特許 7424700 サーモアクチュエーター

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-22

(45)【発行日】2024-01-30

(54)【発明の名称】サーモアクチュエーター

(51)【国際特許分類】

   F15B 15/26 20060101AFI20240123BHJP

   F16K 31/68 20060101ALI20240123BHJP

【ＦＩ】

F15B15/26

F16K31/68 Z

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2023108475

(22)【出願日】2023-06-30

【審査請求日】2023-07-03

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】391026287

【氏名又は名称】富士精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100120868

【弁理士】

【氏名又は名称】安彦 元

(74)【代理人】

【識別番号】100198214

【弁理士】

【氏名又は名称】眞榮城 繁樹

(72)【発明者】

【氏名】中山 徹

【審査官】藤原 弘

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－２２３３３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５２－０５１９９５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２０４６５９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０３０１６４５０（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２２３２０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０２０７２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－０６８２０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－３００５０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５５－０６９３０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５０５６４１８（ＵＳ，Ａ）

【文献】米国特許第０３５７５０８７（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１５Ｂ １５／００－１５／２８

Ｆ１６Ｋ ３１／６８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

感温制御装置であるサーモアクチュエーターであって、
周囲の温度上昇に伴い突出するピストンロッドを有するサーモエレメントと、このサーモエレメントに装着されたケースと、このケースに対して突没自在に装着され、前記ピストンロッドと連動して突没動作する第１ロッドと、この第１ロッドを没方向に付勢する主スプリングを備えるとともに、係止機構により圧縮状態で係止された補助スプリングをさらに備え、
前記係止機構は、前記第１ロッドと連動して駆動される被駆動部材の動作不良に起因して前記サーモエレメントで前記ピストンロッドを押し出す反作用により前記第１ロッドに所定以上の軸力が作用した際に係止が解除され、係止が解除された前記補助スプリングで付勢されて突出した前記第１ロッドが没して後退しないように構成されていること
を特徴とするサーモアクチュエーター。

【請求項2】

前記係止機構は、所定以上の荷重が作用した際に係止部材が変形又は破断することで係止が解除される機構であること
を特徴とする請求項１に記載のサーモアクチュエーター。

【請求項3】

前記係止部材は、太さが徐々に拡径するテーパー部に掛け止められ、前記係止部材には、切れ目が形成されており、前記第１ロッドに所定以上の軸力が作用した際に前記テーパー部を前記係止部材が位置移動することで前記切れ目が広がり、前記係止部材が脱落することで係止が解除されること
を特徴とする請求項２に記載のサーモアクチュエーター。

【請求項4】

前記係止部材は、係止部に掛け止められており、前記第１ロッドに所定以上の軸力が作用した際に、前記係止部材が前記係止部から外れて脱落することで係止が解除されること
を特徴とする請求項２に記載のサーモアクチュエーター。

【請求項5】

前記係止機構は、前記補助スプリングが直接、係止部に掛け止められることで係止され、前記第１ロッドに所定以上の軸力が作用した際に、前記補助スプリングが前記係止部から外れることで係止が解除されること
を特徴とする請求項１に記載のサーモアクチュエーター。

【請求項6】

前記ピストンロッドと前記第１ロッドとの間に介装されて前記ピストンロッドと連動して突没動作する第２ロッドをさらに備え、
前記第１ロッドに所定以上の軸力が作用していない時は、前記第１ロッドと前記第２ロッドとの間に隙間があり前記補助スプリングを介して前記第２ロッドの動作が前記第１ロッドに伝達され、
前記第１ロッドに所定以上の軸力が作用した時は、前記係止機構の係止が解除された後、前記隙間がなくなり、前記第１ロッドと前記第２ロッドが当接することで前記第２ロッドの動作が前記第１ロッドに伝達されること
を特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のサーモアクチュエーター。

【請求項7】

前記第１ロッドに所定以上の軸力が作用することにより前記係止機構の係止が解除されて前記補助スプリングの付勢力で前記第１ロッドの突出長が保たれた後、周囲の温度上昇に伴う前記ピストンロッドの突出動作が前記第２ロッドを介して前記第１ロッドに伝達されて前記第１ロッドがさらに突出すること
を特徴とする請求項６に記載のサーモアクチュエーター。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、サーモアクチュエーターに関し、詳しくは、異常軸力発生時にオーバーヒートを回避するためにロッドの突出長をサーモエレメントの周囲の温度が下降しても維持する補助スプリングを備えたサーモアクチュエーターに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば、エンジン冷却水温度や油温に応じて作動するアクチュエーターによって、ロッドの突没動作と連動して駆動されるルーバー（遮蔽版）などの被駆動部材を開閉（駆動）して、熱交換器やエンジンに送られる外気の送風量を調整することが知られている。しかし、環境変化や悪路走行によりルーバーなどの被駆動部材に異物等が噛み込み、被駆動部材が固着したり、動きにくくなったりする動作不良が発生し得る。その時ルーバーなどの被駆動部材が閉止状態の場合は、エンジンへの送風が断たれ油温が上昇し、最悪オーバーヒートに繋がるという問題が発生する。このため、何らかの手段により被駆動部材を開状態にするとともに周囲の温度が下降しても開状態を維持することが必要である。

【0003】

従来のサーモアクチュエーター構造でも、サーモエレメントのピストンロッドを押し出す力で異物噛み込みによる固着等の動作不良を解除する力は発生させることができるものの、その後は通常のサーモアクチュエーターの動作となるため、ユーザーに異常が発生したことを気づかせることが難しいという問題がある。また、一度固着解除したサーモアクチュエーターは、異常な応力を受けることで内部が変形し、所定のリフト（ロッドの突出長）が得られない場合がある。そして、異常応力を受けたサーモアクチュエーターにおいて通常動作を続けた場合、所定のリフトが得られないことに起因して、エンジンのオーバーヒートに繋がるという問題が発生する。

【0004】

例えば、特許文献１には、リテーナ１５を支持するガイド体１１に、基端部から立ち上がる円筒部１１ａと、円筒部の先端に向かって外径を拡大するテーパ部１１ｃと、テーパ部に続いて軸芯方向に凹むロック部材の係合溝１１ｄが備えられ、リテーナ１５のリフト状態において、リテーナ１５を円滑にロック状態にすることができるロック機能を備えたサーモアクチュエーターが開示されている（特許文献１の特許請求の範囲の請求項１、明細書の段落［００２５］～［００３６］、図面の図１～図５等参照）。

【0005】

しかし、特許文献１に記載のロック機能を備えたサーモアクチュエーターは、異常高温発生時にある一定の高リフトに達するとオープンロックする構造であり、異物等の噛み込み等の異常荷重発生時に対処することが想定されているものではない。このため、想定される異常荷重発生時に特定のリフトに到達しない場合は、オープンロックさせることはできずに通常のサーモアクチュエーターの動作に戻る可能性がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１７－２２３３３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

そこで、本発明は、前記問題点を解決するために案出されたものであり、その目的とするところは、ルーバーなどの被駆動部材の動作不良解除後に周囲の温度が下降した際にも被駆動部材の開状態を維持できるロッドの突出長を保持するために付勢する補助スプリングを備えたサーモアクチュエーターを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

第１発明に係るサーモアクチュエーターは、感温制御装置であるサーモアクチュエーターであって、周囲の温度上昇に伴い突出するピストンロッドを有するサーモエレメントと、このサーモエレメントに装着されたケースと、このケースに対して突没自在に装着され、前記ピストンロッドと連動して突没動作する第１ロッドと、この第１ロッドを没方向に付勢する主スプリングを備えるとともに、係止機構により圧縮状態で係止された補助スプリングをさらに備え、前記係止機構は、前記第１ロッドと連動して駆動される被駆動部材の動作不良に起因して前記サーモエレメントで前記ピストンロッドを押し出す反作用により前記第１ロッドに所定以上の軸力が作用した際に係止が解除され、係止が解除された前記補助スプリングで付勢されて突出した前記第１ロッドが没して後退しないように構成されていることを特徴とする。

【0009】

第２発明に係るサーモアクチュエーターは、第１発明において、前記係止機構は、所定以上の荷重が作用した際に係止部材が変形又は破断することで係止が解除される機構であることを特徴とする。

【0010】

第３発明に係るサーモアクチュエーターは、第２発明において、前記係止部材は、太さが徐々に拡径するテーパー部に掛け止められ、前記係止部材には、切れ目が形成されており、前記第１ロッドに所定以上の軸力が作用した際に前記テーパー部を前記係止部材が位置移動することで前記切れ目が広がり、前記係止部材が脱落することで係止が解除されることを特徴とする。

【0011】

第４発明に係るサーモアクチュエーターは、第２発明において、前記係止部材は、係止部に掛け止められており、前記第１ロッドに所定以上の軸力が作用した際に、前記係止部材が前記係止部から外れて脱落することで係止が解除されることを特徴とする。

【0012】

第５発明に係るサーモアクチュエーターは、第１発明において、前記係止機構は、前記補助スプリングが直接、係止部に掛け止められることで係止され、前記第１ロッドに所定以上の軸力が作用した際に、前記補助スプリングが前記係止部から外れることで係止が解除されることを特徴とする。

【0013】

第６発明に係るサーモアクチュエーターは、第１発明～第５発明のいずれかにおいて、前記ピストンロッドと前記第１ロッドとの間に介装されて前記ピストンロッドと連動して突没動作する第２ロッドをさらに備え、前記第１ロッドに所定以上の軸力が作用していない時は、前記第１ロッドと前記第２ロッドとの間に隙間があり前記補助スプリングを介して前記第２ロッドの動作が前記第１ロッドに伝達され、前記第１ロッドに所定以上の軸力が作用した時は、前記係止機構の係止が解除され、前記隙間がなくなり、前記第１ロッドと前記第２ロッドが当接することで前記第２ロッドの動作が前記第１ロッドに伝達されることを特徴とする。

【0014】

第７発明に係るサーモアクチュエーターは、第６発明において、前記第１ロッドに所定以上の軸力が作用することにより前記係止機構の係止が解除されて前記補助スプリングの付勢力で前記第１ロッドの突出長が保たれた後、周囲の温度上昇に伴う前記ピストンロッドの突出動作が前記第２ロッドを介して前記第１ロッドに伝達されて前記第１ロッドがさらに突出することを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

第１発明～第７発明によれば、補助スプリングを備え、係止機構は、第１ロッドと連動して駆動される被駆動部材の動作不良に起因してサーモエレメントでピストンロッドを押し出す反作用により第１ロッドに所定以上の軸力が作用した際に係止が解除され、係止が解除された補助スプリングで付勢されてピストンロッドで押し出されて一旦突出した第１ロッドがサーモエレメントの周囲の温度が下降しても没して後退しないように構成されているので、被駆動部材の動作不良を解除した後にサーモエレメントの周囲の温度が下降した場合でも被駆動部材を開状態に保持することができ、最悪な事態であるオーバーヒートを防ぐことができる。また、第１発明～第７発明によれば、ルーバーなどの被駆動部材の動作不良発生後に被駆動部材が常時開状態となること、即ち、低温においても被駆動部材が開いていることでユーザーに異常だと気付かせることができる。

【0016】

特に、第２発明及び第３発明によれば、係止部材が変形又は破断することで係止が解除されるので、係止機構を簡単な安価な構成で達成することができるとともに、確実に補助スプリングで付勢して被駆動部材を開状態に保持することができる。

【0017】

特に、第４発明によれば、係止部材が係止部から外れて脱落することで係止が解除されるので、さらに係止機構を簡単な安価な構成とすることができるとともに、確実に補助スプリングで付勢して被駆動部材を開状態に保持することができる。

【0018】

特に、第５発明によれば、係止機構は、補助スプリングが直接係止部に掛け止められることで係止され、第１ロッドに所定以上の軸力が作用した際に、補助スプリングが係止部から外れることで係止が解除されるので、係止部材が不要となり、さらに係止機構を簡単な安価な構成とすることができるとともに、係止部材が途中で引っ掛かるおそれもなく、確実に補助スプリングで付勢して被駆動部材を開状態に保持することができる。

【0019】

特に、第６発明によれば、第１ロッドに所定以上の軸力が作用していない時は、補助スプリングを介して第２ロッドの動作が第１ロッドに伝達され、第１ロッドに所定以上の軸力が作用した時は、第１ロッドと第２ロッドが当接することで第２ロッドの動作が第１ロッドに伝達されるので、第１ロッドに所定以上の軸力を感知して被駆動部材を開状態に保持することと、周囲の温度上昇に伴い突出するピストンロッドの動作を確実に第１ロッドに伝達することを上手く両立することができる。

【0020】

特に、第７発明によれば、高温状態になると、サーモエレメント（ペレット）が作動し被駆動部材を開かせることが可能であり、固着を解除した後にも固着力が多少残り、補助スプリングの荷重では一定の突出長が得られない状態においても、サーモエレメント（ペレット）の作動で被駆動部材を開かせ、エンジンのオーバーヒートを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】図１は、本発明の実施の形態に係るサーモアクチュエーターの構成を示す断面図である。

【図2】図２（ａ）は、通常時の図１のＡ部拡大図であり、図２（ｂ）は、異常荷重発生時の図１のＡ部拡大図である。また、図２（ｃ）は、通常時の止め輪を示す平面図であり、図２（ｄ）は、異常軸力発生時の止め輪を示す平面図である。

【図3】図３（ａ）は、通常時の別の実施形態に係る止め輪を示す図１のＡ部拡大図に相当する図であり、図３（ｂ）は、異常軸力発生時の別の実施形態に係る止め輪を示す図１のＡ部拡大図に相当する図である。また、図３（ｃ）は、通常時の別の実施形態に係る止め輪を示す平面図であり、図３（ｄ）は、異常軸力発生時の別の実施形態に係る止め輪を示す平面図である。

【図4】図４（ａ）は、別の実施形態に係る係止機構を示す図１のＡ部拡大図に相当する図であり、図４（ｂ）は、異常軸力発生時の別の実施形態に係る係止機構を示す図１のＡ部拡大図に相当する図である。

【図5】図５は、同上のサーモアクチュエーターの通常動作を示す図であり、（ａ）が温度上昇前を示し、（ｂ）が温度上昇後を示している。

【図6】図６は、同上のサーモアクチュエーターの動作不良発生後の動作を示す図であり、（ａ）が動作不良発生時の動作を示し、（ｂ）が動作不良解除時の動作を示し、（ｃ）がルーバーオープン時の動作を示す。

【図7】図７は、同上のサーモアクチュエーターのフルオープン時の動作を示す図であり、（ａ）が図６（ｃ）と同じ補助スプリングで第１ロッドを所定のリフト状態に保持し、ルーバーを開状態に保持したオープンロックの状態を示し、（ｂ）がフルオープン時の状態を示す。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の実施の形態に係るサーモアクチュエーターについて、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0023】

＜サーモアクチュエーターの構成＞
図１～図３を用いて、本発明の実施の形態に係るサーモアクチュエーター１の構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るサーモアクチュエーター１の構成を示す断面図である。

【0024】

図１に示すように、本発明の実施の形態に係るサーモアクチュエーター１は、サーモエレメント２を備え、温度センサと制御動作（駆動動作）を行うアクチュエーターの機能を併せ持つ感温制御装置である。本実施の形態に係るサーモアクチュエーター１は、エンジンの油温を感知して被駆動部材であるルーバー（遮蔽板）を開閉し、送風量を調整するサーモアクチュエーターを例示して説明する。

【0025】

（サーモエレメント）
このサーモエレメント２は、パラフィンワックスなどのワックスが封入された黄銅などの金属製の容器であるハウジング２０と、このハウジング２０に対して突没自在なステンレス製のピストンロッド３を備え、サーモエレメント２の周囲の温度上昇に伴いハウジング２０内のワックスの膨張でピストンロッド３が突出する仕組みとなっている。勿論、ハウジング２０に封入されるワックスは、パラフィンワックスに限られず、マイクロワックスなど、比較的体積変化の大きい所定の熱膨張特性を有する物質であれば本発明に適用可能である。

【0026】

また、本実施の形態に係るサーモアクチュエーター１は、このサーモエレメント２が装着された第１ケース４と、この第１ケース４に対して突没自在に装着された第１ロッド５と、この第１ロッド５を没方向に付勢する主スプリングである第１スプリング６など、を備えている。

【0027】

また、第１ロッド５には、第２ケース８が接続され、この第２ケース８には、第２ケース８及び第１ロッド５を突出方向に付勢する補助スプリングである第２スプリング９が介装されている。そして、この第２スプリング９は、圧縮された状態で係止部材である止め輪１０で第２ロッド１１に掛け止められて係止されている。

【0028】

この第２ロッド１１は、ピストンロッド３と第２ケース８との間に挿置されており、ワックスの膨張でピストンロッド３が突出すると、このピストンロッド３に押し出されて、第２ケース８及びこの第２ケース８に接続された第１ロッド５を玉突き状態で押し出す仕組みとなっている。但し、図１に示すように、通常時は、ピストンロッド３と第２ロッド１１は、当接しており、第１ロッド５と一体となった第２ケース８と第２ロッド１１とは、離間している。

【0029】

なお、サーモエレメント２は、第１ケース４との間にアクリルゴム（ＡＣＭ）からなるＯリング１２が介装されてエンジンとの嵌合部が封止されている。また、第１ケース４は、サーモエレメント２ごと、支持部材である支持プレート１３にカシメ止められて装着され、サーモアクチュエーター１全体が固定支持されている。

【0030】

（第１ケース）
第１ケース４は、ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）からなり、一端が開放された開放端４ａとなっており、他端が途中で縮径する縮径部４ｂが形成された円筒状のケースである。この第１ケース４は、開放端４ａ側がサーモエレメント２及び支持プレート１３に装着されている。また、第１ケース４の縮径部４ｂには、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ樹脂）からなる軸受け４１が装着されており、この軸受け４１を介して後述の第１ロッド５が突没自在に構成されている。縮径部４ｂの軸受け４１の外側（第１ロッド５の突出方向側）には、サーモアクチュエーター１内への外液やダスト侵入を防止するために合成ゴムであるＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンモノマー）からなるＯリング４２が装着されて封止されている。

【0031】

（第１ロッド）
第１ロッド５は、ステンレス鋼材（ＳＵＳ４３０）の棒材からなり、先端にルーバーに連結されたプッシュロッド５１が嵌着されている。

【0032】

（主スプリング）
主スプリングである第１スプリング６は、ステンレス鋼線（ＳＵＳ３０４）からなるコイルスプリングであり、一端が第１ケース４の縮径部４ｂ側の内壁に当接し、他端が第１ロッド５と接続する第２ケース８に掛けて止められている。このため、第１スプリング６は、前述のように、第１ロッド５を没方向、即ち、温度下降時に第１ロッド５を第１ケース４内に引き込む方向に付勢している。なお、主スプリングである第１スプリング６の付勢力は、４８～５５Ｎに設定されている。

【0033】

（第２ケース）
第２ケース８は、第１ロッド５と同材のステンレス鋼材（ＳＵＳ４３０）からなり、第１ロッド５に接続されて一体化している部材である。この第２ケース８は、一端が閉塞された円筒状の部材であり、中央に第２ロッド１１を挿置する凹部８１が形成されており、凹部８１の外側は、第２スプリング９を挿置するスペースとなっている。また、第２ケース８の開放端には、外側へ折り返された鍔状の掛止め部８２が形成されており、前述の第１スプリング６が掛け止められている。

【0034】

（補助スプリング）
補助スプリングである第２スプリング９は、第１スプリング６と同様に、ステンレス鋼線（ＳＵＳ３０４）からなるコイルスプリングであり、圧縮された状態で一端が第２ケース８の閉塞端の内壁に当接し、他端が第２ロッド１１に掛け止められた止め輪１０に当接している。なお、止め輪１０については後述する。また、補助スプリングである第２スプリング９の付勢力は、第１スプリング６の付勢力に対抗してルーバーの開状態を保持するために第１スプリング６の付勢力より大きい５５～９３Ｎに設定されている。

【0035】

（第２ロッド）
第２ロッド１１は、凹部８１に挿置する側の端部１１１がキノコ状に拡径しており、ステンレス製のワイヤリング１４で凹部８１から第２ロッド１１が外れないように掛け止められている。また、第２ロッド１１のピストンロッド３側の他端には、ピストンロッド３側に近づくに従って太さが徐々に拡径するテーパー部１１２が形成されており、このテーパー部１１２に止め輪１０が掛け止められている。

【0036】

＜係止機構＞
次に、図２を用いて、本発明の実施形態に係る係止機構（係止部材）である止め輪１０について説明する。図２（ａ）は、通常時の図１のＡ部拡大図であり、図２（ｂ）は、異常荷重発生時の図１のＡ部拡大図である。また、図２（ｃ）は、通常時の止め輪１０を示す平面図であり、図２（ｄ）は、異常荷重発生時の止め輪１０を示す平面図である。

【0037】

図２に示すように、本発明の実施形態に係る係止機構（係止部材）である止め輪１０は、切れ目１０ａが形成されたＣ字形状となっている。一方、異物等の噛み込みなどに起因してプッシュロッド５１を介して第１ロッド５の突没動作と連動して開閉するルーバーが固着したり、動きにくくなったりする動作不良が発生すると、サーモエレメント２でピストンロッド３を押し出すことによりルーバーに連結されたプッシュロッド５１を介してその反作用で第１ロッド５に異常軸力である所定以上の軸力（後述のように１００Ｎ以上）が作用する。すると、前述のように、第２ケース８と第２ロッド１１とが離間しているため、第１ロッド５に作用する異常軸力は、鋼線同士が接触するように圧縮された第２スプリング９を介して止め輪１０に作用する。

【0038】

異常軸力が止め輪１０に作用すると、この止め輪１０は、第２ロッド１１のテーパー部１１２に掛け止められているため、止め輪１０がテーパー部１１２の図２（ｂ）の矢印方向に位置移動することとなる。すると、切れ目１０ａが変形して広がり、止め輪１０が第２ロッド１１のテーパー部１１２から脱落することで係止機構の係止が解除される。この止め輪１０の切れ目１０ａが広がり始める荷重が後述のように１００Ｎに設定されている。勿論、本発明に係る係止部材は、変形して係止が解除されるのではなく、破断することで係止が解除されるようにしてもよいことは云うまでもない。

【0039】

次に、図３を用いて、本発明の別の実施形態に係る係止機構（係止部材）である止め輪１０’について説明する。図３（ａ）は、通常時の別の実施形態に係る止め輪１０’を示す図１のＡ部拡大図に相当する図であり、図３（ｂ）は、異常軸力発生時の止め輪１０’を示す図１のＡ部拡大図に相当する図である。また、図３（ｃ）は、通常時の止め輪１０’を示す平面図であり、図３（ｄ）は、異常軸力発生時の止め輪１０’を示す平面図である。

【0040】

別の実施形態に係る止め輪１０’が、前述の止め輪１０と相違する点は、止め輪１０’の厚さが前述の止め輪１０の厚さより薄くなっている点と、係止部材である止め輪１０’がテーパー部１１２に掛け止められているのではなく、第２ロッド１１の第１係止部１１３（係止部）に掛け止められている点である。そのため、その点について説明し、他の構成は、同一構成は同一符号を付し、説明を省略する。

【0041】

止め輪１０’の厚さが止め輪１０の厚さより薄くなっているとともに、第２ロッド１１のサーモエレメント２側の下端部に形成された第１係止部１１３に掛け止められている。このため、異常軸力が止め輪１０’に作用すると、図３（ｂ）の矢印方向で示すように、止め輪１０’がテーパー部１１２をズレて位置移動するのではなく、リング状の止め輪１０’が第１係止部１１３に引っ掛かったまま外側に倒れて円錐台状に変形することで結果的に止め輪１０’が第２ロッド１１の第１係止部１１３から脱落することで係止機構の係止が解除される。

【0042】

以上のように、係止機構は、第１ロッド５に所定以上の軸力が作用した際に係止部材である止め輪１０又は止め輪１０’が変形又は破断することで係止が解除されるものを例示して説明したが、本発明に係る係止機構は、第１ロッド５に所定以上の軸力が作用した際に係止が解除される機構であれば、係止部材が変形又は破断することで係止が解除されるものに限られない。

【0043】

次に、図４を用いて、係止部材が変形又は破断することで係止が解除されるものではなない別の実施形態に係る係止機構について説明する。図４（ａ）は、別の実施形態に係る係止機構を示す図１のＡ部拡大図に相当する図であり、図４（ｂ）は、異常軸力発生時の別の実施形態に係る係止機構を示す図１のＡ部拡大図に相当する図である。本実施形態に係る係止機構が、前述の係止機構（の係止部材である止め輪１０，止め輪１０’）と相違する点は、係止部材その物がなく、補助スプリングの変形例に係る第２スプリング９’が直接、第２ロッド１２の第２係止部１１４に掛け止められている点である。そのため、その点について説明し、他の構成は、同一構成は同一符号を付し、説明を省略する。

【0044】

図４に示す本実施形態に係る係止機構は、前述の第２スプリング９のサーモエレメント２側の下端部のスプリング鋼線の径が小さくなった変形例に係る第２スプリング９’となっているとともに、第２ロッド１２のサーモエレメント２側の下端部に第２係止部１１４が形成されており、この第２係止部１１４に、第２スプリング９’のスプリング鋼線が直接掛け止められている。

【0045】

このため、第１ロッド５に作用する異常軸力が第２スプリング９’に伝達されると、図４（ｂ）の矢印方向で示すように、スプリング鋼線の径が小さくなった第２スプリング９’の下端部が押圧されて第２係止部１１４を乗り越えて広がり、第２ロッド１１の第２係止部１１４から脱落することで係止機構の係止が解除される。そのため、係止部材が不要となり、係止機構を簡単な安価な構成とすることができるとともに、係止部材が途中で引っ掛かるおそれもなく、確実に補助スプリングである第２スプリング９’で付勢してルーバーを開状態に保持することができる。

【0046】

＜サーモアクチュエーターの動作＞
次に、図５～図６を用いて、サーモアクチュエーター１の動作について説明する。図５は、サーモアクチュエーター１の通常動作を示す図であり、（ａ）が温度上昇前を示し、（ｂ）が温度上昇後を示している。また、図６は、サーモアクチュエーター１の動作不良発生後の動作を示す図であり、（ａ）が動作不良発生時の動作を示し、（ｂ）が動作不良解除時の動作を示し、（ｃ）がルーバーオープン時の動作を示す。

【0047】

図５（ａ），図５（ｂ）に示すように、サーモアクチュエーター１の通常動作は、サーモエレメント２の周囲の温度上昇に伴いハウジング２０内のワックスの膨張でピストンロッド３が突出する。すると、ピストンロッド３で第２ロッド１１が押し出される。

【0048】

このとき、前述のように、第１ロッド５と一体となった第２ケース８と第２ロッド１１とは、離間距離Ｄ１だけ離間している。しかし、前述のように、第２スプリング９は、圧縮された状態で第２ケース８に収容されている。このため、ピストンロッド３の突出力（リフト力）は、第２ロッド１１に伝達された後、テーパー部１１２に掛け止められた止め輪１０を介して第２スプリング９に伝達されて第２ケース８の閉塞端から、これと一体の第１ロッド５に伝達されてリフト距離Ｌ１（第１ロッド５の突出長の増加分）だけリフトアップし、ルーバーを開く方向に動作する。なお、図示形態では、リフト距離Ｌ１＝８．０ｍｍ、離間距離Ｄ１＝１．０ｍｍを想定している。

【0049】

温度下降時は、サーモエレメント２の周囲の温度下降に伴いハウジング２０内のワックスが縮小し、ピストンロッド３が没方向にハウジング２０内に引っ込んで後退する。すると、主スプリングである第１スプリング６の付勢力で第１ロッド５及び第２ケース８がピストンロッド３側にリフトダウンし、第２スプリング９を介して玉突き状態で第２ロッド１１もリフトダウンする。

【0050】

このように、動作不良が発生していない通常動作では、油温変化をサーモエレメント２が感知し、図５（ａ），図５（ｂ）に示した動作を繰り返し、プッシュロッド５１に接続するルーバーの開閉動作を行う。なお、前述のように、主スプリングである第１スプリング６の付勢力＝４８～５５Ｎ＜補助スプリングである第２スプリング９の付勢力＝５５～９３Ｎに設定されており、第２スプリングが撓むことはない。

【0051】

一方、異物等の噛み込みなどに起因してルーバーが固着するなどして動作不良が発生すると、ルーバーに連結されたプッシュロッド５１及び第１ロッド５もロックされる。その状態で、温度が上昇すると、サーモエレメント２のワックスの膨張でピストンロッド３が突出する。しかし、ルーバーが固着していれば第１ロッド５も突出してリフトアップできず、ピストンロッド３で発生させるピストンロッド３のリフト力（突出力）の反作用で第１ロッド５及びサーモエレメント２に異常軸力が伝達されることとなる。このサーモエレメント２に伝達される異常軸力が、第２スプリング９の付勢力＝５５～９３Ｎよりも高くなり、１００Ｎを超えると、ハウジング２０が変形するおそれがあり、継続使用ができなくなる。

【0052】

そこで、前述のように、１００Ｎを超える異常軸力が止め輪１０に作用すると、切れ目１０ａが変形して広がり始めるように設定している。つまり、図６（ａ）に示すように、ルーバーの固着などの動作不良が発生すると、第２ケース８と第２ロッド１１との離間距離が縮まり、第２スプリング９が縮み、第２スプリング９の鋼線同士が接触することで、止め輪１０の切れ目１０ａが変形して広がり始め（図２も参照）、図６（ｂ）に示すように、止め輪１０が第２ロッド１１のテーパー部１１２から脱落することで係止機構の係止が解除され、図６（ｃ）に示すように、第２スプリング９の付勢力で付勢し、第１ロッド５が後退して没することを防ぎ、サーモエレメント２の周囲の温度が下降した場合でもルーバーの開状態を維持する。勿論、第２スプリング９の付勢力で第１ロッド５を間接的に付勢してもよく、第２スプリング９で直接第１ロッド５を押圧しなくてもよい。また、本発明の係止機構の係止の解除は、第２スプリング９の鋼線同士の接触の有無にかかわらず、第２スプリング９のバネ係数や止め輪１０の強度の適切な選択により、異常軸力が止め輪１０に作用することで止め輪１０が脱落するように設定すればよい。

【0053】

このように、本実施の形態に係るサーモアクチュエーター１によれば、第１ロッド５に所定以上の軸力が作用した際に係止部材である止め輪１０の係止が解除され、異物等の噛み込みでルーバーの動作不良が発生し、サーモエレメント２の周囲の温度が下降した後も第２スプリング９の付勢力でルーバーを最低限開状態に保持できる第１ロッド５の所定の突出長を維持することができ、オーバーヒートを防ぐことができる。

【0054】

なお、前述のように、係止部材を止め輪１０’として、異常軸力が止め輪１０’に作用すると、図３（ｂ）の矢印方向で示すように、リング状の止め輪１０’が第１係止部１１３に引っ掛かったまま外側に倒れて円錐台状に変形することで結果的に広がり、止め輪１０’が第２ロッド１１の第１係止部１１３から脱落することで係止機構の係止が解除されるようにしてもよい。

【0055】

また、前述のように、第１ロッド５に作用する異常軸力が第２スプリング９’に伝達されると、図４（ｂ）の矢印方向で示すように、スプリング鋼線の径が小さくなった第２スプリング９’の下端部が押圧されて第２係止部１１４を乗り越えて広がり、第２ロッド１１の第２係止部１１４から脱落することで係止機構の係止が解除されるようにしても構わない。

【0056】

一方、サーモアクチュエーター１によれば、図５に示す通常動作では、第２スプリング９を介して第２ロッド１１の動作が第１ロッド５に伝達されるようにし、ルーバーの動作不良が発生した時は、第１ロッド５と第２ロッド１１が当接することで第２ロッド１１の動作が第１ロッド５に伝達されるようにする。このため、第１ロッド５に所定以上の軸力を感知してルーバーを開状態に保持することと、周囲の温度上昇に伴い突出するピストンロッド３の動作を確実に第１ロッド５に伝達することを上手く両立することができる。

【0057】

また、図６（ｃ）に示すように、異常軸力発生後にルーバーが常時開状態に保持されること、即ち、低温においてもルーバーが開いていることでユーザーに異常だと気付かせることができ、エンジンが動いている間に車両を修理工場等に運ぶインセンティブが働く。

【0058】

図７は、サーモアクチュエーター１のフルオープン時の動作を示す図であり、（ａ）が図６（ｃ）と同じ第２スプリング９で第１ロッド５を所定のリフト状態に保持し、ルーバーを開状態に保持したオープンロックの状態を示し、（ｂ）がフルオープン時の状態を示す。

【0059】

図７（ａ）に示すように、第２スプリング９で第１ロッド５を所定の突出長であるリフト状態に保持し、ルーバーを開状態に保持しているオープンロックの状態から、図７（ｂ）に示すように、油温が上昇した場合、ピストンロッド３の突出動作が第２ロッド１１を介して第１ロッド５に伝達されて図７（ａ）のオープンロックの状態から第１ロッド５がさらに突出してルーバーがフルオープンの状態となるように構成することが好ましい。サーモエレメント２により固着などの動作不良を解除した後にも固着力が多少残り、第２スプリング９の付勢力では一定のリフトが得られない状態においても、サーモエレメント２（ペレット）の作動でルーバーを開かせ、エンジンのオーバーヒートを防ぐことができるからである。

【0060】

以上、本発明の実施形態に係るサーモアクチュエーター１について詳細に説明したが、前述した又は図示した実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたって具体化した一実施形態を示したものに過ぎない。よって、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。特に、各部材の素材等は、あくまでも例示であり、同等の強度を有する他の材料に適宜変更できることは云うまでもない。

【符号の説明】

【0061】

１：サーモアクチュエーター
２：サーモエレメント
２０：ハウジング
３：ピストンロッド
４：第１ケース
４ａ：開放端
４ｂ：縮径部
４１：軸受け
４２：Ｏリング
５：第１ロッド
５１：プッシュロッド
６：第１スプリング（主スプリング）
８：第２ケース（第１ロッド）
８１：凹部
８２：掛止め部
９，９’：第２スプリング（補助スプリング）
１０，１０’：止め輪（係止部材、係止機構）
１０ａ，１０ａ’：切れ目
１１：第２ロッド
１１１：端部
１１２：テーパー部
１１３：第１係止部（係止部）
１１４：第２係止部（係止部）
１２：Ｏリング
１３：支持プレート
１４：ワイヤリング

【要約】      （修正有）

【課題】ルーバーなどの被駆動部材の動作不良解除後に周囲の温度が下降した際にも被駆動部材の開状態を維持できるサーモアクチュエーターを提供する。
【解決手段】周囲の温度上昇に伴い突出するピストンロッド３を有するサーモエレメント２と、ケース（第１ケース４）に対して突没自在に装着され、ピストンロッド３と連動して突没動作する第１ロッド５と、第１ロッドを没方向に付勢する主スプリング（第１スプリング６）を備えるとともに、係止機構（止め輪１０）により圧縮状態で係止された補助スプリング（第２スプリング９）をさらに備え、係止機構は、第１ロッドと連動して駆動される被駆動部材（ルーバー）の動作不良に起因してサーモエレメントでピストンロッドを押し出す反作用により第１ロッドに所定以上の軸力が作用した際に係止が解除され、補助スプリング（第２スプリング）で付勢されて突出した第１ロッドが没して後退しないように構成する。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】