(57)【要約】【課題】形状記憶合金ワイヤに通電して開弁または閉弁する際の応答速度を向上させることができる形状記憶合金バルブ装置を提供する。【解決手段】温度測定手段１０２が測定した形状記憶合金ワイヤ７の温度が予め設定した予熱設定温度より低い場合、予熱手段１０４は電源回路４０から形状記憶合金ワイヤ７に通電して予熱設定温度まで加熱する。弁作動制御手段１０１は、入力された開弁信号または閉弁信号に応じて形状記憶合金ワイヤ７に通電し、形状記憶合金ワイヤ７を収縮させ、弁の開閉を制御する。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁部材と、該弁部材を開閉動作させる形状記憶合金ワイヤと、を備え、
該形状記憶合金ワイヤに通電して該形状記憶合金ワイヤを加熱・収縮させ、該弁部材を開閉動作させる形状記憶合金バルブ装置において、
該形状記憶合金ワイヤの温度を測定する温度測定手段と、
該温度測定手段が測定した該形状記憶合金ワイヤの温度が予め設定した予熱設定温度より低い場合、電源回路から該形状記憶合金ワイヤに通電して該予熱設定温度まで加熱する予熱手段と、
入力された開弁信号または閉弁信号に応じて該形状記憶合金ワイヤへの通電を
制御し、該形状記憶合金ワイヤの温度を使用環境温度より高く加熱して、該形状記憶合金ワイヤを収縮させ、該弁部材の開閉作動を制御する弁作動制御手段と、
を備えたことを特徴とする形状記憶合金バルブ装置。
【請求項２】
前記温度測定手段は、前記形状記憶合金ワイヤへの通電に伴い、一定時間毎に該形状記憶合金ワイヤの電圧を検出し、該電圧から抵抗値を算出し、該抵抗値から該形状記憶合金ワイヤの温度を算出する温度算出手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の形状記憶合金バルブ装置。
【請求項３】
前記温度測定手段として温度センサが前記形状記憶合金ワイヤの近傍に配設され、該温度センサの検出信号に基づき、該形状記憶合金ワイヤの予熱時の温度が測定されることを特徴とする請求項１記載の形状記憶合金バルブ装置。
【請求項４】
前記電源回路に定電流源が設けられ、前記弁作動制御手段は、該定電流源から供給される電流を所定の周波数でスイッチングしてパルス化し、該パルスのデューティ比を変えて、前記形状記憶合金ワイヤの電流値を制御することを特徴とする請求項１記載の形状記憶合金バルブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、形状記憶合金ワイヤにより開閉動作するバルブ装置に関し、特に開閉動作の応答速度を向上させることができる形状記憶合金バルブ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種検査装置や分析装置において使用される小型のバルブ装置として、形状記憶合金ワイヤを設け、バルブの開閉作動時、形状記憶合金ワイヤに通電することにより、ワイヤを加熱収縮させ、形状記憶合金ワイヤの収縮力により弁体を移動させてバルブを開閉する形状記憶合金バルブ装置が、下記特許文献１などにおいて、知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４０９１０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の形状記憶合金バルブ装置は、駆動コイル式のプランジャを使用する通常のバルブ装置に比して、駆動コイルがないため、バルブ装置を極めて小型化することができる。つまり、通常のバルブ装置は、弁体の移動力が駆動コイルの発生する磁気吸引力によるため、駆動コイルの線径や巻数及び電流値をある程度大きくする必要があり、バルブ装置の小型化が困難であった。
【０００５】
これに対し、形状記憶合金ワイヤの加熱収縮力により弁体を開閉動作させる形状記憶合金バルブ装置は、駆動コイルに代えて細い線状の形状記憶合金ワイヤを掛け渡すのみで、弁体を開閉動作させることができ、バルブ装置の小型化が大幅に可能となった。
【０００６】
しかし、形状記憶合金バルブ装置のバルブ開閉駆動は、通電時の形状記憶合金ワイヤの加熱収縮によって行われ、ワイヤの通電時の温度上昇は、形状記憶合金の抵抗によるジュール熱の発熱量と合金の熱伝導性に依存し、さらにバルブ装置の起動時には、環境温度まで低下した形状記憶合金ワイヤ自体の温度に大きく影響される。
【０００７】
このため、形状記憶合金バルブ装置の電源回路の起動時、バルブ装置を使用する部屋などの室内温度が低く、形状記憶合金ワイヤ自体の温度が低い場合、開弁信号または閉弁信号が入力されたとき、形状記憶合金ワイヤに通電が開始されるものの、ワイヤ温度が収縮温度に達してバルブを開閉動作させるまでに時間がかかり、バルブ装置の開閉動作の応答速度が低く、さらに低温環境では形状記憶合金ワイヤの温度を作動温度まで上げることができず、バルブ動作が不可能になるという課題があった。
【０００８】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、形状記憶合金ワイヤに通電して開弁または閉弁する際の応答速度を向上させることができる形状記憶合金バルブ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る形状記憶合金バルブ装置は、
弁部材と、該弁部材を開閉動作させる形状記憶合金ワイヤと、を備え、
該形状記憶合金ワイヤに通電して該形状記憶合金ワイヤを加熱・収縮させ、該弁部材を開閉動作させる形状記憶合金バルブ装置において、
該形状記憶合金ワイヤの温度を測定する温度測定手段と、
該温度測定手段が測定した該形状記憶合金ワイヤの温度が予め設定した予熱設定温度より低い場合、電源回路から該形状記憶合金ワイヤに通電して該予熱設定温度まで加熱する予熱手段と、
入力された開弁信号または閉弁信号に応じて該形状記憶合金ワイヤへの通電を
制御し、該形状記憶合金ワイヤの温度を使用環境温度より高く加熱して、該形状記憶合金ワイヤを収縮させ、該弁部材の開閉作動を制御する弁作動制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
【００１０】
なお、上記弁部材は、形状記憶合金ワイヤの収縮によりダイヤフラム弁などの弁体を動かして、弁体を弁座に対し接離させて、バルブを開閉する構造に加え、例えばチューブ内に流体の通路を設けたチューブに対し、弁部材を押し付けてチューブを潰しバルブを閉鎖する構造の弁部材をも含む概念である。
【００１１】
形状記憶合金バルブ装置に使用される形状記憶合金ワイヤは、通電により、環境温度より高い弁作動温度に加熱されて収縮し、開弁または閉弁動作を行うところ、例えば使用環境温度が室温の場合、弁作動温度は室温よりかなり高く、電源回路の起動時には、通常、形状記憶合金ワイヤの温度が室温まで低下しているため、室温が低い場合、弁作動温度に達するまで時間がかかり、バルブ装置の応答速度は低い。
【００１２】
この発明によれば、電源回路の起動時、温度測定手段が測定した形状記憶合金ワイヤの温度が、予め設定した予熱温度より低い場合、予熱手段が形状記憶合金ワイヤに通電して予熱温度まで加熱する。このため、電源回路をオンした状態であれば、予熱手段は、形状記憶合金ワイヤを予熱し、弁作動制御手段は、予熱状態で開弁信号または閉弁信号を入力し、形状記憶合金ワイヤに通電して弁作動温度まで加熱するため、バルブ装置の応答速度は大幅に向上し、バルブ装置は始動当初から高い応答速度で開閉動作することができる。
【００１３】
ここで、上記温度測定手段は、該形状記憶合金ワイヤへの通電時、一定時間毎に、該形状記憶合金ワイヤの電圧を検出し、該電圧から抵抗値を算出し、該抵抗値から該形状記憶合金ワイヤの温度を算出する温度算出手段を備えて構成することができる。
【００１４】
また、上記温度測定手段として温度センサを、上記形状記憶合金ワイヤの近傍に配設し、温度センサの検出信号に基づき、形状記憶合金ワイヤの予熱時の温度を測定することもできる。
【００１５】
また、上記電源回路には、定電流源が設けられ、上記弁作動制御手段は、該定電流源から供給される電流を所定の周波数でスイッチングしてパルス化し、該パルスのデューティ比（パルス幅）を変えて、形状記憶合金ワイヤの電流値を制御するように構成することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の形状記憶合金バルブ装置によれば、形状記憶合金ワイヤを予熱した状態で、形状記憶合金ワイヤを通電収縮させて、開弁または閉弁するので、弁作動時の応答速度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態の形状記憶合金バルブ装置の正面図である。
【図２】同形状記憶合金バルブ装置の平面図である。
【図３】同形状記憶合金バルブ装置の右側面図である。
【図４】同形状記憶合金バルブ装置の左側面図である。
【図５】同形状記憶合金バルブ装置の斜視図である。
【図６】同形状記憶合金バルブ装置の右側から見た斜視図である。
【図７】形状記憶合金バルブ装置の部分断面図である。
【図８】通電作動時の形状記憶合金バルブ装置の部分断面図である。
【図９】制御回路の構成ブロック図である。
【図１０】形状記憶合金ワイヤの温度と伸縮量の関係を示すグラフである。
【図１１】形状記憶合金バルブ装置の概略的な制御処理を示すフローチャートである。
【図１２】予熱制御時の電圧波形と温度変化を示す説明図である。
【図１３】第２実施形態の形状記憶合金バルブ装置の断面図である。
【図１４】第３実施形態の形状記憶合金バルブ装置の断面図である。
【図１５】通電作動時の同形状記憶合金バルブ装置の断面図である。
【図１６】他の実施形態の制御回路の構成ブロック図である。
【図１７】予熱制御用のデータテーブルを示す説明図である。
【図１８】第４実施形態の形状記憶合金バルブ装置の断面図である。
【図１９】同実施形態の作動時の形状記憶合金バルブ装置の断面図である。
【図２０】第５実施形態の形状記憶合金バルブ装置の断面図である。
【図２１】同実施形態の作動時の形状記憶合金バルブ装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図１２は第１実施形態の形状記憶合金バルブ装置を示している。この形状記憶合金バルブ装置は、細胞培養装置、血液検査装置、各種分析装置などに使用される小型のバルブ装置であり、概略的には、図７、図８に示すように、内部に収納室１０を設けた本体ケース１と、収納室１０内に摺動可能に配設されたプランジャ３と、プランジャ３の端部に接続された弁部材となるダイヤフラム弁６と、本体ケース１の基部に嵌着されるベース部２と、本体ケース１の開口した上面を閉じるカバー９と、プランジャ３を収納室内で摺動させる形状記憶合金ワイヤ７とを備えて構成される。
【００１９】
さらに、形状記憶合金バルブ装置には、プランジャ３に装着されてプランジャ３を閉弁方向に付勢するバネ部材４と、プランジャ３の先端に接続されたダイヤフラム弁６の反プランジャ側に設けられた弁室２２と、弁室２２内に設けられ、ダイヤフラム弁６が着座する弁座部２３と、弁室２２内と連通可能に設けられた第１ポート２０及び第２ポート２１とが設けられる。後述のように、弁部材として、ダイヤフラム弁６は一例であり、例えば方向切換式弁装置、ベローズ式弁装置、スプール式弁装置、スライド式弁装置、ゲート式弁装置、ピンチバルブ装置などのように、バルブ装置の形式に応じて各種の弁部材が使用可能である。
【００２０】
本体ケース１内に設けた収納室１０には、図７，８に示す如く、プランジャ３を軸方向に摺動可能に保持する部位、バネ部材４を保持する部位が設けられ、プランジャ３は、収納室１０内の定位置に、所定ストロークだけ摺動可能に保持される。また、本体ケース１内には、カバー９の嵌着ピンを嵌合する嵌合穴が設けられ、本体ケース１の基部には、ベース部２を嵌着されるための嵌合穴及び矩形状の嵌合凸部１１が突設される。
【００２１】
さらに、本体ケース１のベース部２側の側壁部には、図７に示すように、ダイヤフラム弁６に対応した開口１３が形成され、この開口１３には、外側からダイヤフラム弁６の周縁部が嵌着される。一方、ダイヤフラム弁６の中央部左寄りには、上記プランジャ３の先端の弁接続部３０が嵌着固定される。また、図７に示すように、ベース部２には、本体ケース側の嵌合凸部１１に対応して矩形の嵌合穴２４が形成され、嵌合凸部１１が嵌合穴２４に嵌入されて本体ケース１の基部定位置にベース部２が嵌着される。
【００２２】
弁室２２は、図８に示すように、ベース部２内に外側を開口して設けられ、本体ケース１の基部側の側壁部にベース部２が嵌着されることにより、本体ケース１側に取り付けたダイヤフラム弁６が弁室２２の外側を覆って取着される。図７，８に示すように、ベース部２内に形成される弁室２２の反ダイヤフラム側には、第１ポート２０が連通して設けられ、第１ポート２０に連通する箇所の周縁部に、弁座部２３が形成される。これにより、閉弁時、ダイヤフラム弁６がプランジャ３の摺動により弁座部２３に着座して、第１ポート２０が閉鎖される。
【００２３】
さらにベース部２には、図７に示すように、第２ポート２１が弁室２２に連通して設けられ、第１ポート２０と第２ポート２１の外側に、眼鏡型のシール材２６が嵌着され、そこに図示しない流体供給用及び流体入力用のポートが接続される。なお、シール材２６には２個のドーナッツ型Ｏリングを用いることもできる。また、ベース部２の両端部には、この形状記憶合金バルブ装置を、検査装置や分析装置などに固定するための、固定孔２５が穿設される。
【００２４】
図７に示すように、プランジャ３の中間部先端寄りの側部に、ワイヤ掛け部３１が設けられ、ワイヤ掛け部３１には、形状記憶合金ワイヤ７が略Ｕ字状に掛けられる。ワイヤ掛け部３１は、金属のローラ状または円柱状に形成され、プランジャ３の側部に突設された軸部に嵌め込まれ保持される。プランジャ３の反弁接続部側は、小径部３２として形成され、その小径部３２にコイルばね状のバネ部材４が外嵌して装着される。このバネ部材４は、図７に示すように、通常状態で、プランジャ３を閉弁側（ダイヤフラム弁６を弁座部２３に押し付ける側）に付勢するように、本体ケース１との間に取り付けられる。
【００２５】
これにより、この実施形態の形状記憶合金バルブ装置は、ノーマルクローズ型のバルブ装置として構成され、通常時（非付勢時）、図７に示すように、閉弁する。一方、形状記憶合金バルブ装置は、ノーマルオープン型のバルブ装置として構成することもできる。その場合、通常時（非付勢時）、プランジャを開弁側（ダイヤフラム弁を弁座部から離す側）にバネ部材で付勢し、弁作動時には、形状記憶合金ワイヤの収縮によりプランジャを動かし、ダイヤフラム弁を弁座部に着座させて閉弁する構造とすればよい。
【００２６】
中間部がワイヤ掛け部３１に掛けられる形状記憶合金ワイヤ７は、その両端部が、ターミナル部材５に接続され、保持される。１対のターミナル部材５は、図７に示すように、本体ケース１内に設けた保持室内に嵌入して固定される。ターミナル部材５には、導電性金属からなるコネクタ端子５ａが取り付けられ、形状記憶合金ワイヤ７の両端部が各々コネクタ端子５ａに電気的に接続される。取り付けられた状態のターミナル部材５のコネクタ端子５ａは、本体ケース１から反ベース側に突出して設けられる。これにより、バルブ装置の使用時、図示しないメス型コネクタを、コネクタ端子５ａに、容易に接続することができ、小型のバルブ装置を、検査装置や分析装置などに簡単に取り付け、接続して使用することができる。なお、コネクタ端子５ａを使用せずに、形状記憶合金ワイヤ７に接続されたリード線を、本体ケース１から引き出すようにしてもよい。
【００２７】
上記構成の形状記憶合金バルブ装置は、図９に示す制御駆動回路により、駆動制御され、開弁、閉弁動作を行う。図９に示すように、バルブ装置の制御駆動回路は、例えばシングルチップコンピュータなどのマイクロコンピュータ４１を主要部に構成され、定電流源４４から形状記憶合金ワイヤ７に対し、デューティ比またはパルス幅を制御されたパルス電流を供給するように接続される。
【００２８】
上記の弁作動制御手段１０１、温度測定手段１０２、温度算出手段１０３、予熱手段１０４は、マイクロコンピュータ４１のソフトウエアにより実行される処理を主体に構成される。マイクロコンピュータ４１には、図９に示すような温度測定処理と形状記憶合金ワイヤへの電流制御を実行するソフトウエアが予め記憶される。
【００２９】
弁作動制御手段１０１は、入力された開弁信号または閉弁信号に応じて形状記憶合金ワイヤ７に通電し、温度測定手段１０２が測定した形状記憶合金ワイヤ７の温度が予め設定した弁作動温度に達したとき、形状記憶合金ワイヤ７への通電を停止し、温度が弁作動温度より低い弁保持温度まで低下したとき、形状記憶合金ワイヤ７への通電を再開し、形状記憶合金ワイヤ７の温度を弁保持温度に保持するように制御する。また、弁作動制御手段１０１は、閉弁信号がマイクロコンピュータ４１に入力されたとき、形状記憶合金ワイヤ７への通電を停止し、且つ形状記憶合金ワイヤの電圧から算出した温度に基づき、形状記憶合金ワイヤ７の通電を制御して、弁の開閉を制御する。
【００３０】
予熱手段１０４は、形状記憶合金ワイヤ７の温度が予め設定した予熱設定温度より低下したとき、電源回路４０から形状記憶合金ワイヤ７への通電を再開して予熱設定温度まで加熱するように構成される。
【００３１】
また、温度測定手段１０２は、形状記憶合金ワイヤ７への通電時、形状記憶合金ワイヤ７の両端電圧を検出し、その電圧から抵抗値を算出し、抵抗値から形状記憶合金ワイヤ７の温度を算出する温度算出手段１０３を備える。温度測定手段１０２は、形状記憶合金ワイヤ７の両端電圧を検出し、その電圧検出信号を増幅器４３で増幅して、マイクロコンピュータ４１に入力する。マイクロコンピュータ４１から構成される温度算出手段１０３は、入力された電圧信号から形状記憶合金ワイヤ７の抵抗値を算出し、抵抗値から形状記憶合金ワイヤ７の温度を算出する。
【００３２】
電源回路４０は、マイクロコンピュータ４１やスイッチング回路４２などへの電源供給を行うとともに、図９に示すように、ターミナル部材５を通して形状記憶合金ワイヤ７に定電流を供給する定電流源４４を有して構成される。
【００３３】
図９に示すように、定電流源４４は、スイッチング回路４２の動作により、パルス電流を形状記憶合金ワイヤ７に供給するように接続される。スイッチング回路４２は、マイクロコンピュータ４１から出力される制御信号に基づき、スイッチング制御され、形状記憶合金ワイヤ７に通電するパルス電流のデューティ比（パルス幅）を制御し、形状記憶合金ワイヤ７に供給する電流値のＰＷＭ制御が、弁の開閉作動時及びワイヤの予熱作動時において、実施される。
【００３４】
予熱時、ＰＷＭ制御のパルス電流を供給したとき、パルス電圧波形は、図１２に示すように、パルスの立ち上がりタイミングｔ１、ｔ２、ｔ３・・・で立ち上がり、パルスは、周期ｔ０で発生する。最初のパルス電流供給時、パルス電圧は高電圧からワイヤの温度上昇による抵抗値の低下に伴い徐々に下がる。図１２に示す如く、各周期ｔ０の立ち上がりタイミングｔ１、ｔ２、ｔ３・・・から微少時間ｔｓｓ後に、温度（電圧）測定タイミングＳｔが設定される。予め設定される予熱設定温度（電圧）Ｔｓは、図１２における電圧レベルＴｓで設定され、温度（電圧）測定タイミングＳｔ時の電圧が、予熱設定温度（電圧）Ｔｓより低い場合、形状記憶合金ワイヤ７の電圧が予熱設定温度（電圧）Ｔｓに達するまで通電し、その電圧レベルＴｓに達した時点で、形状記憶合金ワイヤ７への通電をオフするように、形状記憶合金ワイヤ７への電流のＰＷＭ制御を実施し、ワイヤの予熱を行う。
【００３５】
なお、この実施形態では、形状記憶合金ワイヤ７の電流値を制御する方法としてＰＷＭ制御（パルス幅制御）を行なっているが、そのほか、定電流源に接続される電流調整回路を用いて、形状記憶合金ワイヤ７の電流値を制御することもできる。
【００３６】
次に、形状記憶合金バルブ装置の予熱制御とバルブの開閉動作を、図１１の概略的なフローチャートと図１２の電圧波形・温度変化図を参照して説明する。バルブ装置の電源回路４０がオンされると、マイクロコンピュータ４１とスイッチング回路４２の動作により、パルス電流が形状記憶合金ワイヤ７に供給され、図１２に示すようなパルス電圧波形がワイヤの両端に発生し、ワイヤの温度が上昇し、形状記憶合金ワイヤ７の予熱が開始される。
【００３７】
予熱時、形状記憶合金ワイヤ７の温度ｔｓに応じて電流値のＰＷＭ制御（パルス幅制御）が実施され、形状記憶合金ワイヤ７の両端に発生するパルス電圧は、図１２に示すように、ワイヤの温度ｔｓが予め設定した予熱設定温度Ｔｓより低い場合、予熱設定温度Ｔｓ（例えば５４℃）までパルス幅を増して（通電期間を増して）ワイヤの温度ｔｓを上げるように動作する。つまり、概略的に示す図１１のステップ２００，２１０のように、ステップ２００とステップ２１０が繰り返され、形状記憶合金ワイヤ７の予熱制御が行なわれる。
【００３８】
予熱時、図１２に示す如く、パルス電流のパルス周期はｔ０（例えば数十ｍ秒）に設定され、各周期のパルス電圧（電流）が時間ｔ１、ｔ２、ｔ３・・・で立ち上がる。最初のパルス電流供給時、パルス電圧は高電圧からワイヤの温度上昇による抵抗値の低下に伴い徐々に下がる。温度測定タイミングＳｔは、各パルスの立ち上がり時間ｔ１、ｔ２、ｔ３・・・から所定の微少時間ｔｓｓ（例えば数ｍ秒）後に設定され、各パルス周期の温度測定タイミングＳｔで、形状記憶合金ワイヤ７の電圧検出信号がマイクロコンピュータ４１に取り込まれ、各パルス周期の電圧信号からワイヤの温度ｔｓが算出される。
【００３９】
マイクロコンピュータ４１は微少時間で、繰り返し継続して温度ｔｓを算出しており、算出した形状記憶合金ワイヤ７の温度ｔｓが、予め設定した予熱設定温度Ｔｓより低い場合、図１２に示すように、形状記憶合金ワイヤ７への通電が継続され、ワイヤの温度ｔｓが予熱設定温度Ｔｓに達したとき、そのパルス周期の通電がオフする。一方、ワイヤの温度ｔｓが予熱設定温度Ｔｓより高い場合、即時に通電をオフする。このような動作により、図１２に示す如く、形状記憶合金ワイヤ７への電流のパルス幅が制御され、電流値が制御されて、ワイヤの温度ｔｓが、予め設定した予熱設定温度Ｔｓに維持される。
【００４０】
図１０のグラフは、形状記憶合金ワイヤ７の予熱領域及び開閉弁動作時における、ワイヤの変位量（伸縮量）と温度との関係を示している。この図１０から分るように、形状記憶合金バルブ装置は、ヒステリシスを伴って弁の開閉動作を行いながら、閉弁状態でワイヤの予熱制御を行う。このときの予熱設定温度Ｔｓは、例えば４０℃に設定され、形状記憶合金ワイヤ７が、弁の開閉動作を行った後、ヒステリシスを伴い予熱設定温度Ｔｓに戻る温度に設定される。
【００４１】
上述の如く、予熱時、形状記憶合金ワイヤ７の温度ｔｓに応じて、ワイヤへのパルス電流が、ＰＷＭ制御（パルス幅制御）により制御され、これによって、図１１のステップ２００とステップ２１０が繰り返され、形状記憶合金ワイヤ７の温度ｔｓは、予め設定した予熱設定温度Ｔｓに維持されることとなる。
【００４２】
このような動作により、バルブ装置が置かれた環境温度（室温）が、例えば１０℃のように低く、ワイヤの温度も同様に低い場合、バルブ装置の電源回路４０の投入とともに、形状記憶合金ワイヤ７にパルス電流が供給されて、ワイヤの温度ｔｓが素早く予熱設定温度Ｔｓに上昇するため、直ちにバルブ装置が開弁閉弁動作を行った場合でも、非常に速い応答速度で、弁の開閉動作を行うことができる。
【００４３】
つまり、マイクロコンピュータ４１は、概略的には、ステップ２１０で、スイッチング回路４２に、予熱用のデューティ比のパルス信号を印加して、スイッチング駆動させ、予熱用のパルス電流を形状記憶合金ワイヤ７に供給し、これにより、形状記憶合金ワイヤ７は、予熱用のパルス電流を受けて加熱され、ワイヤの温度ｔｓが予熱設定温度Ｔｓに達する。
【００４４】
このように、形状記憶合金バルブ装置は、予熱状態で、ステップ２１０，２２０が繰り返され、予熱用のパルス電流の印加により、形状記憶合金ワイヤ７の予熱が継続される。このときの形状記憶合金ワイヤ７の温度ｔｓは、例えば５４℃未満であれば、ワイヤの収縮はなく、プランジャ３の摺動は生じないので、予熱は、バルブの未動作温度である５４℃まで実施し、予熱状態とすることができる。
【００４５】
予熱状態で、開弁信号（バルブオン信号）がマイクロコンピュータ４１に入力されると、ステップ２３０からステップ２４０に進み、マイクロコンピュータ４１は、スイッチング回路４２を制御して、デューティ比の高いパルス電流を、形状記憶合金ワイヤ７に供給する。
【００４６】
これにより、形状記憶合金ワイヤ７の温度ｔｓは５４℃以上に急激に上昇し、例えば弁作動温度である７０℃に達するまで加熱制御が行なわれ、形状記憶合金ワイヤ７は、収縮する。これにより、図８に示すように、プランジャ３がバネ部材４の付勢力に抗して図の上方に摺動し、プランジャ３の下端に接続されたダイヤフラム弁６が弁座部２３から離れて開弁動作し、バルブ装置は開弁される。
【００４７】
このように、開弁信号が入力される時点で、予熱により形状記憶合金ワイヤ７の温度ｔｓは、図１０に示す如く、例えば５４℃（未動作温度）近くまで予熱されているため、開弁信号が入力されたとき、弁作動温度である７０℃まで急速に上昇させることができ、バルブ装置の開閉動作の応答速度を高めることができる。
【００４８】
上記開弁状態は、形状記憶合金ワイヤ７が収縮状態を保持する間、継続され、形状記憶合金ワイヤ７の収縮状態は、形状記憶合金ワイヤ７の温度ｔｓが、弁作動温度の例えば７０℃から弁保持温度の例えば５９℃まで低下した場合でも、維持される。一方、閉弁信号が入力された場合の閉弁動作は、形状記憶合金ワイヤ７を自然冷却して伸長させるため、次に閉弁信号が入力されたときの、閉弁の応答性を上げるためには、できるだけ低い開弁保持温度で維持することが望ましい。
【００４９】
このため、マイクロコンピュータ４１は、ステップ２４０〜ステップ２６０において、パルス電流のデューティ比を制御して、形状記憶合金ワイヤ７の温度ｔｓが７０℃から弁保持温度の５９℃まで低下するように電流値を制御する。そして、閉弁信号が入力されると、ステップ２７０からステップ２８０に進み、マイクロコンピュータ４１は、スイッチング回路４２を制御してパルス電流をオフし、形状記憶合金ワイヤ７は通電による加熱が停止して自然冷却に入る。
【００５０】
これにより、形状記憶合金ワイヤ７の温度ｔｓは、図１０に示す如く、例えば４０℃未満まで低下する。これにより、形状記憶合金ワイヤ７が収縮前の状態に伸長し、プランジャ３が復帰して、ダイヤフラム弁６が弁座部２３に着座し、弁が閉弁状態に戻る。そして、この後、再び、バルブ装置は予熱状態に戻り、上記ステップ２００〜２２０が実行され、上記の如く、開弁信号が入力されるまで、形状記憶合金ワイヤ７の予熱制御が行なわれ、形状記憶合金ワイヤ７は予熱設定温度Ｔｓに維持されることとなる。
【００５１】
このように、形状記憶合金バルブ装置は、電源回路４０がオン状態において、温度測定手段１０２が測定した形状記憶合金ワイヤ７の温度ｔｓが、予め設定した予熱温度より低い場合、予熱手段１０４が形状記憶合金ワイヤ７に通電して予熱温度まで加熱する。このため、形状記憶合金ワイヤ７を予熱した状態で、弁作動制御手段１０１は、開弁信号または閉弁信号を入力し、形状記憶合金ワイヤ７に通電して弁作動温度まで加熱するため、バルブ装置の応答速度は大幅に向上し、バルブ装置は始動当初から高い応答速度で開閉動作することができる。
【００５２】
なお、上記実施形態は、ノーマルクローズ型の形状記憶合金バルブ装置についてその開弁、閉弁動作を説明したが、ノーマルオープン型の形状記憶合金バルブ装置に本バルブ装置を適用することもできる。ノーマルオープン型の形状記憶合金バルブ装置の場合、開弁状態が閉弁状態に変わり、開弁信号が閉弁信号に、閉弁信号が開弁信号に変わるのみで、基本的な予熱制御動作は同様である。
【００５３】
図１３は第２実施形態の形状記憶合金バルブ装置であり、この形状記憶合金バルブ装置は、ベローズ式バルブ装置として構成される。上記実施形態と同様の部分については、図１３に同じ符号を付して、その説明は省略する。このベローズ式バルブ装置は、上記ダイヤフラム弁６に代えて弁部材１５がプランジャ３の弁接続部３３の先端に固定される。弁部材１５は、バネ部材４の付勢力によりプランジャ３が下降位置にあるとき、弁座部２３に着座して閉弁され、形状記憶合金ワイヤ７への通電により収縮時、弁部材１５は上昇して開弁する。プランジャ３の下部にベローズ１６が弁部材１５及び弁接続部３３を覆うように取り付けられ、ベローズ１６の上縁部が本体ケース１内に固定される。弁室２７内はベローズ１６と弁部材１５の上下動により第１ポート２０に対し開閉可能となる。
【００５４】
図１４、図１５は、第３実施形態の形状記憶合金バルブ装置であり、形状記憶合金ワイヤ５７を用いて三方切換弁を切換動作させるように構成される。この三方切換弁の形状記憶合金バルブ装置は、図１４に示す如く、本体ケース５１の下部内に、ロッカーアーム５８を揺動可能に配設し、形状記憶合金ワイヤ５７の収縮・伸張によるプランジャ５３の摺動時、ロッカーアーム５８を揺動させ、そのロッカーアーム５８の揺動により、バルブを切り換える構造である。形状記憶合金ワイヤ５７の両側の端部には、端子部を介してリード線５５が接続され、本体ケース５１から外側に導出される。
【００５５】
本体ケース５１の収納室５０内に、プランジャ５３が上下に摺動可能に配設され、プランジャ５３の下側に、ロッカーアーム５８が、揺動軸５８ｂを軸に上下に揺動可能に配設される。本体ケース５１の下部に固定されるベース部５２内には、弁室６３が設けられ、弁室６３の中央のベース部５２に、共通ポート６２が形成され、その左側に第１ポート６０が、その右側に第２ポート６１が形成され、第１ポート６０及び第２ポート６１の上開口周縁に、各々弁座部６０ａ，６１ａが設けられる。
【００５６】
ロッカーアーム５８は、図１４に示す如く、水平方向の揺動軸５８ｂを軸に、左右に回動可能に支持され、ロッカーアーム５８の左上部に凸部５８ａが突設され、凸部５８ａがプランジャ５３の下部に当接する。ロッカーアーム５８の下側にダイヤフラム弁５６が取着され、ダイヤフラム弁５６はロッカーアーム５８の揺動に応じて、ダイヤフラム弁５６の左側下面を第１ポート６０の弁座部６０ａに当接させて第１ポート６０を閉弁し、逆への揺動により、ダイヤフラム弁５６の右側下面を第２ポート６１の弁座部６１ａに当接させて第２ポート６１を閉弁する。ロッカーアーム５８の右上方の本体ケース５１内に、バネ手段５９がロッカーアーム５８の右部を常時下方に付勢して設けられる。
【００５７】
この図１４、図１５の形状記憶合金ワイヤ５７を用いた三方切換弁においても、予熱時、上記と同様な予熱制御が実施される。
【００５８】
すなわち、図９のブロック図、図１１のフローチャート、図１２のパルス電圧波形図に示すように、バルブ装置の電源回路４０がオンされると、図１２に示すパルス電圧波形のパルス電流が、マイクロコンピュータ４１とスイッチング回路４２の動作により、形状記憶合金ワイヤ５７に供給され、ワイヤの温度に応じて形状記憶合金ワイヤ５７の予熱が開始される。
【００５９】
予熱時、形状記憶合金ワイヤ５７に通電されるパルス電圧（電流）は、図１２に示すように、ワイヤの温度ｔｓに応じて電流値のＰＷＭ制御（パルス幅制御）が実施され、ワイヤの温度ｔｓが予め設定した予熱設定温度Ｔｓより低い場合、予熱設定温度Ｔｓ（例えば５４℃）までパルス幅を増して（通電期間を増して）ワイヤの温度ｔｓを上げるように動作する。つまり、概略的に示す図１１のステップ２００，２１０のように、ステップ２００とステップ２１０が繰り返され、形状記憶合金ワイヤ５７の予熱制御が行なわれる。
【００６０】
予熱時、ＰＷＭ制御のパルス周期は、図１２に示す如く、周期ｔ０（例えば数十ｍ秒）に設定され、各周期のパルス電圧（電流）が時間ｔ１、ｔ２、ｔ３・・・で立ち上がる。温度測定タイミングＳｔは、各パルスの立ち上がり時間ｔ１、ｔ２、ｔ３・・・から所定の微少時間ｔｓｓ（例えば数ｍ秒）後に設定され、各パルス周期の温度測定タイミングＳｔで、形状記憶合金ワイヤ５７の電圧検出信号がマイクロコンピュータ４１に取り込まれ、各パルス周期の電圧信号からワイヤの温度ｔｓが算出される。
【００６１】
マイクロコンピュータ４１は微少時間で繰り返し継続してワイヤの温度ｔｓを算出しており、算出した形状記憶合金ワイヤ５７の温度ｔｓが、予め設定した予熱設定温度Ｔｓより低い場合、図１２に示すように、形状記憶合金ワイヤ５７への通電が継続され、ワイヤの温度ｔｓが予熱設定温度Ｔｓに達したとき、そのパルス周期の通電がオフする。一方、ワイヤの温度ｔｓが予熱設定温度Ｔｓより高い場合、即時に通電をオフする。このような動作により、図１２に示す如く、形状記憶合金ワイヤ５７への電流のパルス幅が制御され、電流値が制御されて、ワイヤの温度ｔｓが、予め設定した予熱設定温度Ｔｓに維持される。
【００６２】
三方切換弁の切換動作時、形状記憶合金ワイヤ５７が収縮すると、図１５に示すように、プランジャ５３が上に摺動し、ロッカーアーム５８の左部が凸部５８ａを介して上に回動し、ロッカーアーム５８の右部が相対的に下に回動し、ダイヤフラム弁５６が同様に揺動する。これにより、左側の第１ポート６０が開弁し、右側の第２ポート６１が閉弁し、第１ポート６０が共通ポート６２と連通するように、切り換えられる。
【００６３】
一方、形状記憶合金ワイヤ５７への通電が停止されて閉弁制御されると、形状記憶合金ワイヤ５７が伸張し、バネ部材５４の付勢力により、プランジャ５３が下降する。これにより、プランジャ５３の下部がロッカーアーム５８の凸部５８ａを押し下げ、ロッカーアーム５８が、図１４に示すように、ロッカーアーム５８の左部が下に回動し、ダイヤフラム弁５６が同様に揺動する。このため、左側の第１ポート６０が閉弁し、右側の第２ポート６１が開弁し、第２ポート６１が共通ポート６２と連通するように、切り換えられる。
【００６４】
なお、上記実施形態の形状記憶合金バルブ装置は、何れも、形状記憶合金ワイヤ７，５７の収縮により、プランジャ３，５３を摺動させて、バルブを開閉する或いはバルブを切り換える構造としたが、プランジャを用いずに形状記憶合金ワイヤの収縮によりバルブを動作させる構造とすることもできる。
【００６５】
図１６は、他の実施形態の制御回路を示している。この制御回路では、形状記憶合金ワイヤ７（５７）の温度を検出するために、温度センサ４５が、本体ケース１内の形状記憶合金ワイヤ７の近傍に配置される。温度センサ４５は、形状記憶合金ワイヤ７の温度を検出し、その検出信号をマイクロコンピュータ４１に出力する。
【００６６】
ここで、形状記憶合金ワイヤ７（５７）の近傍とは、間隔をおいたワイヤの付近またはワイヤに接触する位置を含む概念であり、温度センサ４５は本体ケース内の温度またはワイヤ自体の温度を検出すればよい。なお、温度センサ４５は、本体ケースの外側に配置することもできる。
【００６７】
このような温度センサ４５を用いた形状記憶合金ワイヤの予熱制御は、図１７に示すように、マイクロコンピュータ４１のメモリに、予めワイヤの温度ｔｓに対応して、予熱用の作動電圧・電流値、作動時間、及び保持電圧・電流値を、テーブルデータとして、記憶しておき、検出されたワイヤの温度ｔｓに応じて、メモリから読み出した値に基づき、形状記憶合金ワイヤ７に供給する作動電圧・電流値、作動時間、及び保持電圧・電流値を制御し、ワイヤの予熱を行う。
【００６８】
例えば、温度センサ４５により検出された形状記憶合金ワイヤ７の温度（本体ケース内の温度）がー１０℃の場合、マイクロコンピュータ４１は、メモリのデータテーブルを参照し、例えば図１７に示すように、該当する電圧・電流値を読み出し、所定のパルス周期で、電圧５．１ｖ、電流３５０ｍＡの電圧・電流を、０．２２秒の作動時間だけ印加する。これにより、形状記憶合金ワイヤ７の温度ｔｓは急速に上昇し、その温度が予熱設定温度Ｔｓまで上昇したとき、作動保持電圧・電流に切り換え、所定のパルス周期で、より低い電圧２．４ｖ、電流２２０ｍＡの電圧・電流を、０．２２秒の作動時間だけ印加し、ワイヤの予熱状態を保持する。
【００６９】
これにより、寒冷地などで室温が低く、形状記憶合金ワイヤ７の温度が作動温度に比して極めて低い場合であっても、電源回路のオンとともに、素早くワイヤの温度ｔｓを上昇させ、温度ｔｓが予熱設定温度Ｔｓまで上昇したとき、作動保持電圧・電流に切り換え、その温度に保持するので、形状記憶合金ワイヤ７の過加熱を防止しながら、弁の開閉作動時には、開弁或いは閉弁動作の応答速度を向上させることができる。
【００７０】
図１８、図１９は、第４実施形態の形状記憶合金バルブ装置を示している。この形状記憶合金バルブ装置は、図１８、図１９に示すように、１本の形状記憶合金ワイヤ７７を、縦に直線状に配置し、下側のターミナル部材７９をプランジャ７３に取り付けて構成される。なお、上記実施形態と同様な部分は、図１８，１９に上記と同じ符号を付してその説明は省略する。
【００７１】
この形状記憶合金バルブ装置では、プランジャ７３の軸芯位置に軸孔が形成され、その軸孔内に１本の直線状の形状記憶合金ワイヤ７７が縦に挿通される。直線状の形状記憶合金ワイヤ７７の上端は、本体ケース７１の上部に取り付けた固定側のターミナル部材７８に固定され、形状記憶合金ワイヤ７７の下端は、プランジャ７３に取り付けた可動側のターミナル部材７９に固定される。
【００７２】
プランジャ７３は、上記と同様に、本体ケース７１内に、上下摺動可能に保持され、内側上部に、バネ部材７４がプランジャ７３を下方の閉弁側に付勢して設けられる。このバネ部材７４の付勢力により、プランジャ７３の下端に取り付けた弁体６が、下降端で弁座部２３に着座して、閉弁する。
【００７３】
本体ケース７１の上部にはコネクタ端子７８ａ、７９ａが上方に突設され、固定側のターミナル部材７８が、コネクタ端子７８ａに接続された固定部７８ｂにより固定され、可動側のターミナル部材７９は上下に摺動するプランジャ７３に取り付けられる。可動側のターミナル部材７９は、リード線７５を介して、コネクタ端子７９ａの固定部７９ｂに接続される。上方に突出するコネクタ端子７９ａは固定部７９ｂにより本体ケース７１の上部に固定される。
【００７４】
この図１８、図１９の形状記憶合金ワイヤ７７を用いたバルブ装置においても、予熱時、上記と同様な予熱制御が実施される。
【００７５】
すなわち、バルブ装置の電源回路４０がオンされると、マイクロコンピュータ４１とスイッチング回路４２の動作により、図１２に示すパルス電圧波形に対応したパルス電流が、形状記憶合金ワイヤ７７に供給され、ワイヤの温度に応じて形状記憶合金ワイヤ７７の予熱が開始される。
【００７６】
予熱時、形状記憶合金ワイヤ７７に通電されるパルス電圧（電流）は、図１２に示すように、ワイヤの温度ｔｓに応じて電流値のＰＷＭ制御（パルス幅制御）が実施され、ワイヤの温度ｔｓが予め設定した予熱設定温度Ｔｓより低い場合、予熱設定温度Ｔｓ（例えば５４℃）までパルス幅を増して（通電期間を増して）ワイヤの温度ｔｓを上げるように動作する。つまり、概略的に示す図１１のステップ２００，２１０のように、ステップ２００とステップ２１０が繰り返され、形状記憶合金ワイヤ７７の予熱制御が行なわれる。
【００７７】
予熱時、ＰＷＭ制御のパルス周期は、図１２に示す如く、周期ｔ０（例えば数十ｍ秒）に設定され、各周期のパルス電圧が時間ｔ１、ｔ２、ｔ３・・・で立ち上がる。温度測定タイミングＳｔは、各パルスの立ち上がり時間ｔ１、ｔ２、ｔ３・・・から所定の微少時間ｔｓｓ（例えば数ｍ秒）後に設定され、各パルス周期の温度測定タイミングＳｔで、形状記憶合金ワイヤ７７の電圧検出信号がマイクロコンピュータ４１に取り込まれ、各パルス周期の電圧信号からワイヤの温度ｔｓが算出される。
【００７８】
マイクロコンピュータ４１は微少時間で繰り返し継続してワイヤの温度ｔｓを算出しており、算出した形状記憶合金ワイヤ７７の温度ｔｓが、予め設定した予熱設定温度Ｔｓより低い場合、図１２に示すように、形状記憶合金ワイヤ７７への通電が継続され、ワイヤの温度ｔｓが予熱設定温度Ｔｓに達したとき、そのパルス周期の通電がオフする。一方、ワイヤの温度ｔｓが予熱設定温度Ｔｓより高い場合、即時に通電をオフする。このような動作により、図１２に示す如く、形状記憶合金ワイヤ７７への電流のパルス幅が制御され、電流値が制御されて、ワイヤの温度ｔｓが、予め設定した予熱設定温度Ｔｓに維持される。
【００７９】
バルブ装置の開弁動作時、形状記憶合金ワイヤ７７が収縮すると、図１９に示すように、プランジャ７３がバネ部材７４のバネ力に抗して上に摺動し、弁体６が弁座部２３から離れ、バルブ装置が開弁する。
【００８０】
一方、形状記憶合金ワイヤ７７への通電が停止されて閉弁制御されると、形状記憶合金ワイヤ７７が伸張し、バネ部材７４の付勢力により、プランジャ７３が下降し、弁体６が弁座部２３に着座し、図１８のように閉弁する。
【００８１】
図２０、図２１は、第５実施形態の形状記憶合金バルブ装置を示している。この形状記憶合金バルブ装置は、図２０、図２１に示すように、流体通路を構成するチューブ８９を、形状記憶合金ワイヤ８７の収縮・伸張による弁部材９０の移動に応じて押し潰し、閉弁する構造のピンチバルブ装置として構成される。このバルブ装置は、内部に収納室８６を設けた本体ケース８１と、収納室８６内に上下摺動可能に配設されたプランジャ８３と、プランジャ８３の下端部に接続された弁部材９０の弁部材本体９１と、本体ケース８１の基部に嵌着されるベース部８２と、通電時、収縮してプランジャ８３を摺動させる形状記憶合金ワイヤ８７とを備えて構成される。
【００８２】
本体ケース８１の収納室８６には、プランジャ８３に装着されてプランジャ８３を閉弁方向に付勢するバネ部材８４が、プランジャ８３の上部に外嵌され、プランジャ８３の下端部には弁部材９０が連結される。本体ケース８１の基部には、ベース部８２が、嵌合穴に矩形状の嵌合凸部を嵌合して取り付けられる。
【００８３】
図２０、２１に示すように、本体ケース８１の下部に固定されたベース部８２に、縦長の弁部材保持部８２ａが下側に突設され、弁部材保持部８２ａ内には、摺動穴８２ｂが設けられ、摺動穴８２ｂ内に、弁部材９０の弁部材本体９１が上下摺動可能に挿入される。本体ケース８１内の収納室８６と摺動穴８２ｂは上下に連通し、プランジャ８３の下端部が弁部材本体９１の上端部に連通部分で連結される。
【００８４】
弁部材９０は、図２０、図２１に示すように、弁部材本体９１の中間部に設けた弁部材可動部９２と、弁部材保持部８２ａの上部に設けた弁部材上固定部８２ｃと、弁部材保持部８２ａの下部に設けた弁部材下固定部８２ｄとから構成される。弁部材可動部９２は、上部と下部にピンチ凸部を設けて形成され、弁部材可動部９２の上下には、チューブ８９を挿入するための挿入空間９４が形成される。弁部材９０は、流体通路となるチューブ８９を、弁部材上固定部８２ｃと弁部材可動部９２間で、または弁部材可動部９２と弁部材下固定部８２ｄ間で挟み、チューブ８９を押し潰して閉弁し、押し潰しを解除して、開弁する。
【００８５】
なお、図２０の仮想線で示すように、チューブ８９を弁部材上固定部８２ｃと弁部材可動部９２間の挿入空間９４に挿入した場合、弁部材可動部９２の上昇つまり形状記憶合金ワイヤ８７の収縮時にチューブ８９を押し潰して閉弁し、伸張時の下降時に押し潰しを解除して、開弁する。
【００８６】
本体ケース８１の上部には、１対のターミナル部材８５のコネクタ端子８５ａが上方に突設される。ターミナル部材８５は固定部により本体ケース８１内に固定され、形状記憶合金ワイヤ８７の両側端部が固定部に固定される。形状記憶合金ワイヤ８７の中間部は、プランジャ８３の下部に設けたワイヤ掛け部８３ａに掛けられ、Ｕ字状となった形状記憶合金ワイヤ８７は、バネ部材８４による下側の付勢力を受けて、伸張状態で保持される。
【００８７】
この実施形態の場合、バネ部材８４の付勢力により、プランジャ８３及び弁部材９０の弁部材可動部９２が下側に常時付勢されるので、チューブ８９を弁部材可動部９２と弁部材下固定部８２ｄ間に挿入したとき、閉弁状態となり、ノーマルクローズのバルブ装置となる。一方、チューブ８９を弁部材可動部９２と弁部材上固定部８２ｃ間に挿入したときは、通常時、開弁状態となり、ノーマルオープンのバルブ装置となる。
【００８８】
図２０、図２１の形状記憶合金ワイヤ８７を用いたピンチバルブ装置においても、予熱時、上記と同様な予熱制御が実施される。
【００８９】
すなわち、バルブ装置の電源回路４０がオンされると、図１２に示すパルス電圧波形のパルス電流が、マイクロコンピュータ４１とスイッチング回路４２の動作により、形状記憶合金ワイヤ８７に供給され、ワイヤの温度に応じて形状記憶合金ワイヤ８７の予熱が開始される。
【００９０】
予熱時、形状記憶合金ワイヤ８７に通電されるパルス電圧（電流）は、図１２に示すように、ワイヤの温度ｔｓに応じて電流値のＰＷＭ制御（パルス幅制御）が実施され、ワイヤの温度ｔｓが予め設定した予熱設定温度Ｔｓより低い場合、予熱設定温度Ｔｓ（例えば５４℃）までパルス幅を増して（通電期間を増して）ワイヤの温度ｔｓを上げるように動作する。つまり、概略的に示す図１１のステップ２００，２１０のように、ステップ２００とステップ２１０が繰り返され、形状記憶合金ワイヤ８７の予熱制御が行なわれる。
【００９１】
予熱時、供給電流のパルス電圧波形は、図１２に示す如く、パルス周期ｔ０（例えば数十ｍ秒）に設定され、各周期のパルス電圧（電流）が時間ｔ１、ｔ２、ｔ３・・・で立ち上がる。温度測定タイミングＳｔは、各パルスの立ち上がり時間ｔ１、ｔ２、ｔ３・・・から所定の微少時間ｔｓｓ（例えば数ｍ秒）後に設定され、各パルス周期の温度測定タイミングＳｔで、形状記憶合金ワイヤ８７の電圧検出信号がマイクロコンピュータ４１に取り込まれ、各パルス周期の電圧信号からワイヤの温度ｔｓが算出される。
【００９２】
マイクロコンピュータ４１は微少時間で繰り返し継続して温度ｔｓを算出しており、算出した形状記憶合金ワイヤ８７の温度ｔｓが、予め設定した予熱設定温度Ｔｓより低い場合、図１２に示すように、形状記憶合金ワイヤ８７への通電が継続され、ワイヤの温度ｔｓが予熱設定温度Ｔｓに達したとき、そのパルス周期の通電がオフする。一方、ワイヤの温度ｔｓが予熱設定温度Ｔｓより高い場合、即時に通電をオフする。このような動作により、形状記憶合金ワイヤ８７への電流がＰＷＭ制御されて、ワイヤの温度ｔｓが、予め設定した予熱設定温度Ｔｓに維持される。
【００９３】
バルブ装置の開弁動作時、形状記憶合金ワイヤ８７が収縮すると、図２１に示すように、プランジャ８３がバネ部材８４のバネ力に抗して上に摺動し、弁部材９０の弁部材可動部９２が上昇してチューブ８９から離れ、バルブ装置が開弁する。
【００９４】
一方、形状記憶合金ワイヤ８７への通電が停止されて閉弁制御されると、形状記憶合金ワイヤ８７が伸張し、バネ部材８４の付勢力により、プランジャ８３が下降する。これにより、弁部材本体９１が下降して、弁部材可動部９２が下降し、弁部材下固定部８２ｄとの間でチューブ８９を押し潰し、バルブ装置が図２０のように閉弁する。
【符号の説明】
【００９５】
１      本体ケース
２      ベース部
３      プランジャ
４      バネ部材
５      ターミナル部材
５ａ    コネクタ端子
６      ダイヤフラム弁（弁部材）
７      形状記憶合金ワイヤ
９      カバー
１０    収納室
１１    嵌合凸部
１３    開口
２０    第１ポート
２１    第２ポート
２２    弁室
２３    弁座部
２４    嵌合穴
２５    固定孔
２６    シール材
３０    弁接続部
３１    ワイヤ掛け部
３２    小径部
４０    電源回路
４１    マイクロコンピュータ
４２    スイッチング回路
４３    増幅器
４４    定電流源
４５    温度センサ
５７    形状記憶合金ワイヤ
１０１  弁作動制御手段
１０２  温度測定手段
１０３  温度算出手段
１０４  予熱手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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