(57)【要約】【課題】ワックスを密封する密封部材の劣化を防止し、応答性がよく耐久性が良いサーモエレメントを提供する。【解決手段】サーモエレメントのスリーブ(40)のピストン挿入孔の内面に縦方向に溝(41)を形成する。または、スリーブの外面に縦方向のリブ(42)を形成する。スリーブが押し潰されるとき、溝又はリブの部分から折れ曲がり、スリーブが不規則に折れ曲がることはない。また、スリーブの成形された形状でのスリーブのピストン挿入孔の内径(40d)は、ピストン(6)の外径(6d)と等しいかそれより大きい。又は、ピストン挿入孔の内径をピストンの外径より小さくしておくと、ピストンが上方へ移動したとき、スリーブが押し潰されるのを軽減することができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底のある円筒形のケースと、前記ケースの一端部に係合するガイド部材と、前記ケースに充填され温度変化により膨張収縮するワックスと、前記ケース内に前記ワックスを密封し、中央部にピストン挿入孔が形成された弾性密封部材と、前記ワックスの膨張収縮で前記弾性密封部材が変形することにより軸方向に移動するピストンとを備えるサーモエレメントであって、
前記弾性密封部材のピストン挿入孔の内面に、前記ピストン挿入孔の縦方向に溝が形成され、前記ワックスが膨張して前記ピストンが上方向に移動したとき、前記弾性密封部材は前記溝から折れ曲がり、前記ピストン挿入孔が潰れるようになっていることを特徴とするサーモエレメント。
【請求項２】
前記弾性密封部材の成形された形状でのピストン挿入孔の内径は、前記ピストンの外径と等しいかそれより大きい請求項１に記載のサーモエレメント。
【請求項３】
前記弾性密封部材の成形された形状でのピストン挿入孔の内径は、前記ピストンの外径より小さい請求項１に記載のサーモエレメント。
【請求項４】
前記ピストン挿入孔の内径は、前記ピストン挿入孔の入口近くでは前記ピストンの外径より小さく、入口より奥の部分では前記ピストンの外径と等しいかそれより大きくし、前記ピストン挿入孔の縦方向の溝は、前記ピストン挿入孔の内径が前記ピストンの外径と等しいかそれより大きい奥の部分に設けられている請求項１に記載のサーモエレメント。
【請求項５】
前記弾性密封部材のピストン挿入孔の内面は粗面で、前記弾性密封部材とピストンは固着しにくくなっている請求項１に記載のサーモエレメント。
【請求項６】
底のある円筒形のケースと、前記ケースの一端部に係合するガイド部材と、前記ケースに充填され温度変化により膨張収縮するワックスと、前記ケース内に前記ワックスを密封し、中央部にピストン挿入孔が形成された弾性密封部材と、前記ワックスの膨張収縮で前記弾性密封部材が変形することにより軸方向に移動するピストンとを備えるサーモエレメントであって、
前記弾性密封部材の外面に、ピストン挿入孔の縦方向にリブが形成され、前記ワックスが膨張して、前記ピストンが上方向に移動したとき、前記弾性密封部材は前記リブの部分から折れ曲がり、前記ピストン挿入孔が潰れるようになっていることを特徴とするサーモエレメント。
【請求項７】
前記サーモエレメントはスリーブタイプサーモエレメントであり、前記弾性密封部材は、前記ケースに前記ワックスを密封し、中央部に前記ピストンの一端部を挿入するピストン挿入孔が形成されたスリーブである請求項１乃至６の何れか１項に記載のサーモエレメント。
【請求項８】
前記弾性密封部材は、非圧縮性のゴム状弾性体で成形され、前記ガイド部材と前記ワックスの間に配置され、中央部に前記ピストンの一端部を挿入するピストン挿入孔が形成された肉厚封止部材である請求項１乃至６の何れか１項に記載のサーモエレメント。
【請求項９】
温度変化により膨張収縮するワックスを熱膨張体として、ワックスの膨張収縮により、ピストンを出入りさせるサーモエレメントであって、
前記ワックスを封入するための一端部が開口した円筒形のケースと、
前記ケースの一端部に係合する円筒形のガイド部材と、
前記ガイド部材の孔に摺動自在に保持されたピストンと、
前記ガイド部材と前記ワックスの間に配置され、前記ケースに前記ワックスを封入し、中央部の前記ピストンの一端部を挿入するピストン挿入孔と、外周部のリブと、前記リブから前記ピストン挿入孔に向かって次第に肉厚が厚くなる肉厚部を有する肉厚封止部材と、を備え、
前記肉厚封止部材のピストン挿入孔の内面に、前記ピストン挿入孔の縦方向に溝が形成され、前記ワックスが膨張して前記ピストンが上方向に移動したとき、前記肉厚封止部材は前記溝の部分から折れ曲がり、前記ピストン挿入孔が潰れるようになっていることを特徴とするサーモエレメント。
【請求項１０】
ワックスの膨張収縮で弾性密封部材を変形させることによりピストンを移動させるサーモエレメントに使用する弾性密封部材であって、
中央部にピストン挿入孔が形成され、前記ピストン挿入孔の内面に、前記ピストン挿入孔の縦方向に溝が形成され、前記ワックスが膨張して前記ピストンが上方向に移動するとき、前記弾性密封部材は前記溝から折れ曲がり、前記ピストン挿入孔が潰れるようになっていることを特徴とする弾性密封部材。
【請求項１１】
ワックスの膨張収縮で弾性密封部材を変形させることによりピストンを移動させるサーモエレメントに使用する弾性密封部材であって、
中央部にピストン挿入孔が形成され、前記弾性密封部材の外面に、前記ピストン挿入孔の縦方向にリブが形成され、前記ワックスが膨張して前記ピストンが上方向に移動するとき、前記弾性密封部材は前記リブから折れ曲がり、前記ピストン挿入孔が潰れるようになっていることを特徴とする弾性密封部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度変化によるワックスの膨張収縮を利用したサーモアクチュエータであるサーモエレメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、温度センサとしてワックス等の熱膨張体を用いたサーモエレメントが用いられている。サーモエレメントは、温度によるワックスの体積変化をピストンの軸線方向の直線運動に変換する。サーモエレメントは、図１に示すダイアフラムタイプ、図２に示すスリーブタイプ等がある。
図１に示すダイアフラムタイプのサーモエレメントは、底のある円筒形状のケース１に、円筒形のガイド部材５が固定される。ケース１内にワックス２が充填され、ワックス２の上端面は、弾性密封部材のダイアフラム３により封止されている。ガイド部材５の基端部内の当接面５ａと、ダイアフラム３の上側との間には変形自在な非圧縮性流動体からなるガム状流体４が充填されている。ガイド部材５のガイド筒部5ｂ内には、ガム状流体４の上に、ラバーピストン７、保護板８、ピストン６が設けられている。
環境温度が上昇するとワックス２が膨張し、ダイアフラム３が上方に膨出し、ダイアフラム３の上方に配置されたガム状流体４を押し上げる。ガム状流体４は変形しガイド筒部５ｂに進入して、ラバーピストン７、保護板８を介して、ピストン６を上方へ押し上げる。温度が下降するとワックス２が収縮し、ピストン６に印加された負荷（図示せず）によりピストン６が押し下げられる。こうして、温度変化によりピストン６がガイド部材５から上方へ出入する。
本明細書においては、上とは図面の上方向、下とは図面の下方向を言うものとする。
【０００３】
図２に示すスリーブタイプのサーモエレメントは、底のある円筒形状のケース１にワックス２が充填され、ワックス２の上端部は弾性密封部材のスリーブ９により密封されている。スリーブ９の中央部にピストン６を挿入するためのピストン挿入孔が形成されている。スリーブ９の上側は、押さえ板１０により、ケース１に固定される。ケース１の上端部には、円筒形のガイド部材５が設けられ、ガイド部材５の基端部は、ケース１の上端部に固定される。スリーブ９のピストン挿入孔内から、ガイド部材５を貫通してピストン６が設けられている。
環境温度が上昇するとワックス２が膨張し、ワックス２がスリーブ９を押し潰し、スリーブ９に挿入されているピストン６を上方へ押し出す。温度が下降するとワックス２が収縮し、ピストン６に印加された負荷（図示せず）により、ピストン６は下方へ押し戻される。こうして、温度変化によりピストン６がガイド部材５の上下方向に出入する。
【０００４】
特にスリーブタイプのサーモエレメントは、ワックスの膨張と収縮によるピストンの往復運動を繰り返すと、スリーブが劣化するという問題と、長期間使用しないとスリーブとピストンが固着するという問題がある。
図２に示すスリーブタイプのサーモエレメントは、温度が上がってワックスが膨張すると、ピストン挿入孔に挿入されているピストン６を上方へ押し出し、スリーブピストン挿入孔の部分は押し潰される。温度が下がってワックスが収縮すると、スリーブ９の押し潰されたピストン挿入孔が広がり、ピストン挿入孔に挿入されているピストン６は下方へ戻る。そのため、温度の上昇下降が繰り返されると、スリーブのピストン挿入孔に近い部分は変形を繰り返し、その結果劣化して破れることがあり、耐久性がよくなかった。
【０００５】
本発明者は、特許文献１において、構造が単純で耐久性に優れ、応答性が良いサーモエレメントとして、従来のダイアフラムとガム状流体とを１つの弾性密封部材の肉厚封止部材としたサーモエレメントを開発した。肉厚封止部材は、従来のサーモエレメントを密封しながら変形するダイアフラムの機能と、ピストンを押し出すガム状流体の両方の機能を果たす。肉厚封止部材は、変形容易で、非圧縮性である。そのため、従来のラバーピストン、保護板が不要で、構造が簡単なサーモエレメントを得ることができた。
【０００６】
図３は、特許文献１の肉厚封止部材２０を使用したサーモエレメントの縦断面図である。サーモエレメントは、底のある円筒形状のケース１と、ケース１の一端部に係合する円筒形のガイド部材５と、ガイド部材の内側に摺動自在に保持されたピストン６と、ケース１にワックス２を封入し、ピストン６を出入りさせるため、ガイド部材と前記ワックスの間に配置された肉厚封止部材２０とを備える。
肉厚封止部材２０は、ゴム状弾性体で形成され、中央部にピストン６の一端部を挿入するピストン挿入孔が形成され、外周部のリブと、リブからピストン挿入孔に向かって肉厚が次第に厚くなる肉厚部とを有する。温度変化によりワックス２が膨張すると、肉厚封止部材２０が変形して、ピストン６を押し上げるようになっている。
図３の肉厚封止部材２０は、上面とピストン挿入孔の内面２０ａを高硬度のゴム材で形成し、他の部分２０ｂを低硬度のゴム材で形成してある。
【０００７】
更に耐久性の優れたサーモエレメントが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３９７１４５２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、耐久性に優れたサーモエレメントを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
従来のスリーブタイプのサーモエレメントは、温度が上昇し、ワックスが膨張して、ピストンを上方へ押し出したとき、スリーブのピストン挿入孔の部分が押しつぶされる。本発明者は、スリーブのピストン挿入孔の内面に縦方向に溝を形成しておくと、スリーブが押し潰されるとき、溝の部分で屈曲して、スリーブの極端な屈曲がなくなり、不規則な折れ曲がりもなくなることを見出した。
又は、スリーブのピストン挿入孔の内面に縦方向に溝を形成するのではなく、スリーブの外面に縦方向のリブを形成しておくこともできる。スリーブが押し潰されるとき、リブの部分から折れ曲がり、またリブは補強する作用もある。
【００１１】
スリーブの成形された形状でのスリーブのピストン挿入孔の内径をピストンの外径と等しいかやや大きくしておくと、スリーブとピストンの摺動抵抗が下がり、ピストンの押し出しと戻りがスムーズに行われる。
また、スリーブの成形された形状でのスリーブのピストン挿入孔の内径をピストンの外径より小さくしておくと、ピストンはピストン挿入孔に溝にそってピストン挿入孔を押し広げて挿入し、ピストンが上方へ移動したときには、スリーブは成形された径の小さい形状に戻り、更にその形状から押し潰されるので、スリーブの変形をさらに軽減することができる。
【００１２】
本発明は、底のある円筒形のケースと、前記ケースの一端部に係合するガイド部材と、前記ケースに充填され温度変化により膨張収縮するワックスと、前記ケース内に前記ワックスを密封し、ピストン挿入孔が形成された弾性密封部材と、前記ワックスの膨張収縮で前記弾性密封部材が変形することにより軸方向に移動するピストンとを備えるサーモエレメントであって、
前記弾性密封部材のピストン挿入孔の内面に、前記ピストン挿入孔の縦方向に溝が形成され、前記ワックスが膨張して前記ピストンが上方向に移動したとき、前記弾性密封部材は前記溝から折れ曲がり、前記ピストン挿入孔が潰れるようになっているサーモエレメントである。
【００１３】
こうすると、温度が上昇しワックスが膨張すると、ピストン挿入孔に形成した縦溝が押し潰され、ピストンを上方へ押し出し、弾性密封部材は溝の部分から折れ曲がり、弾性密封部材（スリーブ）が押し潰される。弾性密封部材は溝に沿って押し潰されるので、局部屈折がなくなり、変形量が従来のスリーブより小さくなる。
温度が低下すると、ワックスが収縮し、ピストンがピストン挿入孔に入り、弾性密封部材の内径は元に戻る。ピストン挿入孔に縦溝があると、溝部分は弾性密封部材とピストンが密着しないので、弾性密封部材とピストンの固着防止の働きもする。
こうすると、スリーブの形状の変化は、従来のスリーブの形状の変化より少なく、固着もし難くなる。そのため、スリーブの耐久性が良くなる。
【００１４】
前記弾性密封部材の成形された形状でのピストン挿入孔の内径は、前記ピストンの外径と等しいかそれより大きくすることができる。前記ピストン挿入孔の内径は、前記ピストンの外径に対して、+0〜+10％の範囲とすることができる。ピストン挿入孔の内径がこの範囲より大きいと、スリーブとピストンの間に隙間が生じるので好ましくない。
ピストン挿入孔の内径が前記ピストンの外径より大きいと、スリーブとピストンの摺動抵抗が下がる。
又は前記ピストンの外径より小さいことが好ましい。前記ピストン挿入孔の内径は、前記ピストンの外径に対して、‐7〜‐0％の範囲とすることができる。ピストン挿入孔の内径がこの範囲より小さいと、ピストンを挿入したときのスリーブの伸びが大きくなり、好ましくない。
前記弾性密封部材のピストン挿入孔の内径を、前記ピストンの外径より小さくしておくと、ピストン挿入孔にピストンを挿入するときは、ピストン挿入孔の溝にそってピストン挿入孔を押し広げて挿入する。温度が上昇すると、ピストンを上方へ押し出し、スリーブは溝から押し潰され、ピストン挿入孔はピストン外径より小さい成型されたスリーブの内径に戻り、その後スリーブは押し潰されるので、スリーブの変形量をさらに軽減できる。
【００１５】
前記ピストン挿入孔の内径は、前記ピストン挿入孔の入口近くでは前記ピストンの外径より小さく、入口より奥の部分では前記ピストンの外径と等しいかそれより大きくし、前記ピストン挿入孔の縦方向の溝は、前記ピストン挿入孔の内径が前記ピストンの外径と等しいかそれより大きい奥の部分に設けられ、前記ピストン挿入孔の内径が前記ピストンの外径より小さい入口近くの部分には設けられていないことが好ましい。
前記ピストン挿入孔の内径は、前記ピストン挿入孔の入口近くでは前記ピストンの外径に対して、‐7〜‐0％の範囲とし、奥の部分では前記ピストンの外径に対して、+0〜+10％の範囲とすることができる。
こうすると、ピストン挿入孔の入口付近には溝が形成されていないので、スリーブとピストンの密着がよく、溝をシールすることができる。そのため、ピストン挿入孔に液体、固体の異物等が入るのを防止することができる。
【００１６】
前記溝は対角方向に２本形成されていることが好ましい。又は、前記溝は等間隔に４本形成されていることが好ましい。
【００１７】
弾性密封部材のピストン挿入孔の内面を粗面にしておくと、弾性密封部材とピストンは更に固着しにくくなる。弾性密封部材を成型する際のピストン挿入孔の金型をサンドブラスト処理等することにより、ピストン挿入孔の内面を粗面にすることができる。
【００１８】
更に、本発明は、底のある円筒形のケースと、前記ケースの一端部に係合するガイド部材と、前記ケースに充填され温度変化により膨張収縮するワックスと、前記ケース内に前記ワックスを密封する弾性密封部材と、前記ワックスの膨張収縮で前記弾性密封部材が変形することにより軸方向に移動するピストンとを備えるサーモエレメントであって、
前記弾性密封部材の外面に、ピストン挿入孔の縦方向にリブが形成され、前記ワックスが膨張して、前記ピストンが上方向に移動したとき、前記弾性密封部材は前記リブの部分から折れ曲がり、前記ピストン挿入孔が潰れるようになっているサーモエレメントである。
リブは、弾性密封部材が折れ曲がるとき、弾性密封部材を補強する作用をする。
【００１９】
前記弾性密封部材の成形された形状でのピストン挿入孔の内径は、前記ピストンの外径と等しいかそれより大きくてもよい。前記ピストン挿入孔の内径は、前記ピストンの外径に対して、+0〜+10％の範囲とすることができる。
又は前記ピストンの外径より小さいことが好ましい。前記ピストン挿入孔の内径は、前記ピストンの外径に対して、‐7〜‐0％の範囲とすることができる。
前記ピストン挿入孔の内径は、前記ピストン挿入孔の入口近くでは前記ピストンの外径より小さく、入口より奥の部分では前記ピストンの外径と等しいかそれより大きくしてもよい。
【００２０】
前記リブは対角方向に２本形成されていることが好ましい。又は、前記リブは等間隔に４本形成されていることが好ましい。
前記弾性密封部材のピストン挿入孔の内面は粗面で、前記弾性密封部材とピストンは固着しにくくなっていることが好ましい。
【００２１】
前記サーモエレメントはスリーブタイプサーモエレメントであり、前記弾性密封部材は、前記ケースに前記ワックスを密封し、中央部に前記ピストンの一端部を挿入するピストン挿入孔が形成されたスリーブであることが好ましい。
又は、前記弾性密封部材は、非圧縮性のゴム状弾性体で成形され、前記ガイド部材と前記ワックスの間に配置され、前記ケースとの間にワックスを密封し、中央部に前記ピストンの一端部を挿入するピストン挿入孔が形成された肉厚封止部材でもよい。ここに、肉厚封止部材は、ダイアフラムタイプのサーモエレメントのダイアフラムとガム状流体を複合した部材である。
【００２２】
図３に示す肉厚封止部材を用いるサーモエレメントにおいても、肉厚封止部材のピストン挿入孔の内面に溝を設けておくことができる。
本発明はまた、温度変化により膨張収縮するワックスを熱膨張体として、ワックスの膨張収縮により、ピストンを出入りさせるサーモエレメントであって、
前記ワックスを封入するための一端部が開口した円筒形のケースと、
前記ケースの一端部に係合する円筒形のガイド部材と、
前記ガイド部材の孔に摺動自在に保持されたピストンと、
前記ガイド部材と前記ワックスの間に配置され、前記ケースに前記ワックスを封入し、中央部の前記ピストンの一端部を挿入するピストン挿入孔と、外周部のリブと、前記リブから前記ピストン挿入孔に向かって次第に肉厚が厚くなる肉厚部とを有する肉厚封止部材と、を備え、
前記肉厚封止部材のピストン挿入孔の内面に、前記ピストン挿入孔の縦方向に溝が形成され、前記ワックスが膨張して前記ピストンが上方向に移動したとき、前記肉厚封止部材は前記溝の部分から折れ曲がり、前記ピストン挿入孔が潰れるようになっているサーモエレメントである。
肉厚封止部材のピストン挿入孔の内径は、ピストンの外径と等しいかそれより大きくてもよく、又はピストンの外径より小さくてもよい。前記ピストン挿入孔の内径は、前記ピストンの外径に対して、+0〜+10％の範囲とすることができる。前記ピストン挿入孔の内径は、前記ピストンの外径に対して、‐7〜‐0％の範囲とすることができる。
【００２３】
又は、肉厚封止部材に、ピストン挿入孔の内面の溝の代わりに、肉厚封止部材の外面にリブを設けておくことができる。
即ち、温度変化により膨張収縮するワックスを熱膨張体として、ワックスの膨張収縮により、ピストンを出入りさせるサーモエレメントであって、
前記ワックスを封入するための一端部が開口した円筒形のケースと、
前記ケースの一端部に係合する円筒形のガイド部材と、
前記ガイド部材の孔に摺動自在に保持されたピストンと、
前記ガイド部材と前記ワックスの間に配置され、前記ケースに前記ワックスを封入し、中央部の前記ピストンの一端部を挿入するピストン挿入孔と、外周部のリブと、前記リブから前記ピストン挿入孔に向かって次第に肉厚が厚くなる肉厚部とを有する肉厚封止部材と、を備え、
前記肉厚封止部材の外面に、前記ピストン挿入孔の縦方向にリブが形成され、前記ワックスが膨張して前記ピストンが上方向に移動したとき、前記肉厚封止部材は前記リブの部分から折れ曲がり、前記ピストン挿入孔が潰れるようになっているサーモエレメントである。
【００２４】
本発明は、更にワックスの膨張収縮で弾性密封部材を変形させることによりピストンを移動させるサーモエレメントに使用する弾性密封部材であって、
中央部にピストン挿入孔が形成され、前記ピストン挿入孔の内面に、前記ピストン挿入孔の縦方向に溝が形成され、前記ワックスが膨張して前記ピストンが上方向に移動するとき、前記弾性密封部材は前記溝から折れ曲がり、前記ピストン挿入孔が潰れるようになっている弾性密封部材である。
【００２５】
また、ワックスの膨張収縮で弾性密封部材を変形させることによりピストンを移動させるサーモエレメントに使用する弾性密封部材であって、
中央部にピストン挿入孔が形成され、前記弾性密封部材の外面に、前記ピストン挿入孔の縦方向にリブが形成され、前記ワックスが膨張して前記ピストンが上方向に移動するとき、前記弾性密封部材は前記リブから折れ曲がり、前記ピストン挿入孔が潰れるようになっている弾性密封部材である。
【００２６】
本発明において、ワックス（熱膨張体）として、炭素繊維を融解混合したワックス混合体を使用することができる。
これにより、更に応答性が良く、構造が簡単で、耐久性の良いサーモエレメントを得ることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明のサーモエレメントは、弾性密封部材のピストン挿入孔に縦方向の溝が成形されている。又は、弾性密封部材の外面に縦方向にリブが形成されている。そのため、ワックスが膨張して、ピストンを押し出すとき、弾性密封部材は溝又はリブの部分から折れ曲がるので、局部的な屈曲が起こらない。また、リブを設けた場合はリブにより補強されている。そのため、弾性密封部材の耐久性が良くなり、耐久性の優れたサーモエレメントを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】ダイアフラムタイプのサーモエレメントの縦断面図。
【図２】スリーブタイプのサーモエレメントの縦断面図。
【図３】特許文献１のサーモエレメントの縦断面図。
【図４】スリーブタイプのサーモエレメントの第１実施形態のスリーブを示し、(a)は上面図、(b)は縦断面図、(c)は(b)のＡ−Ａ断面図。
【図５】第２実施形態のスリーブを示し、(a)は上面図、(b)は縦断面図、(c)は(b)のＢ−Ｂ断面図。
【図６】第３実施形態のスリーブを示し、(a)は上面図、(b)は縦断面図、(c)は(b)のＣ−Ｃ断面図。
【図７】図４の第１実施形態のスリーブを使用したサーモエレメントにおいて、ピストンが上昇した状態を示し、(b)は縦断面図、(c)はスリーブの(b)のＤ−Ｄ断面図である。
【図８】図５の第２実施形態のスリーブを使用したサーモエレメントにおいて、ピストンが上昇した状態を示し、(b)は縦断面図、(c)はスリーブの(b)のＥ−Ｅ断面図である。
【図９】図６の第３実施形態のスリーブを使用したサーモエレメントにおいて、ピストンが上昇した状態を示し、(b)は縦断面図、(c)はスリーブの(b)のＦ−Ｆ断面図である。
【図１０】第４実施形態のスリーブを示し、(a)は上面図、(b)は縦断面図、(c)は(b)のＧ−Ｇ断面図。
【図１１】第５実施形態の肉厚封止部材を示し、(a)は上面図、(b)は縦断面図、(c)は(b)のＨ−Ｈ断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図４〜１１を参照して、本発明について説明する。本発明は、スリーブタイプのサーモエレメントにおいて、スリーブのピストン挿入孔の内面に縦方向の溝を形成し、ピストンを押し出した後、スリーブが溝の部分から折れ曲がるようにする（第１、２実施形態）。又は、スリーブの外面に縦方向のリブを形成し、ピストンを押し出した後、スリーブがリブの部分から折れ曲がるようにする（第３実施形態）。
スリーブのピストン挿入孔の内径は、ピストンの外径とほぼ等しくしたが、大きくすることもできる。又はスリーブのピストン挿入孔の内径は、ピストンの外径より小さくすることもできる。こうすると、ピストンを挿入したとき、スリーブが押し広げられる。温度が上がり、スリーブがピストンを押し出すときにスリーブが押し潰される量を小さくすることができる。
図４はスリーブタイプのサーモエレメントの第１実施形態のスリーブ４０を表す。図５は第２実施形態のスリーブ４０’を表す。図６は第３実施形態のスリーブ４０”を表す。
【００３０】
図７は、図４の第１実施形態のスリーブ４０を使用したサーモエレメントにおいて、ピストンが上昇した状態でのスリーブ４０の形状を示す。図８は、図５の第２実施形態のスリーブ４０’を使用したサーモエレメントにおいて、ピストンが上昇した状態でのスリーブ４０’の形状を示す。図９は、図６の第３実施形態のスリーブ４０”を使用したサーモエレメントにおいて、ピストンが上昇した状態でのスリーブ４０”の形状を示す。
【００３１】
図４は、スリーブタイプのサーモエレメントの第１実施形態のスリーブ４０を表す。(a)は上面図、(b)は縦断面図、(c)はスリーブ４０の(b)のＡ−Ａ断面図である。成形したスリーブ４０のピストン挿入孔の内径４０ｄは、ピストン６の外径６ｄとほぼ等しい。スリーブ４０の内面には、縦方向に２本の溝４１が形成されている。ワックス２が膨張して、ピストン６を押し出すとき、スリーブ４０は２本の溝４１から折れ曲がって潰れるようになっている。
第１実施形態では、スリーブ４０の内径４０ｄは、ピストン６の外径６ｄとほぼ等しくしたが、大きくすることもできる。又は、スリーブ４０の内径４０ｄを、ピストン６の外径６ｄより小さくすることもできる。
【００３２】
図５は、第２実施形態のスリーブ４０’を表す。(a)は上面図、(b)は縦断面図、(c)はスリーブの(b)のＢ−Ｂ断面図である。成形したスリーブ４０’のピストン挿入孔の内径４０ｄ’は、ピストン６の外径６ｄとほぼ等しい。スリーブ４０’の内面に縦方向に４本の溝４１’が形成されている。他は、第１実施形態のスリーブと同様である。
溝４１’の対向する面の間には若干の隙間がある。ワックス２が膨張すると、まず溝４１’の対向する面が相互に密着する。ワックス２が更に膨張し、ピストン６を押し出すとき、スリーブ４０’を押し出した部分では、スリーブ４０’は４本の溝４１’から折れ曲がって潰れるようになっている。
第２実施形態では、スリーブ４０’のピストン挿入孔の内径４０ｄ’は、ピストン６の外径６ｄとほぼ等しくしたが、大きくすることもできる。又は、スリーブ４０’の内径４０ｄを、ピストン６の外径６ｄより小さくすることもできる。
【００３３】
図６は、第３実施形態のスリーブ４０”を表す。(a)は上面図、(b)は縦断面図、(c)はスリーブ４０”の(b)のＣ−Ｃ断面図である。スリーブ４０”の外面に縦方向に２本のリブ４２が形成されている。ワックス２が膨張して、ピストン６を押し出すとき、スリーブ４０”は２本のリブ４２から折れ曲がって潰れ、リブ４２は折れ曲がる部分を補強するようになっている。
【００３４】
第３実施形態では、２本のリブ４２を設けたが、４本のリブ４２を設けることもできる。
また、第３実施形態では、スリーブ４０”のピストン挿入孔の内径４０ｄ”は、ピストン６の外径６ｄとほぼ等しくしたが、大きくすることもできる。又は、スリーブ４０”のピストン挿入孔の内径４０ｄ”を、ピストン６の外径６ｄより小さくすることもできる。
また、第３実施形態では、スリーブ４０”の外面に２本のリブ４２を設けたが、リブ４２に加えて、ピストン挿入孔の内面に２本の溝４１又は４本の溝４１’を設けることもできる。
【００３５】
次に、第１〜３実施形態のスリーブを使用したサーモエレメントにおいて、温度が上昇し、ピストン６を押し出した状態でのスリーブの形状について説明する。
【００３６】
図７は、図４の第１実施形態のスリーブ４０を使用したサーモエレメントにおいて、ピストンが上昇した状態を示す断面図である。(b)は縦断面図、(c)はスリーブ４０の(b)のＤ−Ｄ断面図である。ワックス２が膨張して、ピストン６が上昇すると、ピストン６の下端部６ａより下の部分では、スリーブ４０が押し潰される。このとき、スリーブ４０は２本の溝４１の部分から折れ曲がり、図７(c)に示すように、スリーブ４０のピストン挿入孔は(c)図の上下方向に潰れ、スリーブ４０は横方向に扁平な形状となる。
【００３７】
図８は、図５の第２実施形態のスリーブ４０’を使用したサーモエレメントにおいて、ピストンが上昇した状態を示す断面図である。(b)は縦断面図、(c)はスリーブ４０’の(b)のＥ−Ｅ断面図である。ワックス２が膨張して、ピストン６が上昇すると、ピストン６の下端部６ａより下の部分では、スリーブ４０’が押し潰される。このとき、スリーブ４０’は４本の溝４１’の部分から折れ曲がり、図８(c)に示すように、スリーブ４０’のピストン挿入孔は(c)図の上下方向と横方向に潰れる。
【００３８】
図９は、図６の第３実施形態のスリーブ４０”を使用したサーモエレメントにおいて、ピストンが上昇した状態を示す断面図である。(b)は縦断面図、(c)はスリーブ４０”の(b)のＦ−Ｆ断面図である。ワックス２が膨張して、ピストン６が上昇すると、ピストン６の下端部６ａより下の部分では、スリーブ４０”が押し潰される。このとき、スリーブ４０”は外周に形成されたリブ４２の部分から折れ曲がり、図９(c)に示すように、スリーブ４０”のピストン挿入孔は(c)図の上下方向に潰れ、スリーブ４０”は横方向に扁平な形状となる。
【００３９】
図１０は、第４実施形態のスリーブ４４を表す。(a)は上面図、(b)は縦断面図、(c)はスリーブの(b)のＧ−Ｇ断面図である。成形したスリーブ４４のピストン挿入孔は、上部ではピストン６の外径６ｄより小さい内径４５ｄ−２であり、下部はピストン６の外径６ｄとほぼ等しい内径４５ｄ−１である。下部の内径４５ｄ−１の部分には、スリーブ４４の内面に縦方向に４本の溝４６が形成されている。
ピストン挿入孔の入口付近は内径がピストン６の外径６ｄより小さく、溝が形成されていないので、スリーブ４４とピストンの密着がよく、溝をシールすることができる。そのため、ピストン挿入孔に液体、固体の異物等が入るのを防止することができる。他は、第２実施形態のスリーブ４０’と同様である。
【００４０】
本発明の第１〜第４実施形態によれば、耐久性の良いサーモエレメントを得ることができる。
【００４１】
（肉厚封止部材）
本発明の第１〜４実施形態は、スリーブタイプのサーモエレメントについて説明した。本発明は、図３（特許文献１）の肉厚封止部材を使用するサーモエレメントに使用することができる。即ち、肉厚封止部材のピストン挿入孔の内面に溝を設けることができる。
図１１は、第５実施形態を示す。肉厚封止部材２０は、ゴム状弾性体で形成され、中央部にピストンの一端部を挿入するピストン挿入孔が形成され、外周部のリブと、リブからピストン挿入孔に向かって肉厚が次第に厚くなる肉厚部とを有する。温度変化によりワックスが膨張すると、肉厚封止部材２０が変形して、ピストンを押し上げるようになっている。
【００４２】
肉厚封止部材の上面とピストン挿入孔の内面２０ａを高硬度のゴム材で形成し、他の部分２０ｂを低硬度のゴム材で形成した肉厚封止部材２０を示し、ピストン挿入孔の内面に溝２１を設けてある。
図１１の(a)は上面図、(b)は縦断面図、(c)は肉厚封止部材の(b)のＨ−Ｈ断面図である。成形した肉厚封止部材２０の内径４０ｄ”は、ピストン６の外径６ｄとほぼ等しい。肉厚封止部材２０のピストン挿入孔の内面に縦方向に４本の溝２１が形成されている。ワックスが膨張し、ピストン６を押し出したとき、肉厚封止部材２０は４本の溝２１から折れ曲がって潰れるようになっている。
【００４３】
第５実施形態では、４本の溝２１を設けたが、２本の溝を設けることもできる。
また、第５実施形態では、肉厚封止部材２０のピストン挿入孔の内径４０ｄ”は、ピストン６の外径６ｄとほぼ等しくしたが、大きくすることもできる。又は、肉厚封止部材２０のピストン挿入孔の内径４０ｄ”を、ピストン６の外径６ｄより小さくすることもできる。
また、図１０の第４実施形態に示したように、肉厚封止部材２０の内径４０ｄ”は、上部ではピストン６の外径６ｄより小さくし、下部はピストン６の外径６ｄとほぼ等しいかそれより大きくし、下部のみに溝を設けることもできる。
又、肉厚封止部材２０に、溝２１の代わりに又は溝２１に加えて外面にリブを設けておくこともできる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明のサーモエレメントは、温度センサ、サーモアクチュエータとして使用することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１    ケース
２    ワックス（ワックス混合体）
３    ダイアフラム
４    ガム状流体
５    ガイド部材
５ａ    当接面
５ｂ    ガイド筒部
６    ピストン
６ｄ    ピストン外径
７    ラバーピストン
８    保護板
９    スリーブ
１０    押さえ板
２０    肉厚封止部材
２０ａ  高硬度のゴム材
２０ｂ  低硬度のゴム材
２１  溝
４０、４０’、４０”    スリーブ
４０ｄ、４０ｄ’、４０ｄ”    ピストン挿入孔内径
４０−１、４０−２    ピストン挿入孔内径
４１、４１’    溝
４２    リブ
４４    スリーブ
４５    ピストン挿入孔内径
４６    溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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