JPH049948B2 - - Google Patents
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- JPH049948B2 JPH049948B2 JP57230525A JP23052582A JPH049948B2 JP H049948 B2 JPH049948 B2 JP H049948B2 JP 57230525 A JP57230525 A JP 57230525A JP 23052582 A JP23052582 A JP 23052582A JP H049948 B2 JPH049948 B2 JP H049948B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve
- enlarged diameter
- opening
- diameter portion
- flow path
- 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.)
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
- F16K31/025—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic actuated by thermo-electric means
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Temperature-Responsive Valves (AREA)
- Safety Valves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は形状記憶合金よりなる駆動体の温度変
化による変位を利用して弁孔の開口を制御した制
御弁に関するものである。
化による変位を利用して弁孔の開口を制御した制
御弁に関するものである。
形状記憶合金は熱弾性型マルテンサイト変態で
生じた低温相が変形を受けた後、加熱によつて高
温相に逆変態する際に生起する現象を利用するも
ので、変態点を境にしてこれより高温側でオース
テナイト構造に変化し、低温側でマルテンサイト
構造に変化する。この形状記憶合金を高温側より
冷却するとオーステナイト構造からマルテンサイ
ト構造への変態が起こり、超弾性を有し、逆に低
温側から加熱していくとマルテンサイト構造から
オーステナイト構造に変態して成形工程で記憶さ
れた形状に戻るものである。そしてかかる形状記
憶効果を奏する合金はニツケル−チタン、銅−ア
ルミニウム−ニツケル、銅−アルミニウム等が知
られており、これらの形状記憶合金の温度変化に
伴なう変位によつて弁孔の開閉を行つたものは実
開昭56−56969号公報や特開昭57−25572号公報等
で知られている。
生じた低温相が変形を受けた後、加熱によつて高
温相に逆変態する際に生起する現象を利用するも
ので、変態点を境にしてこれより高温側でオース
テナイト構造に変化し、低温側でマルテンサイト
構造に変化する。この形状記憶合金を高温側より
冷却するとオーステナイト構造からマルテンサイ
ト構造への変態が起こり、超弾性を有し、逆に低
温側から加熱していくとマルテンサイト構造から
オーステナイト構造に変態して成形工程で記憶さ
れた形状に戻るものである。そしてかかる形状記
憶効果を奏する合金はニツケル−チタン、銅−ア
ルミニウム−ニツケル、銅−アルミニウム等が知
られており、これらの形状記憶合金の温度変化に
伴なう変位によつて弁孔の開閉を行つたものは実
開昭56−56969号公報や特開昭57−25572号公報等
で知られている。
然しながら実開昭56−56969号公報に示される
弁開閉の為の動作手段は開閉手段を形状記憶合金
にて形成し、弁本体を流下する制御流体の温度に
よるものであり、かかる構造によると、制御流体
の温度変化が必要不可欠となるものであり、それ
ら温度変化を得ることのできないものにおいては
不適であり、巾広い制御弁の用途に適さないとい
う欠点があつた。
弁開閉の為の動作手段は開閉手段を形状記憶合金
にて形成し、弁本体を流下する制御流体の温度に
よるものであり、かかる構造によると、制御流体
の温度変化が必要不可欠となるものであり、それ
ら温度変化を得ることのできないものにおいては
不適であり、巾広い制御弁の用途に適さないとい
う欠点があつた。
また、特開昭57−25572号公報によると形状記
憶合金よりなる弁駆動素子をヒーターと直接的に
加熱して弁孔を開閉制御した構造が示されている
が、かかる構造によるとヒーターのみの加熱であ
るので大電力が必要となるものであり、さらにヒ
ーターは一般的に線径の小径なるものが使用され
るが、加熱、冷却のくり返し及び弁駆動素子の往
復運動に伴なうヒーターの断線の危険を含むもの
であり制御弁の開閉制御機能が劣るものであつ
た。
憶合金よりなる弁駆動素子をヒーターと直接的に
加熱して弁孔を開閉制御した構造が示されている
が、かかる構造によるとヒーターのみの加熱であ
るので大電力が必要となるものであり、さらにヒ
ーターは一般的に線径の小径なるものが使用され
るが、加熱、冷却のくり返し及び弁駆動素子の往
復運動に伴なうヒーターの断線の危険を含むもの
であり制御弁の開閉制御機能が劣るものであつ
た。
さらにまた弁駆動素子に直接的にヒーターを巻
回す構造においてはヒーターのそれら素子との絶
縁を得る為に絶縁被膜を配置する必要があり、こ
れによると効率的な加熱が困難となるものであつ
た。
回す構造においてはヒーターのそれら素子との絶
縁を得る為に絶縁被膜を配置する必要があり、こ
れによると効率的な加熱が困難となるものであつ
た。
本発明の形状記憶合金を利用した制御弁は前記
不具合点に鑑み成されたもので、弁体を駆動する
駆動体を制御流体等の環境温度によつて加熱、冷
却することなく直接的に、しかも電気的に加熱し
たものであり、制御弁として巾広く使用すること
ができるとともに駆動体をヒーターにて直接的に
加熱して弁の開閉を行つた制御弁に比較して小電
力にて大発熱量を得ることができ、しかも発熱体
より直接的に駆動体を加熱し、加熱特性の秀れた
弁の開閉制御性の良好な制御弁を得ることを目的
としたものである。
不具合点に鑑み成されたもので、弁体を駆動する
駆動体を制御流体等の環境温度によつて加熱、冷
却することなく直接的に、しかも電気的に加熱し
たものであり、制御弁として巾広く使用すること
ができるとともに駆動体をヒーターにて直接的に
加熱して弁の開閉を行つた制御弁に比較して小電
力にて大発熱量を得ることができ、しかも発熱体
より直接的に駆動体を加熱し、加熱特性の秀れた
弁の開閉制御性の良好な制御弁を得ることを目的
としたものである。
以下、本発明になる形状記憶合金を利用した制
御弁の一実施例を図により説明する。
御弁の一実施例を図により説明する。
１は内部を流路２が貫通し、流路２の中間部に
設けた弁座３によつて１次側流路２Ａと２次側流
路２Ｂとに区分され、弁座３より上方に向かつて
開口する開口凹部２Ｃを設けた弁本体である。弁
本体１の開口凹部２Ｃ上には取付けステー４が配
置され、この取付けステー４には開口凹部２Ｃを
閉塞する平板状の閉塞板部４Ａと、閉塞板部４Ａ
の略中心より上方に向かつて連続的に開口する縮
小径部４Ｂと、縮小径部の上端から拡大して上方
に向かつて連続的に開口する拡大径部４Ｃが形成
される。
設けた弁座３によつて１次側流路２Ａと２次側流
路２Ｂとに区分され、弁座３より上方に向かつて
開口する開口凹部２Ｃを設けた弁本体である。弁
本体１の開口凹部２Ｃ上には取付けステー４が配
置され、この取付けステー４には開口凹部２Ｃを
閉塞する平板状の閉塞板部４Ａと、閉塞板部４Ａ
の略中心より上方に向かつて連続的に開口する縮
小径部４Ｂと、縮小径部の上端から拡大して上方
に向かつて連続的に開口する拡大径部４Ｃが形成
される。
５は前期取付けステーの縮小径部４Ｂ内に摺動
自在に案内保持された弁棒であつて、弁本体１の
開口凹部２Ｃ内にある弁棒５の下端部には、弁座
３を開閉し得る弁体５Ａが配置され、一方取付け
ステー４の拡大径部４Ｃ内にある弁棒５の上端部
には弁棒５より大径な鍔部５Ｂが形成される。
自在に案内保持された弁棒であつて、弁本体１の
開口凹部２Ｃ内にある弁棒５の下端部には、弁座
３を開閉し得る弁体５Ａが配置され、一方取付け
ステー４の拡大径部４Ｃ内にある弁棒５の上端部
には弁棒５より大径な鍔部５Ｂが形成される。
そして、取付けステー４の拡大径部４Ｃの上部
開口には、銅等の導電性材料よりなる渦巻状のコ
イル６が配置されて上部開口が閉塞されるもの
で、コイル６の両端は電源７に対して電気的に接
続され、その外周はエポキシ樹脂等によつて充填
固定される。
開口には、銅等の導電性材料よりなる渦巻状のコ
イル６が配置されて上部開口が閉塞されるもの
で、コイル６の両端は電源７に対して電気的に接
続され、その外周はエポキシ樹脂等によつて充填
固定される。
また拡大径部４Ｃ内に臨むコイル６の下面に
は、鉄等の磁性材料よりなる筒状の発熱体８が配
置されるもので、この発熱体８の下面は拡大径部
４Ｃ内に臨むことになる。
は、鉄等の磁性材料よりなる筒状の発熱体８が配
置されるもので、この発熱体８の下面は拡大径部
４Ｃ内に臨むことになる。
而して取付けステー４の上部開口は発熱体８と
コイル６によつて閉塞される。
コイル６によつて閉塞される。
また、弁棒５の鍔部５Ｂの上面と発熱体８の拡
大径部４Ｃに臨む下面との間には形状記憶合金よ
りなる駆動体９としてのコイルスプリングが配置
され、この駆動体９の上端は発熱体８の下面に係
止され、下端は鍔部５Ｂに上面に係止されること
になる。また、鍔部５Ｂの下面と縮小径部４Ｂと
拡大径部４Ｃとによつて形成される段部Ａとの間
には弁棒５を図において上方に弾性的に付勢する
スプリング１０が縮設される。
大径部４Ｃに臨む下面との間には形状記憶合金よ
りなる駆動体９としてのコイルスプリングが配置
され、この駆動体９の上端は発熱体８の下面に係
止され、下端は鍔部５Ｂに上面に係止されること
になる。また、鍔部５Ｂの下面と縮小径部４Ｂと
拡大径部４Ｃとによつて形成される段部Ａとの間
には弁棒５を図において上方に弾性的に付勢する
スプリング１０が縮設される。
そして、前記形状記憶合金によりなる駆動体９
としてのコイルスプリングは、マルテンサイト変
態開始点（Ｍ点）において、温度が低下すると、
駆動体９の伸張変形が開始し、マルテンサイト変
態終了点（Ｍ点）に達してこの変形が中止し、一
方温度上昇によつて逆変態開始点（Ａ点）におい
て、形状の復元が開始し収縮変形が開始し、逆変
態終了点（Ａ点）において収縮が終了して設定し
た形状に復するものである。
としてのコイルスプリングは、マルテンサイト変
態開始点（Ｍ点）において、温度が低下すると、
駆動体９の伸張変形が開始し、マルテンサイト変
態終了点（Ｍ点）に達してこの変形が中止し、一
方温度上昇によつて逆変態開始点（Ａ点）におい
て、形状の復元が開始し収縮変形が開始し、逆変
態終了点（Ａ点）において収縮が終了して設定し
た形状に復するものである。
次にその作動について述べる。
コイル６に非通電の状態においては、形状記憶
合金よりなる駆動体９に何等の熱が付与されるこ
とがないので、駆動体９は逆変態温度（As点）
迄上昇することはなく、従つて駆動体９は伸張状
態に保持されるもので、このとき駆動体９の伸張
力をスプリング１０のばね力より大とすることに
よつて弁体５Ａを含む弁棒５は下方へ押圧され弁
座３は前記弁体５Ａにて閉塞保持される。従つて
流路２は遮断状態に保持されるものである。
合金よりなる駆動体９に何等の熱が付与されるこ
とがないので、駆動体９は逆変態温度（As点）
迄上昇することはなく、従つて駆動体９は伸張状
態に保持されるもので、このとき駆動体９の伸張
力をスプリング１０のばね力より大とすることに
よつて弁体５Ａを含む弁棒５は下方へ押圧され弁
座３は前記弁体５Ａにて閉塞保持される。従つて
流路２は遮断状態に保持されるものである。
次いでコイル６に通電すると、コイル６より放
射状の磁力線が生起し、この磁力線はコイル６の
近傍に配置した発熱体８を通過する。そして発熱
体８中を磁力線が通過すると発熱体８内には磁力
線によつて誘起される渦電流によつてジユール熱
が発生し、発熱体８自体の温度を急速に上昇させ
るものである。この発熱体８の温度上昇による
と、発熱体８に近接して配置した駆動体９もまた
発熱体８からの伝熱を受けて温度上昇をみるもの
であり、駆動体９の温度が逆変態開始点（As点）
より上昇するにつれて駆動体９は収縮を開始し、
更に温度上昇が進み逆変態終了点（Af点）に至
つて収縮が完了するものである。この駆動体９の
収縮によると弁体５Ａを含む弁棒５はスプリング
１０によつて上方へ変位し弁座３を開口して流路
２を開放状態に保持するものである。
射状の磁力線が生起し、この磁力線はコイル６の
近傍に配置した発熱体８を通過する。そして発熱
体８中を磁力線が通過すると発熱体８内には磁力
線によつて誘起される渦電流によつてジユール熱
が発生し、発熱体８自体の温度を急速に上昇させ
るものである。この発熱体８の温度上昇による
と、発熱体８に近接して配置した駆動体９もまた
発熱体８からの伝熱を受けて温度上昇をみるもの
であり、駆動体９の温度が逆変態開始点（As点）
より上昇するにつれて駆動体９は収縮を開始し、
更に温度上昇が進み逆変態終了点（Af点）に至
つて収縮が完了するものである。この駆動体９の
収縮によると弁体５Ａを含む弁棒５はスプリング
１０によつて上方へ変位し弁座３を開口して流路
２を開放状態に保持するものである。
以上の如く本発明になる制御弁によると、制御
弁を； 内部を流路２が貫通し、流路２に設けた弁座３
にて１次側流路２Ａと２次側流路２Ｂとに区分す
るとともに弁座３に臨んで凹設された開口凹部２
Ｃとよりなる弁本体１と； 弁本体１の開口凹部２Ｃを閉塞する閉塞板部よ
り一側方に向かつて開口して延びる縮小径部４Ｂ
と縮小径部４Ｂの端部より一側方に向かつて開口
する拡大径部４Ｃとを備えた取付けステー４と； 取付けステー４の拡大径部４Ｃの開口を閉塞す
る導電性材料よりなる渦巻状のコイル６と； 取付けステー４の拡大径部４Ｃ内にあつて一端
がコイル６に対接され他端が拡大径部４Ｃ内に臨
む磁性材料よりなる発熱体８と； 取付けステー４の縮小径部４Ｂに摺動案内さ
れ、開口凹部２内にある一端に弁座３を開閉する
弁体５Ａを配置し、拡大径部４Ｃ内にある他端に
鍔部５Ｂを設けた弁棒５と； 取付けステー４の拡大径部４Ｃ内にあつて、一
端が弁棒５の鍔部５Ｂに係止され、他端が拡大径
部４Ｃに臨む発熱体８に係止された形状記憶合金
よりなる駆動体９と； 取付けステー４の拡大径部４Ｃ内にあつて、一
端が弁棒５の鍔部５Ｂに係止され、他端が縮小径
部４Ｂに係止されて駆動体９を圧縮するよう配置
されたスプリング１０と；により構成したので特
に次の効果を奏する。
弁を； 内部を流路２が貫通し、流路２に設けた弁座３
にて１次側流路２Ａと２次側流路２Ｂとに区分す
るとともに弁座３に臨んで凹設された開口凹部２
Ｃとよりなる弁本体１と； 弁本体１の開口凹部２Ｃを閉塞する閉塞板部よ
り一側方に向かつて開口して延びる縮小径部４Ｂ
と縮小径部４Ｂの端部より一側方に向かつて開口
する拡大径部４Ｃとを備えた取付けステー４と； 取付けステー４の拡大径部４Ｃの開口を閉塞す
る導電性材料よりなる渦巻状のコイル６と； 取付けステー４の拡大径部４Ｃ内にあつて一端
がコイル６に対接され他端が拡大径部４Ｃ内に臨
む磁性材料よりなる発熱体８と； 取付けステー４の縮小径部４Ｂに摺動案内さ
れ、開口凹部２内にある一端に弁座３を開閉する
弁体５Ａを配置し、拡大径部４Ｃ内にある他端に
鍔部５Ｂを設けた弁棒５と； 取付けステー４の拡大径部４Ｃ内にあつて、一
端が弁棒５の鍔部５Ｂに係止され、他端が拡大径
部４Ｃに臨む発熱体８に係止された形状記憶合金
よりなる駆動体９と； 取付けステー４の拡大径部４Ｃ内にあつて、一
端が弁棒５の鍔部５Ｂに係止され、他端が縮小径
部４Ｂに係止されて駆動体９を圧縮するよう配置
されたスプリング１０と；により構成したので特
に次の効果を奏する。
誘電加熱手段としての渦巻状のコイルとコイ
ルに対接配置される磁性材料よりなる発熱体と
が弁本体上に配置される取付けステーに収納で
きたので形状記憶合金よりなる駆動体の加熱手
段を弁本体にコンパクトに配置でき、これらの
制御弁自体の外形の形状が従来の電磁弁に比較
して類似形状にできたこと（取付けステーが縮
小径部と拡大径部にて形成された）は電磁弁と
の互換性をもたせることができ、その設置にお
いて何等自由度が阻害されない。すなわち、電
磁弁からの置換が容易に行なえる。
ルに対接配置される磁性材料よりなる発熱体と
が弁本体上に配置される取付けステーに収納で
きたので形状記憶合金よりなる駆動体の加熱手
段を弁本体にコンパクトに配置でき、これらの
制御弁自体の外形の形状が従来の電磁弁に比較
して類似形状にできたこと（取付けステーが縮
小径部と拡大径部にて形成された）は電磁弁と
の互換性をもたせることができ、その設置にお
いて何等自由度が阻害されない。すなわち、電
磁弁からの置換が容易に行なえる。
駆動体はコイルに直接的に接触することがな
いので、格別なる絶縁被膜を配置する必要がな
い。発熱体が絶縁被膜の役目を果すことにな
る。
いので、格別なる絶縁被膜を配置する必要がな
い。発熱体が絶縁被膜の役目を果すことにな
る。
発熱体に発生した熱は、直接的に駆動体に対
して伝熱されるので駆動体の加熱特性の向上を
図れるもので、熱応答性の秀れた制御弁を提供
できる。
して伝熱されるので駆動体の加熱特性の向上を
図れるもので、熱応答性の秀れた制御弁を提供
できる。
図は本説明になる制御弁の一実施例を示す縦断
面図である。 １……弁本体、３……弁座、４……取付けステ
ー、４Ｂ……縮小径部、４Ｃ……拡大径部、５…
…弁棒、５Ａ……弁体、５Ｂ……鍔部、６……コ
イル、７……発熱体、９……駆動体、１０……ス
プリング。
面図である。 １……弁本体、３……弁座、４……取付けステ
ー、４Ｂ……縮小径部、４Ｃ……拡大径部、５…
…弁棒、５Ａ……弁体、５Ｂ……鍔部、６……コ
イル、７……発熱体、９……駆動体、１０……ス
プリング。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 内部を流路２が貫通し、流路２に設けた弁座
３にて１次側流路２Ａと２次側流路２Ｂとに区分
するとともに弁座３に臨んで凹設された開口凹部
２Ｃとよりなる弁本体１と； 弁本体１の開口凹部２Ｃを閉塞する閉塞板部よ
り一側方に向かつて開口して延びる縮小径部４Ｂ
と縮小径部４Ｂの端部より一側方に向かつて開口
する拡大径部４Ｃとを備えた取付けステー４と； 取付けステー４の拡大径部４Ｃの開口を閉塞す
る導電性材料よりなる渦巻状のコイル６と； 取付けステー４の拡大径部４Ｃ内にあつて一端
がコイル６に対接され他端が拡大径部４Ｃ内に臨
む磁性材料よりなる発熱体８と； 取付けステー４の縮小径部４Ｂに摺動案内さ
れ、開口凹部２Ｃ内にある一端に弁座３を開閉す
る弁体５Ａを配置し、拡大径部４Ｃ内にある他端
に鍔部５Ｂを設けた弁棒５と； 取付けステー４の拡大径部４Ｃ内にあつて、一
端が弁棒５の鍔部５Ｂに係止され、他端が拡大径
部４Ｃに臨む発熱体８に係止された形状記憶合金
よりなる駆動体９と； 取付けステー４の拡大径部４Ｃ内にあつて、一
端が弁棒５の鍔５Ｂに係止され、他端が縮小径部
４Ｂに係止されて駆動体９を圧縮するよう配置さ
れたスプリング１０と；よりなる制御弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23052582A JPS59121266A (ja) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | 制御弁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23052582A JPS59121266A (ja) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | 制御弁 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59121266A JPS59121266A (ja) | 1984-07-13 |
| JPH049948B2 true JPH049948B2 (ja) | 1992-02-21 |
Family
ID=16909105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23052582A Granted JPS59121266A (ja) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | 制御弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59121266A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013079660A (ja) * | 2011-10-03 | 2013-05-02 | Rinnai Corp | 熱動弁 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4973024A (en) * | 1989-09-26 | 1990-11-27 | Toki Corporation Kabushiki Kaisha | Valve driven by shape memory alloy |
| JP4403209B2 (ja) * | 2008-04-25 | 2010-01-27 | 株式会社海津工業所 | 先止め式加熱殺菌型浄水器 |
| CN103216648B (zh) * | 2013-04-18 | 2015-03-11 | 沈阳远大铝业工程有限公司 | 一种适用于双层幕墙的腔内气体泄压装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5824692Y2 (ja) * | 1979-10-11 | 1983-05-27 | エヌオーケー株式会社 | サ−モバルブ |
| JPS5725572A (en) * | 1980-07-18 | 1982-02-10 | Fuji Koki Seisakusho:Kk | Electric switch valve |
| JPS57100679U (ja) * | 1980-12-11 | 1982-06-21 |
-
1982
- 1982-12-27 JP JP23052582A patent/JPS59121266A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013079660A (ja) * | 2011-10-03 | 2013-05-02 | Rinnai Corp | 熱動弁 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59121266A (ja) | 1984-07-13 |
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