JPS62261777A - 電歪素子を用いた弁 - Google Patents
電歪素子を用いた弁Info
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- JPS62261777A JPS62261777A JP10382886A JP10382886A JPS62261777A JP S62261777 A JPS62261777 A JP S62261777A JP 10382886 A JP10382886 A JP 10382886A JP 10382886 A JP10382886 A JP 10382886A JP S62261777 A JPS62261777 A JP S62261777A
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- -1 e.g. Substances 0.000 abstract 1
- 239000012858 resilient material Substances 0.000 abstract 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 1
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
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Landscapes
- Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、電歪素子を用いた弁に関し、特に、電歪素子
の弯曲変形によって弁体を駆動する構造の電歪素子を用
いた弁に関する。
の弯曲変形によって弁体を駆動する構造の電歪素子を用
いた弁に関する。
[従来の技術]
通常、電歪素子によって弁体を駆動する構造の弁におい
ては、弁体の比較的大きな変位を実現するため、いわゆ
るバイモルフ構造の電歪素子が用いられる。
ては、弁体の比較的大きな変位を実現するため、いわゆ
るバイモルフ構造の電歪素子が用いられる。
すなわち、所定の金属板を介して圧電磁器などを貼り合
わせ、さらに、各々の圧電磁器の表面に電極を被着させ
て電歪素子を構成し、金属板と電極との間に所定の直流
電圧を印加することによって、一方の圧電磁器の伸び変
形と他方の圧電磁器の種変形を同時に発生させ、電歪素
子全体を所定の厚さ方向に弯曲させるとともに、印加さ
れる直流電圧の極性を逆にすることにより、弯曲の方向
が逆転されるようにしたものである。
わせ、さらに、各々の圧電磁器の表面に電極を被着させ
て電歪素子を構成し、金属板と電極との間に所定の直流
電圧を印加することによって、一方の圧電磁器の伸び変
形と他方の圧電磁器の種変形を同時に発生させ、電歪素
子全体を所定の厚さ方向に弯曲させるとともに、印加さ
れる直流電圧の極性を逆にすることにより、弯曲の方向
が逆転されるようにしたものである。
また、金属板の一面に圧電磁器などを貼り付けた、いわ
ゆるユニモルフ構造のものでも、同様に上記のような弯
曲変形を得ることができる。
ゆるユニモルフ構造のものでも、同様に上記のような弯
曲変形を得ることができる。
このような電歪素子によって弁体を駆動する構造の弁で
は、弁の駆動電力の低減や小型化、さらには動作時の騒
音の低減などが可能であり、実用工種々の利点を有する
ものである。
は、弁の駆動電力の低減や小型化、さらには動作時の騒
音の低減などが可能であり、実用工種々の利点を有する
ものである。
[発明が解決しようとする問題点]
しかしながら、一般にバイモルフまたはユニモルフ構造
の電歪素子によって弁体を駆動する構造では、弁体の変
位量が小さい他、弁体を弁座に押圧する付勢力が比較的
小さく、さらに、電歪素子の弯曲変形による付勢力が時
間の経過とともに弛緩され電歪素子に曲がりが発生する
ため、初期シート力が低下し、弁体と弁座の密着状態、
すなわち弁の閉止状態を安定かつ確実に維持できず、流
体の漏洩を生じやすいという問題がある。
の電歪素子によって弁体を駆動する構造では、弁体の変
位量が小さい他、弁体を弁座に押圧する付勢力が比較的
小さく、さらに、電歪素子の弯曲変形による付勢力が時
間の経過とともに弛緩され電歪素子に曲がりが発生する
ため、初期シート力が低下し、弁体と弁座の密着状態、
すなわち弁の閉止状態を安定かつ確実に維持できず、流
体の漏洩を生じやすいという問題がある。
本発明の目的は、流体通路の閉止状態を安定かつ確実に
維持することが可能な電歪素子を用いた弁を提供するこ
とにある。
維持することが可能な電歪素子を用いた弁を提供するこ
とにある。
E問題点を解決するための手段]
本発明は、電歪素子によって駆動される弁体を流体通路
の開口部に設けられた弁座に接離させることによって流
体通路の開閉を行う電歪素子を用いた弁で、弁体を弁座
に密着させる方向に付勢する弾性部材を設けたものであ
る。
の開口部に設けられた弁座に接離させることによって流
体通路の開閉を行う電歪素子を用いた弁で、弁体を弁座
に密着させる方向に付勢する弾性部材を設けたものであ
る。
[作用]
上記した手段によれば、電歪素子の電歪作用に加えて、
比較的大きく、経時的に安定な弾性部材の付勢力により
、弁座に対する弁体の密着が安定かつ確実に行われるの
で初期シート力の低下が補われ、弁の閉止状態を安定か
つ確実に維持することができる。
比較的大きく、経時的に安定な弾性部材の付勢力により
、弁座に対する弁体の密着が安定かつ確実に行われるの
で初期シート力の低下が補われ、弁の閉止状態を安定か
つ確実に維持することができる。
[実施例1]
第1図は、本発明の一実施例である電歪素子を用いた弁
の断面図である。
の断面図である。
この弁の本体1は上部本体1aと下部本体1bとを相互
間にシールリングICを介してねしく図示せず)で結合
してなる多層状構造よりなる。
間にシールリングICを介してねしく図示せず)で結合
してなる多層状構造よりなる。
本体1の内部には、弁体室Aが形成され、この弁体室A
には、本体1の壁面を貫通して入口流路3(流体通路)
が形成されている。この入口流路3の弁体室Aの内部に
おける開口部には弁座4が設けられている。
には、本体1の壁面を貫通して入口流路3(流体通路)
が形成されている。この入口流路3の弁体室Aの内部に
おける開口部には弁座4が設けられている。
また、入口流路3と対向する位置には、本体1の壁面を
貫通して排気流路(EXH)5が形成され、この排気流
路5の弁体室Aの内部における開口部には弁座6が設け
られている。
貫通して排気流路(EXH)5が形成され、この排気流
路5の弁体室Aの内部における開口部には弁座6が設け
られている。
前記弁座4と弁座6との間には、両端部が本体1の凹部
2aおよび2bに緩く嵌合して両持ち式に支持される板
状の電歪素子7が設けられている。
2aおよび2bに緩く嵌合して両持ち式に支持される板
状の電歪素子7が設けられている。
この電歪素子7は、たとえば、第2図に示されるように
、金属板7aを介して、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT
)系の磁器などからなる圧電磁器7bおよび圧電磁器7
Cを貼り合わせ、さらに、圧電磁器7bおよび7Cの各
々の表面には焼付などによって銀などの電極7dおよび
電極7eが被着された、いわゆるバイモルフとして構成
されている。
、金属板7aを介して、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT
)系の磁器などからなる圧電磁器7bおよび圧電磁器7
Cを貼り合わせ、さらに、圧電磁器7bおよび7Cの各
々の表面には焼付などによって銀などの電極7dおよび
電極7eが被着された、いわゆるバイモルフとして構成
されている。
そして、所定の直流電源Vゎから、金属板7aと電極7
dおよび7eとの間に所望の極性で直流電圧を印加する
ことにより、破線で示されるような所望の方向への弯曲
変形が随時得られるものである。
dおよび7eとの間に所望の極性で直流電圧を印加する
ことにより、破線で示されるような所望の方向への弯曲
変形が随時得られるものである。
この電歪素子7の両面において前記弁座4および6にそ
れぞれ対応する部位には、ゴムなどの弾性体からなる弁
体8および弁体9が固定されており、入口流路3の弁座
4に面する弁体8は、電歪素子7に直流電源V、から所
定極性の直流電圧を印加した場合には弁座4の方向に付
勢され反対極性の直流電圧が印加された場合には弁体9
が弁座6に接触するように構成されている。
れぞれ対応する部位には、ゴムなどの弾性体からなる弁
体8および弁体9が固定されており、入口流路3の弁座
4に面する弁体8は、電歪素子7に直流電源V、から所
定極性の直流電圧を印加した場合には弁座4の方向に付
勢され反対極性の直流電圧が印加された場合には弁体9
が弁座6に接触するように構成されている。
この場合、前記電歪素子7と排気流路5が形成された本
体1の壁面との間には、弁体8を弁座4に対して密着さ
せる方向に付勢するコイルばねなどの弾性部材10が設
けられ、入口流路3の弁体8による閉止状態が安定かつ
確実に維持される構造とされている。
体1の壁面との間には、弁体8を弁座4に対して密着さ
せる方向に付勢するコイルばねなどの弾性部材10が設
けられ、入口流路3の弁体8による閉止状態が安定かつ
確実に維持される構造とされている。
また、排気流路5の近傍には、本体1の壁面を貫通して
出口流路11が形成され排気流路5が弁体9によって閉
止された時に、入口流路3からの流体が弁体室Aを経て
出口流路11に導かれて流出するよう構成されている。
出口流路11が形成され排気流路5が弁体9によって閉
止された時に、入口流路3からの流体が弁体室Aを経て
出口流路11に導かれて流出するよう構成されている。
すなわち、電歪素子7に所定の極性の直流電圧を印加し
、弾性部材10の付勢力に抗して電歪素子7を排気流路
5の側に弯曲させることにより、入口流路3が開放され
るとともに弁体9が排気流路5の弁座6に密着されて排
気流路5が閉止され、弁体室Aを介して入口流路3と出
口流路11とが連通されるものである。
、弾性部材10の付勢力に抗して電歪素子7を排気流路
5の側に弯曲させることにより、入口流路3が開放され
るとともに弁体9が排気流路5の弁座6に密着されて排
気流路5が閉止され、弁体室Aを介して入口流路3と出
口流路11とが連通されるものである。
以下、本実施例の作用について説明する。
まず、入口流路3には、図示しない配管などを介して図
示しない圧縮空気圧源などが接続され、出口流路11に
は、図示しない配管を介して図示しない単動形シリンダ
装置などが接続される。
示しない圧縮空気圧源などが接続され、出口流路11に
は、図示しない配管を介して図示しない単動形シリンダ
装置などが接続される。
また、電歪素子7に対して直流電源VDから電圧が印加
されない状態では、該電歪素子7は真直な自然状態にあ
り、この時、弁体8は、比較的大きくかつ経時的に安定
な弾性部材10の付勢力によって弁座4の方向に付勢さ
れている。
されない状態では、該電歪素子7は真直な自然状態にあ
り、この時、弁体8は、比較的大きくかつ経時的に安定
な弾性部材10の付勢力によって弁座4の方向に付勢さ
れている。
次に、電歪素子7の金属板7aと電極7dおよび7eと
の間に所定の極性の直流電圧を印加すると、該電歪素子
7は、本体lの凹部2aおよび2bに緩く支持された両
端部を支点として、入口流路3の側に弯曲し、弁体8は
弁座4に密着するので、入口流路3が閉止され、弁体室
Aには流体が導入されない。
の間に所定の極性の直流電圧を印加すると、該電歪素子
7は、本体lの凹部2aおよび2bに緩く支持された両
端部を支点として、入口流路3の側に弯曲し、弁体8は
弁座4に密着するので、入口流路3が閉止され、弁体室
Aには流体が導入されない。
一方、前記とは反対極性の直流電圧が電歪素子7に印加
されると、電歪素子7は前記とは逆に、弾性部材lOの
付勢力に抗して排気流路5の弁座6の側に弯曲し、弁体
8が弁座4から離脱されて入口流路3が開放され、弁体
9が弁座6に密着されて排気流路5が閉止され、外部か
ら入口流路3に作用される圧縮空気は弁体室Aを介して
出口流路11に作用され、該出口流路11に接続されて
いるシリンダ装置などが駆動される。
されると、電歪素子7は前記とは逆に、弾性部材lOの
付勢力に抗して排気流路5の弁座6の側に弯曲し、弁体
8が弁座4から離脱されて入口流路3が開放され、弁体
9が弁座6に密着されて排気流路5が閉止され、外部か
ら入口流路3に作用される圧縮空気は弁体室Aを介して
出口流路11に作用され、該出口流路11に接続されて
いるシリンダ装置などが駆動される。
さらに、電歪素子7に対して再び前記所定極性の直流電
圧を印加することにより、電歪素子7は入口流路3の方
向に再び弯曲変形するとともに、その電歪作用に加えて
、弾性部材10の付勢力によって弁体8が弁座4に密着
し、入口流路3が安定かつ確実に閉止されると同時に、
弁体9が弁座6から離脱して排気流路5が開放され、出
口流路11および弁体室Aの内部の残圧などが速やかに
外部に排出される。
圧を印加することにより、電歪素子7は入口流路3の方
向に再び弯曲変形するとともに、その電歪作用に加えて
、弾性部材10の付勢力によって弁体8が弁座4に密着
し、入口流路3が安定かつ確実に閉止されると同時に、
弁体9が弁座6から離脱して排気流路5が開放され、出
口流路11および弁体室Aの内部の残圧などが速やかに
外部に排出される。
このように、本実施例においては、比較的大きくかつ経
時的に安定な弾性部材10の付勢力によって弁体8を弁
座4の方向に付勢しておくことにより、たとえば、入口
流路3の閉止を電歪素子7の弯曲変形のみによって行う
場合などに比較して、弁体8と弁座4とを比較的大きな
付勢力で密着させることができるとともに、電歪素子7
の繰り返し変形によって曲がりが生じても、該電歪素子
7自体の電歪作用に加えて弾性部材10の付勢力により
、弁体8と弁座4との密着、すなわち入口流路3の閉止
が、長時間にわたって安定かつ確実に行われ、入口流路
3の閉止状態における圧縮空気などの流体の漏洩を防止
できる。
時的に安定な弾性部材10の付勢力によって弁体8を弁
座4の方向に付勢しておくことにより、たとえば、入口
流路3の閉止を電歪素子7の弯曲変形のみによって行う
場合などに比較して、弁体8と弁座4とを比較的大きな
付勢力で密着させることができるとともに、電歪素子7
の繰り返し変形によって曲がりが生じても、該電歪素子
7自体の電歪作用に加えて弾性部材10の付勢力により
、弁体8と弁座4との密着、すなわち入口流路3の閉止
が、長時間にわたって安定かつ確実に行われ、入口流路
3の閉止状態における圧縮空気などの流体の漏洩を防止
できる。
〔実施例21
第3図は、本発明の他の実施例である電歪素子を用いた
弁の断面図である。
弁の断面図である。
本実施例においては、本体1の凹部2cに電歪素子7の
一端が緩く嵌合して片持ち式に支持され、他端部に弁体
8および9が固定されているところが前記実施例1の場
合と異なるものであり、作用および得られる効果は実施
例1の場合と同様である。
一端が緩く嵌合して片持ち式に支持され、他端部に弁体
8および9が固定されているところが前記実施例1の場
合と異なるものであり、作用および得られる効果は実施
例1の場合と同様である。
なお、本発明は、前記実施例になんら限定されるもので
はなく、たとえば、弾性部材としては、コイルばねなど
に限らず、板ばねや、ゴム、さらには樹脂など、弾発力
を有するものであればいかなるものであってもよい。
はなく、たとえば、弾性部材としては、コイルばねなど
に限らず、板ばねや、ゴム、さらには樹脂など、弾発力
を有するものであればいかなるものであってもよい。
また、電歪素子としては、バイモルフを多重にして用い
てもよく、あるいはユニモルフなどであってもよい。
てもよく、あるいはユニモルフなどであってもよい。
[発明の効果]
口)、電歪素子によって駆動される弁体を、流体通路の
開口部に設けられた弁座に接離させることによって該流
体通路の開閉を行う電歪素子を用いた弁で、前記弁体を
前記弁座に密着させる方向に付勢する弾性部材が設けら
れているため、電歪素子による電歪作用に加えて、比較
的大きく経時的な変化のない弾性部材の付勢力により、
弁座に対する弁体の密着が安定かつ確実に行われ、弁の
閉止状態を安定かつ確実に維持することができる。
開口部に設けられた弁座に接離させることによって該流
体通路の開閉を行う電歪素子を用いた弁で、前記弁体を
前記弁座に密着させる方向に付勢する弾性部材が設けら
れているため、電歪素子による電歪作用に加えて、比較
的大きく経時的な変化のない弾性部材の付勢力により、
弁座に対する弁体の密着が安定かつ確実に行われ、弁の
閉止状態を安定かつ確実に維持することができる。
(2)、前記(1)により、電歪素子が繰り返し変形に
より曲がりなどの歪を生じても、電歪素子の電歪作用と
弾性部材の付勢力とにより流体通路を確実かつ安定に閉
止でき、初期シート力を維持できる。
より曲がりなどの歪を生じても、電歪素子の電歪作用と
弾性部材の付勢力とにより流体通路を確実かつ安定に閉
止でき、初期シート力を維持できる。
(3)、前記(1)、(2)の結果、電歪素子を用いた
弁の動作の信頼性が向上される。
弁の動作の信頼性が向上される。
第1図は本発明の一実施例である電歪素子を用いた弁の
断面図、第2図は電歪素子の拡大略断面図、第3図は本
発明の他の実施例である電歪素子を用いた弁の断面図で
ある。 1・・・・本体、 la・・・上部本体、 lb・・・下部本体、 1c・・・シールリング、 2a、2b、2c・・・凹部、 3・・・・入口流路(流体通路)、 4・・・・弁座、 5・・・・排気流路、 6・・・・弁座、 7・・・・電歪素子、 7a・・・金属板、 7b、7c・・・圧電磁器、 7d、7e・・・電極、 8.9・・弁体、 10・・・・弾性部材、 11・・・・出口流路、 A・・・・弁体室、 ve ・・・直流電源。
断面図、第2図は電歪素子の拡大略断面図、第3図は本
発明の他の実施例である電歪素子を用いた弁の断面図で
ある。 1・・・・本体、 la・・・上部本体、 lb・・・下部本体、 1c・・・シールリング、 2a、2b、2c・・・凹部、 3・・・・入口流路(流体通路)、 4・・・・弁座、 5・・・・排気流路、 6・・・・弁座、 7・・・・電歪素子、 7a・・・金属板、 7b、7c・・・圧電磁器、 7d、7e・・・電極、 8.9・・弁体、 10・・・・弾性部材、 11・・・・出口流路、 A・・・・弁体室、 ve ・・・直流電源。
Claims (3)
- (1).電歪素子によって駆動される弁体を、流体通路
の開口部に設けられた弁座に接離させることによって該
流体通路の開閉を行う電歪素子を用いた弁であって、前
記弁体を前記弁座に密着させる方向に付勢する弾性部材
が設けられていることを特徴とする電歪素子を用いた弁
。 - (2).前記電歪素子のほぼ中央部に前記弁体が係止さ
れ、両端部を支点とする該電歪素子の変形によって前記
弁体が駆動されることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の電歪素子を用いた弁。 - (3).前記電歪素子の一端に前記弁体が係止され、他
端部を支点とする該電歪素子の変形によって前記弁体が
駆動されることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の電歪素子を用いた弁。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10382886A JPS62261777A (ja) | 1986-05-08 | 1986-05-08 | 電歪素子を用いた弁 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10382886A JPS62261777A (ja) | 1986-05-08 | 1986-05-08 | 電歪素子を用いた弁 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62261777A true JPS62261777A (ja) | 1987-11-13 |
Family
ID=14364279
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10382886A Pending JPS62261777A (ja) | 1986-05-08 | 1986-05-08 | 電歪素子を用いた弁 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62261777A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6086041A (en) * | 1997-04-07 | 2000-07-11 | Mccord Winn Textron Inc. | Multi-valve module having a ceramic piezoelectric actuator |
EP1106882A3 (de) * | 1999-12-09 | 2002-11-13 | Drei-S-Werk Präzisionswerkzeuge GmbH & Co. Fertigungs-KG | Piezoelektrisch betätigbares Ventil |
JP2006502361A (ja) * | 2002-10-04 | 2006-01-19 | ピービーティー(アイピー)リミテッド | 比例出力を伴うガスバルブ |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58225207A (ja) * | 1982-06-20 | 1983-12-27 | Ricoh Co Ltd | 液室容積変化型2ポ−トバルブ |
JPS6065970A (ja) * | 1983-09-16 | 1985-04-15 | Shoketsu Kinzoku Kogyo Co Ltd | 電歪素子を用いた弁装置 |
-
1986
- 1986-05-08 JP JP10382886A patent/JPS62261777A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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---|---|---|---|---|
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JP2006502361A (ja) * | 2002-10-04 | 2006-01-19 | ピービーティー(アイピー)リミテッド | 比例出力を伴うガスバルブ |
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