JP2004301144A

JP2004301144A - Fluid valve

Info

Publication number: JP2004301144A
Application number: JP2003091338A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Hamada; 伸一浜田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2004-10-28

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fluid valve having excellent sealing property using a shape memory alloy. <P>SOLUTION: This fluid valve 100 is provided with a casing 1 having a fluid passage provided with a flow-in port 11 and a discharge port 12 inside it, a valve element 3 connected with a shape memory alloy spring 2 held in the casing 1, and a valve element guide part 5 having an inner face receiving an outer face of the valve element 3. A hole 7 being unsymmetrical with respect to an axis of the valve element guide part 5 is provided on its inner face, and the valve element guide part 5 is fastened in the casing 1 to communicate the flow-in port 11 with the discharge port 12 through the hole 7. The shape memory alloy spring 2 is set in such a way that the hole 7 is opened when fluid temperature is above a transformation point and the valve element 3 is not adjacent to the hole 7 of the valve element guide part 5 and the valve element 3 is adjacent to the hole 7 of the valve element guide part 5 to close the hole 7 when fluid temperature is less than the transformation point and the valve element 3 is abutted on the hole 7 by fluid pressure. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、形状記憶合金を用いて流体の流量を制御する流体バルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、形状記憶合金を用いて流体の流量を制御する流体バルブとしては、ピストン形の弁体の内部に形状記憶合金ばねを配置する構成である、ピストン弁のタイプがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６０−１７５８９０号公報
【０００４】
このタイプの流体バルブでは、配管の径が大きくなるに従って弁体及び形状記憶合金ばねの寸法が大きくしなければならず、形状記憶合金ばねの原料であるチタンなどの貴金属の必要量が増大し、製造コストが大幅に増大するという問題があった。
【０００５】
この問題を解決するために、弁体とケーシングの間に弁体ガイド部を設け、弁体とケーシングの間に流路空間を形成すると共に弁体の全周を流路ゲートとするタイプが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
【特許文献２】
特開昭５８−１２１３７８号公報
【０００７】
しかしながら、この流体バルブのタイプでは、弁体ガイド部との隙間をシールするために、弁体の摺動面にＯリングを配置しているが、このＯリングが弁体ガイド部と摺動する抵抗が大きいので、形状記憶合金ばねに要求される力が大きくなり、形状記憶合金の大型化を招き、やはり製造コストが大幅に増大してしまう。
【０００８】
そのため、この流体バルブのタイプでは、Ｏリングを弁体の摺動部の端部に配置する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００９】
【特許文献３】
特開２００１−９９３４８号公報
【００１０】
この方法では、弁体に対向して当接している形状記憶合金ばねとバイアスばねの押圧力を均衡させるように設定するのが難しい上、製造時の誤差や経時劣化で形状記憶合金ばねの押圧力が弱いとＯリングが弁体の摺動面に食い込んで弁体がロックしてしまい、また、逆にバイアスばねの押圧力が弱いとＯリングが所定位置に当接せずシール不良となる。
【００１１】
また、Ｏリングを採用しない方法としては、弁体と弁体ガイド部の隙間を極微小に維持してこの隙間からの流体の洩れ量を低減する方法が提案されているが、この方法を実現するためには、弁体及び弁体ガイド部の寸法精度を高くしなければならず、やはり製造コストが増大してしまう。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記問題点に鑑み、本発明の目的は、シール性が良好な流体バルブを提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る流体バルブによれば、流入口及び吐出口を備えた流体通路を内部において有するケーシングと、ケーシングの内面に一端が保持された形状記憶合金ばねの他端と接続された弁体と、弁体の外面を受容する内面を持つ中空部を有する弁体ガイド部とを備え、弁体ガイド部の内面には、その中心軸線に関して非対称である穴が設けられており、流入口と弁体ガイド部の中空部が連通し、かつ中空部と吐出口が穴を介して連通するように、弁体ガイド部がケーシング内に留められており、形状記憶合金ばねに接触する流体の温度がばねの変態点以上又は変態点未満の一方の場合に弁体が弁体ガイド部の穴に隣接しない位置に位置し、かつばねに接触する流体の温度が変態点以上又は変態点未満の他方の場合に弁体が弁体ガイド部の穴に隣接する位置に位置するように形状記憶合金ばねが設定されている。これにより、流体温度が形状記憶合金ばねの変態点以上又は未満の時、弁体が弁体ガイド部の穴に隣接しないで弁体は穴を開放して開弁し、又は、弁体が弁体の穴に隣接し、弁体は流入口側から流入する流体の圧力により弁体ガイド部に押圧されて穴を閉塞して閉弁するので、良好にシールすることができる。また、流体の圧力で弁体を弁体ガイド部の穴を閉塞することができ、弁体と弁体ガイド部の間の距離をシールのために特別に小さくする必要がないので、製造コストを低減すると共に、弁体と弁体ガイド部の間に異物を噛み込む可能性を低減することができる。また、形状記憶合金ばねに必要とされる長さは、弁体ガイド部内の穴の開放／閉塞の切り替えに必要とされる弁体の移動量に対応するので、流体通路の大きさに関係なく、形状記憶合金ばねを小さくてコストを低減することができる。
【００１４】
請求項２に係る流体バルブによれば、弁体ガイド部に設けられた穴は、弁体ガイド部の長手方向における寸法が弁体ガイド部の周方向における寸法よりも小さい長穴状である。このように、弁体ガイド部の長手方向における穴の寸法を小さいので、弁体の必要移動量を一層短くし、形状記憶合金ばねに必要とされる長さをさらに短くし、コストを低減することができる。
【００１５】
請求項３に係る流体バルブによれば、弁体ガイド部の穴に面しない周方向の領域における弁体の外径は、弁体ガイド部の内径よりも小さくなっている。これにより、弁体と弁体ガイド部の接触面積をさらに小さくすることにより、弁体の弁体ガイド部に対する摺動抵抗を小さくすることができ、必要な力を低減し、形状記憶合金ばねを小さくしてコストを低減することができる。
【００１６】
請求項４に係る流体バルブによれば、弁体ガイド部には、又は弁体ガイド部とケーシングの間には、中空部と吐出口を連通する微小穴が設けられている。これにより、流体バルブを用いるシステムがシステム上、流体の微小な洩れを許容する場合、流入口と吐出口を連通する微小穴を設けることにより、閉弁時においても微小穴を通した流体の吐出口への流れを形成することにより、形状記憶合金ばねに接触する流体を滞留させずに流すので、流体バルブと連通した流体回路中の流体温度とほぼ同じ温度の流体を形状記憶合金ばねに接触させることができ、弁の応答性を向上させることができる。
【００１７】
請求項５に係る流体バルブによれば、微小穴は、弁体の外面を受容する内面に設けられている。このように、弁体ガイド部の弁体を受容する内面に微小穴を設けることにより、弁体と弁体ガイド部の間に異物が侵入した場合にも、弁体と弁体ガイド部の間で異物を噛み込むことなく異物を微小穴から排出させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について添付図面を参照して詳細に説明する。最初に本発明の第一実施例の流体バルブを図１を参照して説明する。本実施例では、流体の流れを制御する流体バルブを車両のエンジンに対する水冷方式の冷却システムに配備された流体バルブに適用する。図１（Ａ）は本発明の第一実施例の流体バルブの縦断面図であり、図１（Ｂ）は本発明の第一実施例の流体バルブの線Ａ−Ａに沿った断面図である。本発明の流体バルブ１００は、流入口１１及び吐出口１２を備えた流体通路を内部において有するケーシング１と、ケーシング１の内面に一端が保持された形状記憶合金ばね２の他端と接続された弁体３と、弁体３の外面を受容する内面を持つ中空部、及び流入口１１側と吐出口１２側とを連通する穴７を備えた弁体ガイド部５とで概ね構成されている。
【００１９】
ケーシング１は、形状記憶合金ばね２、弁体３、バイアスばね４及び弁体ガイド部５をケーシング１の内部の所定位置に配置して固定するためのキャップ６をさらに備えている。本実施例では、弁体ガイド部５は、中空部５３を有する筒状部５１と、筒状部５１と偏倚した円盤部５２とで構成されており、一方、ケーシング１は、弁体ガイド部５の筒状部５１及び円盤部５２を受容する内面が設けられているので、ケーシング１内で弁体ガイド部５を回転方向に固定でき、さらにキャップ６により弁体ガイド部５を長手方向に固定することができる。また、こうして固定された弁体ガイド部５の外面は、ケーシング１の内面と共に吐出口１２側の流路空間部９を形成している。
【００２０】
次に弁体３と弁体ガイド部５について説明する。図２（Ａ）は本発明の第一実施例の弁体３の正面図であり、図２（Ｂ）は本発明の第一実施例の弁体の側面図である。弁体３の２つの側面３１、３２には、それぞれ受容部３１、３２が設けられている。すなわち、弁体３の流入口１１側の受容部３１は、ケーシング１の内面に一端が受容された圧縮ばねである形状記憶合金ばね２の他端を受容し、キャップ６側の受容部３２は、キャップ６の内面に一端が受容された圧縮ばねであるバイアスばね４を受容する。弁体３は、形状記憶合金ばね２とバイアスばね４の両方から押されている。
【００２１】
図３（Ａ）は本発明の第一実施例の弁体ガイド部５の縦断面図であり、図３（Ｂ）は本発明の第一実施例の弁体ガイド部５の底面図である。弁体ガイド部５の中空部５３は、流入口側の広い内面５４と、弁体ガイド部５の半径方向に延びている環状部５６と、キャップ側の狭い内面５５とによって区画されている。弁体３は、中空部５３の内面５４上において、流入口１１側のケーシング１の内面と、弁体ガイド部５の環状部５６との間で移動することができる。
【００２２】
弁体ガイド部５の内面５４には、弁体ガイド部５の中心軸線に関して非対称である穴７が設けられている。また、弁体ガイド部５は、流入口１１と弁体ガイド部５の中空部５３が連通しかつ流入口１１と吐出口１２が穴７を介して連通するようにケーシング１内に留められている。それゆえ、弁体３が穴７に隣接する時、図１に示すように、弁体３は流入口１１側から流入する流体の圧力により弁体ガイド部５に押圧されて穴を閉塞して閉弁し、一方、弁体３が穴７に隣接しない時、図４に示すように、開弁する。このように、閉弁時には、流体圧力を利用することにより良好にシールすることができ、かつ弁体３と弁体ガイド部５の間の距離をシールのために特別に小さくする必要がないので、製造コストを低減すると共に、弁体３と弁体ガイド部５の間で異物を噛み込む可能性を低減することができる。また、形状記憶合金ばね２に必要とされる長さは、弁体ガイド部５の穴７の開放又は閉塞の切り替えに必要とされる弁体３の移動量、すなわち、弁体ガイド５の長手方向における穴７の寸法に対応するので、流体通路の大きさに関係なく形状記憶合金ばね２を小さくしてコストを低減することができる。
【００２３】
好ましくは、穴７は、弁体ガイド部５の長手方向における寸法が弁体ガイド部５の周方向における寸法よりも小さい長穴形状である。このように、弁体ガイド部５の長手方向における穴寸法に対応する弁体３の必要移動量を一層短くし、形状記憶合金ばね２に必要とされる長さをさらに短くし、コストを低減することができる。
【００２４】
弁体３を押圧するばね２、４に必要とされる押圧力を低減してコストを低減するために、弁体３と弁体ガイド部５の摺動抵抗を小さくすることが好ましい。本実施例では、そのため、弁体３と弁体ガイド部５が接触する領域を弁体３が穴７を閉塞する、すなわち、穴７に面する領域のみに限定する。図２（Ｂ）に示すように、穴７に面する領域においては、弁体３が穴７を閉塞するように、弁体３の外面３４の外径が弁体ガイド部５の内径とほぼ同じである。一方、穴７に面しない領域においては、弁体３が弁体ガイド部５内で相対的に移動しないように弁体ガイド部５の内径とほぼ同じ外径である突部３３以外では、弁体３の外面３５の外径が弁体ガイド部５の内径より小さい。
【００２５】
また、弁体３がその軸線回りで弁体ガイド部５内で回転するのを防止するために、弁体３と弁体ガイド部５は互いに係合する形状をそれぞれ有している。弁体３は、外面３４と外面３５の間に延びている二つの係合部３６を有する。一方、弁体ガイド部５の内面には、弁体３の二つの係合部３６と係合する二つのガイド部５７が設けられている。
【００２６】
形状記憶合金ばね２及びバイアスばね４の押圧力は、形状記憶合金ばね２の接触する温度が変態点未満の場合に、バイアスばね４の押圧力が形状記憶合金ばね２の押圧力よりも大きく、弁体３は、形状記憶合金ばね２側、すなわち、穴７に隣接し、一方、形状記憶合金ばね２の接触する温度が変態点以上の場合に、形状記憶合金ばね２の押圧力がバイアスばね４の押圧力よりも大きく、図４に示すように、弁体３は、バイアスばね４側、すなわち、穴７に隣接しないように選択される。
【００２７】
次に本発明の流体バルブの作用について説明する。まず、流入口１１から流入して形状記憶合金ばね２に接触する流体の温度が変態点未満である時には、バイアスばね４の押圧力が形状記憶合金ばね２の押圧力よりも大きいので、図１（Ａ）に示すように、弁体３が、形状記憶合金ばね２側に位置する、すなわち、弁体ガイド部５の穴７に隣接する。それにより、流入口１１側から流入する流体の圧力が生じるので弁体ガイド部５に押圧されて弁体３が穴７を閉塞して閉弁状態となるので、良好にシールすることができる。
【００２８】
一方、形状記憶合金ばね２の接触する温度が変態点以上である時には、形状記憶合金ばね２の押圧力がバイアスばね４の押圧力よりも大きいので、図４に示すように、弁体３は、バイアスばね４側に位置する、すなわち、弁体ガイド部５の穴７に隣接しない。それゆえ、穴７が開放されて開弁状態となる。
【００２９】
次に本発明の第二実施例の流体バルブについて説明する。図５は本発明の第二実施例の閉弁時の流体バルブの縦断面図である。第二実施例は、弁体ガイド部５に微小穴８が設けられている点のみが第一実施例と異なっている。この微小穴８は本バルブを用いるシステムがシステム上、流体の微小な洩れを許容する場合に、弁の応答性を向上するため、または異物による噛み込みの可能性を低減することを目的に設定するもので、図５に示すように、弁体ガイド部５に選択的に設けられる。例えば、流体バルブ１００がエンジンなどの熱源から遠くに配置されている場合などにおいてこの微小穴８を設けることが好ましい。閉弁時において微小穴８が弁体３に対して流入口１１と反対側である場合には、弁体３の形状は例えば筒状とすることにより、流体が流入口１１から弁体３を通って微小穴８に到達しうる。この微小穴８により閉弁時においても流体が吐出口１２側へ流れるので、形状記憶合金ばね２に接触する流体は、滞留したものでなく流体回路中を流れている流体であるので、形状記憶合金ばね２の応答性、すなわち、弁の応答性が向上する。なお、微小穴８の位置が弁体ガイド部５の内面５４上であると、弁体と弁体ガイド部の間に異物が侵入した場合にも、弁体３と弁体ガイド部５の間で異物を噛み込むことなく異物を微小穴８から排出させることができるので好ましい。このように微小穴８を設けることにより、従来において同様な効果を得るために弁体ガイド部５とケーシング１の間に隙間を形成する方法に比べると、本発明では一箇所に設けた穴の形態であるので、同一面積を実現する場合において、微小穴８の縦と横の寸法を共に大きくとることができ、より大きな異物を排出させることができるという利点がある。また、従来の隙間に対して、本発明の穴形状はその大きさを製造上比較的管理することが容易なので、流体の微小な洩れ量を管理し易く比較的低コストでシステムの信頼性を確保できる。
【００３０】
本発明の流体バルブの作用時には、本バルブを用いるシステムがシステム上流体の微小な洩れを許容する場合においては、弁体ガイド部５の微小穴８により、閉弁時においても流体が吐出口１２へ流れ、形状記憶合金ばね２に接触する流体が滞留せず、流体回路中を流れている流体であるので、形状記憶合金ばね２の応答性、すなわち、弁の応答性が向上する。
【００３１】
次に第三実施例について説明する。図６は本発明の第三実施例の流体バルブの断面図である。第一及び第二実施例の穴７は弁体ガイド部５に包囲された形態であるが、本実施例の穴７は、弁体ガイド部５の先端面において開放した切欠き形状部分と、ケーシング１側の内面とによって形成されている。（図６では便宜上形状記憶合金ばね２は省略してある。）このような構成により、弁体ガイド部５の製造がより容易になる。
【００３２】
次に第四実施例について説明する。図７は本発明の第四実施例の流体バルブの断面図である。第二実施例の微小穴８は弁体ガイド部５に包囲された形態であるが、本実施例の微小穴８は、図７に示すように、弁体ガイド部５の先端部に設けた溝と、ケーシング１又はキャップ６の内面とで形成されている。また、本実施例の微小穴８の変形例として、図８に示すように、穴７から弁体ガイド部５の長手方向に延伸した溝の形態や、図９に示すように、弁体ガイド部５の内面において穴７から弁体ガイド部５の長手方向に延伸した溝の形態が挙げられる。このように、微小穴７を溝状とすることにより、弁体ガイド部５の製造がより容易になる。
【００３３】
次に第五実施例について説明する。第一から第四実施例では、弁体３の流入口１１側に形状記憶合金ばね２を接続し、弁体３のキャップ６側にバイアスばね４を配置した構成であるが、バイアスばね４と形状記憶合金ばね２の配置を逆にした構成でもよい。当然、この場合でも、弁体ガイド部５に設ける穴７の位置は、変態点以上で弁体３が穴７と隣接しかつ変態点未満で弁体３が穴７と隣接するように、弁体ガイド部５の穴７、形状記憶合金ばね２及びバイアスばね４を定める必要がある。また、形状記憶合金ばね２として２方向性のタイプを採用してこのばね２を弁体３とケーシング１に固定することにより、バイアスばね４を用いない構成とすることもできる。
【００３４】
次に第六実施例について説明する。第一から第五の実施例では、弁体ガイド部５とケーシング１が別体であるが、弁体ガイド部５はケーシング１と一体でもよいし、キャップ６と一体でもよい。この場合、製造時において流体バルブ１００の構成要素を組み付けるのが容易になる。
【００３５】
次に第七実施例について説明する。図１０は本発明の第七実施例の流体バルブの断面図である。第一から第六の実施例では、流体通路の流入口１１と吐出口１２が直交した流体バルブ１００の例を説明したが、本実施例では、流体通路の流入口１１と吐出口１２が整列された流体バルブ１００の例を示している。この場合、図９に示すように、流入口１１と吐出口１２が弁体ガイド部５の側面を包囲するように対向して配置されており、かつ開弁時及び閉弁時の両方において開放している穴５８が弁体ガイド部５の流入口１１側の側面において設けられているという点のみが異なっており、他の点については上記実施例と構成、作用及び効果は同じである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）は本発明の第一実施例の閉弁時の流体バルブの縦断面図であり、図１（Ｂ）は本発明の第一実施例の流体バルブの線Ａ−Ａに沿った断面図である。
【図２】図２（Ａ）は本発明の第一実施例の弁体の正面図であり、図２（Ｂ）は本発明の第一実施例の弁体の側面図である。
【図３】図３（Ａ）は本発明の第一実施例の弁体ガイド部の縦断面図であり、図３（Ｂ）は本発明の第一実施例の弁体ガイド部の底面図である。
【図４】本発明の第一実施例の開弁時の流体バルブの縦断面図である。
【図５】本発明の第二実施例の閉弁時の流体バルブの縦断面図である。
【図６】本発明の第三実施例の流体バルブの縦断面図である。
【図７】本発明の第四実施例の弁体ガイド部の縦断面図である。
【図８】本発明の第四実施例の変形例の弁体ガイド部の断面図である。
【図９】本発明の第四実施例の変形例の弁体ガイド部の断面図である。
【図１０】本発明の第七実施例の流体バルブの縦断面図である。
【符号の説明】
１…ケーシング
２…形状記憶合金ばね
３…弁体
５…弁体ガイド部
７…穴
１１…流入口
１２…吐出口
５３…中空部
１００…流体バルブ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fluid valve that controls a flow rate of a fluid using a shape memory alloy.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a fluid valve that controls the flow rate of a fluid using a shape memory alloy, there is a piston valve type in which a shape memory alloy spring is disposed inside a piston type valve body (for example, Patent Document 1). reference.).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-60-175890
In this type of fluid valve, the dimensions of the valve element and the shape memory alloy spring must be increased as the diameter of the pipe increases, and the required amount of a precious metal such as titanium, which is a raw material of the shape memory alloy spring, increases. There is a problem that the manufacturing cost is greatly increased.
[0005]
In order to solve this problem, a type in which a valve body guide portion is provided between the valve body and the casing, a flow path space is formed between the valve body and the casing, and the entire circumference of the valve body is used as a flow path gate is proposed. (See, for example, Patent Document 2).
[0006]
[Patent Document 2]
JP-A-58-121378
However, in this type of fluid valve, an O-ring is arranged on the sliding surface of the valve body in order to seal a gap between the valve body guide and the O-ring slides on the valve body guide. Since the resistance is large, the force required for the shape memory alloy spring is increased, and the size memory alloy is increased in size, and the manufacturing cost is also greatly increased.
[0008]
Therefore, in this type of fluid valve, a method of arranging an O-ring at an end of a sliding portion of a valve body has been proposed (for example, see Patent Document 3).
[0009]
[Patent Document 3]
JP 2001-99348 A
According to this method, it is difficult to set the pressing force of the shape memory alloy spring and the bias spring that are in contact with the valve body so as to be balanced. If the pressure is weak, the O-ring cuts into the sliding surface of the valve body and locks the valve body. Conversely, if the biasing force of the bias spring is weak, the O-ring does not contact the predetermined position, resulting in poor sealing. .
[0011]
As a method that does not employ an O-ring, a method has been proposed in which the gap between the valve body and the valve body guide portion is kept extremely small to reduce the amount of fluid leakage from this gap. In order to achieve this, the dimensional accuracy of the valve element and the valve element guide portion must be increased, which also increases the manufacturing cost.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a fluid valve having good sealing properties.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
According to the fluid valve according to the first aspect of the present invention, the casing is internally connected to the fluid passage having the inlet and the outlet, and is connected to the other end of the shape memory alloy spring having one end held on the inner surface of the casing. A valve body, and a valve body guide portion having a hollow portion having an inner surface for receiving the outer surface of the valve body, wherein the inner surface of the valve body guide portion is provided with a hole that is asymmetric with respect to the center axis thereof, The valve body guide portion is fixed in the casing so that the inflow port communicates with the hollow portion of the valve body guide portion, and the hollow portion and the discharge port communicate with each other through the hole, and contacts the shape memory alloy spring. In the case where the temperature of the fluid is at or above the transformation point of the spring or below the transformation point, the valve body is located at a position not adjacent to the hole of the valve body guide portion, and the temperature of the fluid in contact with the spring is at or above the transformation point or at the transformation point. If the other is less than The shape memory alloy spring so as to be located in a position adjacent to the part bore of is set. Accordingly, when the fluid temperature is equal to or higher than or lower than the transformation point of the shape memory alloy spring, the valve body opens and opens the hole without the valve body being adjacent to the hole of the valve body guide portion, or the valve body opens the valve. Adjacent to the hole of the body, the valve body is pressed by the valve body guide portion by the pressure of the fluid flowing from the inflow side to close the hole and close the valve, so that the valve can be sealed well. Further, the valve element can be closed in the hole of the valve element guide section by the pressure of the fluid, and the distance between the valve element and the valve element guide section does not need to be particularly small for sealing, so that the manufacturing cost is reduced. In addition to the reduction, it is possible to reduce the possibility of foreign matter being caught between the valve body and the valve body guide portion. Further, the length required for the shape memory alloy spring corresponds to the amount of movement of the valve element required for switching between opening and closing of the hole in the valve element guide portion, so that it is independent of the size of the fluid passage. In addition, the size memory alloy spring can be made smaller and the cost can be reduced.
[0014]
According to the fluid valve according to the second aspect, the hole provided in the valve body guide is a long hole whose dimension in the longitudinal direction of the valve body guide is smaller than the dimension in the circumferential direction of the valve body guide. As described above, since the size of the hole in the longitudinal direction of the valve body guide portion is small, the required movement amount of the valve body is further shortened, the length required for the shape memory alloy spring is further shortened, and the cost is reduced. be able to.
[0015]
According to the fluid valve according to the third aspect, the outer diameter of the valve body in the circumferential region not facing the hole of the valve body guide is smaller than the inner diameter of the valve body guide. Thus, by further reducing the contact area between the valve element and the valve element guide section, the sliding resistance of the valve element with respect to the valve element guide section can be reduced, the required force is reduced, and the shape memory alloy spring is used. The size can be reduced to reduce the cost.
[0016]
According to the fluid valve of the fourth aspect, the valve body guide portion or the space between the valve body guide portion and the casing is provided with a minute hole communicating the hollow portion and the discharge port. Thus, when a system using a fluid valve allows minute leakage of fluid in the system, a minute hole communicating with the inflow port and the discharge port is provided so that even when the valve is closed, the fluid is discharged through the minute hole. By forming the flow to the outlet, the fluid in contact with the shape memory alloy spring flows without stagnation, so that the fluid at the same temperature as the fluid temperature in the fluid circuit connected to the fluid valve contacts the shape memory alloy spring. Responsiveness of the valve can be improved.
[0017]
According to the fluid valve of the fifth aspect, the minute hole is provided on the inner surface that receives the outer surface of the valve body. In this way, by providing the minute hole on the inner surface of the valve body guide portion that receives the valve body, even when foreign matter enters between the valve body and the valve body guide portion, the gap between the valve body and the valve body guide portion can be improved. Thus, the foreign matter can be discharged from the minute hole without biting the foreign matter.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, a fluid valve according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, a fluid valve for controlling the flow of fluid is applied to a fluid valve provided in a water-cooled cooling system for a vehicle engine. FIG. 1A is a longitudinal sectional view of the fluid valve of the first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a sectional view of the fluid valve of the first embodiment of the present invention along line AA. is there. The fluid valve 100 of the present invention is connected to a casing 1 having a fluid passage having an inflow port 11 and a discharge port 12 therein, and the other end of a shape memory alloy spring 2 having one end held on the inner surface of the casing 1. It is generally constituted by a valve body 3, a hollow portion having an inner surface for receiving the outer surface of the valve body 3, and a valve body guide portion 5 having a hole 7 communicating the inlet 11 side and the discharge port 12 side. .
[0019]
The casing 1 further includes a cap 6 for arranging and fixing the shape memory alloy spring 2, the valve element 3, the bias spring 4, and the valve element guide 5 at predetermined positions inside the casing 1. In the present embodiment, the valve body guide portion 5 is composed of a cylindrical portion 51 having a hollow portion 53 and a disk portion 52 deviated from the cylindrical portion 51, while the casing 1 is provided with a valve body guide portion. 5 is provided with an inner surface for receiving the cylindrical portion 51 and the disk portion 52, so that the valve element guide portion 5 can be fixed in the rotating direction within the casing 1, and the valve element guide portion 5 can be fixed in the longitudinal direction by the cap 6. Can be fixed. Further, the outer surface of the valve body guide portion 5 fixed in this way forms a flow passage space 9 on the discharge port 12 side together with the inner surface of the casing 1.
[0020]
Next, the valve element 3 and the valve element guide section 5 will be described. FIG. 2A is a front view of the valve body 3 of the first embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a side view of the valve body of the first embodiment of the present invention. The receiving portions 31 and 32 are provided on the two side surfaces 31 and 32 of the valve body 3, respectively. That is, the receiving portion 31 on the inflow port 11 side of the valve element 3 receives the other end of the shape memory alloy spring 2 which is a compression spring whose one end is received on the inner surface of the casing 1, and the receiving portion 32 on the cap 6 side is The bias spring 4 is a compression spring whose one end is received on the inner surface of the cap 6. The valve element 3 is pressed by both the shape memory alloy spring 2 and the bias spring 4.
[0021]
FIG. 3A is a longitudinal sectional view of the valve body guide part 5 of the first embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a bottom view of the valve body guide part 5 of the first embodiment of the present invention. . The hollow portion 53 of the valve body guide portion 5 is defined by a wide inner surface 54 on the inlet side, an annular portion 56 extending in the radial direction of the valve body guide portion 5, and a narrow inner surface 55 on the cap side. The valve element 3 can move on the inner surface 54 of the hollow portion 53 between the inner surface of the casing 1 on the inlet 11 side and the annular portion 56 of the valve element guide portion 5.
[0022]
The inner surface 54 of the valve body guide 5 is provided with a hole 7 that is asymmetric with respect to the center axis of the valve body guide 5. Further, the valve body guide portion 5 is fastened in the casing 1 such that the inflow port 11 and the hollow portion 53 of the valve body guide portion 5 communicate with each other, and the inflow port 11 and the discharge port 12 communicate with each other through the hole 7. I have. Therefore, when the valve element 3 is adjacent to the hole 7, as shown in FIG. 1, the valve element 3 is pressed by the valve element guide portion 5 by the pressure of the fluid flowing from the inflow port 11 side to close the hole. When the valve is closed and the valve body 3 is not adjacent to the hole 7, the valve is opened as shown in FIG. As described above, when the valve is closed, it is possible to seal well by utilizing the fluid pressure, and it is not necessary to make the distance between the valve element 3 and the valve element guide portion 5 particularly small for sealing. In addition, the manufacturing cost can be reduced, and the possibility of foreign matter being caught between the valve body 3 and the valve body guide portion 5 can be reduced. The length required for the shape memory alloy spring 2 is determined by the amount of movement of the valve element 3 required for switching between opening and closing of the hole 7 of the valve element guide section 5, that is, the length of the valve element guide 5. Since the size corresponds to the size of the hole 7 in the direction, the size memory alloy spring 2 can be reduced in size and cost can be reduced regardless of the size of the fluid passage.
[0023]
Preferably, the hole 7 has a long hole shape in which the dimension in the longitudinal direction of the valve body guide 5 is smaller than the dimension in the circumferential direction of the valve body guide 5. As described above, the necessary movement amount of the valve body 3 corresponding to the hole size in the longitudinal direction of the valve body guide portion 5 is further reduced, the length required for the shape memory alloy spring 2 is further reduced, and the cost is reduced. can do.
[0024]
In order to reduce the pressing force required by the springs 2 and 4 for pressing the valve body 3 and reduce the cost, it is preferable to reduce the sliding resistance between the valve body 3 and the valve body guide portion 5. In this embodiment, therefore, the area where the valve element 3 and the valve element guide portion 5 come into contact is limited to only the area where the valve element 3 closes the hole 7, that is, the area facing the hole 7. As shown in FIG. 2B, in the region facing the hole 7, the outer diameter of the outer surface 34 of the valve 3 is substantially equal to the inner diameter of the valve guide 5 so that the valve 3 closes the hole 7. Is the same. On the other hand, in the region not facing the hole 7, except for the projection 33 having an outer diameter that is substantially the same as the inner diameter of the valve body guide 5, the valve 3 is prevented from moving relatively within the valve body guide 5. The outer diameter of the outer surface 35 of the body 3 is smaller than the inner diameter of the valve body guide portion 5.
[0025]
Further, in order to prevent the valve element 3 from rotating around the axis in the valve element guide section 5, the valve element 3 and the valve element guide section 5 have shapes that engage with each other. The valve body 3 has two engaging portions 36 extending between the outer surface 34 and the outer surface 35. On the other hand, on the inner surface of the valve body guide portion 5, two guide portions 57 that engage with the two engagement portions 36 of the valve body 3 are provided.
[0026]
The pressing force of the shape memory alloy spring 2 and the bias spring 4 is larger than the pressing force of the shape memory alloy spring 2 when the contact temperature of the shape memory alloy spring 2 is lower than the transformation point. The valve element 3 is adjacent to the shape memory alloy spring 2, that is, adjacent to the hole 7. On the other hand, when the contact temperature of the shape memory alloy spring 2 is equal to or higher than the transformation point, the pressing force of the shape memory alloy spring 2 is increased by the bias spring. 4, the valve body 3 is selected so as not to be adjacent to the bias spring 4 side, that is, the hole 7 as shown in FIG.
[0027]
Next, the operation of the fluid valve of the present invention will be described. First, when the temperature of the fluid flowing from the inflow port 11 and coming into contact with the shape memory alloy spring 2 is lower than the transformation point, the pressing force of the bias spring 4 is larger than the pressing force of the shape memory alloy spring 2. As shown in (A), the valve element 3 is located on the shape memory alloy spring 2 side, that is, adjacent to the hole 7 of the valve element guide portion 5. As a result, the pressure of the fluid flowing from the inflow port 11 side is generated, so that the valve body 3 is pressed by the valve body guide portion 5 so that the valve body 3 closes the hole 7 to be in a valve-closed state.
[0028]
On the other hand, when the contact temperature of the shape memory alloy spring 2 is equal to or higher than the transformation point, the pressing force of the shape memory alloy spring 2 is larger than the pressing force of the bias spring 4, and as shown in FIG. , Located on the bias spring 4 side, that is, not adjacent to the hole 7 of the valve body guide portion 5. Therefore, the hole 7 is opened and the valve is opened.
[0029]
Next, a fluid valve according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the fluid valve when the valve is closed according to the second embodiment of the present invention. The second embodiment is different from the first embodiment only in that a minute hole 8 is provided in the valve body guide portion 5. This micro hole 8 is set for the purpose of improving the responsiveness of the valve or reducing the possibility of foreign matter being caught when the system using this valve allows micro leakage of fluid in the system. As shown in FIG. 5, the valve body guide portion 5 is selectively provided. For example, when the fluid valve 100 is disposed far from a heat source such as an engine, it is preferable to provide the minute holes 8. When the minute hole 8 is on the opposite side to the inflow port 11 with respect to the valve element 3 when the valve is closed, the valve element 3 is formed into, for example, a cylindrical shape, so that the fluid allows the valve element 3 to pass through the inflow port 11. It can reach the micro-hole 8 through it. Since the fluid flows toward the discharge port 12 even when the valve is closed due to the minute holes 8, the fluid that comes into contact with the shape memory alloy spring 2 is not a stagnant fluid but a fluid flowing in a fluid circuit. The response of the alloy spring 2, that is, the response of the valve is improved. When the position of the minute hole 8 is on the inner surface 54 of the valve body guide portion 5, even if foreign matter enters between the valve body and the valve body guide portion, the gap between the valve body 3 and the valve body guide portion 5 can be increased. This is preferable because the foreign matter can be discharged from the minute hole 8 without biting the foreign matter. By providing the minute holes 8 in this manner, in the present invention, compared with the method of forming a gap between the valve body guide portion 5 and the casing 1 in order to obtain the same effect in the related art, the present invention In this case, when realizing the same area, both the vertical and horizontal dimensions of the minute hole 8 can be increased, and there is an advantage that a larger foreign substance can be discharged. In addition, since the size of the hole of the present invention can be relatively easily controlled in manufacturing compared to the conventional gap, it is easy to control the minute leakage amount of the fluid, and the reliability of the system can be reduced at a relatively low cost. Can be secured.
[0030]
At the time of operation of the fluid valve of the present invention, when the system using the valve permits minute leakage of fluid on the system, the fluid is discharged from the discharge port 12 even when the valve is closed by the minute hole 8 of the valve body guide portion 5. The fluid that flows to the shape memory alloy spring 2 does not stay and flows in the fluid circuit, and therefore the response of the shape memory alloy spring 2, that is, the response of the valve is improved.
[0031]
Next, a third embodiment will be described. FIG. 6 is a sectional view of a fluid valve according to a third embodiment of the present invention. The hole 7 of the first and second embodiments is a form surrounded by the valve body guide portion 5, but the hole 7 of the present embodiment has a notch-shaped portion opened at the distal end surface of the valve body guide portion 5, It is formed by the inner surface on the casing 1 side. (In FIG. 6, the shape memory alloy spring 2 is omitted for convenience.) With such a configuration, the manufacture of the valve body guide portion 5 becomes easier.
[0032]
Next, a fourth embodiment will be described. FIG. 7 is a sectional view of a fluid valve according to a fourth embodiment of the present invention. Although the minute hole 8 of the second embodiment is surrounded by the valve guide 5, the minute hole 8 of the present embodiment is provided at the distal end of the valve guide 5, as shown in FIG. It is formed by a groove and the inner surface of the casing 1 or the cap 6. Further, as a modified example of the minute hole 8 of the present embodiment, as shown in FIG. 8, a shape of a groove extending in the longitudinal direction of the valve body guide portion 5 from the hole 7, or as shown in FIG. On the inner surface of the portion 5, a groove extending from the hole 7 in the longitudinal direction of the valve body guide portion 5 may be used. As described above, by forming the micro holes 7 in a groove shape, the manufacture of the valve body guide portion 5 becomes easier.
[0033]
Next, a fifth embodiment will be described. In the first to fourth embodiments, the shape memory alloy spring 2 is connected to the inflow port 11 side of the valve body 3 and the bias spring 4 is arranged on the cap 6 side of the valve body 3. A configuration in which the arrangement of the shape memory alloy spring 2 is reversed may be adopted. Naturally, even in this case, the position of the hole 7 provided in the valve body guide portion 5 is set such that the valve body 3 is adjacent to the hole 7 above the transformation point and the valve body 3 is adjacent to the hole 7 below the transformation point. It is necessary to determine the hole 7 of the body guide part 5, the shape memory alloy spring 2 and the bias spring 4. Further, by adopting a two-way type shape memory alloy spring 2 and fixing the spring 2 to the valve body 3 and the casing 1, it is also possible to adopt a configuration in which the bias spring 4 is not used.
[0034]
Next, a sixth embodiment will be described. In the first to fifth embodiments, the valve body guide section 5 and the casing 1 are separate bodies, but the valve body guide section 5 may be integral with the casing 1 or may be integral with the cap 6. In this case, it is easy to assemble the components of the fluid valve 100 during manufacturing.
[0035]
Next, a seventh embodiment will be described. FIG. 10 is a sectional view of a fluid valve according to a seventh embodiment of the present invention. In the first to sixth embodiments, the example of the fluid valve 100 in which the inflow port 11 and the discharge port 12 of the fluid passage are orthogonal to each other has been described, but in the present embodiment, the inflow port 11 and the discharge port 12 of the fluid passage are aligned. 1 shows an example of a fluid valve 100 that has been used. In this case, as shown in FIG. 9, the inflow port 11 and the discharge port 12 are arranged to face each other so as to surround the side surface of the valve body guide portion 5, and are opened both when the valve is opened and when the valve is closed. The only difference is that the hole 58 provided is provided on the side surface of the valve element guide portion 5 on the side of the inflow port 11, and the other points are the same as those of the above embodiment in the configuration, operation and effect.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a longitudinal sectional view of a fluid valve when the valve is closed according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a line A of the fluid valve according to the first embodiment of the present invention; It is sectional drawing which followed -A.
FIG. 2 (A) is a front view of a valve body according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 (B) is a side view of the valve body according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3A is a longitudinal sectional view of a valve body guide according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a bottom view of the valve body guide of the first embodiment of the present invention. It is.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the fluid valve when the valve is opened according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a fluid valve when the valve is closed according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a fluid valve according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a valve body guide according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a sectional view of a valve body guide portion according to a modification of the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a sectional view of a valve body guide portion according to a modification of the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a longitudinal sectional view of a fluid valve according to a seventh embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Casing 2 ... Shape memory alloy spring 3 ... Valve element 5 ... Valve element guide part 7 ... Hole 11 ... Inflow port 12 ... Discharge port 53 ... Hollow part 100 ... Fluid valve

Claims

A casing having therein a fluid passage having an inflow port and a discharge port,
A valve body connected to the other end of the shape memory alloy spring one end of which is held on the inner surface of the casing,
A valve body guide having a hollow portion having an inner surface for receiving an outer surface of the valve body,
On the inner surface of the valve body guide portion, a hole that is asymmetric with respect to the center axis thereof is provided,
The valve body guide portion is fixed in the casing so that the inflow port and the hollow portion of the valve body guide portion communicate with each other, and the hollow portion and the discharge port communicate with each other through the hole.
The valve body is located at a position not adjacent to the hole of the valve body guide portion when the temperature of the fluid in contact with the shape memory alloy spring is at least one of the transformation point of the spring or less than the transformation point, and The shape memory alloy spring is set such that the valve body is located at a position adjacent to the hole of the valve body guide portion when the temperature of the fluid that contacts the spring is equal to or higher than the transformation point or lower than the transformation point. A fluid valve characterized by being made.

The hole provided in the valve body guide portion has a long hole shape in which a size in a longitudinal direction of the valve body guide portion is smaller than a size in a circumferential direction of the valve body guide portion. A fluid valve as described.

The fluid valve according to claim 1, wherein an outer diameter of the valve body in a circumferential region that does not face a hole of the valve body guide is smaller than an inner diameter of the valve body guide.

The valve body guide portion, or between the valve body guide portion and the casing, is provided with a minute hole communicating the hollow portion and the discharge port. The fluid valve according to claim 1.

The fluid valve according to claim 4, wherein the minute hole is provided on an inner surface that receives an outer surface of the valve body.