JP5746788B1 - Thermo element and thermostat - Google Patents

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Abstract

【課題】流動体の漏れの問題がなく、ピストンの摺動抵抗が小さく安定して作動し、磨耗と劣化が少なく、耐久性の良いサーモエレメントを得る。【解決手段】サーモエレメントは、底のあるケース(11)と、ケースに充填され温度変化により膨張収縮するパラフィンを含む熱膨張体(21)と、軸方向に移動する金属ピストン(40)と、金属ピストンを摺動自在に保持するガイド部材(50)と、熱膨張体と金属ピストンとの間に、変形自在で非圧縮性の流動体(22)を蓄える流体室とを備える。熱膨張体の膨張収縮により、流体室内の流動体を介して金属ピストンが軸方向に移動する。金属ピストンと流動体との間に、ピストンと同じ外径の樹脂ピストン(33)が配置される。樹脂ピストンには、下側から孔径が次第に小さくなるテーパの付いたテーパ孔(34)が形成される。流動体がテーパ孔に入り、樹脂ピストンの下部を押し広げ、テーパ孔の内面と樹脂ピストンの外面との間を密封する。【選択図】図２[PROBLEMS] To obtain a thermo element having no fluid leakage problem, a low sliding resistance of a piston, stable operation, less wear and deterioration, and good durability. A thermo element includes a bottom case (11), a thermal expansion body (21) containing paraffin that is filled in the case and expands and contracts due to a temperature change, a metal piston (40) that moves in an axial direction, A guide member (50) that slidably holds the metal piston, and a fluid chamber that stores a deformable and incompressible fluid (22) between the thermal expansion body and the metal piston are provided. Due to the expansion and contraction of the thermal expansion body, the metal piston moves in the axial direction via the fluid in the fluid chamber. A resin piston (33) having the same outer diameter as the piston is disposed between the metal piston and the fluid. The resin piston is formed with a tapered hole (34) having a taper that gradually decreases from the lower side. The fluid enters the tapered hole, spreads the lower part of the resin piston, and seals between the inner surface of the tapered hole and the outer surface of the resin piston. [Selection] Figure 2

Description

本発明は、温度変化によるパラフィンの膨張収縮を利用したサーモアクチュエータであるサーモエレメント及びこのようなサーモエレメントを使用したサーモスタットに関する。   The present invention relates to a thermoelement that is a thermoactuator utilizing expansion and contraction of paraffin due to temperature change, and a thermostat using such a thermoelement.

自動車用エンジンを冷却する水冷式の冷却装置においては、エンジンに導入され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制御バルブとしてのサーモスタットが使用されている。サーモスタットは、冷却装置を構成する冷却水通路の一部に制御バルブを介装し、冷却水温度が低いときは、制御バルブを閉じてラジエータを経由せず、バイパス通路を経由して冷却水を循環させ、冷却水温度が高くなったときは、制御バルブを開いて、ラジエータを通して冷却水を循環させることで、冷却水の温度を所定の状態に制御するものである。
このようなサーモスタットには、冷却水のエンジン入口側に配置されて冷却水を制御する入口制御と、冷却水のエンジン出口側に配置されて冷却水を制御する出口制御とがある。 In a water-cooled cooling device that cools an automobile engine, a thermostat is used as a control valve that adjusts the amount of cooling water circulated to the radiator side so that the temperature of the cooling water introduced into the engine can be controlled. The thermostat has a control valve installed in a part of the cooling water passage that constitutes the cooling device. When the cooling water temperature is low, the control valve is closed and the cooling water is not supplied through the radiator but through the bypass passage. When the circulating water temperature is increased, the control valve is opened and the cooling water is circulated through the radiator to control the cooling water temperature to a predetermined state.
Such a thermostat includes an inlet control that is arranged on the engine inlet side of the cooling water and controls the cooling water, and an outlet control that is arranged on the engine outlet side of the cooling water and controls the cooling water.

このようなサーモスタットには、温度センサとしてパラフィン等の熱膨張体を用いたサーモエレメントが用いられている。
サーモエレメントは、図１に示すダイアフラムタイプ、スリーブタイプ、その他がある。ダイアフラムタイプのサーモエレメントは、熱膨張体（パラフィン）をダイアフラムで密封し、熱膨張体が膨張すると、非圧縮性流動体を介してピストンを押し出す。
スリーブタイプのサーモエレメントは、熱膨張体をスリーブで密封し、熱膨張体が膨張すると、スリーブによりピストンを絞って押し出す。 In such a thermostat, a thermo element using a thermal expansion body such as paraffin is used as a temperature sensor.
The thermo element includes a diaphragm type, a sleeve type, and others shown in FIG. A diaphragm type thermo element seals a thermal expansion body (paraffin) with a diaphragm, and when the thermal expansion body expands, pushes out a piston through an incompressible fluid.
In the sleeve type thermo element, the thermal expansion body is sealed with a sleeve, and when the thermal expansion body expands, the piston is squeezed and pushed out by the sleeve.

図１に示すダイアフラムタイプのサーモエレメントは、底のある円筒形状のケース1の上端部に、円筒形のガイド部材５の下端部が固定されている。ケース１内に熱膨張体2が充填され、熱膨張体2の上端面は、弾性密封部材であるダイアフラム3により封止されている。ガイド部材5の基部の内面と、ダイアフラム3の上側との間には流体室が設けられ、流体室には流動体4が充填されている。流動体4は、非圧縮性で、流動性、潤滑性が良い非圧縮性流動体を用いる。ガイド部材5の上部のガイド筒部の内側のピストン摺動孔内には、流体室の上に、ラバーピストン7と、保護板8とを介して、ピストン6が摺動自在に設けられる。ピストン6の上部はピストン摺動孔の上に突き出している。   The diaphragm type thermo element shown in FIG. 1 has a lower end portion of a cylindrical guide member 5 fixed to an upper end portion of a cylindrical case 1 having a bottom. The case 1 is filled with a thermal expansion body 2, and the upper end surface of the thermal expansion body 2 is sealed with a diaphragm 3 which is an elastic sealing member. A fluid chamber is provided between the inner surface of the base portion of the guide member 5 and the upper side of the diaphragm 3, and the fluid chamber 4 is filled with the fluid 4. The fluid 4 is a non-compressible fluid that is incompressible and has good fluidity and lubricity. The piston 6 is slidably provided on the fluid chamber through the rubber piston 7 and the protective plate 8 in the piston sliding hole inside the guide tube portion at the top of the guide member 5. The upper part of the piston 6 protrudes above the piston sliding hole.

環境温度が上昇すると熱膨張体2が膨張し、ダイアフラム3が上方に膨出し、ダイアフラム3の上方の流体室に封入された流動体4を押し上げる。流動体4は変形し摺動孔内に進入して、ラバーピストン7、保護板8を介して、ピストン6を上方へ押し上げる。温度が下降すると熱膨張体2が収縮し、ピストン6に印加された負荷（図示せず）によりピストン6が押し下げられる。こうして、温度変化によりピストン6がガイド部材5から上下方向へ出入する。   When the environmental temperature rises, the thermal expansion body 2 expands, the diaphragm 3 expands upward, and pushes up the fluid 4 enclosed in the fluid chamber above the diaphragm 3. The fluid 4 is deformed and enters the sliding hole, and pushes the piston 6 upward through the rubber piston 7 and the protective plate 8. When the temperature falls, the thermal expansion body 2 contracts, and the piston 6 is pushed down by a load (not shown) applied to the piston 6. Thus, the piston 6 moves in and out of the guide member 5 in the vertical direction due to the temperature change.

流動体は、サーモエレメンとの組立て中に漏れないようにする必要がある。そのため、流動体として、シリコングリス、黒鉛、粘土を混合しペレット状にした混合体を用いている。   The fluid must be prevented from leaking during assembly with the thermoelement. Therefore, a mixture in which silicon grease, graphite, and clay are mixed to form a pellet is used as the fluid.

ダイアフラムタイプのサーモエレメントは構造が複雑で、流動体が漏洩しやすいという問題がある。そのため、シール部材として、ゴム製のラバーピストン7と、保護板8を使用している。ラバーピストン7は、ほぼ円柱形状であり、ピストン6と一体となって摺動しながらシールする。保護板8はフッ素樹脂製のものも用いられているが、シールする機能はない。   Diaphragm type thermo elements have a complicated structure and have a problem that fluids easily leak. Therefore, a rubber rubber piston 7 and a protective plate 8 are used as the sealing member. The rubber piston 7 has a substantially cylindrical shape and seals while sliding integrally with the piston 6. Although the protective plate 8 is also made of a fluororesin, it does not have a sealing function.

ラバーピストン7は、流動体4により下方から押上げられると、径方向に広がる力がかかり、ピストン摺動孔の内側に押し付けられる。この流動体4がピストン6を押上げる力により、流動体4とピストン6との間に介在するラバーピストン7が拡径する力がかかり、摺動抵抗が大きくなることは、ダイアフラムタイプのサーモエレメントの大きい問題である。
また、ラバーピストン7は、ゴム製なので、磨耗しやすく、また劣化して固くなり、シール機能が低下するので、耐久性の点で十分ではなかった。 When the rubber piston 7 is pushed up from below by the fluid 4, a force spreading in the radial direction is applied, and the rubber piston 7 is pushed inside the piston sliding hole. The force by which the fluid 4 pushes up the piston 6 applies a force to expand the rubber piston 7 interposed between the fluid 4 and the piston 6, and the sliding resistance is increased. It is a big problem.
Further, since the rubber piston 7 is made of rubber, it is easy to be worn, deteriorates and hardens, and the sealing function is lowered, which is not sufficient in terms of durability.

また、ピストン6とガイド部材5とが共に金属製なので、ピストン6とガイド部材5とが磨耗するという問題がある。冷却水中に含まれる物質等がピストン6とガイド部材5との間の摺動部に堆積すると、ピストン6が動作しにくくなる場合もある。   Further, since both the piston 6 and the guide member 5 are made of metal, there is a problem that the piston 6 and the guide member 5 are worn. If substances contained in the cooling water accumulate on the sliding portion between the piston 6 and the guide member 5, the piston 6 may become difficult to operate.

スリーブタイプのサーモエレメントは、円筒形のケース内にゴム製のスリーブを収容し、ケースとスリーブとの間に形成された密封室内に熱膨張体を充填し、スリーブ内に流動体を介してピストンを摺動自在に挿入してある。熱膨張体の膨張、収縮に伴い、ピストンの周囲に配置されたスリーブによりピストンを絞り出すことにより、ピストンを軸方向に動作させるようになっている。   The sleeve-type thermo element accommodates a rubber sleeve in a cylindrical case, fills a sealed chamber formed between the case and the sleeve with a thermal expansion body, and a piston via a fluid in the sleeve. Is slidably inserted. As the thermal expansion body expands and contracts, the piston is moved in the axial direction by squeezing the piston with a sleeve arranged around the piston.

スリーブタイプのサーモエレメントは、構造は簡単であるが、熱膨張体によりスリーブを押し潰してピストンを押出すので、応答性がよくない。また、スリーブは膨張収縮を繰り返し作動するので、ゴム製のスリーブは磨耗し、また劣化して硬化し応答性が低下し、サーモエレメントの機能が低下するおそれがある。   The sleeve type thermo-element has a simple structure, but is not responsive because the sleeve is crushed by the thermal expansion body and the piston is pushed out. Further, since the sleeve is repeatedly operated in expansion and contraction, the rubber sleeve is worn, deteriorated and cured, and the responsiveness is lowered, and the function of the thermo element may be lowered.

これまで、サーモレメントの流動体の漏洩、部品の磨耗、劣化等の対策として、サーモエレメントの構造、流動体の材質等さまざまな点から検討がされてきた。
特許文献１は、ダイアフラムタイプのサーモエレメントの改良に関し、熱膨張体をケースに封入し、ケースに連結したガイド筒部に流動体を封入し、流動体の押圧によって移動部材（ピストン）が移動するサーモエレメントを開示する。 Until now, various measures such as the structure of the thermo element, the material of the fluid, etc. have been studied as countermeasures against leakage of the fluid of the thermoregulation, wear and deterioration of the parts, and the like.
Patent Document 1 relates to an improvement of a diaphragm type thermo element. A thermal expansion body is enclosed in a case, a fluid is enclosed in a guide cylinder connected to the case, and a moving member (piston) is moved by pressing of the fluid. A thermo element is disclosed.

特許文献１は、流動体内にピストンを挿入し、ガイド筒部と移動部材の間をパッキングでシールしている。特許文献１は、このパッキングは、ガイド筒部当接部と、移動部材当接部との間に凹部を有し、パッキングが流動体の圧力を受けると、ガイド筒部当接部と移動部材当接部とが広がり、シール効果が増大するとしている。
しかし、特許文献１のパッキングは、ゴム製なので、流動体の圧力を受け、径方向に広がると、ピストンの摺動抵抗が大きくなる。また、ゴム製のパッキングは磨耗し、劣化するおそれがある。 In Patent Document 1, a piston is inserted into a fluid body, and a gap between a guide tube portion and a moving member is sealed with packing. In Patent Document 1, this packing has a concave portion between the guide tube portion contact portion and the moving member contact portion, and when the packing receives the pressure of the fluid, the guide tube portion contact portion and the moving member. The contact portion spreads and the sealing effect is increased.
However, since the packing of Patent Document 1 is made of rubber, the sliding resistance of the piston increases when the pressure of the fluid is applied and the packing spreads in the radial direction. Also, the rubber packing may be worn and deteriorated.

特許文献２は、スリーブタイプのサーモエレメントの改良に関し、ケース内部に熱膨張体を封入し、ピストンは、ガイド部材により摺動自在に保持され、その内方端が熱膨張体内に入り、外方端がケースの一端から外方に突出しているサーモエレメントを開示する。
特許文献２では、ケース内でガイド部材の内方端部分には、シール部材が配置され、熱膨張体をケース内に封入している。必要により、フッ素樹脂等で成形されたバックアッププレートが設けられる。特許文献２では、バックアッププレートは、シール機能はなく、省略することも出来るとしている。 Patent Document 2 relates to an improvement of a sleeve-type thermoelement. A thermal expansion body is enclosed in a case, a piston is slidably held by a guide member, an inner end thereof enters the thermal expansion body, and an outer side Disclosed is a thermo element whose end projects outwardly from one end of the case.
In Patent Document 2, a seal member is disposed at the inner end portion of the guide member in the case, and a thermal expansion body is enclosed in the case. If necessary, a backup plate formed of a fluororesin or the like is provided. In Patent Document 2, the backup plate has no sealing function and can be omitted.

特許文献２のサーモエレメントは、熱膨張体の膨張を直接ピストンに伝える構造で、流動体を使用していない。シール部材は断面がほぼＵ字形状で、熱膨張体の圧力を受けると、シール部材のリップ部が内と外に広がり、ピストンの外周部とケースの内周部との間でシール力が高まるとしている。
しかし、特許文献２のシール部材は、ゴム製であり、リップ部が内と外に広がると、摺動抵抗が大きくなる。また、磨耗し、劣化するおそれがある。 The thermo-element of Patent Document 2 has a structure that directly transmits the expansion of the thermal expansion body to the piston, and does not use a fluid. The seal member has a substantially U-shaped cross section, and when subjected to the pressure of the thermal expansion body, the lip portion of the seal member spreads in and out, and the sealing force increases between the outer peripheral portion of the piston and the inner peripheral portion of the case. It is said.
However, the seal member of Patent Document 2 is made of rubber, and when the lip portion spreads in and out, the sliding resistance increases. Moreover, it may be worn out and deteriorated.

特許文献１、２のサーモエレメントは、流動体とピストンとの間をゴム製のパッキング又はシール部材でシールしているので、熱膨張体が膨張すると、パッキング又はシール部材が径方向に広がり、ピストンの摺動抵抗が大きくなるという問題がある。
このように、ダイアフラムタイプでもスリーブタイプでも、熱膨張体の膨張収縮により、流動体を介してピストンを押し出すサーモエレメントにおいて、ピストンの摺動抵抗の増大、流動体の漏洩、シール部材の磨耗と劣化の問題は、まだ十分解決されていない。 Since the thermoelements of Patent Documents 1 and 2 seal the gap between the fluid and the piston with a rubber packing or sealing member, when the thermal expansion body expands, the packing or sealing member expands in the radial direction, and the piston There is a problem that the sliding resistance increases.
As described above, in both the diaphragm type and the sleeve type, in the thermo element that pushes the piston through the fluid due to the expansion and contraction of the thermal expansion body, the sliding resistance of the piston is increased, the fluid is leaked, and the seal member is worn and deteriorated. The problem is still not fully resolved.

そのため、ピストンの摺動抵抗が小さく、流動体の漏れの問題がなく、安定して作動するサーモエレメントが望まれていた。
また、シール部材の磨耗と劣化が少なく、機能が低下せず耐久性の良いサーモエレメントが求められていた。
更に、このようなサーモエレメントを使用したサーモスタットが求められていた。 Therefore, there has been a demand for a thermo element that has a low piston sliding resistance, has no problem of fluid leakage, and operates stably.
Further, there has been a demand for a thermo element that is less worn and deteriorated in the seal member and that does not deteriorate in function and has good durability.
Furthermore, a thermostat using such a thermo element has been demanded.

特許第３２２５３８６号Japanese Patent No. 3225386 特開２００４−１７７２４９号公報JP 2004-177249 A

本発明の目的は、流動体の漏れの問題がなく、ピストンの摺動抵抗が小さいサーモエレメントを提供することである。
本発明の別の目的は、部品の磨耗と劣化が少なく、耐久性の良いサーモエレメントを提供することである。
本発明の更に別の目的は、このようなサーモエレメントを使用したサーモスタットを提供することである。 An object of the present invention is to provide a thermo element that has no problem of fluid leakage and has a low sliding resistance of a piston.
Another object of the present invention is to provide a thermo element that is less worn and deteriorated and that has good durability.
Still another object of the present invention is to provide a thermostat using such a thermo element.

本発明では、サーモエレメントのピストンを通常の金属製の金属ピストンと、金属ピストンと流動体の間に配置され、金属ピストンと同じ外径のフッ素樹脂製の樹脂ピストンとに分ける。金属ピストンと樹脂ピストンとは、ピストン組立体を構成する。樹脂ピストンには、底面から次第に内径の小さくなるテーパの付いたテーパ孔が形成される。テーパ孔には流動体が充填され、テーパ孔を押し広げるように作用する。そのため、樹脂ピストンと、ピストン摺動孔の間の密封性と摺動性が非常によくなる。   In the present invention, the piston of the thermo element is divided into a normal metal metal piston and a resin piston made of fluororesin that is disposed between the metal piston and the fluid and has the same outer diameter as the metal piston. The metal piston and the resin piston constitute a piston assembly. The resin piston is formed with a tapered hole having a taper that gradually decreases in inner diameter from the bottom surface. The tapered hole is filled with a fluid and acts to push the tapered hole. Therefore, the sealing property and sliding property between the resin piston and the piston sliding hole become very good.

本発明の第１の態様は、底のあるケースと、前記ケースに充填され温度変化により膨張収縮する熱膨張体と、前記ケース内に前記熱膨張体を密封するダイアフラムと、前記ケースの上部に固定され、ピストン摺動孔を有するガイド部材と、前記ピストン摺動孔内を軸方向に移動可能な樹脂ピストンと、前記ピストン摺動孔内に前記樹脂ピストンに隣接して配置され、軸方向に移動可能な金属ピストンと、を備え、
前記ダイアフラムと前記ガイド部材と前記樹脂ピストンとの間に流体室が形成され、前記流体室に変形自在な非圧縮性の流動体が収容され、前記熱膨張体の膨張収縮により、前記流体室内の前記流動体を介して、前記樹脂ピストンと前記金属ピストンが前記ガイド部材の前記ピストン摺動孔内を軸方向に移動するサーモエレメントであって、
前記樹脂ピストンは、フッ素樹脂製であり、底面から上方へ行くにしたがって内径が小さくなるようにテーパが付いたテーパ孔が形成され、前記樹脂ピストンの胴部は、底面から上方に行くにしたがって肉厚が次第に厚くなるテーパ部を有することを特徴とするサーモエレメントである。 A first aspect of the present invention includes a case with a bottom, a thermal expansion body that is filled in the case and expands and contracts due to a temperature change, a diaphragm that seals the thermal expansion body in the case, and an upper portion of the case. A fixed guide member having a piston sliding hole, a resin piston movable in the axial direction in the piston sliding hole, and disposed in the piston sliding hole adjacent to the resin piston in the axial direction. A movable metal piston,
A fluid chamber is formed between the diaphragm, the guide member, and the resin piston, and an incompressible fluid that can be deformed is accommodated in the fluid chamber. A thermo element in which the resin piston and the metal piston move in the axial direction in the piston sliding hole of the guide member via the fluid,
The resin piston is made of a fluororesin, and has a tapered hole tapered so that the inner diameter decreases as it goes upward from the bottom surface. It is a thermo element characterized by having a tapered portion whose thickness gradually increases.

第１の態様では、ピストン摺動孔内を摺動する通常の金属製の金属ピストンの下に、フッ素樹脂製の樹脂ピストンを設けている。金属ピストンと樹脂ピストンとは、ほぼ同じ外径であり、ピストン摺動孔に適合する。
樹脂ピストンには、底面から上方へ行くにしたがって内径が小さくなるようにテーパが付いたテーパ孔が形成されている。樹脂ピストンの胴部は、下面から上方へ行くに従って肉厚が厚くなるテーパ部を有する。テーパ孔内には流動体が充填されている。
熱膨張体が膨張すると、ダイアフラムを押し上げる。ダイアフラムの上側にある流動体は、樹脂ピストンのテーパ孔を押し広げるように力をかける。そのため、ピストン摺動孔の内面と樹脂ピストンの胴部の外面との間の密封性は向上し、流動体は漏れにくくなる。しかも、フッ素樹脂製の樹脂ピストンの摺動抵抗は小さく、摩耗も少ない。
フッ素樹脂製の樹脂ピストンが、流動体と金属ピストンの間に配置されると、流動体を金属ピストンの下で確実に封止することが出来、流動体が漏れでるおそれはない。また、樹脂ピストンは、フッ素樹脂製なので、ピストン摺動孔の内面に押し付けられても、摺動抵抗は大きくならない。 In the first aspect, a fluororesin resin piston is provided under a normal metal metal piston sliding in the piston sliding hole. The metal piston and the resin piston have substantially the same outer diameter and fit into the piston sliding hole.
The resin piston is formed with a tapered hole having a taper so that the inner diameter becomes smaller as it goes upward from the bottom surface. The body portion of the resin piston has a tapered portion that increases in thickness as it goes upward from the lower surface. The tapered hole is filled with a fluid.
When the thermal expansion body expands, the diaphragm is pushed up. The fluid on the upper side of the diaphragm applies a force to push the taper hole of the resin piston. Therefore, the sealing performance between the inner surface of the piston sliding hole and the outer surface of the body portion of the resin piston is improved, and the fluid is less likely to leak. Moreover, the sliding resistance of the fluororesin piston is small and wear is small.
When the resin piston made of fluororesin is disposed between the fluid and the metal piston, the fluid can be reliably sealed under the metal piston, and there is no possibility that the fluid leaks. Further, since the resin piston is made of fluororesin, the sliding resistance does not increase even if it is pressed against the inner surface of the piston sliding hole.

前記樹脂ピストンの前記胴部は、肉厚が一定の円筒部と、肉厚が次第に厚くなるテーパ部とを有することが好ましい。   It is preferable that the body portion of the resin piston has a cylindrical portion having a constant thickness and a tapered portion in which the thickness gradually increases.

樹脂ピストンの胴部が、肉厚が一定の円筒部と、肉厚が次第に変化するテーパ部とを有すると、肉厚の薄い円筒部は、一定の幅を有するので変形しやすく、ピストン摺動孔の内面に押し付けられ、流動体はいっそう漏れにくくなる。   If the body part of the resin piston has a cylindrical part with a constant thickness and a tapered part with a gradually changing thickness, the thin cylindrical part has a constant width and is easily deformed, and the piston slides. When pressed against the inner surface of the hole, the fluid is more difficult to leak.

前記樹脂ピストンの一端面に断面が円形の凹部が形成され、前記樹脂ピストンの前記一端面に当接する前記金属ピストンの端面に、断面が円形で、前記樹脂ピストンの前記凹部に適合する凸部が形成されていることが好ましい。   A concave portion having a circular cross section is formed on one end surface of the resin piston, and a convex portion having a circular cross section and fitting to the concave portion of the resin piston is formed on the end surface of the metal piston that contacts the one end surface of the resin piston. Preferably it is formed.

樹脂ピストンの一端面に断面が円形の凹部が形成され、金属ピストンの端面に樹脂ピストンの凹部に適合する凸部が形成されていると、樹脂ピストンの凹部に金属ピストンの凸部が係合し、サーモエレメントの動作が安定する。   If a concave part with a circular cross section is formed on one end face of the resin piston and a convex part that fits the concave part of the resin piston is formed on the end face of the metal piston, the convex part of the metal piston engages with the concave part of the resin piston. The operation of the thermo element is stable.

前記樹脂ピストンの一端面に断面が円形の凸部が形成され、前記樹脂ピストンの前記一端面に当接する前記金属ピストンの端面に、断面が円形で、前記樹脂ピストンの前記凸部に適合する凹部が形成されていることが好ましい。   A convex portion having a circular cross section is formed on one end surface of the resin piston, and a concave portion having a circular cross section and conforming to the convex portion of the resin piston is formed on the end surface of the metal piston contacting the one end surface of the resin piston. Is preferably formed.

樹脂ピストンの一端面に断面が円形の凸部が形成され、金属ピストンの端面に樹脂ピストンの凸部に適合する凹部が形成されていると、樹脂ピストンの凸部が金属ピストンの凹部に係合し、サーモエレメントの動作が安定する。   If a convex part with a circular cross section is formed on one end face of the resin piston and a concave part that matches the convex part of the resin piston is formed on the end face of the metal piston, the convex part of the resin piston engages with the concave part of the metal piston. The operation of the thermo element is stable.

本発明の第２の態様は、底のあるケースと、前記ケースに充填された熱膨張体と、前記ケース内に前記熱膨張体を密封するダイアフラムと、前記ケースの上部に固定され、ピストン摺動孔を有するガイド部材と、前記ピストン摺動孔内を軸方向に移動可能なピストン組立体と、
前記ダイアフラムと前記ガイド部材と前記ピストン組立体との間に形成された流体室に収容された非圧縮性の流動体とを備えるサーモエレメントであって、
前記ピストン組立体は、フッ素樹脂製の樹脂ピストンと、前記樹脂ピストンと同じ外径の金属製のピストンとを有し、
前記樹脂ピストンは、底面から上方へ行くにしたがって内径が小さくなるようにテーパが付いたテーパ孔が形成され、前記樹脂ピストンの胴部は、底面から上方に行くにしたがって肉厚が次第に厚くなるテーパ部を有することを特徴とするサーモエレメントである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a case having a bottom, a thermal expansion body filled in the case, a diaphragm for sealing the thermal expansion body in the case, and fixed to an upper portion of the case. A guide member having a moving hole, and a piston assembly movable in the axial direction within the piston sliding hole;
A thermo element comprising an incompressible fluid housed in a fluid chamber formed between the diaphragm, the guide member and the piston assembly;
The piston assembly includes a resin piston made of fluororesin, and a metal piston having the same outer diameter as the resin piston,
The resin piston is formed with a tapered hole tapered so that the inner diameter becomes smaller as it goes upward from the bottom surface, and the body portion of the resin piston becomes tapered gradually as it goes upward from the bottom surface. It is a thermo element characterized by having a part.

ピストン組立体は、フッ素樹脂製の樹脂ピストンと、樹脂ピストンと同じ外径の金属製の金属ピストンとの２部品を有する。樹脂ピストンは、底面から上方へ行くにしたがって内径が小さくなるようにテーパが付いたテーパ孔が形成されている。樹脂ピストンの胴部は、底面から上方に行くにしたがって肉厚が次第に厚くなるテーパ部を有する。
樹脂ピストンにより、流動体が漏れないように封止することが出来、金属ピストンにより、サーモエレメントの動作を行うことが出来る。 The piston assembly has two parts: a resin piston made of fluororesin and a metal piston made of metal having the same outer diameter as the resin piston. The resin piston is formed with a tapered hole having a taper so that the inner diameter becomes smaller as it goes upward from the bottom surface. The body portion of the resin piston has a tapered portion that gradually increases in thickness as it goes upward from the bottom surface.
The resin piston can seal the fluid so that it does not leak, and the metal piston can operate the thermo element.

前記樹脂ピストンの一端面に断面が円形の凹部が形成され、前記樹脂ピストンの前記一端面に当接する前記金属ピストンの端面に、断面が円形で、前記樹脂ピストンの前記凹部に適合する凸部が形成され、前記凹部に前記凸部を嵌め込んで、前記樹脂ピストンと前記金属ピストンとは、一体の前記ピストン組立体を形成することが好ましい。
樹脂ピストンの凹部に金属ピストンの凸部を嵌め込むと、樹脂ピストンと金属ピストンとは、一体のピストン組立体となる。ピストン組立体は、熱膨張体の封止とピストンの動作と両方の作用を行うことが出来る。 A concave portion having a circular cross section is formed on one end surface of the resin piston, and a convex portion having a circular cross section and fitting to the concave portion of the resin piston is formed on the end surface of the metal piston that contacts the one end surface of the resin piston. It is preferable that the resin piston and the metal piston form the integral piston assembly by forming the convex portion in the concave portion.
When the convex portion of the metal piston is fitted into the concave portion of the resin piston, the resin piston and the metal piston become an integral piston assembly. The piston assembly can perform both functions of sealing the thermal expansion body and operating the piston.

前記樹脂ピストンの一端面に断面が円形の凸部が形成され、前記樹脂ピストンの前記一端面に当接する前記金属ピストンの端面に、断面が円形で、前記樹脂ピストンの前記凸部に適合する凹部が形成され、前記凹部に前記凸部を嵌め込んで、前記樹脂ピストンと前記金属ピストンとは、一体の前記ピストン組立体を形成することが好ましい。
樹脂ピストンの凸部を金属ピストンの凹部に嵌め込むと、樹脂ピストンと金属ピストンとは、一体のピストン組立体となる。ピストン組立体は、熱膨張体の封止とピストンの動作と両方の作用を行うことが出来る。 A convex portion having a circular cross section is formed on one end surface of the resin piston, and a concave portion having a circular cross section and conforming to the convex portion of the resin piston is formed on the end surface of the metal piston contacting the one end surface of the resin piston. It is preferable that the convex portion is fitted into the concave portion, and the resin piston and the metal piston form an integral piston assembly.
When the convex portion of the resin piston is fitted into the concave portion of the metal piston, the resin piston and the metal piston become an integral piston assembly. The piston assembly can perform both functions of sealing the thermal expansion body and operating the piston.

本発明の第３の態様は、底のあるケースと、前記ケースに充填された熱膨張体と、前記ケース内に前記熱膨張体を密封するダイアフラムと、前記ケースの上部に固定され、ピストン摺動孔を有するガイド部材と、前記ダイアフラムと前記ガイド部材との間に形成された流体室に収容された非圧縮性の流動体とを備えるサーモエレメントに使用するピストン組立体であって、
前記ピストン組立体は、フッ素樹脂製の樹脂ピストンと、前記樹脂ピストンと同じ外径の金属製の金属ピストンとを有し、前記ピストン摺動孔内を軸方向に移動可能であり、
前記樹脂ピストンは、底面から上方へ行くにしたがって内径が小さくなるようにテーパが付いたテーパ孔が形成され、前記樹脂ピストンの胴部は、底面から上方に行くにしたがって肉厚が次第に厚くなるテーパ部を有することを特徴とするピストン組立体である。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a case having a bottom, a thermal expansion body filled in the case, a diaphragm for sealing the thermal expansion body in the case, and fixed to an upper portion of the case. A piston assembly for use in a thermo element comprising a guide member having a moving hole, and an incompressible fluid housed in a fluid chamber formed between the diaphragm and the guide member,
The piston assembly includes a resin piston made of fluororesin and a metal metal piston having the same outer diameter as the resin piston, and is movable in the piston sliding hole in the axial direction.
The resin piston is formed with a tapered hole tapered so that the inner diameter becomes smaller as it goes upward from the bottom surface, and the body portion of the resin piston becomes tapered gradually as it goes upward from the bottom surface. It is a piston assembly characterized by having a part.

本発明の第４の態様は、サーモスタットであって、
サーモエレメントと、
前記サーモエレメントの底部を収容するための下部凹部が形成され、液体の流れる流路が形成された下フレームと、
前記下フレームに固定され、金属ピストンの上部の外周を摺動可能に支持するピストン孔を有する上フレームと、
前記金属ピストンにより支持された開閉弁と、
前記開閉弁が当接するため、前記下フレームに固定された弁座と、
前記サーモエレメントの前記開閉弁を前記下フレームに結合された前記弁座に押し付けるバネと、を備え、
前記サーモエレメントは、底のあるケースと、前記ケースに充填され温度変化により膨張収縮する熱膨張体と、前記ケース内に前記熱膨張体を密封するダイアフラムと、前記ケースの上部に固定され、ピストン摺動孔を有するガイド部材と、前記ピストン摺動孔内を軸方向に移動可能な樹脂ピストンと、前記ピストン摺動孔内に前記樹脂ピストンに隣接して配置され、軸方向に移動可能な金属ピストンと、を備え、
前記ダイアフラムと前記ガイド部材と前記樹脂ピストンとの間に流体室が形成され、前記流体室に変形自在な非圧縮性の流動体が収容され、前記熱膨張体の膨張収縮により、前記流体室内の前記流動体を介して、前記樹脂ピストンと前記金属ピストンが前記ガイド部材の前記ピストン摺動孔内を軸方向に移動し、
前記樹脂ピストンは、フッ素樹脂製であり、底面から上方へ行くにしたがって内径が小さくなるようにテーパが付いたテーパ孔が形成され、前記樹脂ピストンの胴部は、底面から上方に行くにしたがって肉厚が次第に厚くなるテーパ部を有することを特徴とするサーモスタットである。 A fourth aspect of the present invention is a thermostat,
A thermo element,
A lower frame in which a lower concave portion for accommodating a bottom portion of the thermo element is formed, and a flow path through which a liquid flows is formed;
An upper frame having a piston hole fixed to the lower frame and slidably supporting the outer periphery of the upper portion of the metal piston;
An on-off valve supported by the metal piston;
Since the on-off valve abuts, a valve seat fixed to the lower frame;
A spring for pressing the on-off valve of the thermo element against the valve seat coupled to the lower frame,
The thermo element includes a bottom case, a thermal expansion body that is filled in the case and expands and contracts due to a temperature change, a diaphragm that seals the thermal expansion body in the case, and a piston that is fixed to an upper portion of the case. A guide member having a sliding hole, a resin piston that can move in the axial direction in the piston sliding hole, and a metal that is arranged in the piston sliding hole adjacent to the resin piston and that can move in the axial direction A piston,
A fluid chamber is formed between the diaphragm, the guide member, and the resin piston, and an incompressible fluid that can be deformed is accommodated in the fluid chamber. Through the fluid, the resin piston and the metal piston move in the axial direction in the piston sliding hole of the guide member,
The resin piston is made of a fluororesin, and has a tapered hole tapered so that the inner diameter decreases as it goes upward from the bottom surface. It is a thermostat characterized by having a tapered portion whose thickness gradually increases.

本発明では、ピストンを、金属ピストンと樹脂ピストンからなるピストン組立体とする。フッ素樹脂製の樹脂ピストンで流動体をシールするので、樹脂ピストンの摺動抵抗は小さく、流動体が漏れるおそれはない。
樹脂ピストンは、上下方向に潰れることはなく、流動体が膨張すると金属ピストンを押し上げる。ピストン組立体は、ピストンの機能を果たす。
フッ素樹脂製の樹脂ピストンは、ピストン摺動孔の内面に接するが、樹脂ピストンの摺動抵抗が大きくなることはない。 In the present invention, the piston is a piston assembly including a metal piston and a resin piston. Since the fluid is sealed with the resin piston made of fluororesin, the sliding resistance of the resin piston is small, and there is no possibility that the fluid leaks.
The resin piston is not crushed in the vertical direction, and pushes up the metal piston when the fluid expands. The piston assembly performs the function of a piston.
The resin piston made of fluororesin is in contact with the inner surface of the piston sliding hole, but the sliding resistance of the resin piston does not increase.

本発明によれば、非圧縮性流動体の漏れの問題がなく、ピストンの摺動抵抗が小さいサーモエレメントを提供することができる。
また、部品の磨耗と劣化が少なく、耐久性の良いサーモエレメントを提供することができる。
また、このようなサーモエレメントを使用したサーモスタットを提供することが出来る。 According to the present invention, it is possible to provide a thermo element that has no problem of leakage of an incompressible fluid and has low sliding resistance of a piston.
In addition, it is possible to provide a thermo element that is less worn and deteriorated and has good durability.
Moreover, a thermostat using such a thermo element can be provided.

従来のダイアフラムタイプのサーモエレメントの縦断面図。The longitudinal cross-sectional view of the conventional diaphragm type thermo element. 本発明の第１の実施形態のサーモエレメントの縦断面図。The longitudinal cross-sectional view of the thermo element of the 1st Embodiment of this invention. 図２のサーモエレメントの高温時の縦断面図。The longitudinal cross-sectional view at the time of the high temperature of the thermo element of FIG. 図２のサーモエレメントの樹脂ピストンの断面図。Sectional drawing of the resin piston of the thermo element of FIG. 図２のサーモエレメントを使用したサーモスタットの縦断面図。The longitudinal cross-sectional view of the thermostat using the thermo element of FIG. 図５のサーモスタットの高温時の縦断面図。The longitudinal cross-sectional view at the time of the high temperature of the thermostat of FIG. 本発明の第２の実施形態のサーモエレメントの樹脂ピストンの断面図。Sectional drawing of the resin piston of the thermo element of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態のサーモエレメントの樹脂ピストンの断面図。Sectional drawing of the resin piston of the thermo element of the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施形態のサーモエレメントの樹脂ピストンの断面図。Sectional drawing of the resin piston of the thermo element of the 4th Embodiment of this invention.

（第１の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図２は、本発明の第１の実施形態のサーモエレメントの縦断面図である。本明細書では、図２の上方向、即ち金属ピストンの頂部の方向を上方向として説明する。サーモエレメントは、底部11のある円筒形のケース10と、ケース10のフランジ13を補強する座金15と、ケース10の上部に係合するガイド部材50と、ケース10に封入された熱膨張体21と、熱膨張体21を封止するための弾性密封部材としてのダイアフラム30と、ダイアフラム30とガイド部材50との間に封入された流動体22と、流動体22の上側でガイド部材50のガイド筒部に摺動自在に保持される樹脂ピストン33と、樹脂ピストン33の上側に摺動自在に保持される金属ピストン40と、を備える。
樹脂ピストン33と金属ピストン40とは、ほぼ同じ外径である。樹脂ピストン33と金属ピストン40とは、ピストン組立体を構成する。 (First embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the thermo element according to the first embodiment of the present invention. In the present specification, the upper direction in FIG. 2, that is, the direction of the top of the metal piston will be described as the upper direction. The thermo element includes a cylindrical case 10 having a bottom portion 11, a washer 15 that reinforces the flange 13 of the case 10, a guide member 50 that engages with an upper portion of the case 10, and a thermal expansion body 21 enclosed in the case 10. A diaphragm 30 as an elastic sealing member for sealing the thermal expansion body 21, a fluid 22 enclosed between the diaphragm 30 and the guide member 50, and a guide of the guide member 50 above the fluid 22 A resin piston 33 that is slidably held by the cylindrical portion and a metal piston 40 that is slidably held above the resin piston 33 are provided.
The resin piston 33 and the metal piston 40 have substantially the same outer diameter. The resin piston 33 and the metal piston 40 constitute a piston assembly.

ケース10は、薄い金属製で、円形の底部11と、底部11に隣接する円筒形の円筒部12と、円筒部12の上端から半径方向に広がるフランジ13とを有する。フランジ13の上面には、ダイアフラム30の外周部の凸部31を受ける凹部が形成されている。   The case 10 is made of a thin metal and has a circular bottom portion 11, a cylindrical cylindrical portion 12 adjacent to the bottom portion 11, and a flange 13 that extends in a radial direction from the upper end of the cylindrical portion 12. On the upper surface of the flange 13, a recess for receiving the protrusion 31 on the outer periphery of the diaphragm 30 is formed.

ケース10の上部にガイド部材50が取り付けられる。ガイド部材50の下端部は、ケース10のフランジ13にかしめるため、ケース10のフランジ13より大径のフランジ51となっている。フランジ51は上下方向の肉厚が厚く、変形しにくくなっている。フランジ51の下面には、ダイアフラム30の外周部の凸部31を受けるための溝51aが形成されている。
フランジ51の下部は、肉厚が薄く円筒形のかしめ部54であり、かしめ部54を半径方向内側に折り曲げて、ダイアフラム30の外周部と、ケースのフランジ13と、座金15とを固定することができる。 A guide member 50 is attached to the upper part of the case 10. The lower end portion of the guide member 50 is a flange 51 having a larger diameter than the flange 13 of the case 10 for caulking to the flange 13 of the case 10. The flange 51 is thick in the vertical direction and is not easily deformed. On the lower surface of the flange 51, a groove 51a for receiving the convex portion 31 on the outer peripheral portion of the diaphragm 30 is formed.
The lower part of the flange 51 is a caulking part 54 having a thin wall and a cylindrical shape. The caulking part 54 is bent inward in the radial direction to fix the outer peripheral part of the diaphragm 30, the flange 13 of the case, and the washer 15. Can do.

ガイド部材50のフランジ51の上は、上に向かって細くなる円錐台形の基部52であり、基部52内に流動体を封入することが出来る。基部52の上は、円筒形のガイド筒部53であり、ガイド筒部53の内側にピストン摺動孔57が形成されている。ピストン摺動孔57の内径は、樹脂ピストン33の外径Dqと、金属ピストン40の外径Dsに適合し、ピストン摺動孔57の内側に樹脂ピストン33と金属ピストン40とを摺動自在に保持することが出来るようになっている。   Above the flange 51 of the guide member 50 is a frustoconical base 52 that narrows upward, and a fluid can be enclosed in the base 52. Above the base portion 52 is a cylindrical guide tube portion 53, and a piston sliding hole 57 is formed inside the guide tube portion 53. The inner diameter of the piston sliding hole 57 conforms to the outer diameter Dq of the resin piston 33 and the outer diameter Ds of the metal piston 40, so that the resin piston 33 and the metal piston 40 can slide freely inside the piston sliding hole 57. It can be held.

ケース10には、パラフィンを含む熱膨張体21が充填され、熱膨張体21の上面は、ダイアフラム30により封止されている。ダイアフラム30は、弾性密封部材の一種である。ダイアフラム30は、中央部が凹状にへこんだほぼ円板状の形状である。外周部には、円周に沿って他の部分より肉厚の厚い凸部31が形成され、凸部31は、ケース10のフランジ13の溝13aと、ガイド部材50のフランジ51の溝51aとに入り、ケース10とガイド部材50との間を密封できるようになっている。   The case 10 is filled with a thermal expansion body 21 containing paraffin, and the upper surface of the thermal expansion body 21 is sealed with a diaphragm 30. The diaphragm 30 is a kind of elastic sealing member. The diaphragm 30 has a substantially disk shape with a central portion recessed in a concave shape. The outer peripheral portion is formed with a convex portion 31 that is thicker than other portions along the circumference, and the convex portion 31 includes a groove 13a of the flange 13 of the case 10 and a groove 51a of the flange 51 of the guide member 50. And the space between the case 10 and the guide member 50 can be sealed.

ケース10のフランジ13の下側には、ケース10を補強するための座金15が配置される。ケース10の肉厚は冷却水の温度が伝わりやすいように薄くなっている。ケース10のフランジ13は、座金15により補強される。座金15は、平らなリング状の部材であり、外周部には、ケース10のフランジ13の凹部を受ける溝15aが形成されている。座金15の外径は、ガイド部材50のかしめ部54の内径に適合する。
座金15と、座金15の上のケース10のフランジ13と、フランジ13の上のダイアフラム30の外周部とは、ガイド部材50のかしめ部54をかしめて固定される。こうして、ケース10とガイド部材50とは気密に一体化されている。 A washer 15 for reinforcing the case 10 is disposed below the flange 13 of the case 10. The thickness of the case 10 is thin so that the temperature of the cooling water can be easily transmitted. The flange 13 of the case 10 is reinforced by a washer 15. The washer 15 is a flat ring-shaped member, and a groove 15a for receiving the recess of the flange 13 of the case 10 is formed on the outer peripheral portion. The outer diameter of the washer 15 matches the inner diameter of the caulking portion 54 of the guide member 50.
The washer 15, the flange 13 of the case 10 on the washer 15, and the outer peripheral portion of the diaphragm 30 on the flange 13 are fixed by caulking the caulking portion 54 of the guide member 50. Thus, the case 10 and the guide member 50 are integrated in an airtight manner.

ガイド部材50の基部52の内面と、ダイアフラム30の上面との間には流動体22を蓄える流体室が設けられている。流体室には非圧縮性の流動体22が充填されている。熱膨張体21が膨張すると、ダイアフラム30が上方へ移動し、流動体22を上方へ押し、流動体22は、樹脂ピストン33を押し上げる。
サーモエレメントの組立て中に、流動体が漏れないようにするため、流動体として、シリコングリス、黒鉛、粘土を混合したペレット状の混合体を用いている。 A fluid chamber for storing the fluid 22 is provided between the inner surface of the base 52 of the guide member 50 and the upper surface of the diaphragm 30. The fluid chamber is filled with an incompressible fluid 22. When the thermal expansion body 21 expands, the diaphragm 30 moves upward to push the fluid 22 upward, and the fluid 22 pushes up the resin piston 33.
In order to prevent the fluid from leaking during the assembly of the thermoelement, a pellet-like mixture in which silicon grease, graphite and clay are mixed is used as the fluid.

図４は、樹脂ピストン33の断面図である。樹脂ピストン33はフッ素樹脂で出来ている。樹脂ピストン33は、ポリテトラフルオロエチレン（テフロン（登録商標））製であることが好ましい。
樹脂ピストン33は、円筒形の部材で、下側は開口し、上に向かって内径が小さくなるテーパの付いたテーパ孔34が形成されている。テーパ孔34は貫通せず、上側は閉じている。樹脂ピストン33は、円盤状の頂部と、頂部の下の胴部とを含む。胴部は、下側から上方へ行くにしたがって肉厚が厚くなるテーパ部37となっている。 FIG. 4 is a sectional view of the resin piston 33. The resin piston 33 is made of fluororesin. The resin piston 33 is preferably made of polytetrafluoroethylene (Teflon (registered trademark)).
The resin piston 33 is a cylindrical member, and has a taper hole 34 having a taper hole that is open on the lower side and has a smaller inner diameter toward the upper side. The tapered hole 34 does not penetrate and the upper side is closed. The resin piston 33 includes a disk-shaped top portion and a body portion below the top portion. The trunk portion is a tapered portion 37 that increases in thickness as it goes from the lower side to the upper side.

樹脂ピストン33の外径Dqは、金属ピストン40の外径Dsと等しいか、それより少し大きく、ガイド筒部53のピストン摺動孔57の内径に適合する。
樹脂ピストン33により、ピストン摺動孔57の内面と樹脂ピストン33の外面との間は密封され、金属ピストン40とピストン摺動孔57との間に、流体室内の流動体22が漏れないようになっている。 The outer diameter Dq of the resin piston 33 is equal to or slightly larger than the outer diameter Ds of the metal piston 40, and matches the inner diameter of the piston sliding hole 57 of the guide cylinder portion 53.
The resin piston 33 seals between the inner surface of the piston sliding hole 57 and the outer surface of the resin piston 33 so that the fluid 22 in the fluid chamber does not leak between the metal piston 40 and the piston sliding hole 57. It has become.

サーモエレメントを組み立てた状態では、流体室にある流動体22が樹脂ピストン33のテーパ孔34に入る。樹脂ピストン33の胴部は、テーパ部37となっている。テーパ部37の下部は、肉厚が薄い。そのため、流動体22によりテーパ部37の下部が押し広げられて、テーパ部37の下部の外面がピストン摺動孔57の内面に押し付けられるように力がかかる。そのため、流動体22の漏れをいっそう少なくすることが出来る。但し、テーパ部37の下部は、ある程度の肉厚があり、樹脂ピストン33が作動中に軸方向に潰れないようになっている。   When the thermo element is assembled, the fluid 22 in the fluid chamber enters the tapered hole 34 of the resin piston 33. The body portion of the resin piston 33 is a tapered portion 37. The lower part of the taper part 37 is thin. Therefore, a force is applied so that the lower portion of the tapered portion 37 is pushed and expanded by the fluid 22 and the outer surface of the lower portion of the tapered portion 37 is pressed against the inner surface of the piston sliding hole 57. Therefore, the leakage of the fluid 22 can be further reduced. However, the lower part of the taper part 37 has a certain thickness so that the resin piston 33 is not crushed in the axial direction during operation.

樹脂ピストン33はフッ素樹脂で形成されているので、樹脂ピストン33のテーパ部37の外面がガイド筒部53の内面に押し付けられても、ガイド筒部53の内面との間の摺動抵抗は大きくならず、樹脂ピストン33は滑らかに摺動することが出来る。   Since the resin piston 33 is made of fluororesin, even if the outer surface of the taper portion 37 of the resin piston 33 is pressed against the inner surface of the guide tube portion 53, the sliding resistance between the inner surface of the guide tube portion 53 is large. In other words, the resin piston 33 can slide smoothly.

従来のゴム製のラバーピストン7を使用する場合は、ゴムは耐摩耗性がよくないので、このようなテーパ孔を形成すると、肉厚の薄い部分は磨耗してしまう。また、ゴムは軸方向に圧縮されて短くなる。
本発明のフッ素樹脂製の樹脂ピストン33は、テーパ孔34を形成してある。テーパ部37の下部は、肉厚が薄くても磨耗が少なく、シール性能の低下は少ない。また、樹脂ピストン33は軸方向に潰されることはない。また、樹脂ピストン33は上下方向に押し潰されることはなく、流動体22が膨張すると、樹脂ピストン33は金属ピストン40を押し上げる。ピストン組立体は、ピストンとして正常に機能する。 When the conventional rubber rubber piston 7 is used, the rubber has poor wear resistance. Therefore, when such a tapered hole is formed, the thin portion is worn. Also, the rubber is compressed in the axial direction and becomes shorter.
The resin piston 33 made of the fluororesin of the present invention has a tapered hole 34 formed therein. Even if the thickness of the lower part of the taper part 37 is thin, there is little abrasion and the degradation of sealing performance is little. Further, the resin piston 33 is not crushed in the axial direction. Further, the resin piston 33 is not crushed in the vertical direction, and the resin piston 33 pushes up the metal piston 40 when the fluid 22 expands. The piston assembly functions normally as a piston.

金属ピストン40は、金属製の円柱状の部材であり、好ましくはステンレス鋼製である。金属ピストン40の下端部は、樹脂ピストン33の上端部に当接している。金属ピストン40は、ガイド部材50のガイド筒部53のピストン摺動孔57に摺動自在に保持される。   The metal piston 40 is a metal columnar member, and is preferably made of stainless steel. The lower end portion of the metal piston 40 is in contact with the upper end portion of the resin piston 33. The metal piston 40 is slidably held in the piston sliding hole 57 of the guide tube portion 53 of the guide member 50.

金属ピストン40のガイド筒部53の上に出た部分の外周部にリング溝43が設けられている。後述するように、リング溝43には、リング45をはめ込むことが出来る。リング45は、後述するサーモスタットの開閉弁75の中央部を支持し、開閉弁75がピストン40と一体に上下方向に移動するように支持する。   A ring groove 43 is provided on the outer peripheral portion of the portion of the metal piston 40 that protrudes above the guide tube portion 53. As will be described later, a ring 45 can be fitted into the ring groove 43. The ring 45 supports a central portion of an on-off valve 75 of a thermostat, which will be described later, and supports the on-off valve 75 so as to move up and down integrally with the piston 40.

図２は、環境温度が常温で、熱膨張体21が収縮し、金属ピストン40に印加されたスプリング80による負荷（図５）により開閉弁75が閉じたときの状態である。樹脂ピストン33のテーパ孔34の内部は、流動体22で満たされている。   FIG. 2 shows a state where the ambient temperature is normal temperature, the thermal expansion body 21 contracts, and the on-off valve 75 is closed by a load (FIG. 5) applied by the spring 80 applied to the metal piston 40. The inside of the taper hole 34 of the resin piston 33 is filled with the fluid 22.

図３は、温度が上昇し、熱膨張体21が膨張し、ダイアフラム30が上方に移動し、流体室の流動体22が、樹脂ピストン33と金属ピストン40を押し上げた状態を示す。樹脂ピストン33と金属ピストン40とは、ピストン組立体を構成し、ピストン摺動孔57内で一体に移動する。
後述するように、このとき、開閉弁75はガイド部材50の上端から離れ、開弁している（図６）。 FIG. 3 shows a state where the temperature rises, the thermal expansion body 21 expands, the diaphragm 30 moves upward, and the fluid 22 in the fluid chamber pushes up the resin piston 33 and the metal piston 40. The resin piston 33 and the metal piston 40 constitute a piston assembly and move integrally within the piston sliding hole 57.
As will be described later, at this time, the on-off valve 75 is separated from the upper end of the guide member 50 and is opened (FIG. 6).

図３の状態から、環境温度が下がると、熱膨張体21は収縮し、金属ピストン40に印加されたスプリング80により金属ピストン40と樹脂ピストン33は押し下げられる。サーモエレメントは、図２の状態に戻る。
サーモエレメントの使用中は、環境温度の変化により、図２と図３の状態の間でピストン40と樹脂ピストン33は、上下方向に移動する。 When the environmental temperature decreases from the state of FIG. 3, the thermal expansion body 21 contracts, and the metal piston 40 and the resin piston 33 are pushed down by the spring 80 applied to the metal piston 40. The thermo element returns to the state of FIG.
During use of the thermo element, the piston 40 and the resin piston 33 move in the vertical direction between the states shown in FIGS.

（サーモスタット）
図５は、図２のサーモエレメントを使用したサーモスタットの縦断面図である。サーモスタットは、前述したサーモエレメントの構成部品の他に、下フレーム60と、下フレーム60に一体に取付けられ、下フレーム60の上方に設けられた上フレーム65と、金属ピストン40により上下方向に移動する開閉弁75と、上フレーム65に対して開閉弁75を下方に押し付けるスプリング80とを備える。 (thermostat)
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a thermostat using the thermo element of FIG. In addition to the components of the thermo element described above, the thermostat is mounted integrally with the lower frame 60, the lower frame 60, and moved vertically by the metal piston 40 and the upper frame 65 provided above the lower frame 60. And a spring 80 that presses the opening / closing valve 75 downward against the upper frame 65.

下フレーム60の中央部は、サーモエレメントのケース10の底部を受けるための下部凹部61である。下部凹部61の中央部は開口している。下フレーム60は、下部凹部61の外側を囲む底面部62と、底面部62に隣接し上方に広がる下部斜面部63を有する。下部斜面部63には開口部63aが形成され、開口部63aを通って冷却水が流れることが出来るようになっている。   The central part of the lower frame 60 is a lower recess 61 for receiving the bottom of the case 10 of the thermo element. The central part of the lower recess 61 is open. The lower frame 60 includes a bottom surface portion 62 that surrounds the outside of the lower recess 61 and a lower slope portion 63 that is adjacent to the bottom surface portion 62 and extends upward. An opening 63a is formed in the lower slope portion 63 so that cooling water can flow through the opening 63a.

下部斜面部63の上端部から、外周部64がフランジ状に横方向に広がって形成されている。
下部斜面部63に隣接する外周部64の部分は、開閉弁75が当接する弁座70となっている。下フレーム60の外周部64に、上フレーム65を勘合するための勘合孔72が形成されている。 From the upper end portion of the lower slope portion 63, an outer peripheral portion 64 is formed in a flange shape so as to spread laterally.
A portion of the outer peripheral portion 64 adjacent to the lower slope portion 63 is a valve seat 70 with which the on-off valve 75 abuts. A fitting hole 72 for fitting the upper frame 65 is formed in the outer peripheral portion 64 of the lower frame 60.

下フレーム60の外周部に上フレーム65が結合されている。上フレーム65は、図５の奥行き方向にある幅を有する部材で、下フレーム60の上側の一部を覆い、上フレーム65のない部分を冷却水が通過することが出来る。
図５に示すように、上フレーム65は、中心軸の両側に対向する２つの側面部66と、側面部66に隣接し、上方に向けて幅が狭まっていく２つの上部斜面部67と、２つの上部斜面部67の間の上部平面部68とを有する。側面部66の下端部に、勘合爪73を有し、勘合爪73を下フレームの勘合孔72に勘合させて、上フレーム65は下フレーム60に結合されている。上部平面部68の中心部は、下方に折れ曲がり、ピストン孔69が形成される。ピストン孔69に金属ピストン40を摺動自在に保持することが出来る。 An upper frame 65 is coupled to the outer periphery of the lower frame 60. The upper frame 65 is a member having a width in the depth direction of FIG. 5, covers a part of the upper side of the lower frame 60, and allows cooling water to pass through a portion without the upper frame 65.
As shown in FIG. 5, the upper frame 65 includes two side surface portions 66 facing both sides of the central axis, two upper slope portions 67 that are adjacent to the side surface portion 66 and have a width that narrows upward. And an upper flat portion 68 between the two upper slope portions 67. The upper frame 65 is coupled to the lower frame 60 by having a fitting claw 73 at the lower end of the side surface portion 66 and fitting the fitting claw 73 into the fitting hole 72 of the lower frame. The central portion of the upper flat portion 68 is bent downward, and a piston hole 69 is formed. The metal piston 40 can be slidably held in the piston hole 69.

下フレーム60の外周部64の下部斜面部63に隣接する部分は、弁座70となっている。弁座70の上面は、開閉弁75の外周部76と当接する。リング45は、ガイド部材50の上端に当接していない。   A portion adjacent to the lower slope portion 63 of the outer peripheral portion 64 of the lower frame 60 is a valve seat 70. The upper surface of the valve seat 70 contacts the outer peripheral portion 76 of the on-off valve 75. The ring 45 is not in contact with the upper end of the guide member 50.

開閉弁75の外周部76には、ゴム焼付け部71が設けられている。ゴム焼付け部71は、弁座70に当接し、開閉弁75の外周部と密着し、開閉弁75を完全に閉じることが出来るようになっている。   A rubber baking portion 71 is provided on the outer peripheral portion 76 of the on-off valve 75. The rubber baking portion 71 is in contact with the valve seat 70 and is in close contact with the outer peripheral portion of the on-off valve 75 so that the on-off valve 75 can be completely closed.

開閉弁75の中心部には、ピストン孔77が形成されている。金属ピストン40は、ピストン孔77を貫通する。開閉弁75のピストン孔77の周りの部分は、金属ピストン40のリング溝43にはめ込まれたリング45の上面に当接し、金属ピストン40が上方へ移動すると、開閉弁75は金属ピストン40に固定されたリング45により押し上げられて、金属ピストン40と一体に移動するようになっている。   A piston hole 77 is formed at the center of the on-off valve 75. The metal piston 40 passes through the piston hole 77. The part around the piston hole 77 of the opening / closing valve 75 abuts on the upper surface of the ring 45 fitted in the ring groove 43 of the metal piston 40, and when the metal piston 40 moves upward, the opening / closing valve 75 is fixed to the metal piston 40. The ring 45 is pushed up to move together with the metal piston 40.

上フレーム65の上部平面部68の内面と、開閉弁75の外周部76の上面との間には、スプリング80が配置されている。スプリング80は、開閉弁75を弁座70に対して押圧し、環境温度が低いときは、開閉弁75が弁座70に押し付けられて、閉じるようにする。   A spring 80 is disposed between the inner surface of the upper flat portion 68 of the upper frame 65 and the upper surface of the outer peripheral portion 76 of the on-off valve 75. The spring 80 presses the opening / closing valve 75 against the valve seat 70, and when the environmental temperature is low, the opening / closing valve 75 is pressed against the valve seat 70 to close.

図６に示すように、環境温度が上昇すると、熱膨張体21が膨張し、ダイアフラム30を上方へ移動させる。流体室の流動体22が、樹脂ピストン33と金属ピストン40を押し上げる。図６は、リング45を介して開閉弁75が押し上げられ開いた状態を示す。開閉弁75はガイド部材50の上端から更に離れる。樹脂ピストン33の下端部は、ピストン摺動孔57内を上方へ移動している。   As shown in FIG. 6, when the environmental temperature rises, the thermal expansion body 21 expands and moves the diaphragm 30 upward. The fluid 22 in the fluid chamber pushes up the resin piston 33 and the metal piston 40. FIG. 6 shows a state in which the on-off valve 75 is pushed up and opened through the ring 45. The on-off valve 75 is further away from the upper end of the guide member 50. The lower end portion of the resin piston 33 moves upward in the piston sliding hole 57.

図６の状態から、環境温度が下がると、熱膨張体21は収縮し、スプリング80により、開閉弁75を介して金属ピストン40に印加された負荷により、金属ピストン40と樹脂ピストン33は押し下げられる。開閉弁75の外周部76は、弁座70の上面に当接し、図５の状態に戻る。
サーモスタットの使用中は、環境温度の変化により、図５と６の状態の間で樹脂ピストン33と金属ピストン40が上下方向に移動し、開閉弁75が開閉する。 When the environmental temperature decreases from the state of FIG. 6, the thermal expansion body 21 contracts, and the metal piston 40 and the resin piston 33 are pushed down by the spring 80 due to the load applied to the metal piston 40 via the on-off valve 75. . The outer peripheral portion 76 of the on-off valve 75 contacts the upper surface of the valve seat 70 and returns to the state shown in FIG.
During use of the thermostat, the resin piston 33 and the metal piston 40 move in the vertical direction between the states shown in FIGS. 5 and 6 due to changes in the environmental temperature, and the on-off valve 75 opens and closes.

（第２の実施形態）
図７は、本発明の第２の実施形態のサーモエレメントの樹脂ピストン33dの断面図である。第２の実施形態では、樹脂ピストン33dにはテーパ孔34dが形成されている。胴部は、下側の円筒部34aとその上側のテーパ部34bとに分かれている。 (Second Embodiment)
FIG. 7 is a cross-sectional view of the resin piston 33d of the thermo element according to the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, a taper hole 34d is formed in the resin piston 33d. The body portion is divided into a lower cylindrical portion 34a and an upper tapered portion 34b.

樹脂ピストン33dの胴部の下側の円筒部37aは、肉厚が一定で薄く、胴部の上側のテーパ部37bは、上方へ行くにしたがって肉厚が次第に厚くなる。テーパ孔34dに入った流動体22により、円筒部37aとテーパ部37bとは半径方向に広がるように押される。
第２の実施形態の樹脂ピストン33dは、円筒部37aの肉厚が薄い。上下方向に一定の幅を有する円筒部37aが、流動体22により、ピストン摺動孔57の内面に押し付けられる。そのため、第１の実施形態の樹脂ピストン33より更に、流動体22は漏れにくくなる。 The cylindrical part 37a on the lower side of the body part of the resin piston 33d has a constant and thin wall thickness, and the taper part 37b on the upper side of the body part gradually increases in thickness as it goes upward. The cylindrical portion 37a and the tapered portion 37b are pushed so as to spread in the radial direction by the fluid 22 entering the tapered hole 34d.
The resin piston 33d of the second embodiment has a thin cylindrical portion 37a. A cylindrical portion 37 a having a certain width in the vertical direction is pressed against the inner surface of the piston sliding hole 57 by the fluid 22. Therefore, the fluid 22 is more difficult to leak than the resin piston 33 of the first embodiment.

第１の実施形態の樹脂ピストン33の代わりに、第２の実施形態の樹脂ピストン33dを使用して、サーモエレメントを作成することが出来、そのサーモエレメントを使用したサーモスタットを作成することが出来る。   Instead of the resin piston 33 of the first embodiment, the thermo-element can be created using the resin piston 33d of the second embodiment, and a thermostat using the thermo-element can be created.

（第３の実施形態）
図８は、本発明の第３の実施形態のサーモエレメントの樹脂ピストン33eと、金属ピストン40eの下端部の断面図である。樹脂ピストン33eは、フッ素樹脂製で、樹脂ピストン33と同様に円筒形である。樹脂ピストン33eには、下面から第１の実施形態のテーパ孔34と同様のテーパ孔34が形成されている。樹脂ピストン33eの胴部は、上方へ行くにしたがって肉厚が厚くなるテーパ部37となっている。頂部の中心部には、断面が円形の凹部35が形成されている。 (Third embodiment)
FIG. 8 is a cross-sectional view of the lower end portion of the resin piston 33e and the metal piston 40e of the thermo element according to the third embodiment of the present invention. The resin piston 33e is made of fluororesin and has a cylindrical shape like the resin piston 33. A taper hole 34 similar to the taper hole 34 of the first embodiment is formed in the resin piston 33e from the lower surface. The body portion of the resin piston 33e is a tapered portion 37 that increases in thickness as it goes upward. A recess 35 having a circular cross section is formed at the center of the top.

第３の実施形態では、金属ピストン40eの下面に、円筒形の凸部42が形成されている。凸部42の外径は、凹部35の内径と等しいか少し小さく、凸部42の高さは、凹部35の深さより少し小さい。金属ピストン40eの凸部42は、樹脂ピストン33eの凹部35に適合するようになっている。又は、凸部42の外径は凹部35の内径より少し大きくし、樹脂ピストン33eの凹部35に金属ピストン40eの凸部42を嵌め込んで結合するようにすることもできる。樹脂ピストン33eと金属ピストン40eとは、一体のピストン組立体を形成する。
第３の実施形態では、樹脂ピストン33eと金属ピストン40eとは、相互に位置ずれしにくく、確実にピストン組立体を構成し、サーモエレメントの動作が安定する。 In the third embodiment, a cylindrical convex portion 42 is formed on the lower surface of the metal piston 40e. The outer diameter of the convex portion 42 is equal to or slightly smaller than the inner diameter of the concave portion 35, and the height of the convex portion 42 is slightly smaller than the depth of the concave portion 35. The convex part 42 of the metal piston 40e is adapted to the concave part 35 of the resin piston 33e. Alternatively, the outer diameter of the convex portion 42 may be slightly larger than the inner diameter of the concave portion 35, and the convex portion 42 of the metal piston 40e may be fitted and coupled to the concave portion 35 of the resin piston 33e. The resin piston 33e and the metal piston 40e form an integral piston assembly.
In the third embodiment, the resin piston 33e and the metal piston 40e are unlikely to be displaced from each other, reliably constitute a piston assembly, and the operation of the thermo element is stabilized.

第１の実施形態の樹脂ピストン33と金属ピストン40の代わりに、第３の実施形態の樹脂ピストン33eと金属ピストン40eを使用して、サーモエレメントを作成することが出来る。そのサーモエレメントを使用したサーモスタットを作成することが出来る。
第２の実施形態の樹脂ピストン33dも、第３の実施形態の樹脂ピストン33eのように、ピストン収容孔35を形成し、凸部42を有する金属ピストン40eと組み合わせて使用することが出来る。 Instead of the resin piston 33 and the metal piston 40 of the first embodiment, the thermo-element can be created using the resin piston 33e and the metal piston 40e of the third embodiment. A thermostat using the thermo element can be created.
Similarly to the resin piston 33e of the third embodiment, the resin piston 33d of the second embodiment can be used in combination with the metal piston 40e having the piston receiving hole 35 and having the convex portion 42.

（第４の実施形態）
図９は、本発明の第４の実施形態のサーモエレメントの樹脂ピストン33fと、金属ピストン40fの下端部の断面図である。樹脂ピストン33fには、下面から第１の実施形態のテーパ孔34と同様のテーパ孔34が形成されている。樹脂ピストン33fには、下面から第１の実施形態のテーパ孔34と同様のテーパ孔34が形成されている。樹脂ピストン33fの胴部は、上方へ行くにしたがって肉厚が厚くなるテーパ部37となっている。頂部の中心部には、円筒形の凸部36が形成されている。 (Fourth embodiment)
FIG. 9 is a cross-sectional view of the lower end portion of the resin piston 33f and the metal piston 40f of the thermo element according to the fourth embodiment of the present invention. A taper hole 34 similar to the taper hole 34 of the first embodiment is formed in the resin piston 33f from the lower surface. A taper hole 34 similar to the taper hole 34 of the first embodiment is formed in the resin piston 33f from the lower surface. The body portion of the resin piston 33f is a tapered portion 37 that increases in thickness as it goes upward. A cylindrical convex portion 36 is formed at the center of the top portion.

第４の実施形態では、金属ピストン40fの下面に、樹脂ピストン33fの凸部36を収容する凹部43が形成されている。
凸部36の外径は、凹部43の内径と等しいか少し小さく、凸部36の高さは、凹部43の深さより少し小さい。樹脂ピストン33fの凸部36は、金属ピストン40fの凹部43に適合するようになっている。又は、凸部36の外径は凹部43の内径より少し大きくし、ピストン40fの凹部43に樹脂ピストン33fの凸部36を嵌め込んで結合するようにすることもできる。樹脂ピストン33fと金属ピストン40fとは、一体のピストン組立体を形成する。
第４の実施形態では、樹脂ピストン33fとピストン40fとは、相互に位置ずれしにくく、確実にピストン組立体を構成し、サーモエレメントの動作が安定する。 In the fourth embodiment, a concave portion 43 that accommodates the convex portion 36 of the resin piston 33f is formed on the lower surface of the metal piston 40f.
The outer diameter of the convex portion 36 is equal to or slightly smaller than the inner diameter of the concave portion 43, and the height of the convex portion 36 is slightly smaller than the depth of the concave portion 43. The convex portion 36 of the resin piston 33f is adapted to the concave portion 43 of the metal piston 40f. Alternatively, the outer diameter of the convex portion 36 may be slightly larger than the inner diameter of the concave portion 43, and the convex portion 36 of the resin piston 33f may be fitted and coupled to the concave portion 43 of the piston 40f. The resin piston 33f and the metal piston 40f form an integral piston assembly.
In the fourth embodiment, the resin piston 33f and the piston 40f are unlikely to be displaced from each other, reliably constitute a piston assembly, and the operation of the thermo element is stabilized.

第１の実施形態の樹脂ピストン33と金属ピストン40の代わりに、第４の実施形態の樹脂ピストン33fと金属ピストン40fを使用して、サーモエレメントを作成することが出来る。そのサーモエレメントを使用したサーモスタットを作成することが出来る。
第２の実施形態の樹脂ピストン33dも、第４の実施形態の樹脂ピストン33fのように、凸部36を形成し、凹部43を有する金属ピストン40fと組み合わせて使用することが出来る。 Instead of the resin piston 33 and the metal piston 40 of the first embodiment, the thermo-element can be created using the resin piston 33f and the metal piston 40f of the fourth embodiment. A thermostat using the thermo element can be created.
The resin piston 33d of the second embodiment can also be used in combination with the metal piston 40f having the convex portion 36 and having the concave portion 43, like the resin piston 33f of the fourth embodiment.

第１〜４の実施形態として、本発明のサーモエレメントを自動車用サーモスタットに取付けた実施形態を説明したが、これに限定するものではなく、本発明のサーモエレメントを他の装置に取付けることもでき、その場合も同様の効果が得られる。   As the first to fourth embodiments, the embodiment in which the thermoelement of the present invention is attached to the automobile thermostat has been described. However, the present invention is not limited to this, and the thermoelement of the present invention can also be attached to other devices. In this case, the same effect can be obtained.

本発明の第１〜４の実施形態として、ダイアフラムタイプのサーモエレメントについて説明したが、本発明はこれに限定されず、スリーブタイプ等他の種類のサーモエレメントでも、非圧縮性の流動体を介してピストンを押し出すサーモエレメントについて、金属ピストンと樹脂ピストンを組み合わせたピストン組立体を使用して、サーモエレメントを作成することが出来る。   As the first to fourth embodiments of the present invention, the diaphragm type thermo element has been described. However, the present invention is not limited to this, and other types of thermo elements such as a sleeve type may be used via an incompressible fluid. As for the thermo element that pushes out the piston, the thermo element can be created by using a piston assembly that combines a metal piston and a resin piston.

1 ケース
2 熱膨張体
3 ダイアフラム
4 流動体
5 ガイド部材
6 ピストン
7 ラバーピストン
8 保護板
10 ケース
11 底
12 円筒部
13 フランジ
13a 溝
15 座金
15a 溝
21 熱膨張体
22 流動体
30 ダイアフラム
31 凸部
33,33e,33f 樹脂ピストン
34 テーパ孔
34d テーパ孔
35 凹部
36 凸部
37 テーパ部
37a 円筒部
37b テーパ部
40,40e,40f 金属ピストン
42 凸部
43 凹部
50 ガイド部材
51 フランジ
51a 溝
54 かしめ部
52 基部
53 ガイド筒部
57 ピストン摺動孔
58 テーパ部
59 中央孔
60 下フレーム
61 下部凹部
62 底面部
63a 開口部
63 下部斜面部
64 外周部
65 上フレーム
66 側面部
67 上部斜面部
68 上部平面部
69 ピストン孔
70 弁座
71 ゴム焼付け部
72 勘合孔
73 勘合爪
75 開閉弁
76 外周部
77 ピストン係止孔
80 スプリング 1 case
2 Thermal expansion body
3 Diaphragm
4 Fluid
5 Guide member
6 Piston
7 Rubber piston
8 Protection plate
10 cases
11 Bottom
12 Cylindrical part
13 Flange
13a groove
15 Washer
15a groove
21 Thermal expansion body
22 Fluid
30 Diaphragm
31 Convex
33,33e, 33f Plastic piston
34 Taper hole
34d taper hole
35 recess
36 Convex
37 Taper
37a Cylindrical part
37b Taper
40,40e, 40f Metal piston
42 Convex
43 recess
50 Guide member
51 Flange
51a groove
54 Caulking section
52 Base
53 Guide tube
57 Piston sliding hole
58 Taper
59 Central hole
60 Lower frame
61 Lower recess
62 Bottom
63a opening
63 Lower slope
64 Perimeter
65 Upper frame
66 Side view
67 Upper slope
68 Top plane
69 Piston hole
70 Valve seat
71 Rubber baked part
72 Mating hole
73 mating claws
75 On-off valve
76 Outer periphery
77 Piston locking hole
80 spring

Claims (9)

底のあるケースと、前記ケースに充填され温度変化により膨張収縮する熱膨張体と、前記ケース内に前記熱膨張体を密封するダイアフラムと、前記ケースの上部に固定され、ピストン摺動孔を有するガイド部材と、前記ピストン摺動孔内を軸方向に移動可能な樹脂ピストンと、前記ピストン摺動孔内に前記樹脂ピストンに隣接して配置され、軸方向に移動可能な金属ピストンと、を備え、
前記ダイアフラムと前記ガイド部材と前記樹脂ピストンとの間に流体室が形成され、前記流体室に変形自在な非圧縮性の流動体が収容され、前記熱膨張体の膨張収縮により、前記流体室内の前記流動体を介して、前記樹脂ピストンと前記金属ピストンが前記ガイド部材の前記ピストン摺動孔内を軸方向に移動するサーモエレメントであって、
前記樹脂ピストンは、フッ素樹脂製であり、底面から上方へ行くにしたがって内径が小さくなるようにテーパが付いたテーパ孔が形成され、前記樹脂ピストンの胴部は、底面から上方に行くにしたがって肉厚が次第に厚くなるテーパ部を有することを特徴とするサーモエレメント。 A case with a bottom; a thermal expansion body that is filled in the case and expands and contracts due to a temperature change; a diaphragm that seals the thermal expansion body in the case; and a piston sliding hole that is fixed to an upper portion of the case. A guide member, a resin piston movable in the axial direction in the piston sliding hole, and a metal piston disposed in the piston sliding hole adjacent to the resin piston and movable in the axial direction. ,
A fluid chamber is formed between the diaphragm, the guide member, and the resin piston, and an incompressible fluid that can be deformed is accommodated in the fluid chamber. A thermo element in which the resin piston and the metal piston move in the axial direction in the piston sliding hole of the guide member via the fluid,
The resin piston is made of a fluororesin, and has a tapered hole tapered so that the inner diameter decreases as it goes upward from the bottom surface. A thermo element having a taper portion that gradually increases in thickness. 請求項１に記載のサーモエレメントであって、前記樹脂ピストンの前記胴部は、肉厚が一定の円筒部と、肉厚が次第に厚くなるテーパ部とを有するサーモエレメント。   2. The thermo element according to claim 1, wherein the body portion of the resin piston includes a cylindrical portion having a constant thickness and a tapered portion having a gradually increasing thickness. 請求項１又は２に記載のサーモエレメントであって、
前記樹脂ピストンの一端面に断面が円形の凹部が形成され、前記樹脂ピストンの前記一端面に当接する前記金属ピストンの端面に、断面が円形で、前記樹脂ピストンの前記凹部に適合する凸部が形成されているサーモエレメント。 The thermo element according to claim 1 or 2,
A concave portion having a circular cross section is formed on one end surface of the resin piston, and a convex portion having a circular cross section and fitting to the concave portion of the resin piston is formed on the end surface of the metal piston that contacts the one end surface of the resin piston. The thermo element that is formed. 請求項１又は２に記載のサーモエレメントであって、
前記樹脂ピストンの一端面に断面が円形の凸部が形成され、前記樹脂ピストンの前記一端面に当接する前記金属ピストンの端面に、断面が円形で、前記樹脂ピストンの前記凸部に適合する凹部が形成されているサーモエレメント。 The thermo element according to claim 1 or 2,
A convex portion having a circular cross section is formed on one end surface of the resin piston, and a concave portion having a circular cross section and conforming to the convex portion of the resin piston is formed on the end surface of the metal piston contacting the one end surface of the resin piston. The thermo element that is formed. 底のあるケースと、前記ケースに充填された熱膨張体と、前記ケース内に前記熱膨張体を密封するダイアフラムと、前記ケースの上部に固定され、ピストン摺動孔を有するガイド部材と、前記ピストン摺動孔内を軸方向に移動可能なピストン組立体と、
前記ダイアフラムと前記ガイド部材と前記ピストン組立体との間に形成された流体室に収容された非圧縮性の流動体とを備えるサーモエレメントであって、
前記ピストン組立体は、フッ素樹脂製の樹脂ピストンと、前記樹脂ピストンと同じ外径の金属製の金属ピストンとを有し、
前記樹脂ピストンは、底面から上方へ行くにしたがって内径が小さくなるようにテーパが付いたテーパ孔が形成され、前記樹脂ピストンの胴部は、底面から上方に行くにしたがって肉厚が次第に厚くなるテーパ部を有することを特徴とするサーモエレメント。 A case with a bottom, a thermal expansion body filled in the case, a diaphragm for sealing the thermal expansion body in the case, a guide member fixed to an upper portion of the case and having a piston sliding hole, A piston assembly movable in the axial direction within the piston sliding hole;
A thermo element comprising an incompressible fluid housed in a fluid chamber formed between the diaphragm, the guide member and the piston assembly;
The piston assembly includes a resin piston made of fluororesin, and a metal piston made of metal having the same outer diameter as the resin piston,
The resin piston is formed with a tapered hole tapered so that the inner diameter becomes smaller as it goes upward from the bottom surface, and the body portion of the resin piston becomes tapered gradually as it goes upward from the bottom surface. The thermo element characterized by having a part. 請求項５に記載のサーモエレメントであって、
前記樹脂ピストンの一端面に断面が円形の凹部が形成され、前記樹脂ピストンの前記一端面に当接する前記金属ピストンの端面に、断面が円形で、前記樹脂ピストンの前記凹部に適合する凸部が形成され、前記凹部に前記凸部を嵌め込んで、前記樹脂ピストンと前記金属ピストンとは、一体の前記ピストン組立体を形成するサーモエレメント。 The thermo element according to claim 5,
A concave portion having a circular cross section is formed on one end surface of the resin piston, and a convex portion having a circular cross section and fitting to the concave portion of the resin piston is formed on the end surface of the metal piston that contacts the one end surface of the resin piston. A thermo element that is formed and the convex portion is fitted into the concave portion, and the resin piston and the metal piston form an integral piston assembly. 請求項５に記載のサーモエレメントであって、
前記樹脂ピストンの一端面に断面が円形の凸部が形成され、前記樹脂ピストンの前記一端面に当接する前記金属ピストンの端面に、断面が円形で、前記樹脂ピストンの前記凸部に適合する凹部が形成され、前記凹部に前記凸部を嵌め込んで、前記樹脂ピストンと前記金属ピストンとは、一体の前記ピストン組立体を形成するサーモエレメント。 The thermo element according to claim 5,
A convex portion having a circular cross section is formed on one end surface of the resin piston, and a concave portion having a circular cross section and conforming to the convex portion of the resin piston is formed on the end surface of the metal piston contacting the one end surface of the resin piston. Is formed, and the convex portion is fitted into the concave portion, and the resin piston and the metal piston form an integral piston assembly. 底のあるケースと、前記ケースに充填された熱膨張体と、前記ケース内に前記熱膨張体を密封するダイアフラムと、前記ケースの上部に固定され、ピストン摺動孔を有するガイド部材と、前記ダイアフラムと前記ガイド部材との間に形成された流体室に収容された非圧縮性の流動体とを備えるサーモエレメントに使用するピストン組立体であって、
前記ピストン組立体は、フッ素樹脂製の樹脂ピストンと、前記樹脂ピストンと同じ外径の金属製の金属ピストンとを有し、前記ピストン摺動孔内を軸方向に移動可能であり、
前記樹脂ピストンは、底面から上方へ行くにしたがって内径が小さくなるようにテーパが付いたテーパ孔が形成され、前記樹脂ピストンの胴部は、底面から上方に行くにしたがって肉厚が次第に厚くなるテーパ部を有することを特徴とするピストン組立体。 A case with a bottom, a thermal expansion body filled in the case, a diaphragm for sealing the thermal expansion body in the case, a guide member fixed to an upper portion of the case and having a piston sliding hole, A piston assembly for use in a thermo element comprising an incompressible fluid housed in a fluid chamber formed between a diaphragm and the guide member,
The piston assembly includes a resin piston made of fluororesin and a metal metal piston having the same outer diameter as the resin piston, and is movable in the piston sliding hole in the axial direction.
The resin piston is formed with a tapered hole tapered so that the inner diameter becomes smaller as it goes upward from the bottom surface, and the body portion of the resin piston becomes tapered gradually as it goes upward from the bottom surface. A piston assembly comprising a portion. サーモスタットであって、
サーモエレメントと、
前記サーモエレメントの底部を収容するための下部凹部が形成され、液体の流れる流路が形成された下フレームと、
前記下フレームに固定され、金属ピストンの上部の外周を摺動可能に支持するピストン孔を有する上フレームと、
前記金属ピストンにより支持された開閉弁と、
前記開閉弁が当接するため、前記下フレームに固定された弁座と、
前記サーモエレメントの前記開閉弁を前記下フレームに結合された前記弁座に押し付けるバネと、を備え、
前記サーモエレメントは、底のあるケースと、前記ケースに充填され温度変化により膨張収縮する熱膨張体と、前記ケース内に前記熱膨張体を密封するダイアフラムと、前記ケースの上部に固定され、金属ピストンを摺動自在に保持するピストン摺動孔を有するガイド部材と、前記ピストン摺動孔内を軸方向に移動可能な金属ピストンと、前記ピストン摺動孔内に前記金属ピストンに隣接して配置され、軸方向に移動可能な樹脂ピストンと、を備え、
前記ダイアフラムと前記ガイド部材と前記樹脂ピストンとの間に流体室が形成され、前記流体室に変形自在な非圧縮性の流動体が収容され、前記熱膨張体の膨張収縮により、前記流体室内の前記流動体を介して、前記金属ピストンと前記樹脂ピストンが前記ガイド部材の前記ピストン摺動孔内を軸方向に移動するようになっていて、
前記樹脂ピストンは、フッ素樹脂製であり、底面から上方へ行くにしたがって内径が小さくなるようにテーパが付いたテーパ孔が形成され、前記樹脂ピストンの前記胴部は、底面から上方に行くにしたがって肉厚が次第に厚くなるテーパ部を有することを特徴とするサーモスタット。 A thermostat,
A thermo element,
A lower frame in which a lower concave portion for accommodating a bottom portion of the thermo element is formed, and a flow path through which a liquid flows is formed;
An upper frame having a piston hole fixed to the lower frame and slidably supporting the outer periphery of the upper portion of the metal piston;
An on-off valve supported by the metal piston;
Since the on-off valve abuts, a valve seat fixed to the lower frame;
A spring for pressing the on-off valve of the thermo element against the valve seat coupled to the lower frame,
The thermo element includes a case with a bottom, a thermal expansion body that is filled in the case and expands and contracts due to a temperature change, a diaphragm that seals the thermal expansion body in the case, and is fixed to an upper portion of the case. A guide member having a piston sliding hole for slidably holding the piston, a metal piston movable in the axial direction in the piston sliding hole, and disposed adjacent to the metal piston in the piston sliding hole And a resin piston movable in the axial direction,
A fluid chamber is formed between the diaphragm, the guide member, and the resin piston, and an incompressible fluid that can be deformed is accommodated in the fluid chamber. Through the fluid, the metal piston and the resin piston move in the axial direction in the piston sliding hole of the guide member,
The resin piston is made of a fluororesin, and a tapered hole is formed so that the inner diameter becomes smaller as it goes upward from the bottom surface. The body portion of the resin piston goes upward from the bottom surface. A thermostat characterized by having a taper portion where the wall thickness gradually increases.
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