JPH04315Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、温度変化を感温部で感知して作動部
が出入作動するサーモエレメント（または温度セ
ンサ）についての改良に関する。

［従来の技術］ 上述の形態のサーモエレメントは、通常、感温
部内に封入する物質として、昇温により固相から
液相に変化する際に体積を膨張させるワツクス類
を用いたワツクスサーモエレメントとして製作さ
れている。

これは、ワツクス類には、固相から液相に変化
するときの温度（融解温度）を異にするワツクス
が多くあり、それらのワツクスの中から制御に必
要な温度範囲で固相から液相に変化するワツクス
を選択することで、その温度範囲において作動部
が押出されるように作れることによる。

［考案が解決しようとする課題］ しかし、このように感温部内にワツクス類を封
入して製作される従前のワツクスサーモエレメン
トには、液化するワツクス類が漏出するのを防ぐ
ための構造が要求されることから、製作が面倒な
ことと、作動部の出入する作動量が小さいことの
問題がある。

即ち、このワツクスサーモエレメントは、通
常、第１図に示している如く、熱伝導の良い金属
で、上面側が開放する筒状に形成したケース１の
中に、所望に設定した温度で液相に変化して膨張
するよう選択したワツクス類ａを感温物質として
詰め込み、次いでその外側からダイヤフラム２を
被せて密封し、そのダイヤフラム２の外側にガイ
ド筒部３を当接してケース１の上面側の開放部に
組付け止着し、これにより、ダイヤフラム２を組
付けた状態とし、その状態において、ガイド筒部
３に内腔の下端側からダイヤフラム２の外面側と
の間に形成される空室に、流動性の良い流体ｂを
詰め。その流体ｂを、ガイド筒部３の内腔に摺動
自在に嵌装したラバーピストンｃおよびテフロン
板ｄにより外部に対しシールし、その外側にピス
トンに形成した作動部材４を嵌装することで構成
するようにしている。

ところが、このように、構成しても、ワツクス
類ａが液化して膨張してきたときに、ダイヤフラ
ム２が押上げられることで、ケース１の開放部の
口縁とガイド筒部３の底面との間に挾持されてい
るダイヤフラム２の周縁部位が浮き上がるように
なることにより、この部位に液化してきたワツク
ス類ａの漏れを生ぜしめることが多く、シールが
むづかしい問題があり、また、ワツクス類ａの堆
積膨張でダイヤフラム２を動かし、それにより流
体ｂを介し作動部材４を動かすことから、作動部
材４の作動量を大きくとれない問題がある。

本考案は、これらの問題を解消せしめるために
なされたものであつて、感温部の密封が簡単に行
なえ、しかも、作動部の作動量を大きくとれるサ
ーモエレメントが得られる新たな手段を提供する
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段］ そして、本考案においては、この目的を達成す
るための手段として、熱伝導の良い金属材よりな
るケースに、該ケースの開口部に設けたガイドに
より自在に出入するよう作動部材を組付け、その
ケース内には、熱膨張係数を異にする２種の金属
板を貼り合わせたテープ状のバイメタルを小径の
螺旋に巻きさらに大径の螺旋に巻いて２重コイル
状に形成し、かつ、バイメタルの巻き方向を大径
の螺旋の軸線方向の寸法が昇温により伸び出す方
向としたバイメタルコイルバネと、コイル状の戻
しバネとを、それらの軸心線の方向を揃えた状態
で対抗させて組込み、そのバイメタルコイルバネ
の大径の螺旋の一端側をケースの底部に対し連繋
し他端側を前記作動部材の内端側に対し連繋し、
戻しバネの一端側をケースの開口部に設けた受け
座に連繋し他端側を前記作動部材の内端側に対し
連繋せしめてなるサーモエレメントを提起するも
のである。

［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。

第２図は本考案を実施せるサーモエレメントＡ
の縦断した正面図で、同図において、１はケー
ス、４は作動部材、５はその作動部材４の出入作
動をガイドさすようケース１の開口部に装着した
ガイド、６は作動部材４の内端側に装着したバネ
支持部材、Ｍは温度変化を感知して伸縮作動する
ようケース１内に組込んだバイメタルコイルバ
ネ、８は前記バイメタルコイルバネＭと対抗して
前記バネ支持部材６を所定の動作位置に位置さす
コイルバネよりなる戻しバネを示している。

ケース１は、熱伝導の良い金属材により、上面
側が開口部１０として開放する有底の筒状に形成
してあり、それの開口部１０の周縁には、該ケー
ス１の開口部に水密に嵌装せるガイド５をかしめ
付けて組付けるためのかしめ部１１が、環状の立
上壁状に形設してある。

作動部材４は、長い軸杆状に形成してあつて、
前記ケース１内に挿込まれる内端側には、円盤状
に形成したバネ支持部材６が、それの軸心部位に
開設せる透孔を嵌挿して止め輪により止着するこ
とで一体に装着してある。

ガイド５は、金属材により前記ケース１の開口
部１０に密に嵌入してその開口部１０を蓋する栓
状に成形してあつて、それの中心部位には、作動
部材４を摺動自在に嵌挿させる透孔５０が形設し
てあり、内面側（下面側）には戻しバネ８の上端
側を受ける受け座５１が形設してある。そして該
ガイド５は、前記作動部材４の外端側（上端側）
を透孔５０に水密に保持せしめて摺動自在に嵌挿
せしめた状態としてケース１の開口部１０に嵌挿
し、その状態でケース１の開口部１０の周縁に設
けたかしめ部１１を内側に折曲げてかしめ付ける
ことで、ケース１の開口部１０に蓋状に止着さ
れ、透孔５０に嵌挿された前記作動部材４の出入
作動をガイドするようにしてある。

バイメタルコイルバネＭは、細いテープ状に形
成した熱膨張係数を異にする２種の金属板７０，
７１を貼り合わせたテープ状のバイメタル７を、
小径の螺旋７ａに巻いていき、さらにその螺旋７
ａを大径の螺旋７ｂに巻いて２重コイル状に形成
したもので、テープ状のバイメタル７の巻き方
が、２重コイル状に巻き上げたときにそれの大径
の螺旋７ｂの軸線方向の寸法ｌが昇温により伸び
出すようにしてある（巻き方を逆にすることで昇
温により寸法ｌが縮むようになる）。そして、該
バイメタルコイルバネＭは、前述の作動部材４の
内端側をケース１に挿入した状態として組付ける
前に、それの大径の螺旋７ｂの軸線方向がケース
１の軸線方向に沿う姿勢としてそのケース１内に
挿入し、それの一端側（第２図で下端側）を、予
めケース１内の底部に装入しておく円盤状の底板
７２の上面に支承させ、他端側（上端側）を前述
の作動部材４の内端側に装着してあるバネ支持部
材６の下面側に衝合せしめることで、ケース１内
に組込んである。

戻しバネ８はコイルバネに形成してあつて、前
述の作動部材４の内端側のバネ支持部材６の上面
と開口部１０に設けたガイド５の下面に形設して
ある受け座５１との間に張設して、バネ支持部材
６を下方に押出すようにしてあり、これにより、
作動部材４を押上げるよう支えている前述のバイ
メタルコイルバネＭに対抗して、作動部材４を所
定位置に押し戻すようにしてある。

９は、バイメタルコイルバネＭが昇温により感
知作動して寸法ｌを伸ばし、それにより、戻しバ
ネ８のバネ圧に抗して作動部材４を押出していく
作動を行なわす際の、その作動温度を調整するた
めに、サーモエレメントＡを組立てた後にケース
１の底板１２を押込み成形することで形設した調
整突起で、それの底板１２内面からの突出高さｈ
を所望に選択して形設することにより円盤状の底
板７２の位置を、バイメタルコイルバネＭの軸線
方向に変位させ、そのバイメタルコイルバネＭが
対抗している戻しバネ８を押し縮めて作動部材４
を押し出していく温度を調整するよう作用する。
この調整突起９は底板１２に螺合する調整ネジに
する場合がある。

［作用］ このように構成せる実施例装置は次のように作
用する。

ケース１がそれの周面に接触する気体、または
液体等の温度変化に追従して変音し、それによ
り、内部のバイメタルコイルバネＭの温度が変化
してくれば、その温度が所望の調整した温度に上
昇してきたときに、そのバイメタルコイルバネＭ
の寸法ｌが戻しバネ８を押し縮めながら伸び出し
て、作動部材４を押出していく作動を行なうよう
になる。

そして、このとき、作動部材４を押出すバイメ
タルコイルバネＭは、それの大径の螺旋７ｂの軸
線方向の寸法ｌを伸長さすように変形していくだ
けで、ワツクス類の如く、液相に変化してケース
１のシール個所を加圧していく現象を全く生ぜし
めないことから、ケース１の開口部１０を封栓す
るガイド５とケース１の開口部との接触部位を押
し拡げていく現象がなくなり、ケース１の開口部
の密封が、栓状に形成したガイド５を、水密を保
持せしめた状態にケース１の開口部に嵌着するだ
けの簡単な手段で行なえるようにする。

また、昇温により作動部材４を押し出すバイメ
タルコイルバネＭは、それの寸法ｌの変動量を、
大径の螺旋７ｂの巻き数を増やしていくことで、
所望に大きく出来ることから、作動部材４の作動
量を大きくとれるようにする。

［考案の効果］ 以上説明したように本考案によるサーモエレメ
ントは、熱伝導の良い金属材よりなるケース１
に、該ケース１の開口部に設けたガイド５により
自在に出入するよう作動部材４を組付け、そのケ
ース１内には、熱膨張係数を異にする２種の金属
板７０，７１を貼り合わせたテープ状のバイメタ
ル７を小径の螺旋７ａに巻きさらに大径の螺旋７
ｂに巻いて２重コイル状に形成し、かつ、バイメ
タル７の巻き方向を大径の螺旋７ｂの軸線方向の
寸法ｌが昇温により伸び出す方向としたバイメタ
ルコイルバネＭと、コイル状の戻しバネ８とを、
それらの軸心線の方向を揃えた状態で対抗させて
組込み、そのバイメタルコイルバネＭの大径の螺
旋７ｂの一端側をケース１の底部に対し連繋し他
端側を前記作動部材４の内端側に対し連繋し、戻
しバネ８の一端側をケース１の開口部１０に設け
た受け座５１に連繋し他端側を前記作動部材４の
内端側に対し連繋せしめて構成しているのだか
ら、作動部材を温度変化に応じて出入作動さすた
めの起動力として、ワツクス類を用いることで、
昇温により作動部材を押出す作動時に、液相に変
化したワツクス類がケースのシール個所を押し拡
げるようになることにより、ケースのシールを困
難にしていた制約から解放されて、ケースの密封
が簡略に行なえるようになり、しかも、バイメタ
ルコイルバネが、それの大径の螺旋の軸線方向の
寸法ｌを、所望に大きくできることから、作動部
の作動量が大きくとれるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従前のワツクスサーモエレメントの縦
断正面図、第２図は本考案を実施せるサーモエレ
メントの縦断正面図、第３図は同上のバイメタル
コイルバネの拡大正面図である。 図面符号の説明、Ａ……サーモエレメント、Ｍ
……バイメタルコイルバネ、ａ……ワツクス類、
ｂ……流体、ｃ……ラバーピストン、ｄ……テフ
ロン板、１……ケース、１０……開口部、１１…
…かしめ部、１２……底板、２……ダイヤフラ
ム、３……ガイド筒部、４……作動部材、５……
ガイド、５０……透孔、５１……受け座、６……
バネ支持部材、７……バイメタル、７ａ……小径
の螺旋、７ｂ……大径の螺旋、７０，７１……金
属板、７２……円盤状の底板、８……戻しバネ、
９……調整突起、ｌ……寸法、ｈ……突出高さ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 熱伝導の良い金属材よりなるケース１に、該ケ
   ース１の開口部に設けたガイド５により自在に出
   入するよう作動部材４を組付け、そのケース１内
   には、熱膨張係数を異にする２種の金属板７０，
   ７１を貼り合わせたテープ状のバイメタル７を小
   径の螺旋７ａに巻きさらに大径の螺旋７ｂに巻い
   て２重コイル状に形成し、かつ、バイメタル７の
   巻き方向を大径の螺旋７ｂの軸線方向の寸法ｌが
   昇温により伸び出す方向としたバイメタルコイル
   バネＭと、コイル状の戻しバネ８とを、それらの
   軸心線の方向を揃えた状態で対抗させて組込み、
   そのバイメタルコイルバネＭの大径の螺旋７ｂの
   一端側をケース１の底部に対し連繋し他端側を前
   記作動部材４の内端側に対し連繋し、戻しバネ８
   の一端側をケース１の開口部１０に設けた受け座
   ５１に連繋し他端側を前記作動部材４の内端側に
   対し連繋せしめてなるサーモエレメント。