JPS5983877A - １または複数の流路を備える熱電作動弁 - 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】 洗たく機においては、タンクに導入される水は、電磁石
により作動される電磁弁を通され、そしてこの電磁弁は
、励起されるとき１または複数の毛管を開放し、弁を開
放するに適当な圧力作用を生じさせることは周知である
。この形式の電磁弁には下記のような欠陥を庄するもの
がある。すなわち、 石灰質付着や他の外来挾雑物によりσ１き起こされる毛
管孔の詰り。

弁の閉鎖部における、あるいはさらに悪い場合には開放
位陥における可動部材のひつか−り。

電磁石巻線の中断。

巻線間の短絡、およびそれに伴なう巻線の加熱。

これは、プラスチック材料部品の溶融の危険を伴なうこ
と。

弁が閉成するときの水撃。これは制御することが難しく
、送給枝管の破壊の危険を伴なうこと。

水ポンプ系の圧力が不適当なとき必要な水鼠をタンクに
導くのが難しいこと。

ｉ！電磁弁動作に雑音があり、これが時間の経過につれ
て増大すること〇 特に大出力をもつ弁群の場合寸法が嵩むこと。

弁が動作位置で引つか−ると氾濫の危険が生ずること。

また、単一の冷蔵室を有する冷蔵庫においては、すなわ
ち多くの場合、実質的に圧縮機、外部放熱器、室内の凝
縮器、１組の管状ダクト、フィルタおよび［ｍサーモス
タットより成る単一の冷却系のみが採用されることも周
知である。

現在の条件に依ると、画室社、野菜やワイン、その他の
食料品を冷却貯蔵するため、適度の温度、すなわち０℃
よりも相当高いことが要求される。

この条件は、できるだけ安い費用で、すなわち第２の冷
蔵庫または圧縮諸系を追加することなくこの可能性を実
現するにはどのようにすべきかという問題を製造者に提
起した。

それゆえ、現在のところ、２Ｉｌ！ＩＩ室冷蔵庫は、冷
気が少なくてすむ室、すなわちいわゆる地下貯蔵室にお
いて冷気を部分的に除去する傾向がある。

この解決方法は、実際に十分少は入れられるが、温度が
制御できない欠点がある。すなわち、冷気すなわち冷蔵
室は非常によく制御できるが、いわゆる地下貯蔵室を同
等に十分制御できない。

実現できる理想的な解決方法は、２つの独立の冷蔵庫系
を設けることであるが、これは明らかに高価につく。

しばしば利用される他の解決方法は、流体／ガスを遮断
して、それを条件にしだがって１方のまだは他方の室に
送る弁を設けることであるＯ弁は、電磁的に作動され、
したがって一般のサーモスタットにより制御できる。全
体はもちろん単一の圧縮機に接続されるが、この圧縮機
は場合に応じてかなり大きい寸法より成る。

この解決法は、電磁弁が若干高価であるとしても、２つ
の圧縮機使用に関しては顕著な節約をもたらすとともに
、同時に、２￥の温度を完全に調節することを可能にす
る。

本発明の主たる目的は、既知のＴ４Ｌ磁弁のこれらの欠
点をすべて除去することにある。

本発明の他の目的は、時間的に硲実に動作し、簡単な構
造を有し、経済的に有利であり、しかも溝たく機に使用
するのに適当な弁を提供することである。

本発明の他の特定の目的は、非常に高圧の流体を受は入
れることができ、したがって冷却機で使用するのに適当
な熱電制御装置付きの弁を提供することである。

上述の目的にしたがい、本発明に依れば、熱Ｍ１制御装
置付き弁、特に洗たく機および／または冷蔵庫用の熱電
制御装置付き弁であって、較正された弾性手段の圧力に
より閉鎖位置に押圧され、サーミスタ（ＰＴＣ）により
加熱されるワックス物質の体積膨張により室内に発生さ
れ弁体に伝達される圧力により開放されるように制御さ
れる弁体を含むハウジングを包含することを特徴とする
ものが提供される。

本発明の弁のさらに顕著な特徴は、図面を参照して行な
った以下の説明から明らかとなろう。

第１図を参照すると、弁は軸線Ｘ−Ｘを通る水平平面に
より分けられており、上半分は開放位置で、下半分は閉
鎖位置で示されている。

構造について説明すると、弁は矢印ｙにより指示される
方向に水を受は入れる入口を構成する接続ニップル２を
備えるハウジング１を有しており、３は弁を洗たく機に
接続するためのコネクタを指示し、４は流入する水に対
するフィルタを指示する。弁体５は、弾性ガスケット６
を備えており、弁座１ａに関して長手方向に摺動する弁
棒５ａに取り付けられている。ばね７は、第１図の下部
に示されるように閉鎖位置に弁を維持している。弁棒５
ａの端部は、管状シート内に摺動自在にだ！し密封関係
で装着されたガスケット８に当接している。しかして、
管状弁座１ｄは、キャップ１０により限足された室９に
連通している。室９は、予定された温度値で固有の膨張
係数を有する適当なワックスまたは他の適当な拐料の混
合物が充填されている。この温度にて、ワックス物質は
顕著な体積の増加を受け、その結果、前記室９内に圧力
の迅速で顕著な増〃ｕが生じてこれがガスケット８に作
用し、これに８８で指示される位置をとらせ、したがっ
て、第１図の上部で示されるように、弁体６をばね７の
力に逆らって開放させる。

室９内に収容されたワックス物質内には、１または複数
のサーミスタ１１が浸されており、電気端子１ｉａＫ１
続されている。電気端子１１ａは、キャップ１０を密封
状態で貝通し、そして該キャップ１０け適当な方法で弁
ハウジング１に固定されている。

端子１１ａは、機械のプルグラム設定部拐を介してその
電源回路に接続されている。

弁の動作は下記のごとくである。

端子１１ａに電力が供給されると、ＰＴｃ（１または複
数）１１は加熱し、その固有の温度で安定化する。

この温度はワックス溶融温度より非常に高いがら、ワッ
クスは短時間で融溶する。溶融ワックスが膨張しその体
積が増し、したがって室９内の圧力が増すから、スラス
トが発生し、これがガスケット８に作用し、弁棒５ａを
押す。スラストがばね７の力に打ち勝つと、弁は開く。

端子１１ａにか＼る電圧が断たれると、ＰＴｃｌｌおよ
びワックス材料は冷たくなり、ワックス物質の体積は減
じ、したがって、弁６はばね７の力により弁座１ａに衝
合する位置に移動し、制御流体の入口を閉じる。

第２図に示される変形においては、ワックスを収容する
室９は、プラスチック物質のハウジング１の埋込穴１６
内に装着された金属シース１２により形成されている。

しかして、プラスチック物質は金属シースの挿入後熱的
に変形され、１７で指示されるように閉鎖されている。

サーミスタ１１および電気端子１１１は、絶縁性樹脂１
３の薄層により保抑される。端子１１ａは、電気的絶縁
性のガスケット１８を通り、シースの底部を越えて突出
している。弁棒５ａは弾性ガスケット１４に当接してお
り、周１ｆｌＪみぞを備えている。この周囲みぞは、水
やその他の見金な密封を保ｉＪｆ　Ｌ、、小量でも室９
内に含まれるワックスと混合することがあるのを避妙る
ため、輪状の弾性ガスケット１５を受容している。

第３図は本発明の他の変形を示すもので、この変形にあ
っては、１または複数のサーミスタ１１が、シース１２
ａにより形成される室９の外側に配置ｄされている。１
９は１または複数のサーミスタを保穫するケージを指示
しているが、このケージは、通気性を改善し、電力供給
が停止したときサーミスタの熱的消散を改善するため、
１９ａで指示される孔付き筒部を有している。

第４図および第５図は、冷却機に利用するだめの弁の変
形を例示するものである。

第４図の弁は、金籾ハウジング１を含んでおり、その端
部上に小形の加熱ヘッド２２が取り付けられており、ボ
ルトと係合するナツト２３により保持されている。第４
図においては、ヘッド２２υ：ｎｉｒ面で示されており
、ヘッド内には、適当なパワの１または２個のサーミス
タ１１が収容されており、適当な電気的絶縁性および耐
熱性材料より成るハウジング２７と当接する電気端子１
１ａを介して車力が供給される。ハウジング２７は、１
７ツクス９を充填した中空の延長部と直接接触している
。

ワックス９を含む￥は、弁５の弁体５ａのシート内に密
封関係で摺動自在に装着されたガスケット８により制御
された唯一の開口を有している。

しかして、弁体５は、流体に対する入口コネクタ４と流
出口６間に存在する流路弁座１を閉鎖している。

弁体５と係合する弁棒５ａの端部と、該端部を摺動可能
に受容するシート間には、スペース２５が設けられてい
る。ばね７は、弁体５を弁座１ａに関して閉鎖位置に維
持する働きをする。

端子１１ａに電力が供給されると、サーミスタ１１が加
熱され、その結果ワックス９の溶融を生ずる。ワックス
は、その体積が増加し、ガスケット８に強い圧力を及ぼ
すから、弁棒５ａは、スペース２５を満たした後、弁体
５の軸方向変位を生じさせ、弁座１８を開放する。弁が
開かれると、弁体５が戻って弁座１ａを閉じるまで、流
体が入口コネクタ４を介して負荷コネクタに流入する。

弁体５の復帰は、端子１１ａへの電力供給が止み、それ
に伴なってワックス９が冷却するときに生ずる。そのと
き、ワックスは、収縮し、スプリング７が弁体５を再び
提示の位置にもたらす。

第５図に提示される父形においては、その動作は変更は
ないが、弁ハウジング１は、１つの流入コネクタ４と２
つの流出コネクタ３．３ｂを有している。またはその逆
としてもよい。すなわち流入コネクタを２つ、流出コネ
クタを２つまたは１つのみとしてもよい。

この変形においては、弁体５ａの端部と弁体５に形成さ
れたシートとの間に、ばね７のばね定数より明らかに大
きいばね定数を有するばね２４が含まれている。この手
段は、弁動作における水撃を除去し、弁が閉鎖されてい
る場合でも、弁棒２６に加わる隠れたスラストを吸収す
る。第５図の変形では、提示の位置において流路弁座Ｉ
Ｃを閉じ弁座Ｉｆを開放している弁体５は、サーミスタ
１１ｒｃｍ力が供給されて弁体５ａにより矢印の方向に
押されると、弁座工ｆが閉鎖状態となり、弁座１Ｃが開
放状態となる。その結果、コネクタ４は、択一的にコネ
クタ３または３ｂと連通ずるか、ワックス９の温度が、
弁棒５ａ上に比較的適度のスラストを発生しばね７を完
全に圧縮しないようなレベルに維持され＼ば、両方と連
通ずる。

１または２つのサーミスタ１１の付勢解除段階において
は、ばね２４がまず作用し、続いてばね７が作用し、弁
座１Ｃが閉鎖されるまで弁体５を軸方向に変位させる。

弁棒５ａの弁体５に関する軸方向間＠２５は、熱的ドリ
フトを保証するように手足されたものである。すなわち
、弁が比較的温かい環境で使用される場合、ワックス９
はその体積を増し弁棒５ａに所与のスラストを加えるが
、悼の端部が弁体に形成されたシート上の利用可能な間
隙を満たしてしまうまで弁を開放することはない。

明らかなように、ばね２４は、設けてもよいしく第５図
）、設けなくてもよい（第４図）。設けた場合、そのば
ね定数は、は゛ね動作において所望される作用にしたが
ってばね７のばね定数に関して大きくも小さくもし得る
。

第４図および第５図のばね７は、弁棒５ａにがかるスラ
ストが止むとき弁を閉じることを意図したものであるが
、こ−に提示のものと異なる如何なる形状および構造を
有してもよく、またその動作シートに異なるどのような
方法で装着してもよい。

第６図に提示される変形においては、ワックス９または
他の熱膨張性の物質を含むシース３ｏの外側にサーミス
タ１１が配置されている。サーミスタ１１により発生さ
れる熱の変化は、室３ｏの壁部を介して物ｔｉ　９に伝
達される。しがして、該￥は、Ａで指示される詳細図に
例示されるように、圧力ねじ３１を具備するのがよく、
その位置を調節することにより、熱感知性物質９を含ｂ
シースの内部体積を変えることができる。°亀気絶縁性
拐料のハウジング１の１ｈ部分は、サーミスタ１１の電
気端子１１ａが貫通しており、好ましくは補償ねじ２８
用のねじ部を備えるのがよい。補償ねじ２８は、サーミ
スタ１１と接触して取り付けられたカップ状ばね２９に
作用し、サーミスタ１１と金属シース３ｏとの完全な接
触を保証する。

３４は、小ピストン５５が貫通する剛性のダイヤプラム
を指示しており、そしてこのピストンは、ばね３７の作
用に抗して物質９のスラスト下で第２の弾性ダイヤ７２
ム３２を押圧し得る。したがって、このダイヤプラムは
、コネクタ４の流路弁座４ｈと衝合したり、離れたりす
る。第７図に例示の変形は特定の特徴に変更を有しない
ものであるが、この変形においては、すでに述べたよう
に、サーミスタ１１はカップ形状を有し、物質９を含む
シース３０の外面を取り囲んでいる。

第８図に例示される変形においては、サーミスタ１１は
カップ状の形状を有している。ねじ２８とカップ状ばね
２９は、サーミスタにでなくシース３０に作用し、弾性
膜３６とｐＪｕ性ダイヤフラム３９間のｈＢｊ斐動によ
り発生され得る軸方向運動を補償する。第２の剛性ダイ
ヤフラム３４を貫通する小形ピストン５５は、任意形状
の弁をばね３７の力に抗して制御する。

第９図に例示される変形においては、サーミスタ１ｉ　
（ｐ’ｒｃ）は、第１図について記載したのと同様にカ
ップ状シース３ｏ内に収容された物質９内に浸されてい
る。物質９の熱一体積変動は、弾性膜６６に伝達され、
したかつて小形ピストン３５に作用したり離れだりする
第２の弾性の波状膜３２に伝えられる。弁は、６．４．
４Ｃにより指示される２または３つの流路を有すること
ができる。

第１０図に例示される変形においては、小形のピストン
３５が欠けていて、第２の弾性膜３２は、第６図の変形
について説明したように、コネクタ４の流路弁座４ｈを
直接制御するように賦型されている。

第６〜１０図に例示される弁の変形においては、熱感知
性物質を収容するシースを弁体から密封状態で分離する
という目的があった。この構造は、はんの小社の制御流
体でも熱感知性物質９に達するのを防ぐという目的を有
する。制御流体が例えば冷却回路に使用される「７レオ
ン１２」のような周知の温かい腐食性のガスであり、そ
れが究極的に熱感知性物質９および場合によってはサー
ミスタ１１を含む室に侵入すると、それらは上述の部側
を破翰し、弁に由々しい問題を生ずる。

以上の説明から明らかなように、本発明にしたがえば、
熱感知性物質、ワックスまたは他の適当な物質に高熱伝
導性の金属粉または酸化物を加えたものまだは加えない
ものと協働するサーミスタを制御部側として使用すると
いう原理を堅固に維持しながら、任意の形状および構造
を有する同じ弁を、直接制御（第１〜第５図）または熱
感知性物質を収容する緊密な室を使用して間接制御で（
第６〜第１０図）、かつ適当に賦型され位置づけられた
外部サーミスタ（納４〜第８）または内部サーミスタを
用いて（第９図および第１０図）実施できるが、この弁
の使用により導かれる利点は、以上の説明から明らかで
あろう。

いずれにしても、下記の利点が得られる。すなわち、長
時面にわたり弁動作か保証されること、リレーおよび／
または他の高価な部材を必要とする既存の［磁弁の使用
に比しコストの節約が顕著であること、主として洗たく
機および冷却機に好都合に使用できること、加圧流体の
制御が必要とされる各種の分野で広く使用できることな
どである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の弁の好ましい具体例の長手方向断面図
、第２図は本発明の具体例／変形を示す断片図、第６図
は本発明の具体例の他の変形を示す断片図、第４図およ
び第５図はサーミスタの位置および弁体に関する他の構
造上の変形を示す長手方向断面図、第６図はサーミスタ
の配直に関する変形を示す長手方向断面図、第７図およ
び第８図は本発明の具体例の他の変形を示す概略図、第
９図および第１０図は本発明の具体セリの他の変形を示
す概略図である。 １：弁ハウジング ６：弾性ガスケット １ａ：弁座 ７：ばね １ｄ：　シート ８ニガスケツト ２：ニップル ３：コネクタ ４：フィルタ ５：弁体（まだは弁部側） ９：室 １０：キャップ １１：サーミスタ １１ａ：電気端子

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）特に洗たく機および冷：ＢＪ機用の熱ｍ作動弁で
   あって、中空ハウジングを含み、閉鎖または開放位負に
   ある弁部材が、水またはその他の流体に対する流路を制
   御しかつ弾性部材と協働するものにおいて、可動部材が
   、定められた体積のワックスまたは他の適当な熱膨張物
   質および機械のプログ２ムまたはタイマ装置に血気的に
   接続された１または複数のサーミスタ（ＰＴＣ）を含む
   室内に発圧される圧力により、制御流路を閉鎖まだは開
   放するように制御ぢれ、前記す〜ミスタは、電力が供給
   されると、ワックス物質の温度を上昇させ、該ワックス
   物質が、溶融するときその容積を増して前記室内に高圧
   力を発生させ、該圧力が弾性ガスケットまたは腺を介し
   てス′ラストを発生し、これが弁部材に伝達され、そし
   て該部材は、開放または閉鎖位置を取り、サーミスタに
   電力が供給されるまで弾性手段の力により不作動位置に
   留まる熱電作動弁。 （２）特ｆｒＷＩ求の範曲第１項記載の弁において、中
   空ハウジング内に、対応するシート内を長手方向に摺動
   するように取り付けられた円筒状の弁棒を備える弁部材
   が設けられ、少なくとも１つの密封用ガスケットが前記
   対応するシート内に設けられ、前記シートがワックス内
   に浸された１または複数のサーミスタにより発生される
   熱により膨張される物質を満たした緊密室と連通し、サ
   ーミスタの電気端子が前記室の外側に延び出ている熱電
   作動弁。 （３）特許Ｈｆｔ求の範囲第１項記載の弁において、サ
   ーミスタがワックス物質を収容した前記室の外側に取り
   付けられている熱電作動弁。 （４）特許請求の範囲第１項記載の弁において、弁部材
   と協働する弾性手段が、薄板またはらせんばねにより形
   成される熱電作動弁。 （５）特許請求の範囲ｌｈ１項記載の弁において、ワツ
   クスを含む室が、サーミスタにより発生される熱を迅速
   に消散させるに適当な金属シースにより形成されている
   熱電作動弁。 （６）特許請求の範囲第１〜５項記載のいずれかに記載
   の弁において、その開放が、水または被制御流体の圧力
   と独立の手段により制御され、供給系の低圧時でも機械
   への流体の流入を許容するようになされた熱電作動弁〇 （７）特許請求の範囲第１項記載の弁において、弁棒が
   、予め設定された大きさの間隙をもたせてその一端部を
   弁部材内に挿入することにより弁部材と結合されており
   、周囲温度に起因してワックス物質の膨張から生ずるワ
   ックス室の圧力を補償するようになされた熱電作動弁。 （８）特ｇ’ｆ　ｌｉ’を求の範囲第１または７項記載
   の弁において、弁部材に形成される挿入シートと弁俸聞
   に配置された長手方向間隙にばねが含まれており、該ば
   ねが圧縮により１＊＊を避けるように作用する熱電作動
   弁。 （９）特許請求の範囲第１項記載の弁において、被制御
   流体を通ず弁ハウジングの中空部分が、室の内側または
   外側の関連するサーミスタを備える熱膨張手段を収容す
   る室から密封分離されている熱電作動弁。 （１０）特許請求の範囲第１〜９項のいずれかに記載の
   弁において、弁ハウジング内が、弾性的に変形可能な膜
   およびダイアフラムにより別個の室に分間されている熱
   電作動弁。 （１１）特＃！Ｆ請求の範囲第１または１０項記載の弁
   において、熱膨張性物質および場合によってはサーミス
   タ（ＰＴＣ）を収容する室を弁の残りの部分から分割す
   るダイアプラムが、耐熱性、電気絶縁性エラストマ膜と
   協働する弾性的に変形可能な薄板により形成される熱電
   作動弁。 （１２、特許請求の範１１１１第１または１１項記載の
   弁において、室の分陰用ダイアフラムを形成する弾性的
   に変形可能な薄板が、流体の下流コネクタに結合される
   弁座に衝合するように賦型されており、弁の遮断部材と
   して働く熱電作動弁。 （１３）特許請求の範囲第１項記載の弁において、ツ１
   １性的に変形可能な膜が弁棒を備える弁部材と協働し、
   較正された弾性手段の力に抗して１または複数の流路弁
   座を制御する熱電作動弁。 （１４）特許請求の範囲第１〜１３項のいずれかに記載
   の弁において、熱膨張性物質を収容する室が、その容積
   を変化させて弁の特性を変えるに適当な手段を備える熱
   電作動弁。 （１５）特許請求の範囲第７項記載の弁において、前記
   の弁の容積を変化させる手段が、外側から操作できかつ
   熱Ｗ１張性物質と場合によってはサーミスタを含む緊密
   なシースの内側に突出する１または複数のねじにより形
   成される熱電作動弁。 （１６）特許請求の範囲第１〜１５項のいずれかに記載
   の弁において、熱膨張性物質が、金属粉および／または
   高熱伝導性酸化物と混合されたワックス状物質により形
   成される熱電作動弁。