(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワックス類ｗまたはシリコンを充填するケースの鍔部とピストンを筒部に保持せしめたガイドの鍔部とを、ダイヤフラム・Ｏリング等のゴムシール材を介し接合して、かしめ付けにより結合させて組立てるサーモエレメントにおいて、ケース１およびガイド３の両者またはそれらの一方を、金属板からプレス加工により成形し、そのプレス加工による成形品の鍔部の、接合面と反対側の外面側に、前記金属板よりも肉厚とした金属材よりなる補強リングを沿わせ、その補強リングにかしめ鍔をかしめ付けることを特徴とするサーモエレメント。
【請求項２】
ワックス類ｗまたはシリコンを充填するケースの鍔部とピストンを筒部に保持せしめたガイドの鍔部とを、ダイヤフラム・Ｏリング等のゴムシール材を介し接合して、かしめ付けにより結合させて組立てるサーモエレメントにおいて、ケース１およびガイド３の両者またはそれらの一方を、金属板からプレス加工により成形し、そのプレス加工による成形品の鍔部の、接合面と反対側の外面側に、前記金属板よりも肉厚とした金属材よりなる補強リングを当接し、その補強リングを、ブレス加工により、またはケース・ガイドをプレスする工程の終期に補強リングを当接することにより、鍔部に一体的に結合させておくことを特徴とする請求項１記載のサーモエレメント。
【請求項３】
ワックス類ｗまたはシリコンを充填するケースの鍔部とピストンを筒部に保持せしめたガイドの鍔部とを、ダイヤフラム・Ｏリング等のゴムシール材を介し接合して、かしめ付けにより結合させて組立てるサーモエレメントにおいて、ケースおよびガイドの両者を、金属板からプレス加工により成形し、それらの鍔部の接合面と反対側の各外面側に、前記金属板より肉厚とした金属材よりなる補強リングをそれぞれ沿わせ、それら肉厚の補強リングの一方にかしめ鍔ａを形成して、そのかしめ鍔を他方の補強リングの外面側にかしめ付けることを特徴とするサーモエレメント。
【請求項４】
ケースの鍔部およびガイドの鍔部の一方に、ダイヤフラムの周縁部の表面側に環状に形成される突条部と嵌合する波状の屈曲部を形成し、この鍔部の外面側に沿わせる肉厚の補強リングの接合面側に、前記波状の屈曲部の外面側に嵌合する嵌合凹部を形成したことを特徴とする請求項３記載のサーモエレメント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワックス類またはシリコンを充填するケースと、このワックス類またはシリコンの温度変化による容積変化を直線の動きに変えるためにピストンを摺動自在に保持するガイド筒部とを嵌合連結させて構成する、いわゆるワックスサーモエレメントと呼ばれている形態のサーモエレメントについての改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
サーモエレメントＡは、従前にあっては、通常、図１〜図４に示している如く、ワックス類ｗまたはシリコンを充填し封入するためのケース１と、ピストン２を摺動自在に保持させる筒部３０とそれの基端側に形成して前述のケース１の鍔部１０に接合する鍔部３１とからなるガイド３とを、金属材から切削加工により形成して、これらを嵌合し接続して、図１にあるようケース１の鍔部１０に形成しておくかしめ鍔ａ、または図２・図３・図４にあるようにガイド３の鍔部３１に形成しておくかしめ鍔ａを、工具によりかしめ付けることで、これら、ワックス類ｗまたはシリコンを充填したケース１と筒部３０にピストン２を保持せしめたガイド３とを一体的に統合させて、サーモエレメントＡに組立てるようにしている。
【０００３】
このとき、図１〜図３に示している例にあるようケース１内にワックス類ｗを充填する形態のものにあっては、そのケース１内に充填したワックス類ｗが膨張したときにガイド３の筒部３０に嵌挿したピストン２の周面をつたって外部に漏出するのを防止するため、通常、ケース１とガイド３との接合面に、ケース１内に充填したワックス類ｗを封栓するダイヤフラム４を介装し、これの外面側となるガイド３の鍔部３１の内腔に、ゲル状体または粉体等の流体５を封入し、ガイド３の筒部３０には図１・図２にあるように、ピストン２の下部側にラバーピストン６およびテフロン板７を嵌挿する手段が適宜付加される。
【０００４】
また、ケース１とガイド３との接合部位に介装されるダイヤフラム４を、図３にあるように、ニップル状に成形して、それの外周側をケース１内のワックス類ｗの中に突入させ、内周側に、ガイド３の筒部３０内に嵌挿したピストン２の内端側を嵌入させ、ガイド３の筒部３０内に、バックアップリング８を、ピストン２の中間部の外周に嵌合するように設ける手段が採られている。
【０００５】
また、ケース１内に、分子量が大きくゴム状をなすシリコンｗ’を、ワックス類ｗに換えて充填する場合にあっては、このシリコンｗ’が液化しないことから、図４にあるように、ダイヤフラム４を省略して、ケース１の鍔部１０とガイド３の鍔部３１との接合部位に、Ｏリング等のゴムシール材４ａを介装し、かしめ鍔ａのかしめ付けでサーモエレメントに組立てている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の形態の従前のサーモエレメントＡには、ワックス類ｗを充填するケース１と、ピストン２を摺動自在に保持せしめるガイド３との両者を、真鍮等の金属材を切削加工して作ることから、製造コストが高い問題がある。
【０００７】
また、サーモエレメントＡには、それのボディを組立てるケース１・ガイド３を作る金属材が、水質の悪化に影響することと、サーモエレメントＡをステンレス製の容器内において使用することが多いことから、それのボディをステンレス鋼で作ることの要望がある。しかし、前述した製作手段を前提とする現状では、サーモエレメントＡは高価なものとなり実用に供し得ないものとなる問題がある。
【０００８】
サーモエレメントＡを、それの製造コストを低減させて安価に作るようにするには、ボディを構成するケース１・ガイド３を、金属材料の板材を用いてプレスによる絞り加工により作る手段が有効である。この手段には、プレス加工のしやすさ、内部に充填するワックス類ｗに対する熱伝導等を考慮に入れることで、使用する金属の板材の肉厚を薄くすることが必要となる。
【０００９】
このことから、肉厚を薄くした金属の板材を用いて、ケース１・ガイド３をプレス加工により成形すると、それらの胴部は内圧による受ける力が張力になることで肉厚が充分耐えるが、周縁の鍔部は折曲げ力となることで、それの肉厚が内圧に耐えられず、プレス化が困難な問題がでてくる。さらに、ケース１とガイド３との嵌合・連結を、かしめにより行なう場合に、鍔部が薄肉のため、かしめ鍔を急激に曲げなければならず、かしめが弱くなる問題がでてくる。
【００１０】
サーモエレメントＡは、ピストン２の先端にかかる荷重を、ケース１内に充填したワックス類ｗの膨張する力で持ち上げることから、ピストン２の先端にかかる荷重をＦとすると、ケース１内の圧力である内圧は、Ｆ÷ピストンの横断面積となる。一般に内圧は１００〜２００Kgf/cm2 とするために、かしめ部にかかる力は、ケース１の横断面の面積Ｓcm2 とこの内圧との積の、Ｓ×１００〜２００Kgf/cm2 となって、強大なものとなるから、弱いかしめではもたない。
【００１１】
本発明は、従来手段に生じている上述の問題を解消せしめるためになされたものであって、サーモエレメントのボディを構成するケース・ガイドを、薄肉とした金属材料の板材を用いてプレス加工により成形しながら、それらをかしめにより強固に結合し得るようにして、サーモエレメントを安価に作り得るようにする新たな手段を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
そして、本発明においては、上述の目的を達成するための手段として、ワックス類ｗまたはシリコンを充填するケースの鍔部とピストンを筒部に保持せしめたガイドの鍔部とを、ダイヤフラム・Ｏリング等のゴムシール材を介し接合して、かしめ付けにより結合させて組立てるサーモエレメントにおいて、ケース１およびガイド３の両者またはそれらの一方を、金属板からプレス加工により成形し、そのプレス加工による成形品の鍔部の、接合面と反対側の外面側に、前記金属板よりも肉厚とした金属材よりなる補強リングを沿わせ、その補強リングにかしめ鍔をかしめ付けることを特徴とするサーモエレメントを提起するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明手段においては、サーモエレメントの、ワックス類またはシリコンを充填するケースと、ピストンを保持してそれを摺動自在に案内するガイドとの両方またはそれらの一方を、薄肉とした金属材の板材を用いて、プレス加工により成形する。
【００１４】
そして、成形したケース・ガイドの周縁の鍔部には、金属材で別体に形成しておく肉厚の補強リングをあてがい、この補強リングにより鍔部の肉厚を疑似的に厚くし、かしめをし易くすると同時に鍔部の折り曲げ強度を増加させて、薄肉でも内圧に耐えるようにする。
【００１５】
この鍔部にあてがう肉厚の補強リングは、プレス成形を終えたケース・ガイドの成形品に対して行なうが、ケース・ガイドをプレス加工で成形していく工程の始めからまたは工程の途中の終期において鍔部に重合するようにしてもよい。このようにすることで、プレス加工を終えてケース・ガイドが成形されたときに、それの周縁部に形成される鍔部に対し補強リングが密に馴染んで一体的に結合した状態となるようになることから有効である。この場合、補強リングは、ケース・ガイドの成形品の鍔部が巻付いてくる内周側を、断面において弧状に形成しておくことで、プレス加工をし易くする。
【００１６】
この補強リングを、プレス加工により成形するケース・ガイドの鍔部に馴染ませて一体的に結合させる工程は、ケース・ガイドのプレス加工の工程を終えた後に、その成形品の鍔部に補強リングをあてがった状態で金属材よりなる下型に装着し、ウレタン樹脂材等の柔軟な上型で、仕上げのプレス加工を行ない、それにより馴染ませるようにしてもよい。
【００１７】
ケース・ガイドの両方を、プレス加工により成形した場合にあっては、それら成形品の鍔部の各外面側に重合させるよう当てがう肉厚の補強リングの一方に、他方の補強リングを抱き込むようにかしめ付けるかしめ鍔を形成しておき、この一方の補強リングに設けたかしめ鍔によりかしめを行なう。
【００１８】
ケース・ガイドの一方を、プレス加工で成形し、他方を従前手段で成形する場合にあっては、このかしめ鍔は、プレス成形によらない従前手段で成形した側に形成しておき、そのかしめ鍔を、プレス加工による成形品の鍔部に当てがった補強リングの外面側にかしめ付けていくようにする。このかしめにより、ケースの鍔部とガイドの鍔部との接合部位を結合して、ワックスサーモエレメントに組立てる際、それらの接合部位には、ダイヤフラム・Ｏリング等のゴムシール材を介装する。
【００１９】
【実施例】
次に実施例を図面に従い詳述する。なお、図面符号は、従前手段のものと同効の構成部材にあっては同一の符号を用いるものとする。
【００２０】
図５は、本発明手段を実施せるサーモエレメントＡの縦断面図で、同図において、１はケース、２はピストン、３はガイド、４はダイヤフラム、５は流体、６はラバーピストン、７はテフロン板、９は補強リング、ａはかしめ鍔を示す。
【００２１】
この実施例は、サーモエレメントＡのボディを構成するケース１とガイド３とのうちの、ワックス類ｗを充填するケース１を、金属材の板材からプレス加工により成形し、この成形品を、従前の金属材から切削加工により成形する手段で形成したガイド３に結合させた例であり、かしめ鍔ａは従前手段により形成したガイド３の鍔部３１の下端側の周縁部に形設してある。
【００２２】
補強リング９は、図１０に示しているように、金属材により、ケース１を成形しているステンレススチール等の金属板よりも遥かに厚い肉厚のリング状に形成してあり、それのケース１の鍔部１０の下面側に当接する上面側の内周縁９０は、所定の曲率で彎曲する孤面に形成してある。そして図１０にあるように、プレス加工の最終の工程を終える前の成形途上のケース１の鍔部１０の下面に当てがった状態において、金属材よりなる下型Ｂに装着し、これにウレタン樹脂材等の柔軟な上型Ｃによりプレスすることで、図１１にあるように、ケース１の鍔部１０の下面に、一体的に密着して結合した状態に仕上げられている。
【００２３】
補強リング９は、この状態で、ケース１と共に、従前手段により形成したガイド３の鍔部３１の下面側に嵌合させ、そこに、その鍔部３１に形設してあるかしめ鍔ａを、工具により、この補強リング９の外面側にかしめ付けていくことで、ケース１をガイド３に結合させている。
【００２４】
次に図６は、ケース１を金属材から切削加工により成形し、これに、ステンレススチール等の金属板からプレス加工により成形したガイド３を組合わせてサーモエレメントＡに組立てた実施例の縦断面図である。
【００２５】
この例においては、補強リング９は、金属板からプレス加工により成形したガイド３の鍔部３１の、ケース１の鍔部１０との接合面と反対側の外面側に重合するように当接させてある。
【００２６】
この例における補強リング９も、前述の実施例と同様に、プレス成形品であるガイド３の鍔部３１と当接する側（下面側）の内周縁から所定の曲率の孤面に形成してあり、前述の図１０・図１１に示したガイド３のプレス工程の終期または後に行なう仕上げのプレス工程により鍔部３１と一体的に結合させてある。
【００２７】
そして、この補強リング９の外面側（上面側）からかしめ付けるかしめ鍔ａは、金属材から従来手段の切削加工により成形したケース１の鍔部１０の周縁から環状に立上る立上壁状に形設してあって、これを内側に折曲げて、補強リング９の上面にかしめ付けてある。
【００２８】
その余の構成は、前述の実施例と同様であり、同効の部材に同じ符号を付して詳しい説明は省略する。
【００２９】
次に図７は、ケース１とガイド３の両方を、金属板からプレス加工により成形して、それらの結合によりサーモエレメントＡに組立てた例の縦断面図である。
【００３０】
この例においては、ケース１に形成する鍔部１０およびガイド３に形成する鍔部３１が、それぞれ肉薄に形成されて、それに、ケース１とガイド３との接合部位に介装するダイヤフラム４の周縁部に環状に形成される突条部４０を嵌入させるための嵌合凹部を形成する肉厚がないことから、ケース１の鍔部１０とガイド３の鍔部３１との両者のうちの一方の鍔部（この例においてはガイド３の鍔部３１）には、ダイヤフラム４の周縁部に表面側に隆起する環状の突条部４０に対して、内面側が嵌合していく波状の屈曲部ｂを、前記環状の突条部４０の外面形状に倣う形状に成形し、これにより、ケース１とガイド３との接続部位に介装したダイヤフラム４の周縁部を、ケース１の鍔部１０とガイド３の鍔部３１との接合面に、そのダイヤフラム４の周縁部の環状の突条部４０を密に抱き込んだ状態となるようにしてある。
【００３１】
そして、各鍔部１０・３１にそれぞれ当てがう肉厚の補強リング９・９は、前述の波状の屈曲部ｂを成形した側の鍔部（図示する例では鍔部３１）に当てがう補強リング９の、鍔部との接合面に、前述の鍔部に成形した波状の屈曲部ｂの外周面に対して嵌合していく嵌合凹部ｃを形設しておき、これにより、仕上げのプレス加工を行なったときに、この嵌合凹部ｃが鍔部の屈曲部ｂと密に嵌合した状態で、補強リング９がプレス成形した成形品の鍔部に一体的に結合するようにしてある。
【００３２】
接合したケース１の鍔部１０とガイド３の鍔部３１とをかしめ付けるためのかしめ鍔ａは、この図示する例においては、前述の嵌合凹部ｃを形成しない補強リング９の側に設けてあるが、嵌合凹部ｃを形成した補強リング９の側に、このかしめ鍔ａを形成してよく、そのようにする場合がある。
【００３３】
この余の構成は、前述の各実施例と同様であり、同効の構成部材に同じ符号を付して詳しい説明は省略する。
【００３４】
次に図８は、もう一つの実施例の縦断面図である。この実施例は、図５に示す実施例の変形例であり、ガイド３の成形を、金属材から切削加工により成形する従来手段で行ない、これに、金属板からプレス加工により成形したケース１を接合して、かしめ鍔ａのかしめ付けにより結合させて組立てる例であり、かしめ鍔ａを、プレス加工によらない成形品であるガイド３の側に形成しておいて、プレス加工により成形したケース１の鍔部１０に当てがった補強リング９の外面側にかしめ付けていること、図５に示した実施例と変わりがない。
【００３５】
しかし、この実施例では、ケース１とガイド３との接合面に介装するダイヤフラム４が、ニップル状に成形してあって、それの外周面側を、ケース１内に充填せるワックス類ｗの中に突入させ、内周面側に、ガイド３の筒部３０内に嵌挿せるピストン２の内端側を摺動自在に嵌入させ、このピストン２の中間の胴部の外周でダイヤフラム４の表面側に位置する部位に、バックアップリング８を嵌装することで、前述の図５に示す例における流体５・ラバーピストン６・テフロン板７を省略した形態となっている。
【００３６】
次に、図９は、さらに別の実施例の縦断面図である。この例は、前述の図５および図８に示した実施例と同様に、ガイド３の成形を、従前の金属材から切削加工により行ない、これに、金属板からプレス加工により成形したケース１を接合してかしめ鍔ａのかしめ付けにより接合部位を結合させて、サーモエレメントＡに組立てているが、ケース１内には、ワックス類ｗの代用として分子量の大きいゴム状のシリコンｗ’を充填し、このゴム状のシリコンｗ’が、サーモエレメントＡを使用する温度範囲における昇温では液化してこないことから、ダイヤフラム４を省略して、ケース１の鍔部１０とガイド３の鍔部３１との接合部位に、Ｏリング等のゴムシール材４ａを介装してかしめ鍔ａにより結合し、サーモエレメントＡに組立てている例である。
【００３７】
従ってこの例においては、流体５は充填されず、ワックス類ｗの代用としたゴム状のシリコンｗ’が、ガイド３の筒部３０に嵌装したテフロン板７・ラバーピストン６にダイレクトに接触していくようにしてある。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明手段は、いわゆるワックスサーモエレメントと呼ばれているサーモエレメントのホデイを構成するケース・ガイドの両者およびそれらの一方を、ステンレススチール等の金属板からプレス加工により成形し、それらの成形品の鍔部の接合面と反対側に、ステンレススチール等の適宜の金属材から前記金属板より肉厚のリング状に成形した補強リングを当てがい、この補強リングを、かしめ鍔によりかしめ付けることで、ケースとガイドとを結合させるようにしているのだから、ケース・ガイドを薄肉の金属板からプレス加工により成形しながら、それの鍔部の折り曲げ、かしめ付けに対する強度を増強するようになって、サーモエレメントの製造のプレス化を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】従前のサーモエレメントの縦断面図である。
【図２】従前の別の形態のサーモエレメントの縦断面図である。
【図３】従前のさらに別の形態のサーモエレメントの縦断面図である。
【図４】従前のもう一つの形態のサーモエレメントの縦断面図である。
【図５】本発明によるサーモエレメントの縦断面図である。
【図６】同上の別の実施例の縦断面図である。
【図７】同上のさらに別の実施例の縦断面図である。
【図８】同上のさらに異なる実施例の縦断面図である。
【図９】同上のさらに別の実施例の縦断面図である。
【図１０】同上の補強リングを、プレス成形した成形品の鍔部に一体的に結合させるプレス工程の説明図である。
【図１１】同上のプレス工程で補強リングを鍔部に一体的に結合させた状態のプレス成形品の説明図である。
【符号の説明】
Ａ…サーモエレメント、Ｂ…下型、Ｃ…上型、ａ…かしめ鍔、ｂ…屈曲部、ｃ…嵌合凹部、ｗ…ワックス類、ｗ’…シリコン、１…ケース、１０…鍔部、２…ピストン、３…ガイド、３０…筒部、３１…鍔部、４…ダイヤフラム、４ａ…ゴムシール材、４０…突条部、５…流体、６…ラバーピストン、７…テフロン板、８…バックアップリング、９…補強リング、９０…内周縁。
【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】
0003930656.tif 000008
【図８】
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【図９】
0003930656.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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