JPS62296780A - 電気信号−機械量変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細説明 〔産業上の利用分野〕 本発明はアクチュエータとして利用されきわめて応答性
のよい電気信号−機械量変換装置に関するものである。

（従来の技術） 従来各種礪械装置のアクチュエータとしてバイメタルを
使用するものがある。このバイメタルは例えばルームエ
アコンの冷風の吹出し口にあるルーバの方向を調節した
り、あるいは自動車のキャブレター（気化器）の燃料と
空気の混合比を温度に応じて自動的に調節する場合等に
用いられる。

第４図はこのようなバイメタルを用いたアクチュエータ
の構成を示ずものである。バイメタル１は熱膨張係数の
異なる２枚の金属板３，５が接合されてなる。バイメタ
ル１の一端はヒータ７を介して電ｉｔ！９に接続される
。バイメタル１の他端には電気接点１１が設けられる。

バイメタル１が変形を起していない状態では電気接点１
１は電気接点１３に接続されこの電気接点１３はスイッ
チ１５を介して電源９に接続される。

スイッチ１５を閉じるとヒータ７が発熱しバイメタル１
がこの熱によって図中点線で示すように変形する。バイ
メタル１が変形すると電気接点１１と電気接点１３が離
れるのでヒータ７には電力が供給されなくなり光熱が止
まる。光熱が止まるとバイメタル１は自然冷１０されて
徐々に実線で示す位置に戻る。バイメタル１がもとの状
態に戻ると電気接点１１と電気接点１３が接触しヒータ
７が加熱され以上の動作を繰り返すことになる。

そしてこのバイメタル１をアクチュエータとして各種機
械装置に応用することにより温度変化に応じた自動調節
門構を構築することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながらこのようなバイメタルを用いた自動調節は
構では冷却を自然放冷に頼っているので応答性が悪いと
いう問題点がある。このため送風ｎ等で冷加することも
考えられるがシステムが＃１雑になりコストアップにつ
ながる。又バイメタルの代りに形状記憶合金を用いるこ
とも考えられるがアクチュエータの変形を連続的に制御
できないという問題点がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものでその目
的とするところは簡単でかつきわめて応答性のよい電気
信号−機械間変換装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段］ 前記目的を達成するために本発明は少くとも２枚の金属
薄板と、該金属板の間に挟持された複数のペルチェ素子
とを具備することを特徴とする。

（作用） ペルチェ素子は加える電流の向きを換えることにより吸
熱及び発熱を行い、この吸熱及び発熱作用は電流の印加
に対して極めて迅速に行われる。

このペルチェ素子を少なくとも２板の金属板と組合せ、
ペルチェ素子によって発熱及び吸熱を行わしめることに
よって該金属板に所定の変形を行わしめることができる
。

〔実施例〕

以下図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明の１実施例に係わる電気信号−機械間変
換装置１７の構成を示すもので熱膨張係数の異なる２枚
の金属板１９．２１の間にペルチェ素子２３が接合され
る。又さらに金属板１９．２１の反対面には夫々ペルチ
ェ素子２５゜２７を介して基板２９．３１が設けられる
。ペルチェ素子２３．２５．２７には図示しない電源が
接続されている。ペルチェ素子２３．２５．２７は一般
にテルル化ビスマス、セレン等の化合物半導体からなり
Ｐ型半導体とＮ型半導体の接合部に順方向電流を流すと
発熱し逆方向電流を流づ゛と吸熱する素子である。基板
２９．３１は可撓性に富む部材からなりこの電気信号−
ｎ械吊変換装置１７を保護するものである。

次に本実施例の動作について説明する。ペルチェ素子２
３．２５には金属板１９に接合されている側に発熱が起
こるように通電を行い又ペルチェ素子２３．２７には金
属板２１に接合されている側に吸熱が起こるように通電
を行うと金属板１９は膨張し金属薄板２１は収縮するの
で装置１７は全体として上に凸となるように変形する。

ペルチェ素子２３．２５．２７に加える電流の向きを逆
にすると金属板１９が収縮し金属板２１が膨張するので
装置１７は全体として下に凸となるように変形する。

このように本実施例ではペルチェ素子２３゜２５．２７
に加える電流の向きを調節することにより装置１７に所
定の変形を起こすことが可能になる。又ペルチェ素子は
電流を加えられると発熱又は吸熱が非常に速やかに行わ
れるのでこの装置１７をアクチュエータとして利用づ゛
ると応答性がきわめて良好となる。

尚本実施例ではペルチェ素子を３層構造としたがペルチ
ェ素子２３を省略し金ｔｉｌｌ板１９と金属薄板２１と
を直接はりあわせてもよい。更に金属薄板２１．２３は
異なる熱膨張係数を有するものではなく同種類の金属を
用いてもよい。

第２図はこのバイメタルをルームエアコンのルーバの方
向切換え装置に利用したものである。ルーバ３３はルー
ムエアコンの送風口に設けられている。前述した電気信
号−機械間変換装置１７からなるアクチュエータ３５の
一端は固定され他端はヒンジ３７を介してレバ３９に接
合され、このレバ３９の他端がルーバ３３に接合される
。アクチュエータ３５はスイッチ４１．４３を介して電
源回路４５に接続されている。

スイッチ４１．４３が図中実線で示す位置にあるときに
はアクチュエータ３５は実線で示すような変形をしてい
る。スイッチ４１．４３を図中点線で示すような位置に
するとアクチュエータ３５に加わる電流の方向が逆にな
りアクチュエータ３５は図中点線で示すように変形する
のでレバ３９によってルーバ３３の向きが点線で示すよ
うな状態になる。

このようにスイッチ４１．４３を操作することにより簡
単にかつ速やかにルーバの向きを変えることができる。

第３図は自動車のキャブレタの作動弁にこの電気信号−
懇械量変換装置等からなるアクチュエータを利用したも
のである。装置１７からなるアクチュエータ４７には電
源４９．制御］装置５１．温度センサ５３．気圧センサ
５５が接続される。このアクチュエータ４７の一端は固
定されており他端には作動弁５７が接合されている。こ
の作動弁５７はキャブレタの空気量を調整するものであ
る。

又同図において符号５９はガソリンを示し符号６１はア
クセルにＭｖＪしたスロットバルブを示す。

制御装置５１は温度センサ５３および気圧センサ５５か
ら送られてくる情報を基にして作動弁５７の開度を調整
する。すなわち制御装置５１は前述した情報を基にして
電源４９からアクチュエータ４７に加わる電流の向きを
調整することによリアクチュエータ４７を図中点線Ａ、
Ｂで示すような状態に変形させることによって作動弁５
７の開度調整を行う。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように本発明によれば簡単でかつき
わめて応答性のよい電気信弓−機械示変換装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例に係る電気信号−別械伍変換
装置の断面図、第２図はこの装置を利用したルームエア
コンのルーバの方向切換え装置の概略構成図、第３図は
この装置を利用したキャブレタの作動弁の自ｖＪ調節ｎ
桶を示す概略構成図、第４図はバイメタルをアクチュエ
ータとして利用した従来の＾横を示す原理図である。 １７・・・電気信号−は械伍変換装置、１９．２１・・
・金属薄板、２３，２５．２７・・・ペルチェ素子第１
図 第２図　　′ 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも２枚の金属板と、該金属板の間に挟持された
   複数のペルチェ素子とを具備することを特徴とする電気
   信号−機械量変換装置。