特開 2022-122578 バルブ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022122578

(43)【公開日】2022-08-23

(54)【発明の名称】バルブ

(51)【国際特許分類】

   F16K 31/70 20060101AFI20220816BHJP

【ＦＩ】

F16K31/70 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021019912

(22)【出願日】2021-02-10

(71)【出願人】

【識別番号】508215625

【氏名又は名称】株式会社青電舎

(71)【出願人】

【識別番号】391021684

【氏名又は名称】菱洋エレクトロ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114557

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 英仁

(74)【代理人】

【識別番号】100078868

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 登夫

(72)【発明者】

【氏名】権藤 雅彦

【テーマコード（参考）】

3H057

【Ｆターム（参考）】

3H057AA02

3H057BB41

3H057CC02

3H057DD13

3H057EE10

3H057FB05

3H057FC02

3H057FD05

(57)【要約】

【課題】消費電力の少ないバルブを提供すること。
【解決手段】バルブ１０は、吸入口４８と、吐出口４９とを有するハウジング４０と、前記ハウジング４０に収容されており、前記吐出口４９を閉塞可能な弁体２９が取り付けられた移動子２０と、通電された場合に、前記弁体２９が前記吐出口４９から離れる向きに前記移動子を動作させる第１形状記憶合金ワイヤ５１と、通電された場合に、前記弁体２９が前記吐出口４９を閉塞する向きに前記移動子２０を動作させる第２形状記憶合金ワイヤ５２と、前記第１形状記憶合金ワイヤ５１および前記第２形状記憶合金ワイヤ５２のいずれにも通電されていない場合に、前記移動子２０の位置を保持する保持体６１、６２とを備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

吸入口と、吐出口とを有するハウジングと、
前記ハウジングに収容されており、前記吐出口を閉塞可能な弁体が取り付けられた移動子と、
通電された場合に、前記弁体が前記吐出口から離れる向きに前記移動子を動作させる第１形状記憶合金ワイヤと、
通電された場合に、前記弁体が前記吐出口を閉塞する向きに前記移動子を動作させる第２形状記憶合金ワイヤと、
前記第１形状記憶合金ワイヤおよび前記第２形状記憶合金ワイヤのいずれにも通電されていない場合に、前記移動子の位置を保持する保持体と
を備えるバルブ。

【請求項2】

前記移動子は、
第１広面と第２広面とを有する板状であり、
前記弁体が取り付けられた側面である弁体取付面と、
前記第１広面から立ち下がり、前記弁体取付面の側に凸である第１曲面部と、
前記第２広面から立ち下がり、前記弁体取付面から離れる側に凸である第２曲面部とを有し、
前記第１形状記憶合金ワイヤは、通電された場合に前記第１曲面部に密着し、
前記第２形状記憶合金ワイヤは、通電された場合に前記第２曲面部に密着する
請求項１に記載のバルブ。

【請求項3】

前記移動子は板状であり、
前記保持体は、
前記弁体が取り付けられた側面である弁体取付面と、
前記弁体取付面に隣接する第１側面から前記移動子を押圧する第１弾性体と、
前記第１側面とは反対側で前記弁体取付面に隣接する第２側面から前記移動子を押圧する第２弾性体とを有する
請求項１または請求項２に記載のバルブ。

【請求項4】

前記移動子は、絶縁性熱伝導体製である
請求項１から請求項３のいずれか一つに記載のバルブ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バルブに関する。

【背景技術】

【0002】

弁の開閉に形状記憶合金ワイヤを使用するバルブが提案されている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】米国特許第７４８４５２８号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１のバルブでは、開状態にする場合には形状記憶合金ワイヤに電流を流し続け、閉状態にする場合には、形状記憶合金ワイヤに電流を流さない。したがって、開状態を長時間維持する場合には、消費電力が大きくなる。

【0005】

一つの側面では、消費電力の少ないバルブ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】

【0006】

バルブは、吸入口と、吐出口とを有するハウジングと、前記ハウジングに収容されており、前記吐出口を閉塞可能な弁体が取り付けられた移動子と、通電された場合に、前記弁体が前記吐出口から離れる向きに前記移動子を動作させる第１形状記憶合金ワイヤと、通電された場合に、前記弁体が前記吐出口を閉塞する向きに前記移動子を動作させる第２形状記憶合金ワイヤと、前記第１形状記憶合金ワイヤおよび前記第２形状記憶合金ワイヤのいずれにも通電されていない場合に、前記移動子の位置を保持する保持体とを備える。

【発明の効果】

【0007】

一つの側面では、消費電力の少ないバルブを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】バルブの部分断面図である。

【図2】図１のII矢視図である。

【図3】図２のIII-III線による断面図である。

【図4】移動子の斜視図である。

【図5】移動子の斜視図である。

【図6】図４のVI矢視図である。

【図7】可動部分を除いたバルブの説明図である。

【図8】図１のVIII-VIII線による断面図である。

【図9】図８のＡ部拡大図である。

【図10】バルブの閉状態を説明する説明図である。

【図11】バルブの閉状態を説明する説明図である。

【図12】バルブの閉状態を説明する説明図である。

【図13】バルブの開状態を説明する説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［実施の形態１］
図１は、バルブ１０の部分断面図である。図２は、図１のII矢視図である。図３は、図２のIII-III線による断面図である。バルブ１０は、ハウジング４０と、吸入口４８と、吐出口４９を備える。本実施の形態のハウジング４０は中空の長方形板状である。ハウジング４０の側面の中央部に吸入口４８が、反対側の側面の中央部に吐出口４９が、それぞれ固定されている。

【0010】

ハウジング４０の一面に、第１端子４１および第２端子４２がそれぞれ二個ずつ配置されている。第１端子４１および第２端子４２は、ハウジング４０の内部に固定された４本のワイヤ支持柱４３とそれぞれ導通している。第１端子４１および第２端子４２は、ケーブルまたはコネクタ等を実装可能な導通パターンである。

【0011】

第１端子４１および第２端子４２は、ケーブルの端部にあらかじめ取り付けられた圧着端子を固定できる固定用端子であってもよい。第１端子４１および第２端子４２は、ケーブルの端部を巻き付けたネジを締め付けることにより、ケーブルを固定できるネジ穴を有してもよい。

【0012】

吸入口４８および吐出口４９は、チューブ取付用の口金である。吸入口４８および吐出口４９は、ハウジング４０内部の空間に連通している。ハウジング４０は、吸入口４８および吐出口４９を除き気密に構成されている。

【0013】

ハウジング４０の内部に移動子２０が収容されている。移動子２０には、弁体２９が取り付けられている。後述する機構により移動子２０は図１における上下方向に移動可能である。図１および図３においては、移動子２０は可動範囲の上端に位置している。移動子２０が下向きに移動した場合、弁体２９が吐出口４９を閉塞する。

【0014】

ハウジング４０の内部には、４本のワイヤ支持柱４３および２本の弾性体支持柱６３がそれぞれ固定されている。ワイヤ支持柱４３は、図３におけるハウジング４０の右上部、左上部、上下方向の中央部下寄りの右端と左端とに、それぞれ配置されている。

【0015】

右上部のワイヤ支持柱４３と、左上部のワイヤ支持柱４３とに、第１形状記憶合金ワイヤ５１の両端が接続されている。中央部の右端のワイヤ支持柱４３と左端のワイヤ支持柱４３とに、第２形状記憶合金ワイヤ５２の両端が接続されている。第１形状記憶合金ワイヤ５１と第２形状記憶合金ワイヤ５２との間に、略Ｔ字板形状の移動子２０が挟まれている。移動子２０の形状の詳細については、後述する。

【0016】

以下の説明では、移動子２０の縦棒部分の側面を、第１側面３２および第２側面３３と記載する。第１側面３２と弾性体支持柱６３との間に、第１弾性体６１が配置されている。第２側面３３と弾性体支持柱６３との間に、第２弾性体６２が配置されている。第１弾性体６１および第２弾性体６２は、たとえば圧縮コイルバネ、板バネまたはゴム製の棒である。第１弾性体６１および第２弾性体６２は、移動子２０の位置を保持する保持体の例示である。

【0017】

以下の説明では、第１弾性体６１および第２弾性体６２が圧縮コイルばねである場合を例にして説明する。移動子２０は、第１弾性体６１および第２弾性体６２により左右両側から押圧されている。

【0018】

以下の説明では、第１形状記憶合金ワイヤ５１と第２形状記憶合金ワイヤ５２とを区別する必要がない場合には、形状記憶合金ワイヤ５０と記載する場合がある。形状記憶合金ワイヤ５０の端部は、それぞれのワイヤ支持柱４３に溶接または機械的な締め付け等により固定されている。ワイヤ支持柱４３と形状記憶合金ワイヤ５０とは、導通している。

【0019】

バルブ１０の使用方法の概要を説明する。吸入口４８および吐出口４９には、それぞれ図示を省略するチューブが取り付けられる。吸入口４８側のチューブは、コンプレッサー等の給気源に接続される。吐出口４９側のチューブは、エアクッション等の空気消費場所に接続される。

【0020】

図３においては、バルブ１０は開状態である。吸気源から吸入口４８に供給された空気は、吐出口４９を通って空気消費場所に供給される。

【0021】

２個の第２端子４２の間にパルス電圧を印加した場合、移動子２０が図１の下向きに移動して、弁体２９が吐出口４９を閉塞する。したがってバルブ１０は、吸入口４８と吐出口４９との間に空気が流れない閉状態になる。閉状態になった後は、吸入口４８から供給される空気の圧力により移動子２０および弁体２９が吐出口４９に押し付けられた状態になるため、バルブ１０は閉状態維持される。

【0022】

２個の第１端子４１の間にパルス電圧を印加した場合、移動子２０が図１の上向きに移動する。バルブ１０は、開状態に戻る。

【0023】

すなわち、第１端子４１および第２端子４２にパルス電圧を印加することにより、バルブ１０を閉状態と開状態との間で切り替え可能である。閉状態に切り替えた後は、吸入口４８からの空気圧により開状態が維持される。したがって、バルブ１０は開状態と閉状態を切り替える時のみ電力を消費し、開状態または閉状態を維持する間は電力を消費しない。

【0024】

パルス電圧により移動子２０が移動する機構について説明する。形状記憶合金ワイヤ５０は、温度が変態点を超えた場合に、瞬時に約４パーセントから５パーセント程度短くなり、冷えると元の長さに戻る。本実施の形態で使用する形状記憶合金ワイヤ５０の変態点は、７０℃から１００℃程度である。本実施の形態で使用する形状記憶合金ワイヤ５０の太さは、直径０．１ミリメートル程度である。

【0025】

第１形状記憶合金ワイヤ５１の両端にそれぞれ接続された２本のワイヤ支持柱４３は、第１端子４１に導通している。第２形状記憶合金ワイヤ５２の両端にそれぞれ接続された２本のワイヤ支持柱４３は、第２端子４２に導通している。ワイヤ支持柱４３の詳細については後述する。

【0026】

たとえば、ハウジング４０に設けた貫通孔を介してハウジング４０の外側から導電性のネジによりワイヤ支持柱４３を固定した後に、貫通孔を気密に接着することにより、ワイヤ支持柱４３と第１端子４１または第２端子４２との導通を実現できる。ハウジング４０の一面に、スルーホール付きの配線基板を用いて、ハウジング４０の内部のワイヤ支持柱４３と、ハウジング４０の表面の第１端子４１または第２端子４２とを導通させてもよい。

【0027】

図４および図５は、移動子２０の斜視図である。図６は、図４のVI矢視図である。前述のとおり、移動子２０は略Ｔ字板形状である。図４は移動子２０の第１広面２１５がみえる側の斜視図であり、図５は移動子２０の第２広面２２５がみえる側の斜視図である。Ｔ字の横棒の中央部上端に、通気溝２４が設けられている。

【0028】

第１広面２１５には第１溝２１９が設けられている。図４に示すように、第１溝２１９は、Ｔ字の縦棒側に凸形状の曲面である第１曲面部２１を側面に有する。すなわち、第１曲面部２１は移動子２０の第１広面２１５から立ち下がる曲面である。

【0029】

第２広面２２５には、第２溝２２９が設けられている。図５に示すように、第２溝２２９は、縦棒と反対側に凸形状の曲面である第２曲面部２２を側面に有する。すなわち、第２曲面部２２は第２広面２２５から立ち下がる曲面である。

【0030】

第１曲面部２１および第２曲面部２２は、図４および図５に例示する円筒面に限定しない。第１曲面部２１および第２曲面部２２は、たとえば両端が平面状であり、中央部で滑らかに接続していてもよい。

【0031】

移動子２０の縦棒の部分の側面は、前述のとおり第１側面３２と第２側面３３であり、縦棒の先端の端面は弁体取付面３１である。すなわち、第１側面３２および第２側面３３は、弁体取付面３１と隣接する面である。なお、弁体取付面３１と第１側面３２との境界、および、弁体取付面３１と第２側面３３との境界に、面取り加工等が施されていてもよい。

【0032】

弁体取付面３１に、弁体２９が固定されている。弁体２９は、吐出口４９のハウジング４０内部側の端部を覆う寸法の円板状である。弁体２９の材質は、たとえばシリコーンゴム、ニトリルゴム、フッ素ゴムまたはウレタンゴム等の柔軟で気密性の高い材料である。

【0033】

移動子２０と弁体２９とは、接着固定されている。弁体２９は、インサート成形により移動子２０と一体に成形されていてもよい。弁体２９に一体成型した突起と、移動子２０に設けた穴とが嵌め合わされることにより、弁体２９が移動子２０に固定されていてもよい。

【0034】

第１側面３２および第２側面３３から、円柱状の保持突起２５が突出している。保持突起２５は、圧縮コイルばねである第１弾性体６１および第２弾性体６２の端部に挿入可能な寸法である。

【0035】

移動子２０は、絶縁性熱伝導体製である。具体的には、たとえば移動子２０は非導電性の酸化被膜、すなわちアルマイト被膜により覆われたアルミニウム製である。移動子２０は、窒化アルミニウムまたは窒化ケイ素等の、熱伝導性の高い絶縁性セラミックス製であってもよい。移動子２０は、高熱伝導性グレードの樹脂製であってもよい。

【0036】

図７は、可動部分を除いたバルブ１０の説明図である。図７は、図３の断面図から可動部分である移動子２０、第１形状記憶合金ワイヤ５１、第２形状記憶合金ワイヤ５２、第１弾性体６１および第２弾性体６２を取り除いた状態を示す。

【0037】

前述のとおり、４本のワイヤ支持柱４３は、図７におけるハウジング４０の右上部、左上部、上下方向の中央部下寄りの右端と左端とに配置されている。２本の弾性体支持柱６３は、ハウジング４０の右下部および左下部に配置されている。

【0038】

ワイヤ支持柱４３および弾性体支持柱６３は、いずれも図７の紙面に対して垂直な状態でハウジング４０の内面に固定されている。ワイヤ支持柱４３および弾性体支持柱６３は、それぞれ両持ちで固定されていても、片持ちで固定されていてもよい。弾性体支持柱６３は、ハウジング４０と一体成型されていてもよい。

【0039】

２本の弾性体支持柱６３の互いに対向する面は平面になっており、円柱状の保持突起６５が突出している。保持突起６５は、前述の保持突起２５と略同一寸法であり、圧縮コイルばねである第１弾性体６１および第２弾性体６２の端部に挿入可能である。

【0040】

ワイヤ支持柱４３は、たとえば銅合金等の導電性材料製である。ワイヤ支持柱４３は、たとえば雄ネジ部と雌ネジ部により長手方向に接続された２本の円柱により構成されている。２本の円柱の接続部に形状記憶合金ワイヤ５０を挟んで締め込むことにより、形状記憶合金ワイヤ５０が固定されるとともに、形状記憶合金ワイヤ５０とワイヤ支持柱４３とが導通する。

【0041】

２本の円柱の接続部に、形状記憶合金ワイヤ５０両端にそれぞれ取り付けられた圧着端子が挟まれており、共締めにより固定されても良い。形状記憶合金ワイヤ５０は、端部をワイヤ支持柱４３に巻き付けた状態で、スポット溶接等により固定されていてもよい。形状記憶合金ワイヤ５０は、端部をワイヤ支持柱４３に設けた小孔に挿通した状態で、スポット溶接等により固定されていてもよい。

【0042】

バルブ１０は、第１端子４１および第２端子４２と、図示を省略するケーブルとを介して図示を省略する制御回路に接続されている。第１端子４１およびワイヤ支持柱４３を介して、第１形状記憶合金ワイヤ５１に後述する駆動電圧が印加される。第２端子４２およびワイヤ支持柱４３を介して、第２形状記憶合金ワイヤ５２に後述する駆動電圧が印加される。駆動電圧は、たとえば２０ボルト、継続時間２ミリ秒のパルス電圧である。第１形状記憶合金ワイヤ５１と第２形状記憶合金ワイヤ５２とは、絶縁されている。

【0043】

図８は、図１のVIII-VIII線による断面図である。図９は、図８のＡ部拡大図である。第１曲面部２１を側面に有する第１溝２１９の奥に、第１形状記憶合金ワイヤ５１が配置されている。第１溝２１９の手前側に、略円弧状のワイヤ保持具５４が嵌め込まれている。ワイヤ保持具５４は、ゴム製または柔軟な樹脂材料製であり、第１溝２１９に押し込むことで固定される。

【0044】

図３に戻って説明を続ける。前述のとおり、移動子２０は図３における上下方向に移動可能である。図３においては、移動子２０は可動範囲の上端に位置している。図３においては、第１形状記憶合金ワイヤ５１および第２形状記憶合金ワイヤ５２のいずれにも電圧は印加されていない。図３に示すように、第１形状記憶合金ワイヤ５１は弛んだ状態になっている。

【0045】

ワイヤ保持具５４により、弛んだ状態の第１形状記憶合金ワイヤ５１が第１曲面部２１を有する溝から外れないように保持されている。なお、図３に示すワイヤ保持具５４の形状は例示である。ワイヤ保持具５４は、板状または球状等の、任意の形状であってもよい。

【0046】

図３に示す状態では、第１弾性体６１および第２弾性体６２は自然長よりも短い状態に圧縮されている。移動子２０は、第１弾性体６１および第２弾性体６２に押圧されて、図３に示す位置で安定的に保持されている。

【0047】

図１０および図１１は、バルブ１０の閉状態を説明する説明図である。図１０は、図３と同一の断面による断面図である。図１１は、図２のXI-XI線による断面図である。２つの第２端子４２の間に駆動電圧を印加して第２形状記憶合金ワイヤ５２に通電することにより、第２形状記憶合金ワイヤ５２はジュール熱により瞬時に発熱する。第２形状記憶合金ワイヤ５２は、温度が変態点を超えた場合に瞬時に短くなる。

【0048】

第２形状記憶合金ワイヤ５２が第２曲面部２２を図１１における下向きに牽引する。移動子２０が下向きに移動する。弁体２９が吐出口４９を閉塞し、バルブ１０が閉状態になる。

【0049】

図１１に示すようにワイヤ支持柱４３は、移動子２０が吐出口４９側に移動した場合であっても、第２曲面部２２よりも吐出口４９に近い位置で第２形状記憶合金ワイヤ５２の両端を固定する位置に配置されている

【0050】

図１０に示すように、第１形状記憶合金ワイヤ５１は、移動子２０が一番下側に移動した状態で、弛まずにちょうど第１曲面部２１に触れる程度の長さに調整されている。

【0051】

第２曲面部２２側の面においては、図１１に示すように、２個のワイヤ保持具５４により、第２形状記憶合金ワイヤ５２が保持されている。第１曲面部２１側のワイヤ保持具５４と、第２曲面部２２側のワイヤ保持具５４とは、同一形状であっても、異なる形状であってもよい。

【0052】

図１０に示す状態においても、第１弾性体６１および第２弾性体６２は自然長よりも短い状態に圧縮されている。移動子２０は、第１弾性体６１および第２弾性体６２に押圧されて、図１０に示す位置で安定的に保持されている。すなわち、移動子２０は、図３に示す位置と、図１０に示す位置とで安定し、その途中の位置では安定しない、いわゆるトグル動作を行なう。

【0053】

図３に示す状態と、図１０に示す状態との間で移動子２０が移動する途中においては、第１弾性体６１および第２弾性体６２は追加的に圧縮されて、さらに短くなる。第１弾性体６１および第２弾性体６２の最小の長さは、許容荷重時長さよりも長いことが望ましい。

【0054】

ここで許容荷重は、塑性変形等の損傷を与えずに弾性体に加えることが可能な最大の荷重を意味する。許容荷重時長さは、許容荷重を加えた場合の弾性体の長さを意味する。
移動子２０が移動する過程で、第１弾性体６１および第２弾性体６２が許容荷重時長さよりも長い状態を維持することにより、第１弾性体６１および第２弾性体６２に許容荷重を超える力が加わることを防止できる。このようにすることにより、バルブ１０の開閉を多数回繰り返すことが可能な、寿命の長いバルブ１０を提供できる。

【0055】

バルブ１０が開状態および閉状態である場合に、第１弾性体６１および第２弾性体６２は、自然長と許容荷重時長さとの中間程度の長さであることが望ましい。すなわち、開状態および閉状態においては、第１弾性体６１および第２弾性体６２は、許容加重の半分程度の力で、移動子２０を押圧する。

【0056】

たとえば、バルブ１０の姿勢が変化した場合、または、バルブ１０を搭載した機器に加速度が加わった場合等には、移動子２０に外力が加わる可能性がある。第１弾性体６１および第２弾性体６２が十分な力で移動子２０を押圧していれば、外力が加わった場合であっても開状態または閉状態で移動子２０を確実に保持できる。したがって、漏れの発生しにくいバルブを提供できる。

【0057】

第１弾性体６１および第２弾性体６２に加わる力が許容荷重の半分程度の力であれば、開状態または閉状態が長時間継続した場合であっても劣化が少なく、寿命の長いバルブ１０を提供できる。

【0058】

姿勢の変化や、加速度の発生のない安定した環境でバルブ１０を使用する場合には、第１弾性体６１および第２弾性体６２はトグル動作を実現できる最低限の力で移動子２０を押圧すれば良い。したがって、バルブ１０が開状態および閉状態である場合に、第１弾性体６１および第２弾性体６２は、自然長よりも若干圧縮した程度の長さであっても良い。

【0059】

図１２は、バルブ１０の閉状態を説明する説明図である。図１２は、第２形状記憶合金ワイヤ５２に発生したジュール熱が移動子２０内に拡散して、常温に戻った後の状態を示す。第２形状記憶合金ワイヤ５２が自然長に戻り、弛んだ状態になっている。弛んだ第２形状記憶合金ワイヤ５２は、ワイヤ保持具５４により、第２曲面部２２を有する溝から外れないように保持されている。

【0060】

移動子２０は、前述のとおり第１弾性体６１と第２弾性体６２とが実現するトグル動作の効果により、図１２に示す位置で安定的に保持されている。さらに、吸入口４８から供給される空気の圧力により、移動子２０が吐出口４９側に押し付けられる。吸入口４８と通気溝２４とが対向しているため、空気圧により移動子２０が傾いて、吐出口４９と弁体２９との間に隙間が生じて空気が漏れることが防止される。以上により、電圧を供給しなくてもバルブ１０は閉状態を維持できる。

【0061】

図１３は、バルブ１０の開状態を説明する説明図である。図１３は、図３と同一の断面による断面図である。２つの第１端子４１の間に駆動電圧を印加して第１形状記憶合金ワイヤ５１に通電することにより、第１形状記憶合金ワイヤ５１がジュール熱により瞬時に発熱する。第１形状記憶合金ワイヤ５１は、温度が変態点を超えた場合に瞬時に短くなる。

【0062】

第１形状記憶合金ワイヤ５１が第１曲面部２１を図１３における上向き、すなわち吐出口４９から離れる向きに牽引する。移動子２０が上向きに移動する。弁体２９が吐出口４９から離れ、バルブ１０が開状態になる。通気溝２４が存在することにより、吸入口４８から流入した空気の通路が十分に確保される。

【0063】

図１３に示すようにワイヤ支持柱４３は、移動子２０が吸入口４８に移動した場合であっても、第１曲面部２１よりも吸入口４８に近い位置で第１形状記憶合金ワイヤ５１の両端を固定する位置に配置されている

【0064】

図示を省略するが、第２形状記憶合金ワイヤ５２は移動子２０が一番上側に移動した状態で、弛まずにちょうど第２曲面部２２に触れる程度の長さに調整されている。

【0065】

図３に戻って説明を続ける。図３は、第１形状記憶合金ワイヤ５１に発生したジュール熱が移動子２０内に拡散して、常温に戻った後の状態を示す。第１形状記憶合金ワイヤ５１が自然長に戻り、弛んだ状態になっている。

【0066】

移動子２０は、前述のとおり第１弾性体６１と第２弾性体６２とが実現するトグル動作の効果により、図３に示す位置で安定的に保持されている。以上により、電圧を供給しなくてもバルブ１０は開状態を維持できる。

【0067】

形状記憶合金ワイヤ５０の熱容量は、移動子２０の熱容量に比べて非常に小さいので、パルス電圧を繰り返し印加して開閉動作を行なった場合であっても、移動子２０の温度は殆ど上昇しない。移動子２０に移動した熱量は、第１端子４１に接続されたケーブルまたはハウジング４０の外表面を介して自然に放熱される。なお、バルブ１０の開閉動作を頻繁に行なう場合には、ペルチェ素子または放熱板等の冷却機構をバルブ１０に取り付けても良い。

【0068】

吸入口４８は、図１における右側または左側に寄っていてもよい。吸入口４８は、ハウジング４０の右側面、左側面、正面または裏面に固定されていてもよい。バルブ１０を設置する場所に合わせて、任意の場所に吸入口４８を設けることができる。

【0069】

吐出口４９は、図１における右側または左側に寄っていてもよい。弁体２９は、吐出口４９を閉塞可能な位置に配置される。

【0070】

ハウジング４０は、長方形板状に限定しない。バルブ１０を設置する場所に合わせて、任意の形状であってもよい。ハウジング４０には、たとえばバルブ１０の取り付け位置を定める突起、窪み、穴または溝等が、設けられていてもよい。

【0071】

第１曲面部２１は、第１広面２１５から立ち上がる曲面であってもよい。同様に第２曲面部２２は、第２広面２２５から立ち上がる曲面であってもよい。たとえば、第１広面２１５および第２広面２２５にそれぞれ畝状の構造を設けることにより、第１曲面部２１および第２曲面部２２を形成できる。第１曲面部２１と第２曲面部２２との一方が広面から立ち上がる曲面であり、他方が広面から立ち下がる曲面であってもよい。

【0072】

第１曲面部２１および第２曲面部２２は、移動子２０から突出するピンの列等により形成されていても良い。絶縁性の樹脂またはセラミックス等に、高熱伝導性材料である真鍮製のピン等を相互に接触しない状態で埋め込むことにより、絶縁性と熱伝導性とを両立できる。

【0073】

移動子２０は、略Ｔ字板形状に限定しない。移動子２０は、第１曲面部２１および第２曲面部２２を有し、弁体２９を取り付けて、第１弾性体６１と第２弾性体６２とで押圧可能な任意の形状にすることができる。

【0074】

形状記憶合金ワイヤ５０の表面が絶縁性被覆で覆われている場合には、移動子２０は導電性であってもよい。

【0075】

ハウジング４０の一面に制御回路が搭載された配線基板を用いて、制御回路とバルブ１０とを一体にしてもよい。制御回路が搭載された配線基板をハウジング４０に固定して、制御回路とバルブ１０とを一体にしてもよい。

【0076】

本実施の形態によると、パルス電圧を印加することにより、開状態と閉状態とを切り替え可能なバルブ１０を提供できる。

【0077】

本実施の形態によると、第１弾性体６１および第２弾性体６２により開状態および閉状態を維持できるため、消費電力量の少ないバルブ１０を提供できる。なお、閉状態を長時間維持する場合には、所定の時間間隔で２つの第２端子４２の間に電圧を印加して移動子２０を吐出口４９側に引っ張ることにより、漏れの発生を確実に防止できる。

【0078】

本実施の形態によると、開状態および閉状態を維持している間は、形状記憶合金ワイヤ５０に張力が加わらないため、耐久性の高いバルブ１０を提供できる。

【0079】

本実施の形態のバルブ１０は、たとえば自動車のシートおよびマッサージチェア等のエアクッションの制御に使用できる。引用文献１に記載のバルブを使用する場合に比べて、消費電力の少ない自動車およびマッサージチェアを実現できる。

【0080】

既存のバルブにおいては、開閉に電磁弁が使用される場合がある。電磁弁は、磁性体を含むため重量が大きい傾向がある。本実施の形態によると、電磁弁を使用する場合に比べて軽量なバルブ１０を実現できる。

【0081】

バルブ１０は、空気以外のガス、または液体等、任意の流体の制御用であってもよい。バルブ１０を構成する各部品には、制御対象の流体に対して十分な耐久性を備える材料を使用する。なお、導電性の流体を制御する場合には、形状記憶合金ワイヤ５０、ワイヤ支持柱４３および両者の接続部を絶縁性被覆で覆い、制御対象の流体から絶縁する。

【0082】

たとえば、農薬散布用ドローン用の、農薬散布のオンオフ切替バルブにバルブ１０を使用できる。軽量で、かつ消費電力が少ないバルブ１０を用いることにより、飛行可能時間の長い農薬散布用ドローンを提供できる。

【0083】

実施例で記載されている技術的特徴（構成要件）はお互いに組合せ可能であり、組み合わせすることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものでは無いと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味では無く、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0084】

１０ バルブ
２０ 移動子
２１ 第１曲面部
２１５ 第１広面
２１９ 第１溝
２２ 第２曲面部
２２５ 第２広面
２２９ 第２溝
２４ 通気溝
２５ 保持突起
２９ 弁体
３１ 弁体取付面
３２ 第１側面
３３ 第２側面
４０ ハウジング
４１ 第１端子
４２ 第２端子
４３ ワイヤ支持柱
４８ 吸入口
４９ 吐出口
５０ 形状記憶合金ワイヤ
５１ 第１形状記憶合金ワイヤ
５２ 第２形状記憶合金ワイヤ
５４ ワイヤ保持具
６１ 第１弾性体（保持体）
６２ 第２弾性体（保持体）
６３ 弾性体支持柱
６５ 保持突起

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】