JP2872167B2 - 温度調整バルブ - Google Patents
温度調整バルブInfo
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- JP2872167B2 JP2872167B2 JP32092796A JP32092796A JP2872167B2 JP 2872167 B2 JP2872167 B2 JP 2872167B2 JP 32092796 A JP32092796 A JP 32092796A JP 32092796 A JP32092796 A JP 32092796A JP 2872167 B2 JP2872167 B2 JP 2872167B2
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- JP
- Japan
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- temperature
- piston
- fluid
- temperature control
- control valve
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- Multiple-Way Valves (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、流体機器において
作動流体をある特定温度に保つための温度調整バルブに
関する。
作動流体をある特定温度に保つための温度調整バルブに
関する。
【０００２】
【従来の技術】温度調整バルブは、油圧モータ等の流体
機器において、作動流体を一定温度に保つためのもの
で、温度センサやサーモスタット等の温度計測装置及び
特別な熱交換機を用いずに、簡単で小型な装置により流
体を一定温度に調整できるものである。
機器において、作動流体を一定温度に保つためのもの
で、温度センサやサーモスタット等の温度計測装置及び
特別な熱交換機を用いずに、簡単で小型な装置により流
体を一定温度に調整できるものである。
【０００３】従来の温度制御バルブとしては、例えば特
開昭５９−５０２８０号公報に記載されており、以下こ
の例について図３にて説明する。バルブによって保ちた
い温度をＡ℃とすると、バルブ上部１ａには、Ａ℃以上
の流体の流入路５ａ及びＡ℃以下の流体の流入路５ｂが
バルブ１を貫通している。また、バルブ下部１ｂには前
記流体をバルブ外に排出する流出路５ｃがバルブ１を貫
通している。ピストン２はバルブ１内を軸方向に摺動で
き、ピストン２の外周面にはバルブ１の流入路５ａ，５
ｂ間の間隔より狭い間隔を隔てて２本の環状溝６ａ，６
ｂが設けられている。スプリング３は、形状記憶材料製
であって、Ａ℃以上で伸張しＡ℃以下で収縮する。ま
た、スプリング４は、形状記憶材料製であって、Ａ℃以
上で収縮しＡ℃以下で伸張する。
開昭５９−５０２８０号公報に記載されており、以下こ
の例について図３にて説明する。バルブによって保ちた
い温度をＡ℃とすると、バルブ上部１ａには、Ａ℃以上
の流体の流入路５ａ及びＡ℃以下の流体の流入路５ｂが
バルブ１を貫通している。また、バルブ下部１ｂには前
記流体をバルブ外に排出する流出路５ｃがバルブ１を貫
通している。ピストン２はバルブ１内を軸方向に摺動で
き、ピストン２の外周面にはバルブ１の流入路５ａ，５
ｂ間の間隔より狭い間隔を隔てて２本の環状溝６ａ，６
ｂが設けられている。スプリング３は、形状記憶材料製
であって、Ａ℃以上で伸張しＡ℃以下で収縮する。ま
た、スプリング４は、形状記憶材料製であって、Ａ℃以
上で収縮しＡ℃以下で伸張する。
【０００４】流体槽の温度がＡ℃の場合、ピストン２は
図３（ａ）に示す位置にあり、Ａ℃以上及びＡ℃以下の
流体はそれぞれ流入路５ａ，５ｂ及び環状溝６ａ，６ｂ
を通り、流出路５ｃから溝に流出される。流体の温度が
Ａ℃以上に上昇すると、流体の温度はスプリング３及び
４に伝達され、スプリング３を伸張しスプリング４は伸
縮する。その結果、ピストン２は、図３（ｂ）に示すよ
うに右側に移動し流入路５ａを封鎖し、流入路５ｂは全
開となりＡ℃以下の流体のみが槽内に供給され槽内の流
体温度を降下させる。また槽内の流体温度がＡ℃以下の
場合、スプリング３は収縮しスプリング４は伸張する。
その結果、ピストン２は左側に移動し流入路５ｂを封鎖
し、流入路５ａは全開となりＡ℃以上の流体のみが槽内
に供給され槽内の流体温度を上昇させる。
図３（ａ）に示す位置にあり、Ａ℃以上及びＡ℃以下の
流体はそれぞれ流入路５ａ，５ｂ及び環状溝６ａ，６ｂ
を通り、流出路５ｃから溝に流出される。流体の温度が
Ａ℃以上に上昇すると、流体の温度はスプリング３及び
４に伝達され、スプリング３を伸張しスプリング４は伸
縮する。その結果、ピストン２は、図３（ｂ）に示すよ
うに右側に移動し流入路５ａを封鎖し、流入路５ｂは全
開となりＡ℃以下の流体のみが槽内に供給され槽内の流
体温度を降下させる。また槽内の流体温度がＡ℃以下の
場合、スプリング３は収縮しスプリング４は伸張する。
その結果、ピストン２は左側に移動し流入路５ｂを封鎖
し、流入路５ａは全開となりＡ℃以上の流体のみが槽内
に供給され槽内の流体温度を上昇させる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術においての
問題点は、ピストン移動時の流出流体の温度変化が大き
くなることである。
問題点は、ピストン移動時の流出流体の温度変化が大き
くなることである。
【０００６】その理由は、ピストン２の作動力となる形
状記憶合金製スプリング３，４は、温度が変態点を達し
た時点を境に伸張、収縮を行ないピストンを移動させる
ため、ピストン２はスプリングの変態温度のみで作動
し、一旦作動すると一方の流路を全開、他方の流路を全
閉するため、ピストン移動時に流出路５ｃには、流入路
５ａより供給されるＡ℃以上の高温流または流入路５ｂ
より供給されるＡ℃以下の低温流のどちらかしか流れな
いためである。
状記憶合金製スプリング３，４は、温度が変態点を達し
た時点を境に伸張、収縮を行ないピストンを移動させる
ため、ピストン２はスプリングの変態温度のみで作動
し、一旦作動すると一方の流路を全開、他方の流路を全
閉するため、ピストン移動時に流出路５ｃには、流入路
５ａより供給されるＡ℃以上の高温流または流入路５ｂ
より供給されるＡ℃以下の低温流のどちらかしか流れな
いためである。
【０００７】本発明の目的は、バルブの流入流体の流路
の開度を適切に調整することにより従来のような温度変
化を抑えることにある。
の開度を適切に調整することにより従来のような温度変
化を抑えることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明においては、ピストンを押圧する弾性体を、
変態点の異なる複数の形状記憶材料によって形成し、弾
性体の復元力を温度に応じて変化させることにより、ピ
ストンの移動量を調整し流路の開度を調整する。その結
果、流出路の流体の急激な温度変化を抑え、温度差に応
じてより適切な温度調整を行うことができる。
め、本発明においては、ピストンを押圧する弾性体を、
変態点の異なる複数の形状記憶材料によって形成し、弾
性体の復元力を温度に応じて変化させることにより、ピ
ストンの移動量を調整し流路の開度を調整する。その結
果、流出路の流体の急激な温度変化を抑え、温度差に応
じてより適切な温度調整を行うことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例を図１
にて説明する。バルブによって保ちたい流体の温度をＡ
℃とすると、円筒形のバルブ１１にはＡ℃以上の流体の
流入路１５ａ、Ａ℃以下の流体の流入路１５ｂ、さらに
流出路１５ｃがバルブ表面から円筒内面に貫通してい
る。ピストン１２はバルブ１１内を軸方向に摺動でき、
ピストン１２には、バルブ１の流入路１５ａ，１５ｂ間
の間隔より狭い間隔を隔てて２本の貫通孔１６ａ，１６
ｂが設けられている。この貫通孔１６ａ，１６ｂの代わ
りに図３に示すような環状溝６ａ，６ｂを用いてもよ
い。
にて説明する。バルブによって保ちたい流体の温度をＡ
℃とすると、円筒形のバルブ１１にはＡ℃以上の流体の
流入路１５ａ、Ａ℃以下の流体の流入路１５ｂ、さらに
流出路１５ｃがバルブ表面から円筒内面に貫通してい
る。ピストン１２はバルブ１１内を軸方向に摺動でき、
ピストン１２には、バルブ１の流入路１５ａ，１５ｂ間
の間隔より狭い間隔を隔てて２本の貫通孔１６ａ，１６
ｂが設けられている。この貫通孔１６ａ，１６ｂの代わ
りに図３に示すような環状溝６ａ，６ｂを用いてもよ
い。
【００１０】ピストン１２の両側には、弾性体としての
形状記憶合金製の板ばね１３及び１４が取り付けてあ
る。板ばね１３及び１４は、変態点の異なる複数（図２
の例では３枚）の形状記憶合金の板材を積層して形成さ
れている。例えば、板ばね１３は、図２に示すように板
ばね１３ａ，１３ｂ，１３ｃを重ね合せて形成してあ
る。そして、板ばね１３ａは、Ａ℃以上で伸長し、板ば
ね１３ｂはＡ＋ａ℃以上で伸長し、板ばね１３ｃはＡ＋
ｂ℃以上で伸長する（但しａ＜ｂ）。温度がＡ℃以上に
なると、まず板ばね１３ａが伸長してピストン１２を図
１の右方向に移動させ、Ａ＋ａ℃以上になると板ばね１
３ｂが伸長してピストン１２をさらに右方向に移動さ
せ、Ａ＋ｂ℃以上になると板ばね１３ｂが伸長してピス
トン１２をより一層右方向に移動させる。したがって、
流体の温度とＡ℃との温度差に応じて板ばね１３は伸長
し、温度差が大きいほど板ばね１３全体として伸長し、
ピストン１２は右方向へ移動する。ここで、板ばね１３
の構成部分である各板ばねの数や変態点は、温度調整バ
ルブの用途、精度等に応じて決定する。
形状記憶合金製の板ばね１３及び１４が取り付けてあ
る。板ばね１３及び１４は、変態点の異なる複数（図２
の例では３枚）の形状記憶合金の板材を積層して形成さ
れている。例えば、板ばね１３は、図２に示すように板
ばね１３ａ，１３ｂ，１３ｃを重ね合せて形成してあ
る。そして、板ばね１３ａは、Ａ℃以上で伸長し、板ば
ね１３ｂはＡ＋ａ℃以上で伸長し、板ばね１３ｃはＡ＋
ｂ℃以上で伸長する（但しａ＜ｂ）。温度がＡ℃以上に
なると、まず板ばね１３ａが伸長してピストン１２を図
１の右方向に移動させ、Ａ＋ａ℃以上になると板ばね１
３ｂが伸長してピストン１２をさらに右方向に移動さ
せ、Ａ＋ｂ℃以上になると板ばね１３ｂが伸長してピス
トン１２をより一層右方向に移動させる。したがって、
流体の温度とＡ℃との温度差に応じて板ばね１３は伸長
し、温度差が大きいほど板ばね１３全体として伸長し、
ピストン１２は右方向へ移動する。ここで、板ばね１３
の構成部分である各板ばねの数や変態点は、温度調整バ
ルブの用途、精度等に応じて決定する。
【００１１】板ばね１４は、板ばね１３と同様に変態点
の異なる複数の形状記憶合金によって形成されるが、そ
の動作は板ばね１３と逆になる。要するに、板ばね１３
は、流体温度が上昇するとその上昇の程度に応じてピス
トン１２を右方向に押すように変形（伸長）し、流体温
度が下降するとその逆に変形（収縮）する。一方、板ば
ね１４は流体温度が上昇するとその上昇の程度に応じて
ピストン１２の右方向の移動に合せて変形（収縮）し、
流体温度が下降するとピストン１２を左方向に押すよう
に変形（伸長）する。
の異なる複数の形状記憶合金によって形成されるが、そ
の動作は板ばね１３と逆になる。要するに、板ばね１３
は、流体温度が上昇するとその上昇の程度に応じてピス
トン１２を右方向に押すように変形（伸長）し、流体温
度が下降するとその逆に変形（収縮）する。一方、板ば
ね１４は流体温度が上昇するとその上昇の程度に応じて
ピストン１２の右方向の移動に合せて変形（収縮）し、
流体温度が下降するとピストン１２を左方向に押すよう
に変形（伸長）する。
【００１２】バルブ１１には、板ばね１３，１４を収容
した室とバルブの外および流出路１５ｃとをそれぞれ連
絡する流通路１１ａ，１１ｂが形成されている。
した室とバルブの外および流出路１５ｃとをそれぞれ連
絡する流通路１１ａ，１１ｂが形成されている。
【００１３】流体槽の温度がＡ℃の場合、Ａ℃以上およ
びＡ℃以上の流体はそれぞれ流入路１５ａ，１５ｂ及び
貫通孔１６ａ，１６ｂを通り、流出路１５ｃから槽に流
出される。槽の温度がＡ℃以上に上昇すると、槽の温度
は、流通路１１ａ，１１ｂ等を介して板ばね１３に伝達
され、板ばね１３は槽の温度とＡ℃との差に応じて伸張
する。その結果、板ばね１３は図１（ｂ）に示すように
ピストン１２を右側に移動させ温度差に見合った開度で
流入路１５ａを少し閉じ、一方、流入路１５ｂを少し開
き、Ａ℃以下の流体の流入量が増えて流体温度をＡ℃に
低下させる。
びＡ℃以上の流体はそれぞれ流入路１５ａ，１５ｂ及び
貫通孔１６ａ，１６ｂを通り、流出路１５ｃから槽に流
出される。槽の温度がＡ℃以上に上昇すると、槽の温度
は、流通路１１ａ，１１ｂ等を介して板ばね１３に伝達
され、板ばね１３は槽の温度とＡ℃との差に応じて伸張
する。その結果、板ばね１３は図１（ｂ）に示すように
ピストン１２を右側に移動させ温度差に見合った開度で
流入路１５ａを少し閉じ、一方、流入路１５ｂを少し開
き、Ａ℃以下の流体の流入量が増えて流体温度をＡ℃に
低下させる。
【００１４】図１（ｃ）は、槽の温度がさらに上昇した
場合のピストン１２の状態を示し、この場合は、温度差
が大きいため、ピストン１２がさらに右側へ移動し、流
入路１５ａは全閉し、流入路１５ｂは全開している。
場合のピストン１２の状態を示し、この場合は、温度差
が大きいため、ピストン１２がさらに右側へ移動し、流
入路１５ａは全閉し、流入路１５ｂは全開している。
【００１５】また、槽内の流体温度がＡ℃以下に降下す
ると、Ａ℃との温度差に応じて板ばね１４は伸張し、そ
の結果ピストン１２を左側に移動させ温度差に見合った
開度で流入路５ｂを閉じ、流入路５ａを開いてＡ℃以上
の流体の流入量が増加して槽内の流体温度をＡ℃に上昇
させる。
ると、Ａ℃との温度差に応じて板ばね１４は伸張し、そ
の結果ピストン１２を左側に移動させ温度差に見合った
開度で流入路５ｂを閉じ、流入路５ａを開いてＡ℃以上
の流体の流入量が増加して槽内の流体温度をＡ℃に上昇
させる。
【００１６】以上のような動作によって槽内の流体温度
はＡ℃に保たれる。そして、板ばね１３，１４は、図２
に示すように、変態点の異なる複数の形状記憶合金で形
成されているので、温度変化の程度に応じてピストンを
移動させるので、従来のように流出流体の温度が大きく
変化することなく、適切な温度制御を行うことができ
る。
はＡ℃に保たれる。そして、板ばね１３，１４は、図２
に示すように、変態点の異なる複数の形状記憶合金で形
成されているので、温度変化の程度に応じてピストンを
移動させるので、従来のように流出流体の温度が大きく
変化することなく、適切な温度制御を行うことができ
る。
【００１７】なお、上記例においては弾性体として板ば
ねを用いたが、それに限らず、コイルバネを用いてもよ
い。例えば、変態点および径のそれぞれ異なる複数のコ
イルバネを同軸状に合せて形成して弾性体としてもよ
い。そして上記板ばねの例と同じように、複数のコイル
ばねのうちの各々が温度変化の程度に応じて伸長または
収縮してピストンを温度変化の程度に応じて移動させる
ようにする。要するに、弾性体は、変態点のそれぞれ異
なる複数の形状記憶材料によって形成することにより、
流体の温度変化の程度に応じてピストンを移動できるも
のであればよい。
ねを用いたが、それに限らず、コイルバネを用いてもよ
い。例えば、変態点および径のそれぞれ異なる複数のコ
イルバネを同軸状に合せて形成して弾性体としてもよ
い。そして上記板ばねの例と同じように、複数のコイル
ばねのうちの各々が温度変化の程度に応じて伸長または
収縮してピストンを温度変化の程度に応じて移動させる
ようにする。要するに、弾性体は、変態点のそれぞれ異
なる複数の形状記憶材料によって形成することにより、
流体の温度変化の程度に応じてピストンを移動できるも
のであればよい。
【００１８】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、流出流
体の温度を大きく変動させることなく、温度変化を抑
え、流体の温度を一定に保つことができる。
体の温度を大きく変動させることなく、温度変化を抑
え、流体の温度を一定に保つことができる。
【図１】本発明の一実施形態を示す断面図である。
【図２】板ばねの一例を示す図である。
【図３】従来技術を示す断面図である。
１ バルブ ２ ピストン ３，４ スプリング ５ａ，５ｂ 流入路 ５ｃ 流出路 ６ａ，６ｂ 溝 １１ バルブ １２ ピストン １３，１４ 板ばね １５ａ，１５ｂ 流入路 １５ｃ 流出路 １６ａ，１６ｂ 貫通孔 １７ Ｏリング
Claims (3)
- 【請求項１】 バルブ本体と、バルブ本体内に組み込ま
れ流路を形成した摺動自在のピストンと、前記ピストン
の両側にそれぞれ配置され前記ピストンを前記摺動方向
に押圧する弾性体とを備え、前記弾性体は変態点の上下
温度において伸縮状態が相反する形状記憶材料から成る
温度制御バルブにおいて、前記各弾性体は、変態点の異
なる複数の形状記憶材料によって形成されたことを特徴
とする温度調整バルブ。 - 【請求項２】 前記弾性体は、変態点の異なる複数の板
ばねを重ね合せて形成した請求項１に記載の温度調整バ
ルブ。 - 【請求項３】 前記弾性体は、変態点および径のそれぞ
れ異なる複数のコイルバネを同軸状に合せて形成した請
求項１に記載の温度調整バルブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32092796A JP2872167B2 (ja) | 1996-11-15 | 1996-11-15 | 温度調整バルブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32092796A JP2872167B2 (ja) | 1996-11-15 | 1996-11-15 | 温度調整バルブ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10141540A JPH10141540A (ja) | 1998-05-29 |
| JP2872167B2 true JP2872167B2 (ja) | 1999-03-17 |
Family
ID=18126843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32092796A Expired - Lifetime JP2872167B2 (ja) | 1996-11-15 | 1996-11-15 | 温度調整バルブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2872167B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4971724B2 (ja) | 2005-09-13 | 2012-07-11 | キヤノン株式会社 | 圧力調整機構、圧力調整機構付きマイクロバルブ、および圧力調整機構付きマイクロバルブを搭載した燃料電池 |
| US8356792B2 (en) | 2007-07-03 | 2013-01-22 | Vetco Gray Scandinavia As | Sub sea actuator |
| DE202010010747U1 (de) | 2010-07-28 | 2010-10-21 | Bürkert Werke GmbH | Antrieb für ein Mikroventil mit Formgedächtnislegierung und Mikroventil |
| JP5594062B2 (ja) * | 2010-10-29 | 2014-09-24 | 富士通株式会社 | 熱アクチュエータ、シャッター機構、及びこれを用いた冷却システム |
| JP7000294B2 (ja) * | 2018-10-15 | 2022-01-19 | 株式会社鷺宮製作所 | 温度感応型制御弁 |
-
1996
- 1996-11-15 JP JP32092796A patent/JP2872167B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10141540A (ja) | 1998-05-29 |
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