JP2955670B2 - Actuator controlled by temperature change - Google Patents

Actuator controlled by temperature change

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JP2955670B2 JP11069796A JP11069796A JP2955670B2 JP 2955670 B2 JP2955670 B2 JP 2955670B2 JP 11069796 A JP11069796 A JP 11069796A JP 11069796 A JP11069796 A JP 11069796A JP 2955670 B2 JP2955670 B2 JP 2955670B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、温度変化により制
御されるアクチュエータ及びこのアクチュエータを利用
した流量制御装置及びジュールトムソン型冷却装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an actuator controlled by a temperature change, a flow control device using the actuator, and a Joule-Thomson type cooling device.

【0002】[0002]

【従来の技術】ジュールトムソン型冷却装置は、細孔か
ら膨張空間に冷媒ガスを噴出させ、冷媒ガスの断熱膨張
により寒冷を発生する。ジュールトムソン型冷却装置に
は、冷却温度を一定に保つため及び冷媒ガスの無駄な消
費を抑制するために、冷却対象物の温度によって冷媒ガ
スの噴出量を調整する流量制御機構が設けられている。
2. Description of the Related Art In a Joule-Thomson type cooling apparatus, a refrigerant gas is jetted from a fine hole into an expansion space, and cold is generated by adiabatic expansion of the refrigerant gas. The Joule-Thomson type cooling device is provided with a flow rate control mechanism that adjusts the amount of refrigerant gas jetted according to the temperature of the object to be cooled, in order to keep the cooling temperature constant and suppress wasteful consumption of the refrigerant gas. .

【0003】従来の流量制御機構は、例えば、気密空間
内に封入された高圧ガスの温度変化による圧力の変動を
利用してアクチュエータを駆動し、冷媒ガスの流量を制
御する。また、バイメタルを用いて流量制御を行うも
の、金属の低温での熱収縮を利用して流量制御を行うも
の等が提案されている。
[0003] A conventional flow rate control mechanism controls the flow rate of a refrigerant gas by driving an actuator by utilizing a pressure change caused by a temperature change of a high-pressure gas sealed in an airtight space, for example. Further, there have been proposed ones that perform flow rate control using a bimetal and those that perform flow rate control by utilizing thermal shrinkage of a metal at a low temperature.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】高圧ガスの温度変化に
よる圧力の変動を利用する流量制御機構は、構造の複雑
さ及び高圧ガス封入工程を必要とすること等のためにコ
スト低減が困難である。また、バイメタルを用いたも
の、金属の低温での熱収縮を利用したものも駆動機構の
複雑さ等のために未だ実用化されていない。
The flow rate control mechanism utilizing the pressure fluctuation due to the temperature change of the high-pressure gas is difficult to reduce the cost because of the complicated structure and the necessity of the high-pressure gas sealing step. . Further, a device using a bimetal or a device utilizing heat shrinkage of a metal at a low temperature has not yet been put into practical use due to the complexity of a driving mechanism and the like.

【0005】本発明の目的は、温度変化により制御され
る新規な構造のアクチュエータを提供することである。
本発明の他の目的は、新規な構造のアクチュエータを利
用し、温度変化によりガス流量を制御することができる
流量制御装置を提供することである。
An object of the present invention is to provide an actuator having a novel structure controlled by a change in temperature.
It is another object of the present invention to provide a flow rate control device that can control a gas flow rate by a change in temperature by using an actuator having a novel structure.

【0006】本発明の他の目的は、新規な構造のアクチ
ュエータを利用した流量制御装置を組み込んだジュール
トムソン型冷却装置を提供することである。
It is another object of the present invention to provide a Joule-Thomson type cooling device incorporating a flow control device using an actuator having a novel structure.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の一観点による
と、物理的支持力を有する支持部材と、前記支持部材
に、可動範囲内で移動可能に取り付けられた可動部材
と、前記支持部材に対して相対的に固定された第1の磁
性部材と、前記可動部材に対して相対的に固定され、前
記第1の磁性部材に間隙を挟んで対向し、該間隙の幅が
前記可動部材の移動に伴って変化する第2の磁性部材
と、前記第1の磁性部材と前記第2の磁性部材との間
に、前記間隙の厚さを変化させる方向に磁気力を発生す
る起磁力発生手段とを有し、前記第1及び第2の磁性部
材のうち一方が、温度により透磁率を変化させる磁性材
料で形成されているアクチュエータが提供される。
According to one aspect of the present invention, a support member having physical support force, a movable member movably attached to the support member within a movable range, A first magnetic member relatively fixed to the movable member; and a first magnetic member fixed relatively to the movable member, facing the first magnetic member with a gap interposed therebetween, and the width of the gap is equal to the width of the movable member. A second magnetic member that changes with movement, and a magnetomotive force generating means that generates a magnetic force between the first magnetic member and the second magnetic member in a direction that changes the thickness of the gap. And wherein one of the first and second magnetic members is formed of a magnetic material whose magnetic permeability changes with temperature.

【0008】温度変化により、磁性材料の透磁率が変化
すると、第1の磁性部材と第2の磁性部材との間の磁気
力の大きさが変化する。この磁気力の変化により、間隙
の厚さが変動し、可動部材が移動する。
[0008] When the magnetic permeability of the magnetic material changes due to a temperature change, the magnitude of the magnetic force between the first magnetic member and the second magnetic member changes. Due to the change in the magnetic force, the thickness of the gap changes, and the movable member moves.

【0009】本発明の他の観点によると、ガスが流入す
る流入端と流入したガスを流出する流出端とを有するガ
ス流路と、可動範囲内で移動して前記ガス流路の流路抵
抗を変動させる可動片と、前記可動片を弾性的に支持す
る弾性部材と、前記ガス流路に対して相対的に固定され
た第1の磁性部材と、前記可動片に対して相対的に固定
され、前記第1の磁性部材に間隙を挟んで対向し、該間
隙の厚さが前記可動片の移動に伴って変化する第2の磁
性部材と、前記第1の磁性部材と前記第2の磁性部材と
の間に、前記間隙の厚さを変化させる方向に磁気力を発
生する起磁力発生手段とを有し、前記第1及び第2の磁
性部材のうち一方の磁性部材が、温度によって透磁率を
変化させる磁性材料で形成されている流量制御装置が提
供される。
According to another aspect of the present invention, a gas flow path having an inflow end through which gas flows in and an outflow end through which the gas flows out, and a flow path resistance of the gas flow path moving within a movable range. Movable member, an elastic member for elastically supporting the movable member, a first magnetic member fixed relative to the gas flow path, and a fixed member relative to the movable member. A second magnetic member opposed to the first magnetic member with a gap therebetween, and the thickness of the gap changes with the movement of the movable piece; A magnetomotive force generating means for generating a magnetic force in a direction to change the thickness of the gap between the magnetic member and one of the first and second magnetic members; Provided is a flow control device formed of a magnetic material that changes magnetic permeability.

【0010】温度変化により可動片が移動すると、流路
抵抗が変動する。従って、温度変化によりガス流量を制
御することができる。本発明の他の観点によると、前記
一方の磁性部材が、キュリー温度以上で常磁性、キュリ
ー温度以下で強磁性を示す磁性体からなる流量制御装置
が提供される。
When the movable piece moves due to a temperature change, the flow path resistance fluctuates. Therefore, the gas flow rate can be controlled by the temperature change. According to another aspect of the present invention, there is provided a flow control device in which the one magnetic member is made of a magnetic material that exhibits paramagnetism at a Curie temperature or higher and ferromagnetism at a Curie temperature or lower.

【0011】キュリー温度を境にして、一方の磁性部材
の透磁率が急激に変化する。従って、キュリー温度の上
下で第1の磁性部材と第2の磁性部材との間の磁気力に
大きな差が生ずる。この磁気力の差により、可動片を移
動させることができる。
[0011] The magnetic permeability of one magnetic member changes abruptly from the Curie temperature. Therefore, there is a large difference in magnetic force between the first magnetic member and the second magnetic member depending on the Curie temperature. The movable piece can be moved by the difference in magnetic force.

【0012】本発明の他の観点によると、前記流量制御
装置と、前記ガス流路の流出端から噴出するガスが膨張
して寒冷を発生する膨張空間と、前記ガス流路の流入端
から該ガス流路内にガスを供給する導入路と、前記膨張
空間内のガスを、前記導入路内のガスと熱交換させなが
ら前記膨張空間から排出する排出路とを有するジュール
トムソン型冷却装置が提供される。
According to another aspect of the present invention, the flow control device, an expansion space in which gas ejected from an outflow end of the gas flow path expands to generate cold, and an expansion space in which the gas blows out from the inflow end of the gas flow path. A Joule-Thomson-type cooling device having an introduction passage for supplying gas into a gas passage and a discharge passage for discharging gas in the expansion space from the expansion space while exchanging heat with the gas in the introduction passage is provided. Is done.

【0013】膨張空間内のガスの温度が変動すると、熱
伝導により流量制御装置の磁性部材の温度が変化する。
磁性部材の温度変化に応じてガス流量も変化し、冷却能
力が変化する。冷却温度が上昇したとき冷却能力が増加
し、冷却温度が低下したとき冷却能力が低下するように
ガス流量を制御すると、冷却温度をほぼ一定に保つこと
が可能になる。
When the temperature of the gas in the expansion space fluctuates, the temperature of the magnetic member of the flow control device changes due to heat conduction.
The gas flow rate changes according to the temperature change of the magnetic member, and the cooling capacity changes. If the gas flow rate is controlled such that the cooling capacity increases when the cooling temperature increases and the cooling capacity decreases when the cooling temperature decreases, the cooling temperature can be kept almost constant.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の第1の実施例に
よる流量制御装置の断面図を示す。板状の支持部材1の
内部にガス流路2が形成されている。ガス流路2は、支
持部材1の図の上面に開口する細孔2c、テーパ状内周
面の頂点において細孔2cに連通するテーパ部2b、及
びテーパ部2bのテーパ面に連続する円管部2aを含ん
で構成されている。テーパ部2bの大径側は円筒状形状
とされ、円筒状形状の部分が支持部材1の図の下面に開
口している。支持部材1の下面開口からテーパ部2b内
に可動片3のテーパ状の先端が挿入されている。可動片
3がテーパ部2b内に深く挿入されると、その先端のテ
ーパ面がテーパ部2bのテーパ面に密接する。
FIG. 1 is a sectional view of a flow control device according to a first embodiment of the present invention. A gas flow path 2 is formed inside a plate-shaped support member 1. The gas flow path 2 includes a fine hole 2c opening on the upper surface of the support member 1 in the drawing, a tapered portion 2b communicating with the fine hole 2c at a vertex of the tapered inner peripheral surface, and a circular pipe continuous with the tapered surface of the tapered portion 2b. It is configured to include the portion 2a. The large diameter side of the tapered portion 2b is formed in a cylindrical shape, and the cylindrical portion is opened on the lower surface of the support member 1 in the figure. The tapered tip of the movable piece 3 is inserted into the tapered portion 2b from the lower surface opening of the support member 1. When the movable piece 3 is inserted deeply into the tapered portion 2b, the tapered surface at the tip thereof comes into close contact with the tapered surface of the tapered portion 2b.

【0015】支持部材1の下面に、テーパ部2bの開口
部から両側に向かって延在する永久磁石5が取り付けら
れている。開口部両側の永久磁石5は、テーパ部2bの
開口部の周囲を取り囲む円環状部分(図には現れない)
で相互に接続され、1本の永久磁石を構成している。例
えば、図の左端がS極、右端がN極である。永久磁石5
は、例えば、フェライト磁石、アルニコ磁石、サマリウ
ムコバルト磁石、ネオジウム磁石等により構成される。
A permanent magnet 5 extending from the opening of the tapered portion 2b toward both sides is attached to the lower surface of the support member 1. The permanent magnets 5 on both sides of the opening are annular portions surrounding the opening of the tapered portion 2b (not shown in the figure).
To form a single permanent magnet. For example, the left end in the figure is the S pole, and the right end is the N pole. Permanent magnet 5
Is composed of, for example, a ferrite magnet, an alnico magnet, a samarium-cobalt magnet, a neodymium magnet, and the like.

【0016】可動片3の下端に、永久磁石5とほぼ平行
に鉄等の強磁性体からなる磁性材料4が固着されてい
る。永久磁石5のS極側端部と磁性材料4の対応する端
部との間にジスプロシウムからなる磁性部材6Aが配置
されている。磁性部材6Aは、永久磁石5に固着され、
磁性部材4との間に厚さTの間隙9Aを画定している。
A magnetic material 4 made of a ferromagnetic material such as iron is fixed to the lower end of the movable piece 3 almost in parallel with the permanent magnet 5. A magnetic member 6 </ b> A made of dysprosium is arranged between the S-pole side end of the permanent magnet 5 and the corresponding end of the magnetic material 4. The magnetic member 6A is fixed to the permanent magnet 5,
A gap 9A having a thickness T is defined between the magnetic member 4 and the magnetic member 4.

【0017】永久磁石5のN極側端部にも、同様にジス
プロシウムからなる磁性材料6Bが固着され、磁性部材
6Bと磁性部材4との間に間隙9Aと同じ厚さの間隙9
Bが画定されている。このようにして、磁性部材6B、
間隙9B、磁性部材4、間隙9A、磁性部材6A及び永
久磁石5からなる磁気回路8が形成される。
A magnetic material 6B made of dysprosium is similarly fixed to the end of the permanent magnet 5 on the N pole side, and a gap 9A having the same thickness as the gap 9A is provided between the magnetic member 6B and the magnetic member 4.
B is defined. Thus, the magnetic member 6B,
A magnetic circuit 8 including the gap 9B, the magnetic member 4, the gap 9A, the magnetic member 6A, and the permanent magnet 5 is formed.

【0018】可動片3と磁性部材4は、図には示さない
リニア案内機構によって図の上下方向に案内される。磁
性部材4の図の下方にはストッパ10が配置され、可動
片3と磁性部材4の可動範囲を制限している。磁性部材
4は、コイルバネ7によって永久磁石5から遠ざかる向
きに付勢されている。コイルバネ7は、非磁性材料で形
成することが好ましい。可動片3は、永久磁石5と磁性
材料4との間の引力とコイルバネ7による弾性力が釣り
合った位置に静止する。
The movable piece 3 and the magnetic member 4 are guided vertically by a linear guide mechanism (not shown). A stopper 10 is disposed below the magnetic member 4 in the drawing, and limits the movable range of the movable piece 3 and the magnetic member 4. The magnetic member 4 is urged by a coil spring 7 in a direction away from the permanent magnet 5. The coil spring 7 is preferably formed of a non-magnetic material. The movable piece 3 stops at a position where the attractive force between the permanent magnet 5 and the magnetic material 4 and the elastic force of the coil spring 7 are balanced.

【0019】ジスプロシウムのキュリー温度は89Kで
あるため、89K以上の温度では常磁性を示し、89K
以下の温度では強磁性を示す。すなわち、89Kを境に
して透磁率が急激に変化する。永久磁石5と磁性部材4
との間の引力は、磁性部材6Aと6Bの温度が89K以
上のとき比較的弱く、89K以下になると強くなる。
Since the Curie temperature of dysprosium is 89K, it exhibits paramagnetism at a temperature of 89K or higher,
The following temperatures show ferromagnetism. That is, the magnetic permeability changes abruptly at 89K. Permanent magnet 5 and magnetic member 4
Is relatively weak when the temperature of the magnetic members 6A and 6B is 89K or more, and becomes strong when the temperature is 89K or less.

【0020】磁性部材6Aと6Bの温度が89K以上の
とき、永久磁石5と磁性部材4との間の引力が弱いた
め、可動片3のテーパ部2b内への挿入量は浅くなる。
従って、ガス流路2の円管部2aの図の右端から流入す
るガスは、テーパ部2b及び細孔2cを通って支持部材
1の上方に噴出する。
When the temperature of the magnetic members 6A and 6B is 89 K or more, the attractive force between the permanent magnet 5 and the magnetic member 4 is weak, so that the amount of insertion of the movable piece 3 into the tapered portion 2b is small.
Accordingly, the gas flowing from the right end of the circular pipe portion 2a of the gas flow path 2 in the figure is ejected to the upper side of the support member 1 through the tapered portion 2b and the fine holes 2c.

【0021】磁性部材6Aと6Bの温度が89K以下に
なると、永久磁石5と磁性部材4との間の引力が強くな
るため、可動片3がテーパ部2b内へ深く挿入される。
このため、テーパ部2bの流路抵抗が大きくなり、ガス
流量が減少する。可動片3の先端のテーパ面がテーパ部
2bのテーパ面に密接すると、ガスはほとんど流れなく
なる。
When the temperature of the magnetic members 6A and 6B becomes 89K or less, the attractive force between the permanent magnet 5 and the magnetic member 4 becomes strong, so that the movable piece 3 is inserted deeply into the tapered portion 2b.
Therefore, the flow path resistance of the tapered portion 2b increases, and the gas flow rate decreases. When the tapered surface at the tip of the movable piece 3 comes into close contact with the tapered surface of the tapered portion 2b, gas hardly flows.

【0022】このように、磁性部材6A、6Bの温度を
変化させて可動片3の挿入量を変化させることにより、
ガス流量を制御することができる。図1では、永久磁石
5及び温度によって透磁率が変化する磁性材料6A、6
Bをガス流路2側に固定し、強磁性材料4を可動片3に
固定した場合を説明したが、ガス流路側に固定する部材
と可動片側に固定する部材の組合わせを変えてもよい。
例えば、永久磁石5の代わりに強磁性材料を用い、強磁
性材料4の代わりに永久磁石を用いてもよい。また、磁
性部材6A、6Bの代わりに強磁性材料を用い、強磁性
材料4の代わりに温度によって透磁率が変化する磁性材
料を用いてもよい。
As described above, by changing the temperature of the magnetic members 6A and 6B to change the insertion amount of the movable piece 3,
The gas flow can be controlled. In FIG. 1, the permanent magnets 5 and the magnetic materials 6A and 6 whose magnetic permeability changes with temperature are shown.
Although the case where B is fixed to the gas flow path 2 and the ferromagnetic material 4 is fixed to the movable piece 3 has been described, the combination of the member fixed to the gas flow path and the member fixed to the movable piece may be changed. .
For example, a ferromagnetic material may be used instead of the permanent magnet 5, and a permanent magnet may be used instead of the ferromagnetic material 4. Further, a ferromagnetic material may be used instead of the magnetic members 6A and 6B, and a magnetic material whose magnetic permeability changes depending on temperature may be used instead of the ferromagnetic material 4.

【0023】また、図1では、強磁性材料、永久磁石、
及び温度によって透磁率が変化する磁性材料の3種類の
磁性部材を用いる場合を説明したが、永久磁石と温度に
よって透磁率が変化する磁性材料の2種類の材料を用い
てもよい。この場合、一方の材料をガス流路2側に固定
し、他方の磁性部材を可動片3側に固定する。
In FIG. 1, a ferromagnetic material, a permanent magnet,
Although the case where three types of magnetic members whose magnetic permeability changes according to temperature is used has been described, two types of materials, a permanent magnet and a magnetic material whose magnetic permeability changes according to temperature, may be used. In this case, one material is fixed to the gas flow path 2 side, and the other magnetic member is fixed to the movable piece 3 side.

【0024】図2は、本発明の第2の実施例による流量
制御装置の断面図を示す。支持部材1及びその内部に形
成されたガス流路2は、図1に示すものと同様の構成で
ある。
FIG. 2 is a sectional view of a flow control device according to a second embodiment of the present invention. The support member 1 and the gas passage 2 formed therein have the same configuration as that shown in FIG.

【0025】テーパ部2b内に可動片13のテーパ状先
端が挿入されている。可動片の後端には永久磁石14が
固着されている。例えば、永久磁石14の図の左端がS
極、右端がN極である。
The tapered tip of the movable piece 13 is inserted into the tapered portion 2b. A permanent magnet 14 is fixed to the rear end of the movable piece. For example, the left end of the figure of the permanent magnet 14 is S
Pole and the right end is the north pole.

【0026】永久磁石14の図の下方に、永久磁石14
とほぼ平行に、かつN極同士及びS極同士が対向するよ
うに永久磁石15が配置されている。永久磁石15は、
支持部材1に取り付けられ固定されている。
Below the figure of the permanent magnet 14, the permanent magnet 14
The permanent magnets 15 are arranged substantially in parallel with each other and such that the N poles and the S poles face each other. The permanent magnet 15
It is attached and fixed to the support member 1.

【0027】永久磁石14のS極と永久磁石15のS極
との間にジスプロシウムからなる磁性部材16Aが配置
されている。磁性部材16Aは永久磁石15に固着さ
れ、永久磁石14との間に厚さTの間隙19Aを画定し
ている。永久磁石15のN極側にも、同様にジスプロシ
ウムからなる磁性部材16Bが固着され、間隙19Aと
同一の厚さの間隙19Bが画定されている。
A magnetic member 16A made of dysprosium is arranged between the S pole of the permanent magnet 14 and the S pole of the permanent magnet 15. The magnetic member 16A is fixed to the permanent magnet 15 and defines a gap 19A having a thickness T between itself and the permanent magnet 14. Similarly, a magnetic member 16B made of dysprosium is fixed to the N pole side of the permanent magnet 15, and a gap 19B having the same thickness as the gap 19A is defined.

【0028】可動片13及び永久磁石14は、図には示
さないリニア案内機構によって図の上下方向に案内さ
れ、永久磁石14が磁性部材16A及び16Bに接する
最下点と可動片13の先端がテーパ部2bのテーパ面に
接触する最上点との間で平行移動可能である。
The movable piece 13 and the permanent magnet 14 are guided vertically by a linear guide mechanism (not shown), and the lowermost point at which the permanent magnet 14 contacts the magnetic members 16A and 16B and the tip of the movable piece 13 are moved. The parallel movement is possible between the uppermost point that contacts the tapered surface of the tapered portion 2b.

【0029】永久磁石14は、コイルバネ17によっ
て、図の下方に付勢されている。可動片13は、永久磁
石14と15との間の斥力とコイルバネ17による弾性
力が釣り合った位置に静止する。磁性材料16A及び1
6Bの透磁率が温度変化に伴って変化すると、永久磁石
14と15の間の斥力が変化する。このため、温度変化
によって可動片13のテーパ部2b内への挿入量が変化
し、ガス流量を制御することができる。
The permanent magnet 14 is urged downward by a coil spring 17 in the figure. The movable piece 13 stops at a position where the repulsive force between the permanent magnets 14 and 15 and the elastic force of the coil spring 17 are balanced. Magnetic materials 16A and 1
As the magnetic permeability of 6B changes with temperature, the repulsion between permanent magnets 14 and 15 changes. For this reason, the insertion amount of the movable piece 13 into the tapered portion 2b changes due to the temperature change, and the gas flow rate can be controlled.

【0030】図1に示す流量制御装置の場合には、永久
磁石間の引力が間隙9A及び9Bの厚さTの2乗に反比
例して減少し、コイルバネ7の弾性力が厚さTに比例し
て減少する。すなわち、厚さTが増加すると引力と弾性
力が共に減少し、厚さTが減少すると引力と弾性力が共
に増加する。引力と弾性力の厚さTに関する増減の向き
が同一であるため、可動片3を可動範囲の中間点に安定
して静止させることは比較的困難である。
In the case of the flow control device shown in FIG. 1, the attractive force between the permanent magnets decreases in inverse proportion to the square of the thickness T of the gaps 9A and 9B, and the elastic force of the coil spring 7 is proportional to the thickness T. And decrease. That is, when the thickness T increases, both the attractive force and the elastic force decrease, and when the thickness T decreases, both the attractive force and the elastic force increase. Since the directions of increase and decrease of the thickness T of the attractive force and the elastic force are the same, it is relatively difficult to stably stop the movable piece 3 at the middle point of the movable range.

【0031】図2に示す流量制御装置の場合には、永久
磁石間の斥力が間隙19A及び19Bの厚さTの2乗に
反比例して減少し、コイルバネ7の弾性力が厚さTに比
例して増加する。斥力と弾性力の厚さTに関する増減の
向きが反対であるため、可動片13を可動範囲の中間点
に安定して静止させることができる。
In the case of the flow control device shown in FIG. 2, the repulsive force between the permanent magnets decreases in inverse proportion to the square of the thickness T of the gaps 19A and 19B, and the elastic force of the coil spring 7 is proportional to the thickness T. And increase. Since the directions of increase and decrease of the thickness T of the repulsive force and the elastic force are opposite, the movable piece 13 can be stably stopped at the middle point of the movable range.

【0032】上述のように、図1に示す流量制御装置
は、ガス流路の開閉制御に適しており、図2に示す流量
制御装置は、ガス流量の微調整に適している。図1、図
2では、強磁性材料の透磁率の変化を利用して可動片を
駆動する場合を示したが、超伝導材料のピニング効果を
利用してもよい。
As described above, the flow control device shown in FIG. 1 is suitable for controlling the opening and closing of the gas flow path, and the flow control device shown in FIG. 2 is suitable for fine adjustment of the gas flow. FIGS. 1 and 2 show the case where the movable piece is driven by using the change in the magnetic permeability of the ferromagnetic material. However, the pinning effect of the superconducting material may be used.

【0033】ピニング効果を利用する場合には、例え
ば、図2の永久磁石15、磁性部材16A、16Bの代
わりに超伝導材料からなる部材を使用する。超伝導部材
が低温になると、ピニング効果により永久磁石14との
間で相互作用を及ぼす。温度が一定であれば、ピニング
効果により超伝導部材と永久磁石14との相対位置が固
定される。
When the pinning effect is used, for example, a member made of a superconductive material is used instead of the permanent magnet 15 and the magnetic members 16A and 16B of FIG. When the temperature of the superconducting member becomes low, the superconducting member interacts with the permanent magnet 14 by a pinning effect. If the temperature is constant, the relative position between the superconducting member and the permanent magnet 14 is fixed by the pinning effect.

【0034】温度が低下すると、ピニング効果による反
発力が大きくなり、可動片13が図2の上方へ駆動され
る。このため、ガス流量が低下する。このように、ピニ
ング効果の温度依存性を利用してガス流量を制御するこ
ともできる。
When the temperature decreases, the repulsive force due to the pinning effect increases, and the movable piece 13 is driven upward in FIG. For this reason, the gas flow rate decreases. As described above, the gas flow rate can be controlled using the temperature dependency of the pinning effect.

【0035】図3(A)は、本発明の第3の実施例によ
る流量制御装置の断面図を示す。支持部材1に貫通孔3
1が形成され、支持部材1の内部に形成されたガス流路
2が貫通孔31の側面に開口している。支持部材1の下
面に、貫通孔31の下面側の開口部から両側に向かって
延在する永久磁石5が取り付けられている。開口部両側
の永久磁石5は、貫通孔31の開口部の周囲を取り囲む
円環状部材(図には現れない)で相互に接続され、1本
の永久磁石を構成している。例えば、図の左端がS極、
右端がN極である。
FIG. 3A is a sectional view of a flow control device according to a third embodiment of the present invention. Through hole 3 in support member 1
1 is formed, and a gas flow path 2 formed inside the support member 1 is opened on a side surface of the through hole 31. A permanent magnet 5 is attached to the lower surface of the support member 1 and extends from the opening on the lower surface side of the through hole 31 toward both sides. The permanent magnets 5 on both sides of the opening are connected to each other by an annular member (not shown in the figure) surrounding the opening of the through hole 31 to constitute one permanent magnet. For example, the left end of the figure is the south pole,
The right end is the north pole.

【0036】回動軸33が貫通孔31内に挿入され、そ
の側面の上端部及び中間部にそれぞれ設けられた鍔部3
8A及び38Bにより、軸方向の位置が拘束されてい
る。回動軸33には、その上面と側面との両端が開口す
るガス流路32が形成されている。
The pivot shaft 33 is inserted into the through hole 31, and the flanges 3 provided at the upper end and the intermediate portion of the side surface, respectively.
8A and 38B constrain the axial position. The rotating shaft 33 is formed with a gas flow path 32 having both upper and side surfaces open at both ends.

【0037】回動軸33は、その中心軸の回りに回動可
能であり、ある位置においてガス流路32の側面側の開
口部がガス流路2の開口部に対向し、2つのガス流路が
連通する。それ以外の位置においては、開口部同士が対
向せず、2つのガス流路が連通しない。
The rotating shaft 33 is rotatable around its central axis. At a certain position, the opening on the side surface of the gas flow path 32 faces the opening of the gas flow path 2 and the two gas flow Roads communicate. At other positions, the openings do not face each other, and the two gas flow paths do not communicate with each other.

【0038】回動軸33の下端に鉄等の強磁性体からな
る棒状部材34が固着されている。棒状部材34は、ガ
ス流路32とガス流路2とが連通したときに永久磁石3
5とほぼ平行になる。永久磁石35のS極側の端部と棒
状部材34の対応する端部との間にジスプロシウムから
なる磁性部材36Aが配置されている。磁性部材36A
は、永久磁石35に固着され、棒状部材34との間に間
隙39Aが画定されている。
A rod 34 made of a ferromagnetic material such as iron is fixed to the lower end of the rotating shaft 33. When the gas flow path 32 and the gas flow path 2 communicate with each other, the rod-shaped member 34
It is almost parallel to 5. A magnetic member 36A made of dysprosium is arranged between the S-pole side end of the permanent magnet 35 and the corresponding end of the bar-shaped member 34. Magnetic member 36A
Is fixed to a permanent magnet 35, and a gap 39A is defined between the rod 35 and the permanent magnet 35.

【0039】永久磁石35のN極側の端部にも、同様に
磁性部材36Bが固着され、棒状部材34との間に間隙
39Bが画定されている。回動軸33と同軸状にコイル
バネ37が配置され、その一端が永久磁石35に、他端
が棒状部材34に固定されている。コイルバネ37は、
棒状部材34及び回動軸33に対して、回動軸33の中
心軸の回りの一方の向きのトルクを付与する。
A magnetic member 36B is similarly fixed to the end of the permanent magnet 35 on the N pole side, and a gap 39B is defined between the permanent magnet 35 and the rod-shaped member 34. A coil spring 37 is arranged coaxially with the rotation shaft 33, one end of which is fixed to the permanent magnet 35, and the other end of which is fixed to the bar-shaped member 34. The coil spring 37
A torque in one direction around the central axis of the rotating shaft 33 is applied to the rod-shaped member 34 and the rotating shaft 33.

【0040】図3(B)は、ジスプロシウムのキュリー
温度よりも高い温度における図3(A)の流量制御装置
の平面図を示す。棒状部材34がコイルバネ37により
支持部材1に対して図の時計回りの向きに付勢されてい
る。棒状部材34は、コイルバネ37の弾性力により時
計回りに回動し、その一端がストッパ50に接触する位
置で停止する。このとき、ガス流路32とガス流路2と
が連通し、ガス流路2からガス流路32を経由してガス
が噴出する。
FIG. 3B is a plan view of the flow control device of FIG. 3A at a temperature higher than the Curie temperature of dysprosium. The rod member 34 is urged by the coil spring 37 in the clockwise direction in FIG. The rod member 34 rotates clockwise by the elastic force of the coil spring 37 and stops at a position where one end thereof contacts the stopper 50. At this time, the gas flow path 32 communicates with the gas flow path 2, and gas is ejected from the gas flow path 2 via the gas flow path 32.

【0041】図3(C)は、キュリー温度よりも低い温
度における流量制御装置の平面図を示す。図3(A)に
示す磁性部材36A、36Bが強磁性を示すようになる
ため、棒状部材34の両端と磁性部材36A、36Bと
の間の吸引力が大きくなる。吸引力によるトルクがコイ
ルバネ37の弾性力によるトルクよりも大きくなると、
棒状部材34が反時計回りに回動する。
FIG. 3C is a plan view of the flow control device at a temperature lower than the Curie temperature. Since the magnetic members 36A and 36B shown in FIG. 3A show ferromagnetism, the attractive force between both ends of the rod member 34 and the magnetic members 36A and 36B increases. When the torque due to the attraction force becomes larger than the torque due to the elastic force of the coil spring 37,
The rod 34 rotates counterclockwise.

【0042】棒状部材34は、その右端側面がストッパ
51に接触する位置で停止する。このとき、ガス流路3
2がガス流路2に連通しなくなるため、ガスの噴出が停
止する。このように、磁気力の変化によってトルクを制
御し、回動軸を回動させることによって、ガス流を制御
することができる。
The rod-shaped member 34 stops at a position where the right end side surface contacts the stopper 51. At this time, the gas flow path 3
2 does not communicate with the gas flow path 2, so that gas ejection stops. As described above, the gas flow can be controlled by controlling the torque by changing the magnetic force and rotating the rotating shaft.

【0043】図1〜図3では、可動片を移動させること
により流路抵抗を変化させてガス流量を制御する場合を
説明したが、他の用途に用いることもできる。例えば、
可動片の移動により電気的接点の開閉を行う電気スイッ
チ、光路を塞ぐ光スイッチ、窓の開閉を行う自動開閉装
置等、その他汎用の温度制御型アクチュエータとして使
用することができる。
FIGS. 1 to 3 show the case where the gas flow rate is controlled by changing the flow path resistance by moving the movable piece. However, the present invention can be used for other purposes. For example,
It can be used as a general-purpose temperature control type actuator such as an electric switch that opens and closes electrical contacts by moving a movable piece, an optical switch that blocks an optical path, an automatic opening and closing device that opens and closes a window, and the like.

【0044】図4は、図1に示す流量制御装置を組み込
んだジュールトムソン型冷却装置の断面図を示す。ジュ
ールトムソン型冷却装置は、冷媒ガス導入管40、流量
制御装置20、円筒部材43、及びデュア瓶60を含ん
で構成されている。
FIG. 4 is a sectional view of a Joule-Thomson type cooling device incorporating the flow control device shown in FIG. The Joule-Thomson type cooling device is configured to include a refrigerant gas introduction pipe 40, a flow control device 20, a cylindrical member 43, and a Dewar bottle 60.

【0045】冷媒ガス導入管40の外周面には、冷媒ガ
ス導入管の内外で効率的に熱交換を行うためのフィン4
4が取り付けられている。冷媒ガス導入管40は、円筒
部材43の外周面に、フィン44同士がほぼ接する程度
のピッチでらせん状に巻かれている。冷媒ガス導入管4
0は、例えば銅ニッケル合金で形成され、フィン44
は、例えば銅で形成される。
Fins 4 for efficiently exchanging heat inside and outside the refrigerant gas introduction pipe are provided on the outer peripheral surface of the refrigerant gas introduction pipe 40.
4 is attached. The refrigerant gas introduction pipe 40 is spirally wound around the outer peripheral surface of the cylindrical member 43 at such a pitch that the fins 44 substantially contact each other. Refrigerant gas inlet pipe 4
0 is made of, for example, a copper-nickel alloy,
Is formed, for example, of copper.

【0046】らせん軸方向に隣り合うフィン44同士の
隙間を埋めるように、ひも45が巻かれている。ひも4
5により、冷媒ガス導入管40を安定して固定すること
ができる。円筒部材43の一端には、流量制御装置20
が取り付けられており、他端は図には示さないが例えば
開放端とされている。流量制御装置20は、図1に示し
たものとほぼ同様の構成であり、対応する部分に同一の
符号を付して示している。
A string 45 is wound so as to fill the gap between the fins 44 adjacent in the spiral axis direction. String 4
5, the refrigerant gas introduction pipe 40 can be fixed stably. One end of the cylindrical member 43 is provided with a flow control device 20.
The other end is not shown in the figure, but is, for example, an open end. The flow control device 20 has substantially the same configuration as that shown in FIG. 1, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals.

【0047】図1では、磁性部材6A及び6Bが、永久
磁石5と磁性部材4との間にのみ配置されている場合を
示したが、図4に示す流量制御装置20においては、磁
性部材6A及び6Bの一部が支持部材1を貫通し、その
一部表面が円筒部材43の外側に露出している。ストッ
パ10は、円筒部材43の内周面に固着されている。そ
の他の構成は、図1に示す流量制御装置と同様である。
FIG. 1 shows a case where the magnetic members 6A and 6B are arranged only between the permanent magnet 5 and the magnetic member 4, but in the flow control device 20 shown in FIG. And 6B penetrate the support member 1 and a part of the surface is exposed outside the cylindrical member 43. The stopper 10 is fixed to the inner peripheral surface of the cylindrical member 43. Other configurations are the same as those of the flow control device shown in FIG.

【0048】冷媒ガス導入管40の一端が流量制御装置
20のガス流路2の円管部2a(図1)に接続されてい
る。なお、図4に示す断面図には、円管部2aは現れて
いない。冷媒ガス導入管40からガス流路2の円管部内
に冷媒ガスが供給され、テーパ部及び細孔を通って外部
に噴出する。
One end of the refrigerant gas introduction pipe 40 is connected to the circular pipe portion 2 a (FIG. 1) of the gas flow path 2 of the flow control device 20. Note that the circular tube portion 2a does not appear in the cross-sectional view shown in FIG. Refrigerant gas is supplied from the refrigerant gas introduction pipe 40 into the circular pipe portion of the gas flow path 2 and is ejected to the outside through the tapered portion and the fine holes.

【0049】このように構成された冷媒ガス導入管4
0、流量制御装置20、円筒部材43を含む部分が二重
壁構造のデュワ瓶60内に挿入され、流量制御装置20
の支持部材1とデュワ瓶60の内壁との間に膨張空間6
1が画定されている。デュワ瓶60は、例えばガラスで
形成される。デュワ瓶60の内壁の内径は、その内周面
がフィン44にほぼ接する大きさとされている。
[0049] The refrigerant gas introduction pipe 4 constructed as described above.
0, the portion including the flow control device 20 and the cylindrical member 43 is inserted into the double-walled dewar 60, and the flow control device 20
Space 6 between the supporting member 1 and the inner wall of the Dewar bottle 60
1 is defined. The Dewar 60 is made of, for example, glass. The inner diameter of the inner wall of the Dewar bottle 60 is set to a size such that the inner peripheral surface thereof substantially contacts the fin 44.

【0050】デュワ瓶60の外壁のうち上端に示す底面
部の一部は赤外線透過部材63で構成されている。赤外
線透過部材63は、例えばゲルマニウム、サファイア等
で形成される。
A part of the outer wall of the Dewar bottle 60 at the upper end is formed of an infrared transmitting member 63. The infrared transmitting member 63 is formed of, for example, germanium, sapphire, or the like.

【0051】被冷却物70が、デュワ瓶60の内壁の赤
外線透過部材63に対向する位置に取り付けられてい
る。デュワ瓶60の二重壁の内部空洞62は、被冷却物
70を取り付けた後、真空封止されている。被冷却物7
0は、例えばシリコンと白金コバルトとのショットキ接
合を用いた赤外線検出素子である。
The object to be cooled 70 is attached to the inner wall of the Dewar 60 at a position facing the infrared transmitting member 63. The inner cavity 62 of the double wall of the Dewar bottle 60 is vacuum-sealed after the object 70 to be cooled is attached. Cooled object 7
Reference numeral 0 denotes an infrared detecting element using, for example, a Schottky junction between silicon and platinum cobalt.

【0052】次に、このジュールトムソン型冷却装置の
動作を説明する。冷媒ガス導入管40の図中下方の端部
から高圧の冷媒ガスを供給する。冷媒ガスは、例えば窒
素、アルゴン、もしくは空気等である。冷媒ガスは、冷
媒ガス導入管40を通ってガス流路2に導入され、細孔
から膨張空間61内に噴出する。このとき、ジュールト
ムソン効果により寒冷を発生し、被冷却物70を冷却す
る。
Next, the operation of the Joule-Thomson type cooling device will be described. A high-pressure refrigerant gas is supplied from the lower end of the refrigerant gas introduction pipe 40 in the drawing. The refrigerant gas is, for example, nitrogen, argon, air, or the like. The refrigerant gas is introduced into the gas flow path 2 through the refrigerant gas introduction pipe 40, and is ejected from the fine holes into the expansion space 61. At this time, cold is generated by the Joule-Thomson effect, and the object to be cooled 70 is cooled.

【0053】膨張空間61内の低温の冷媒ガスは、円筒
部材43とデュア瓶60の内壁との間の空間を通って外
部に排出される。このとき、低温の冷媒ガスが冷媒ガス
導入管40を冷却する。冷媒ガス導入管40にはフィン
44が設けられているため、冷媒ガス導入管40の内部
を流れるガスと外部を流れるガスとの間で効率的に熱交
換を行うことができる。また、ひも45が冷媒ガスの流
れを妨げて乱流を生じさせるため、熱交換効率が向上す
る。冷媒ガス導入管40内を流れる冷媒ガスが、排出さ
れる冷媒ガスと熱交換して冷却されるため、冷却効率を
向上させることができる。
The low-temperature refrigerant gas in the expansion space 61 is discharged to the outside through the space between the cylindrical member 43 and the inner wall of the dewar 60. At this time, the low-temperature refrigerant gas cools the refrigerant gas introduction pipe 40. Since the fins 44 are provided in the refrigerant gas introduction pipe 40, heat can be efficiently exchanged between the gas flowing inside the refrigerant gas introduction pipe 40 and the gas flowing outside. Further, the string 45 obstructs the flow of the refrigerant gas to generate turbulence, so that the heat exchange efficiency is improved. Since the refrigerant gas flowing in the refrigerant gas introduction pipe 40 exchanges heat with the discharged refrigerant gas and is cooled, the cooling efficiency can be improved.

【0054】膨張空間61内の温度が低下すると、磁性
部材6A及び6Bの温度も低下する。磁性部材6A及び
6Bの温度がジスプロシウムのキュリー温度以下になる
と、可動片3がガス流路2のテーパ部内に深く挿入さ
れ、冷媒ガスの噴出量が減少するかまたは噴出が停止す
る。
When the temperature in the expansion space 61 decreases, the temperatures of the magnetic members 6A and 6B also decrease. When the temperature of the magnetic members 6A and 6B becomes equal to or lower than the Curie temperature of dysprosium, the movable piece 3 is inserted deeply into the tapered portion of the gas flow path 2, and the amount of refrigerant gas jetted decreases or jetting stops.

【0055】冷媒ガスの噴出量が減少するかまたは噴出
が停止すると膨張空間61内の温度が上昇する。磁性部
材6A及び6Bの温度がジスプロシウムのキュリー温度
以上になると、再び冷媒ガスの噴出量が増加するため、
膨張空間61内の温度が低下する。このようにして、膨
張空間61内の温度調節を行うとともに、冷媒ガスを節
約することができる。
When the ejection amount of the refrigerant gas decreases or the ejection stops, the temperature in the expansion space 61 increases. When the temperature of the magnetic members 6A and 6B becomes equal to or higher than the Curie temperature of dysprosium, the ejection amount of the refrigerant gas increases again.
The temperature in the expansion space 61 decreases. In this way, the temperature in the expansion space 61 can be adjusted, and the refrigerant gas can be saved.

【0056】また、ジスプロシウムからなる磁性部材6
A及び6Bを、円筒部材43の膨張空間61側の端部近
傍に接触させてもよい。この場合には、膨張空間61内
の冷却された冷媒ガスが円筒部材43とデュア瓶60の
内壁との間の空間を通って排出される時に、磁性部材6
A及び6Bを冷却する。
The magnetic member 6 made of dysprosium
A and 6B may be brought into contact with the vicinity of the end of the cylindrical member 43 on the expansion space 61 side. In this case, when the cooled refrigerant gas in the expansion space 61 is discharged through the space between the cylindrical member 43 and the inner wall of the Duer bottle 60, the magnetic member 6
Cool A and 6B.

【0057】なお、流量制御装置20として、図2また
は図3に示す流量制御装置を使用してもよい。図2に示
す流量制御装置を使用する場合には、磁性部材16A及
び16Bの一部表面を膨張空間61内に露出させるか、
または円筒部材43の膨張空間61側の端部近傍に接触
させることが好ましい。
As the flow control device 20, the flow control device shown in FIG. 2 or FIG. 3 may be used. When the flow control device shown in FIG. 2 is used, a part of the surfaces of the magnetic members 16A and 16B is exposed in the expansion space 61,
Alternatively, it is preferable to contact the vicinity of the end of the cylindrical member 43 on the expansion space 61 side.

【0058】上記実施例では、温度変化によって透磁率
を変化させる磁性材料としてジスプロシウムを使用する
場合を説明したが、その他の材料を使用してもよい。例
えば、キュリー温度が20Kのエルビウム(Er)、キ
ュリー温度が293Kのガドリウム(Gd)、キュリー
温度が219Kのテルビウム(Tb)、その他セレニウ
ム(Ce)、プラセオジウム(Pr)、ネオジウム(N
d)、プロメシウム(Pm)、サマリウム(Sm)、ユ
ーロピウム(Eu)、ホロミウム(Ho)、ツリウム
(Tm)等の原子番号58〜69の希土類元素、または
これらの合金を使用してもよい。または、キュリー温度
が77Kの酸化ユーロピウム(EuO)、キュリー温度
が18Kの硫化ユーロピウム(EuS)等の酸化物磁性
材料を使用してもよい。
In the above embodiment, the case where dysprosium is used as the magnetic material for changing the magnetic permeability according to the temperature change has been described, but other materials may be used. For example, erbium (Er) having a Curie temperature of 20K, gadolinium (Gd) having a Curie temperature of 293K, terbium (Tb) having a Curie temperature of 219K, other selenium (Ce), praseodymium (Pr), and neodymium (N
d), a rare earth element having an atomic number of 58 to 69, such as promesium (Pm), samarium (Sm), europium (Eu), holmium (Ho), and thulium (Tm), or an alloy thereof may be used. Alternatively, an oxide magnetic material such as europium oxide (EuO) having a Curie temperature of 77K and europium sulfide (EuS) having a Curie temperature of 18K may be used.

【0059】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
The present invention has been described in connection with the preferred embodiments.
The present invention is not limited to these. For example, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.

【0060】[0060]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
構造の簡単な温度制御型のアクチュエータが得られる。
このアクチュエータを利用して、構造の簡単な流量制御
装置、ジュールトムソン型冷却装置を作製することがで
きる。
As described above, according to the present invention,
A temperature-controlled actuator having a simple structure can be obtained.
Using this actuator, a flow control device having a simple structure and a Joule-Thomson cooling device can be manufactured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例による流量制御装置の断
面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a flow control device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例による流量制御装置の断
面図である。
FIG. 2 is a sectional view of a flow control device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施例による流量制御装置の断
面図である。
FIG. 3 is a sectional view of a flow control device according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1の実施例による流量制御装置を組
み込んだジュールトムソン型冷却装置の断面図である。
FIG. 4 is a sectional view of a Joule-Thomson type cooling device incorporating the flow control device according to the first embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 支持部材 2 ガス流路 2a 細孔 2b テーパ部 2c 円管部 3、13 可動片 4、6A、6B、16A、16B 磁性部材 5、14、15 永久磁石 7、17 コイルバネ 8 磁気回路 9A、9B、19A、19B 間隙 10 ストッパ 20 流量制御装置 31 貫通孔 32 ガス流路 33 回動軸 34 棒状部材 35 永久磁石 36A、36B 磁性部材 37 コイルバネ 38A、38B 鍔部 39A、39B 間隙 50、51 ストッパ 40 冷媒ガス導入管 43 円筒部材 44 フィン 45 ヒモ 60 デュワー瓶 61 膨張空間 62 内部空洞 63 赤外線透過部材 70 被冷却物 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Support member 2 Gas flow path 2a Micropore 2b Taper part 2c Circular tube part 3, 13 Movable piece 4, 6A, 6B, 16A, 16B Magnetic member 5, 14, 15 Permanent magnet 7, 17 Coil spring 8 Magnetic circuit 9A, 9B , 19A, 19B Gap 10 Stopper 20 Flow control device 31 Through hole 32 Gas flow path 33 Rotating shaft 34 Bar-shaped member 35 Permanent magnet 36A, 36B Magnetic member 37 Coil spring 38A, 38B Flange 39A, 39B Gap 50, 51 Stopper 40 Refrigerant Gas introduction tube 43 Cylindrical member 44 Fin 45 String 60 Dewar bottle 61 Expansion space 62 Internal cavity 63 Infrared transmitting member 70 Cooling object

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 物理的支持力を有する支持部材と、 前記支持部材に、可動範囲内で移動可能に取り付けられ
た可動部材と、 前記支持部材に対して相対的に固定された第1の磁性部
材と、 前記可動部材に対して相対的に固定され、前記第1の磁
性部材に間隙を挟んで対向し、該間隙の幅が前記可動部
材の移動に伴って変化する第2の磁性部材と、 前記第1の磁性部材と前記第2の磁性部材との間に、前
記間隙の厚さを変化させる方向に磁気力を発生する起磁
力発生手段とを有し、 前記第1及び第2の磁性部材のうち一方が、温度により
透磁率を変化させる磁性材料で形成されているアクチュ
エータ。
A support member having a physical support force; a movable member movably attached to the support member within a movable range; and a first magnetic member fixed relative to the support member. A second magnetic member fixed relative to the movable member and opposed to the first magnetic member with a gap interposed therebetween, wherein the width of the gap changes with the movement of the movable member; And a magnetomotive force generating means for generating a magnetic force in a direction that changes the thickness of the gap between the first magnetic member and the second magnetic member, wherein the first and second magnetic members are provided. An actuator in which one of the magnetic members is formed of a magnetic material whose magnetic permeability changes with temperature.
【請求項2】 前記可動部材と前記第2の磁性部材が一
体の部材で構成されている請求項1に記載のアクチュエ
ータ。
2. The actuator according to claim 1, wherein the movable member and the second magnetic member are formed as an integral member.
【請求項3】 前記第1及び第2の磁性部材のうち他方
が、前記起磁力発生手段を兼ねている請求項1または2
に記載のアクチュエータ。
3. The device according to claim 1, wherein the other of the first and second magnetic members also serves as the magnetomotive force generating means.
An actuator according to claim 1.
【請求項4】 前記起磁力発生手段が永久磁石である請
求項1〜3のいずれかに記載のアクチュエータ。
4. The actuator according to claim 1, wherein said magnetomotive force generating means is a permanent magnet.
【請求項5】 ガスが流入する流入端と流入したガスを
流出する流出端とを有するガス流路と、 可動範囲内で移動して前記ガス流路の流路抵抗を変動さ
せる可動片と、 前記可動片を弾性的に支持する弾性部材と、 前記ガス流路に対して相対的に固定された第1の磁性部
材と、 前記可動片に対して相対的に固定され、前記第1の磁性
部材に間隙を挟んで対向し、該間隙の厚さが前記可動片
の移動に伴って変化する第2の磁性部材と、 前記第1の磁性部材と前記第2の磁性部材との間に、前
記間隙の厚さを変化させる方向に磁気力を発生する起磁
力発生手段とを有し、 前記第1及び第2の磁性部材のうち一方の磁性部材が、
温度によって透磁率を変化させる磁性材料で形成されて
いる流量制御装置。
5. A gas flow path having an inflow end through which gas flows in and an outflow end through which gas flows out, a movable piece that moves within a movable range and varies the flow resistance of the gas flow path, An elastic member for elastically supporting the movable piece; a first magnetic member fixed relatively to the gas flow path; and a first magnetic member fixed relatively to the movable piece. A second magnetic member opposed to the member with a gap therebetween, and the thickness of the gap changes with the movement of the movable piece; and between the first magnetic member and the second magnetic member, A magnetomotive force generating means for generating a magnetic force in a direction to change the thickness of the gap, wherein one of the first and second magnetic members is
A flow control device made of a magnetic material whose magnetic permeability changes with temperature.
【請求項6】 前記一方の磁性部材が、キュリー温度以
上で常磁性、キュリー温度以下で強磁性を示す磁性体か
らなる請求項5に記載の流量制御装置。
6. The flow control device according to claim 5, wherein the one magnetic member is made of a magnetic material exhibiting paramagnetism above the Curie temperature and ferromagnetic below the Curie temperature.
【請求項7】 前記一方の磁性部材が前記第1の磁性部
材であり、 前記第2の磁性部材が強磁性材料で形成されている請求
項5または6に記載の流量制御装置。
7. The flow control device according to claim 5, wherein the one magnetic member is the first magnetic member, and the second magnetic member is formed of a ferromagnetic material.
【請求項8】 前記起磁力発生手段が、前記第1の磁性
部材に固定された永久磁石であり、前記第2の磁性部材
が他の永久磁石であり、該永久磁石と他の永久磁石が、
前記第1の磁性部材と前記第2の磁性部材との間に相互
に反発する向きに磁気力を発生するように配置されてい
る請求項5〜7のいずれかに記載の流量制御装置。
8. The magnetomotive force generating means is a permanent magnet fixed to the first magnetic member, the second magnetic member is another permanent magnet, and the permanent magnet and the other permanent magnet are ,
The flow rate control device according to any one of claims 5 to 7, wherein a magnetic force is generated between the first magnetic member and the second magnetic member so as to generate a magnetic force in a direction repelling each other.
【請求項9】 前記ガス流路がテーパ状の内周面を有す
るテーパ部を含み、 前記可動片の一部が、前記テーパ部内に挿入され、挿入
量を変化させることにより前記ガス流路の流路抵抗を変
化させる請求項5〜8のいずれかに記載の流量制御装
置。
9. The gas flow path includes a tapered portion having a tapered inner peripheral surface, and a part of the movable piece is inserted into the tapered part, and the insertion amount is changed to change the gas flow path. 9. The flow control device according to claim 5, wherein the flow passage resistance is changed.
【請求項10】 請求項5〜9のいずれかに記載の流量
制御装置と、 前記ガス流路の流出端から噴出するガスが膨張して寒冷
を発生する膨張空間と、 前記ガス流路の流入端から該ガス流路内にガスを供給す
る導入路と、 前記膨張空間内のガスを、前記導入路内のガスと熱交換
させながら前記膨張空間から排出する排出路とを有する
ジュールトムソン型冷却装置。
10. The flow control device according to claim 5, wherein a gas ejected from an outflow end of the gas flow path expands to generate cold, and an inflow of the gas flow path. A Joule-Thomson type cooling system having an introduction path for supplying gas from the end into the gas flow path, and a discharge path for discharging the gas in the expansion space from the expansion space while exchanging heat with the gas in the introduction path. apparatus.
【請求項11】 前記第3の磁性部材の一部表面が前記
膨張空間に接し、前記第3の磁性部材と前記膨張空間内
のガスとの間で直接熱交換を行う請求項10に記載のジ
ュールトムソン型冷却装置。
11. The third magnetic member according to claim 10, wherein a partial surface of the third magnetic member is in contact with the expansion space, and heat is directly exchanged between the third magnetic member and gas in the expansion space. Joule Thomson type cooling device.
【請求項12】 第3の磁性部材の一部表面が、前記排
出路の外周面に接し、前記第3の磁性部材と前記排出路
との間で直接熱交換を行う請求項10に記載のジュール
トムソン型冷却装置。
12. The method according to claim 10, wherein a partial surface of the third magnetic member is in contact with an outer peripheral surface of the discharge path, and heat is directly exchanged between the third magnetic member and the discharge path. Joule Thomson type cooling device.
【請求項13】 物理的支持力を有する支持部材と、 前記支持部材に、可動範囲内で移動可能に取り付けられ
た可動部材と、 前記支持部材に対して相対的に固定された第1の部材
と、 前記可動部材に対して相対的に固定され、前記第1の部
材に間隙を挟んで対向し、該間隙の幅が前記可動部材の
移動に伴って変化する第2の部材と、 前記第1の磁性部材と前記第2の磁性部材との間に、前
記間隙の厚さを変化させる方向に磁気力を発生する起磁
力発生手段とを有し、 前記第1及び第2の部材のうち一方が、超伝導材料で形
成されているアクチュエータ。
13. A support member having physical support force, a movable member movably attached to the support member within a movable range, and a first member fixed relative to the support member. A second member fixed relative to the movable member, opposed to the first member with a gap therebetween, and the width of the gap changes with the movement of the movable member; A magnetomotive force generating means for generating a magnetic force in a direction to change the thickness of the gap, between the first magnetic member and the second magnetic member; One is an actuator made of superconducting material.
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