JPH05196170A - サーモワックス装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 温度変化に伴うサーモワックスの膨張収縮に
応じてピストンを駆動し制御目的物を制御するにあた
り、温度低下に伴ってピストンが突出する構成とし、カ
ムやリンク機構を介在させることなく制御目的物に直接
作用させることができるサーモワックス装置を提供す
る。 【構成】 基端側が大径で先端側が小径のピストン１４
をハウジング１の中心軸線上に直線往復動可能に配置し
て先端方向へ押すばね１９を作用させ、ピストン１４の
少なくとも大径部１５から小径部１６へ移行する部分を
囲んでハウジング１にサーモワックス２０を充填すると
ともに、このサーモワックス２０を弾性あるシール部材
８によってピストン１４から遮断してハウジング１に封
入した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は低温で固化し高温で液化
するサーモワックスの相転位に伴う体積変化を利用して
バルブの制御などを行なわせるサーモワックス装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば自動車エンジンの吸気路に設置さ
れて吸気量を制御することによって出力制御を行なう絞
り弁は、エンジンの低温始動時にアイドル開度よりも少
し大きく開いて高温始動時よりも大量の混合気をエンジ
ンに供給し、暖機の進行に伴って開度を小さくするよう
に制御することが多い。

【０００３】このようにエンジン温度に関連してエンジ
ン始動時の絞り弁開度を制御するにあたり、低温で固化
し高温で液化してその際の相転位に伴い体積がかなり大
きく変化する性質を有する物質であるサーモワックスを
用いたアクチュエータを使用するのが普通である（特開
昭５４−１０２４２６号公報参照）。

【０００４】即ち、前記アクチュエータはサーモワック
スをカップ状のハウジングに装填してその開口を塞いだ
弾性カバーにピストンを接触させた構成であり、温度上
昇に伴いサーモワックスが膨張することによってピスト
ンをハウジングから突出する方向へ駆動し、温度低下に
伴いサーモワックスが収縮するときは戻しばねのばね力
によってピストンをハウジングに引込ませる方向へ駆動
する。

【０００５】このようなアクチュエータによりエンジン
吸気量制御用絞り弁の開度制御を行なわせる場合、絞り
弁をアイドル開度よりも大きく開かせる低温時にピスト
ンが後退しアイドル開度に保持させる高温時にピストン
が前進する。

【０００６】従って、絞り弁軸に固定したレバーに前記
構成のアクチュエータを作用させるとき、ピストンをレ
バーに直接作用させると、ピストンがレバーを押して絞
り弁を閉じ方向へ動作させるようにアクチュエータを配
置することとなり、アクセル操作による絞り弁開き動作
がレバーに邪魔されて不可能になる。そこで、低温時に
絞り弁をアイドル開度に戻す戻しばねのばね力にうち勝
ってピストンの後退位置に対応する開度に開かせるとと
もに温度上昇に伴ってアイドル開度まで閉じさせ、しか
もアクセル操作に支障を与えることがないように、ピス
トンをカムや前記公報に開示されているリンク機構を介
してレバーに作用させなければならず、アクチュエータ
と制御目的物との間が複雑化するとともに全体が大形化
するのを避けられない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、サーモワックスの膨張に伴いピストンが突
出する構成の前記サーモワックス装置をアクチュエータ
に使用した場合、制御目的物によってはそれらの間にカ
ム、リンク機構などを介在させなければならず構造が複
雑化するとともに全体が大形化するのを避けられない、
という点である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明はハウジングと、ハウジングの中心軸線上に
直線往復動可能に配置した基端側が大径で先端側が小径
のピストンと、ピストンを先端方向へ押すばねと、ピス
トンの少なくとも大径部から小径部へ移行する部分を囲
んでハウジングに充填したサーモワックスと、ピストン
を密着貫通した通孔を有しサーモワックスをピストンか
ら遮断してハウジングに封入した弾性あるシール部材と
からなる構成とし、ここのような手段によって従来のサ
ーモワックス装置ではカム、リンク機構などを介在させ
なければ作用させることが不可能であった制御目的物に
直接作用させて構造の簡単化、全体の小形化を計るとい
う目的を達成した。

【０００９】

【作用】温度が低下してサーモワックスが収縮し固化す
るようになると、ばねを作用させたピストンの大径部が
サーモワックスの収縮による体積減少分だけ通孔に押込
まれ、先端がハウジングから突出する方向へピストンが
駆動されることとなる。温度が上昇してサーモワックス
が膨張すると大径部がサーモワックスの膨張による体積
膨張分だけ通孔から押出され、先端がハウジングに引込
む方向へピストンが駆動される。

【００１０】

【実施例】図面を参照して本発明の実施例を説明する
と、図１、２は本発明の一実施例を示すものであって、
ハウジング１は円筒形の胴体２の両開口端に円板状のふ
た体３とカップ状のカバー体５とを固定した構成であ
り、ふた体３は中心に案内孔４を有しカバー体５はフラ
ンジ６とシリンダ部７とを有している。

【００１１】シール部材８はゴムのような伸縮性に富む
弾性材料で作られており、円板状の二つの端板片９、１
０とそれらの中心間に設けた円筒体１１とを一体成形し
たものである。また、ピストン１４は基端側の大径部１
５と先端側の小径部１６およびそれらの間の円錐状の傾
斜部１７と大径部１５の基端面のフランジ部１８とを有
する構成である。

【００１２】そして、端板片９、１０の外側面にふた体
３とカバー体５とを重ねてそれらの外側周縁部を胴体２
の両端部の段部２ａ、２ｂに嵌込み、胴体２の端縁をか
しめることによって段部２ａ、２ｂと折曲げ縁２ｃ、２
ｄとの間に挟み固定し、ピストン１４をその大径部１５
をシリンダ部７と円筒体１１の内部である通孔１２とに
嵌込むとともに小径部１６を通孔１２と案内孔４とに嵌
込んで先端をふた体３から突出させてシリンダ部７に装
入した圧縮コイルばねからなるばね１９をフランジ部１
８に接触させ、更に胴体２とシール部材８とに囲まれた
環状の空間にサーモワックス２０を充填したものであ
る。

【００１３】図１はハウジング１の周囲が低温であって
サーモワックス２０が固化しているときの状態を示して
おり、サーモワックス２０は液化しているときに比べ収
縮している。即ち、ばね１９によって先端方向へ押され
ているピストン１４の大径部１５は収縮による容積減少
分だけ通孔１２に押込まれ、その結果小径部１６の先端
がハウジング１から大きく突出される。

【００１４】図２はハウジング１の周囲が高温であって
サーモワックス２０が液化しているときの状態を示して
おり、サーモワックス２０は固化しているときに比べ膨
張している。即ち、ピストン１４は傾斜部１７に作用す
る膨張の際の圧力によって容積増大分だけ基端方向へ押
され、その結果小径部１６の先端がハウジング１に引込
まれて突出長さが短かくなる。

【００１５】この実施例において、シール部材８はサー
モワックス２０が漏れるのを防止し、且つその通孔１２
の壁である円筒体１１はピストン１４に密着してサーモ
ワックス２０の殊に膨張の際の圧力をピストン１４に作
用させる。

【００１６】図３はこのような構成のサーモワックス装
置を自動車エンジンの吸気制御用絞り弁の始動開度制御
に利用した状態を示すものであって、吸気路５１の中心
軸線に直交させて吸気管５２に回動可能に支持させた絞
り弁軸５３に固定したレバー５５にピストン１４の先端
を直接接触させてある。ピストン１４はレバー５５が絞
り弁５４と一体に閉じ方向へ回動するときその前方とな
る側面に接しており、戻しばね５６のばね力に対抗して
絞り弁５４を温度に応じた開度に位置させる。

【００１７】ハウジング１に封入したサーモワックス２
０は電気抵抗熱またはエンジン冷却水によって加熱さ
れ、低温時にピストン１４が前進してレバー５５を押し
絞り弁５４をアイドル開度よりも大きく開かせ、始動を
容易なものとする。温度上昇に伴ってピストン１４が後
退すると、絞り弁５４は戻しばね５６のばね力によって
アイドル開度まで閉じられる。また、アクセル操作によ
って絞り弁５４を開くとき、ピストン１４はレバー５５
の閉じ方向前方に配置されているので支障とならない。

【００１８】図４は本発明の異なる実施例を示すもので
あって、ハウジング２１は一端を開放した円筒形の胴体
２２のもう一端の底板２６の中心にシリンダ部２７を突
出形成するとともに、中心に案内孔２４を有するふた体
２３を胴体２２の開放端にねじ嵌合した構成である。

【００１９】シール部材２８は円板状の二つの端板片２
９、３０とそれらの中心間に設けた円筒体３１および外
側周縁間に設けた周壁体３３とを一体成形したものであ
る。また、ピストン３４は前記実施例と同じであって、
基端から先端へ向かって順にフランジ部３８、大径部３
５、傾斜部３７、小径部３６を有している。

【００２０】そして、サーモワックス４０を充填したシ
ール部材２８を端板２９、３０および周壁体３３を底板
２６、ふた体２３および胴体２２に接触させてハウジン
グ２１に内蔵し、ピストン３４をその大径部３５をシリ
ンダ部２７と円筒体３１の内部である通孔３２とに嵌込
むとともに小径部３６を通孔３２と案内孔２４とに嵌込
んで先端をふた体２３から突出させてシリンダ部２７に
装入した圧縮コイルばねからなるばね３９をフランジ部
３８に接触させたものである。

【００２１】この実施例のサーモワックス装置もシール
部材２８がサーモワックス４０の漏れを防止し且つ円筒
体３１がピストン３４に密着しており、ピストン３４は
温度低下に伴ってハウジング２１から突出し温度上昇に
伴ってハウジング２１に引込む方向へ駆動される。

【００２２】

【発明の効果】本発明によると、ピストンが低温時に前
進し高温時に後退するようにサーモワックスとピストン
とを組合せた構成であるから、高温時にピストンが前進
する従来のものではカム、リンク機構などを介在させな
ければ作用させることが不可能な制御目的物に直接作用
させることが可能となり、構造の簡単化、全体の小形化
を計ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の低温時における縦断面図であ
る。

【図２】図１の高温時における縦断面図である。

【図３】図１、図２の実施例の使用例を示す一部切截し
た正面図である。

【図４】本発明の異なる実施例の縦断面図である。

【符号の説明】

１、２１ ハウジング ８、２８ シール部材 １２、３２ 通孔 １４、３４ ピストン １５、３５ 大径部 １６、３６ 小径部 １９、３９ ばね ２０、４０ サーモワックス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白井 聡 東京都品川区北品川５丁目１番12号 株式 会社日本気化器製作所内 (72)発明者 中島 富士雄 東京都品川区北品川５丁目１番12号 株式 会社日本気化器製作所内 (72)発明者 森田 弘 東京都品川区北品川５丁目１番12号 株式 会社日本気化器製作所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングと、前記ハウジングの中心軸
   線上に直線往復動可能に配置された基端側が大径で先端
   側が小径のピストンと、前記ピストンを先端方向へ押す
   ばねと、前記ピストンの少なくとも大径部から小径部へ
   移行する部分を囲んで前記ハウジングに充填されたサー
   モワックスと、前記ピストンを密着貫通した通孔を有し
   前記サーモワックスをピストンから遮断して前記ハウジ
   ングに封入した弾性あるシール部材とを具えたことを特
   徴とするサーモワックス装置。