JPS63246580A

JPS63246580A - 弁装置

Info

Publication number: JPS63246580A
Application number: JP7603487A
Authority: JP
Inventors: Masaru Honma; 大本間
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-03-31
Filing date: 1987-03-31
Publication date: 1988-10-13
Anticipated expiration: 2012-02-19
Also published as: JP2581915B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、形状記憶合金を駆動源として動作する弁に関
する。

〔従来の技術〕

従来、人力以外の駆動源により駆動される弁としては、
通常、電磁弁が使用されていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、電磁弁は、コイル、アーマチュアおよび
ステータを具備しなければならないという構造上、必然
的に大型化するとともに、重量が重くなるという問題点
があった。また、動作させるのに比較的に大きな電流お
よび高い電圧を必要とするという問題点もあった。

〔発明の目的〕

本発明は、前記従来の問題点を解決するためになされた
もので、従来の電磁弁に比較し、飛躍的に小型化および
軽量化が可能であり、しかも低電圧、低電流で動作させ
ることが可能な弁を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、弁口と、この弁口を開閉する弁体と、この弁
体が前記弁口を閉じる向き（または開く向き）に移動さ
れると、伸び変形を受けることとなる関係で前記弁体に
連係された線材状の形状記憶合金と、前記弁体を前記弁
口を閉じる向き（または開く向き）に付勢する付勢手段
とを有してなるものである。

〔作用〕

本発明においては、形状記憶合金が一定温度以上に加熱
されていないときは、前記付勢手段によって付勢される
ことにより形状記憶合金は伸び変形を受け、弁体は弁口
を閉じている（または開いている）。

しかし、一定温度以上に加熱されると、形状記憶合金は
形状記憶効果を発現し、記憶長さに戻ろうとする形状回
復力を発生し、付勢手段に抗して収縮し、弁体に弁口を
開かせる（または閉じさせる）。

また、形状記憶合金が加熱を停止され、冷却すると、形
状記憶合金は付勢手段によって付勢されることにより再
び伸び変形を受け、弁体は再び弁口を閉じる（または開
く）。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

第１図から４図までは本発明の一実施例を示す。

本実施例の弁は、流量または圧力をアナログ的に制御で
きる。

ケース１は電気絶縁材料からなり、大略筒状をなしてい
る。前記ケース１には、横断面円形の貫通孔２が長手方
向に設けられている。前記ケース１の一端部の外周面に
は、雄ネジ部１ａが設けられている。この雄ネジ部１ａ
には、金属等の導電材料からなるキャップ状の調整ネジ
材３の内周面に設けられた雌ネジ部３ａが螺合されてい
る。前記調整ネジ材３の中央部には、横断面円形の凸部
３ｂが設けられており、この凸部３ｂは貫通孔２の端部
に回転可能かつ軸方向に移動可能に嵌合されている。

前記ケース１の調整ネジ材３側の端部付近には、図示し
ない空気圧供給源に接続される弁入口４が設けられてお
り、この弁入口４は貫通孔２に連通されている。前記貫
通孔２のネジ材３と反対側の端部付近の壁面には、適当
数の溝５が設けられている。第２図はこれらの溝５設置
部の横断面を示す。

前記ケース１の溝５側の端部には、金属等の導電材料か
らなり、接点としての機能も果す先端部材６が接続され
ている。この先端部材６は、弁出口８と、この弁出口８
と貫通孔２との間に位置する弁ロアとを形成している。

前記弁出口８には図示しない負荷が接続される。

９は金属等の導電材料から構成され、接点としての機能
をも果す弁体であり、円柱状部９ａと、この円柱状部９
ａの先端側に設けられた円錐状部９ｂとを一体的に有し
てなる。そして、前記円柱状部９ａは、貫通孔２の溝５
設置部に軸方向に移動可能に嵌合されている。前記弁体
９の円錐状部９ｂは、弁体９が軸方向に移動することに
より弁ロアを開閉するようになっている。

前記弁体９の円柱状部９ａには、Ｔｉ−Ｎｉ合金からな
る線状（ワイヤ状）の形状記憶合金１０の一端部が取り
付けられており、この形状記憶合金１０の他端部は調整
ネジ材３の凸部３ｂに、取り付けられている。ただし、
形状記憶合金１０は調整ネジ材３に対して相対的に回転
可能な状態で取り付けられている。ここで、前記形状記
憶合金１０は第１図の状態より短い長さを記憶している
。

すなわち、第１図の状態においては、弁体９の円錐状部
９ｂが弁ロアに接触しているが、形状記憶合金１０が記
憶している長さく以下、記憶長さという）に戻ると、形
状記憶合金１０の長さは第１図の状態より短くなり、弁
体９は弁ロアから調整ネジ材３側に離ぎれることとなる
ようになっている。

前記調整ネジ材３と弁体９との間には、圧縮コイルバネ
１１が貫通孔２内において介装されており、このバネ１
１は弁体９を、弁ロアを閉じさせる方向に付勢している
。

１２は、制御命令信号Ｓ、を入力されて該信号を電力増
幅する増幅器であり、この増幅器１２の出力は調整ネジ
材３と先端部材６とに電気的に接続されている。第４図
は本実施例の電気的接続関係を示す回路構成図である。

次に、本実施例の作動を説明する。

増幅器１２の出力がなく、形状記憶合金１０が低温の状
態では、弁体９はバネ１１の力により円錐状部９ｂにお
いて弁ロアに当接し、弁ロアを閉じている。

しかしながら、弁体９が弁ロアを閉じている状態におい
て、増幅器１２の出力が一定以上になり、増幅器１２か
ら調整ネジ材３−形状記憶合金１０−弁体９−先端部材
６の経路（またはその逆の経路）で電流が流れることに
より、形状記憶合金１０に一定以上の電力が供給される
と、形状記憶合金１０はジュール熱により一定温度以上
に加熱される。

すると、形状記憶合金１０は形状記憶効果を発現し、記
憶長さに戻ろうとする形状回復力を発生し、バネ１１に
抗して収縮し、第３図のように弁体９に弁ロアを開かせ
る。また、このようにして弁体９が弁ロアから離れると
、形状記憶合金１０には電流が流れなくなるので、形状
記憶合金１０は冷却し、バネ１１の力により再び伸び変
形を受け、弁体９が再び弁ロアに接触し、該弁ロアを閉
じる。すると、また電流が形状記憶合金１０に流れ、該
形状記憶合金ｌＯが加熱されて収縮し、弁体９を弁ロア
から離間させて弁ロアを開く。

以下、同様の動作を繰り返すことにより、弁体９は弁ロ
アを繰り返し開閉する。

ここで、適当な範囲内においては、形状記憶合金１０に
与えられる電力が大きくなり、形状記憶合金１０が大き
く加熱されるほど、形状記憶合金１０の形状回復量が大
きくなり、形状記憶合金１０は大きく収縮する。したが
って、前述のように弁体９が弁ロアを繰り返し開閉して
いる状態においても、均してみると、形状記憶合金１０
に与えられる電力が大きいほど、弁ロアの開度および弁
ロアが開かれている時間が増大する。

このため、前記空気圧源の圧力および負荷側の圧力が一
定であるとすると、形状記憶合金１０に与えられる電圧
または電流と弁を流れる流量との関係は第５図のように
なり、一定範囲において電圧または電流が大きくなるほ
ど、流量が大きくなる（この第５図から分るように本実
施例の弁は電圧または電流と流量との関係の直線性が優
れている）。なお、増幅器１２の出力は制御命令信号Ｓ
１を増幅したものであるから、本実施例では、制御命令
信号Ｓｌによって流量または圧力を制御することができ
る。また、自動制御系中で二′の弁を用いれば、一層正
確な流量（または圧力）の制御を行うことができる。

なお、本実施例では、空気は弁入口４−貫通孔３２−溝
５−弁ロ７−弁出口８の経路で弁を通過することになる
。

次に、第６〜８図を用いて本実施例の弁の動作特性につ
いてさらに詳しく説明する。

第６図の曲線Ａは弁体９の変位（すなわち、形状記憶合
金１０の伸び変形量）と形状記憶合金１０が低温時に変
形されるときに示す抵抗力との関係、同図曲線Ｂは弁体
９の変位と加熱されたときの形状記憶合金１０の形状回
復力との関係、曲線Ｃは弁体９の変位とバネ１０の力と
の関係をそれぞれ示している。なお、第６図においては
、形状記憶合金１０が記憶長さにある位置を原点として
いる。

第７図の曲線Ｃは第６図の曲線の一部（この第７図はこ
の弁の動作範囲付近のみを取り出して拡大して示してい
る）、同図曲線りは弁体９の変位と該弁体９の前後の圧
力差（弁入口４と弁出口８との圧力差）により該弁体９
に作用する力との関係の例、同図曲線Ｅは弁体９の変位
とバネ１０の力（曲線Ｃの力）および前記圧力差による
力（曲線りの力）の合成力との関係をそれぞれ示してい
る。

ここにおいて、前記バネ１０の力と圧力差による力との
合成力（曲線Ｅの力）が弁を閉じさせる方向に作用する
力であり、この力はまた形状記憶合金１０に対するパイ
アスカとなっている。

また、形状記憶合金１０が低温のときには、前記形状記
憶合金１０の変形抵抗力（曲線Ａの力）力がそれと反対
方向に作用する。

また、形状記憶合金１０が高温のときは、前記形状記憶
合金１０の形状回復力（曲線Ｂ）が弁を開く方向に作用
する。

第８図は、この弁の動作範囲において前記曲線Ａ、Ｂお
よびＥを拡大して示したもので、形状記憶合金１０が低
温時には曲線ＥとＡとの差が弁体９に閉方向に作用し、
形状記憶合金１０が高温時には、曲線ＢとＥとの差の力
が弁体９に開方向に作用する。

これらの図から明らかなように、弁閉位置においてはバ
ネ１１の変形量が小さくなるため、バネ１１による力の
みでは弁を閉じる力が弱くなるが、この弁においては、
バネ１１の力のみならず弁体９の前後の圧力差による力
も弁を閉じる方向に作用し、しかもこの圧力差による力
は弁閉位置において最も大きくなるため、形状記憶合金
１０冷却時に弁を閉じる力を大きくすることができる。

また、形状記憶合金１０加熱時には、弁閉位置において
最も形状記憶合金１０の形状回復力が大きくなるので（
これは、弁閉位置において形状記憶合金１０の変形量が
最も大きくなっているからである）、上述のようにして
強い力で閉じられている弁を開くことができる。

なお、本実施例では、弁体９の変位と形状記憶合金１０
の伸び変形量、ひいては形状回復力との関係は、調整ネ
ジ３を回転することにより調整できる。

また、本実施例では、弁内を流れる空気により形状記憶
合金１０が冷却されるので、形状記憶合金１０に対する
通電が停止されたとき（弁体９と弁ロアとが離れたとき
）の形状記憶合金１０の冷却速度が速くなり、弁の応答
性が向上する。

また、弁入口４に供給される入力空気圧と形状記憶合金
１０に供給される電力が一定である場合において、弁出
口８に接続される負荷の圧力が高くなったすると、弁の
開度がそのままでは、空気の流量が減少してしまうが、
本実施例では、上述のように負荷の負圧が高くなると、
弁体９の前後に作用する圧力差が小さくなり、弁体９に
閉方向に作用する力が小さくなるので、弁体９が弁ロア
を開く度合が大きくなり、流量を一定にしようとするフ
ィードバックがかかることになる。

また、この弁においては、形状記憶合金を駆動源とする
ので低電圧、低電流（電圧１ｖ以下でも動作可能である
）で弁を駆動することができる。

なお、形状記憶合金１０は、交流でも、直流でも、パル
ス電流でも動作させることができ、パルス電流を用いる
場合はパルス幅変調等のパルス変調方式を用いて弁の動
作を制御することが可能である。

また、前記実施例では空気を弁の制御対象としているが
、本発明による弁は、空気のみならず他の気体や液体も
制御対象とすることができる。

第９図および１０図は本発明の他の実施例をボし、この
実施例はオン、オフ的に開閉を行うものである。

ケース２１は電気絶縁材料からなり、大略筒状をなして
いる。前記ケース２１には、横断面円形の貫通孔２２が
長手方向に設けられている。前記ケース２１の一端部の
外周面には、雄ネジ部２１ａが設けられている。この雄
ネジ部２１ａには、金属等の導電材料からなるキャップ
状の調整ネジ材２３の内周面に設けられた雌ネジ部２３
ａが螺合されている。・前記調整ネジ材２３の中央部に
は、横断面円形の凸部２３ｂが設けられており、この凸
部２３ｂは貫通孔２２の端部に回転可能かつ軸方向に移
動可能に嵌合されている。

前記ケース２１の調整ネジ材２３側の端部付近には、図
示しない空気圧供給源に接続される弁入口２４が設けら
れており、この弁入口２４は貫通孔２２に連通されてい
る。前記貫通孔２２のネジ材２３と反対側の端部付近の
壁面には、前記実施例の溝５と同様の溝２５が適当数設
けられている。

前記ケース２１の溝２５側の端部には、先端部材２６が
接続されている。この先端部材２６は、弁出口２８と、
この弁出口２８と貫通孔２２との間に位置する弁口２７
とを形成している。前記弁出口２８には図示しない負荷
が接続される。

２９は金属等の導電材料から構成され、接点としての機
能をも果す弁体であり、円柱状部２９ａと、この円柱状
部２９ａの先端側に設けられた先細部２９ｂとを一体的
に有してなる。そして、前記円柱状部２９ａは、貫通孔
２２の溝２５設置部に軸方向に移動可能に嵌合されてい
る。前記弁体２９の先細部２９ｂは、弁体２９が軸方向
に移動することにより弁口２７を開閉するようになって
いる。

前記弁体２９の円柱状部２９Ｈには、ＴＬ−Ｎｉ合金か
らなる線状の形状記憶合金３０の一端部が取り付けられ
ており、この形状記憶合金３０の他端部は調整ネジ材２
３の凸部２３ｂに取り付けられている。ただし、形状記
憶合金３０は調整ネジ材３３に対して相対的に回転可能
な状態で取り付けられている。ここで、前記形状記憶合
金３０は第９図の状態より短い長さを記憶している。す
なわち、第９図の状態においては、弁体２９の先細部２
９ｂが弁口２７に接触しているが、形状記憶合金３０が
記憶長さに戻ると、形状記憶合金３０の長さは第９図の
状態より短くなり、弁体２９は弁口２７から調整ネジ材
２３側に離されるようになっている。

前記調整ネジ材２３と弁体２９との間には、圧縮コイル
バネ３１が貫通孔２２内において介装されており、この
バネ３１は弁体２９を、弁口２７を閉じさせる方向に付
勢している。

なお、バネ３１と調整ネジ材２３との間には、電気絶縁
材料からなるワッシャ３９が介装されている。

前記先端部材２６内には、板バネからなる接点３２が取
り付けられている。この接点３２は、その弾性により、
弁体２９が弁口２７に接触している位置（第９図の位置
）から弁体２９が弁口２７を完全に開放するある位置ま
での間で弁体２９に接触するようになっており、弁体２
９が前記弁口２７を完全に開放する位置よりさらにに調
整ネジ材２３側に移動すると始めて該弁体２９と非接触
になるようになっている。前記調整ネジ材２３は電源３
４の一方の極に電気的に接続され、この電源３４の他方
の極はスイッチ３５を介して接点３２に電気的に接続さ
れている。なお、図では電源３４は直流電源として示し
ているが、本実施例においても、直流電源の代りに交流
電源やパルス電流源を用いることができる。

次に、本実施例の作動を説明する。

スイッチ３５が開かれ、形状記憶合金３０が冷却してい
る状態においては、形状記憶合金３０に電流が流れない
ので、弁体２９はバネ３１の力および弁体２９の前後の
圧力差により弁口２７に接触されており、該弁口２７を
閉じている。

しかし、この状態からスイッチ３５が閉じられると、電
源３４からスイッチ３５−接点３２−弁体２９−形状記
憶合金３０−調整ネジ材２３の経路で電流が流れるので
、形状記憶合金３０は加熱され、記憶長さに戻ろうとし
て、バネ３１および前記圧力差に抗して収縮するため、
第１０図のように弁体２９は弁口２７から離れて該弁口
２７を開く。そして、弁体２９が前記弁口２７を完全に
開放する位置からさらに調整ネジ材２３側に移動しよう
とすると、弁体２９が接点３２から離れ、形状記憶合金
３０に電流が流れなくなるので、形状記憶合金３０は冷
却し、バネ３１の力により再び伸び変形を受け、弁体２
９が再び接点３２に接触する。すると、また電流が形状
記憶合金３０に流れ、該形状記憶合金３０が加熱されて
収縮し、弁体２９を接点３２から離間させる。

以下、同様の動作が繰り返されることにより、弁体２９
が弁口２７を完全に開放している状態において、弁体２
９と接点３２は断続を繰り返す。

そして、再びスイッチ３５が開かれると、形状記憶合金
３０に対する通電が持続的に停止されて該形状記憶合金
３０が大きく冷却するので、形状記憶合金３０はバネ３
１の力および前記圧力差により大きく変形され、弁体２
９が弁口２７を閉じる。

したがって、先に述べたように、本実施例においては、
オン、オフ的に弁が開閉される。

なお、本実施例では、前述のように弁体２９が弁口２７
を完全に開放している状態においても、弁体２９と接点
３２とが断続を繰り返し、形状記憶合金３０に連続的に
通電がなされないようにするので、形状記憶合金３０の
過熱が防止される。

ただし、形状記憶合金３ｏに連続的に電流を流しても該
合金が過熱する虞がない場合は、弁体２９の位置に関わ
らず常に接点３２が弁体２９に接触し続けるようにして
もよい。

第１１図は本発明のさらに他の実施例を示す。

前記各実施例の場合は、弁を流れる流体が接点および通
電される形状記憶合金に触れるため、弁を流れる流体が
可燃性の場合には問題を生じる。しかし、この第１１図
の実施例は、可燃性の気体を扱う場合に好適なように防
爆型とされている。

ケース４１は電気絶縁材料からなり、大略筒状をなして
いる。前記ケース４１には、横断面円形の貫通孔４２が
長手方向に設けられている。前記ケース４１の一端部の
外肩部には、雄ネジ部４１ａが設けられている。この雄
ネジ部４１ａには、金属等の導電材料からなるキャップ
状の調整ネジ材４３の内周面に設けられた雌ネジ部４３
ａが螺合されている。前記貫通孔４２のネジ材４３と反
対側の端部付近は段階的に径を拡大されている。

前記ケース４１のネジ材４３と反対側の端部には、先端
部材４４が接続されている。この先端部材４４は、弁入
口４６、弁口４５および弁出口４７を形成している。

前記先端部材４４内に形成される空間と貫通孔４２とは
、ダイヤフラム４８により仕切られている。前記ダイヤ
フラム４８の中心部には、電気絶縁材料からなる弁体４
９が取り付けられており、この弁体４９の先端側は先端
部材４４内の空間に突出し、弁口４５を開閉するように
なっている。

また、前記弁体４９の後端側は貫通孔４２内に突出して
おり、ケース４１に固定された環状かつ板状の第一の接
点５１の中心部を貫通している。該弁体４９の後端部に
は、円柱状部５０ａとこの円柱状部５０ａの先端側に設
けられた皿状部５０ｂとを一体的に有する第二の接点５
０が固定されている。そして、前記円柱状部５０ａは貫
通孔４２に軸方向に移動可能に嵌合されている。また、
前記皿状部５０ｂは弾性に富んでおり、弁体４９が弁口
４５に接触している位置（第１１図の位置）から弁体４
９が弁口４５を完全に開放するある位置までの間で第一
の接点５１に接触するようになっており、弁体４９が前
記弁口４５を完全に開放する位置からさらに調整ネジ材
４３側に移動すると始めて第一の接点５１と非接触にな
るようになっている。

前記弁体４９の円柱状部４９ａには、Ｔｉ−Ｎｉ合金か
らなる線状の形状記憶合金５２の一端部が取り付けられ
ており、この形状記憶合金５２の他端部は調整ネジ材４
３に取り付けられている。

ただし、形状記憶合金５２は調整ネジ材４３に対して相
対的に回転可能な状態で取り付けられている。ここで、
前記形状記憶合金５２は第１１図の状態より短い長さを
記憶している。すなわち、第１１図の状態においては、
弁体４９の先細部４９ａが弁口４５に接触しているが、
形状記憶合金５２が記憶長さに戻ると、形状記憶合金５
２の長さは第１１図の状態より短くなり、弁体４９は弁
口４５から調整ネジ材４３側に離されるようになってい
る。

前記調整ネジ材４３と弁体４９との間には、圧縮コイル
バネ５３が貫通孔４２内において介装されており、この
バネ５３は弁体４９を、弁口４５を閉じさせる方向に付
勢している。なお、前記バネ５３と調整ネジ材４３との
間には、電気絶縁材料からなるワッシャ５９が介装され
ている。　　・前記第一の接点５１は電源５４の一方の
極に電気的に接続されており、この電源５４の他方の極
はスイッチ５５を介して調整ネジ材４３に電気的に接続
されている。なお、図では電源５４は直流電源として示
しているが、本実施例においても、直流電源の代りに交
流電源やパルス電流源を用いることができる。

次に、本実施例の作動を説明する。

スイッチ５５が開かれ、形状記憶合金５２が冷却してい
る状態においては、形状記憶合金５２に電流が流れない
ので、弁体４９はバネ５３の力および弁体４９の前後の
圧力差により弁口４５に接触されて、該弁口４５を閉じ
ている。

しかし、この状態からスイッチ５５が閉じられると、電
源５４から第一の接点５１−第二の接点５〇−弁体４９
−形状記憶合金５２−調整ネジ材４３−スイッチ５５の
経路で電流が流れるので、形状記憶合金５２は加熱され
、記憶長さに戻ろうとして、バネ５３および前記圧力差
に抗して収縮するため、弁体４９は弁口４５から離れて
該弁口４５を開く。そして、弁体４９が前記弁口４５を
完全に開放する位置からさらに調整ネジ材４３側に移動
しようとすると、第二の接点５０が第一の接点５１から
離れ、形状記憶合金５２に電流が流れなくなるので、形
状記憶合金５２は冷却し、バネ５３の力により再び伸び
変形を受け、第二の接点５０が再び第一の接点５１に接
触する。すると、また電流が形状記憶合金５２に流れ、
該形状記憶合金５２が加熱されて収縮し、第二の接点５
０を第一の接点５１から離間させる。

以下、同様の動作が繰り返されることにより、弁体４９
が弁口４５を完全に開放している状態において、第二の
接点５０と第一の接点５１が断続を繰り返す。

そして、再びスイッチ５５が開かれると、形状記憶合金
５２に対する通電が持続的に停止されて形状記憶合金５
２が大きく冷却するので、形状記憶合金５２はバネ５３
の力および前記圧力差により大きく変形され、弁体４９
が弁口４５を閉じる。

したがって、本実施例においては、オン、オフ的に弁が
開閉される。

なお、本実施例においても、弁体４９の位置に関わらず
常に第一の接点５１が第二の接点５０に接触し続けるう
にしてもよい。

さて、本実施例においては、接点５０．５１および形状
記憶合金５２は、弁入口４６から弁内に入り、弁口４５
を経て弁出口４７から弁外に流出する流体とダイヤフラ
ム４８により仕切られているので、防爆が図られる。

なお、本実施例においても、第二の接点５０に大きな弾
性をもたせず、弁体４９が弁口４５から離れると、第二
の接点５０が接点５１から離れるようにすれば、最初の
実施例の場合と同様にアナログ的な動作を行わせること
が可能である。

第１２図および１３図は、本発明のさらに別の実施例を
示し、この実施例は本発明をスプール弁に適用したもの
である。

ケース６１は電気絶縁材料からなり、大略筒状をなして
いる。前記ケース６１には、横断面円形の貫通孔６２が
長手方向に設けられている。前記ケース６１の一端部の
内周面には、雌ネジ部６１　・ａが設けられている。こ
の雌ネジ部６１ａには、金属等の導電材料からなる調整
ネジ材６３に設けられた雄ネジ部６３ａが螺合されてい
る。前記ケース６１には、調整ネジ材６３と反対側の端
部付近において、第一の給気口６４、第二の給気口６５
、第一の排気口６６、および第二の排気口６７が設けら
れており、第一〇給気ロ６４と第一の排気口６６および
第二の給気口６５と第二の排気口６７とはそれぞれケー
ス６１の長さ方向に関し同一位置において互いに対向さ
れている。前記ケー′　　ス６１の給気口６４，６５お
よび排気口６６．６７側の端部には、金属等の導電材料
からなる蓋材６８が結合されている。そして、この蓋材
６８内には貫通孔６２に連続する横断面円形の孔が形成
されている。

前記貫通孔６２には、金属等の導電材料からなるスプー
ル６９が軸゛線方向に移動可能に嵌合されている。なお
、本実施例においては、スプール６９が本発明における
弁体、第一の給気口６４、第二の給気口６５、第一の排
気口６６および第二の排気口６７が本発明における弁口
を構成する。

前記スプール６９の蓋材６８側の端面には、第一の接点
７０が固定されている。７２は第二の接点であり、この
第二の接点７２は該第二の接点７２と蓋材６８との間に
設けられた導電材料からなる圧縮コイルバネ７１により
、スプール６９が第一の吸気口６４および第一の排気口
６６を開き、第二の吸気口６５および第二の排気口６７
を閉じる位置（第１２図の位置）から第一の吸気口６４
および第一の排気口６６を閉じ、第二の吸気口６５およ
び第二の排気口６７を開く位置（第１３図の位置）まで
の間で第一の接点７０に接触するようになっており、ス
プール６９が第１３図の位置からさらに調整ネジ材６３
側に移動すると始めて第一の接点７０と非接触になるよ
うになっている。

前記スプール６９の調整ネジ材６３側の端部には、Ｔｉ
−Ｎｉ合金からなる線状の形状記憶合金″　７３の一端
部が取り付けられており、この形状記憶合金７３の他端
部は調整ネジ材６３に取り付けられている。ただし、形
状記憶合金７３は調整ネ部材６３に対して相対的に回転
可能な状態で取り付けられている。ここで、前記形状記
憶合金７３は第１２図の状態より短い長さを記憶してお
り、形状記憶合金７３が記憶長さに戻ると、スプール６
９は第１３図の位置よりさらに若干調整ネジ材６３側に
移動されることとなっている。

前記調整ネジ材６３とスプール６９との間には、圧縮コ
イルバネ７４が貫通孔６２内において介装されており、
このバネ７４はスプール６９を第１２図の位置に向かつ
て付勢している。なお、前記バネ７４と調整ネジ材６３
との間には、電気絶縁材料からなるワッシャ７９が介装
されている。

前記蓋材６８は電源７５の一方の極に電気的に接続され
ており、該電源７５の他方の極はスイッチ７６を介して
調整ネジ部材６３に電気的に接続されている。なお、図
では電源５４は直流電源として示しているが、本実施例
においても、直流電源の代りに交流電源やパルス電流源
を用いることができる。

次に、本実施例の作動を説明する。

本実施例においては、スイッチ７６が開かれているとき
は、形状記憶合金７３に電流が流れないため、形状記憶
合金７３はバネ７４の力により伸び変形を受け、スプー
ル２６は第１２図の位置に移動されており、該スプール
６９は第一〇給気ロ６４および第一の排気口６６を開き
、第二の給気口６５および第二の排気口６７を閉じてい
る。

しかしながら、スイッチ７６が閉じられると、電源７５
−蓋材６８−バネ７１−第二の接点７２−第一の接点７
０−スプール６９−形状記憶合金７３−、ｍ整ネ部材６
３−スイッチ７６−電源７５の経路で電流が流れ、形状
記憶合金７３が加熱されるので、形状記憶合金７３は記
憶長さに戻ろうとして収縮し、スプール６９を第１３図
の位置まで調整ネジ部材６３側に移動させる。これによ
り、今度はスプール６９は第一の給気口６４および第一
の排気口６６を閉じる一方、第二〇給気ロ６５および第
二の排気口６７を開く。

また、スプール６９がそれよりさらに調整ネジ部材６３
側に移動しようとすると、第一の接点７０と第二の接点
７２が離間する。したがって、以後、スイッチ７６が閉
じられている間、スプール６９が第一の給気口６４およ
び第一の排気口６６を閉じる一方、第二の給気口６５お
よび第二の排気口６７を開いている状態において、第一
の接点７０と第二の接点７２が断続を繰り返す（ただし
、本実施例においても、スプール６９の位置に関わら″
ず常に第一の接点７０と第二の接点７２が接触し続ける
ようにすることも可能である）。

そして、再びスイッチ７６が開かれると、形状記憶合金
７４に対する通電が持続的に停止されて形状記憶合金７
３が大きく冷却するので、形状記憶合金７３はバネ７４
の力により大きく変形され、スプール６９は第１２図の
位置に移動されて、第一〇給気ロ６４および第一の排気
口６６を開き、第二の給気口６５および第二の排気口６
７を閉じる。

なお、前記各実施例においては、電流により形状記憶合
金を加熱するようにしているが、本発明においては、電
気以外の手段により形状記憶合金を加熱してもよい。ま
た、所定以上の温度の流体が弁に浸入したとき、該流体
により形状記憶合金が加熱されて、形状記憶合金が動作
するような構成とすることもできる。

また、前記各実施例においては、弁体および形状記憶合
金をバネにより付勢しているが、バネ以外の手段により
形状記憶合金を付勢してもよい。

〔発明の効果〕

以上のように本発明による弁は、線状の形状記憶合金を
駆動源とするので、従来の電磁弁に比較し、飛躍的に小
型化および軽量化が可能であり、しかも低電圧、低電流
で動作させることが可能であるという優れた効果を得ら
れるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による弁の一実施例を閉状態において示
す断面図、第２図は第１図の■−■線における断面図、
第３図は開状態における該実施例の弁体付近を示す断面
図、第４図は該実施例の電気的接続関係を示す回路構成
図、第５図は該実施例における、形状記憶合金に与えら
れる電圧（または電流）と流量との関係を示す特性図、
第６図は該実施例における弁体の変位と形状記憶合金の
低温時の変形抵抗力、形状記憶合金の高温時の形状回復
力およびバネの力との関係を示す特性図、第７図は該実
施例における弁体の変位とバネの力、弁体の前後の圧力
差により弁体に作用する力、バネの力および前記圧力差
による力を合成した力との関係を示す特性図、第８図は
弁体の変位と形状記憶合金の低温時の変形抵抗力、形状
記憶合金の高温時の形状回復力、およびバネの力および
前記圧力差による力を合成した力との関係を示す特性図
、第９図は本発明の他の実施例を閉状態において示す断
面図、第１０図は開状態における該施例の弁体付近を示
す断面図、第１１図は本発明のさらに他の実施例を示す
断面図、第１２図は本発明のさらに別の実施例を示す断
面図、第１３図はスプールの位置が切り換えられた状態
における該実施例を示す断面図である。７・・・弁口、９・・・弁体、１０・・・形状記憶合金
、１１・・・バネ、２７・・・弁口、２９・・・弁体、
３０・・・形状記憶合金、３１・・・バネ、４５・・・
弁口、４９・・・弁体、５２・・・形状記憶合金、５３
・・・バネ、６４・・・第一の給気口、６５・・・第二
の給気口、６６・・・第一の排気口、６７・・・第二の
排気口、６９・・・スプール、７３・・・形状記憶合金
、７４・・・バネ。

Claims

【特許請求の範囲】

弁口と、この弁口を開閉する弁体と、この弁体が前記弁
口を閉じる向き（または開く向き）に移動されると、伸
び変形を受けることとなる関係で前記弁体に連係された
線材状の形状記憶合金と、前記弁体を前記弁口を閉じる
向き（または開く向き）に付勢する付勢手段とを有して
なる弁。