专利名称：热电偶的制作方法
技术领域：
本发明涉及热电偶，其被使用于例如使冷却液等的流体通道的开关阀等动作的恒温器(恒温箱)等，特别涉及具有下述结构的热电偶，其具有根据冷却液等的被检测一侧的温度变化而膨胀、收缩的热膨胀体以及由此而被移动的移动部件(活塞)。
背景技术：
在冷却汽车用发动机的水冷式冷却装置中，为了可以控制导入发动机的冷却液的温度，使用调节在散热器一侧循环的冷却水量的、作为控制阀的恒温器。这样的恒温器，将其控制阀插入安装在构成冷却装置的冷却液通道的一部分上，冷却液温度低时，关闭该控制阀，使冷却液在不经过散热器地经由旁路通道进行循环，并且在冷却液温度变高时，打开该控制阀，使冷却液通过散热器进行循环，由此将冷却液的温度控制在所需状态。
在这样的恒温器中，一般使用热电偶作为温度传感器，该热电偶利用石蜡(ワツクス)等热膨胀体。
作为以往的这种热电偶，已知的各种结构中，以套管(スリ一ブタイプ)型(参照例如专利文献1)、以及隔膜(ダイヤフラムタイプ)型(参照例如专利文献2)等为主。
专利文献1 日本实公昭58-16003号公报专利文献2 日本专利第3225386号公报(2～3页，图1、图6)上述专利文献1中所示的套管型热电偶的结构为，在金属制的容器内容置有橡胶套管，在容器与橡胶套管之间形成的密封室内，填充有作为热膨胀体的石蜡，而且，在橡胶套管内介由被压缩性流动体而滑动自如地插入作为移动部件的活塞。而且，在该套管型热电偶中，随着石蜡的膨胀，通过设在活塞周围的橡胶套管，将活塞挤出，而使得活塞突出，由此，使该活塞在进退方向动作。
另一方面，上述专利文献2所述的隔膜型热电偶的结构为，在壳体的一端封入作为热膨胀体的石蜡，通过隔膜以及流动体将其体积变化传递到作为移动部件的活塞上。而且，在该隔膜型而热电偶中，若石蜡膨胀，则隔膜向与石蜡相反一侧鼓起变位，由此，通过按压流动体，使热膨胀转换成轴线方向的移动，从而使作为移动部件的活塞向壳体外部突出那样的动作。
这里，该专利文献2中，作为其已知技术介绍了下述结构，使用橡胶活塞作为密封材料以防止流动体向活塞一侧泄漏，该橡胶活塞在滑动的同时可进行密封，而且，在橡胶活塞和活塞之间，设有由氟树脂形成的垫片以防止橡胶活塞和活塞粘着。
而且，该专利文献2中还公开了以下结构，省略上述橡胶活塞，使活塞的内侧端邻接于流动体中，并且设置环状密封部件夹在活塞与壳体之间，从而防止流动体向外部泄漏。
在具有上述结构的热电偶中，专利文件1的套管型热电偶，若在容器内部浸入冷却液等的被检测一侧流体，就会产生活塞不能返回容器内部、也就是说成为抬升状态的问题。而且，将这样的热电偶使用作恒温器时，由于阀体在流体通道中总是打开状态，因此会导致例如发动机暖机性能恶化的问题。
而且，这样的套管型热电偶中，由于其结构是收缩套管而使活塞突出，因此具有应答性方面的问题，而且，还具有活塞的冲程无法增大的问题。此外，由于上述套管通常要反复进行收缩、膨胀动作，因此随着老化的进程，变得容易破裂，万一产生破损，就不能使活塞进行突出动作，在用于恒温器的情况下，由于阀体成为关闭的状态，就有可能导致过热的发生，因此必须找出防止其发生的对策。
而且，专利文献2中的作为已知技术的隔膜型热电偶中，在与上述套管型的对比中，其结构是作为热膨胀体的石蜡被隔膜完全分离，因此不会产生石蜡泄漏等的问题。但是，取而代之的是增加了构成部件的数量，例如，用于分离石蜡并传递膨胀的隔膜、代替以往的石蜡用于推动活塞的流动体、密封该流体的橡胶活塞等，因此产生了很难降低成本的问题。而且，由于石蜡是作为独立的结构，因此为了使活塞动作，就必须使用流动性、润滑性比石蜡更好的流动体来代替石蜡作为媒质。
而且，上述隔膜型热电偶中，活塞和保持该活塞的导引部件都是金属制造的，因此如果对活塞或者导引部件从侧面加载应力，则活塞倾斜，滑动摩擦增大，从而导致活塞和导引部件的磨损问题。而且，冷却液中所含的物质会起化学变化，异物就会堆积在活塞和导引部件之间的滑动部，由此活塞的移动就可能变得迟钝甚至有可能无法移动，因此需要进行维修。
而且，作为密封部件的橡胶活塞结构为，大致呈圆柱形，且与活塞成为一体边滑动边进行密封，因此会导致下述问题，即，由于滑动阻力大因而敏感性不佳，并且从耐久性方面来说，密封性能也不充分。而且，由于要使用隔膜，因此会受到该隔膜振幅的限制，由此会产生活塞动作冲程不能太大的问题。
因此，在专利文献2中，使活塞与流动体相邻，为了防止流动体的向壳体外部的流出或冷却液的向壳体内部的浸入，在流动体和导引部件之间设置了密封部件，但这就必须使隔膜、流体等的构成部件数量越来越多，因此很难降低成本。
而且，该专利文献2中，将上述流动体在活塞和导引部件之间由单纯的U形填料进行密封，但这样的填料可能会导致流动体向外部泄漏等的问题。
发明内容
本发明的目的在于，鉴于上述问题，提供一种热电偶，其可一扫上述套管式及隔膜式的热电偶所存在的问题，以最少限度的构成部件数量，可实现低成本，而且，利用随着热膨胀体的膨胀、收缩的体积变化，可以进行活塞所需冲程的进退动作，且在应答性(灵敏性)及耐久性方面也相当优异。
基于上述目的，本发明(方案1的发明)提供热电偶，其将具有随温度上升而膨胀、随温度下降而收缩性质的热膨胀体内置于壳体内部，并使其可以受到来自该壳体外部的热影响，其特征在于，具备活塞，其沿轴线方向被设置于上述壳体内部，内侧端临接到上述热膨胀体内，且外侧端从壳体一端向外侧突出，由此，可随着热膨胀体的膨胀、收缩进行进退动作；导引部件，其被设置于上述壳体内的一端侧部分，并对上述活塞滑动自如地进行保持；密封部件，其被设置在上述壳体内的该导引部件的内侧端部分，并将上述热膨胀体封入壳体内的另一端侧；上述壳体被形成为大致呈有底筒状的中空容器，具有用于嵌入上述导引部件的开口部，在与上述开口部相反一侧的端部形成了具有球面形状的内周面的有底部分，上述导引部件在轴线上具有通孔，其外周部仿照上述壳体的内周形状而被树脂成型，并且在上述壳体内部，上述导引部件的内侧端与上述热膨胀体之间，夹设有上述密封部件。
本发明(方案2的发明)提供热电偶，其特征在于，其结构是，在方案1中，上述壳体是由具有用于嵌入上述导引部件的开口部的大径筒部、和被连接在其同轴上且比上述大径筒部直径被缩小的有底小径筒部构成的中空容器，这些小径筒部和大径筒部之间形成有台阶部，并且上述导引部件是由基部及其同轴上所连接着的座部构成的，并以轴线上具有通孔的圆柱形状被树脂成型，上述基部仿照上述壳体大径筒部的内周形状而被形成，并被设置成在上述壳体大径筒部内被卡止在上述台阶部的状态，上述座部仿照上述壳体小径筒部的内周形状而被形成，其内侧端，以从与热膨胀体相反一侧进行限制的状态对密封着填充在上述壳体小径筒部内的热膨胀体的上述密封部件进行保持。
本发明(方案3的发明)提供热电偶，其特征在于，在方案1中，上述壳体为具有大致同一直径尺寸的有底筒状中空容器，其结构为，在该壳体内部的有底部分一侧填充有热膨胀体，并且，从上述壳体的开口部嵌入导引部件，该导引部件的内侧端介由密封部件与上述热膨胀体相邻，该导引部件，通过嵌入固定在该壳体开口部附近部分的卡扣筒部件而被定位内置于该壳体内部。
本发明(方案4的发明)提供热电偶，其特征在于，在方案1、方案2或方案3中，上述热膨胀体在混有石蜡和热塑性弹性体的状态下，通过混合铜粉，而使其凝胶化。
本发明(方案5的发明)提供热电偶，其特征在于，在方案1到方案4的任意一项中，以下述方式构成上述活塞外径被形成地与上述导引部件的通孔相等或比其稍小，而且比上述密封部件的凸缘部内径大，且贯穿上述导引部件以及密封部件的通孔，其内侧端临接到上述壳体有底部分所填充的热膨胀体内，其外侧端被设置成比上述导引部件突出，而且其可随着上述热膨胀体的膨胀、收缩而进行进退动作。
本发明(方案6的发明)提供热电偶，其特征在于，在方案1到方案5的任意一项中，上述密封部件被成形为截面大致呈U形的圆环状部件，其轴孔直径被形成为比上述活塞的轴径小，而且其一端与上述导引部件的内侧端相抵接，另一端的U形凹部以与上述热膨胀体一侧相邻的状态被设置，在该密封部件的外周部，具有被形成于上述凹部外周侧的固定侧凸缘部、和在其轴线方向隔开预定间隔而形成的第2固定侧凸缘部，这些固定侧凸缘部的外径尺寸相等地被形成，并且上述第2固定侧凸缘部被形成为在轴线方向具有所定长度的直边形状，上述密封部件内周部上，具有在上述凹部内周侧所形成的滑动侧凸缘部、和在其轴线方向隔开预定间隔形成的第2滑动侧凸缘部，这2处的滑动侧凸缘部的内径相互不同地被形成，并以通过上述热膨胀体的热膨胀所产生的压力，在上述凹部的径向两侧被形成的固定侧凸缘部和滑动侧凸缘部，向上述壳体内周面一侧、以及上述活塞外周面一侧扩展，由此将该活塞的密封力增大地被形成。
若为本发明，活塞的内侧端在壳体内，直接与作为热膨胀体的石蜡中相邻接，例如若通过温度上升而加热石蜡，石蜡溶化引起体积变化，通过该体积变化，也就是通过膨胀，活塞在从壳体以及导引部件突出的方向被挤出。这里，壳体有底部分的内周面呈球面形状，由此，可避免随着热膨胀体向壳体的膨胀而产生的应力集中，同时可将随着热膨胀体的膨胀而产生的压力，均匀地加载于活塞的内侧端。
这时，在密封部件上，由于石蜡的压力，内、外凸缘之间的凹部被施加有压力，由此，该凸缘向内、外扩张，活塞和壳体内周部之间的密封力被增强。
而且，在该密封部件的内周部，活塞滑动的部位，是上述滑动侧凸缘和比其直径更大的滑动侧凸缘这两个位置，因此，可以在不增加滑动阻力的情况下进行密封，从而具有良好的对应活塞运动的应答性。
而且，若温度下降，石蜡回到固体状态体积减少(通过图未示的复位弹簧等)，活塞被拉入壳体内，返回到初始状态。
这时，由于密封部件不会受到石蜡的影响，凸缘形部分的密封力比膨胀时小，因此活塞容易返回。
而且，由于本结构是将热膨胀体的膨胀直接传递给活塞，因此，与使用隔膜或橡胶套管的以往结构的热电偶相比，可使其冲程变长。
而且，本结构是，不必使用上述以往的隔膜或橡胶套管等的橡胶部件，而使活塞直接动作，因此应答性好，而且在活塞、滑动自如的保持着该活塞的导引部件或者用于使该活塞往复运动的部件(热膨胀体)所构成的滑动保持部分不存在橡胶等的容易老化的部件，因此耐久性方面也很好。
这里，作为热膨胀体最好使用下述物质，在将石蜡与铜粉混合时，混入热塑性弹性体并加热，使其混合，由此得到凝胶化的物质。其可有效解决下述问题，即，作为这种石蜡，通常为了提高对石蜡的应答性，使用与铜粉等的金属粉的混合物，但在反复使用过程中石蜡会与铜粉分离。而且，有可能铜粉进入导引部件和活塞之间，则会损伤滑动面，从而导致冷却液从外部的浸入或者封入内部的石蜡等的流出。
图1为表示本发明热电偶的第1实施方式的简要剖面图。
图2是说明用于本发明热电偶的密封部件用的主要部分放大图。
图3是说明图2所示的密封部件的详细构造用的附图。
图4是表示本发明热电偶的第2实施方式的简要剖面图。
图5是表示本发明热电偶的第3实施方式的简要剖面图。
具体实施例方式
图1至图3表示的是本发明热电偶的第1实施方式。
在这些图中，使用图1来说明符号10所表示的热电偶。也就是说，11为构成热电偶主体的金属制壳体，在该壳体11内封入受到来自壳体11外部的热影响而产生热膨胀、热收缩的作为热膨胀体的石蜡(ワツクス)12。而且，作为壳体11，也可以通过冲压加工等，由可适当进行来自外部的热传递的材料形成。
13是在上述壳体11内沿着轴线方向设置的活塞，该活塞13的结构为，其内侧端与上述石蜡12内相邻，同时外侧端从壳体11的一端向外侧突出，由此可随着石蜡的膨胀、收缩在轴线上进行进退动作。而且，活塞13向壳体11内的退出动作是通过设于外部的复位弹簧等的施加力进行的。
14是可将上述活塞13滑动自如地保持的、树脂制的导引部件，其被配置在上述壳体11内的一端部分。
15是密封部件，其被配置在上述壳体11内的导引部件14的内侧端部分，并将上述石蜡12封入壳体11内的另一端。
16为垫片，被夹设在上述密封部件15和上述导引部件14内侧端之间，由氟树脂等形成。该垫片16是根据需要设置的，也可以自由省略。当然，如果结构是，使用该垫片16，使其内孔部分也对活塞13进行支撑，则可确保活塞13的滑动支撑部的长度，因此可以有望实现热电偶10整体的轴线方向的小型化。
这里，上述壳体11是由大径筒部11A和小径筒部11B构成的中空容器，这些大径筒部11A和小径筒部11B在同轴上相连接，大径筒部11A的一端形成开口部11C。
上述小径筒部11B是直径比大径筒部11A小的有底中空结构，而大径筒部11A是具有用于嵌入上述导引部件14的开口部11C的中空结构，在这些小径筒部11B与大径筒部11A之间，形成了用于限制上述导引部件14向石蜡12一侧移动的台阶部11D。
而且，图中11E是用于将导引部件14卡扣成嵌入大径筒部11A内的状态的铆接部。而且小径筒部1B的有底部分内面形成为球面形，以使作为热膨胀体的石蜡12的压力可以被均匀地施加在活塞13的内侧端。
而且，上述导引部件14由基部14A和座部14B构成，且轴线上具有通孔14C，呈圆柱形，并由例如作为氟树脂材料的聚四氟乙烯形成。这里，基部14A形成为类似上述壳体大径筒部11A内周的形状，且被设置成被上述壳体小径筒部11B与大径筒部11A的台阶部11D卡止的状态。而且，座部14B形成为类似上述壳体小径筒部11B内周的形状，其内侧端被保持成从与石蜡相反一侧对上述密封部件15进行限制的状态，上述密封部件15对填充于上述壳体小径筒部11B内的石蜡12进行密封。
这里，作为上述热膨胀体的石蜡12具有通过所受到的来自壳体11外部的热影响，随温度上升而膨胀，随温度下降而收缩的性质，这里使用的物质是，在将石蜡和热塑性弹性体混入的状态下，混合铜粉，由此而产生凝胶化的物质。作为这种石蜡，通常为了提高石蜡的应答性，使用与铜粉的混合物，但在反复使用过程中石蜡会与铜粉分离，而且，若该铜粉进入导引部件和活塞之间，就可能产生损伤滑动面等问题。
而且，活塞13的外径与上述导引部件14的通孔14C相等或略小，而且，形成比上述密封部件15的凸缘部15a、15b的内径a、b大的直径。该活塞13贯穿上述导引部件14以及密封部件15的通孔14C、15A，内侧端与被封入到上述壳体小径筒部11B的石蜡12内相邻，外侧端被配置成从上述导引部件14向壳体11的外侧突出的状态。而且，该活塞13可随石蜡1 2的膨胀、收缩，沿着图1中的左、右方向作进退动作。
这里，上述密封部件15是由橡胶、合成树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的大致圆环状，并以嵌装在活塞13外周部的状态，被配置在壳体11的筒装部分。该密封部件15如图1至图3所示，一端与上述导引部件14的内侧端相接触(虽然是通过垫片16相接触的，但在这里省略对垫片16的说明)，同时通孔15A形成为比上述活塞13的轴径小的直径，而且通过石蜡12的热膨胀所产生的压力，会向上述壳体11以及上述活塞13一侧扩张，由此，使得该活塞13的密封力增大。
也就是说，密封部件15是截面呈大致U形的圆环状部件，该U形的凹部15e被设置成与上述石蜡12一侧相邻的状态。而且，该密封部件15形成为，在外周部所形成的固定侧凸缘部15c、15d的外径尺寸c相等的状态，同时，该固定侧凸缘部之中的在上述导引部件14一侧的第2固定侧凸缘部15d具有在轴线方向有预定长度的直边形状。
该直边的凸缘部15d是用于防止产生下列现象的部分，即，在将该密封部件15设置在壳体11内与活塞13之间时，由于石蜡12的热膨胀所产生的作用力或由于活塞13的移动而产生倾倒等的现象。这可以用于防止下述问题的产生，即，由于石蜡12的膨胀不均匀，以过去的形状在密封部件产生倾斜，结果在活塞上也产生倾斜从而导致与导引部件卡住(かじり)等问题。
而且若设置上述直边形的凸缘部15d，通过使导引部件14如前所述地卡扣在上述壳体11的台阶部11D以进行安装，由此就可进行该密封部件15的定位，结果具有可使石蜡12的量也适当的优点。
而且，该密封部件15在内周部的至少两处具有滑动侧凸缘部15a、15b，这两处的滑动侧凸缘部15a、15b被形成为内径a、b不同的状态，可在所需状态下适当进行与活塞13之间的密封。特别是，这些滑动侧凸缘15a、15b在穿插接触状态下与活塞13的外周相接触，以使各部分都被密封，而且由于内径由不同的两级构成，与活塞13之间的滑动阻力减小，而且确实具有可得到防止石蜡泄漏效果用的密封功能。这里，滑动侧凸缘部15a、15b，将凹部15e的石蜡12一侧的滑动侧凸缘部15a的内径a，设置成比导引部件14一侧的第2滑动侧凸缘部15b的内径b大的状态。
在邻接着石蜡12一侧的部分上所形成的凹部15e，受到随着该石蜡12的热膨胀而引起的体积变化所产生的压力时，这样的密封部件15，将如图3中箭头所示的在内、外周扩展地变位，该变位施加到滑动侧凸缘部15a与固定侧凸缘部15c上，由此可增大密封功能。
若为这样的结构，活塞13的内侧端在壳体11内与作为热膨胀体的石蜡12中相邻，因此例如由于温度上升而将石蜡12加热，则石蜡12溶化引起体积变化，通过该体积变化、也就是通过膨胀，活塞13就可以从壳体11以及导引部件14向突出方向被挤出。这时，在密封部件14上通过石蜡12的压力，内、外凸缘15a、15c之间的凹部15e上被加载有压力，由此，该凸缘15a、15c向内、外扩张，活塞13外周部和壳体11内周部之间的密封力被增强。
而且，在活塞13滑动的部位，在密封部件15的内周侧为上述滑动侧凸缘15b、和直径比其大的滑动侧凸缘15a这两处，因此可进行不增加滑动阻力的密封，从而也提高针对活塞13的运动的应答性。
而且，若温度下降则石蜡12返回固体状态，体积减小(通过图未示的壳体11外部设置的复位弹簧等)，活塞13被拉入壳体11内回到原始状态。这时，由于密封部件15没有受到石蜡12的影响，因此凸缘形状部分的密封力要比膨胀时小，所以容易使活塞13返回。
此外，这样的结构中，可以将石蜡12的膨胀直接传递给活塞，因此，与使用隔膜或橡胶套管的以往结构的热电偶相比，可使移动冲程增大。
而且，由于不必使用上述以往的隔膜和橡胶套管等的橡胶部件，就可直接使活塞13运动，因此应答性方面优异，而且在滑动保持部分不存在橡胶等的易老化部件，上述滑动保持部分是由活塞13、将其滑动自如地进行保持的导引部件14、以及用于使该活塞13往复运动的部件(石蜡12)构成的，因此其耐久性也较佳。
图4表示的是将上述第1实施方式进行变形的第2实施方式。
该实施方式是，在壳体大径筒部11A中，从开口部11C嵌入的导引部件14基部14A的外侧端一侧，安装有金属片17，其通过铆接部11E进行固定。这样一来，可将导引部件14相对壳体11确实固定，而且，可减少作为树脂成型品的导引部件14向外部裸露的部分，因此可得到作为高温、高压规格的功能。
图5表示的是本发明热电偶的第3实施方式。
该图中符号20所表示的热电偶，具备由具有大致相同直径尺寸的有底筒状中空容器构成的金属制壳体11，该有底部分封装有作为热膨胀体的石蜡12，该热膨胀体会受到来自壳体11外部的热影响而进行热膨胀、热收缩。
在该壳体11的内部，活塞13沿着轴线方向被设置，其内侧端与上述石蜡12内相邻的同时，外侧端从壳体11的开口不向外侧突出，并随着上述石蜡12的膨胀、收缩在轴线上进行进退动作。而且活塞13向壳体11内的退出动作，与上述实时方式相同，依靠设于外部的复位弹簧等的施加力进行。
图中，符号14是可将上述活塞13滑动自如地进行保持的、最好由树脂材料形成的导引部件，该实施方式中，形成为大致圆筒状，并利用从一端(开口部一侧)嵌入上述壳体11内部而被内置，可起到将上述活塞13滑动自如地进行保持的作用。
在上述壳体11内，在该导引部件14的内侧端部分上，被配置成隔有将上述石蜡12封入壳体11内的有底部分的密封部件15的状态。而且，图中14c是可将上述活塞13滑动自如地进行保持的通孔。
而且，该实施方式中，虽然是将密封部件15直接与导引部件14的内侧端相接触，但当然也可以与上述实施方式相同地在其中间装入由氟树脂等形成的垫片。
此外，在该实施方式中，作为密封部件15，使用的与上述实施方式中所说明的同样的部件，因此省略其具体说明。
在这样的结构中，作为在上述壳体11的开口部附近的部分上，与上述导引部件14的外端相邻且被嵌入固定的卡扣筒部件，设有大致呈向内帽形的卡扣筒体21、和导引筒体22，该导引筒体一体设置在上述卡扣筒体21的外侧端，最好由橡胶材料制成。该导引筒体22通过按压片23，与该卡扣筒体21一起，以嵌入壳体11开口部附近的状态，相对该壳体11而被固定，在防止来自外部的冷却液的侵入的同时，还可以起到作为能够滑动自如地保持上述活塞13的第2导引部件的作用。
而且，上述卡扣筒体21，以在上述壳体11内依次装入石蜡12、密封部件15、导引部件14的状态，被嵌入到壳体11的开口部，并通过焊接等与该壳体11进行固定。这里，该卡扣筒体21的卡扣位置，可以在能够调整上述导引部件14向壳体11内的装入位置(内置位置)的状态下进行定位固定。此外，图中21a是，在卡扣筒体21中，卡扣导引部件14的底部，且具有可将活塞13滑动自如的以松配合状态保持的开口。而且，22a是在导引筒体22内将活塞13滑动自如地进行支撑的轴孔。
也就是说，在该实施方式中，在壳体11内封入石蜡12的状态下，隔着密封部件15而将其密封的导引部件14的内侧端位置，可任意进行设定。这样一来，就不再需要以往作为元件组装时所进行的后续加工的、对被封入壳体11内的作为热膨胀体的石蜡12的容量调整的工序，只需进行在该组装时的卡扣筒体21的固定位置的调整，因此操作性优异。
此外，为了谨慎起见要说的是，通常，在石蜡式的部件中，进行温度一升程(リフト)量的初始设定时，例如可设定为在80摄氏度下活塞上升量为10mm等，但由于该上升量是由石蜡12的封入量所决定的，因此必须要有下述工序，即，组装时稍微往少里进行填充，调整时将壳体的一部分弄瘪，在该实施方式中，一边调整卡扣筒体21的组装位置，一边进行安装也可以。
通过这样的结构，与上述实施方式相同，可得到具有以下优点的热电偶，即，可以去除以往的套管型或者隔膜型的热电偶所具有的问题，以必要的最少限度的构成部件数量，即可得到实现成本降低、且可通过随着热膨胀体的膨胀、收缩而产生的体积变化，使活塞得到所需冲程的进退动作，并且应答性及耐久性也优异的热电偶。进而，还具有以下优点在该实施方式中，壳体11、导引部件14等的形状、构造变得更加简单，更有效地实现了加工性、组装性的提高、以及成本降低。
此外，本发明并不只限于上述实施方式所说明的结构，当然也可以将各部分的形状、结构等进行适当的变形、变更。例如当然可以将壳体11的形状、结构等进行适当的改变，向该壳体11内进行的导引部件14、甚至密封部件15的组装构造等的适当的变形例都在考虑之列。
而且，作为密封部件15，也不仅限于图2、图3所示的形状，能得到相同功能的形状、结构也可以。
产业上的可利用性若为以上说明的本发明的热电偶，具有以下优异效果，即，可以去除以往的套管型或者隔膜型的热电偶所具有的问题，以必要的最小限度的构成部件数量，可实现成本的降低，且可通过随着热膨胀体的膨胀、收缩而产生的体积变化，得到活塞的所需冲程的进退动作，由此可得到在应答性及耐久性方面优异的热电偶。
特别是，若为本发明，由于其是将热膨胀体的膨胀直接传递到活塞的结构，因此，与使用隔膜或者橡胶套管的以往的热电偶相比，可使移动冲程增大，且可提高作为热电偶的性能。
而且，若为本发明，不必使用以往那样的套管或隔膜等的橡胶制部件，且是可使活塞直接动作的结构，因此应答性好，且由于没有橡胶等易老化部件，因而耐久性方面亦佳。
权利要求
1.热电偶，其将具有随温度上升而膨胀、随温度下降而收缩性质的热膨胀体内置于壳体内部，并使其可以受到来自该壳体外部的热影响，其特征在于，具备活塞，其沿轴线方向被设置于上述壳体内部，内侧端临接到上述热膨胀体内，且外侧端从壳体一端向外侧突出，由此，可随着热膨胀体的膨胀、收缩进行进退动作；导引部件，其被设置于上述壳体内的一端侧部分，并对上述活塞滑动自如地进行保持；密封部件，其被设置在上述壳体内的该导引部件的内侧端部分，并将上述热膨胀体封入壳体内的另一端侧；上述壳体被形成为大致呈有底筒状的中空容器，具有用于嵌入上述导引部件的开口部，在与上述开口部相反一侧的端部形成了具有球面形状的内周面的有底部分，上述导引部件在轴线上具有通孔，其外周部仿照上述壳体的内周形状而被树脂成型，并且在上述壳体内部，上述导引部件的内侧端与上述热膨胀体之间，夹设有上述密封部件。
2.如权利要求1所述的热电偶，其特征在于，被构成为上述壳体是由具有用于嵌入上述导引部件的开口部的大径筒部、和被连接在其同轴上且比上述大径筒部直径被缩小的有底小径筒部构成的中空容器，这些小径筒部和大径筒部之间形成有台阶部，并且上述导引部件是由基部及其同轴上所连接着的座部构成的，并以轴线上具有通孔的圆柱形状被树脂成型，上述基部仿照上述壳体大径筒部的内周形状而被形成，并被设置成在上述壳体大径筒部内被卡止在上述台阶部的状态，上述座部仿照上述壳体小径筒部的内周形状而被形成，其内侧端，以从与热膨胀体相反一侧进行限制的状态对密封着填充在上述壳体小径筒部内的热膨胀体的上述密封部件进行保持。
3.如权利要求1所述的热电偶，其特征在于，上述壳体为具有大致同一直径尺寸的有底筒状中空容器，其结构为，在该壳体内部的有底部分一侧填充有热膨胀体，并且，从上述壳体的开口部嵌入导引部件，该导引部件的内侧端介由密封部件与上述热膨胀体相邻，该导引部件，通过嵌入固定在该壳体开口部附近部分的卡扣筒部件而被定位内置于该壳体内部。
4.如权利要求1、2或3中任意一项所述的热电偶，其特征在于，上述热膨胀体在混有石蜡和热塑性弹性体的状态下，通过混合铜粉，而使其凝胶化。
5.如权利要求1到4中任意一项所述的热电偶，其特征在于，以下述方式构成上述活塞外径被形成地与上述导引部件的通孔相等或比其稍小，而且比上述密封部件的凸缘部内径大，且贯穿上述导引部件以及密封部件的通孔，其内侧端临接到上述壳体有底部分所填充的热膨胀体内，其外侧端被设置成比上述导引部件突出，而且其可随着上述热膨胀体的膨胀、收缩而进行进退动作。
6.如权利要求1至5中任意一项所述的热电偶，其特征在于，上述密封部件被成形为截面大致呈U形的圆环状部件，其轴孔直径被形成为比上述活塞的轴径小，而且其一端与上述导引部件的内侧端相抵接，另一端的U形凹部以与上述热膨胀体一侧相邻的状态被设置，在该密封部件的外周部，具有被形成于上述凹部外周侧的固定侧凸缘部、和在其轴线方向隔开预定间隔而形成的第2固定侧凸缘部，这些固定侧凸缘部的外径尺寸相等地被形成，并且上述第2固定侧凸缘部被形成为在轴线方向具有所定长度的直边形状，上述密封部件内周部上，具有在上述凹部内周侧所形成的滑动侧凸缘部、和在其轴线方向隔开预定间隔形成的第2滑动侧凸缘部，这2处的滑动侧凸缘部的内径相互不同地被形成，并以通过上述热膨胀体的热膨胀所产生的压力，在上述凹部的径向两侧被形成的固定侧凸缘部和滑动侧凸缘部，向上述壳体内周面一侧、以及上述活塞外周面一侧扩展，由此将该活塞的密封力增大地被形成。
全文摘要
本发明提供一种热电偶，其结构简单，以最少的所需部件数量构成，从而可实现低成本，在应答性及耐久性方面也较佳，且通过随着热膨胀体的膨胀、收缩而引起体积变化，可确保活塞所需冲程的进退动作。在壳体(11)内部内置热膨胀体(石蜡)(12)的热电偶(10)，设有在壳体内沿轴线方向配置的活塞(13)，该活塞的内侧端与热膨胀体内相邻，同时其外端从壳体的一端向外侧突出，由此可随热膨胀体的膨胀、收缩进行进退动作。上述活塞，被在壳体内的一端所配置的导引部件(14)滑动自如地保持着。且在壳体内该导引部件的内端上设有密封部件(15)，其将热膨胀体封入壳体内的另一端。
文档编号F01P7/14GK1639801SQ03804898
公开日2005年7月13日 申请日期2003年9月4日 优先权日2002年11月27日
发明者井上富士夫 申请人:日本恒温装置株式会社