JPH0231524Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、昇温により作動杆が押出されるよう
作動するサーモスタツトを用いて、温度変化に応
じて回転機構を駆動するようにしたサーモモータ
ーに関する。

温度変化に応じて回転機構を駆動させる必要の
ある場合は多くなうが、このような要求に応じる
ための手段は、従前にあつては電動機とサーモス
タツトと回転機構などのいくつもの機構を組合わ
せた複雑なもので、簡略なものはない。

ところで、サーモスタツトとして通常使用され
ているサーモエレメントａは、第１図に示す如
く、感温部となるよう熱伝導の良い金属材で有底
の筒状に形成したケース１０内に、昇温により膨
張するワツクス類などの物質１１を封入してお
き、その物質１１が昇温により膨張する圧力で、
前記ケース１０の開口部に基端部１２ａが連結す
るガイド筒部１２に出入自在に嵌装されている作
動杆１３が押出されるように構成してあつて、封
入するワツクス類などの物質の性状によつて設定
される所望の温度で作動杆が押出されるよう作動
するようになり、その作動が確実で信頼度が高
く、また、その作動杆の押出作動が著しく強力な
ものとなつている。

そこで、この特性を利用して、サーモエレメン
トに回転機構を組合せる実験と研究を重ねたとこ
ろ、温度変化に応じて回転機構が駆動されるサー
モモーターが構成できる結果を得た。

そして、このことから本考案の出願人は、第２
図及び第３図に示している如く、昇温により作動
杆１３が押出されるよう作動するサーモスタツト
ａを機枠ｂに組付け、そのサーモスタツトａの作
動杆１３には押込み方向に付勢する戻しバネｃを
連繋し、その作動杆１３の先端側に、その作動杆
１３の作動方向に移動自在に機枠ｂに設けたラツ
ク２を一体的に連繋し、そのラツク２の歯部２ａ
に前記機枠ｂに回転自在に軸支せるピニオン３を
噛合わせ、そのピニオン３の回転軸３０から回転
動力を取出すように構成せるサーモモーターを開
発した。

この手段は、温度変化によりサーモスタツトａ
の作動杆１３が出入する直線的な作動でラツク２
を動かし、それによりピニオン３を駆動回転させ
て、そのピニオン３の回転軸３０から回転動力を
取出すことから、電気を要する電動機を用いるこ
となく簡略な構造をもつて、温度変化に応じて回
転作動するサーモモーターが得られることになる
が、次の問題がある。即ち、サーモスタツトａの
作動杆１３が昇温により戻しバネｃのバネ圧に抗
して押出されていくとき、その作動杆１３の動き
は、サーモスタツトのケース１０内に封入したワ
ツクス類等の物質の性状を選定して設定した設定
温度に達すると、作動杆１３を押出す圧力と戻し
バネｃのバネ圧とがバランスされることで静止状
態となり、これによりラツク２の動きが停止し、
また、このラツク２の歯部２０に噛合うピニオン
３も回転が停止した状態となる。

この状態のとき、ピニオン３は自由な状態にあ
ることで、ラツク２の歯部２ａとの噛合部位に形
成される噛合い作動のための遊び（ガタ）の分だ
け、自由に回転することになつて、ピニオン３の
回転軸３０に連繋する被制御部の制御作動に誤差
を生ぜしめる問題が生じてくる。

本考案は、この問題を解消するためになされた
ものであつて、温度が設定温度付近に上昇して、
作動杆を押出す圧力と戻しバネのバネ圧とがバラ
ンスされることで、ラツクが静止状態となつたと
きに、そのラツクに噛合つた状態で被制御部側に
連繋するピニオンが、前記ラツクの歯部に対し作
動に充分な遊びを具備して噛合いながら動かない
状態に保持されるようになる新たなサーモモータ
ーを提供することを目的とする。

そしてこのために本考案においては、昇温によ
り作動杆が押出されるよう作動するサーモスタツ
トを機枠に組付けるとともに、その作動杆には押
込み方向に付勢する戻しバネを連繋し、そのサー
モスタツトの作動杆の先端部を、歯部に形成した
多数の歯の並列方向に自在に動くよう前記機枠に
設けたラツクに連繋し、そのラツクの歯部に、前
記機枠に回転自在に軸支せるピニオンを噛合わ
せ、そのピニオンの回転軸から回転動力を取出す
ようにしたサーモモーターにおいて、前記戻しバ
ネを、前述ラツクを作動杆側に押戻す方向に直線
的に付勢するバネと、前述ピニオンを回転方向に
付勢するバネとに分割して、ビニオンを戻しバネ
のバネ圧によりラツクの歯部に圧接せしめたこと
を特徴とするサーモモーター、を提起するもので
ある。次に実施の一例を図面に従い詳述する。な
お図面符号は同効の構成部材については従来手段
と同一の符号を用いるものとする。

第４図は本考案によるサーモモーターＡの縦断
した正面図で、ａはサーモエレメント、ｂは機
枠、２はラツク、３はピニオンを示している。サ
ーモエレメントａは、感温部を構成しているケー
ス１０内にワツクス類が封入され、そのワツクス
類が昇温により圧力を増大させることでガイド筒
部１２に出入自在に嵌挿してある作動杆１３が押
出されてくる従来公知のワツクスサーモエレメン
トである。また、機枠ｂは上端部にねじ蓋４０に
よつて開閉自在に閉塞された開放口４１を具備す
る有底の円筒状に形成してある。

そして、前記サーモエレメントａは、それのガ
イド筒部１２の先端側に設けたねじ筒部１４を、
機枠ｂの底板の中央部位に設けたセツト穴に嵌挿
して止着ねじ１５により止着することで、ねじ筒
部１４から突出する作動杆１３が円筒状の機枠ｂ
の軸心線に沿つて機枠ｂ内に突入し、感温部とな
るケース１０が機枠ｂの外に位置する状態として
機枠ｂに組付けてある。

また、前記ラツク２は、それの歯部２ａの多数
の歯２０…の並列方向が機枠ｂの軸心線に沿う姿
勢として機枠ｂ内に挿入し、該ラツク２の上端側
に一体に設けたガイド杆２１を、機枠ｂの上端側
の開放口４１に螺合せるねじ蓋４０の中央部位に
形設してあるガイド穴４３に摺動自在に嵌挿する
ことで、前述のサーモエレメントａの作動杆１３
の作動する方向に自在に動くよう機枠ｂに組付け
てある。そして、該ラツク２の下端部には、前記
作動杆１３の先端部と嵌合する嵌合部が設けてあ
つて、その嵌合部と作動杆１３の先端部との嵌着
により、その作動杆１３に一体的に連繋してあ
る。

また前記ピニオン３は、第５図に示す如く軸方
向に長いロール状に形成してあつて、前記ラツク
２の歯部２ａに噛合つてその歯部２ａの前面を横
切るように機枠ｂ内に配位して、それの回転軸３
０を機枠ｂの周壁４４に渡架軸支することで機枠
ｂに回転自在に軸支してあり、それの回転軸３０
の一方の軸端部は取出軸となるよう機枠ｂの外に
突出させて突出部３０ａに形成してある。

ｃは機枠ｂに組付けたサーモエレメントａの作
動杆１３を、それの押出し方向と逆向に押戻すよ
う付勢する戻しバネで、前述の機枠ｂのねじ蓋４
０の下面とラツク２のガイド杆２１に嵌装したバ
ネ受け２２との間に張設されて、ラツク２を介し
て作動杆１３をそれの作動方向に沿い第４図にお
いて下方に押し下げるよう付勢するバネ５と、前
記ピニオン３の回転軸３０の突出部３０ａに巻き
付けて一端側を機枠ｂの周壁４に係止し他端側を
該回転軸３０に係止することで、ピニオン３を回
転させるよう付勢するトーシヨンバネ状のバネ６
とよりなる。

そして、これらバネ５，６は、それらのバネ圧
をそれぞれＦ１，Ｆ２とし、前述のケース１０内
に封入したワツクス類が設定温度において作動杆
１３を押出す圧力または設定する戻しバネｃのバ
ネ圧をＦとしたとき、バネ６の付勢の方向を、そ
の付勢でピニオン３がラツク２を上方に移動させ
る方向に回転するよう設定した場合には、 Ｆ＝F1−F2 …(1) の関係となり、また、バネ６の付勢の方向を、そ
れの付勢でピニオン３がラツク２を下方に移動さ
せる方向に回転するよう設定した場合には、 Ｆ＝F1＋F2 …(2) の関係になるようにそれぞれのバネ圧を設定す
る。

この分割した戻しバネｃのうちの、ピニオン３
を回転させる方向に付勢するバネ６の付勢の方向
の選択は、被制御部側の負荷がピニオン３を回転
させるようにならない場合にあつては、適宜に行
なつてよいが、この被制御部側の負荷がピニオン
３の回転軸３０を回転させるように働く場合にな
つては、その被制御部側の負荷により回転軸３０
を回転させるよう働く力を打消する方向に該バネ
６の付勢の方向を設定することが望ましい。即
ち、取出軸にかかる被制御部の負荷が、ラツク２
を第４図及び第５図において下方に押し下げるよ
うに働く場合にあつては、バネ６のピニオン３を
回転させる方向が、ラツク２を上昇させる方向と
なるように設定する。この場合は、被制御部の負
荷が戻しバネｃのバネ圧を助長することから、設
定するバネ５及びバネ６のバネ圧は、 F1＝Ｆ−（F3−F2） …(3) （但しＦ３は被制御部の負荷によりピニオンを
回転させるように働く力） の関係となるように設定する。

また、被制御部の負荷がラツク２を第４図及び
第５図において上方に押上げる方向に働く場合に
あつては、バネ６のピニオン３を回転させる方向
が前述の場合と逆に、ラツク２を下降させる方向
となるように設定する。そして、バネ５及びバ６
のバネ圧は、 F1＝Ｆ＋（F3−F2） …(4) の関係となるように設定する。

上述の如く構成してある実施例装置は次のよう
に作用する。

サーモエレメントａのケース１０内に封入した
ワツクス類の物質１１が、選択した物質１１の性
状により設定される所定の温度に昇温して所定の
圧力を出力する状態となると、それにより作動杆
１３がバネ５及びバネ６によりなる戻しバネｃの
付勢に抗して押出され、作動杆１３に連繋するラ
ツク２がそれぞれの歯部２ａの歯２０の連続する
方向に動き、その歯部２ａに噛合うピニオン３が
駆動回転して、それの回転軸３０である取出軸が
回転作動するようになる。また温度降下によりケ
ース１０内の物質１１の圧力が減少してくると、
戻しバネｃのバネ圧でラツク２が逆方向に押込ま
れ、それによりピニオン３が逆方向に駆動回転し
て、回転動力を取出軸たるピニオン３の回転軸３
０が逆向きに回転作動するようになる。

そして、作動杆１３を押出す圧力が、戻しバネ
ｃのバネ圧とバランスする状態となつて、作動杆
１３の動きが止まり、これによりラツク２が静止
状態となつたとき、ピニオン３は、それの回転軸
３０が、戻しバネｃの一部を構成しているねじり
バネによるバネ６で回転する方向に付勢されてい
ることから、静止状態にある該ラツク２の歯部２
ａの歯２０…との噛合部位が、噛合い作動のため
に形成してある遊びを埋めるよう回動してその歯
部２ａの歯２０…に圧接する状態となり、ゆるみ
のない固定状態に保持されるようになる。

以上説明したように、本考案によるサーモモー
ターは、昇温により作動杆が押出されるよう作動
するサーモスタツトと、それの作動杆に連繋した
ラツクと、そのラツクに噛合わせたピニオンと、
前記作動杆を押戻す戻しバネとを組合わせて、温
度変化に応じて回転機構が駆動されるように構成
するに際し、戻しバネを、分割して、作動杆を直
線的に押し戻すバネとピニオンを回転させるバネ
とに分けておき、ラツクが静止状態となつたとき
に、戻しバネのバネ圧でピニオンがラツクの歯部
に圧接して固定状態に保持されるようにしている
のだから、前述したラツクの静止状態のときに、
噛合に作動のために形成してある遊びによつてピ
ニオンがその遊びの分だけ動いて被制御部の制御
作動に誤差を生ぜしめる問題を効果的に解消せし
めるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はサーモエレメントの縦断面図、第２図
は従前のサーモモーターの側面図、第３図は同上
の縦断正面図、第４図は本考案によるサーモモー
ターの縦断正面図、第５図は第４図のＶ−Ｖ線に
おける同上の縦断側図面である。 符号の簡単な説明、サーモモーター……Ａ、サ
ーモエレメント……ａ、機枠……ｂ、戻しバネ…
…ｃ、ケース……１０、ワツクス類……１１、ガ
イド筒部……１２、基端部……１２ａ、作動杆…
…１３、ねじ筒部……１４、止着ネジ……１５、
ラツク……２、歯部……２ａ、歯……２０、ガイ
ド杆……２１、バネ受け……２２、ピニオン……
３、回転軸……３０、突出部……３０ａ、ねじ蓋
……４０、開放口……４１、ガイド穴……４３、
周壁……４４。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 昇温により作動杆が押出されるよう作動するサ
   ーモスタツトを機枠に組付けるとともに、その作
   動杆には押込み方向に付勢する戻しバネを連繋
   し、そのサーモスタツトの作動杆の先端部を、歯
   部に形成した多数の歯が並列する方向に自在に動
   くよう前記機枠に設けたラツクに連繋し、そのラ
   ツクの歯部に、前記機枠に回転自在に軸支せるピ
   ニオンを噛合わせ、そのピニオンの回転軸から回
   転動力を取出すようにしたサーモモーターにおい
   て、前記戻しバネを、前述ラツクを作動杆側に押
   戻す方向に直線的に付勢するバネと、前述ピニオ
   ンを回転方向に付勢するバネとに分割して、ビニ
   オンを戻しバネのバネ圧によりラツクの歯部に圧
   接せしめたことを特徴とするサーモモーター。