JPH0332841Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、昇温によりプランジヤーが直線的に
押出されるように作動するワツクスサーモエレメ
ントを用いて、温度変化に応じ回転機構を駆動し
得るようにしたサーモモーターについての改良に
関する。

［従来の技術］ 温度変化に応じて機器を制御する際、回転作動
部を駆動させる必要のある場合が多い。このよう
な要求に応ずるための手段は、通常は、電動機と
サーモスタツトと回転機構等のいくつもの機構を
組合わせて行なわれている。

サーモモーターは、この複雑な機構と電動機と
を用いて行なつていた温度変化に応じた回転機構
の駆動を、電動機は用いないで、しかも機構を簡
略化して行ない得るようにするために開発された
ものであつて、サーモスタツトに、それの温度変
化に伴なう駆動部の運動を回転運動に変換せしめ
る機構を組合わせることで、温度変化に応じて出
力軸が回転作動するようにしたものである。そし
て、このサーモモーターは、それのサーモスタツ
トに、温度変化による作動を著しく強力なものと
し得るワツクスサーモエレメントが用いられ、そ
れの作動がプランジヤーを押し出す直線運動であ
ることから、この直線運動を回転運動に変換する
機構を組合わせて構成しているが、従前のもの
は、実開昭50−16387号公報にあるように、ケー
ス状に形成したボデイ内に封入したワツクス類の
昇温による熱膨張の圧力で、プランジヤーが押し
出されるようになるワツクスサーモエレメントに
おいて、プランジヤーにはそれの外周面に螺旋溝
を設けておき、プランジヤーを出入ガイドするガ
イド筒部には、前記螺旋溝に先端側が嵌合するピ
ンを設けておくことで、プランジヤーがボデイ内
のワツクス類の圧力で押し出されたときに、この
螺旋溝とピンとの嵌合により、プランジヤーに回
転作動が与えられるようにして、このプランジヤ
ー自体の回転運動を、回転機構の駆動部に利用す
る形態のものになつている。

［考案が解決しようとする課題］ ワツクスサーモエレメントのプランジヤーは、
ボデイ内に封入したワツクス類の圧力を、直線運
動に変換するためのものであり、出入量である伸
縮長さが、該プランジヤーの太さ（径）に左右さ
れ、太くすると極く短い伸縮長さしか得られない
ようになるので、径を大きくできない制約があ
る。このため、プランジヤーの直線運動を回転運
動に変換するためにプランジヤーの外周面に螺旋
溝を設けようとすると、少なくとも、その螺旋溝
の深さの２倍の長さだけは径を大きくしなければ
ならず、これに対応させて、必要な伸縮長さを得
るためには、ボデイ内に封入するワツクス類の量
を多くしなければならないことになつて、小型化
がむづかしい問題がある。

また、プランジヤーは、ワツクス類の熱膨張に
よる圧力で押し出されるようになることから、ワ
ツクス類の漏れ出しがないように、シール部材と
密に接触した状態に保持されている。このことか
ら、プランジヤーの直線運動を回転運動に変換す
べくプランジヤーの直線運動に回転運動を併せた
ときに、プランジヤーのシール部材との密接面に
生ずる回転方向の抵抗がさらに付加されることに
なつて、力の損失が大きくなるとともに、シール
部材のシール機能を損なう問題がある。

本考案は、従来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つて、プ
ランジヤーを小径として伸縮量を大きくとれるよ
うにしながら、そのプランジヤーの直線運動を回
転運動に変換する作動が適確に行なえるように
し、かつ、このプランジヤーの直線運動を回転運
動に変換する作動が、プランジヤーとシール部材
との間の摩擦抵抗による力の損失をなくし、か
つ、シール部材のシール機能を損なわずに行なえ
るようにす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、昇温によりプランジヤーが
押出されるよう作動するワツクスサーモエレメン
トを、それのプランジヤーが軸方向に直線に動い
て自在に出入作動するよう機枠に組付け、そのプ
ランジヤーの先端部を、ワツクスサーモエレメン
トのガイド筒部の外周にキヤツプ状に被せて回転
によりそのガイド筒部の軸方向に変位するよう螺
合せしめた回転体の天井部の内側に衝合せしめ、
その回転体と所定の距離をおいて対向する位置に
バネ受けを配位して前記回転体の軸心線と揃う回
転軸により回転自在に機枠に軸支し、該バネ受け
と前記回転体との間に、ねじりモーメントを伝え
るねじりコイルバネよりなる復帰バネを設けて、
その復帰バネにより前記回転体とバネ受けとを回
転方向に連繋し、前記バネ受けの回転軸を回転動
力の取出軸としたサーモモーターを提起するもの
である。

［実施例］ 次に実施例を図面に従い詳述する。

第１図は本考案を実施せるサーモモーターＡの
縦断した正面図で、同図において、ａはワツクス
サーモエレメント、ｂはそのワツクスサーモエレ
メントａを組付けた機枠、Ｓは回転動力を取出す
回転軸、ｃはその回転軸Ｓに伝導連結した負荷を
示す。

ワツクスサーモエレメントａは、ケース状に形
成したボデイ１０内にワツクス類１１を充填し、
そのボデイ１０の開口部にダイヤフラム１４を被
せて該ワツクス類１１をボデイ１０内に封入し、
そのダイヤフラム１４の上からガイド筒部１２の
基端部１２ａを接合してボデイ１０の開口部に連
結し、そのガイド筒部１２の基端部１２ａの内腔
に流動性の良い流体１５を充填し、ガイド筒部１
２の胴部１２ｂ内にラバーピストン１６およびテ
フロン板１７を摺動自在に嵌挿し、その外側に、
次いで、該ガイド筒部１２の胴部１２ｂ内に、プ
ランジヤー１３を軸方向に沿い直線に動くよう出
入自在に嵌挿してなる従来公知のもので、ガイド
筒部１２の基端部１２ａの外周に設けた拡径する
嵌合部を、機枠ｂに設けた組付部４０に水密に嵌
合せしめて止着ネジ４１により固定することで、
プランジヤー１３が自在に出入作動する状態とし
て機枠ｂに組付けてある。そしてそれのガイド筒
部１２の胴部１２ｂの外周面には、雄ねじｗが刻
設してあり、この雄ねじｗに、ガイド筒部１２の
胴部１２ｂの外周に筒状に形成した回転体２が、
回転自在に嵌合し、かつ、それの内周面に設けた
雌ねじｙを前記ガイド筒部１２の胴部１２ｂ外周
面に設けた雄ねじｗと噛み合わせることで螺合せ
しめてある。前記ガイド筒部１２の胴部１２ｂの
外周面に設ける雄ねじｗは、第３図に示している
ようガイド筒部１２と別体の筒状に形成しておい
て、ガイド筒部１２の外周にキー溝を介し一体的
に嵌着することで装設する場合がある。

機枠ｂは、前記組付部４０を具備する下部機枠
４と、これに装脱自在に組付ける上部機枠５とよ
りなり、それの下部機枠４には、組付部４０に組
付けた前記ワツクスサーモエレメントａの感温部
となるボデイ１０の外周に接触せしめる流体を誘
導する誘導路４２が一体に形設してある。また、
上部機枠５は、下部機枠４に組付けた前記ワツク
スサーモエレメントａのガイド筒部１２の胴部１
２ｂおよびそれの外周に螺合した回転体２をそつ
くり被い込む有底の筒状に形成してあつて、開放
側を下にして下部機枠４の上部開放口に接続し、
一体的に連結してある。

そして、該上部機枠５の内腔の上部には、前述
の筒状の回転体２と略同径に形成した円盤状のバ
ネ受け６が、それの上面側に一体に設けた回転軸
Ｓを該上部機枠５の上壁に設けた軸受５０に回転
自在に軸支することで、前記回転体２の上方にそ
の回転体２と回転軸心線を揃えた状態に配設して
あり、かつ、それの前記回転軸Ｓの先端側は前述
の軸受５０を貫通して外部に突出し、その突出部
が回転動力を取出す取出軸となるようにしてあ
る。

７は回転体２及びプランジヤー３を、ワツクス
類の圧力の下降時にそのワツクス類１１の圧力に
よる押出方向と逆向に押し込んで旧の位置に復帰
する復帰バネで、ねじりコイルバネ（トーシヨン
スプリング）に形成して、前記バネ受け６と回転
体２との間に設け、それらを回転方向に連繋せし
めるようにしてあり、それの両端部は、連繋ピン
７０，７０によりバネ受け６及び回転体２に対し
それぞれ一体に回転するよう連繋せしめてある。
そして、このねじりコイルバネよりなる復帰バネ
７は、一方の端部において受けたねじりモーメン
トにより撓んだとき、そのねじりモーメントを他
方の端部に伝えるように復元するバネ性は強い
が、軸方向に圧縮される方向のバネ圧は極く弱い
ものが使用されている。

また、前記回転軸Ｓに連繋せる負荷ｃは、図面
においては、一部を示しているが蝶弁であり、そ
れの回動軸８０の下端側を回転軸Ｓの突出端部に
嵌着することでその回転軸Ｓと一体に回動するよ
うにしてある。そして、回動軸８０の下端部に突
設したアーム８１に一端が機器側の機枠と連繋す
る戻しバネ８２の他端を連繋して、ワツクスサー
モエレメントａのプランジヤー１３の押出圧力が
消失したときにこの戻しバネ８２で復元回動する
ようにしてある。

［作用］ このように構成せる本考案によるサーモモータ
ーは次のように作用する。

ワツクスサーモエレメントａの感温部たるボデ
イ１０の外面に接触する流体の温度が設定温度よ
り低く、このため、ボデイ１０のワツクス類１１
の圧力が低いときには、プランジヤー１３は引込
まれた状態位置にあり、また、回転体２は、負荷
ｃ側の戻しバネ８２により回転軸Ｓ→バネ受け６
→ねじりコイルバネ７の順に伝えられる回転モー
メントによつて回転し、該回転体２の天井壁の内
面がプランジヤー１３の先端に衝合する位置まで
下降している（第２図）。

次にワツクスサーモエレメントａのボデイ１０
の外面に接触する流体の温度が設定温度を越える
ように上昇してきて、プランジヤー１３がワツク
ス類１１の圧力で、軸方向に沿い直線に動いて押
出されると、その作動で回転体２が押上げられな
がら回転し、それによりねじりコイルバネよりな
る復帰バネ７の下端側にねじりモーメントを与
え、そのモーメントでバネ受け６を回転させて、
回転軸Ｓを回転運動させ、負荷ｃを回転作動させ
る。

次に、この昇温によりプランジヤー１３が押出
されるようになつている作動の間に、負荷側のト
ラブルなどで回転軸Ｓがロツクされた状態となる
と、プランジヤー１３の押出作動による回転体２
の回転作動は、ねじりコイルバネよりなる復帰バ
ネ７をねじり込むように撓ませていき、ワツクス
サーモエレメントａの押出圧力を、このねじりコ
イルバネよりなる復帰バネ７の撓みで逃がすよう
になる。

また、回転体２は、ねじりコイルバネよりなる
復帰バネ７の選択により、ねじりモーメントは強
く受けるが軸方向の圧力は殆んど受けないように
し得ることから、プランジヤー１３の直線運動を
回転運動に変換するためのねじ部（雄ねじｗおよ
び雌ねじｙ）に無理がかからないようになる。

［考案の効果］ 以上説明したように、本考案によるサーモモー
ターは、ワツクスサーモエレメントａのプランジ
ヤー１３を、軸方向に沿い直線に動いて出入作動
を行なうようにしておいて、それの出入作動で、
ガイド筒部１２の外周に螺合しておく回転体２を
動かすことりより、直線運動を回転運動に変換す
ることから、プランジヤー１３を小径にできて小
型化が容易になり、また、プランジヤー１３の摩
擦抵抗を直線運動の抵抗だけにして、力の損失を
少なくし、かつ、シール部材のシール機能の低下
を防止する。しかも、プランジヤー１３の直線運
動から変換した回転運動を、回転動力の取出軸
に、ねじりコイルバネに形成しした復帰バネ７を
介して伝導しているので、回転動力を取出す取出
軸に大きな負荷がかかつてその取出軸がロツクさ
れたときに、プランジヤー１３が押し出される圧
力を、この復帰バネ７が逃すようになつて、直線
運動を回転運動に変換させるねじ部の損傷を効果
的に防止するようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるサーモモーターの縦断正
面図、第２図は別の実施例の要部の縦断正面図で
ある。 図面符号の説明、Ａ……サーモモーター、ａ…
…ワツクスサーモエレメント、ｂ……機枠、ｃ…
…負荷、Ｓ……回転軸、ｗ……雄ねじ、ｙ……雌
ねじ、１０……ボデイ、１１……ワツクス類、１
２……ガイド筒部、１２ａ……基端部、１２ｂ…
…胴部、１３……プランジヤー、１４……ダイヤ
フラム、１５……流体、１６……ラバーピスト
ン、１７……テフロン板、２……回転体、３……
バネ、４……下部機枠、４０……組付部、４１…
…止着ネジ、４２……誘導路、５……上部機枠、
５０……軸受、６……バネ受け、７……復帰バ
ネ、７０……連繋ピン、８……回動軸、８１……
アーム、８２……戻しバネ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 昇温によりプランジヤー１３が押出されるよう
   作動するワツクスサーモエレメントａを、それの
   プランジヤー１３が軸方向に直線に動いて自在に
   出入作動するよう機枠ｂに組付け、そのプランジ
   ヤー１３の先端部を、ワツクスサーモエレメント
   ａのガイド筒部１２の外周にキヤツプ状に被せて
   回転によりそのガイド筒部１２の軸方向に変位す
   るよう螺合せしめた回転体２の天井部の内側に衝
   合せしめ、その回転体２と所定の距離をおいて対
   向する位置にバネ受け６を配位して前記回転体２
   の軸心線と揃う回転軸Ｓにより回転自在に機枠ｂ
   に軸支し、該バネ受け６と前記回転体２との間
   に、ねじりモーメントを伝えるねじりコイルバネ
   よりなる復帰バネ７を設けて、その復帰バネ７に
   より前記回転体２とバネ受け６とを回転方向に連
   繋し、前記バネ受け６の回転軸Ｓを回転動力の取
   出軸としたサーモモーター。