部の熱膨張体の熱膨張収縮に応じて図５中上下方向に沿って伸縮するピストンロッド１８１ａが突出している。
【００２６】
このピストンロッド１８１ａの一端（図５中上端）部は前記支持部１０２に支持されており、他端側は前記温度感知部１８１に収容されている。
【００２７】
前記温度感知部１８１には、ピストンロッド１８１ａ側に当該温度感知部１８１と略一体的にスプリングシート１８２が取り付けられており、当該スプリングシート１８２は前記ラジエータ側接続部１２０側と前記ハウジング部１０１の内部とを連通或いは遮断する弁としての機能を奏することが可能な弁形状を有して構成されている。なお、当該スプリングシート１８２が、本発明に係る主弁体に相当する。
【００２８】
また、前記ハウジング部１０１（前記支持部１０２）と略一体的なスプリングサポート部１０３が前記スプリングシート１８２に対向して前記ハウジング部１０１に設けられており、スプリングサポート部１０３と前記スプリングシート１８２との間には、前記スプリングシート１８２を閉弁側（図５上方）に付勢するコイルスプリング１８５が配設されている。なお、スプリングサポート部１０３の中心部分には通路１４１が設けられ、当該通路１４１には前記温度感知部１８１の延在部であるロッド１８３が挿通されるようになっている。
【００２９】
このように、本実施例では、前記温度感知部１８１の下端部には、図５中下側にロッド１８３が延在しており、このロッド１８３はその最上部で最も大径のロッド１８３Ａと、その中間部で中間の径を有するロッド１８３Ｂと、その最下部で最も小径のロッド１８３Ｃと、により構成されている。
【００３０】
また、ロッド１８３Ｃの下端部にはスプリングシート１８４Ｃが取り付けられている。このスプリングシート１８４Ｃは、ロッド１８３Ｃに対して摺動自在に嵌挿され、例えば、ロッド１８３Ｃの下端部に配設されたスナップリング等の位置規制部材１８９を介して下方への移動を規制されつつ、当該位置規制部材１８９に対してスプリング１８７により付勢されている。
【００３１】
前記スプリングシート１８４Ｃは、前記バイパス通路接続部１４０と前記ハウジング部１０１、１０４の内部とを連通或いは遮断する弁としての機能を奏することが可能な弁形状を有して構成されている。
【００３２】
そして、前記スプリングシート１８４Ｃと、前記ロッド１８３Ｂと前記ロッド１８３Ｃとの間の段部に突き当て可能に構成されるスプリングシート１８４Ｂと、の間には、前記コイルスプリング１８７が配設されており、これによりスプリングシート１８４Ｃは前記ロッド１８３の下端部側の位置規制部材１８９に対して付勢される一方で、スプリングシート１８４Ｂが閉弁方向に付勢されることになる。
【００３３】
また、前記スプリングシート１８４Ｂと、前記ロッド１８３Ａと前記ロッド１８３Ｂとの間の段部に突き当て可能に構成されるスプリングシート１８４Ａと、の間には、コイルスプリング１８６が配設されており、これによりスプリングシート１８４Ａは前記ロッド１８３Ａと前記ロッド１８３Ｂとの間の段部方向に付勢されることになる。なお、図５の状態においては、当該段部に突き当たる前の状態で、通路１４１の周囲に設けられているオイルクーラ通路接続部１６０の開口部に着座して閉塞した状態となっている。
【００３４】
そして、前記スプリングシート１８４Ａの中央部には対応するロッド１８３Ｂを摺動自在に嵌挿可能な開口部が設けられていると共に、その周囲に冷却水を流通させるための開口部が設けられ、更にその外周側は前記オイルクーラ通路接続部１６０を閉塞するための弁体として機能するように構成されている。
【００３５】
また、前記スプリングシート１８４Ｂの中央部には対応するロッド１８３Ｃを摺動自在に嵌挿可能な開口部が設けられていると共に、その周囲に冷却水を流通させるための開口部が設けられ、更にその外周側は前記ＥＧＲクーラ通路接続部１５０を閉塞するための弁体として機能するように構成されている。
【００３６】
なお、スプリング１８８は、前記ハウジング部１０４と前記スプリングシート１８４Ｂとの間に配設され、図５中上方にスプリングシート１８４Ｂを押し上げることで、スプリングシート１８４Ｂを前記ＥＧＲクーラ通路接続部１５０の開口部に着座させて閉塞させるように付勢するものである。
【００３７】
上述したような構成を備えた本実施例に係るサーモスタット１００の動作について、以下で説明する。
なお、前記ハウジング部１０１の内部が本発明に係る所定領域に相当し、前記ラジエータ通路２００、前記ヒータコア通路３００、前記バイパス通路４００、前記ＥＧＲクーラ通路５００、前記オイルクーラ通路６００などが本発明に係る流体通路の一例に相当し、弁体として機能する前記スプリングシート１８２、１８４Ａ〜１８４Ｃが本発明に係る複数の弁体に相当する。
【００３８】
（デフォルト（初期：バイパス循環）状態：図１、図５）
図１及び図５は、冷却水温度が低く温度感知部１８１が初期位置にある状態を示しており、かかる初期状態においては、図５に示したように、スプリングシート（弁体）１８２、１８４Ａ、１８４Ｂが閉弁され、スプリングシート（弁体）１８４Ｃが開弁している状態となっている。
【００３９】
従って、ウォータポンプ２により給送される冷却水は、エンジン１の内部の冷却通路の出口側に接続されるエンジン側接続部１１０からサーモスタット１００のハウジング１０１内に導かれ、図５に示すようにサーモスタット１００内を流れ、図１に示したように、前記ヒータコア通路３００と前記バイパス通路４００とを介してウォータポンプ２に戻されることになる。
これにより、冷却水から外部へ持ち去られる熱量が低減され、エンジン１の暖機が促進されることになる。
【００４０】
（第１開弁状態：図２（実線矢印）、図６）
図１及び図５の状態から、エンジン１の熱を受けて冷却水温が所定に上昇すると、サーモエレメント１８０の温度感知部１８１内の熱膨張体が熱膨張してピストンロッド１８１ａを伸張させるため、図６に示すように、前記スプリングシート１８２は、前記コイルスプリング１８５の付勢力に抗して図６中下方に移動される。
【００４１】
しかしながら、かかる第１開弁状態においては、スプリングシート１８２が図６中下方に移動しても、図１１に示すように、前記ラジエータ側接続部１２０延いては前記ラジエータ通路２００と前記ハウジング部１０１の内部との連通は遮断された状態が維持されるように構成されている。これにより、エンジン１の暖機促進に寄与することができる。
【００４２】
すなわち、スプリングシート１８２は、図１０〜図１４に示すように、サーモエレメント１８０の温度感知部１８１内の熱膨張体が熱膨張してピストンロッド１８１ａが伸張するに従って各図中下方に移動するが、その移動量が所定の開弁温度調整代Ａ（本発明に係る遅延量に相当する）を越えた状態（図１３、図１４がかかる状態に相当する）になるまでは、前記ラジエータ側接続部１２０延いては前記ラジエータ通路２００と前記ハウジング部１０１の内部との連通を遮断した状態が維持される構成となっている。例えば、スプリングシート１８２に配設されているリップ状のゴム（ラバー）部がハウジング部１０１の内壁と円周方向に亘って当接して密封状態を維持するようになっている。
ここで、サーモエレメント１８０の熱応動動作が開始しても、所定の開弁温度調整代Ａ（本発明に係る遅延量に相当する）により、前記ラジエータ側接続部１２０延いては前記ラジエータ通路２００と前記ハウジング部１０１の内部との連通を遮断した状態を維持する構成が、本発明に係る遅延機構に相当する。
【００４３】
この一方で、図６に示したように、前記温度感知部１８１と一体のロッド１８３も図６中下方に移動されるが、これに伴いスプリングシート１８４Ｂがロッド１８３Ｂによって図６中下方に押し下げられて開弁された状態となる。
【００４４】
なお、スプリングシート１８４Ａは、ロッド１８３Ａと当接して開弁されるものであるが、図５や図１５に示した開弁温度調整代Ｘの存在により、前記スプリングシート１８４Ｂの開弁温度より所定温度だけ高温で開弁されるように調整されており、従ってロッド１８３（ロッド１８３Ａ）が図６中下方に移動しても当該スプリングシート１８４Ａは開弁せず、前記オイルクーラ側接続部１６０延いては前記オイルクーラ通路６００と前記ハウジング部１０１の内部との連通は遮断された状態が維持されるように構成されている。
【００４５】
ところで、スプリングシート１８４Ｃの開弁量（前記バイパス通路接続部１４０の図６中上端面（弁座）との距離）は、ロッド１８３が図６中下方に移動した分だけ小さくなっている。
【００４６】
これにより、図６に示すように、ウォータポンプ２により給送される冷却水は、前記ＥＧＲクーラ通路接続部１５０延いては前記ＥＧＲクーラ通路５００に流入することになり、図２の実線矢印で示すように、前記ヒータコア通路３００、前記バイパス通路４００、前記ＥＧＲクーラ通路５００を介してウォータポンプ２に戻されることになる。
【００４７】
従って、ＥＧＲ通路５００に介装されているＥＧＲクーラ５によりＥＧＲガスの冷却を行うこと、或いはＥＧＲガス温度が低い場合には昇温させて低温時における燃焼改善を図ること、更にはある程度温まった冷却水を供給することで、ＥＧＲガス中の水分の結露等を防ぐことなどが可能となる。
【００４８】
（第２開弁状態：図２（実線矢印＋破線矢印）、図７）
図２（実線矢印）及び図６の状態から、エンジン１の熱を受けて冷却水温が更に上昇すると、サーモエレメント１８０の温度感知部１８１内の熱膨張体が更に熱膨張してピストンロッド１８１ａを伸張させるため、図７に示すように、前記スプリングシート１８２は、前記コイルスプリング１８５の付勢力に抗して図７中下方に移動される。
【００４９】
しかしながら、かかる第２開弁状態においても、上述のように前記スプリングシート１８２が図７中下方に移動しても、図１２に示したように、前記ラジエータ側接続部１２０延いては前記ラジエータ通路２００と前記ハウジング部１０１の内部との連通は遮断された状態が維持されるように構成されている。
【００５０】
この一方で、図７に示したように、前記温度感知部１８１と一体のロッド１８３も図７中下方に移動されるが、これに伴い前記開弁温度調整代Ｘ分が消失して、スプリングシート１８４Ａがロッド１８３Ａによって図７中下方に押し下げられて開弁された状態となる。
【００５１】
なお、スプリングシート１８４Ｂは、開弁状態が維持され、その開弁量（前記ＥＧＲクーラ通路接続部１５０の図７中下端面（弁座）との距離）がロッド１８３が図７中下方に移動した分だけ増大されている。
【００５２】
また、スプリングシート１８４Ｃの開弁量（前記バイパス通路接続部１４０の図７中上端面（弁座）との距離）は、ロッド１８３が図７中下方に移動した分だけ小さくなっている。
【００５３】
これにより、図７に示すように、ウォータポンプ２により給送される冷却水は、前記オイルクーラ通路接続部１６０延いては前記オイルクーラ通路６００にも流入することになり、図２の実線矢印及び破線矢印で示すように、前記ヒータコア通路３００、前記バイパス通路４００、前記ＥＧＲクーラ通路５００、前記オイルクーラ通路６００を介してウォータポンプ２に戻されることになる。
【００５４】
このため、オイルクーラ通路６００に介装されているオイルクーラ６により、例えば、エンジンオイルやトランスミッションオイル等の温度が低い場合には早期に昇温させて低フリクション化を実現すること、或いはエンジンオイルやトランスミッションオイル等の冷却を行うことなどが可能となる。
【００５５】
（第３開弁状態：図３、図８）
図２（実線矢印＋破線矢印）及び図７の状態から、エンジン１の熱を受けて冷却水温が更に上昇すると、サーモエレメント１８０の温度感知部１８１内の熱膨張体が更に熱膨張してピストンロッド１８１ａを伸張させるため、図８に示すように、前記スプリングシート１８２は、前記コイルスプリング１８５の付勢力に抗して図８中下方に移動されて開弁し、図１３に示したように、前記ラジエータ側接続部１２０延いては前記ラジエータ通路２００と前記ハウジング部１０１の内部とが連通された状態となる。
【００５６】
また、前記スプリングシート１８４Ａ、１８４Ｂは、開弁状態が維持され、その開弁量がロッド１８３が図８中下方に移動した分だけ増大されている。
【００５７】
また、スプリングシート１８４Ｃの開弁量（前記バイパス通路接続部１４０の図８中上端面（弁座）との距離）は、ロッド１８３が図８中下方に移動した分だけ小さくなっている。
【００５８】
これにより、図８に示すように、ウォータポンプ２により給送される冷却水は、前記ラジエータ側接続部１２０延いては前記ラジエータ通路２００にも流入することになり、図３に示すように、前記ラジエータ通路２００、前記ヒータコア通路３００、前記バイパス通路４００、前記ＥＧＲクーラ通路５００、前記オイルクーラ通路６００を介してウォータポンプ２に戻されることになる。
【００５９】
このため、前記ラジエータ通路２００に介装されているラジエータ３により、エンジン１の冷却水の冷却を行うことが可能となる。
【００６０】
（温調状態：図３、図８）
上記の第３開弁状態により、前記スプリングシート１８２が開弁されると、冷却水の温度変化に応じてサーモエレメント１８０の温度感知部１８１内の熱膨張体が熱膨張或いは収縮してピストンロッド１８１ａが伸張或いは収縮されることによって、前記ラジエータ側接続部１２０延いては前記ラジエータ通路２００と前記ハウジング部１０１の内部との連通度合い（すなわち、前記スプリングシート１８２の開弁量）が調整され、以ってラジエータ３による冷却水からの放熱量が制御され、延いては冷却水の温度を所定の温度に制御することができることになる。
【００６１】
更に、ピストンロッド１８１ａの伸張或いは収縮と連動するロッド１８３の動きに応じてスプリングシート１８４Ａ、１８４Ｂの開弁量が制御されるため、前記ＥＧＲクーラ通路５００、前記オイルクーラ通路６００へ流入する冷却水量が制御されることになるため、ＥＧＲクーラ５によるＥＧＲガスの温度状態やオイルクーラ６によるエンジンオイルやトランスミッションオイル等の温度状態を要求に応じて好適に維持することが可能となる。
【００６２】
（バイパスバルブ閉弁状態：図４、図９）
上記の温調状態から、冷却水の温度が更に上昇してサーモエレメント１８０の温度感知部１８１内の熱膨張体が更に熱膨張してピストンロッド１８１ａが伸張されると、図９に示すように、前記スプリングシート１８２（図１４参照）、１８４Ａ、１８４Ｂの開弁状態を維持しつつ、ロッド１８３Ｃに取り付けられているスプリングシート１８４Ｃが図９中下方に移動して、前記バイパス通路側接続部１４０延いては前記バイパス通路４００と前記ハウジング部１０１の内部との連通を遮断した閉弁状態となる。
【００６３】
すなわち、スプリングシート１８４Ｃが閉弁に近づくに連れてバイパス通路４００へ流入する冷却水を徐々に減量し、前記ラジエータ通路２００へ流入する冷却水を増加させるように機能し、閉弁後は、図４に示したように、ウォータポンプ２により給送される冷却水は、前記バイパス通路側接続部１４０延いては前記バイパス通路４００への流入が遮断され、前記ラジエータ通路２００、前記ヒータコア通路３００、前記ＥＧＲクーラ通路５００、前記オイルクーラ通路６００を介してウォータポンプ２に戻されることになる。
【００６４】
このため、前記ラジエータ通路２００に介装されているラジエータ３を通過する冷却水流量を増加させることができるため、エンジン１の冷却水が所定以上に高温となることなどを効果的に抑制することが可能となる。
【実施例２】
【００６５】
実施例２は、実施例１に対して、図１６〜図１９に示すように、サーモスタット１００をウォータポンプ２の吸込側（エンジン１の内部の冷却通路の入口側）に配設した場合の一例を示している。
【００６６】
なお、サーモスタット１００の動作については実施例１と同様であるので、ここでは詳細な説明は省略する。但し、実施例１に対して、実施例２においては、スプリング１８８は、前記ハウジング部１０４と前記スプリングシート１８４Ｂとの間に配設され、図５中上方にスプリングシート１８４Ｂを押し上げることで、当該スプリングシート１８４Ｂと当接するロッド１８３Ｂ延いてはロッド１８３（すなわち、温度感知部１８１）を図５中上方に押し上げて、温度感知部１８１を初期位置（元位置）へ復帰させるように付勢するリターンスプリングとして機能することになる。
そして、当該スプリング１８８は、このようなリターン機能と共に、スプリングシート１８４Ｂを前記ＥＧＲクーラ通路接続部１５０の開口部に着座させて閉塞させるように付勢することになる。
【００６７】
また、サーモスタット１００内の冷却水の流れ方も、図１６〜図１９に示したように、方向を考慮すれば、実施例１で説明した図５〜図９と同様と考えることができるので、ここでの詳細な説明は省略する。
【００６８】
すなわち、本実施例のように、サーモスタット１００をウォータポンプ２の吸込側（エンジン１の内部の冷却通路の入口側）に配設した場合においても、実施例１と同様の作用効果を奏することができるものである。
【００６９】
なお、実施例２においては、実施例１と同様のサーモスタット１００を用いることができるが、実施例１、実施例２共に、図２０〜図２４に示すようなサーモスタット１２００を用いることができる。
【００７０】
すなわち、スプリングシート１８２がサーモエレメント１８０の温度感知部１８１に対して一体的に取り付けられているのではなく、図２０〜図２４に示すように、例えば、スプリングシート１８２と温度感知部１８０の間に、密封状態を維持しつつスライド可能な弾性体（Ｏリング等）が配設されて、スプリングシート１８２がサーモエレメント１８０の温度感知部１８１に対して摺動自在に取り付けられている。なお、図５〜図９に示したものと同様の要素には同一符号を付して説明は省略する。
【００７１】
そして、エンジン１の熱を受けて冷却水温が上昇すると、サーモエレメント１８０の温度感知部１８１内の熱膨張体が熱膨張してピストンロッド１８１ａを伸張させるため、図２０の状態（デフォルト状態）から図２１〜図２４の状態に移行するが、図２１（第１開弁状態）、図２２（第２開弁状態）においては、前記スプリングシート１８２は、図２０に示す開弁温度調整代Ｙ（本発明に係る遅延量に相当する）の存在により、ピストンロッド１８１ａが冷却水温に応じて伸張しても、スプリングシート１８２は下方に移動せず、前記ラジエータ側接続部１２０延いては前記ラジエータ通路２００と前記ハウジング部１０１の内部との連通は遮断された状態が維持されるように構成されている。これにより、エンジン１の暖機促進に寄与することになる。
ここにおいて、かかる構成が、本発明に係る遅延機構に相当する。
【００７２】
また、図２３（第３開弁状態）、図２４（バイパス閉弁状態）においては、ピストンロッド１８１ａが冷却水温に応じて所定以上に伸張して開弁温度調整代Ｙが消失し、前記スプリングシート１８２は開弁されることとなり、冷却水温に応じた開弁量で前記ラジエータ側接続部１２０延いては前記ラジエータ通路２００と前記ハウジング部１０１の内部とを連通させるように構成されている。
【００７３】
従って、かかる構成を備えたサーモスタット１２００によっても、図５〜図９で説明したサーモスタット１００と同様の作用効果を奏することができるものである。
【実施例３】
【００７４】
本発明の実施例３においては、実施例１で説明した図１に対して、図２５に示すように、ラジエータ通路２００を通過後に分岐される分岐通路２１０が配設され、当該分岐通路２１０は、ＥＧＲクーラ５の冷却水流れの上流側に接続される通路５１０と、オイルクーラ６の冷却水流れの上流側に接続される通路６１０と、に分岐されている。
【００７５】
また、本実施例におけるスプリングシート１８４Ｃの配置が、図２９に示すように、実施例１のものと異なっている。すなわち、スプリングシート１８４Ｃが、通路１４１の上流側（ロッド１８３の図２９中上部）に配設されており、通路１４１を開放・遮断する弁体として機能するように構成されている。
なお、実施例３では、実施例１で説明したと同様の要素については同一の符号を付して詳細な説明は省略することとする。
【００７６】
上述したような構成を備えた本実施例に係るサーモスタット１３００の動作について、以下で説明する。
【００７７】
（デフォルト（初期）状態：図２５、図２９）
図２５及び図２９は、冷却水温度が低く、前記温度感知部１８１が初期位置にある状態を示しており、かかる初期状態においては、図２９に示したように、スプリングシート１８２、１８４Ａ、１８４Ｂが閉弁され、スプリングシート１８４Ｃが開弁された状態となっている。
【００７８】
従って、実施例１と同様、冷却水は、図２９に示すようにサーモスタット１００内を流れ、図２５に示したように、前記ヒータコア通路３００と前記バイパス通路４００とを介してウォータポンプ２に戻されることになる。
これにより、冷却水から外部へ持ち去られる熱量が低減され、エンジン１の暖機が促進されることになる。
【００７９】
（第１開弁状態：図２６（実線矢印）、図３０）
図２５及び図２９の状態から、エンジン１の熱を受けて冷却水温が所定に上昇すると、実施例１と同様、図３０に示したように、スプリングシート１８２、１８４Ａが閉弁され、スプリングシート１８４Ｂ、１８４Ｃが開弁された状態となる。
【００８０】
従って、実施例１と同様、冷却水は、図３０に示すようにサーモスタット１００内を流れ、ウォータポンプ２により給送される冷却水は、前記ＥＧＲクーラ通路接続部１５０延いては前記ＥＧＲクーラ通路５００に流入することになり、図２６の実線矢印で示したように、前記ヒータコア通路３００、前記バイパス通路４００、前記ＥＧＲクーラ通路５００を介してウォータポンプ２に戻されることになる。
【００８１】
これにより、ＥＧＲ通路５００に介装されているＥＧＲクーラ５によりＥＧＲガスの冷却を行うこと、或いはＥＧＲガス温度が低い場合には昇温させて低温時における燃焼改善を図ること、更にはある程度温まった冷却水を供給することで、ＥＧＲガス中の水分の結露等を防ぐことなどが可能となる。
【００８２】
（第２開弁状態：図２６（実線矢印＋破線矢印）、図３１）
図２６（実線矢印）及び図３０の状態から、エンジン１の熱を受けて冷却水温が所定に上昇すると、実施例１と同様、図３１に示したように、スプリングシート１８２が閉弁され、スプリングシート１８４Ａ、１８４Ｂ、１８４Ｃが開弁されている状態となっている。
【００８３】
従って、実施例１と同様、ウォータポンプ２により給送される冷却水は、オイルクーラ通路接続部１６０延いては前記オイルクーラ通路６００に流入することになり、図２６の実線矢印及び破線矢印で示したように、前記ヒータコア通路３００、前記バイパス通路４００、前記ＥＧＲクーラ通路５００、前記オイルクーラ通路６００を介してウォータポンプ２に戻されることになる。
【００８４】
このため、実施例１と同様、オイルクーラ通路６００に介装されているオイルクーラ６により、エンジンオイルやトランスミッションオイル等の冷却を行うこと、或いはエンジンオイルやトランスミッションオイル等の温度が低い場合には早期に昇温させて低フリクション化を実現することなどが可能となる。
【００８５】
（第３開弁状態：図２７、図３２）
図２６（実線矢印＋破線矢印）及び図３１の状態から、エンジン１の熱を受けて冷却水温が更に上昇すると、実施例１と同様、図３２に示すように、前記スプリングシート１８２は図３２中下方に移動されて開弁し、前記ラジエータ側接続部１２０延いては前記ラジエータ通路２００と前記ハウジング部１０１の内部とが連通された状態となる。
【００８６】
また、前記スプリングシート１８４Ａ、１８４Ｂは開弁状態が維持され、その開弁量がロッド１８３が図３２中下方に移動した分だけ増大されている。
【００８７】
一方、スプリングシート１８４Ｃの開弁量（前記通路１４１の図３１中上端面（弁座）との距離）は、ロッド１８３が図３７中下方に移動した分だけ小さくなっている。
【００８８】
これにより、図３２に示すように、ウォータポンプ２により給送される冷却水は、前記ラジエータ側接続部１２０延いては前記ラジエータ通路２００にも流入することになり、図３２に示すように、前記ラジエータ通路２００、前記ヒータコア通路３００、前記バイパス通路４００、前記ＥＧＲクーラ通路５００、前記オイルクーラ通路６００を介してウォータポンプ２に戻されることになる。
【００８９】
また、本実施例においては、図３２に示すように、ラジエータ３を通過した冷却水が、分岐通路２１０に流入し、ＥＧＲクーラ５へ接続される通路５１０と、オイルクーラ６へ接続される通路６１０と、を通って、それぞれＥＧＲクーラ５、オイルクーラ６を通過した後、ウォータポンプ２に戻される冷却水経路も形成されることになる。
【００９０】
このため、前記ラジエータ通路２００に介装されているラジエータ３により、エンジン１の冷却水の冷却を行うことが可能となる。
更に、本実施例によれば、ラジエータ３を通過して冷却された冷却水を、ＥＧＲクーラ５やオイルクーラ６へ流通させることができるので、ＥＧＲガスや冷却対象のオイルをより一層効果的に冷却することができることになる。
【００９１】
（温調状態：図２７、図３２）
実施例１と同様に、上記の第３開弁状態により、前記スプリングシート１８２が開弁されると、冷却水の温度変化に応じてサーモエレメント１８０の温度感知部１８１内の熱膨張体が熱膨張或いは収縮してピストンロッド１８１ａが伸張或いは収縮されることによって、前記ラジエータ側接続部１２０延いては前記ラジエータ通路２００と前記ハウジング部１０１の内部との連通度合い（すなわち、前記スプリングシート１８２の開弁量）が調整され、以ってラジエータ３による冷却水からの放熱量が制御され、延いては冷却水の温度を所定の温度に制御することができることになる。
【００９２】
更に、実施例１と同様に、ピストンロッド１８１ａの伸張或いは収縮と連動するロッド１８３の動きに応じてスプリングシート１８４Ａ、１８４Ｂの開弁量が制御されるため、前記ＥＧＲクーラ通路５００、前記オイルクーラ通路６００へ流入する冷却水量が制御されることになるため、ＥＧＲクーラ５によるＥＧＲガスの温度状態やオイルクーラ６による冷却対象のオイルの温度状態を要求に応じて好適に維持することが可能となる。
【００９３】
（バイパスバルブ閉弁状態：図２８、図３３）
上記の温調状態から、冷却水の温度が更に上昇してサーモエレメント１８０の温度感知部１８１内の熱膨張体が更に熱膨張してピストンロッド１８１ａが伸張されると、図３３に示すように、前記スプリングシート１８２、１８４Ａ、１８４Ｂの開弁状態を維持しつつ、スプリングシート１８４Ｃが図３３中下方に移動して、前記通路１４１を遮断した閉弁状態となる。
【００９４】
すなわち、スプリングシート１８４Ｃが閉弁に近づくに連れて前記通路１４１延いては前記バイパス通路４００、前記ＥＧＲクーラ通路５００、前記オイルクーラ通路６００へへ流入する冷却水を徐々に減量しながら、前記ラジエータ通路２００へ流入する冷却水を増加させるように機能し、閉弁後は、図３３に示すように、ウォータポンプ２により給送される冷却水は、前記バイパス通路４００、前記ＥＧＲクーラ通路５００、前記オイルクーラ通路６００への流入が遮断され、前記ラジエータ通路２００、前記ヒータコア通路３００を介してウォータポンプ２に戻されることになる。
【００９５】
このため、前記ラジエータ通路２００に介装されているラジエータ３を通過する冷却水流量を増加させることができるため、エンジン１の冷却水が所定以上に高温となるのを効果的に抑制することが可能となる。
【００９６】
また、かかるバイパスバルブ閉弁状態において、ラジエータ３を通過しない比較的高温の冷却水が前記ＥＧＲクーラ５や前記オイルクーラ６へ直接流れ込むことが停止されると共に、ラジエータ３を通過して冷却された冷却水を、ＥＧＲクーラ５やオイルクーラ６へ流入させることができるので、ＥＧＲガスや冷却対象のオイルをより一層効果的に冷却することができることになる。
【００９７】
なお、本実施例における所定領域の冷却水温度に対する、上記各状態と、ＥＧＲクーラ５を通過する「ラジエータ３からの冷却水の流量」と「サーモスタット１３００からの冷却水の流量」との関係を、図３５に示しておく。
【００９８】
また、冷却水温度に対する、上記各状態と、オイルクーラ６を通過する「ラジエータ３からの冷却水の流量」と「サーモスタット１３００からの冷却水の流量」との関係を、図３６に示しておく。
【実施例４】
【００９９】
実施例４は、実施例３に対して、図３７〜図４０に示すように、サーモスタット１３００をウォータポンプ２の吸込側（エンジン１の内部の冷却通路の入口側）に配設した場合の一例を示している。
【０１００】
なお、サーモスタット３００の動作については実施例３と同様であるので、ここでは詳細な説明は省略する。
【０１０１】
また、サーモスタット３００内の冷却水の流れ方も、図３７〜図４０に示したように、方向を考慮すれば、実施例３と同様と考えることができるので、ここでの詳細な説明は省略する。
【０１０２】
ところで、本実施例のように、サーモスタット３００をウォータポンプ２の吸込側（エンジン１の内部の冷却通路の入口側）に配設した場合においては、実施例３（エンジン出口側装着の例）が「熱交換器にラジエータ３を通過して冷却された冷却水を供給する」のに対して、「熱交換器で加熱された冷却水をラジエータ３で冷却する」ことになるため、熱交換器を通ってエンジン１に戻していた熱をラジエータ３で放熱できるといった利点がある。
【０１０３】
なお、本実施例における冷却水温度に対する、上記各状態と、ＥＧＲクーラ５を通過する「ラジエータ３への冷却水の流量」と「サーモスタット１３００への冷却水の流量」との関係は、実施例３で示した図３５に同時に示されている。
【０１０４】
また、冷却水温度に対する、上記各状態と、オイルクーラ６を通過する「ラジエータ３への冷却水の流量」と「サーモスタット１３００への冷却水の流量」との関係は、実施例３で示した図３６に同時に示されている。
【実施例５】
【０１０５】
本発明の実施例５においては、実施例４の図３７に対して、図４１に示すように、サーモスタット１４００が備えられ、当該サーモスタット１４００には、蓄熱タンク７及び電動式ウォータポンプ８が介装された蓄熱タンク通路７００が接続されている。この蓄熱タンク通路７００の他端側は、バイパス通路４００に合流し、エンジン１の内部の冷却通路の出口側に接続されている。
【０１０６】
なお、本実施例は、エンジン１の運転中に高温となった冷却水を運転中（或いは停止直後）に所謂魔法瓶状の蓄熱タンク７に移送して貯留する一方、次回エンジン始動前に電動ポンプ８を駆動して前記蓄熱タンク７に貯留しておいた比較的高温の冷却水をエンジン１に供給して暖め（プレヒート）、始動性や始動後の燃焼特性を改善すると共にエンジン１の暖機完了までの時間を短縮して、未燃物質の排出量の低減等を図ることができるようにした蓄熱システムに本発明に係るサーモスタットを適用した一例を示したものである。
【０１０７】
具体的には、
本実施例では、プレヒートの際には、エンジン始動前に電動式ウォーターポンプ８を駆動して蓄熱タンク７に貯留しておいた比較的高温の冷却水をエンジン１に供給して暖機を図るが、かかるプレヒートモードにおいては、エンジン１の冷間始動の際にスタータによるクランキングを行なう前に電動式ウォーターポンプ８が駆動されると、電動式ウォーターポンプ８の吐出側の冷却水圧力が昇圧され、図４２に示したサーモスタット１４００のエンジン側接続部１１０から冷却水がサーモスタット１４００のハウジング部１０１内へ流入しようとする。
【０１０８】
このとき、前記蓄熱タンク通路接続部７５０と前記電動式ウォーターポンプ８との間の蓄熱タンク通路７００は、電動式ウォーターポンプ８の吸込側であり、かかる部分の冷却水圧力は低下しているため、ハウジング部１０１内の冷却水圧力により生じる押力が、蓄熱タンク通路７００側の冷却水圧力により生じる押力とコイルスプリング１５３の付勢力との合計を上回ることとなって、逆止弁７５１が図４２中右側に移動されて開弁（切欠７５２が開通）され、ハウジング部１０１側から蓄熱タンク通路７００側への冷却水の通過が許容されることになる。
【０１０９】
従って、電動式ウォーターポンプ８により吐出される蓄熱タンク７内の比較的高温な冷却水が、エンジン１内の停止中に冷やされた冷却水を蓄熱タンク７側へ押し出し、エンジン１内の図示しない冷却通路（ウォータージャケット等も含む）が蓄熱タンク７に貯留されていた比較的高温の冷却水によって満たされることとなって、エンジン始動前においてエンジン１の暖機が図られることになる（プレヒート）。
これにより、エンジン１の冷間始動時における始動性や始動後における燃焼特性が改善され、特に未燃物質の排出量を効果的に低減することが可能となる。
そして、エンジン始動後は、サーモスタット１４００は、以下のように動作することになる。
【０１１０】
（デフォルト（初期）状態：図４２）
図４２は、冷却水温度が低く、前記温度感知部１８１が初期位置にある状態を示しており、かかる初期状態においては、図４２に示したように、スプリングシート１８２、１８４Ａ、１８４Ｂが閉弁され、スプリングシート１８４Ｃが開弁された状態となっている。なお、逆止弁７５１は閉弁された状態となっている。
【０１１１】
従って、実施例３や実施例４と同様に、冷却水は、前記ヒータコア通路３００と前記バイパス通路４００とを介してウォータポンプ２に戻されることになる。
これにより、冷却水から外部へ持ち去られる熱量が低減され、エンジン１の暖機が促進されることになる。
【０１１２】
（第１開弁状態：図４３）
図４２の状態から、エンジン１の熱を受けて冷却水温が所定に上昇すると、実施例３や実施例４と同様、図４３に示したように、スプリングシート１８２、１８４Ａが閉弁され、スプリングシート１８４Ｂ、１８４Ｃが開弁された状態となっている。なお、逆止弁７５１は閉弁された状態となっている。
【０１１３】
従って、実施例３や実施例４と同様、ウォータポンプ２により給送される冷却水は、前記ヒータコア通路３００、前記バイパス通路４００、前記ＥＧＲクーラ通路５００を介してウォータポンプ２に戻されることになる。
これにより、ＥＧＲ通路５００に介装されているＥＧＲクーラ５によりＥＧＲガスの冷却を行うこと、或いはＥＧＲガス温度が低い場合には昇温させて低温時における燃焼改善を図ること、更にはある程度温まった冷却水を供給することで、ＥＧＲガス中の水分の結露等を防ぐことなどが可能となる。
【０１１４】
（第２開弁状態：図４４）
図４３から、エンジン１の熱を受けて冷却水温が所定に上昇すると、実施例３や実施例４と同様、図４４に示したように、スプリングシート１８２が閉弁され、スプリングシート１８４Ａ、１８４Ｂ、１８４Ｃが開弁されている状態となっている。なお、逆止弁７５１は閉弁された状態となっている。
【０１１５】
従って、実施例３や実施例４と同様、ウォータポンプ２により給送される冷却水は、前記ヒータコア通路３００、前記バイパス通路４００、前記ＥＧＲクーラ通路５００、前記オイルクーラ通路６００を介してウォータポンプ２に戻されることになる。
【０１１６】
このため、実施例３や実施例４と同様、オイルクーラ通路６００に介装されているオイルクーラ６により、エンジンオイルやトランスミッションオイル等の温度が低い場合には早期に昇温させて低フリクション化を実現すること、或いはエンジンオイルやトランスミッションオイル等の冷却を行うことなどが可能となる。
【０１１７】
（第３開弁状態：図４５）
図４４の状態から、エンジン１の熱を受けて冷却水温が更に上昇すると、実施例３や実施例４と同様、図４５に示すように、前記スプリングシート１８２が開弁された状態となると共に、前記スプリングシート１８４Ａ、１８４Ｂは開弁状態が維持され、その開弁量がロッド１８３が図４５中下方に移動した分だけ増大されている。
【０１１８】
また、スプリングシート１８４Ｃの開弁量（前記通路１４１の図４５中上端面（弁座）との距離）は、ロッド１８３が図４５中下方に移動した分だけ小さくなっている。
【０１１９】
これにより、実施例３や実施例４と同様、ウォータポンプ２により給送される冷却水は、前記ラジエータ通路２００、前記ヒータコア通路３００、前記バイパス通路４００、前記ＥＧＲクーラ通路５００、前記オイルクーラ通路６００を介してウォータポンプ２に戻されることになる。
【０１２０】
また、本実施例においては、通路５１０と、通路６１０と、を介してウォータポンプ２に戻される冷却水経路も形成されることになる。
【０１２１】
更に、本実施例では、図４５に示したように、サーモエレメント１８０の温度感知部１８１（例えばスプリングシート１８２）に略一体的に取り付けられたガイド部材７１０の形状に倣って、逆止弁７５１が、コイルスプリング７５３に抗して、図４５中右方向に移動され開弁されることになる。
【０１２２】
このように、逆止弁７５１が開弁されると、ハウジング部１０１内へ、逆止弁６５１の切欠７５２、蓄熱タンク通路接続部７５０、蓄熱タンク通路７００を介して冷却水が流入されるようになる。よって、蓄熱タンク通路７００に介装される蓄熱タンク７では、先に貯留されていた低温の冷却水を、新たに流入してくる比較的高温の冷却水によって入れ替えて貯留することができることになる。なお、逆止弁７５１の開弁のタイミングは、第３開弁状態（スプリングシート１８２の開弁）とは関係なく、任意に設定することができるものである。
【０１２３】
（温調状態：図４５）
実施例３や実施例４と同様に、上記の第３開弁状態により、前記スプリングシート１８２が開弁されると、冷却水の温度変化に応じてサーモエレメント１８０の温度感知部１８１内の熱膨張体が熱膨張或いは収縮してピストンロッド１８１ａが伸張或いは収縮されることによって、前記ラジエータ側接続部１２０延いては前記ラジエータ通路２００と前記ハウジング部１０１の内部との連通度合い（すなわち、前記スプリングシート１８２の開弁量）が調整され、以ってラジエータ３による冷却水からの放熱量が制御され、延いては冷却水の温度を所定の温度に制御することができることになる。
【０１２４】
更に、実施例３や実施例４と同様に、ピストンロッド１８１ａの伸張或いは収縮と連動するロッド１８３の動きに応じてスプリングシート１８４Ａ、１８４Ｂの開弁量が制御されるため、前記ＥＧＲクーラ通路５００、前記オイルクーラ通路６００へ流入する冷却水量が制御されることになるため、ＥＧＲクーラ５によるＥＧＲガスの温度状態やオイルクーラ６による冷却対象のオイルの温度状態を要求に応じて好適に維持することが可能となる。
【０１２５】
また、逆止弁７５１も開弁されているため、蓄熱タンク７への高温の冷却水への導入が継続され、高温の冷却水を蓄熱タンク７へ送ることで、次回始動時に備えてできるだけ高温の冷却水を蓄熱タンク７へ貯留させることが可能となっている。
【０１２６】
（バイパスバルブ閉弁状態：図４６）
上記の温調状態から、冷却水の温度が更に上昇してサーモエレメント１８０の温度感知部１８１内の熱膨張体が更に熱膨張してピストンロッド１８１ａが伸張されると、図４６に示すように、前記スプリングシート１８２、１８４Ａ、１８４Ｂ、逆止弁７５１の開弁状態を維持しつつ、スプリングシート１８４Ｃが図４６中下方に移動して、前記通路１４１を遮断した閉弁状態となる。
【０１２７】
これにより、実施例３や実施例４と同様に、ウォータポンプ２により給送される冷却水は、前記バイパス通路４００、前記ＥＧＲクーラ通路５００、前記オイルクーラ通路６００への流入が遮断され、前記ラジエータ通路２００、前記ヒータコア通路３００を介してウォータポンプ２に戻されることになる。
【０１２８】
このため、前記ラジエータ通路２００に介装されているラジエータ３を通過する冷却水流量を増加させることができるため、エンジン１の冷却水が所定以上に高温となるのを効果的に抑制することが可能となる。
【０１２９】
また、ラジエータ３を通過しない比較的高温の冷却水が前記ＥＧＲクーラ５や前記オイルクーラ６へ直接流れ込むことが停止されると共に、ラジエータ３を通過して冷却された冷却水を、ＥＧＲクーラ５やオイルクーラ６へ流通させることができるので、ＥＧＲガスや冷却対象のオイルをより一層効果的に冷却することができることになる。
【０１３０】
更に、本実施例では、逆止弁７５１が開弁されているため、蓄熱タンク７への高温の冷却水への導入が継続され、高温の冷却水を蓄熱タンク７へ送ることで、次回始動時に備えてできるだけ高温の冷却水を蓄熱タンク７へ貯留させることが可能となっている。
【０１３１】
ところで、本実施例のように、サーモスタット１３００をウォータポンプ２の吸込側（エンジン１の内部の冷却通路の入口側）に配設した場合においては、実施例３のようにサーモスタットをエンジン１の出口側に配設した場合の「熱交換器にラジエータ３を通過して冷却された冷却水を供給」するのに対して、熱交換器で加熱された冷却水をラジエータ３で冷却することになるため、熱交換器を通ってエンジン１に戻していた熱をラジエータ３で放熱できるといった利点がある。
【実施例６】
【０１３２】
実施例６を、図４７、図４８〜図５１に基づいて説明する。
本実施例に係るサーモスタット１５００には、図４７に破線で示したように、エンジンオイルをエンジン１に供給するオイルポンプ９により循環されるエンジンオイルを冷却するオイルクーラ６が介装されたエンジンオイル通路９００が接続されている。
なお、他の実施例と同様の要素については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１３３】
本実施例に係るサーモスタット１５００は、図４８に示すように、他の実施例において備えられているスプリングシート１８４Ａ、１８４Ｂが省略され、新たにスプリングシート１８４Ｄが備えられている。
【０１３４】
かかるスプリングシート１８４Ｄは、ロッド１８３の下端部に略一体的に取り付けられており、通路１４１の内壁に所定のシール性をもって摺動自在に嵌挿される円筒部１８４Ｄ１と、当該円筒部１８４Ｄ１の図４８中下端部に接続されて大径の通路１４３に所定のシール性をもって摺動自在に嵌挿される円盤状のスプリングシート部１８４Ｄ２と、を含んで構成されている。例えば、スプリングシート１８４Ｄ１の外周に配設されているリップ状のゴム（ラバー）部が通路１４１の内壁と円周方向に亘って当接して密封状態を維持しつつ摺動するようになっている。また、例えば、スプリングシート１８４Ｄ２の外周に配設されているリップ状のゴム（ラバー）部が通路１４３の内壁と円周方向に亘って当接して密封状態を維持しつつ摺動するようになっている。
【０１３５】
また、スプリングシート１８４Ｄの円筒部１８４Ｄ１の図４８中上端面には冷却水を流通させる開口部が設けられている。
【０１３６】
かかる構成を有するスプリングシート１８４Ｄは、ハウジング部１０１内における冷却水との混合を抑制しつつ、サーモスタット１５００のハウジング部１０１に配設されるエンジンオイル等が流れるエンジンオイル通路９００を開閉するための弁体として機能するもので、図４８に示すように、スプリングシート部１８４Ｄ２と、弁座部９０１と、が当接することで、図４８中右側と左側のエンジンオイル通路９００が遮断され、スプリングシート部１８４Ｄ２と、弁座部９０１と、が離間することで、図４８中右側と左側のエンジンオイル通路９００が連通されるようになっている。
【０１３７】
そして、かかる構成を有するサーモスタット１５００は、以下のように動作する。
（デフォルト（初期）状態：図４８）
図４８は、冷却水温度が低く、前記温度感知部１８１が初期位置にある状態を示しており、かかる初期状態においては、図４８に示したように、スプリングシート１８２、１８４Ｄが閉弁され、スプリングシート１８４Ｃが開弁された状態となっている。
【０１３８】
従って、冷却水は、前記ヒータコア通路３００と前記バイパス通路４００とを介してウォータポンプ２に戻されることになる。また、前記エンジンオイル通路９００は閉塞されており、前記オイルクーラ６へのエンジンオイルの流通は停止されている。
【０１３９】
このため、冷却水及びエンジンオイルからラジエータ３及びオイルクーラ６を介して外部へ持ち去られる熱量が低減され、エンジン１の暖機が促進されることになる。
【０１４０】
（第１開弁状態：図４９）
図４８の状態から、エンジン１の熱を受けて冷却水温が所定に上昇すると、図４９に示したように、スプリングシート１８２が閉弁され、スプリングシート１８４Ｄ、１８４Ｃが開弁された状態となっている。
【０１４１】
従って、ウォータポンプ２により給送される冷却水は、前記ヒータコア通路３００、前記バイパス通路４００を介してウォータポンプ２に戻され、エンジンオイルはエンジンオイル通路９００を流通することになる。
【０１４２】
これにより、エンジンオイル通路９００に介装されているオイルクーラ６によりエンジンオイルの冷却を行うことが可能となる。
【０１４３】
（第２開弁状態及び温調状態：図５０）
図４９から、エンジン１の熱を受けて冷却水温が所定に上昇すると、図５０に示したように、スプリングシート１８２が開弁され、スプリングシート１８４Ｄが更に開弁された状態となっている。なお、スプリングシート１８４Ｃも開弁されており、その開弁量は、第１開弁状態に較べて減少されている。
【０１４４】
従って、ウォータポンプ２により給送される冷却水は、前記ラジエータ通路２００、前記ヒータコア通路３００、前記バイパス通路４００を介してウォータポンプ２に戻され、エンジンオイルはエンジンオイル通路９００を流通することになる。
【０１４５】
これにより、前記ラジエータ通路２００に介装されているラジエータ３により、エンジン１の冷却水の冷却を行うことが可能となると共に、エンジンオイル通路９００に介装されているオイルクーラ６によりエンジンオイルの冷却を行うことが可能となる。
【０１４６】
（バイパスバルブ閉弁状態：図５１）
図５０の状態から、冷却水の温度が更に上昇してサーモエレメント１８０の温度感知部１８１内の熱膨張体が更に熱膨張してピストンロッド１８１ａが伸張されると、図５１に示すように、前記スプリングシート１８２、１８４Ｄの開弁状態を維持しつつ、スプリングシート１８４Ｃが図５１中下方に移動して、前記通路１４１を遮断した閉弁状態となる。
【０１４７】
これにより、ウォータポンプ２により給送される冷却水は、前記バイパス通路４００への流入が遮断され、前記ラジエータ通路２００、前記ヒータコア通路３００を介してウォータポンプ２に戻されることになる。
【０１４８】
このため、前記エンジンオイル通路９００に介装されているオイルクーラ６によりエンジンオイルを効率的に冷却しながら、前記ラジエータ通路２００に介装されているラジエータ３を通過する冷却水流量を増加させることができるため、エンジン１の冷却水が所定以上に高温となるのを抑制することが可能となる。
【実施例７】
【０１４９】
実施例７は、実施例６に対して、図５３に示すように、サーモスタット１５００をウォータポンプ２の吸込側（エンジン１の内部の冷却通路の入口側）に配設した場合の一例を示している。
【０１５０】
なお、サーモスタット１５００の動作については実施例６と同様であるので、ここでは詳細な説明は省略する。
【０１５１】
また、サーモスタット１５００内の冷却水の流れ方も、方向を考慮すれば、実施例６と同様と考えることができるので、ここでの詳細な説明は省略する。
【０１５２】
すなわち、本実施例のように、サーモスタット１５００をウォータポンプ２の吸込側（エンジン１の内部の冷却通路の入口側）に配設した場合においても、実施例６と同様の作用効果を奏することができるものである。
【０１５３】
以上説明したように、上記各実施例に係るサーモスタットによれば、複数の熱交換器を備えた内燃機関の冷却システムにおいて、小型軽量で簡単かつ安価な構成でありながら、内燃機関の暖機性能を向上させると共に、各熱交換器への冷却水の流通を要求に応じて適宜に制御することができる。
【０１５４】
ところで、上述した各実施例においては、薄板状のスプリングシートに弁体としての機能を持たせる構成とし、また弁体の周囲にシール性を持たせる場合にはゴム状のリップ部などによりシール性を持たせる構成としたので、特許文献１に記載のような従来の移動方向に長く伸びたスライドバルブを利用して流路を切り換える構成のように、移動方向に長いスライドバルブ（ピストン）の外周とスライドバルブを収容するシリンダ間のクリアランスを小さくしてシール性を持たせる必要があるものに比べて、簡単かつ安価な構成かつ品質管理も容易にしながらシール性の問題や異物等の混入による性能低下や固着などの問題を発生し難くすることができるといった利点がある。
【０１５５】
更に、上述した各実施例においては、薄板状のスプリングシートに弁体としての機能を持たせ弾性スプリングにより閉弁付勢する構成としたので、該弁体の前後差圧が所定以上となったときに、当該弁体が開弁されるようにその付勢力を設定することで圧力のリリーフ機能を持たせることが可能であり、これにより過大圧力による熱交換器の破損や連結ホース抜け、更には所謂キャビテーションの発生などを抑制することが可能であり、特許文献１に記載のような所謂スライドバルブを利用したものに比べて、簡単かつ安価な構成でリリーフ機能を持たせて装置の高信頼性化を図ることができるものである。
【０１５６】
なお、上述した各実施例において、ＥＧＲクーラ通路５００、オイルクーラ通路６００の配置を入れ替えた配置とすることができると共に、要求に応じて別の通路（例えば、トルクコンバータやトルクコンバータオイルを冷却するための熱交換器に供給される冷却水の通路、給気を冷却するためのインタークーラに供給される冷却水の通路など）に置き換えることも可能である。
【０１５７】
また、各実施例では、ヒータコア４とヒータコア通路４００とが接続される場合について説明したが、ヒータシステムについては独立の制御システムにより制御可能であり、従って、ヒータコア４とヒータコア通路４００とが接続されない場合についても、本発明は適用可能である。
【０１５８】
更に、上述した各実施例では、熱応動素子であるサーモエレメント１８０のワックス等の熱膨張体を内封した温度感知部１８１を、ハウジング部１０１（所定領域）内の冷却水の温度を感知する位置に配設して説明したが、これに限定されるものではなく、所望の制御したい冷却水の温度を感知することができるように、サーモエレメント１８０のワックス等の熱膨張体を内封した温度感知部１８１を、前記ハウジング部１０１（所定領域）内とは異なる部位に配設するような構成とすることもできる。
【０１５９】
なお、本発明は上述した各実施例で説明した構造には限定されず、サーモスタット（熱応動弁）装置１００、６００〜９００を構成する各部の形状、構造等を適宜変形、変更し得ることはいうまでもない。
【０１６０】
また、熱応動弁のアクチュエータとしては、上述した各実施例で説明した温度を感知して膨張収縮するワックス等の熱膨張体を内封したサーモエレメントに限らず、バイメタルや形状記憶合金といった温度に応じて変形する部材などを用いたものも採用可能である。
【０１６１】
また、上述した各実施例に係る各サーモスタットは、エンジン冷却水回路においてエンジン１の入口側に配設しても、出口側に配設してもよいものである
【０１６２】
更に、本発明に係るサーモスタット（熱応動弁）装置は、内燃機関の冷却システムに適用される場合に限定されるものではなく、冷媒の分配を必要とする車両、機器等、燃料電池自動車の冷却装置、その他暖機を必要とする冷却装置、液体ライン等にも適用可能である。
【０１６３】
以上で説明した一実施の形態は、本発明を説明するための例示に過ぎず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々変更を加え得ることは可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１６４】
【図１】本発明の実施例１に係る冷却系システム（バイパス循環状態）（サーモスタットエンジン出口側配置）の一例を概略的に示す全体構成図である。
【図２】実施例１のサーモスタットの第１開弁状態及び第２開弁状態における冷却系システムの冷却水の流れを示す図である。
【図３】実施例１のサーモスタットの第３開弁状態における冷却系システムの冷却水の流れを示す図である。
【図４】実施例１のサーモスタットのバイパスバルブ閉弁状態における冷却系システムの冷却水の流れを示す図である。
【図５】実施例１のサーモスタットのデフォルト（バイパス循環）状態における作動状態を説明する断面図である。
【図６】実施例１のサーモスタットの第１開弁状態における作動状態を説明する断面図である。
【図７】実施例１のサーモスタットの第２開弁状態における作動状態を説明する断面図である。
【図８】実施例１のサーモスタットの第３開弁状態における作動状態を説明する断面図である。
【図９】実施例１のサーモスタットのバイパスバルブ閉弁状態における作動状態を説明する断面図である。
【図１０】実施例１のサーモスタットのデフォルト状態におけるメインバルブ（スプリングシート１８２）の様子を示す部分拡大断面図である。
【図１１】実施例１のサーモスタットの第１開弁状態におけるメインバルブ（スプリングシート１８２）の様子を示す部分拡大断面図である。
【図１２】実施例１のサーモスタットの第２開弁状態におけるメインバルブ（スプリングシート１８２）の様子を示す部分拡大断面図である。
【図１３】実施例１のサーモスタットの第３開弁状態におけるメインバルブ（スプリングシート１８２）の様子を示す部分拡大断面図である。
【図１４】実施例１のサーモスタットのバイパスバルブ閉弁状態におけるメインバルブ（スプリングシート１８２）の様子を示す部分拡大断面図である。
【図１５】実施例１のサーモスタットの一部断面を示す斜視図である。
【図１６】本発明の実施例２に係る冷却系システム（バイパス循環状態）（サーモスタットエンジン入口側配置）の一例を概略的に示す全体構成図である。
【図１７】実施例２のサーモスタットの第１開弁状態及び第２開弁状態における冷却系システムの冷却水の流れを示す図である。
【図１８】実施例２のサーモスタットの第３開弁状態における冷却系システムの冷却水の流れを示す図である。
【図１９】実施例２のサーモスタットのバイパスバルブ閉弁状態における冷却系システムの冷却水の流れを示す図である。
【図２０】本発明で利用可能なサーモスタットの他の構成例のデフォルト（バイパス循環）状態における作動状態を説明する断面図である。
【図２１】同上サーモスタットの第１開弁状態における作動状態を説明する断面図である。
【図２２】同上サーモスタットの第２開弁状態における作動状態を説明する断面図である。
【図２３】同上サーモスタットの第３開弁状態における作動状態を説明する断面図である。
【図２４】同上サーモスタットのバイパスバルブ閉弁状態における作動状態を説明する断面図である。
【図２５】本発明の実施例３に係る冷却系システム（バイパス循環状態）（サーモスタットエンジン出口側配置）の一例を概略的に示す全体構成図である。
【図２６】実施例３のサーモスタットの第１開弁状態及び第２開弁状態における冷却系システムの冷却水の流れを示す図である。
【図２７】実施例３のサーモスタットの第３開弁状態における冷却系システムの冷却水の流れを示す図である。
【図２８】実施例３のサーモスタットのバイパスバルブ閉弁状態における冷却系システムの冷却水の流れを示す図である。
【図２９】実施例３のサーモスタットのデフォルト（バイパス循環）状態における作動状態を説明する断面図である。
【図３０】実施例３のサーモスタットの第１開弁状態における作動状態を説明する断面図である。
【図３１】実施例３のサーモスタットの第２開弁状態における作動状態を説明する断面図である。
【図３２】実施例３のサーモスタットの第３開弁状態における作動状態を説明する断面図である。
【図３３】実施例３のサーモスタットのバイパスバルブ閉弁状態における作動状態を説明する断面図である。
【図３４】実施例３のサーモスタットの一部断面を示す斜視図である。
【図３５】実施例３における、冷却水温度に対する、上記各状態と、ＥＧＲクーラ５を通過する「ラジエータ３からの冷却水の流量」と「サーモスタット１３００からの冷却水の流量」との関係を示す図である。
【図３６】実施例３における、冷却水温度に対する、上記各状態と、オイルクーラ６を通過する「ラジエータ３からの冷却水の流量」と「サーモスタット１３００からの冷却水の流量」との関係を示す図である。
【図３７】本発明の実施例４に係る冷却系システム（バイパス循環状態）（サーモスタットエンジン入口側配置）の一例を概略的に示す全体構成図である。
【図３８】実施例４のサーモスタットの第１開弁状態及び第２開弁状態における冷却系システムの冷却水の流れを示す図である。
【図３９】実施例４のサーモスタットの第３開弁状態における冷却系システムの冷却水の流れを示す図である。
【図４０】実施例４のサーモスタットのバイパスバルブ閉弁状態における冷却系システムの冷却水の流れを示す図である。
【図４１】本発明の実施例５に係る冷却系システム（サーモスタットエンジン入口側配置）の一例を概略的に示す全体構成図である。
【図４２】実施例５のサーモスタットのデフォルト（バイパス循環）状態における作動状態を説明する断面図である。
【図４３】実施例５のサーモスタットの第１開弁状態における作動状態を説明する断面図である。
【図４４】実施例５のサーモスタットの第２開弁状態における作動状態を説明する断面図である。
【図４５】実施例５のサーモスタットの第３開弁状態における作動状態を説明する断面図である。
【図４６】実施例５のサーモスタットのバイパスバルブ閉弁状態における作動状態を説明する断面図である。
【図４７】本発明の実施例６に係る冷却系システム（サーモスタットエンジン出口側配置）の一例を概略的に示す全体構成図である。
【図４８】実施例６のサーモスタットのデフォルト（バイパス循環）状態における作動状態を説明する断面図である。
【図４９】実施例６のサーモスタットの第１開弁状態における作動状態を説明する断面図である。
【図５０】実施例６のサーモスタットの第２開弁状態における作動状態を説明する断面図である。
【図５１】実施例６のサーモスタットのバイパスバルブ閉弁状態における作動状態を説明する断面図である。
【図５２】実施例６のサーモスタットの一部断面を示す斜視図である。
【図５３】実施例６のサーモスタットをエンジン出口側に配置した場合の冷却系システムを概略的に示す全体構成図である。
【図５４】従来の内燃機関等の冷却システムの一例を示す図である。
【図５５】従来の熱循環通路切換装置（スライドバルブ）の一例を示す図である。
【符号の説明】
【０１６５】
１ エンジン（燃焼装置に相当）
２ ウォータポンプ
３ ラジエータ
４ ヒータコア
５ ＥＧＲクーラ
６ オイルクーラ
１００ サーモスタット（熱応動弁装置）
１８０ サーモエレメント
１８１ 温度感知部
１８２ スプリングシート（弁体）
１８４Ａ スプリングシート（弁体）
１８４Ｂ スプリングシート（弁体）
１８４Ｃ スプリングシート（弁体）
２００ ラジエータ通路
３００ ヒータコア通路
４００ バイパス通路
５００ ＥＧＲクーラ通路
６００ オイルクーラ通路
１２００ サーモスタット（熱応動弁装置）
１３００ サーモスタット（熱応動弁装置）
１４００ サーモスタット（熱応動弁装置）
１５００ サーモスタット（熱応動弁装置）
Ａ 開弁温度調整代
Ｘ 開弁温度調整代
Ｙ 開弁温度調整代
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲の流体温度に応じて熱応動する共通の熱応動素子により駆動され、前記周囲の流体温度に応じて所定領域と複数の流体通路のそれぞれとの連通度合いを制御する前記複数の流体通路に対応して設けられる複数の弁体であって、そのうち１つがラジエータと所定領域との連通度合いを制御する主弁体を含む複数の弁体を備えた熱応動弁装置であって、
前記主弁体以外の複数の弁体の何れか１つが、前記所定領域と、対応する流体通路と、の連通度合いの制御を開始してから、前記主弁体の連通度合いの制御が開始されるまでを遅延させる遅延機構が備えられたことを特徴とする熱応動弁装置。
【請求項２】
前記所定領域と、対応する流体通路と、の連通度合いの制御の開始が、要求される前記流体温度に応じて、前記複数の弁体毎に設定されることを特徴とする請求項１に記載の熱応動弁装置。
【請求項３】
前記遅延機構は、前記主弁体に前記共通の熱応動素子の熱応動動作が伝達されるまでの遅延量に基づいて遅延させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の熱応動弁装置。
【請求項４】
前記遅延機構は、前記共通の熱応動素子の熱応動動作に従って前記主弁体が移動して当該主弁体が開弁されるまでの移動量に基づいて遅延させることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１つに記載の熱応動弁装置。
【請求項５】
前記複数の流体通路から独立した流体通路と、当該流体通路を開閉する弁体と、が備えられ、当該弁体が前記共通の熱応動素子により駆動されることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１つに記載の熱応動弁装置。
【請求項１】
周囲の流体温度に応じて熱応動する共通の熱応動素子により駆動され、前記周囲の流体温度に応じて所定領域と複数の流体通路のそれぞれとの連通度合いを制御する前記複数の流体通路に対応して設けられる複数の弁体であって、そのうち１つがラジエータと所定領域との連通度合いを制御する主弁体を含む複数の弁体を備えた熱応動弁装置であって、
前記主弁体以外の複数の弁体の何れか１つが、前記所定領域と、対応する流体通路と、の連通度合いの制御を開始してから、前記主弁体の連通度合いの制御が開始されるまでを遅延させる遅延機構が備えられたことを特徴とする熱応動弁装置。
【請求項２】
前記所定領域と、対応する流体通路と、の連通度合いの制御の開始が、要求される前記流体温度に応じて、前記複数の弁体毎に設定されることを特徴とする請求項１に記載の熱応動弁装置。
【請求項３】
前記遅延機構は、前記主弁体に前記共通の熱応動素子の熱応動動作が伝達されるまでの遅延量に基づいて遅延させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の熱応動弁装置。
【請求項４】
前記遅延機構は、前記共通の熱応動素子の熱応動動作に従って前記主弁体が移動して当該主弁体が開弁されるまでの移動量に基づいて遅延させることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１つに記載の熱応動弁装置。
【請求項５】
前記複数の流体通路から独立した流体通路と、当該流体通路を開閉する弁体と、が備えられ、当該弁体が前記共通の熱応動素子により駆動されることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１つに記載の熱応動弁装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【図５１】
【図５２】
【図５３】
【図５４】
【図５５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【図５１】
【図５２】
【図５３】
【図５４】
【図５５】
【公開番号】特開２０１０−１２１４５５（Ｐ２０１０−１２１４５５Ａ）
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９３１９８（Ｐ２００８−２９３１９８）
【出願日】平成２０年１１月１７日（２００８．１１．１７）
【出願人】（３９１０２６２８７）富士精工株式会社 (25)
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１７日（２００８．１１．１７）
【出願人】（３９１０２６２８７）富士精工株式会社 (25)
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