JP5288614B2

JP5288614B2 - サーモスタット装置

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Publication number: JP5288614B2
Application number: JP2009106902A
Authority: JP
Inventors: 史登草壁
Original assignee: Nippon Thermostat Co Ltd
Current assignee: Nippon Thermostat Co Ltd
Priority date: 2009-04-24
Filing date: 2009-04-24
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2029-04-24
Also published as: CN102414494A; CN102414494B; US20120097750A1; HUE044684T2; EP2423548A1; WO2010122832A1; JP2010255758A; EP2423548B1; EP2423548A4; US8893979B2; ES2741540T3; PT2423548T

Description

本発明は、たとえば自動車等に使用される内燃機関（以下、エンジンという）を冷却する冷却水を、熱交換器（以下、ラジエータという）との間で循環させるエンジンの冷却水回路において、冷却水の温度変化により作動することでエンジン冷却水の流れを切換えて冷却水温度を制御するために用いられる温度感知式自動弁であるサーモスタット装置に関し、特に冷却水等の被検出側の温度変化で膨張、収縮される熱膨張体やこれによって移動される移動部材（ピストン）を備えて構成されているサーモエレメントに関する。

たとえば自動車用エンジンにおいて、これを冷却するためには、一般にはラジエータを用いた水冷式の冷却システムが使用されている。従来からこの種の冷却システムにおいては、エンジンに導入する冷却水の温度を制御できるように、ラジエータ側に循環させる冷却水量を調節する熱膨張体を用いたサーモスタット、あるいは電気制御によるバルブユニットが使用されている。

上記の熱膨張体を用いたサーモスタット装置における制御バルブを、冷却水通路の一部、たとえばエンジンの入口側または出口側に介装し、冷却水温度が低い場合には、該制御バルブを閉じて、ラジエータを経由せずバイパス通路を介して冷却水を循環させ、また冷却水温度が高くなった場合は、制御バルブを開いて冷却水をラジエータに通して循環させ、冷却水の温度を所要の状態に制御している。

この種のサーモスタット装置として、従来から種々の構造のものが知られており、流体の温度変化により作動するサーモエレメントの一端側に第１弁体を設け、そのサーモエレメントの他端側に第２弁体を設け、第１弁体を閉弁位置に付勢する付勢手段と、本体フレーム等を備えている。

前記サーモエレメントは、温度感知部とガイド部からなり、流体の温度を感知して膨張収縮するワックス等の熱膨張体を温度感知部に内蔵し、温度感知部の先端から延出したガイド部にピストンを内嵌している。また、ピストンの先端にはピストンの先端を押えるフランジが設けられ、前記本体フレームに一体的に構成されている。

前記第１弁体はポペット状を呈し、ガイド部等に設けられており、フランジがこの第１弁体の弁座となっている。また、フランジは外側に水路との取付部を突設している。
前記第２弁体は温度感知部の後端から延出したロッドに取付けられており、その第２弁体と温度感知部との間で第２弁体がロッドの端部側へばね付勢されている。

このようなサーモスタット装置は、たとえば第１弁体が冷却水路を開閉し、第２弁体がバイパス通路を開閉するように位置させている。そして、温度感知部内の熱膨張体が冷却水温の上昇により膨張してピストンを押圧することになり、サーモエレメントが付勢手段の付勢力に抗して作動する。これにより第１弁体が開弁位置に移動して冷却水路を開放することになるとともに、第２弁体が閉弁位置に移動してバイパス通路を閉鎖することになる。また、冷却水温の下降により熱膨張体が収縮し、ピストンへの押圧力が弱まっていき、付勢手段の付勢力で第１弁体を閉弁位置に移動して水路を閉鎖するとともに、第２弁体を開弁位置に移動してバイパス通路を開放することになる（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２００４−１７７２４９号公報特開２００４−３０８７４３号公報

ところで、上述した従来構造によるサーモエレメントにおいて、エレメントケースをステンレス系の材質で形成し、エレメントケースの内部部品においてはシール材としてＵパッキンを使用したピストンを直接押し出す構造で構成している。そして、このようなサーモエレメントによれば、部品点数、真鍮等の高価かつ比重の大きい合金使用量、コスト等の削減を図り、自動車用サーモスタットで利用される場合は、製品重量が小さくなるため、燃費向上も実現できる等といった利点を奏するものである。また、ステンレス系の材料で形成したエレメントケースは、従来の真鍮ケースとは異なり、弾性変形領域が広いため、急激な内圧変化も吸収できるといった利点もある。

しかし、上述した従来の構造のサーモエレメントによれば、サーモエレメントの組立時において、加工、組立性の面で問題を生じ、コストが嵩む等の問題をもつもので、このような不具合を一掃できるような何らかの対策を講じることが求められている。
たとえば、サーモエレメントのケースには、その内部にピストンを摺動保持するガイド部材を構成し、また外部には、バルブを構成する第１弁体が嵌装して固定されている。このような第１弁体をケースに圧入して固定する際には、その第１弁体の圧入前にケース外径に干渉すると、例えば、ケースが変形することによりシール部材のシール性が確保できず、耐久性（信頼性）が充分でない。また、組立性に問題を与える等の不具合があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、サーモスタット装置のサーモエレメントを含むエレメント組立体を、簡単な構造で組立性に優れ、小型かつ軽量化が図れ、しかも強度、耐久性、耐摩耗性の面でも優れるようにしたサーモスタット装置を得ることを目的とする。

このような目的に応えるために本発明（請求項１記載の発明）に係るサーモスタット装置は、温度上昇に伴って膨張し温度低下に伴って収縮する性質を有する熱膨張体を、ケース外部からの熱影響を受けることができるように、該ケース内部に内蔵したサーモエレメントを備えてなるサーモスタット装置であって、前記ケースの内部で軸線方向に沿って配置され内方端が前記熱膨張体内に臨むとともに外方端がケースの一端側開口部分から外方に突出することにより熱膨張体の膨張、収縮に伴って進退動作するピストンと、前記ケースの一端側開口部分から内部に挿入させることにより配置され前記ピストンを摺動自在に保持するガイド部材と、前記ケースの一端側開口部分から内部に挿入させることにより配置され前記熱膨張体が収納される室内から漏れないように保持するシール部材と、前記ケースの一端側開口部分に近傍する外部に嵌装され流体流路を開閉する第１弁体とを備え、前記第１弁体のケース外部への圧入部と、前記ガイド部材および前記シール部材の挿入部を、前記ケースの軸線方向および径方向において位置をずらして配置させるとともに、前記ケースは、前記第１弁体のケースへの圧入案内径が圧入部のケース外径よりも小さく、かつ前記ガイド部材およびシール部材のケース挿入部内径を前記第１弁体の圧入部に対応するケース内径よりも小さく構成したことを特徴とする。

本発明（請求項２記載の発明）に係るサーモスタット装置は、請求項１記載のサーモスタット装置において、前記ガイド部材は、第１弁体を圧入するケース圧入部に対応するケース内壁部を避けてケース内壁に挿入するように構成したことを特徴とする。

本発明（請求項３記載の発明）に係るサーモスタット装置は、請求項１または請求項２記載のサーモスタット装置において、エレメントケースの一端側に挿入して設けられるガイド部材に外径溝を設け、この外径溝内に該エレメントケースとガイド部材との間をシールするＯリングを設けたことを特徴とする。

本発明（請求項４記載の発明）に係るサーモスタット装置は、請求項１、請求項２または請求項３記載のサーモスタット装置において、第２弁体を付勢するコイルばねはコイルばね受け部材にて保持され、前記コイルばね受け部材はエレメントケースに当接するように構成したことを特徴とする。

本発明（請求項５記載の発明）に係るサーモスタット装置は、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のサーモスタット装置において、エレメントケースとこれに関連する他の部品とを同系統の材質で構成したことを特徴とする。

以上説明したように本発明に係るサーモスタット装置によれば、第１弁体のケース外部への圧入部と、ケースとＵパッキンとのシール部、並びに前記ガイド部材のケース内部への挿入部とを、前記ケースの軸線方向および径方向において位置をずらして配置させるようにしているから、簡単な構成であるにもかかわらず、第１弁体を圧入する際、熱膨張体（ワックス）室部分のエレメントケース外径に第１弁体が有害な接触をすることなく圧入部分まで案内でき、ケースの変形により、ワックス室の内部容積が変化してしまい、リフト量にバラツキが生じることを防ぐことができ、かつシール部の有害な変形を招かないことから圧入後の熱膨張体（ワックス）漏れ、圧入部からの漏水、並びに締結に対する信頼性を向上させることが可能となる等の利点がある。

さらに、本発明によれば、上述した構成によって、エレメントケースの薄肉化を図ることができるとともに、この薄肉化によりサーモエレメントによる応答性、特に感温し作動するまでの性能を向上させることができる。

本発明によるサーモスタット装置において、エレメントケース内に熱膨張体（ワックス）、シール部材（Ｕパッキン）、バックアッププレート、並びにガイド部材を挿入しケース上部をかしめてエレメント組立体を作製した後、第１弁体を圧入する。仮に、圧入部がガイド部材挿入部と上下（ケースの軸線方向）およびケース径方向に位置をずらしていないと、第１弁体の圧入案内時および圧入によりガイド部材が不当に締め付けられ、ガイド部材のピストン摺動部が変形し、ピストンの摺動抵抗増大等の作動不良を引き起こしてしまう。また、圧入部とＵパッキンのシール部（挿入部）が上下（ケースの軸線方向）およびケース径方向に位置をずらしていないと、第１弁体の圧入案内時および圧入によりＵパッキンが不当に締め付けられてしまい、シール部のケース内径寸法に影響が生じ十分なシール性を確保できなくなってしまう。これを解決するには、先に第１弁体を先に圧入することが考えられるが、今度はガイド部材やＵパッキンの挿入代が充分に確保できなくなってしまう。

また、前述したエレメント組立体の作製後に第１弁体を圧入するためにケースの圧入部内部を削る加工（切削加工）を施すこと、あるいはガイド部材およびシール部材の挿入代も切削加工することも考えられるが、工数増加および削り代を考慮するとケース全体の厚みが増し重量増加となるために不適である。

さらには、ガイド部材の挿入部分と第１弁体の圧入部分が互い違いにずれているため、現状ではガイド部材が先に挿入されるが、逆に第１弁体を先に圧入することも可能であり、製造工程上の自由度が向上することになる。

その他、第１弁体を圧入するケース圧入部に対応するケース内径が、ガイド部材およびシール部材の挿入部内径より大きく設定されているため、前記圧入部内径がガイド部材およびＵパッキンの挿入案内部としての役目を果たすことができ、ガイド部材およびＵパッキンが挿入し易い構造となっている。

特に、本発明によれば、上述したように第１弁体の圧入部と、ガイド部材の挿入部およびＵパッキンの挿入部をケースの軸線方向に位置をずらして配置させていることに加えて、ガイド部材およびシール部材のケース挿入部内径が前記第１弁体の圧入部に対応するケースの圧入部内径よりも小さくなるような段付を設けることで空間を形成し、第１弁体の圧入によりケース内径寸法に生じる影響を吸収できるため、圧入部に隣接したガイド部材やシール部が圧迫され変形する虞れもない。

また、シビアな寸法公差を設ける必要がないため、より安価な部品で構成することが可能となり、さらに、エレメントケースをかしめエレメント組立体を作製する際に、前記かしめにより第１弁体の圧入部が変形したとしても前記空間により吸収可能となっているため、他の部品に影響を与えないことから、耐久性および信頼性も向上する。

また、本発明によれば、Ｏリングをガイド部材の外径溝に設けることにより、ガイド部材とエレメントケースとの隙間から冷却水がワックス室内に浸入するのを確実に防止することができる。

また、本発明によれば、エレメントケースにコイルばね受け部材を設けることにより、従来のような第２弁体を付勢するコイルばねがエレメントケースへ直接当接する構造で生じていた、コイルばねのセット長が十分に確保できなかったり、コイルばねのエレメントケース側の小径部の作成が困難であったり、ロッドの大きさが限られたり、エレメントケースとロッドの接合部に応力がかかり破断するといった問題を確実に防止することが可能となる。

さらに、本発明によれば、エレメントケースを第１弁体、ロッド、フランジ、本体フレーム等のサーモスタットを構成する部品と同系統の材質とすることで、以下の効果を得ることが可能となる。

エレメントケースと本体フレームとを同系統の材質とすると、その摺動部において、従来のような真鍮製エレメントケースでは、一般的に本体フレームがステンレス製というように材質が異なるため、やわらかいケース側が一方的に摩耗していたが、エレメントケースと本体フレームを同系統（例えばステンレス系）の材質とすることで、ケースの一方的な摩耗を抑制でき、さらに薄肉化、軽量化が可能となる。また、磨耗によりサーモエレメントが傾き作動することも防ぐことが可能となる。

また、エレメントケースとロッドとを同系統の材質とすると、スポット溶接等の接合手段を用いた際に、低エネルギかつ高い締結強度を確保することが可能となる。

さらに、エレメントケースと第１弁体の芯金部材とを同系統の材質とすると、各々の材料物性（弾性変形領域、塑性変形領域）を同等にすることにより一方の著しい変形や摩耗を招くことなく圧入が可能となり、圧入後も互いの弾性力で密着、封止することで漏水や締結に対する信頼性を向上させることが可能となる。

本発明に係るサーモスタット装置の一実施形態を示す装置全体の概略断面図である。本発明に係るサーモスタット装置において、要部となるエレメントケース等の要部拡大断面図である。本発明に係るサーモスタット装置の別の実施形態を示す要部拡大図である。

図１は本発明に係るサーモスタット装置の一実施形態を示す。
図において、符号２０で示す温度感知式自動弁であるサーモスタット装置は、自動車用エンジンの冷却水回路において、ラジエータ側の冷却水路とエンジン出口部側からのバイパス通路との交差部に付設され、これらの通路によって構成される第１、第２の流体流路での冷却水の流れを冷却水温度に応じて選択的に切り換えてエンジン入口部に至る冷却水路に給送するため等に用いられる。

このサーモスタット装置２０は、図１に示すように、冷却水の温度変化により作動する作動体としてのサーモエレメント２１と、このサーモエレメント２１に一体または一体的に設けられ第１、第２の流体流路を開閉するための第１、第２弁体２２，２３と、第１弁体２２を閉弁位置に付勢する付勢手段であるコイルばね２４ａと、第２弁体２３を閉弁位置に付勢する付勢手段であるコイルばね２４ｂと、これらの周囲を覆うフレーム２５、コイルばね受け部材（リテーナ）２７とを備えている。

ここで、前記フレーム２５の上部には、後述するサーモエレメント２１のピストンの上端部を係止する係止部２６ａを上方に突設したフランジ２６が、該フレーム２５に連結されている。このフランジ２６の外周フランジ部には、ガスケットが設けられて装置ハウジングの一部に液密性を保って係止保持される。なお、このフランジ２６の内周縁部分には、前記第１弁体２２に対する弁座２６ｂが設けられ、これにより第１の流体流路での冷却水の流れを開閉する第１弁体が構成される。

前記サーモエレメント２１は、図示するように構成されている。
これを詳述すると、このサーモエレメント２１は、ほぼ同一径寸法をもつ有底筒状の中空容器からなる金属製のエレメントケース３１を備え、その有底部分にケース３１外部からの熱影響を受けて熱膨張、熱収縮する熱膨張体としてのワックス３２が封入されている。
なお、このエレメントケース３１は、プレス加工あるいは鍛造加工等により形成され、またその材質は、たとえばステンレスで構成される。

このケース３１内部には、ピストン３３が軸線方向に沿って配置され、その内方端が前記ワックス３２内に臨むとともに、外方端がケース３１の開口部から外方に突出し、前記ワックス３２の膨張、収縮に伴って軸線上を進退動作するように構成されている。なお、ピストン３３のケース３１内への退出動作は、外部に設けたリターンスプリング等の付勢力（この実施の形態ではコイルばね２４ａ）によって行われる。

図中、符号３４は前記ピストン３３を摺動自在に保持するガイド部材であり、ほぼ円筒状を呈するように形成され、前記ケース３１内部に一端側（開口部側）から挿入されている。

前記ケース３１内でこのガイド部材３４の内方端部分には、前記ワックス３２をケース３１内の有底部分に封入するシール部材としてのＵパッキン３５が介在して配置されている。なお、図中３４ａは前記ピストン３３を摺動自在に保持する貫通孔である。

また、図中符号３９は、ケース３１内においてＵパッキン３５とガイド部材３４との間に介在させた、ワックスの膨張力を受けたパッキンがガイドとケースの隙間やピストンとガイドの隙間へ入り込むのを防止するバックアッププレートである。

前記ケース３１の開口部寄りの外周部分には、前記ガイド部材３４の外方端を係止するほぼポペット状を呈するポペット状部材（２２）が、嵌装して圧入されることにより前記第１弁体２２として一体的に設けられている。

なお、図１中、符号２２ａは耐熱性を有する合成樹脂又はゴム部材からなる被覆部で、この被覆部２２ａはポペット状部材２２の芯金部２２ｂの表面を覆い、前記弁座２６ｂに着座する着座部として機能するところである。

また、図１において、符号３７はガイド３４の外方端側に被せられたブーツである。
さらに、符号３８は、ケース３１の有底部分に溶接等で固着され軸線方向に延設されたロッドである。

なお、上述したサーモスタット装置２０は、エレメントケース３１内に熱膨張体（ワックス）３２、Ｕパッキン３５、並びにバックアッププレート３９を挿入し、ガイド部材３４を挿入しケース３１上部をかしめてエレメント組立体を作製した後、第１弁体（ポペット状部材）２２を圧入、フランジおよびフレーム等その他の部品等を組付けることで作製される。

このような構成によるサーモエレメント２１は、従来一般的であったスリーブタイプやダイヤフラムタイプのサーモエレメントのもつ問題点を一掃し、必要最小限の構成部品点数で、コスト低減化も図れ、しかも熱膨張体の膨張、収縮に伴う体積変化によってピストンの所要ストロークによる進退動作を得ることができ、また応答性や耐久性の面でも優れているサーモエレメントを得ることができるのである。

さらに、上述したサーモエレメント２１では、ケース３１、ガイド部材３４等の形状、構造がより一層簡単となり、薄肉化、小型化、加工性、組立性、コスト低減、軽量化がより一層効果的に図れるという利点がある。

上述した構成によるサーモスタット装置２０において、冷却水温度が低いときは、ピストン３３はワックス３２内に臨みケース３１に対しての相対的な突出量が小さくなっている。このときには、コイルばね２４ａの付勢力によりサーモエレメント２１は、図中上方に付勢されており、これにより第１弁体２２は閉弁動作する。

冷却水温度が高くなると、その状態がサーモエレメント２１の温度感知部に伝えられ、ワックス３２が膨張してピストン３３を押し出す。このとき、ピストン３３はフランジ２６により係止されているから、相対的にサーモエレメント２１のケース３１等が下方に移動し、第１弁体２２が開弁動作する。

リテーナ２７は、その中央部に設けた孔にロッド３８を通し、エレメントケース３１へリテーナ２７のテーパ部などロッド３８との締結部を避けた少なくとも一箇所にてコイルばね２４ｂの付勢力により当接されており、コイルばね２４ｂとの当接はエレメントケースとロッドの接合部よりも高い位置に設けられている。前記テーパ部は、エレメントケース３１の有底部を形成する強度が高い半球状部にて当接する。なお、さらにリテーナ２７のフランジ状部の肩部２７ａの２箇所でエレメントケース３１へ当接しても良い。

上述した構成によるサーモスタット装置２０において、本発明によれば、図２に示すように、ポペット状を呈する第１弁体であるポペット状部材（２２）のケース３１外部への圧入部４１と、前記ガイド部材３４のケース３１内部への第１、第２挿入部４２，４３およびシール部材（Ｕパッキン）３５のケース３１内部への挿入部とを、前記ケース３１の軸線方向および径方向において位置をずらして配置させるとともに、前記ケース３１は、前記ポペット状部材２２のケース３１への圧入案内径が圧入部のケース内径よりも小さく、かつ前記第２挿入部４３および前記シール部材（Ｕパッキン）３５の挿入部のケース内径を前記第１弁体（ポペット状部材）２２の圧入部４１に対応したケース内径よりも小さく構成したことを特徴とする。
なお、ガイド部材３４の第１挿入部のケース３１内径は、第１弁体２２のケース３１への圧入部に対応するケース３１内径よりも大きく構成している。

このような構成によれば、ポペット状の第１弁体（ポペット状部材）２２を圧入部４１に適切に案内するような段差が設けられ、第１弁体（ポペット状部材）２２を圧入する際、熱膨張体（ワックス）室部分のエレメントケース３１外径に第１弁体（ポペット状部材）２２が有害な接触をすることなく圧入部分まで案内でき、かつ圧入後の漏水や締結に対する信頼性を向上させることが可能となる等の利点がある。

また、前記ガイド部材３４は、第１弁体を圧入するケース圧入部４１に対応するケース内壁部を避けて、第１挿入部４２と第２挿入部４３の２箇所で保持されているため、１箇所で保持するよりも軸ズレおよび傾いたままの固定を防ぐことができ、信頼性、耐久性が向上する。

ここでいうガイド部材３４の「挿入」とは、圧入あるいは嵌合も含めガイド部材がケース内に保持固定できる程度のことをいう。なお、保持固定できる程度であれば、ガイド部材とケース内径の挿入部の形状が各々異なっていてもよい。

本発明によれば、エレメントケース３１の形成時に段付を設けているため、前記切削加工を不要とし、かつケース３１の薄肉化が図れ、軽量化が達成できるとともに、応答性も向上する。

さらには、ガイド部材３４の第１、第２挿入部４２，４３と第１弁体（ポペット状部材）２２の圧入部４１が互い違いにずれているため、現状ではガイド部材３４が先に挿入されるが、逆に第１弁体（ポペット状部材）２２を先に圧入したとしてもガイド部材３１およびシール部材（Ｕパッキン）３５の挿入部に影響を与えないため、製造工程上の自由度が向上することになる。

その他、第１弁体（ポペット状部材）２２の圧入部４１に対応するケース３１内径側はガイド部材３４、Ｕパッキン３５の挿入案内部としての役目を果たすことができ、ガイド部材３４、Ｕパッキン３５が挿入し易い構造となっている。

特に、上述した構成によれば、上述したように第１弁体（ポペット状部材）２２の圧入部４１と、ガイド部材３４の挿入部、さらにＵパッキン３５の挿入部をケース３１の軸線方向に位置をずらして配置させていることに加えて、ケース３１の圧入内壁部を避けるようにガイド部材３４の第１、第２挿入部４２，４３を設け、ケース３１の圧入内径よりもガイド部材３４の第２挿入部４３の挿入径が小さくなるような段付を設けることで空間を形成しており、第１弁体（ポペット状部材）２２を圧入する時に、シール部（Ｕパッキン３５）およびガイド部材３４などを圧迫しないようにすることができる。
なお、ガイド部材３４の第１挿入部４２は第１弁体を係止するように、圧入部径よりも大きく設定されており、この部位もガイド、Ｕパッキンの挿入案内として機能させている。

また、本実施形態では、ガイド挿入部を２箇所設けているが、前述したような軸ズレ等の問題が解決できれば、第１、第２挿入部４２，４３のうちどちらか１箇所で保持固定するようにしてもよい。
さらには、ケース３１の第１弁体の圧入案内部は、圧入部からケース３１の有底部にかけてテーパ状に外径が小さくなるように形成されてもよい。

また、エレメントケース３１をかしめエレメント組立体を作製する際に、前記かしめにより第１弁体の圧入部が変形したとしても、前記空間により吸収可能となっている。すなわち、前記空間がないと圧入にかかる応力がガイド部材３４、シール部３５、あるいはそれら挿入部にかかることとなり、ガイド部材３４やシール部３５が変形してしまうことになるからである。

好ましくは、上述したガイド部材３４の挿入案内部に相当する部分に、図３に示すように、外径溝５１を設け、この外径溝５１内にＯリング５２を設けることにより、ガイド部材３４とケース３１との間のシールを確実に行うことができる。
このようにすれば、ガイド部材３４とケース３１との隙間から冷却水がワックス室内に浸入するのをより確実に防止することができる。

さらに、本発明によれば、ケース３１にリテーナ２７を設けることにより、コイルばね２４ｂの付勢力をリテーナ２７が受け、そのリテーナ２７はケース３１のロッド３８との締結部を避けた有底部で当接されていることから、前記コイルばね２４ｂの付勢力による応力が締結部にかかるといったことがないため、前記締結部が破断する可能性がなく、スポット溶接等の接合手段を用いた際には、低エネルギかつ高い締結強度を確保することが可能となる。

好ましくは、リテーナ２７のフランジ状部の肩部２７ａ等の複数箇所でケース３１へ当接させることにより、前記コイルばね２４ｂの付勢力による応力を分散させてケース３１へ伝え、ケース３１の有底部にかかる負荷を少なくでき、耐久性を向上し、また、ケース３１の有底部が変形することもない。

また、コイルばね２４ｂとリテーナ２７との当接部がケース３１とロッド３８の締結部よりも高い位置に設けられているため、コイルばね２４ｂは、ロッド３８よりも長いセット長が確保できることから設計の自由度が向上し、かつコイルばね２４ｂのエレメントケース側の小径部を比較的大きくできるため、加工も容易となる。
さらには、リテーナ２７のケース３１への着座によりケース３１の有底部等におけるワックス３２が膨張した時のケース内圧による変形タフネス性もより一層向上させている。
その他、従来のようにケース３１の有底部にコイルばね２４ｂの当接部を設けなくて良いため、適宜にロッド３８を大きくでき、設計の自由度も向上し、十分な締結面を確保可能となる。

なお、上述したサーモスタット装置２０において、エレメントケース３１とこれに隣接、摺動、当接する他の部品、たとえば第１弁体２２となるポペット状部材、ロッド３８、本体フレーム２５等のサーモスタットを構成する部品とを同系統の材質、たとえばステンレスで形成している。

このように構成において、たとえばエレメントケース３１と本体フレーム２５とを同系統の材質とすると、その摺動部において、従来のような真鍮製エレメントケースでは、ケース本体側が一方的に摩耗し、サーモエレメントが傾いて動作不良を招いていたが、同系統（例えばステンレス系）の材質とすることで、ケース３１が摩耗することを抑制でき、またサーモエレメント２１の薄肉化、軽量化が可能となる。

また、エレメントケース３１とロッド３８とを同系統の材質（金属材料に限らない）とすると、スポット溶接あるいはレーザー溶着等の接合手段を用いた際に、低エネルギかつ高い締結強度を確保することが可能となる。

さらに、エレメントケース３１とポペット状の第１弁体２２とを同系統の材質（金属材料に限らない）とすると、各々の材料物性（弾性変形領域、塑性変形領域）を同等にすることにより一方の著しい変形や摩耗を招くことなく圧入が可能となり、これらの圧入後も互いの弾性力で密着、封止することで漏水や締結に対する信頼性を向上させることが可能となる。

さらに、エレメントケース３１とこれに隣接、摺動、当接する他の部品を同系統の材質とすることで、電解腐食することを防止できる。

なお、本発明は上述した実施の形態で説明した構造には限定されず、サーモスタット装置２０を構成する各部の形状、構造、材質等を適宜変形、変更し得ることはいうまでもない。

２０サーモスタット装置
２１サーモエレメント
２２第１弁体（ポペット状部材）
２５本体フレーム
３１エレメントケース
３２ワックス（熱膨張体）
３３ピストン
３４ガイド部材
３５Ｕパッキン（シール材）
３９バックアッププレート
４１ポペット状部材（第１弁体）の圧入部
４２ガイド部材第１挿入部
４３ガイド部材第２挿入部
５１外径溝
５２Ｏリング

Claims

温度上昇に伴って膨張し温度低下に伴って収縮する性質を有する熱膨張体を、ケース外部からの熱影響を受けることができるように、該ケース内部に内蔵したサーモエレメントを備えてなるサーモスタット装置であって、
前記ケースの内部で軸線方向に沿って配置され内方端が前記熱膨張体内に臨むとともに外方端がケースの一端側開口部分から外方に突出することにより熱膨張体の膨張、収縮に伴って進退動作するピストンと、
前記ケースの一端側開口部分から内部に挿入させることにより配置され前記ピストンを摺動自在に保持するガイド部材と、
前記ケースの一端側開口部分から内部に挿入させることにより配置され前記熱膨張体が収納される室内から漏れないように保持するシール部材と、
前記ケースの一端側開口部分に近傍する外部に嵌装され流体流路を開閉する第１弁体とを備え、
前記第１弁体のケース外部への圧入部と、前記ガイド部材および前記シール部材の挿入部を、前記ケースの軸線方向および径方向において位置をずらして配置させるとともに、
前記ケースは、前記第１弁体のケースへの圧入案内径が圧入部のケース外径よりも小さく、かつ前記ガイド部材および前記シール部材のケース内部への挿入部のケース内径を前記第１弁体の圧入部に対応するケース内径よりも小さく構成したことを特徴とするサーモスタット装置。
請求項１記載のサーモスタット装置において、
前記ガイド部材は、第１弁体を圧入するケース圧入部に対応するケース内壁部を避けてケース内壁に挿入するように構成したことを特徴とするサーモスタット装置。
請求項１または請求項２記載のサーモスタット装置において、
エレメントケースの一端側に挿入して設けられるガイド部材に外径溝を設け、この外径溝内に該エレメントケースとガイド部材との間をシールするＯリングを設けたことを特徴とするサーモスタット装置。
請求項１、請求項２または請求項３記載のサーモスタット装置において、
第２弁体を付勢するコイルばねはコイルばね受け部材にて保持され、
前記コイルばね受け部材はエレメントケースに当接するように構成したことを特徴とするサーモスタット装置。
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のサーモスタット装置において、
エレメントケースとこれに関連する他の部品とを同系統の材質で構成したことを特徴とするサーモスタット装置。