JPH04274719A - ワツクスサーモエレメント型のサーモセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ボディの感温部内に装
填する感温物質にワックス類または油を用いて、それの
熱変化に伴なう体積変化による圧力変化を駆動部に伝え
、駆動部を温度変化に応じで作動させるようにするワッ
クスサーモエレメント型のサーモセンサについての改良
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ボディの感温部に封入したワックス類の
温度変化による体積変化により、駆動部を動かすように
したサーモセンサは、ワックスサーモエレメントとして
、従来から広く使用されている。

【０００３】このサーモセンサは、通常、図１に示して
いるように、まず、熱伝導の良い金属材で形成したケー
ス１内に、それの開放口１０からワックス類ｗを装填し
、そのケース１の開放口１０に、ダイヤフラム２を介装
してガイド筒部３の拡径した基端部３０を一体的に接続
することで、ボディａを組立てるとともに、ワックス類
ｗをケース１内に封入した状態とする。次いで、前記ガ
イド筒部３の拡径した基端部３０内に、ゴムまたは粉等
の半流動体ｙを装入し、しかるのち、ガイド筒部３内に
ラバーピストン４およびテフロン板などの保護板５を嵌
装して、この半流動体ｙを外部と遮断した状態とする。 次いで、この状態としたところ、ピストン６をガイド筒
部３に嵌装して、それの内端側を保護板５の外面側に衝
合させることで、サーモセンサＡに組立てるようにして
ある。

【０００４】そして、これにより、ワックス類ｗが封入
されたケース１の外周側を感温部とし、ガイド筒部３に
嵌装したピストン６を駆動部として、所定の個所に組付
け、感温部となるケース１の周囲の温度変化によりワッ
クス類ｗが体積変化することによる圧力変化で、ダイヤ
フラム２を介して半流動体ｙを動かし、駆動部たるピス
トン６に出入作動を与え、駆動部が所定の検出作動を行
なうようにしている。

【０００５】このように、ダイヤフラム２を用いて、ワ
ックス類ｗをケース１内に封入した状態とするのは、昇
温により液状に相変化したワックス類ｗが、ガイド筒部
３の内壁面とそこに嵌装したピストン６の外周面と嵌合
面との間から外部に洩出してくるようになるのを防止す
るためである。

【０００６】この、感温物質たるワックス類ｗを封入状
態として圧力変化により洩出するのを防ぐのは、感温物
質として油Ｏを用いる場合も同様である。そして、この
場合は、通常サーモセンサＡは、図２に示しているよう
に、油Ｏを装填し、感温部を形成するケース１を、カピ
ラール１１を介して伸縮作動するベローズ７に接続する
ことで、油Ｏを密封状態とし、感温部たるケース１内の
油Ｏが昇温により体積膨張したときの圧力でベローズ７
が伸張するようにして、このベローズ７が温度変化に応
じた検出作動を行なう駆動部となるように構成している
。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、ワックス
類ｗまたは油Ｏを利用し、それらの熱変化による体積変
化により駆動部に検出作動を与えるワックスサーモエレ
メント型のサーモセンサＡは、利用するワックス類ｗま
たは油Ｏの漏出を防止するためにダイヤフラム２または
ベローズ７を用いて、ワックス類ｗまたは油Ｏを完全に
封入した形態に作ることから、このシールのために、コ
ストが嵩み、また、小型化がむづかしい問題がある。

【０００８】この問題の対策としては、感温物質として
感温部に装填するワックス類または油を、ゴム等の形状
が自在に変化する半流動体に変えることで、ダイヤフラ
ム２やベローズ７を省略した形態のものとする手段が開
発されているが、このようにすると、感温物質の温度変
化による体積変化を駆動部へ伝達する作動が鈍くなって
、感度を悪くする別の問題がでてくる。

【０００９】本発明は、従前手段に生じているこれらの
問題を解消せしめるためになされたものであって、温度
変化により固相から液相への相変換が行なわれることで
、大きな体積変化が望めるワックス類を感温物質に用い
て、シャープな検出作動が得られるようにしながら、ダ
イヤフラム２やベローズ７を用いることなく、小型化を
可能とする簡略な構造をもってサーモセンサを構成し得
る新たな手段を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】しかして、本発明は、上
述の目的のために種々の研究や実験を重ねて得られた知
見に基づいて完成したものである。

【００１１】即ち、感温物質としてボディの感温部に装
填するワックス類は、それらを構成する多種類のパラフ
ィンが、固相と液相との相変換が行なわれる温度領域に
おいて使用するようにすれば、液相となった状態時にお
ける漏洩を防止するために、ダイヤフラム２またはベロ
ーズ７を使用することが必然的に必要となるが、このワ
ックス類ｗを、液相とした状態において、樹脂内部の架
橋重合体の内部の親油基と油分子との相互作用により吸
油する自己膨潤型の高吸油性樹脂のうちで、粒径が数百
ミクロンの固体粒子に形成されている粒状形態の高吸油
性樹脂に、吸収させ、これにより、高吸油性樹脂の各粒
子にとり込まれた状態としたところ、高吸油性樹脂の各
粒子が、粒径を数倍に拡大させた状態に膨潤してきて、
ワックス類がこの１ミリ内外の粒径に膨大してきた高吸
油性樹脂により被覆された粒子状になって、それらを加
圧しても、上述のサーモセンサＡのガイド筒部３の内壁
面とそのガイド筒部３に嵌装されるピストン６の外周面
との間に形成される間隔を、透過していけない形態とな
ること、そして、この高吸油性樹脂の固体粒子にとり込
まれたワックス類は、温度変化により、その高吸油性樹
脂の重合体にとり込まれた状態のままで液相と固相の相
変換が行なわれて、これにより体積変化してくることが
判ってきた。

【００１２】そして、このことから、上述の如く高吸油
性樹脂の固形粒子に吸収させたワックス類を、前述の図
１に示したサーモセンサＡの感温部を形成するケース１
内に装填するときに、そのケース１とガイド筒部３の基
端部３０との接続部位には、ダイヤフラム２を介装しな
いで、ケース１の内腔とガイド筒部３の基端部３０の内
腔とが直接連通する状態に結合せしめておき、かつ、ガ
イド筒部３には、図１にあるラバーピストン４を省略し
て、テフロン板等の保護板５だけを嵌装しておいて、そ
の外側からピストン６を嵌挿し、そのピストン６の内端
が保護板５を介してボディａ内に装填した前述の高吸油
性樹脂の固体粒子にとり込まれたワックス類ｗに衝合す
る状態として、サーモセンサＡを構成するようにしたと
ころ、ワックス類の漏洩を生ぜしめないで、温度変化に
応じた所定の感温作動を行なうようになる結果を得たこ
とによるものである。

【００１３】それ故に、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、感温物質を収容さすケー
スとピストンを出入自在に嵌装するガイト筒部とが、そ
れらの内腔を直接連通さすよう一体または一体的に接続
するボディを形成し、そのボディ内に、ワックス類を、
自己膨潤型の高吸油性樹脂のうちの粒子型のものの固体
粒子に吸収保持せしめて、吸油した高吸油性樹脂の固体
粒子形態として装填し、ガイド筒部にピストンを出入自
在に嵌装せしめてなるワックスサーモエレメント型のサ
ーモセンサを提起するものである。

【００１４】

【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ついては
同一の符号を用いるものとする。

【００１５】図３は本発明によるワックスサーモエレメ
ント型のサーモセンサＡの縦断した正面図で、同図にお
いて、１はケース、３はガイド筒部、６はピストン、５
は保護板、８…はワックス類ｗを吸収させた高吸油性樹
脂の粒子、ａは前記ケース１とガイド筒部３とにより構
成せるボディを示す。

【００１６】ケース１は熱伝導の良い金属材で形成され
る通常のもので、上面側の開放口１０のまわりには、ガ
イド筒部３の基端部３０を接続するための接続鍔部１２
が設けてあり、その接続鍔部１２にはガイド筒部３の基
端部３０を嵌合せしめる接続筒部１３が形設してある。

【００１７】ガイド筒部３は、ピストン６を摺動自在に
嵌挿せしめる筒状に形成し、基端側にラッパ状に拡径す
るよう形成した基端部３０を、前記ケース１の開放口１
０に接続するようにした通常のもので、その基端部３０
を、ケース１の接続筒部１３に嵌合し、その接続筒部１
３の周壁の上端側を折曲げてカシメ付けることでケース
１に一体的に接続してあって、これによりボディａを構
成している。このとき、ケース１とガイド筒部３とは、
それらの間にダイヤフラム２を介装しないで、ケース１
とガイド筒部３の内腔が、直接連通する状態に組立てら
れている。

【００１８】ケース１内に装填して感温作動を行なわす
感温物質とするワックス類ｗは、それを構成するパラフ
ィンを液相とした状態において、油を樹脂内部の架橋重
合体内部に吸収する自己膨潤型の高吸油性樹脂のうちの
粒状タイプのものに、飽和状態に吸収させて、その高吸
油性樹脂の個々の固体粒子８…の内部にとり込まれた状
態にしてある。そして、この状態の高吸油性樹脂の粒子
８…を、ガイド筒部３の上端開口から、ボディａの内腔
となるケース１内およびそのケース１の開放口１０に接
続連通するガイド筒部３の基端部３０の内腔に一杯に詰
まるように装入することで、ボディａ内に装填してある
。

【００１９】テフロン板などよりなる保護板５およびピ
ストン６は、上述の如く、一体的に結合した状態のケー
ス１とガイド筒部３とで組立てられるボディａの内部に
高吸油性樹脂の固体粒子８…に吸収せしめたワックス類
ｗ…を装填した状態ののちに、ガイド筒部３内に嵌挿す
る。この場合、保護板５は省略して、ピストン６の内端
面が、直接、ワックス類ｗ…を吸収した高吸油性樹脂の
固体粒子８…に衝合するようにする場合がある。

【００２０】このように構成せる実施例装置は次のよう
に作用する。サーモセンサＡを、それの感温部を形成す
るケース１が温度を検知すべき所定の部位を占め駆動部
を形成するピストン６の外端側が感温作動を行なう作動
部材に連繋した状態に配設すれば、感温部たるケース１
の外周の温度変化によりボディａ内部のワックス類ｗ…
が、高吸油性樹脂の固体粒子８…の内部に吸収されてと
り込まれた状態のまま、体積変化し、それによりガイド
筒部３に嵌装してあるピストン６の内端面にかかる圧力
が変化することで、ピストン６がガイド筒部３に対し出
入して、所定の感温作動を行なうようになる。

【００２１】そして、このサーモセンサＡは、ボディａ
の感温部の内部に装填するワックス類ｗが、高吸油性樹
脂の固体粒子８…の内部にとり込まれて、樹脂により被
覆された粒子状になっていることで、ダイヤフラム２お
よびラバーピストン４を省略した形態でありながら、外
部への漏洩がない状態に保持される。

【００２２】次に、図４は別の実施例を示している。こ
の実施例は、ケース１とガイド筒部３とを、一体または
一体的に接続して、それらの内腔が直接連通する状態の
ボディａを組立て、そのボディａの内部に、ワックス類
ｗ…を、高吸油性樹脂の固体粒子８…の内部に吸油させ
た状態として、装填することについては前述の図３に示
した実施例と変わりないが、そのワックス類ｗ…を内部
にとり込んだ高吸油性樹脂の固体粒子８…をボディａの
内部に装填するときに、その固体粒子８…を、変形自在
のゴム材または粉剤などの半流動体ｙと混合せしめて、
半流動体ｙ内に分散する状態として装填し、これにより
、温度変化に応じてワックス類ｗが体積変化したときの
、ワックス類ｗを吸収保持している高吸油性樹脂の固体
粒子８…の流動性を良好にするようにした例である。

【００２３】そして、この実施例では、ボディａの内部
に装填するワックス類ｗを吸収保持する高吸油性樹脂の
固体粒子８…を分散せしめた半流動体ｙが、ピストン６
の外周面とガイド筒部３の内壁面との間から外部に漏洩
していくのを防止するために、ガイド筒部３の内部で、
ピストン６とワックス類ｗとの間に、ラバーピストン４
を介装するようにしている。

【００２４】なお、その余の構成は、前述の図３に示し
た実施例と変わりがないので、同効の構成部材について
は同一の符号を付して詳しい説明は省略する。

【００２５】次に図５および図６は、さらに異なる実施
例を示している。

【００２６】この実施例は、前述の図３に示している実
施例の変形例である。即ち、ケース１およびガイド筒部
３とを一体または一体的に接続して組立てるボディａ内
に、ワックス類ｗを吸収せしめた高吸油性樹脂の固体粒
子８…を、分散媒を用いずにそのまま装填するが、その
際に、ボディａ内には、図６に示している如く、ガイド
筒部３の軸方向に沿う接触壁９０…を具備する熱伝導部
材９を装入しておいて、高吸油性樹脂の固体粒子８…に
吸収せしめたワックス類ｗの熱伝導性を良好にした例で
ある。

【００２７】この実施例も、ボディａの内部に熱伝導部
材９を組込む点を除いたその余の構成は、図３に示した
実施例のものと変わりがないので、同効の構成部材に同
一の符号を付して詳しい説明は省略する。

【００２８】次に図７は、さらに異なる実施例を示して
いる。この実施例は、ガイド筒部３の拡径した基端部３
０を、それの内腔に形成するラッパ状の拡径部を省略し
て、ケース１の開放口１０に蓋する平盤状に形成し、ガ
イド筒部３に出入自在に嵌挿せるピストン６の内端側を
、ケース１内に突入する状態とすることで、全体の小型
化が一層容易になるようにした例である。

【００２９】この実施例は、上述の点を除いたその余の
構成は前述の図３に示した実施例と変わりがないので同
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
。

【００３０】この実施例は、前述の図３に示す実施例と
同様に作用する他、図３の実施例との対比に明らかなよ
うに、ガイド筒部３の基端部３０の内腔に形成される拡
径部が省略される分だけ小型化でき、かつ、ピストン６
の内端側が、ケース１内に装填されたワックス類ｗを吸
収した高吸油性樹脂の固体粒子８…内に突入した状態と
なることで、ワックス類ｗの圧力変化に対するピストン
６の動きを良好にする。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によるワック
ス類を感温物質に用いたサーモセンサは、それのボディ
ａ内部に装填するワックス類ｗを、樹脂内部の重合体に
油を吸収する自己膨潤型の高吸油性樹脂のうちの、粒子
タイプのものの固体粒子８…に吸収せしめた状態として
、ボディａ内に装填することで、ワックス類ｗがガイド
筒部３の内壁面とピストン６の外周面との間から漏洩す
るのを防止するようにして、ダイヤフラム等の封栓部材
を省略しているのだから、ワックス類ｗの熱変化による
相変換に基づく大きな体積変化を利用して、感度の良い
サーモセンサとしながら、それの構造を簡略化して、コ
ストを低くし、かつ、小型化を容易にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】従前のワックスサーモエレメント型のサーモセ
ンサの縦断正面図である。

【図２】従前のベローズ型のサーモセンサの一部破断し
た斜視図である。

【図３】本発明を実施せるワックスサーモエレメント型
のサーモセンサの縦断正面図である。

【図４】同上の別の実施例の縦断正面図である。

【図５】同上のさらに異なる実施例の縦断正面図である
。

【図６】同上実施例の部分の斜視図である。

【図７】同上のさらに異なる実施例の縦断正面図である
。

【符号の説明】

Ａ…サーモセンサ、ａ…ボディ、ｗ…ワックス類、ｙ…
半流動体、Ｏ…油、１…ケース、１０…開放口、１１…
カピラール、１２…接続鍔部、１３…接続筒部、２…ダ
イヤフラム、３…ガイド筒部、３０…基端部、４…ラバ
ーピストン、５…保護板、６…ピストン、７…ベローズ
、８…固体粒子、９…熱伝導部材、９０…接触壁。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　感温物質を収容さすケース１とピスト
   ン６を出入自在に嵌装するガイト筒部３とが、それらの
   内腔を直接連通さすよう一体または一体的に接続するボ
   ディａを形成し、そのボディａ内に、ワックス類ｗを、
   自己膨潤型の高吸油性樹脂のうちの粒子型のものの固体
   粒子８…に吸収保持せしめて、吸油した高吸油性樹脂の
   固体粒子８…の形態として装填し、ガイド筒部３にピス
   トン６を出入自在に嵌装せしめてなるワックスサーモエ
   レメント型のサーモセンサ。
2. 【請求項２】　　ワックス類ｗ…を吸収せしめた高吸油
   性樹脂の固体粒子８…を、半流動体ｙに混合せしめてボ
   ディａ内に装填したことを特徴とする請求項１記載のワ
   ックスサーモエレメント型のサーモセンサ。
3. 【請求項３】　　ボティａ内に、接触壁９０を具備する
   熱伝導部材９を設けて、そのボディａ内に、ワックス類
   ｗ…を吸収せしめた高吸油性樹脂の固体粒子８…装填し
   たことを特徴とする請求項１記載のワックスサーモエレ
   メント型のサーモセンサ。