CN110832236A - 阀装置 - Google Patents

阀装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110832236A
CN110832236A CN201880044044.0A CN201880044044A CN110832236A CN 110832236 A CN110832236 A CN 110832236A CN 201880044044 A CN201880044044 A CN 201880044044A CN 110832236 A CN110832236 A CN 110832236A
Authority
CN
China
Prior art keywords
vibration
power generation
actuator
valve
valve device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201880044044.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110832236B (zh
Inventor
相川献治
篠原努
松田隆博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujikin Inc
Original Assignee
Fujikin Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujikin Inc filed Critical Fujikin Inc
Publication of CN110832236A publication Critical patent/CN110832236A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110832236B publication Critical patent/CN110832236B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/004—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by piezoelectric means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K7/00—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves
    • F16K7/12—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm
    • F16K7/14—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm arranged to be deformed against a flat seat
    • F16K7/17—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm arranged to be deformed against a flat seat the diaphragm being actuated by fluid pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/005—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion using electro- or magnetostrictive actuation means
    • F16F15/007—Piezoelectric elements being placed under pre-constraint, e.g. placed under compression
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/04—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means
    • F16F15/06—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means with metal springs
    • F16F15/067—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means with metal springs using only wound springs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/04—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means
    • F16F15/06—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means with metal springs
    • F16F15/073—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means with metal springs using only leaf springs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K15/00—Check valves
    • F16K15/02—Check valves with guided rigid valve members
    • F16K15/025—Check valves with guided rigid valve members the valve being loaded by a spring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K47/00—Means in valves for absorbing fluid energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K47/00—Means in valves for absorbing fluid energy
    • F16K47/02—Means in valves for absorbing fluid energy for preventing water-hammer or noise
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K51/00—Other details not peculiar to particular types of valves or cut-off apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/18—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/101—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical and mechanical input and output, e.g. having combined actuator and sensor parts
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/30—Piezoelectric or electrostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. functioning as generators or sensors
    • H10N30/304—Beam type
    • H10N30/306—Cantilevers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/802—Circuitry or processes for operating piezoelectric or electrostrictive devices not otherwise provided for, e.g. drive circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
  • Fluid-Driven Valves (AREA)

Abstract

提供一种能够搭载各种电子设备并且解决了布线、电池更换的问题的具有发电功能的气动式阀装置。具有：致动器(7)，其具有壳体部(10、11)和可动部(13)，该可动部(13)收纳在利用驱动流体驱动而使阀芯沿着关闭方向或打开方向移动的壳体部(10、11)；弹簧构件(30)，其对可动部(13)向抵抗驱动流体的驱动力的方向施力；以及发电减振单元(100)，其包括利用了压电元件的压电效应的、将由致动器(7)的动作所产生的振动***的振动转换为电力的发电功能和抑制施加于装置的振动的减振功能。

Description

阀装置
技术领域
本发明涉及一种阀装置。
背景技术
在阀装置的领域中，也搭载压力传感器、无线模块等电子设备以谋求装置的高功能化(参照专利文献1、2、3)。作为用于供给这些电子设备所使用的电力的手段，在专利文献2中公开了一种利用钮扣电池驱动各种传感器的方法。并且，在专利文献3中公开了一种如下这样的***，即：使高频与自控制器向电磁阀发送的控制输入叠加，在阀侧引出(日文：取り出す)高频成分而接收电力。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2011－513832号公报
专利文献2：日本特表2016－513228号公报
专利文献3：日本特开2017－020530号公报
发明内容
发明要解决的问题
在半导体制造装置所使用的、利用气压的气动式阀装置中，也需要确保用于使各种电子设备工作的电源。
作为一手段，考虑从外部向阀装置导入电源用的布线，但在设置有许多阀的流体控制装置中，不仅布线变得繁杂，而且由于防爆性的问题需要严密注意布线的设计和配设。
另外，作为一手段，如果使用电池作为电源，则布线问题解决，但需要使用与阀装置的寿命相对应的大容量的一次电池，或者定期进行电池更换作业。
专利文献3中的对电磁阀的高频叠加送电无法应用于气动式阀装置。
半导体制造装置所使用的阀装置例如设置于靠近真空泵等振动源的位置。因此，在半导体制造装置处于工作中时，阀装置始终受到来自外部的环境振动。在阀装置受到环境振动时，阀芯也受到振动，因此存在环境振动对流量造成影响的可能性。为了能够进行更加高精密的流量控制，不能忽略环境振动的影响。
本发明的一目的在于提供一种能够搭载各种电子设备并且解决了布线、电池更换的问题的具有发电功能且也能够抑制环境振动的影响的阀装置。
用于解决问题的方案
本发明的阀装置具有：致动器，其具有壳体部和可动部，该可动部收纳在利用驱动流体驱动而使阀芯沿着关闭方向或打开方向移动的所述壳体部；
弹簧构件，其对所述可动部向抵抗所述驱动流体的驱动力的方向施力；以及
发电减振单元，其包括利用了压电元件的压电效应的、将由所述致动器的动作所产生的振动***的振动转换为电力的发电功能和抑制施加于装置的振动的减振功能。
优选的是，能够采用如下这样的结构，即：还具有调整电路，该调整电路形成为能够根据从装置的外部施加的振动而控制所述振动***的动态特性。
发明的效果
根据本发明，发电减振单元将振动***的振动转换为电力从而能够发电，因此得到解决了布线、电池更换的问题的阀装置。除此之外，发电减振单元能够利用减振功能抑制从阀装置的外部施加的环境振动等振动。
附图说明
图1A是本发明的一实施方式的阀装置的外观立体图。
图1B是包含图1A的阀装置的纵截面的立体图。
图1C是图1A的阀装置的纵剖视图。
图2是发电减振单元的放大立体图。
图3A是发电减振单元的侧面图。
图3B是图3A的发电减振单元的立体图。
图4是概略地表示负载电路的一例的功能框图。
图5是概略地表示负载电路的其他例的功能框图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。另外，在本说明书和附图中，对功能实质上同样的构成要素使用相同的附图标记，而省略重复的说明。
图1A～图1C是表示本发明的一实施方式的阀装置的结构的图，图1是外观立体图，图1A是外观立体图，图1B是包含纵截面的立体图，图1C是纵剖视图。另外，在图中，箭头A1、A2表示上下方向，A1表示上方，A2表示下方。
阀装置1具有致动器部7和阀体20。一端部与管接头3连接的配管5被导入于致动器部7的内部。经由配管5向致动器部7的内部供给驱动流体，或者，自致动器部7释放的空气经由配管5向外部放出。作为驱动流体，例如使用压缩空气。
致动器部7具有闭塞了上端部的圆筒状的致动器罩10、圆筒状的致动器壳体11、致动器主体12、活塞构件13、隔膜按压件15、螺旋弹簧30以及发电减振单元100。
致动器罩10固定于下端部形成为圆环状的弹簧支承构件8，在内部空间设有电路收纳部40。在图1B、1C中，在电路收纳部40的截面施加有阴影线，但实质上，电路收纳部40成为收纳电路、二次电池等电气要素的空腔。配管5穿过致动器罩10导入致动器部7的内部。
致动器壳体11在上端侧支承弹簧支承构件8，下端侧拧入而固定于致动器主体12。
如图1C所示，致动器主体12在其下侧具有沿上下方向A1、A2引导隔膜按压件15的引导孔12a，与引导孔12a的上侧连通地形成有贯通孔12b。在致动器主体12的上侧形成有借助O型密封圈OR将活塞构件13的凸缘部13b引导为沿着上下方向A1、A2滑动自如的缸室12c。
活塞构件13在中心部具有与缸室12c连通的流通路13a。流通路13a与配管5的管路5a连通。活塞构件13的凸缘部13b和顶端轴部13c借助O型密封圈OR在缸室12c和贯通孔12b内沿着上下方向A1、A2移动自如。圆筒状的构件9设于活塞构件13的上端部，限制对活塞构件13与配管5的管路5a之间进行密封的O型密封圈OR的移动。
隔膜按压件15利用致动器主体12的引导孔12a沿着上下方向A1、A2可动。
阀体20的上侧与致动器主体12的下侧螺纹结合，该阀体20划分有底面具有开口部21a、22a的气体等的流路21、22。流路21、22与其他流路构件借助未图示的密封构件连接。
阀座16设于阀体20的流路21的周围。阀座16由PFA、PTFE等树脂形成为能够弹性变形。
隔膜17作为阀芯发挥作用，其具有比阀座16大的直径，由不锈钢、NiCo系合金等金属、氟系树脂形成为球壳状且能够弹性变形。隔膜17被致动器主体12的下端面借助按压衬块18朝向阀体20按压而能够与阀座16抵接分开地支承于阀体20。在图1C中，隔膜17被隔膜按压件15按压而弹性变形，处于被压靠于阀座16的状态。如果释放隔膜按压件15的按压，则会恢复为球壳状。在隔膜17被压靠于阀座16的状态下，流路21关闭，在隔膜17离开阀座16时，流路21打开，与流路22连通。
螺旋弹簧30设于在弹簧支承构件8的中心设置的圆筒部8a的周围，该螺旋弹簧30夹在弹簧支承构件8的弹簧支承部8b和活塞构件13的凸缘部13b之间，利用恢复力始终朝向下方A2对活塞构件13施力。由此，隔膜按压件15的上端面被活塞构件13朝向下方A2施力，而朝向阀座16按压隔膜17。
发电减振单元100借助支承构件110固定于致动器壳体11的内周面。
在此，在图2、图3A以及图3B示出发电减振单元100的构造。
发电减振单元100具有：压电双晶片102，其以收纳在螺旋弹簧30的外周和致动器壳体11的内周面之间的空间的方式形成为圆弧状；支承构件110，其在凸缘部13b上支承压电双晶片102的基端部102b；以及重量部120，其设于压电双晶片102的顶端部102a。压电双晶片102的基端部102b形成有安装孔102h，利用螺纹构件固定于支承构件110的上表面，压电双晶片102的顶端部102a成为自由端，压电双晶片102构成悬臂梁状的弹性变形部。
压电双晶片102具有用于保持机械强度的薄的金属板104和设于金属板104的表面和背面的片状的压电元件103A、103B。压电元件103A、103B与后述的负载电路600电连接。使压电双晶片102弯曲，从而压电元件103A、103B压缩或伸长，产生与其变形量对应的电动势。能够利用后述的负载电路600自压电元件103A、103B差动地引出电力。
发电减振单元100利用上述这样的结构，构成了在利用活塞构件13的上下动作施加冲击时持续衰减振动并暂时持续发电的振动***。具体而言，在活塞构件13利用作为驱动流体的压缩空气的供应而沿着上方A1上升并且其运动被限制在预定位置时发生冲击。此外，在释放压缩空气时，在螺旋弹簧30的恢复力的作用下，隔膜按压件15借助隔膜17与阀座16碰撞时产生冲击。此外，在使活塞构件13为了在中间打开状态下使用而在全开状态和全闭状态之间停止时，或者在使活塞构件13为了进行打开关闭操作而开始移动时，也会产生小的冲击。由于这些冲击，在发电减振单元100中产生振动。这样，为了吸收活塞构件13的动作方向的振动，使压电双晶片102的面安装为相对于活塞构件13的轴线大致垂直。
为了确保发电量，优选尽可能扩大发电减振单元100的面积。在本实施方式中，使发电减振单元100形成为圆弧状，并收纳于螺旋弹簧30的外周与致动器壳体11的内周面之间的空间，从而能够将发电减振单元100内置于阀装置1并获得面积，能够实现尽量减少活塞部件13的重心的偏移的配置。另外，发电减振单元100的形状并不限定于圆弧状，例如也能够形成为圆环状，将圆环状的形状中的任意的点作为一端部而固定于支承部件110，并在圆环的相反侧具有重量部120，从而成为同样的悬臂梁结构。此外，压电双晶片102的刚性、重量部120的大小能够根据所期望的固有频率进行设定。
在图4以功能框图示出负载电路600的一例。
负载电路600具有整流电路601、电源IC602、微型控制器603、压力传感器、温度传感器、加速度传感器等各种传感器604、能够向外部发送由各种传感器604检测到的数据的无线部605、二次电池606、电路控制部607以及由该电路控制部607控制的调整部608。
整流电路601借助调整部608将由发电减振单元100产生的交流电流直流化。
电源IC602转换来自于发电减振单元100的电力的电压并将其储存于二次电池606，并且兼具电力管理IC的功能，该电力管理IC用于调节向微型控制器603、各种传感器604、无线部605等电力供给目的地输送的电力。作为电源IC602，例如，能够采用通常被作为能量收集用而流通的电源IC。
二次电池606用于储存由电源IC602供给来的直流电力。也能够代替电容比较大的电容器。
电路控制部607输出用于控制调整部608的控制信号。
调整部608根据来自于电路控制部607的控制信号，选择性地切换发电减振单元100的发电功能和减振功能。
除各种传感器以外的部件收纳于电路收纳部40，各种传感器配置于阀装置1的流路附近等，以检测压力、温度、振动，并利用布线与电源IC602、微型控制器603电连接。
减振功能
如上所述，发电减振单元100能够利用压电元件103A、103B的变形产生电压而差动地引出电压。即，具有发电功能。
除此之外，在发电减振单元100对压电元件103A、103B施加适当的电压时，能够使弯曲力作用于压电双晶片102。即、压电元件103A、103B是致动器，能够经由调整部608将电压向压电元件103A、103B施加来控制压电双晶片102的振动。
在图5以功能框图示出其他负载电路600A的一例。另外，在图5中，对与图4同样的结构部分使用同样的附图标记。
如图5所示，能够一边利用电源IC602测量由发电减振单元100产生的交流电力，一边利用直流电压调整部105使施加于压电元件103B的直流电压变化而将该直流电压保持为由压电元件103A产生的交流电力成为最大的直流电压。使发电减振单元100相对于环境振动中影响较大的频率进行共振，将振动的能量转换为电力，从而能够提高发电和减振的效率。
此外，例如，在对阀装置1施加来自于外部的环境振动的情况下，能够利用传感器604中的加速度传感器检测该环境振动，并对压电元件103A、103B进行反馈控制(主动阻尼)以消除该环境振动。如果使发电减振单元100发挥减振功能，则能够形成需要的低振动环境。
将具有这样的发电功能和减振功能的发电减振单元100内置于阀装置1中，从而能够实现阀装置1的高功能化。另外，在哪个时刻发挥减振功能是任意的，并不限定于上述那样的施加环境振动的时候。还能够在活塞动作时使减振控制工作而大幅度地缓和冲击，使用在阀释放时所施加的来自于外部的环境振动进行发电。此外，减振控制的具体方法当然能够适当采用公知的方法。而且，也可以为仅使用发电振动控制单元100的发电功能或仅使用减振功能的结构。
在上述实施方式中，例示了所谓的常闭阀，但并非限定于此，也能够应用于所谓的常开阀。
在上述实施方式中，例示了利用压缩空气驱动阀装置1的情况，但也能够使用除空气以外的其他气体。
在上述实施方式中，例示了隔膜式阀，但本发明并非限定于此，也能够应用于其他方式的阀。
在上述实施方式中，对使用了双压电晶片式的发电减振单元的情况进行了说明，但本发明不限于此，也可以采用单压电晶片式的发电减振单元。此外，能够组合多个重叠的层叠型压电元件与弹簧以及重量部，从而构成发电减振单元。
在上述实施方式中，作为发电减振单元，例示了压电双晶片仅为一片的情况，但也可以是将多片压电双晶片安装在不同的部位的结构。
附图标记说明
1、阀装置；5、配管；7、致动器部(致动器)；10、致动器罩(壳体部)；11、致动器壳体(壳体部)；12、致动器主体(壳体部)；13、活塞构件(可动部)；15、隔膜按压件；16、阀座；17、隔膜(阀芯)；18、按压衬块；20、阀体(壳体部)；30、螺旋弹簧(弹簧构件)；100、发电减振单元；102、压电双晶片(弹性变形部)；102a、顶端部；102b、基端部；102h、安装孔；103A、103B、压电元件；104、金属板；105、直流电压调整部；110、支承构件；120、重量部；600、600A、负载电路。

Claims (5)

1.一种阀装置，其中，
该阀装置具有：
致动器，其具有壳体部和可动部，该可动部收纳在利用驱动流体驱动而使阀芯沿着关闭方向或打开方向移动的所述壳体部；
弹簧构件，其对所述可动部向抵抗所述驱动流体的驱动力的方向施力；以及
发电减振单元，其包括利用了压电元件的压电效应的、将由所述致动器的动作所产生的振动***的振动转换为电力的发电功能和抑制施加于装置的振动的减振功能。
2.根据权利要求1所述的阀装置，其中，
该阀装置还具有调整电路，该调整电路形成为能够根据从装置的外部施加的振动而控制所述振动***的动态特性。
3.根据权利要求2所述的阀装置，其中，
所述调整电路具有调整施加于所述压电元件的直流电压的直流电压调整部。
4.根据权利要求1或2所述的阀装置，其中，
所述发电减振单元的振动***具有：
弹性变形部，其呈悬臂梁状，该弹性变形部的一端侧固定于所述壳体部，其另一端侧为自由端；以及
重量部，其设于所述弹性变形部的另一端侧，
所述弹性变形部具有将其变形量和电力相互转换的压电元件。
5.根据权利要求4所述的阀装置，其中，
所述发电单元位于所述致动器的内部，
所述弹性变形部沿着所述可动部的外轮廓形成为圆环状或圆弧状。
CN201880044044.0A 2017-06-30 2018-06-12 阀装置 Expired - Fee Related CN110832236B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017129016 2017-06-30
JP2017-129016 2017-06-30
PCT/JP2018/022440 WO2019003900A1 (ja) 2017-06-30 2018-06-12 バルブ装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110832236A true CN110832236A (zh) 2020-02-21
CN110832236B CN110832236B (zh) 2021-10-01

Family

ID=64742929

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880044044.0A Expired - Fee Related CN110832236B (zh) 2017-06-30 2018-06-12 阀装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20200149639A1 (zh)
JP (1) JP7157459B2 (zh)
KR (1) KR102284443B1 (zh)
CN (1) CN110832236B (zh)
TW (1) TWI734012B (zh)
WO (1) WO2019003900A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110578769A (zh) * 2019-09-04 2019-12-17 中国海洋大学 一种在极端海洋环境中波能发电装置的自保***及自保方法
CN117588385A (zh) * 2023-11-21 2024-02-23 中国人民解放军海军工程大学 一种基于能量收集的空气压缩机智能气阀

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112185788B (zh) * 2019-07-04 2023-09-29 中微半导体设备(上海)股份有限公司 一种等离子处理装置及其方法
CN111322415B (zh) * 2020-02-28 2021-02-09 山东大学 一种能够自供电的控制阀***及方法
DE102020007279B4 (de) * 2020-11-28 2022-10-06 Netzsch - Gerätebau Gesellschaft mit beschränkter Haftung Messgerät mit Vibrationsdämpfer und Verfahren zum Abschirmen eines Messgeräts gegenüber Vibrationen

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1202014A (zh) * 1997-06-10 1998-12-16 大宇电子株式会社 具有连到振动源的压电元件的压电发生器及其制造方法
JP2001157433A (ja) * 1999-11-26 2001-06-08 Fujitsu Ltd 流体による振動発電装置
CN1610210A (zh) * 2004-11-22 2005-04-27 西安交通大学 车辆轨道振动能量压电发电方法及其***
CN1610209A (zh) * 2004-11-22 2005-04-27 西安交通大学 轨道车辆振动能量压电发电方法及其***
CN203273078U (zh) * 2012-05-08 2013-11-06 伊原科技股份有限公司 接头
JP2016125564A (ja) * 2014-12-26 2016-07-11 株式会社フジキン バルブ
CN106471298A (zh) * 2014-06-30 2017-03-01 株式会社富士金 隔膜阀、流体控制装置、半导体制造装置以及半导体制造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8036837B2 (en) 2008-02-29 2011-10-11 Fisher Controls International Llc Diagnostic method for detecting control valve component failure
US8653718B2 (en) * 2011-05-06 2014-02-18 Seiko Epson Corporation Power generation unit, electronic apparatus, transportation unit, battery, method of controlling power generation unit
EP2959197B8 (en) 2013-02-25 2022-02-09 Bruker Nano, Inc. Smart valve
GB2516806A (en) * 2013-04-29 2015-02-11 F X K Patents Ltd An electro-pneumatic generator
JP2017020530A (ja) 2015-07-08 2017-01-26 東京パーツ工業株式会社 比例電磁弁

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1202014A (zh) * 1997-06-10 1998-12-16 大宇电子株式会社 具有连到振动源的压电元件的压电发生器及其制造方法
JP2001157433A (ja) * 1999-11-26 2001-06-08 Fujitsu Ltd 流体による振動発電装置
CN1610210A (zh) * 2004-11-22 2005-04-27 西安交通大学 车辆轨道振动能量压电发电方法及其***
CN1610209A (zh) * 2004-11-22 2005-04-27 西安交通大学 轨道车辆振动能量压电发电方法及其***
CN203273078U (zh) * 2012-05-08 2013-11-06 伊原科技股份有限公司 接头
CN106471298A (zh) * 2014-06-30 2017-03-01 株式会社富士金 隔膜阀、流体控制装置、半导体制造装置以及半导体制造方法
JP2016125564A (ja) * 2014-12-26 2016-07-11 株式会社フジキン バルブ

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110578769A (zh) * 2019-09-04 2019-12-17 中国海洋大学 一种在极端海洋环境中波能发电装置的自保***及自保方法
CN110578769B (zh) * 2019-09-04 2023-08-25 中国海洋大学 一种在极端海洋环境中波能发电装置的自保***及自保方法
CN117588385A (zh) * 2023-11-21 2024-02-23 中国人民解放军海军工程大学 一种基于能量收集的空气压缩机智能气阀

Also Published As

Publication number Publication date
JP7157459B2 (ja) 2022-10-20
TWI734012B (zh) 2021-07-21
WO2019003900A1 (ja) 2019-01-03
CN110832236B (zh) 2021-10-01
US20200149639A1 (en) 2020-05-14
TW201905369A (zh) 2019-02-01
KR20200006105A (ko) 2020-01-17
JPWO2019003900A1 (ja) 2020-05-21
KR102284443B1 (ko) 2021-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110832236B (zh) 阀装置
US10644579B2 (en) Vibration energy harvesting damper
EP2662971A1 (en) Piezoelectric power generator
JP6687346B2 (ja) アクティブダンピング機構を備えた振動式流体ムーバアセンブリ
US8282087B2 (en) Oscillation decoupling device
JP2014007950A (ja) 同調可能な振動エネルギーハーベスタおよび方法
JP2007143353A (ja) 発電システム並びにこれを応用した電子機器
US9590166B2 (en) Vibrator equipped with piezoelectric element
TWI666385B (zh) 振動式流體推進器的主動式控制器
JP6310274B2 (ja) 冷却用デバイスのためのシステム
WO2018180587A1 (ja) バルブ装置
CN110321023A (zh) 改进产生触觉的触敏输入设备
JP2018201318A (ja) バルブ装置
KR20140095394A (ko) 피에조 액츄에이터
WO2018180481A1 (ja) バルブ装置
US8525361B1 (en) Pneumatic energy harvesting devices, methods and systems
WO2019175413A1 (en) Vibration energy harvester, optimized by electronically emulated mechanical tuning technique
JP2008033658A (ja) 発電機能を備えた圧力調整器
JP6902304B2 (ja) キャピラリ案内装置及びワイヤボンディング装置
US9720436B2 (en) Operation input device
JP4890196B2 (ja) 振動除去装置
JP2013229108A (ja) 開閉装置
CN113424001B (zh) 往复运动装置
CN114321246A (zh) 一种小体积电磁作动器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20211001