特許 7517077 熱制御デバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-08

(45)【発行日】2024-07-17

(54)【発明の名称】熱制御デバイス

(51)【国際特許分類】

   F28F 13/00 20060101AFI20240709BHJP

   F28F 21/08 20060101ALI20240709BHJP

   F28F 27/00 20060101ALI20240709BHJP

【ＦＩ】

F28F13/00

F28F21/08 Z

F28F27/00 511Z

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020180103

(22)【出願日】2020-10-28

(65)【公開番号】P2022071254

(43)【公開日】2022-05-16

【審査請求日】2023-03-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100160691

【弁理士】

【氏名又は名称】田邊 淳也

(72)【発明者】

【氏名】小宅 教文

(72)【発明者】

【氏名】福井 健二

(72)【発明者】

【氏名】山内 崇史

【審査官】大谷 光司

(56)【参考文献】

【文献】特開平０４－０９３５３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－１７１５９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００５／０２７７３２４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平０３－０９９１９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１２５７０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０１９７４７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２８Ｄ２０／００，２１／００

Ｆ２８Ｆ１３／００－１３／１８，２１／０８，２７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１部材と第２部材との間における熱の移動を制御する熱制御デバイスであって、
前記第１部材と前記第２部材のそれぞれに接続される一対の部材であって、前記一対の部材の一方の部材と他方の部材との間隔が変更可能な一対の部材と、
前記一対の部材のそれぞれに接続され、自身の温度変化によって変形する変形部材と、
前記第１部材、前記第２部材、および、前記一対の部材とは別に設けられ、前記変形部材に熱を供給することで、前記変形部材の温度を変更可能な熱供給部と、を備え、
前記変形部材の変形によって前記一方の部材と前記他方の部材との前記間隔が変更されることで、前記第１部材と前記第２部材との間における熱流量が変化する、
熱制御デバイス。

【請求項2】

請求項１に記載の熱制御デバイスであって、
前記変形部材は、
自身の温度変化によって膨張または収縮する熱変形部であって、前記熱供給部からの熱が供給される熱変形部と、
前記熱変形部と前記一方の部材とに接続される第１断熱部と、
前記熱変形部と前記他方の部材とに接続される第２断熱部と、を備える、
熱制御デバイス。

【請求項3】

請求項２に記載の熱制御デバイスであって、
前記熱変形部は、形状記憶合金から形成される、
熱制御デバイス。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の熱制御デバイスは、さらに、
前記一方の部材と前記他方の部材との前記間隔を調整する調整部を備え、
前記調整部は、
前記変形部材の変形によって前記一方の部材と前記他方の部材との前記間隔が広げられるとき、前記間隔が広くなることを抑制し、
前記変形部材の変形によって前記一方の部材と前記他方の部材との前記間隔が狭められるとき、前記間隔が狭くなることを抑制する、
熱制御デバイス。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の熱制御デバイスであって、
前記一方の部材は、前記第１部材に接続される一方の接続部と、前記一方の接続部から前記他方の部材に向かって延伸する一方の延伸部と、を備え、
前記他方の部材は、前記第２部材に接続される他方の接続部と、前記他方の接続部から前記一方の部材に向かって延伸しており、先端が前記一方の延伸部の先端と前記一方の接続部との間に位置する他方の延伸部と、を備え、
前記一方の延伸部の先端と前記他方の延伸部の先端との間には、前記変形部材の変形によって変更される前記間隔が形成されており、
前記一方の接続部と前記他方の接続部との間の距離が前記変形部材の変形によって長くなるとき、前記間隔は狭くなる、
熱制御デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、熱制御デバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、２つの部材の間における熱の移動を制御する熱制御デバイスが知られている。例えば、非特許文献１、２には、２つの部材のそれぞれに接続される一対の伝熱部材の間隔を変更することで、２つの部材の間における熱流量を制御する技術が開示されている。非特許文献３には、一対の伝熱部材の一方が自身の温度によって放射率が変化することで、２つの部材の間における輻射伝熱での熱流量を制御する技術が開示されている

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【文献】Menglong Hao、Efficient thermal management of Li-ion batteries with a passive interfacial thermal regulator based on a shape memory alloy、Nature Energy、2018、vol.3、p.899-906

【文献】Mahmoud Elzouka、High Temperature Near-Field NanoThermoMechanical Rectification & Sidy Ndao、Scientific Reports、2017、vol.7、Article number:44901

【文献】Philippe Ben-Abdallah、Near-Field Thermal Transistor、PHYSICAL REVIEW LETTERS、2014、vol.112, Issue 4、044301

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述したような先行技術によっても、熱制御デバイスにおいて、熱が移動する２つの部材のそれぞれの温度に影響されることなく、２つの部材の間における熱流量を制御する技術については、なお改善の余地があった。例えば、非特許文献１の技術では、一対の伝熱部材の間隔は、一対の伝熱部材のそれぞれに接続される接続部材が変形することで変更される。この接続部材は、一対の伝熱部材のそれぞれの温度に応じて自身の温度が変化することで変形するため、例えば、一対の伝熱部材のいずれかが高温になることで接続部材が収縮すると、一対の伝熱部材は接触し、伝導伝熱によって熱が伝わる。しかしながら、一対の伝熱部材のいずれもが比較的低温である場合、伝熱部材は伸びたままで一対の伝熱部材には間隔が形成されるため、２つの部材の間において熱は移動しにくくなる。このため、非特許文献１の技術では、２つの部材のそれぞれの温度に影響されることなく、２つの部材の間における熱流量を制御することは困難である。非特許文献２の技術では、一対の伝熱部材の一方が自身の温度に応じて変形することで、一対の伝熱部材の間隔が変更される。すなわち、２つの部材の間における熱流量は、一対の伝熱部材の一方の温度によって決定されるため、熱が移動する２つの部材のそれぞれの温度に影響されることなく、２つの部材の間における熱流量を制御することは困難である。また、非特許文献２、３の技術では、輻射伝熱によって２つの部材の間において熱が移動する。このため、非特許文献２、３の技術は、輻射伝熱が有効な比較的高温での熱の移動にしか適用できず、例えば、１００℃以下の比較的低温において熱を移動させることは困難である。

【0005】

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、２つの部材の間における熱の移動を制御する熱制御デバイスにおいて、２つの部材の温度に影響されることなく、熱流量を制御する技術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】

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

【0007】

（１）本発明の一形態によれば、第１部材と第２部材との間における熱の移動を制御する熱制御デバイスが提供される。この熱制御デバイスは、前記第１部材と前記第２部材のそれぞれに接続される一対の部材であって、前記一対の部材の一方の部材と他方の部材との間隔が変更可能な一対の部材と、前記一対の部材のそれぞれに接続され、自身の温度変化によって変形する変形部材と、前記変形部材に熱を供給することで、前記変形部材の温度を変更可能な熱供給部と、を備え、前記変形部材の変形によって前記一方の部材と前記他方の部材との前記間隔が変更されることで、前記第１部材と前記第２部材との間における熱流量が変化する。

【0008】

この構成によれば、一対の部材のそれぞれに接続される変形部材は、熱供給部から供給される熱による自身の温度変化に応じて変形する。変形部材が変形すると、一方の部材と他方の部材との間隔が変更され、第１部材と第２部材との間における熱流量が変化する。例えば、変形部材が温度の上昇によって収縮する場合、熱供給部が供給する熱によって変形部材が加熱されると、離れた状態の一方の部材と他方の部材とが接触する。これにより、一対の部材において、高温側から低温側に伝導伝熱によって熱を移動させることができる。また、熱供給部からの熱の供給がない場合、変形部材は高温にならないため伸びたままとなり、一方の部材と他方の部材とは離れた状態となる。これにより、一対の部材に高温側の部材と低温側の部材とがあっても、熱は移動しにくくなる。このように、熱供給部が供給する熱によって一対の部材の間隔が変更されるため、第１部材と第２部材とのそれぞれの温度に影響されることなく、一方の部材と他方の部材との間における伝熱の形態を変更することができる。したがって、第１部材と第２部材のそれぞれの温度によらず、第１部材と第２部材との間における熱流量を制御することができる。

【0009】

（２）上記形態の熱制御デバイスにおいて、前記変形部材は、自身の温度変化によって膨張または収縮する熱変形部であって、前記熱供給部からの熱が供給される熱変形部と、前記熱変形部と前記一方の部材とに接続される第１断熱部と、前記熱変形部と前記他方の部材とに接続される第２断熱部と、を備えてもよい。この構成によれば、自身の温度変化によって膨張または収縮する熱変形部は、第１断熱部と第２断熱部とを介して、一方の部材と他方の部材とのそれぞれに接続されている。これにより、一方の部材や他方の部材からの熱は、熱変形部に伝わりにくくなる。したがって、一方の部材と他方の部材との間隔を熱供給部が供給する熱によって制御できるため、第１部材と第２部材との間における熱流量を高精度に制御することができる。

【0010】

（３）上記形態の熱制御デバイスにおいて、前記熱変形部は、形状記憶合金から形成されてもよい。この構成によれば、熱変形部は、形状記憶合金から形成されるため、熱供給部から供給される熱によって変形した後に熱の供給が停止されることで初期状態に戻る復元力を有する。したがって、一方の部材と他方の部材との間隔を繰り返し変更することができるため、第１部材と第２部材との間における熱流量の制御を繰り返すことができる。

【0011】

（４）上記形態の熱制御デバイスは、さらに、前記一方の部材と前記他方の部材との前記間隔を調整する調整部を備え、前記調整部は、前記変形部材の変形によって前記一方の部材と前記他方の部材との前記間隔が広げられるとき、前記間隔が広くなることを抑制し、前記変形部材の変形によって前記一方の部材と前記他方の部材との前記間隔が狭められるとき、前記間隔が狭くなることを抑制してもよい。この構成によれば、熱制御デバイスは、一方の部材と他方の部材との間隔を調整する調整部を備えている。この調整部は、変形部材の変形によって間隔が広げられるとき間隔が広くなることを抑制し、変形部材の変形によって間隔が狭められるとき間隔が狭くなることを抑制する。すなわち、調整部は、一方の部材と他方の部材との間隔が初期状態に戻るための復元力を有する。これにより、一方の部材と他方の部材との間隔を繰り返し変更することができるため、第１部材と第２部材との間における熱流量の制御を繰り返すことができる。

【0012】

（５）上記形態の熱制御デバイスにおいて、前記一方の部材は、前記第１部材に接続される一方の接続部と、前記一方の接続部から前記他方の部材に向かって延伸する一方の延伸部と、を備え、前記他方の部材は、前記第２部材に接続される他方の接続部と、前記他方の接続部から前記一方の部材に向かって延伸しており、先端が前記一方の延伸部の先端と前記一方の接続部との間に位置する他方の延伸部と、を備え、前記一方の延伸部の先端と前記他方の延伸部の先端との間には、前記変形部材の変形によって変更される前記間隔が形成されており、前記一方の接続部と前記他方の接続部との間の距離が前記変形部材の変形によって長くなるとき、前記間隔は狭くなってもよい。この構成によれば、他方の延伸部の先端は、一方の延伸部の先端と一方の接続部との間に位置している。一方の部材の先端と他方の部材の先端との間には、変形部材の変形によって変更される間隔が形成されている。これにより、一方の接続部と他方の接続部との間の距離が変形部材の変形によって長くなるとき、間隔を狭くすることができる。例えば、温度が上昇することで変形部材が膨張する場合でも、変形部材の膨張によって一方の部材と他方の部材とを接触させることができる。

【0013】

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、熱制御デバイスを備える装置、熱制御デバイスおよび熱制御デバイスを備える装置の制御方法、熱制御デバイスによる熱流の制御方法、これらの制御方法を実行させるコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを配布するためのサーバ装置、そのコンピュータプログラムを記憶した一時的でない記憶媒体等の形態で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１実施形態の熱制御デバイスの模式図である。

【図2】第１実施形態の熱制御デバイスの作動を説明する図である。

【図3】第２実施形態の熱制御デバイスの作動を説明する図である。

【図4】第３実施形態の熱制御デバイスの模式図である。

【図5】第３実施形態の熱制御デバイスの作動を説明する図である。

【図6】第４実施形態の熱制御デバイスの作動を説明する図である。

【図7】第５実施形態の熱制御デバイスの模式図である。

【図8】第６実施形態の熱制御デバイスの模式図である。

【図9】第７実施形態の熱制御デバイスの斜視図である

【図10】第７実施形態の熱制御デバイスの正面図と側面図である。

【図11】第７実施形態の熱制御デバイスについての第１の計算結果である。

【図12】第７実施形態の熱制御デバイスについての第２の計算結果である。

【図13】第１実施形態の熱制御デバイスの変形例の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の熱制御デバイス１の模式図である。第１実施形態の熱制御デバイス１は、一対の部材１０、２０と、変形部材３０と、熱供給部３５と、を備える。本実施形態の熱制御デバイス１は、図１に示すように、離れた位置に配置されている第１部材Ａと第２部材Ｂとの間における熱の移動を制御する。熱制御デバイス１は、第１部材Ａと第２部材Ｂとの間における熱流量を抑制する。

【0016】

一対の部材１０、２０のうちの一方の部材１０は、略直方体形状の部材であって、連結部１１を介して第１部材Ａに熱的に接続されている。一方の部材１０は、熱伝導性が優れている金属、例えば、銅などから形成されており、自身の温度が第１部材Ａと同じ程度の温度となるように連結部１１によって第１部材Ａに接続されている。一対の部材１０、２０のうちの他方の部材２０は、一方の部材１０に比べ小さい略直方体形状の部材であって、連結部２１を介して第２部材Ｂに熱的に接続されている。他方の部材２０は、第２部材Ｂとの熱的な接続を維持したまま、一方の部材１０に対して移動可能である（図１の白抜き矢印Ｍ２０）。他方の部材２０は、一方の部材１０と同様に、熱伝導性が優れている金属、例えば、銅などから形成されており、自身の温度が第２部材Ｂと同じ程度の温度になるように連結部２１によって第２部材Ｂに接続されている。一方の部材１０と他方の部材２０とは、図１に示すように、一方の部材１０の側面１２と、他方の部材２０の側面２２とが対向するように配置されている。これにより、一方の部材１０の側面１２と他方の部材２０の側面２２との間隔Ｇｐが変更可能である。図１の状態では、間隔Ｇｐは、０より大きく、一方の部材１０と他方の部材２０とは離れた状態となっている。

【0017】

変形部材３０は、熱変形部３１と、第１断熱部３２と、第２断熱部３３と、を備える。熱変形部３１は、自身の温度が上昇すると膨張し温度が低下すると収縮する材料、例えば、形状記憶合金から形成されている。本実施形態の熱変形部３１は、棒状の部材であって、一方の部材１０と他方の部材２０との両方に亘るように配置されている。熱変形部３１では、一方の側３１ａに第１断熱部３２が設けられており、他方の側に第２断熱部３３が設けられている。

【0018】

第１断熱部３２と第２断熱部３３とは、熱変形部３１に比べ熱伝導性が低い材料から形成されている。第１断熱部３２は、一方の部材１０の上面１３に接続する。第２断熱部３３は、他方の部材２０の上面２３に接続する。第１断熱部３２と第２断熱部３３のそれぞれは、熱変形部３１に比べ熱伝導性が低い材料から形成されている。なお、第１断熱部３２と第２断熱部３３は、熱変形部３１と他方の部材２０との間の熱流量を小さくするものであればよく、必ずしも断熱しなくてもよい。

【0019】

熱供給部３５は、熱変形部３１に接続されている、例えば、熱伝導性が高い金属から形成されるブロック状の部材である。本実施形態では、熱供給部３５にはヒータ３５ａのような発熱体が内蔵されており、図示しない外部の電源から供給される電力によって熱を発生する。熱供給部３５で発生する熱は、熱変形部３１に伝導伝熱によって伝わり、熱変形部３１の温度を上昇させる。このように、熱変形部３１は、第１断熱部３２を介して接続される一方の部材１０の温度、および、第２断熱部３３を介して接続される他方の部材２０の温度にかかわらず、熱供給部３５から供給される熱量に応じて変形する。本実施形態では、熱供給部３５は、ヒータ３５ａが発生する熱によって「能動的に」温度を上昇させることで、熱変形部３１に熱を伝えるとしたが、熱供給部３５の温度を上昇させる方法は、これに限定されない。例えば、エンジンや電池などの他の装置で発生する熱が熱供給部３５に伝わることで「受動的に」温度が上昇し、熱変形部３１に熱が伝わってもよい。すなわち、他の装置の作動状況に応じて熱変形部３１の温度が上昇してもよい。

【0020】

図２は、第１実施形態の熱制御デバイス１の作動を説明する図である。図２では、図面の都合から、第１部材Ａと第２部材Ｂのそれぞれを省略し、連結部１１、２１のそれぞれに、第１部材Ａの温度と第２部材Ｂの温度とを比較した状態（「高温側」、「低温側」）を示している。図２では、第１部材Ａが「高温側」であり、第２部材Ｂが「低温側」となっている。図２（ａ）は、ヒータ３５ａが発熱し熱供給部３５が比較的高温となっているときの熱制御デバイス１の状態を示している。本実施形態では、図２（ａ）に示す熱制御デバイスの１の状態を初期状態とする。高温となっている熱供給部３５から熱変形部３１に熱が供給されると、熱変形部３１の温度は上昇し、熱変形部３１は、膨張する。熱変形部３１が膨張すると、一方の部材１０と他方の部材２０との間には、間隔Ｇｐが形成される。この状態において、「高温側」の一方の部材１０から「低温側」の他方の部材２０には、対流伝熱と輻射伝熱によって熱が移動する（図２（ａ）の点線矢印Ｈ１１参照）。しかしながら、比較的低温の条件下、例えば、１００℃以下の条件下では、輻射伝熱では熱は移動しにくい。

【0021】

図２（ｂ）は、ヒータ３５ａが発熱していないために熱供給部３５が比較的低温となっているときの熱制御デバイス１の状態を示している。熱変形部３１には熱供給部３５から熱が供給されないため、熱変形部３１の温度は低下する。これにより、熱変形部３１は収縮するため、第２断熱部３３を介して熱変形部３１が接続されている他方の部材２０は、白抜き矢印Ｍ２１の方向に移動し、図２（ｂ）に示すように、一方の部材１０と接触する。この状態において、「高温側」の一方の部材１０から「低温側」の他方の部材２０に向かって、主に伝導伝熱によって熱が移動する（図２（ｂ）の点線矢印Ｈ１２参照）。なお、本実施形態では、図２（ａ）に示す熱制御デバイス１の状態を初期状態であるとしたが、熱制御デバイス１の初期状態を、ヒータ３５ａが発熱していないために熱供給部３５が比較的低温となっているときの図２（ｂ）に示す状態としてもよい。

【0022】

熱制御デバイス１では、熱供給部３５から供給される熱量に応じた熱変形部３１の変形の度合いによって伝熱の方法が異なる。このうち、輻射伝熱における熱流量は、伝導伝熱における熱流量に比べ小さいため、伝導伝熱によって熱が移動する図２（ｂ）の状態では熱が移動しやすい一方、対流伝熱と輻射伝熱によって熱が移動する図２（ａ）の状態では熱が移動しにくい。このように、熱制御デバイス１は、第１部材Ａと第２部材Ｂとのそれぞれの温度によらず、一方の部材１０と他方の部材２０との間における伝熱の形態を変更することができる。

【0023】

以上説明した、本実施形態の熱制御デバイス１によれば、一方の部材１０と他方の部材２０のそれぞれに接続される変形部材３０は、熱供給部３５から供給される熱による自身の温度変化に応じて変形する。変形部材３０が変形すると、一方の部材１０と他方の部材２０との間隔Ｇｐが変更され、第１部材Ａと第２部材Ｂとの間における熱流量が変化する。本実施形態では、熱変形部３１は、自身の温度が上昇すると膨張し温度が低下すると収縮する材料から形成されているため、熱供給部３５が供給する熱によって変形部材３０が加熱されると、一方の部材１０と他方の部材２０との間には間隔Ｇｐが形成される。これにより、一方の部材１０と他方の部材２０に高温側と低温側があっても、熱は移動しにくくなる（図２（ａ）参照）。また、変形部材３０の温度が低下すると変形部材３０は収縮するため、一方の部材１０と他方の部材２０とが接触する。これにより、一方の部材１０と他方の部材２０において、高温側から低温側に伝導伝熱によって熱を移動させることができる（図２（ｂ）参照）。このように、熱供給部３５が供給する熱によって一方の部材１０と他方の部材２０との間隔Ｇｐが変更されるため、第１部材Ａと第２部材Ｂとのそれぞれの温度に影響されることなく、一方の部材１０と他方の部材２０の間における伝熱の形態を変更することができる。したがって、第１部材Ａと第２部材Ｂのそれぞれの温度によらず、第１部材Ａと第２部材Ｂとの間における熱流量を制御することができる。

【0024】

また、本実施形態の熱制御デバイス１によれば、自身の温度変化によって変形する熱変形部３１は、両側が第１断熱部３２と第２断熱部３３とのそれぞれを介して、一方の部材１０と他方の部材２０とのそれぞれに接続されている。これにより、一方の部材１０や他方の部材２０からの熱は、熱変形部３１に伝わりにくくなる。したがって、一方の部材１０と他方の部材２０との間隔Ｇｐを、熱供給部３５が供給する熱によって制御できるため、第１部材Ａと第２部材Ｂとの間における熱流量を高精度に制御することができる。

【0025】

また、本実施形態の熱制御デバイス１によれば、変形部材３０の変形によって一方の部材１０と他方の部材２０とを接触させることができるため、第１部材Ａと第２部材Ｂとの間において、伝導伝熱によって熱を移動させることができる。これにより、輻射伝熱が有効でない比較的低温の条件下であっても、第１部材Ａと第２部材Ｂとの間で、熱を移動させることができる。

【0026】

また、本実施形態の熱制御デバイス１によれば、伝導伝熱によって、第１部材Ａと第２部材Ｂとの間で熱を移動させることができる。これにより、輻射伝熱に比べ多くの熱を第１部材Ａと第２部材Ｂとの間で移動させることができる。

【0027】

また、本実施形態の熱制御デバイス１によれば、熱変形部３１は、形状記憶合金から形成されるため、熱供給部３５から供給される熱によって変形した後に熱の供給が停止されることで初期状態（図２（ａ）の状態）に戻る復元力を有する。したがって、一方の部材１０と他方の部材２０との間隔Ｇｐを繰り返し変更することができるため、第１部材Ａと第２部材Ｂとの間における熱流量の制御を繰り返すことができる。

【0028】

＜第２実施形態＞
図３は、第２実施形態の熱制御デバイス２の作動を説明する図である。第２実施形態の熱制御デバイス２は、第１実施形態の熱制御デバイス１（図１）と比較すると、変形部材の特性が異なる。なお、図３では、図面の便宜上、第１部材Ａと第２部材Ｂのそれぞれを省略し、連結部１１、２１のそれぞれに、第１部材Ａの温度と第２部材Ｂの温度とを比較した状態（「高温側」、「低温側」）を示している。

【0029】

第２実施形態の熱制御デバイス２は、一対の部材１０、２０と、変形部材４０と、を備える。変形部材４０は、一方の部材１０と他方の部材２０とのそれぞれに接続されている部材である。変形部材４０は、熱変形部４１と、第１断熱部３２と、第２断熱部３３と、を備える。熱変形部４１は、自身の温度が上昇すると収縮し温度が低下すると膨張する材料から形成されている。熱変形部４１の一方の側４１ａには第１断熱部３２が設けられており、熱変形部４１の他方の側４１ｂには第２断熱部３３が設けられている。熱供給部３５は、熱変形部４１に接続されている。

【0030】

図３（ａ）は、熱供給部３５が比較的高温となっているときの熱制御デバイス２の状態を示している。高温となっている熱供給部３５から熱変形部４１に熱が供給されると、熱変形部４１の温度は上昇し、熱変形部４１は収縮する。これにより、一方の部材１０と他方の部材２０とは、接触した状態となる。この状態において、「高温側」の一方の部材１０から「低温側」の他方の部材２０に向かって、主に伝導伝熱によって熱が移動する（図３（ａ）の点線矢印Ｈ２１参照）。

【0031】

図３（ｂ）は、熱供給部３５が比較的低温となっているときの熱制御デバイス２の状態を示している。熱変形部４１には熱供給部３５から熱が供給されないため、熱変形部４１の温度は低下する。これにより、熱変形部４１は膨張するため、第２断熱部３３を介して熱変形部３１が接続されている他方の部材２０は、白抜き矢印Ｍ２２の方向に移動し、図３（ｂ）に示すように、一方の部材１０と他方の部材２０との間には、間隔Ｇｐが形成される。この状態において、「高温側」の一方の部材１０から「低温側」の他方の部材２０には、対流伝熱と輻射伝熱によって熱が移動する（図３（ｂ）の点線矢印Ｈ２２参照）。

【0032】

熱制御デバイス２では、熱供給部３５から供給される熱量に応じた熱変形部４１の変形の度合いによって伝熱の方法が異なる。具体的には、伝導伝熱によって熱が移動する図３（ａ）の状態では熱が移動しやすい一方、対流伝熱と輻射伝熱によって熱が移動する図３（ｂ）の状態では熱が移動しにくい。このように、熱制御デバイス２は、第１部材Ａと第２部材Ｂとのそれぞれの温度によらず、一方の部材１０と他方の部材２０との間における伝熱の形態を変更することができる。

【0033】

以上説明した、本実施形態の熱制御デバイス２によれば、一方の部材１０と他方の部材２０とを接続する変形部材４０の熱変形部４１は、自身の温度が上昇すると収縮し温度が低下すると膨張する材料から形成されている。これにより、熱供給部３５が供給する熱によって変形部材４０が加熱されると、一方の部材１０と他方の部材２０とが接触し、一方の部材１０と他方の部材２０において高温側から低温側に伝導伝熱によって熱を移動させることができる（図３（ａ）参照）。また、変形部材４０の温度が低下すると変形部材４０は膨張するため、一方の部材１０と他方の部材２０との間には間隔Ｇｐが形成される。これにより、一方の部材１０と他方の部材２０において高温側と低温側があっても、熱は移動しにくくなる（図３（ｂ）参照）。このように、熱供給部３５が供給する熱によって一方の部材１０と他方の部材２０との間隔Ｇｐが変更されるため、第１部材Ａと第２部材Ｂとのそれぞれの温度に影響されることなく、一方の部材１０と他方の部材２０の間における伝熱の形態を変更することができる。したがって、第１部材Ａと第２部材Ｂのそれぞれの温度によらず、第１部材Ａと第２部材Ｂとの間における熱流量を制御することができる。

【0034】

＜第３実施形態＞
図４は、第３実施形態の熱制御デバイス３の模式図である。第３実施形態の熱制御デバイス４は、第１実施形態の熱制御デバイス１（図１）と比較すると、一方の部材および他方の部材の形状が異なる。

【0035】

第３実施形態の熱制御デバイス３は、一対の部材１５、２５と、変形部材５０と、熱供給部３５と、を備える。一対の部材１５、２５のうちの一方の部材１５は、連結部１１を介して第１部材Ａに熱的に接続されている。他方の部材２５は、連結部２１を介して第２部材Ｂに熱的に接続されたまま、図４に示す白抜き矢印Ｍ２０の方向に移動可能である。一対の部材１５、２５のそれぞれは、熱伝導性が優れている金属、例えば、銅などから形成されている。なお、図４には、一対の部材１５、２５が互いに対向する方向をｘ軸方向とし、一対の部材１５、２５に対して変形部材５０が配置される方向をｚ軸方向とし、ｚ軸とｚ軸とのそれぞれに直交する方向をｙ軸方向とする。

【0036】

一方の部材１５は、接続部１６と、延伸部１７と、を備える。接続部１６は、自身の温度が、第１部材Ａと同じ程度の温度となるように、連結部１１を介して第１部材Ａに熱的に接続されている。延伸部１７は、接続部１６において、他方の部材２５側に設けられている。延伸部１７は、接続部１６から他方の部材２５の方向、すなわち、ｘ軸のプラス方向に向かって延伸したのち、図４に示すように、先端１７ａが、ｚ軸のマイナス方向に延びている。延伸部１７の先端１７ａには、図４に示すように、接続部１６側に接触面１７ｂが形成されている。接触面１７ｂは、ｘ軸方向に対して傾斜している。

【0037】

他方の部材２５は、接続部２６と、延伸部２７と、を備える。接続部２６は、自身の温度が、第２部材Ｂと同じ程度の温度となるように、連結部２１を介して第２部材Ｂに熱的に接続されている。延伸部２７は、接続部２６において、一方の部材１５の接続部１６側に設けられている。延伸部２７は、接続部２６から接続部１６の方向、すなわち、ｘ軸のマイナス方向に向かって延伸したのち、図４に示すように、先端２７ａが、ｚ軸のプラス方向に延びている。延伸部２７の先端２７ａには、図４に示すように、接続部２６側に接触面２７ｂが形成されている。接触面２７ｂは、ｘ軸方向に対して傾斜しており、接触面１７ｂに対向している。

【0038】

本実施形態では、変形部材５０は、一対の部材１５、２５のそれぞれに接続されており、熱変形部３１と、第１断熱部３２と、第２断熱部５３と、を備える。熱変形部３１は、第１実施形態の熱変形部３１と同様に、自身の温度が上昇すると膨張し温度が低下すると収縮する材料、例えば、形状記憶合金から形成されている。第１断熱部３２は、接続部１６の上面１８に接続されている。熱変形部３１の他方の側３１ｂには、第２断熱部５３が設けられている。第２断熱部５３は、熱変形部３１に比べ熱伝導性が低い材料から形成されている。第２断熱部５３は、熱変形部３１の他方の側３１ｂと、接続部２６の上面２８と、接続部２６の側面２９とに接続する。

【0039】

図５は、本実施形態の熱制御デバイス３の作動を説明する図である。本実施形態では、熱変形部３１の変形によって変更される間隔Ｇｐは、一方の部材１５の接触面１７ｂと、他方の部材２５の接触面２７ｂとによって形成される（図５（ｂ）の間隔Ｇｐ参照）。

【0040】

図５（ａ）は、熱供給部３５が比較的高温となっているときの熱制御デバイス３の状態を示している。高温となっている熱供給部３５から熱変形部３１に熱が供給されると、熱変形部３１の温度は上昇し、熱変形部３１は、膨張する。熱変形部３１が膨張すると、一方の部材１５の接続部１６と、他方の部材２５の接続部２６とは離れる一方、接触面１７ｂと接触面２７ｂとは接触する。この状態において、「高温側」の一方の部材１５から「低温側」の他方の部材２５には、主に伝導伝熱によって熱が移動する（図５（ａ）の点線矢印Ｈ３１参照）。

【0041】

図５（ｂ）は、熱供給部３５が比較的低温となっているときの熱制御デバイス２の状態を示している。熱変形部３１には熱供給部３５から熱が供給されないため、変形部材５０の温度は低下し、収縮する。熱変形部３１が収縮すると、他方の部材２５は、白抜き矢印Ｍ２３の方向に移動する。これにより、一方の部材１５の接続部１６と、他方の部材２５の接続部２６とは近づく一方、接触面１７ｂと接触面２７ｂとは離れることで、間隔Ｇｐが形成される。この状態において、「高温側」の一方の部材１５から「低温側」の他方の部材２５に向かって、対流伝熱と輻射伝熱によって熱が移動する（図５（ｂ）の点線矢印Ｈ３２参照）。

【0042】

熱制御デバイス３では、熱供給部３５から供給される熱量に応じた熱変形部３１の変形の度合いによって伝熱の方法が異なる。具体的には、伝導伝熱によって熱が移動する図５（ａ）の状態では熱が移動しやすい一方、対流伝熱と輻射伝熱によって熱が移動する図５（ｂ）の状態では熱が移動しにくい。このように、熱制御デバイス３は、第１部材Ａと第２部材Ｂとのそれぞれの温度によらず、一方の部材１０と他方の部材２０との間における伝熱の形態を変更することができる。

【0043】

以上説明した、本実施形態の熱制御デバイス３によれば、他方の部材２５の延伸部２７の先端２７ａは、一方の部材１５の延伸部１７の先端１７ａと接続部１６との間に位置している。一方の部材１５の先端１７ａと他方の部材２５の先端２７ａとの間には、変形部材５０の変形によって変更することができる間隔Ｇｐが形成されている。これにより、一方の部材１５の接続部１６と他方の部材２５の接続部２６との間の距離が変形部材５０の変形によって長くなるときでも、間隔Ｇｐを狭くすることができる。したがって、熱変形部３１の特性に合わせて、一方の部材１５と他方の部材２５との間における伝熱の形態を変更することができる。

【0044】

＜第４実施形態＞
図６は、第４実施形態の熱制御デバイス４の作動を説明する図である。第４実施形態の熱制御デバイス４は、第３実施形態の熱制御デバイス３（図４）と比較すると、変形部材の特性が異なる。

【0045】

第４実施形態の熱制御デバイス４は、一対の部材１５、２５と、変形部材６０と、熱供給部３５と、を備える。変形部材６０は、一対の部材１５、２５のそれぞれに接続されており、熱変形部４１と、第１断熱部３２と、第２断熱部５３と、を備える。熱変形部４１は、第２実施形態の熱変形部と同様に、自身の温度が上昇すると収縮し温度が低下すると膨張する材料から形成されている。本実施形態では、熱変形部４１の一方の側４１ａは、第１断熱部３２を介して一方の部材１５の接続部１６が接続されており、他方の側４１ｂは、第２断熱部５３を介して他方の部材２５の接続部２６が接続されている。

【0046】

本実施形態では、熱変形部４１の変形によって変更される間隔Ｇｐは、一方の部材１５の接触面１７ｂと、他方の部材２５の接触面２７ｂとによって形成される（図６（ａ）の間隔Ｇｐ参照）。図６（ａ）は、熱供給部３５が比較的高温となっているときの熱制御デバイス４の状態を示している。高温となっている熱供給部３５から熱変形部４１に熱が供給されると、熱変形部４１の温度は上昇し、熱変形部４１は、収縮する。熱変形部４１が収縮すると、一方の部材１５の接続部１６と、他方の部材２５の接続部２６とは近づく一方、接触面１７ｂと接触面２７ｂとは離れる。この状態において、「高温側」の一方の部材１５から「低温側」の他方の部材２５に向かって、対流伝熱と輻射伝熱によって熱が移動する（図６（ａ）の点線矢印Ｈ４１参照）。

【0047】

図６（ｂ）は、熱供給部３５が比較的低温となっているときの熱制御デバイス４の状態を示している。熱変形部４１には熱供給部３５から熱が供給されないため、熱変形部４１の温度は低下し、膨張する。熱変形部４１が膨張すると、他方の部材２５は、白抜き矢印Ｍ２４の方向に移動する。これにより、一方の部材１５の接続部１６と、他方の部材２５の接続部２６とは離れる一方、接触面１７ｂと接触面２７ｂとは接触する。この状態において、「高温側」の一方の部材１５から「低温側」の他方の部材２５に向かって、主に伝導伝熱によって熱が移動する（図６（ａ）の点線矢印Ｈ４２参照）。

【0048】

熱制御デバイス４では、熱供給部３５から供給される熱量に応じた熱変形部４１の変形の度合いによって伝熱の方法が異なる。具体的には、伝導伝熱によって熱が移動する図６（ｂ）の状態では熱が移動しやすい一方、対流伝熱と輻射伝熱によって熱が移動する図６（ａ）の状態では熱が移動しにくい。このように、熱制御デバイス４では、第１部材Ａと第２部材Ｂとのそれぞれの温度によらず、一方の部材１５と他方の部材２５との間における伝熱の形態を変更することができる。

【0049】

以上説明した、本実施形態の熱制御デバイス４によれば、一方の部材１５の接続部１６と他方の部材２５の接続部２６との間の距離が変形部材６０の変形によって長くなるときでも、間隔Ｇｐを狭くすることができる。したがって、熱変形部４１の特性に合わせて、一方の部材１５と他方の部材２５との間における伝熱の形態を変更することができる。

【0050】

＜第５実施形態＞
図７は、第５実施形態の熱制御デバイス５の作動を説明する図である。第５実施形態の熱制御デバイス５は、第１実施形態の熱制御デバイス１（図１）と比較すると、一対の部材の間隔を調整する調整部を備える点が異なる。

【0051】

本実施形態の熱制御デバイス５は、第１部材Ａと第２部材Ｂとの間における熱の移動を制御する装置であって、一対の部材１０、２０と、変形部材３０と、熱供給部３５と、ばね７１と、を備える。ばね７１は、一方の部材１０と他方の部材２０とに接続されている。ばね７１は、変形部材３０の変形によって一方の部材１０と他方の部材２０との間隔Ｇｐが狭められるとき、間隔Ｇｐが狭くなることを抑制するように、一方の部材１０と他方の部材２０とを付勢する。ばね７１は、特許請求の範囲の「調整部」に該当する。

【0052】

以上説明した、本実施形態の熱制御デバイス５によれば、一方の部材１０と他方の部材２０との間隔Ｇｐを調整するばね７１を備えている。ばね７１は、変形部材３０の変形によって一方の部材１０と他方の部材２０との間隔Ｇｐが狭められるとき、間隔Ｇｐが狭くなることを抑制する。すなわち、ばね７１は、一方の部材１０と他方の部材２０との間隔Ｇｐが図７に示す初期状態に戻るための復元力を有する。これにより、一方の部材１０と他方の部材２０との間隔Ｇｐを繰り返し変更することができるため、第１部材Ａと第２部材Ｂとの間における熱流量の制御を繰り返すことができる。

【0053】

＜第６実施形態＞
図８は、第６実施形態の熱制御デバイス６の作動を説明する図である。第６実施形態の熱制御デバイス６は、第１実施形態の熱制御デバイス１（図１）と比較すると、一対の部材の間隔を調整する調整部を備える点が異なる。

【0054】

本実施形態の熱制御デバイス６は、第１部材Ａと第２部材Ｂとの間における熱の移動を制御する装置であって、一対の部材１０、２０と、変形部材３０と、熱供給部３５と、ばね７２と、を備える。ばね７２は、他方の部材２０と第２部材Ｂとに接続されている。ばね７２は、変形部材３０の変形によって一方の部材１０と他方の部材２０との間隔Ｇｐが狭められるとき、間隔Ｇｐが狭くなることを抑制するように、他方の部材２０を付勢する。ばね７２は、特許請求の範囲の「調整部」に該当する。

【0055】

以上説明した、本実施形態の熱制御デバイス６によれば、熱制御デバイス６は、一方の部材１０と他方の部材２０との間隔Ｇｐを調整するばね７２を備えている。ばね７２は、変形部材３０の変形によって一方の部材１０と他方の部材２０との間隔Ｇｐが狭められるとき、間隔Ｇｐが狭くなることを抑制する。すなわち、ばね７２は、一方の部材１０と他方の部材２０との間隔Ｇｐが図８に示す初期状態に戻るための復元力を有する。これにより、一方の部材１０と他方の部材２０との間隔Ｇｐを繰り返し変更することができるため、第１部材Ａと第２部材の間における熱流量の制御を繰り返すことができる。

【0056】

＜第７実施形態＞
図９は、第７実施形態の熱制御デバイス７の斜視図である。図１０は、第７実施形態の熱制御デバイス７の正面図と上面図である。第７実施形態の熱制御デバイス７は、第１実施形態の熱制御デバイス１（図１）と比較すると、変形部材の形状、および、一方の部材の形状が異なる。

【0057】

第７実施形態の熱制御デバイス７は、一対の部材８０、９０と、変形部材１００と、熱供給部１０５と、を備える。一対の部材８０、９０のうちの一方の部材８０は、第１部材Ａに接続され、他方の部材９０は、第２部材Ｂに接続されている。

【0058】

一対の部材８０、９０のうちの一方の部材８０は、略直方体形状の部材であって、熱制御デバイス７において、ｚ軸方向のマイナス側に位置している（図９参照）。他方の部材９０は、直方体形状の部材であって、熱制御デバイス７において、ｚ軸方向のプラス側に位置している（図９参照）。一方の部材８０と他方の部材９０との間には、板ばね７３が設けられている。板ばね７３は、一方の部材８０と他方の部材９０とが離れるように、一方の部材８０と他方の部材９０とに弾性力を作用させる。これにより、板ばね７３を挟んで積層されている一方の部材８０と他方の部材９０とは、相対位置を変更可能である。

【0059】

変形部材１００は、熱変形部１０１と、第１断熱部１０２と、第２断熱部１０３と、を備える。熱変形部１０１は、線状の部材であって、本実施形態では、熱制御デバイス７の上面図である図１０（ｂ）に示すように、２本備えている。熱変形部１０１は、温度が上昇すると収縮し温度が低下すると膨張する形状記憶合金から形成されている。

【0060】

第１断熱部１０２は、断熱材から形成されている平板形状の部材である。本実施形態では、変形部材１００は、２個の第１断熱部１０２を備えており、図１０（ｂ）に示すように、一方の部材８０の側面８０ａ、８０ｂのそれぞれに設けられている。第２断熱部１０３は、断熱材から形成されている円柱形状の部材である。本実施形態では、変形部材１００は、４個の第２断熱部１０３を備えており、図１０（ｂ）に示すように、他方の部材９０の側面９０ａ、９０ｂのそれぞれに２つずつｘ軸方向に突出するように設けられている。すなわち、本実施形態では、１個の第１断熱部１０２と２つの第２断熱部１０３との組み合わせの１つは、熱制御デバイス７のｘ軸のプラス方向に設けられ、１個の第１断熱部１０２と２つの第２断熱部１０３とのもう１つの組み合わせは、熱制御デバイス７のｘ軸のマイナス方向に設けられている。なお、第１断熱部１０２と第２断熱部１０３とのそれぞれは、断熱材から形成されるとしたが、これらの材料は断熱材に限定されず、熱変形部１０１に比べ熱伝導性が低い材料から形成されていればよい。

【0061】

熱供給部１０５は、熱発生部１０６と、２個の接続部１０７と、２個の伝熱部１０８と、を備える。熱発生部１０６は、一方の部材８０および他方の部材９０に対してｙ軸のマイナス方向に、一方の部材８０および他方の部材９０から離して配置されている。熱発生部１０６は、例えば、図示しないヒータによって熱を発生する。２個の接続部１０７は、熱発生部１０６のｘ軸方向の両端のそれぞれに接続されている。２個の接続部１０７のそれぞれは、熱発生部１０６からｙ軸のプラス方向に延伸している。２個の接続部１０７のそれぞれは、２個の伝熱部１０８のそれぞれに熱発生部１０６で発生した熱を伝える。なお、熱供給部１０５の温度を上昇させる方法は、ヒータによる発熱に限定されず、第１実施形態の熱供給部３５の説明で述べたように、他の装置において発生する熱が伝わることで温度が上昇してもよい。

【0062】

２個の伝熱部１０８のそれぞれは、一方の部材８０に設けられる第１断熱部１０２を介して一方の部材８０に接続されている板状の部材である。１つの伝熱部１０８には、２つの溝１０８ａが形成されている。溝１０８ａは、ｚ軸方向に沿うように形成されており、他方の部材９０に設けられている第２断熱部１０３が挿通されている。これにより、他方の部材９０は、２つの伝熱部１０８によってガイドされて、ｚ軸方向に沿って移動可能となっている。

【0063】

２個の伝熱部１０８のそれぞれには、第１断熱部１０２が接続されている側とは反対側の主面に、線状の熱変形部１０１が配置されている。熱変形部１０１は、伝熱部１０８に接触しており、伝熱部１０８の熱が伝わりやすくなっている。熱変形部１０１は、両端が伝熱部１０８に固定されつつ、２つの第２断熱部１０３に引っ掛けられている。熱変形部１０１が伝熱部１０８の熱によって温度が上昇し収縮すると、他方の部材９０をｚ軸のマイナス方向に引き下げる力が、第２断熱部１０３を介して他方の部材９０に作用する。これにより、一方の部材８０と他方の部材９０との間隔が変更される。一方の部材８０と他方の部材９０との間隔が変更されることで、一方の部材８０と他方の部材９０との間の伝熱の形態を変更することができる。

【0064】

具体的には、熱制御デバイス７では、熱供給部１０５が比較的高温となっているとき、熱変形部１０１の温度は上昇し、熱変形部１０１は収縮する。このとき、板ばね７３の弾性力に抗して一方の部材８０と他方の部材９０とが接触すると、一方の部材８０と他方の部材９０との間では、伝導伝熱によって熱が移動する。また、熱供給部１０５が比較的低温となっているとき、熱変形部１０１の温度が低下し熱変形部１０１が膨張すると、一方の部材８０と他方の部材９０との間に間隔が形成される。これにより、一方の部材８０と他方の部材９０との間では、対流伝熱と輻射伝熱によって熱が移動する。熱変形部１０１は、第１断熱部１０２と第２断熱部１０３とのそれぞれによって一方の部材８０と他方の部材９０とのそれぞれつながっているため、一方の部材８０の熱と他方の部材９０の熱は、熱変形部１０１に伝わりにくい。

【0065】

次に、本実施形態の熱制御デバイス７について、伝熱の状態を評価する評価試験について説明する。この評価試験では、図９および図１０に示す熱制御デバイス７において、一方の部材８０の温度、他方の部材９０の温度、および、熱発生部１０６の温度を所定の温度に設定し、一方の部材８０と他方の部材９０における温度分布を計算した。

【0066】

図１１は、熱制御デバイス７についての第１の計算結果である。図１１は、一方の部材８０の温度が２０℃であり、他方の部材９０の温度が９０℃であるときに、熱発生部１０６の温度を２０℃に設定したときの熱制御デバイス７の温度分布を示している。この温度設定では、熱制御デバイス７の熱変形部１０１は低温となるため、一方の部材８０と他方の部材９０とを接触させるほど収縮しない。これにより、一方の部材８０と他方の部材９０との間では、対流伝熱と輻射伝熱によって熱が伝わる。しかしながら、輻射伝熱による伝熱量は比較的小さいため、図１１に示すように、一方の部材８０と他方の部材９０のそれぞれでの温度分布は、設定温度から大きく変化しないことが確認された。

【0067】

図１２は、熱制御デバイス７についての第２の計算結果である。図１２は、一方の部材８０の温度が２０℃であり、他方の部材９０の温度が９０℃であるときに、熱発生部１０６の温度を９０℃に設定したときの熱制御デバイス７の温度分布を示している。この温度設定では、熱制御デバイス７の変形部材１００は、熱制御デバイス７の熱変形部１０１は高温となるため収縮し、一方の部材８０と他方の部材９０とを接触させる。これにより、一方の部材８０と他方の部材９０との間で、主に伝導伝熱によって熱が伝わる。したがって、図１２に示すように、一方の部材８０において、他方の部材９０側に向かうにしたがって温度が低下しており、他方の部材９０において、一方の部材８０側に向かうにしたがって温度が上昇することが確認された。

【0068】

以上説明した、本実施形態の熱制御デバイス７によれば、熱制御デバイス７は、一方の部材８０と他方の部材９０との間隔を調整することが可能な板ばね７３を備えている。板ばね７３は、変形部材１００の変形によって一方の部材８０と他方の部材９０との間隔Ｇｐが狭められるとき、間隔Ｇｐが狭くなることを抑制する。すなわち、板ばね７３は、一方の部材８０と他方の部材９０との間隔が初期状態に戻るための復元力を有する。これにより、一方の部材８０と他方の部材９０との間隔を繰り返し変更することができるため、第１部材Ａと第２部材の間における熱流量の制御を繰り返すことができる。

【0069】

＜本実施形態の変形例＞
本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

【0070】

［変形例１］
上述の実施形態では、変形部材に熱を供給する熱供給部は、ヒータによって発生した熱によって温度を上昇させることで、熱変形部に熱を伝えるとした。しかしながら、熱供給部の温度を上昇させる方法は、これに限定されない。

【0071】

図１３は、第１実施形態の熱制御デバイス１の変形例の模式図である。図１３に示す熱制御デバイス１は、一対の部材１０、２０と、変形部材３０と、熱供給部３６と、を備える。熱供給部３６は、流体Ｆ１３が流れる配管であって、この配管に加熱された流体Ｆ１３が流れると、配管を介して流体Ｆ１３の熱が変形部材３０に伝わる。変形部材３０は、この熱量に応じて変形し、一方の部材１０と他方の部材２０との間隔Ｇｐを変更する。これにより、第１部材Ａと第２部材Ｂのそれぞれの温度によらず、第１部材Ａと第２部材Ｂとの間における熱流量を制御することができる。また、熱供給部は、輻射伝熱によって変形部材に熱を供給してもよいし、上述したように、他の装置において発生する熱が伝わることで受動的に温度が上昇することで、熱変形部に熱が伝わってもよい。

【0072】

また、熱制御デバイスは、熱供給部の温度が低下することで、一方の部材と他方の部材の間における伝熱の形態が変更されてもよい。例えば、第１実施形態において、熱供給部３５が室温の場合に熱変形部３１が膨張しているため、一方の部材１０と他方の部材２０との間には間隔Ｇｐが形成されている（初期状態）とする。熱供給部３５の温度が低下すると、熱供給部３５から熱変形部３１に冷熱が供給されるため、熱変形部３１の温度が室温より低くなる。これにより、熱変形部３１が収縮し、一方の部材１０と他方の部材２０とが接触する。このような場合でも、熱制御デバイス１は、第１部材Ａと第２部材Ｂとのそれぞれの温度によらず、一方の部材１０と他方の部材２０との間における伝熱の形態を変更することができる。

【0073】

［変形例２］
上述の実施形態では、変形部材は、自身の温度変化によって膨張または収縮する熱変形部と、熱変形部の両側に設けられ、一方の部材と他方の部材とのそれぞれに接続される断熱部とを備えるとした。しかしながら、変形部材の構成は、これに限定されない。例えば、熱変形部が一方の部材または他方の部材に直接接続されていてもよい。この場合、熱変形部と一方の部材または他方の部材と接触する接触面積は、小さい方が望ましい。この接触面積は、小さい方が熱変形部の温度が一方の部材または他方の部材に影響されにくくなるため、第１部材Ａと第２部材Ｂとの間における熱流量の制御を高精度に行うことができる。

【0074】

［変形例３］
第５実施形態および第６実施形態では、一方の部材１０と他方の部材２０との間隔を調整するばね７１、７２を備えるとした。しかしながら、一対の部材の間隔を調整する部材は、ばねを限定されない。磁力によって間隔を調整してもよい。また、第５実施形態および第６実施形態では、ばねは、変形部材の変形によって一方の部材と他方の部材との間隔が狭められるとき、間隔が狭くなることを抑制するとした。ばねは、変形部材の変形によって一方の部材と他方の部材との間隔が広げられるとき、間隔が広くなることを抑制する圧縮ばねであってもよい。

【0075】

［変形例４］
第５実施形態、第６実施形態、および、第７実施形態が備えるばねは、第３実施形態および第４実施形態に適用してもよい。

【0076】

［変形例５］
上述の実施形態では、熱変形部は、形状記憶合金から形成されるとした。しかしながら、熱変形部を形成する材料はこれに限定されない。自身の温度変化によって変形する材料から形成されていればよく、温度変化による変形量が大きい方が望ましい。

【0077】

［変形例６］
上述の実施形態では、一対の部材のうち他方の部材のみが移動可能であるとした。しかしながら、一対の部材の両方が移動可能であってもよい。

【0078】

以上、実施形態、変形例に基づき本態様について説明してきたが、上記した態様の実施の形態は、本態様の理解を容易にするためのものであり、本態様を限定するものではない。本態様は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本態様にはその等価物が含まれる。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することができる。

【符号の説明】

【0079】

１，２，３，４，５，６，７…熱制御デバイス
１０，１５，８０…一方の部材
１６…（一方の部材の）接続部
１７…（一方の部材の）延伸部
１７ａ…（一方の延伸部の）先端
１８…上面
２０，２５，９０…他方の部材
２６…（他方の部材の）接続部
２７…（他方の部材の）延伸部
２７ａ…（他方の延伸部の）先端
３０，４０，５０，６０，１００…変形部材
３１，４１，１０１…熱変形部
３２，１０２…第１断熱部
３３，５３，１０３…第２断熱部
３５，３６，１０５…熱供給部
Ａ…第１部材
Ｂ…第２部材
Ｇｐ…間隔

【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】