專利名稱：小型閥的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種小型閥，其使用形狀記憶合金來控制用于各種流體例如 空氣、液體等的通路的打開和關閉。
背景技術：
例如，對于這種小型閥，通常已知的是用于打開和關閉孔口的閥體的致 動器由形狀記憶合金形成，并且閥體通過向致動器施加電流而移動，如日本特開平專利公報No.05-99369中所示。在這種控制閥中，為了增加孔口的密 封性能，在閥的關閉操作中，需要增加施加于孔口的壓力，以使用作致動器 的形狀記憶合金在接觸孔口之后收縮并且進一步對孔口加壓。此外，由于形 狀記憶合金在其制造過程中的變化而又對孔口加壓。形狀記憶合金接收來自 固定在閥體上的孔口的應力(載荷)。從形狀記憶合金到孔口的壓力越強， 應力就變得越大。通常，通電加熱型形狀記憶合金具有可再現性，它在常溫下采取伸長形 狀，通過通電而發熱，在其溫度變得高于特定溫度值時，采取先前記憶的收 縮形狀，并在其溫度回復至常溫時則回復至最初的形狀。然而，當對處于記 憶形狀狀態下的形狀記憶合金施加過載時，可能會損害回復的可再現性，因 此，由于隨著長期使用反復過載引起的劣化，形狀記憶合金就不能回復至最 初記憶的形狀。由于這個原因，在使用形狀記憶合金作為致動器的閥中，當形狀記憶合 金的回復可再現性劣化時，閥的控制性能下降。此外，上述專利公報中所示 的閥需要兩種形狀記憶合金作為致動器，因此其結構復雜并造成高生產成 本。此外，例如，如日本特開平專利公報No.09-313363中所示，在一個閥中， 當溫度在預定值以上時，由形狀記憶合金形成的螺旋彈簧伸長，并且克服偏 壓彈簧的偏壓力，因而對處于打開狀態的閥體加壓以使其關閉。由于形狀記憶合金以螺旋彈簧的形狀形成，因而閥的輪廓變得較大，從而使閥的尺寸難 以減小。此外，當使螺旋彈簧的導線的直徑變粗以獲得預定力時，由于螺旋 彈簧的熱容量增加，熱輻射的響應性變差。此外，如日本特開平專利公報No.ll-153234中所示， 一種閥使用由形狀記憶合金形成的導線來執行關閉操作。由于在導線的折疊部分中存在溫度分布，所以閥的耐用性因熱應力而容 易劣化。當導線工作到操作極限時，形狀記憶合金遭受過載，從而隨著長期 使用而劣化。發明內容本發明的一個目的是解決上述問題，并且提供一種小型閥，其中利用通 過加熱來使由形狀記憶合金形成的導線變形而密封孔口，并且由于能夠使得 包括密封體的可動結構的總長度彈性地變形并通過可動結構的彈性變形降 低加熱導線時的應力，其通過防止隨著形狀記憶合金的長期使用發生劣化而 保持抗劣化能力并增強可靠性。為了實現上述目的，本發明的一個方案提供了一種小型閥，該小型閥利 用形狀記憶合金由于通電加熱引起的變形來打開與關閉流體通路，其特征在于該小型閥包括筒形固定結構，其具有構成流體通路的孔口；可動結構，其與固定結構的內周邊接觸并且具有可自由運動以便密封孔口的密封件；導線，其由形狀記憶合金形成并用于使可動結構運動；以及第一電極和第二電 極，其用于保持導線并使導線通電，其中可動結構設置成使其長度為可彈性 變化的，并且可動結構通過由于通電加熱導線來改變導線的長度而可運動以 便密封孔口；可動結構在密封孔口時彈性地變形，從而能夠降低導線接收的應力。根據本發明，在通電加熱導線時，由于可動結構的彈性變形的緩沖作用， 能夠降低施加到導線即形狀記憶合金的應力。因此，可以防止由于對形狀記 憶合金的超壓力引起的過載，因此形狀記憶合金的記憶形狀的可再現性不會 劣化，因而能夠獲得閥的耐用性和高可靠性。優選的是，可動結構的一部分或全部由彈性材料形成。因此，不需要用 于在通電加熱導線時降低導線接收的應力的螺旋彈簧，從而能夠減少元件的 數量并且能夠簡化可動閥體的結構。優選的是，可動結構具有彈簧件。因此，通過具有限定彈性規格的彈簧， 能夠實現可動結構的彈性作用，從而能夠精確地設計彈性作用。優選的是，彈簧件設置成與固定結構的外周邊接觸。因此，彈簧件位于 固定結構的外側，因而第一電極與第二電極之間的導線能夠設置成不穿過彈 簧件，從而使閥的制造變得更容易。優選的是，第二電極的一端固定在固定結構上，其另一端連接至導線， 兩端之間的中心部分與可動結構接觸，因此可動結構通過電極的彎曲而運 動。因此，盡管第二電極的一端固定，但其連接至導線的另一端可運動，因 而用于向用作運動側的第二電極通電的引線的連接能夠全部在固定側進行， 從而能夠增加引線連接的可靠性。優選的是，第一電極固定在固定結構上而第二電極連接至可動結構。因 此，導線的一端能夠確保地固定在固定位置，并且能夠在另一端處牽拉固定 結構，因此在通電時形狀記憶合金的收縮能夠確保地傳遞至可動結構，從而 能夠容易地實現閥在通電狀態中打開而在非通電狀態中關閉的常開機構。優選的是，第一電極固定在固定結構上的預定位置，而第二電極固定在 固定結構上的不同于前述位置的另一個位置，導線兩端之間的中心部分對可 動結構的一端加壓，并且導線的伸縮方向垂直于可動結構的運動方向。因此， 能夠通過導線的較小收縮獲得可動結構的較大位移行程。相應地，與可動結 構的必需行程相比，導線的長度能夠縮短。此外，由于連接至導線的兩端的 電極被固定，所以能夠增加連接至電極的、用于通電的引線的連接的可靠性。優選的是，可動結構的一端具有與導線接觸的接觸部，并且該接觸部由 帶有樹脂涂層的金屬形成。因此，能夠減少通過向接觸部通電而在導線中產 生的熱量的熱傳導，并且能夠限制從導線向固定結構的熱輻射，因而能夠增 加由于通電引起的形狀記憶合金的收縮效率，并且能夠加快可動結構的運動 響應。此外，能夠保證接觸部的機械強度。優選的是，第一電極和第二電極的表面由樹脂涂敷。因此，能夠限制從 導線向固定結構的熱輻射，因而能夠加快可動結構的運動響應。本發明的另一種方案提供了一種小型閥，該小型閥利用形狀記憶合金由 于通電加熱引起的變形來打開與關閉流體通路，其特征在于，該小型閥包括 筒形固定結構，其具有構成流體通路的內置孔口件；可動結構，其與固定結構的內周邊接觸并可自由運動以便密封孔口；導線，其由形狀記憶合金形成并用于使可動結構運動；第一電極和第二電極，其由固定結構和可動結構之 一或兩者保持，用于保持導線并使導線通電；第一彈性件，其用于作為偏置 裝置向導線施加拉伸應力；第二彈性件，其用于減少在通電加熱導線時導線 接收的應力；其中，可動結構設置成通過由于通電加熱導線來改變導線的長 度而可運動以便密封孔口；孔口件獨立于固定結構而可動地設置于固定結構 中；第一彈性件在固定結構中設置在孔口件與可動結構之間；并且第二彈性 件設置在孔口件和固定結構的與用于密封孔口的一側相對的端部之間。因 此，通過第二彈性件的彈性變形的緩沖作用，能夠降低在閥的關閉操作中由 于加熱對形狀記憶合金的過載。相應地，形狀記憶合金的記憶形狀的可靠性 不會劣化，其耐用性得以保持并且閥的可靠性能夠增加。此外，由于孔口件 獨立于固定結構設置，所以孔口的制造變得更容易并且其加工精度能夠增 加。本發明的又一種方案提供了一種小型閥，該小型閥利用形狀記憶合金由 于通電加熱引起的變形來打開與關閉流體通路，其特征在于，該小型閥包括 筒形固定結構，其具有構成流體通路的內置孔口件；可動結構，其與固定結 構的內周邊接觸并且可自由運動以便密封孔口；導線，其由形狀記憶合金形 成并用于使可動結構運動；第一電極和第二電極，其由固定結構和可動結構 之一或兩者保持，用于保持導線并使導線通電；第一彈性件，其用于作為偏 置裝置向導線施加拉伸應力；第二彈性件，其用于減少在通電加熱導線時導 線接收的應力；其中，可動結構設置成通過由于通電加熱導線來改變導線的 長度而可運動以密封孔口；第一電極具有用作第二彈性件功能的板簧結構； 第二電極具有用作第一彈性件功能的板簧結構。因此，構成閥的元件的數量 能夠減少，因而閥的生產能力能夠增加。
圖1為根據本發明的第一實施例的小型閥的剖面圖。 圖2 (a)和圖2 (b)分別為處于閥的打開操作和關閉操作中的上述閥 的剖面圖，圖2 (c)為示出了螺旋彈簧和偏置線圈的收縮特征的曲線圖。 圖3 (a)為根據本發明的第二實施例的小型閥的剖面圖，圖3 (b)和圖3 (C)為處于閥的打開操作和關閉操作中的同一閥的剖面圖。圖4 (a)為根據本發明的第三實施例的小型閥的剖面圖，圖4 (b)和圖4 (c)為處于閥的打開操作和關閉操作中的同一閥的剖面圖。圖5 (a)為根據本發明的第四實施例的小型閥的剖面圖，圖5 (b)和圖5 (c)為處于閥的打開操作和關閉操作中的同一閥的剖面圖。圖6 (a)為根據本發明的第五實施例的小型閥的剖面圖，圖6 (b)為處于閥的關閉操作中的同 一 閥的剖面圖。圖7 (a)為根據本發明的第六實施例的小型閥的剖面圖，圖7 (b)為處于閥的關閉操作中的同 一 閥的剖面圖。圖8 (a)為根據本發明的第七實施例的小型閥的剖面圖，圖8 (b)為處于閥的關閉操作中的同 一 閥的剖面圖。圖9為根據本發明的第八實施例的小型閥的剖面圖。圖IO為根據本發明的第九實施例的小型閥的剖面圖。圖U為根據本發明的第八實施例的一種改型的小型閥的剖面圖。圖12 (a)為根據本發明的第八實施例的一種改型的小型閥的剖面圖，圖12 (b)為由圖12 (a)中字符"A"表示的部分的放大圖。 圖13為根據本發明的第十實施例的小型閥的剖面圖。 圖14 (a)和圖14 (b)分別為處于閥的打開操作和關閉操作中的上述閥的剖面圖。圖15 (a)為根據本發明的第十一實施例的處于打開操作中的小型閥的 剖面圖，圖15 (b)和圖15 (c)分別為在過載下處于閥的打開操作和關閉 操作中的同一閥的剖面圖。
具體實施方式
以下參考圖1、圖2 (a)、圖2 (b)和圖2 (c)描述根據本發明第一實 施例的小型閥。本實施例的小型閥10利用形狀記憶合金由于通電加熱而發 生變形的現象來打開和關閉流體通路。它包括筒形導管(固定結構)1， 其由金屬或樹脂形成固定結構；孔口 2，其由金屬或樹脂形成并構成內置于 導管1中的流體通路；可動閥體(可動結構)3，其處于可自由運動的狀態 并用于密封孔口 2;導線9，其由形狀記憶合金(或形狀記憶樹脂、形狀記憶橡膠等)制成，并用于驅動可動閥體3;以及偏壓線圈8。可動閥體3具 有第一可動部4、第二可動部6、密封部(密封件)5和設置在所述這些可動部之間的螺旋彈簧(用于降低過載的彈性件)7，其中密封部(密封件)5由 樹脂或橡膠形成用于密封孔口2并設置在第一可動部4的面向孔口2的前端。 螺旋彈簧7設置在第一可動部4和第二可動部6之間，并且在加熱過程中降 低對形狀記憶合金的應力。偏壓線圈8設置在可動閥體3和孔口 2之間并與 第一可動部4的外周邊的一部分接觸，以使其作為偏壓裝置向導線9供應拉 伸應力。導線9的兩端由固定電極(第一電極)11和可動電極(第二電極)12 保持。固定電極11在第一可動部4和第二可動部6之間的位置處設置在固 定導管1上，可動電極12設置在第二可動部6的后端。對于構成導線9的 形狀記憶合金，使用通電加熱型的形狀記憶合金(例如Ti-Ni系形狀記憶合 金)，其在溫度高于預定值時收縮。因此，當供應直流電壓以使形狀記憶合 金通電時，形狀記憶合金的溫度由于自發熱而上升，并且其回復至先前記憶 收縮的形狀。這種形狀回復力大于偏壓線圈8和螺旋彈簧7的彈性力。此外， 螺旋彈簧7的彈性系數k2設置成小于偏壓線圈8的彈性系數kl 。第一可動部4由第一柱體部41和第二柱體部42構成，第一柱體部41 接觸導管1的內周邊，而第二柱體部42從第一柱體部41朝向孔口 2延伸并 且其直徑小于第一柱體部41的直徑。當第一柱體部41接收由偏壓線圈8作 用的、沿與孔口 2相反的方向的壓力時，第一可動部4離開孔口2。因此， 在不通電的正常狀態下，在孔口2和密封部5之間形成空間，因此密封部5 并不關閉孔口2 (常開)。在上述構型中，當由形狀記憶合金形成的導線9通過固定電極11和可 動電極12通電時，它發熱并且在其溫度高于特定溫度時變形而收縮。這時， 由于導線9的在固定電極11上的一端固定而不能運動，導線9的在可動電 極12上的一端隨著第二可動部6運動。第二可動部6的運動對螺旋彈簧7 加壓，而螺旋彈簧7進一步向著孔口2對第一可動部4加壓，由此向著孔口 2對偏壓線圈8加壓。處于第一可動部4的前端的密封部5隨著加壓而停止 于密封孔口 2的狀態。按這種方式，闊10從圖2 (a)所示的狀態變形至圖 2 (b)所示的狀態。當停止向導線9通電時，導線9的溫度值下降，并且當溫度回復到原始值時導線9伸長，因此第一可動部4回復至原始位置，密封部5在與上述相 反的作用下離開孔口 2，由此孔口 2打開。在上述動作中，在密封部5接觸孔口 2以后，導線9進一步收縮而使密 封部5帶壓力地接觸孔口 2，以便緊緊地密封孔口 2。這種帶壓力的接觸由 于作為元件的導線9的變化而改變，因此導線9的收縮被預先設置得較大以 便允許元件的變化。另外，在緊密密封中，偏壓線圈8處于壓縮狀態，以使 螺旋彈簧7又開始被壓縮。在下文中對此類過程進行說明。當假定導線9的收縮力表示為"F"， 彈簧的收縮長度表示為"x"，彈性系數表示為"k"，并且在沒有外部壓力 的情況下的總長度表示為"L"時，收縮的彈簧的長度"L"由以下公式表示。L=—x+L0 (LO:收縮前的總長度)假設偏壓線圈8和螺旋彈簧7在收縮后的長度表示為"L1"和"L2"， 它們收縮之前的長度表示為"La"和"Lb"，彈簧的彈性系數表示為"kl" 和"k2"。根據關系式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之間的關系示于圖2 (c)中。于是，偏壓線圈8的 彈性系數kl選擇成大于螺旋彈簧7的彈性系數k2。因此，偏壓線圈8比螺 旋彈簧7更早地收縮，因而在密封部5接觸孔口 2并且收縮力變為Fr之前， 螺旋彈簧7很少(rarely)收縮。在它們接觸之后，當收縮力F施加于孔口2 上時，螺旋彈簧7開始收縮。螺旋彈簧7的收縮用作緩沖以便降低直接作用于導線9上的應力，因而 能夠降低導線的過載。因此，由于隨著長期使用而劣化的情況消失，可以防 止形狀記憶合金的記憶形狀在高溫下變形，因而能夠提高形狀記憶合金的可 再現性和耐用性以及孔口打開和關閉的可再現性。此外，通過使用彈性系數 特別已知的彈簧元件構成偏壓線圈8，能夠容易地以高精度設計閥。特別是，設置在孔口 2與可動閥體3之間的偏壓線圈8和設置在可動閥 體3上的、用于減少應力的螺旋彈簧7串聯地設置，并且偏壓線圈8的彈性系數kl選擇成大于螺旋彈簧7的彈性系數k2，因此在關閉操作中可動閥體 3能夠彈性地變形，從而能夠獲得上述的有益效果。隨后，參考圖3 (a)、圖3 (b)和圖3 (c)描述根據本發明第二實施 例的小型閥。本實施例的小型閥10使用彈性材料例如樹脂或橡膠來用于可 動閥體3a的一部分或全部。與第一實施例基本上相同的那些元件由相同的 附圖標記表示(對于其它實施例來說也是如此)，因此下面描述第二實施例 與第一實施例的區別。可動閥體3a由可動部4a和密封部5構成，可動部4a 接觸導管1的內周邊，密封部5密封著孔口 2，并且通過偏壓線圈8對該可 動閥體3a施加偏壓力。可動部4a由具有較小直徑的主筒形部43、與導管1的內周邊接觸的筒 形部44以及從主筒形部43的端部延伸并具有密封部5的圓柱部45構成。 導管1具有腔體la和小腔體lb，筒形部44從內部接觸腔體la，而小腔體lb 具有更小的直徑并與孔口 2連通。偏壓線圈8設置在導管1的主腔體la的 端部與可動部4a的筒形部44之間并與導管1的內周邊和主筒形部43的外 周邊接觸，且完全向著與孔口 2相反的方向對可動閥體3a加壓。這樣，密 封部5為設置成在如圖3 (a)所示的正常狀態下不能關閉孔口2。此外，可 動閥體3a由彈性材料形成，并且整體上呈現出彈性。此外，固定電極ll連 接至用于驅動可動閥體3a的、由形狀記憶合金形成的導線9的一端，該固 定電極ll通過設置在可動閥體3a的壁面上的縫隙(附圖中未示出)固定在 導管l上(對于下述的圖4和圖5也是如此)。在上述構型中，當對由形狀記憶合金形成的導線9通電以便發熱時，導 線9收縮并且可動部4a由于這種收縮的作用而壓縮偏壓線圈8，以使位于可 動部4a前端的密封部5接觸孔口 2，從而密封孔口2。按這種方式，閥的狀 態從圖3 (a)所示的狀態變化至圖3 (b)所示的狀態。在此，偏壓線圈8 的彈性系數kl選擇成大于可動部4a的彈性材料的彈性系數k3，以使在密封 部5接觸孔口 2之前，由彈性材料形成的可動部4a在收縮力作用下很少收 縮。在密封部5與孔口 2接觸之后，當導線9進一步收縮并且密封部5對孔 口 2加壓以便更緊密地密封時，由彈性材料形成的可動部4a開始收縮，并 且可動部4a變形以便沿徑向膨脹(由附圖標記43a表示)，如圖3 (c)所示，因此孔口2被密封。通過這種變形，能夠降低導線9所接收的、作為因 導線9收縮而來自于孔口 2的導線反作用的應力。當停止向導線9通電時，導線9的溫度值下降。當溫度值回復至原始溫 度時，由于如上所述的反向操作，導線9伸展并且可動部4a回復至如圖3 (a)所示的原始位置，因此，密封部5離開孔口2并且孔口2打開。按這種方式，由于可動閥體3a由彈性材料形成并在過載作用下收縮， 所以其能夠用作緩沖以降低施加于導線9的應力。換句話說，可動閥體3a 自身具有上述彈性件的用于降低過載的功能。因此，可以進一步減少小型閥 的元件的數量，獲得上述實施例所實現的效果。此外，可以形成可動閥體3a 的一部分以及完全由彈性材料形成的東西。隨后，參考圖4 (a)、圖4 (b)和圖4 (c)描述根據本發明第三實施 例的小型閥。本實施例的小型閥10與上述實施例基本上相同，但是不同之 處在于可動閥體3b的密封部5由彈性材料形成。可動閥體3b包括由金屬或樹脂形成的可動部4b和用于在其一端密封孔 口2的密封部5，密封部5由彈性材料例如樹脂或橡膠形成。由于可動閥體 3b具有由彈性材料形成的密封部5，它整體上變為彈性件。在此，可動閥體 3b整體上的彈性系數表示為符號k3。在上述構型中，當對由形狀記憶合金形成的導線9通電以便發熱時，導 線9收縮并且可動部3b由于這種收縮的作用而運動，以使偏壓線圈8收縮 直到密封部5接觸孔口 2為止。當導線9進一步收縮時，密封部5的彈性件 受到壓縮并變形。這時，閥從圖4 (a)所示的狀態經過圖4 (b)所示的狀 態而變化至圖4 (c)所示的狀態。通過停止向導線9通電而實現的孔口 2的 打開操作與上述情況相同。由于密封部5的上述變形，就吸收了導線9的過大收縮力。換句話說， 密封部5隨著導線9的收縮而以一定壓力接觸孔口 2，引起從孔口 2對導線 9的反作用，因此，導線9接收應力，但是應力由于密封部5的變形而減小。按這種方式，由于可動閥體3b的密封部5由彈性材料形成，所以其能 夠用作緩沖，以通過因過載而收縮來減小作用于導線9的過載，進而可以減 小作用于導線9上的應力。因此，在本實施例中，可動閥體3b具有用來減 小應力的彈性件，從而可以減少元件的數量，同時獲得與上述實施例相同的有益效果。隨后，參考圖5 (a) 、 5 (b)和5 (c)描述根據本發明第四實施例的小 型閥。這些附圖分別表示不同的實例。本實施例中的小型閥10與上述實施 例基本上相同，但是可動閥體(可動結構)3c、 3d和3e均包括彈簧件。在圖5 (a)所示的實例中，可動閥體(可動結構)3c包括筒形可動部 4c，其前端具有圓柱部45;密封部5,其設置在圓柱部45前端用于密封孔 口2;電極支承板13，其支承著可動電極12;以及螺旋彈簧(彈簧件)7a， 設置在電極支承板13與可動部4c的一端之間。由于螺旋彈簧7a的原因，可 動閥體3c具有彈性。在上述構型中，當對由形狀記憶合金形成的導線9通電以便發熱時，導 線9收縮。這時，連接至導線9一端的固定電極11不能運動，因而連接至 導線9另一端的可動電極12隨著可動部4c彼此一起運動。通過這種運動， 可動部4c對偏壓線圈8加壓并且密封部5帶壓力地密封孔口 2，因此孔口 2 關閉。在此，偏壓線圈8的彈性系數kl選擇成大于螺旋彈簧7a的彈性系數 k2。因此，偏壓線圈8比螺旋彈簧7a更早地收縮，以使在密封部5接觸孔 口 2以前螺旋彈簧7a很少收縮。在通過使密封部5與孔口 2接觸而密封孔口 2之后，當導線9進一步收 縮以便對密封部5加壓以更緊密地密封并且偏壓線圈8不再能收縮時，螺旋 彈簧7a開始收縮。此外，通過停止對導線9通電而實現的孔口 2的打開操 作與上述情況相同。按這種方式，由于螺旋彈簧7a設置在可動閥體3c上，可動閥體3c用作 彈性件，其總長度通過壓力改變。當過載作用時，它用作緩沖，以通過使螺 旋彈簧7a收縮而減少作用于導線9上的過載，因此可動閥體3c能夠用作減 少過載的彈性件。于是，能夠獲得與上述實施例相同的有益效果。在圖5 (b)所示的實例中，可動閥體(可動結構)3d包括位于可動體 4d的中心處的壁中的螺旋彈簧(彈簧件)7b。具體而言，可動閥體3d包括 可動部4d，螺旋彈簧7b在該可動部的中心處內置入可動部4d的壁中。螺旋 彈簧7b的彈性系數k2選擇成小于偏壓線圈8的彈性系數kl，以使偏壓線圈 8更早地收縮，因而螺旋彈簧7b在密封部5接觸孔口 2之前很少收縮。在這個實例中，由于可動部4d具有彈性，可動閥體3d用作彈性件，其因此，可動閥體3d用作緩沖以減少作用于導線9上 的過載，以便能夠減少作用于導線9上的過載。此外，由于螺旋彈簧7b整體地內置入可動部4d中，所以可構成小型可動閥體3d并能夠使減小整個閥的尺寸。在圖5 (c)所示的實例中，可動閥體(可動結構)3e包括位于可動部 4c的圓柱部45與密封部5之間的螺旋彈簧(彈簧件)7a。具體而言，可動 閥體3e的可動部4c包括筒形可動部4c，其一端具有圓柱部45;密封部5， 其連接至圓柱部45的一端并且密封孔口 2;以及螺旋彈簧7a，其設置在密 封部5與圓柱部45之間用于減小應力。按這種方式，通過集成螺旋彈簧7a 與可動部4c的密封部5，可以形成緊湊的可動閥體3e。此外，能夠直接通過 密封部5比可動部4c更早地由螺旋彈簧7a接收關閉操作中來自孔口 2的過 載。相應地，即使當可動部4c因由樹脂等形成而在傳遞壓力以防過載方面 響應慢時，也能夠通過螺旋彈簧7a迅速地獲得減小過載的作用。因此，可 動闊體3e能夠用作緩沖以減小直接作用于導線9上的過載，并且能夠提高 對于減小導線9的應力的響應。隨后，參考圖6 (a)和圖6 (b)描述根據本發明第五實施例的小型閥。 在本實施例中，構成可動閥體3f的螺旋彈簧7和偏壓線圈8設置成與導管(固 定結構)1的外周邊接觸。導管l包括主腔體la;小腔體lb，其從主腔體la延伸到孔口2以便 包括孔口 2;以及止動器lc，其用于偏壓線圈(第一彈性件)8并與導管1 的外周邊接觸。可動閥體3f包括第一可動部4e，其與導管l的小腔體lb 的內周邊接觸；第二可動部6a，其與導管1的外周邊接觸；密封部(密封件) 5，其在孔口2的一側設置在第一可動部4e的一端并用于密封孔口2;以及 螺旋彈簧(第二彈性件)7，其設置在第一可動部4e與第二可動部6a之間并 與導管1的外周邊接觸。第一可動部4e由金屬或樹脂形成，并且包括主筒形部43，其與導管 1的小腔體lb的內周邊接觸；圓柱部45，其從主筒形部43延伸到孔口 2; 以及突出部46，其從主筒形部43的后端部分地突出到導管1外側。與導管 1的外周邊接觸的偏壓線圈8設置在突出部46與導管1的止動器lc之間。第二可動部6a由金屬或樹脂形成，并且利用與導管1的外周邊的接觸而密封導管1的一端，可動電極12設置在第二可動部6a的后端用于使導線9通電。螺旋彈簧7與導管1的外周邊接觸并減小在加熱時對由形狀記憶合 金構成的導線9的應力，該螺旋彈簧7設置在第二可動部6a的前端面和突 出部46之間。此外，螺旋彈簧7的彈性系數k2選擇成小于偏壓線圈8的彈 性系數kl。在上述構型中，當使由形狀記憶合金形成的導線9通電發熱時，導線9 收縮并且第二可動部6a被拉向孔口 2，因此與第二可動部6a接觸的螺旋彈 簧7被加壓。這種壓力并不壓縮具有較小彈性系數k2的螺旋彈簧7，而是通 過螺旋彈簧7傳遞至第一可動部4e，因此具有較大彈性系數kl的偏壓線圈 8由于來自第一可動部4e的壓力而被壓縮。因此，位于第一可動部4e的前 端的密封部5從如圖6 (a)所示的狀態停止在如圖6 (b)所示的、密封孔 口 2的狀態。在通過接觸密封部5而關閉孔口 2之后，當導線9的收縮進一步進行并 且密封部5對孔口 2進一步加壓以便更緊密地密封時，來自孔口 2的反作用 力作為過載作用在導線9上。這時，螺旋彈簧7開始收縮，從而使作用于導 線9上的過載減小。此外，通過停止向導線9通電而實現的孔口2的打開操 作與如上所述相同。按這種方式，由于螺旋彈簧7和偏壓線圈8設置成與導管1的外周邊接 觸，所以這些彈簧部分被設置在可動閥體3f的總長度之內，因而可以總體減 小小型閥10的尺寸。此外，由于導線9能夠在不穿過彈簧部分的情況下設 置，所以閥IO的制造變得更容易。而且，由于可動閥體3f整體上具有彈性， 所以其能夠用作緩沖以減小作用于導線9上的過載，從而能夠減小形狀記憶 合金的過載。隨后，參考圖7 (a)和圖7 (b)描述根據本發明第六實施例的小型閥。 在本實施例中，可動電極(第二電極)12的一端連接至導管1，并且可動閥 體3g通過可動電極12在導線9收縮的作用下的翹曲變形(warp)而運動。導管1具有主腔體la和小腔體lb，可動閥體3g從內部接觸該主腔體 la,小腔體lb從主腔體la朝向孔口2延伸。可動閥體3g包括第一可動部 4f，其與導管l的內周邊接觸；第二可動部6b，其與導管l的內周邊接觸并 且通過與可動電極12接觸而加壓；密封部(密封件)5，其設置在第一可動部4f的前端并用于密封孔口 2;以及螺旋彈簧7，其用于為可動閥體3g提供彈性。與可動閥體3g的外周邊接觸的偏壓線圈8設置于導管l中。引線15b 和引線15a分別連接至固定電極11和可動電極12。第一可動部4f由金屬或樹脂形成，并且包括主圓柱部48，其與導管l 的小腔體lb的內周邊接觸；圓柱部45，其從主圓柱部48朝向前端側延伸以 及第二圓柱部47，其在主圓柱部48的一端處與導管1的內周邊接觸。第二可動部6b由金屬或樹脂形成，與導管1的內周邊接觸并具有與可 動電極12接觸的突出部61。可動電極12具有固定端14a和可動端14b，固 定端14a固定在導管1上，而可動端14b連接至導線9的、與固定電極11 所連接的一端不同的那一端，可動端14b通過導線9的收縮而運動。固定端 14a和可動端14b分別設置在導管1的后端的外周邊的上部和下部，其中第 二可動部6b插入導管1。固定端14a和可動端14b之間的可動電極12彎曲 以使其通過牽拉導線9而翹曲變形并推動突出部61。螺旋彈簧(第二彈性件) 7設置在第一可動部4f和第二可動部6b之間，以便減小加熱時、作用于由 形狀記憶合金構成的導線9上的應力。螺旋彈簧7的彈性系數k2選擇成小 于偏壓線圈8的彈性系數kl。在上述構型中，當導線9通過引線15a、引線15b、固定電極ll和可動 電極12通電時，可動電極12被導線9的與其發熱相對應的收縮拉向固定電 極11，因而由可動電極12的中心部分對第二可動部6b的突出部61加壓。 第二可動部6b在這種壓力作用下朝向孔口 2運動，從而使利用壓力串聯地 接觸到第二可動部6b的螺旋彈簧7和第一可動部4f從如圖7 (a)所示的狀 態運動，以利用密封部5密封孔口 2，如圖7 (b)所示。偏壓線圈8收縮直 到密封部5與孔口 2接觸為止。在通過密封部5的接觸而關閉孔口 2之后，當導線9的收縮進一步進行 并且密封部5對孔口 2進一步加壓以便更緊密地密封時，來自孔口 2的反作 用力作為過載作用在導線9上。這時，螺旋彈簧7開始收縮，從而能夠減小 對導線9的過載。按這種方式，由于螺旋彈簧7設置在第一可動部4f和第二可動部6b之 間，所以可動閥體3g整體上具有彈性，因而能夠減小過載。此外，由于可 動電極12具有固定端14a，所以可增加用于通電的引線15a與可動電極12之間的連接部的強度。隨后，參考圖8 (a)和圖8 (b)描述根據本發明第七實施例的小型閥。在本實施例中，其設置為包括分別固定在導管(固定結構)1的一端的上部和下部的第一固定電極(第一電極)lla和第二固定電極(第二電極)12a; 由形狀記憶合金形成的導線9連接在這些電極lla和12a之間；通過導線9 的中心部分對可動閥體3h加壓；并且導線9的收縮方向與可動閥體3h的運 動方向成直角相交。導管1的與孔口 2相對的端面開口，并且凸緣ld形成在該端面上。第 一固定電極lla和第二固定電極12a通過樹脂粘合劑或焊接固定在凸緣ld 的上部和下部。偏壓線圈8設置成在導管1中與可動閥體3h的外周邊接觸。 可動閥體3h包括第一可動部4g，其與導管l的內周邊接觸；第二可動部 6c，其與導管l的內周邊接觸并在其后端與導線9接觸；密封部(密封件) 5，其設置在第一可動部4g的前端以便密封孔口 2;以及螺旋彈簧7，其設 置在第一可動部4g和第二可動部6c之間并為可動閥體3h提供彈性。第一可動部4g由金屬或樹脂形成，并且包括第一圓柱部41，其與導 管l的內周邊接觸；以及第二圓柱部42，其從第一圓柱部41朝向前端側延 伸。第二圓柱部42的前端具有用于密封孔口2的密封部5。偏壓線圈8設置 在第二圓柱部42上以便從外部接觸，因此它對第一可動部4g加壓以便在導 線9不通電時不會通過密封部5關閉孔口 2。螺旋彈簧7的彈性系數k2選擇 成小于偏壓線圈8的彈性系數kl。第二可動部6c具有與導管1的內周邊接觸的第一圓柱部62，和從第一 圓柱部62朝向前端側延伸的第二圓柱部63。筒形接觸部64設置在第一圓柱 部62的中心部分處，以便通過與導線9的中心部分接觸而被加壓。接觸部 64可自由轉動，并由于導線9的收縮和伸展而在壓力作用下沿導管1的軸向 運動。因此，第二可動部6c在沿導線9伸縮的豎直方向的壓力作用下沿著 導管1運動。在上述構型中，當導線9因通電發熱而收縮時，第二可動部6c的接觸 部64被朝向孔口 2加壓，因此整個可動閥體3h從如圖8 (a)所示的狀態朝 向孔口2運動，并且在密封部5接觸孔口2時，如圖8(b)所示，停止運動。 當導線9進一步收縮以便通過密封部5對孔口 2施壓時，具有較大彈性系數的偏壓線圈8更早地收縮，來自孔口 2的反作用力隨后作用在運動的閥體3h上。因此，盡管載荷作用在導線9上，包括螺旋彈簧7的可動閥體3h仍具 有彈性，從而能夠減小作用于導線9上的過載。按這種方式，由于導線9的收縮力被轉化成可動閥體3h的垂直于收縮 方向的運動，所以能夠通過導線9的微小收縮來獲得能夠使可動閥體3h發 生較大移動的行程。因此，能夠縮短可動閥體3h的必需行程所需的導線9 的總長度。此外，由于連接導線9兩端的電極被固定，所以能夠增加用于通 電的導線15a和15b的連接的可靠性。隨后，參考圖9描述根據本發明第八實施例的小型閥。本實施例與上述 第七實施例基本相同，不同之處在于與第二可動部6c和可動閥體3h的端部 中的導線9接觸的接觸部64由金屬件(金屬)65構成，該金屬件65帶有由 導熱性低的樹脂構成的表面涂層66。關于樹脂涂層66的材料，優選為具有 良好的耐熱性、耐磨性和潤滑性的材料，例如PTFE樹脂。具有基本上與接觸部64相同的半徑和半圓形橫截面的凹槽62a，沿基本 垂直于導線9的方向設置在可動閥體3h的第二可動部6c的第一圓柱部62 上。接觸部64的圓形截面的大約一半從內部接觸凹槽62a。由于接觸部64 既接觸第二可動部6c又接觸導線9，所以因通電而在導線9中產生的熱可從 導線9通過接觸部64、第二可動部6c和螺旋彈簧7傳導至導管1，因此熱 能容易地散發。導線9的這種熱輻射并不合乎需要，因為這可能導致通電的 形狀記憶合金的收縮效率降低。于是，在本實施例中，由于樹脂涂層的作用獲得的熱絕緣有益效果通過 涂敷金屬件65的表面實現，其中該金屬件65與樹脂涂層66構成的接觸部 64。通過這種構型，能夠減少從導線9向接觸部64的熱傳導，并能夠限制 導線9因通電實現的發熱的熱輻射。因此，能夠增加通電的導線9的收縮效 率，并能夠加快可動閥體3h的運動響應，進而能夠增加對閥開關的通電的 響應。此外，盡管接觸部64接收由于導線9的收縮引起的強壓力，接觸部 64也很堅固結實，因為它由金屬件65構成，所以來自導線9的壓力能夠被 直接傳遞至可動閥體3h，進而能夠增加壓力的傳遞效率。盡管整個接觸部 64可由樹脂形成，具有良好的耐熱性、耐磨性和潤滑性的樹脂卻成本昂貴。 因此，在本實施例中，通過由金屬形成接觸部64，能夠制造價格便宜的接觸部64。隨后，參考圖10描述根據本發明第九實施例的小型閥。本實施例與上述實施例基本相同，不同之處在于樹脂涂層llc和12c設置在第一電極lla 和第二電極12a的表面上。第一固定電極lla和第二固定電極12a分別由金屬件llb和12b以及樹 脂涂層llc和12c構成，其中各金屬件均為長方體，樹脂涂層llc和12c至 少涂敷金屬件lib和12b的表面與凸緣Id接觸的接觸面。由樹脂涂敷的第 一固定電極lla和第二固定電極12a通過樹脂粘合劑等固定在凸緣ld上。在這種構型中，導線9因通電發熱而產生的熱量可從導線9通過第一固 定電極lla和第二固定電極12a導線傳導并輻射至導管1。然而，由于在本 實施例中，第一固定電極11和第二固定電極12a的表面由樹脂涂敷，樹脂 的熱絕緣作用能夠降低熱傳導。因此，能夠限制導線9的熱輻射。因此，能 夠增加通電的導線9的收縮效率并且能夠增加可動閥體3h的運動響應。下面參考圖11描述上述第八實施例的一個改進實例。在該改進實例中， 第一固定電極11a、第二固定電極12a和由固定電極lla和12a保持的導線9 被設置在凸緣ld上的罩16覆蓋。罩16包括殼體，該殼體由導熱性低的樹脂形成，并通過樹脂粘合劑等 固定在凸緣ld上以便密封第一固定電極lla、第二固定電極12a和導線9。 通過這種構型，第一固定電極lla、第二固定電極12a和導線9與外部空氣 絕緣。通過這種絕緣，限制了從由于通電而發熱的導線9的熱輻射，和從由 來自導線9的熱傳導加熱的第一固定電極lla和第二固定電極12a的熱輻射。 因此，能夠增加通電的導線9的收縮效率，并能夠增加可動閥體3h的運動 響應。下面參考圖12 (a)和圖12 (b)描述上述第八實施例的另一個改進實 例。在該改進實例中，倒角孔lle和12e通過對設置在導管1的凸緣ld上的 第一固定電極lla和第二固定電極12a的導線拉孔lld和12d的開口附近進 行倒角而形成，連接至固定電極lla和12a的導線9從該開口引出。倒角孔 lle和12e通過從開口附近的表面將電極切成具有倒三角形截面而形成。固 定電極lla和12a由各具有矩形橫截面的金屬件llb和12b形成，并且導線 9的兩端通過焊接等固定于金屬件lib和12b中。此外，金屬件lib和12b傾斜地設置在凸緣Id的表面上，以使導線拉孔lid和12d與導線9的牽拉方向重合。此外，固定電極11a和12a通過焊接、樹脂粘合劑等對稱地固定 在凸緣ld上。在該改進實例中，倒角孔lle和12e形成于導線拉孔lld和12d上，因 而可以減少金屬件llb和12b的導線拉孔lld和12d與對應于伸縮而移動的 導線9接觸的機會。因此，能夠減少導線9的接觸摩擦，進而可以防止對導 線9的制動。此外，牽拉導線9的方向與金屬件llb和12b的導線拉孔lld 和12d的方向基本重合，因此導線9很少接觸金屬件lib和12b。利用根據上述實施例及其改進實例的小型閥10，由于用于減小應力的螺 旋彈簧7設置在可動閥體3上并且螺旋彈簧7的彈性系數k2選擇成小于偏 壓線圈8的彈性系數kl，所以在孔口2的關閉操作中，導線9由于來自孔口 2的反作用力而接收的應力能夠由于導線9的收縮而被吸收。通過可動閥體 3的這種緩沖作用，能夠減少在閥的關閉操作中，由于通電和加熱引起的對 形狀記憶合金的過載。因此，能夠防止由于過載引起的形狀記憶合金的記憶 形狀的變形和記憶形狀的可再現性的劣化，并且能夠增加形狀記憶合金的耐 用性。隨后，參考圖13、圖14 (a)及圖14 (b)描述根據本發明第十實施例 的小型閥。在本實施例的小型閥10中，孔口 (孔口件)2獨立于導管(固定 結構)1設置，以使其可在導管1中自由運動。此外，用于偏壓由形狀記憶 合金形成的導線9的偏壓線圈(第一彈性件)8與導管的內周邊接觸，并設 置在可動閥體(可動結構)3和孔口2之間。此外，用于減小加熱過程中形 狀記憶合金的應力的螺旋彈簧7設置在孔口 2和導管1的一端la(與孔口相 對的一端)之間。導線9被保持在固定電極11和可動電極12之間。可動閥體3具有圓柱部3a和密封部(密封件)5，該圓柱部3a從內部地 接觸導管1的主筒形部朝向孔口 2延伸，由樹脂或橡膠形成的用于密封孔口 2的密封部(密封件)5設置在圓柱部3a的前端。關于形狀記憶合金，使用 在其溫度由于通電來加熱而變得高于某一特定值時收縮的形狀記憶合金。因 此，當施加直流電壓以使形狀記憶合金通電時，形狀記憶合金發熱并且其溫 度升高，從而使其在特定溫度值以上回復至先前的記憶收縮形狀。此外，螺 旋彈簧7的彈性系數k2選擇成小于偏壓線圈8的彈性系數kl，如隨后所述，以便在常溫下由于偏壓線圈8的作用而在孔口2與密封部5之間形成一間隔， 進而使孔口2打開(常開)。在上述構型中，當導線9通電時，導線9發熱，當導線9的溫度變得高 于特定值時，導線9收縮以便轉換記憶形狀。這時，導線9的、連接至固定 在導管1上的固定電極11的一端并不運動，以使導線9的、連接至設置在 可動閥體3上的可動電極12的另一端受到牽拉并且隨可動閥體3運動。因 此，可動閥體3通過導線9的收縮而朝向孔口2運動，并且偏壓線圈8在這 種運動作用下被加壓且收縮，從而使偏壓線圈8被向著孔口2加壓。位于可 動閥體3的前端的密封部5與孔口 2接觸，并在密封孔口 2的狀態下停止運 動。因此，孔口 2被關閉，從如圖14 (a)所示的狀態變為如圖14 (b)所 示的狀態。這時，螺旋彈簧7的彈性系數k2選擇成小于偏壓線圈8的彈性 系數kl，以便在孔口 2由密封部5密封之前，偏壓線圈8被壓縮而螺旋彈簧 7很少收縮。通過停止向導線9通電而實現的孔口 2的打開操作與如上所述 相同。在通過密封部5的接觸而密封孔口 2之后，當導線9進一步收縮并且密 封部5對孔口 2加壓以便更緊密地密封時，偏壓線圈8在孔口 2與導管1中 的可動閥體3之間被加壓并且它不能再被壓縮。這時，螺旋彈簧7而非偏壓 線圈8開始收縮。螺旋彈簧7的收縮用作緩沖以減小直接施加于導線9的過載，因而能夠 減小導線9的超載。這樣，能夠避免形狀記憶合金的過載，因此可以防止在 較高溫度下導線9的記憶形狀發生變形，因而形狀記憶合金任何時候都能夠 恢復至原來的記憶形狀。此外，可以防止由于反復過載導致記憶形狀隨著時 間過去而發生劣化，從而增加耐用性，并通過向導線9通電而準確地打開與 關閉孔口 2。根據本實施例，可在導管1中獨立運動的孔口 2、設置在孔口 2與可動 閥體3之間的偏壓線圈8以及設置在導管1的端部la與孔口 2之間的螺旋 彈簧7串聯地設置，并且偏壓線圈8的彈性系數kl選擇成大于螺旋彈簧7 的彈性系數k2，以便在孔口2的關閉操作中，導線螺旋彈簧7由于導線9的 過載而能夠彈性地變形。因此，能夠減小通電的導線9的形狀記憶合金的收 縮應力的過載，從而通過防止形狀記憶合金的記憶形狀的可再現性發生劣化而增加耐用性，進而能夠增加小型閥10的可靠性。此外，孔口2獨立于導 管l設置而非形成一體，因此能夠增加在導管l中設置元件的自由度，更容 易制造需要微型制造的孔口 2，并增加了精確度。另外，由于導線9能夠形 成為精細直形而非厚巻繞形，所以可以減小盡可能占據更小的空間的閥的尺 寸，并且能夠使對形狀記憶合金的熱輻射的響應更快。隨后，參考圖15 (a)、圖15 (b)和圖15 (c)描述根據本發明第十一 實施例的小型閥。在本實施例的小型閥10中，第一半固定電極(第一電極) llf具有集成了降低過載彈性件(第二彈性件)llh (在下文中，縮寫為"彈 簧部")的板簧結構，而第二半固定電極(第二電極)12f具有集成了偏壓 彈性件(第一彈性件)12h (在下文中，縮寫為"彈簧部")的板簧結構。 在此，第一半固定電極llf在其一端處被固定在導管l上，而第二半固定電 極12f在其一端處被固定在導管1上而在其另一端處與可動閥體3接觸以便 配合工作。第一半固定電極llf由L形板簧構成，具有固定在導管1上的固定端部 llg和從固定端部llg彎曲并插入可動閥體3中的彈簧部llh。彈簧部llh 在孔口 2的一側靠近可動闊體3的主筒形部31的端部35設置。第二半固定 電極12f由L形板簧構成，具有固定在導管1上的固定端部12g和從固定端 部12g彎曲并插入可動閥體3中的彈簧部12h。彈簧部12h設置成在與孔口 2相對的一側接觸可動閥體3的主筒形部31的端部33。第一半固定電極llf 的彈簧部llh的彈性系數k2選擇成小于第二半固定電極12f的彈簧部12h 的彈性系數kl。彈簧部llh和彈簧部12h分別連接至導線9的兩端。在常溫 下，彈簧部llh和彈簧部12h之間的距離基本上等于可動閥體3的主筒形部 兩端的端部35與端部33之間的長度，因此限制了可動閥體3的運動的容許里。可動閥體3由彈性材料例如樹脂或橡膠形成，并具有主筒形部31，其與導管1的內周邊接觸；圓柱部32，其在孔口 2的一側從主筒形部31的端 部35延伸；端部33，其位于與孔口 2相對的一側；止動器34，其使彈簧部 12h止動以便將應力從彈簧部12h傳遞至可動閥體3;以及腔體的彈簧插入 部36，該彈簧插入部36由止動器34和端部33圍起并且彈簧部12h插入其 中。用于密封孔口 2的密封部5設置在圓柱部32的前端。圖15 (a)示出了導線9未通電時的狀態。在這種情況下，第二半固定 電極12f的彈簧部12h與端部33接觸，以便沿與孔口 2相對的方向對可動閥 體3施壓。在常溫下，利用這種壓力，位于可動閥體3前端的密封部5離開 孔口2，因此孔口2變為打開狀態。按這種方式，第二半固定電極12f用作 偏壓孔口 2的彈性件，而第一彈性件作為用于通電的電極集成至第二半固定 電極12f。圖15 (b)示出了導線9通電的狀態。導線9通過通電而發熱并由于溫 度升高而收縮。這時，連接導線9一端的第一半固定電極llf的彈簧部llh 很少彎曲，因為其彈性系數k2小于第二半固定電極12f的彈簧部12h的彈性 系數kl，而彈簧部12h大部分彎曲以便被拉向孔口 2。通過使彈簧部12h朝 向孔口2彎曲，彈簧部12h推動可動閥體3的止動器34，從而使可動閥體3 朝向孔口2運動。當位于可動閥體3前端的密封部5與孔口2接觸時，可動 閥體3的運動接近停止，并且孔口2關閉。按這種方式，在密封部5接觸孔 口2之前，彈簧部12h比彈簧部llh更早地收縮，而彈簧部llh很少收縮。此外，當停止向導線9通電時，導線的溫度下降，當溫度回復到原始值 時，導線9伸長，從而使彈性件的可動閥體3回復至原始位置，密封部5離 開孔口2，從而使孔口2打開。圖15 (c)示出了在密封部5接觸孔口 2以后導線9進一步通電的狀態。 在密封部5接觸孔口 2并對孔口 2加壓后，即使當導線9進一步收縮并且密 封部5對孔口 2加壓以便更緊密地密封時，由于彈簧部12h和止動器34已 經接觸，彈簧部12h不能再彎曲。這時，彈簧部llh通過接收由于導線9的 收縮引起的應力而開始彎曲，因而彈簧部11h受到導線9牽拉以便朝向孔口 2彎曲。通過彈簧部llh的這種變形，能夠降低對應于因導線9收縮引起的、 對孔口的過大應力而從孔口2對導線9的過載。在此，第一半固定電極llf 用作由形狀記憶合金構成的導線9的第二彈性件，該第二彈性件與作為用于 通電的電極的第一半固定電極llf形成為一體。根據本實施例，第一半固定電極llf設置為具有較小彈性系數的彈簧結 構，而第二半固定電極12f設置為具有較大彈性系數的彈簧結構，因此第一半固定電極llf能夠在超載時彎曲。第一半固定電極llf用作緩沖以降低直 接作用于導線9上的過載，以便能夠降低作用于導線9上的過載。此外，第一半固定電極llf設置為板簧結構以便集成第二彈性件，并且第二半固定電 極12f設置為板簧結構以便集成第一彈性件，因此能夠減少構成小型閥10 的元件的數量并能夠增加其生產能力。本申請基于日本專利申請No.2005-215601 、 No.2006-120351和 No.2005-215555，其內容引入本申請作為參考。
權利要求
1.一種小型閥，其利用形狀記憶合金由于通電加熱引起的變形來打開與關閉流體通路，其特征在于，所述小型閥包括筒形固定結構，其具有構成所述流體通路的孔口；可動結構，其與所述固定結構的內周邊接觸并具有可自由運動以密封所述孔口的密封件；導線，其由形狀記憶合金形成并用于使所述可動結構運動；以及第一電極和第二電極，其用于保持導線并使導線通電，其中，所述可動結構設置成使其長度彈性地可變，所述可動結構通過因通電加熱導線來改變所述導線的長度而可運動，以便密封所述孔口；并且所述可動結構在密封所述孔口時彈性地變形，以便降低所述導線接收的應力。
2. 根據權利要求l所述的小型閥，其特征在于，所述可動結構的一部分 或全部由彈性材料形成。
3. 根據權利要求l所述的小型閥，其特征在于，所述可動結構具有彈簧件。
4. 根據權利要求3所述的小型閥，其特征在于，所述彈簧件設置成與所 述固定結構的外周邊接觸。
5. 根據權利要求1至4中任一項所述的小型閥，其特征在于，所述第二 電極的一端固定在所述固定結構上，所述第二電極的另一端連接至所述導 線，兩端之間的中心部分與所述可動結構接觸，以使所述可動結構通過所述 電極的彎曲而移動。
6. 根據權利要求1至4中任一項所述的小型閥，其特征在于，所述第一 電極固定至所述固定結構，而所述第二電極連接至所述可動結構。
7. 根據權利要求1至4中任一項所述的小型閥，其特征在于，所述第一 電極固定至固定結構的預定位置，而所述第二電極固定至固定結構的、不同 于所述預定位置的另一個位置，所述導線兩端之間的中心部分對所述可動結 構的一端施壓，并且所述導線的伸縮方向垂直于所述可動結構的運動方向。
8. 根據權利要求7所述的小型閥，其特征在于，所述可動結構的一端具 有與所述導線接觸的接觸部，所述接觸部由帶有樹脂涂層的金屬形成。
9. 根據權利要求7或8所述的小型閥，其特征在于，所述第一電極和第二電極的表面由樹脂涂敷。
10. —種小型閥，其利用形狀記憶合金由于通電加熱引起的變形來打開與關閉流體通路，其特征在于，所述小型閥包括 '筒形固定結構，其具有構成流體通路的內置孔口件；可動結構，其與所述固定結構的內周邊接觸并可自由運動以密封孔口；導線，其由形狀記憶合金形成并用于使所述可動結構運動；第一電極和第二電極，其由所述固定結構和可動結構之一或兩者保，寺，用于保持所述導線并使所述導線通電， 第一彈性件，其用于作為偏置裝置向所述導線施加拉伸應力； 第二彈性件，其用于減少在通電加熱所述導線時所述導線接收的應力，其中，所述可動結構設置成通過由于通電加熱所述導線來改變所述導線的長度而可運動以密封所述孔口 ；所述孔口件獨立于所述固定結構而可動地設置于所述固定結構中； 所述第一彈性件在所述固定結構中設置在所述孔口件與所述可動結構之間；并且所述第二彈性件設置在所述孔口件和所述固定結構的、與用于密封所述 孔口的一側相對的端部之間。
11. 一種小型閥，其利用形狀記憶合金由于通電加熱引起的變形來打開 與關閉流體通路，其特征在于，所述小型閥包括筒形固定結構，其具有構成流體通路的內置孔口件； 可動結構，其與所述固定結構的內周邊接觸并可自由運動以密封孔口； 導線，其由形狀記憶合金形成并用于使可動結構運動； 第一電極和第二電極，其由所述固定結構和所述可動結構之一或兩者保 持，用于保持所述導線并使所述導線通電；第一彈性件，其用于作為偏置裝置向所述導線施加拉伸應力； 第二彈性件，其用于減少在通電加熱所述導線時所述導線接收的應力， 其中，所述可動結構設置成通過由于通電加熱所述導線來改變所述導線的長度而可運動，以密封所述孔口；所述第一電極具有用作第二彈性件功能的板簧結構；以及 所述第二電極具有用作第一彈性件功能的板簧結構。
全文摘要
一種使用形狀記憶合金的小型閥，帶有內置孔口(2)的導管(1)中設有可動閥體(3)，其具有從內部與導管(1)形成接觸以密封孔口(2)的密封部(5)；偏置線圈(8)，其設置在孔口(2)與可動閥體(3)之間；及導線(9)，其由形狀記憶合金形成并保持在導管(1)的固定電極(11)與可動閥體(3)的可動電極(12)之間。加熱導線(9)使形狀記憶合金變形，以使可動閥體(3)運動來關閉孔口(2)。降低應力的螺旋彈簧(7)設置在可動閥體(3)中以使可動閥體彈性可變形，從而使由于導線(9)的過度收縮引起的、作用于可動閥體(3)的過載可通過可動閥體(3)自身的彈性變形吸收。由于可以通過降低形狀記憶合金的過載以防止記憶形狀的可再現性的劣化，所以能夠增加閥的耐用性和可靠性。
文檔編號F16K31/02GK101233354SQ20068002757
公開日2008年7月30日 申請日期2006年7月26日 優先權日2005年7月26日
發明者后藤孝夫, 堂埜茂, 山本憲, 齋藤亮彥 申請人:松下電工株式會社