小型阀的制作方法

专利名称：小型阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种小型阀，其使用形状记忆合金来控制用于各种流体例如 空气、液体等的通路的打开和关闭。
背景技术：
例如，对于这种小型阀，通常已知的是用于打开和关闭孔口的阀体的致 动器由形状记忆合金形成，并且阀体通过向致动器施加电流而移动，如日本特开平专利公报No.05-99369中所示。在这种控制阀中，为了增加孔口的密 封性能，在阀的关闭操作中，需要增加施加于孔口的压力，以使用作致动器 的形状记忆合金在接触孔口之后收縮并且进一步对孔口加压。此外，由于形 状记忆合金在其制造过程中的变化而又对孔口加压。形状记忆合金接收来自 固定在阀体上的孔口的应力(载荷)。从形状记忆合金到孔口的压力越强， 应力就变得越大。通常，通电加热型形状记忆合金具有可再现性，它在常温下采取伸长形 状，通过通电而发热，在其温度变得高于特定温度值时，采取先前记忆的收 縮形状，并在其温度回复至常温时则回复至最初的形状。然而，当对处于记 忆形状状态下的形状记忆合金施加过载时，可能会损害回复的可再现性，因 此，由于随着长期使用反复过载引起的劣化，形状记忆合金就不能回复至最 初记忆的形状。由于这个原因，在使用形状记忆合金作为致动器的阀中，当形状记忆合 金的回复可再现性劣化时，阀的控制性能下降。此外，上述专利公报中所示 的阀需要两种形状记忆合金作为致动器，因此其结构复杂并造成高生产成 本。此外，例如，如日本特开平专利公报No.09-313363中所示，在一个阀中， 当温度在预定值以上时，由形状记忆合金形成的螺旋弹簧伸长，并且克服偏 压弹簧的偏压力，因而对处于打开状态的阀体加压以使其关闭。由于形状记忆合金以螺旋弹簧的形状形成，因而阀的轮廓变得较大，从而使阀的尺寸难 以减小。此外，当使螺旋弹簧的导线的直径变粗以获得预定力时，由于螺旋 弹簧的热容量增加，热辐射的响应性变差。此外，如日本特开平专利公报No.ll-153234中所示， 一种阀使用由形状记忆合金形成的导线来执行关闭操作。由于在导线的折叠部分中存在温度分布，所以阀的耐用性因热应力而容 易劣化。当导线工作到操作极限时，形状记忆合金遭受过载，从而随着长期 使用而劣化。发明内容本发明的一个目的是解决上述问题，并且提供一种小型阀，其中利用通 过加热来使由形状记忆合金形成的导线变形而密封孔口，并且由于能够使得 包括密封体的可动结构的总长度弹性地变形并通过可动结构的弹性变形降 低加热导线时的应力，其通过防止随着形状记忆合金的长期使用发生劣化而 保持抗劣化能力并增强可靠性。为了实现上述目的，本发明的一个方案提供了一种小型阀，该小型阀利 用形状记忆合金由于通电加热引起的变形来打开与关闭流体通路，其特征在于该小型阀包括筒形固定结构，其具有构成流体通路的孔口；可动结构，其与固定结构的内周边接触并且具有可自由运动以便密封孔口的密封件；导线，其由形状记忆合金形成并用于使可动结构运动；以及第一电极和第二电 极，其用于保持导线并使导线通电，其中可动结构设置成使其长度为可弹性 变化的，并且可动结构通过由于通电加热导线来改变导线的长度而可运动以 便密封孔口；可动结构在密封孔口时弹性地变形，从而能够降低导线接收的应力。根据本发明，在通电加热导线时，由于可动结构的弹性变形的缓冲作用， 能够降低施加到导线即形状记忆合金的应力。因此，可以防止由于对形状记 忆合金的超压力引起的过载，因此形状记忆合金的记忆形状的可再现性不会 劣化，因而能够获得阀的耐用性和高可靠性。优选的是，可动结构的一部分或全部由弹性材料形成。因此，不需要用 于在通电加热导线时降低导线接收的应力的螺旋弹簧，从而能够减少元件的 数量并且能够简化可动阀体的结构。优选的是，可动结构具有弹簧件。因此，通过具有限定弹性规格的弹簧， 能够实现可动结构的弹性作用，从而能够精确地设计弹性作用。优选的是，弹簧件设置成与固定结构的外周边接触。因此，弹簧件位于 固定结构的外侧，因而第一电极与第二电极之间的导线能够设置成不穿过弹 簧件，从而使阀的制造变得更容易。优选的是，第二电极的一端固定在固定结构上，其另一端连接至导线， 两端之间的中心部分与可动结构接触，因此可动结构通过电极的弯曲而运 动。因此，尽管第二电极的一端固定，但其连接至导线的另一端可运动，因 而用于向用作运动侧的第二电极通电的引线的连接能够全部在固定侧进行， 从而能够增加引线连接的可靠性。优选的是，第一电极固定在固定结构上而第二电极连接至可动结构。因 此，导线的一端能够确保地固定在固定位置，并且能够在另一端处牵拉固定 结构，因此在通电时形状记忆合金的收縮能够确保地传递至可动结构，从而 能够容易地实现阀在通电状态中打开而在非通电状态中关闭的常开机构。优选的是，第一电极固定在固定结构上的预定位置，而第二电极固定在 固定结构上的不同于前述位置的另一个位置，导线两端之间的中心部分对可 动结构的一端加压，并且导线的伸縮方向垂直于可动结构的运动方向。因此， 能够通过导线的较小收縮获得可动结构的较大位移行程。相应地，与可动结 构的必需行程相比，导线的长度能够縮短。此外，由于连接至导线的两端的 电极被固定，所以能够增加连接至电极的、用于通电的引线的连接的可靠性。优选的是，可动结构的一端具有与导线接触的接触部，并且该接触部由 带有树脂涂层的金属形成。因此，能够减少通过向接触部通电而在导线中产 生的热量的热传导，并且能够限制从导线向固定结构的热辐射，因而能够增 加由于通电引起的形状记忆合金的收縮效率，并且能够加快可动结构的运动 响应。此外，能够保证接触部的机械强度。优选的是，第一电极和第二电极的表面由树脂涂敷。因此，能够限制从 导线向固定结构的热辐射，因而能够加快可动结构的运动响应。本发明的另一种方案提供了一种小型阀，该小型阀利用形状记忆合金由 于通电加热引起的变形来打开与关闭流体通路，其特征在于，该小型阀包括 筒形固定结构，其具有构成流体通路的内置孔口件；可动结构，其与固定结构的内周边接触并可自由运动以便密封孔口；导线，其由形状记忆合金形成并用于使可动结构运动；第一电极和第二电极，其由固定结构和可动结构之 一或两者保持，用于保持导线并使导线通电；第一弹性件，其用于作为偏置 装置向导线施加拉伸应力；第二弹性件，其用于减少在通电加热导线时导线 接收的应力；其中，可动结构设置成通过由于通电加热导线来改变导线的长 度而可运动以便密封孔口；孔口件独立于固定结构而可动地设置于固定结构 中；第一弹性件在固定结构中设置在孔口件与可动结构之间；并且第二弹性 件设置在孔口件和固定结构的与用于密封孔口的一侧相对的端部之间。因 此，通过第二弹性件的弹性变形的缓冲作用，能够降低在阀的关闭操作中由 于加热对形状记忆合金的过载。相应地，形状记忆合金的记忆形状的可靠性 不会劣化，其耐用性得以保持并且阀的可靠性能够增加。此外，由于孔口件 独立于固定结构设置，所以孔口的制造变得更容易并且其加工精度能够增 加。本发明的又一种方案提供了一种小型阀，该小型阀利用形状记忆合金由 于通电加热引起的变形来打开与关闭流体通路，其特征在于，该小型阀包括 筒形固定结构，其具有构成流体通路的内置孔口件；可动结构，其与固定结 构的内周边接触并且可自由运动以便密封孔口；导线，其由形状记忆合金形 成并用于使可动结构运动；第一电极和第二电极，其由固定结构和可动结构 之一或两者保持，用于保持导线并使导线通电；第一弹性件，其用于作为偏 置装置向导线施加拉伸应力；第二弹性件，其用于减少在通电加热导线时导 线接收的应力；其中，可动结构设置成通过由于通电加热导线来改变导线的 长度而可运动以密封孔口；第一电极具有用作第二弹性件功能的板簧结构； 第二电极具有用作第一弹性件功能的板簧结构。因此，构成阀的元件的数量 能够减少，因而阀的生产能力能够增加。


图1为根据本发明的第一实施例的小型阀的剖面图。 图2 (a)和图2 (b)分别为处于阀的打开操作和关闭操作中的上述阀 的剖面图，图2 (c)为示出了螺旋弹簧和偏置线圈的收縮特征的曲线图。 图3 (a)为根据本发明的第二实施例的小型阀的剖面图，图3 (b)和图3 (C)为处于阀的打开操作和关闭操作中的同一阀的剖面图。图4 (a)为根据本发明的第三实施例的小型阀的剖面图，图4 (b)和图4 (c)为处于阀的打开操作和关闭操作中的同一阀的剖面图。图5 (a)为根据本发明的第四实施例的小型阀的剖面图，图5 (b)和图5 (c)为处于阀的打开操作和关闭操作中的同一阀的剖面图。图6 (a)为根据本发明的第五实施例的小型阀的剖面图，图6 (b)为处于阀的关闭操作中的同 一 阀的剖面图。图7 (a)为根据本发明的第六实施例的小型阀的剖面图，图7 (b)为处于阀的关闭操作中的同 一 阀的剖面图。图8 (a)为根据本发明的第七实施例的小型阀的剖面图，图8 (b)为处于阀的关闭操作中的同 一 阀的剖面图。图9为根据本发明的第八实施例的小型阀的剖面图。图IO为根据本发明的第九实施例的小型阀的剖面图。图U为根据本发明的第八实施例的一种改型的小型阀的剖面图。图12 (a)为根据本发明的第八实施例的一种改型的小型阀的剖面图，图12 (b)为由图12 (a)中字符"A"表示的部分的放大图。 图13为根据本发明的第十实施例的小型阀的剖面图。 图14 (a)和图14 (b)分别为处于阀的打开操作和关闭操作中的上述阀的剖面图。图15 (a)为根据本发明的第十一实施例的处于打开操作中的小型阀的 剖面图，图15 (b)和图15 (c)分别为在过载下处于阀的打开操作和关闭 操作中的同一阀的剖面图。
具体实施方式
以下参考图1、图2 (a)、图2 (b)和图2 (c)描述根据本发明第一实 施例的小型阀。本实施例的小型阀10利用形状记忆合金由于通电加热而发 生变形的现象来打开和关闭流体通路。它包括筒形导管(固定结构)1， 其由金属或树脂形成固定结构；孔口 2，其由金属或树脂形成并构成内置于 导管1中的流体通路；可动阀体(可动结构)3，其处于可自由运动的状态 并用于密封孔口 2;导线9，其由形状记忆合金(或形状记忆树脂、形状记忆橡胶等)制成，并用于驱动可动阀体3;以及偏压线圈8。可动阀体3具 有第一可动部4、第二可动部6、密封部(密封件)5和设置在所述这些可动部之间的螺旋弹簧(用于降低过载的弹性件)7，其中密封部(密封件)5由 树脂或橡胶形成用于密封孔口2并设置在第一可动部4的面向孔口2的前端。 螺旋弹簧7设置在第一可动部4和第二可动部6之间，并且在加热过程中降 低对形状记忆合金的应力。偏压线圈8设置在可动阀体3和孔口 2之间并与 第一可动部4的外周边的一部分接触，以使其作为偏压装置向导线9供应拉 伸应力。导线9的两端由固定电极(第一电极)11和可动电极(第二电极)12 保持。固定电极11在第一可动部4和第二可动部6之间的位置处设置在固 定导管1上，可动电极12设置在第二可动部6的后端。对于构成导线9的 形状记忆合金，使用通电加热型的形状记忆合金(例如Ti-Ni系形状记忆合 金)，其在温度高于预定值时收縮。因此，当供应直流电压以使形状记忆合 金通电时，形状记忆合金的温度由于自发热而上升，并且其回复至先前记忆 收縮的形状。这种形状回复力大于偏压线圈8和螺旋弹簧7的弹性力。此外， 螺旋弹簧7的弹性系数k2设置成小于偏压线圈8的弹性系数kl 。第一可动部4由第一柱体部41和第二柱体部42构成，第一柱体部41 接触导管1的内周边，而第二柱体部42从第一柱体部41朝向孔口 2延伸并 且其直径小于第一柱体部41的直径。当第一柱体部41接收由偏压线圈8作 用的、沿与孔口 2相反的方向的压力时，第一可动部4离开孔口2。因此， 在不通电的正常状态下，在孔口2和密封部5之间形成空间，因此密封部5 并不关闭孔口2 (常开)。在上述构型中，当由形状记忆合金形成的导线9通过固定电极11和可 动电极12通电时，它发热并且在其温度高于特定温度时变形而收缩。这时， 由于导线9的在固定电极11上的一端固定而不能运动，导线9的在可动电 极12上的一端随着第二可动部6运动。第二可动部6的运动对螺旋弹簧7 加压，而螺旋弹簧7进一步向着孔口2对第一可动部4加压，由此向着孔口 2对偏压线圈8加压。处于第一可动部4的前端的密封部5随着加压而停止 于密封孔口 2的状态。按这种方式，阔10从图2 (a)所示的状态变形至图 2 (b)所示的状态。当停止向导线9通电时，导线9的温度值下降，并且当温度回复到原始值时导线9伸长，因此第一可动部4回复至原始位置，密封部5在与上述相 反的作用下离开孔口 2，由此孔口 2打开。在上述动作中，在密封部5接触孔口 2以后，导线9进一步收缩而使密 封部5带压力地接触孔口 2，以便紧紧地密封孔口 2。这种带压力的接触由 于作为元件的导线9的变化而改变，因此导线9的收縮被预先设置得较大以 便允许元件的变化。另外，在紧密密封中，偏压线圈8处于压縮状态，以使 螺旋弹簧7又开始被压縮。在下文中对此类过程进行说明。当假定导线9的收縮力表示为"F"， 弹簧的收縮长度表示为"x"，弹性系数表示为"k"，并且在没有外部压力 的情况下的总长度表示为"L"时，收縮的弹簧的长度"L"由以下公式表示。L=—x+L0 (LO:收縮前的总长度)假设偏压线圈8和螺旋弹簧7在收縮后的长度表示为"L1"和"L2"， 它们收縮之前的长度表示为"La"和"Lb"，弹簧的弹性系数表示为"kl" 和"k2"。根据关系式F;kx，建立了以下方程式Ll一x+La二 一F/kl+LaL2=—x+Lb-—F/k2+LbLl、 L2和收縮力F之间的关系示于图2 (c)中。于是，偏压线圈8的 弹性系数kl选择成大于螺旋弹簧7的弹性系数k2。因此，偏压线圈8比螺 旋弹簧7更早地收缩，因而在密封部5接触孔口 2并且收縮力变为Fr之前， 螺旋弹簧7很少(rarely)收縮。在它们接触之后，当收縮力F施加于孔口2 上时，螺旋弹簧7开始收縮。螺旋弹簧7的收縮用作缓冲以便降低直接作用于导线9上的应力，因而 能够降低导线的过载。因此，由于随着长期使用而劣化的情况消失，可以防 止形状记忆合金的记忆形状在高温下变形，因而能够提高形状记忆合金的可 再现性和耐用性以及孔口打开和关闭的可再现性。此外，通过使用弹性系数 特别已知的弹簧元件构成偏压线圈8，能够容易地以高精度设计阀。特别是，设置在孔口 2与可动阀体3之间的偏压线圈8和设置在可动阀 体3上的、用于减少应力的螺旋弹簧7串联地设置，并且偏压线圈8的弹性系数kl选择成大于螺旋弹簧7的弹性系数k2，因此在关闭操作中可动阀体 3能够弹性地变形，从而能够获得上述的有益效果。随后，参考图3 (a)、图3 (b)和图3 (c)描述根据本发明第二实施 例的小型阀。本实施例的小型阀10使用弹性材料例如树脂或橡胶来用于可 动阀体3a的一部分或全部。与第一实施例基本上相同的那些元件由相同的 附图标记表示(对于其它实施例来说也是如此)，因此下面描述第二实施例 与第一实施例的区别。可动阀体3a由可动部4a和密封部5构成，可动部4a 接触导管1的内周边，密封部5密封着孔口 2，并且通过偏压线圈8对该可 动阀体3a施加偏压力。可动部4a由具有较小直径的主筒形部43、与导管1的内周边接触的筒 形部44以及从主筒形部43的端部延伸并具有密封部5的圆柱部45构成。 导管1具有腔体la和小腔体lb，筒形部44从内部接触腔体la，而小腔体lb 具有更小的直径并与孔口 2连通。偏压线圈8设置在导管1的主腔体la的 端部与可动部4a的筒形部44之间并与导管1的内周边和主筒形部43的外 周边接触，且完全向着与孔口 2相反的方向对可动阀体3a加压。这样，密 封部5为设置成在如图3 (a)所示的正常状态下不能关闭孔口2。此外，可 动阀体3a由弹性材料形成，并且整体上呈现出弹性。此外，固定电极ll连 接至用于驱动可动阀体3a的、由形状记忆合金形成的导线9的一端，该固 定电极ll通过设置在可动阀体3a的壁面上的缝隙(附图中未示出)固定在 导管l上(对于下述的图4和图5也是如此)。在上述构型中，当对由形状记忆合金形成的导线9通电以便发热时，导 线9收縮并且可动部4a由于这种收缩的作用而压縮偏压线圈8，以使位于可 动部4a前端的密封部5接触孔口 2，从而密封孔口2。按这种方式，阀的状 态从图3 (a)所示的状态变化至图3 (b)所示的状态。在此，偏压线圈8 的弹性系数kl选择成大于可动部4a的弹性材料的弹性系数k3，以使在密封 部5接触孔口 2之前，由弹性材料形成的可动部4a在收縮力作用下很少收 縮。在密封部5与孔口 2接触之后，当导线9进一步收縮并且密封部5对孔 口 2加压以便更紧密地密封时，由弹性材料形成的可动部4a开始收縮，并 且可动部4a变形以便沿径向膨胀(由附图标记43a表示)，如图3 (c)所示，因此孔口2被密封。通过这种变形，能够降低导线9所接收的、作为因 导线9收縮而来自于孔口 2的导线反作用的应力。当停止向导线9通电时，导线9的温度值下降。当温度值回复至原始温 度时，由于如上所述的反向操作，导线9伸展并且可动部4a回复至如图3 (a)所示的原始位置，因此，密封部5离开孔口2并且孔口2打开。按这种方式，由于可动阀体3a由弹性材料形成并在过载作用下收縮， 所以其能够用作缓冲以降低施加于导线9的应力。换句话说，可动阀体3a 自身具有上述弹性件的用于降低过载的功能。因此，可以进一步减少小型阀 的元件的数量，获得上述实施例所实现的效果。此外，可以形成可动阀体3a 的一部分以及完全由弹性材料形成的东西。随后，参考图4 (a)、图4 (b)和图4 (c)描述根据本发明第三实施 例的小型阀。本实施例的小型阀10与上述实施例基本上相同，但是不同之 处在于可动阀体3b的密封部5由弹性材料形成。可动阀体3b包括由金属或树脂形成的可动部4b和用于在其一端密封孔 口2的密封部5，密封部5由弹性材料例如树脂或橡胶形成。由于可动阀体 3b具有由弹性材料形成的密封部5，它整体上变为弹性件。在此，可动阀体 3b整体上的弹性系数表示为符号k3。在上述构型中，当对由形状记忆合金形成的导线9通电以便发热时，导 线9收縮并且可动部3b由于这种收縮的作用而运动，以使偏压线圈8收縮 直到密封部5接触孔口 2为止。当导线9进一步收縮时，密封部5的弹性件 受到压縮并变形。这时，阀从图4 (a)所示的状态经过图4 (b)所示的状 态而变化至图4 (c)所示的状态。通过停止向导线9通电而实现的孔口 2的 打开操作与上述情况相同。由于密封部5的上述变形，就吸收了导线9的过大收縮力。换句话说， 密封部5随着导线9的收縮而以一定压力接触孔口 2，引起从孔口 2对导线 9的反作用，因此，导线9接收应力，但是应力由于密封部5的变形而减小。按这种方式，由于可动阀体3b的密封部5由弹性材料形成，所以其能 够用作缓冲，以通过因过载而收縮来减小作用于导线9的过载，进而可以减 小作用于导线9上的应力。因此，在本实施例中，可动阀体3b具有用来减 小应力的弹性件，从而可以减少元件的数量，同时获得与上述实施例相同的有益效果。随后，参考图5 (a) 、 5 (b)和5 (c)描述根据本发明第四实施例的小 型阀。这些附图分别表示不同的实例。本实施例中的小型阀10与上述实施 例基本上相同，但是可动阀体(可动结构)3c、 3d和3e均包括弹簧件。在图5 (a)所示的实例中，可动阀体(可动结构)3c包括筒形可动部 4c，其前端具有圆柱部45;密封部5,其设置在圆柱部45前端用于密封孔 口2;电极支承板13，其支承着可动电极12;以及螺旋弹簧(弹簧件)7a， 设置在电极支承板13与可动部4c的一端之间。由于螺旋弹簧7a的原因，可 动阀体3c具有弹性。在上述构型中，当对由形状记忆合金形成的导线9通电以便发热时，导 线9收縮。这时，连接至导线9一端的固定电极11不能运动，因而连接至 导线9另一端的可动电极12随着可动部4c彼此一起运动。通过这种运动， 可动部4c对偏压线圈8加压并且密封部5带压力地密封孔口 2，因此孔口 2 关闭。在此，偏压线圈8的弹性系数kl选择成大于螺旋弹簧7a的弹性系数 k2。因此，偏压线圈8比螺旋弹簧7a更早地收縮，以使在密封部5接触孔 口 2以前螺旋弹簧7a很少收縮。在通过使密封部5与孔口 2接触而密封孔口 2之后，当导线9进一步收 縮以便对密封部5加压以更紧密地密封并且偏压线圈8不再能收縮时，螺旋 弹簧7a开始收縮。此外，通过停止对导线9通电而实现的孔口 2的打开操 作与上述情况相同。按这种方式，由于螺旋弹簧7a设置在可动阀体3c上，可动阀体3c用作 弹性件，其总长度通过压力改变。当过载作用时，它用作缓冲，以通过使螺 旋弹簧7a收縮而减少作用于导线9上的过载，因此可动阀体3c能够用作减 少过载的弹性件。于是，能够获得与上述实施例相同的有益效果。在图5 (b)所示的实例中，可动阀体(可动结构)3d包括位于可动体 4d的中心处的壁中的螺旋弹簧(弹簧件)7b。具体而言，可动阀体3d包括 可动部4d，螺旋弹簧7b在该可动部的中心处内置入可动部4d的壁中。螺旋 弹簧7b的弹性系数k2选择成小于偏压线圈8的弹性系数kl，以使偏压线圈 8更早地收縮，因而螺旋弹簧7b在密封部5接触孔口 2之前很少收縮。在这个实例中，由于可动部4d具有弹性，可动阀体3d用作弹性件，其因此，可动阀体3d用作缓冲以减少作用于导线9上 的过载，以便能够减少作用于导线9上的过载。此外，由于螺旋弹簧7b整体地内置入可动部4d中，所以可构成小型可动阀体3d并能够使减小整个阀的尺寸。在图5 (c)所示的实例中，可动阀体(可动结构)3e包括位于可动部 4c的圆柱部45与密封部5之间的螺旋弹簧(弹簧件)7a。具体而言，可动 阀体3e的可动部4c包括筒形可动部4c，其一端具有圆柱部45;密封部5， 其连接至圆柱部45的一端并且密封孔口 2;以及螺旋弹簧7a，其设置在密 封部5与圆柱部45之间用于减小应力。按这种方式，通过集成螺旋弹簧7a 与可动部4c的密封部5，可以形成紧凑的可动阀体3e。此外，能够直接通过 密封部5比可动部4c更早地由螺旋弹簧7a接收关闭操作中来自孔口 2的过 载。相应地，即使当可动部4c因由树脂等形成而在传递压力以防过载方面 响应慢时，也能够通过螺旋弹簧7a迅速地获得减小过载的作用。因此，可 动阔体3e能够用作缓冲以减小直接作用于导线9上的过载，并且能够提高 对于减小导线9的应力的响应。随后，参考图6 (a)和图6 (b)描述根据本发明第五实施例的小型阀。 在本实施例中，构成可动阀体3f的螺旋弹簧7和偏压线圈8设置成与导管(固 定结构)1的外周边接触。导管l包括主腔体la;小腔体lb，其从主腔体la延伸到孔口2以便 包括孔口 2;以及止动器lc，其用于偏压线圈(第一弹性件)8并与导管1 的外周边接触。可动阀体3f包括第一可动部4e，其与导管l的小腔体lb 的内周边接触；第二可动部6a，其与导管1的外周边接触；密封部(密封件) 5，其在孔口2的一侧设置在第一可动部4e的一端并用于密封孔口2;以及 螺旋弹簧(第二弹性件)7，其设置在第一可动部4e与第二可动部6a之间并 与导管1的外周边接触。第一可动部4e由金属或树脂形成，并且包括主筒形部43，其与导管 1的小腔体lb的内周边接触；圆柱部45，其从主筒形部43延伸到孔口 2; 以及突出部46，其从主筒形部43的后端部分地突出到导管1外侧。与导管 1的外周边接触的偏压线圈8设置在突出部46与导管1的止动器lc之间。第二可动部6a由金属或树脂形成，并且利用与导管1的外周边的接触而密封导管1的一端，可动电极12设置在第二可动部6a的后端用于使导线9通电。螺旋弹簧7与导管1的外周边接触并减小在加热时对由形状记忆合 金构成的导线9的应力，该螺旋弹簧7设置在第二可动部6a的前端面和突 出部46之间。此外，螺旋弹簧7的弹性系数k2选择成小于偏压线圈8的弹 性系数kl。在上述构型中，当使由形状记忆合金形成的导线9通电发热时，导线9 收縮并且第二可动部6a被拉向孔口 2，因此与第二可动部6a接触的螺旋弹 簧7被加压。这种压力并不压縮具有较小弹性系数k2的螺旋弹簧7，而是通 过螺旋弹簧7传递至第一可动部4e，因此具有较大弹性系数kl的偏压线圈 8由于来自第一可动部4e的压力而被压縮。因此，位于第一可动部4e的前 端的密封部5从如图6 (a)所示的状态停止在如图6 (b)所示的、密封孔 口 2的状态。在通过接触密封部5而关闭孔口 2之后，当导线9的收縮进一步进行并 且密封部5对孔口 2进一步加压以便更紧密地密封时，来自孔口 2的反作用 力作为过载作用在导线9上。这时，螺旋弹簧7开始收縮，从而使作用于导 线9上的过载减小。此外，通过停止向导线9通电而实现的孔口2的打开操 作与如上所述相同。按这种方式，由于螺旋弹簧7和偏压线圈8设置成与导管1的外周边接 触，所以这些弹簧部分被设置在可动阀体3f的总长度之内，因而可以总体减 小小型阀10的尺寸。此外，由于导线9能够在不穿过弹簧部分的情况下设 置，所以阀IO的制造变得更容易。而且，由于可动阀体3f整体上具有弹性， 所以其能够用作缓冲以减小作用于导线9上的过载，从而能够减小形状记忆 合金的过载。随后，参考图7 (a)和图7 (b)描述根据本发明第六实施例的小型阀。 在本实施例中，可动电极(第二电极)12的一端连接至导管1，并且可动阀 体3g通过可动电极12在导线9收縮的作用下的翘曲变形(warp)而运动。导管1具有主腔体la和小腔体lb，可动阀体3g从内部接触该主腔体 la,小腔体lb从主腔体la朝向孔口2延伸。可动阀体3g包括第一可动部 4f，其与导管l的内周边接触；第二可动部6b，其与导管l的内周边接触并 且通过与可动电极12接触而加压；密封部(密封件)5，其设置在第一可动部4f的前端并用于密封孔口 2;以及螺旋弹簧7，其用于为可动阀体3g提供弹性。与可动阀体3g的外周边接触的偏压线圈8设置于导管l中。引线15b 和引线15a分别连接至固定电极11和可动电极12。第一可动部4f由金属或树脂形成，并且包括主圆柱部48，其与导管l 的小腔体lb的内周边接触；圆柱部45，其从主圆柱部48朝向前端侧延伸以 及第二圆柱部47，其在主圆柱部48的一端处与导管1的内周边接触。第二可动部6b由金属或树脂形成，与导管1的内周边接触并具有与可 动电极12接触的突出部61。可动电极12具有固定端14a和可动端14b，固 定端14a固定在导管1上，而可动端14b连接至导线9的、与固定电极11 所连接的一端不同的那一端，可动端14b通过导线9的收縮而运动。固定端 14a和可动端14b分别设置在导管1的后端的外周边的上部和下部，其中第 二可动部6b插入导管1。固定端14a和可动端14b之间的可动电极12弯曲 以使其通过牵拉导线9而翘曲变形并推动突出部61。螺旋弹簧(第二弹性件) 7设置在第一可动部4f和第二可动部6b之间，以便减小加热时、作用于由 形状记忆合金构成的导线9上的应力。螺旋弹簧7的弹性系数k2选择成小 于偏压线圈8的弹性系数kl。在上述构型中，当导线9通过引线15a、引线15b、固定电极ll和可动 电极12通电时，可动电极12被导线9的与其发热相对应的收縮拉向固定电 极11，因而由可动电极12的中心部分对第二可动部6b的突出部61加压。 第二可动部6b在这种压力作用下朝向孔口 2运动，从而使利用压力串联地 接触到第二可动部6b的螺旋弹簧7和第一可动部4f从如图7 (a)所示的状 态运动，以利用密封部5密封孔口 2，如图7 (b)所示。偏压线圈8收縮直 到密封部5与孔口 2接触为止。在通过密封部5的接触而关闭孔口 2之后，当导线9的收縮进一步进行 并且密封部5对孔口 2进一步加压以便更紧密地密封时，来自孔口 2的反作 用力作为过载作用在导线9上。这时，螺旋弹簧7开始收缩，从而能够减小 对导线9的过载。按这种方式，由于螺旋弹簧7设置在第一可动部4f和第二可动部6b之 间，所以可动阀体3g整体上具有弹性，因而能够减小过载。此外，由于可 动电极12具有固定端14a，所以可增加用于通电的引线15a与可动电极12之间的连接部的强度。随后，参考图8 (a)和图8 (b)描述根据本发明第七实施例的小型阀。在本实施例中，其设置为包括分别固定在导管(固定结构)1的一端的上部和下部的第一固定电极(第一电极)lla和第二固定电极(第二电极)12a; 由形状记忆合金形成的导线9连接在这些电极lla和12a之间；通过导线9 的中心部分对可动阀体3h加压；并且导线9的收縮方向与可动阀体3h的运 动方向成直角相交。导管1的与孔口 2相对的端面开口，并且凸缘ld形成在该端面上。第 一固定电极lla和第二固定电极12a通过树脂粘合剂或焊接固定在凸缘ld 的上部和下部。偏压线圈8设置成在导管1中与可动阀体3h的外周边接触。 可动阀体3h包括第一可动部4g，其与导管l的内周边接触；第二可动部 6c，其与导管l的内周边接触并在其后端与导线9接触；密封部(密封件) 5，其设置在第一可动部4g的前端以便密封孔口 2;以及螺旋弹簧7，其设 置在第一可动部4g和第二可动部6c之间并为可动阀体3h提供弹性。第一可动部4g由金属或树脂形成，并且包括第一圆柱部41，其与导 管l的内周边接触；以及第二圆柱部42，其从第一圆柱部41朝向前端侧延 伸。第二圆柱部42的前端具有用于密封孔口2的密封部5。偏压线圈8设置 在第二圆柱部42上以便从外部接触，因此它对第一可动部4g加压以便在导 线9不通电时不会通过密封部5关闭孔口 2。螺旋弹簧7的弹性系数k2选择 成小于偏压线圈8的弹性系数kl。第二可动部6c具有与导管1的内周边接触的第一圆柱部62，和从第一 圆柱部62朝向前端侧延伸的第二圆柱部63。筒形接触部64设置在第一圆柱 部62的中心部分处，以便通过与导线9的中心部分接触而被加压。接触部 64可自由转动，并由于导线9的收縮和伸展而在压力作用下沿导管1的轴向 运动。因此，第二可动部6c在沿导线9伸縮的竖直方向的压力作用下沿着 导管1运动。在上述构型中，当导线9因通电发热而收縮时，第二可动部6c的接触 部64被朝向孔口 2加压，因此整个可动阀体3h从如图8 (a)所示的状态朝 向孔口2运动，并且在密封部5接触孔口2时，如图8(b)所示，停止运动。 当导线9进一步收縮以便通过密封部5对孔口 2施压时，具有较大弹性系数的偏压线圈8更早地收縮，来自孔口 2的反作用力随后作用在运动的阀体3h上。因此，尽管载荷作用在导线9上，包括螺旋弹簧7的可动阀体3h仍具 有弹性，从而能够减小作用于导线9上的过载。按这种方式，由于导线9的收縮力被转化成可动阀体3h的垂直于收縮 方向的运动，所以能够通过导线9的微小收縮来获得能够使可动阀体3h发 生较大移动的行程。因此，能够縮短可动阀体3h的必需行程所需的导线9 的总长度。此外，由于连接导线9两端的电极被固定，所以能够增加用于通 电的导线15a和15b的连接的可靠性。随后，参考图9描述根据本发明第八实施例的小型阀。本实施例与上述 第七实施例基本相同，不同之处在于与第二可动部6c和可动阀体3h的端部 中的导线9接触的接触部64由金属件(金属)65构成，该金属件65带有由 导热性低的树脂构成的表面涂层66。关于树脂涂层66的材料，优选为具有 良好的耐热性、耐磨性和润滑性的材料，例如PTFE树脂。具有基本上与接触部64相同的半径和半圆形横截面的凹槽62a，沿基本 垂直于导线9的方向设置在可动阀体3h的第二可动部6c的第一圆柱部62 上。接触部64的圆形截面的大约一半从内部接触凹槽62a。由于接触部64 既接触第二可动部6c又接触导线9，所以因通电而在导线9中产生的热可从 导线9通过接触部64、第二可动部6c和螺旋弹簧7传导至导管1，因此热 能容易地散发。导线9的这种热辐射并不合乎需要，因为这可能导致通电的 形状记忆合金的收縮效率降低。于是，在本实施例中，由于树脂涂层的作用获得的热绝缘有益效果通过 涂敷金属件65的表面实现，其中该金属件65与树脂涂层66构成的接触部 64。通过这种构型，能够减少从导线9向接触部64的热传导，并能够限制 导线9因通电实现的发热的热辐射。因此，能够增加通电的导线9的收縮效 率，并能够加快可动阀体3h的运动响应，进而能够增加对阀开关的通电的 响应。此外，尽管接触部64接收由于导线9的收縮引起的强压力，接触部 64也很坚固结实，因为它由金属件65构成，所以来自导线9的压力能够被 直接传递至可动阀体3h，进而能够增加压力的传递效率。尽管整个接触部 64可由树脂形成，具有良好的耐热性、耐磨性和润滑性的树脂却成本昂贵。 因此，在本实施例中，通过由金属形成接触部64，能够制造价格便宜的接触部64。随后，参考图10描述根据本发明第九实施例的小型阀。本实施例与上述实施例基本相同，不同之处在于树脂涂层llc和12c设置在第一电极lla 和第二电极12a的表面上。第一固定电极lla和第二固定电极12a分别由金属件llb和12b以及树 脂涂层llc和12c构成，其中各金属件均为长方体，树脂涂层llc和12c至 少涂敷金属件lib和12b的表面与凸缘Id接触的接触面。由树脂涂敷的第 一固定电极lla和第二固定电极12a通过树脂粘合剂等固定在凸缘ld上。在这种构型中，导线9因通电发热而产生的热量可从导线9通过第一固 定电极lla和第二固定电极12a导线传导并辐射至导管1。然而，由于在本 实施例中，第一固定电极11和第二固定电极12a的表面由树脂涂敷，树脂 的热绝缘作用能够降低热传导。因此，能够限制导线9的热辐射。因此，能 够增加通电的导线9的收縮效率并且能够增加可动阀体3h的运动响应。下面参考图11描述上述第八实施例的一个改进实例。在该改进实例中， 第一固定电极11a、第二固定电极12a和由固定电极lla和12a保持的导线9 被设置在凸缘ld上的罩16覆盖。罩16包括壳体，该壳体由导热性低的树脂形成，并通过树脂粘合剂等 固定在凸缘ld上以便密封第一固定电极lla、第二固定电极12a和导线9。 通过这种构型，第一固定电极lla、第二固定电极12a和导线9与外部空气 绝缘。通过这种绝缘，限制了从由于通电而发热的导线9的热辐射，和从由 来自导线9的热传导加热的第一固定电极lla和第二固定电极12a的热辐射。 因此，能够增加通电的导线9的收縮效率，并能够增加可动阀体3h的运动 响应。下面参考图12 (a)和图12 (b)描述上述第八实施例的另一个改进实 例。在该改进实例中，倒角孔lle和12e通过对设置在导管1的凸缘ld上的 第一固定电极lla和第二固定电极12a的导线拉孔lld和12d的开口附近进 行倒角而形成，连接至固定电极lla和12a的导线9从该开口引出。倒角孔 lle和12e通过从开口附近的表面将电极切成具有倒三角形截面而形成。固 定电极lla和12a由各具有矩形橫截面的金属件llb和12b形成，并且导线 9的两端通过焊接等固定于金属件lib和12b中。此外，金属件lib和12b倾斜地设置在凸缘Id的表面上，以使导线拉孔lid和12d与导线9的牵拉方向重合。此外，固定电极11a和12a通过焊接、树脂粘合剂等对称地固定 在凸缘ld上。在该改进实例中，倒角孔lle和12e形成于导线拉孔lld和12d上，因 而可以减少金属件llb和12b的导线拉孔lld和12d与对应于伸縮而移动的 导线9接触的机会。因此，能够减少导线9的接触摩擦，进而可以防止对导 线9的制动。此外，牵拉导线9的方向与金属件llb和12b的导线拉孔lld 和12d的方向基本重合，因此导线9很少接触金属件lib和12b。利用根据上述实施例及其改进实例的小型阀10，由于用于减小应力的螺 旋弹簧7设置在可动阀体3上并且螺旋弹簧7的弹性系数k2选择成小于偏 压线圈8的弹性系数kl，所以在孔口2的关闭操作中，导线9由于来自孔口 2的反作用力而接收的应力能够由于导线9的收缩而被吸收。通过可动阀体 3的这种缓冲作用，能够减少在阀的关闭操作中，由于通电和加热引起的对 形状记忆合金的过载。因此，能够防止由于过载引起的形状记忆合金的记忆 形状的变形和记忆形状的可再现性的劣化，并且能够增加形状记忆合金的耐 用性。随后，参考图13、图14 (a)及图14 (b)描述根据本发明第十实施例 的小型阀。在本实施例的小型阀10中，孔口 (孔口件)2独立于导管(固定 结构)1设置，以使其可在导管1中自由运动。此外，用于偏压由形状记忆 合金形成的导线9的偏压线圈(第一弹性件)8与导管的内周边接触，并设 置在可动阀体(可动结构)3和孔口2之间。此外，用于减小加热过程中形 状记忆合金的应力的螺旋弹簧7设置在孔口 2和导管1的一端la(与孔口相 对的一端)之间。导线9被保持在固定电极11和可动电极12之间。可动阀体3具有圆柱部3a和密封部(密封件)5，该圆柱部3a从内部地 接触导管1的主筒形部朝向孔口 2延伸，由树脂或橡胶形成的用于密封孔口 2的密封部(密封件)5设置在圆柱部3a的前端。关于形状记忆合金，使用 在其温度由于通电来加热而变得高于某一特定值时收縮的形状记忆合金。因 此，当施加直流电压以使形状记忆合金通电时，形状记忆合金发热并且其温 度升高，从而使其在特定温度值以上回复至先前的记忆收縮形状。此外，螺 旋弹簧7的弹性系数k2选择成小于偏压线圈8的弹性系数kl，如随后所述，以便在常温下由于偏压线圈8的作用而在孔口2与密封部5之间形成一间隔， 进而使孔口2打开(常开)。在上述构型中，当导线9通电时，导线9发热，当导线9的温度变得高 于特定值时，导线9收縮以便转换记忆形状。这时，导线9的、连接至固定 在导管1上的固定电极11的一端并不运动，以使导线9的、连接至设置在 可动阀体3上的可动电极12的另一端受到牵拉并且随可动阀体3运动。因 此，可动阀体3通过导线9的收縮而朝向孔口2运动，并且偏压线圈8在这 种运动作用下被加压且收縮，从而使偏压线圈8被向着孔口2加压。位于可 动阀体3的前端的密封部5与孔口 2接触，并在密封孔口 2的状态下停止运 动。因此，孔口 2被关闭，从如图14 (a)所示的状态变为如图14 (b)所 示的状态。这时，螺旋弹簧7的弹性系数k2选择成小于偏压线圈8的弹性 系数kl，以便在孔口 2由密封部5密封之前，偏压线圈8被压縮而螺旋弹簧 7很少收縮。通过停止向导线9通电而实现的孔口 2的打开操作与如上所述 相同。在通过密封部5的接触而密封孔口 2之后，当导线9进一步收縮并且密 封部5对孔口 2加压以便更紧密地密封时，偏压线圈8在孔口 2与导管1中 的可动阀体3之间被加压并且它不能再被压縮。这时，螺旋弹簧7而非偏压 线圈8开始收縮。螺旋弹簧7的收縮用作缓冲以减小直接施加于导线9的过载，因而能够 减小导线9的超载。这样，能够避免形状记忆合金的过载，因此可以防止在 较高温度下导线9的记忆形状发生变形，因而形状记忆合金任何时候都能够 恢复至原来的记忆形状。此外，可以防止由于反复过载导致记忆形状随着时 间过去而发生劣化，从而增加耐用性，并通过向导线9通电而准确地打开与 关闭孔口 2。根据本实施例，可在导管1中独立运动的孔口 2、设置在孔口 2与可动 阀体3之间的偏压线圈8以及设置在导管1的端部la与孔口 2之间的螺旋 弹簧7串联地设置，并且偏压线圈8的弹性系数kl选择成大于螺旋弹簧7 的弹性系数k2，以便在孔口2的关闭操作中，导线螺旋弹簧7由于导线9的 过载而能够弹性地变形。因此，能够减小通电的导线9的形状记忆合金的收 縮应力的过载，从而通过防止形状记忆合金的记忆形状的可再现性发生劣化而增加耐用性，进而能够增加小型阀10的可靠性。此外，孔口2独立于导 管l设置而非形成一体，因此能够增加在导管l中设置元件的自由度，更容 易制造需要微型制造的孔口 2，并增加了精确度。另外，由于导线9能够形 成为精细直形而非厚巻绕形，所以可以减小尽可能占据更小的空间的阀的尺 寸，并且能够使对形状记忆合金的热辐射的响应更快。随后，参考图15 (a)、图15 (b)和图15 (c)描述根据本发明第十一 实施例的小型阀。在本实施例的小型阀10中，第一半固定电极(第一电极) llf具有集成了降低过载弹性件(第二弹性件)llh (在下文中，縮写为"弹 簧部")的板簧结构，而第二半固定电极(第二电极)12f具有集成了偏压 弹性件(第一弹性件)12h (在下文中，縮写为"弹簧部")的板簧结构。 在此，第一半固定电极llf在其一端处被固定在导管l上，而第二半固定电 极12f在其一端处被固定在导管1上而在其另一端处与可动阀体3接触以便 配合工作。第一半固定电极llf由L形板簧构成，具有固定在导管1上的固定端部 llg和从固定端部llg弯曲并插入可动阀体3中的弹簧部llh。弹簧部llh 在孔口 2的一侧靠近可动阔体3的主筒形部31的端部35设置。第二半固定 电极12f由L形板簧构成，具有固定在导管1上的固定端部12g和从固定端 部12g弯曲并插入可动阀体3中的弹簧部12h。弹簧部12h设置成在与孔口 2相对的一侧接触可动阀体3的主筒形部31的端部33。第一半固定电极llf 的弹簧部llh的弹性系数k2选择成小于第二半固定电极12f的弹簧部12h 的弹性系数kl。弹簧部llh和弹簧部12h分别连接至导线9的两端。在常温 下，弹簧部llh和弹簧部12h之间的距离基本上等于可动阀体3的主筒形部 两端的端部35与端部33之间的长度，因此限制了可动阀体3的运动的容许里。可动阀体3由弹性材料例如树脂或橡胶形成，并具有主筒形部31，其与导管1的内周边接触；圆柱部32，其在孔口 2的一侧从主筒形部31的端 部35延伸；端部33，其位于与孔口 2相对的一侧；止动器34，其使弹簧部 12h止动以便将应力从弹簧部12h传递至可动阀体3;以及腔体的弹簧插入 部36，该弹簧插入部36由止动器34和端部33围起并且弹簧部12h插入其 中。用于密封孔口 2的密封部5设置在圆柱部32的前端。图15 (a)示出了导线9未通电时的状态。在这种情况下，第二半固定 电极12f的弹簧部12h与端部33接触，以便沿与孔口 2相对的方向对可动阀 体3施压。在常温下，利用这种压力，位于可动阀体3前端的密封部5离开 孔口2，因此孔口2变为打开状态。按这种方式，第二半固定电极12f用作 偏压孔口 2的弹性件，而第一弹性件作为用于通电的电极集成至第二半固定 电极12f。图15 (b)示出了导线9通电的状态。导线9通过通电而发热并由于温 度升高而收縮。这时，连接导线9一端的第一半固定电极llf的弹簧部llh 很少弯曲，因为其弹性系数k2小于第二半固定电极12f的弹簧部12h的弹性 系数kl，而弹簧部12h大部分弯曲以便被拉向孔口 2。通过使弹簧部12h朝 向孔口2弯曲，弹簧部12h推动可动阀体3的止动器34，从而使可动阀体3 朝向孔口2运动。当位于可动阀体3前端的密封部5与孔口2接触时，可动 阀体3的运动接近停止，并且孔口2关闭。按这种方式，在密封部5接触孔 口2之前，弹簧部12h比弹簧部llh更早地收縮，而弹簧部llh很少收縮。此外，当停止向导线9通电时，导线的温度下降，当温度回复到原始值 时，导线9伸长，从而使弹性件的可动阀体3回复至原始位置，密封部5离 开孔口2，从而使孔口2打开。图15 (c)示出了在密封部5接触孔口 2以后导线9进一步通电的状态。 在密封部5接触孔口 2并对孔口 2加压后，即使当导线9进一步收縮并且密 封部5对孔口 2加压以便更紧密地密封时，由于弹簧部12h和止动器34已 经接触，弹簧部12h不能再弯曲。这时，弹簧部llh通过接收由于导线9的 收縮引起的应力而开始弯曲，因而弹簧部11h受到导线9牵拉以便朝向孔口 2弯曲。通过弹簧部llh的这种变形，能够降低对应于因导线9收縮引起的、 对孔口的过大应力而从孔口2对导线9的过载。在此，第一半固定电极llf 用作由形状记忆合金构成的导线9的第二弹性件，该第二弹性件与作为用于 通电的电极的第一半固定电极llf形成为一体。根据本实施例，第一半固定电极llf设置为具有较小弹性系数的弹簧结 构，而第二半固定电极12f设置为具有较大弹性系数的弹簧结构，因此第一半固定电极llf能够在超载时弯曲。第一半固定电极llf用作缓冲以降低直 接作用于导线9上的过载，以便能够降低作用于导线9上的过载。此外，第一半固定电极llf设置为板簧结构以便集成第二弹性件，并且第二半固定电 极12f设置为板簧结构以便集成第一弹性件，因此能够减少构成小型阀10 的元件的数量并能够增加其生产能力。本申请基于日本专利申请No.2005-215601 、 No.2006-120351和 No.2005-215555，其内容引入本申请作为参考。
权利要求
1.一种小型阀，其利用形状记忆合金由于通电加热引起的变形来打开与关闭流体通路，其特征在于，所述小型阀包括筒形固定结构，其具有构成所述流体通路的孔口；可动结构，其与所述固定结构的内周边接触并具有可自由运动以密封所述孔口的密封件；导线，其由形状记忆合金形成并用于使所述可动结构运动；以及第一电极和第二电极，其用于保持导线并使导线通电，其中，所述可动结构设置成使其长度弹性地可变，所述可动结构通过因通电加热导线来改变所述导线的长度而可运动，以便密封所述孔口；并且所述可动结构在密封所述孔口时弹性地变形，以便降低所述导线接收的应力。
2. 根据权利要求l所述的小型阀，其特征在于，所述可动结构的一部分 或全部由弹性材料形成。
3. 根据权利要求l所述的小型阀，其特征在于，所述可动结构具有弹簧件。
4. 根据权利要求3所述的小型阀，其特征在于，所述弹簧件设置成与所 述固定结构的外周边接触。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的小型阀，其特征在于，所述第二 电极的一端固定在所述固定结构上，所述第二电极的另一端连接至所述导 线，两端之间的中心部分与所述可动结构接触，以使所述可动结构通过所述 电极的弯曲而移动。
6. 根据权利要求1至4中任一项所述的小型阀，其特征在于，所述第一 电极固定至所述固定结构，而所述第二电极连接至所述可动结构。
7. 根据权利要求1至4中任一项所述的小型阀，其特征在于，所述第一 电极固定至固定结构的预定位置，而所述第二电极固定至固定结构的、不同 于所述预定位置的另一个位置，所述导线两端之间的中心部分对所述可动结 构的一端施压，并且所述导线的伸縮方向垂直于所述可动结构的运动方向。
8. 根据权利要求7所述的小型阀，其特征在于，所述可动结构的一端具 有与所述导线接触的接触部，所述接触部由带有树脂涂层的金属形成。
9. 根据权利要求7或8所述的小型阀，其特征在于，所述第一电极和第二电极的表面由树脂涂敷。
10. —种小型阀，其利用形状记忆合金由于通电加热引起的变形来打开与关闭流体通路，其特征在于，所述小型阀包括 '筒形固定结构，其具有构成流体通路的内置孔口件；可动结构，其与所述固定结构的内周边接触并可自由运动以密封孔口；导线，其由形状记忆合金形成并用于使所述可动结构运动；第一电极和第二电极，其由所述固定结构和可动结构之一或两者保，寺，用于保持所述导线并使所述导线通电， 第一弹性件，其用于作为偏置装置向所述导线施加拉伸应力； 第二弹性件，其用于减少在通电加热所述导线时所述导线接收的应力，其中，所述可动结构设置成通过由于通电加热所述导线来改变所述导线的长度而可运动以密封所述孔口 ；所述孔口件独立于所述固定结构而可动地设置于所述固定结构中； 所述第一弹性件在所述固定结构中设置在所述孔口件与所述可动结构之间；并且所述第二弹性件设置在所述孔口件和所述固定结构的、与用于密封所述 孔口的一侧相对的端部之间。
11. 一种小型阀，其利用形状记忆合金由于通电加热引起的变形来打开 与关闭流体通路，其特征在于，所述小型阀包括筒形固定结构，其具有构成流体通路的内置孔口件； 可动结构，其与所述固定结构的内周边接触并可自由运动以密封孔口； 导线，其由形状记忆合金形成并用于使可动结构运动； 第一电极和第二电极，其由所述固定结构和所述可动结构之一或两者保 持，用于保持所述导线并使所述导线通电；第一弹性件，其用于作为偏置装置向所述导线施加拉伸应力； 第二弹性件，其用于减少在通电加热所述导线时所述导线接收的应力， 其中，所述可动结构设置成通过由于通电加热所述导线来改变所述导线的长度而可运动，以密封所述孔口；所述第一电极具有用作第二弹性件功能的板簧结构；以及 所述第二电极具有用作第一弹性件功能的板簧结构。
全文摘要
一种使用形状记忆合金的小型阀，带有内置孔口(2)的导管(1)中设有可动阀体(3)，其具有从内部与导管(1)形成接触以密封孔口(2)的密封部(5)；偏置线圈(8)，其设置在孔口(2)与可动阀体(3)之间；及导线(9)，其由形状记忆合金形成并保持在导管(1)的固定电极(11)与可动阀体(3)的可动电极(12)之间。加热导线(9)使形状记忆合金变形，以使可动阀体(3)运动来关闭孔口(2)。降低应力的螺旋弹簧(7)设置在可动阀体(3)中以使可动阀体弹性可变形，从而使由于导线(9)的过度收缩引起的、作用于可动阀体(3)的过载可通过可动阀体(3)自身的弹性变形吸收。由于可以通过降低形状记忆合金的过载以防止记忆形状的可再现性的劣化，所以能够增加阀的耐用性和可靠性。
文档编号F16K31/02GK101233354SQ20068002757
公开日2008年7月30日 申请日期2006年7月26日 优先权日2005年7月26日
发明者后藤孝夫, 堂埜茂, 山本宪, 斋藤亮彦 申请人:松下电工株式会社