JPS629075A - 圧電式制御弁 - Google Patents
圧電式制御弁Info
- Publication number
- JPS629075A JPS629075A JP14693185A JP14693185A JPS629075A JP S629075 A JPS629075 A JP S629075A JP 14693185 A JP14693185 A JP 14693185A JP 14693185 A JP14693185 A JP 14693185A JP S629075 A JPS629075 A JP S629075A
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- enlarged
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- shaft
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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】
〔概要〕
2本の支軸を間隔をおいて平行に配設し、かつ少なくと
も2本の拡大テコを互いに平行に配設し、隣接する拡大
テコを交互に異なる支軸に軸支して、先端を他方の支軸
に向け、各拡大テコの自由端寄りの位置で、隣接する次
の段の拡大テコの軸支部寄りの位置を変位させ、最後の
段の拡大テコで弁体に駆動力を加え、最初の段の拡大テ
コの軸支部寄りの位置に圧電素子の変位による力を作用
させることで、圧電素子の微小変位を拡大して弁体を駆
動可能とする。
も2本の拡大テコを互いに平行に配設し、隣接する拡大
テコを交互に異なる支軸に軸支して、先端を他方の支軸
に向け、各拡大テコの自由端寄りの位置で、隣接する次
の段の拡大テコの軸支部寄りの位置を変位させ、最後の
段の拡大テコで弁体に駆動力を加え、最初の段の拡大テ
コの軸支部寄りの位置に圧電素子の変位による力を作用
させることで、圧電素子の微小変位を拡大して弁体を駆
動可能とする。
内燃機関の燃料噴射弁などのように高速動作を要する弁
装置においては、圧電素子に信号電圧を印加して変形さ
せることで、弁体を駆動する構成が提案されている。本
発明は、このように圧電素子を利用して弁体を駆動する
圧電式の制御弁に関する。
装置においては、圧電素子に信号電圧を印加して変形さ
せることで、弁体を駆動する構成が提案されている。本
発明は、このように圧電素子を利用して弁体を駆動する
圧電式の制御弁に関する。
特公昭49−6043号公報などに記載されているよう
に、圧電素子に電圧を印加したときの変位を利用して、
燃料噴射弁などを駆動することが提案されている。この
ように圧電素子を駆動源として利用する場合、圧電素子
の変位量のみでは、弁体の変位量として不足するため、
圧電素子の変位量を拡大する機構が色々試みられている
。例えばテコ式、リンク式、液圧式などが提案されてい
る。その中でもテコ式が機構的に最もシンプルであり、
製造も容易である。
に、圧電素子に電圧を印加したときの変位を利用して、
燃料噴射弁などを駆動することが提案されている。この
ように圧電素子を駆動源として利用する場合、圧電素子
の変位量のみでは、弁体の変位量として不足するため、
圧電素子の変位量を拡大する機構が色々試みられている
。例えばテコ式、リンク式、液圧式などが提案されてい
る。その中でもテコ式が機構的に最もシンプルであり、
製造も容易である。
第2図(イ)はテコ式の一例であり、1つのテコ4の支
点を固定し、支点寄りの位置に、圧電素子9を連結し、
自由端で弁体を駆動する。圧電素子9の変位量がΔX、
支点から圧電素子9の作用点までの長さを1とし、レバ
ー比を1対nとすると、自由端では、nΔXの変位量が
得られる。
点を固定し、支点寄りの位置に、圧電素子9を連結し、
自由端で弁体を駆動する。圧電素子9の変位量がΔX、
支点から圧電素子9の作用点までの長さを1とし、レバ
ー比を1対nとすると、自由端では、nΔXの変位量が
得られる。
このテコ式拡大機構を、(ロ)図のように2段重ねにし
て、1段目のテコ4aの自由端で、その上の2段目のテ
コ4bの支点寄り位置を変位させ、2段目のテコの自由
端で弁体を駆動すると、n2ΔXの変位量が得られる。
て、1段目のテコ4aの自由端で、その上の2段目のテ
コ4bの支点寄り位置を変位させ、2段目のテコの自由
端で弁体を駆動すると、n2ΔXの変位量が得られる。
ところがこのような拡大機構では、変位量が拡大される
につれて、変位方向のスペースが大きくなり、特に多段
式にして大きな変位量を得ようとした場合に、テコ4a
、4bの変位方向のスペースを大きくしなければならず
、大型の装置となってしまう。本発明の技術的課題は、
従来の圧電式制御弁におけるこのような問題を解消し、
圧電素子の変位量の拡大機構を小型化することにある。
につれて、変位方向のスペースが大きくなり、特に多段
式にして大きな変位量を得ようとした場合に、テコ4a
、4bの変位方向のスペースを大きくしなければならず
、大型の装置となってしまう。本発明の技術的課題は、
従来の圧電式制御弁におけるこのような問題を解消し、
圧電素子の変位量の拡大機構を小型化することにある。
第1図は本発明による圧電式制御弁の基本原理を説明す
る斜視図である。aSbは支軸であり、互いに平行に配
設されている。そして両支軸a1bには、複数の拡大テ
コすなわち第1の拡大テコ1と、第2の拡大テコ2と、
第3の拡大テコ3が軸支されている。第1の拡大テコ1
は、第1の支軸aに、第2の拡大テコ2は第2の支軸す
に、そして第3の拡大テコ3は第1の支軸aにそれぞれ
軸支されている。そして各拡大テコ1.2.3の自由端
は、他方の支軸に向けられており、それぞれ他方の支軸
より手前の位置に横向きのピン1p、2pを有しており
、第3の拡大テコ3には、弁軸取付はスリット13が設
けられている。第1の拡大テコ1のピン1pは第2の拡
大テコ2の軸支部寄りの上に当接して係合し、第2の拡
大テコ2のピン2pは第3の拡大テコ3の軸支部寄りの
位置の上に当接している。そして第1の拡大テコ1の軸
支部寄りの位置12上に、圧電素子の変位部が当接され
る。
る斜視図である。aSbは支軸であり、互いに平行に配
設されている。そして両支軸a1bには、複数の拡大テ
コすなわち第1の拡大テコ1と、第2の拡大テコ2と、
第3の拡大テコ3が軸支されている。第1の拡大テコ1
は、第1の支軸aに、第2の拡大テコ2は第2の支軸す
に、そして第3の拡大テコ3は第1の支軸aにそれぞれ
軸支されている。そして各拡大テコ1.2.3の自由端
は、他方の支軸に向けられており、それぞれ他方の支軸
より手前の位置に横向きのピン1p、2pを有しており
、第3の拡大テコ3には、弁軸取付はスリット13が設
けられている。第1の拡大テコ1のピン1pは第2の拡
大テコ2の軸支部寄りの上に当接して係合し、第2の拡
大テコ2のピン2pは第3の拡大テコ3の軸支部寄りの
位置の上に当接している。そして第1の拡大テコ1の軸
支部寄りの位置12上に、圧電素子の変位部が当接され
る。
各拡大テコ1.2.3のピン位置は、他方の支軸より自
己の軸支部寄りの位置にある。そのため第1の拡大テコ
1の軸支部寄りの位置の作用点に、圧電素子の変位によ
る力が加わると、該拡大テコ1の先端のピン位置の変位
量が拡大され、次の拡大テコ2の軸支部寄り位置を押圧
して該拡大テコ2を回動させる。すると第2の拡大テコ
2のピン2pの位置の変位量が更に拡大され、最終段の
拡大テコ3の軸支部寄り位置を押圧して回動させるため
、その自由端寄り位置の出力部(スリット13)の変位
量は、更に拡大される。第2図の従来のテコ式拡大機構
の式を利用して表すと、n3ΔX倍の拡大率となる。
己の軸支部寄りの位置にある。そのため第1の拡大テコ
1の軸支部寄りの位置の作用点に、圧電素子の変位によ
る力が加わると、該拡大テコ1の先端のピン位置の変位
量が拡大され、次の拡大テコ2の軸支部寄り位置を押圧
して該拡大テコ2を回動させる。すると第2の拡大テコ
2のピン2pの位置の変位量が更に拡大され、最終段の
拡大テコ3の軸支部寄り位置を押圧して回動させるため
、その自由端寄り位置の出力部(スリット13)の変位
量は、更に拡大される。第2図の従来のテコ式拡大機構
の式を利用して表すと、n3ΔX倍の拡大率となる。
次に本発明による圧電式制御弁が実際上どのように具体
化されるかを実施例で説明する。第3図、第4図は、本
発明による圧電式制御弁の実施例を示す図で、第4図は
第3図のIV−IV断面図、第3図は拡大部ケーシング
内を示す正面図である。5は拡大部ケーシングであり、
その底部寄りの位置に支軸a、bが内臓支持され、該支
軸asbに3本の拡大テコ1.2.3が軸支されている
。6はノズル部本体であり、ノズルニードル7が内臓さ
れたノズルキャップ8と、圧電素子9のセットスクリュ
ー10が取付けられていると共に、拡大部ケーシング5
の蓋の役目を兼ねている。
化されるかを実施例で説明する。第3図、第4図は、本
発明による圧電式制御弁の実施例を示す図で、第4図は
第3図のIV−IV断面図、第3図は拡大部ケーシング
内を示す正面図である。5は拡大部ケーシングであり、
その底部寄りの位置に支軸a、bが内臓支持され、該支
軸asbに3本の拡大テコ1.2.3が軸支されている
。6はノズル部本体であり、ノズルニードル7が内臓さ
れたノズルキャップ8と、圧電素子9のセットスクリュ
ー10が取付けられていると共に、拡大部ケーシング5
の蓋の役目を兼ねている。
支軸aに第1の拡大テコlと第3の拡大テコ3が回動可
能に軸支され、再拡大テコ1と3との間に第2の拡大テ
コ2が配設され、別の支軸すに回動可能に軸支されてい
る。圧電素子9の先端の球面状の加圧半丸台11が、第
1の拡大テコ1の支軸a寄りの位置の球面凹部12中に
嵌入している。また最終段の拡大テコ3の自由端のスリ
ット13中に、ノズルニードル7の後端の小径首部7a
が嵌太し、拡大テコ3が矢印a1方向に移動すると、ヘ
ッド部7bを介してノズルニードル7が矢印a1方向に
引っ張られる。
能に軸支され、再拡大テコ1と3との間に第2の拡大テ
コ2が配設され、別の支軸すに回動可能に軸支されてい
る。圧電素子9の先端の球面状の加圧半丸台11が、第
1の拡大テコ1の支軸a寄りの位置の球面凹部12中に
嵌入している。また最終段の拡大テコ3の自由端のスリ
ット13中に、ノズルニードル7の後端の小径首部7a
が嵌太し、拡大テコ3が矢印a1方向に移動すると、ヘ
ッド部7bを介してノズルニードル7が矢印a1方向に
引っ張られる。
ノズルニードル7は、通常はスプリング14でノズル1
5方向に押圧され、先端のニードル部7Cでノズル15
を閉止している。
5方向に押圧され、先端のニードル部7Cでノズル15
を閉止している。
ノズルキャップ8の内部は、入口16と連通しており、
入口16に流体源が接続される。したがってニードル部
7cが後退してノズル15を開くと、ノズル15から流
体が噴出する。なお17.18はシール用のOリングで
ある。またノズル閉止用のスプリング14の一端は、0
リング17上の平座金19に当接し、他端はEワッシャ
ー20上の平座金21に当接されている。
入口16に流体源が接続される。したがってニードル部
7cが後退してノズル15を開くと、ノズル15から流
体が噴出する。なお17.18はシール用のOリングで
ある。またノズル閉止用のスプリング14の一端は、0
リング17上の平座金19に当接し、他端はEワッシャ
ー20上の平座金21に当接されている。
ノズル部本体6は、ネジ22で拡大部ケーシング5に取
付は固定され、拡大機構が内臓されているケーシング5
が閉鎖される。
付は固定され、拡大機構が内臓されているケーシング5
が閉鎖される。
通常はスプリング14によって、ノズルニードル7は、
矢印a2方向に押圧されて、ノズル15を閉止している
。いまリード線23に100V〜200VDCの駆動電
圧を印加すると、圧電素子9は伸長して先端の加圧半丸
台11が、矢印a1方向に変位して、第1の拡大テコ1
の球面凹部12を押圧し、第1の拡大テコ1を支軸aを
支点にして矢印a1方向に回動させる。その結果該第1
の拡大テコ1の先端のビン1p位置の変位量が拡大され
、該ピン1pで次の段の拡大テコ2の支軸す寄りの位置
を押圧し、先端のピン2p位置の変位量を拡大する。そ
して該ピン2pで最終段の拡大テコ3を支軸aの回りに
回動させ、先端のスリット13で、ノズルニードル7の
後端のヘッド7bを矢印a1方向に引っ張る。するとノ
ズルニードル7が、スプリング14に抗して矢印a1方
向に移動し、先端のニードル部7Cがノズル15から離
れて、ノズル15が開かれ、入口16から流入した流体
が、ノズル15から噴出する。
矢印a2方向に押圧されて、ノズル15を閉止している
。いまリード線23に100V〜200VDCの駆動電
圧を印加すると、圧電素子9は伸長して先端の加圧半丸
台11が、矢印a1方向に変位して、第1の拡大テコ1
の球面凹部12を押圧し、第1の拡大テコ1を支軸aを
支点にして矢印a1方向に回動させる。その結果該第1
の拡大テコ1の先端のビン1p位置の変位量が拡大され
、該ピン1pで次の段の拡大テコ2の支軸す寄りの位置
を押圧し、先端のピン2p位置の変位量を拡大する。そ
して該ピン2pで最終段の拡大テコ3を支軸aの回りに
回動させ、先端のスリット13で、ノズルニードル7の
後端のヘッド7bを矢印a1方向に引っ張る。するとノ
ズルニードル7が、スプリング14に抗して矢印a1方
向に移動し、先端のニードル部7Cがノズル15から離
れて、ノズル15が開かれ、入口16から流入した流体
が、ノズル15から噴出する。
そして図示例では、各拡大テコ1.2.3のレバー比は
約1対5のため、圧電素子9の変位量が、最終段の拡大
テコ3のスリット13位置では、125倍に拡大される
。
約1対5のため、圧電素子9の変位量が、最終段の拡大
テコ3のスリット13位置では、125倍に拡大される
。
以上のように本発明によれば、2本の支軸a1bを平行
に配設して、それぞれの支軸a、bに、複数の拡大テコ
1.2.3を交互に異なる支軸a、bに回動可能に軸支
し、最初の段の拡大テコ1の先端の横向きのピンipで
次の段の拡大テコ2の支点寄りの位置を加圧し、その先
端のビン2p位置を拡大する構成になっている。このよ
うにして、横に並べた複数の拡大テコ1.2・・・を順
次、前の段の拡大テコの先端で押圧し、変位量を拡大す
るので、複数の拡大テコ1.2.3を横に密接して配設
でき、拡大機構部を小型にできる。拡大率を上げるため
に、拡大テコを増やしても、増設拡大テコの寸法分だけ
しか大型化しない。また支軸は常に2本で足りる。
に配設して、それぞれの支軸a、bに、複数の拡大テコ
1.2.3を交互に異なる支軸a、bに回動可能に軸支
し、最初の段の拡大テコ1の先端の横向きのピンipで
次の段の拡大テコ2の支点寄りの位置を加圧し、その先
端のビン2p位置を拡大する構成になっている。このよ
うにして、横に並べた複数の拡大テコ1.2・・・を順
次、前の段の拡大テコの先端で押圧し、変位量を拡大す
るので、複数の拡大テコ1.2.3を横に密接して配設
でき、拡大機構部を小型にできる。拡大率を上げるため
に、拡大テコを増やしても、増設拡大テコの寸法分だけ
しか大型化しない。また支軸は常に2本で足りる。
第1図は本発明による圧電式制御弁の基本原理を説明す
る側面図、第2図は従来のテコ式拡大機構の斜視図、第
3図は本発明による圧電式制御弁の拡大機構部の正面図
、第4図は第3図のIV−IV’断面図である。 図において、a、bは支軸、1.2.3は拡大テコ、i
p、 2pはピン、7はノズルニードル、9は圧電素子
、12は球面凹部、13はスリット、15はノズルをそ
れぞれ示す。
る側面図、第2図は従来のテコ式拡大機構の斜視図、第
3図は本発明による圧電式制御弁の拡大機構部の正面図
、第4図は第3図のIV−IV’断面図である。 図において、a、bは支軸、1.2.3は拡大テコ、i
p、 2pはピン、7はノズルニードル、9は圧電素子
、12は球面凹部、13はスリット、15はノズルをそ
れぞれ示す。
Claims (1)
- 2本の支軸(a)(b)を間隔をおいて平行に配設し、
少なくとも2本の拡大テコ(1)(2)・・・を互いに
平行に、かつ前記支軸(a)(b)に対し直角に配設し
、第1の拡大テコ(1)は、第1の支軸(a)に軸支し
て先端を第2の支軸(b)に向け、第2の拡大テコ(2
)は、第2の支軸(b)に軸支して先端を第1の支軸(
a)に向けることで、隣接する拡大テコ(1)(2)・
・・を交互に異なる支軸に軸支して、先端を他方の支軸
に向け、各拡大テコ(1)(2)・・・の自由端寄りの
位置を、隣接する次の段の拡大テコ(2)・・・の軸支
部寄りの位置に係合させ、最終段の拡大テコで、弁体に
駆動力を加え、最初の段の拡大テコ(1)の軸支部寄り
の位置に、圧電素子の変位による力を作用させる構成と
することを特徴とする圧電式制御弁。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14693185A JPS629075A (ja) | 1985-07-03 | 1985-07-03 | 圧電式制御弁 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14693185A JPS629075A (ja) | 1985-07-03 | 1985-07-03 | 圧電式制御弁 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS629075A true JPS629075A (ja) | 1987-01-17 |
Family
ID=15418808
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14693185A Pending JPS629075A (ja) | 1985-07-03 | 1985-07-03 | 圧電式制御弁 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS629075A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62283274A (ja) * | 1986-06-02 | 1987-12-09 | Koganei Seisakusho:Kk | 電歪素子を用いた弁 |
JPS6328973U (ja) * | 1986-08-11 | 1988-02-25 | ||
JPH02163580A (ja) * | 1988-12-15 | 1990-06-22 | Agency Of Ind Science & Technol | 圧電素子を用いた流体制御バルブ |
JP2006527346A (ja) * | 2003-06-11 | 2006-11-30 | ウエストポート リサーチ インク. | 気体燃料を注入するバルブ装置および方法 |
KR101301107B1 (ko) * | 2012-04-12 | 2013-08-27 | 주식회사 프로텍 | 압전 펌프 |
DE10248433B4 (de) * | 2002-10-17 | 2015-01-15 | Cummins Ltd. | Vorrichtung zum Fördern von Medien, insbesondere Einspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen |
KR20180033907A (ko) * | 2016-09-27 | 2018-04-04 | 한국전기연구원 | 압전 서보 밸브 |
JP2019533190A (ja) * | 2016-10-20 | 2019-11-14 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. | 圧力制御弁、リソグラフィ装置のための流体ハンドリング構造、及びリソグラフィ装置 |
-
1985
- 1985-07-03 JP JP14693185A patent/JPS629075A/ja active Pending
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62283274A (ja) * | 1986-06-02 | 1987-12-09 | Koganei Seisakusho:Kk | 電歪素子を用いた弁 |
JPH0326301B2 (ja) * | 1986-06-02 | 1991-04-10 | Koganei Ltd | |
JPS6328973U (ja) * | 1986-08-11 | 1988-02-25 | ||
JPH0319654Y2 (ja) * | 1986-08-11 | 1991-04-25 | ||
JPH02163580A (ja) * | 1988-12-15 | 1990-06-22 | Agency Of Ind Science & Technol | 圧電素子を用いた流体制御バルブ |
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JP2019533190A (ja) * | 2016-10-20 | 2019-11-14 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. | 圧力制御弁、リソグラフィ装置のための流体ハンドリング構造、及びリソグラフィ装置 |
US11199771B2 (en) | 2016-10-20 | 2021-12-14 | Asml Netherlands B.V. | Pressure control valve, a fluid handling structure for lithographic apparatus and a lithographic apparatus |
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