方向切換弁
【課題】発熱を抑えかつ小型化可能な方向切換弁を提供すること。
【解決手段】ノーマルクローズ形の二方口の方向切換弁の場合、プランジャー９に形状記憶合金ワイヤ１６が付設される。形状記憶合金ワイヤ１６は通電加熱により収縮力を発生し、この収縮力によりプランジャー９は弾性部材１４の付勢力に抗して前進し、ダイアフラム８の弁体部８cが流入通路１２を開放する。
【解決手段】ノーマルクローズ形の二方口の方向切換弁の場合、プランジャー９に形状記憶合金ワイヤ１６が付設される。形状記憶合金ワイヤ１６は通電加熱により収縮力を発生し、この収縮力によりプランジャー９は弾性部材１４の付勢力に抗して前進し、ダイアフラム８の弁体部８cが流入通路１２を開放する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液検査装置、排気ガス及び水質の分析装置、生命工学研究機器などに使用可能な方向切換弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
図９及び図１０に、従来からのノーマルクローズ形の二方口の方向切換弁１００を示す。
【０００３】
図９及び図１０に示す方向切換弁１００は、軸方向へ往復動可能なプランジャー９と、プランジャー９の端部に取着されるダイアフラム８と、ボディ３に形成されダイアフラム８によって開閉する流入通路（流体通路）１２と、プランジャー９を元位置の方向へ付勢するスプリング（弾性部材）１４とを備える。
【０００４】
コイル２１への通電が無くプランジャー９に対し外力が加わっていないとき、プランジャー９は元位置に保持されダイアフラム８は流入通路１２を遮断する。すなわち、コイル２１への無通電時、流入通路１２と流出通路１３との間は遮断状態となる。
【０００５】
コイル２１への通電によりプランジャー９に対し磁気吸引力（外力）が加わると、プランジャー９は弾性部材１４の付勢力に抗して前進しダイアフラム８は流入通路１２を開放し、流入通路１２と流出通路１３との間が連通状態となる。なお、特許文献１には、図９及び図１０に図示したタイプと同種の方向切換弁が記載されている。
【０００６】
また、図１１に、従来からの三方口の方向切換弁３００を示す。
【０００７】
図１１に示す方向切換弁３００は、軸方向へ往復動可能な第１プランジャー９Aと、第１プランジャー９Aの端部に配置される第１ダイアフラム８Aと、第１ダイアフラム８Aによって開閉する第１流入通路（第１流体通路）１２Aと、第１プランジャー９Aと同一の軸方向へ往復動可能な第２プランジャー９Bと、第２プランジャー９Bの端部に配置される第２ダイアフラム８Bと、第２ダイアフラム８Bによって開閉する第２流入通路（第２流体通路）１２Bと、第１ダイアフラム８Aと第２ダイアフラム８Bとの間に配置されるステム３７と、第１プランジャー９Aを第２プランジャー９Bへ向かう方向に付勢する第１スプリング（第１弾性部材）１４Aと、第２プランジャー９Bを第１プランジャー９Aへ向かう方向に付勢する第２スプリング（第２弾性部材）１４Bとを備える。
【０００８】
コイル２１への通電が無く第１プランジャー９Aに対し外力が加えられていないとき、第１弾性部材１４Aの付勢力が第２弾性部材１４Bの付勢力を上回り、第１プランジャー９A、第１ダイアフラム８A、ステム３７、第２ダイアフラム８B及び第２プランジャー９Bは全体として第１弾性部材１４Aから離れる方向に位置し、第１ダイアフラム８Aは第１流体通路１２Aを遮断しかつ第２ダイアフラム８Bは第２流体通路１２Bを開放する。すなわち、コイル２１への無通電時、第１流体通路１２Aと第１流出通路１３Aとの間は遮断状態となり、かつ、第２流体通路１２Bと第２流出通路１３Bとの間は連通状態となる。
【０００９】
コイル２１への通電により第１プランジャー９Aに磁気吸引力（外力）が加わると、該外力により第１弾性部材１４Aの付勢力が無効化され（第１プランジャー９Aが図１１の左方向へ移動し）、第２弾性部材１４Bの付勢力により第１プランジャー９A、第１ダイアフラム８A、ステム３７、第２ダイアフラム８B、及び第２プランジャー９Bは全体として第１弾性部材１４Aに接近する方向（図１１の左方向）へ移動し第１ダイアフラム８Aは第１流体通路１２Aを開放しかつ第２ダイアフラム８Bは第２流体通路１２Bを遮断する。すなわち、コイル２１への通電時、第１流体通路１２Aと第１流出通路１３Aとの間は連通状態となり、かつ、第２流体通路１２Bと第２流出通路１３Bとの間は遮断状態となる。
【００１０】
また、図１２に、従来からのノーマルオープン型の二方口の方向切換弁４００を示す。
【００１１】
図１２に示す方向切換弁４００は、軸方向へ往復動可能なプランジャー９と、プランジャー９の端部に取着されるダイアフラム８と、ダイアフラム８によって開閉する流入通路（流体通路）１２と、プランジャー９を元位置の方向へ付勢するスプリング（弾性部材）１４とを備える。
【００１２】
コイル２１への通電が無くプランジャー９に対し磁気吸引力（外力）が加わっていないとき、プランジャー９は元位置に保持されダイアフラム８は流体通路１２を開放する。すなわち、コイル２１への無通電時、流入通路１２と流出通路１３との間は連通状態となる。
【００１３】
コイル２１への通電によりプランジャー９に対し磁気吸引力（外力）が加わると、プランジャー９は弾性部材１４の付勢力に抗して前進しダイアフラム８は流体通路１２を遮断する。すなわち、コイル２１への通電時、流入通路１２と流出通路１３との間は遮断状態となる。
【特許文献１】特表２００２−５００３３６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかし、上述したような従来の方向切換弁によると、十分な磁気吸引力を確保しつつ低発熱なコイルにするためには、ある程度の巻数とコイルの銅線の径が必要であり、このためコイルの巻線のスペースが大きくなる。一方、十分な磁気吸引力を確保しつつコイルの巻線のスペースの縮小を図るためには、コイルの銅線の径を小さくして巻数を維持する必要があるが、コイルの発熱量が飛躍的に増大し、このため小型化が困難である。
【００１５】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決し、方向切換弁全体としての発熱を抑えかつ小型化可能な方向切換弁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】
【００１６】
本発明によるノーマルクローズ形の二方口の方向切換弁は、軸方向へ往復動可能なプランジャーと、前記プランジャーの端部に取着されるダイアフラムと、前記ダイアフラムによって開閉する流体通路と、前記プランジャーを元位置の方向へ付勢する弾性部材とを備え、前記プランジャーに対し外力が加わっていないとき、前記プランジャーは元位置に保持され前記ダイアフラムは前記流体通路を遮断し、前記プランジャーに対し外力が加わると、前記プランジャーは前記弾性部材の付勢力に抗して前進し前記ダイアフラムは前記流体通路を開放するノーマルクローズ形の二方口弁の方向切換弁において、前記プランジャーに形状記憶合金ワイヤを付設し、該形状記憶合金ワイヤは、通電加熱もしくは外部からの加熱により収縮変形し、該収縮変形により前記プランジャーに対し前記外力を加えるよう構成されることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明による三方口の方向切換弁は、軸方向へ往復動可能な第１プランジャーと、前記第１プランジャーの端部に配置される第１ダイアフラムと、前記第１ダイアフラムによって開閉する第１流体通路と、前記第１プランジャーと同一の軸方向へ往復動可能な第２プランジャーと、前記第２プランジャーの端部に配置される第２ダイアフラムと、前記第２ダイアフラムによって開閉する第２流体通路と、前記第１ダイアフラムと前記第２ダイアフラムとの間に配置されるステムと、前記第１プランジャーを前記第２プランジャーへ向かう方向に付勢する第１弾性部材と、前記第２プランジャーを前記第１プランジャーへ向かう方向に付勢する第２弾性部材とを備え、前記第１プランジャーに対し外力が加えられていないとき、前記第１弾性部材の付勢力が前記第２弾性部材の付勢力を上回り、前記第１プランジャー、前記第１ダイアフラム、前記ステム、前記第２ダイアフラム及び前記第２プランジャーは全体として前記第１弾性部材から離れる方向に位置し前記第１ダイアフラムは前記第１流体通路を遮断しかつ前記第２ダイアフラムは前記第２流体通路を開放し、前記第１プランジャーに外力が加わると、該外力により前記第１弾性部材の付勢力が無効化され、前記第２弾性部材の付勢力により前記第１プランジャー、前記第１ダイアフラム、前記ステム、前記第２ダイアフラム及び前記第２プランジャーは全体として前記第１弾性部材に接近する方向へ移動し前記第１ダイアフラムは前記第１流体通路を開放しかつ前記第２ダイアフラムは前記第２流体通路を遮断する三方口の方向切換弁において、前記第１プランジャーに形状記憶合金ワイヤを付設し、該形状記憶合金ワイヤは、通電加熱もしくは外部からの加熱により収縮変形し、該収縮変形により前記第１プランジャーに対し前記外力を加えるよう構成されることを特徴とする。
【００１８】
本発明によるノーマルクローズ形の二方口の方向切換弁及び三方口の方向切換弁によると、形状記憶合金ワイヤの収縮変形によりプランジャー及び第１プランジャーに外力を加えるよう構成したため、方向切換弁全体としての発熱を抑えるとともに小型化が可能になる。
【００１９】
ここで、前記プランジャー及び前記第１プランジャーは、それぞれ、折り曲げ状態の形状記憶合金ワイヤが挿入されるワイヤ挿入穴と、該ワイヤ挿入穴内を横切るように装着され、該ワイヤ挿入穴に挿入された形状記憶合金ワイヤの折り曲げ部位と係合し、該形状記憶合金ワイヤを前記ワイヤ挿入穴内に係留するピンとを有する。上記のようにして形状記憶合金ワイヤをプランジャー及び第１プランジャーに付設することにより、プランジャー及び第１プランジャーを駆動する機構の小型化を図ることができる。
【００２０】
また、本発明によるノーマルオープン形の二方口の方向切換弁は、軸方向へ往復動可能なプランジャーと、前記プランジャーの端部に取着されるダイアフラムと、前記ダイアフラムによって開閉する流体通路と、前記プランジャーを元位置の方向へ付勢する弾性部材とを備え、前記プランジャーに対し外力が加わっていないとき、前記プランジャーは元位置に保持され前記ダイアフラムは前記流体通路を開放し、前記プランジャーに対し外力が加わると、前記プランジャーは前記弾性部材の付勢力に抗して前進し前記ダイアフラムは前記流体通路を遮断するノーマルオープン形の二方口の方向切換弁において、前記プランジャーに形状記憶合金ワイヤを付設し、該形状記憶合金ワイヤは、通電加熱もしくは外部からの加熱により収縮変形し、該収縮変形により前記プランジャーに対し前記外力を加えるよう構成されることを特徴とする。
【００２１】
本発明によるノーマルオープン形の二方口の方向切換弁によると、形状記憶合金ワイヤの収縮変形によりプランジャーに外力を加えるよう構成したため、方向切換弁全体としての発熱を抑えるとともに小型化が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
（１）ノーマルクローズ形の二方口の方向切換弁（図１〜図５）
図１は、本発明の一実施形態に係るノーマルクローズ形の二方口の方向切換弁の平面図、図２は、図１図示II-II断面図であって閉弁時の断面図、図３は、図１図示II-II断面図であって開弁時の断面図、図４は、図１図示IV-IV断面図、図５は、図１〜図４に示す方向切換弁の組立工程図をそれぞれ示す。
【００２４】
図１〜図５において、方向切換弁１００は、ブラケット１と、このブラケット１にビス２（図５（C））で固定されたボディ３と、ブラケット１から外部に延びたコード４と、ブラケット１に被せられた蓋体５とを備える。
【００２５】
ボディ３において、当該方向切換弁１００に連結される図示しない機器との連結部には、ガスケット６を収容するガスケット収容溝７が形成されている。また、ボディ３においてブラケット１側の端部には、ダイアフラム８、断面ほぼT字状のプランジャー９の大径部９a及び円筒状のダイアフラム押え１０を収容するダイアフラム収容室１１（図５（C））が形成されている。ダイアフラム収容室１１とガスケット収容溝７との間には、流入通路（流体通路）１２及び流出通路１３が形成されており、流入通路１２は、ガスケット６の２つの孔部６a,６bのうちの一方の孔部６aに連通し、流出通路１３は、他方の孔部６bに連通している。流入通路１２は、プランジャー９の軸心の延長上に形成されている。
【００２６】
ブラケット１においてボディ３側の端部には、断面ほぼT字状のプランジャー９の小径部９bと弾性部材としてのスプリング１４とを収容するプランジャー収容室１５（図５（C））が形成されている。プランジャー大径部９aはプランジャー収容室１５内に進入可能である。また、ブラケット１において蓋体５側の端部には、プランジャー収容室１５に連通し、折り曲げ状態の形状記憶合金ワイヤ１６が挿通されたワイヤ挿通貫通孔１７（図５（C））が形成されている。
【００２７】
プランジャー大径部９aの後面には、ダイアフラム８を保持するための断面ほぼT字状の係止リブ９cが形成されている。ダイアフラム８の前面には、プランジャー９の係止リブ９cを収容するリブ収容部８aが形成されている。ダイアフラム８の外周縁部８bは、円筒状のダイアフラム押え１０の環状後面１０aと、ダイアフラム収容室１１の環状段差面１１a（図５（C））とによって挟持されている。ダイアフラム８の後面中央には弁体部８cが突設されている。この弁体部８cは、プランジャー９が元位置（復帰位置）にあるとき（図２の状態のとき）、流入通路１２のプランジャー９側の開口部１２aに圧接して流入通路１２を遮断し、流入通路１２と流出通路１３との間を遮断する。また、弁体部８cは、プランジャー９が前進位置にあるとき（図３の状態のとき）、流入通路１２のプランジャー９側の開口部１２aから離れて流入通路１２を開放し、流入通路１２から流出通路１３へと向かう流体通路を開放する。
【００２８】
プランジャー小径部９bの外周には、スプリング１４が嵌められている。スプリング１４は、プランジャー大径部９aの環状前面９dとプランジャー収容室１５の環状段差面１５aとの間に圧縮状態で配置され、プランジャー９に対し常に復帰方向（図２図示矢印a方向）の付勢力を加えている。
【００２９】
プランジャー小径部９bには、流入通路１２の反対側つまり図２図示矢印b方向へ開口するワイヤ挿入穴９eが形成されている。また、プランジャー小径部９bには、ワイヤ挿入穴９e内を横切るようにピン９fが装着されている。
【００３０】
ワイヤ挿入穴９eには、形状記憶合金ワイヤ１６が折り曲げ状態で挿入されている。形状記憶合金ワイヤ１６は、その折り曲げ部位１６aがピン９fと係合することによってワイヤ挿入穴９e内に係留されている。形状記憶合金ワイヤ１６の両端部は、ブラケット１の前面にネジ１８によって固定されている。ブラケット１の前面には、上記ネジ１８によってリード線１９の一端部が固定されており、形状記憶合金ワイヤ１６とリード線１９は電気的に接続されている。リード線１９の他端部は、ブラケット１の前面においてコード４の端部と接続されている。
【００３１】
上記のように構成される方向切換弁１００の組立作業は、次のように行われる。
【００３２】
まず、図５（A）に示すように、プランジャー９の小径部９bのワイヤ挿入穴９eに折り曲げ状態の形状記憶合金ワイヤ１６を挿入し、ピン９fを装着してピン９fと形状記憶合金ワイヤ１６の折り曲げ部位１６aとが係合するようにピン９fをプランジャー小径部９bに装着する。次に、図５（B）に示すように、プランジャー小径部９bの外周にスプリング１４を嵌めるとともに、プランジャー大径部９aの外周にダイアフラム押え１０を嵌め、さらに、ダイアフラム８のリブ収容部８aにプランジャー大径部９aの係止リブ９cを収めてダイアフラム８をプランジャー９に組付ける。次に、図５（C）に示すように、図５（B）図示の組付体２００の形状記憶合金ワイヤ１６をブラケット１のプランジャー収容室１５及びワイヤ挿通貫通孔１７に順に通し、組付体２００のプランジャー小径部９b及びスプリング１４をプランジャー収容室１５に収容するとともに、組付体２００のダイアフラム押え１０及びダイアフラム８をボディ３のダイアフラム収容室１１に収容し、ネジ２によってブラケット１にボディ３を固定する。その後は図示しないが、形状記憶合金ワイヤ１６、リード線１９及びコード４をブラケット１に固定するとともに蓋体５をブラケット１に固定することなどによって図１図示の方向切換弁１００を得ることができる。
【００３３】
次に、上記のような構成の方向切換弁１００の動作を説明する。
【００３４】
形状記憶合金ワイヤ１６に電流を流していないときには、形状記憶合金ワイヤ１６は伸長状態にあり、図２に示すように、プランジャー９はスプリング１４の付勢力によりダイアフラム８の弁体部８cを流入通路１２のプランジャー９側の開口部１２aに押し付けている。このため、流入通路１２は遮断状態にあり、流入通路１２から流出通路１３へ至る通路は遮断状態にある。
【００３５】
その後、コード４及びリード線１９を介して形状記憶合金ワイヤ１６に通電をすると、形状記憶合金ワイヤ１６は発熱して収縮するようになる。この収縮力はピン９fを介してプランジャー９を前進させる方向（図２図示矢印b方向）の力であり、スプリング１４の付勢力に抗してプランジャー９を前進させる。プランジャー９が前進すると、図３に示すように、ダイアフラム８の弁体部８cは流入通路１２のプランジャー９側の開口部１２aから離れるようになり、このため、流入通路１２は開放し、流入通路１２から流出通路１３へ至る通路は開放する。
【００３６】
その後、通電を停止すると、形状記憶合金ワイヤ１６は再び伸長状態に戻り、スプリング１４の付勢力によりダイアフラム８の弁体部８cは再び流入通路１２の開口部１２aに押し付けられ、流入通路１２から流出通路１３へ至る通路は遮断状態に戻る。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態によるノーマルクローズ形の二方口の方向切換弁１００は、軸方向へ往復動可能なプランジャー９と、プランジャー９の大径部（端部）９aに取着されるダイアフラム８と、ダイアフラム８によって開閉する流入通路（流体通路）１２と、プランジャー９を元位置の方向へ付勢するスプリング（弾性部材）１４とを備え、プランジャー９に対し外力が加わっていないとき、プランジャー９は元位置に保持されダイアフラム８は流体通路１２を遮断し、プランジャー９に対し外力が加わると、プランジャー９は弾性部材１４の付勢力に抗して前進しダイアフラム８は流体通路１２を開放する。そして、プランジャー９に付設した形状記憶合金ワイヤ１６は、通電加熱により収縮変形し、収縮変形によりプランジャー９に対し外力を加える。
【００３８】
本実施形態の方向切換弁１００によると、形状記憶合金ワイヤ１６の収縮変形によりプランジャー９に外力を加えるよう構成したため、方向切換弁全体としての発熱を抑えるとともに小型化が可能になる。なお、形状記憶合金ワイヤ１６の収縮変形は、通電加熱に代えて、外部からの加熱によるものとしてもよい。
【００３９】
また、プランジャー９は、折り曲げ状態の形状記憶合金ワイヤ１６が挿入されるワイヤ挿入穴９eと、ワイヤ挿入穴９e内を横切るように装着され、ワイヤ挿入穴９eに挿入された形状記憶合金ワイヤ１６の折り曲げ部位１６aと係合し、形状記憶合金ワイヤ１６をワイヤ挿入穴９e内に係留するピン９fとを有する。上記のようにして形状記憶合金ワイヤ１６をプランジャー９に付設することにより、プランジャー９を駆動する機構の小型化を図ることができる。
【００４０】
（２）三方口の方向切換弁（図６）
図６は、本発明の他の実施形態に係る三方口の方向切換弁３００の断面図を示す。
【００４１】
図６において、方向切換弁３００は、ボディ３と、ボディ３の両側にそれぞれ取着された第１ブラケット１A及び第２ブラケット１Bと、第１ブラケット１Aから外部に延びたコード４と、第１ブラケット１Aに被せられた蓋体５とを備える。
【００４２】
ボディ３において、当該方向切換弁３００に連結される図示しない機器との連結部には、ガスケット６を収容するガスケット収容溝７が形成されている。
【００４３】
また、ボディ３において第１ブラケット１A側の端部には、第１ダイアフラム８A、断面ほぼT字状の第１プランジャー９Aの大径部９Aa及び円筒状の第１ダイアフラム押え１０を収容する第１ダイアフラム収容室１１Aが形成されている。
【００４４】
第１ダイアフラム収容室１１Aとガスケット収容溝７との間には、第１流入通路（第１流体通路）１２A及び第１流出通路１３Aが形成されている。第１流入通路１２Aは、L字状に形成されており、第１プランジャー９Aの軸心の延長上に位置する第１分岐通路部１２Aaと、この第１分岐通路部１２Aaから直角に折れ曲がった共通通路部１２bとから構成されている。
【００４５】
また、ボディ３において第２ブラケット１B側の端部には、第２ダイアフラム８Bを収容する第２ダイアフラム収容室１１Bが形成されている。
【００４６】
第２ダイアフラム収容室１１Bとガスケット収容溝７との間には、第２流入通路（第２流体通路）１２B及び第２流出通路１３Bが形成されている。第２流入通路１２Bは、L字状に形成されており、第２プランジャー９Bの軸心の延長上に位置する第２分岐通路部１２Baと、この第２分岐通路部１２Baから直角に折れ曲がった共通通路部１２bとから構成されている。
【００４７】
第１流入通路１２A及び第２流入通路１２Bにおいて、第１分岐通路部１２Aaと第２分岐通路部１２Baとは互いに直線状に連通しており、かつ、共通通路部１２bは互いに共通した通路を構成し、共通通路部１２bは、第１分岐通路部１２Aaと第２分岐通路部１２Baとの接続部位からガスケット収容溝７へ向かって延在している。
【００４８】
第１分岐通路部１２Aaと第２分岐通路部１２Baには、ステム３７が配置されている。ステム３７の第１端部３７aは第１ダイアフラム８Aの第１凹部８Adに挿入され、また、ステム３７の第２端部３７bは第２ダイアフラム８Bの第２凹部８Bdに挿入されている。
【００４９】
第１ブラケット１Aにおいてボディ３側の端部には、断面ほぼT字状の第１プランジャー９Aの小径部９Abと第１弾性部材としての第１スプリング１４Aとを収容する第１プランジャー収容室１５Aが形成されている。第１プランジャー大径部９Aaは第１プランジャー収容室１５A内に進入可能である。また、第１ブラケット１Aにおいて蓋体５側の端部には、第１プランジャー収容室１５Aに連通し、折り曲げ状態の形状記憶合金ワイヤ１６が挿通されたワイヤ挿通貫通孔１７が形成されている。
【００５０】
第１ダイアフラム８Aは、第１プランジャー大径部９Aaの第１分岐通路部１２Aa側の面と当接状態にあるとともに、その外周縁部８Abは、円筒状の第１ダイアフラム押え１０の環状面１０aと、第１ダイアフラム収容室１１Aの環状段差面１１Aaとによって挟持されている。第１ダイアフラム８Aの第１分岐通路部１２Aa側の面中央には弁体部８Acが突設されている。
【００５１】
第１プランジャー小径部９Abの外周には、第１スプリング１４Aが嵌められている。第１スプリング１４Aは、第１プランジャー大径部９Aaの環状面と第１プランジャー収容室１５Aの環状段差面との間に圧縮状態で配置され、第１プランジャー９Aに対し常に第１分岐通路部１２Aaへ向かう方向（図６図示矢印c方向）の付勢力を加えている。
【００５２】
第１プランジャー小径部９Abには、第１分岐通路部１２Aaとは反対の方向（図６図示矢印d方向）へ開口するワイヤ挿入穴９Aeが形成されている。また、第１プランジャー小径部９Abには、ワイヤ挿入穴９Ae内を横切るようにピン９Afが装着されている。
【００５３】
ワイヤ挿入穴９Aeには、形状記憶合金ワイヤ１６が折り曲げ状態で挿入されている。形状記憶合金ワイヤ１６は、その折り曲げ部位１６aがピン９Afと係合することによってワイヤ挿入穴９Ae内に係留されている。形状記憶合金ワイヤ１６の両端部は、第１ブラケット１Aに固定されている。形状記憶合金ワイヤ１６は、図示しないが、上述したノーマルクローズ形の二方口の方向切換弁と同様、リード線と電気的に接続されており、リード線はコード４と接続されている。
【００５４】
第２ブラケット１Bにおいてボディ３側の端部には、断面ほぼT字状の第２プランジャー９Bと第２弾性部材としての第２スプリング１４Bとを収容する第２プランジャー収容室１５Bが形成されている。
【００５５】
第２ダイアフラム８Bは、第２プランジャー９Bの大径部９Baの第２分岐通路部１２Ba側の面と当接状態にあるとともに、その外周縁部８Bbは、第２ダイアフラム収容室１１Bの環状段差面と、第２プランジャー収容室１５Bの環状段差面とによって挟持されている。第２ダイアフラム８Bの第２分岐通路部１２Ba側の面中央には弁体部８Bcが突設されている。
【００５６】
第２プランジャー９Bの小径部９Bbの外周には、第２弾性部材としての第２スプリング１４Bが嵌められている。第２スプリング１４Bは、第２プランジャー大径部９Baの環状面と第２プランジャー収容室１５Bの面との間に圧縮状態で配置され、第２プランジャー９Bに対し常に第２分岐通路部１２Baへ向かう方向（図６図示矢印d方向）の付勢力を加えている。
【００５７】
次に、上記のような構成の方向切換弁３００の動作を説明する。
【００５８】
形状記憶合金ワイヤ１６に電流を流していないときには、形状記憶合金ワイヤ１６は伸長状態にある。この状態のとき、第１スプリング１４Aの付勢力（図６図示矢印c方向の付勢力）が第２スプリング１４Bの付勢力（図６図示矢印d方向の付勢力）に勝るよう予め設定してあるため、図６に示すように、第１ダイアフラム８Aの弁体部８Acは第１流入通路１２Aの開口部に押し付けられ第１流入通路１２Aは遮断状態にあり、また、ステム３７を介して第２ダイアフラム８Bの弁体部８Bcは第２流入通路１２Bの開口部から離間し第２流入通路１２Bは開放状態となっている。したがって、第１流入通路１２Aから第１流出通路１３Aへ至る通路は遮断状態にあり、かつ、第２流入通路１２Bから第２流出通路１３Bへ至る通路は連通状態にある。
【００５９】
その後、コード４等を介して形状記憶合金ワイヤ１６に通電をすると、形状記憶合金ワイヤ１６は発熱して収縮するようになる。この収縮力は、ピン９fを介して第１プランジャー９Aを図６図示矢印d方向へ移動させる力として作用し、第１プランジャー９Aは第１スプリング１４Aの付勢力に抗して図６図示矢印d方向へ移動する。この第１プランジャー９Aの移動により、第２スプリング１４Bの付勢力が第２プランジャー９Bを図６図示矢印d方向へ移動させる力となり、第２ダイアフラム８Bの弁体部８Bcは第２流入通路１２Bの開口部に押し付けられて第２流入通路１２Bは遮断され、また、ステム３７を介して第１ダイアフラム８Aの弁体部８Acは第１流入通路１２Aの開口部から離間して第１流入通路１２Aは開放される。これにより、第１流入通路１２Aから第１流出通路１３Aへ至る通路は連通状態となり、かつ、第２流入通路１２Bから第２流出通路１３Bへ至る通路は遮断状態となる。
【００６０】
その後、通電を停止すると、形状記憶合金ワイヤ１６は伸長状態に戻り、第１スプリング１４Aの付勢力により第１ダイアフラム８A及び第２ダイアフラム８Bは元の状態に戻り、第１流入通路１２Aから第１流出通路１３Aへ至る通路は遮断状態となり、かつ、第２流入通路１２Bから第２流出通路１３Bへ至る通路は連通状態となる。
【００６１】
以上説明したように、本実施形態による三方口の方向切換弁３００は、軸方向へ往復動可能な第１プランジャー９Aと、第１プランジャー９Aの端部に配置される第１ダイアフラム８Aと、第１ダイアフラム８Aによって開閉する第１流体通路（第１流入通路１２A）と、第１プランジャー９Aと同一の軸方向へ往復動可能な第２プランジャー９Bと、第２プランジャー９Bの端部に配置される第２ダイアフラム８Bと、第２ダイアフラム８Bによって開閉する第２流体通路（第２流入通路１２B）と、第１ダイアフラム８Aと第２ダイアフラム８Bとの間に配置されるステム３７と、第１プランジャー９Aを第２プランジャー９Bへ向かう方向に付勢する第１弾性部材（第１スプリング１４A）と、第２プランジャー９Bを第１プランジャー９Aへ向かう方向に付勢する第２弾性部材（第２スプリング１４B）とを備え、第１プランジャー９Aに対し外力が加えられていないとき、第１弾性部材１４Aの付勢力が第２弾性部材１４Bの付勢力を上回り、第１プランジャー９A、第１ダイアフラム８A、ステム３７、第２ダイアフラム８B及び第２プランジャー９Bは全体として第１弾性部材１４Aから離れる方向に位置し第１ダイアフラム８Aは第１流体通路１２Aを遮断しかつ第２ダイアフラム８Bは第２流体通路１２Bを開放し、第１プランジャー９Aに外力が加わると、該外力により第１弾性部材１４Aの付勢力が無効化され、第２弾性部材１４Bの付勢力により第１プランジャー９A、第１ダイアフラム８A、ステム３７、第２ダイアフラム８B及び第２プランジャー９Bは全体として第１弾性部材１４Aに接近する方向へ移動し第１ダイアフラム８Aは第１流体通路１２Aを開放しかつ第２ダイアフラム８Bは第２流体通路１２Bを遮断する。そして、第１プランジャー９Aに付設した形状記憶合金ワイヤ１６は、通電加熱により収縮変形し、収縮変形により第１プランジャー９Aに対し外力を加える。
【００６２】
本実施形態による三方口の方向切換弁３００によると、形状記憶合金ワイヤ１６の収縮変形により第１プランジャー９Aに外力を加えるよう構成したため、方向切換弁全体としての発熱を抑えるとともに小型化が可能になる。なお、形状記憶合金ワイヤ１６の収縮変形は、通電加熱の代わりに、外部からの加熱によるものとしてもよい。
【００６３】
ここで、第１プランジャー９Aは、折り曲げ状態の形状記憶合金ワイヤ１６が挿入されるワイヤ挿入穴９Aeと、ワイヤ挿入穴９Ae内を横切るように装着され、ワイヤ挿入穴９Aeに挿入された形状記憶合金ワイヤ１６の折り曲げ部位１６aと係合し、形状記憶合金ワイヤ１６をワイヤ挿入穴９Ae内に係留するピン９Afとを有する。上記のようにして形状記憶合金ワイヤ１６を第１プランジャー９Aに付設することにより、第１プランジャー９Aを駆動する機構の小型化を図ることができる。
【００６４】
（３）ノーマルオープン形の二方口の方向切換弁（図７及び図８）
図７は、本発明の他の実施形態に係るノーマルオープン形の二方口の方向切換弁４００の断面図であって開弁時の断面図、図８は、同方向切換弁４００の閉弁時の断面図を示す。
【００６５】
図７及び図８において、方向切換弁４００は、ブラケット１、このブラケット１に取着されたボディ３、ブラケット１から外部に延びたコード４、ブラケット１に取着されたケース６０などを備える。
【００６６】
ボディ３において、当該方向切換弁４００に連結される図示しない機器との連結部には、ほぼ８字形状のガスケット６を収容するガスケット収容溝７が形成されている。
【００６７】
また、ボディ３においてブラケット１側の端部には、ダイアフラム収容室１１が形成されている。ダイアフラム収容室１１には、ダイアフラム８、スプリング受け９gの小径部９h、円筒状のダイアフラム押え１０及び弾性部材としてのスプリング１４が収容されている。スプリング受け９gは、プランジャー９の構成要素となる。ダイアフラム押え１０はスプリング受け部を有している。ダイアフラム８の外周縁部８bは、ダイアフラム収容室１１の環状段差面とダイアフラム押え１０のスプリング受け部とによって挟持されている。スプリング１４は、スプリング受け小径部９hの外周に嵌められ、スプリング受け９gの環状面とダイアフラム押え１０の環状面との間に圧縮状態で配置されている。
【００６８】
ダイアフラム収容室１１とガスケット収容溝７との間には、流入通路（流体通路）１２及び流出通路１３が形成されており、流入通路１２は、８字形状のガスケット６の２つの孔部６a,６bのうちの一方の孔部６aに連通し、流出通路１３は、他方の孔部６bに連通している。流入通路１２は、プランジャー９の軸心の延長上に形成されている。流入通路１２の開口部にはダイアフラム８の弁体部８cが対向配置されている。
【００６９】
ブラケット１においてボディ３側の端部には、プランジャー収容室１５が形成されている。プランジャー収容室１５には、スプリング受け９gの大径部９iが収容されている。また、ブラケット１には、ステム収容貫通孔６２が形成されている。ステム収容貫通孔６２には、ステム６１がプランジャー９の軸心方向に移動可能に収容されている。ステム６１は、プランジャー９の構成要素であり、ステム６１の一端部６１aはスプリング受け大径部９iと当接可能である。
【００７０】
ブラケット１のダイアフラム８側とは反対側の端部には、突起部６３が形成されており、この突起部６３に円筒状のガイド６４が取着されている。ガイド６４の内周面にはプランジャー９の構成要素であるプランジャー本体６５が軸心方向に移動可能に収容されている。プランジャー本体６５はステム６１の他端部６１bと当接可能である。ブラケット１の突起部６３とプランジャー本体６５との間には、クッションゴム６６が配置されている。
【００７１】
プランジャー本体６５には、ピン６７が取着されており、このピン６７に、形状記憶合金ワイヤ１６の折り曲げ部位１６aが係合している。形状記憶合金ワイヤ１６の両端部は、ブラケット１に固定されている。形状記憶合金ワイヤ１６は、リード線１９と電気的に接続されており、リード線１９はコード４と接続されている。
【００７２】
次に、上記のような構成の方向切換弁４００の動作を説明する。
【００７３】
形状記憶合金ワイヤ１６に電流を流していないときには、形状記憶合金ワイヤ１６は伸長状態にあり、図７に示すように、プランジャー９（スプリング受け９g、ステム６１、プランジャー本体６５）及びダイアフラム８は、スプリング１４の付勢力（図７図示矢印f方向の力）により全体として流入通路１２の開口部から離れて位置し、ダイアフラム８の弁体部８cは流入通路１２を開放し、流入通路１２から流出通路１３に至る通路は連通状態にある。
【００７４】
その後、コード４及びリード線１９を介して形状記憶合金ワイヤ１６に通電をすると、形状記憶合金ワイヤ１６は発熱して収縮するようになる。この収縮力はピン６７を介してプランジャー９を前進させる方向（図７図示矢印e方向）の力であり、スプリング１４の付勢力に抗してプランジャー９を前進させる。プランジャー９が前進すると、図８に示すように、ダイアフラム８の弁体部８cは流入通路１２の開口部に押し付けられ、このため、流入通路１２は遮断され、流入通路１２から流出通路１３に至る通路は遮断される。
【００７５】
その後、通電を停止すると、形状記憶合金１６は再び伸長状態に戻り、スプリング１４の付勢力により、プランジャー９は元位置に復帰し、流入通路１２から流出通路１３に至る通路は開放される。
【００７６】
以上説明したように、本実施形態によるノーマルオープン形の二方口の方向切換弁４００は、軸方向へ往復動可能なプランジャー９と、プランジャー９の端部に取着されるダイアフラム８と、ダイアフラム８によって開閉する流体通路（流入通路１２）と、プランジャー９を元位置の方向へ付勢する弾性部材（スプリング１４）とを備え、プランジャー９に対し外力が加わっていないとき、プランジャー９は元位置に保持されダイアフラム８は流体通路１２を開放し、プランジャー９に対し外力が加わると、プランジャー９は弾性部材１４の付勢力に抗して前進しダイアフラム８は流体通路１２を遮断する。そして、プランジャー９に付設した形状記憶合金ワイヤ１６は、通電加熱により収縮変形し、該収縮変形によりプランジャー９に対し外力を加える。
【００７７】
本実施形態によるノーマルオープン形の二方口の方向切換弁４００によると、形状記憶合金ワイヤ１６の収縮変形によりプランジャー９に外力を加えるよう構成したため、方向切換弁全体としての発熱を抑えるとともに小型化が可能になる。なお、形状記憶合金ワイヤ１６の収縮変形は、通電加熱の代わりに、外部からの加熱によるものとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の一実施形態に係るノーマルクローズ形の二方口の方向切換弁の平面図である。
【図２】図１図示II-II断面図であって閉弁時の断面図である。
【図３】図１図示II-II断面図であって開弁時の断面図である。
【図４】図１図示IV-IV断面図である。
【図５】図１〜図４に示す方向切換弁の組立工程図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る三方口の方向切換弁の断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係るノーマルオープン形の二方口の方向切換弁の断面図であって開弁時の断面図である。
【図８】同方向切換弁の閉弁時の断面図である。
【図９】従来のノーマルクローズ形の二方口の方向切換弁の平面図である。
【図１０】図９図示X-X断面図であって閉弁時の断面図である。
【図１１】従来の三方口の方向切換弁の断面図である。
【図１２】従来のノーマルオープン形の二方口の方向切換弁の断面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１００ ノーマルクローズ形の二方口の方向切換弁
３００ 三方口の方向切換弁
４００ ノーマルオープン形の二方口の方向切換弁
８ ダイアフラム
８A 第１ダイアフラム
８B 第２ダイアフラム
９ プランジャー
９A 第１プランジャー
９B 第２プランジャー
９e ワイヤ挿通穴
９f ピン
１２ 流入通路（流体通路）
１２A 第１流入通路（第１流体通路）
１２B 第２流入通路（第２流体通路）
１４ スプリング（弾性部材）
１４A 第１スプリング（第１弾性部材）
１４B 第２スプリング（第２弾性部材）
１６ 形状記憶合金ワイヤ
１６a 折り曲げ部位
３７ ステム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液検査装置、排気ガス及び水質の分析装置、生命工学研究機器などに使用可能な方向切換弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
図９及び図１０に、従来からのノーマルクローズ形の二方口の方向切換弁１００を示す。
【０００３】
図９及び図１０に示す方向切換弁１００は、軸方向へ往復動可能なプランジャー９と、プランジャー９の端部に取着されるダイアフラム８と、ボディ３に形成されダイアフラム８によって開閉する流入通路（流体通路）１２と、プランジャー９を元位置の方向へ付勢するスプリング（弾性部材）１４とを備える。
【０００４】
コイル２１への通電が無くプランジャー９に対し外力が加わっていないとき、プランジャー９は元位置に保持されダイアフラム８は流入通路１２を遮断する。すなわち、コイル２１への無通電時、流入通路１２と流出通路１３との間は遮断状態となる。
【０００５】
コイル２１への通電によりプランジャー９に対し磁気吸引力（外力）が加わると、プランジャー９は弾性部材１４の付勢力に抗して前進しダイアフラム８は流入通路１２を開放し、流入通路１２と流出通路１３との間が連通状態となる。なお、特許文献１には、図９及び図１０に図示したタイプと同種の方向切換弁が記載されている。
【０００６】
また、図１１に、従来からの三方口の方向切換弁３００を示す。
【０００７】
図１１に示す方向切換弁３００は、軸方向へ往復動可能な第１プランジャー９Aと、第１プランジャー９Aの端部に配置される第１ダイアフラム８Aと、第１ダイアフラム８Aによって開閉する第１流入通路（第１流体通路）１２Aと、第１プランジャー９Aと同一の軸方向へ往復動可能な第２プランジャー９Bと、第２プランジャー９Bの端部に配置される第２ダイアフラム８Bと、第２ダイアフラム８Bによって開閉する第２流入通路（第２流体通路）１２Bと、第１ダイアフラム８Aと第２ダイアフラム８Bとの間に配置されるステム３７と、第１プランジャー９Aを第２プランジャー９Bへ向かう方向に付勢する第１スプリング（第１弾性部材）１４Aと、第２プランジャー９Bを第１プランジャー９Aへ向かう方向に付勢する第２スプリング（第２弾性部材）１４Bとを備える。
【０００８】
コイル２１への通電が無く第１プランジャー９Aに対し外力が加えられていないとき、第１弾性部材１４Aの付勢力が第２弾性部材１４Bの付勢力を上回り、第１プランジャー９A、第１ダイアフラム８A、ステム３７、第２ダイアフラム８B及び第２プランジャー９Bは全体として第１弾性部材１４Aから離れる方向に位置し、第１ダイアフラム８Aは第１流体通路１２Aを遮断しかつ第２ダイアフラム８Bは第２流体通路１２Bを開放する。すなわち、コイル２１への無通電時、第１流体通路１２Aと第１流出通路１３Aとの間は遮断状態となり、かつ、第２流体通路１２Bと第２流出通路１３Bとの間は連通状態となる。
【０００９】
コイル２１への通電により第１プランジャー９Aに磁気吸引力（外力）が加わると、該外力により第１弾性部材１４Aの付勢力が無効化され（第１プランジャー９Aが図１１の左方向へ移動し）、第２弾性部材１４Bの付勢力により第１プランジャー９A、第１ダイアフラム８A、ステム３７、第２ダイアフラム８B、及び第２プランジャー９Bは全体として第１弾性部材１４Aに接近する方向（図１１の左方向）へ移動し第１ダイアフラム８Aは第１流体通路１２Aを開放しかつ第２ダイアフラム８Bは第２流体通路１２Bを遮断する。すなわち、コイル２１への通電時、第１流体通路１２Aと第１流出通路１３Aとの間は連通状態となり、かつ、第２流体通路１２Bと第２流出通路１３Bとの間は遮断状態となる。
【００１０】
また、図１２に、従来からのノーマルオープン型の二方口の方向切換弁４００を示す。
【００１１】
図１２に示す方向切換弁４００は、軸方向へ往復動可能なプランジャー９と、プランジャー９の端部に取着されるダイアフラム８と、ダイアフラム８によって開閉する流入通路（流体通路）１２と、プランジャー９を元位置の方向へ付勢するスプリング（弾性部材）１４とを備える。
【００１２】
コイル２１への通電が無くプランジャー９に対し磁気吸引力（外力）が加わっていないとき、プランジャー９は元位置に保持されダイアフラム８は流体通路１２を開放する。すなわち、コイル２１への無通電時、流入通路１２と流出通路１３との間は連通状態となる。
【００１３】
コイル２１への通電によりプランジャー９に対し磁気吸引力（外力）が加わると、プランジャー９は弾性部材１４の付勢力に抗して前進しダイアフラム８は流体通路１２を遮断する。すなわち、コイル２１への通電時、流入通路１２と流出通路１３との間は遮断状態となる。
【特許文献１】特表２００２−５００３３６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかし、上述したような従来の方向切換弁によると、十分な磁気吸引力を確保しつつ低発熱なコイルにするためには、ある程度の巻数とコイルの銅線の径が必要であり、このためコイルの巻線のスペースが大きくなる。一方、十分な磁気吸引力を確保しつつコイルの巻線のスペースの縮小を図るためには、コイルの銅線の径を小さくして巻数を維持する必要があるが、コイルの発熱量が飛躍的に増大し、このため小型化が困難である。
【００１５】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決し、方向切換弁全体としての発熱を抑えかつ小型化可能な方向切換弁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】
【００１６】
本発明によるノーマルクローズ形の二方口の方向切換弁は、軸方向へ往復動可能なプランジャーと、前記プランジャーの端部に取着されるダイアフラムと、前記ダイアフラムによって開閉する流体通路と、前記プランジャーを元位置の方向へ付勢する弾性部材とを備え、前記プランジャーに対し外力が加わっていないとき、前記プランジャーは元位置に保持され前記ダイアフラムは前記流体通路を遮断し、前記プランジャーに対し外力が加わると、前記プランジャーは前記弾性部材の付勢力に抗して前進し前記ダイアフラムは前記流体通路を開放するノーマルクローズ形の二方口弁の方向切換弁において、前記プランジャーに形状記憶合金ワイヤを付設し、該形状記憶合金ワイヤは、通電加熱もしくは外部からの加熱により収縮変形し、該収縮変形により前記プランジャーに対し前記外力を加えるよう構成されることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明による三方口の方向切換弁は、軸方向へ往復動可能な第１プランジャーと、前記第１プランジャーの端部に配置される第１ダイアフラムと、前記第１ダイアフラムによって開閉する第１流体通路と、前記第１プランジャーと同一の軸方向へ往復動可能な第２プランジャーと、前記第２プランジャーの端部に配置される第２ダイアフラムと、前記第２ダイアフラムによって開閉する第２流体通路と、前記第１ダイアフラムと前記第２ダイアフラムとの間に配置されるステムと、前記第１プランジャーを前記第２プランジャーへ向かう方向に付勢する第１弾性部材と、前記第２プランジャーを前記第１プランジャーへ向かう方向に付勢する第２弾性部材とを備え、前記第１プランジャーに対し外力が加えられていないとき、前記第１弾性部材の付勢力が前記第２弾性部材の付勢力を上回り、前記第１プランジャー、前記第１ダイアフラム、前記ステム、前記第２ダイアフラム及び前記第２プランジャーは全体として前記第１弾性部材から離れる方向に位置し前記第１ダイアフラムは前記第１流体通路を遮断しかつ前記第２ダイアフラムは前記第２流体通路を開放し、前記第１プランジャーに外力が加わると、該外力により前記第１弾性部材の付勢力が無効化され、前記第２弾性部材の付勢力により前記第１プランジャー、前記第１ダイアフラム、前記ステム、前記第２ダイアフラム及び前記第２プランジャーは全体として前記第１弾性部材に接近する方向へ移動し前記第１ダイアフラムは前記第１流体通路を開放しかつ前記第２ダイアフラムは前記第２流体通路を遮断する三方口の方向切換弁において、前記第１プランジャーに形状記憶合金ワイヤを付設し、該形状記憶合金ワイヤは、通電加熱もしくは外部からの加熱により収縮変形し、該収縮変形により前記第１プランジャーに対し前記外力を加えるよう構成されることを特徴とする。
【００１８】
本発明によるノーマルクローズ形の二方口の方向切換弁及び三方口の方向切換弁によると、形状記憶合金ワイヤの収縮変形によりプランジャー及び第１プランジャーに外力を加えるよう構成したため、方向切換弁全体としての発熱を抑えるとともに小型化が可能になる。
【００１９】
ここで、前記プランジャー及び前記第１プランジャーは、それぞれ、折り曲げ状態の形状記憶合金ワイヤが挿入されるワイヤ挿入穴と、該ワイヤ挿入穴内を横切るように装着され、該ワイヤ挿入穴に挿入された形状記憶合金ワイヤの折り曲げ部位と係合し、該形状記憶合金ワイヤを前記ワイヤ挿入穴内に係留するピンとを有する。上記のようにして形状記憶合金ワイヤをプランジャー及び第１プランジャーに付設することにより、プランジャー及び第１プランジャーを駆動する機構の小型化を図ることができる。
【００２０】
また、本発明によるノーマルオープン形の二方口の方向切換弁は、軸方向へ往復動可能なプランジャーと、前記プランジャーの端部に取着されるダイアフラムと、前記ダイアフラムによって開閉する流体通路と、前記プランジャーを元位置の方向へ付勢する弾性部材とを備え、前記プランジャーに対し外力が加わっていないとき、前記プランジャーは元位置に保持され前記ダイアフラムは前記流体通路を開放し、前記プランジャーに対し外力が加わると、前記プランジャーは前記弾性部材の付勢力に抗して前進し前記ダイアフラムは前記流体通路を遮断するノーマルオープン形の二方口の方向切換弁において、前記プランジャーに形状記憶合金ワイヤを付設し、該形状記憶合金ワイヤは、通電加熱もしくは外部からの加熱により収縮変形し、該収縮変形により前記プランジャーに対し前記外力を加えるよう構成されることを特徴とする。
【００２１】
本発明によるノーマルオープン形の二方口の方向切換弁によると、形状記憶合金ワイヤの収縮変形によりプランジャーに外力を加えるよう構成したため、方向切換弁全体としての発熱を抑えるとともに小型化が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
（１）ノーマルクローズ形の二方口の方向切換弁（図１〜図５）
図１は、本発明の一実施形態に係るノーマルクローズ形の二方口の方向切換弁の平面図、図２は、図１図示II-II断面図であって閉弁時の断面図、図３は、図１図示II-II断面図であって開弁時の断面図、図４は、図１図示IV-IV断面図、図５は、図１〜図４に示す方向切換弁の組立工程図をそれぞれ示す。
【００２４】
図１〜図５において、方向切換弁１００は、ブラケット１と、このブラケット１にビス２（図５（C））で固定されたボディ３と、ブラケット１から外部に延びたコード４と、ブラケット１に被せられた蓋体５とを備える。
【００２５】
ボディ３において、当該方向切換弁１００に連結される図示しない機器との連結部には、ガスケット６を収容するガスケット収容溝７が形成されている。また、ボディ３においてブラケット１側の端部には、ダイアフラム８、断面ほぼT字状のプランジャー９の大径部９a及び円筒状のダイアフラム押え１０を収容するダイアフラム収容室１１（図５（C））が形成されている。ダイアフラム収容室１１とガスケット収容溝７との間には、流入通路（流体通路）１２及び流出通路１３が形成されており、流入通路１２は、ガスケット６の２つの孔部６a,６bのうちの一方の孔部６aに連通し、流出通路１３は、他方の孔部６bに連通している。流入通路１２は、プランジャー９の軸心の延長上に形成されている。
【００２６】
ブラケット１においてボディ３側の端部には、断面ほぼT字状のプランジャー９の小径部９bと弾性部材としてのスプリング１４とを収容するプランジャー収容室１５（図５（C））が形成されている。プランジャー大径部９aはプランジャー収容室１５内に進入可能である。また、ブラケット１において蓋体５側の端部には、プランジャー収容室１５に連通し、折り曲げ状態の形状記憶合金ワイヤ１６が挿通されたワイヤ挿通貫通孔１７（図５（C））が形成されている。
【００２７】
プランジャー大径部９aの後面には、ダイアフラム８を保持するための断面ほぼT字状の係止リブ９cが形成されている。ダイアフラム８の前面には、プランジャー９の係止リブ９cを収容するリブ収容部８aが形成されている。ダイアフラム８の外周縁部８bは、円筒状のダイアフラム押え１０の環状後面１０aと、ダイアフラム収容室１１の環状段差面１１a（図５（C））とによって挟持されている。ダイアフラム８の後面中央には弁体部８cが突設されている。この弁体部８cは、プランジャー９が元位置（復帰位置）にあるとき（図２の状態のとき）、流入通路１２のプランジャー９側の開口部１２aに圧接して流入通路１２を遮断し、流入通路１２と流出通路１３との間を遮断する。また、弁体部８cは、プランジャー９が前進位置にあるとき（図３の状態のとき）、流入通路１２のプランジャー９側の開口部１２aから離れて流入通路１２を開放し、流入通路１２から流出通路１３へと向かう流体通路を開放する。
【００２８】
プランジャー小径部９bの外周には、スプリング１４が嵌められている。スプリング１４は、プランジャー大径部９aの環状前面９dとプランジャー収容室１５の環状段差面１５aとの間に圧縮状態で配置され、プランジャー９に対し常に復帰方向（図２図示矢印a方向）の付勢力を加えている。
【００２９】
プランジャー小径部９bには、流入通路１２の反対側つまり図２図示矢印b方向へ開口するワイヤ挿入穴９eが形成されている。また、プランジャー小径部９bには、ワイヤ挿入穴９e内を横切るようにピン９fが装着されている。
【００３０】
ワイヤ挿入穴９eには、形状記憶合金ワイヤ１６が折り曲げ状態で挿入されている。形状記憶合金ワイヤ１６は、その折り曲げ部位１６aがピン９fと係合することによってワイヤ挿入穴９e内に係留されている。形状記憶合金ワイヤ１６の両端部は、ブラケット１の前面にネジ１８によって固定されている。ブラケット１の前面には、上記ネジ１８によってリード線１９の一端部が固定されており、形状記憶合金ワイヤ１６とリード線１９は電気的に接続されている。リード線１９の他端部は、ブラケット１の前面においてコード４の端部と接続されている。
【００３１】
上記のように構成される方向切換弁１００の組立作業は、次のように行われる。
【００３２】
まず、図５（A）に示すように、プランジャー９の小径部９bのワイヤ挿入穴９eに折り曲げ状態の形状記憶合金ワイヤ１６を挿入し、ピン９fを装着してピン９fと形状記憶合金ワイヤ１６の折り曲げ部位１６aとが係合するようにピン９fをプランジャー小径部９bに装着する。次に、図５（B）に示すように、プランジャー小径部９bの外周にスプリング１４を嵌めるとともに、プランジャー大径部９aの外周にダイアフラム押え１０を嵌め、さらに、ダイアフラム８のリブ収容部８aにプランジャー大径部９aの係止リブ９cを収めてダイアフラム８をプランジャー９に組付ける。次に、図５（C）に示すように、図５（B）図示の組付体２００の形状記憶合金ワイヤ１６をブラケット１のプランジャー収容室１５及びワイヤ挿通貫通孔１７に順に通し、組付体２００のプランジャー小径部９b及びスプリング１４をプランジャー収容室１５に収容するとともに、組付体２００のダイアフラム押え１０及びダイアフラム８をボディ３のダイアフラム収容室１１に収容し、ネジ２によってブラケット１にボディ３を固定する。その後は図示しないが、形状記憶合金ワイヤ１６、リード線１９及びコード４をブラケット１に固定するとともに蓋体５をブラケット１に固定することなどによって図１図示の方向切換弁１００を得ることができる。
【００３３】
次に、上記のような構成の方向切換弁１００の動作を説明する。
【００３４】
形状記憶合金ワイヤ１６に電流を流していないときには、形状記憶合金ワイヤ１６は伸長状態にあり、図２に示すように、プランジャー９はスプリング１４の付勢力によりダイアフラム８の弁体部８cを流入通路１２のプランジャー９側の開口部１２aに押し付けている。このため、流入通路１２は遮断状態にあり、流入通路１２から流出通路１３へ至る通路は遮断状態にある。
【００３５】
その後、コード４及びリード線１９を介して形状記憶合金ワイヤ１６に通電をすると、形状記憶合金ワイヤ１６は発熱して収縮するようになる。この収縮力はピン９fを介してプランジャー９を前進させる方向（図２図示矢印b方向）の力であり、スプリング１４の付勢力に抗してプランジャー９を前進させる。プランジャー９が前進すると、図３に示すように、ダイアフラム８の弁体部８cは流入通路１２のプランジャー９側の開口部１２aから離れるようになり、このため、流入通路１２は開放し、流入通路１２から流出通路１３へ至る通路は開放する。
【００３６】
その後、通電を停止すると、形状記憶合金ワイヤ１６は再び伸長状態に戻り、スプリング１４の付勢力によりダイアフラム８の弁体部８cは再び流入通路１２の開口部１２aに押し付けられ、流入通路１２から流出通路１３へ至る通路は遮断状態に戻る。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態によるノーマルクローズ形の二方口の方向切換弁１００は、軸方向へ往復動可能なプランジャー９と、プランジャー９の大径部（端部）９aに取着されるダイアフラム８と、ダイアフラム８によって開閉する流入通路（流体通路）１２と、プランジャー９を元位置の方向へ付勢するスプリング（弾性部材）１４とを備え、プランジャー９に対し外力が加わっていないとき、プランジャー９は元位置に保持されダイアフラム８は流体通路１２を遮断し、プランジャー９に対し外力が加わると、プランジャー９は弾性部材１４の付勢力に抗して前進しダイアフラム８は流体通路１２を開放する。そして、プランジャー９に付設した形状記憶合金ワイヤ１６は、通電加熱により収縮変形し、収縮変形によりプランジャー９に対し外力を加える。
【００３８】
本実施形態の方向切換弁１００によると、形状記憶合金ワイヤ１６の収縮変形によりプランジャー９に外力を加えるよう構成したため、方向切換弁全体としての発熱を抑えるとともに小型化が可能になる。なお、形状記憶合金ワイヤ１６の収縮変形は、通電加熱に代えて、外部からの加熱によるものとしてもよい。
【００３９】
また、プランジャー９は、折り曲げ状態の形状記憶合金ワイヤ１６が挿入されるワイヤ挿入穴９eと、ワイヤ挿入穴９e内を横切るように装着され、ワイヤ挿入穴９eに挿入された形状記憶合金ワイヤ１６の折り曲げ部位１６aと係合し、形状記憶合金ワイヤ１６をワイヤ挿入穴９e内に係留するピン９fとを有する。上記のようにして形状記憶合金ワイヤ１６をプランジャー９に付設することにより、プランジャー９を駆動する機構の小型化を図ることができる。
【００４０】
（２）三方口の方向切換弁（図６）
図６は、本発明の他の実施形態に係る三方口の方向切換弁３００の断面図を示す。
【００４１】
図６において、方向切換弁３００は、ボディ３と、ボディ３の両側にそれぞれ取着された第１ブラケット１A及び第２ブラケット１Bと、第１ブラケット１Aから外部に延びたコード４と、第１ブラケット１Aに被せられた蓋体５とを備える。
【００４２】
ボディ３において、当該方向切換弁３００に連結される図示しない機器との連結部には、ガスケット６を収容するガスケット収容溝７が形成されている。
【００４３】
また、ボディ３において第１ブラケット１A側の端部には、第１ダイアフラム８A、断面ほぼT字状の第１プランジャー９Aの大径部９Aa及び円筒状の第１ダイアフラム押え１０を収容する第１ダイアフラム収容室１１Aが形成されている。
【００４４】
第１ダイアフラム収容室１１Aとガスケット収容溝７との間には、第１流入通路（第１流体通路）１２A及び第１流出通路１３Aが形成されている。第１流入通路１２Aは、L字状に形成されており、第１プランジャー９Aの軸心の延長上に位置する第１分岐通路部１２Aaと、この第１分岐通路部１２Aaから直角に折れ曲がった共通通路部１２bとから構成されている。
【００４５】
また、ボディ３において第２ブラケット１B側の端部には、第２ダイアフラム８Bを収容する第２ダイアフラム収容室１１Bが形成されている。
【００４６】
第２ダイアフラム収容室１１Bとガスケット収容溝７との間には、第２流入通路（第２流体通路）１２B及び第２流出通路１３Bが形成されている。第２流入通路１２Bは、L字状に形成されており、第２プランジャー９Bの軸心の延長上に位置する第２分岐通路部１２Baと、この第２分岐通路部１２Baから直角に折れ曲がった共通通路部１２bとから構成されている。
【００４７】
第１流入通路１２A及び第２流入通路１２Bにおいて、第１分岐通路部１２Aaと第２分岐通路部１２Baとは互いに直線状に連通しており、かつ、共通通路部１２bは互いに共通した通路を構成し、共通通路部１２bは、第１分岐通路部１２Aaと第２分岐通路部１２Baとの接続部位からガスケット収容溝７へ向かって延在している。
【００４８】
第１分岐通路部１２Aaと第２分岐通路部１２Baには、ステム３７が配置されている。ステム３７の第１端部３７aは第１ダイアフラム８Aの第１凹部８Adに挿入され、また、ステム３７の第２端部３７bは第２ダイアフラム８Bの第２凹部８Bdに挿入されている。
【００４９】
第１ブラケット１Aにおいてボディ３側の端部には、断面ほぼT字状の第１プランジャー９Aの小径部９Abと第１弾性部材としての第１スプリング１４Aとを収容する第１プランジャー収容室１５Aが形成されている。第１プランジャー大径部９Aaは第１プランジャー収容室１５A内に進入可能である。また、第１ブラケット１Aにおいて蓋体５側の端部には、第１プランジャー収容室１５Aに連通し、折り曲げ状態の形状記憶合金ワイヤ１６が挿通されたワイヤ挿通貫通孔１７が形成されている。
【００５０】
第１ダイアフラム８Aは、第１プランジャー大径部９Aaの第１分岐通路部１２Aa側の面と当接状態にあるとともに、その外周縁部８Abは、円筒状の第１ダイアフラム押え１０の環状面１０aと、第１ダイアフラム収容室１１Aの環状段差面１１Aaとによって挟持されている。第１ダイアフラム８Aの第１分岐通路部１２Aa側の面中央には弁体部８Acが突設されている。
【００５１】
第１プランジャー小径部９Abの外周には、第１スプリング１４Aが嵌められている。第１スプリング１４Aは、第１プランジャー大径部９Aaの環状面と第１プランジャー収容室１５Aの環状段差面との間に圧縮状態で配置され、第１プランジャー９Aに対し常に第１分岐通路部１２Aaへ向かう方向（図６図示矢印c方向）の付勢力を加えている。
【００５２】
第１プランジャー小径部９Abには、第１分岐通路部１２Aaとは反対の方向（図６図示矢印d方向）へ開口するワイヤ挿入穴９Aeが形成されている。また、第１プランジャー小径部９Abには、ワイヤ挿入穴９Ae内を横切るようにピン９Afが装着されている。
【００５３】
ワイヤ挿入穴９Aeには、形状記憶合金ワイヤ１６が折り曲げ状態で挿入されている。形状記憶合金ワイヤ１６は、その折り曲げ部位１６aがピン９Afと係合することによってワイヤ挿入穴９Ae内に係留されている。形状記憶合金ワイヤ１６の両端部は、第１ブラケット１Aに固定されている。形状記憶合金ワイヤ１６は、図示しないが、上述したノーマルクローズ形の二方口の方向切換弁と同様、リード線と電気的に接続されており、リード線はコード４と接続されている。
【００５４】
第２ブラケット１Bにおいてボディ３側の端部には、断面ほぼT字状の第２プランジャー９Bと第２弾性部材としての第２スプリング１４Bとを収容する第２プランジャー収容室１５Bが形成されている。
【００５５】
第２ダイアフラム８Bは、第２プランジャー９Bの大径部９Baの第２分岐通路部１２Ba側の面と当接状態にあるとともに、その外周縁部８Bbは、第２ダイアフラム収容室１１Bの環状段差面と、第２プランジャー収容室１５Bの環状段差面とによって挟持されている。第２ダイアフラム８Bの第２分岐通路部１２Ba側の面中央には弁体部８Bcが突設されている。
【００５６】
第２プランジャー９Bの小径部９Bbの外周には、第２弾性部材としての第２スプリング１４Bが嵌められている。第２スプリング１４Bは、第２プランジャー大径部９Baの環状面と第２プランジャー収容室１５Bの面との間に圧縮状態で配置され、第２プランジャー９Bに対し常に第２分岐通路部１２Baへ向かう方向（図６図示矢印d方向）の付勢力を加えている。
【００５７】
次に、上記のような構成の方向切換弁３００の動作を説明する。
【００５８】
形状記憶合金ワイヤ１６に電流を流していないときには、形状記憶合金ワイヤ１６は伸長状態にある。この状態のとき、第１スプリング１４Aの付勢力（図６図示矢印c方向の付勢力）が第２スプリング１４Bの付勢力（図６図示矢印d方向の付勢力）に勝るよう予め設定してあるため、図６に示すように、第１ダイアフラム８Aの弁体部８Acは第１流入通路１２Aの開口部に押し付けられ第１流入通路１２Aは遮断状態にあり、また、ステム３７を介して第２ダイアフラム８Bの弁体部８Bcは第２流入通路１２Bの開口部から離間し第２流入通路１２Bは開放状態となっている。したがって、第１流入通路１２Aから第１流出通路１３Aへ至る通路は遮断状態にあり、かつ、第２流入通路１２Bから第２流出通路１３Bへ至る通路は連通状態にある。
【００５９】
その後、コード４等を介して形状記憶合金ワイヤ１６に通電をすると、形状記憶合金ワイヤ１６は発熱して収縮するようになる。この収縮力は、ピン９fを介して第１プランジャー９Aを図６図示矢印d方向へ移動させる力として作用し、第１プランジャー９Aは第１スプリング１４Aの付勢力に抗して図６図示矢印d方向へ移動する。この第１プランジャー９Aの移動により、第２スプリング１４Bの付勢力が第２プランジャー９Bを図６図示矢印d方向へ移動させる力となり、第２ダイアフラム８Bの弁体部８Bcは第２流入通路１２Bの開口部に押し付けられて第２流入通路１２Bは遮断され、また、ステム３７を介して第１ダイアフラム８Aの弁体部８Acは第１流入通路１２Aの開口部から離間して第１流入通路１２Aは開放される。これにより、第１流入通路１２Aから第１流出通路１３Aへ至る通路は連通状態となり、かつ、第２流入通路１２Bから第２流出通路１３Bへ至る通路は遮断状態となる。
【００６０】
その後、通電を停止すると、形状記憶合金ワイヤ１６は伸長状態に戻り、第１スプリング１４Aの付勢力により第１ダイアフラム８A及び第２ダイアフラム８Bは元の状態に戻り、第１流入通路１２Aから第１流出通路１３Aへ至る通路は遮断状態となり、かつ、第２流入通路１２Bから第２流出通路１３Bへ至る通路は連通状態となる。
【００６１】
以上説明したように、本実施形態による三方口の方向切換弁３００は、軸方向へ往復動可能な第１プランジャー９Aと、第１プランジャー９Aの端部に配置される第１ダイアフラム８Aと、第１ダイアフラム８Aによって開閉する第１流体通路（第１流入通路１２A）と、第１プランジャー９Aと同一の軸方向へ往復動可能な第２プランジャー９Bと、第２プランジャー９Bの端部に配置される第２ダイアフラム８Bと、第２ダイアフラム８Bによって開閉する第２流体通路（第２流入通路１２B）と、第１ダイアフラム８Aと第２ダイアフラム８Bとの間に配置されるステム３７と、第１プランジャー９Aを第２プランジャー９Bへ向かう方向に付勢する第１弾性部材（第１スプリング１４A）と、第２プランジャー９Bを第１プランジャー９Aへ向かう方向に付勢する第２弾性部材（第２スプリング１４B）とを備え、第１プランジャー９Aに対し外力が加えられていないとき、第１弾性部材１４Aの付勢力が第２弾性部材１４Bの付勢力を上回り、第１プランジャー９A、第１ダイアフラム８A、ステム３７、第２ダイアフラム８B及び第２プランジャー９Bは全体として第１弾性部材１４Aから離れる方向に位置し第１ダイアフラム８Aは第１流体通路１２Aを遮断しかつ第２ダイアフラム８Bは第２流体通路１２Bを開放し、第１プランジャー９Aに外力が加わると、該外力により第１弾性部材１４Aの付勢力が無効化され、第２弾性部材１４Bの付勢力により第１プランジャー９A、第１ダイアフラム８A、ステム３７、第２ダイアフラム８B及び第２プランジャー９Bは全体として第１弾性部材１４Aに接近する方向へ移動し第１ダイアフラム８Aは第１流体通路１２Aを開放しかつ第２ダイアフラム８Bは第２流体通路１２Bを遮断する。そして、第１プランジャー９Aに付設した形状記憶合金ワイヤ１６は、通電加熱により収縮変形し、収縮変形により第１プランジャー９Aに対し外力を加える。
【００６２】
本実施形態による三方口の方向切換弁３００によると、形状記憶合金ワイヤ１６の収縮変形により第１プランジャー９Aに外力を加えるよう構成したため、方向切換弁全体としての発熱を抑えるとともに小型化が可能になる。なお、形状記憶合金ワイヤ１６の収縮変形は、通電加熱の代わりに、外部からの加熱によるものとしてもよい。
【００６３】
ここで、第１プランジャー９Aは、折り曲げ状態の形状記憶合金ワイヤ１６が挿入されるワイヤ挿入穴９Aeと、ワイヤ挿入穴９Ae内を横切るように装着され、ワイヤ挿入穴９Aeに挿入された形状記憶合金ワイヤ１６の折り曲げ部位１６aと係合し、形状記憶合金ワイヤ１６をワイヤ挿入穴９Ae内に係留するピン９Afとを有する。上記のようにして形状記憶合金ワイヤ１６を第１プランジャー９Aに付設することにより、第１プランジャー９Aを駆動する機構の小型化を図ることができる。
【００６４】
（３）ノーマルオープン形の二方口の方向切換弁（図７及び図８）
図７は、本発明の他の実施形態に係るノーマルオープン形の二方口の方向切換弁４００の断面図であって開弁時の断面図、図８は、同方向切換弁４００の閉弁時の断面図を示す。
【００６５】
図７及び図８において、方向切換弁４００は、ブラケット１、このブラケット１に取着されたボディ３、ブラケット１から外部に延びたコード４、ブラケット１に取着されたケース６０などを備える。
【００６６】
ボディ３において、当該方向切換弁４００に連結される図示しない機器との連結部には、ほぼ８字形状のガスケット６を収容するガスケット収容溝７が形成されている。
【００６７】
また、ボディ３においてブラケット１側の端部には、ダイアフラム収容室１１が形成されている。ダイアフラム収容室１１には、ダイアフラム８、スプリング受け９gの小径部９h、円筒状のダイアフラム押え１０及び弾性部材としてのスプリング１４が収容されている。スプリング受け９gは、プランジャー９の構成要素となる。ダイアフラム押え１０はスプリング受け部を有している。ダイアフラム８の外周縁部８bは、ダイアフラム収容室１１の環状段差面とダイアフラム押え１０のスプリング受け部とによって挟持されている。スプリング１４は、スプリング受け小径部９hの外周に嵌められ、スプリング受け９gの環状面とダイアフラム押え１０の環状面との間に圧縮状態で配置されている。
【００６８】
ダイアフラム収容室１１とガスケット収容溝７との間には、流入通路（流体通路）１２及び流出通路１３が形成されており、流入通路１２は、８字形状のガスケット６の２つの孔部６a,６bのうちの一方の孔部６aに連通し、流出通路１３は、他方の孔部６bに連通している。流入通路１２は、プランジャー９の軸心の延長上に形成されている。流入通路１２の開口部にはダイアフラム８の弁体部８cが対向配置されている。
【００６９】
ブラケット１においてボディ３側の端部には、プランジャー収容室１５が形成されている。プランジャー収容室１５には、スプリング受け９gの大径部９iが収容されている。また、ブラケット１には、ステム収容貫通孔６２が形成されている。ステム収容貫通孔６２には、ステム６１がプランジャー９の軸心方向に移動可能に収容されている。ステム６１は、プランジャー９の構成要素であり、ステム６１の一端部６１aはスプリング受け大径部９iと当接可能である。
【００７０】
ブラケット１のダイアフラム８側とは反対側の端部には、突起部６３が形成されており、この突起部６３に円筒状のガイド６４が取着されている。ガイド６４の内周面にはプランジャー９の構成要素であるプランジャー本体６５が軸心方向に移動可能に収容されている。プランジャー本体６５はステム６１の他端部６１bと当接可能である。ブラケット１の突起部６３とプランジャー本体６５との間には、クッションゴム６６が配置されている。
【００７１】
プランジャー本体６５には、ピン６７が取着されており、このピン６７に、形状記憶合金ワイヤ１６の折り曲げ部位１６aが係合している。形状記憶合金ワイヤ１６の両端部は、ブラケット１に固定されている。形状記憶合金ワイヤ１６は、リード線１９と電気的に接続されており、リード線１９はコード４と接続されている。
【００７２】
次に、上記のような構成の方向切換弁４００の動作を説明する。
【００７３】
形状記憶合金ワイヤ１６に電流を流していないときには、形状記憶合金ワイヤ１６は伸長状態にあり、図７に示すように、プランジャー９（スプリング受け９g、ステム６１、プランジャー本体６５）及びダイアフラム８は、スプリング１４の付勢力（図７図示矢印f方向の力）により全体として流入通路１２の開口部から離れて位置し、ダイアフラム８の弁体部８cは流入通路１２を開放し、流入通路１２から流出通路１３に至る通路は連通状態にある。
【００７４】
その後、コード４及びリード線１９を介して形状記憶合金ワイヤ１６に通電をすると、形状記憶合金ワイヤ１６は発熱して収縮するようになる。この収縮力はピン６７を介してプランジャー９を前進させる方向（図７図示矢印e方向）の力であり、スプリング１４の付勢力に抗してプランジャー９を前進させる。プランジャー９が前進すると、図８に示すように、ダイアフラム８の弁体部８cは流入通路１２の開口部に押し付けられ、このため、流入通路１２は遮断され、流入通路１２から流出通路１３に至る通路は遮断される。
【００７５】
その後、通電を停止すると、形状記憶合金１６は再び伸長状態に戻り、スプリング１４の付勢力により、プランジャー９は元位置に復帰し、流入通路１２から流出通路１３に至る通路は開放される。
【００７６】
以上説明したように、本実施形態によるノーマルオープン形の二方口の方向切換弁４００は、軸方向へ往復動可能なプランジャー９と、プランジャー９の端部に取着されるダイアフラム８と、ダイアフラム８によって開閉する流体通路（流入通路１２）と、プランジャー９を元位置の方向へ付勢する弾性部材（スプリング１４）とを備え、プランジャー９に対し外力が加わっていないとき、プランジャー９は元位置に保持されダイアフラム８は流体通路１２を開放し、プランジャー９に対し外力が加わると、プランジャー９は弾性部材１４の付勢力に抗して前進しダイアフラム８は流体通路１２を遮断する。そして、プランジャー９に付設した形状記憶合金ワイヤ１６は、通電加熱により収縮変形し、該収縮変形によりプランジャー９に対し外力を加える。
【００７７】
本実施形態によるノーマルオープン形の二方口の方向切換弁４００によると、形状記憶合金ワイヤ１６の収縮変形によりプランジャー９に外力を加えるよう構成したため、方向切換弁全体としての発熱を抑えるとともに小型化が可能になる。なお、形状記憶合金ワイヤ１６の収縮変形は、通電加熱の代わりに、外部からの加熱によるものとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の一実施形態に係るノーマルクローズ形の二方口の方向切換弁の平面図である。
【図２】図１図示II-II断面図であって閉弁時の断面図である。
【図３】図１図示II-II断面図であって開弁時の断面図である。
【図４】図１図示IV-IV断面図である。
【図５】図１〜図４に示す方向切換弁の組立工程図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る三方口の方向切換弁の断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係るノーマルオープン形の二方口の方向切換弁の断面図であって開弁時の断面図である。
【図８】同方向切換弁の閉弁時の断面図である。
【図９】従来のノーマルクローズ形の二方口の方向切換弁の平面図である。
【図１０】図９図示X-X断面図であって閉弁時の断面図である。
【図１１】従来の三方口の方向切換弁の断面図である。
【図１２】従来のノーマルオープン形の二方口の方向切換弁の断面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１００ ノーマルクローズ形の二方口の方向切換弁
３００ 三方口の方向切換弁
４００ ノーマルオープン形の二方口の方向切換弁
８ ダイアフラム
８A 第１ダイアフラム
８B 第２ダイアフラム
９ プランジャー
９A 第１プランジャー
９B 第２プランジャー
９e ワイヤ挿通穴
９f ピン
１２ 流入通路（流体通路）
１２A 第１流入通路（第１流体通路）
１２B 第２流入通路（第２流体通路）
１４ スプリング（弾性部材）
１４A 第１スプリング（第１弾性部材）
１４B 第２スプリング（第２弾性部材）
１６ 形状記憶合金ワイヤ
１６a 折り曲げ部位
３７ ステム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向へ往復動可能なプランジャーと、前記プランジャーの端部に取着されるダイアフラムと、前記ダイアフラムによって開閉する流体通路と、前記プランジャーを元位置の方向へ付勢する弾性部材とを備え、前記プランジャーに対し外力が加わっていないとき、前記プランジャーは元位置に保持され前記ダイアフラムは前記流体通路を遮断し、前記プランジャーに対し外力が加わると、前記プランジャーは前記弾性部材の付勢力に抗して前進し前記ダイアフラムは前記流体通路を開放するノーマルクローズ形の二方口の方向切換弁において、
前記プランジャーに形状記憶合金ワイヤを付設し、該形状記憶合金ワイヤは、通電加熱もしくは外部からの加熱により収縮変形し、該収縮変形により前記プランジャーに対し前記外力を加えるよう構成されることを特徴とするノーマルクローズ形の二方口の方向切換弁。
【請求項２】
前記プランジャーは、
折り曲げ状態の形状記憶合金ワイヤが挿入されるワイヤ挿入穴と、
前記ワイヤ挿入穴内を横切るように装着され、該ワイヤ挿入穴に挿入された形状記憶合金ワイヤの折り曲げ部位と係合し、該形状記憶合金ワイヤを前記ワイヤ挿入穴内に係留するピンと
を有することを特徴とする請求項１に記載のノーマルクローズ形の二方口の方向切換弁。
【請求項３】
軸方向へ往復動可能な第１プランジャーと、前記第１プランジャーの端部に配置される第１ダイアフラムと、前記第１ダイアフラムによって開閉する第１流体通路と、前記第１プランジャーと同一の軸方向へ往復動可能な第２プランジャーと、前記第２プランジャーの端部に配置される第２ダイアフラムと、前記第２ダイアフラムによって開閉する第２流体通路と、前記第１ダイアフラムと前記第２ダイアフラムとの間に配置されるステムと、前記第１プランジャーを前記第２プランジャーへ向かう方向に付勢する第１弾性部材と、前記第２プランジャーを前記第１プランジャーへ向かう方向に付勢する第２弾性部材とを備え、前記第１プランジャーに対し外力が加えられていないとき、前記第１弾性部材の付勢力が前記第２弾性部材の付勢力を上回り、前記第１プランジャー、前記第１ダイアフラム、前記ステム、前記第２ダイアフラム及び前記第２プランジャーは全体として前記第１弾性部材から離れる方向に位置し前記第１ダイアフラムは前記第１流体通路を遮断しかつ前記第２ダイアフラムは前記第２流体通路を開放し、前記第１プランジャーに外力が加わると、該外力により前記第１弾性部材の付勢力が無効化され、前記第２弾性部材の付勢力により前記第１プランジャー、前記第１ダイアフラム、前記ステム、前記第２ダイアフラム及び前記第２プランジャーは全体として前記第１弾性部材に接近する方向へ移動し前記第１ダイアフラムは前記第１流体通路を開放しかつ前記第２ダイアフラムは前記第２流体通路を遮断する三方口の方向切換弁において、
前記第１プランジャーに形状記憶合金ワイヤを付設し、該形状記憶合金ワイヤは、通電加熱もしくは外部からの加熱により収縮変形し、該収縮変形により前記第１プランジャーに対し前記外力を加えるよう構成されることを特徴とする三方口の方向切換弁。
【請求項４】
前記第１プランジャーは、
折り曲げ状態の形状記憶合金ワイヤが挿入されるワイヤ挿入穴と、
前記ワイヤ挿入穴内を横切るように装着され、該ワイヤ挿入穴に挿入された形状記憶合金ワイヤの折り曲げ部位と係合し、該形状記憶合金ワイヤを前記ワイヤ挿入穴内に係留するピンと
を有することを特徴とする請求項３に記載の三方口の方向切換弁。
【請求項５】
軸方向へ往復動可能なプランジャーと、前記プランジャーの端部に取着されるダイアフラムと、前記ダイアフラムによって開閉する流体通路と、前記プランジャーを元位置の方向へ付勢する弾性部材とを備え、前記プランジャーに対し外力が加わっていないとき、前記プランジャーは元位置に保持され前記ダイアフラムは前記流体通路を開放し、前記プランジャーに対し外力が加わると、前記プランジャーは前記弾性部材の付勢力に抗して前進し前記ダイアフラムは前記流体通路を遮断するノーマルオープン形の二方口の方向切換弁において、
前記プランジャーに形状記憶合金ワイヤを付設し、該形状記憶合金ワイヤは、通電加熱もしくは外部からの加熱により収縮変形し、該収縮変形により前記プランジャーに対し前記外力を加えるよう構成されることを特徴とするノーマルオープン形の二方口の方向切換弁。
【請求項１】
軸方向へ往復動可能なプランジャーと、前記プランジャーの端部に取着されるダイアフラムと、前記ダイアフラムによって開閉する流体通路と、前記プランジャーを元位置の方向へ付勢する弾性部材とを備え、前記プランジャーに対し外力が加わっていないとき、前記プランジャーは元位置に保持され前記ダイアフラムは前記流体通路を遮断し、前記プランジャーに対し外力が加わると、前記プランジャーは前記弾性部材の付勢力に抗して前進し前記ダイアフラムは前記流体通路を開放するノーマルクローズ形の二方口の方向切換弁において、
前記プランジャーに形状記憶合金ワイヤを付設し、該形状記憶合金ワイヤは、通電加熱もしくは外部からの加熱により収縮変形し、該収縮変形により前記プランジャーに対し前記外力を加えるよう構成されることを特徴とするノーマルクローズ形の二方口の方向切換弁。
【請求項２】
前記プランジャーは、
折り曲げ状態の形状記憶合金ワイヤが挿入されるワイヤ挿入穴と、
前記ワイヤ挿入穴内を横切るように装着され、該ワイヤ挿入穴に挿入された形状記憶合金ワイヤの折り曲げ部位と係合し、該形状記憶合金ワイヤを前記ワイヤ挿入穴内に係留するピンと
を有することを特徴とする請求項１に記載のノーマルクローズ形の二方口の方向切換弁。
【請求項３】
軸方向へ往復動可能な第１プランジャーと、前記第１プランジャーの端部に配置される第１ダイアフラムと、前記第１ダイアフラムによって開閉する第１流体通路と、前記第１プランジャーと同一の軸方向へ往復動可能な第２プランジャーと、前記第２プランジャーの端部に配置される第２ダイアフラムと、前記第２ダイアフラムによって開閉する第２流体通路と、前記第１ダイアフラムと前記第２ダイアフラムとの間に配置されるステムと、前記第１プランジャーを前記第２プランジャーへ向かう方向に付勢する第１弾性部材と、前記第２プランジャーを前記第１プランジャーへ向かう方向に付勢する第２弾性部材とを備え、前記第１プランジャーに対し外力が加えられていないとき、前記第１弾性部材の付勢力が前記第２弾性部材の付勢力を上回り、前記第１プランジャー、前記第１ダイアフラム、前記ステム、前記第２ダイアフラム及び前記第２プランジャーは全体として前記第１弾性部材から離れる方向に位置し前記第１ダイアフラムは前記第１流体通路を遮断しかつ前記第２ダイアフラムは前記第２流体通路を開放し、前記第１プランジャーに外力が加わると、該外力により前記第１弾性部材の付勢力が無効化され、前記第２弾性部材の付勢力により前記第１プランジャー、前記第１ダイアフラム、前記ステム、前記第２ダイアフラム及び前記第２プランジャーは全体として前記第１弾性部材に接近する方向へ移動し前記第１ダイアフラムは前記第１流体通路を開放しかつ前記第２ダイアフラムは前記第２流体通路を遮断する三方口の方向切換弁において、
前記第１プランジャーに形状記憶合金ワイヤを付設し、該形状記憶合金ワイヤは、通電加熱もしくは外部からの加熱により収縮変形し、該収縮変形により前記第１プランジャーに対し前記外力を加えるよう構成されることを特徴とする三方口の方向切換弁。
【請求項４】
前記第１プランジャーは、
折り曲げ状態の形状記憶合金ワイヤが挿入されるワイヤ挿入穴と、
前記ワイヤ挿入穴内を横切るように装着され、該ワイヤ挿入穴に挿入された形状記憶合金ワイヤの折り曲げ部位と係合し、該形状記憶合金ワイヤを前記ワイヤ挿入穴内に係留するピンと
を有することを特徴とする請求項３に記載の三方口の方向切換弁。
【請求項５】
軸方向へ往復動可能なプランジャーと、前記プランジャーの端部に取着されるダイアフラムと、前記ダイアフラムによって開閉する流体通路と、前記プランジャーを元位置の方向へ付勢する弾性部材とを備え、前記プランジャーに対し外力が加わっていないとき、前記プランジャーは元位置に保持され前記ダイアフラムは前記流体通路を開放し、前記プランジャーに対し外力が加わると、前記プランジャーは前記弾性部材の付勢力に抗して前進し前記ダイアフラムは前記流体通路を遮断するノーマルオープン形の二方口の方向切換弁において、
前記プランジャーに形状記憶合金ワイヤを付設し、該形状記憶合金ワイヤは、通電加熱もしくは外部からの加熱により収縮変形し、該収縮変形により前記プランジャーに対し前記外力を加えるよう構成されることを特徴とするノーマルオープン形の二方口の方向切換弁。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−１２５４４５（Ｐ２００６−１２５４４５Ａ）
【公開日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３１１４２５（Ｐ２００４−３１１４２５）
【出願日】平成１６年１０月２６日（２００４．１０．２６）
【出願人】（３９０００６４１５）高砂電気工業株式会社 (11)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月２６日（２００４．１０．２６）
【出願人】（３９０００６４１５）高砂電気工業株式会社 (11)
【Ｆターム（参考）】
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