JP3103874B2 - Thermo wax equipment - Google Patents
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Description
【０００１】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermowax apparatus for controlling a valve by utilizing a volume change accompanying a phase transition of a thermowax which solidifies at a low temperature and liquefies at a high temperature.
【０００２】[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。2. Description of the Related Art For example, a throttle valve which is installed in an intake passage of an automobile engine and controls output by controlling the amount of intake air opens a little more than an idle opening when the engine is started at a low temperature and has a larger amount than when opened at a high temperature. Is supplied to the engine, and the opening degree is often controlled to be reduced as the warm-up progresses.
【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）。As described above, in controlling the opening degree of the throttle valve at the time of starting the engine in relation to the engine temperature, it has the property that it solidifies at a low temperature and liquefies at a high temperature, and the volume changes considerably with the phase transition at that time. It is common to use an actuator using a thermowax as a substance (see JP-A-54-102426).
【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。[0004] That is, the actuator has a structure in which a thermo-wax is loaded into a cup-shaped housing and a piston is brought into contact with an elastic cover which closes an opening thereof. When the thermowax contracts due to a temperature drop, the piston is driven into the housing by the spring force of the return spring.
【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。In the case where the opening degree of the throttle valve for controlling the intake air amount of the engine is controlled by such an actuator, the piston moves backward at a low temperature at which the throttle valve is opened more than the idle opening, and at a high temperature at which the opening is maintained at the idle opening. Moves forward.
【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。Therefore, when the actuator having the above-mentioned structure is applied to the lever fixed to the throttle valve shaft, the actuator is arranged such that when the piston is directly applied to the lever, the piston pushes the lever to move the throttle valve in the closing direction. As a result, the throttle valve opening operation by the accelerator operation is obstructed by the lever, and becomes impossible. Therefore, when the temperature is low, the throttle valve is opened to the opening corresponding to the retracted position of the piston by overcoming the spring force of the return spring that returns the throttle valve to the idle opening, and is closed to the idle opening with the temperature rise. The piston must act on the lever via a cam or a link mechanism disclosed in the above-mentioned publication so as not to cause any trouble. It is inevitable to shape.
【０００７】[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。The problem to be solved by the present invention is that when the thermo-wax device having a configuration in which the piston protrudes with the expansion of the thermo-wax is used for an actuator, depending on the object to be controlled, there is a gap between them. In addition, a cam and a link mechanism must be interposed, which complicates the structure and inevitably increases the overall size.
That is the point.
【０００８】[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。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a housing, a piston having a large diameter at a base end and a small diameter at a distal end arranged linearly reciprocally on a center axis of the housing, and a piston. A spring that pushes in the distal direction, a thermowax filled in the housing surrounding at least a portion where the piston transitions from the large diameter portion to the small diameter portion, and a through hole having a through hole that closely penetrates the piston to shut off the thermowax from the piston. It has a structure consisting of an elastic sealing member enclosed in a thermo-wax unit. By means such as this, it can directly act on the control object that could not be actuated without the interposition of a cam, link mechanism, etc. in the conventional thermo wax device. By doing so, we achieved the objective of simplifying the structure and reducing the overall size.
【０００９】[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。When the temperature drops and the thermowax shrinks and solidifies, the large-diameter portion of the piston acted on by the spring is pushed into the through-hole by the volume reduction due to the shrinkage of the thermowax, and the tip protrudes from the housing. The piston is driven in the direction in which the piston moves. When the temperature rises and the thermowax expands, the large-diameter portion is pushed out of the through hole by an amount corresponding to the volume expansion due to the expansion of the thermowax, and the piston is driven in a direction in which the tip is pulled into the housing.
【００１０】[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。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIGS. 1 and 2 show an embodiment of the present invention.
The housing 1 has a configuration in which a disk-shaped lid 3 and a cup-shaped cover 5 are fixed to both open ends of a cylindrical body 2. The lid 3 has a guide hole 4 at the center and has a cover 5. Has a flange 6 and a cylinder portion 7.
【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。The sealing member 8 is made of a highly elastic material such as rubber and has two disk-shaped end plates 9 and 1.
0 and a cylindrical body 11 provided between the centers thereof are integrally formed. In addition, the piston 14 has a large diameter portion 1 on the base end side.
5 and a small-diameter portion 16 on the distal end side, a conical inclined portion 17 therebetween, and a flange portion 18 on the base end surface of the large-diameter portion 15.
【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。Then, the lid 3 and the cover 5 are superimposed on the outer surfaces of the end plates 9 and 10, and their outer peripheral edges are attached to the body 2.
Are fitted into the steps 2a, 2b at both ends of the body 2 and the ends of the body 2 are caulked to form the steps 2a, 2b and
d, and the piston 14 is fixed to the large diameter portion 15 thereof.
Is fitted into the cylinder portion 7 and the through hole 12 inside the cylindrical body 11, and the small diameter portion 16 is fitted into the through hole 12 and the guide hole 4 so that the tip protrudes from the lid 3 and is mounted on the cylinder portion 7. The spring 19 composed of the inserted compression coil spring is
The thermo wax 20 is filled in an annular space surrounded by the body 2 and the seal member 8.
【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。FIG. 1 shows a state in which the temperature around the housing 1 is low and the thermowax 20 is solidified, and the thermowax 20 is shrunk compared to when it is liquefied. That is, the large-diameter portion 15 of the piston 14 pressed toward the distal end by the spring 19 is pushed into the through-hole 12 by the volume reduction due to the contraction, and as a result, the distal end of the small-diameter portion 16 projects greatly from the housing 1.
【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。FIG. 2 shows a state in which the temperature around the housing 1 is high and the thermowax 20 is liquefied, and the thermowax 20 is expanded as compared with when it is solidified. That is, the piston 14 is pushed in the proximal direction by an amount corresponding to the volume increase due to the pressure at the time of expansion acting on the inclined portion 17, and as a result, the distal end of the small diameter portion 16 is retracted into the housing 1 and the protruding length becomes shorter.
【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。In this embodiment, the sealing member 8 prevents the thermo-wax 20 from leaking, and the through hole 12
The cylindrical body 11, which is the wall of the cylinder, comes into close contact with the piston 14 and applies a pressure to the piston 14 particularly when the thermowax 20 expands.
【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。FIG. 3 shows a state in which the thermo-wax device having such a configuration is used for controlling the opening of a throttle valve for controlling the intake of an automobile engine. The tip of the piston 14 is in direct contact with a lever 55 fixed to a throttle valve shaft 53 rotatably supported by a pipe 52. The piston 14 is in contact with a side surface in front of the lever 55 when the lever 55 rotates together with the throttle valve 54 in the closing direction. The piston 14 opposes the spring force of the return spring 56 to set the throttle valve 54 to an opening corresponding to the temperature. Position.
【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。Thermo wax 2 enclosed in a housing 1
Numeral 0 is heated by electric resistance heat or engine cooling water. When the temperature is low, the piston 14 moves forward and pushes the lever 55 to open the throttle valve 54 more than the idle opening, thereby facilitating starting. When the piston 14 retreats due to the temperature rise, the throttle valve 54 is closed to the idle opening by the spring force of the return spring 56. When the throttle valve 54 is opened by the accelerator operation, the piston 14
Since it is arranged in the front in the closing direction, there is no problem.
【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。FIG. 4 shows a different embodiment of the present invention. A housing 21 has a cylindrical portion 27 protruding from the center of a bottom plate 26 at the other end of a cylindrical body 22 having one end opened. A lid 23 having a guide hole 24 is screw-fitted to the open end of the body 22.
【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。The sealing member 28 is composed of two disc-shaped end plates 2.
9 and 30, a cylindrical body 31 provided between the centers thereof, and a peripheral wall body 33 provided between the outer peripheral edges are integrally formed. Further, the piston 34 is the same as in the above embodiment,
Flange part 38, large diameter part 3 in order from the base end to the tip
5, an inclined portion 37 and a small diameter portion 36 are provided.
【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。The sealing member 28 filled with the thermowax 40 is brought into contact with the end plates 29 and 30 and the peripheral wall 33 with the bottom plate 26, the lid 23 and the body 22 to be built in the housing 21, and the piston 34 has a large diameter. The part 35 is fitted into the cylinder part 27 and the through hole 32 inside the cylindrical body 31, and the small diameter part 36 is fitted into the through hole 32 and the guide hole 24 so that the tip protrudes from the lid 23 so that the cylinder part 27 A spring 39 made of a compression coil spring, which has been inserted into the housing, is brought into contact with the flange portion 38.
【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。In the thermo-wax apparatus of this embodiment, the sealing member 28 prevents the thermo-wax 40 from leaking, and the cylindrical body 31 is in close contact with the piston 34. The piston 34 projects from the housing 21 as the temperature decreases and the temperature rises. Is driven in the direction of being retracted into the housing 21.
【００２２】[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。According to the present invention, a thermo wax and a piston are combined so that the piston moves forward at a low temperature and moves backward at a high temperature. Can be directly applied to a control object that cannot be operated without intervening, so that the structure can be simplified and the overall size can be reduced.
【図１】本発明の実施例の低温時における縦断面図であ
る。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an embodiment of the present invention at a low temperature.
【図２】図１の高温時における縦断面図である。FIG. 2 is a vertical sectional view at the time of high temperature in FIG. 1;
【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。FIG. 3 is a partially cutaway front view showing an example of use of the embodiment of FIGS. 1 and 2;
【図４】本発明の異なる実施例の縦断面図である。FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a different embodiment of the present invention.
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 1, 21 Housing 8, 28 Sealing member 12, 32 Through hole 14, 34 Piston 15, 35 Large diameter portion 16, 36 Small diameter portion 19, 39 Spring 20, 40 Thermo wax
───────────────────────────────────────────────────── 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 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16K 31/68 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Satoshi Shirai 5-1-112 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside the Nippon Gasifier Co., Ltd. (72) Inventor Fujio Nakajima 5-1-1 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo No. 12 Inside Japan Vaporizer Works Co., Ltd. (72) Inventor Hiroshi Morita 5-1-1-12 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Japan Vaporizer Works Co., Ltd. (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F16K 31/68
Claims (1)
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。1. A housing, a piston having a large diameter at a proximal end and a small diameter at a distal end disposed so as to be able to linearly reciprocate on a center axis of the housing, a spring for pushing the piston in a distal direction, and at least one of the pistons A thermo-wax filled in the housing surrounding a portion where the large-diameter portion transitions to the small-diameter portion, and a resilient seal having a through-hole penetrating the piston and sealing the thermo-wax from the piston to be sealed in the housing. A thermowax device comprising a sealing member.
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| JP04031549A Expired - Fee Related JP3103874B2 (en) | 1992-01-22 | 1992-01-22 | Thermo wax equipment |
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