JPH06101627A - Thermoelement - Google Patents
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- JPH06101627A JPH06101627A JP4254679A JP25467992A JPH06101627A JP H06101627 A JPH06101627 A JP H06101627A JP 4254679 A JP4254679 A JP 4254679A JP 25467992 A JP25467992 A JP 25467992A JP H06101627 A JPH06101627 A JP H06101627A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は熱膨張体に対する加熱の
有無によってピストンが伸出または縮退作動をするサー
モエレメントに関し、特にピストンの移動量を検出し、
この検出された移動量に基づいて熱膨張体の加熱制御を
行うようにしたフィードバック制御型サーモエレメント
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermoelement in which a piston expands or contracts depending on whether or not a heat-expanding body is heated.
The present invention relates to a feedback control type thermoelement that controls heating of a thermal expansion body based on the detected movement amount.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般にサーモエレメントは、温度変化に
より膨張,収縮する例えばワックス等の熱膨張体をケー
スに内蔵し、この熱膨張体の体積変化によりピストン等
の作動部を作動させるものであり、内燃機関の冷却水温
調節用の温度感知式自動弁や温度感知式スイッチ等の各
種機器を操作するためのアクチュエータとして使用され
ている。2. Description of the Related Art Generally, a thermoelement has a case in which a thermal expansion body such as wax that expands and contracts due to a temperature change is built in, and a volume change of the thermal expansion body operates an operating portion such as a piston. It is used as an actuator for operating various devices such as a temperature-sensitive automatic valve for adjusting the cooling water temperature of an internal combustion engine and a temperature-sensitive switch.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のサ
ーモエレメントは、熱膨張率の異なる複数のワックスを
適宜混合して所望のピストンストロークを得るようにし
ているが、この熱膨張体としてのワックスはケースに内
蔵されて封入状態となることから、封入後におけるピス
トンストロークの変更はできず、また、サーモエレメン
トの経年変化、すなわち、熱膨張体の劣化や可動部分の
摩擦等による誤差としてのピストンストロークの変化に
対しては特に対応する手だてがなく、したがって、長期
の使用においては機器操作上における精度の低下を避け
ることができなかった。また、加熱された熱膨張体の自
然冷却による収縮によってピストンの縮退を待つ場合に
おいては、ややもすればピストンの縮退がすみやかに行
われない点について不都合が生じることがあった。さら
には、熱膨張体に対する加熱を停止してピストンを縮退
させる場合、摩擦などのためにピストンが途中で引っ掛
かり、熱膨張体の収縮にピストンの縮退が円滑に追従し
ない場合が生じるという問題があった。However, in the conventional thermoelement, a plurality of waxes having different thermal expansion coefficients are appropriately mixed to obtain a desired piston stroke. However, the wax as the thermal expansion body is a case. The piston stroke cannot be changed after it is enclosed because it is built in and is in the sealed state.Also, the piston stroke as an error due to the secular change of the thermoelement, that is, deterioration of the thermal expansion body and friction of the moving parts Since there is no particular measure to deal with the change, it is unavoidable that the accuracy in the operation of the device is deteriorated during long-term use. Further, when waiting for the piston to contract due to contraction of the heated thermal expansion body due to natural cooling, there is a problem in that the piston may not be contracted promptly. Further, when the heating of the thermal expansion body is stopped to cause the piston to retract, there is a problem that the piston may be caught in the middle due to friction and the contraction of the piston may not follow the contraction of the thermal expansion body smoothly. It was
【0004】本発明は前記のような問題点を解決するた
めに創案されたものであり、ピストン移動量のフィード
バックを受けて、ピストン移動量を任意に制御可能であ
り、したがって、サーモエレメントの経年変化によって
発生すべき誤差の影響を受けることがなく長期にわたり
高い精度で機器操作を行うことができるサーモエレメン
トの提供を目的とし、また、加熱が停止された後のピス
トンの縮退を迅速に行うことができるサーモエレメント
の提供を目的としている。さらには、ピストンの縮退
を、円滑かつ確実に行うことができるサーモエレメント
の提供を目的としている。The present invention was devised in order to solve the above-mentioned problems, and it is possible to arbitrarily control the piston movement amount by receiving feedback of the piston movement amount. The purpose is to provide a thermoelement that can operate the equipment with high accuracy for a long period of time without being affected by the error that should occur due to changes, and also to quickly retract the piston after heating is stopped. The purpose is to provide a thermoelement that can Further, another object of the present invention is to provide a thermoelement that can smoothly and surely retract the piston.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は前記のような問
題点を解決するために、加熱することにより膨張し、加
熱を停止することにより収縮する熱膨張体をケースに内
蔵し、この熱膨張体の体積変化を機器操作のためのピス
トンの移動として取り出すサーモエレメントにおいて、
前記熱膨張体を加熱するための加熱部と、前記ピストン
の移動量を検出するピストン移動量検出部と、このピス
トン移動量検出部にて検出されたピストンの移動量を受
けて、前記加熱部の加熱制御を行うことにより前記ピス
トンの移動量を任意に制御可能とするピストン移動量設
定部とを備える構成とするものである。In order to solve the above problems, the present invention incorporates a thermal expansion body which expands by heating and contracts by stopping heating in a case. In the thermoelement that takes out the volume change of the expansion body as the movement of the piston for operating the equipment,
A heating unit for heating the thermal expansion body, a piston movement amount detection unit for detecting the movement amount of the piston, and a movement amount of the piston detected by the piston movement amount detection unit, and the heating unit. And a piston movement amount setting unit capable of arbitrarily controlling the movement amount of the piston by performing the heating control.
【0006】また、加熱することにより膨張し、加熱を
停止することにより収縮する熱膨張体をケースに内蔵
し、この熱膨張体の体積変化を機器操作のためのピスト
ンの移動として取り出すサーモエレメントにおいて、前
記熱膨張体を加熱および冷却するための加熱・冷却部
と、前記ピストンの移動量を検出するピストン移動量検
出部と、このピストン移動量検出部にて検出されたピス
トンの移動量を受けて、前記加熱・冷却部の加熱・冷却
制御を行うことにより前記ピストンの移動量を任意に制
御可能とするピストン移動量設定部とを備える構成とす
るものである。Further, in a thermoelement, a thermal expansion body which expands when heated and contracts when heating is stopped is built in a case, and a volume change of the thermal expansion body is taken out as movement of a piston for operating a device. , A heating / cooling unit for heating and cooling the thermal expansion body, a piston movement amount detection unit for detecting the movement amount of the piston, and a piston movement amount detected by the piston movement amount detection unit. And a piston movement amount setting unit that can arbitrarily control the movement amount of the piston by performing heating / cooling control of the heating / cooling unit.
【0007】さらに、前記ピストンに対して、このピス
トンの縮退方向に弾性力が付勢された弾性体を当該ピス
トン部分に配設する構成とするものである。Further, an elastic body, in which an elastic force is applied to the piston in the contracting direction of the piston, is arranged in the piston portion.
【0008】[0008]
【作 用】ピストン移動量設定部の加熱制御により加熱
部が熱膨張体の加熱を行う。この加熱により熱膨張体が
膨張し、これにつれてピストンが伸出する。このピスト
ンの伸出はピストン移動量検出部によって検出され、こ
の検出データは前記ピストン移動量設定部に逐一、送出
される。ピストン移動量設定部はこの送出データを受け
て当該ピストンが予め設定された所定の伸出量に達する
と熱膨張体の加熱を停止するように制御する。これによ
り熱膨張体の膨張が止まり、ピストンの伸出が停止す
る。すなわち、ピストンは、ピストン移動量設定部で予
め設定された伸出量まで伸出して停止することになる。[Operation] The heating unit heats the thermal expansion body by controlling the heating of the piston movement amount setting unit. This heating causes the thermal expansion body to expand, and the piston extends accordingly. The extension of the piston is detected by the piston movement amount detection unit, and the detection data is sent to the piston movement amount setting unit one by one. The piston movement amount setting unit receives the sending data and controls to stop the heating of the thermal expansion body when the piston reaches a predetermined extension amount set in advance. As a result, expansion of the thermal expansion body stops and extension of the piston stops. That is, the piston extends to the extension amount preset by the piston movement amount setting unit and stops.
【0009】また、熱膨張体への加熱を停止してピスト
ンを縮退させる場合において、加熱されて熱を持った熱
膨張体を冷却することにより熱膨張体の収縮が速まり、
したがって、これにつれてピストンの縮退作動が迅速と
なる。さらにはピストン部に配設された弾性体の弾性力
の作用により、ピストンが途中で引っ掛かって停止した
りせずにピストンの縮退作動が円滑かつ確実に行われ
る。Further, when the heating of the thermal expansion body is stopped and the piston is retracted, the thermal expansion body which is heated and has heat is cooled to accelerate the contraction of the thermal expansion body.
Therefore, the retracting operation of the piston becomes faster accordingly. Further, due to the action of the elastic force of the elastic body arranged in the piston portion, the piston is smoothly and reliably retracted without being stopped by being caught on the way.
【0010】[0010]
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
以下、第1実施例から第3実施例までの説明を順次行
う。先ず、図1は第1実施例の構成を示し、各部分が全
体的に円柱状に形成されているサーモエレメントの縦断
面図および、図示省略した基板等に実装される電気回路
図を示している。この第1実施例においては熱膨張体と
してのワックスの加熱にワックスケース内に配設された
ヒータを用い、このヒータによる加熱が停止された後は
ワックスケース底部に配設された電子冷却素子にてワッ
クスの冷却を行うことにより、ピストンの縮退を迅速に
行うことができる構成となっている。Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Hereinafter, the description from the first embodiment to the third embodiment will be sequentially performed. First, FIG. 1 shows the configuration of the first embodiment, showing a vertical cross-sectional view of a thermoelement in which each part is formed in a cylindrical shape as a whole and an electric circuit diagram mounted on a substrate (not shown). There is. In the first embodiment, a heater provided in the wax case is used to heat the wax as the thermal expansion body, and after the heating by the heater is stopped, an electronic cooling element provided at the bottom of the wax case is used. By cooling the wax with the wax, the piston can be contracted quickly.
【0011】図において、1はサーモエレメントであ
り、このサーモエレメント1は熱膨張体としてのワック
ス5を内蔵するワックスケース2と、作動部ガイド3、
および作動部4から概略構成されている。このうち、ワ
ックスケース2においては、その内周面にワックス5を
加熱するためのヒーター6が配設されており、このヒー
タ6に電流を流すと、発熱してワックス5を加熱するよ
うになっている。また、ワックスケース2の底面部には
半導体素子で形成されて冷却能力を有する電子冷却ユニ
ット7が配設されており、この電子冷却ユニット7に、
後述する電気回路から電流を流すことにより、ワックス
ケース2の底面部を冷却し、加熱されて熱を帯びている
ワックス5を冷却するようになっている。7a,7bは
この電子冷却ユニット7の吸・放熱フィンである。In the figure, reference numeral 1 is a thermoelement, and the thermoelement 1 includes a wax case 2 containing a wax 5 as a thermal expansion body, an operating part guide 3,
Also, it is roughly configured from the operating unit 4. Of these, the wax case 2 is provided with a heater 6 for heating the wax 5 on its inner peripheral surface. When a current is passed through the heater 6, heat is generated to heat the wax 5. ing. Further, an electronic cooling unit 7 formed of a semiconductor element and having a cooling capacity is provided on the bottom surface of the wax case 2, and the electronic cooling unit 7 is provided with:
By supplying an electric current from an electric circuit described later, the bottom surface of the wax case 2 is cooled and the heated wax 5 is cooled. Reference numerals 7a and 7b are heat absorbing / radiating fins of the electronic cooling unit 7.
【0012】この電子冷却ユニット7による冷却原理
は、周知のペルチェ効果を利用したものであり、概略そ
の原理を説明すれば、2種類の異なる金属または半導体
を直列に接合して電流を流すと、この接合部分で熱の発
生と熱の吸収すなわち冷却現象が生じるようになる。こ
の場合、流す電流の向きを逆にすると熱の発生と吸収も
逆位置に発生し、また、流す電流値を変化させることに
より発生する熱量や冷却能力を変化させることができ
る。The principle of cooling by the electronic cooling unit 7 is based on the well-known Peltier effect. To explain the principle in general, if two different kinds of metals or semiconductors are connected in series and a current is passed, Heat generation and heat absorption, that is, a cooling phenomenon occurs at this joint. In this case, if the direction of the flowing current is reversed, heat generation and absorption also occur at the opposite positions, and the amount of heat generated and the cooling capacity can be changed by changing the value of the flowing current.
【0013】再び図1において、8は、加熱されたワッ
クス5の膨張力を、半流動体9を介して作動部4に伝達
するためのダイヤフラムである。すなわち、ヒータ6の
加熱によってワックス5が膨張すると、この膨張力によ
ってダイヤフラム8が上方に押され、この押圧力は、半
流動体9,ラバーピストン10,樹脂製のプレート1
1,ピストン12と伝達され、このピストン12の伸出
力によって所要の機器操作が行われる。作動部ガイド3
は前記のような構成の作動部4を囲繞し、作動の案内を
行うものである。すなわち、この作動部ガイド3は、そ
の下方A部分において前記ワックスケース2と嵌着また
はかしめにより密着状体に接合されており、また、その
上方に前記弾性体としてのバネ13を配設するための空
間Bが形成されている。このバネ13は、ピストン12
上部の細径に形成された部分に巻装されて、係止部Cに
て、このピストン12の縮退方向(図面下方向)にその
弾性力が付勢されており、この付勢された弾性力によ
り、ピストンの縮退時においてはピストンが摩擦等のた
めに途中で引っ掛かったりせずに円滑かつ確実に縮退す
るようになっている。また、作動部ガイド3の最上部D
部分は、作動部ガイド3で最も細径に形成されており、
この部分の外周面には、前記ピストン12の移動量を検
出し、この検出された移動量に応じた電圧あるいは電流
を送出するピストン移動量検出センサー14が嵌装され
ている。Referring again to FIG. 1, reference numeral 8 is a diaphragm for transmitting the expansion force of the heated wax 5 to the operating portion 4 via the semi-fluid body 9. That is, when the wax 5 expands due to the heating of the heater 6, the expansion force pushes the diaphragm 8 upward, and the pressing force is applied to the semi-fluid body 9, the rubber piston 10, and the resin plate 1.
1, and is transmitted to the piston 12, and a required device operation is performed by the extension output of the piston 12. Actuator guide 3
Surrounds the operating portion 4 having the above-mentioned configuration and guides the operation. That is, the operating portion guide 3 is joined to the wax case 2 by a fitting or caulking process at the lower portion A of the operating portion guide 3, and the spring 13 as the elastic body is arranged above the operating portion guide 3. Space B is formed. This spring 13 is
The elastic force is urged in the retracting direction (downward direction of the drawing) of the piston 12 at the locking portion C by being wound around the upper portion having a small diameter, and the urged elasticity is exerted. Due to the force, when the piston is retracted, the piston is smoothly and reliably retracted without being caught on the way due to friction or the like. In addition, the uppermost part D of the operating part guide 3
The part is formed with the smallest diameter in the operating part guide 3,
A piston movement amount detection sensor 14 that detects the movement amount of the piston 12 and sends out a voltage or current according to the detected movement amount is fitted on the outer peripheral surface of this portion.
【0014】次に、図示省略した基板等に実装される電
気回路部分について説明する。15はピストン移動量設
定回路であり、所望のピストン移動量が設定されるとこ
の設定量に見合った電圧ER が出力されるようになって
いる。16はこのピストン移動量設定部からの出力電圧
ER と前記ピストン移動量検出センサー14から出力さ
れるピストンの移動量に応じた出力電圧ES との差分電
圧を受けてこれを増幅する直流電圧増幅器である。17
は前記直流電圧増幅器16の出力を受けてこれを増幅す
る電力増幅器であり、前記ヒータ6を加熱するための電
力の増幅を行う。さらに、18はトランジスタTRS1,TR
S2およびTRS3を有し、熱膨張体の冷却時に前記電子冷却
ユニット7に電流を流し、また、加熱時に前記ヒータ6
に電流を流すように電気回路を切り換える切換え回路で
ある。Next, an electric circuit portion mounted on a substrate (not shown) will be described. Reference numeral 15 is a piston movement amount setting circuit, and when a desired piston movement amount is set, a voltage ER corresponding to this set amount is output. Reference numeral 16 is a DC voltage amplifier for receiving a differential voltage between the output voltage ER from the piston movement amount setting section and the output voltage ES corresponding to the movement amount of the piston output from the piston movement amount detection sensor 14 and amplifying it. is there. 17
Is a power amplifier that receives the output of the DC voltage amplifier 16 and amplifies it, and amplifies the power for heating the heater 6. Further, 18 is a transistor TRS1, TR
S2 and TRS3 are provided, and an electric current is applied to the electronic cooling unit 7 when cooling the thermal expansion body, and the heater 6 is used when heating.
It is a switching circuit that switches an electric circuit so that a current flows through it.
【0015】以上のように構成されるサーモエレメント
において、先ず、ピストン移動量設定回路15によって
所望のピストン移動量が設定される。この設定が行われ
ると当該設定量に応じた電圧ER が出力されるが、この
時点におけるピストン12の伸出量を零とすれば、ピス
トン移動量検出センサー14からの出力電圧ES は零で
あり、前記差分電圧はER −ES >0となって直流電圧
増幅器16の出力はプラスとなる。したがって、切換え
回路18のトランジスタTRS3がONとなり、これにより
電力増幅器17からの電力がヒータ6に印加され、ワッ
クス5が加熱されてピストン12が伸出する。このピス
トン12の伸出につれてピストン移動量検出センサー1
4からの出力電圧ES が上昇する。そして、この出力電
圧ES の値が、前記差分電圧ER −ES =0となった時
点において直流電圧増幅器16の出力が0となる。これ
により、トランジスタTRS3がOFFとなって電力増幅器
17からヒータ6に対する出力も遮断されてワックス5
の加熱が停止され、この加熱が停止されることによりピ
ストン12の伸出も停止することになる。In the thermoelement constructed as described above, first, the desired piston movement amount is set by the piston movement amount setting circuit 15. When this setting is performed, the voltage ER corresponding to the set amount is output, but if the amount of extension of the piston 12 at this point is zero, the output voltage ES from the piston movement amount detection sensor 14 is zero. , The differential voltage becomes ER -ES> 0, and the output of the DC voltage amplifier 16 becomes positive. Therefore, the transistor TRS3 of the switching circuit 18 is turned on, whereby the power from the power amplifier 17 is applied to the heater 6, the wax 5 is heated, and the piston 12 extends. As the piston 12 extends, the piston movement amount detection sensor 1
The output voltage ES from 4 rises. Then, when the value of the output voltage ES becomes the differential voltage ER-ES = 0, the output of the DC voltage amplifier 16 becomes zero. As a result, the transistor TRS3 is turned off and the output from the power amplifier 17 to the heater 6 is also cut off, so that the wax 5
Is stopped, and the extension of the piston 12 is also stopped by stopping this heating.
【0016】一方、ピストン移動量設定回路15による
設定電圧ER を減少させて、ER −ES <0となった場
合には直流電圧増幅器16の出力はマイナスとなるので
切換え回路18のトランジスタTRS1はOFF,TRS2はO
Nとなり、これにより電子冷却ユニット7に電流が流れ
て冷却状態となりワックスケース2を冷却する。この冷
却によりワックスケース2に内蔵されているワックス5
が冷却されて収縮する。この収縮に追従してピストン1
2が縮退するが、このピストン12の縮退にあっては、
ピストン12部分に配設されている前記バネ13の弾性
力の作用により途中で引っ掛かることなく円滑かつ確実
に縮退が行われる。このピストンの縮退によりピストン
移動量検出センサー14の出力電圧ES も減少するが、
この場合、ピストン12は前記差分電圧ER −ES =0
になるまで縮退する。このように、ピストン12は、常
に、ピストン移動量設定回路15によって設定されたピ
ストン移動量に対応して出力される電圧ER と、ピスト
ン移動量検出センサーによって検出されるピストン12
の移動量に対応して出力される電圧ES とが等しくなる
条件下において静止する。On the other hand, when the set voltage ER set by the piston movement amount setting circuit 15 is reduced to ER-ES <0, the output of the DC voltage amplifier 16 becomes negative, so that the transistor TRS1 of the switching circuit 18 is turned off. , TRS2 is O
As a result, the electric current flows through the electronic cooling unit 7 and the wax case 2 is cooled. The wax 5 contained in the wax case 2 by this cooling
Are cooled and contract. Following this contraction, piston 1
2 shrinks, but in this shrinkage of the piston 12,
Due to the action of the elastic force of the spring 13 arranged on the piston 12, the retraction is smoothly and reliably performed without being caught in the middle. The output voltage ES of the piston movement amount detection sensor 14 also decreases due to the contraction of the piston,
In this case, the piston 12 has the differential voltage ER -ES = 0.
Degenerate until. As described above, the piston 12 always outputs the voltage ER corresponding to the piston movement amount set by the piston movement amount setting circuit 15 and the piston 12 detected by the piston movement amount detection sensor.
It will stand still under the condition that the output voltage ES corresponding to the amount of movement of is equal.
【0017】次に、本発明の第2実施例を図面に基づい
て説明する。図2は本発明の第2実施例の構成を示す図
である。この第2実施例が前記第1実施例と異なる点
は、ワックス5を加熱するのにヒータを用いずに第1実
施例の電子冷却ユニット7によって冷却のみならず加熱
をも行う点と、電気回路部分の切換え回路18が除かれ
ている点である。すなわち、この電子冷却ユニット7
は、前記のようにペルチェ効果の原理を用いており、一
面において冷却能力を有するとともに、他面においては
加熱能力をも有する。第2実施例においてはこの加熱能
力を利用してワックスを加熱するようにしたものであ
る。このように、加熱と冷却を電子素子的に行う構成と
することにより製造が容易となるとともに故障が少な
く、より長寿命のサーモエレメントを実現できる効果も
期待できる。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the second embodiment of the present invention. The second embodiment is different from the first embodiment in that the wax 5 is heated not only by the electronic cooling unit 7 of the first embodiment without using a heater, but also by heating. The point is that the switching circuit 18 of the circuit portion is omitted. That is, this electronic cooling unit 7
Uses the principle of the Peltier effect as described above, and has a cooling capacity on one side and a heating capacity on the other side. In the second embodiment, the wax is heated by utilizing this heating ability. As described above, by adopting a configuration in which heating and cooling are performed by an electronic element, it is possible to expect an effect that a thermoelement having a longer life can be realized while facilitating the manufacture and reducing the number of failures.
【0018】図2において、前記のように、この第2実
施例におけるサーモエレメント1は前記第1実施例にお
けるヒータ6と、電気回路部分の切換え回路18が除か
れているだけであり、他は前記第1実施例と基本的には
同一の構成となっている。すなわち、15はピストン移
動量設定回路であり、所望のピストン移動量を設定する
と、この設定量に見合った電圧ER が出力される。20
はこのピストン移動量設定回路15からの出力電圧ER
と、前記ピストン移動量検出センサー14から出力され
るピストンの移動量に応じた電圧ES との差分電圧を受
けてこれを増幅する直流電圧増幅器である。21は電力
増幅器であり、前記電子冷却ユニット7へ出力するため
のプラスまたはマイナス電圧を増幅する。電子冷却ユニ
ット7は、この実施例においてはプラス電圧の印加によ
りワックスケース2との接合面が加熱状態となり、マイ
ナス電圧の印加により、逆にワックスケース2との接合
面が冷却状態となる。In FIG. 2, as described above, the thermoelement 1 in the second embodiment is different from the heater 6 in the first embodiment only in that the switching circuit 18 of the electric circuit portion is omitted, and the other components are the same. The structure is basically the same as that of the first embodiment. That is, reference numeral 15 is a piston movement amount setting circuit, and when a desired piston movement amount is set, a voltage ER corresponding to this setting amount is output. 20
Is the output voltage ER from this piston movement amount setting circuit 15.
And a voltage difference ES from the piston movement amount detection sensor 14 and a voltage ES depending on the movement amount of the piston, and amplifies the voltage difference. Reference numeral 21 is a power amplifier that amplifies a positive or negative voltage to be output to the electronic cooling unit 7. In the electronic cooling unit 7, in this embodiment, the joint surface with the wax case 2 is heated by the application of the positive voltage, and the joint surface with the wax case 2 is conversely cooled by the application of the negative voltage.
【0019】以上のような構成において、先ず、ピスト
ン移動量設定回路15にて所望のピストン移動量が設定
されると、この設定量に応じた電圧ER が出力される。
この時点におけるピストン移動量検出センサー14から
の出力電圧ES との差分電圧がER −ES >0であれ
ば、電力増幅器21からはプラス電圧が出力されて電子
冷却ユニット7に印加される。このプラス電圧の印加に
より、前記のように電子冷却ユニット7はワックスケー
ス2との接合面が加熱状態となってワックスケース2を
加熱し、この加熱よりワックス5が加熱されて膨張す
る。この膨張によりピストン12が伸出する。このピス
トン12の伸出によってピストン移動量検出センサー1
4からの出力電圧ES が上昇し、ER −ES =0となっ
た時点において電力増幅器21の出力が停止され、これ
により電子冷却ユニット7によるワックスケース2の加
熱も停止される。この加熱の停止によりピストン12の
伸出も止まる。すなわち、ER =ES の条件下において
ピストン12が静止する。In the above construction, first, when a desired piston movement amount is set by the piston movement amount setting circuit 15, a voltage ER corresponding to this setting amount is output.
If the differential voltage from the output voltage ES from the piston movement amount detection sensor 14 at this time point is ER-ES> 0, a positive voltage is output from the power amplifier 21 and applied to the electronic cooling unit 7. By the application of this positive voltage, the electronic cooling unit 7 heats the wax case 2 at the joint surface with the wax case 2 as described above, and the wax 5 is heated and expanded by this heating. This expansion causes the piston 12 to extend. By the extension of the piston 12, the piston movement amount detection sensor 1
When the output voltage ES from 4 rises and ER-ES = 0, the output of the power amplifier 21 is stopped, whereby the heating of the wax case 2 by the electronic cooling unit 7 is also stopped. By stopping this heating, extension of the piston 12 also stops. That is, the piston 12 stands still under the condition of ER = ES.
【0020】一方、ピストン移動量設定回路15による
設定電圧ER を減少させ、前記差分電圧がER −ES <
0となった場合には電力増幅器21の出力電圧はマイナ
スとなる。このマイナスの出力電圧が電子冷却ユニット
7に印加されると、前記のようにこのワックスケース2
との接合面が冷却状態となってワックスケース2を冷却
する。この冷却によってワックス5は冷却されて収縮
し、このワックスの収縮に追従してピストン12も縮退
する。この場合、ピストン12は前記差分電圧ER −E
S =0になる位置まで縮退して停止し、この位置で静止
する。このピストン12の縮退においては前記第1実施
例と同様に当該ピストン12部分に配設された前記バネ
13の弾性力によって途中で引っ掛かることなく円滑か
つ確実に所定位置までピストン12の縮退が行われる。
このようにして、ピストン12は常にER =ES となる
条件下において静止する。On the other hand, the set voltage ER set by the piston movement amount setting circuit 15 is decreased so that the differential voltage becomes ER-ES <
When it becomes 0, the output voltage of the power amplifier 21 becomes negative. When this negative output voltage is applied to the electronic cooling unit 7, as described above, the wax case 2
The wax case 2 is cooled by the cooling of the joint surface of the wax case 2. By this cooling, the wax 5 is cooled and contracts, and the piston 12 also contracts following the contraction of the wax. In this case, the piston 12 has the differential voltage ER -E.
It degenerates to a position where S = 0, stops, and then stops at this position. When the piston 12 is contracted, the piston 12 is contracted smoothly and surely to a predetermined position without being caught in the middle by the elastic force of the spring 13 arranged in the piston 12 portion as in the first embodiment. .
In this way, the piston 12 remains stationary under the condition that ER = ES.
【0021】次に、本発明の第3実施例を図面に基づい
て説明する。図3は本発明の第3実施例の構成を示す図
である。この第3実施例は、第1実施例から電子冷却ユ
ニット7を取り外し、加熱されたワックスの冷却は自然
冷却とする簡易な構成としたものである。これにつれて
第1実施例における電子冷却ユニット7に電圧を印加す
るために回路を切り換える切換え回路18は除かれてい
る。また、第1実施例における直流電圧増幅器16と電
力増幅器17は、直流電圧・電力増幅器22としてまと
めて表示されている。Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the third exemplary embodiment of the present invention. The third embodiment has a simple structure in which the electronic cooling unit 7 is removed from the first embodiment and the heated wax is cooled naturally. Accordingly, the switching circuit 18 for switching the circuit for applying the voltage to the electronic cooling unit 7 in the first embodiment is omitted. The DC voltage amplifier 16 and the power amplifier 17 in the first embodiment are collectively shown as a DC voltage / power amplifier 22.
【0022】この直流電圧・電力増幅器22の出力V0
は、ピストン移動量設定回路15の出力電圧ER とピス
トン移動量検出センサー14からの出力電圧ES との差
分電圧がER −ES >0すなわちプラスとなる条件下で
のみヒータ6加熱のための電圧V0 を出力する。図3に
おいて、先ず、ピストン移動量設定回路15にて所望の
ピストン移動量が設定されると、この設定量に応じた電
圧ER が出力される。この時点におけるピストン移動量
検出センサー14からの出力電圧ES との差分電圧がE
R −ES>0であれば、直流電圧・電力増幅器22の出
力によりヒータ6が加熱され、この加熱によりワックス
5が膨張し、この膨張力によりピストン12が伸出す
る。このピストン12の伸出によってピストン移動量検
出センサー14からの出力電圧ES が上昇し、ER −E
S =0となった時点において直流電圧・電力増幅器22
からの出力が停止し、ヒータ6の加熱も停止され、ピス
トン12の伸出が止まる。すなわち、前記実施例同様に
ER =ES の条件下においてピストン12が静止する。Output V0 of this DC voltage / power amplifier 22
Is the voltage V0 for heating the heater 6 only under the condition that the differential voltage between the output voltage ER of the piston movement amount setting circuit 15 and the output voltage ES from the piston movement amount detection sensor 14 is ER-ES> 0, that is, positive. Is output. In FIG. 3, first, when a desired piston movement amount is set by the piston movement amount setting circuit 15, a voltage ER corresponding to this setting amount is output. At this time, the differential voltage from the output voltage ES from the piston movement amount detection sensor 14 is E
If R-ES> 0, the heater 6 is heated by the output of the DC voltage / power amplifier 22, the wax 5 is expanded by this heating, and the piston 12 is extended by this expansion force. Due to the extension of the piston 12, the output voltage ES from the piston movement amount detection sensor 14 rises and ER -E
DC voltage / power amplifier 22 when S = 0
Output is stopped, heating of the heater 6 is also stopped, and extension of the piston 12 is stopped. That is, the piston 12 stands still under the condition of ER = ES as in the above embodiment.
【0023】一方、ピストン移動量設定回路15による
設定電圧ER を減少させ、前記差分電圧がER −ES <
0となった場合にはワックス5の加熱は行われれず、ワ
ックス5は自然冷却により収縮し、ピストン12もこの
収縮に追従して縮退する。この場合、ピストン12部分
に配設されている前記バネ13の弾性力によってピスト
ン12は途中で引っ掛かることなく円滑かつ確実に縮退
が行われる。このピストン12の縮退によりピストン移
動量検出センサー14の出力電圧ES も減少し、前記差
分電圧ER −ES =0になる位置までピストン12が縮
退して静止するのは前記説明の実施例と同様である。On the other hand, the set voltage ER by the piston movement amount setting circuit 15 is decreased so that the differential voltage becomes ER-ES <
When it becomes 0, the wax 5 is not heated, the wax 5 shrinks by natural cooling, and the piston 12 also shrinks following this shrinkage. In this case, due to the elastic force of the spring 13 arranged in the piston 12, the piston 12 is smoothly and surely retracted without being caught on the way. The output voltage ES of the piston movement amount detection sensor 14 also decreases due to the contraction of the piston 12, and the piston 12 contracts and stands still to the position where the differential voltage ER -ES = 0 is the same as in the above-described embodiment. is there.
【0024】[0024]
【発明の効果】以上説明のように本発明によれば、ケー
スに内蔵された熱膨張体を加熱する加熱部と、ピストン
の移動量を検出するピストン移動量検出部と、このピス
トン移動量検出部からのデータを受けて、前記加熱部の
加熱制御を行うことによりピストンの移動量を任意に制
御可能とするピストン移動量設定部とを設ける構成によ
り、ピストンの伸出量が任意に制御可能となり、したが
ってサーモエレメントの経年変化によって生ずべき誤差
の影響を受けることがなく長期にわたり高い精度にて機
器操作を行うことができるサーモエレメントとすること
ができる。また、加熱停止後の熱膨張体を冷却して当該
熱膨張体の収縮を速める構成によりピストンの縮退作動
を迅速に行うことができるようになるとともに、ピスト
ンの縮退方向に弾性力が付勢された弾性体を当該ピスト
ンに設ける構成により、ピストンの縮退時に当該ピスト
ンが摩擦等により縮退途中で引っ掛かることなく円滑か
つ確実に縮退を行うことができるサーモエレメントとす
ることができる。As described above, according to the present invention, the heating portion for heating the thermal expansion body contained in the case, the piston movement amount detection portion for detecting the movement amount of the piston, and the piston movement amount detection The amount of piston extension can be controlled by a configuration that includes a piston movement amount setting unit that can control the amount of movement of the piston by controlling the heating of the heating unit by receiving data from the unit. Therefore, the thermoelement can be operated with high accuracy for a long period of time without being affected by an error that should occur due to the secular change of the thermoelement. In addition, the structure that accelerates the contraction of the thermal expansion body by cooling the thermal expansion body after the heating is stopped enables the piston to perform the contracting operation quickly, and the elastic force is applied in the contracting direction of the piston. With the configuration in which the elastic body is provided on the piston, the thermoelement can be smoothly and reliably retracted without being caught by the piston due to friction or the like when the piston retracts.
【図1】本発明の第1実施例の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first exemplary embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第2実施例の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a second exemplary embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第3実施例の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a third exemplary embodiment of the present invention.
1・・サーモエレメント 2・・ワックスケース 3・・作動部ガイド 4・・作動部 5・・ワックス 6・・ヒータ 7・・電子冷却ユニット 7a,7b・吸・放熱フィン 8・・ダイヤフラム 9・・半流動体 10・ラバーピストン 11・樹脂製プレート 12・ピストン 13・バネ 14・ピストン移動量検出センサー 15・ピストン移動量設定回路 16・直流電圧増幅器 17・電力増幅器 18・切換え回路 20・直流電圧増幅器 21・電力増幅器 22・直流電圧・電力増幅器 1 ・ ・ Thermo element 2 ・ ・ Wax case 3 ・ ・ Operating part guide 4 ・ ・ Operating part 5 ・ ・ Wax 6 ・ ・ Heater 7 ・ ・ Electronic cooling unit 7a, 7b ・ Suction / radiating fin 8 ・ ・ Diaphragm 9 ・ ・Semi-fluid 10, Rubber piston 11, Resin plate 12, Piston 13, Spring 14, Piston movement amount detection sensor 15, Piston movement amount setting circuit 16, DC voltage amplifier 17, Power amplifier 18, Switching circuit 20, DC voltage amplifier 21, power amplifier 22, DC voltage, power amplifier
Claims (3)
することにより収縮する熱膨張体をケースに内蔵し、こ
の熱膨張体の体積変化を機器操作のためのピストンの移
動として取り出すサーモエレメントにおいて、 前記熱膨張体を加熱するための加熱部と、 前記ピストンの移動量を検出するピストン移動量検出部
と、 このピストン移動量検出部にて検出されたピストンの移
動量を受けて、前記加熱部の加熱制御を行うことにより
前記ピストンの移動量を任意に制御可能とするピストン
移動量設定部とを備えたことを特徴とするサーモエレメ
ント。1. A thermoelement in which a thermal expansion body that expands when heated and contracts when heating is stopped is built in a case, and a volume change of this thermal expansion body is taken out as movement of a piston for operating a device. A heating unit for heating the thermal expansion body, a piston movement amount detection unit for detecting the movement amount of the piston, and a heating unit that receives the movement amount of the piston detected by the piston movement amount detection unit. And a piston movement amount setting unit capable of arbitrarily controlling the movement amount of the piston by controlling heating of the portion.
することにより収縮する熱膨張体をケースに内蔵し、こ
の熱膨張体の体積変化を機器操作のためのピストンの移
動として取り出すサーモエレメントにおいて、 前記熱膨張体を加熱および冷却するための加熱・冷却部
と、 前記ピストンの移動量を検出するピストン移動量検出部
と、 このピストン移動量検出部にて検出されたピストンの移
動量を受けて、前記加熱・冷却部の加熱・冷却制御を行
うことにより前記ピストンの移動量を任意に制御可能と
するピストン移動量設定部とを備えたことを特徴とする
サーモエレメント。2. A thermoelement in which a thermal expansion body which expands when heated and contracts when heating is stopped is built in a case, and a volume change of this thermal expansion body is taken out as movement of a piston for operating a device. A heating / cooling unit for heating and cooling the thermal expansion body; a piston movement amount detection unit for detecting the movement amount of the piston; and a piston movement amount detected by the piston movement amount detection unit. And a piston movement amount setting unit capable of arbitrarily controlling the movement amount of the piston by performing heating / cooling control of the heating / cooling unit.
された弾性体を当該ピストン部分に配設し、前記熱膨張
体の収縮時におけるピストンの縮退を確実に行うことが
できるようにしたことを特徴とする請求項1および請求
項2記載のサーモエレメント。3. An elastic body in which an elastic force is applied in the direction of contraction of the piston is arranged in the piston portion so that the piston can be reliably contracted when the thermal expansion member contracts. The thermoelement according to claim 1 or 2, characterized in that
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4254679A JPH06101627A (en) | 1992-09-24 | 1992-09-24 | Thermoelement |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4254679A JPH06101627A (en) | 1992-09-24 | 1992-09-24 | Thermoelement |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06101627A true JPH06101627A (en) | 1994-04-12 |
Family
ID=17268361
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4254679A Pending JPH06101627A (en) | 1992-09-24 | 1992-09-24 | Thermoelement |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06101627A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001173836A (en) * | 1999-11-16 | 2001-06-29 | Behr Thermot Tronik Gmbh & Co | Actuator |
CN110686115A (en) * | 2018-07-05 | 2020-01-14 | 三花亚威科电器设备(芜湖)有限公司 | Solenoid valve and method for operating a solenoid valve |
CN120516051A (en) * | 2025-07-24 | 2025-08-22 | 常州鼎森传动科技有限公司 | Milling cutter assembly of embedded micro-channel internal cooling structure |
-
1992
- 1992-09-24 JP JP4254679A patent/JPH06101627A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001173836A (en) * | 1999-11-16 | 2001-06-29 | Behr Thermot Tronik Gmbh & Co | Actuator |
CN110686115A (en) * | 2018-07-05 | 2020-01-14 | 三花亚威科电器设备(芜湖)有限公司 | Solenoid valve and method for operating a solenoid valve |
CN110686115B (en) * | 2018-07-05 | 2023-10-17 | 三花亚威科电器设备(芜湖)有限公司 | Solenoid valve and method for operating solenoid valve |
CN120516051A (en) * | 2025-07-24 | 2025-08-22 | 常州鼎森传动科技有限公司 | Milling cutter assembly of embedded micro-channel internal cooling structure |
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