(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁筐体の内部で出入口間の流路を開閉する弁体の弁軸と、弁体を駆動する弁駆動部における正特性サーミスタの加熱により作動するワックス式感熱伸長素子とを、電気絶縁体を介し連係させて、弁駆動部により弁体を開閉動作し、弁筐体のうち、弁体を収納する部分とは別で弁駆動部と電気絶縁体と弁軸の一部とを収納する有底筒状部材の内部に、弁駆動部に接続される電線を配線して、
正特性サーミスタ及びワックス式感熱伸長素子を有する弁駆動部と、電気絶縁体を収納する収納空間を有する支持部材と、支持部材と弁駆動部との間に介設されるセットアップ用コイル状ばねとを、外部から内部が覗ける検査用窓を有するユニット保持部材で挟むように保持して、弁筐体の有底筒状部材の内部に対し出し入れ自在な弁駆動部ユニットを形成した熱動弁において、
前記有底筒状部材に形成された配線貫通穴部と、
前記弁駆動部ユニットの前記有底筒状部材に対する出し入れ側部と、
前記電気絶縁体の前記支持部材に対する摺動部とを、
シール部材でそれぞれ閉鎖して前記弁駆動部を外部から隔離し、
シール部材による閉鎖隔離域は、弁筐体から導出された電線を保持するハウジング内と、電線の被覆部内を介して外部と連通していることを特徴とする漏電防止機能付き熱動弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱媒流体の流れを開閉制御する熱動弁、特に、ヒータ源として正特性サーミスタ（以降、単にＰＴＣと呼ぶ）を、その感熱素子としてワックス式感熱伸長素子（以降、単にサーモエレメントと呼ぶ）を使用して弁を開閉作動する漏電防止機能付き熱動弁に関する。
ここで、熱動弁の主な特徴としては、ソレノイドを使用した電磁弁と比較して、作動電流がＰＴＣを使用することから非常に小さいこと、また、弁の駆動エネルギーが電気、熱、体膨張の変換による緩慢性から、システム中にウォータハンマ（水槌作用）の発生がないこと、さらには、サーモエレメントを使用したことから、比較的大きな弁開閉動作量を得ることができる等が挙げられる。
従って、熱動弁は、暖冷房システムにおける熱交換器凍結防止の安全弁として、並びに温水式床暖房システムにおける温水供給の開閉作動弁としての需要が多い。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人の提案に係る熱動弁の漏電防止構造と弁駆動部ユニットが特許第２８１７８７６号公報（平成１０年（１９９８）１０月３０日発行）により公知となっている。
その熱動弁は、図９に示したように、弁筐体３のうち、出入口１、２間の流路を開閉する弁体５を収納する部分とは別で、ＰＴＣ４ｄ及びサーモエレメント４ａを含む弁駆動部４と弁軸１０及びサーモエレメント４ａ間に介設される電気絶縁体１２と弁軸１０の一部とを収納する有底筒状部材３ａにおいて、その内部に弁駆動部４の複数の電線４ｅ２、４ｆ２を所定間隔開けて配線する配線空間３ａ４、３ａ５を、また、開放端部側に電線４ｅ２、４ｆ２の独立した配線取り入れ口３ａ８と排水口３ａ６を形成したものである。
このような熱動弁によれば、弁駆動部４の複数の電線４ｅ２、４ｆ２を有底筒状部材３ａ内部の配線空間３ａ４、３ａ５及び有底筒状部材３ａ開放端部側の配線取り入れ口３ａ８にそれぞれ通して、弁筐体３を組み立てると、有底筒状部材３ａ内部の配線空間３ａ４、３ａ５において、電線４ｅ２、４ｆ２の所定間隔開けた配線によって、外部から浸入する水分が複数の電線４ｅ２、４ｆ２間に沿って毛細管現象により弁駆動部４側に達するのを防止できる。
従って、熱動弁において、従来問題となっていた結露環境での水滴による漏電の発生を防止できる。
【０００３】
また、図９に示したように、弁駆動部ユニット４０は、熱動弁のＰＴＣ４ｄ及びサーモエレメント４ａを有する弁駆動部４と、電気絶縁体収納空間１１ａを有する支持部材１１０と、この支持部材１１０と弁駆動部４との間に介設されるセットアップ用コイル状ばね１３とを、外部から内部が覗ける検査用窓１５０ｄを有するユニット保持部材１５０で挟むように保持して、弁筐体３の有底筒状部材３ａの内部に対し出し入れ自在なものである。
このような弁駆動部ユニット４０によれば、熱動弁のＰＴＣ４ｄ及びサーモエレメント４ａを含む弁駆動部４を１ユニットとして取り扱うことができ、しかも、その弁駆動部ユニット４０の検査用窓１５０ｄから内部の弁駆動部構成部品の組込状態を外部から容易に外観検査できる。
従って、熱動弁において、その主力構成である弁駆動部４の組立性並びにメンテナンス性を向上できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、最近では、住宅事情を考慮したシステムとして省スペースを図り、かつ、顧客の要望と需要の多様化により、熱動弁の取付姿勢は１点で固定使用することができなくなってきた。
即ち、図９に示した熱動弁において、仮に、図示とは上下逆の取付姿勢で使用した場合を考えると、上部筐体（有底筒状部材）３ａの逆Ｕ字形窓３ａ６側が上を向くことになるから、結露水は、被覆配線４ｅ２、４ｆ２を伝わって、いとも簡単に電極板４ｅ、４ｆに達してしまう。
従って、使用に耐えられないことが判る。
【０００５】
本発明の課題は、前述したような漏電防止機能付き熱動弁において、どのような取付姿勢でも、即ち、立てた状態、横にした状態、斜めにした状態、逆さにした状態等の全方位に対してでも、結露水が浸入しないようにすることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項１記載の発明は、
例えば、図１から図４と図６及び図７に示すように、
弁筐体３の内部で出入口１、２間の流路を開閉する弁体５の弁軸１０と、弁体５を駆動する弁駆動部４におけるＰＴＣ４ｄの加熱により作動するサーモエレメント４ａとを、電気絶縁体１２を介し連係させて、弁駆動部４により弁体５を開閉動作し、弁筐体３のうち、弁体５を収納する部分とは別で弁駆動部４と電気絶縁体１２と弁軸１０の一部とを収納する有底筒状部材３ａの内部に、弁駆動部４に接続される電線４ｅ２、４ｆ２を配線して、
ＰＴＣ４ｄ及びサーモエレメント４ａを有する弁駆動部４と、電気絶縁体１２を収納する収納空間を有する支持部材１１０と、支持部材１１０と弁駆動部４との間に介設されるセットアップ用コイル状ばね１３とを、外部から内部が覗ける検査用窓１５０ｄを有するユニット保持部材１５０で挟むように保持して、弁筐体３の有底筒状部材３ａの内部に対し出し入れ自在な弁駆動部ユニット４０を形成した熱動弁において、
前記有底筒状部材３ａに形成された配線貫通穴３０３部と、
前記弁駆動部ユニット４０の前記有底筒状部材３ａに対する出し入れ側部と、
前記電気絶縁体１２の前記支持部材１１０に対する摺動部とを、
シール部材３１０、１４０、１２ｂでそれぞれ閉鎖して前記弁駆動部４０を外部から隔離したことを特徴とする。
【０００７】
請求項１記載の発明によれば、熱動弁のＰＴＣ及びサーモエレメントを含む弁駆動部を１ユニットとして取り扱うことができ、しかも、その弁駆動部ユニットの検査用窓から内部の弁駆動部構成部品の組込状態を外部から容易に外観検査できる。従って、熱動弁において、その主力構成である弁駆動部の組立性並びにメンテナンス性を向上できる。
そして、弁駆動部の電線を通すために、有底筒状部材の配線貫通孔部と、弁駆動部ユニットの有底筒状部材に対する出し入れ側部と、電気絶縁体の支持部材に対する摺動部とを、シール部材でそれぞれ閉鎖したことによって、弁駆動部を外部から隔離できる。従って、熱動弁において、どのような取付姿勢でも、即ち、立てた状態、横にした状態、斜めにした状態、逆さにした状態等の全方位に対してでも、結露水が浸入しないものにして、結露環境での水滴による漏電の発生を防止できる。
【０００８】
ここで、熱動弁としては、暖冷房システムにおける熱交換器凍結防止の安全弁として用いたり、並びに温水式床暖房システムにおける温水供給の開閉作動弁として用いたりするものである。
弁駆動部としては、例えば、下からサーモエレメント、下部電極板、ＰＴＣ、上部電極板の順に積み上げたものが挙げられるが、他の順序で各部品を積み上げた構成によっても良い。
弁駆動部に接続される複数の電線としては、例えば、下部電極板と上部電極板の各々に接続して立ち上がる２本の弁駆動用被覆電線が挙げられるが、電線の数は、例えば、何らかのセンサ等を追加する場合には３本以上となり、要は複数であれば良い。
弁筐体としては、例えば、弁駆動部が設けられる上部筐体、入口と弁体が設けられる中間部筐体、出口が設けられた下部筐体の三分割体で構成されるものが挙げられるが、二分割体や一体成形品等、他の部品要素による構成のものでも良い。
【０００９】
また、弁駆動部ユニットについて、支持部材としては、例えば、電気絶縁体が摺動自在に嵌合する有底筒状孔、外部からのゴムや跳ね返り水の浸入を防ぐフランジ及び環状リング、Ｏリング押さえ面、切欠溝、切欠部等を有する円盤状のものが挙げられるが、他の形状及び構造を有するものでも良い。
セットアップ用コイル状ばねは、弁駆動部を支えるように配置されるものである。
ユニット保持部材としては、例えば、弁駆動部、支持部材及びセットアップ用コイル状ばねを上下から挟むようにして保持するほぼ円筒形状のものが挙げられるが、各部品を上下から挟んで保持する板材や丸棒や線材等によるブリッジ形状のもの等、外観形状は任意である。
検査用窓としては、ユニット保持部材内部の弁駆動部、支持部材及びセットアップ用コイル状ばねを外部から覗ける窓あれば良く、その部位や形状は問わない。
【００１１】
さらに、請求項１記載の発明は、
例えば、図１から図３に示すように、
シール部材３１０、１４０、１２ｂによる閉鎖隔離域は、弁筐体３から導出された電線４ｅ２、４ｆ２を保持するハウジング４１０内と、電線４ｅ２、４ｆ２の被覆部内を介して外部と連通していることを特徴とする。
従って、請求項１記載の発明によれば、シール部材による閉鎖隔離域を、弁筐体から導出された電線を保持するハウジング内と、電線の被覆部内を介して外部と連通させたことによって、閉鎖隔離域において、空気の流通を確保し、負圧現象の発生を無くして、溜まり水の引き込みを防止できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
先ず、構成を説明する。
図１から図３に示すように、熱媒流体の出口１及び入口２を有する弁筐体３は、弁駆動部４が設けられる有底筒状部材である上部弁筐体３ａと、入口２及び弁体５が設けられる中間部筐体３ｂと、出口１が設けられた下部筐体３ｃとの三分割体で構成され、小ねじ６により結合して一体化されるものである。
上部筐体３ａ並びに中間部筐体３ｂは合成樹脂製が適切である。
【００１３】
弁体５は出入口１、２を結ぶ流路２ａ中の直角屈曲部にある弁座と対面して設けられ、図示のように、常態では下部筐体３ｃの出口段部３ｃ１との間に設けられた弁閉用コイル状ばね８のばね力によって弁閉状態にある。
弁体５の中心部に係合一体化される弁軸１０は、その軸線上にある流路２ａを縦断して中間部筐体３ｂの軸受部の外部まで伸び出るように設けられ、弁駆動部４と連係することができるものである。
弁軸１０は、中間部筐体３ｂの軸受部に対して摺動自在で、Ｏリング９により気密が確保されている。弁軸１０は金属製が適切である。
【００１４】
弁駆動部４について、その周辺部品との関係を考慮しながら説明すると、上部筐体３ａの内部にあって、弁軸１０の突出端部軸線上には、図８で常設状態に対し裏返し状態で表した円盤状の支持部材１１０が被せるようにして係合されている。この支持部材１１０上には、セットアップ用コイル状ばね１３を介して、弁駆動部４を構成する各部品が載置されている。
弁駆動部４は、図２及び図７に示すように、下部電極板４ｆ上にヒータの役目をするＰＴＣ（正特性サーミスタ）４ｄが載置されて、このＰＴＣ４ｄの上に上部電極板４ｅが載置されている。
そして、下部電極板４ｆと、その下方に位置して伸長軸４ｂを下向きにしたサーモエレメント（ワックス式感熱伸長素子）４ａの上面との間には、図７に示したように、電気絶縁板（第２の電気絶縁体）４００が配置されている。この電気絶縁板４００の材質は、ポリイミドが適切であり、実際上は、電気絶縁板４００の片面に接着剤が施されていて、市販シートを円形に打ち抜いたものを電極板に前もって貼り付けたものである。従って、実施形態において、下部電極板４ｆは、その電極板４ｆ０と電気絶縁板４００とが一体で取り扱わされるものとなる。
【００１５】
また、弁駆動部４を構成するサーモエレメント４ａの伸長軸４ｂと弁軸１０の突出端とは、電気絶縁体１２を介して連係がとられている。なお、サーモエレメント４ａの伸長軸４ｂの周囲には、コイル状ばね１３用の座面となるドーナツ形状座板１３１が設けられている。
電気絶縁体１２は、図２、図３及び図７に示すように、円柱を輪切りにした厚手の円板形状の胴部にＯリング溝１２ａが形成されて、円板形状の上面にサーモエレメント４ａの伸長軸４ｂの端面と嵌合する凹部１２ｃが形成されている。Ｏリング溝１２ａにＯリング１２ｂが取り付けられ、このＯリング１２ｂを介して支持部材１１０の有底筒状孔１１ａ内を軸上に摺動可能となっている。しかも、Ｏリング１２ｂの適度な締め代があって、摺動した場合においても、水の浸入が完全に防止できる。
なお、Ｏリング１２ｂ部にグリースを適切に塗布することによって、前記摺動能力は更に向上する。また、上面にある凹部１２ｃは、伸長軸４ｂとの嵌合を確実にして連係性を向上させるばかりでなく、凹部高さに対応する分だけ伸長軸４ｂの戻り側のゆとりができ、閉弁時の戻り側オーバーストローク（部品の慣性、部品の製作誤差等によって生じる）に対処したものとなっている。
これによって、サーモエレメント４ａの寿命が大幅に向上する。
ここで、電気絶縁体１２は合成樹脂並びにセラミックス製、上部電極板４ｅ及び下部電極板４ｆ並びにサーモエレメント４ａの外筒は銅合金材製、等がそれぞれ適切である。
【００１６】
弁駆動部４を支えるように配置されたセットアップ用コイル状ばね１３の作用力は、上部方向にあっては、上部電極板４ｅの接触面を介して上部筐体３ａの天井座面３ａ１に達し、また、下部方向にあっては、支持部材１１０のＯリング９の押さえ底面１１ｂを介して中間部筐体３ｂの軸受部の端面に達する。
これによって、二つの上部電極板４ｅ及び下部電極板４ｆと、ＰＴＣ４ｄと、サーモエレメント４ａ等による弁駆動部４の構成部品は、互いに作用し合って電気的に充分な接触面積を得ることができる。
【００１７】
また、上部筐体３ａは、その内部周辺部品との関係において、大きなゆとりのある空間が内部に設けられていて、図１に示したように、最終外縁部が、中間部筐体３ｂの四角外径と一致するものとなっている。なお、最小径部の内径は、弁駆動部４の部品の組立性を考慮して適切に決められている。
ここで、上部筐体３ａにおいて、その上部領域を最小径部から中間径部にかけての内部空間に対し、その下部の裾野にあたる部分には、外部に通じる窓３ａ６が形成されている。
この窓３ａ６は、図１に示されるように、中間部筐体３ｂの外径形状ラインとの関係において、逆Ｕ字形状を呈することから、逆Ｕ字形窓３ａ６とする。この逆Ｕ字形窓３ａ６は、対辺側にも形成されており、従って、外部に通じる窓は、対向する二箇所の逆Ｕ字形窓３ａ６となっている。
【００１８】
次に、弁筐体３のうち上部筐体３ａについて、図１から図５に基づき詳細に説明する。
図中、３０１は上部弁筐体の天井板である。この天井板３０１を境に弁駆動部ユニット４０組付側と配線室３ａ９に別れる。
配線室３ａ９は、その断面形状が半円形状をしていて、軸方向へ延びた開放形壁面３００で構成され、縁３０８が形成される。
このような半円形状の配線室３ａ９には、配線取り入れ口（切欠口）３０７が形成されている。さらに、この半円形状の配線室３ａ９において、長手方向両端の鋭角部は、弁駆動部ユニット４０組付側に設けた２つの配線溝３ａ４、３ａ４の外側ビード３４０、３４０と合致している。
配線室３ａ９は、弁駆動部ユニット４０組付側とは、天井板３０１に形成した２つの配線貫通穴３０３、３０３と、これらの同軸上に設けられたスリーブ取付穴３０２、３０２を通じて連通したものとなっている。２つの配線貫通穴３０３、３０３は、配線溝３ａ４、３ａ４の延長上と一致するものとなっている。
【００１９】
配線室３ａ９底面、即ち、天井板３０１の上面には、２つの配線貫通穴３０３、３０３の間に小径の案内突起３０５が形成され、更に、配線取り入れ口３０７側に２本の被覆電線４ｅ２、４ｆ２がゆとりある間隔をもって配置されるように、２つの配線案内突起３０６、３０６が形成されている。２つの配線案内突起３０６、３０６の高さは、前記開放形壁面３００の縁３０８と一体し、蓋体３３０のストッパともなっている。
従って、配線室３ａ９として、２本の被覆電線４ｅ２、４ｆ２のゆとりある配線空間を確保できる。また、配線室３ａ９の底面側は、壁面３００に形成した複数のドレン穴３０４、３０４で外部と連通されていて、水が溜まりにくい構成となっている。
【００２０】
そして、図６において、３１０は、算盤玉を軸方向へ長くしたような形態を持つスリーブである。このスリーブ３１０の材質としては、Ｏリングと同様の弾性部材（合成ゴム、合成樹脂等）が適切である。スリーブ３１０の中央の孔径は、前記被覆電線４ｅ２、４ｆ２の外径より若干小さくできていて、外径は、前記スリーブ取付穴３０２の内径より大きくできている。
従って、所定の組立完了後は、弁駆動部４側への水の浸入を完全に防止するものとなる。
なお、スリーブ３１０において、算盤玉を軸方向へ長くしたような形態としたのは、被覆電線４ｅ２、４ｆ２を外部へ誘導する際の曲げ引き込み作業に対する剛性力を、Ｏリングと比較して高めるためである。
【００２１】
配線室３ａ９の突起３０５に組み付けられ、スリーブ３１０の上部に配置される軍艦形状の板状のものは、スリーブ３１０の浮き上がり防止板３２０である。浮き上がり防止板３２０は、その板部３２１の長手方向両端に被覆電線４ｅ２、４ｆ２を挟むためのＵ字切欠３２２、３２２が形成されて、板部３２１の中央部上に配線案内用三角突起３２３が形成され、更に、板部３２１の配線案内用三角突起３２３の反対側に前記突起３０５と嵌合する嵌合穴３２４が形成されている。
なお、配線案内用三角突起３２３の高さは、組み込まれた状態で、前記開放形壁面３００の縁３０８と一致し、蓋体３３０のストッパとなるばかりでなく、三角形の配線側二辺は配線を誘導する役目を持つものとなる。従って、被覆電線４ｅ２、４ｆ２のゆとりある適切な配線空間を形成できる。
【００２２】
図４において、上方に離れて表示された部品が配線室３ａ９の開放部の蓋体３３０である。蓋体３３０は、外観形状は配線室３ａ９の断面形状と同形で、下面に配線室３ａ９の内側形状と合致する内リブ３３１が全週に渡って形成されている。このうちリブ３３１上であって、半円形状の鋭角両端部に配線室３ａ９内側へ延び出る２つの爪体３３３、３３３が形成されて、更に、円形状側に３つの配線拘束突起３３２、３３２、３３２が形成されている。３つの配線拘束突起３３２、３３２、３３２の円周方向の全幅は、配線取り入れ口３０７の開口幅と合致し組み合うものである。
なお、蓋体３３０が配線室３ａ９の開放部を閉じた場合には、前記２つの爪体３３３、３３３の爪が、前記複数のドレン孔３０４の縁と契合して閉じ状態を維持する。蓋体３３０を取り外したいときは、ドレン孔３０４に係合する爪を工具で押し出せばよい。
【００２３】
次に、図７及び図８に基づいて支持部材１１０について詳細に説明する。
図８は、支持部材１１０の形態説明を容易にするため、常設状態とは裏返し状態で表したものであり、図７中、１１ｃは円筒部材である。
円筒部材１１ｃの外径部は前記セットアップ用コイル状ばね１３の内径と遊合関係にあって案内機能を果たすものとなっており、また、円筒部材１１ｃの内部には、図２及び図７に示されるように、前記電気絶縁体１２が摺動自在に嵌合する有底筒状孔１１ａが形成されている。
電気絶縁体１２を摺動自在に収納する収納空間である有底筒状孔１１ａの底にあたる裏面は、前記Ｏリング９の押さえ底面１１ｂにあたるものであり、このＯリング押さえ底面１１ｂには、その周縁に有底筒状孔１１ａと通じる連通空間をなす複数個（図示では直径方向に対向する２個）の連通孔１１ｄ，１１ｄが形成されて、中心部に前記弁軸１０との係合孔１１ｅが形成されている。
【００２４】
図８において、フランジ１１ｆは、前記弁駆動部４側に対する外部からのゴミ及び跳ね返り水の浸入を少なくする役目をするもので、その外径は前記上部筐体３ａの前記中間径部３ａ３の内径と適切に係合するものとなっている。
フランジ１１ｆの面から垂下する環状リング１１ｇは、連通孔１１ｄ、並びに前記弁軸１０の前記Ｏリング９のシール部に対する外部からのゴミの浸入を少なくする役目をするものであるが、その内径は前記軸受部３ｂ１の外径との関係で適切な隙間を設定するとき、有底筒状孔１１ａの連通孔１１ｄから流れ出る水の表面張力で塞がれないことを考慮して設計する。
即ち、環状リング１１ｇと軸受部３ｂ１との適切な隙間を設定する場合、環状リング１１ｇそのものの垂下長さを考慮しながら、最良の条件を選択するもので、その最良の隙間部を連通空間をなす垂下空間とする。
フランジ１１ｆには、環状リング１１ｇにドレン用切欠部１１ｊが形成されている。
なお、支持部材１１０は合成樹脂製が適切である。
【００２５】
ところで、前記上部電極板４ｅ及び下部電極板４ｆには、図７を参考に説明すれば、その円盤の外周上に電気の取り入れ口である突設片４ｅ１、４ｆ１が設けられていて、各々の弁駆動部用被覆電線４ｅ２、４ｆ２がその一端をそれぞれ半田結合して接続される。
ここで、突設片４ｅ１、４ｆ１は、各々の電極板４ｅ、４ｆの直径方向に対向するようにして設けられ、かつ、各々の電極板４ｅ、４ｆに対し上下方向に異なるように面をずらした段部４ｅ３、４ｆ３を介して設けられている。組立時には、段部４ｅ３、４ｆ３を互いにＰＴＣ４ｄから上下に離れるようにして、半田部が相手方の電極へ接触することがない構造となっている。
以上の上部電極板４ｅ及び下部電極板４ｆの突設片４ｅ１、４ｆ１並びに電線４ｅ２、４ｆ２のはみ出た部位が、図２及び図４に示されるように、上部筐体３ａの内部に収納されるにあたっては、最小径部の全域にわたって設けられた配線空間である配線溝３ａ４の上部空間から上方に立ち上げられている。
【００２６】
そして、弁駆動部４の外側と上部筐体３ａの最小径部の内径との間には、ユニット保持部材１５０が設けられている。
ユニット保持部材１５０は、図４、図６及び図７に示すように、筒状で縦割り形状を呈していて、対をなす２個の半円筒状分割体１５０ａにより構成されるものである。このユニット保持部材１５０、即ち、半円筒状分割体１５０ａは、図６に示されるような組立完了状態では、上部筐体３ａの最小径部の内側との嵌合関係により弁駆動部４の軸芯を確保している。
ユニット保持部材１５０と上部筐体３ａの最小径部の内側との嵌合関係は、外観縦割り形状を呈する半円筒状分割体１５０ａの筒形が内側及び外側ともに数段階の段付き形状となっていて、その段付き形状の外側が上部筐体３ａの最小径部の内側に接し、段付き形状の内側がサーモエレメント４ａの外径部に接するものとなっている。
なお、以上のユニット保持部材１５０（半円筒状分割体１５０ａ）の段付き形状の段階数は、図示形状のみに限定されるものではなく、各部品形状に応じて適宜適切に変更されるものであり、例えば、各部品寸法の選択によっては段が全くなくなることもあり得る。
さらに、半円筒状分割体１５０ａの上下端部には、上部電極板４ｅに掛ける爪部材１５０ｂと、支持部材１１０に掛ける爪部材１５０ｃとが設けられている。
【００２７】
ここで、図６に示される弁駆動部ユニット４０の形態は、図２及び図３に示されるような組み込まれた状態から引き抜き出し、上部筐体３ａの外部に置いた状態を示したものである。
図６に示すように、縦割り形状を呈して対をなす２個の半円筒状分割体１５０ａにより構成されるユニット保持部材１５０は、その直径方向に対向する合わせ部分に検査用窓１５０ｄを形成し、上端部に爪部材１５０ｂで囲まれた孔１５０ｅを形成している。
以上のユニット保持部材１５０を構成する半円筒状分割体１５０ａの合わせ部分の検査用窓１５０ｄは、その内部へ組み込まれた部品の状態が外部から明確に識別できる幅を有するだけでなく、上部電極板４ｅ及び下部電極板４ｆに接続された電線４ｅ２、４ｆ２がゆとりを持って配置される空間でもある。この検査用窓１５０ｄの空間は、図６の組み上がり状態において、配線溝３ａ４（図４参照）の空間と合体し、さらに、ゆとりのある空間を形成する。
また、ユニット保持部材１５０を構成する半円筒状分割体１５０ａの上端部の爪部材１５０ｂで囲まれた孔１５０ｅは、上部筐体３ａの天井座面３ａ１の隆起部と係合するものである。
【００２８】
ところで、被覆電線４ｅ２、４ｆ２中、弁駆動部用被覆電線４ｆ２は、ＰＴＣ４ａの側面を通過することとなる。従って、その両者が万が一でも接触して被覆部が溶けだし絶縁不良が発生するようであってはならない。また、上部電極板４ｅと短絡があってはならない。
このような観点から、図６の検査用窓１５０ｂの上部に橋渡した分離突起１５０ｆ、１５０ｆは、図４で示されるように、弁駆動部用被覆電線４ｆ２とＰＴＣ４ａの間に挟まるように組み立てられる。この分離突起１５０ｆ、１５０ｆは、ユニット保持部材１５０として一体成形により形成されたものである。
【００２９】
図８は、支持部材１１０を常設状態と逆の裏返し状態で表したもので、図中、１１ａは有底筒状孔、１１ｂはＯリング押さえ底面、１１ｃは円筒部材、１１ｄは連通孔、１１ｅは弁軸１０との係合孔、１１ｆはフランジ、１１ｇは中間部筐体３ｂの軸受部の外径との関係で垂下空間を構成する環状リングである。
そして、図示のように、フランジ１１ｆの外周面には、Ｏリング１４０が係合するＯリング溝１１０ｋが形成されていて、さらに、フランジ１１ｆの上面でもある円筒部材１１ｃ側には、鍔１１０ｍ付きの環状リング１１０ｎが形成されている。
この環状リング１１０ｎの鍔１１０ｍは、ユニット保持部材１５０の爪部材１５０ｃと係合するものである。
【００３０】
以上のように構成される弁駆動部ユニット４０の組立から、熱動弁の図１から図３に示される配置に至るまでの組立方法について、以下に説明する。
図７は、図６の弁駆動部ユニット４０の各構成部品をバラバラに分解して示したものである。
先ず、図示しない組立治具の筒状部の中に、図８において、上方から示される順序に従って、電線４ｅ２付きの上部電極板４ｅ、ＰＴＣ４ｄ、電線４ｆ２付きの下部電極板４ｆ（電気絶縁板４００含む）、サーモエレメント４ａ、ドーナツ形状座板１３１、電気絶縁体１２、セットアップ用コイル状ばね１３、支持部材１１０まで組み入れた後、これらをセットアップ用コイル状ばね１３のばね力に抗して治具で軸方向に押し下げ、ユニット保持部材１５０（半円筒状分割体１５０ａ）の上下の爪部材１５０ｂ、１５０ｃのピッチ間に、上部電極板４ｅから支持部材１１０の鍔１１０ｍまでを合わせる。
続いて、図示しないが、前記組立治具の筒状部を横に開け、ユニット保持部材１５０（半円筒状分割体１５０ａ）を両側からそれぞれ填め込む。
ここで、治具の軸方向の押し下げによる拘束力を解いて、組み上がり品を取り出し、Ｏリング１４０を支持部材１１０のＯリング溝１１０ｋに取り付けて、図６の状態の弁駆動部ユニット４０、即ち、弁筐体３０へ組み込む前の弁駆動部ユニット４０を得る。
【００３１】
こうして、図６に示される弁駆動部ユニット４０の形態の維持は、その内部に組み込まれたセットアップ用コイル状ばね１３のばね力が、上部電極板４ｅと鍔１１０ｍを介してユニット保持部材１５０（半円筒状分割体１５０ａ）の上下の爪部材１５０ｂ、１５０ｃにそれぞれ作用することによる。
以上の弁駆動部ユニット４０は、前述した組立完了後において、そのユニット保持部材１５０の直径方向に対向した検査用窓１５０ｄからの外観検査工程で、内部構成部品の「組み込み間違え」、「反転組み込み」、「重複組み立て」等の有無が確認され、適正なものが合格品として倉庫に一旦在庫される。
このように、弁駆動部ユニット４０は、主生産ラインである弁筐体３の生産ラインと切り離して生産管理ができることから、例えば、コストの安い地域で生産をして供給できると云う大きなメリットがある。
【００３２】
以上のようにして組み上がった弁駆動部ユニット４０においては、セットアップ用コイル状ばね１３のばね力最終作用面が切り替えられる。
即ち、弁駆動部ユニット４０におけるセットアップ用コイル状ばね１３のばね力最終作用面は、前述したように、ユニット保持部材１５０（半円筒状分割体１５０ａ）の上下の爪部材１５０ｂ、１５０ｃであって、その上方の爪部材１５０ｂが上部電極板４ｅと接し、下方の爪部材１５０ｃが支持部材１１０の環状リング１１０ｎの鍔１１０ｍと接していることから、図１から図３に示される熱動弁の組立状態におけるセットアップ用コイル状ばね１３のばね力最終作用面は、上部方向にあっては、天井座面３ａ１と上部電極板４ｅとの接触面に、また、下部方向にあっては、中間部筐体３ｂの軸受部の端面支持部材１１０のＯリング押さえ底面１１ｂとの接触面に、それぞれ切り替えられる。
ここで、セットアップ用コイル状ばね１３のセット寸法は、弁駆動部ユニット４０の場合よりも、図１から図３に示される熱動弁の組立状態では若干小さくなるように寸法調整されるため、ユニット保持部材１５０（半円筒状分割体１５０ａ）の上下の爪部材１５０ｂ、１５０ｃは、熱動弁の組立状態では宙に浮いた状態となっている。
【００３３】
以上のような弁駆動部ユニット４０の弁筐体３への組み込みは、上部筐体３ａの内部にＯリング１４０の抵抗に抗して弁駆動部ユニット４０を押し込んだ後、既に弁軸１０が組み込まれた中間部筐体３ｂ上に被せるようにして上部筐体３ａを載置して、既に弁閉用コイル状ばね８が組み込まれた下部筐体３ｃ上に中間部筐体３ｂを載置し、以上の弁筐体３の部品を、図１に示したように、小ねじ６で止めることにより完了する。
以上によって、図１から図３に示される熱動弁が得られる。
【００３４】
次に、弁駆動部ユニット４０を上部筐体３ａ８（３ａ）へ組み入れる場合の具体的なプロセスについて説明する。
即ち、上部筐体３ａ８の逆Ｕ字形窓３ａ６側から、図６に示される形態の弁駆動部ユニット４０の弁駆動部用被覆電線４ｅ２、４ｆ２を、天井板３０１の配線貫通穴３０３を狙って挿入し、配線室３ａ９側へ貫通させるとともに、保持部材１５０の穴１５０ｅから覗くことのできる上部電極板４ｅが天井座面３ａ１に突き当たるまで、弁駆動部ユニット４０を押し込む。この時、上部電極板４ｅの突設片４ｅ１と被覆電線４ｅ２、並びに下部電極板４ｆ２の突設片４ｆ１と被覆電線４ｆ２等の出っ張り部は、配線溝３ａ４、３ａ４の空間位置にあって上部筐体３ａ８との接触はない。
以上の押し込み作業によって、弁駆動部ユニット４０のＯリング１４０は、上部筐体３ａ８の中間径部と完全に嵌合し、水の浸入を防止できるものとなる。また、中間径部の周上であって、組み込まれたＯリング１４０の逆Ｕ字形窓３ａ６側には複数のドレン孔３０９が設けてある。
一方、配線室３ａ９側においては、先ず、配線室３ａ９内に延び出た被覆電線４ｅ２、４ｆ２にスリーブ３１０をそれぞれ通し、返上板３０１のスリーブ取付穴３０２へ押し込む。これによって、被覆電線４ｅ２、４ｆ２からの水の浸入を防止できるものとなる。
【００３５】
次に、配線室３ａ９の配線処理プロセスについて説明する。
先ず、上方に伸び出た弁駆動部用被覆電線４ｅ２、４ｆ２の間に、スリーブ浮き上がり防止板３２０を三角形突起３２３を上にして組み込み、これをよく押さえ込みながら、２つの被覆電線４ｅ２、４ｆ２を三角形突起３２３と配線案内突起３０６の間を狙って９０度に曲げた後、配線取り入れ口３０７に向かって更に曲げ、２本の被覆電線４ｅ２、４ｆ２を揃える。
続いて、蓋体３３０を上から被せて押し込むと、爪体３３３の爪がドレン孔３０４の縁と係合して固定される。この作業によって、各被覆電線４ｅ２、４ｆ２は曲げた形態のまま保持される。一方、配線取り入れ口３０７において、各被覆電線４ｅ２、４ｆ２は３つの配線拘束突起３３２の間に固定される。
この一連の配線処理によって、例えば、不注意もあって、被覆電線４ｅ２、４ｆ２を外部から強く引っ張るような場合があっても、各電極板４ｅ、４ｆの突設片４ｅ１、４ｆ１との半田付け部までは影響を及ぼさなく、より安全性が向上する。
【００３６】
図１に示すように、被覆電線４ｅ２、４ｆ２の先端に２点鎖線で表されたハウジング４１０は、屋外使用型と屋内使用型とあり、一般的に屋外使用型は防水型である。従って、ハウジング４１０については、防水型を使用することが必要である。即ち、ハウジング４１０において、水が被覆電線４ｅ２、４ｆ２を伝わって弁駆動部ユニット４０まで浸入するようなことがあってはならない。
以上によって、上部筐体３ａ（３ａ８）へ組み込まれ多弁駆動部ユニット４０が弁駆動部４へ通じる全ての水の浸入経路は、完全に閉鎖して隔離したことになる。この閉鎖隔離域は、動作信号を受けてＰＴＣ４ｄが加熱し、サーモエレメント４ａの伸長軸４ｂが伸び出ることになるが、これらの動作の影響を受ける。
即ち、先ず、加熱される温度変化によって、内部空気の膨張収縮があり、また、伸長軸４ｂの作動による内部空気の容積変化、更に、伸長軸４ｂに追随する電気絶縁体１２の移動による内部空気の容積変化がある。この２つの現象は、いずれにおいても、内部圧力が変化することとなり、内部圧力が負圧に変化するような場合は、溜まった水を内部へ引き込むことになる。
この問題への対処方法として、ハウジング４１０部を空気の取り入れ口に設定し、前述の閉鎖隔離域の間を２本の弁駆動用被覆電線４ｅ２、４ｆ２、即ち、その被覆パイプで導通させた構成となっている。ここで、被覆電線４ｅ２、４ｆ２の芯である銅線は、複数の細線によって構成されたものを使用し、細線同士の合わせ隙間が空気道となる。従って、負圧現象は発生しなく、溜まり水を引き込むようなことはない。
ところで、漏電ルートについては、シール部材で強化したシール部にあるが、特に、電気絶縁体１２は摺動機能を持つことから漏電については心配なところである。従って、電気絶縁体１２へのルートには、電気絶縁板（第２の電気絶縁体）４００を設けた構成として漏電防止強化を図っている。
【００３７】
以上の熱動弁において、弁駆動部４は、エンドユーザーへの納入後のメンテナンス点検の際にも、弁駆動部ユニット４０として取り扱うことができ、その点検結果に不具合があった場合には、新たな弁駆動部ユニット４０を部品として交換するだけで完了することから、メンテナンス時間が大幅に短縮されるものとなる。
以上の通り、この実施形態の熱動弁は、弁駆動部ユニット４０としてそのユニット保持部材１５０の直径方向に対向した検査用窓１５０ｄ、１５０ｄから外観検査が容易かつ確実に行えるとともに、メンテナンス作業効率が向上すると云ったメリットが得られる。
なお、Ｏリング１４０は、フランジ１１ｆの役目であったゴミ及び跳ね返り水の浸入防止効果をより高めるものである。
【００３８】
次に、以上の熱動弁の動作並びに作用について説明する。
先ず、図示しない電源側から電線４ｅ２、４ｆ２に電流を流すと、その電流は上部電極板４ｅ及び下部電極板４ｆを介しＰＴＣ４ｄに達し、ＰＴＣ４ｄが加熱される。そして、サーモエレメント４ａは、電気絶縁板４００を介しＰＴＣ４ｄからの熱を受けて昇温し、その温度に比例して伸長軸４ｂが伸び出る。
伸長軸４ｂの伸び動作は、電気絶縁体１２を弁軸１０を介して弁体５に伝わり、弁閉用コイル状ばね１３のばね力に抗して弁体５を弁開状態として、熱媒流体を流すこととなる。
なお、電源側から電線４ｅ２、４ｆ２への電流が断たれると、サーモエレメント４ａが冷却を開始し、その冷却温度に比例して伸長軸４ｂが弁閉用コイル状ばね８のばね力で押され、弁体５は閉弁状態に至り、熱媒流体はその流れが遮断されるものとなる。
【００３９】
以上のような動作を行う熱動弁は、結露環境にあって、その水滴に絶えず晒されるものである。
システムへの取付姿勢が、図１から図３に示されるように、弁駆動部用被覆電線４ｅ２、４ｆ２側が上部となるような場合の配線室３ａ９内部への水の浸入経路は、被覆電線４ｅ２、４ｆ２を伝わって配線取り入れ口３０７から、また、ドレン孔３０４から入るものが考えられる。しかし、弁駆動部４へ連係する貫通穴３０３は、スリーブ３１０で完全にシールされている関係上、ここから浸入することはできない。
そして、配線室３ａ９へ浸入した水は、ドレン孔３０４から常に排出されるので、溜まることがない。
なお、この取付姿勢では上部筐体３ａの逆Ｕ字形窓３ａ６側からの弁駆動部４への水の浸入は、上部筐体３ａそのものが屋根の役目となることから考えられない。この屋根の下を向けて強制的に放水があった場合でも、以下のような理由で浸入することは考えられない。
【００４０】
次に、取付姿勢が、図１から図３に示されるのとは上下逆の場合について説明する。即ち、弁駆動部用被覆電線４ｅ２、４ｆ２側が下となる場合である。
この場合の水の浸入経路は、上部筐体３ａの開放側で、逆に逆Ｕ字形窓３ａ６から入り、支持部材１１０の環状リング１１ｇとフランジ１１ｆの面を濡らし、更に組み込まれた電気絶縁体１２の弁軸１０側の面に達して溜まる。
しかしながら、浸入当初の段階ではＯリング１４０によって浸入が阻まれ、最終ではＯリング１２ｂ等のシール部材によって浸入が阻まれる。
前述した有底筒状孔１１ａの溜まり水は、信号を受けて弁駆動部４によって弁開動作したとき、電気絶縁体１２の移動によって押し出され、前記連通孔１１ｄ、切欠部１１ｊを介してドレン孔３０９から外部へ排出されるものとなっている。
【００４１】
以上の取付姿勢の他、斜めや横の取付姿勢の場合でも、前述したプロセスで浸入水は排出される。
なお、前述したドレン孔３０４、３０９の配置は、図面位置のみに限定されるものではなく、取付姿勢を考慮して適宜に決められるものである。
その他、特に、電気絶縁体１２の漏電ルートにおいては、電気絶縁体１２と電気絶縁板４００とを設けて二重構造としたことから、大幅に安全が向上したものとなる。
従って、実施形態の熱動弁によれば、結露水による漏電または短絡等の発生は考えられず、漏電ブレーカ並びに漏電防止リレーが働いて、温水式床暖房システムの運転が停止するようなことは皆無となる。
【００４２】
なお、以上の実施の形態においては、温水式床暖房システムにおける温水供給の開閉作動弁として用いる熱動弁としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、暖冷房システムにおける熱交換器凍結防止用の安全弁等として用いる熱動弁であっても良い。
また、弁筐体の外観形状等も任意であり、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【００４３】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、熱動弁のＰＴＣ及びサーモエレメントを含む弁駆動部を１ユニットとして取り扱うことができ、しかも、その弁駆動部ユニットの検査用窓から内部の弁駆動部構成部品の組込状態を外部から容易に外観検査できる。従って、熱動弁において、その主力構成である弁駆動部の組立性並びにメンテナンス性を向上できる。
そして、弁駆動部の電線を通すために、有底筒状部材の配線貫通孔部と、弁駆動部ユニットの有底筒状部材に対する出し入れ側部と、電気絶縁体の支持部材に対する摺動部とを、シール部材でそれぞれ閉鎖したことによって、弁駆動部を外部から隔離できる。従って、熱動弁において、どのような取付姿勢でも、即ち、立てた状態、横にした状態、斜めにした状態、逆さにした状態等の全方位に対してでも、結露水が浸入しないものにして、結露環境での水滴による漏電の発生を防止できる。
【００４５】
さらに、請求項１記載の発明によれば、シール部材による閉鎖隔離域を、弁筐体から導出された電線を保持するハウジング内と、電線の被覆部内を介して外部と連通させたことによって、閉鎖隔離域において、空気の流通を確保し、負圧現象の発生を無くして、溜まり水の引き込みを防止できるといった利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した一実施の形態の構成を示すもので、熱動弁の外観例を示した斜視図である。
【図２】図１の矢印Ａ−Ａ線に沿った断面図である。
【図３】図１の矢印Ｂ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図４】図２の配線室３ａ９を含む上端部エリアを拡大したもので、その開放側の蓋３３０を開けた状態で示した図である。
【図５】図４の矢印Ｃ方向から見た図である。
【図６】図２及び図３に示される弁駆動部ユニット４０を上部筐体３ａから引き出した状態での外観を示した斜視図である。
【図７】図６の弁駆動部ユニット４０の各構成部品を示した分解斜視図である。
【図８】図２、図３及び図７に示される支持部材１１０の外観を示すもので、常設状態に対し裏返し状態で示した斜視図である。
【図９】本発明の前提とする従来の熱動弁の構成を示した縦断面図である。
【符号の説明】
１  出口
２  入口
２ａ  流路
３  弁筐体
３ａ（３ａ８）  上部筐体（有底筒状部材）
３ａ１  天井座面
３ａ４  配線溝
３ａ６  逆Ｕ字形窓（排水口）
３ａ９  配線室
３ｂ  中間部筐体
３ｃ  下部筐体
４  弁駆動部
４ａ  サーモエレメント（ワックス式感熱伸長素子）
４ｂ  伸長軸
４ｄ  ＰＴＣ（正特性サーミスタ）
４ｅ  上部電極板
４ｅ１  突設片（電気の取り入れ口）
４ｅ２  弁駆動部用上部被覆電線
４ｅ３  段部
４ｆ  下部電極板
４ｆ１  突設片（電気の取り入れ口）
４ｆ２  弁駆動部用下部被覆電線
４ｆ３  段部
５  弁体
６  小ねじ
８  弁閉用コイル状ばね
９  Ｏリング
１０  弁軸
１１０  支持部材
１１ａ  有底筒状孔（収納空間）
１１ｂ  Ｏリング押さえ底面
１１ｃ  円筒部材
１１ｄ  連通孔（連通空間）
１１ｅ  係合孔
１１ｆ  フランジ
１１ｇ  環状リング
１１ｊ  ドレン用切欠部
１１０ｋ  Ｏリング溝
１１０ｍ  鍔
１１０ｎ  環状リング
１２  電気絶縁体
１２ａ  Ｏリング溝
１２ｂ  Ｏリング
１２ｃ  凹部
１３  セットアップ用コイル状ばね
１３１  ドーナツ形状座板
４０  弁駆動部ユニット
１４０  Ｏリング
１５０  ユニット保持部材
１５０ａ  半円筒状分割体
１５０ｂ，１５０ｃ  爪部材
１５０ｄ  検査用窓
３００  開放形壁面
３０１  天井板
３０２  スリーブ取付穴
３０３  配線貫通穴
３０４  ドレン孔
３０５  案内突起
３０６  配線案内突起
３０７  配線取り入れ口
３０８  縁
３０９  ドレン孔
３１０  スリーブ
３２０  浮き上がり防止板
３２１  板部
３２２  Ｕ字切欠
３２３  配線案内用三角突起
３２４  嵌合穴
３３０  蓋体
３３１  内リブ
３３２  配線拘束突起
３３３  爪体
４００  第２の電気絶縁体（電気絶縁板）
４１０  ハウジング
【図１】
0004394236.tif 000002
【図２】
0004394236.tif 000003
【図３】
0004394236.tif 000004
【図４】
0004394236.tif 000005
【図５】
0004394236.tif 000006
【図６】
0004394236.tif 000007
【図７】
0004394236.tif 000008
【図８】
0004394236.tif 000009
【図９】
0004394236.tif 000010