KR102533233B1 - Fluid control valve - Google Patents
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Abstract
[과제] 압전 소자, 및 압전 소자의 변위를 확대하는 메카니컬 앰프를 구비한 유체 제어 밸브에 있어서, 압전 소자에 가해지는 전단력의 저감을 도모한다.
[해결수단] 유체 제어 밸브(10)는, 내실(40) 및 유체의 출입구가 되는 개구(A, P)를 구비한 케이스(12)와, 신축 축(X)을 따라 신축 가능한 압전 소자(44)와, 압전 소자의 변위를 확대하여, 개구를 개폐하는 밸브부(84)를 변위시키는 메카니컬 앰프를 가지며, 메카니컬 앰프(54)는, 케이스에 설치되고, 압전 소자의 신축 축의 축방향 일단에 접속된 지지부(60)와, 압전 소자의 축방향 타단에 결합된 변위부(66)와, 일단에서 변위부에 접속되고, 중간부에서 지지부에 변형 가능한 앰프 힌지부(62)를 개재하여 접속되고, 타단에서 하나의 개구를 개폐하는 아암(64)과, 압전 소자의 신장에 의해 변위부에 가해지는 신축 축에 직교하는 방향의 하중에 대해 반대방향의 하중을 가하는 밸런스 기구(68)를 포함한다.[PROBLEMS] To reduce the shear force applied to the piezoelectric element in a fluid control valve provided with a piezoelectric element and a mechanical amplifier that expands the displacement of the piezoelectric element.
[Means of Solution] The fluid control valve 10 includes a case 12 having an inner chamber 40 and openings A and P serving as fluid entrances, and a piezoelectric element 44 that is expandable along an extension axis X. ) and a mechanical amplifier that expands the displacement of the piezoelectric element and displaces the valve portion 84 that opens and closes the opening. The support portion 60, the displacement portion 66 coupled to the other end in the axial direction of the piezoelectric element, connected to the displacement portion at one end, and connected to the support portion at the middle portion through an amplifier hinge portion 62 deformable, It includes an arm 64 for opening and closing one opening at the other end, and a balance mechanism 68 for applying a load in the opposite direction to a load in a direction orthogonal to the extension axis applied to the displacement portion by extension of the piezoelectric element.
Description
본 발명은, 유로의 전환이나, 유량을 조정하기 위한 유체 제어 밸브에 관한 것이다.The present invention relates to a fluid control valve for switching a flow path or adjusting a flow rate.
유체의 흐름 방향을 전환하는 전기식 전환 밸브가 공지이다(예를 들어, 특허문헌 1). 특허문헌 1의 전기식 전환 밸브는 스풀식의 것으로, 스풀의 양측에는 스풀 액실이 형성되어 있다. 스풀 액실에는 각각 노즐이 접속되고, 노즐은 탱크 라인에 연결되는 배출 유로에 접속되어 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION [0002] An electric switching valve that switches the flow direction of a fluid is known (for example, Patent Document 1). The electric selector valve of Patent Document 1 is of a spool type, and spool liquid chambers are formed on both sides of the spool. A nozzle is connected to each of the spool liquid chambers, and the nozzle is connected to a discharge flow path connected to the tank line.
배출 통로의 각각에는 노즐을 개폐하는 개폐 기구가 마련되어 있다. 개폐 기구는, 적층형의 압전 소자(전왜 소자)와, 압전 소자의 변위를 확대하는 메카니컬 앰프(변위 확대 기구)를 가지고 있다. 메카니컬 앰프는, 전기식 전환 밸브의 하우징에 고정된 지지 아암과, 지지 아암에 힌지를 개재하여 연결된 L자형의 레버를 가진다. 레버는 일단에서 노즐을 봉지(封止)하고, 타단에서 압전 소자에 접속되어 있다.An opening/closing mechanism for opening/closing a nozzle is provided in each of the discharge passages. The opening/closing mechanism has a laminated piezoelectric element (electrostrictive element) and a mechanical amplifier (displacement expanding mechanism) that expands the displacement of the piezoelectric element. A mechanical amplifier has a support arm fixed to the housing of an electric selector valve, and an L-shaped lever connected to the support arm via a hinge. The lever seals the nozzle at one end and is connected to the piezoelectric element at the other end.
압전 소자에 전압이 가해지면 압전 소자가 신장되고, 레버는 힌지를 중심으로 하여 회전하여, 노즐이 개방된다. 노즐이 개방되면, 한쪽의 스풀 액실이 배출 유로를 통해 탱크 라인에 연통하고, 스풀 액실의 액압이 배출된다. 이에 의해, 두 스풀 액실의 액압의 차가 발생하여, 스풀이 이동하고, 유체의 흐름 방향이 전환된다.When a voltage is applied to the piezoelectric element, the piezoelectric element is stretched, the lever rotates about the hinge, and the nozzle is opened. When the nozzle is opened, the spool liquid chamber on one side communicates with the tank line through the discharge passage, and the hydraulic pressure in the spool liquid chamber is discharged. As a result, a difference in hydraulic pressure between the two spool liquid chambers is generated, the spool moves, and the flow direction of the fluid is switched.
이와 같이, 압전 소자를 이용하여 개폐 기구를 구성함으로써, 솔레노이드식의 개폐 기구보다 고속의 응답이 가능해진다. 또한, L자형을 이루는 1개의 레버를 이용하여 개폐가 행해지고 있기 때문에, 복수의 레버를 이용한 경우나, 직선형의 레버를 이용한 경우에 비해, 전기식 전환 밸브의 소형화가 도모되어 있다.In this way, by constructing the opening/closing mechanism using the piezoelectric element, a faster response than the solenoid type opening/closing mechanism is possible. Further, since opening and closing is performed using one L-shaped lever, the size of the electric selector valve is reduced compared to the case of using a plurality of levers or the case of using a linear lever.
특허문헌 1의 전기식 전환 밸브에서는 압전 소자가 신장되면, 레버가 대체로 힌지를 중심으로 하여 회전하기 때문에, 레버와 지지 아암의 접속 부분은 대체로 그 힌지를 중심으로 하는 호를 따라 이동한다. 그 때문에, 압전 소자와 레버의 결합 부분에는 신장 방향에 직교하는 방향의 성분을 갖는 하중이 가해진다. 그 하중 중, 신장 방향에 직교하는 방향의 성분은 압전 소자에의 전단력이 되기 때문에, 압전 소자에 부하가 걸려, 전자 전환 밸브의 내구성이 저하될 우려가 있다.In the electric selector valve of Patent Literature 1, when the piezoelectric element is extended, since the lever generally rotates around the hinge, the connecting portion between the lever and the support arm generally moves along an arc centered on the hinge. Therefore, a load having a component in a direction orthogonal to the stretching direction is applied to the connecting portion between the piezoelectric element and the lever. Among the loads, a component in a direction orthogonal to the extension direction becomes a shear force to the piezoelectric element, and therefore, a load is applied to the piezoelectric element, and durability of the solenoid selector valve may decrease.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 압전 소자, 및 압전 소자의 변위를 확대하는 메카니컬 앰프를 구비한 유체 제어 밸브에 있어서, 압전 소자에 가해지는 전단력의 저감을 도모하는 것이다.An object to be solved by the present invention is to reduce the shear force applied to the piezoelectric element in a fluid control valve provided with a piezoelectric element and a mechanical amplifier that expands the displacement of the piezoelectric element.
본 발명의 하나의 실시형태에 의한 유체 제어 밸브(10, 110, 210, 310, 410)는, 내실(40), 및 상기 내실에 연통하여 유체의 출입구가 되는 적어도 2개의 개구(A, P)를 구비한 케이스(12)와, 소정의 신축 축(X)을 따라 신축 가능한 압전 소자(44)와, 상기 압전 소자의 변위를 확대하여, 상기 개구들 중 적어도 하나를 개폐하는 밸브부(84)를 변위시키는 메카니컬 앰프(54)를 가지며, 상기 메카니컬 앰프는, 상기 케이스에 설치되고, 상기 압전 소자의 상기 신축 축의 축방향에서의 일단에 접속된 지지부(60)와, 상기 압전 소자의 상기 축방향에서의 타단에 결합된 변위부(66)와, 일단에서 상기 변위부에 접속되고, 중간부에서 상기 지지부에 변형 가능한 앰프 힌지부(62)를 개재하여 접속되고, 타단에서 상기 개구들 중 적어도 하나를 개폐하는 아암(64)과, 상기 압전 소자의 신장에 의해 상기 변위부에 가해지는 상기 신축 축에 직교하는 방향의 하중에 대해 반대방향의 하중을 가하는 밸런스 기구(68)를 포함한다.The fluid control valve (10, 110, 210, 310, 410) according to one embodiment of the present invention has an
압전 소자에 결합된 변위부가 변위하고, 그 변위가 변위부에 접속된 아암의 일단에 입력된다. 앰프 힌지부를 지지점으로 하는, 소위 지렛대 원리에 의해, 아암의 타단에는, 일단측의 변위가 증폭되어 출력되어, 개구가 열린다. 이 때, 아암의 일단의 신축 축의 축방향과는 어긋난 방향으로 변위하기 때문에, 이 변위에 의해, 변위부를 통해 압전 소자의 타단에 신장 방향에 직교하는 방향으로 하중이 가해져, 압전 소자에 전단력이 가해질 우려가 있다.The displacement unit coupled to the piezoelectric element is displaced, and the displacement is input to one end of an arm connected to the displacement unit. Displacement on the one end side is amplified and outputted to the other end of the arm by the so-called lever principle with the amplifier hinge portion as a fulcrum, and an opening is opened. At this time, since one end of the arm is displaced in a direction different from the axial direction of the expansion axis, this displacement applies a load to the other end of the piezoelectric element through the displacement portion in a direction perpendicular to the extension direction, and a shear force is applied to the piezoelectric element. There are concerns.
상기의 구성에 의하면, 변위부에 신축 축에 직교하는 방향의 성분을 갖는 하중이 가해지면, 밸런스 기구로부터 그 성분을 상쇄하도록 하중이 가해진다. 그 때문에, 변위부를 통해 압전 소자의 타단에 신장 방향에 직교하는 방향으로 하중이 전해지는 것이 방지되고, 압전 소자에 신장 방향에 직교하는 방향의 전단력이 저감된다.According to the above configuration, when a load having a component in a direction orthogonal to the extension axis is applied to the displacement unit, the load is applied so as to cancel the component from the balance mechanism. Therefore, transmission of a load in a direction orthogonal to the stretching direction to the other end of the piezoelectric element through the displacement portion is prevented, and shear force in a direction orthogonal to the stretching direction is reduced to the piezoelectric element.
상기 유체 제어 밸브에 있어서, 보다 바람직하게는, 상기 밸런스 기구는, 상기 변위부에 결합된 의사(擬似) 아암(80)과, 상기 의사 아암과 상기 지지부에 결합되며, 변형 가능한 밸런스 힌지부(82)를 포함하고, 상기 아암 및 상기 변위부의 결합 부분과, 상기 의사 아암 및 상기 변위부의 결합 부분은 상기 신축 축을 개재하여 대치하고 있다.In the fluid control valve, more preferably, the balance mechanism includes a pseudo arm (80) coupled to the displacement unit, and a deformable balance hinge portion (82) coupled to the pseudo arm and the support unit. ), wherein a coupling portion of the arm and the displacement unit and a coupling portion of the pseudo arm and the displacement unit are opposed to each other via the telescopic shaft.
이 구성에 의하면, 변위부는 아암과 밸런스 힌지부에 신축 축을 개재하여 대치하는 위치에서 결합된다. 그 때문에, 변위부에 밸런스 힌지부를 통해, 아암으로부터 가해지는 신축 축에 직교하는 방향의 성분을 갖는 하중이 가해졌을 때에, 그 성분에 대향하는 반대방향의 하중을 가할 수 있다.According to this configuration, the displacement part is engaged with the arm and the balance hinge part at a position facing each other via an extension axis. Therefore, when a load having a component in a direction orthogonal to the extension axis applied from the arm is applied to the displacement unit through the balance hinge unit, a load in the opposite direction opposing the component can be applied.
상기 유체 제어 밸브(10)에 있어서, 보다 바람직하게는, 상기 지지부는 상기 신축 축의 방향으로 연장되며, 상기 압전 소자를 개재하여 대치하는 위치에 배치된 제1 지지부(60B) 및 제2 지지부(60C)를 포함하고, 상기 앰프 힌지부는 상기 제1 지지부로부터 상기 신축 축을 따라 연장되며, 상기 밸런스 힌지부는 상기 앰프 힌지부와 동형의 단면을 가지고 상기 제2 지지부로부터 상기 신축 축을 따라 연장되며, 상기 변위부는, 상기 압전 소자의 상기 타단에 결합된 캡부(72)와, 상기 캡부로부터 상기 신축 축을 따라 연장되어, 상기 아암과 접속된 제1 축방향 연장부(74)와, 상기 캡부로부터 상기 신축 축을 따라 연장되어, 상기 의사 아암에 접속된 제2 축방향 연장부(76)를 가지며, 상기 변위부는 상기 신축 축에 대해 축 대칭을 이루며, 상기 축방향에 있어서, 상기 밸런스 힌지부의 기단(基端)(82A)은 상기 앰프 힌지부의 기단(62A)보다 상기 압전 소자의 상기 일단 측에 위치한다.In the
이 구성에 의하면, 밸런스 힌지부의 기단과, 앰프 힌지부의 기단이, 신축 축의 축방향으로 정렬되는 위치에 있을 때보다, 변위부에 밸런스 힌지부를 통해, 아암으로부터 가해지는 신축 축에 직교하는 방향의 하중을 더 상쇄하도록, 하중을 가할 수 있다.According to this configuration, the base end of the balance hinge portion and the base end of the amplifier hinge portion are in a position aligned in the axial direction of the extension axis, the displacement portion via the balance hinge portion, the load in the direction perpendicular to the extension axis applied from the arm A load can be applied to further offset the
상기 유체 제어 밸브(210)에 있어서, 보다 바람직하게는, 상기 지지부는 상기 신축 축의 방향으로 연장되며, 상기 압전 소자를 개재하여 대치하는 위치에 배치된 제1 지지부(60B) 및 제2 지지부(60C)를 포함하고, 상기 앰프 힌지부는 상기 제1 지지부로부터 상기 신축 축을 따라 연장되며, 상기 밸런스 힌지부는 상기 앰프 힌지부와 동형의 단면을 가지고 상기 제2 지지부로부터 상기 신축 축을 따라 연장되며, 상기 변위부는, 상기 압전 소자의 상기 타단에 결합된 캡부(72)와, 상기 캡부로부터 상기 신축 축을 따라 연장되어, 상기 아암과 접속된 제1 축방향 연장부(74)와, 상기 캡부로부터 상기 신축 축을 따라 연장되어, 상기 의사 아암에 접속된 제2 축방향 연장부(76)를 가지며, 상기 축방향에 있어서, 상기 밸런스 힌지부의 기단(82A)은 상기 앰프 힌지부의 기단(62A)과 정합되는 위치에 있고, 상기 압전 소자의 상기 타단 측에 위치하는 상기 아암의 측연(側緣)은, 상기 압전 소자의 상기 타단 측에 위치하는 상기 의사 아암의 측연보다, 상기 압전 소자의 상기 타단 측에 위치한다.In the
이 구성에 의하면, 압전 소자의 타단 측에 위치하는 아암의 측연과 압전 소자의 타단 측에 위치하는 의사 아암의 측연이 신축 축의 축방향으로 정렬되는 위치에 있을 때보다, 변위부에 밸런스 힌지부를 통해, 아암으로부터 가해지는 신축 축에 직교하는 방향의 하중을 더 상쇄하도록, 하중을 가할 수 있다.According to this configuration, the side edge of the arm located on the other end side of the piezoelectric element and the side edge of the pseudo arm located on the other end side of the piezoelectric element are positioned in alignment in the axial direction of the extension axis, so that the displacement part is connected via the balance hinge part. , a load can be applied so as to further offset a load in a direction orthogonal to the extension axis applied from the arm.
상기 유체 제어 밸브(310)에 있어서, 보다 바람직하게는, 상기 지지부는 상기 신축 축의 방향으로 연장되며, 상기 압전 소자를 개재하여 대치하는 위치에 배치된 제1 지지부(60B) 및 제2 지지부(60C)를 포함하고, 상기 앰프 힌지부는 상기 제1 지지부로부터 상기 신축 축을 따라 연장되며, 상기 밸런스 힌지부는 상기 제2 지지부로부터 상기 신축 축을 따라 연장되며, 상기 변위부는, 상기 압전 소자의 상기 타단에 결합된 캡부(72)와, 상기 캡부로부터 상기 신축 축을 따라 연장되어, 상기 아암과 접속된 제1 축방향 연장부(74)와, 상기 캡부로부터 상기 신축 축을 따라 연장되어, 상기 의사 아암에 접속된 제2 축방향 연장부(76)를 가지며, 상기 변위부는 상기 신축 축에 대해 축 대칭을 이루며, 상기 축방향에 있어서, 상기 밸런스 힌지부의 기단(82A)은 상기 앰프 힌지부의 기단(62A)과 정합되는 위치에 있고, 상기 밸런스 힌지부의 단면적은 일부에 있어서 다른 부분과는 다르다.In the
이 구성에 의하면, 밸런스 힌지부의 단면적을 조정함으로써, 변위부에 밸런스 힌지부를 통해, 아암으로부터 가해지는 신축 축에 직교하는 방향의 하중을 더 상쇄하도록, 하중을 가할 수 있다.According to this configuration, by adjusting the cross-sectional area of the balance hinge portion, a load can be applied to the displacement portion through the balance hinge portion so as to further cancel a load applied from the arm in a direction orthogonal to the extension axis.
상기 유체 제어 밸브(10, 110, 210, 310, 410)에 있어서, 보다 바람직하게는, 상기 밸런스 힌지부의 굴곡점(P2), 및 상기 앰프 힌지부의 굴곡점(P1)은 상기 신축 축을 중심으로 하여 축 대칭을 이룬다.In the fluid control valves (10, 110, 210, 310, 410), more preferably, the inflection point (P2) of the balance hinge part and the inflection point (P1) of the amplifier hinge part are centered on the expansion axis axially symmetrical
이 구성에 의하면, 밸런스 힌지부의 굴곡점과 앰프 힌지부의 굴곡점이 신축 축을 중심으로 하여 축 대칭이 아닌 경우에 비해, 변위부에 밸런스 힌지부를 통해, 아암으로부터 가해지는 신축 축에 직교하는 방향의 하중을 더 상쇄하도록, 하중을 가할 수 있다.According to this configuration, compared to the case where the inflection point of the balance hinge part and the inflection point of the amplifier hinge part are not axially symmetric about the extension axis, the load in the direction perpendicular to the extension axis applied from the arm through the balance hinge section to the displacement section is reduced. To further offset, a load can be applied.
상기 유체 제어 밸브(10, 110, 210, 310, 410)에 있어서, 보다 바람직하게는, 상기 케이스에는, 상기 내실을, 상기 압전 소자를 수용하는 제1 공간(90, 190)과, 2개의 상기 개구를 접속하는 통로를 포함하는 제2 공간(92, 192)으로 구획하는 구획벽(94)이 마련되어 있다.In the fluid control valves (10, 110, 210, 310, 410), more preferably, the case includes the inner chamber, a first space (90, 190) accommodating the piezoelectric element, and two
이 구성에 의하면, 내실이, 압전 소자가 설치된 제1 공간과, 유체가 2개의 관통공을 통해 유통하는 제2 공간으로 분리된다. 그 때문에, 압전 소자가 설치된 공간에의 유체의 침입을 방지할 수 있어, 소자의 보호를 도모할 수 있다.According to this configuration, the inner chamber is separated into a first space in which the piezoelectric element is installed and a second space in which fluid flows through the two through holes. Therefore, it is possible to prevent fluid from entering the space in which the piezoelectric element is installed, and the element can be protected.
상기 유체 제어 밸브(10, 110, 210, 310, 410)에 있어서, 바람직하게는, 상기 구획벽은, 상기 아암을 통과시키는 아암 통로(32A, 130)의 적어도 일부를 획정하는 벽체(30D, 126A, 126B, 126D)와, 상기 아암 및 상기 통로를 획정하는 벽면의 사이에 설치되며, 탄성 변형 가능한 실링 부재(70, 170)를 포함한다.In the fluid control valve (10, 110, 210, 310, 410), preferably, the partition wall is a wall (30D, 126A) defining at least a part of the arm passage (32A, 130) through which the arm passes , 126B, 126D), and installed between the arm and a wall surface defining the passage, and includes elastically
이 구성에 의하면, 아암 및 통로와의 사이가 탄성 변형 가능한 실링 부재에 의해 실링되어 있기 때문에, 내실을 제1 공간과 제2 공간으로 구획한 상태로, 아암을 변위시킬 수 있다. 나아가, 아암에 발생한 진동을 실링 부재에 의해 감쇠시킬 수 있다.According to this configuration, since the gap between the arm and the passage is sealed by the elastically deformable sealing member, the arm can be displaced with the inner chamber divided into the first space and the second space. Furthermore, the vibration generated in the arm can be damped by the sealing member.
상기 유체 제어 밸브(10, 210, 310, 410)에 있어서, 바람직하게는, 상기 벽체는 상기 아암 통로를 획정하는 관통공(32)을 구비하고, 상기 실링 부재는, 상기 관통공을 획정하는 벽면과, 상기 아암의 사이에 설치되어 있다.In the fluid control valve (10, 210, 310, 410), preferably, the wall body has a through
이 구성에 의하면, 내실을 제1 공간과 제2 공간으로 구획함과 아울러, 아암을 변위 가능하게 할 수 있다.According to this configuration, while partitioning the inner chamber into the first space and the second space, the arm can be displaced.
상기 유체 제어 밸브(110)에 있어서, 바람직하게는, 상기 벽체는 상기 내실을 획정하는 벽면과 협력하여 상기 아암 통로를 획정하고, 상기 실링 부재(170)는, 상기 벽체 및 상기 내실을 획정하는 벽면과, 상기 아암의 사이에 설치되어 있다.In the
이 구성에 의하면, 내실을 제1 공간과 제2 공간으로 구획함과 아울러, 아암을 변위 가능하게 할 수 있다.According to this configuration, while partitioning the inner chamber into the first space and the second space, the arm can be displaced.
상기 유체 제어 밸브(10, 110, 210, 310, 410)에 있어서, 바람직하게는, 상기 제1 공간은, 상기 케이스의 외부에 커넥터 홀(42)을 개재하여 연통하며, 상기 커넥터 홀에 정합되는 위치에, 상기 압전 소자에 전압을 공급하기 위한 커넥터(C)가 마련되어 있다.In the fluid control valve (10, 110, 210, 310, 410), preferably, the first space communicates with the outside of the case through a
이 구성에 의하면, 용이하게 커넥터를 조립할 수 있고, 실링 기능을 갖는 커넥터 홀을 이용할 필요가 없기 때문에, 유체 제어 밸브를 소형화할 수 있다.According to this structure, since the connector can be assembled easily and there is no need to use a connector hole having a sealing function, the fluid control valve can be miniaturized.
상기 유체 제어 밸브(10, 110, 210, 310, 410)에 있어서, 바람직하게는, 상기 아암의 상기 일단에는 엘라스토머제의 밸브체가 일체 형성되어 있다.In the
이 구성에 의하면, 밸브체에 의해 개구의 봉지가 보다 확실히 행해진다.According to this configuration, sealing of the opening is performed more reliably by the valve body.
상기 유체 제어 밸브(410)에 있어서, 바람직하게는, 상기 아암에 의해 개폐되는 상기 개구에는, 엘라스토머에 의해 구성된 밸브 시트(52)가 마련되어 있다.In the
이 구성에 의하면, 밸브체에 의해 개구의 봉지가 보다 확실히 행해진다.According to this configuration, sealing of the opening is performed more reliably by the valve body.
본 발명에 의하면, 압전 소자, 및 압전 소자의 변위를 확대하는 메카니컬 앰프를 구비한 유체 제어 밸브에 있어서, 압전 소자에 가해지는 전단력의 저감을 도모할 수 있다.ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the fluid control valve provided with the piezoelectric element and the mechanical amplifier which expands the displacement of the piezoelectric element, it is possible to reduce the shear force applied to the piezoelectric element.
도 1은, 제1 실시형태에 관한 유체 제어 밸브의 사시도이다.
도 2의 (A)는 도 1의 II-II 단면도이고, (B)는 그 2점 쇄선으로 둘러싸인 부분의 확대도이다.
도 3은, 도 1의 III-III 단면도이다.
도 4는, 제1 실시형태에 관한 유체 제어 밸브의 분해 사시도이다.
도 5는, 압전 소자가 신장하였을 때의 유체 제어 밸브의 단면도이다.
도 6의 (A)는 밸런스 힌지부의 기단과 앰프 힌지부의 기단이 좌우 방향으로 정렬되는 경우를 나타내는 도면이며, (B)는 밸런스 힌지부의 기단이 앰프 힌지부의 기단보다 좌측에 위치하는 경우에 있어서, 압전 소자가 신장하였을 때의 플레이트의 내부의 응력 분포를 나타내는 도면이다.
도 7은, 제2 실시형태에 관한 유체 제어 밸브의 사시도이다.
도 8은, 도 7의 VIII-VIII 단면도이다.
도 9는, 도 7의 IX-IX 단면도이다.
도 10은, 제2 실시형태에 관한 유체 제어 밸브의 분해 사시도이다.
도 11의 (A)는 제3 실시형태에 관한 유체 제어 밸브의 플레이트의 형상을 나타내며, (B)는 압전 소자가 신장하였을 때의 플레이트의 내부의 응력 분포를 나타내는 도면이다.
도 12는, 제4 실시형태에 관한 유체 제어 밸브의 플레이트의 형상을 설명하기 위한 설명도이다.
도 13은, 제5 실시형태에 관한 유체 제어 밸브의 단면도이다.1 is a perspective view of a fluid control valve according to a first embodiment.
Fig. 2 (A) is a II-II cross-sectional view of Fig. 1, and (B) is an enlarged view of the portion surrounded by the dashed-two dotted line.
FIG. 3 is a III-III sectional view of FIG. 1 .
4 is an exploded perspective view of the fluid control valve according to the first embodiment.
5 is a cross-sectional view of the fluid control valve when the piezoelectric element is extended.
6(A) is a view showing a case where the base end of the balance hinge part and the base end of the amplifier hinge part are aligned in the left and right directions, and (B) is a view showing a case where the base end of the balance hinge part is located on the left side of the base end of the amplifier hinge part, It is a diagram showing the stress distribution inside the plate when the piezoelectric element is stretched.
7 is a perspective view of a fluid control valve according to a second embodiment.
FIG. 8 is a VIII-VIII sectional view of FIG. 7 .
9 is an IX-IX sectional view of FIG. 7 .
10 is an exploded perspective view of a fluid control valve according to a second embodiment.
Fig. 11 (A) shows the shape of the plate of the fluid control valve according to the third embodiment, and (B) is a diagram showing the stress distribution inside the plate when the piezoelectric element is stretched.
12 is an explanatory diagram for explaining the shape of a plate of a fluid control valve according to a fourth embodiment.
13 is a cross-sectional view of a fluid control valve according to a fifth embodiment.
이하에, 본 발명에 의한 유체 제어 밸브는, 유로를 각각 획정하는 복수의 포트의 접속 상태를 제어하기 위해 사용된다. 이하, 본 발명을 2개의 포트의 접속 상태를 제어하는 유체 제어 밸브에 적용한 4가지 실시형태에 대해 설명한다. 이하에서는, 도 1에 도시된 화살표에 따라, 상하, 전후, 및 좌우 방향을 편의적으로 정하여 설명을 한다.Hereinafter, the fluid control valve according to the present invention is used to control the connection state of a plurality of ports each defining a flow path. Hereinafter, four embodiments in which the present invention is applied to a fluid control valve for controlling the connection state of two ports will be described. Hereinafter, according to the arrows shown in FIG. 1, a description will be made by conveniently determining the up-and-down, front-back, and left-right directions.
<<제1 실시형태>><<First Embodiment>>
제1 실시형태에 관한 유체 제어 밸브(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상하, 전후, 및 좌우의 각 방향을 향하는 면을 갖는 대략 직육면체 형상을 이루고 있다. 유체 제어 밸브(10)의 상면에는, 압축 공기 등의 유체의 입구가 되는 공급 포트(P)와, 유체의 출구가 되는 출력 포트(A)가 마련되어 있다. 공급 포트(P)와 출력 포트(A)는 좌우로 나열되게 배치되어 있다.As shown in FIG. 1 , the
도 1~도 4에 도시된 바와 같이, 유체 제어 밸브(10)는 대략 직육면체 형상의 케이스(12)를 가지고 있다. 케이스(12)는 그 전방 하반부를 구성하는 케이스 본체(14)와, 그 상반부를 구성하는 상부재(16)와, 그 후방 하반부를 구성하는 커버 부재(18)에 의해 구성되어 있다.As shown in FIGS. 1 to 4 , the
상부재(16)는 좌우로 연장되는 직육면체 형상을 이루며, 상하로 관통하는 2개의 포트용 관통공(20L, 20R)을 구비하고 있다. 2개의 포트용 관통공(20L, 20R)은 좌우로 나열되게 배치되어 있다. 좌측의 포트용 관통공(20L)의 상단 개구 부분에 의해 출력 포트(A)가, 우측의 포트용 관통공(20R)의 상단 개구 부분에 의해 공급 포트(P)가 각각 획정되어 있다.The
본 실시형태에서는, 도 2의 (A) 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상부재(16)는 그 상부를 구성하는 제1 상부재(16U)와, 그 하부를 구성하는 제2 상부재(16D)와, 제1 상부재(16U) 및 제2 상부재(16D)의 사이에 설치된 통 부재(22)에 의해 구성되어 있다. 제1 상부재(16U)(제2 상부재(16D))에는 상하 방향으로 관통하는 2개의 관통공(24LU, 24RU(24LD, 24RD))이 좌우로 병설되어 있다. 제1 상부재(16U)의 2개의 관통공(24LU, 24RU)과, 제2 상부재(16D)의 우측의 관통공(24RD)은 각각 원형을 이루며, 제2 상부재(16D)의 좌측의 관통공(24LD)은 좌우 방향으로 연장되는 장공 형상을 이루고 있다.In this embodiment, as shown in FIG. 2(A) and FIG. 3, the
통 부재(22)는 상하로 관통하는 내공(22A)을 구비한 통형을 이루고 있다. 내공(22A)은 좌우 방향으로 연장되는 장공 형상의 단면을 가지고 있다. 통 부재(22)는 제2 상부재(16D)의 좌측의 관통공(24LD)에 수용되어 있다. 제1 상부재(16U) 및 제2 상부재(16D)는 케이스 본체(14)의 상면에 함께 체결되어, 케이스 본체(14)의 상면에 결합되어 있다. 이 때, 제1 상부재(16U)의 좌측의 관통공(24LU)과 제2 상부재(16D)의 좌측의 관통공(24LD)은 상하로 정합되어 좌측의 포트용 관통공(20L)을 구성하고, 제1 상부재(16U)의 우측의 관통공(24RU)과 제2 상부재(16D)의 우측의 관통공(24RD)은 상하로 정합되어 우측의 포트용 관통공(20R)을 구성한다.The
도 2의 (A)에 도시된 바와 같이, 통 부재(22)는 그 하단이 제2 상부재(16D)의 하면보다 하측으로 돌출된 상태로, 제2 상부재(16D)의 좌측의 관통공(24LD)에 수용되어 있다. 본 실시형태에서는, 통 부재(22)는 금속제의 부재에 의해 구성되어 있다.As shown in FIG. 2(A), the
도 3, 및 도 4에 도시된 바와 같이, 케이스 본체(14)는 그 상부를 구성하는 본체 상부(26)와, 본체 상부(26)의 하면 전방부로부터 하방으로 연장되는 본체 하부(28)를 구비하고 있다. 본체 상부(26)는 좌우 방향으로 연장되는 직육면체 형상을 이루고 있다. 본체 상부(26)의 상면에는, 직사각형상의 개구를 가지고 하방으로 오목한 상측 오목부(30)가 마련되어 있다. 도 2의 (A), 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상측 오목부(30)의 바닥벽(30D)(하벽)의 우측 가장자리에는 상하로 관통하는 관통공(32)이 마련되어 있다.As shown in FIGS. 3 and 4, the
본체 하부(28)는 전후 방향을 향하는 주면(主面)을 갖는 직사각형 판형을 이루고 있다. 도 2의 (A) 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본체 하부(28)의 후면에는 전방으로 오목한 수용 오목부(34)와, 수용 오목부(34)와 마찬가지로 전방으로 오목하며, 수용 오목부(34)의 우측 아래 가장자리로부터 하방으로 연장되는 홈부(36)가 마련되어 있다.The
커버 부재(18)는 전후 방향을 향하는 면을 갖는 판형을 이루고 있다. 커버 부재(18)는 본체 하부(28)에 정합되는 직사각형 판형을 이루며, 본체 하부(28)의 후측면에 체결되어 있다. 커버 부재(18)의 우측 아래 가장자리로서, 홈부(36)에 정합되는 위치에는 상방향으로 사각형으로 잘라내어진 노치부(38)가 마련되어 있다.The
케이스 본체(14)의 수용 오목부(34)가 커버 부재(18)에 의해 닫히고, 케이스 본체(14)의 상면에 상부재(16)가 체결됨으로써, 케이스(12)의 내부에는, 2개의 포트용 관통공(20L, 20R)에 접속하는(즉, 공급 포트(P) 및 출력 포트(A)에 연통하는) 내실(40)이 형성되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 내실(40)은 홈부(36)를 통해 외부에 연통한다. 즉, 홈부(36)가 마련됨으로써, 케이스(12)에는 내실(40)을 외부에 연통시키는 커넥터 홀(42)이 형성되어 있다.The housing
도 2의 (A) 및 도 4에 도시된 바와 같이, 내실(40)에는, 압전 소자(44)와, 통 부재(22)의 하단에 접촉하여 좌측의 포트용 관통공(20L)의 하단을 닫는 밸브체(46)와, 압전 소자(44)의 변위를 밸브체(46)에 전하는 플레이트(48)가 수용되어 있다.As shown in FIG. 2(A) and FIG. 4 , in the
압전 소자(44)는 복수의 압전체(44A)가 적층됨으로써 구성된 적층형의 압전 액추에이터로서, 본 실시형태에서는 압전체(44A)의 적층 방향이 좌우 방향이 되도록 배치되어 있다. 압전체(44A)의 사이에는 전극이 설치되어 있다. 압전체(44A)의 사이의 전극은 각각 압전 소자(44)의 측면에 설치된 대응하는 플러스 또는 마이너스의 단자에 접속되어 있다. 단자에는 각각 배선(50)이 접속되어 있다. 2개의 배선(50)의 사이에 소정의 전압을 인가하면, 압전체(44A)가 변형되고, 압전 소자(44)는 그 적층 방향으로 신장하며, 전압이 제로가 되면, 압전 소자(44)는 줄어들어, 원래의 크기로 되돌아간다.The
압전 소자(44)는 적층 방향으로 연장되는 평판형을 이루고 있다. 압전 소자(44)는 주면이 전후 방향을 향하고, 적층 방향(즉, 신축 방향)이 좌우 방향이 되도록 배치되어 있다. 이하, 압전 소자(44)의 중심을 통과하여, 적층 방향(좌우 방향)으로 연장되는 축선을 신축 축(X)이라고 기재한다. 압전 소자(44)는 신축 축(X)을 중심으로 하여 상하 대칭을 이룬다. 압전 소자(44)는 하중이 가해지지 않거나, 또는, 신축 축(X)을 따르는 하중만이 가해지고 있을 때에는 신축 축(X)을 따라 신장한다.The
압전 소자(44)에 접속된 배선(50)은 커넥터(C)에 접속되어 있다. 커넥터(C)는 커넥터 홀(42)의 하측에서 홈부(36)에 수용되어, 케이스 본체(14)의 전면에 결합되어 있다.A
밸브체(46)는 탄성 변형 가능한 수지(엘라스토머)제의 시트형의 부재로서, 통 부재(22)의 하단에 접촉하여 통 부재(22)를 봉지한다. 즉, 통 부재(22)의 하단은, 밸브체(46)를 받는 부분, 즉 밸브 시트(52)를 구성하고 있다. 본 실시형태에서는, 밸브체(46)는 탄성 변형 가능한 수지제의 시트재를 직사각형상으로 잘라내고, 잘라내어진 시트형의 부재를 플레이트(48)에 용착함으로써, 플레이트(48)에 일체적으로 형성되어 있다.The
플레이트(48)는 소정의 형상으로 가공된 금속제의 판형 부재로서, 본 실시형태에서는, 저팽창 합금(인바)에 의해 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 플레이트(48)는 1장의 금속제의 판재를 프레스 성형, 또는, 와이어 커트 방전 가공함으로써 제조되어 있다.The
플레이트(48)는 압전 소자(44)의 단부에 발생하는 변위량을 증폭(확대)하여 밸브체(46)에 전하는, 이른바 메카니컬 앰프(54)(변위 확대 기구)로서 기능한다. 이하, 도 2의 (A) 및 도 2의 (B)를 참조하여, 플레이트(48)의 구조를 상세하게 설명한다.The
플레이트(48)는, 케이스(12)에 고정되며, 압전 소자(44)를 지지하는 지지부(60)와, 지지부(60)에 앰프 힌지부(62)를 개재하여 접속된 아암(64)과, 압전 소자(44)와 아암(64)을 접속하는 변위부(66)와, 밸런스 기구(68)를 포함한다.The
지지부(60)는 상하 방향으로 연장되는 직사각형 판형의 지지 기초부(60A)와, 지지 기초부(60A)의 상단으로부터 우방향(신축 축(X)의 방향)으로 연장되는 직사각형 판형의 제1 지지 기둥부(60B)(제1 지지부)와, 지지 기초부(60A)의 하단으로부터 제1 지지 기둥부(60B)의 연장 방향(신축 축(X)의 축방향, 우방향)으로 연장되는 직사각형 판형의 제2 지지 기둥부(60C)(제2 지지부)를 구비하고 있다. 지지 기초부(60A)의 우측 가장자리 중앙에는 우방으로 직사각형 판형을 이루어 돌출되는 지지 볼록부가 마련되어 있다. 압전 소자(44)의 좌단(신축 축(X)의 축방향에서의 일단)은, 지지 볼록부의 우단에 접속되며, 제1 지지 기둥부(60B) 및 제2 지지 기둥부(60C)는 압전 소자(44)를 개재하여 상하로 대치하고 있다. 제1 지지 기둥부(60B) 및 제2 지지 기둥부(60C)에는 각각 관통공이 설치되며, 체결구(나사)에 의해, 케이스 본체(14)의 수용 오목부(34)의 바닥면(전면)에 체결되어 있다. 이에 의해, 지지부(60)는 케이스(12)에 고정되어 있다.The
제1 지지 기둥부(60B)와 제2 지지 기둥부(60C)의 좌측 가장자리는 상하로 정렬되는 위치에 마련되어 있다. 본 실시형태에서는, 제1 지지 기둥부(60B)의 좌우 방향(신축 축(X)의 축방향)의 길이는, 제2 지지 기둥부(60C)의 좌우 방향의 길이보다 길고, 제1 지지 기둥부(60B)의 우측 가장자리는 제2 지지 기둥부(60C)의 우측 가장자리보다 우측에(즉, 제2 지지 기둥부(60C)의 우측 가장자리는 제1 지지 기둥부(60B)의 좌측에) 위치하고 있다.The left edges of the first
아암(64)은 상하 방향으로 연장되는 아암 기초부(64A)와, 아암 기초부(64A)의 상단으로부터 좌우 방향(지면(紙面) 좌방향)으로 연장되는 아암 연장부(64B)와, 아암 기초부(64A)의 하측 가장자리 우단으로부터 하방으로 연장되는 아암 기단부(64C)를 포함하고, 전후 방향에서 보아 L자형을 이룬다. 밸브체(46)는 아암(64)의 좌단(연장단. 또는, 자유단이라고도 함)의 상면에 마련되어 있다. 도 2의 (A)에 도시된 바와 같이, 아암 기단부(64C) 및 아암 연장부(64B)의 좌단부는 아암(64)의 양단 부분을 구성하며, 아암 기초부(64A)는 아암(64)의 중간부에 위치하고 있다.The
도 2의 (A)에 도시된 바와 같이, 아암 기초부(64A)는 벽체(상측 오목부(30)의 바닥벽(30D))에 설치된 관통공(32)을 통과하고 있다. 바꾸어 말하면, 아암 기초부(64A)는 관통공(32)에 의해 획정된 아암용의 통로(아암 통로(32A))의 내부를 통과하고 있다. 아암 기초부(64A)의 외주면과 관통공(32)을 획정하는 벽면의 사이에는 그 간극을 밀폐하는 실링 부재(70)가 마련되어 있다.As shown in FIG. 2(A), the
앰프 힌지부(62)는 좌우 방향으로 연장되는 판형을 이루고 있다. 앰프 힌지부(62)의 상하 방향(연장 방향에 직교하는 방향)의 폭은, 제1 지지 기둥부(60B)의 상하 방향의 폭, 제2 지지 기둥부(60C)의 상하 방향의 폭, 및 아암 기초부(64A)의 좌우 방향의 폭보다 작아서, 제1 지지 기둥부(60B), 제2 지지 기둥부(60C), 및 아암 기초부(64A)보다 용이하게 변형 가능하다. 상세하게는, 앰프 힌지부(62)는 제1 지지 기둥부(60B)의 우단 하부 및 아암 기초부(64A)의 좌단 하부를 접속하고 있다.The
도 2의 (B)에 도시된 바와 같이, 변위부(66)는, 압전 소자(44)의 우단에 결합된 캡부(72)와, 캡부(72)의 우측 가장자리 상단으로부터 우방으로(즉, 신축 축(X)을 따라) 연장되는 제1 축방향 연장부(74)와, 캡부(72)의 하측 가장자리 하단으로부터 우방으로 연장되는 제2 축방향 연장부(76)를 구비하고 있다. 제1 축방향 연장부(74)는 우단에서 아암 기단부(64C)의 좌측 가장자리에 접속하고 있다.As shown in (B) of FIG. 2 , the
도 2의 (A)에 도시된 바와 같이, 본 실시형태에서는, 변위부(66)는 신축 축(X)에 대해 축대칭을 이루고 있다.As shown in (A) of FIG. 2 , in the present embodiment, the
밸런스 기구(68)는 압전 소자(44)에 가해지는 하중에 균형을 취하는 하중을 가하여, 압전 소자(44)에 가해지는 전단력을 저감하기 위한 기구로서, 도 2의 (B)에 도시된 바와 같이, 변위부(66)에 결합된 의사 아암(80)과, 의사 아암(80) 및 지지부(60)에 결합된 밸런스 힌지부(82)를 포함한다. 의사 아암(80)은 아암 기단부(64C)와 신축 축(X)에 대해 대칭의 위치에 있고, 상부 좌측 가장자리에서 제2 축방향 연장부(76)의 우측 가장자리에 접속하여, 하방으로 연장되어 있다. 밸런스 힌지부(82)는, 제2 지지 기둥부(60C)의 우부 상측 가장자리로부터 우방으로 연장되며, 우단 상측 가장자리에서 의사 아암(80)의 좌부 하측 가장자리에 접속하고 있다.The
변위부(66)는 캡부(72)에서 압전 소자(44)의 우단(신축 축(X)의 축방향에서의 타단)에, 제1 축방향 연장부(74)의 우측 가장자리에서 아암 기단부(64C)의 하부 좌측 가장자리에, 제1 축방향 연장부(74)의 우측 가장자리에서 의사 아암(80)의 상부 좌측 가장자리에 각각 접속되어 있다.The
아암(64) 및 변위부(66)의 결합 부분(보다 상세하게는, 아암 기단부(64C)와 제1 축방향 연장부(74)의 결합 부분)과, 의사 아암(80) 및 변위부(66)(제2 축방향 연장부(76))의 결합 부분은 신축 축(X)을 개재하여(보다 상세하게는, 신축 축(X)을 중심으로 하여) 상하로 대치한 위치에 있다.The coupling portion of the
밸런스 힌지부(82)의 상하 방향의 폭(연장 방향에 직교하는 방향의 폭)은, 제1 지지 기둥부(60B)의 상하 방향의 폭, 제2 지지 기둥부(60C)의 상하 방향의 폭, 및 아암 기초부(64A)의 좌우 방향의 폭보다 작아서, 제1 지지 기둥부(60B), 제2 지지 기둥부(60C), 및 아암 기초부(64A)보다 용이하게 탄성 변형 가능하다. 본 실시형태에서는, 밸런스 힌지부(82)의 상하 방향의 폭은, 앰프 힌지부(62)의 상하 방향의 폭과 동일하다. 밸런스 힌지부(82)의 횡단면은, 앰프 힌지부(62)의 횡단면과 동형을 이루며, 양자의 횡단면적은 서로 동일하다. 나아가, 제1 축방향 연장부(74), 및 제2 축방향 연장부(76)도, 밸런스 힌지부(82) 및 앰프 힌지부(62)와 대체로 마찬가지의 상하 방향의 폭을 가지며, 제1 지지 기둥부(60B), 제2 지지 기둥부(60C), 및 아암 기초부(64A)보다 용이하게 탄성 변형 가능하다.The vertical width of the balance hinge portion 82 (the width in the direction perpendicular to the extension direction) is the vertical width of the
본 실시형태에서는, 도 2의 (B)에 도시된 바와 같이, 밸런스 힌지부(82)의 기단(82A)(좌단)은, 앰프 힌지부(62)의 기단(62A)(좌단)보다 좌측, 즉, 압전 소자(44)의 지지부(60)에 고정된 단부(좌단) 측에 위치하고 있다.In this embodiment, as shown in (B) of FIG. 2, the
다음에, 이와 같이 구성한 제1 실시형태에 관한 유체 제어 밸브(10)의 동작, 및 효과에 대해 설명한다.Next, the operation and effects of the
압전 소자(44)에 전압이 인가되지 않았을 때에는, 밸브체(46)는 밸브 시트(52)에 접촉하며, 밸브체(46)에 의해 좌측의 포트용 관통공(20L)의 하단이 봉지되어 있다. 이에 의해, 공급 포트(P)와 출력 포트(A)를 연결하는 유로가 닫힌 상태가 된다.When voltage is not applied to the
도 5에 도시된 바와 같이, 커넥터(C)에 전원을 접속하고, 배선(50) 사이에 소정의 전압을 가하면, 압전 소자(44)는 그 적층 방향으로 신장한다. 이에 의해, 캡부(72)가 우방향으로 밀려나오고(검은 화살표 참조), 캡부(72)에 접속된 아암 기초부(64A)의 하단도 우방향으로 밀려나온다. 이에 의해, 앰프 힌지부(62)가 탄성 변형되며, 도 5의 흰 화살표로 나타내는 바와 같이, 아암(64)은 앰프 힌지부(62) 상의 점(P0)을 중심으로 대략 회전하도록 변위한다. 이에 의해, 밸브체(46)는 밸브 시트(52)로부터 떨어지도록 이동하여 좌측의 포트용 관통공(20L)의 하단이 개방된다. 이에 의해, 공급 포트(P)와 출력 포트(A)를 연결하는 유로가 형성되며, 열린 상태가 된다. 이와 같이, 아암(64)은 좌단에 있어서, 압전 소자(44)에 가해지는 전압에 따라, 좌측의 포트용 관통공(20L)을 개폐하는 밸브부(84)를 구성한다.As shown in Fig. 5, when a power supply is connected to the connector C and a predetermined voltage is applied between the
이 때, 아암(64)과 변위부(66)의 결합 부분을 역점, 앰프 힌지부(62) 상의 점(P0)을 지지점으로 하는, 소위 지렛대 원리에 의해, 작용점이 되는 아암 연장부(64B)의 좌단의 변위는, 압전 소자(44)의 우단의 변위보다 커진다. 이와 같이, 플레이트(48)는 압전 소자(44)의 변위량을 확대하여 밸브체(46)의 변위량으로서 출력하는 메카니컬 앰프(54)(변위 확대 기구)로서 기능한다. 메카니컬 앰프(54)를 이용하여 압전 소자(44)의 변위를 증폭함으로써, 밸브체(46)를 밸브 시트(52)로부터 떨어뜨릴 수 있는 충분히 큰 스트로크를 용이하게 확보할 수 있다. 나아가, 아암 연장부(64B)의 좌우 방향의 길이를 조정함으로써 증폭률을 조절할 수 있기 때문에, 밸브체(46)를 밸브 시트(52)로부터 떨어뜨리기 위한 스트로크의 확보가 용이하다. 또한, 압전 소자(44)에 인가하는 전압에 따라 압전 소자(44)의 신장량을 조정함으로써, 밸브체(46)와 통 부재(22)의 하단 개구 부분의 사이의 간극을 조정할 수 있기 때문에, 공급 포트(P)와 출력 포트(A)의 사이의 유량(보다 구체적으로는, 공급 포트(P)와 출력 포트(A)를 연결하는 유로의 컨덕턴스)을 조정할 수 있다.At this time, the
압전 소자(44)에 인가된 전압을 0으로 하면, 압전 소자(44)는 줄어들어 원래의 길이로 되돌아가고, 밸브체(46)에 의해 좌측의 포트용 관통공(20L)의 하단이 봉지된다. 이에 의해, 공급 포트(P)와 출력 포트(A)를 연결하는 유로가 닫힌다.When the voltage applied to the
압전 소자(44)에 전압이 인가되어 신장하였을 때에는, 도 5의 흰 화살표로 나타내는 바와 같이 아암(64)이 이동한다. 이에 의해, 지지부(60)에 아암(64)으로부터 신축 축(X)(즉 좌우 방향)과는 다른 방향의 하중이 가해진다. 이 하중의 신장 방향에 직교하는 방향(상하 방향)의 성분은 압전 소자(44)에의 전단력으로서 기능하기 때문에, 유체 제어 밸브(10)의 내구성을 저하시키는 요인이 된다.When a voltage is applied to the
변위부(66)는 아암(64)과 밸런스 힌지부(82)에 신축 축(X)을 개재하여 서로 상하로 대치하는 위치에서 결합되어 있다. 그 때문에, 지지부(60)에 아암(64)으로부터 상향 성분을 갖는 하중이 가해지면, 변위부(66)에는 밸런스 힌지부(82)를 통해, 그 하중의 상향 성분에 대향하는 하향 성분을 갖는 하중이 가해진다. 이에 의해, 지지부(60)에 아암(64)으로부터 가해지는 하중의 상향 성분이, 밸런스 힌지부(82)로부터 가해지는 하중의 하향 성분에 의해 상쇄된다. 즉, 밸런스 힌지부(82)에 의해, 변위부(66)에 아암(64)으로부터 가해지는 하중의 상방향(신축 축(X)에 직교하는 방향)의 성분을 상쇄하기 위해, 그 성분에 대향하는 반대방향의 하중(즉 균형을 취하는 하중)을 변위부(66)에 가하는 밸런스 기구(68)가 구성된다. 이 밸런스 기구(68)에 의해, 변위부(66)를 통해 압전 소자(44)의 우단에 상하 방향으로 향하는 전단력이 가해지는 것을 방지할 수 있어, 소자(44)가 발생하는 힘을 유효하게 이용할 수 있다.The
도 2의 (A)에 도시된 바와 같이, 플레이트(48)에는 하나의 아암(64)이 신축 축(X)으로부터 어긋난 위치에 마련되어 있다. 이에 의해, 플레이트(48)는 신축 축(X)에 대해 비대칭을 이룬다. 그 때문에, 플레이트(48) 중 도 2에 도시된 일점 쇄선으로 둘러싸인 부분을 신축 축(X)에 대해 대칭을 이루도록 한 경우에는, 압전 소자(44)가 신장하였을 때에, 플레이트(48)는 신축 축(X)에 대해 비대칭으로 변형되고, 압전 소자(44)의 우단에 신축 축(X)에 대해 직교하는 방향으로 하중이 가해지는 것이 예측된다.As shown in FIG. 2(A), the
도 6의 (A)에는, 도 2에 도시된 일점 쇄선으로 둘러싸인 부분이 신축 축(X)에 대해 대칭을 이루고 있는 경우의, 도 6의 (B)에는 밸런스 힌지부(82)의 기단(82A)이 앰프 힌지부(62)의 기단(62A)보다 좌측에 위치하는 경우의, 압전 소자(44)가 신장하였을 때의 플레이트(48)의 형상, 및 응력 분포의 시뮬레이션이 나타나 있다. 도 6의 (A)에서는, 밸런스 힌지부(82)의 기단(82A) 및 앰프 힌지부(62)의 기단(62A)이 좌우 방향에서 정렬되는 위치에 있고, 또한 제1 지지 기둥부(60B)의 우단 및 제2 지지 기둥부(60C)의 우단이 좌우 방향에서 정렬되는 위치에 있다. 도 6의 (A) 및 (B)에서는, 응력이 커질수록 진해지도록 나타나고, 압전 소자(44)의 신장에 의한 플레이트(48)의 변형 전의 형상이 이점 쇄선으로 나타나 있다.In FIG. 6 (A), in FIG. 6 (B), in the case where the portion surrounded by the dashed-dot line shown in FIG. 2 is symmetrical with respect to the extension axis X, the
도 6의 (A) 및 (B)를 비교하면, 도 6의 (B)의 응력 분포는, 도 6의 (A)의 응력 분포에 비해, 신축 축(X)에 대해 보다 대칭인 것을 알 수 있다. 보다 상세하게는, 앰프 힌지부(62)의 응력이 가장 높고, 가장 강하게 굴곡되는 점(이하, 굴곡점)을 P1, 밸런스 힌지부(82)의 굴곡점을 P2라고 하면, 도 6의 (B)에서는, 도 6의 (A)에 비해, P1과 P2의 좌우 방향이 어긋남(δ)이 충분히 작고, P1과 P2가 신축 축(X)에 대해 보다 대칭에 가까운 것을 이해할 수 있다.Comparing Fig. 6 (A) and (B), it can be seen that the stress distribution in Fig. 6 (B) is more symmetrical about the expansion axis X than the stress distribution in Fig. 6 (A). there is. More specifically, assuming that the point where the stress of the
이와 같이, 밸런스 힌지부(82)의 기단(82A)이 앰프 힌지부(62)의 기단(62A)보다 좌측이 되도록 설정함으로써, 두 기단(82A, 62A)이 좌우 방향으로 정렬되는 경우에 비해, 응력 분포를 신축 축(X)에 대해 보다 대칭으로 할 수 있다. 따라서, 밸런스 힌지부(82)의 기단(82A)이 앰프 힌지부(62)의 기단(62A)보다 좌측에 위치하는 경우에는, 두 기단이 좌우 방향으로 정렬되는 경우에 비해, 변위부(66)에 밸런스 힌지부(82)를 통해, 아암(64)으로부터 가해지는 신축 축(X)에 직교하는 방향의 하중을 더 상쇄하도록 하중을 가할 수 있어, 소자(44)에 전단력이 가해지는 것을 방지할 수 있다.In this way, by setting the
도 2의 (A) 및 도 3에 도시된 바와 같이, 아암 기초부(64A)의 외주면과 상측 오목부(30)의 바닥벽(30D)의 관통공(32)을 획정하는 벽면의 사이에는 그 간극을 밀폐하는 실링 부재(70)가 마련되어 있다. 이에 의해, 케이스(12)의 내실(40)에는, 압전 소자(44)가 설치된 제1 공간(90)과, 유체가 2개의 포트용 관통공(20L, 20R)을 통해 유통하는(즉, 공급 포트(P) 및 출력 포트(A)에 연통하는) 제2 공간(92)으로 분리하는 구획벽(94)이 형성된다. 내실(40)이 구획벽(94)에 의해 제1 공간(90)과 제2 공간(92)으로 분리됨으로써, 공급 포트(P)로부터 공급된 유체가, 압전 소자(44)가 설치된 제1 공간(90)에 침입하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 공급 포트(P)로부터 공급되는 유체 내에 수분이 포함되는 경우에도, 유체 제어 밸브(10)에, 압전 소자(44)를 보호하기 위해, 제수나 제습을 하기 위한 구조(냉동식 드라이어나, 흡착식 드라이어 등)를 별도 마련할 필요가 없다. 또한, 압전 소자(44)가 설치된 제1 공간(90)과, 유체가 유통하는 제2 공간(92)이 분리되어 있기 때문에, 유체의 종류에 관계 없이, 유체 제어 밸브(10)를 유로에 설치할 수 있다.2(A) and 3, between the outer circumferential surface of the
구획벽(94)은 아암(64)을 통과시키는 아암 통로(32A)를 획정하는 관통공(32)을 구비한 바닥벽(30D)과, 아암(64) 및 관통공(32)을 획정하는 벽면의 사이에 설치되며, 탄성 변형 가능한 실링 부재(70)를 포함한다. 이에 의해, 아암(64) 및 아암 통로(32A)를 획정하는 벽면의 사이가 실링 부재(70)에 의해 밀폐되고, 내실(40)은 제1 공간(90)과 제2 공간(92)으로 구획된다. 또한, 실링 부재(70)는 탄성 변형 가능하기 때문에, 아암(64) 및 통로의 사이를 밀폐한 상태로, 아암(64)이 변위 가능하며, 압전 소자(44)가 신장하여 아암(64)이 변위한 경우에도, 제1 공간(90)과 제2 공간(92)의 사이에 유체가 유통되지 않는 분리된 상태가 유지된다. 나아가, 아암(64)에 전해지는 진동은 실링 부재(70)에 의해 감쇠된다. 이에 의해, 메카니컬 앰프(54)가 공진하는 조건하에서 이용한 경우에도, 메카니컬 앰프(54)의 진동을 감쇠시킬 수 있다.The
본 실시형태에서는, 실링 부재(70)는 아암 기초부(64A)와 관통공(32)을 획정하는 벽면과의 사이에 마련되어 있다. 이와 같이, 실링 부재(70)를 지지점(P0)(도 5 참조)에 보다 가까운 위치에 마련함으로써, 아암(64)의 변위가 실링 부재(70)에 의해 저해되기 어려워진다.In this embodiment, the sealing
아암(64)의 좌단에 엘라스토머제의 밸브체(46)가 일체 형성되어 있다. 그 때문에, 밸브체(46)에 의해 좌측의 포트용 관통공(20L)을 봉지할 때에, 밸브체(46)의 형상이 밸브 시트(52)에 맞도록 탄성 변형되기 때문에, 개구의 봉지를 보다 확실하게 행할 수 있다.An
압전 소자(44)가 설치되는 제1 공간(90)과 유체가 유통하는 제2 공간(92)은 분리되어 있기 때문에, 제1 공간(90)을 외부에 통하도록 커넥터 홀(42)을 마련한 경우에도, 커넥터 홀(42)을 실링할 필요가 없기 때문에, 커넥터(C)의 조립이 용이해진다. 나아가, 실링 구조를 구비하지 않은 커넥터보다 큰 실링 구조를 구비한 커넥터를 이용하여 커넥터 홀(42)을 실링할 필요가 없기 때문에, 유체 제어 밸브(10)를 소형화할 수 있다.Since the
<<제2 실시형태>><<Second Embodiment>>
제2 실시형태에 관한 유체 제어 밸브(110)는, 케이스(12)의 형상이 제1 실시형태와는 다르다. 그 밖의 구성은 제1 실시형태와 마찬가지이기 때문에, 그 밖의 구성에 대해서는, 설명을 생략한다.In the
도 7에 도시된 바와 같이, 제2 실시형태에 관한 유체 제어 밸브(110)의 케이스(12)는 제1 실시형태와 마찬가지로, 케이스(12)는 그 전방 하반부를 구성하는 케이스 본체(14)와, 그 상반부를 구성하는 상부재(16)와, 그 후방 하반부를 구성하는 커버 부재(18)에 의해 구성되어 있다. 제2 실시형태에 관한 케일의 상부재(16)의 구성은, 제1 실시형태와 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.As shown in FIG. 7 , the
도 8에 도시된 바와 같이, 케이스 본체(14)는 그 좌상부를 구성하는 본체 좌상부(126)와, 본체 좌상부(126)로부터 하방 및 우방으로 연장되는 본체 주요부(128)를 구비하고 있다. 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 본체 좌상부(126)는 전후로 쌍을 이루는 전벽(126A) 및 후벽(126B)과, 전벽(126A) 및 후벽(126B)의 좌측 가장자리를 각각 접속하는 좌벽(126C)과, 전벽(126A), 후벽(126B), 및 좌벽(126C)의 하측 가장자리를 접속하는 하벽(126D)을 가지며, 상방 및 우방을 향하여 개구된 직육면체 상자형을 이루고 있다. 본체 좌상부(126)에는, 전벽(126A), 후벽(126B), 좌벽(126C), 및 하벽(126D)에 의해 획정되며, 하방으로 오목한 홈부(127)가 형성되어 있다. 홈부(127)는 본체 좌상부(126)의 좌부로부터 우방으로 연장되어, 본체 좌상부(126)의 우측 가장자리까지 도달하고 있다.As shown in Fig. 8, the case
도 10에 도시된 바와 같이, 케이스 본체(14)의 상면에는, 제1 실시형태와 마찬가지로, 상부재(16)가 체결되어 있다. 상부재(16)가 케이스 본체(14)의 상면에 체결됨으로써, 상부재(16), 좌벽(126C), 전벽(126A), 후벽(126B), 및 하벽(126D)에 의해 획정된 아암 통로(130)가 형성되어 있다. 상부재(16)에는, 제1 실시형태와 마찬가지로, 상하로 관통하는 2개의 포트용 관통공(20L, 20R)이 설치되어 있다. 아암 통로(130)는 케이스(12)의 상부에서 좌우로 연장되어, 2개의 포트용 관통공(20L, 20R)에 각각 접속하고 있다.As shown in Fig. 10, an
본체 좌상부(126)에는 제1 실시형태와 마찬가지로, 전방으로 오목한 수용 오목부(34)가 형성되어 있다. 수용 오목부(34)는 본체 좌상부(126)의 우측 및 하측에 있어서, 후방에서 보아 역L자형을 이루도록 형성되어 있다. 본체 좌상부(126)에는 제1 실시형태와 마찬가지로 전방으로 오목한 홈부(36)가 설치되며, 커넥터(C)는 그 홈부(127)에 수용된 상태로 케이스 본체(14)에 결합되어 있다.In the upper
커버 부재(18)는 본체 주요부(128)에 대응하는 형상을 이루고 있다. 커버 부재(18)는, 제1 실시형태와 마찬가지로 홈부(36)와 대응하는 위치에 상방으로 잘라내어진 노치부(38)를 구비하고 있다. 커버 부재(18)가 본체 주요부(128)에 체결되면, 수용 오목부(34)는 후방으로부터 봉지된다.The
도 8에 도시된 바와 같이, 아암 연장부(64B)는 케이스(12)의 상부에서 좌우로 연장되는 아암 통로(130)의 내부를 통과하도록 배치되어 있다. 아암 통로(130)의 상하 또는 전후의 경계를 획정하는 벽면과 아암 연장부(64B)의 사이에는 이들 사이의 간극을 메우는 실링 부재(170)가 마련되어 있다. 실링 부재(170)는 제1 실시형태와 마찬가지로, 탄성 변형 가능한 수지에 의해 구성되어 있다.As shown in FIG. 8 , the
실링 부재(170)와 하벽(126D)에 의해, 전후 방향에서 보아 역L자형으로 연장되는 구획벽(194)이 구성되어 있다. 구획벽(194)은 케이스(12)의 내실(40)을, 제1 실시형태와 마찬가지로, 압전 소자(44)를 포함하는 제1 공간(190)과, 2개의 포트용 관통공(20L, 20R)에 접속하는(즉, 공급 포트(P) 및 출력 포트(A)에 연통하는) 아암 통로(130)를 포함하며, 유체가 유통하는 제2 공간(192)으로 구획하고 있다.The sealing
다음에, 제2 실시형태에 관한 유체 제어 밸브(110)의 효과에 대해 설명한다. 유체 제어 밸브(110)에서는, 제1 실시형태와 마찬가지로, 압전 소자(44)가 설치된 제1 공간(190)과, 유체가 유통하는 제2 공간(192)으로 구획되어 있기 때문에, 압전 소자(44)가 설치된 공간에의 유체의 침입을 방지할 수 있다. 나아가, 아암(64) 및 아암 통로(130)와의 사이가 탄성 변형 가능한 실링 부재(170)에 의해 실링(봉지)되어 있기 때문에, 내실(40)을 제1 공간(190)과 제2 공간(192)으로 구획한 상태로, 아암(64)을 변위시킬 수 있다.Next, effects of the
나아가, 아암(64)에 발생한 진동을 실링 부재(170)에 의해 감쇠시킬 수 있다. 제2 실시형태에 관한 유체 제어 밸브(110)는, 압전 소자(44)의 신장에 의해 요동하기 쉬운 실링 부재(170)가, 아암 연장부(64B)와 아암 통로(130)를 획정하는 벽면과의 사이에 설치되어 있기 때문에, 아암(64)에 발생한 진동을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.Furthermore, vibration generated in the
<<제3 실시형태>><<Third Embodiment>>
제3 실시형태에 관한 유체 제어 밸브(210)는, 플레이트(248)의 형상만이 다르며, 다른 구성에 대해서는, 제1 실시형태와 마찬가지이기 때문에, 플레이트(248)의 형상 이외의 설명을 생략한다.In the
도 11의 (A)에 도시된 바와 같이, 제3 실시형태에 관한 플레이트(248)는, 제1 실시형태에 관한 플레이트(248)에 비해, 적어도, 밸런스 힌지부(82)의 기단(82A)(좌단)의 위치 및 앰프 힌지부(62)의 기단(62A)(좌단)이 좌우 방향으로 정렬되는(정합되는) 위치에 있고, 또한 제1 지지 기둥부(60B)의 우단 및 제2 지지 기둥부(60C)의 우단이 좌우 방향으로 정렬되는 위치에 있는 점이 다르다. 나아가, 제3 실시형태에 관한 플레이트(248)는, 제1 실시형태에 관한 플레이트(248)에 비해, 아암(64)(보다 상세하게는, 아암 기초부(64A) 및 아암 기단부(64C))의 우측 가장자리(64R)가 의사 아암(80)의 우측 가장자리(80R)의 우측에 위치하고 있는 점이 다르다. 즉, 제2 축방향 연장부(76)의 우단 및 밸런스 힌지부(82)의 우단은 각각 제1 실시형태에 비해 좌측에 위치하며, 밸런스 힌지부(82)의 좌우 방향의 길이가 제1 실시형태보다 짧다. 이에 의해, 변위부(66)는 신축 축(X)에 대해 상하로 비대칭으로 되어 있다.As shown in (A) of FIG. 11 , the
다음에, 제3 실시형태에 관한 유체 제어 밸브(210)의 효과에 대해, 도 6의 (A), 및 도 11의 (B)을 참조하여 설명한다. 도 11의 (B)에는, 도 6의 (A)과 마찬가지로, 압전 소자(44)가 신장하였을 때의 플레이트(248)의 응력 분포의 시뮬레이션이 나타나 있다. 단, 도 6의 (A)에서는, 아암(64)의 우측 가장자리(64R)가 의사 아암(80)의 우측 가장자리(80R)에 좌우 방향으로 정렬되도록 설정되어 있다.Next, the effect of the
도 6의 (A) 및 도 11의 (B)을 비교하면, 앰프 힌지부(62)의 굴곡점(P1)과 밸런스 힌지부(82)의 굴곡점(P2)의 좌우 방향의 어긋남(δ)이 도 11의 (B)에서는, 도 6의 (A)에 비해 작고, 도 11의 (B)의 응력 분포는, 도 6의 (A)의 응력 분포에 비해, 신축 축(X)에 대해 대칭인 것을 알 수 있다.Comparing FIG. 6(A) and FIG. 11(B), the deviation (δ) of the inflection point (P1) of the
즉, 아암(64)의 우측 가장자리(64R)가 의사 아암(80)의 우측 가장자리(80R)보다 우방에 위치하도록 구성함으로써, 두 가장자리가 좌우 방향으로 정렬되는 경우에 비해, 응력 분포를 신축 축(X)에 대해 보다 대칭으로 할 수 있다. 따라서, 아암(64)의 우측 가장자리(64R)가 의사 아암(80)의 우측 가장자리(80R)의 우측에 위치하는 경우에는, 아암(64)의 우측 가장자리(64R) 및 의사 아암(80)의 우측 가장자리가 좌우 방향으로 정렬되는 경우에 비해, 변위부(66)에 밸런스 힌지부(82)를 통해, 아암(64)으로부터 가해지는 신축 축(X)에 직교하는 방향의 하중을 더 상쇄하도록 하중을 가할 수 있어, 소자(44)에 전단력이 가해지는 것을 방지할 수 있다.That is, by configuring the
유체 제어 밸브(210)의 개폐 속도를 높이면, 아암 연장부(64B)로부터 밸런스 기구(68)에 가해지는 하중이 문제가 되는 경우가 있다. 본 실시형태에서는, 의사 아암(80)의 우측 가장자리(80R)가 아암(64)의 우측 가장자리(64R)보다 짧고, 밸런스 힌지부(82)의 좌우 방향의 길이가, 제2 실시형태의 유체 제어 밸브(110)에 비해 짧다. 그 때문에, 본 실시형태에 관한 유체 제어 밸브(210)에서는, 제2 실시형태의 유체 제어 밸브(110)에 비해 밸런스 힌지부(82)의 강성이 높고, 본 실시형태에 관한 유체 제어 밸브(210)는 고속의 개폐 동작이 요구되는 경우에 특히 유효하다.When the opening and closing speed of the
<<제4 실시형태>><<Fourth Embodiment>>
제4 실시형태에 관한 유체 제어 밸브(310)는, 플레이트(348)의 형상만이 다르며, 다른 구성에 대해서는, 제1 실시형태와 마찬가지이기 때문에, 플레이트(348)의 형상 이외의 설명을 생략한다.In the
도 12에 도시된 바와 같이, 제4 실시형태에 관한 플레이트(348)는, 제1 실시형태에 관한 플레이트(348)에 비해, 적어도, 밸런스 힌지부(82)의 기단(82A)(좌단)의 위치 및 앰프 힌지부(62)의 기단(62A)(좌단)의 위치와, 제1 지지 기둥부(60B)의 우단 및 제2 지지 기둥부(60C)의 우단의 위치가 좌우 방향으로 정렬되는(정합되는) 위치에 있는 점이 다르다.As shown in FIG. 12 , the
나아가, 제4 실시형태에 관한 플레이트(348)는, 제1 실시형태에 관한 플레이트(348)에 비해, 밸런스 힌지부(82)의 단면적이 똑같지 않은 점이 다르다.Furthermore, the
보다 상세하게는, 밸런스 힌지부(82)의 단면적은 일부에 있어서 다른 부분과는 다르다. 본 실시형태에서는, 도 12에 도시된 바와 같이, 밸런스 힌지부(82)의 우반부에는 금속제의 판부재가 용착됨으로써 형성된 두꺼운 부분(82B)이 마련되어 있다. 이에 의해, 밸런스 힌지부(82)의 단면적은 두꺼운 부분(82B)에 있어서 다른 부분과는 다르며, 다른 부분에 비해 크게 되어 있다.More specifically, the cross-sectional area of the
다음에, 제4 실시형태에 관한 유체 제어 밸브(310)의 효과에 대해 설명한다. 밸런스 힌지부(82)의 단면적을 우반부에서 크게 함으로써, 밸런스 힌지부(82)의 굴곡점(P2)은 좌측으로 이동하는 것이 예측된다. 이에 의해, 앰프 힌지부(62)의 굴곡점(P1)과 밸런스 힌지부(82)의 굴곡점(P2)의 좌우 방향의 어긋남(δ)을 작게 할 수 있고, 플레이트(348)의 내부의 응력 분포를 신축 축(X)에 대해 상하 대칭으로 할 수 있다. 따라서, 변위부(66)에 밸런스 힌지부(82)를 통해, 아암(64)으로부터 가해지는 신축 축(X)에 직교하는 방향의 하중을 더 상쇄하도록 하중을 가할 수 있어, 소자(44)에 전단력이 가해지는 것을 방지할 수 있다.Next, effects of the
이와 같이, 밸런스 힌지부(82)의 단면적은 일부에 있어서 다른 부분과는 다르도록 구성함으로써, 밸런스 힌지부(82)의 단면적의 분포를 조정하는 것이 가능해지며, 압전 소자(44)에 전단력이 가해지는 것을 방지할 수 있다.In this way, by configuring the cross-sectional area of the
<<제5 실시형태>><<Fifth Embodiment>>
제5 실시형태에 관한 유체 제어 밸브(410)는, 도 13에 도시된 바와 같이, 제1 실시형태에 비해, 아암 연장부(64B)에 설치된 밸브체(46)가 설치되지 않은 점과, 통 부재(22)의 하측 가장자리에는 링 부재(423)가 설치되어 있는 점이 다르다. 다른 구성에 대해서는 제1 실시형태와 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.As shown in FIG. 13 , the
링 부재(423)는 통 부재(22)의 하측 가장자리를 따라 연장되는 환상(環狀)의 부재로서, 탄성 변형 가능한 수지, 즉 엘라스토머에 의해 형성되어 있다. 링 부재(423)는 통 부재(22)의 하측 가장자리를 하방으로부터 덮도록 배치되어, 통 부재(22)에 고정되어 있다.The
통 부재(22)는 제1 상부재(16U)와 제2 상부재(16D)에 끼워진 상태로, 케이스 본체(14)에 결합되어 있다. 이 때, 링 부재(423)는 통 부재(22)의 하측 가장자리를 따라 배치되어, 좌측의 포트용 관통공(20L)의 하측 가장자리를 획정함과 아울러, 상부재(16)의 하측 가장자리보다 하측(내실(40)측)으로 돌출된 상태로, 케이스 본체(14)에 고정되어 있다. 이에 의해, 아암 연장부(64B)의 좌단 상면이 밸브체(46)로서 기능하고, 아암 연장부(64B)는 밸브부(84)를 구성한다. 또한, 엘라스토머제의 링 부재(423)에 의해 밸브 시트(52)가 구성된다.The
다음에, 이와 같이 구성한 유체 제어 밸브(410)의 효과에 대해 설명한다. 밸브 시트(52)가 엘라스토머제의 링 부재(423)에 의해 구성된다. 이에 의해, 아암 연장부(64B)의 상면이 밸브 시트(52)에 접촉한 경우에, 밸브 시트(52)가 아암 연장부(64B)의 상면에 맞추어 탄성 변형된다. 이에 의해, 밸브체(46)에 의한 좌측의 포트용 관통공(20L)의 개구 부분의 봉지를 보다 확실하게 행할 수 있다.Next, the effect of the
이상, 본 발명을, 그 적합한 실시형태에 대해 설명하였지만, 당업자이면 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 본 발명은 이러한 실시형태에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에서 적절히 변경 가능하다.In the above, the present invention has been described in its preferred embodiments, but as can be easily understood by those skilled in the art, the present invention is not limited to these embodiments, and can be appropriately changed within a range not departing from the spirit of the present invention. do.
상기 제1~제3 실시형태, 및 제5 실시형태에서는 각각, 플레이트(48)(변위 확대 기구)는 1장의 금속 판재에 의해 구성되었지만, 이 태양에는 한정되지 않는다. 예를 들어, 플레이트(48)는 복수의 부재를 조합함으로써 구성되어 있어도 된다. 단, 플레이트(48)를 1장의 금속 판재에 의해 구성함으로써, 나사 고정, 용접, 용착 등이 불필요하기 때문에, 유체 제어 밸브(10, 110, 210, 410)의 제조 공정이 간소해지고, 제조에 필요로 하는 비용을 저감할 수 있다.In each of the first to third embodiments and the fifth embodiment, the plate 48 (displacement increasing mechanism) is constituted by a single metal plate, but is not limited to this aspect. For example, the
상기 실시형태에서는, 본 발명을 2개의 포트를 가지며, 1개의 포트를 개폐함으로써, 1개의 유로를 개폐하는 유체 제어 밸브에 적용한 경우에 대해 기재하였지만, 이 태양에는 한정되지 않는다. 본 발명은 3개 이상의 포트를 개폐하는 유체 제어 밸브(예를 들어, 삼방 밸브)에도 적용할 수 있다.In the above embodiment, the present invention has been described in the case where the present invention is applied to a fluid control valve that has two ports and opens and closes one flow path by opening and closing one port, but it is not limited to this aspect. The present invention can also be applied to a fluid control valve (eg, a three-way valve) that opens and closes three or more ports.
상기 제5 실시형태에서는 링 부재(423)가 통 부재(22)에 설치됨으로써, 엘라스토머제의 밸브 시트(52)가 구성되었지만, 이 태양에는 한정되지 않는다. 엘라스토머제의 밸브 시트(52)가 설치되는 태양이면 어떠한 태양이어도 되고, 예를 들어, 통 부재(22)가 엘라스토머에 의해 구성되어 있어도 된다.In the fifth embodiment, the
상기 실시형태에서는, 밸런스 힌지부(82)에 의해, 밸런스 기구(68)가 구성되었지만 이 태양에는 한정되지 않는다. 예를 들어, 밸런스 기구(68)는, 변위부(66)에 가해지는 하중이 신축 방향이 되도록 교정하기 위해, 균형을 취하는 하중을 가하는 것이면 어떠한 태양이어도 된다. 예를 들어, 밸런스 기구(68)는, 제2 지지 기둥부(60C)와, 변위부(66)를 접속하는 판스프링편을 포함하고 있어도 된다. 또한, 플레이트(48)는 제1 실시형태에 있어서 밸런스 힌지부(82)의 기단(82A)과, 앰프 힌지부(62)의 기단(62A)은 좌우 방향으로 정렬되도록 배치되며, 도 2에 도시된 일점 쇄선으로 둘러싸인 부분이 대칭을 이루도록 구성되어 있어도 된다.In the above embodiment, the
상기 실시형태에서는, 제1 실시형태, 및 제3 실시형태에서는 각각, 시뮬레이션에 의해 얻어진 응력 분포에 기초한 굴곡점(P1, P2)의 위치가 좌우 방향으로 정렬되도록, 형상을 변경한 예가 나타나 있다. 도 6의 (A)과, 도 6의 (B) 및 도 11의 비교에서 이해할 수 있는 바와 같이, 플레이트의 형상을 설정하는 파라미터를 조정함으로써, 2개의 굴곡점(P1, P2)의 좌우 방향의 어긋남(δ)을 작게 하여, 굴곡점(P1, P2)의 위치가 신축 축(X)에 대해 보다 대칭이 되도록 할 수 있고, 굴곡점(P1, P2)의 위치가 신축 축(X)에 대해 실질적으로 대칭이 되도록 할 수 있다.In the above embodiment, in the first embodiment and the third embodiment, examples are shown in which the shape is changed so that the positions of the inflection points P1 and P2 based on the stress distribution obtained by simulation are aligned in the left and right directions, respectively. As can be understood from the comparison of FIG. 6(A) with FIG. 6(B) and FIG. 11 , by adjusting the parameter for setting the shape of the plate, the left and right direction of the two inflection points P1 and P2 By reducing the displacement (δ), the positions of the inflection points (P1, P2) can be made more symmetrical with respect to the extension axis (X), and the positions of the inflection points (P1, P2) are relative to the extension axis (X). It can be made substantially symmetrical.
또한, 유체의 출입구가 되는 적어도 2개의 개구, 및 2개의 개구 각각에 통하는 내실(40)을 구비하고, 내실(40)에 수용된 압전 소자(44)에 의해 구동하는 유체 제어 밸브에 있어서, 압전 소자(44)에의 액체의 침입이 문제가 되는 경우에는, 내실(40)을, 압전 소자(44)를 수용하는 제1 공간(90)과, 포트를 접속하는 통로를 포함하는 제2 공간(92)으로 구획하는 구획벽(94)을 구비하도록 구성하면 되고, 그 밖의 구성은 상기 태양에는 한정되지 않는다. 예를 들어, 유체 제어 밸브의 플레이트의 구조는 상기 태양에는 한정되지 않고, 유체 제어 밸브는, 밸런스 기구(68)를 가지지 않는, 이른바 싱글 아암의 전기식 유체 제어 밸브이어도 되고, 복수의 아암을 갖는 전기식 유체 제어 밸브이어도 된다.In addition, in a fluid control valve provided with at least two openings serving as fluid entrances and
상기 실시형태에서는, 지지부(60)는 케이스(12)와 별도의 몸체로 마련되었지만, 이 태양에는 한정되지 않는다. 지지부(60)는 케이스(12)와 일체이어도 되고, 또한 케이스(12)의 일부를 이루고 있어도 된다.In the above embodiment, the
또한, 상기 실시형태에 나타낸 구성요소는 반드시 전부가 필수적인 것은 아니며, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한에서 적절히 취사선택하는 것이 가능하다.In addition, not necessarily all of the components shown in the above embodiments are essential, and it is possible to select them appropriately without departing from the spirit of the present invention.
10: 제1 실시형태에 관한 유체 제어 밸브
12: 케이스
14: 케이스 본체
16: 상부재
16D: 제2 상부재
16U: 제1 상부재
18: 커버 부재
20L: 포트용 관통공
20R: 포트용 관통공
22: 통 부재
22A: 내공
24LD: 관통공
24LU: 관통공
24RD: 관통공
24RU: 관통공
26: 본체 상부
28: 본체 하부
30: 상측 오목부
30D: 바닥벽
32: 관통공
32A: 아암 통로
34: 수용 오목부
36: 홈부
38: 노치부
40: 내실
42: 커넥터 홀
44: 압전 소자
44A: 압전체
46: 밸브체
48: 플레이트
50: 배선
52: 밸브 시트
54: 메카니컬 앰프
60: 지지부
60A: 지지 기초부
60B: 제1 지지 기둥부
60C: 제2 지지 기둥부
62: 앰프 힌지부
62A: 기단
64: 아암
64A: 아암 기초부
64B: 아암 연장부
64C: 아암 기단부
64R: 아암의 우측 가장자리(압전 소자의 타단 측에 위치하는 아암의 측연)
66: 변위부
68: 밸런스 기구
70: 실링 부재
72: 캡부
74: 제1 축방향 연장부
76: 제2 축방향 연장부
80: 의사 아암
80R: 의사 아암의 우측 가장자리(압전 소자의 타단 측에 위치하는 의사 아암의 측연)
82: 밸런스 힌지부
82A: 기단
82B: 두꺼운 부분
84: 밸브부
90: 제1 공간
92: 제2 공간
94: 구획벽
110: 제2 실시형태에 관한 유체 제어 밸브
126: 본체 좌상부
126A: 전벽
126B: 후벽
126C: 좌벽
126D: 하벽
127: 홈부
128: 본체 주요부
130: 아암 통로
170: 실링 부재
190: 제1 공간
192: 제2 공간
194: 구획벽
210: 제3 실시형태에 관한 유체 제어 밸브
248: 플레이트
310: 제4 실시형태에 관한 유체 제어 밸브
348: 플레이트
410: 제5 실시형태에 관한 유체 제어 밸브
423: 링 부재
A: 출력 포트
C: 커넥터
P: 공급 포트
P0: 지지점
P1: 굴곡점
P2: 굴곡점
X: 신축 축
δ: 어긋남10: fluid control valve according to the first embodiment
12: case
14: case body
16: upper material
16D: second upper material
16U: first upper material
18: cover member
20L: through hole for port
20R: through hole for port
22: barrel absent
22A: internal air
24LD: through hole
24LU: through hole
24RD: through hole
24RU: through hole
26: upper body
28: lower body
30: upper concave portion
30D: bottom wall
32: through hole
32A: arm passage
34: receiving recess
36: groove part
38: notch
40: boudoir
42: connector hole
44: piezoelectric element
44A: piezoelectric
46: valve body
48: plate
50: wiring
52: valve seat
54: mechanical amplifier
60: support
60A: support base
60B: first support pillar
60C: second support column
62: amplifier hinge
62A: air mass
64: arm
64A: arm base
64B: arm extension
64C: arm proximal end
64R: Right edge of the arm (side edge of the arm located on the other end side of the piezoelectric element)
66: displacement unit
68: balance mechanism
70: sealing member
72: cap part
74 first axial extension
76 second axial extension
80: pseudo arm
80R: Right edge of the pseudo arm (side edge of the pseudo arm located on the other end side of the piezoelectric element)
82: balance hinge
82A: air mass
82B: thick part
84: valve part
90: first space
92: second space
94: partition wall
110: fluid control valve according to the second embodiment
126: upper left part of the body
126A: front wall
126B posterior wall
126C: left wall
126D: lower wall
127: groove
128 main body part
130: arm passage
170: sealing member
190: first space
192: second space
194: partition wall
210: fluid control valve according to the third embodiment
248: plate
310: fluid control valve according to the fourth embodiment
348: plate
410: fluid control valve according to the fifth embodiment
423: ring member
A: output port
C: connector
P: supply port
P0: fulcrum
P1: inflection point
P2: inflection point
X: telescopic axis
δ: deviation
Claims (13)
소정의 신축 축을 따라 신축 가능한 압전 소자와,
상기 압전 소자의 변위를 확대하여, 상기 개구들 중 적어도 하나를 개폐하는 밸브부를 변위시키는 메카니컬 앰프를 가지며,
상기 메카니컬 앰프는,
상기 케이스에 설치되고, 상기 압전 소자의 상기 신축 축의 축방향에서의 일단에 접속된 지지부와,
상기 압전 소자의 상기 축방향에서의 타단에 결합된 변위부와,
일단에서 상기 변위부에 접속되고, 중간부에서 상기 지지부에 변형 가능한 앰프 힌지부를 개재하여 접속되고, 타단에서 상기 개구들 중 적어도 하나를 개폐하는 아암과,
상기 압전 소자의 신장에 의해 상기 변위부에 가해지는 상기 신축 축에 직교하는 방향의 하중에 대해 반대방향의 하중을 가하는 밸런스 기구를 포함하며,
상기 밸런스 기구는, 상기 변위부에 결합된 의사(擬似) 아암과, 상기 의사 아암과 상기 지지부에 결합되며, 변형 가능한 밸런스 힌지부를 포함하고,
상기 아암 및 상기 변위부의 결합 부분과, 상기 의사 아암 및 상기 변위부의 결합 부분은 상기 신축 축을 개재하여 대치하며,
상기 지지부는 상기 신축 축의 방향으로 연장되며, 상기 압전 소자를 개재하여 대치하는 위치에 배치된 제1 지지부 및 제2 지지부를 포함하고,
상기 앰프 힌지부는 상기 제1 지지부로부터 상기 신축 축을 따라 연장되며,
상기 밸런스 힌지부는 상기 앰프 힌지부와 동형의 단면을 가지고 상기 제2 지지부로부터 상기 신축 축을 따라 연장되며,
상기 변위부는, 상기 압전 소자의 상기 타단에 결합된 캡부와, 상기 캡부로부터 상기 신축 축을 따라 연장되어, 상기 아암과 접속된 제1 축방향 연장부와, 상기 캡부로부터 상기 신축 축을 따라 연장되어, 상기 의사 아암에 접속된 제2 축방향 연장부를 가지며,
상기 변위부는 상기 신축 축에 대해 축 대칭을 이루며,
상기 축방향에 있어서, 상기 밸런스 힌지부의 기단(基端)은 상기 앰프 힌지부의 기단보다 상기 압전 소자의 상기 일단 측에 위치하는 유체 제어 밸브.A case having an inner chamber and at least two openings communicating with the inner chamber and serving as a fluid entrance;
A piezoelectric element that is stretchable along a predetermined stretch axis;
It has a mechanical amplifier that expands the displacement of the piezoelectric element and displaces a valve part that opens and closes at least one of the openings,
The mechanical amplifier,
a support portion installed in the case and connected to one end of the piezoelectric element in an axial direction of the expansion and contraction shaft;
a displacement unit coupled to the other end of the piezoelectric element in the axial direction;
an arm connected to the displacement part at one end, connected to the support part at a middle part via a deformable amplifier hinge part, and opening and closing at least one of the openings at the other end;
A balance mechanism for applying a load in an opposite direction to a load in a direction perpendicular to the extension axis applied to the displacement unit by extension of the piezoelectric element,
The balance mechanism includes a pseudo arm coupled to the displacement unit and a deformable balance hinge coupled to the pseudo arm and the support unit;
A coupling portion of the arm and the displacement unit and a coupling portion of the pseudo arm and the displacement unit face each other via the telescopic shaft;
The support portion extends in the direction of the expansion axis and includes a first support portion and a second support portion disposed at opposite positions via the piezoelectric element,
The amplifier hinge part extends along the extension axis from the first support part,
The balance hinge part has the same cross section as the amplifier hinge part and extends from the second support part along the extension axis,
The displacement unit includes a cap portion coupled to the other end of the piezoelectric element, a first axial extension portion extending from the cap portion along the extension axis and connected to the arm, and extending from the cap portion along the extension axis, a second axial extension connected to the pseudo arm;
The displacement unit is axially symmetric with respect to the extension axis,
In the axial direction, a base end of the balance hinge part is located closer to the one end side of the piezoelectric element than a base end of the amplifier hinge part.
소정의 신축 축을 따라 신축 가능한 압전 소자와,
상기 압전 소자의 변위를 확대하여, 상기 개구들 중 적어도 하나를 개폐하는 밸브부를 변위시키는 메카니컬 앰프를 가지며,
상기 메카니컬 앰프는,
상기 케이스에 설치되고, 상기 압전 소자의 상기 신축 축의 축방향에서의 일단에 접속된 지지부와,
상기 압전 소자의 상기 축방향에서의 타단에 결합된 변위부와,
일단에서 상기 변위부에 접속되고, 중간부에서 상기 지지부에 변형 가능한 앰프 힌지부를 개재하여 접속되고, 타단에서 상기 개구들 중 적어도 하나를 개폐하는 아암과,
상기 압전 소자의 신장에 의해 상기 변위부에 가해지는 상기 신축 축에 직교하는 방향의 하중에 대해 반대방향의 하중을 가하는 밸런스 기구를 포함하며,
상기 밸런스 기구는, 상기 변위부에 결합된 의사 아암과, 상기 의사 아암과 상기 지지부에 결합되며, 변형 가능한 밸런스 힌지부를 포함하고,
상기 아암 및 상기 변위부의 결합 부분과, 상기 의사 아암 및 상기 변위부의 결합 부분은 상기 신축 축을 개재하여 대치하며,
상기 지지부는 상기 신축 축의 방향으로 연장되며, 상기 압전 소자를 개재하여 대치하는 위치에 배치된 제1 지지부 및 제2 지지부를 포함하고,
상기 앰프 힌지부는 상기 제1 지지부로부터 상기 신축 축을 따라 연장되며,
상기 밸런스 힌지부는 상기 앰프 힌지부와 동형의 단면을 가지고 상기 제2 지지부로부터 상기 신축 축을 따라 연장되며,
상기 변위부는, 상기 압전 소자의 상기 타단에 결합된 캡부와, 상기 캡부로부터 상기 신축 축을 따라 연장되어, 상기 아암과 접속된 제1 축방향 연장부와, 상기 캡부로부터 상기 신축 축을 따라 연장되어, 상기 의사 아암에 접속된 제2 축방향 연장부를 가지며,
상기 축방향에 있어서, 상기 밸런스 힌지부의 기단은 상기 앰프 힌지부의 기단과 정합되는 위치에 있고,
상기 압전 소자의 상기 타단 측에 위치하는 상기 아암의 측연은, 상기 압전 소자의 상기 타단 측에 위치하는 상기 의사 아암의 측연보다, 상기 압전 소자의 상기 타단 측에 위치하는 유체 제어 밸브.A case having an inner chamber and at least two openings communicating with the inner chamber and serving as a fluid entrance;
A piezoelectric element that is stretchable along a predetermined stretch axis;
It has a mechanical amplifier that expands the displacement of the piezoelectric element and displaces a valve part that opens and closes at least one of the openings,
The mechanical amplifier,
a support portion installed in the case and connected to one end of the piezoelectric element in an axial direction of the expansion and contraction shaft;
a displacement unit coupled to the other end of the piezoelectric element in the axial direction;
an arm connected to the displacement part at one end, connected to the support part at a middle part via a deformable amplifier hinge part, and opening and closing at least one of the openings at the other end;
A balance mechanism for applying a load in an opposite direction to a load in a direction perpendicular to the extension axis applied to the displacement unit by extension of the piezoelectric element,
The balance mechanism includes a pseudo arm coupled to the displacement unit and a deformable balance hinge coupled to the pseudo arm and the support unit;
A coupling portion of the arm and the displacement unit and a coupling portion of the pseudo arm and the displacement unit face each other via the telescopic shaft;
The support portion extends in the direction of the expansion axis and includes a first support portion and a second support portion disposed at opposite positions via the piezoelectric element,
The amplifier hinge part extends along the extension axis from the first support part,
The balance hinge portion has the same cross section as the amplifier hinge portion and extends from the second support portion along the extension axis,
The displacement unit may include a cap portion coupled to the other end of the piezoelectric element, a first axial extension portion extending from the cap portion along the extension axis and connected to the arm, and extending from the cap portion along the extension axis, a second axial extension connected to the pseudo arm;
In the axial direction, the base end of the balance hinge portion is at a position matched with the base end of the amplifier hinge portion;
A side edge of the arm located on the other end side of the piezoelectric element is located on the other end side of the piezoelectric element relative to a side edge of the pseudo arm located on the other end side of the piezoelectric element.
소정의 신축 축을 따라 신축 가능한 압전 소자와,
상기 압전 소자의 변위를 확대하여, 상기 개구들 중 적어도 하나를 개폐하는 밸브부를 변위시키는 메카니컬 앰프를 가지며,
상기 메카니컬 앰프는,
상기 케이스에 설치되고, 상기 압전 소자의 상기 신축 축의 축방향에서의 일단에 접속된 지지부와,
상기 압전 소자의 상기 축방향에서의 타단에 결합된 변위부와,
일단에서 상기 변위부에 접속되고, 중간부에서 상기 지지부에 변형 가능한 앰프 힌지부를 개재하여 접속되고, 타단에서 상기 개구들 중 적어도 하나를 개폐하는 아암과,
상기 압전 소자의 신장에 의해 상기 변위부에 가해지는 상기 신축 축에 직교하는 방향의 하중에 대해 반대방향의 하중을 가하는 밸런스 기구를 포함하며,
상기 밸런스 기구는, 상기 변위부에 결합된 의사 아암과, 상기 의사 아암과 상기 지지부에 결합되며, 변형 가능한 밸런스 힌지부를 포함하고,
상기 아암 및 상기 변위부의 결합 부분과, 상기 의사 아암 및 상기 변위부의 결합 부분은 상기 신축 축을 개재하여 대치하며,
상기 지지부는 상기 신축 축의 방향으로 연장되며, 상기 압전 소자를 개재하여 대치하는 위치에 배치된 제1 지지부 및 제2 지지부를 포함하고,
상기 앰프 힌지부는 상기 제1 지지부로부터 상기 신축 축을 따라 연장되며,
상기 밸런스 힌지부는 상기 제2 지지부로부터 상기 신축 축을 따라 연장되며,
상기 변위부는, 상기 압전 소자의 상기 타단에 결합된 캡부와, 상기 캡부로부터 상기 신축 축을 따라 연장되어, 상기 아암과 접속된 제1 축방향 연장부와, 상기 캡부로부터 상기 신축 축을 따라 연장되어, 상기 의사 아암에 접속된 제2 축방향 연장부를 가지며,
상기 변위부는 상기 신축 축에 대해 축 대칭을 이루며,
상기 축방향에 있어서, 상기 밸런스 힌지부의 기단은 상기 앰프 힌지부의 기단과 정합되는 위치에 있고,
상기 밸런스 힌지부의 단면적은 일부에 있어서 다른 부분과는 다른 유체 제어 밸브.A case having an inner chamber and at least two openings communicating with the inner chamber and serving as a fluid entrance;
A piezoelectric element that is stretchable along a predetermined stretch axis;
It has a mechanical amplifier that expands the displacement of the piezoelectric element and displaces a valve part that opens and closes at least one of the openings,
The mechanical amplifier,
a support portion installed in the case and connected to one end of the piezoelectric element in an axial direction of the expansion and contraction shaft;
a displacement unit coupled to the other end of the piezoelectric element in the axial direction;
an arm connected to the displacement part at one end, connected to the support part at a middle part via a deformable amplifier hinge part, and opening and closing at least one of the openings at the other end;
A balance mechanism for applying a load in an opposite direction to a load in a direction perpendicular to the extension axis applied to the displacement unit by extension of the piezoelectric element,
The balance mechanism includes a pseudo arm coupled to the displacement unit and a deformable balance hinge coupled to the pseudo arm and the support unit;
A coupling portion of the arm and the displacement unit and a coupling portion of the pseudo arm and the displacement unit face each other via the telescopic shaft;
The support portion extends in the direction of the expansion axis and includes a first support portion and a second support portion disposed at opposite positions via the piezoelectric element,
The amplifier hinge part extends along the extension axis from the first support part,
The balance hinge part extends along the extension axis from the second support part,
The displacement unit includes a cap portion coupled to the other end of the piezoelectric element, a first axial extension portion extending from the cap portion along the extension axis and connected to the arm, and extending from the cap portion along the extension axis, a second axial extension connected to the pseudo arm;
The displacement unit is axially symmetric with respect to the extension axis,
In the axial direction, the base end of the balance hinge portion is at a position matched with the base end of the amplifier hinge portion;
The cross-sectional area of the balance hinge portion is different in some parts than in other parts.
소정의 신축 축을 따라 신축 가능한 압전 소자와,
상기 압전 소자의 변위를 확대하여, 상기 개구들 중 적어도 하나를 개폐하는 밸브부를 변위시키는 메카니컬 앰프를 가지며,
상기 메카니컬 앰프는,
상기 케이스에 설치되고, 상기 압전 소자의 상기 신축 축의 축방향에서의 일단에 접속된 지지부와,
상기 압전 소자의 상기 축방향에서의 타단에 결합된 변위부와,
일단에서 상기 변위부에 접속되고, 중간부에서 상기 지지부에 변형 가능한 앰프 힌지부를 개재하여 접속되고, 타단에서 상기 개구들 중 적어도 하나를 개폐하는 아암과,
상기 압전 소자의 신장에 의해 상기 변위부에 가해지는 상기 신축 축에 직교하는 방향의 하중에 대해 반대방향의 하중을 가하는 밸런스 기구를 포함하며,
상기 케이스에는, 상기 내실을, 상기 압전 소자를 수용하는 제1 공간과, 2개의 상기 개구에 연통하는 통로를 포함하는 제2 공간으로 구획하는 구획벽이 마련되며,
상기 구획벽은, 상기 아암을 통과시키는 아암 통로의 적어도 일부를 획정하는 벽체와, 상기 아암 및 상기 통로를 획정하는 벽면의 사이에 마련되며, 탄성 변형 가능한 실링 부재를 포함하는 유체 제어 밸브.A case having an inner chamber and at least two openings communicating with the inner chamber and serving as a fluid entrance;
A piezoelectric element that is stretchable along a predetermined stretch axis;
It has a mechanical amplifier that expands the displacement of the piezoelectric element and displaces a valve part that opens and closes at least one of the openings,
The mechanical amplifier,
a support portion installed in the case and connected to one end of the piezoelectric element in an axial direction of the expansion and contraction shaft;
a displacement unit coupled to the other end of the piezoelectric element in the axial direction;
an arm connected to the displacement part at one end, connected to the support part at a middle part via a deformable amplifier hinge part, and opening and closing at least one of the openings at the other end;
A balance mechanism for applying a load in an opposite direction to a load in a direction perpendicular to the extension axis applied to the displacement unit by extension of the piezoelectric element,
In the case, a partition wall is provided that divides the inner chamber into a first space accommodating the piezoelectric element and a second space including a passage communicating with the two openings;
The partition wall is provided between a wall defining at least a part of an arm passage through which the arm passes, and a wall defining the arm and the passage, and includes an elastically deformable sealing member.
상기 벽체는 상기 아암 통로를 획정하는 관통공을 구비하고,
상기 실링 부재는, 상기 관통공을 획정하는 벽면과, 상기 아암의 사이에 마련되어 있는 유체 제어 밸브.The method of claim 4,
The wall has a through hole defining the arm passage,
The sealing member is provided between a wall surface defining the through hole and the arm.
상기 벽체는 상기 내실을 획정하는 벽면과 협력하여 상기 아암 통로를 획정하고,
상기 실링 부재는, 상기 벽체 및 상기 내실을 획정하는 벽면과, 상기 아암의 사이에 마련되어 있는 유체 제어 밸브.The method of claim 4,
The wall defines the arm passage in cooperation with the wall defining the inner chamber,
The sealing member is provided between a wall surface defining the wall and the inner chamber and the arm.
상기 제1 공간은, 상기 케이스의 외부에 커넥터 홀을 개재하여 연통하고,
상기 커넥터 홀에 정합되는 위치에, 상기 압전 소자에 전압을 공급하기 위한 커넥터가 마련되어 있는 유체 제어 밸브.The method according to any one of claims 4 to 6,
The first space communicates with the outside of the case through a connector hole,
A fluid control valve provided with a connector for supplying a voltage to the piezoelectric element at a position matched with the connector hole.
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