JP7126475B2 - thermo actuator - Google Patents

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Description

本発明は、ケースに封入された熱膨張体を加熱可能な加熱体を有するサーモアクチュエータに関する。 The present invention relates to a thermoactuator having a heating element capable of heating a thermal expansion body enclosed in a case.

サーモアクチュエータは、周囲温度が所定の温度を超えた場合に、ピストンが進出する部品であって、例えば、車両のエンジンの冷却装置の一部を構成するサーモスタットに設けられる。サーモスタットに関する従来技術として、特許文献1に開示される技術がある。 A thermoactuator is a component into which a piston advances when the ambient temperature exceeds a predetermined temperature, and is provided, for example, in a thermostat that constitutes a part of a vehicle engine cooling device. As a conventional technology related to thermostats, there is a technology disclosed in Patent Document 1.

図7は、特許文献1の図4を左右に反転させて一部を修正し、符号を振り直した図である。サーモスタット100は、バルブを開閉するサーモアクチュエータ101と、サーモアクチュエータ101の感温部101a側の部位を保持している第1の保持部102と、サーモアクチュエータ101のピストン104を支持している支持部101b側の部位を保持している第2の保持部105と、を有している。第2の保持部105には、冷却水の流路103が設けられている。 FIG. 7 is a diagram in which FIG. 4 of Patent Literature 1 is horizontally reversed, partially corrected, and the reference numerals are reassigned. The thermostat 100 includes a thermoactuator 101 that opens and closes a valve, a first holding portion 102 that holds a portion of the thermoactuator 101 on the temperature sensing portion 101a side, and a support portion that supports a piston 104 of the thermoactuator 101. and a second holding portion 105 holding the portion on the 101b side. A cooling water flow path 103 is provided in the second holding portion 105 .

エンジンが暖まると、流路103を流れる冷却水の温度が上昇し、感温部101aに封入されたワックス101c(熱膨張体)が膨張する。ワックス101cが膨張すると、ピストン104が支持部101bから進出して、バルブが開く。冷却水は、ラジエータに流れ、冷却ファンによって冷却される。冷却された冷却水によりエンジンが冷却される。 When the engine warms up, the temperature of the cooling water flowing through the flow path 103 rises, and the wax 101c (thermal expansion body) enclosed in the temperature sensing portion 101a expands. When the wax 101c expands, the piston 104 advances from the support portion 101b to open the valve. Cooling water flows to the radiator and is cooled by a cooling fan. The cooled cooling water cools the engine.

さらに、サーモスタット100には、感温部101aを強制的に加熱可能なヒータ106(加熱体)が設けられている。そのため、冷却水の温度が低温であっても、ヒータ106により感温部101aを加熱させることにより、サーモアクチュエータ101を作動させることができる。 Further, the thermostat 100 is provided with a heater 106 (heating body) capable of forcibly heating the temperature sensing portion 101a. Therefore, even if the temperature of the cooling water is low, the thermoactuator 101 can be operated by heating the temperature sensing portion 101a with the heater 106. FIG.

特開2006-274898号公報JP 2006-274898 A

サーモアクチュエータ101の支持部101bには、付勢部材107が取り付けられている。サーモアクチュエータ101は、ヒータ106に向けて付勢される。そのため、感温部101aは、ヒータ106に密着し、ヒータ106からワックス101cへの伝熱効率が高まる。サーモアクチュエータ101の応答性が向上する。 A biasing member 107 is attached to the support portion 101 b of the thermoactuator 101 . Thermoactuator 101 is biased toward heater 106 . Therefore, the temperature sensing portion 101a is in close contact with the heater 106, and the heat transfer efficiency from the heater 106 to the wax 101c is enhanced. The responsiveness of the thermoactuator 101 is improved.

ヒータ106が発する熱の一部は、第1の保持部102を介して、流路103を流れる冷却水に逃げてしまう。そのため、ワックス101cを加熱するための必要な熱量は、冷却水に逃げる熱量も考慮する必要がある。この場合、ヒータ106の消費電力も大きくなる。そこで、ヒータ106を感温部101aに内蔵して、ヒータ106によりワックス101cを直接加熱させることも考えられる。しかし、単にヒータ106を内蔵しただけでは、応答性の向上に限界があり、改良することが望ましい。 Part of the heat generated by the heater 106 escapes to the cooling water flowing through the flow path 103 via the first holding portion 102 . Therefore, it is necessary to consider the amount of heat that escapes to the cooling water when determining the amount of heat required to heat the wax 101c. In this case, the power consumption of the heater 106 also increases. Therefore, it is conceivable that the heater 106 is incorporated in the temperature sensing portion 101a and the wax 101c is directly heated by the heater 106. FIG. However, simply incorporating the heater 106 limits the improvement in responsiveness, and improvement is desirable.

本発明は、ヒータを内蔵するサーモアクチュエータについて、ヒータの熱に対する応答性を向上させる技術の提供を課題とする。 An object of the present invention is to provide a technique for improving the responsiveness of a heater to heat in a thermoactuator incorporating a heater.

請求項1によれば、筒状のケースと、このケースに封入されて周囲温度に応じて膨張及び収縮する熱膨張体と、一部が前記ケースに収納されているピストンと、前記ケースに内蔵され前記熱膨張体を強制的に加熱可能な加熱体と、を有し、
前記ピストンは、前記ケースに対して、前記熱膨張体の膨張及び収縮に応じて進退するサーモアクチュエータにおいて、
前記加熱体は、前記ピストンの進出方向に延びている筒状の延出部を有しており、この延出部は、前記熱膨張体の一部を囲っており、
前記ピストンが最も後退している状態において、前記延出部の延出長さは、前記ピストンの少なくとも後端部を囲うことが可能な長さに設定されており、
前記ピストンの前記後端部の外周面は、前記ピストンの後方に向かうに連れて縮径しており、
前記延出部の内面は、前記ピストンの前方に向かうに連れて拡径する拡径面と、前記拡径面よりも前記ピストンの前方側に位置していると共に一定の径の内周面と、を有している、ことを特徴とするサーモアクチュエータが提供される。
According to claim 1, a cylindrical case, a thermal expansion body that is enclosed in the case and expands and contracts according to the ambient temperature, a piston part of which is housed in the case, and a piston built in the case and a heating body capable of forcibly heating the thermal expansion body,
In a thermo-actuator in which the piston advances and retreats with respect to the case according to expansion and contraction of the thermal expansion body,
The heating body has a cylindrical extension extending in the advancing direction of the piston, and the extension surrounds a portion of the thermal expansion body ,
The extension length of the extension portion is set to a length that can surround at least the rear end portion of the piston when the piston is in the most retracted state,
The outer peripheral surface of the rear end portion of the piston is tapered toward the rear of the piston,
The inner surface of the extending portion includes an enlarged diameter surface that increases in diameter toward the front of the piston, and an inner peripheral surface that is located on the front side of the piston from the enlarged diameter surface and has a constant diameter. There is provided a thermo-actuator characterized by having:

請求項に記載のごとく、好ましくは、前記延出部は、前記ピストンの径方向に貫通している貫通部を有している。
Preferably , the extending portion has a penetrating portion penetrating the piston in a radial direction.

請求項に記載のごとく、好ましくは、前記ケースの内周面と、前記加熱体の外周面との間には、断熱部が設けられている。
Preferably , a heat insulating portion is provided between the inner peripheral surface of the case and the outer peripheral surface of the heating element.

請求項1では、熱膨張体を加熱可能な加熱体は、ピストンの進出方向に延びている筒状の延出部を有している。この延出部は、熱膨張体の一部を囲っている。そのため、加熱体は、ケースに封入された熱膨張体のうち、延出部に囲われた部分を局所的に融解させることができる。さらに、延出部は、延出部に囲われた熱膨張体と、ケースの周囲を流れる流体との間を断熱する役割も果たす。そのため、延出部に囲われた熱膨張体に加えられた熱は、外部へ逃げにくくなる。結果、加熱体が発する熱に対するサーモアクチュエータの応答性が向上する。 In claim 1, the heating body capable of heating the thermal expansion body has a tubular extending portion extending in the advancing direction of the piston. This extension encloses a portion of the thermal expansion body. Therefore, the heating body can locally melt the portion of the thermal expansion body enclosed in the case, which is surrounded by the extending portion. Furthermore, the extension also serves to provide heat insulation between the thermal expansion body surrounded by the extension and the fluid flowing around the case. Therefore, the heat applied to the thermally expansible body surrounded by the extending portion is less likely to escape to the outside. As a result, the responsiveness of the thermoactuator to heat generated by the heating element is improved.

上記の通り、延出部は筒状を呈している。そのため、延出長さ(筒の長手方向の寸法)の調整により、延出部により加熱される熱膨張体の分量を変更することができ、サーモアクチュエータのピストンのリフト量の調整が可能となる。 As described above, the extension has a tubular shape. Therefore, by adjusting the length of the extension (dimension in the longitudinal direction of the cylinder), the amount of the thermal expansion body heated by the extension can be changed, and the lift amount of the piston of the thermoactuator can be adjusted. .

加えて、ピストンが最も後退している状態において、延出部の延出長さは、ピストンの少なくとも後端部を囲うことが可能な延出長さに設定されている。即ち、ピストンが最も後退している状態において、ピストンの後端部は、筒状の延出部の内部に位置している。そのため、延出部は、ピストンの後端部の後方の領域のみならず、後端部の外周の環状の領域も加熱することができる。サーモアクチュエータの応答性がさらに向上する。
In addition , the extension length of the extension portion is set to an extension length capable of surrounding at least the rear end portion of the piston when the piston is in the most retracted state. That is, the rear end of the piston is positioned inside the cylindrical extension when the piston is in the most retracted state. Therefore, the extension can heat not only the area behind the rear end of the piston, but also the annular area on the outer periphery of the rear end. The responsiveness of the thermoactuator is further improved.

請求項では、延出部は、延出部の径方向に貫通している貫通部を有している。延出部に囲われた熱膨張体は、流体の温度を感知しやすくなる。さらに、延出部の内部と外部は、この貫通部を介して連通可能となる。そのため、熱膨張体は、貫通部を通過して流動可能となる。流体の熱により熱膨張体が膨張した場合、膨張した熱膨張体が貫通部を通過して延出部の内部に入り込みピストンを押し出すことが可能となる。サーモアクチュエータについて、加熱体の熱に対する応答性と、流体の熱に対する応答性を両立させることができる。
In claim 2 , the extending portion has a penetrating portion penetrating in the radial direction of the extending portion. A thermally expansible body surrounded by extensions is more sensitive to the temperature of the fluid. Furthermore, the inside and the outside of the extending portion can be communicated with each other through the through portion. Therefore, the thermal expansion body can flow through the through portion. When the thermal expansion body expands due to the heat of the fluid, the expanded thermal expansion body passes through the penetrating portion and enters the extending portion to push out the piston. With regard to the thermoactuator, both the responsiveness to the heat of the heating element and the responsiveness to the heat of the fluid can be achieved.

請求項では、ケースの内周面と、加熱体の外周面との間には、断熱部が設けられている。そのため、加熱体から生じる熱がケースを介して外部に放熱されることを抑制できる。加熱体の消費電力を低減することができる。 In claim 3 , a heat insulating portion is provided between the inner peripheral surface of the case and the outer peripheral surface of the heating element. Therefore, it is possible to suppress the heat generated from the heating element from radiating to the outside through the case. Power consumption of the heater can be reduced.

実施例1による加熱体を有する排熱回収装置の斜視図である。1 is a perspective view of an exhaust heat recovery device having a heating element according to Example 1. FIG. 図1に示されたサーモアクチュエータの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the thermoactuator shown in FIG. 1; 図3(a)は、図2に示されたサーモアクチュエータの加熱体を説明する図である。図3(b)は、図3(a)に示された加熱体の斜視図である。FIG. 3(a) is a diagram illustrating a heating element of the thermoactuator shown in FIG. FIG. 3(b) is a perspective view of the heating element shown in FIG. 3(a). 図4(a)は、実施例2による加熱体を有するサーモアクチュエータを説明する図である。図4(b)は、図4(a)に示された加熱体の斜視図である。図4(c)は、実施例2の変形例1による加熱体の斜視図である。FIG. 4A is a diagram illustrating a thermoactuator having a heating element according to Example 2. FIG. FIG. 4(b) is a perspective view of the heating element shown in FIG. 4(a). FIG. 4C is a perspective view of a heating element according to modification 1 of embodiment 2. FIG. 実施例2の作用図である。FIG. 10 is an operation diagram of Example 2; 図6(a)は、実施例2の変形例2による加熱体の斜視図である。図6(b)及び図6(c)は、図6(a)に示された加熱体を有するサーモアクチュエータの断面図である。FIG. 6A is a perspective view of a heating element according to modification 2 of embodiment 2. FIG. 6(b) and 6(c) are cross-sectional views of the thermoactuator having the heating element shown in FIG. 6(a). 従来の技術基本構成を説明する図である。It is a figure explaining the conventional technical basic composition.

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図中Frはサーモアクチュエータのピストンの進出方向、Rrはピストンの後退方向を示している。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the drawing, Fr indicates the advancing direction of the piston of the thermoactuator, and Rr indicates the retreating direction of the piston.

<実施例1>
図1には、実施例によるサーモアクチュエータ10を備えた排熱回収装置11が示されている。この排熱回収装置11は、導入部12と、この導入部12と連通して排気ガス及び冷却水の熱交換を行う熱交換器13と、導入部12に接続されて熱交換器13を迂回して排気ガスを流すことのできるバイパス管14と、バイパス管14が接続するバルブ室15と、熱交換器13とバルブ室15とを接続している接続管16と、このバルブ室15に接続され、バイパス管14又は熱交換器13を通過した排気ガスが排出される排出部17と、を有している。
<Example 1>
FIG. 1 shows an exhaust heat recovery device 11 having a thermoactuator 10 according to an embodiment. The exhaust heat recovery device 11 includes an introduction portion 12, a heat exchanger 13 that communicates with the introduction portion 12 to exchange heat with exhaust gas and cooling water, and is connected to the introduction portion 12 to bypass the heat exchanger 13. a valve chamber 15 to which the bypass pipe 14 is connected; a connecting pipe 16 connecting the heat exchanger 13 and the valve chamber 15; and a discharge portion 17 through which the exhaust gas that has passed through the bypass pipe 14 or the heat exchanger 13 is discharged.

熱交換器13には、冷却水を導入する導入管21と、熱交換器13の内部を通過した冷却水を排出する第1の配管22とが、接続している。サーモアクチュエータ10には、第1の配管22と、サーモアクチュエータ10の内部を通過した冷却水を排出する第2の配管23とが、接続している。 The heat exchanger 13 is connected to an introduction pipe 21 for introducing cooling water and a first pipe 22 for discharging the cooling water that has passed through the heat exchanger 13 . The thermoactuator 10 is connected to a first pipe 22 and a second pipe 23 for discharging cooling water that has passed through the thermoactuator 10 .

バルブ室15内には、バイパス管14の末端を開閉するバルブ(図示せず)が設けられている。バルブが閉じられた状態では、導入部12から導入された排気ガスは、熱交換器13の内部を通過して、排気ガスと冷却水との熱交換が行われる。その後、排気ガスは、バルブ室15を通過して、排出部17から排出される。熱交換により冷却水が所定の温度を超えると、サーモアクチュエータ10が作動し、バルブが開く。バルブが開いている状態では、排気ガスは、バイパス管14の内部を通過して、排出部17から排出される。 A valve (not shown) for opening and closing the end of the bypass pipe 14 is provided in the valve chamber 15 . When the valve is closed, the exhaust gas introduced from the introduction portion 12 passes through the inside of the heat exchanger 13, and heat is exchanged between the exhaust gas and the cooling water. After that, the exhaust gas passes through the valve chamber 15 and is discharged from the discharge portion 17 . When the temperature of the cooling water exceeds a predetermined temperature due to heat exchange, the thermoactuator 10 operates to open the valve. When the valve is open, the exhaust gas passes through the bypass pipe 14 and is discharged from the discharge portion 17 .

上記の通り、サーモアクチュエータ10は、熱交換器13の内部を流れる冷却水の温度に応じて作動するが、後述する加熱体により強制的に加熱することにより、作動可能である。 As described above, the thermoactuator 10 operates according to the temperature of the cooling water flowing inside the heat exchanger 13, and can be operated by forcibly heating it with a heater, which will be described later.

図2を参照する。サーモアクチュエータ10は、周囲温度を感知する円柱状の感温部30と、この感温部30を収納している筒状の第1のケース半体40と、感温部30により駆動されるロッド51と、ロッド51を後退する方向に付勢している付勢部材52と、ロッド51及び付勢部材52を収納している第2のケース半体50と、からなる。 Please refer to FIG. The thermoactuator 10 includes a cylindrical temperature sensing portion 30 for sensing the ambient temperature, a cylindrical first case half 40 housing the temperature sensing portion 30, and a rod driven by the temperature sensing portion 30. 51 , a biasing member 52 biasing the rod 51 in the backward direction, and a second case half 50 housing the rod 51 and the biasing member 52 .

感温部30は、筒状の感温ケース60(ケース)と、感温ケース60の筒部61に封入されているワックス31(熱膨張体)と、感温ケース60に内蔵されているヒータ70(加熱体)と、感温ケース60に対して進退可能なピストン32と、ピストン32の後端部32aを含む部位を包んでいるスリーブ33と、進退するピストン32の支持穴34aを備えていると共に感温ケース60の開口62を塞いでいる蓋34と、からなる。 The temperature sensing part 30 includes a tubular temperature sensing case 60 (case), a wax 31 (thermal expansion body) enclosed in a tubular part 61 of the temperature sensing case 60, and a heater built in the temperature sensing case 60. 70 (heating body), a piston 32 that can move forward and backward with respect to the temperature sensitive case 60, a sleeve 33 that wraps a portion including the rear end portion 32a of the piston 32, and a support hole 34a for the piston 32 that moves forward and backward. and a lid 34 closing the opening 62 of the temperature-sensitive case 60.

第1のケース半体40は、ヒータ70を給電する2本の給電コード41、41が挿通可能な挿通穴42aが設けられた底部42と、感温ケース60の筒部61を収納している第1の筒部43と、感温ケース60の鍔部63が当接している第1のフランジ部44と、からなる。 The first case half 40 accommodates a bottom portion 42 provided with an insertion hole 42a through which two power supply cords 41, 41 for supplying power to the heater 70 can be inserted, and a cylindrical portion 61 of the temperature sensitive case 60. It consists of a first tubular portion 43 and a first flange portion 44 with which the flange portion 63 of the temperature sensitive case 60 is in contact.

感温ケース60の外周面64の端部64aには、シール部材35が設けられている。感温ケース60の鍔部63の当接面63aには、シール部材36が設けられている。 A sealing member 35 is provided at an end portion 64 a of the outer peripheral surface 64 of the temperature sensitive case 60 . A seal member 36 is provided on the contact surface 63 a of the flange portion 63 of the temperature sensitive case 60 .

第1の筒部43は、第1の配管22及び第2の配管23と接続している。第1の筒部43には、第1の配管22が差し込まれている第1の差込口25と、第2の配管23が差し込まれている第2の差込口26が設けられている。 The first tubular portion 43 is connected to the first pipe 22 and the second pipe 23 . The first cylindrical portion 43 is provided with a first insertion port 25 into which the first pipe 22 is inserted and a second insertion port 26 into which the second pipe 23 is inserted. .

第2のケース半体50は、第1のフランジ部44と共に感温ケース60の鍔部63を挟み込んでいる第2のフランジ部53と、付勢部材52及びロッド51を収納している第2の筒部54と、ロッド51が貫通している穴55aが設けられている第2の底部55と、からなる。第2の底部55の内側には、ロッド51を支持する軸受部81が設けられている。 The second case half 50 includes a second flange portion 53 sandwiching the flange portion 63 of the temperature-sensitive case 60 together with the first flange portion 44, and a second flange portion 53 housing the biasing member 52 and the rod 51. and a second bottom portion 55 provided with a hole 55a through which the rod 51 passes. A bearing portion 81 that supports the rod 51 is provided inside the second bottom portion 55 .

軸受部81は、ブッシュ82と、ブッシュ82を第2のケース半体50の第2の底部54に固定する固定部83と、からなる。ロッド51の前端51aには、バルブを開閉するフック部材84が設けられている。ロッド51の後端51bには、ロッド51の進退量を規定するストッパ85が設けられている。 The bearing portion 81 includes a bushing 82 and a fixing portion 83 that fixes the bushing 82 to the second bottom portion 54 of the second case half 50 . The front end 51a of the rod 51 is provided with a hook member 84 for opening and closing the valve. A rear end 51 b of the rod 51 is provided with a stopper 85 that regulates the amount of movement of the rod 51 .

付勢部材52の一端52aは、ストッパ85に当接している。付勢部材52の他端52bは、固定部83に当接している。第2の底部55の外側には、可撓性を有しロッド51のうち第2のケース半体50から突出した部位を覆うブーツ56が取付けられている。 One end 52 a of the biasing member 52 abuts on the stopper 85 . The other end 52b of the biasing member 52 abuts on the fixed portion 83. As shown in FIG. A flexible boot 56 is attached to the outside of the second bottom portion 55 to cover the portion of the rod 51 protruding from the second case half 50 .

第1のケース半体40と、第2のケース半体50とは、締結構造で一体化されている。詳細には、第1のケース半体40と、第2のケース半体50とは、2組のボルト45及びナット46で締結される。なお、第1のケース半体40と第2のケース半体50との締結には、溶接や、かしめ等の任意の方法を採用してもよい。 The first case half 40 and the second case half 50 are integrated with a fastening structure. Specifically, the first case half 40 and the second case half 50 are fastened with two sets of bolts 45 and nuts 46 . Any method such as welding or crimping may be used to fasten the first case half 40 and the second case half 50 together.

図3(a)及び図3(b)を参照する。ヒータ70は、円柱状の本体部71と、この本体部71の前端面72の周縁部72aから前方(ピストン32の進出方向)に延びている延出部90と、を有している。 Please refer to FIGS. 3(a) and 3(b). The heater 70 has a columnar body portion 71 and an extension portion 90 extending forward (in the advancing direction of the piston 32) from the peripheral edge portion 72a of the front end surface 72 of the body portion 71. As shown in FIG.

延出部90は、筒状を呈しており、ワックス31の一部を囲っている。延出部90の中心は、ピストン32の進退方向の中心線CL1と一致する。本体部71の直径と、延出部90の外径は、等しい。2本の給電コード41、41は、本体部71の後端面73から延びている。 The extending portion 90 has a tubular shape and surrounds part of the wax 31 . The center of the extending portion 90 coincides with the center line CL1 of the piston 32 in the advancing/retreating direction. The diameter of the body portion 71 and the outer diameter of the extension portion 90 are equal. The two power supply cords 41 , 41 extend from the rear end surface 73 of the body portion 71 .

感温ケース60と、ヒータ70との間には、環状の第1のシール部材65及び第2のシール部材66が設けられている。 A first annular seal member 65 and a second annular seal member 66 are provided between the temperature sensitive case 60 and the heater 70 .

本体部71と延出部90との境界70aには、第1のシール部材65を保持する第1の環状溝74が設けられている。 A boundary 70 a between the body portion 71 and the extension portion 90 is provided with a first annular groove 74 for holding the first seal member 65 .

第1の環状溝74は、ヒータ70の外周面70bに対して凸状に設けられている2つの第1の凸部75、75から構成されている。2つの第1の凸部75、75は、前後方向(ピストンの進退方向)に互いに間隔を空けて設けられている。前側の第1の凸部75は、本体部71の前端面72よりも前方に位置している。 The first annular groove 74 is composed of two first protrusions 75, 75 that are provided in a convex shape with respect to the outer peripheral surface 70b of the heater 70. As shown in FIG. The two first protrusions 75, 75 are spaced apart from each other in the front-rear direction (advancing and retreating direction of the piston). The first convex portion 75 on the front side is located forward of the front end surface 72 of the main body portion 71 .

本体部71の後端71aには、第2のシール部材66を保持する第2の環状溝76が設けられている。 A rear end 71 a of the body portion 71 is provided with a second annular groove 76 for holding the second seal member 66 .

第2の環状溝76は、ヒータ70の外周面70bに対して凸状に設けられている2つの第2の凸部77、77から構成されている。2つの第2の凸部77、77は、前後方向に互いに間隔を空けて設けられている。後側の第2の凸部77は、本体部71の後端面73と同一平面上の面を有している。 The second annular groove 76 is composed of two second protrusions 77 , 77 that protrude from the outer peripheral surface 70 b of the heater 70 . The two second protrusions 77, 77 are spaced apart from each other in the front-rear direction. The second convex portion 77 on the rear side has a surface on the same plane as the rear end surface 73 of the main body portion 71 .

ヒータ70が、感温ケース60に嵌合した状態において、各々のシール部材65、66は、感温ケース60の内周面60aに密着している。感温ケース60の内周面60aと、ヒータ70の外周面70bとの間には、隙間C(断熱部)が設けられている。 The sealing members 65 and 66 are in close contact with the inner peripheral surface 60 a of the temperature-sensitive case 60 when the heater 70 is fitted to the temperature-sensitive case 60 . Between the inner peripheral surface 60a of the temperature sensitive case 60 and the outer peripheral surface 70b of the heater 70, a gap C (insulating portion) is provided.

延出部90の内面91は、ピストン32の前方に向かうに連れて拡径する拡径面92と、一定の径の内周面93と、を有している。 An inner surface 91 of the extending portion 90 has an enlarged diameter surface 92 that increases in diameter toward the front of the piston 32 and an inner peripheral surface 93 with a constant diameter.

感温ケース60のなかの、ヒータ70の前端面72よりも前方の領域には、ワックス31が充填されている。筒状の延出部90に囲われた領域と、感温ケース60の内周面60a及び延出部90の外周面94との間の領域には、ワックス31が充填されている。 A region of the temperature-sensitive case 60 in front of the front end face 72 of the heater 70 is filled with wax 31 . Wax 31 is filled in a region between the region surrounded by the cylindrical extension 90 and the inner peripheral surface 60 a of the temperature sensitive case 60 and the outer peripheral surface 94 of the extension 90 .

ピストン32が最も後退している状態において、ピストン32の後端部32aは、筒状の延出部90の内部に位置している。即ち、延出部90の延出長さは、ピストン32の後端部32aを囲うことが可能な長さに設定されており、ピストン32の後端部32aは、延出部90の内周面93に囲われている。 The rear end portion 32a of the piston 32 is positioned inside the cylindrical extension portion 90 when the piston 32 is in the most retracted state. That is, the extension length of the extension portion 90 is set to a length that can surround the rear end portion 32a of the piston 32, and the rear end portion 32a of the piston 32 extends along the inner circumference of the extension portion 90. Surrounded by surface 93 .

<実施例2>
図4(a)には、図4(b)に示された実施例2によるヒータ70Aを有するサーモアクチュエータ10Aの一部が示されている。実施例1のサーモアクチュエータ10と共通する構成については、実施例1と同一の符号を付すると共に説明は省略する。
<Example 2>
FIG. 4(a) shows part of a thermoactuator 10A having a heater 70A according to the second embodiment shown in FIG. 4(b). Configurations common to the thermoactuator 10 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as in the first embodiment, and descriptions thereof are omitted.

実施例1によるヒータ70の延出部90(図3(b)参照)と比較すると、実施例2によるヒータ70Aの延出部90Aの延出長さが長い。延出部90Aの前端90Aaは、感温ケース60の鍔部63の当接面63aと同じ位置に位置している。 The extension length of the extension portion 90A of the heater 70A according to the second embodiment is longer than that of the extension portion 90 (see FIG. 3B) of the heater 70 according to the first embodiment. A front end 90Aa of the extension 90A is located at the same position as the contact surface 63a of the flange 63 of the temperature-sensitive case 60. As shown in FIG.

さらに、延出部90Aは、前端90Aaから後方へ延びている複数のスリット95(貫通部)を有している。複数のスリット95は、周方向に互いに等間隔に形成されている。 Further, the extending portion 90A has a plurality of slits 95 (through portions) extending rearward from the front end 90Aa. The plurality of slits 95 are formed at regular intervals in the circumferential direction.

図4(c)には、実施例2の変形例1によるヒータ70Bが示されている。ヒータ70Bの延出部90Bは、周方向に断続的に形成された複数の貫通穴96(貫通部)を有している。各々の貫通穴96は、周方向に等間隔に位置しており、かつ、前後方向(進退方向)に互いに隣り合っている。 FIG. 4C shows a heater 70B according to modification 1 of embodiment 2. FIG. The extending portion 90B of the heater 70B has a plurality of through holes 96 (through portions) intermittently formed in the circumferential direction. The through holes 96 are circumferentially spaced at regular intervals and adjacent to each other in the front-rear direction (forward and backward direction).

次に、実施例の効果について説明する。 Next, the effects of the embodiment will be described.

図5には、実施例2のサーモアクチュエータ10Aの一部が示されている。ワックス31を加熱可能なヒータ70Aは、本体部71と、本体部71の前端面72(図3参照)からピストン32の前方に延びている延出部90Aと、を有している。この延出部90Aは、筒状を呈しており、ワックス31の一部を囲っている。そのため、ヒータ70Aは、感温ケース60に封入されたワックス31のうち、延出部90Aに囲われた部分を局所的に融解させることができる。さらに、延出部90Aは、延出部90Aに囲われたワックス31と、感温ケース60の周囲を流れる流体との間を断熱する役割も果たす。そのため、延出部90Aに囲われたワックス31に加えられた熱は、外部へ逃げにくくなる。結果、ヒータ70Aが発する熱に対するサーモアクチュエータ10Aの応答性が向上する。 FIG. 5 shows part of the thermoactuator 10A of the second embodiment. A heater 70A capable of heating the wax 31 has a body portion 71 and an extension portion 90A extending forward of the piston 32 from a front end surface 72 (see FIG. 3) of the body portion 71. As shown in FIG. The extending portion 90A has a tubular shape and surrounds a portion of the wax 31. As shown in FIG. Therefore, the heater 70A can locally melt the portion of the wax 31 enclosed in the temperature-sensitive case 60 that is surrounded by the extending portion 90A. Further, the extension 90A also serves to insulate between the wax 31 surrounded by the extension 90A and the fluid flowing around the temperature sensitive case 60. As shown in FIG. Therefore, the heat applied to the wax 31 surrounded by the extending portion 90A is less likely to escape to the outside. As a result, the responsiveness of the thermoactuator 10A to the heat generated by the heater 70A is improved.

上記の通り、延出部90Aは筒状を呈している。そのため、延出長さ(筒の長手方向の寸法)の調整により、延出部90Aにより加熱されるワックス31の分量を変更することができ、サーモアクチュエータ10Aのピストン32のリフト量の調整が可能となる。 As described above, the extending portion 90A has a tubular shape. Therefore, the amount of wax 31 heated by the extension portion 90A can be changed by adjusting the length of extension (dimension in the longitudinal direction of the cylinder), and the amount of lift of the piston 32 of the thermoactuator 10A can be adjusted. becomes.

加えて、延出部90Aは、ピストン32が最も後退している状態において、ピストン32の少なくとも後端部32aを囲うことが可能な延出長さに設定されている。そのため、延出部90は、ピストン32の後端部32aの後方側の領域A1のみならず、後端部32aの外周の環状の領域A2も加熱することができる。サーモアクチュエータ10Aの応答性がさらに向上する。なお、上記の実施例2の効果は、実施例1でも発揮される。 In addition, the extending portion 90A is set to have an extending length capable of surrounding at least the rear end portion 32a of the piston 32 when the piston 32 is in the most retracted state. Therefore, the extending portion 90 can heat not only the region A1 on the rear side of the rear end portion 32a of the piston 32, but also the annular region A2 on the outer circumference of the rear end portion 32a. The responsiveness of the thermoactuator 10A is further improved. It should be noted that the effect of the second embodiment described above is exhibited also in the first embodiment.

図4(b)及び図5を参照する。加えて、実施例2の延出部90Aは、前端90Aaから後方へ延びている複数のスリット95を有している。スリット95の深さDは、ピストン32が最も後退した状態における、延出部90Aに対するピストン32の侵入深さI(ピストン32を包むスリーブ33の厚みも含む)と、等しくなるように設定されている。そのため、矢印(1)に示されるように、感温ケース60の外部を流れる冷却水の熱は、延出部90Aに囲われた領域内のワックス31へ伝わりやすくなる。ワックス31は、冷却水の温度を感知しやすくなる。 Please refer to FIGS. 4(b) and 5. FIG. In addition, the extending portion 90A of Example 2 has a plurality of slits 95 extending rearward from the front end 90Aa. The depth D of the slit 95 is set to be equal to the penetration depth I of the piston 32 with respect to the extension 90A (including the thickness of the sleeve 33 that wraps the piston 32) when the piston 32 is in the most retracted state. there is Therefore, as indicated by arrow (1), the heat of the cooling water flowing outside the temperature-sensitive case 60 is easily transmitted to the wax 31 within the area surrounded by the extension 90A. The wax 31 can easily sense the temperature of the cooling water.

さらに、延出部90Aに囲われた領域と外部とは、このスリット95を介して連通可能となる。そのため、ワックス31は、スリット95を通過して流動可能となる。冷却水の熱によりワックス31が膨張した場合、膨張したワックス31がスリット95を通過して延出部90Aの内部に入り込みピストン31を押し出すことが可能となる。ワックス31が延出部90に囲われている場合であっても、サーモアクチュエータ10Aについて、ヒータ70Aの熱に対する応答性と、冷却水の熱に対する応答性を両立させることができる。 Further, the area surrounded by the extending portion 90A and the outside can communicate with each other through the slit 95. As shown in FIG. Therefore, the wax 31 can pass through the slit 95 and flow. When the wax 31 expands due to the heat of the cooling water, the expanded wax 31 passes through the slit 95 and enters the extending portion 90A to push the piston 31 out. Even when the wax 31 is surrounded by the extending portion 90, the thermoactuator 10A can achieve both the responsiveness to the heat of the heater 70A and the responsiveness to the heat of the cooling water.

図4(c)を参照する。貫通穴96を有するヒータ70Bも同様の効果を有する。なお、貫通穴96は、延出部90B内に侵入するピストン32(図5参照)を囲むように設けることが望ましい。 Refer to FIG. 4(c). A heater 70B having a through hole 96 has a similar effect. The through hole 96 is desirably provided so as to surround the piston 32 (see FIG. 5) that enters the extension 90B.

図5を参照する。加えて、感温ケース60の内周面60aと、ヒータ70Aの外周面70bとの間には、隙間Cが設けられている。この隙間Cは断熱層となり、本体部71が発する熱が感温ケース60を介して外部に放熱されることを抑制でき、ヒータ70Aからワックス31へ熱を無駄なく伝えることができる。さらに、ヒータ70Aの消費電力も低減することができる。なお、隙間Cに断熱材を設けても良い。 Please refer to FIG. In addition, a gap C is provided between the inner peripheral surface 60a of the temperature sensitive case 60 and the outer peripheral surface 70b of the heater 70A. This gap C serves as a heat insulating layer, and can suppress the heat generated by the body portion 71 from being radiated to the outside through the temperature-sensitive case 60, so that the heat can be transmitted from the heater 70A to the wax 31 without waste. Furthermore, power consumption of the heater 70A can also be reduced. A heat insulating material may be provided in the gap C.

なお、ヒータ70Aの表面は、給電回路と電気的に遮断される構造である。そのため、ワックス31に金属粉を混合することで、ワックス31の熱伝導性が高まり、ヒータ70A及び冷却水の双方に対するサーモアクチュエータ10Aの応答性を高めることができる。ヒータ70Aは、温度上昇に伴い内部抵抗が上昇することで自己温度制御が可能となる。そのため、ワックス31の熱分解を防止できる。 It should be noted that the surface of the heater 70A has a structure that is electrically cut off from the power supply circuit. Therefore, by mixing metal powder into the wax 31, the thermal conductivity of the wax 31 is enhanced, and the responsiveness of the thermoactuator 10A to both the heater 70A and cooling water can be enhanced. The heater 70A becomes capable of self-temperature control by increasing the internal resistance as the temperature rises. Therefore, thermal decomposition of the wax 31 can be prevented.

実施例2の変形例2について説明する。図6(a)を参照する。ヒータ70Cの延出部90Cは、スリット95(図4(b)参照)よりも周方向に幅の広い第1の切欠き部97及び第2の切欠き部98を有している。 Modification 2 of Embodiment 2 will be described. Please refer to FIG. The extending portion 90C of the heater 70C has a first notch portion 97 and a second notch portion 98 wider in the circumferential direction than the slit 95 (see FIG. 4B).

図6(b)及び図6(c)を参照する。第1の切欠き部97と、第2の切欠き部98とは、周方向に互いに180度ずれている。中心線C1と直交する直交線C2は、第1の切欠き部97、及び、第2の切欠き部98を通過すると共に、第1の差込口25C及び第2の差込穴26Cを通過している。 Please refer to FIGS. 6(b) and 6(c). The first cutout portion 97 and the second cutout portion 98 are circumferentially shifted from each other by 180 degrees. An orthogonal line C2 perpendicular to the center line C1 passes through the first notch 97 and the second notch 98, and also passes through the first insertion port 25C and the second insertion hole 26C. is doing.

なお、本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は、実施例に限定されるものではない。例えば、サーモアクチュエータをスリーブタイプのサーモスタットに採用した場合、スリーブ形状は、ゴムブロック部のボリュームが少なく、ピストンの形状に倣った(テーパー)形状の方がワックス量と作動性の点で望ましい。 It should be noted that the present invention is not limited to the Examples as long as the action and effect of the present invention are exhibited. For example, when the thermoactuator is used in a sleeve-type thermostat, it is preferable that the sleeve has a small rubber block volume and a (tapered) shape that follows the shape of the piston in terms of wax amount and operability.

本発明のサーモアクチュエータは、排熱回収装置に好適である。 The thermoactuator of the present invention is suitable for an exhaust heat recovery device.

10…サーモアクチュエータ
25C…第1の差込口
26C…第2の差込口
30…感温部
31…ワックス(熱膨張体)
32…ピストン、32a…後端部
60…感温ケース
65…内周面
66…第1のシール部材
67…第2のシール部材
70…ヒータ(加熱体)、70b…外周面
71…本体部
74…第1の環状溝
75…第1の凸部
76…第2の環状溝
77…第2の凸部
90、90A、90B、90C…延出部
95…スリット
96…貫通穴
97…第1の切欠き部
98…第2の切欠き部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Thermo-actuator 25C... 1st insertion port 26C... 2nd insertion port 30... Temperature sensing part 31... Wax (thermal expansion body)
Reference Signs List 32 Piston 32a Rear end portion 60 Thermosensitive case 65 Inner peripheral surface 66 First sealing member 67 Second sealing member 70 Heater (heating body) 70b Outer peripheral surface 71 Body portion 74 First annular groove 75 First convex portion 76 Second annular groove 77 Second convex portions 90, 90A, 90B, 90C Extension portion 95 Slit 96 Through hole 97 First Notch portion 98 . . . Second notch portion

Claims (3)

筒状のケースと、このケースに封入されて周囲温度に応じて膨張及び収縮する熱膨張体と、一部が前記ケースに収納されているピストンと、前記ケースに内蔵され前記熱膨張体を強制的に加熱可能な加熱体と、を有し、
前記ピストンは、前記ケースに対して、前記熱膨張体の膨張及び収縮に応じて進退するサーモアクチュエータにおいて、
前記加熱体は、前記ピストンの進出方向に延びている筒状の延出部を有しており、この延出部は、前記熱膨張体の一部を囲っており、
前記ピストンが最も後退している状態において、前記延出部の延出長さは、前記ピストンの少なくとも後端部を囲うことが可能な長さに設定されており、
前記ピストンの前記後端部の外周面は、前記ピストンの後方に向かうに連れて縮径しており、
前記延出部の内面は、前記ピストンの前方に向かうに連れて拡径する拡径面と、前記拡径面よりも前記ピストンの前方側に位置していると共に一定の径の内周面と、を有している、ことを特徴とするサーモアクチュエータ。
A cylindrical case, a thermal expansion body that is enclosed in the case and expands and contracts according to the ambient temperature, a piston that is partly housed in the case, and a thermal expansion body that is built in the case and forces the thermal expansion body. and a heating element that can be heated physically,
In a thermo-actuator in which the piston advances and retreats with respect to the case according to expansion and contraction of the thermal expansion body,
The heating body has a cylindrical extension extending in the advancing direction of the piston, and the extension surrounds a portion of the thermal expansion body,
The extension length of the extension portion is set to a length that can surround at least the rear end portion of the piston when the piston is in the most retracted state,
The outer peripheral surface of the rear end portion of the piston is tapered toward the rear of the piston,
The inner surface of the extending portion includes an enlarged diameter surface that increases in diameter toward the front of the piston, and an inner peripheral surface that is located on the front side of the piston from the enlarged diameter surface and has a constant diameter. A thermo-actuator comprising:
前記延出部は、前記延出部の径方向に貫通している貫通部を有している、ことを特徴とする請求項1に記載のサーモアクチュエータ。 2. The thermoactuator according to claim 1 , wherein the extending portion has a penetrating portion penetrating in a radial direction of the extending portion. 前記ケースの内周面と、前記加熱体の外周面との間には、断熱部が設けられている、ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のサーモアクチュエータ。 3. The thermoactuator according to claim 1 , wherein a heat insulating portion is provided between the inner peripheral surface of the case and the outer peripheral surface of the heater.
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