JP6293955B1 - ワックスサーモアクチュエーター - Google Patents
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Abstract
Description
また、第1発明〜第5発明によれば、リフト移動するピストンロッド上の発熱手段の熱を、伝熱パイプにより、優先的にハウジングの軸方向に伝熱し、熱源から最も離れたハウジングの内部の底面付近のワックスにも効率よく伝熱することができる。また、伝熱パイプがハウジングカップの内法略全長に亘るため、ピストンロッドの移動に引き摺られて伝熱パイプが移動することがない。このため、ピストンロッドのリフト量が多く高い位置にある場合でもワックス全体を偏りなく熱膨張をさせることができ、周囲の温度環境に拘わらずピストンロッドの所望のリフト量を得ることができる。
図2は、本実施の形態に係るワックスサーモアクチュエーター1のハウジング2の構成を示す分解斜視図である。ハウジング2は、ワックスサーモアクチュエーター1を構成する金属容器であり、ワックスWを収容するハウジングカップ20と、このハウジングカップ20の上端部に嵌着されるハウジングキャップ21など、から構成されている。また、ハウジングカップ20とハウジングキャップ21との間には、これらを密閉して封止するシール材22が介装されている。
図3は、ハウジング2のハウジングカップ20のみを示す鉛直断面図である。図2、図3に示すように、ハウジングカップ20は、ワックスWを収容する容器となるカップ本体部20aと、このカップ本体部20aの上方に形成された上端部20bと、カップ本体部20aの下方に形成された下端部20cなど、から構成されている。
図4は、主にハウジング2のハウジングキャップ21の構成を示す鉛直断面図である。図2、図4に示すように、ハウジングキャップ21は、主に、上部21aと、下部21bとから構成された段階状に2つの異径円筒が重なりあった概略キャップ状の部材である。
図5は、シール材22のみを示す鉛直断面図である。図2、図5に示すように、シール材22は、上部22aがドーム状、下部22bが下方に行くに従って縮径する逆円錐台状となった概略マッシュルーム状の部材である。このシール材22は、合成樹脂などのゴム弾性体からなる部材であり、ハウジングカップ20とハウジングキャップ21との間に介在してゴム弾性体が圧縮されることで両者の隙間を埋めて密封する機能を有している。
図6は、ピストンロッド3のみを示す斜視図であり、図7は、ピストンロッド3のみを示す鉛直断面図である。図6、図7に示すように、ピストンロッド3は、下端が閉塞された外径4mmの有底円筒状のロッド本体30と、このロッド本体30の軸線上の上部に固着されたリング状のフランジ31と、から主に構成されたステンレス製の部材である。このピストンロッド3は、ハウジング2に対して相対的に突出動作又は後退動作することにより、図示しない他部材を押圧して、ハウジング2とハウジング2と一体化されたバルブとが駆動され、流路を開閉する機能を有している。
ロッド本体30の内部には、発熱手段(熱源)として通電により発熱する電熱ヒータ32が設けられている。本実施形態に係る電熱ヒータ32は、配線33,34により電気的に車のバッテリー等の12Vの直流電源に接続されている。この電熱ヒータ32は、ワックスサーモアクチュエーター1の周囲の温度環境に拘わらず、通電により発熱してワックスWを熱膨張可能とする機能を有している。勿論、本発明に係る発熱手段は、交流電源と接続するものでも構ないし、電熱ヒータに限られず、スイッチ等の操作により発熱の開始及び終了を制御可能な発熱手段であればよい。
次に、図8を用いて、本実施の形態に係る伝熱パイプ4について説明する。図8は、本実施の形態に係る伝熱パイプ4を示す斜視図である。伝熱パイプ4は、電熱ヒータ32の熱を優先的にハウジング2の軸方向に伝熱する0.2mm程度の厚さの矩形の銅板から円筒状に丸められた円筒状の部材である。
次に、図9を用いて、前述のワックスサーモアクチュエーター1の動作について説明する。図9は、本発明の実施の形態に係るワックスサーモアクチュエーターを示す鉛直断面図であり、(a)が、ピストンロッドのリフトアップ前を示し、(b)が、ピストンロッドが高い位置までリフトアップされた状態を示している。また、ワックスサーモアクチュエーター1のハウジング2を固定してピストンロッド3を上下動させてリフトアップ又はリフトダウンする場合を例示して説明する。
次に、図10を用いて、本実施形態に係るワックスサーモアクチュエーター1と従来品との性能を比較した測定結果について説明する。図10は、温度とリフト量との関係をプロットして本実施形態に係るワックスサーモアクチュエーター1と従来品との性能を比較した測定結果のグラフである。ここで、実施形態とは、前述のワックスサーモアクチュエーター1であり、塗り潰した菱形で示している。また、従来品とは、前述のワックスサーモアクチュエーター1のうち、伝熱パイプ4を挿置していないものであり、塗り潰した三角形で示している。
2:ハウジング
20:ハウジングカップ
20a:カップ本体部
20b:上端部
20c:下端部
20d:シール材載置部
20e:溝
21:ハウジングキャップ
21a:上部
21b:下部
21c:凹部
21d:ロッド孔
21e:凹部
22:シール材
22a:上部
22b:下部
22c:ロッド孔
23:ワッシャ
24:ピストンシール材
3:ピストンロッド
30:ロッド本体
31:フランジ
32:電熱ヒータ(発熱手段)
33,34:配線
4:伝熱パイプ
40:パイプ本体
40a:孔
41:鍔
W:ワックス
Claims (5)
- ワックスが封入されたハウジングと、このハウジングに対して突没自在なピストンロッドと、を備え、このピストンロッドの内部に発熱手段を有するワックスサーモアクチュエーターであって、
前記ピストンロッドに遊嵌されて前記発熱手段の熱を伝熱する円筒状の伝熱パイプが前記ハウジングの内部に挿置されており、
前記ハウジングは、前記ワックスを収容する有底円筒状のハウジングカップと、このハウジングカップの上端部に嵌着されるハウジングキャップと、前記ハウジングカップと前記ハウジングキャップとの間に介装されて両者間を封止するシール材と、を備え、
前記伝熱パイプは、前記ハウジングカップの内部の底面から前記シール材に至るまでの長手方向の内法略全長に亘る長さを有すること
を特徴とするワックスサーモアクチュエーター。 - 前記伝熱パイプの外径は、前記ハウジングカップの内周面と離間し、且つ、前記伝熱パイプの内径は、前記ピストンロッドに内接しない径に設定されていること
を特徴とする請求項1に記載のワックスサーモアクチュエーター。 - 前記伝熱パイプの周面には、多数の孔が穿設されていること
を特徴とする請求項1又は2に記載のワックスサーモアクチュエーター。 - 前記伝熱パイプは、金属製パイプ であること
を特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のワックスサーモアクチュエーター。 - 前記伝熱パイプの上端には、外周面から外側へ張り出すドーナツ状の鍔が形成されていること
を特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載のワックスサーモアクチュエーター。
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