JPS61500382A - サ−モスタット制御装置の改良 - 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】 サーモスタット制御装置の改良 本発明は、室を形成する中空カプセルを備え、その室の一方の端壁にピストンが 貫通し、その室には温ｔと共に体積が変化する膨縮可能な物質が詰められ、その 物質の体積変化がピストンの軸方向変位忙変換され、加熱手段がその物質に熱接 触してその物質の温度を変化させ、これによってピストンを軸方向に変位させる か、あるいは上記カプセルに対するその変位を制御する如き型式のサーモスタッ ト制御装置に関する。

この型式のサーモスタット制御装置は現在特に自動車の分野で使用されている。

該加熱手段はカプセルの外側を流れる流体とされ、この流体の温度に応じてピス トンが弁を制御する。また仏国特許第２４５６８ｉ号において、コンジット内を 流れる流体の中で装置体部が動き、そしてピストンが固定されている如きサーモ スタット制御装置が知られている。この既知の、装置ではまた、膨縮可能物質を 詰めた室の中に円筒形アンプルが備えられ、ピストンに結合され、そして電気抵 抗を封入し、この電気抵抗に、ピストン、流体チャンネル、及びアンプル壁を貫 通して電気供給がなされる。

本発明の目的は、上記型式のサーモスタットク」御装置の現在の技術状態の短所 を改良し、その利用可能性を拡げ、カプセル内の膨縮可能物質の体積変化の速度 の制御や調整を簡単な方法を著しく改善することにより応答時間を短かくし、そ して、簡単であるが膨縮可能物質の非常に高い内部圧力１ｃ抵抗できる連結構造 を提供することである。

加熱手段が少なくとも１つの電気抵抗を含む本発明の第１変化形実施例において 、と記型式のサーモスタット制御装置は、その電気抵抗が、該カプセルのピスト ンが貫通する壁の反対側のカプセル底の壁によって担持され、そしてこの底壁を 貫通して電気エネルギーを供給され、該電気抵抗が該膨縮可能物質の中に延在し て少なくともその長さの一部分が該物質に・Ｉ液熱接触する如く構成される。こ うして電気抵抗はカプセルに対して固定され、従って好適に保持され、また電気 抵抗と膨縮可能物質との間の熱伝達が良好に行われるのでその物質の体積を変化 させるのに必要な電力な比較的小さくすることができる。

１つの変化形実施例ｊ′ｃおいて、該電気抵抗はフィラメント抵抗にされる。別 の（化形実施例において、該電気抵抗は、エンペロブ内（にれの軸心に沿って延 在する電線を有する被覆されたフィラメント抵抗とされ、そのエンベロブは該電 線から電気絶縁され且つ熱伝導体のものにされる。

また別の変化形実施例にお゛、・て、該電気抵抗ｉ末、絶縁支持上に印刷される 。この実施例においてその絶縁支持ハ好適には膨縮可能物質を封入した室の周囲 に延在し・そして電気抵抗はその絶縁支持の内面上て印刷される。

その電気抵抗に電気エネルギーを供給するため、本発明によれば、該カプセルの 底壁を緘封状に貫通して延びる電気絶縁された２つの導体ビンが備えられ、これ らビンのカプセル内部の端部に電気抵抗の端部が接続され、そしてそれらビンの カプセル外部の端部を電気エネルギー源に接続することができる。

該電気抵抗が被覆フィラメント抵抗である本発明の変化形実施例において、その 電気抵抗は該カプセルの底壁を貫通して延び、そのエンベロブの端部がその底壁 に溶接され、そしてその電線の端部が、該カプセルの外側で、該エンベロブの端 部または該底壁に担持され且つこれらから電気絶縁された電気接続部に電気接続 され、それら電気接続部が電気エネルギー源に接続される。

本発ｑ　ＩＣよれば、該カプセルの底壁は好適に別個部品とすることができ、こ の部品に電気抵抗が装架され、そしてその部品は後で該カプセルの体部に緘封状 に組立てられる。本発明によればその部品は好適にそのカプセル体部に溶接する ことができる。１つの変化形実施例において、その部品はカプセル体部上に嵌込 みによって取付けられる。

他の変化形において、該部品は、該ビンの周りに緘封状にモールディングされる 絶縁材料のブロックで作られる。このブロックは好適に該カプセルの内部に突出 する部分を備え、この突出部分の周囲に該電気抵抗が巻付けられる。その突出部 分はこれの外面に軸方向溝を付けてもよく、また更にブランチによって形成する こともできる。

冒頭に記述した型式の本発明によるサーモスタット制御装置の別の変化形におい て、該加熱手段が少なくとも１つの熱担送流体用コンゾットを備え、このコンジ ットは、カプセルの室の内部に延在して膨縮可能物質と接触し、該カシセルの該 ロブ「が貫通する壁の反対側のカプセル底形成壁を貫通してこの底壁に担持され 、該カプセルの外側で電気抵抗が該コンジツ）Ｋ熱的に組合わされ、該熱担送流 体を加熱する、本発明によ＋ｔ、ｆ、そのコンジットは該カプセルの底壁に緘封 状に固定される少なくとも１つの力ロデュクによって形成され、その一方の端部 が該カプセルの室の内部に延び、そして該カプセルの外部になる他方の端部に電 気抵抗が巻かｈる。

本発明によるサーモスタット制御装置のそれら全ての変化形、及びその応用例に おいて、該カプセルの内壁の少なくとも一部分を断熱材で覆うことが望ましい。

それ（でよって膨縮可能物質がカプセルの外部から断熱され、従って温度変化を 受ける二とがなくなる。

本発明のサーモスタット制御装置の１つの実施例において、該カプセルの底壁の 少なくとも外面が流体コンジットの外側から接近可能にされるか、またはその外 側へ向けられるようにするため、該カプセルが該コンジットの壁に設けられた開 口の中に固定される。

１つの変化形において、該コンジット内を流れる流体が該カプセルの外壁と熱接 触し、そしてその底壁が該コンジットの外側から接近可能な状態に維持されるよ うに、該コンジット上に該制御装置を装架することができる。この変化形におい ては従って該膨縮可能物質も該コンジット内の流体の温度に熱的に左右される。

また別の変化形において、ピストンが該コンジットの内部に延在し、そのコンジ ットの中に設けられた弁の作動部品を構成するように、該コンジット上に該制御 装置を装架することができる。この変化形においては該膨縮可能物質は該コンジ ット内の流体の温度ｉＣ熱的に左右されない。

以下の、添付口面に示される本発明のサーモスタット制御装置の制約的でない実 施例の説明から、本発明はより明瞭に理解されよう。それら図面（ｃおいて、− 第１図は本発明のサーモスタット制御装置の第１変化形実施例の軸方向断面図、 一第２図はコンジット内に装架される他のサーモスタット制御装置の軸方向断面 図、 一第３図は本発明のサーモスタット制御装置の他の変化形実施例の軸方向断面図 、 一第４図は第１図の実施例の装置に近いが異なる構造の実施例の軸方向断面図、 一第５図は本発明のサーモスタット制御装置の他の変化形実施例の軸方向断面図 、 一第６図は本発明のサーモスタット制御装置の他の変化形実施例の軸方向・断面 図、 一第７図はコンジット上に装架される本発明のサーモスタット制御装置の軸方向 断面図である。

第１図に示されるよつ；・て、全体的に診照番号１で指示されるサーモスタット 制御装置は中空のカプセル２を備え、このカプセルは壁が円筒形の体部３で形成 され、この体部の一方の端部はリング４で閉じられ、他方の端部はブロック５で 閉じられ、それらリング４とブロック５１１それぞれ環状肩部６と７を有し、こ れら肩部は円筒形体部３のそれぞれの端部に嵌合し、ブロック５と体部３との間 に環状シール５ａが備えられる。

端部リング４は軸方向通路８を備え、この通路に貫通して作動ピストンまたは一 ッｖ９が軸方向に延び、そして軸方向に変位するときその通路内で案内さ、れる 。

カプセル２の内部（で延びるピストン９の端部は柔軟な膜１０で包まれ、この膜 （寡、リング４の肩部６と接触する環状リップ１１を備え、このりツブは肩部６ と同時に体部３の対応の端部に嵌合する。

電気絶縁材料で作られ、そしてカプセル２のピストン９の反対側の底の壁を形成 するブロック５は、ピストン９の内端部の方向へ体部３の軸方向に延びる円筒形 部分１２を備え、そしてこの突出部分１２とこれに＠接する円筒形体部３の壁と の間に環状スペースが存在するようにされる。

ブロック５の突出部分１２０周りにフィラメント加熱電気抵抗１３が巻付けられ 、従ってこの抵抗はカプセル２の内部に延在し、電導材料の平形のピン１４と１ ５がブロック５を貫通し、このブロックの端部から突出して電気抵抗１３に電気 エネルギーを供給する。

ブロック５は、これとピン１４及び１５との間が緘封状に結合されるように、そ れらピンの周囲にモールディングされる。

体部３の内壁の電気抵抗１３に対向する部分は祈熱材１６で覆われる。

カプセル１２の、特に柔軟膜１０そしてブロック５の突出部分１２の周りの自由 内部は、温度に応じて体積が変化する物質１７を充填される。この物質は一般的 にろうで構成される。フィラメント電気抵抗１３はその物質１７の中に浸漬され 、その全長に亘ってその膨縮可能物質１７と直接熱接触する。

電気抵抗１３と物質１７との間の接触な好くするため、ゾロツク５の突出部分１ ２の局面に軸方向溝１８が備えられる。

第１図に示されるサーモスタット制御装置１は下記のように操作する。

カプセル２の外側に延びるピン１４ｈ１５によって、フィラメント電気抵抗１３ に電気エネルギーが供給される。これ（Ｌよってその電気抵抗は物質１７な加熱 し、この結果その物質は膨張し、そしてこの体積の変化によって〈ストン９が外 方へ変位させられる。電気抵抗１３への電気エネルギーの供給を制御する二と、 （よって物質１７０体積変化量を制御でき、従ってピストン９の変位量と変位速 度を制御できる。

第１図のサーモスタット制御装置１に分いて、ピストン９とゾロツク５の突出部 分１２とは相互に軸方向に対向している。第２図に示される、全体的に参照番号 ２０で指示されるサーモスタット制御装置は、第１図のサーモスタット制御装置 １の円筒形体部３に比較してその円筒形体部２２の長さを短縮できる構造をもっ た、ブロック５ＩＣ相当するゾロツク２１な備える。

そのためブロック２１の内部突出部分２３は軸方向凹部２４を備え、この凹部の 中に、膜２６に包まれたピストン２５が自由環状スペースを残して延びる。ブロ ック２１の凹部２４内の自由スペース、及び、ブロック２１を貫通して外側へ延 びるピン２８と２９によって給電される加熱フィラメント抵抗２７を巻付けられ た突出部分２３の外壁と円筒形体部２３の内壁との間のスペースは、突出部分２ ３の端部において相互に連通し、そして膨縮可能物質３０を充填され、フィラメ ント電気抵抗２７はこれの全長に亘ってその膨縮可能物質３０と直接熱接触する 。

それらの相違を除いて、第２図のサーモスタット制御装置２０は第１図のサーモ スタット制御装置１と同様に構成され、そして同様に操作するつじかし体部２２ の内壁が断熱材で覆われていないことが知られよう。更に１つの変化形実施例に おいて、突出部分２３は、軸方向に延在し且っ凹部２４を画成するブランチで形 成する二とができる。

第３図において全体が３１によって示されたサーモスタット制御装置が前述のサ ーモスタット制御装置１および２０と異なる点は、ブロック５および２１によっ て担持さｈた熱抵抗１３および２７の代りに、ピストン３３に相対して釉液方向 ：で延びかつリング３４によって担持された熱搬送管すなわち力ｒ２デュク３２ が使用されていることで、前記リングは１１め込み・τよって円筒体３５の対応 する端部に装架され、かつピストン３３と相対するカプセルの底部な形成する壁 となっている。カロデュク３２はリング３４を通って延び、かつたとえば溶接に よってこのリングに密封的に固定され、その一端３２ａが前記円筒体３５の内部 に延び、かつその他端３２ｂが外方に延びるようにされている。

第３図に示された実施例においてはカロデュク３２の外端３２ｂは巻線３６によ って囲繞されている。この巻線３６：ま熱抵抗によって形成することができ、か つこれに電気エネルギーが供給された時に、サーモスタット制御装置３１を包ん でいる膨縮可能物質３７を加熱してこれを膨張せしめ、したがってピストン３３ を軸線方向外方に移動させる。巻線３６に電気エネルギーを供給すれば、カロデ ュク３２の温度を変えることができ、したがって前述の如くピストン３３の移動 すなわち移動速度を調整することができる。もちろん複数のカロデュク３２を設 け、これらカロデュクが円筒体３５の内壁の、ピストン３３を分離する空間の中 に延びるようになすことができる。

第２図の場合は、図示のサーモスタット制御装置２０は排出管路３９をなす導管 ３８の一部分に装架され・ていることがわかるが、他の図ｊで示されたサーモス タット制御装置も同様に配置することができる。導管３８のこの部分は円筒形の 室４ｏを有し、該室は排出管路３９に対して垂直に延び、かつその両端が開放さ レテいる。サーモスタット制御装置２ｏはこの室４゜の中に装架され、円筒体２ ２を有する二つの外方環状肩４１および４２が排出管路３９の両側に位置するよ うにされている。肩４１および４２と室４ｏの円筒壁との間には環状密封継手４ ３および４４が設けられている。したがって排出路３９内を循環せしめられる流 体は同様にサーモスタット制御装置２ｏの体部２２の周囲を循環し、かつピスト ン２５が導管３８の外ｉＫ延びると共に、ブロック２１の外面が外方：Ｃ向き、 ぎン２８および２９が導管３８の外部において近接し得るようにされている。

同様にピストン２５の位置、すなわちピストンの位置の変化は、導管３８および 制御装置２０に訃いて外部から付勢される熱抵抗２７訃よび体部２２の周囲の排 出路３９内を循環する流体の、膨縮可能物質に対す作用の組合わせによって制御 することができる。

第４図において全体が４５によって示されたサーモスタット制御装置は第１図お よび第２図に示されたサーモスタット制御装置に類似し、かつこれらと同じ態様 で作用する。その異なる点を説明すれば次の通りである。すなわちこの装置のブ ロック４６は電気絶縁材料よりなり、中空カプセル４９０円筒体４８の一端に密 封的（ではめ込まれ、ピストン５ｏと相対するカプセル４９の底部を形成する壁 となっているが、１膨縮可能物質を包む室５１の内部に突出する部分は有してい ない。７’ｏツク４６（ζは円筒形の伝導ピン５２および５３が通され、かつ端 部がこのピン５２および５３の内端に接続された電気抵抗線５４が円筒形巻線の 形で前記室５１の中に延び、かつ該室に堅く吊架されている。これらピン５２お よび５３はブロック４６の中に位置する溝５２ａおよび５３ａの列を有し、ピン ５２および５３のまわりにブロックを鋳造する時に６、これら溝の中にゾロツク ４６の材料が入り込み、該ピンに沿って密封を行うようにされている。

第５図において全体が５５；てよって示されたサーモスタット制御装置の場合は 、中空カプセル５６は円筒形体部５７と、ピストン５９と相対するように一体的 に形成された底部形成壁５８とよりなり、該ピストン５９は前記実施例の場合と 同様にカプセル５δの体部５７の他端に装架されている。

前記実加例の場合と同様に膨縮可能物質の満されたカプセル５６０室二“０の中 には被覆された電気抵抗線６１が延び、該電気抵抗線は円筒形を形成する軸線方 向螺旋の形をなしている。この被覆された電気抵抗線はたとえばステンレス鋼よ りなるケーシング６３によって囲繞された内部導電線６２であり、該電線６２お よびケーシング６３は電気的に絶縁されている。この被覆された抵抗線６３の端 部６４および６５は中空カプセル５６の底部形成壁５８を通り、該端部６４およ び６５のケーシング６３はその外部において密封的に底部形成壁５８に溶接され 、かつ電気的接続部分６６および６７は電線６２の端部（Ｃ電気的に接続されか つカプセル５６の外部にンいて絶縁リング６８訃よび６９を介し、ケーシング６ ３の端部によって担持されている。この場合も同様に電気抵抗線６１は底部形成 壁５８によって担持され、かつ膨縮可能物質６０の中に吊架されている。

スタット制御装置（まカプセル７１を有し、該カプセル：ま円筒形体部７２と、 ピストン７４（（相対する底部形底壁７３とよりなり、この壁７３は円筒形体部 ７２の対応スる端部に密封的に溶接された板によって形成されている。

前記底部形成壁７３には２本の伝導ビン７５および７６が通され、たとえばガラ スよりなる電気絶縁リング７７および７８が前記ビン７５および７６のまわりに 配置され、かつ底部形成壁７３のオリフィスの内部には密封連結部分を形成する ようにビン７５および７６が通され、該ビン７５および７６の外端は電気接続部 材７９および８０を担持している。

前記実施例の場合と同様に膨縮可能物質の・貴たされたカプセル７１の室８１の 内部には電気絶縁材料よりなる可撓支持体８２が配置され、該支持体は体部７２ の内壁に対して支持されかつその内面にｊｉ平らな抵抗８３が印刷されており、 この抵抗の端部は前記ビン７５および７６の内端に接続され、さらにこの平らな 抵抗は膨縮可能物質８１と熱的に直接に接触する面な有している。

第７図に示された実施例において１１サーモスタツト制御装置８４は、たとえば 自動車エンジン冷却回路の導管部材８５に装架されている。

このサーモスタット制御装置８４は前に説明した装置の一つによって形成するこ とができる。この装置は次の如き態様で導管８５の上に装架される。すなわちピ ストン８７が通るリング８６はねじを有し、導管８５の壁８９に形成された孔８ ８にねじ込まれ、その体部９０の全体が導管８５の外部を延びかつその棒８７が 該導管８５の管路９１の内部を延びるようになっている０ピストン８６の端部は 導管８５のｆ１４９１を閉鎖するｆＰ９２の上に支持され、該ピストンがカプセ ル９０から出た時に弁９２が弁座９３から離れ、ばね９４すなわちその一端が弁 ９２によって支持され力・つその他端が５Ｐ９２と相対する棒８７の他の側に位 置する環状面９５によって支持されたばねがこの弁をその座９３に近づく方何に 動かすようになっている。

カプセル９０内の膨縮可能物質の中に含まれている抵抗に電気エネルギーが供給 され、該膨縮可能物質の容積が２化し、かつピストン８７が導管８５の外部の接 続部材９６および９７を介して制御電気エネルギー源から軸線方向に移動するよ うになれば、導管８５の管路９１内；（おける流体の流量を調整するように、座 ９３に対する弁９２の位置を制御することができ、このような制御は特にモータ ー機能のパラメータの関数として行うことができる。

次に前記サーモスタット制御装置の電気抵抗をｙ口部にすれば簡単に取付けるこ とができるかを一般的に説明する。

第１図、第２図および第４図に示されたサーモスタット制御装置においては、ゾ ロツクが鋳造時にビンを担持する独立部材を形成するようにする。図示の装置に おいては電気抵抗線なこのブロックの上に形成装架し１該電気抵抗な担持するゾ ロツクの端部をカプセルの体部に通すと共に、密封継手を挿入すること：Ｃよっ てこのブロックを前記体部の適当な端部にはめ込んで抵抗の組立てな終了する。

第５図に示された測知おいては、被覆電気抵抗線を図示の形に形成し、カプセル の底部形成壁を通して二つの孔をあけ、後でピストンを受入れる前に、前記のよ うにして形成された抵抗をカプセル端部からその中に配置して該抵抗の端部が前 記孔な通るようにし、被覆電気抵抗線の被覆を前記底壁に溶接すると共に、適当 な電気継手をこの被覆抵抗の内部の電線の端部に装架して、前記被覆電気抵抗の 組立てを終了する。

第６図の例（でおいてはカプセルの底壁な形成するための板な配置する。この板 を通し、絶縁密封リングを介して２本のビンを配置し、可撓性絶縁支持体の上に 印刷電気抵抗を形成し、かつこの絶縁支持体：′ｃよって円筒な形成し、印刷さ れた電気抵抗が内部に位置するようにし、前記ビンの端部の一つを印刷された電 気抵抗の端部に溶接し、該ビンの他端に電気継手を装架し、この印刷された電気 抵抗を担持する絶縁支持体をカプセル体部の中に通し、かつ前記底部形成壁をカ プセル体部の端部に密封的に溶接して印刷された電気抵抗の組立てを終了する。

第６図に示された例においては、カロデュクをリングのオリフィスの中に装架し てこれを溶接し、この１ノングをカプセル体部の端部にはめ込み、かつカプセル の外部においてカロデュクの端部のまわりに電気抵抗を巻付ける。

前述の例から明らかとなるのは、本発明によるサーモスタット制御装置：まその 構造が簡単で取付けが容易であると共に、その製作に要する費用が比較的小であ ること、膨縮可能物質に対する熱の分散が非常にすぐれていると共に、その制御 に大きな電力を必要としないこと、電気的接続を行うための手段が簡単でありか つ慣頼注のあることである。

本発明は前述の実庁例に制限されるものではない。

本発明は実際に種々の変型を行うことができ、かつ多くの用途がある。たとえば 本発明によるサーモスタット制御装置は制御レバー、弁および他の制御機構の位 置な、外部〕ぐラメータの関数として敏速にｌ整するために利用でき、膨縮可能 物質に対する熱的手段の作用は電気エネルギー源の調整により制御することがで き手続補正書（自制 昭和６０年６月ｚｅ日

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．一つの室を有する中空カプセルを含む型のサーモスタツト制御装置にして、 前記室の端壁の一つをピストンが通りかつ該室に膨縮可能物質が満たされており 、該膨縮可能物質の容積が温度と共に変化し、この膨縮可能物質の容積の変化が 前記ピストンの軸線方向移動に変換され、かつ一つの熱的手段が前記物質と熱的 に接触する少なくとも一つの電気抵抗を有し、前記ピストンを軸線方向に移動せ しめ、すなわち前記カプセルに対するピストンの移動を制御するためにその温度 を変えるようになつているサーモスタツト制御装置において、前記電気抵抗（１ ３，２７，５４，６１，８３）が前記ピストン（９，２５，５０，５９，７４） の通る壁と相対する、前記カプセルの底部（５，２１，４６，５８，７３）を形 成する壁によつて担持され、かつこの底部形成壁を通して電気エネルギーが供給 され、前記電気抵抗が前記膨縮可能物質の中に延び、その長さの少なくとも一部 分において前記物質と直接熱的に接触するようになつていることを特徴とするサ ーモスタツト制御装置。
2. ２．一つの室を有する中空カプセルを含む型のサーモスタツト制御装置にして、 前記室の端壁の一つをピストンが通りかつ該室に膨縮可能物質が満たされており 、該膨縮可能物質の容積が温度と共に変化し、前記ピストンを軸線方向に移動せ しめ、かつ一つの熱的手段が前記物質と熱的に接触し、その温度を変化させて前 記ピストンを軸線方向に移動せしめすなわち前記カプセルに対するピストンの移 動を制御するようになつているサーモスタツト制御装置において、前記熱的手段 が熱搬送流体に対する少なくとも一つの導体（３２）を有し、該導体が前記室（ ３７）の内部に延び、前記膨縮可能物質と直接接触すると共に、前記ピストン（ ３３）の通る壁と相対する、前記カプセルの底部（３４）を形成する壁を通り、 かつ前記底部形成壁によつて担持されるようになつており、電気抵抗（３６）が 前記カプセルの外部にかいて前記導体（３２）と熱的に関連し、熱搬送流体を加 熱するようになつていることを特徴とするサーモスタツト制御装置。