JPS63120285A - サ−モエレメント - 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】 産業上の利用分野 本発明は温度弁、温度スイッチ等の温度に応じて作動す
る機器の駆動源として使用されるサーモエレメントに関
する。

従来の技術およびその問題点 従来よりワックスを金属ケース内に収納し、このワック
スの熱膨張により金属ケース内らピストン棒を突出させ
るようｃ　したサーモエレメントが知られている。

このサーモエレメントはワックスを使用しているため非
線型的特性、すなわちある＠度で急激に作動を生じる特
性が得ることができ、また作動力が大きいという利点を
持つ。しかしワックスという流動性を持つ材料を全域ケ
ース内に収納するため精密なシール構造を必要とし、ま
たピストン棒にワックスの熱膨張を伝達するための機構
を持たなければならず、構造が複雑となり、高価で大型
であるという欠点を持つ。

そこで本発明はワックスを用いる上記利点を生かすこと
ができ、かつ単純な構造のサーモエレメントを実現する
ことを目的とするものである。

問題点を解決するための手段 すなわち本発明は、ワックス等の流動性を有する熱膨張
体と、ゴム等の弾性材よりなり、この熱膨張体を包被す
る包被体とからなるサーモエレメントである。

作用 したがって本発明のサーモエレメントでは包被体が熱膨
張体を包むのでシールは完全となり、包被体自体が変形
して熱膨張体の膨張を伝達するので従来のピストン棒、
伝達機構は不要となる。

実施例 以下本発明を図示する実施例について具体的に説明する
。

第１図は第１実施例のサーモニレメン）１０を温度弁１
１に応用した例を示す。このサーモエレメント１０は、
ゴム等の弾性材で外形が球形の包被体１２を、周囲の肉
厚を厚く、上下の肉厚を薄くして形成し、この中にワッ
クス等の流動性を有する熱膨張体１３を充填したもので
ある。温度弁１１は、フレーム１４に上下動可能に軸１
５を挿通し、この軸１５上端に弁体１６を形成し、バネ
１７で付勢して、この弁体１６をフレーム１４に形成さ
れた弁座１８から持上げて離すとともに軸１５下端でフ
レーム１４との間に複数のサーモエレメント１０を上下
から挾持したものである。なおサーモエレメント１０の
下端Ｃ二は突起１９が形成され軸１５下端と係合してい
る。

このサーモエレメント１０、温度弁１１は次のように作
動する。低温時には、第１図Ａに示すように、サーモエ
レメント１０は球形であり、弁体１６はバネ１７で弁座
１８から離れ開弁状態となる。

高温時には、第１図Ｂｌ二示すように、サーモエレメン
ト１０は熱膨張体１３の膨張により包被体１２が変形し
て上下に伸び、弁体１６を弁座１８に押付は閉弁状態と
する。なお熱膨張体１３の閉弁後の過剰な膨張は包被体
１２の側方への変形により吸収される。

このサーモニレメン１０は、包被体１２の肉厚が部所ご
とに不均一にされ、上下方向にのみ伸びやすくなってい
るため、熱膨張体１３による変形が集中し、大きな変位
が得られる。

第２図に示す第２実施例のサーモニレメト２０は、さら
に大きな変位を得るようにしたものである。すなわちこ
のサーモエレメント２０は、外形球形の包被体２１の周
囲の肉厚を厚く、上下の肉厚を薄く形成して内部に熱膨
張体２２を充填し、加えて包被体２１の周囲部にガラス
繊維等の硬質部材２３を巻回して埋設し、かつ熱膨張体
２２の量をより多く、包被体２１の薄肉部分の面積をよ
り少なくするようにしてなる。

このサーモエレメント２０は、硬質部材２３により周囲
方向の変位はほとんどなく、かつ多量の熱膨張体２２に
よる大きな膨張体積が包被体２１の狭い薄肉部分ｌ：集
中し、非常に大きな変位が得られる。

なおこの例の硬質部材２３に代えて、この硬質部材位置
の材料を弾性率の大きなものとしてもほぼ同様の効果が
得られる。

第３図に示す第３実施例のサーモエレメント３０は、包
被体の形状により変位を拡大したものである。すなわち
このサーモエレメント３ｏハ、略円筒状で周囲が蛇腹状
ｊ二なった包被体３１内に熱膨張体３２を充填してなる
。したがってこの包被体３１は図中上下方向に伸縮しゃ
すい性質を持つため、熱膨張時の変形は上下方向に集中
し、大きな変位を生ずる。

上述の実施例は、従来のサーモエレメントと同様に温度
弁、温度スイッチ等の駆動源として使用されるものであ
るが、本発明のサーモエレメントは、外形形状を任意に
選択することができるので単に駆動源としてだけでなく
、弁体そのものの機能をも果丁ことができる。

その例を第４図の第４実施例のサーモエレメント４０１
＝示す。このサーモエレメント４０は、温度弁４１に応
用されるものであり、外形が略円環状で外周面部分の肉
厚が薄くなった包被体４２内に、熱膨張体４３を充填し
てなる。このサーモエレメント４０は、その中心孔にボ
ルト４４を挿通してパイプ４５内（＝取付けられ、外周
とパイプ４５の内周面と間の隙間に流体を通すことがで
きるようにして温度弁４１を構成している。

したがってこのサーモエレメント４０、温度弁４１は、
低温時には、第４図人に示すように、サーモエレメント
４０の外周を通って流体が流れる開弁状態となり、高温
時には、第４図Ｂ　＋−示すように、サーモエレメント
４０が外周方向に膨出しパイプ４５の内面に接して流路
を塞ぎ閉弁状態となるよう作動する。

この例のサーモエレメント４０は弁体としての機能をも
果すものであるが、包被体を導電性コ゛ム等の導電体で
形成すれば、サーモエレメント自体が温度スイッチの可
動接点の機能をも果すようにすることもできることは明
らかである。

上記各側はいずれも温度上昇時の急膨張により長さ、直
径等が増大する変位を生ずるものであるが、本発明では
温度上昇時に長さ等が減少する変位を生ずるものも可能
である。以下にその例を示す。

第５図は第５実施例のサーモエレメント５０を示す。こ
のサーモエレメント５０は、温度弁５１に応用されるも
のであり、外形が略円環状で中心孔周面部分の肉厚が薄
くなった包被体５２内に熱膨張体５３を充填してなる。

このサーモエレメントは、外周をパイプ５４の内面に成
金保持され、温度弁５１を構成している。

したがってこのサーモエレメント５０、温度弁５１は、
低温時には、第５図人に示すように、サーモエレメント
５０の中心孔を通って流体が多量に流れる状態となり、
高温時には、第５図Ｂに示すよ５Ｃ二、サーモエレメン
ト５０は中心孔方向に膨出して中心孔の直径は減少し、
流体は少量だけ流れる状態となる。

第６図は第６実施例のサーモエレメント６０を示す。こ
のサーモエレメント６０は、温度弁６１に応用されるも
のであり、外形が球形で、内部に２個の円盤を連結した
形状の空間６２とこの連結部の周囲を巡る円環状空間６
３を有する包被体６４を用い、前記空間６２のみに熱膨
張体６５を充填してなる。このサーモエレメント６０は
、パイフロロ内に、包被体６４に形成された突起６７お
よびバネ６８で付勢された押板６９を用いて、空間６２
の２個の円盤がパイプ６６の軸方向に並ぶようにしてパ
イプ６６内に保持され、温度弁６１を構成している。

したがってこのサーモエレメント６０、温度弁６１は次
のようＣ二作動する。低温時には、第６図人に示すよう
に、サーモエレメント６０が一パイプ６６の内周面に接
し、バイブロ５内を流体が流れない閉弁状態となる。高
温時には、第６図Ｂに示すように、サーモエレメント６
０の熱膨張体６４は膨張して、空間６２の円盤を球形Ｃ
二するよう変形し、サーモエレメント６０をパイプ６６
軸方向（二伸長させ、これｌ二より空間６２部分の外径
は小さくなり、パイプ６６の内周面に流体の流れる隙間
が形成され、開弁状態となる。

第７図に示す第７実施例のサーモエレメント７０は、前
記サーモエレメント６０と同様の変形を生ずるものであ
る。このサーモエレメント７０は、外形は球形で、内部
に前記空間６２と同様の２個の円盤を連結した形状の空
間７１を有し、周面Ｃニガラス繊維製網等の変形は可能
であるが伸長しない性質の硬質部材７２を有する包被体
７３を用い、空間７１内に熱膨張体７４を充填してなる
。

したがってこのサーモエレメント７０は、低温時には球
形であり、高温時には熱膨張体７４の膨張Ｃ二より空間
７１の各円盤は球形に近づき、これにより包被体７３の
空間７１の中央部付近は硬質部材７２で押され、外径が
減少するよう変形する。

なお上記第６、第７実施例のサーモエレメント６０．７
０は、ともに温度上昇により外径が減少するものである
が、長さの伸長変形も大きいので、第１実施例の温度弁
１１等のような通常のサーモエレメントと同様の使用法
にも適する。

発明の効果 上述のように本発明のサーモエレメントは熱膨張体を包
被体で包被しただけの極めて簡単な構造であるので、低
価格、小型なものとすることができる。また包被体の形
状、肉厚、性質あるいは硬質部材の付加により、変位を
拡大したり、温度上昇により長さ等が減少する変位を生
ずるよ５ζ二することもでき多様な特性を得ることがで
きる利点を有する。さらｌ二全体の形状を自在に形成す
ることが可能であり、サーモエレメント自体が温度弁の
弁体等の機能を未了よう１：４ることもでき、広範な応
用範囲を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例のサーモエレメントを温度
弁に応用した場合の正断面図であり、Ａは低温時、Ｂは
高温時の状態を示す。第２図は第２実施例の正断面図、
第３図は第３実施例の正断面図である。第４〜６図は、
第４〜６実施例を温度弁に応用した場合の正断面図をそ
れぞれ示し、各図Ａは低温時、Ｂは高温時の状態を示す
。第７図は第７実施例の正断面図である。 １０．２０，３０．＝１０．５０．６０．７０・・・・
・・サーモエレメント、１１．４１．５１．６１・・・
・・・温度弁、　　１２＋２１　＋３１　＋４２ｔ５Ｌ
６’Ｌ７３・・・・・・包被体、　　１３，２２．３２
，４３．５３．６５．．７４・・・・・・熱膨張体、　
　２３．７２・・・・・・硬質部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ワックス等の流動性を有する熱膨張体と、ゴム等の
   弾性材よりなり、この熱膨張体を包被する包被体とから
   なるサーモエレメント。 ２、包被体の形状または部所ごとの厚さもしくは弾性率
   を選択することにより、応熱変形を局所的に集中させ、
   大きな応熱変形を生じる部分を設けた特許請求の範囲第
   １項記載のサーモエレメント。 ３、包被体の一部部所に硬質部材を付加し、応熱変形を
   局所的に集中させ、大きな応熱変形を生じる部分を設け
   た特許請求の範囲第１項または第２項記載のサーモエレ
   メント。 ４、包被体の形状または部所ごとの厚さもしくは弾性率
   を選択することにより、熱膨張体の膨張時に縮少変形を
   生じる部分を設けた特許請求の範囲第１項記載のサーモ
   エレメント。 ５、包被体の一部部所に硬質部材を付加し、熱膨張体の
   膨張時に縮少変形を生じる部分を設けた特許請求の範囲
   第１項または第４項記載のサーモエレメント。