JPH0332868Y2

JPH0332868Y2 -

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Publication number: JPH0332868Y2
Application number: JP585685U
Authority: JP
Priority date: 1985-01-18
Filing date: 1985-01-18
Publication date: 1991-07-11
Also published as: JPS61122472U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、形状記憶材料を用いたバルブ、さら
に詳しく言えば、形状記憶材料により成形された
板形状の板状体が、面接触により接合された半導
体熱交換器により冷却・加熱されることにより、
熱交換の効率がよく、小形でかつ簡単な構造の形
状記憶材料を用いたアクチユエータ部を有するバ
ルブに関する。

（従来の技術）元の形を覚えておいて、つぎの変形によつて、
別の形に維持され、必要なときに元の形に復元す
る現象を形状記憶効果といい、このような形状記
憶効果を示す材料を形状記憶材料という。このよ
うな形状記憶材料を用いたバルブが種々提案され
ている。

第３図は、従来の形状記憶材料を用いたバルブ
の一例を示した図である。

第３図において、６１，６２は第１および第２
の伸縮体、７０はＮ形半導体、７１はＰ形半導
体、８１は可動体、、８２は弁体である。

第１および第２の伸縮体６１，６２は、例えば
形状記憶材料からなるコイルばねが使用されてい
る。Ｎ形半導体７０とＰ形半導体７１に印加され
る直流電圧の極性を制御すると、ペルチエ効果に
より加熱・冷却する。Ｎ形半導体７０とＰ形半導
体７１の加熱・冷却により、第１および第２の伸
縮体６１，６２を伸縮し、それらの伸縮により、
可動体８１を介して弁体８２を開閉駆動する。

このような形状記憶材料を用いたバルブは、応
答性はあまりよくないが、電磁バルブのようなコ
イルがなくて済むので、構造が簡略化され、製造
コストが安いうえ、動作の信頼性が高く、また、
電圧変化によるノイズやバイブレーシヨンの発生
もなく非常に優れている。

（考案が解決しようとする問題点）しかしながら、従来の形状記憶材料を用いたバ
ルブは、前述のように形状記憶材料をばね状に成
形し、ペルチエ効果を呈する半導体熱交換部と単
に直列に配置されている構造のものが多かつた。
このため、変位量は大きいが、その反面、熱交換
面積が小さいので、速度が遅く効率が悪いうえ、
均一な温度制御ができなかつた。また、前述のよ
うな構造では、まだ装置全体が大きく、構造も複
雑である等の問題点が残されていた。

本考案の目的は、半導体熱交換器による熱交換
の効率がよく、小形でかつ構造が簡単な形状記憶
材料を用いたバルブを提供することにある。

（問題点を解決するための手段）前記目的を達成するために本考案による形状記
憶材料を用いたバルブは、本体の内部空間に対向
して設けられた第１または第２の弁座を、アクチ
ユエータ部に設けられた第１またはは第２の弁体
で開閉するバルブにおいて、前記アクチユエータ部は、予め第１の形状から
第２の形状に変形が与えられており、加熱するこ
とにより前記第１の形状に戻る板形状の形状記憶
材料からなる第１の板状体と、前記第１の板状体が加熱されていないときに、
その第１の板状体を前記第１の形状から前記第２
の形状に戻すように作用する第２の板状体と、前記第１および第２の板状体にそれぞれ面接触
により接合され、ペルチエ効果による冷却・発熱
作用をする半導体熱交換器とから構成されてい
る。

（実施例）以下、図面等を参照して、実施例につき、本考
案を詳細に説明する。

第１図は、本考案による形状記憶材料を用いた
バルブの実施例を示した図である。

このバルブは、板状体１，２および半導体熱交
換器３とからなる板状のアクチユエータ部を本体
４の内部空間に挿入して、ホルダ５で封緘支持し
たものである。

つぎに、この板状のアクチユエータ部について
説明する。

板状体１は、形状記憶材料により板形状に成形
されたものである。形状記憶材料としては、例え
ばチタン・ニツケル系の合金が用いられている。
この板状体１には、半導体熱交換器３を介して、
板状体２が一体に貼付けられている。この実施例
では、板状体２は弾性を有する材料が用いられて
いる。板状体１は、予め彎曲した形状が与えられ
ており、板状体２によりそれを真直な状態に変形
させられている。この板状体１は、形状記憶材料
であるから、熱を加えられると、元の彎曲した形
状に戻る性質がある。この変形を戻す温度は、一
定の範囲で自由に設定できるが、使用場所の雰囲
気の温度との関係で動作の確実性を担保するた
め、本実施例では約80℃に設定してある。

半導体熱交換器３は、ペルチエ効果により、板
状体１に対して、効率よく冷却・発熱作用をする
ためのものである。半導体熱交換器３はＮ形半導
体３０とＰ形半導体３１と導電板３２，３３，３
４と絶縁板３５およびリード線３６，３７とから
構成されている。

Ｎ形半導体３０には、導電板３２が接合されて
おり、Ｐ形半導体３１には、導電板３３が接合さ
れている。導電板３２，３３がそれぞれ接合され
たＮ形半導体３０，Ｐ形半導体３１は、厚さ方向
が絶縁板３５を介して接合されている。導電板３
２には、リード線３６が、導電板３３にはリード
線３７がそれぞれ接続されている。Ｎ形半導体３
０，Ｐ形半導体３１の反対側の面には、導電板３
４で電気的に接続されている。この半導体熱交換
器３には、導電板３４の側に板状体２が反対の面
に板状体１が一体に接合されている。

本体４には、内部空間に連通するインポート
IN，アウトポートOUT，エキゾーストポート
EXHが設けられている。インポートINの内部空
間への開口には、弁座４１が設けられており、エ
キゾーストポートEXHの内部空間への開口には、
弁座４２が設けられている。これらの弁座４１，
４２は内部空間で対向して設けられている。本体
４に挿入されたアクチユエータ部には、弁座４１
に対向して弁体１１が設けられ、弁座４２に対向
して弁体１２が設けられており、本実施例は通常
弁体１２が弁座４２を閉じる位置に支持されてい
る。

つぎに、第２図を参照して、本考案によるバル
ブの動作を説明する。

第２図は、半導体熱交換器の動作を説明するた
めの図である。

リード線３６をマイナス側、リード線３７をプ
ラス側に接続すると、Ｎ形半導体３０とＰ形半導
体３１の接合面側が発熱し、反対側が冷却される
（第２図ａ）。このときには、板状体１は冷却さ
れ、板状体２の弾性によりアクチユエータ部は真
直な状態を保つているので、弁体１２は弁座４２
を閉じている。したがつて、、インポートINから
供給された空気圧は、本体４の内部空間を通つ
て、アウトポートOUTに流れる。

いま、リード線３６をプラス側に、リード線３
７をマイナス側に切換えると、逆に、Ｎ形半導体
３０とＰ形半導体３１の接合側が冷却され、反対
側が発熱する（第２図ｂ）。このため、板状体１
は、元の彎曲した形状に戻り、第１図左側にたわ
むので、弁体１１が弁座４１を閉じるとともに、
弁体１２が弁座４２を開く。したがつて、インポ
ートINから供給される空気圧は遮断され、アウ
トポートOUTからの空気は、本体４の内部空間
を通つて、エキゾーストポートEXHに排気され
る。

（変形例）板状体２は、板状体１が加熱されていないとき
に、真直な状態に戻す作用をすればよいので、こ
れも形状記憶材料により成形することができる。
この場合には、板状体２は、板状体１と彎曲する
方向が逆になるように接合し、半導体交換器３で
冷却・加熱を交互に行うようにすればよい。この
ように構成すれば、板状体１を加熱して元の形状
に戻すときに、板状体２は、冷却されて軟らかい
ので、一般の弾性体よりも抵抗力（内部応力）が
小さくなり、大きな変位量と大きな力を発生する
ことができる。

また、板状体１，２と半導体熱交換器３を極薄
状の膜でコーテイングすることにより、錆，離脱
等のトラブルを未然に防止することができる。

なお、第１図に示した実施例では、常時開形の
構造のバルブを例にして説明したが、常時閉形あ
るいは分配形のバルブとしても使用できる。例え
ば、常時閉形のバルブにするには、エキゾースト
ポートとインポートを入れ換えればよく、分配形
のバルブにするには、アウトポートをインポート
にして、インポート，エキゾースポートをアウト
ポートにすればよい。

（考案の効果）以上詳しく説明したように、本考案によれば、
形状記憶材料の形状として板形状を採用し、もう
１つの弾性部材または形状記憶材料からなる板状
体とを半導体熱交換器を挟んで接合する構造であ
るの、２つの部材間の熱交換の効率が良く、バル
ブとして小形でかつ簡単な構造となるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案による形状記憶材料を用いた
バルブの実施例を示した断面図ある。第２図は、
半導体熱交換器の動作を説明するための図であ
る。第３図は、従来の形状記憶材料を用いたバル
ブの一例を示した図である。１，２……板状体、３……半導体熱交換器、３
０……Ｎ形半導体、３１……Ｐ形半導体、３２，
３３，３４……導電板３５……絶縁板、３６，３
７……リード線、４……本体、５……ホルダ、６
１，６２……伸縮体、７０……Ｎ形半導体、７１
……Ｐ形半導体、８１……可動体、８２……弁
体。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】 (1) 本体の内部空間に対向して設けられた第１ま
たは第２の弁座を、アクチユエータ部に設けら
れた第１または第２の弁体で開閉するバルブに
おいて、前記アクチユエータ部は、予め第１の形状か
ら第２の形状に変形が与えられており、加熱す
ることにより前記第１の形状に戻る板形状の形
状記憶材料からなる第１の板状体と、前記第１の板状体が加熱されていないとき
に、その第１の板状体を前記第１の形状から前
記第２の形状に戻すように作用する第２の板状
体と、前記第１および第２の板状体にそれぞれ面接
触により接合され、ペルチエ効果による冷却・
発熱作用をする半導体熱交換器とから構成した
ことを特徴とする形状記憶材料を用いたバル
ブ。 (2) 前記第２の板状体は、予め前記第１の板状体
と逆方向に変形が与えられている形状記憶材料
であり、前記半導体熱交換器で前記第１の板状
体と交互に冷却・発熱される実用新案登録請求
の範囲第１項記載の形状記憶材料を用いたバル
ブ。