特許 7453720 ワックスサーモエレメント及びワックスサーモエレメントの製造方法

(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】2024-03-12

(45)【発行日】2024-03-21

(54)【発明の名称】ワックスサーモエレメント及びワックスサーモエレメントの製造方法

(51)【国際特許分類】

   F03G 7/06 20060101AFI20240313BHJP

【ＦＩ】

F03G7/06 H

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2023217882

(22)【出願日】2023-12-25

【審査請求日】2023-12-25

【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】家喜 健太

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１５／００８３８１４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０００－０５５７４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５８－３７６４６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭６３－４７２９４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平２－２７２３３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１－２２７０９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２５５７５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０３３２７７９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０３Ｇ ７／００

Ｆ０１Ｐ ７／１４

Ｆ１６Ｋ ３１／００

Ｇ０５Ｄ ３／００

Ｇ０５Ｄ ２３／１２

Ｇ１２Ｂ １／０４

Ｇ０１Ｋ ５／００

Ｈ０１Ｈ ３７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワックスが封入されたハウジングと、前記ハウジングに対して突没自在なピストンロッドと、前記ピストンロッドに嵌着されてワックスを封止するリング状のゴム材からなるパッキンを備えたワックスサーモエレメントであって、
前記ハウジングは、前記ワックスが封入された有底円筒状のカップと、前記カップと結合して内圧に対抗し、前記パッキンを支持する円盤状のカバーと、を有し、
前記カバーの外周側面には、凹溝が形成されており、
前記カップと前記カバーとは、前記カップの円筒状の側面が前記凹溝に押し込まれてカシメ止められた側面カシメで結合されていること
を特徴とするワックスサーモエレメント。

【請求項2】

前記カップの円筒状の内周径は、前記側面カシメ部分を除き略同一径であり、軸に沿った断面において軸に平行な直線状となっており、
前記カバーは、前記カップのワックス封入部の内容積に応じて前記カップに対して位置調整されて前記側面カシメで結合されていること
を特徴とする請求項１に記載のワックスサーモエレメント。

【請求項3】

前記カップの円筒状の内周径は、前記パッキン部分を除き前記カバーの円盤状の外周径に応じた略同一径であり、
前記カバーは、前記カップのワックス封入部の内容積に応じて前記カップに対して位置調整されて前記側面カシメで結合されていること
を特徴とする請求項１に記載のワックスサーモエレメント。

【請求項4】

ワックスが封入されたハウジングと、前記ハウジングに対して突没自在なピストンロッドと、前記ピストンロッドに嵌着されてワックスを封止するリング状のゴム材からなるパッキンを備えたワックスサーモエレメントを製造するワックスサーモエレメントの製造方法であって、
前記ハウジングを前記ワックスが封入された有底円筒状のカップと、前記カップと結合して内圧に対抗し、前記パッキンを支持する円盤状のカバーと、から構成し、
前記円盤状のカバーの外周側面に凹溝を形成し、
前記カップに前記カバーを挿入した後、前記カップの円筒状の側面を前記凹溝に押し込んで塑性変形させることにより側面カシメで前記カップに前記カバーをカシメ止めて結合すること
を特徴とするワックスサーモエレメントの製造方法。

【請求項5】

前記カップの側面を前記凹溝に押し込んで塑性変形させる加工は、金属刃を前記カップに押し当てて塑性変形させるカシメ加工、又は弾性体若しくは流動体の圧力で前記カップを押圧して塑性変形させるバルジ加工により行うこと
を特徴とする請求項４に記載のワックスサーモエレメントの製造方法。

【請求項6】

前記カップの側面を前記凹溝に押し込んで塑性変形させる加工は、前記カップの内周径、及び前記パッキンの体積を考慮し、前記カップのワックス封入部の内容積に応じて、前記ピストンロッドの所定の温度におけるリフト量が一定値となるように前記カバーの位置調整を行った後、カシメ加工すること
を特徴とする請求項４又は５に記載のワックスサーモエレメントの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワックスサーモエレメントに関し、詳しくは、パッキン型のシール形態として側面カシメでカップにカバーが結合されたパッキン型ワックスサーモエレメント及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

バッテリー式電気自動車（ＢＥＶ：Battery Electric Vehicle）やハイブリッド自動車（ＨＥＶ：Hybrid Electric Vehicle）等の電動車向けの冷却システムでは、モータ、インバータ、バッテリー等の各種デバイスを、冷却媒体を介してクーラーで冷却している。しかし、このような電動車向けの冷却システムは、従来の内燃機関（ＩＣＥ：Internal Combustion Engine）車の冷却システムより冷却箇所が増えており冷却回路も小型で複雑化してきている。

【0003】

また、電動車の冷却システムは、各種デバイスを精密に温度制御するため、冷却回路の切り換えに電動バルブが用いられ、複数の回路を一つのバルブで制御する多方弁（マルチポートコントロールバルブ）や、回路毎に一方弁を多数用いて制御する等の制御システムが開発されてきている。しかし、今後、電動車の冷却システムでも切り換えにワックスサーモスタットも用いられることが予測される。その場合、ワックスサーモエレメント（サーモペレット）も狭いスペースにも組込むための小型化やコスト削減が必要とされる。

【0004】

図７に示す従来のワックスサーモエレメントのスリーブ型（ワックスシール構造）では、カップ（筐体）とスリーブ（シール部材）によってワックスを覆う必要が有る。このため、ワックスサーモエレメントを小型化する際は、筐体となるカップとカバーに合わせて、スリーブを、小さく、薄肉にする必要がある。しかし、スリーブの固定構造、製造工法、強度の問題で、ある一定以下のサイズにする事は困難になってくる。

【0005】

つまり、図７（ｂ）に示すように、従来のスリーブ型のサーモエレメントでは、カップに対してずれ動き突没するピストンロッドをゴム製のスリーブで覆い、ワックスと遮断しているため、ワックスが漏れ出すおそれは少ない。しかし、従来のスリーブ型のサーモエレメントは、ピストンとゴム材からなるスリーブとの接触面積が広いため摺動抵抗が高くなり、戻しばねで押し戻す際の付勢力も高くなる。また、ピストンが外力（戻しばねの付勢力）で押し戻される際、スリーブに発生する高い摺動抵抗により、スリーブを押し下げる力（脱落させる力）が加わるため、カップとカバーでスリーブを上下で挟み込み、強固に固定する必要が有り、スリーブを固定するための固定構造が必要となる分、カバー径が大きくなり受圧面積も広くなる。このため、ワックスサーモエレメント内の内圧が高くなり、受圧面積も広くなるため、カバーとカップに高い結合強度が必要であった。

【0006】

そのため、カバーとカップを大きな力で挟み込んで高い結合強度で保持することができるカップの軸方向である上方から下方に向けカップの上部を変形させてカップの変形部をカバーの上に被せる上面カシメで結合する必要があった。そのため、ワックスサーモエレメントにカシメる際の受けとしてフランジを形成する必要があり、径方向の小型化ができないという問題があった。

【0007】

このような問題を解決するべく、上方から下方に向け変形させてカップの変形部をカバーに被せることでカシメて上面カシメで結合するのではなく、カップの軸方向と直交する横方向にカップの側面を変形させてカップとカバーを結合することが考えられる。しかし、このような側面カシメでは、前述の上面カシメ程の結合強度が得られないため、ワックスサーモエレメントの筐体内が高圧力となった場合、カバーのカシメ位置が変位するおそれがあった。

【0008】

そこで、ワックスサーモエレメントのワックスのシール形態をカバー部の受圧面積（図７（ｂ）の受圧径Ｄ３）の大きいスリーブ型から、カバー部の受圧面積の小さいパッキン型（軸シール）（図１（ｂ）の受圧径Ｄ２：Ｄ２＜Ｄ３）に変更することで、ワックスサーモエレメントのカバー部が受ける圧力を低減するとともに、ピストンロッドとゴム材の接触面積を低減することで摺動抵抗を小さくし、ピストンロッドを戻すためのスプリングの付勢力を低減することでカップ（ハウジング）内の内圧を小さくして、側面カシメの結合強度でも対応できる設計とし、スリーブの固定構造や強度の問題を解消することが考えられる。

【0009】

例えば、特許文献１及び特許文献２には、それぞれリング状のゴム材からなるパッキンでワックスを封止するパッキン型のワックスサーモエレメントが開示されている。

【0010】

しかし、特許文献１及び特許文献２に記載の従来のパッキン型のワックスサーモエレメントは、径方向の小型化を目的としてワックスのシール形態をパッキン型としているものではなく、カップとカバーの形状はカップにフランジを形成させ、そのカップのフランジにカバーを載せた上で、カップ上部から金属刃で塑性変形させてカップとカバーを結合させる構造であった。つまり、従来のパッキン型のワックスサーモエレメントは、ワックスサーモエレメントにフランジが形成されており、径方向の小型化が達成できていなかった。

【0011】

また、ワックスサーモエレメントは製品とする上で所定の温度におけるリフト量を一定とすることが求められている。しかし、従来のワックスサーモエレメントにおいては、スリーブや各部品の寸法バラつきにより、ワックス封入部位の内容積のばらつきがある。このため、ワックスサーモエレメントのリフト量を一定値とするためには、組立後にカップの側面や底面を変形させワックス封入部の内容積を調整するインデント工程が必要となり、製作工数がかかるという問題もある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【文献】特許第４２９３５０６号公報

【文献】特開２０２１－１３１１４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

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、狭いスペースにも搭載可能な小型で安価なワックスサーモエレメント及びその製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0014】

第１発明に係るワックスサーモエレメントは、ワックスが封入されたハウジングと、前記ハウジングに対して突没自在なピストンロッドと、前記ピストンロッドに嵌着されてワックスを封止するリング状のゴム材からなるパッキンを備えたワックスサーモエレメントであって、前記ハウジングは、前記ワックスが封入された有底円筒状のカップと、前記カップと結合して内圧に対抗し、前記パッキンを支持する円盤状のカバーと、を有し、前記カバーの外周側面には、凹溝が形成されており、前記カップと前記カバーとは、前記カップの円筒状の側面が前記凹溝に押し込まれてカシメ止められた側面カシメで結合されていることを特徴とする。

【0015】

第２発明に係るワックスサーモエレメントは、第１発明において、前記カップの円筒状の内周径は、前記側面カシメ部分を除き略同一径であり、軸に沿った断面において軸に平行な直線状となっており、前記カバーは、前記カップのワックス封入部の内容積に応じて前記カップに対して位置調整されて前記側面カシメで結合されていることを特徴とする。

【0016】

第３発明に係るワックスサーモエレメントは、第１発明において、前記カップの円筒状の内周径は、前記パッキン部分を除き前記カバーの円盤状の外周径に応じた略同一径であり、前記カバーは、前記カップのワックス封入部の内容積に応じて前記カップに対して位置調整されて前記側面カシメで結合されていることを特徴とする。

【0017】

第４発明に係るワックスサーモエレメントの製造方法は、ワックスが封入されたハウジングと、前記ハウジングに対して突没自在なピストンロッドと、前記ピストンロッドに嵌着されてワックスを封止するリング状のゴム材からなるパッキンを備えたワックスサーモエレメントを製造するワックスサーモエレメントの製造方法であって、前記ハウジングを前記ワックスが封入された有底円筒状のカップと、前記カップと結合して内圧に対抗し、前記パッキンを支持する円盤状のカバーと、から構成し、前記円盤状のカバーの外周側面に凹溝を形成し、前記カップに前記カバーを挿入した後、前記カップの円筒状の側面を前記凹溝に押し込んで塑性変形させることにより側面カシメで前記カップに前記カバーをカシメ止めて結合することを特徴とする。

【0018】

第５発明に係るワックスサーモエレメントの製造方法は、第４発明において、前記カップの側面を前記凹溝に押し込んで塑性変形させる加工は、金属刃を前記カップに押し当てて塑性変形させるカシメ加工、又は弾性体若しくは流動体の圧力で前記カップを押圧して塑性変形させるバルジ加工により行うことを特徴とする。

【0019】

第６発明に係るワックスサーモエレメントの製造方法は、第４発明又は第５発明において、前記カップの側面を前記凹溝に押し込んで塑性変形させる加工は、前記カップの内周径及び前記パッキンの体積を考慮し、前記カップのワックス封入部の内容積に応じて、前記ピストンロッドの所定の温度におけるリフト量が一定値となるように前記カバーの位置調整を行った後、カシメ加工することを特徴とする。

【発明の効果】

【0020】

第１発明～第６発明によれば、シール形態をカバー部の受圧面積の大きいスリーブ型から、カバー部の受圧面積の小さいパッキン型（軸シール）に変更することで、カバー部が受ける圧力を低減するとともに、ピストンロッドとゴム材の接触面積を低減することで摺動抵抗を小さくし、ピストンロッドを戻すためのスプリングの付勢力を低減することでカップ（ハウジング）内の内圧を小さくして、カップとカバーを上面カシメではなく側面カシメとしたので、上面カシメと相違して受けとなるフランジを設ける必要がなくなり、カップを径方向に小型化することができる。これにより、狭いスペースでもワックスサーモエレメントを搭載することができるとともに、流路を確保して圧力損失を低減することができる。

【0021】

特に、第２発明、第３発明、第６発明によれば、組立後にワックス封入部の内容積を調整するインデント工程が不要となり、製作工数を低減して製造コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】図１は、本発明の実施の形態に係るワックスサーモエレメントを示す図であり、（ａ）が軸に直交する方向に見た正面図、（ｂ）が軸方向に沿った鉛直断面図である。

【図2】図２は、同上のサーモエレメントのカバー単体を示す斜視図である。

【図3】図３は、本実施形態に係るサーモエレメントの製造方法のカバー位置調整工程を示す工程説明図であり、（ａ）がカップ２０の内径が規定より小さく、パッキン４の重量が規定より重い場合を示し、（ｂ）がカップ２０の内径が規定より大きく、パッキン４の重量が規定より軽い場合を示している。

【図4】図４は、同上のサーモエレメントの製造方法の金属刃のカシメ加工による側面カシメ工程を示す工程説明図であり、（ａ）が加工前を示し、（ｂ）が加工後を示している。

【図5】図５は、本実施形態に係るサーモエレメントの製造方法のバルジ加工による側面カシメ工程を示す工程説明図であり、（ａ）が加工前を示し、（ｂ）が加工後を示している。

【図6】図６（ａ）は、変形例１に係るワックスサーモエレメント１’を示す軸方向に沿った鉛直断面図であり、図６（ｂ）は、変形例２に係るワックスサーモエレメント１”を示す軸方向に沿った鉛直断面図である。

【図7】図７は、従来のスリーブ型ワックスサーモエレメントを示す図であり、（ａ）が軸に直交する方向に見た正面図、（ｂ）が軸方向に沿った鉛直断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明の実施の形態に係るワックスサーモエレメントについて、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0024】

＜ワックスサーモエレメントの構成＞
図１，図２を用いて、本発明の実施の形態に係るワックスサーモエレメント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ワックスサーモエレメント１を示す図であり、（ａ）が軸に直交する方向に見た正面図、（ｂ）が軸方向に沿った鉛直断面図であり、図２は、サーモエレメント１のカバー２１単体を示す斜視図である。

【0025】

図１に示すように、本発明の実施の形態に係るワックスサーモエレメント１（以下、単にサーモエレメント１ともいう）は、パラフィンワックスなどのワックスＷが封入されたハウジング２と、このハウジング２に対して突没自在なピストンロッド３と、このピストンロッド３に嵌着されてワックスＷを封止するパッキン４を備えたパッキン型ワックスサーモエレメントである。

【0026】

このサーモエレメント１は、周囲の温度上昇に伴いハウジング２内のワックスＷ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２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。

【0027】

（ハウジング）
ハウジング２は、ワックスＷを封入する容器であり、サーモエレメント１全体の筐体として機能する。このハウジング２は、高温時のワックスＷの膨張圧力に対抗可能な所定の強度を有する金属製の容器となっており、本実施形態に係るハウジング２は、ステンレス（ＳＵＳ４３０）製の容器が採用されている。

【0028】

このハウジング２は、ワックスＷが封入された有底円筒状のカップ２０と、このカップ２０と結合して内圧に対抗する円盤状のカバー２１など、から構成されており、カップ２０とカバー２１は、カシメ止められて結合されている。

【0029】

（（カップ））
本実施形態に係るカップ２０は、図１（ａ）に示すように、円筒状の外周径がＤ１に設定されており、後で詳述する側面カシメ２ａ部分を除き、上から下まで略同一径となっている。つまり、カップ２０は、図１（ａ）に示すように、側面カシメ２ａ部分より上の部分であるカップ上部２２の外径と、側面カシメ２ａ部分より下の部分であるカップ下部２３の外径がいずれもＤ１となったストレートな円柱状、即ち、カップ２０の軸に平行な直線状となっている。本実施形態に係るカップ２０の外周径Ｄ１は、７ｍｍに設定されている。

【0030】

また、本実施形態に係るカップ２０の内周径Ｄ２も、図１（ｂ）に示すように、側面カシメ２ａ部分を除き上から下までストレートなカバー２１の円盤状の外周径に応じた略同一径となっている。このため、カシメて結合する前は、カバー２１がカップ２０に対してスライド移動自在であり、後述のように、カバー２１は、カップ２０のワックス封入部の内容積に応じてカップ２０に対して位置調整して側面カシメで結合することが容易となっている。

【0031】

ここで、側面カシメ２ａ部分を除き上から下までストレートなカバー２１の円盤状の外周径に応じた略同一径となっているとは、図６（ａ）に示す変形例１に係るワックスサーモエレメント１’に示すように、内周面が同一径であれば外周面がテーパー状に徐々に厚くなっているものや、図示しない段違いに外周面の径が異なる場合も含むものである。その場合であっても、カバー２１がカップ２０に対してスライド移動自在であり、カバー２１がカップ２０のワックス封入部の内容積に応じてカップ２０に対して位置調整が容易であるからである。図６（ａ）は、変形例１に係るワックスサーモエレメント１’を示す軸方向に沿った鉛直断面図である。なお、図中の符号は、本発明の実施の形態に係るワックスサーモエレメント１と同じ符号は、同じ部材を指すものであるため、説明は省略する。

【0032】

また、カップ２０の内周径Ｄ２は、図６（ｂ）に示すように、２カ所のパッキン部分２ｂを除き、後述のカバー２１の円盤状の外周径に応じた凹溝２４の外周径と略同じ同一径となっていても構わない。この場合でも、２カ所のパッキン部分２ｂ，２ｂとの間に遊びがあれば、その範囲内で側面カシメ２ａの位置を調整することでワックス封入部の内容積を微調整することが容易だからである。図６（ｂ）は、変形例２に係るワックスサーモエレメント１”を示す軸方向に沿った鉛直断面図である。

【0033】

なお、パッキン部分２ｂとは、後述のパッキン４，４’と、パッキン４，４’がカバー２１とピストンロッド３の隙間に入らないようにするバックアップリング５や外液の侵入を防止する上端リング６などのパッキン４，４’の封止機能に関連する部分を指している。

【0034】

（（カバー））
カバー２１は、図２，図１（ｂ）に示すように、ピストンロッド３を挿通する貫通孔２１ａが穿設されたドーナツ円盤状の部材であり、カバー２１の外周側面には、凹溝２４が形成されている。換言すると、カップ２０の内周径に応じた上フランジ２５，下フランジ２６が形成され、その間の側面に上フランジ２５及び下フランジ２６より径が小さい部分があり、その部分が凹溝２４となっている。

【0035】

なお、後で詳述するが、図１（ｂ）に示すように、カップ２０とカバー２１とは、カバー２１がカップ２０のワックス封入部の内容積に応じてカップ２０に対して位置調整された上、カップ２０の円筒状の側面がこの凹溝２４に押し込まれて側面カシメ２ａで結合されている。

【0036】

（ピストンロッド）
ピストンロッド３は、所定径の（図示形態は、直径φ＝２．８ｍｍ）のステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）の棒材からなり、ハウジング２内に封入されたワックスＷの温度上昇に伴う膨張圧力でハウジング２から突出する機能を有している。

【0037】

（パッキン）
パッキン４は、フッ化ビニリデン系（ＦＫＭ）のフッ素ゴムなどのリング状（ドーナツ状）のゴム材からなり、圧縮された状態でワックスＷ側となるカバー２１下のピストンロッド３に嵌着されて、ワックスＷを封止する機能を有している。また、このパッキン４とカバー２１との間には、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ：polytetrafluoroethylene）からなるバックアップリング５が介装されている。このバックアップリング５は、サーモエレメント１の内圧により、パッキン４がカバー２１とピストンロッド３の隙間に入らないようにする機能を有している。

【0038】

また、カップ２０の上端は、前記パッキン４と同構成のリング状（ドーナツ状）のゴム材からなるパッキン４’が介装され、ピストンロッド３を挿通するステンレス製の上端リング６が嵌め込まれた上、丸め込まれて封止されている。この上端リング６は、サーモエレメント１の外側を流れる外液がサーモエレメント１内へ侵入することを防止する機能を有している。

【0039】

＜サーモエレメントの製造方法＞
次に、図３～図５を用いて、本発明の実施形態に係るワックスサーモエレメントの製造方法について説明する。前述のパッキン型のワックスサーモエレメント１を製造する場合で説明する。なお、本発明の実施形態に係るワックスサーモエレメントの製造方法（以下単にサーモエレメントの製造方法ともいう）が、従来のパッキン型のワックスサーモエレメントの製造方法と相違する点は、インデント工程が無い点とカップ２０とカバー２１との結合方法が従来と異なる点なので、その点を主に説明し、他の詳細な説明は省略する。

【0040】

（カバー位置調整工程）
先ず、本実施形態に係るサーモエレメントの製造方法では、図３に示すように、カップ２０にワックスＷを充填し、ピストンロッド３にパッキン４，４’、バックアップリング５、及びカバー２１が装着された状態でカバー２１の位置（図示状態では高さ）調整を行うカバー位置調整工程を行う。図３は、本実施形態に係るサーモエレメントの製造方法のカバー位置調整工程を示す工程説明図であり、（ａ）がカップ２０の内径が規定より小さく、パッキン４の重量が規定より重い場合を示し、（ｂ）がカップ２０の内径が規定より大きく、パッキン４の重量が規定より軽い場合を示している。

【0041】

カバー位置調整工程では、カップの内周径Ｄ２（図１（ｂ）参照）及びパッキン４の体積を考慮し、カップ２０のワックス封入部の内容積に応じて、ピストンロッド３のリフト量が一定値となるように位置調整を行って、カバー２１を次工程の加工位置となる所定の位置に固定する。

【0042】

ここで、カップ２０の内周径Ｄ２及びパッキン４の体積を考慮するとは、図３（ａ）に示すように、密度が均一なパッキン４の重量を計測することで体積を推定するため、カップ２０の内周径Ｄ２が正規の値Ｄ２より実際の計測値がＤ２’とＤ２’＜Ｄ２と小さくなっている場合、又は／及びパッキン４の重量が正規の重量より重い場合は、ワックス封入部の内容積が正規の値より小さくなっていることになるので、このような場合は、ワックス封入部の内容積を所定の値にするために、カバー２１の設置位置（高さ）を所定の高さＨ１より高めのＨ１’とする（Ｈ１＜Ｈ１’）に設定することを指している。

【0043】

逆に、図３（ｂ）に示すように、カップ２０の内周径Ｄ２が正規の値Ｄ２より実際の計測値がＤ２”とＤ２”＞Ｄ２と大きくなっている場合、又は／及びパッキン４の重量が正規の重量より軽い場合は、ワックス封入部の内容積が正規の値より大きくなっていることになるので、このような場合は、ワックス封入部の内容積を所定の値にするために、カバー２１の設置位置（高さ）を所定の高さＨ１より低めのＨ１”とする（Ｈ１＞Ｈ１”）に設定する。

【0044】

本工程を行って次工程でカップ２０とカバー２１をカシメて結合するだけで、従来行っていたインデント工程を不要とすることができ、製作工数を削減してサーモエレメント１の製造コストを低減することができる。つまり、従来のワックスサーモエレメントにおいては、ワックス封入部の内容積のばらつきを修正するために、組立後にカップの側面等（底面の場合もある）に側面凹部等の押込み具合でワックス封入部の内容積を調整するインデント工程を行っていた。しかし、本カバー位置調整工程を行うだけで、実際に凹部を設ける等の失敗を伴う加工工程を実行しなくてもよくなり、生産効率が向上するとともに製作工数を削減することができる。

【0045】

（側面カシメ工程）
次に、本実施形態に係るサーモエレメントの製造方法では、前工程で位置決めしたカバーの位置において、カップ２０の円筒状の側面をカバー２１の凹溝２４に押し込んで塑性変形させることにより側面カシメでカップ２０にカバー２１をカシメ止めて結合する側面カシメ工程を行う。つまり、本実施形態に係るサーモエレメントの製造方法では、カップ２０とカバー２１との結合方法が、背景技術で述べたように、従来の上面カシメではなく側面カシメとなっている。側面カシメの具体的な加工方法は、少なくても金属刃によるカシメ加工とバルジ加工の二種類の方法がある。

【0046】

＜金属刃によるカシメ加工＞
先ず、図４を用いて、金属刃によるカシメ加工方法について説明する。図４は、本実施形態に係るサーモエレメントの製造方法の金属刃のカシメ加工による側面カシメ工程を示す工程説明図であり、（ａ）が加工前を示し、（ｂ）が加工後を示している。

【0047】

図４に示すように、金属刃のカシメ加工による側面カシメ工程では、前述の側面カシメ２ａの形状に応じた左右一対の金属刃Ｃ１，Ｃ１で両側から挟み込んでカップ２０の側面に押し当ててカップ２０の側面をカバー２１の凹溝２４に押し込んで塑性変形させ、カップ２０にカバー２１をカシメ止めて結合する。

【0048】

このとき、側面カシメ２ａは、背景技術で述べたフランジのある上面カシメと相違して、側面からカップ２０を塑性変形させるため、想定より過度な力で変形をさせた場合（変形過大）、カバー２１が変形してしまい貫通孔２１ａでガイドしているピストンロッド３が作動不良になる恐れがある。

【0049】

そのため、金属刃のカシメ加工による側面カシメ工程では、カップ２０を変形させるが、カバー２１が変形しない金属刃Ｃ１の可動域（変形量＝潰す量）を厳密に管理し、カバー２１が変形しない範囲に金属刃Ｃ１の可動域を限定する。

【0050】

＜バルジ加工＞
次に、図５を用いて、バルジ加工方法について説明する。図５は、本実施形態に係るサーモエレメントの製造方法のバルジ加工による側面カシメ工程を示す工程説明図であり、（ａ）が加工前を示し、（ｂ）が加工後を示している。

【0051】

図５に示すように、バルジ加工による側面カシメ工程では、バルジ加工装置１０に、前述のカバー位置調整工程でカバー２１の位置が調整固定されたサーモエレメント１をセットし、弾性体の圧力でカップ２０の側面をカバー２１の凹溝２４に押し込んで塑性変形させ、カップ２０にカバー２１をカシメ止めて結合する。

【0052】

このバルジ加工装置１０は、図５に示すように、スライド自在の一対の押し治具Ｊ１，Ｊ１と、これらの円環状の押し治具Ｊ１，Ｊ１の圧力を受ける受け台Ｗ１を備え、受け台Ｗ１と押し治具Ｊ１との間に円環状の弾性体Ｅ１を介装し、押し治具Ｊ１をスライド移動させることで弾性体Ｅ１を押圧して圧縮し、受け台Ｗ１の無い開放された側に弾性体Ｅ１の圧力を向わせることで、弾性体Ｅ１と弾性体Ｅ１との間にサーモエレメント１を両側から挟み込んで弾性体Ｅ１の圧力でカップ２０の側面をカバー２１の凹溝２４に押し込んで塑性変形させ、カップ２０にカバー２１をカシメ止めて結合する。なお、弾性体Ｅ１は、弾性体に限られず、水や粘性体などの流動体とすることもできる。流動体であれば、弾性体Ｅ１と同様に、圧力をかける方向と違う方向にも圧力を伝達することができるからである。

【0053】

このとき、金属刃によるカシメ加工と同様に、側面カシメ２ａ（図４参照）は、背景技術で述べたフランジのある上面カシメと相違して、側面からカップ２０を塑性変形させるため、想定より過度な力で変形をさせた場合（変形過大）、カバー２１が変形してしまい貫通孔２１ａでガイドしているピストンロッド３が作動不良になる恐れがある。

【0054】

そのため、バルジ加工による側面カシメ工程では、カップ２０を変形させカバー２１が変形しない圧力を厳密に管理し、カバー２１が変形しない範囲に弾性体Ｅ１に作用する圧力を限定する。

【0055】

また、量産時の構成部品の寸法バラつきや加工機・治具の寸法変動に起因したカシメ不良（変形過小）による強度不足も懸念されるが、バルジ加工による側面カシメ工程では、前述のように、カップ２０を変形させカバー２１が変形しない圧力を厳密に管理することで、カシメ不良（変形過小）も解消し得る。

【0056】

以上説明した、本実施の形態に係るサーモエレメント１及びその製造方法によれば、受圧面積の小さいパッキン型（軸シール）に変更することで、カバー２１が受ける圧力を低減するとともに、スリーブ型よりピストンロッド３とゴム材の接触面積を低減することで摺動抵抗を小さくし、ピストンロッド３を戻すためのスプリングの付勢力を低減することでハウジング２内の内圧を小さくした上で、カップ２０とカバー２１を側面カシメ２ａで結合したので、上面カシメと相違して受けとなるフランジを設ける必要がなくなり、カップ２０の外周径Ｄ１及び内周径Ｄ２を同一径のストレートな円柱状の外周面とすることができ、カップ２０を径方向に小型化することができる。

【0057】

図７（ａ）に示したように、上面カシメのスリーブ型のワックスサーモエレメントの場合、カップのフランジ部分の外周径は、１１．８ｍｍとなっており、カップの一般部の外周径は、９ｍｍとなっていた。

【0058】

これに対して、サーモエレメント１では、図１（ａ）に示したように、カップ２０の外周径Ｄ１は、ストレートな円柱状となっており、カップ上部２２の外径とカップ下部２３の外径は、いずれもＤ１＝７ｍｍとなっており、４．８ｍｍも径方向に小型することができている。これにより、狭いスペースでもサーモエレメント１を搭載することができるとともに、流路を確保して圧力損失を低減することができる。

【0059】

その上、サーモエレメント１及び変形例１に係るサーモエレメント１’では、図１（ｂ），図６（ａ）に示したように、カップ２０の内周径Ｄ２が側面カシメ２ａ部分を除き上から下までストレートなカバー２１の円盤状の外周径に応じた略同一径となっている。このため、カシメて結合する前は、カバー２１がカップ２０に対してスライド移動自在であり、カバー２１はカップ２０のワックス封入部の内容積に応じてカップ２０に対して位置調整して側面カシメで結合することが容易である。

【0060】

また、変形例２に係るサーモエレメント１”では、図６（ｂ）に示したように、２カ所のパッキン部分２ｂを除き、カバー２１の円盤状の外周径に応じた凹溝２４の外周径と略同じ同一径となっている。このため、２カ所のパッキン部分２ｂ，２ｂとの間の遊びの範囲内で側面カシメ２ａの位置を調整することでワックス封入部の内容積を微調整することが容易である。

【0061】

さらに、サーモエレメント１及びその製造方法によれば、前述のように、カバー位置調整工程を行うだけで、組立後にワックス封入部の内容積を調整するインデント工程が不要となり、製作工数を低減して製造コストを低減することができる。

【0062】

以上、本発明の実施形態に係るワックスサーモエレメント１及びその製造方法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、各部材の素材や寸法等は、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。

【0063】

なお、リフト量とは、ピストンロッドの上昇量を指すのではなくハウジングからのピストンロッドの突出量（長）を指し、サーモエレメント１を図示形態と上下逆や横方向に寝かせて設置しても使用できる概念であることは云うまでもない。

【符号の説明】

【0064】

１，１’，１”：サーモエレメント（パッキン型ワックスサーモエレメント）
２：ハウジング（筐体）
２ａ：側面カシメ
２ｂ：パッキン部分
２０：カップ
２１：カバー
２１ａ：貫通孔
２２：カップ上部
２３：カップ下部
２４：凹溝
２５：上フランジ
２６：下フランジ
３：ピストンロッド
４，４’：パッキン
５：バックアップリング
６：上端リング
Ｗ：ワックス
Ｃ１：金属刃
１０：バルジ加工装置
Ｊ１：押し治具
Ｗ１：受け台
Ｅ１：弾性体（流動体）

【要約】

【課題】狭いスペースにも搭載可能な小型で安価なワックスサーモエレメント及びその製造方法を提供する。
【解決手段】ワックスＷが封入されたハウジング２と、ハウジング２に対して突没自在なピストンロッド３と、ピストンロッド３に嵌着されてワックスＷを封止するリング状のゴム材からなるパッキン４を備えたワックスサーモエレメント１において、ハウジング２を、ワックスＷが封入された有底円筒状のカップ２０と、カップ２０と結合して内圧に対抗し、パッキン４を支持する円盤状のカバー２１と、から構成し、カバー２１の外周側面に、凹溝２４を形成し、カップ２０とカバー２１とを、カップ２０の円筒状の側面を凹溝２４に押し込んでカシメ止める側面カシメ２ａで結合する。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】