專利名稱：小型閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)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(guān)閉。
背景技術(shù)：
例如，對于這種小型閥，通常已知的是用于打開和關(guān)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(guān)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(yīng)力(載荷)。從形狀記憶合金到孔口的壓力越強， 應(yīng)力就變得越大。通常，通電加熱型形狀記憶合金具有可再現(xiàn)性，它在常溫下采取伸長形 狀，通過通電而發(fā)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(fù)至常溫時則回復(fù)至最初的形狀。然而，當(dāng)對處于記 憶形狀狀態(tài)下的形狀記憶合金施加過載時，可能會損害回復(fù)的可再現(xiàn)性，因 此，由于隨著長期使用反復(fù)過載引起的劣化，形狀記憶合金就不能回復(fù)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(dāng)形狀記憶合 金的回復(fù)可再現(xiàn)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(jié)構(gòu)復(fù)雜并造成高生產(chǎn)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(dāng)溫度在預(yù)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(tài)的閥體加壓以使其關(guān)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(dāng)使螺旋彈簧的導(dǎo)線的直徑變粗以獲得預(yù)定力時，由于螺旋 彈簧的熱容量增加，熱輻射的響應(yīng)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(dǎo)線來執(zhí)行關(guān)閉操作。由于在導(dǎo)線的折疊部分中存在溫度分布，所以閥的耐用性因熱應(yīng)力而容 易劣化。當(dāng)導(dǎo)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(fā)明內(nèi)容本發(fā)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(dǎo)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(jié)構(gòu)的總長度彈性地變形并通過可動結(jié)構(gòu)的彈性變形降 低加熱導(dǎo)線時的應(yīng)力，其通過防止隨著形狀記憶合金的長期使用發(fā)生劣化而 保持抗劣化能力并增強可靠性。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)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(guān)閉流體通路，其特征在于該小型閥包括筒形固定結(jié)構(gòu)，其具有構(gòu)成流體通路的孔口；可動結(jié)構(gòu)，其與固定結(jié)構(gòu)的內(nèi)周邊接觸并且具有可自由運動以便密封孔口的密封件；導(dǎo)線，其由形狀記憶合金形成并用于使可動結(jié)構(gòu)運動；以及第一電極和第二電 極，其用于保持導(dǎo)線并使導(dǎo)線通電，其中可動結(jié)構(gòu)設(shè)置成使其長度為可彈性 變化的，并且可動結(jié)構(gòu)通過由于通電加熱導(dǎo)線來改變導(dǎo)線的長度而可運動以 便密封孔口；可動結(jié)構(gòu)在密封孔口時彈性地變形，從而能夠降低導(dǎo)線接收的應(yīng)力。根據(jù)本發(fā)明，在通電加熱導(dǎo)線時，由于可動結(jié)構(gòu)的彈性變形的緩沖作用， 能夠降低施加到導(dǎo)線即形狀記憶合金的應(yīng)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(xiàn)性不會 劣化，因而能夠獲得閥的耐用性和高可靠性。優(yōu)選的是，可動結(jié)構(gòu)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(dǎo)線時降低導(dǎo)線接收的應(yīng)力的螺旋彈簧，從而能夠減少元件的 數(shù)量并且能夠簡化可動閥體的結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的是，可動結(jié)構(gòu)具有彈簧件。因此，通過具有限定彈性規(guī)格的彈簧， 能夠?qū)崿F(xiàn)可動結(jié)構(gòu)的彈性作用，從而能夠精確地設(shè)計彈性作用。優(yōu)選的是，彈簧件設(shè)置成與固定結(jié)構(gòu)的外周邊接觸。因此，彈簧件位于 固定結(jié)構(gòu)的外側(cè)，因而第一電極與第二電極之間的導(dǎo)線能夠設(shè)置成不穿過彈 簧件，從而使閥的制造變得更容易。優(yōu)選的是，第二電極的一端固定在固定結(jié)構(gòu)上，其另一端連接至導(dǎo)線， 兩端之間的中心部分與可動結(jié)構(gòu)接觸，因此可動結(jié)構(gòu)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(dǎo)線的另一端可運動，因 而用于向用作運動側(cè)的第二電極通電的引線的連接能夠全部在固定側(cè)進行， 從而能夠增加引線連接的可靠性。優(yōu)選的是，第一電極固定在固定結(jié)構(gòu)上而第二電極連接至可動結(jié)構(gòu)。因 此，導(dǎo)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(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)，從而 能夠容易地實現(xiàn)閥在通電狀態(tài)中打開而在非通電狀態(tài)中關(guān)閉的常開機構(gòu)。優(yōu)選的是，第一電極固定在固定結(jié)構(gòu)上的預(yù)定位置，而第二電極固定在 固定結(jié)構(gòu)上的不同于前述位置的另一個位置，導(dǎo)線兩端之間的中心部分對可 動結(jié)構(gòu)的一端加壓，并且導(dǎo)線的伸縮方向垂直于可動結(jié)構(gòu)的運動方向。因此， 能夠通過導(dǎo)線的較小收縮獲得可動結(jié)構(gòu)的較大位移行程。相應(yīng)地，與可動結(jié) 構(gòu)的必需行程相比，導(dǎo)線的長度能夠縮短。此外，由于連接至導(dǎo)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(yōu)選的是，可動結(jié)構(gòu)的一端具有與導(dǎo)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(dǎo)線中產(chǎn) 生的熱量的熱傳導(dǎo)，并且能夠限制從導(dǎo)線向固定結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的運動 響應(yīng)。此外，能夠保證接觸部的機械強度。優(yōu)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(dǎo)線向固定結(jié)構(gòu)的熱輻射，因而能夠加快可動結(jié)構(gòu)的運動響應(yīng)。本發(fā)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(guān)閉流體通路，其特征在于，該小型閥包括 筒形固定結(jié)構(gòu)，其具有構(gòu)成流體通路的內(nèi)置孔口件；可動結(jié)構(gòu)，其與固定結(jié)構(gòu)的內(nèi)周邊接觸并可自由運動以便密封孔口；導(dǎo)線，其由形狀記憶合金形成并用于使可動結(jié)構(gòu)運動；第一電極和第二電極，其由固定結(jié)構(gòu)和可動結(jié)構(gòu)之 一或兩者保持，用于保持導(dǎo)線并使導(dǎo)線通電；第一彈性件，其用于作為偏置 裝置向?qū)Ь€施加拉伸應(yīng)力；第二彈性件，其用于減少在通電加熱導(dǎo)線時導(dǎo)線 接收的應(yīng)力；其中，可動結(jié)構(gòu)設(shè)置成通過由于通電加熱導(dǎo)線來改變導(dǎo)線的長 度而可運動以便密封孔口；孔口件獨立于固定結(jié)構(gòu)而可動地設(shè)置于固定結(jié)構(gòu) 中；第一彈性件在固定結(jié)構(gòu)中設(shè)置在孔口件與可動結(jié)構(gòu)之間；并且第二彈性 件設(shè)置在孔口件和固定結(jié)構(gòu)的與用于密封孔口的一側(cè)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(guān)閉操作中由 于加熱對形狀記憶合金的過載。相應(yīng)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(jié)構(gòu)設(shè)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(fā)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(guān)閉流體通路，其特征在于，該小型閥包括 筒形固定結(jié)構(gòu)，其具有構(gòu)成流體通路的內(nèi)置孔口件；可動結(jié)構(gòu)，其與固定結(jié) 構(gòu)的內(nèi)周邊接觸并且可自由運動以便密封孔口；導(dǎo)線，其由形狀記憶合金形 成并用于使可動結(jié)構(gòu)運動；第一電極和第二電極，其由固定結(jié)構(gòu)和可動結(jié)構(gòu) 之一或兩者保持，用于保持導(dǎo)線并使導(dǎo)線通電；第一彈性件，其用于作為偏 置裝置向?qū)Ь€施加拉伸應(yīng)力；第二彈性件，其用于減少在通電加熱導(dǎo)線時導(dǎo) 線接收的應(yīng)力；其中，可動結(jié)構(gòu)設(shè)置成通過由于通電加熱導(dǎo)線來改變導(dǎo)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(jié)構(gòu)； 第二電極具有用作第一彈性件功能的板簧結(jié)構(gòu)。因此，構(gòu)成閥的元件的數(shù)量 能夠減少，因而閥的生產(chǎn)能力能夠增加。


圖1為根據(jù)本發(fā)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(guān)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(jù)本發(fā)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(guān)閉操作中的同一閥的剖面圖。圖4 (a)為根據(jù)本發(fā)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(guān)閉操作中的同一閥的剖面圖。圖5 (a)為根據(jù)本發(fā)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(guān)閉操作中的同一閥的剖面圖。圖6 (a)為根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的小型閥的剖面圖，圖6 (b)為處于閥的關(guān)閉操作中的同 一 閥的剖面圖。圖7 (a)為根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的小型閥的剖面圖，圖7 (b)為處于閥的關(guān)閉操作中的同 一 閥的剖面圖。圖8 (a)為根據(jù)本發(fā)明的第七實施例的小型閥的剖面圖，圖8 (b)為處于閥的關(guān)閉操作中的同 一 閥的剖面圖。圖9為根據(jù)本發(fā)明的第八實施例的小型閥的剖面圖。圖IO為根據(jù)本發(fā)明的第九實施例的小型閥的剖面圖。圖U為根據(jù)本發(fā)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(jù)本發(fā)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(jù)本發(fā)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(guān)閉操作中的上述閥的剖面圖。圖15 (a)為根據(jù)本發(fā)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(guān)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(jù)本發(fā)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(fā) 生變形的現(xiàn)象來打開和關(guān)閉流體通路。它包括筒形導(dǎo)管(固定結(jié)構(gòu))1， 其由金屬或樹脂形成固定結(jié)構(gòu)；孔口 2，其由金屬或樹脂形成并構(gòu)成內(nèi)置于 導(dǎo)管1中的流體通路；可動閥體(可動結(jié)構(gòu))3，其處于可自由運動的狀態(tài) 并用于密封孔口 2;導(dǎo)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(qū)動可動閥體3;以及偏壓線圈8?？蓜娱y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(shè)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(shè)置在第一可動部4的面向孔口2的前端。 螺旋彈簧7設(shè)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(yīng)力。偏壓線圈8設(shè)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?qū)Ь€9供應(yīng)拉 伸應(yīng)力。導(dǎo)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(shè)置在固 定導(dǎo)管1上，可動電極12設(shè)置在第二可動部6的后端。對于構(gòu)成導(dǎo)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(yù)定值時收縮。因此，當(dāng)供應(yīng)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(fā)熱而上升，并且其回復(fù)至先前記憶 收縮的形狀。這種形狀回復(fù)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(shù)k2設(shè)置成小于偏壓線圈8的彈性系數(shù)kl 。第一可動部4由第一柱體部41和第二柱體部42構(gòu)成，第一柱體部41 接觸導(dǎo)管1的內(nèi)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(dāng)?shù)谝恢w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(tài)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(guān)閉孔口2 (常開)。在上述構(gòu)型中，當(dāng)由形狀記憶合金形成的導(dǎo)線9通過固定電極11和可 動電極12通電時，它發(fā)熱并且在其溫度高于特定溫度時變形而收縮。這時， 由于導(dǎo)線9的在固定電極11上的一端固定而不能運動，導(dǎo)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(tài)。按這種方式，闊10從圖2 (a)所示的狀態(tài)變形至圖 2 (b)所示的狀態(tài)。當(dāng)停止向?qū)Ь€9通電時，導(dǎo)線9的溫度值下降，并且當(dāng)溫度回復(fù)到原始值時導(dǎo)線9伸長，因此第一可動部4回復(fù)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(dǎo)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(dǎo)線9的變化而改變，因此導(dǎo)線9的收縮被預(yù)先設(shè)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(tài)，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(dāng)假定導(dǎo)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(shù)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(shè)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(shù)表示為"kl" 和"k2"。根據(jù)關(guān)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(guān)系示于圖2 (c)中。于是，偏壓線圈8的 彈性系數(shù)kl選擇成大于螺旋彈簧7的彈性系數(shù)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?yōu)镕r之前， 螺旋彈簧7很少(rarely)收縮。在它們接觸之后，當(dāng)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(dǎo)線9上的應(yīng)力，因而 能夠降低導(dǎo)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(xiàn)性和耐用性以及孔口打開和關(guān)閉的可再現(xiàn)性。此外，通過使用彈性系數(shù) 特別已知的彈簧元件構(gòu)成偏壓線圈8，能夠容易地以高精度設(shè)計閥。特別是，設(shè)置在孔口 2與可動閥體3之間的偏壓線圈8和設(shè)置在可動閥 體3上的、用于減少應(yīng)力的螺旋彈簧7串聯(lián)地設(shè)置，并且偏壓線圈8的彈性系數(shù)kl選擇成大于螺旋彈簧7的彈性系數(shù)k2，因此在關(guān)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(jù)本發(fā)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(biāo)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(qū)別?？蓜娱y體3a由可動部4a和密封部5構(gòu)成，可動部4a 接觸導(dǎo)管1的內(nèi)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?？蓜硬?a由具有較小直徑的主筒形部43、與導(dǎo)管1的內(nèi)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(gòu)成。 導(dǎo)管1具有腔體la和小腔體lb，筒形部44從內(nèi)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(shè)置在導(dǎo)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(dǎo)管1的內(nèi)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?qū)蓜娱y體3a加壓。這樣，密 封部5為設(shè)置成在如圖3 (a)所示的正常狀態(tài)下不能關(guān)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(xiàn)出彈性。此外，固定電極ll連 接至用于驅(qū)動可動閥體3a的、由形狀記憶合金形成的導(dǎo)線9的一端，該固 定電極ll通過設(shè)置在可動閥體3a的壁面上的縫隙(附圖中未示出)固定在 導(dǎo)管l上(對于下述的圖4和圖5也是如此)。在上述構(gòu)型中，當(dāng)對由形狀記憶合金形成的導(dǎo)線9通電以便發(fā)熱時，導(dǎo) 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(tài)從圖3 (a)所示的狀態(tài)變化至圖3 (b)所示的狀態(tài)。在此，偏壓線圈8 的彈性系數(shù)kl選擇成大于可動部4a的彈性材料的彈性系數(shù)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(dāng)導(dǎo)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(biāo)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(dǎo)線9所接收的、作為因 導(dǎo)線9收縮而來自于孔口 2的導(dǎo)線反作用的應(yīng)力。當(dāng)停止向?qū)Ь€9通電時，導(dǎo)線9的溫度值下降。當(dāng)溫度值回復(fù)至原始溫 度時，由于如上所述的反向操作，導(dǎo)線9伸展并且可動部4a回復(fù)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(dǎo)線9的應(yīng)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(shù)量，獲得上述實施例所實現(xiàn)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(jù)本發(fā)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?？蓜娱y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?yōu)閺椥约?。在此，可動閥體 3b整體上的彈性系數(shù)表示為符號k3。在上述構(gòu)型中，當(dāng)對由形狀記憶合金形成的導(dǎo)線9通電以便發(fā)熱時，導(dǎo) 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(dāng)導(dǎo)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(tài)經(jīng)過圖4 (b)所示的狀 態(tài)而變化至圖4 (c)所示的狀態(tài)。通過停止向?qū)Ь€9通電而實現(xiàn)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(dǎo)線9的過大收縮力。換句話說， 密封部5隨著導(dǎo)線9的收縮而以一定壓力接觸孔口 2，引起從孔口 2對導(dǎo)線 9的反作用，因此，導(dǎo)線9接收應(yīng)力，但是應(yīng)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(dǎo)線9的過載，進而可以減 小作用于導(dǎo)線9上的應(yīng)力。因此，在本實施例中，可動閥體3b具有用來減 小應(yīng)力的彈性件，從而可以減少元件的數(shù)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(jù)本發(fā)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(jié)構(gòu))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(jié)構(gòu))3c包括筒形可動部 4c，其前端具有圓柱部45;密封部5,其設(shè)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(shè)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(gòu)型中，當(dāng)對由形狀記憶合金形成的導(dǎo)線9通電以便發(fā)熱時，導(dǎo) 線9收縮。這時，連接至導(dǎo)線9一端的固定電極11不能運動，因而連接至 導(dǎo)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(guān)閉。在此，偏壓線圈8的彈性系數(shù)kl選擇成大于螺旋彈簧7a的彈性系數(shù) 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(dāng)導(dǎo)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(dǎo)線9通電而實現(xiàn)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(shè)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(dāng)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(dǎo)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(jié)構(gòu))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(nèi)置入可動部4d的壁中。螺旋 彈簧7b的彈性系數(shù)k2選擇成小于偏壓線圈8的彈性系數(shù)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(dǎo)線9上 的過載，以便能夠減少作用于導(dǎo)線9上的過載。此外，由于螺旋彈簧7b整體地內(nèi)置入可動部4d中，所以可構(gòu)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(jié)構(gòu))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(shè)置在密 封部5與圓柱部45之間用于減小應(yīng)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(guān)閉操作中來自孔口 2的過 載。相應(yīng)地，即使當(dāng)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(yīng)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(dǎo)線9上的過載，并且能夠提高 對于減小導(dǎo)線9的應(yīng)力的響應(yīng)。隨后，參考圖6 (a)和圖6 (b)描述根據(jù)本發(fā)明第五實施例的小型閥。 在本實施例中，構(gòu)成可動閥體3f的螺旋彈簧7和偏壓線圈8設(shè)置成與導(dǎo)管(固 定結(jié)構(gòu))1的外周邊接觸。導(dǎo)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(dǎo)管1 的外周邊接觸?？蓜娱y體3f包括第一可動部4e，其與導(dǎo)管l的小腔體lb 的內(nèi)周邊接觸；第二可動部6a，其與導(dǎo)管1的外周邊接觸；密封部(密封件) 5，其在孔口2的一側(cè)設(shè)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(shè)置在第一可動部4e與第二可動部6a之間并 與導(dǎo)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(dǎo)管 1的小腔體lb的內(nèi)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(dǎo)管1外側(cè)。與導(dǎo)管 1的外周邊接觸的偏壓線圈8設(shè)置在突出部46與導(dǎo)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(dǎo)管1的外周邊的接觸而密封導(dǎo)管1的一端，可動電極12設(shè)置在第二可動部6a的后端用于使導(dǎo)線9通電。螺旋彈簧7與導(dǎo)管1的外周邊接觸并減小在加熱時對由形狀記憶合 金構(gòu)成的導(dǎo)線9的應(yīng)力，該螺旋彈簧7設(shè)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(shù)k2選擇成小于偏壓線圈8的彈 性系數(shù)kl。在上述構(gòu)型中，當(dāng)使由形狀記憶合金形成的導(dǎo)線9通電發(fā)熱時，導(dǎo)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(shù)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(shù)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(tài)停止在如圖6 (b)所示的、密封孔 口 2的狀態(tài)。在通過接觸密封部5而關(guān)閉孔口 2之后，當(dāng)導(dǎo)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(dǎo)線9上。這時，螺旋彈簧7開始收縮，從而使作用于導(dǎo) 線9上的過載減小。此外，通過停止向?qū)Ь€9通電而實現(xiàn)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(shè)置成與導(dǎo)管1的外周邊接 觸，所以這些彈簧部分被設(shè)置在可動閥體3f的總長度之內(nèi)，因而可以總體減 小小型閥10的尺寸。此外，由于導(dǎo)線9能夠在不穿過彈簧部分的情況下設(shè) 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(dǎo)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(jù)本發(fā)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(dǎo)管1，并且可動閥 體3g通過可動電極12在導(dǎo)線9收縮的作用下的翹曲變形(warp)而運動。導(dǎo)管1具有主腔體la和小腔體lb，可動閥體3g從內(nèi)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(dǎo)管l的內(nèi)周邊接觸；第二可動部6b，其與導(dǎo)管l的內(nèi)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(shè)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(shè)置于導(dǎo)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(dǎo)管l 的小腔體lb的內(nèi)周邊接觸；圓柱部45，其從主圓柱部48朝向前端側(cè)延伸以 及第二圓柱部47，其在主圓柱部48的一端處與導(dǎo)管1的內(nèi)周邊接觸。第二可動部6b由金屬或樹脂形成，與導(dǎo)管1的內(nèi)周邊接觸并具有與可 動電極12接觸的突出部61?？蓜与姌O12具有固定端14a和可動端14b，固 定端14a固定在導(dǎo)管1上，而可動端14b連接至導(dǎo)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(dǎo)線9的收縮而運動。固定端 14a和可動端14b分別設(shè)置在導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(shè)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(gòu)成的導(dǎo)線9上的應(yīng)力。螺旋彈簧7的彈性系數(shù)k2選擇成小 于偏壓線圈8的彈性系數(shù)kl。在上述構(gòu)型中，當(dāng)導(dǎo)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(dǎo)線9的與其發(fā)熱相對應(yīng)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(lián)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(tài)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(guān)閉孔口 2之后，當(dāng)導(dǎo)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(dǎo)線9上。這時，螺旋彈簧7開始收縮，從而能夠減小 對導(dǎo)線9的過載。按這種方式，由于螺旋彈簧7設(shè)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(jù)本發(fā)明第七實施例的小型閥。在本實施例中，其設(shè)置為包括分別固定在導(dǎo)管(固定結(jié)構(gòu))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(dǎo)線9連接在這些電極lla和12a之間；通過導(dǎo)線9 的中心部分對可動閥體3h加壓；并且導(dǎo)線9的收縮方向與可動閥體3h的運 動方向成直角相交。導(dǎo)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(shè)置成在導(dǎo)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(dǎo)管l的內(nèi)周邊接觸；第二可動部 6c，其與導(dǎo)管l的內(nèi)周邊接觸并在其后端與導(dǎo)線9接觸；密封部(密封件) 5，其設(shè)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(shè) 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(dǎo) 管l的內(nèi)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(cè)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(shè)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(dǎo) 線9不通電時不會通過密封部5關(guān)閉孔口 2。螺旋彈簧7的彈性系數(shù)k2選擇 成小于偏壓線圈8的彈性系數(shù)kl。第二可動部6c具有與導(dǎo)管1的內(nèi)周邊接觸的第一圓柱部62，和從第一 圓柱部62朝向前端側(cè)延伸的第二圓柱部63。筒形接觸部64設(shè)置在第一圓柱 部62的中心部分處，以便通過與導(dǎo)線9的中心部分接觸而被加壓。接觸部 64可自由轉(zhuǎn)動，并由于導(dǎo)線9的收縮和伸展而在壓力作用下沿導(dǎo)管1的軸向 運動。因此，第二可動部6c在沿導(dǎo)線9伸縮的豎直方向的壓力作用下沿著 導(dǎo)管1運動。在上述構(gòu)型中，當(dāng)導(dǎo)線9因通電發(fā)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(tài)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(dāng)導(dǎo)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(shù)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(dǎo)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(dǎo)線9上的過載。按這種方式，由于導(dǎo)線9的收縮力被轉(zhuǎn)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(dǎo)線9的微小收縮來獲得能夠使可動閥體3h發(fā) 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(dǎo)線9 的總長度。此外，由于連接導(dǎo)線9兩端的電極被固定，所以能夠增加用于通 電的導(dǎo)線15a和15b的連接的可靠性。隨后，參考圖9描述根據(jù)本發(fā)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(dǎo)線9接觸的接觸部64由金屬件(金屬)65構(gòu)成，該金屬件65帶有由 導(dǎo)熱性低的樹脂構(gòu)成的表面涂層66。關(guān)于樹脂涂層66的材料，優(yōu)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(dǎo)線9的方向設(shè)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(nèi)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(dǎo)線9，所以因通電而在導(dǎo)線9中產(chǎn)生的熱可從 導(dǎo)線9通過接觸部64、第二可動部6c和螺旋彈簧7傳導(dǎo)至導(dǎo)管1，因此熱 能容易地散發(fā)。導(dǎo)線9的這種熱輻射并不合乎需要，因為這可能導(dǎo)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(xiàn)，其中該金屬件65與樹脂涂層66構(gòu)成的接觸部 64。通過這種構(gòu)型，能夠減少從導(dǎo)線9向接觸部64的熱傳導(dǎo)，并能夠限制 導(dǎo)線9因通電實現(xiàn)的發(fā)熱的熱輻射。因此，能夠增加通電的導(dǎo)線9的收縮效 率，并能夠加快可動閥體3h的運動響應(yīng)，進而能夠增加對閥開關(guān)的通電的 響應(yīng)。此外，盡管接觸部64接收由于導(dǎo)線9的收縮引起的強壓力，接觸部 64也很堅固結(jié)實，因為它由金屬件65構(gòu)成，所以來自導(dǎo)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(jù)本發(fā)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(shè)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(gòu)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(gòu)型中，導(dǎo)線9因通電發(fā)熱而產(chǎn)生的熱量可從導(dǎo)線9通過第一固 定電極lla和第二固定電極12a導(dǎo)線傳導(dǎo)并輻射至導(dǎo)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(dǎo)。因此，能夠限制導(dǎo)線9的熱輻射。因此，能 夠增加通電的導(dǎo)線9的收縮效率并且能夠增加可動閥體3h的運動響應(yīng)。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(dǎo)線9 被設(shè)置在凸緣ld上的罩16覆蓋。罩16包括殼體，該殼體由導(dǎo)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(dǎo)線9。 通過這種構(gòu)型，第一固定電極lla、第二固定電極12a和導(dǎo)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(fā)熱的導(dǎo)線9的熱輻射，和從由 來自導(dǎo)線9的熱傳導(dǎo)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(dǎo)線9的收縮效率，并能夠增加可動閥體3h的運動 響應(yīng)。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(shè)置在導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(shè)置在凸緣Id的表面上，以使導(dǎo)線拉孔lid和12d與導(dǎo)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(dǎo)線拉孔lld和12d上，因 而可以減少金屬件llb和12b的導(dǎo)線拉孔lld和12d與對應(yīng)于伸縮而移動的 導(dǎo)線9接觸的機會。因此，能夠減少導(dǎo)線9的接觸摩擦，進而可以防止對導(dǎo) 線9的制動。此外，牽拉導(dǎo)線9的方向與金屬件llb和12b的導(dǎo)線拉孔lld 和12d的方向基本重合，因此導(dǎo)線9很少接觸金屬件lib和12b。利用根據(jù)上述實施例及其改進實例的小型閥10，由于用于減小應(yīng)力的螺 旋彈簧7設(shè)置在可動閥體3上并且螺旋彈簧7的彈性系數(shù)k2選擇成小于偏 壓線圈8的彈性系數(shù)kl，所以在孔口2的關(guān)閉操作中，導(dǎo)線9由于來自孔口 2的反作用力而接收的應(yīng)力能夠由于導(dǎo)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(guān)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(xiàn)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(jù)本發(fā)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(dǎo)管(固定 結(jié)構(gòu))1設(shè)置，以使其可在導(dǎo)管1中自由運動。此外，用于偏壓由形狀記憶 合金形成的導(dǎo)線9的偏壓線圈(第一彈性件)8與導(dǎo)管的內(nèi)周邊接觸，并設(shè) 置在可動閥體(可動結(jié)構(gòu))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(yīng)力的螺旋彈簧7設(shè)置在孔口 2和導(dǎo)管1的一端la(與孔口相 對的一端)之間。導(dǎo)線9被保持在固定電極11和可動電極12之間?？蓜娱y體3具有圓柱部3a和密封部(密封件)5，該圓柱部3a從內(nèi)部地 接觸導(dǎo)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(shè)置在圓柱部3a的前端。關(guān)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(dāng)施加直流電壓以使形狀記憶合金通電時，形狀記憶合金發(fā)熱并且其溫 度升高，從而使其在特定溫度值以上回復(fù)至先前的記憶收縮形狀。此外，螺 旋彈簧7的彈性系數(shù)k2選擇成小于偏壓線圈8的彈性系數(shù)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(gòu)型中，當(dāng)導(dǎo)線9通電時，導(dǎo)線9發(fā)熱，當(dāng)導(dǎo)線9的溫度變得高 于特定值時，導(dǎo)線9收縮以便轉(zhuǎn)換記憶形狀。這時，導(dǎo)線9的、連接至固定 在導(dǎo)管1上的固定電極11的一端并不運動，以使導(dǎo)線9的、連接至設(shè)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(dǎo)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(tài)下停止運 動。因此，孔口 2被關(guān)閉，從如圖14 (a)所示的狀態(tài)變?yōu)槿鐖D14 (b)所 示的狀態(tài)。這時，螺旋彈簧7的彈性系數(shù)k2選擇成小于偏壓線圈8的彈性 系數(shù)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?qū)Ь€9通電而實現(xiàn)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(dāng)導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)線9的過載，因而能夠 減小導(dǎo)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(dǎo)線9的記憶形狀發(fā)生變形，因而形狀記憶合金任何時候都能夠 恢復(fù)至原來的記憶形狀。此外，可以防止由于反復(fù)過載導(dǎo)致記憶形狀隨著時 間過去而發(fā)生劣化，從而增加耐用性，并通過向?qū)Ь€9通電而準(zhǔn)確地打開與 關(guān)閉孔口 2。根據(jù)本實施例，可在導(dǎo)管1中獨立運動的孔口 2、設(shè)置在孔口 2與可動 閥體3之間的偏壓線圈8以及設(shè)置在導(dǎo)管1的端部la與孔口 2之間的螺旋 彈簧7串聯(lián)地設(shè)置，并且偏壓線圈8的彈性系數(shù)kl選擇成大于螺旋彈簧7 的彈性系數(shù)k2，以便在孔口2的關(guān)閉操作中，導(dǎo)線螺旋彈簧7由于導(dǎo)線9的 過載而能夠彈性地變形。因此，能夠減小通電的導(dǎo)線9的形狀記憶合金的收 縮應(yīng)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(xiàn)性發(fā)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(dǎo) 管l設(shè)置而非形成一體，因此能夠增加在導(dǎo)管l中設(shè)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(dǎo)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(jù)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(yīng)更快。隨后，參考圖15 (a)、圖15 (b)和圖15 (c)描述根據(jù)本發(fā)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(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)。 在此，第一半固定電極llf在其一端處被固定在導(dǎo)管l上，而第二半固定電 極12f在其一端處被固定在導(dǎo)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(gòu)成，具有固定在導(dǎo)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(cè)靠近可動闊體3的主筒形部31的端部35設(shè)置。第二半固定 電極12f由L形板簧構(gòu)成，具有固定在導(dǎo)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(shè)置成在與孔口 2相對的一側(cè)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(shù)k2選擇成小于第二半固定電極12f的彈簧部12h 的彈性系數(shù)kl。彈簧部llh和彈簧部12h分別連接至導(dǎo)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?？蓜娱y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(dǎo)管1的內(nèi)周邊接觸；圓柱部32，其在孔口 2的一側(cè)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(cè)；止動器34，其使彈簧部 12h止動以便將應(yīng)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(shè)置在圓柱部32的前端。圖15 (a)示出了導(dǎo)線9未通電時的狀態(tài)。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?qū)蓜娱y 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?yōu)榇蜷_狀態(tài)。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(dǎo)線9通電的狀態(tài)。導(dǎo)線9通過通電而發(fā)熱并由于溫 度升高而收縮。這時，連接導(dǎo)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(shù)k2小于第二半固定電極12f的彈簧部12h的彈性 系數(shù)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(dāng)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(guān)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(dāng)停止向?qū)Ь€9通電時，導(dǎo)線的溫度下降，當(dāng)溫度回復(fù)到原始值 時，導(dǎo)線9伸長，從而使彈性件的可動閥體3回復(fù)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(dǎo)線9進一步通電的狀態(tài)。 在密封部5接觸孔口 2并對孔口 2加壓后，即使當(dāng)導(dǎo)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(jīng)接觸，彈簧部12h不能再彎曲。這時，彈簧部llh通過接收由于導(dǎo)線9的 收縮引起的應(yīng)力而開始彎曲，因而彈簧部11h受到導(dǎo)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(yīng)于因?qū)Ь€9收縮引起的、 對孔口的過大應(yīng)力而從孔口2對導(dǎo)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(gòu)成的導(dǎo)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(jù)本實施例，第一半固定電極llf設(shè)置為具有較小彈性系數(shù)的彈簧結(jié) 構(gòu)，而第二半固定電極12f設(shè)置為具有較大彈性系數(shù)的彈簧結(jié)構(gòu)，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(dǎo)線9上的過載，以便能夠降低作用于導(dǎo)線9上的過載。此外，第一半固定電極llf設(shè)置為板簧結(jié)構(gòu)以便集成第二彈性件，并且第二半固定電 極12f設(shè)置為板簧結(jié)構(gòu)以便集成第一彈性件，因此能夠減少構(gòu)成小型閥10 的元件的數(shù)量并能夠增加其生產(chǎn)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(nèi)容引入本申請作為參考。
權(quán)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(guān)閉流體通路，其特征在于，所述小型閥包括筒形固定結(jié)構(gòu)，其具有構(gòu)成所述流體通路的孔口；可動結(jié)構(gòu)，其與所述固定結(jié)構(gòu)的內(nèi)周邊接觸并具有可自由運動以密封所述孔口的密封件；導(dǎo)線，其由形狀記憶合金形成并用于使所述可動結(jié)構(gòu)運動；以及第一電極和第二電極，其用于保持導(dǎo)線并使導(dǎo)線通電，其中，所述可動結(jié)構(gòu)設(shè)置成使其長度彈性地可變，所述可動結(jié)構(gòu)通過因通電加熱導(dǎo)線來改變所述導(dǎo)線的長度而可運動，以便密封所述孔口；并且所述可動結(jié)構(gòu)在密封所述孔口時彈性地變形，以便降低所述導(dǎo)線接收的應(yīng)力。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的小型閥，其特征在于，所述可動結(jié)構(gòu)的一部分 或全部由彈性材料形成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的小型閥，其特征在于，所述可動結(jié)構(gòu)具有彈簧件。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的小型閥，其特征在于，所述彈簧件設(shè)置成與所 述固定結(jié)構(gòu)的外周邊接觸。
5. 根據(jù)權(quán)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(jié)構(gòu)上，所述第二電極的另一端連接至所述導(dǎo) 線，兩端之間的中心部分與所述可動結(jié)構(gòu)接觸，以使所述可動結(jié)構(gòu)通過所述 電極的彎曲而移動。
6. 根據(jù)權(quán)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(jié)構(gòu)，而所述第二電極連接至所述可動結(jié)構(gòu)。
7. 根據(jù)權(quán)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(jié)構(gòu)的預(yù)定位置，而所述第二電極固定至固定結(jié)構(gòu)的、不同 于所述預(yù)定位置的另一個位置，所述導(dǎo)線兩端之間的中心部分對所述可動結(jié) 構(gòu)的一端施壓，并且所述導(dǎo)線的伸縮方向垂直于所述可動結(jié)構(gòu)的運動方向。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的小型閥，其特征在于，所述可動結(jié)構(gòu)的一端具 有與所述導(dǎo)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(jù)權(quán)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(guān)閉流體通路，其特征在于，所述小型閥包括 '筒形固定結(jié)構(gòu)，其具有構(gòu)成流體通路的內(nèi)置孔口件；可動結(jié)構(gòu)，其與所述固定結(jié)構(gòu)的內(nèi)周邊接觸并可自由運動以密封孔口；導(dǎo)線，其由形狀記憶合金形成并用于使所述可動結(jié)構(gòu)運動；第一電極和第二電極，其由所述固定結(jié)構(gòu)和可動結(jié)構(gòu)之一或兩者保，寺，用于保持所述導(dǎo)線并使所述導(dǎo)線通電， 第一彈性件，其用于作為偏置裝置向所述導(dǎo)線施加拉伸應(yīng)力； 第二彈性件，其用于減少在通電加熱所述導(dǎo)線時所述導(dǎo)線接收的應(yīng)力，其中，所述可動結(jié)構(gòu)設(shè)置成通過由于通電加熱所述導(dǎo)線來改變所述導(dǎo)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(jié)構(gòu)而可動地設(shè)置于所述固定結(jié)構(gòu)中； 所述第一彈性件在所述固定結(jié)構(gòu)中設(shè)置在所述孔口件與所述可動結(jié)構(gòu)之間；并且所述第二彈性件設(shè)置在所述孔口件和所述固定結(jié)構(gòu)的、與用于密封所述 孔口的一側(cè)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(guān)閉流體通路，其特征在于，所述小型閥包括筒形固定結(jié)構(gòu)，其具有構(gòu)成流體通路的內(nèi)置孔口件； 可動結(jié)構(gòu)，其與所述固定結(jié)構(gòu)的內(nèi)周邊接觸并可自由運動以密封孔口； 導(dǎo)線，其由形狀記憶合金形成并用于使可動結(jié)構(gòu)運動； 第一電極和第二電極，其由所述固定結(jié)構(gòu)和所述可動結(jié)構(gòu)之一或兩者保 持，用于保持所述導(dǎo)線并使所述導(dǎo)線通電；第一彈性件，其用于作為偏置裝置向所述導(dǎo)線施加拉伸應(yīng)力； 第二彈性件，其用于減少在通電加熱所述導(dǎo)線時所述導(dǎo)線接收的應(yīng)力， 其中，所述可動結(jié)構(gòu)設(shè)置成通過由于通電加熱所述導(dǎo)線來改變所述導(dǎo)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(jié)構(gòu)；以及 所述第二電極具有用作第一彈性件功能的板簧結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種使用形狀記憶合金的小型閥，帶有內(nèi)置孔口(2)的導(dǎo)管(1)中設(shè)有可動閥體(3)，其具有從內(nèi)部與導(dǎo)管(1)形成接觸以密封孔口(2)的密封部(5)；偏置線圈(8)，其設(shè)置在孔口(2)與可動閥體(3)之間；及導(dǎo)線(9)，其由形狀記憶合金形成并保持在導(dǎo)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(dǎo)線(9)使形狀記憶合金變形，以使可動閥體(3)運動來關(guān)閉孔口(2)。降低應(yīng)力的螺旋彈簧(7)設(shè)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(dǎo)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(xiàn)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(yōu)先權(quán)日2005年7月26日
發(fā)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