JPS6288890A - 開閉弁 - Google Patents
開閉弁Info
- Publication number
- JPS6288890A JPS6288890A JP22686085A JP22686085A JPS6288890A JP S6288890 A JPS6288890 A JP S6288890A JP 22686085 A JP22686085 A JP 22686085A JP 22686085 A JP22686085 A JP 22686085A JP S6288890 A JPS6288890 A JP S6288890A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- memory alloy
- shape memory
- shape
- magnet
- ferromagnetic material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Temperature-Responsive Valves (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、形状記憶合金板の表面に強磁性材料を被覆し
た形状記憶合金素子と該素子を変形させるための磁石と
から構成された、〈シ返し使用が可能な開閉弁に関する
。
た形状記憶合金素子と該素子を変形させるための磁石と
から構成された、〈シ返し使用が可能な開閉弁に関する
。
形状記憶合金は形状記憶処理後変形させ、さらに加熱す
ると記憶した形状に戻るという特異な性質を示すことか
ら、各種アクチーエータやスイッチなどに利用されてい
る。形状記憶合金は組成、加工、熱処理条件を変えるこ
とで、一方向・二方向全方位の動作を示すが、製造の容
易性、特性の安定性などの観点から一般的には一方向性
の合金が多く用いられている。
ると記憶した形状に戻るという特異な性質を示すことか
ら、各種アクチーエータやスイッチなどに利用されてい
る。形状記憶合金は組成、加工、熱処理条件を変えるこ
とで、一方向・二方向全方位の動作を示すが、製造の容
易性、特性の安定性などの観点から一般的には一方向性
の合金が多く用いられている。
一方向性の形状記憶合金をアクチーエータやスイッチと
して、くり返し動作きせるためには、加熱して形状回復
させた後冷却し、外力によって変形、・次いで再び加熱
して形状回復させる必要がある。この変形のための外力
は通常バイアスバネによって与えられる。
して、くり返し動作きせるためには、加熱して形状回復
させた後冷却し、外力によって変形、・次いで再び加熱
して形状回復させる必要がある。この変形のための外力
は通常バイアスバネによって与えられる。
Ｉ↓
ところで、形状記憶合金ｉ芒４ｗ、動部を必要とせず、
加熱するだけで動作することから、装置のコンパクト化
・軽量化には非常に有利である。しかし、装置のコンパ
クトが進むと変形のために必要なバイアスバネの占める
空間が相対的に増加し、装置の小形化がバイアスバネで
制約されることになる。さらに、形状記憶合金の形状が
板や薄膜になった場合には、従来のバイアスバネによる
変形方法では、変形時に板や薄膜がよじれたシ、あるい
は不均一な変形を生じ、バイアスバネに代る質形方法が
必要となっている。
加熱するだけで動作することから、装置のコンパクト化
・軽量化には非常に有利である。しかし、装置のコンパ
クトが進むと変形のために必要なバイアスバネの占める
空間が相対的に増加し、装置の小形化がバイアスバネで
制約されることになる。さらに、形状記憶合金の形状が
板や薄膜になった場合には、従来のバイアスバネによる
変形方法では、変形時に板や薄膜がよじれたシ、あるい
は不均一な変形を生じ、バイアスバネに代る質形方法が
必要となっている。
一方、冷暖房装置や排気装置などの普及とともに、その
配管系統は狭いスペースにも行き渡る様になるとともに
、分岐も多くなるなど複雑になって来ている。また、冷
暖房装置の発達とともに、気流の温度調整４１厳密にな
ってきた。例えば暖房装置の場合、作動初期には冷えた
空気が流れるが部屋温度の調整の点からは冷風は除去し
、所定の温度に上昇した時点で外部に気流を流すことが
要求される。
配管系統は狭いスペースにも行き渡る様になるとともに
、分岐も多くなるなど複雑になって来ている。また、冷
暖房装置の発達とともに、気流の温度調整４１厳密にな
ってきた。例えば暖房装置の場合、作動初期には冷えた
空気が流れるが部屋温度の調整の点からは冷風は除去し
、所定の温度に上昇した時点で外部に気流を流すことが
要求される。
このためには、温度センナによって感知した温度を電気
信号として取り出し、モータを制御して開閉弁を開閉さ
せることにより達成される。しかし、この方法では開閉
弁全体の占める空間が広く前述したようなコンパクト化
には不向きであるばかりでなく、装置全体が複雑になる
という欠点がある。この点、形状記憶合金製のコイルバ
ネを駆動源とした場合には、温度上昇のみで作動するこ
とから、装置のモータを使用するより複雑化はなくなる
。しかし、変形のために必要なバイアスバネの占める空
間の減少はなく、コンパクト化には問題を残している。
信号として取り出し、モータを制御して開閉弁を開閉さ
せることにより達成される。しかし、この方法では開閉
弁全体の占める空間が広く前述したようなコンパクト化
には不向きであるばかりでなく、装置全体が複雑になる
という欠点がある。この点、形状記憶合金製のコイルバ
ネを駆動源とした場合には、温度上昇のみで作動するこ
とから、装置のモータを使用するより複雑化はなくなる
。しかし、変形のために必要なバイアスバネの占める空
間の減少はなく、コンパクト化には問題を残している。
本発明は上述したような欠点を改良したもので、うす巻
き状に形状記憶した形状記憶合金の板あるいは薄膜の表
面の一部もしくは全面に、強磁性材料を被覆した形状記
憶合金素子と、該素子に対向して配置された素子を変形
するための磁石とから構成された、＜シ返し動作が可能
な開閉弁を提供することを目的とする。
き状に形状記憶した形状記憶合金の板あるいは薄膜の表
面の一部もしくは全面に、強磁性材料を被覆した形状記
憶合金素子と、該素子に対向して配置された素子を変形
するための磁石とから構成された、＜シ返し動作が可能
な開閉弁を提供することを目的とする。
第１図により、本発明の詳細な説明する。
加熱するとうす巻状に形状回復するように、形状記憶し
た形状記憶合金板１の表面のうち磁石２と対向する面の
全面に磁性材料３を複機した形状記憶合金素子４におい
て、形状記憶合金１が加熱されないときけ、強磁性材料
３は磁石２の引力によシ引きつけられ密着している。形
状記憶合金１が形状回復温度以上に加熱されると、形状
記憶合金１はうずまき状の形に形状回復する。このとき
形状回復力が磁石２と強磁性材料３の引力に打ち勝ち、
形状記憶合金素子４は磁石２から離れ、うす巻き状の形
となる。
た形状記憶合金板１の表面のうち磁石２と対向する面の
全面に磁性材料３を複機した形状記憶合金素子４におい
て、形状記憶合金１が加熱されないときけ、強磁性材料
３は磁石２の引力によシ引きつけられ密着している。形
状記憶合金１が形状回復温度以上に加熱されると、形状
記憶合金１はうずまき状の形に形状回復する。このとき
形状回復力が磁石２と強磁性材料３の引力に打ち勝ち、
形状記憶合金素子４は磁石２から離れ、うす巻き状の形
となる。
温度が下がり、形状記憶合金１の温度がマルテンサイト
開始温度より低くなると、形状記憶合金１０材力は低く
なるため、磁石２と強磁性材料３の引力によシ形状記憶
合金素子４は再び磁石２と密着する。
開始温度より低くなると、形状記憶合金１０材力は低く
なるため、磁石２と強磁性材料３の引力によシ形状記憶
合金素子４は再び磁石２と密着する。
こむで記憶形状をうす巻き状としたのは、形状回ケした
ときにスペースを要しないことと、形状回復時に磁石と
強磁性材料を容易に離れ易くするためである。また、強
磁性材料は形状記憶合金の表面全面に被覆する必要は必
ずしもなく、少なくとも磁石と密着する部分に被覆して
あればよい。
ときにスペースを要しないことと、形状回復時に磁石と
強磁性材料を容易に離れ易くするためである。また、強
磁性材料は形状記憶合金の表面全面に被覆する必要は必
ずしもなく、少なくとも磁石と密着する部分に被覆して
あればよい。
さらに、磁石との密着部で磁石と強磁性材料が全面で密
着する必要はなく、その密着面積は磁石と強磁性材料の
引力の大きさにより決められる。即ち、引力が大きけれ
ば形状回復に要する刀は犬きくなり、従つて形状記憶合
金板の厚さは増大し、コスト上昇をまねくばかりでなく
、回復後の変形力を大きくする。このため用いる磁石の
特性・形状などによシ、強磁性材料の被覆面積を調整す
ることがよい。
着する必要はなく、その密着面積は磁石と強磁性材料の
引力の大きさにより決められる。即ち、引力が大きけれ
ば形状回復に要する刀は犬きくなり、従つて形状記憶合
金板の厚さは増大し、コスト上昇をまねくばかりでなく
、回復後の変形力を大きくする。このため用いる磁石の
特性・形状などによシ、強磁性材料の被覆面積を調整す
ることがよい。
また、形状回復時に磁石からの強磁性材料の離脱を容易
にするため、第２図に示すように形状記憶合金素子５の
先端を磁石６と密着させないようにしたり、あるいけ磁
石６の角に曲率を持たせるか、角を面取りするとよい。
にするため、第２図に示すように形状記憶合金素子５の
先端を磁石６と密着させないようにしたり、あるいけ磁
石６の角に曲率を持たせるか、角を面取りするとよい。
本発明の開閉弁を流体の通気調整用に用いる場合には、
第３図に示すように磁石７の中央に流体が通る穴をあけ
た構造にすればよい。
第３図に示すように磁石７の中央に流体が通る穴をあけ
た構造にすればよい。
本発明に用いる形状記憶合金は、板や薄膜に加工・製造
できればいずれの合金でもよいが、合金の特性の安定性
・回復率の大きさからはＮｉＴｉ系合金やＯｕ系の合金
がよい。また板や薄膜の厚さが厚すぎると、変形のため
の磁石の引力が大きいことが必要となるため、望ましく
はＱ、 ３ 龍以下、さらに変形のし易さを考えるとＱ
、 ｌ １１１１以下とすることが望ましい。
できればいずれの合金でもよいが、合金の特性の安定性
・回復率の大きさからはＮｉＴｉ系合金やＯｕ系の合金
がよい。また板や薄膜の厚さが厚すぎると、変形のため
の磁石の引力が大きいことが必要となるため、望ましく
はＱ、 ３ 龍以下、さらに変形のし易さを考えるとＱ
、 ｌ １１１１以下とすることが望ましい。
強磁性材料は、磁石に付くものならばいずれの材料でも
よいが、被覆の容易性を考えるとＢ’ｅ、 Ｃｏ。
よいが、被覆の容易性を考えるとＢ’ｅ、 Ｃｏ。
Ｎｉおよびその合金とすることがよい。また被偵の方法
は、形状記憶合金に被接ができればいずれの方法でもよ
いが、製造性を考えるとメッキ、蒸着。
は、形状記憶合金に被接ができればいずれの方法でもよ
いが、製造性を考えるとメッキ、蒸着。
スパッタ、０ＶＩ）、溶免ろう付け、溶接、イオンイン
ブランチ−シーンなどがよい。さらに、形状記憶合金と
強磁性材料の密着性を向上させるため、被覆径真空中あ
るいは不活性ガス中で接合加熱処理を施すとよい。接合
の点からは、処理は４００℃以上で行なうとよいが、さ
らにくり返し使用頻度が高い開閉弁として用いるときは
６００℃以上で加熱処理しておくことが望ましい。
ブランチ−シーンなどがよい。さらに、形状記憶合金と
強磁性材料の密着性を向上させるため、被覆径真空中あ
るいは不活性ガス中で接合加熱処理を施すとよい。接合
の点からは、処理は４００℃以上で行なうとよいが、さ
らにくり返し使用頻度が高い開閉弁として用いるときは
６００℃以上で加熱処理しておくことが望ましい。
また、被ａ層の厚さが厚くなると、形状記憶合５り
金の形状回復および変形を阻害することから、Ｗμｍ以
下とすることがよいが、薄すぎると磁石に引き付けられ
にくくなるため望ましくは３μｍ以上にするとよい。
下とすることがよいが、薄すぎると磁石に引き付けられ
にくくなるため望ましくは３μｍ以上にするとよい。
本発明によれば、温度センサやモータを必要とせず、か
つコンパクト化した開閉弁が可能となる。
つコンパクト化した開閉弁が可能となる。
厚さ０．１ ｍｍ 、幅２０ｍｍ、長さ１００１１１の
ＮｉＴｉ形状記憶合金板の片表面に電気メッキにより厚
さ８μｍのＮｉを被覆した。その後ＩＱ Ｔｏｒｒ以
下、８００℃で１時間の接合処理を施し冷却した後、さ
らに１０′Ｔｏｒｒ以下、４５０℃でうず巻状に形状記
憶させた。
ＮｉＴｉ形状記憶合金板の片表面に電気メッキにより厚
さ８μｍのＮｉを被覆した。その後ＩＱ Ｔｏｒｒ以
下、８００℃で１時間の接合処理を施し冷却した後、さ
らに１０′Ｔｏｒｒ以下、４５０℃でうず巻状に形状記
憶させた。
この形状記憶合金素子を平らにし、該素子の一端を板状
の磁石に固定した後、温度約６０ω熱風を吹きつけたと
ころ、該素子は形状回復した。熱風を切ったところ、該
素子は磁石板に沿って引きつけられ、最終的には完全に
磁石と密着した。再び熱風を吹きつけたところ、該素子
はうす巻き状に形状回復した。
の磁石に固定した後、温度約６０ω熱風を吹きつけたと
ころ、該素子は形状回復した。熱風を切ったところ、該
素子は磁石板に沿って引きつけられ、最終的には完全に
磁石と密着した。再び熱風を吹きつけたところ、該素子
はうす巻き状に形状回復した。
以上説明したように、本開閉弁は簡単な処理によシコン
パクト化・簡略化ができ、工業上すこぶる有用である。
パクト化・簡略化ができ、工業上すこぶる有用である。
Claims (1)
- 加熱によりうず巻き状に形状回復するように記憶させた
形状記憶合金の表面に強磁性材料を被覆した形状記憶合
金素子と、該素子に対向して配置された磁石とから構成
されたことを特徴とする開閉弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22686085A JPS6288890A (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 開閉弁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22686085A JPS6288890A (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 開閉弁 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6288890A true JPS6288890A (ja) | 1987-04-23 |
Family
ID=16851702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22686085A Pending JPS6288890A (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 開閉弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6288890A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0794267A2 (en) * | 1996-03-08 | 1997-09-10 | Applied Materials, Inc. | A restrictor shield for a wafer processing apparatus |
| EP1629131A2 (en) * | 2003-02-27 | 2006-03-01 | University of Washington | Design of ferromagnetic shape memory alloy composites and actuators incorporating such materials |
| US7280016B2 (en) | 2003-02-27 | 2007-10-09 | University Of Washington | Design of membrane actuator based on ferromagnetic shape memory alloy composite for synthetic jet actuator |
| US7648589B2 (en) | 2004-09-08 | 2010-01-19 | University Of Washington | Energy absorbent material |
| US7688168B2 (en) | 2003-02-27 | 2010-03-30 | University Of Washington | Actuators based on ferromagnetic shape memory alloy composites |
| US8072302B2 (en) | 2003-02-27 | 2011-12-06 | University Of Washington Through Its Center For Commercialization | Inchworm actuator based on shape memory alloy composite diaphragm |
| US8586176B2 (en) | 2007-11-02 | 2013-11-19 | University Of Washington | Shape memory alloy fibers and shape memory polymer fibers and films and their composites for reversible shape changes |
-
1985
- 1985-10-14 JP JP22686085A patent/JPS6288890A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0794267A2 (en) * | 1996-03-08 | 1997-09-10 | Applied Materials, Inc. | A restrictor shield for a wafer processing apparatus |
| EP0794267A3 (en) * | 1996-03-08 | 2000-10-04 | Applied Materials, Inc. | A restrictor shield for a wafer processing apparatus |
| EP1629131A2 (en) * | 2003-02-27 | 2006-03-01 | University of Washington | Design of ferromagnetic shape memory alloy composites and actuators incorporating such materials |
| US7104056B2 (en) * | 2003-02-27 | 2006-09-12 | University Of Washington | Design of ferromagnetic shape memory alloy composites and actuators incorporating such materials |
| EP1629131A4 (en) * | 2003-02-27 | 2007-02-14 | Univ Washington | DESIGN OF FERROMAGNETIC FORM MEMORY ALLOY COMPOUNDS AND SUCH MATERIALS CONTAINING SUCH MATERIALS |
| US7280016B2 (en) | 2003-02-27 | 2007-10-09 | University Of Washington | Design of membrane actuator based on ferromagnetic shape memory alloy composite for synthetic jet actuator |
| US7667560B2 (en) | 2003-02-27 | 2010-02-23 | University Of Washington | Membrane actuator based on ferromagnetic shape memory alloy composite for synthetic jet actuator |
| US7688168B2 (en) | 2003-02-27 | 2010-03-30 | University Of Washington | Actuators based on ferromagnetic shape memory alloy composites |
| US7810326B2 (en) | 2003-02-27 | 2010-10-12 | University Of Washington Through Its Center For Commercialization | Torque actuator incorporating shape memory alloy composites |
| US8072302B2 (en) | 2003-02-27 | 2011-12-06 | University Of Washington Through Its Center For Commercialization | Inchworm actuator based on shape memory alloy composite diaphragm |
| US7648589B2 (en) | 2004-09-08 | 2010-01-19 | University Of Washington | Energy absorbent material |
| US8586176B2 (en) | 2007-11-02 | 2013-11-19 | University Of Washington | Shape memory alloy fibers and shape memory polymer fibers and films and their composites for reversible shape changes |
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