JPH0450582A - 開閉弁 - Google Patents

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】 イ０発明の目的 〔産業上の利用分野〕 本発明は、給湯用配管系統に於て、流体の流量調節をす
る開閉弁に関し、弁体として温度を感知する部分に、形
状記憶合金製部材が用いられた開閉弁に関する。

〔従来の技術〕

従来、流体通路を流れる流体の温度が設定温度から逸脱
したときに、その温度を感知して弁体を作動させる開閉
部分に形状記憶合金製の部材が用いられた開閉弁は、実
開昭６１−４１４９８号等公報によってすでに公知であ
る。しかし、これまでの開閉弁は可動部分が弁体、移動
支持部材、固定支持部材、スナップリング、開閉素子と
しての形状記憶合金製コイル、バイアススプリング等の
部分から成るものである。

即ち、従来の開閉弁を第５図に示すと、開閉弁本体１で
入口２と、入口２の流体が弁口１２を通し口３とを形成
し、弁口１２の弁室４側開口部分に弁座２２を形成し、
弁座２２に着座して弁口１２を塞ぎ弁座２２から離れて
弁口１２を開く様に弁口１２の弁室４側に弁体１８を配
置し、弁体１８に弁棒１７を固着し、弁棒１７の弁体１
８側部分に弁棒１７と供に移動する様に移動支持部材１
５を取付けその外周部分は弁室４の内周壁を摺動させ、
弁室４内の出口３側部分に固定支持部材１６を取り付け
てその案内孔（図示せず）に弁棒１７の出口３側部分を
嵌め込んで摺動させ、所定温度以下に冷却させると母相
からマルテンサイト相に熱弾性型マルテンサイト変態を
し所定温度以上に加熱されるとその逆変態をする形状記
憶合金でコイル状に作った温度応動素子１４を弁棒１７
の回りに両端を両支持部材１５．１６に当てて配置し、
温度応動素子１４が弁室４内の流体の温度に応じて変態
し弁体１８を駆動して所定温度以上になると弁体１８を
弁座２２に着座させて弁口１２を塞ぐ様にした従来の開
閉弁である。

このために弁本体部分に弁体とコイル及びバイアススプ
リングを収納し摺動させるための空間が必要であり、機
構が複雑であり、部品が多く小型化を行う際に問題とな
っていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

本考案はこれらの欠点を除去するために開閉弁の可動部
分に、弁体、弁棒、移動支持部材、固定支持部材、スナ
ップリング、開閉素子としての形状記憶合金製コイル、
バイアススプリングの部分をロール状の弁体のみを使用
することによって構成部品を簡素化することにより小型
化する開閉弁を提供することを目的とする。

口９発明の構成 〔課題を解決するための手段〕 前記の問題を解決するために本発明に於て、形状記憶合
金のプレートを用いて、ロール状の弁体を成形し、これ
に従来の開閉弁の弁体と開閉素子の機能を持たせ、この
弁体の形状記憶合金の変態による変形を利用して直接入
口からの流体の温度の変化によって流量調節の役目をす
る開閉弁番こ形状記憶合金の弁体を用いた点にある。こ
れによって本考案による開閉弁は非常に簡単な構造とな
り、バイアススプリング等を収納し摺動させるための空
間が不用となったため、これまでの開閉弁と比べて機構
が簡単になり、部品が少なく小型化することが可能とな
った。

即ち本発明は、 １、弁室を有する開閉弁に於て、前記弁室内に形状記憶
合金によってつくられたロール状の弁体と前記弁室から
該弁体がとびださないように前記弁体と弁室と一体、も
しくは前記弁体と弁室と連結する弁体固定棒によって弁
体を固定したことを特徴とする開閉弁。

２、弁室を有する開閉弁に於て、前記弁室内に形状記憶
合金によってつくられたロール状の弁体と、前記弁室か
ら該弁体がとびださないように前記弁体のストッパーを
設けたことを特徴とする開閉弁。

３、請求項１及び２記載の開閉弁に於て、弁室内に形状
記憶合金によってつくられたロール状の弁体の先端に薄
膜を形成したことを特徴とする開閉弁である。

〔作用〕

本発明の形状記憶合金を用いたロール状弁体を設けた開
閉弁の断面図を第１図に示す。第１図（ａ）に於て、開
閉弁本体ｌに流体の入口２から流体が入り、弁室４から
弁体９がとびださないようにした第２図（ａ）、（ｂ）
、（Ｃ）に示す弁体のストッパー８を設け、第２図（ａ
）は弁体のストッパー８が網になっている。

第２図（ｂ）、（ｃ）は格子状になった弁体のストッパ
ー８である。

第１図の弁室４は第３図に示しているように弁室のねじ
部１０を有して、開閉弁本体１にねじとめられて、流体
が流れて弁口６からでられるように複数本の脚２３によ
って弁室のねじ部が弁室のキャップ２４にとりつけられ
連結されて流体は弁口６に流れ出るようになっている。

形状記憶合金製のロール状の弁体９は第１図（ａ）のよ
うに弁室のキャップ２４に固定された細い棒すなわち弁
体固定棒４１によって弁体のロール状のもつとも内側の
内壁にのキャップ２４に密着しているが切り離されて接
着しておらず一部弁体固定棒４１によって固定されてい
るにすぎない。よって弁体は自由に弁体固定棒４１を軸
としてロール状に巻かれた薄板をゆるめたり、巻きしめ
たりしてロールの径を大きくしたり小さくしたり出来る
ようになっている。弁体９は第４図（ａ）に示すように
ロール状になっているが、このような弁体９を形成して
弁体固定棒４１によってロール状の弁体９の最内径のロ
ール状の薄板の内壁に固定され、この場合は弁体のスト
ッパー８は不要であり、弁体９が弁室のキャップ２４に
弁体固定棒４１によって固定されない場合は、第１図（
ｂ）、（ｅ）、（ｄ）に示すように弁体９が弁室４の中
でフリーになっていてもよい。普通弁体固定棒４１で弁
体を固定するのが一般的であり、第４図（ｂ）の弁体９
を使用し弁体９の先端に薄膜１１を取り付ける。

この薄膜１１の働きは形状記憶合金の弁体９の先端に第
４図（ｂ）に示すようにキャップ状の形をして接着剤に
て弁体９に取り付けられたもので、弁体のストッパー８
から入ってきた流体が弁体９の薄膜１１から後方へ流れ
ないようにしたもので、樹脂や紙や布で出来ていて、流
体を通過させない、弁体が伸びちぢみしても追従出来る
薄膜であればどんな材質のものでもよい。

〔実施例〕

本発明の開閉弁を図面に基づいて説明する。第１図（ａ
）、（ｂ）、（Ｃ）、（ｄ）は本発明の開閉弁の断面図
である。

第１図（ａ）は、開閉弁本体１に於て、流体が流れて入
ってくる入口２、流体が流れ出ていく出口３を示し、弁
室４、弁室入口５、弁口６、弁室の取付は部７、弁体の
ストッパー８、弁体９、弁室のキャップ２４、弁室のキ
ャップに固定する弁体固定棒４１からなる開閉弁である
。弁体９は第４図（ａ）に示すようにロール状になり、
形状記憶合金の薄板からなり、第１図（Ｃ）の弁体の状
態の母相から第１図（ｂ）の弁体の状態のマルテンサイ
ト変態を行うものである。第１図（ａ）は弁体９が弁体
固定棒４１を介して弁室４のキャップ２４に弁体固定棒
のみによって固定され、弁体のロール状の最内側に溶接
されるものであるので弁体のロールは温度によって自由
に伸びちぢみして母相からマルテンサイト変態が可能で
あるので、第１図（ｃ）に示すように母相のときは弁体
９が弁室４をふさぎ、流体の流れがとまり、流体の温度
がさがってマルテンサイト変態が完了すると、第１図（
ｂ）の図のようになって流体が弁体のストッパー８を通
って、弁室入口５から弁口６を流れて出口からでる。

第１図（ｂ）は、弁体９は第４図（ａ）の薄膜がないロ
ール状の弁体の場合でもよく、ここでは第４図（ｂ）の
弁体９を使用し、弁体９の先端に薄膜１１がキャップ状
に弁体９に接着されて、弁室４の内側に密着した状態で
薄膜１１が取り付けられて薄膜１１は弁体の伸び縮みに
追従できるが、母相からマルテンサイト変態に相変化し
、流体の温度で縮んだ状態を示し、流体が設定温度より
も低い場合であり、流体の流量が大となる場合を示した
ものである。第１図（ｃ）は、流体が設定温度より高く
なった場合であり、流体の流量が皆無となる場合を示す
。

第２図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）は弁体を弁室内に収納し
ておくための弁室からとびださないためのストッパー８
の斜視図であり、弁室内に弁体を収納しておくための弁
体のストッパー８の種々のストッパーを示したものであ
り、弁体９が弁室４からとびださなければよい。

第３図は弁室４の斜視図、即ち弁室４は弁室のねじ部１
０によって開閉弁本体にねじ止めされて、流体が流れる
弁口６、弁室のキャップ２４をつなぐ脚２３からなるも
のである。第４図は弁体９の斜視図である。第４図（ａ
）は弁体９を示しているが、弁体９はロール状をしてい
るが、第４図（ａ）の弁体９の場合は弁室のキャップ２
４をぴったりと流体が流れないように塞ぎ、弁体固定棒
によって固定される。

第４図（ｂ）の弁体９の場合は弁体９の先端に薄膜１１
をキャップ状にして接着剤で接着して弁体に取付け、こ
の場合は第１図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のよう
に弁室のキャップに弁体固定棒４１にて固定してもしな
くともよいが、安定性からみると、弁体固定枠４１で固
定している方がよい。薄膜１１は流体の流れを弁体の内
側を通さないようにビニールなどの樹脂系の薄膜や紙（
油を塗布したもの）などで作られている。

形状記憶合金からなる弁体は、弁室中を流れる流体の温
度が設定温度よりも低い温度ではロール状の外径が縮小
した状態となり、流体の温度が設定温度よりも高い温度
ではロール状の外径が拡大した状態となるように金属相
変態処理が施されている。これによって第１図（ｃ）に
示すように弁体９は形状記憶合金の母相の状態にあり、
弁体９は弁室の内側に密着した状態になって、所定の温
度が高い流体が流れる場合で流体の流れはとまる。

第１図（ｂ）に示すように弁体が縮小状態にあるときに
は、逆に流体の温度が低くなり、形状記憶合金の弁体は
マルテンサイト変態して、弁口６と弁体９の外径との間
隔が広いために通過する流体の流量は最大となる。これ
に対して弁体が所定の高い温度と所定の低い温度の中間
にあるときはヒステリシスの中間に変態が進行するので
第１図（ｄ）に示すように弁口６と弁体９の外径との間
隔が第１図（ｃ）と第１図（ｂ）の中間程度に狭くなる
ために流量は小となる。本発明の開閉弁の弁体に使用し
た合金は、第１図（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように
形状記憶合金であるので通過する流体の温度が設定温度
よりも低くなると自ら縮小状態に戻り、通過する流体の
流量は再び大となる。このためにバイアススプリングを
必要とせず、弁体と開閉素子を同一の部品で行っている
ことにより非常に簡単な構造となり部品数が少なくなっ
た。これによりこれまでの開閉弁と比べて小型にするこ
とが可能となった。

ハ１発明の効果 〔発明の効果〕 形状記憶合金を使用し、開閉弁の弁体と熱応動素子を同
一の部品で行うことによってバイアススプリング等の部
品及び摺動部が不用となり、弁の構造が非常に簡単にな
ったため部品数が少なくなり、これまでの熱応動弁と比
べて小型にすることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の実施例で、弁室のキャップに弁
体を弁体固定棒によって固定した開閉弁の断面図である
。 第１図（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は本発明の実施例の断面
図である。図面に於て、第１図（ｂ）は流量が大となる
場合の本発明の開閉弁の断面図、第１図（ｃ）は流量が
とまった状態となる場合の本発明の開閉弁の断面図であ
る。第１図（ｄ）は第１図（ｂ）と第１図（ｃ）との中
間のややすくな目の流量となった場合は本発明の開閉弁
の断面図である。 第２図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は弁体を弁室内に収納し
ておくための弁体が弁室からとびださないための弁体の
ストッパーの斜視図。 第３図は弁室の斜視図。 第４図（ａ）、（ｂ）はロール状の本発明の弁体の斜視
図である。 第５図は従来の温度応動弁の断面図である。 １・・・開−閉弁本体、２・・・人口、３・・・出口、
４・・・弁室、５・・・弁室入口、６．１２・・・弁口
、７・・・弁室の取付は部分、８・・・（弁体を弁室に
収納しておくための）弁体のストッパー、９，１８・・
・弁体、１０・・・弁室のねじ部、１１・・・薄膜、１
３・・・弁座部材、１４・・・温度応動素子、１５・・
・移動支持部材、１６・・・固定支持部材、１７・・・
弁棒、１９、２０・・・スナップ、リング、２１・・・
ガスケット、２２・・・弁座、２３・・・脚、２４・・
・弁室のキャップ、４１・・・弁体固定棒。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、弁室を有する開閉弁に於て、前記弁室内に形状記憶
   合金によってつくられたロール状の弁体と前記弁室から
   該弁体がとびださないように前記弁体と弁室と一体、も
   しくは前記弁体と弁室と連結する弁体固定棒によって弁
   室に弁体を固定したことを特徴とする開閉弁。 ２、弁室を有する開閉弁に於て、前記弁室内に形状記憶
   合金によってつくられたロール状の弁体と、前記弁室か
   ら該弁体がとびださないように前記弁体のストッパーを
   設けたことを特徴とする開閉弁。 ３、請求項１及び２記載の開閉弁に於て、弁室内に形状
   記憶合金によってつくられたロール状の弁体の先端に薄
   膜を形成したことを特徴とする開閉弁。