(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検出体の温度変化により熱膨張、収縮する熱膨張体を内蔵したケースと、このケースにダイアフラムを介在して固定される筒状のガイド体と、前記熱膨張体の体積変化により前記ガイド体内を上下動するピストンロッドと、を備えたサーモエレメントであって、
前記ピストンロッドの外周面には、環状のロック溝が形成されると共に、
前記ガイド体には、前記ロック溝と係合する係合部材が設けられ、
前記係合部材は、前記ガイド体に形成された環状の係合溝に嵌入されて前記ピストンロッドの外周面に摺接する環状の弾性部材であるシール材からなり、
前記係合部材と前記ロック溝は、前記被検出体の温度が所定温度に達した場合に、前記熱膨張体が膨張して前記ガイド体内に配置された前記ダイアフラム、中間流体、およびピストンを介在して前記ピストンロッドが押し上げられて前記ガイド体内を上昇し、前記ピストンロッドと前記ガイド体の軸がほぼ同軸上で係合されることを特徴とするサーモエレメント。
【請求項２】
前記係合部材は、前記ガイド体の内周面に形成された係合溝に嵌入された環状の弾性部材であるＯリングからなり、
前記ピストンは、ゴム製のラバーピストンからなると共に、
前記ガイド体内において、当該ピストンと前記ピストンロッドとの間には、保護板が介在されていることを特徴とする請求項１に記載のサーモエレメント。
【請求項３】
前記係合部材は、基端部が前記ガイド体の開口端部の外周面に形成された係合溝に固着され、先端部が前記ピストンロッドのロック溝に係合する弾性部材であるゴムカバーからなることを特徴とする請求項１に記載のサーモエレメント。
【請求項４】
前記ピストンロッドの先端面に凹部が形成され、前記凹部に断面円形の部材が嵌入されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のサーモエレメント。
【請求項５】
被検出体の温度変化により熱膨張、収縮する熱膨張体を内蔵したケースと、このケースにダイアフラムを介在して固定される筒状のガイド体と、前記熱膨張体の体積変化により前記ガイド体内を上下動するピストンロッドと、を備えたサーモエレメントであって、
前記ピストンロッドの外周面には、環状のロック溝が形成されると共に、
前記ガイド体には、前記ロック溝に環状の弾性部材であるシール材からなる係合部材が嵌入され、
前記係合部材は、前記被検出体の温度が所定温度に達した場合に、前記熱膨張体が膨張して前記ダイアフラム、前記ガイド体内に配置された中間流体およびピストンを介在して前記ピストンロッドが押し上げられて上昇されることに伴って、前記ガイド体外に出され、
前記被検出体の温度が低下して前記熱膨張体が収縮した際には、前記係合部材が前記ガイド体の先端部に引っ掛かり、前記ピストンロッドの退入を抑制することを特徴とするサーモエレメント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷却水等の被検出体の温度変化により熱膨張、収縮する熱膨張体を内蔵し、この熱膨張体の体積変化によりピストンを上下動させるサーモスタット用のサーモエレメントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にサーモスタット用のサーモエレメントは、自動車のラジエータ等に使用され、冷却水の被検出体の温度変化により熱膨張、収縮する熱膨張体を内蔵し、この熱膨張体の体積変化によりピストンを上下動させて冷却水の弁体等の開閉を行い、冷却水を適宜循環させて冷却水の温度を一定範囲内に抑えるようにしたものである。これらのサーモスタット用のサーモエレメントには、冷却水温の過熱によりピストンが所定範囲以上に突出した場合にピストンが戻らないようにロック機能を設け、弁体を開弁した状態にしてオーバーヒートを防ぐようにしたロック機能付きサーモスタット用のサーモエレメントがあった。
【０００３】
このロック機能付きサーモスタット用のサーモエレメントとして、例えば実開平１−７３５８６号公報に示すものがあった。
このサーモスタット用のサーモエレメントは、ワックス等の熱膨張性流動体の熱膨張により押されるロッドを案内し、突出させるガイド体と、このガイド体先端部を筒状に加工してなり、ロッド外周に空間を形成する大径筒状部と、この大径筒状部先端を細く絞り加工してなり、ロッドが被検出体の過熱により過剰突出した際、ロッド周面を支え、ロッドを傾け下端を前記空間下端に当接させた状態としてロッドの退入を防止させる口縁部とを有することを特徴としたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したサーモスタット用のサーモエレメント３０においては、図６に示すように、長期に使用された場合には、先端部より侵入した冷却水がロッド３１とガイド体３３の隙間に入り込み、長期間の内にロッド３１やガイド体３３の摺動面に付着した堆積物によりスティックを起こしてしまうことがあった。また、熱膨張体３５の膨張をロッド３１に伝達する流動体３４の漏洩防止のためにラバーピストン３２と円盤３６とで二重シールを行っているが、シール部材であるラバーピストン３２および円盤３６がロッド３１と一緒にガイド体３３内を摺動しながら流動体３４が漏洩しないようにシールする構造であるため、シール性能が比較的良くないといった問題があった。そして、サーモスタット用サーモエレメント３０を大型化した場合には特に軸方向に大きくなるという問題があり、しかも部品点数が多くなるため、製造コストが高くなるという問題もあった。
【０００５】
さらに、上記したサーモスタット用のサーモエレメント３０は、ロッド３１の先端で弁体等を押し上げているが、図７に示すように、リンク機構で弁体を回転して開弁させて使用する場合もあり、この場合は、リンク機構のアーム３７をロッド３１の先端で押しながらアーム面を摺動するので、長期に使用している場合は、ロッド３１に偏荷重が加わるため、ロッド３１の先端やアーム３７の摺動面が磨耗してしまい、摺動する途中で引っ掛かり動作不良を発生する等のサーモエレメントの耐久性を低下させてしまうという問題も発生していた。そして、このようなリンク機構に用いられるサーモエレメントは、前述したようなロック機構を設けた場合にロッド３１が斜めに傾いてしまうので、非常時等において、サーモエレメントのロッドを伸ばして保持したい場合に必要なリフトを得ることができないという問題もあった。
【０００６】
本発明は、上述した従来のサーモスタット用のサーモエレメントの問題点に鑑みなされたもので、ピストンロッドのロック機能を持つサーモスタット用のサーモエレメントにおいて、冷却水の侵入を防ぎ、リンク機構に使用されても動作不良が発生しない耐久性の優れたサーモエレメントを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような課題を解決するために、被検出体の温度変化により熱膨張、収縮する熱膨張体を内蔵したケースと、このケースにダイアフラムを介在して固定される筒状のガイド体と、前記熱膨張体の体積変化により前記ガイド体内を上下動するピストンロッドと、を備えたサーモエレメントであって、前記ピストンロッドの外周面には、環状のロック溝が形成されると共に、前記ガイド体には、前記ロック溝と係合する係合部材が設けられ、前記係合部材は、前記ガイド体に形成された環状の係合溝に嵌入されて前記ピストンロッドの外周面に摺接する環状の弾性部材であるシール材からなり、前記係合部材と前記ロック溝は、前記被検出体の温度が所定温度に達した場合に、前記熱膨張体が膨張して前記ガイド体内に配置された前記ダイアフラム、中間流体、およびピストンを介在して前記ピストンロッドが押し上げられて前記ガイド体内を上昇し、前記ピストンロッドと前記ガイド体の軸がほぼ同軸上で係合される構成としたものである。
この構成によれば、前記ピストンロッドは前記ガイド体に対して傾きのない位置でロックされるので、ラバーピストンの変形が発生せず、従ってガイド体との間に隙間が発生はなく、しかも前記係合部材により冷却水がサーモエレメントの内部に侵入するのを防止できる。
【０００８】
また、前記係合部材は、前記ガイド体の内周面に形成された係合溝に嵌入された環状の弾性部材であるＯリングからなり、前記ピストンは、ゴム製のラバーピストンからなると共に、前記ガイド体内において、当該ピストンと前記ピストンロッドとの間には、保護板が介在されていることを特徴とするものである。
この構成によれば、前記ピストンロッドと前記ガイド体の間をゴム製のＯリング等の弾性部材でシールすることにより、冷却水がサーモエレメントの内部に侵入するのを防止することができる。
【０００９】
また、前記係合部材は、基端部が前記ガイド体の開口端部の外周面に形成された係合溝に固着され、先端部が前記ピストンロッドのロック溝に係合する弾性部材であるゴムカバーからなることを特徴とするものである。
この構成によれば、前記ピストンロッドと前記ガイド体の間をゴムカバー等の弾性部材でシールすることにより、冷却水がサーモエレメントの内部に侵入するのを防止することができる。
【００１０】
また、前記ピストンロッドの先端部に凹部が形成され、前記凹部に球体やローラ等の断面円形の部材を嵌入されたものである。
この構成によれば、前記ピストンロッドの先端と摺接するアームとの間は転がり抵抗となるので引っ掛かりや磨耗が発生せず、動作不良や偏荷重を防止できる。
【００１１】
さらに、被検出体の温度変化により熱膨張、収縮する熱膨張体を内蔵したケースと、このケースにダイアフラムを介在して固定される筒状のガイド体と、前記熱膨張体の体積変化により前記ガイド体内を上下動するピストンロッドと、を備えたサーモエレメントであって、前記ピストンロッドの外周面には、環状のロック溝が形成されると共に、前記ガイド体には、前記ロック溝に環状の弾性部材であるシール材からなる係合部材が嵌入され、前記係合部材は、前記被検出体の温度が所定温度に達した場合に、前記熱膨張体が膨張して前記ダイアフラム、前記ガイド体内に配置された中間流体およびピストンを介在して前記ピストンロッドが押し上げられて上昇されることに伴って、前記ガイド体外に出され、前記被検出体の温度が低下して前記熱膨張体が収縮した際には、前記係合部材が前記ガイド体の先端部に引っ掛かり、前記ピストンロッドの退入を抑制するようにしたものである。
この構成によれば、より簡単な構造で冷却水がサーモエレメント内に侵入するのを防止できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明に係るサーモエレメントの断面図、図２は、図１のサーモエレメントの要部拡大の断面図、図３は、図１のサーモエレメントの動作の説明図、図４は、図１のサーモエレメントの実施例を示す要部拡大の断面図、図５は、図１のサーモエレメントの実施例を示す要部拡大の斜視図、図６は、サーモエレメントの他の実施例を示す断面図、図７は、図６のサーモエレメントの動作の説明図ある。
【００１３】
本発明に係るサーモエレメントＴは、図１に示すように、ピストンロッド１を案内するガイド体２の下部にケース３を設け、このケース３の中にワックス等の熱膨張体４を収納し、この熱膨張体４の上面をゴム製のダイアフラム５で覆い、中間流体６、ゴム製のラバーピストン７、保護板８を介してピストンロッド１を載せたものである。
また、ピストンロッド１の胴部の周面にはロック溝１ａが形成されており、上端部には凹部１ｂが形成され、この凹部１ｂには金属製の球体９が嵌着されている。さらに、ガイド体２の上部の内周にも係合溝２ａが形成されて係合部材であるＯリング１０が嵌入され、このＯリング１０がピストンロッド１の外周面と摺接することにより、ピストンロッド１とガイド体２の隙間より冷却水等が侵入するのを防止している。
【００１４】
また、このピストンロッド１の上端部には、図２に示すように、凹部１ｂが形成され、この凹部１ｂに金属製の球体９が嵌着されている。この球体９の嵌着方法は、球体９を凹部１ｂに挿入後に凹部１ｂの先端を内側にかしめ、球体９が凹部１ｂより脱出しないようにしたものである。また、球体９は凹部１ｂ内で自由に回転できるようになっている。そのため、図示しない弁体またはリンク部材等を駆動するアーム１１の当接部１１ａとの間は、摺動抵抗ではなく転がり抵抗となるため、その受ける荷重は小さくなり、スムーズに移動することができる。従って偏荷重や動作の引っ掛かりは発生しないものである。
【００１５】
このように構成されたサーモエレメントＴは、温度の上昇が所定範囲内であれば、温度が上がると熱膨張体４が膨張してピストン７が押し上げられるので、ピストンロッド１はガイド体２内を上昇し、アーム１１を押して図示しない戻しバネに抗して弁体を開き、温度が下がると熱膨張体４が収縮するので、ピストンロッド１は戻しバネによりガイド体２内の元の位置に戻される。
【００１６】
しかしながら、冷却水の温度が所定温度を超えた場合は、図３に示すように、ピストンロッド１がガイド体２内を最大上昇位置まで上昇してアーム１１を押し上げて図示しない弁体を開き、さらに、ピストンロッド１のロック溝１ａがガイド体２の係合溝２ａの位置と同一になる。するとＯリング１０がロック溝１ａの中に入り込み、Ｏリング１０とロック溝１ａが係合してピストンロッド１を停止させ、ロック状態となる。このロック状態では、ピストンロッド１はガイド体２の軸方向とほぼ同一になり傾きはないので、ピストンロッド１とガイド体２の間に余分な隙間が発生せず、冷却水の侵入もＯリング１０で防止するものである。
【００１７】
また、このようにピストンロッド１がロックした状態では、サーモスタットは開弁状態となり、この開弁状態が維持されるので、エンジンを再始動した場合などには冷却水温が低くなり、本来ならばサーモスタットが閉弁していなければならない場合でも開弁したままなので、冬場であればヒータの効きが悪く、また水温計の針の上昇が鈍い等の症状を呈するため、前回の運転時にオーバーヒートになったことを運転者に認識させることが可能なり、エンジン等に致命的な欠陥を与える前に、修理などの処置を講じさせることができる。従って、従来のロック機構のないサーモスタットの場合には、エンジン停止後時間が経過して冷却水が冷えてサーモスタットが閉弁してしまうので、運転者は冷却水温が過上昇するようなトラブルがあった事を気づかずに運転してしまい、エンジンなどに致命的なダメージを与えてしまうというトラブルを回避することが可能となる。
【００１８】
また、図４に示す実施例は、係合部材をＯリング１０に代えて弾力性のあるゴムカバー１２としたもので、ガイド体１３の先端部に装着したものである。
このゴムカバー１２は、基端部１２ａをガイド体１３先端部の外周面に形成された係合溝１３ａに嵌着し、先端の口縁部１２ｂをピストンロッド１のロック溝１ａに係合することにより、ピストンロッド１をロック状態にするものである。
このゴムカバー１２は、ガイド体１３の先端部に装着してあるので、冷却水がガイド体１３の先端部より内部に侵入することを防止できるものである。
【００１９】
さらに、図５に示す実施例は、ピストンロッド１の上端部に嵌着されている球体９に代えて金属製のローラ１４としたもので、このローラ１４をかしめ等により嵌着したものである。このローラ１４は凹部１ｂ内で自由に回転することにより、前記アーム１１の当接部１１ａとは滑らかに接触し、アーム１１の動作をスムーズにするものであり、しかも製造コストが安く組付性が良好になるものである。
【００２０】
また、図６に示すサーモエレメントＴ′は、ピストンロッド２１にのみロック溝２１ａを形成して、Ｏリング１０をこのロック溝２１ａに嵌入したもので、ガイド体２２の内周面にはＯリング１０の係合溝は形成されていない。
このサーモエレメントＴ′は、冷却水の温度が所定温度を超えた場合に熱膨張体２３が膨張してピストンロッド２１が突出し、図７に示すように、ピストンロッド２１のロック溝２１ａがガイド体２２の先端部２２ａに位置するようになる。すると、ロック溝２１ａに閉じ込められていたＯリング１０が、弾性力でガイド体２２の先端部２２ａの上まで拡がるようになる。この状態では、冷却水が冷えて熱膨張体２３が収縮し、ピストンロッド２１がガイド体２２内に退入しようとしても、Ｏリング１０がガイド体２２の先端部２２ａに載っているため、このＯリング１０が引っかかり、ピストンロッド２１がガイド体２２内に退入することができず、この状態が保持されるロック状態となる。
【００２１】
さらに、このロック状態では、Ｏリング１０がピストンロッド２１とガイド体２２の隙間の方に押しつけられるので、この隙間を塞ぐ状態となり、この隙間に冷却水が侵入することも防止するものである。
このサーモエレメントＴ′は、より簡単な構造でピストンロッド２１が過上昇して突出した場合に、確実にその位置にロックすると共に内部に冷却水が侵入することを防止できる。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、被検出体の温度変化より熱膨張、収縮する熱膨張体を内蔵し、前記熱膨張体の体積変化によりガイド体内を上下動するピストンロッドが備えられたサーモエレメントにおいて、前記ピストンロッドの周面にロック溝が形成されると共に前記ガイド体に前記ロック溝と係合する係合部材が設けられ、前記係合部材と前記ロック溝は、前記被検出体の温度が所定温度に達した場合に、前記ピストンロッドと前記ガイド体の軸がほぼ同軸上で係合される構成としたことにより、前記ピストンロッドは前記ガイド体に対して傾きのない位置でロックするので、ラバーピストンの変形が発生せず、従ってガイド体との間に隙間の発生がなく、しかも前記係合部材である弾性部材のＯリングやガイド体の先端にゴムカバーを取り付けたことにより、前記ピストンロッドと前記ガイド体の間がシールされるので、冷却水がサーモエレメントの内部に侵入するのを防止できるという優れた効果を奏する。
【００２３】
また、冷却水の過上昇等の異常発生の場合には、前記係合部材により確実にピストンロッドが異常位置でロックされるので、サーモエレメントのみでフェールセーフ機能を実現できるという効果を奏する。
さらに、前記ピストンの先端部に凹部が形成され、前記凹部に球体やローラを嵌着したことにより、前記ピストンロッドの先端と摺接するアームと間は転がり抵抗となるので引っ掛かりや磨耗が発生せず、動作不良や偏荷重を防止できるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るサーモエレメントの断面図である。
【図２】図１のサーモエレメントの要部拡大の断面図である。
【図３】図１のサーモエレメントの動作の説明図てある。
【図４】図１のサーモエレメントの実施例を示す要部拡大の断面図である。
【図５】図１のサーモエレメントの実施例を示す要部拡大の斜視図である。
【図６】図１のサーモエレメントの他の実施例を示す断面図である。
【図７】図６のサーモエレメントの動作を示す説明図である。
【図８】従来のサーモエレメントの問題点を示す説明図である。
【図９】従来のサーモエレメントの問題点を示す説明図である。
【符号の説明】
Ｔ      サーモエレメント
Ｔ′    サーモエレメント
１      ピストンロッド
１ａ    ロック溝
１ｂ    凹部
２      ガイド体
２ａ    係合溝
３      ケース
４      熱膨張体
５      ダイアフラム
６      中間流体
７      ラバーピストン
８      保護板
９      球体
１０      Ｏリング
１１      アーム
１２      ゴムカバー
１３      ガイド体
１４      ローラ
２１      ピストンロッド
２２      ガイド体
２３      熱膨張体
【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】
0004098877.tif 000008
【図８】
0004098877.tif 000009
【図９】
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