(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体流路配管の一部に形状記憶合金チューブ及び開閉弁本体を配置し、該開閉弁本体が、弁室と、一端を前記流体流路配管に固定し、他端を前記チューブの伸縮方向と同じ方向に前記弁室内を移動し、前記流体流路配管内を流体の流動を制御するよう配置した弁体とで構成され、前記チューブ内に前記流体を流し、該流体の温度が前記チューブに記憶させた形状回復温度に達すると、前記チューブの形状が回復し、前記開閉弁本体の弁体が前記チューブの形状回復力の伝達により移動して、前記流体流路配管内を開放もしくは遮蔽することを特徴とした開閉弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、形状記憶合金を用いた開閉弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術において、流体温度を検知し、流体の温度変化をもとに流体の流入を制御する開閉弁には、流体温度の検知と流体制御弁の駆動を異なる部品で行う方法と、同一部品で行う方法がある。
【０００３】
流体温度の検知と流体制御弁の駆動を異なる部品で行う方法として、流体温度の検知を温度センサで行い、センサに発生した電気信号を弁の駆動系に伝達し、モーター等の駆動装置を作動させて弁の開閉を行う方法がある。
【０００４】
又、流体温度の検知と流体制御弁の駆動を同一部品で行う方法としては、流体の温度変化を流体の流動部分に備えた形状記憶合金ばねの形状回復温度により検知し、該ばねの形状回復により弁の開閉を行う方法等がある。
【０００５】
ところで、形状記憶合金（ＴｉＮｉ合金等）は、マルテンサイト変態の逆変態に付随して顕著な形状記憶効果を示すことが良く知られている。又、形状記憶合金の組成を変えることにより、形状回復温度を変えることができる。例えば、Ｔｉ５０Ｎｉ５０合金では、形状回復温度が１２０℃、Ｔｉ４９Ｎｉ５１合金では、−４０℃である。
【０００６】
従来、この種の流体温度の感知と流体制御弁の駆動を同一部品で行う開閉弁の場合、流体の流動部分に形状記憶合金ばね等の比較的複雑な構造の流体制御部品を有するために、流体から流体制御部品に加わる外力が大きく、流体の流速を大きくできないこと、又、流体により流体制御部品の可動部に加わる外力のために弁の動作に支障をきたし、そのため装置の信頼性が低下すること等の欠点があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の欠点を除いて、流体から受ける外力が小さく、構造が簡単な、信頼性の高い開閉弁を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、流体流路配管の一部に形状記憶合金チューブ及び開閉弁本体を配置し、該開閉弁本体が、弁室と、一端を前記流体流路配管に固定し、他端を前記チューブの伸縮方向と同じ方向に前記弁室内を移動し、前記流体流路配管内を流体の流動を制御するよう配置した弁体とで構成され、前記チューブ内に前記流体を流し、該流体の温度が前記チューブに記憶させた形状回復温度に達すると、前記チューブの形状が回復し、前記開閉弁本体の弁体が前記チューブの形状回復力の伝達により移動して、前記流体流路配管内を開放もしくは遮蔽することを特徴とした開閉弁である。
【０００９】
【作用】
本発明の開閉弁は、流体流路配管の一部に形状記憶合金チューブを配置し、前記流体流路配管に可動部と弁体とが一体の開閉弁本体を設けたもので、形状記憶合金チューブ内に流体を流し、流体の温度が該チューブに記憶させた形状回復温度に達すると、該チューブの形状が回復し、流体流路配管の一部に設けられた開閉弁本体の弁体が該チューブの形状回復力の伝達により移動して、弁口を開放もしくは遮蔽するため、流体と接触する弁駆動系の構造が単純であり、弁の可動部が流体から受ける外力が小さい。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００１１】
本発明の開閉弁は、図１（ａ）に示すように構成されている。即ち、形状記憶合金チューブ１は両端を略Ｌ字形のポリエチレンチューブ４，６に接続され、開閉弁本体２には、流体の流れ方向と直角方向に弁体３が入っていて、弁体３はポリエチレンチューブ４に固定され、ポリエチレンチューブ４は固定具５により、矢印９の左右方向にのみ移動するように押えられている。又、図１（ｂ）に示すように、開閉弁本体２内においては、弁体３は矢印１１の方向［図１（ａ）では矢印９と同方向］に正逆移動できるように設けられ、かつポリエチレンチューブ６の内周と合致した開孔１２を有する板状である。又、弁体３に設けられた開孔１２の中心軸はポリエチレンチューブ６の中心軸と一致している。開閉弁内の弁口８の開放、遮断は、図１（ｂ）に示すように、形状記憶合金の形状回復により弁体３が矢印１１方向へ移動することで行われる。
【００１２】
又、形状記憶合金チューブ１は、高周波真空溶解法によって得られたＴｉＮｉ合金に熱間、冷間加工が施されて得られたもので、内径１．２ｍｍ、外径１．６ｍｍのチューブであり、形状回復温度が８０℃である。
【００１３】
又、チューブの内部に流す流体には水を使用した。
【００１４】
本発明の開閉弁が動作する際には、水温が８０℃より低い時は、図１（ａ）に示すように、形状記憶合金チューブ１は直線状の形状を保った状態にある。この時、図１（ｂ）に示すように、弁体３は開閉弁本体２の弁室１３に流水が洩れないように密着し、又、ポリエチレンチューブ６の内周と開孔１２が合致しているので、水が形状記憶合金チューブ１内とポリエチレンチューブ４，６内を流動する。
【００１５】
これに対して、水温が８０℃以上になると、図２（ａ）に示すように、形状記憶合金チューブ１は形状回復して湾曲する。その結果、ポリエチレンチューブ４と弁体３が矢印１０の左側方向に移動する。この時、図２（ｂ）に示すように、開閉弁本体２内では、弁体３の弁口閉部１４は、左側に移動し、ポリエチレンチューブ６の弁口８をふさぐので、水流は遮断される。
【００１６】
なお、前記形状記憶合金チューブ１を、図２（ａ）の湾曲した形状から図１（ａ）の直線形状に回復するように形状記憶させると、形状記憶合金チューブ１の温度が形状回復温度以上に上昇した場合に、直線状に形状回復して、弁体３が移動して、流体が流動可能になるという方法も得られる。
【００１７】
又、形状記憶合金チューブ１に、図３に示すように、スパイラル形状の形状記憶合金チューブ７を用いることにより、形状回復による移動量を増加させる方法も得られる。
【００１８】
【発明の効果】
以上述べたごとく、本発明によれば、流体を流すチューブ自体に形状記憶合金を用いたことにより、流体と接触する弁駆動系の構造が単純となり、弁の可動部が流体から受ける外力が小さいという利点を持った開閉弁の提供が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す説明図。図１（ａ）は本発明の実施例を示す側面図。図１（ｂ）は開閉弁本体の断面斜視図。
【図２】本発明における形状記憶合金の形状回復した時の実施例を示す説明図。図２（ａ）は本発明の実施例を示す側面図。図２（ｂ）は開閉弁本体の断面斜視図。
【図３】スパイラル形状の形状記憶合金チューブの斜視図。
【符号の説明】
１ 形状記憶合金チューブ
２ 開閉弁本体
３ 弁体
４，６ ポリエチレンチューブ
５ 固定具
７ スパイラル形状の形状記憶合金チューブ
８ 弁口
９，１０，１１ 矢印
１２ 開孔
１３ 弁室
１４ 弁口閉部
【図１】
0003580850.tif 000002
【図２】
0003580850.tif 000003
【図３】
0003580850.tif 000004