特許 6863934 温度感応型制御弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6863934

(24)【登録日】2021年4月5日

(45)【発行日】2021年4月21日

(54)【発明の名称】温度感応型制御弁

(51)【国際特許分類】

   F16K 31/68 20060101AFI20210412BHJP

   F25B 41/335 20210101ALI20210412BHJP

【ＦＩ】

   F16K31/68 B

   F25B41/06 M

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2018-130576(P2018-130576)

(22)【出願日】2018年7月10日

(65)【公開番号】特開2020-8106(P2020-8106A)

(43)【公開日】2020年1月16日

【審査請求日】2020年4月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000143949

【氏名又は名称】株式会社鷺宮製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100134832

【弁理士】

【氏名又は名称】瀧野 文雄

(74)【代理人】

【識別番号】100165308

【弁理士】

【氏名又は名称】津田 俊明

(74)【代理人】

【識別番号】100115048

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 康弘

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼田 裕正

(72)【発明者】

【氏名】横田 純一

【審査官】 大内 俊彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６３−１５８３７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平７−９８３９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／０６３９２２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０２４７５８２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−７５３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｋ ３１／６４−３１／７２

Ｆ２５Ｂ ４１／３３５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

温度変化に応じて膨張収縮する熱膨張体の体積変化を伝達されるピストンと、前記ピストンを軸線方向に摺動自在にガイドするガイド部とを有するサーモエレメントと、
冷媒を流す弁ポートを弁体で開閉する弁装置本体であって、前記弁体を含む構造部が密封部材にて密閉封止されるとともに、前記軸線方向の機械的な押圧力を前記密封部材を介して前記弁体に軸線方向に伝達する操作部、を有する弁装置本体と、
を備え、
前記サーモエレメントの前記ピストンの前記軸線方向の移動による機械的な押圧力を前記密封部材に作用させることで、前記弁体で前記弁ポートを開状態とするように構成された温度感応型制御弁であって、
前記サーモエレメントの前記ピストンは前記ガイド部の端部から突出及び没入可能に設けられ、前記操作部は前記密封部材の前記ピストン側に配置されたピストン側当金を備えるとともに、前記ピストン側当金に設けられた操作部側ストッパ端と、該操作部側ストッパ端に対して前記軸線方向で対向する固定ストッパ端とでストッパ手段が構成され、前記ピストンの最大没入時の端部と該ピストンが作用する前記ピストン側当金の操作端部との隙間Ｄ１と、前記固定ストッパ端と前記操作部側ストッパ端との隙間Ｄ２とが、
Ｄ１＞Ｄ２
となるように構成されていることを特徴とする温度感応型制御弁。

【請求項2】

前記ピストン側当金に前記ガイド部が挿通されるガイド挿通孔が形成され、前記ガイド部の端部が前記固定ストッパ端を、前記ガイド挿通孔の底部が前記操作部側ストッパ端をそれぞれ構成していることを特徴とする請求項１に記載の温度感応型制御弁。

【請求項3】

前記ピストン側当金に前記ガイド部が挿通されるガイド挿通孔が形成され、前記サーモエレメントの拡径された本体ケース部が前記固定ストッパ端を、前記ピストン側当金における前記ガイド挿通孔の開口部の周囲の面が前記操作部側ストッパ端をそれぞれ構成していることを特徴とする請求項１に記載の温度感応型制御弁。

【請求項4】

前記操作部は、少なくとも前記ガイド部と前記ピストン側当金とを内包して前記サーモエレメントを保持する円筒状の保持ケース部を備えるとともに、前記保持ケース部に形成された段部が前記固定ストッパ端を、前記ピストン側当金の前記固定ストッパ端側の端面が前記操作部側ストッパ端をそれぞれ構成していることを特徴とする請求項１に記載の温度感応型制御弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、熱源を冷却する冷却装置等に冷媒を供給する温度感応型制御弁に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば情報処理分野において、サーバ等の大量に発熱するシステムを循環冷媒によって冷却することが行われている。例えば、特開２００９−２２４４０６号公報（特許文献１）には、ブレードサーバのラックに対して冷却装置を配置し、ラック内を冷却する排熱利用システムが開示されている。また、実開昭５２−１０３４３７号公報（特許文献２）には、熱源の温度を感知するのに適したサーモエレメント及びピストン組立体が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９−２２４４０６号公報

【特許文献2】実開昭５２−１０３４３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の技術では、冷却水（冷媒）により冷却を行うようにしているが、サーバ等の機器では、動作状態に応じて発生する熱量が大きく変化する。このため、熱源の温度が設定温度に達したら即時に弁ポートを大きく開き、迅速に冷却することが要求される。これに対して、サーモエレメントによって熱源の温度を感知し、このサーモエレメントの作動力を弁装置本体の操作部に加えて弁装置本体の弁を開閉することが考えられている。

【0005】

ここで、例えば冷却装置の冷媒供給用の配管に弁装置本体を設けた場合、一例として次のような問題がある。冷媒供給用の配管に冷媒をチャージするとき、配管を通じて弁装置本体に過剰な圧力が加わることがある。例えばサーバーの冷却のための冷媒の温度によって、冷媒の流れを切り換えたり止めたりする為に特許文献２の様な弁装置が使用される。しかし、冷媒のチャージの時に、弁装置の配管を通じて過剰な圧力により異常な荷重がサーモエレメントのシャフト（８）を介して、熱膨張体の圧縮方向に荷重が加わわってサーモエレメントを破損する虞がある。

【0006】

本発明は、冷却を必要とする熱源を冷却する冷却装置の冷媒供給用の配管に設けられ、熱源の温度変化をサーモエレメントで感知して冷媒を供給する温度感応型制御弁において、サーモエレメントの破損を防止することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

請求項１の温度感応型制御弁は、温度変化に応じて膨張収縮する熱膨張体の体積変化を伝達されるピストンと、前記ピストンを軸線方向に摺動自在にガイドするガイド部とを有するサーモエレメントと、冷媒を流す弁ポートを弁体で開閉する弁装置本体であって、前記弁体を含む構造部が密封部材にて密閉封止されるとともに、前記軸線方向の機械的な押圧力を前記密封部材を介して前記弁体に軸線方向に伝達する操作部、を有する弁装置本体と、を備え、前記サーモエレメントの前記ピストンの前記軸線方向の移動による機械的な押圧力を前記密封部材に作用させることで、前記弁体で前記弁ポートを開状態とするように構成された温度感応型制御弁であって、前記サーモエレメントの前記ピストンは前記ガイド部の端部から突出及び没入可能に設けられ、前記操作部は前記密封部材の前記ピストン側に配置されたピストン側当金を備えるとともに、前記ピストン側当金に設けられた操作部側ストッパ端と、該操作部側ストッパ端に対して前記軸線方向で対向する固定ストッパ端とでストッパ手段が構成され、前記ピストンの最大没入時の端部と該ピストンが作用する前記ピストン側当金の操作端部との隙間Ｄ１と、前記固定ストッパ端と前記操作部側ストッパ端との隙間Ｄ２とが、
Ｄ１＞Ｄ２
となるように構成されていることを特徴とする。

【0008】

請求項２の温度感応型制御弁は、請求項１に記載の温度感応型制御弁であって、前記ピストン側当金に前記ガイド部が挿通されるガイド挿通孔が形成され、前記ガイド部の端部が前記固定ストッパ端を、前記ガイド挿通孔の底部が前記操作部側ストッパ端をそれぞれ構成していることを特徴とする。

【0009】

請求項３の温度感応型制御弁は、請求項１に記載の温度感応型制御弁であって、前記ピストン側当金に前記ガイド部が挿通されるガイド挿通孔が形成され、前記サーモエレメントの拡径された本体ケース部が前記固定ストッパ端を、前記ピストン側当金における前記ガイド部の周の端面が前記操作部側ストッパ端をそれぞれ構成していることを特徴とする。

【0010】

請求項４の温度感応型制御弁は、請求項１に記載の温度感応型制御弁であって、前記操作部は、少なくとも前記ガイド部と前記ピストン側当金とを内包して前記サーモエレメントを保持する円筒状の保持ケース部を備えるとともに、前記保持ケース部に形成された段部が前記固定ストッパ端を、前記ピストン側当金の外周端面が前記操作部側ストッパ端をそれぞれ構成していることを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

請求項１乃至４の温度感応型制御弁によれば、例えば冷却装置の冷媒供給用の配管に冷媒をチャージするときなど、弁装置本体の操作部の密封部材に高い圧力が印加されて、この密封部材がピストンの作用とは逆方向に変位しても、ストッパ手段によりピストン側当金が固定ストッパ端に当接して密封部材の過剰な変位が防止され、サーモエレメントの破損を防止できる。

【0012】

また、密封部材を備えているので、この密封部材によって、サーモエレメントが冷媒に接していないため、冷媒チャージ時の異常な高圧が弁装置本体に印加されても、サーモエレメントのラバーピストンやダイヤフラムの異常な変形や破壊を防ぐことができる。さらに、冷媒がサーモエレメント内に浸入した場合、流動体等の容積が増えて弁開点にずれが生じることや、ラバーピストンやダイヤフラムの膨潤や劣化が発生する虞もあるが、本発明ではこれらも解消できる。

【0013】

請求項２の温度感応型制御弁によれば、サーモエレメントのガイド部を固定ストッパ端としているので、ピストン側当金のガイド挿通孔の深さを設定するだけで、ストッパ手段を容易に構成することができる。

【0014】

請求項３の温度感応型制御弁によれば、ストッパ手段の当接面積を大きくすることができ、広い面積で荷重を受ける為、ストッパ手段の強度が上がる。また、広い面積で当接するのでピストン側当金が傾きにくくなる。

【0015】

請求項４の温度感応型制御弁によれば、ストッパ手段の位置がサーモエレメントの寸法に影響されないため、仮にサーモエレメントの寸法のばらつきが大きい場合でも、確実にストッパ手段の機能を発揮することができる。また、ピストン側当金を、円筒状の保持ケース部の内周近傍まで大径の形状としているので、結果的に広い面積で荷重を受ける為、ストッパ手段の強度が上がる。また、広い面積で当接するので傾きにくくなる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施形態の温度感応型制御弁の縦断面図である。

【図2】実施形態の温度感応型制御弁の上面図である。

【図3】実施形態の温度感応型制御弁におけるサーモエレメントの縦断面図である。

【図4】実施形態の温度感応型制御弁におけるサーモエレメントの温度−変位特性を示す図である。

【図5】実施形態の温度感応型制御弁のピストンの最大没入時の要部拡大縦断面図である。

【図6】実施形態の温度感応型制御弁のピストン突出時の要部拡大縦断面図である。

【図7】実施形態の温度感応型制御弁のストッパ手段の作用時の要部拡大縦断面図である。

【図8】実施形態の温度感応型制御弁の変形例１の要部拡大縦断面図である。

【図9】実施形態の温度感応型制御弁の変形例２の要部拡大縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

次に、本発明の温度感応型制御弁の実施形態を図面を参照して説明する。図１は実施形態の温度感応型制御弁の縦断面図、図２は同温度感応型制御弁の上面図、図３は同温度感応型制御弁におけるサーモエレメントの縦断面図である。なお、以下の説明における「上下」の概念は図１及び図３の図面における上下に対応する。また、以下の説明において実施形態の温度感応型制御弁を適宜「制御弁」という。

【0018】

実施形態の制御弁１００は、弁装置本体１０とサーモエレメント２０とで構成されている。弁装置本体１０は、金属製の弁ハウジング１を有し、弁ハウジング１には、中央に円柱状の弁室１Ａが形成され、この弁室１Ａの側部に開口して冷媒が流入する第１ポート１１が形成され、さらに、冷媒が流出する第２ポート１２が形成されている。また、弁ハウジング１には、弁室１Ａと第２ポート１２との間に軸線Ｌを中心とする弁ポート１３が形成されるとともに、弁ポート１３と同軸で弁ハウジング１の上部から第２ポート１２まで貫通するガイド孔１４が形成されている。このガイド孔１４は弁ポート１３の軸線Ｌを中心軸とする円筒状の形状をしている。なお、冷媒は第２ポート１２から流入して第１ポートから流出するような場合もある。

【0019】

弁室１Ａ、第２ポート１２及びガイド孔１４内には弁体３が配設されている。弁体３は、円柱棒状の弁棒３ａと、弁室１Ａ側から弁ポート１３を開閉する略円錐形状のニードル部３ｂと、ニードル部３ｂの外周に形成された鍔部３ｃとから構成されている。弁棒３ａはガイド孔１４内に挿通され、鍔部３ｃと弁室１Ａの底部のばね受け３１との間にコイルばね３２が配設されている。これにより、コイルばね３２は弁体３を後述のダイヤフラム４３側に付勢している。

【0020】

弁ハウジング１の弁室１Ａと反対側には、操作部４が取り付けられている。操作部４は、弁ハウジング１に固着された下蓋４１と、下蓋４１と同径の上ケース４２と、下蓋４１と上ケース４２との間に配置された「密封部材」としてのダイヤフラム４３と、下蓋４１内でダイヤフラム４３と弁体３の弁棒３ａとの間に配置された「弁体側当金」としての下当金４４と、上ケース４２内でダイヤフラム４３の上に配置された「ピストン側当金」としての上当金４５とで構成されている。そして、下蓋４１、ダイヤフラム４３及び上ケース４２は、外周縁の部分で溶接されて一体に接合されている。なお、図２の上面図に示すように、弁ハウジング１は矩形状であるが、上ケース４２（及び下蓋４１、ダイヤフラム４３）、サーモエレメント２０は軸線Ｌ回りに回転対称な形状である。ダイヤフラム４３は、薄膜金属製の円環状であり、外周部には平面上のフランジ面、中心部には上当金４５と下当金４４とに当接する平面状の当接面がそれぞれの面に形成され、この外周部のフランジ面と中心部の当接面との間には波形の円環状部が形成されている。そして、当接面は軸線Ｌ方向の機械的な押圧力をダイヤフラム４３を介して弁体３に加える作用面となっている。

【0021】

下当金４４は、弁棒３ａのダイヤフラム４３側の先端面の面積より、下当金４４のダイヤフラム４３への当接面積の方が大きくなっている。これにより、後述のように、サーモエレメント２０の作用でダイヤフラム４３が変形して弁棒３ａに押圧力を伝達するとき、弁棒３ａから受ける反作用力を下当金４４の広い面積でダイヤフラム４３に対して分散させることができ、ダイヤフラム４３の耐久性の向上を図ることができる。また、同様に、上当金４５は、後述のピストン２３のダイヤフラム４３側の先端面の面積より、上当金４５のダイヤフラム４３への当接面積の方が大きくなっている。これにより、ピストン２３がダイヤフラム４３に直接当接する場合よりも上当金４５の広い面積でダイヤフラム４３に対して押圧力を分散して伝達でき、ダイヤフラム４３の耐久性の向上を図ることができる。

【0022】

これにより、操作部４は、ダイヤフラム４３と下蓋４１とが下当金４４及び弁棒３ａからなる構造部を密閉封止するとともに、ダイヤフラム４３の外部すなわち上ケース４２内の上当金４５からの軸線Ｌ方向の機械的な押圧力を、ダイヤフラム４３及び下当金４４を介して弁体３（弁棒３ａ）に伝達するような機能を有している。そして、この操作部４の上ケース４２の「保持ケース部」としての円筒部４２ａ内にサーモエレメント２０（その一部）が収容され、上ケース４２の上端からサーモエレメント２０の感温部２１ａが突出されるとともに、サーモエレメント２０の感温部側基部２１ｂの感温部２１ａ側の端部に円筒部４２ａの端部の係止片４２ａ１が係合されている。

【0023】

サーモエレメント２０は、温度変化によるパラフィン等の膨張収縮を利用したサーモアクチュエータである。図３に示すように、サーモエレメント２０は、感温ケース２１と、ガイドケース２２と、ピストン２３と、ダイヤフラム２４と、ラバーピストン２５と、保護板２６とを備えて構成されている。感温ケース２１は端部に底のある円筒形状の感温部２１ａと、ガイドケース２２の一部を覆う感温部側基部２１ｂとから構成されている。ガイドケース２２は、ピストン２３、ラバーピストン２５及び保護板２６を内挿する円筒形状のガイド部２２ａと、感温ケース２１の感温部側基部２１ｂに覆われるガイド側基部２２ｂとから構成されている。

【0024】

感温ケース２１の主に感温部２１ａ内には、パラフィン等のワックスからなる熱膨張体２Ａが充填され、熱膨張体２Ａの下端面は、弾性密封部材であるダイアフラム２４により封止されている。ガイドケース２２のガイド側基部２２ｂのすり鉢状内面２２ｂ１と、ダイアフラム２４の下側との間には流体室が設けられ、流体室には流動体２Ｂが充填されている。流動体２Ｂは、非圧縮性で、流動性、潤滑性が良い非圧縮性流動体である。ガイドケース２２のガイド部２２ａの内側のピストン摺動孔２２ａ１内には、ラバーピストン２５と保護板２６を介して、ピストン２３が摺動自在に挿通されて、ピストン２３の外側端部はピストン摺動孔２２ａ１から突き出している。

【0025】

感温部２１ａの環境温度が上昇すると熱膨張体２Ａが膨張するとともにダイアフラム２４が膨出し、ダイアフラム２４の下方の流体室に封入された流動体２Ｂを押し下げる。これにより、流動体２Ｂは変形してその一部がガイド部２２ａのピストン摺動孔２２ａ１内に進入し、ラバーピストン２５と保護板２６を介して、ピストン２３を下方へ押し下げる。

【0026】

図１に示すように、上当金４５には、遊び孔４５ａ、ガイド挿通孔４５ｂ及びばね収容孔４５ｃが同軸に形成されており、サーモエレメント２０のピストン２３が遊び孔４５ａに臨まされるとともに、ガイド部２２ａがガイド挿通孔４５ｂ内に挿通されている。また、ガイド部２２ａの外周には固定ばね４６が配設され、この固定ばね４６は、円筒部４２ａ内の感温部側基部２１ｂとばね収容孔４５ｃの底部との間で圧縮して配設されている。すなわち、前記のように感温部側基部２１ｂの端部は円筒部４２ａの係止片４２ａ１に係合されているので、上記固定ばね４６のばね力によりサーモエレメント２０は円筒部４２ａに固定されている。また、サーモエレメント２０の感温部２１ａは円柱状に突出しており、温度感知対象に対して装着が容易な構造となっている。そして、この感温部２１ａは、金属プレート５０の装着孔５０ａ内に装着され、この金属プレート５０からの熱が感温部２１ａに伝達される。なお、金属プレート５０は図示しない熱源に密着されている。

【0027】

以上の構成により、図１の状態から、サーモエレメント２０の感温部２１ａの温度が上昇して前記のようにピストン２３が下降するとピストン２３が上当金４５（遊び孔４５ａの底部）に当接する。さらに、ピストン２３が下降すると、上当金４５が下降してダイヤフラム４３が変形するとともに下当金４４が下降し、さらにこの下当金４４に当接している弁体３が下降する。このように、この実施形態では、ピストン２３の押圧力が、上当金４５、ダイヤフラム４３及び下当金４４を介して弁体３に加わり始める瞬間が「弁開点」であり、この弁開点から弁体３のニードル部３ｂが弁ポート１３の周囲から離間して、弁ポート１３を開状態とする。

【0028】

図４はサーモエレメント２０における感温部２１ａの温度とピストン２３の変位（リフト）との関係を示す温度−変位特性を示す図である。感温部２１ａ内の熱膨張体２Ａは、温度に応じて固体状態、固体と液体が混合する固液混合状態及び液体状態のように、相変化する。これにより、温度−変位特性は、固体状態で膨張する「固体膨張域」と、固液混合状態で膨張する「固液混合膨張域」と、液体状態で膨張する「液体膨張域」とで、それぞれ異なる傾きを呈する。そして、固液混合膨張域での傾き、すなわち温度膨張率が一番大きく（急峻に）なる。この温度−変位特性はサーモエレメント２０の固有の特性として既知であり、この場合ピストン２３のリフトＬ１〜Ｌ３の範囲が「固液混合膨張域」に対応している。

【0029】

ここで、前記のように、弁装置本体１０において弁開点は、上記「固液混合膨張域」の範囲内となるように設定されている。この実施形態では、弁開点は、図４に示す「弁開リフト＝０」及び「サーモエレメントリフト＝Ｌ２」となる状態に設定されている。このように、サーモエレメント２０における熱膨張体２Ａの温度膨張率が大きい「固液混合膨張域」の範囲内に弁開点が設定されているので、熱源が設定温度に達した場合、弁ポート１３を速やかに大きく開くことができる。これにより、熱源の温度変化に追従して、図示しない冷却装置に冷媒を迅速に供給でき、結果的に熱源を迅速に冷却することができる。

【0030】

なお、サーモエレメント２０において、感温部２１ａの温度が低下して、熱膨張体２Ａが収縮するとき、ダイヤフラム２４が動かずに固化した熱膨張体２Ａ内に真空の空隙ができたり、流動体２Ｂ内に空隙ができることがある。また、熱膨張体２Ａ内の収縮によりダイヤフラム２４が変形して流動体２Ｂも形状を変えることがある。このような場合、ピストン２３は突出した状態で、ラバーピストン２５及び保護板２６もピストン２３側に停留した状態となったり、ラバーピストン２５だけが流動体２Ｂに追従して移動した状態となったり、ラバーピストン２５と保護板２６が流動体２Ｂに追従して移動した状態となることがある。いずれの場合も、ピストン２３が突出して停留した状態では、このピストン２３は操作部４（あるいは弁体３）に対して押圧力を加えるものではなく、本発明における「弁開点」とは異なる状態である。

【0031】

図５及び図６に示すように、上当金４５において、ピストン２３が臨まされた遊び孔４５ａの底部は、ピストン２３が作用する操作端部Ｐとなっている。また、ガイド部２２ａが挿通されるガイド挿通孔４５ｂの底部（円環状底部）は、操作部側ストッパ端４Ｔ１となっている。さらに、ガイド部２２ａの端部は操作部側ストッパ端４Ｔ１に対して軸線Ｌ方向で対向する固定ストッパ端ＳＴ１となっている。そして、操作部側ストッパ端４Ｔ１と固定ストッパ端ＳＴ１とは、上当金４５の上昇をガイド部２２ａで規制する「ストッパ手段」を構成している。また、図５に示すピストン２３がガイド部２２ａ内に最も没入した最大没入時において、そのピストン２３の端部と操作端部Ｐとの隙間の幅「Ｄ１」と、固定ストッパ端ＳＴ１と操作部側ストッパ端４Ｔ１との隙間の幅「Ｄ２」とは、
Ｄ１＞Ｄ２
となっている。

【0032】

これにより、図７に示すように、ダイヤフラム４３に過大な圧力が印加されても、上当金４５の操作端部Ｐがピストン２３に当接することなく、操作部側ストッパ端４Ｔ１が固定ストッパ端ＳＴ１に当接し、上当金４５のこれ以上の上昇が規制される。したがって、サーモエレメント２０の破損等を防止することができる。

【0033】

なお、ピストン２３の「最大没入時」とは以下のとおりである。熱膨張体２Ａは固体膨張域（冷媒チャージ時は熱膨張体の温度は常温）では固体の状態である。また、ピストン２３と保護板２６の間や、保護板２６とラバーピストン２５の間、さらに熱膨張体２Ａや、流動体２Ｂの内部に隙間が生じることがある。熱膨張体が固体膨張域において、この隙間が無い状態が「最大没入時」である。例えば、図６は熱膨張体２Ａに隙間が生じてる状態であり、この隙間の分だけピストン２３が突出している。この隙間は真空であるため、この状態から、冷媒のチャージ等による異常圧力が生じ、この異常圧力によりピストン２３が上側に動いても、真空の隙間が無くなるまでの間は、熱膨張体２Ａの内部に圧力は生じない。すなわち、ピストン２３が、最大没入の状態になるまでは、熱膨張体２Ａが液圧縮状態にならない。したがって、このような場合でもサーモエレメント２０が破損することはない。

【0034】

図８は実施形態の温度感応型制御弁の変形例１の要部拡大縦断面図、図９は実施形態の温度感応型制御弁の変形例２の要部拡大縦断面図であり、以下の変形例において実施形態と同様な要素には図１乃至図３、図５乃至図７と同符号を付記して重複する説明は適宜省略する。

【0035】

図８の変形例１では、「ピストン側当金」としての上当金４５′が実施形態の上当金４５より軸線Ｌ方向の高さが高くなっている。上当金４５′にはガイド挿通孔４５ｂ′及びばね収容孔４５ｃ′が同軸に形成されており、ガイド挿通孔４５ｂ′にピストン２３が臨まされるとともに、ガイド部２２ａが挿通されている。また、ガイド挿通孔４５ｂ′の底部がピストン２３が作用する操作端部Ｐとなっている。また、サーモエレメント２０の「拡径された本体ケース部」である感温部側基部２１において、その上当金４５′側の面は固定ストッパ端ＳＴ２となっている。また、上当金４５′におけるガイド部２２ａの周の端面が操作部側ストッパ端４Ｔ２となっている。

【0036】

そして、ピストン２３がガイド部２２ａ内に最も没入した最大没入時において、そのピストン２３の端部と操作端部Ｐとの隙間の幅「Ｄ１」と、固定ストッパ端ＳＴ２と操作部側ストッパ端４Ｔ２との隙間の幅「Ｄ２」とは、
Ｄ１＞Ｄ２
となっている。この変形例１でも、実施形態と同様に、ダイヤフラム４３に過大な圧力が印加されても、上当金４５′の操作端部Ｐがピストン２３に当接することなく、操作部側ストッパ端４Ｔ２が固定ストッパ端ＳＴ２に当接し、上当金４５′のこれ以上の上昇が規制される。したがって、サーモエレメント２０の破損等を防止することができる。

【0037】

図９の変形例２では、「ピストン側当金」としての上当金４５″が実施形態の上当金４５より径が大きくなっている。上当金４５″にはガイド挿通孔４５ｂ″及びばね収容孔４５ｃ″が同軸に形成されており、ガイド挿通孔４５ｂ″にピストン２３が臨まされるとともに、ガイド部２２ａが挿通されている。また、ガイド挿通孔４５ｂ″の底部がピストン２３が作用する操作端部Ｐとなっている。また、「保持ケース部」としての円筒部４２ａには段部４２ａ１が形成されており、段部４２ａ１の上当金４５″側の内面が固定ストッパ端ＳＴ３となっている。また、上当金４５″において固定ストッパ端ＳＴ３と対向する上端面が操作部側ストッパ端４Ｔ３となっている。

【0038】

そして、ピストン２３がガイド部２２ａ内に最も没入した最大没入時において、そのピストン２３の端部と操作端部Ｐとの隙間の幅「Ｄ１」と、固定ストッパ端ＳＴ３と操作部側ストッパ端４Ｔ３との隙間の幅「Ｄ２」とは、
Ｄ１＞Ｄ２
となっている。この変形例２でも、実施形態と同様に、ダイヤフラム４３に過大な圧力が印加されても、上当金４５″の操作端部Ｐがピストン２３に当接することなく、操作部側ストッパ端４Ｔ３が固定ストッパ端ＳＴ３に当接し、上当金４５″のこれ以上の上昇が規制される。したがって、サーモエレメント２０の破損等を防止することができる。

【0039】

実施形態におけるサーモエレメントはラバーピストン、保護板及び流動体を備えているが、これらは無くてもよい。サーモエレメントは、熱膨張体の体積変化をピストンに伝達するものであればよい。

【0040】

また、実施形態では、操作部の「密封部材」はダイヤフラム４３で構成した例について説明したが、この「密封部材」としては、下当金及び弁体等からなる構造部を密閉封止するものであれば、例えばベローズ等であってもよい。

【0041】

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

【0042】

例えば、弁体が弁ポートの周囲の弁座に当接し、弁ポートを完全に閉とするものに限らず、弁体と弁座の間に隙間や流路があり、僅かなブリード流量がある場合でもよい。すなわち、本発明において、弁ポートの「閉状態」とは、完全に閉とする場合やブリード流量がある場合も含む概念である。

【符号の説明】

【0043】

１ 弁ハウジング
１Ａ 弁室
１１ 第１ポート
１２ 第２ポート
１３ 弁ポート
１４ ガイド孔
Ｌ 軸線
２１ 感温ケース
２１ａ 感温部
２１ｂ 感温部側基部
２２ ガイドケース
２２ａ ガイド部
２２ｂ ガイド側基部
２３ ピストン
２４ ダイヤフラム
２５ ラバーピストン
２６ 保護板
２Ａ 熱膨張体
２Ｂ 流動体
３ 弁体
３ａ 弁棒
３ｂ ニードル部
３ｃ 鍔部
３ａ′ 弁棒
３１ ばね受け
３２ コイルばね
４ 操作部
４１ 下蓋
４２ 上ケース
４２ａ 円筒部
４２ａ１ 段部
４３ ダイヤフラム
４４ 下当金（弁体側当金）
４５ 上当金（ピストン側当金）
４５′ 上当金（ピストン側当金）
４５″ 上当金（ピストン側当金）
４６ 固定ばね
４７ コイルばね
４５ａ 遊び孔
４５ｂ ガイド挿通孔
４５ｂ′ ガイド挿通孔
４５ｂ″ ガイド挿通孔
４５ｃ ばね収容孔
４５ｃ′ ばね収容孔
４５ｃ″ ばね収容孔
４′ 操作部
４４′ 下当金（弁体側当金）
４４ａ′ 遊び孔
４５′ 上当金（ピストン側当金）
４５ａ′ ピストン孔
Ｐ 操作端部
ＳＴ１ 固定ストッパ端
ＳＴ２ 固定ストッパ端
ＳＴ３ 固定ストッパ端
４Ｔ１ 操作部側ストッパ端
４Ｔ２ 操作部側ストッパ端
４Ｔ３ 操作部側ストッパ端
１０ 弁装置本体
２０ サーモエレメント
１００ 温度感応型制御弁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】