專利名稱：熱電偶的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及熱電偶，其被使用于例如使冷卻液等的流體通道的開關閥等動作的恒溫器(恒溫箱)等，特別涉及具有下述結構的熱電偶，其具有根據(jù)冷卻液等的被檢測一側的溫度變化而膨脹、收縮的熱膨脹體以及由此而被移動的移動部件(活塞)。
背景技術：
在冷卻汽車用發(fā)動機的水冷式冷卻裝置中，為了可以控制導入發(fā)動機的冷卻液的溫度，使用調(diào)節(jié)在散熱器一側循環(huán)的冷卻水量的、作為控制閥的恒溫器。這樣的恒溫器，將其控制閥插入安裝在構成冷卻裝置的冷卻液通道的一部分上，冷卻液溫度低時，關閉該控制閥，使冷卻液在不經(jīng)過散熱器地經(jīng)由旁路通道進行循環(huán)，并且在冷卻液溫度變高時，打開該控制閥，使冷卻液通過散熱器進行循環(huán)，由此將冷卻液的溫度控制在所需狀態(tài)。
在這樣的恒溫器中，一般使用熱電偶作為溫度傳感器，該熱電偶利用石蠟(ワツクス)等熱膨脹體。
作為以往的這種熱電偶，已知的各種結構中，以套管(スリ一ブタイプ)型(參照例如專利文獻1)、以及隔膜(ダイヤフラムタイプ)型(參照例如專利文獻2)等為主。
專利文獻1 日本實公昭58-16003號公報專利文獻2 日本專利第3225386號公報(2～3頁，圖1、圖6)上述專利文獻1中所示的套管型熱電偶的結構為，在金屬制的容器內(nèi)容置有橡膠套管，在容器與橡膠套管之間形成的密封室內(nèi)，填充有作為熱膨脹體的石蠟，而且，在橡膠套管內(nèi)介由被壓縮性流動體而滑動自如地插入作為移動部件的活塞。而且，在該套管型熱電偶中，隨著石蠟的膨脹，通過設在活塞周圍的橡膠套管，將活塞擠出，而使得活塞突出，由此，使該活塞在進退方向動作。
另一方面，上述專利文獻2所述的隔膜型熱電偶的結構為，在殼體的一端封入作為熱膨脹體的石蠟，通過隔膜以及流動體將其體積變化傳遞到作為移動部件的活塞上。而且，在該隔膜型而熱電偶中，若石蠟膨脹，則隔膜向與石蠟相反一側鼓起變位，由此，通過按壓流動體，使熱膨脹轉換成軸線方向的移動，從而使作為移動部件的活塞向殼體外部突出那樣的動作。
這里，該專利文獻2中，作為其已知技術介紹了下述結構，使用橡膠活塞作為密封材料以防止流動體向活塞一側泄漏，該橡膠活塞在滑動的同時可進行密封，而且，在橡膠活塞和活塞之間，設有由氟樹脂形成的墊片以防止橡膠活塞和活塞粘著。
而且，該專利文獻2中還公開了以下結構，省略上述橡膠活塞，使活塞的內(nèi)側端鄰接于流動體中，并且設置環(huán)狀密封部件夾在活塞與殼體之間，從而防止流動體向外部泄漏。
在具有上述結構的熱電偶中，專利文件1的套管型熱電偶，若在容器內(nèi)部浸入冷卻液等的被檢測一側流體，就會產(chǎn)生活塞不能返回容器內(nèi)部、也就是說成為抬升狀態(tài)的問題。而且，將這樣的熱電偶使用作恒溫器時，由于閥體在流體通道中總是打開狀態(tài)，因此會導致例如發(fā)動機暖機性能惡化的問題。
而且，這樣的套管型熱電偶中，由于其結構是收縮套管而使活塞突出，因此具有應答性方面的問題，而且，還具有活塞的沖程無法增大的問題。此外，由于上述套管通常要反復進行收縮、膨脹動作，因此隨著老化的進程，變得容易破裂，萬一產(chǎn)生破損，就不能使活塞進行突出動作，在用于恒溫器的情況下，由于閥體成為關閉的狀態(tài)，就有可能導致過熱的發(fā)生，因此必須找出防止其發(fā)生的對策。
而且，專利文獻2中的作為已知技術的隔膜型熱電偶中，在與上述套管型的對比中，其結構是作為熱膨脹體的石蠟被隔膜完全分離，因此不會產(chǎn)生石蠟泄漏等的問題。但是，取而代之的是增加了構成部件的數(shù)量，例如，用于分離石蠟并傳遞膨脹的隔膜、代替以往的石蠟用于推動活塞的流動體、密封該流體的橡膠活塞等，因此產(chǎn)生了很難降低成本的問題。而且，由于石蠟是作為獨立的結構，因此為了使活塞動作，就必須使用流動性、潤滑性比石蠟更好的流動體來代替石蠟作為媒質。
而且，上述隔膜型熱電偶中，活塞和保持該活塞的導引部件都是金屬制造的，因此如果對活塞或者導引部件從側面加載應力，則活塞傾斜，滑動摩擦增大，從而導致活塞和導引部件的磨損問題。而且，冷卻液中所含的物質會起化學變化，異物就會堆積在活塞和導引部件之間的滑動部，由此活塞的移動就可能變得遲鈍甚至有可能無法移動，因此需要進行維修。
而且，作為密封部件的橡膠活塞結構為，大致呈圓柱形，且與活塞成為一體邊滑動邊進行密封，因此會導致下述問題，即，由于滑動阻力大因而敏感性不佳，并且從耐久性方面來說，密封性能也不充分。而且，由于要使用隔膜，因此會受到該隔膜振幅的限制，由此會產(chǎn)生活塞動作沖程不能太大的問題。
因此，在專利文獻2中，使活塞與流動體相鄰，為了防止流動體的向殼體外部的流出或冷卻液的向殼體內(nèi)部的浸入，在流動體和導引部件之間設置了密封部件，但這就必須使隔膜、流體等的構成部件數(shù)量越來越多，因此很難降低成本。
而且，該專利文獻2中，將上述流動體在活塞和導引部件之間由單純的U形填料進行密封，但這樣的填料可能會導致流動體向外部泄漏等的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，鑒于上述問題，提供一種熱電偶，其可一掃上述套管式及隔膜式的熱電偶所存在的問題，以最少限度的構成部件數(shù)量，可實現(xiàn)低成本，而且，利用隨著熱膨脹體的膨脹、收縮的體積變化，可以進行活塞所需沖程的進退動作，且在應答性(靈敏性)及耐久性方面也相當優(yōu)異。
基于上述目的，本發(fā)明(方案1的發(fā)明)提供熱電偶，其將具有隨溫度上升而膨脹、隨溫度下降而收縮性質的熱膨脹體內(nèi)置于殼體內(nèi)部，并使其可以受到來自該殼體外部的熱影響，其特征在于，具備活塞，其沿軸線方向被設置于上述殼體內(nèi)部，內(nèi)側端臨接到上述熱膨脹體內(nèi)，且外側端從殼體一端向外側突出，由此，可隨著熱膨脹體的膨脹、收縮進行進退動作；導引部件，其被設置于上述殼體內(nèi)的一端側部分，并對上述活塞滑動自如地進行保持；密封部件，其被設置在上述殼體內(nèi)的該導引部件的內(nèi)側端部分，并將上述熱膨脹體封入殼體內(nèi)的另一端側；上述殼體被形成為大致呈有底筒狀的中空容器，具有用于嵌入上述導引部件的開口部，在與上述開口部相反一側的端部形成了具有球面形狀的內(nèi)周面的有底部分，上述導引部件在軸線上具有通孔，其外周部仿照上述殼體的內(nèi)周形狀而被樹脂成型，并且在上述殼體內(nèi)部，上述導引部件的內(nèi)側端與上述熱膨脹體之間，夾設有上述密封部件。
本發(fā)明(方案2的發(fā)明)提供熱電偶，其特征在于，其結構是，在方案1中，上述殼體是由具有用于嵌入上述導引部件的開口部的大徑筒部、和被連接在其同軸上且比上述大徑筒部直徑被縮小的有底小徑筒部構成的中空容器，這些小徑筒部和大徑筒部之間形成有臺階部，并且上述導引部件是由基部及其同軸上所連接著的座部構成的，并以軸線上具有通孔的圓柱形狀被樹脂成型，上述基部仿照上述殼體大徑筒部的內(nèi)周形狀而被形成，并被設置成在上述殼體大徑筒部內(nèi)被卡止在上述臺階部的狀態(tài)，上述座部仿照上述殼體小徑筒部的內(nèi)周形狀而被形成，其內(nèi)側端，以從與熱膨脹體相反一側進行限制的狀態(tài)對密封著填充在上述殼體小徑筒部內(nèi)的熱膨脹體的上述密封部件進行保持。
本發(fā)明(方案3的發(fā)明)提供熱電偶，其特征在于，在方案1中，上述殼體為具有大致同一直徑尺寸的有底筒狀中空容器，其結構為，在該殼體內(nèi)部的有底部分一側填充有熱膨脹體，并且，從上述殼體的開口部嵌入導引部件，該導引部件的內(nèi)側端介由密封部件與上述熱膨脹體相鄰，該導引部件，通過嵌入固定在該殼體開口部附近部分的卡扣筒部件而被定位內(nèi)置于該殼體內(nèi)部。
本發(fā)明(方案4的發(fā)明)提供熱電偶，其特征在于，在方案1、方案2或方案3中，上述熱膨脹體在混有石蠟和熱塑性彈性體的狀態(tài)下，通過混合銅粉，而使其凝膠化。
本發(fā)明(方案5的發(fā)明)提供熱電偶，其特征在于，在方案1到方案4的任意一項中，以下述方式構成上述活塞外徑被形成地與上述導引部件的通孔相等或比其稍小，而且比上述密封部件的凸緣部內(nèi)徑大，且貫穿上述導引部件以及密封部件的通孔，其內(nèi)側端臨接到上述殼體有底部分所填充的熱膨脹體內(nèi)，其外側端被設置成比上述導引部件突出，而且其可隨著上述熱膨脹體的膨脹、收縮而進行進退動作。
本發(fā)明(方案6的發(fā)明)提供熱電偶，其特征在于，在方案1到方案5的任意一項中，上述密封部件被成形為截面大致呈U形的圓環(huán)狀部件，其軸孔直徑被形成為比上述活塞的軸徑小，而且其一端與上述導引部件的內(nèi)側端相抵接，另一端的U形凹部以與上述熱膨脹體一側相鄰的狀態(tài)被設置，在該密封部件的外周部，具有被形成于上述凹部外周側的固定側凸緣部、和在其軸線方向隔開預定間隔而形成的第2固定側凸緣部，這些固定側凸緣部的外徑尺寸相等地被形成，并且上述第2固定側凸緣部被形成為在軸線方向具有所定長度的直邊形狀，上述密封部件內(nèi)周部上，具有在上述凹部內(nèi)周側所形成的滑動側凸緣部、和在其軸線方向隔開預定間隔形成的第2滑動側凸緣部，這2處的滑動側凸緣部的內(nèi)徑相互不同地被形成，并以通過上述熱膨脹體的熱膨脹所產(chǎn)生的壓力，在上述凹部的徑向兩側被形成的固定側凸緣部和滑動側凸緣部，向上述殼體內(nèi)周面一側、以及上述活塞外周面一側擴展，由此將該活塞的密封力增大地被形成。
若為本發(fā)明，活塞的內(nèi)側端在殼體內(nèi)，直接與作為熱膨脹體的石蠟中相鄰接，例如若通過溫度上升而加熱石蠟，石蠟溶化引起體積變化，通過該體積變化，也就是通過膨脹，活塞在從殼體以及導引部件突出的方向被擠出。這里，殼體有底部分的內(nèi)周面呈球面形狀，由此，可避免隨著熱膨脹體向殼體的膨脹而產(chǎn)生的應力集中，同時可將隨著熱膨脹體的膨脹而產(chǎn)生的壓力，均勻地加載于活塞的內(nèi)側端。
這時，在密封部件上，由于石蠟的壓力，內(nèi)、外凸緣之間的凹部被施加有壓力，由此，該凸緣向內(nèi)、外擴張，活塞和殼體內(nèi)周部之間的密封力被增強。
而且，在該密封部件的內(nèi)周部，活塞滑動的部位，是上述滑動側凸緣和比其直徑更大的滑動側凸緣這兩個位置，因此，可以在不增加滑動阻力的情況下進行密封，從而具有良好的對應活塞運動的應答性。
而且，若溫度下降，石蠟回到固體狀態(tài)體積減少(通過圖未示的復位彈簧等)，活塞被拉入殼體內(nèi)，返回到初始狀態(tài)。
這時，由于密封部件不會受到石蠟的影響，凸緣形部分的密封力比膨脹時小，因此活塞容易返回。
而且，由于本結構是將熱膨脹體的膨脹直接傳遞給活塞，因此，與使用隔膜或橡膠套管的以往結構的熱電偶相比，可使其沖程變長。
而且，本結構是，不必使用上述以往的隔膜或橡膠套管等的橡膠部件，而使活塞直接動作，因此應答性好，而且在活塞、滑動自如的保持著該活塞的導引部件或者用于使該活塞往復運動的部件(熱膨脹體)所構成的滑動保持部分不存在橡膠等的容易老化的部件，因此耐久性方面也很好。
這里，作為熱膨脹體最好使用下述物質，在將石蠟與銅粉混合時，混入熱塑性彈性體并加熱，使其混合，由此得到凝膠化的物質。其可有效解決下述問題，即，作為這種石蠟，通常為了提高對石蠟的應答性，使用與銅粉等的金屬粉的混合物，但在反復使用過程中石蠟會與銅粉分離。而且，有可能銅粉進入導引部件和活塞之間，則會損傷滑動面，從而導致冷卻液從外部的浸入或者封入內(nèi)部的石蠟等的流出。


圖1為表示本發(fā)明熱電偶的第1實施方式的簡要剖面圖。
圖2是說明用于本發(fā)明熱電偶的密封部件用的主要部分放大圖。
圖3是說明圖2所示的密封部件的詳細構造用的附圖。
圖4是表示本發(fā)明熱電偶的第2實施方式的簡要剖面圖。
圖5是表示本發(fā)明熱電偶的第3實施方式的簡要剖面圖。
具體實施例方式
圖1至圖3表示的是本發(fā)明熱電偶的第1實施方式。
在這些圖中，使用圖1來說明符號10所表示的熱電偶。也就是說，11為構成熱電偶主體的金屬制殼體，在該殼體11內(nèi)封入受到來自殼體11外部的熱影響而產(chǎn)生熱膨脹、熱收縮的作為熱膨脹體的石蠟(ワツクス)12。而且，作為殼體11，也可以通過沖壓加工等，由可適當進行來自外部的熱傳遞的材料形成。
13是在上述殼體11內(nèi)沿著軸線方向設置的活塞，該活塞13的結構為，其內(nèi)側端與上述石蠟12內(nèi)相鄰，同時外側端從殼體11的一端向外側突出，由此可隨著石蠟的膨脹、收縮在軸線上進行進退動作。而且，活塞13向殼體11內(nèi)的退出動作是通過設于外部的復位彈簧等的施加力進行的。
14是可將上述活塞13滑動自如地保持的、樹脂制的導引部件，其被配置在上述殼體11內(nèi)的一端部分。
15是密封部件，其被配置在上述殼體11內(nèi)的導引部件14的內(nèi)側端部分，并將上述石蠟12封入殼體11內(nèi)的另一端。
16為墊片，被夾設在上述密封部件15和上述導引部件14內(nèi)側端之間，由氟樹脂等形成。該墊片16是根據(jù)需要設置的，也可以自由省略。當然，如果結構是，使用該墊片16，使其內(nèi)孔部分也對活塞13進行支撐，則可確保活塞13的滑動支撐部的長度，因此可以有望實現(xiàn)熱電偶10整體的軸線方向的小型化。
這里，上述殼體11是由大徑筒部11A和小徑筒部11B構成的中空容器，這些大徑筒部11A和小徑筒部11B在同軸上相連接，大徑筒部11A的一端形成開口部11C。
上述小徑筒部11B是直徑比大徑筒部11A小的有底中空結構，而大徑筒部11A是具有用于嵌入上述導引部件14的開口部11C的中空結構，在這些小徑筒部11B與大徑筒部11A之間，形成了用于限制上述導引部件14向石蠟12一側移動的臺階部11D。
而且，圖中11E是用于將導引部件14卡扣成嵌入大徑筒部11A內(nèi)的狀態(tài)的鉚接部。而且小徑筒部1B的有底部分內(nèi)面形成為球面形，以使作為熱膨脹體的石蠟12的壓力可以被均勻地施加在活塞13的內(nèi)側端。
而且，上述導引部件14由基部14A和座部14B構成，且軸線上具有通孔14C，呈圓柱形，并由例如作為氟樹脂材料的聚四氟乙烯形成。這里，基部14A形成為類似上述殼體大徑筒部11A內(nèi)周的形狀，且被設置成被上述殼體小徑筒部11B與大徑筒部11A的臺階部11D卡止的狀態(tài)。而且，座部14B形成為類似上述殼體小徑筒部11B內(nèi)周的形狀，其內(nèi)側端被保持成從與石蠟相反一側對上述密封部件15進行限制的狀態(tài)，上述密封部件15對填充于上述殼體小徑筒部11B內(nèi)的石蠟12進行密封。
這里，作為上述熱膨脹體的石蠟12具有通過所受到的來自殼體11外部的熱影響，隨溫度上升而膨脹，隨溫度下降而收縮的性質，這里使用的物質是，在將石蠟和熱塑性彈性體混入的狀態(tài)下，混合銅粉，由此而產(chǎn)生凝膠化的物質。作為這種石蠟，通常為了提高石蠟的應答性，使用與銅粉的混合物，但在反復使用過程中石蠟會與銅粉分離，而且，若該銅粉進入導引部件和活塞之間，就可能產(chǎn)生損傷滑動面等問題。
而且，活塞13的外徑與上述導引部件14的通孔14C相等或略小，而且，形成比上述密封部件15的凸緣部15a、15b的內(nèi)徑a、b大的直徑。該活塞13貫穿上述導引部件14以及密封部件15的通孔14C、15A，內(nèi)側端與被封入到上述殼體小徑筒部11B的石蠟12內(nèi)相鄰，外側端被配置成從上述導引部件14向殼體11的外側突出的狀態(tài)。而且，該活塞13可隨石蠟1 2的膨脹、收縮，沿著圖1中的左、右方向作進退動作。
這里，上述密封部件15是由橡膠、合成樹脂等具有密封功能的材料被成形而成的，呈具有上述通孔15A的大致圓環(huán)狀，并以嵌裝在活塞13外周部的狀態(tài)，被配置在殼體11的筒裝部分。該密封部件15如圖1至圖3所示，一端與上述導引部件14的內(nèi)側端相接觸(雖然是通過墊片16相接觸的，但在這里省略對墊片16的說明)，同時通孔15A形成為比上述活塞13的軸徑小的直徑，而且通過石蠟12的熱膨脹所產(chǎn)生的壓力，會向上述殼體11以及上述活塞13一側擴張，由此，使得該活塞13的密封力增大。
也就是說，密封部件15是截面呈大致U形的圓環(huán)狀部件，該U形的凹部15e被設置成與上述石蠟12一側相鄰的狀態(tài)。而且，該密封部件15形成為，在外周部所形成的固定側凸緣部15c、15d的外徑尺寸c相等的狀態(tài)，同時，該固定側凸緣部之中的在上述導引部件14一側的第2固定側凸緣部15d具有在軸線方向有預定長度的直邊形狀。
該直邊的凸緣部15d是用于防止產(chǎn)生下列現(xiàn)象的部分，即，在將該密封部件15設置在殼體11內(nèi)與活塞13之間時，由于石蠟12的熱膨脹所產(chǎn)生的作用力或由于活塞13的移動而產(chǎn)生傾倒等的現(xiàn)象。這可以用于防止下述問題的產(chǎn)生，即，由于石蠟12的膨脹不均勻，以過去的形狀在密封部件產(chǎn)生傾斜，結果在活塞上也產(chǎn)生傾斜從而導致與導引部件卡住(かじり)等問題。
而且若設置上述直邊形的凸緣部15d，通過使導引部件14如前所述地卡扣在上述殼體11的臺階部11D以進行安裝，由此就可進行該密封部件15的定位，結果具有可使石蠟12的量也適當?shù)膬?yōu)點。
而且，該密封部件15在內(nèi)周部的至少兩處具有滑動側凸緣部15a、15b，這兩處的滑動側凸緣部15a、15b被形成為內(nèi)徑a、b不同的狀態(tài)，可在所需狀態(tài)下適當進行與活塞13之間的密封。特別是，這些滑動側凸緣15a、15b在穿插接觸狀態(tài)下與活塞13的外周相接觸，以使各部分都被密封，而且由于內(nèi)徑由不同的兩級構成，與活塞13之間的滑動阻力減小，而且確實具有可得到防止石蠟泄漏效果用的密封功能。這里，滑動側凸緣部15a、15b，將凹部15e的石蠟12一側的滑動側凸緣部15a的內(nèi)徑a，設置成比導引部件14一側的第2滑動側凸緣部15b的內(nèi)徑b大的狀態(tài)。
在鄰接著石蠟12一側的部分上所形成的凹部15e，受到隨著該石蠟12的熱膨脹而引起的體積變化所產(chǎn)生的壓力時，這樣的密封部件15，將如圖3中箭頭所示的在內(nèi)、外周擴展地變位，該變位施加到滑動側凸緣部15a與固定側凸緣部15c上，由此可增大密封功能。
若為這樣的結構，活塞13的內(nèi)側端在殼體11內(nèi)與作為熱膨脹體的石蠟12中相鄰，因此例如由于溫度上升而將石蠟12加熱，則石蠟12溶化引起體積變化，通過該體積變化、也就是通過膨脹，活塞13就可以從殼體11以及導引部件14向突出方向被擠出。這時，在密封部件14上通過石蠟12的壓力，內(nèi)、外凸緣15a、15c之間的凹部15e上被加載有壓力，由此，該凸緣15a、15c向內(nèi)、外擴張，活塞13外周部和殼體11內(nèi)周部之間的密封力被增強。
而且，在活塞13滑動的部位，在密封部件15的內(nèi)周側為上述滑動側凸緣15b、和直徑比其大的滑動側凸緣15a這兩處，因此可進行不增加滑動阻力的密封，從而也提高針對活塞13的運動的應答性。
而且，若溫度下降則石蠟12返回固體狀態(tài)，體積減小(通過圖未示的殼體11外部設置的復位彈簧等)，活塞13被拉入殼體11內(nèi)回到原始狀態(tài)。這時，由于密封部件15沒有受到石蠟12的影響，因此凸緣形狀部分的密封力要比膨脹時小，所以容易使活塞13返回。
此外，這樣的結構中，可以將石蠟12的膨脹直接傳遞給活塞，因此，與使用隔膜或橡膠套管的以往結構的熱電偶相比，可使移動沖程增大。
而且，由于不必使用上述以往的隔膜和橡膠套管等的橡膠部件，就可直接使活塞13運動，因此應答性方面優(yōu)異，而且在滑動保持部分不存在橡膠等的易老化部件，上述滑動保持部分是由活塞13、將其滑動自如地進行保持的導引部件14、以及用于使該活塞13往復運動的部件(石蠟12)構成的，因此其耐久性也較佳。
圖4表示的是將上述第1實施方式進行變形的第2實施方式。
該實施方式是，在殼體大徑筒部11A中，從開口部11C嵌入的導引部件14基部14A的外側端一側，安裝有金屬片17，其通過鉚接部11E進行固定。這樣一來，可將導引部件14相對殼體11確實固定，而且，可減少作為樹脂成型品的導引部件14向外部裸露的部分，因此可得到作為高溫、高壓規(guī)格的功能。
圖5表示的是本發(fā)明熱電偶的第3實施方式。
該圖中符號20所表示的熱電偶，具備由具有大致相同直徑尺寸的有底筒狀中空容器構成的金屬制殼體11，該有底部分封裝有作為熱膨脹體的石蠟12，該熱膨脹體會受到來自殼體11外部的熱影響而進行熱膨脹、熱收縮。
在該殼體11的內(nèi)部，活塞13沿著軸線方向被設置，其內(nèi)側端與上述石蠟12內(nèi)相鄰的同時，外側端從殼體11的開口不向外側突出，并隨著上述石蠟12的膨脹、收縮在軸線上進行進退動作。而且活塞13向殼體11內(nèi)的退出動作，與上述實時方式相同，依靠設于外部的復位彈簧等的施加力進行。
圖中，符號14是可將上述活塞13滑動自如地進行保持的、最好由樹脂材料形成的導引部件，該實施方式中，形成為大致圓筒狀，并利用從一端(開口部一側)嵌入上述殼體11內(nèi)部而被內(nèi)置，可起到將上述活塞13滑動自如地進行保持的作用。
在上述殼體11內(nèi)，在該導引部件14的內(nèi)側端部分上，被配置成隔有將上述石蠟12封入殼體11內(nèi)的有底部分的密封部件15的狀態(tài)。而且，圖中14c是可將上述活塞13滑動自如地進行保持的通孔。
而且，該實施方式中，雖然是將密封部件15直接與導引部件14的內(nèi)側端相接觸，但當然也可以與上述實施方式相同地在其中間裝入由氟樹脂等形成的墊片。
此外，在該實施方式中，作為密封部件15，使用的與上述實施方式中所說明的同樣的部件，因此省略其具體說明。
在這樣的結構中，作為在上述殼體11的開口部附近的部分上，與上述導引部件14的外端相鄰且被嵌入固定的卡扣筒部件，設有大致呈向內(nèi)帽形的卡扣筒體21、和導引筒體22，該導引筒體一體設置在上述卡扣筒體21的外側端，最好由橡膠材料制成。該導引筒體22通過按壓片23，與該卡扣筒體21一起，以嵌入殼體11開口部附近的狀態(tài)，相對該殼體11而被固定，在防止來自外部的冷卻液的侵入的同時，還可以起到作為能夠滑動自如地保持上述活塞13的第2導引部件的作用。
而且，上述卡扣筒體21，以在上述殼體11內(nèi)依次裝入石蠟12、密封部件15、導引部件14的狀態(tài)，被嵌入到殼體11的開口部，并通過焊接等與該殼體11進行固定。這里，該卡扣筒體21的卡扣位置，可以在能夠調(diào)整上述導引部件14向殼體11內(nèi)的裝入位置(內(nèi)置位置)的狀態(tài)下進行定位固定。此外，圖中21a是，在卡扣筒體21中，卡扣導引部件14的底部，且具有可將活塞13滑動自如的以松配合狀態(tài)保持的開口。而且，22a是在導引筒體22內(nèi)將活塞13滑動自如地進行支撐的軸孔。
也就是說，在該實施方式中，在殼體11內(nèi)封入石蠟12的狀態(tài)下，隔著密封部件15而將其密封的導引部件14的內(nèi)側端位置，可任意進行設定。這樣一來，就不再需要以往作為元件組裝時所進行的后續(xù)加工的、對被封入殼體11內(nèi)的作為熱膨脹體的石蠟12的容量調(diào)整的工序，只需進行在該組裝時的卡扣筒體21的固定位置的調(diào)整，因此操作性優(yōu)異。
此外，為了謹慎起見要說的是，通常，在石蠟式的部件中，進行溫度一升程(リフト)量的初始設定時，例如可設定為在80攝氏度下活塞上升量為10mm等，但由于該上升量是由石蠟12的封入量所決定的，因此必須要有下述工序，即，組裝時稍微往少里進行填充，調(diào)整時將殼體的一部分弄癟，在該實施方式中，一邊調(diào)整卡扣筒體21的組裝位置，一邊進行安裝也可以。
通過這樣的結構，與上述實施方式相同，可得到具有以下優(yōu)點的熱電偶，即，可以去除以往的套管型或者隔膜型的熱電偶所具有的問題，以必要的最少限度的構成部件數(shù)量，即可得到實現(xiàn)成本降低、且可通過隨著熱膨脹體的膨脹、收縮而產(chǎn)生的體積變化，使活塞得到所需沖程的進退動作，并且應答性及耐久性也優(yōu)異的熱電偶。進而，還具有以下優(yōu)點在該實施方式中，殼體11、導引部件14等的形狀、構造變得更加簡單，更有效地實現(xiàn)了加工性、組裝性的提高、以及成本降低。
此外，本發(fā)明并不只限于上述實施方式所說明的結構，當然也可以將各部分的形狀、結構等進行適當?shù)淖冃巍⒆兏?。例如當然可以將殼體11的形狀、結構等進行適當?shù)母淖?，向該殼體11內(nèi)進行的導引部件14、甚至密封部件15的組裝構造等的適當?shù)淖冃卫荚诳紤]之列。
而且，作為密封部件15，也不僅限于圖2、圖3所示的形狀，能得到相同功能的形狀、結構也可以。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性若為以上說明的本發(fā)明的熱電偶，具有以下優(yōu)異效果，即，可以去除以往的套管型或者隔膜型的熱電偶所具有的問題，以必要的最小限度的構成部件數(shù)量，可實現(xiàn)成本的降低，且可通過隨著熱膨脹體的膨脹、收縮而產(chǎn)生的體積變化，得到活塞的所需沖程的進退動作，由此可得到在應答性及耐久性方面優(yōu)異的熱電偶。
特別是，若為本發(fā)明，由于其是將熱膨脹體的膨脹直接傳遞到活塞的結構，因此，與使用隔膜或者橡膠套管的以往的熱電偶相比，可使移動沖程增大，且可提高作為熱電偶的性能。
而且，若為本發(fā)明，不必使用以往那樣的套管或隔膜等的橡膠制部件，且是可使活塞直接動作的結構，因此應答性好，且由于沒有橡膠等易老化部件，因而耐久性方面亦佳。
權利要求
1.熱電偶，其將具有隨溫度上升而膨脹、隨溫度下降而收縮性質的熱膨脹體內(nèi)置于殼體內(nèi)部，并使其可以受到來自該殼體外部的熱影響，其特征在于，具備活塞，其沿軸線方向被設置于上述殼體內(nèi)部，內(nèi)側端臨接到上述熱膨脹體內(nèi)，且外側端從殼體一端向外側突出，由此，可隨著熱膨脹體的膨脹、收縮進行進退動作；導引部件，其被設置于上述殼體內(nèi)的一端側部分，并對上述活塞滑動自如地進行保持；密封部件，其被設置在上述殼體內(nèi)的該導引部件的內(nèi)側端部分，并將上述熱膨脹體封入殼體內(nèi)的另一端側；上述殼體被形成為大致呈有底筒狀的中空容器，具有用于嵌入上述導引部件的開口部，在與上述開口部相反一側的端部形成了具有球面形狀的內(nèi)周面的有底部分，上述導引部件在軸線上具有通孔，其外周部仿照上述殼體的內(nèi)周形狀而被樹脂成型，并且在上述殼體內(nèi)部，上述導引部件的內(nèi)側端與上述熱膨脹體之間，夾設有上述密封部件。
2.如權利要求1所述的熱電偶，其特征在于，被構成為上述殼體是由具有用于嵌入上述導引部件的開口部的大徑筒部、和被連接在其同軸上且比上述大徑筒部直徑被縮小的有底小徑筒部構成的中空容器，這些小徑筒部和大徑筒部之間形成有臺階部，并且上述導引部件是由基部及其同軸上所連接著的座部構成的，并以軸線上具有通孔的圓柱形狀被樹脂成型，上述基部仿照上述殼體大徑筒部的內(nèi)周形狀而被形成，并被設置成在上述殼體大徑筒部內(nèi)被卡止在上述臺階部的狀態(tài)，上述座部仿照上述殼體小徑筒部的內(nèi)周形狀而被形成，其內(nèi)側端，以從與熱膨脹體相反一側進行限制的狀態(tài)對密封著填充在上述殼體小徑筒部內(nèi)的熱膨脹體的上述密封部件進行保持。
3.如權利要求1所述的熱電偶，其特征在于，上述殼體為具有大致同一直徑尺寸的有底筒狀中空容器，其結構為，在該殼體內(nèi)部的有底部分一側填充有熱膨脹體，并且，從上述殼體的開口部嵌入導引部件，該導引部件的內(nèi)側端介由密封部件與上述熱膨脹體相鄰，該導引部件，通過嵌入固定在該殼體開口部附近部分的卡扣筒部件而被定位內(nèi)置于該殼體內(nèi)部。
4.如權利要求1、2或3中任意一項所述的熱電偶，其特征在于，上述熱膨脹體在混有石蠟和熱塑性彈性體的狀態(tài)下，通過混合銅粉，而使其凝膠化。
5.如權利要求1到4中任意一項所述的熱電偶，其特征在于，以下述方式構成上述活塞外徑被形成地與上述導引部件的通孔相等或比其稍小，而且比上述密封部件的凸緣部內(nèi)徑大，且貫穿上述導引部件以及密封部件的通孔，其內(nèi)側端臨接到上述殼體有底部分所填充的熱膨脹體內(nèi)，其外側端被設置成比上述導引部件突出，而且其可隨著上述熱膨脹體的膨脹、收縮而進行進退動作。
6.如權利要求1至5中任意一項所述的熱電偶，其特征在于，上述密封部件被成形為截面大致呈U形的圓環(huán)狀部件，其軸孔直徑被形成為比上述活塞的軸徑小，而且其一端與上述導引部件的內(nèi)側端相抵接，另一端的U形凹部以與上述熱膨脹體一側相鄰的狀態(tài)被設置，在該密封部件的外周部，具有被形成于上述凹部外周側的固定側凸緣部、和在其軸線方向隔開預定間隔而形成的第2固定側凸緣部，這些固定側凸緣部的外徑尺寸相等地被形成，并且上述第2固定側凸緣部被形成為在軸線方向具有所定長度的直邊形狀，上述密封部件內(nèi)周部上，具有在上述凹部內(nèi)周側所形成的滑動側凸緣部、和在其軸線方向隔開預定間隔形成的第2滑動側凸緣部，這2處的滑動側凸緣部的內(nèi)徑相互不同地被形成，并以通過上述熱膨脹體的熱膨脹所產(chǎn)生的壓力，在上述凹部的徑向兩側被形成的固定側凸緣部和滑動側凸緣部，向上述殼體內(nèi)周面一側、以及上述活塞外周面一側擴展，由此將該活塞的密封力增大地被形成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種熱電偶，其結構簡單，以最少的所需部件數(shù)量構成，從而可實現(xiàn)低成本，在應答性及耐久性方面也較佳，且通過隨著熱膨脹體的膨脹、收縮而引起體積變化，可確?；钊铔_程的進退動作。在殼體(11)內(nèi)部內(nèi)置熱膨脹體(石蠟)(12)的熱電偶(10)，設有在殼體內(nèi)沿軸線方向配置的活塞(13)，該活塞的內(nèi)側端與熱膨脹體內(nèi)相鄰，同時其外端從殼體的一端向外側突出，由此可隨熱膨脹體的膨脹、收縮進行進退動作。上述活塞，被在殼體內(nèi)的一端所配置的導引部件(14)滑動自如地保持著。且在殼體內(nèi)該導引部件的內(nèi)端上設有密封部件(15)，其將熱膨脹體封入殼體內(nèi)的另一端。
文檔編號F01P7/14GK1639801SQ03804898
公開日2005年7月13日 申請日期2003年9月4日 優(yōu)先權日2002年11月27日
發(fā)明者井上富士夫 申請人:日本恒溫裝置株式會社