CN109154398A - 压电式阀、该压电式阀的驱动方法、以及具备利用了该压电式阀的喷风单元的光学式粒状物分选机 - Google Patents
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Abstract
为了提供开阀时的响应性优异并且能够早期稳定气体的供给的压电式阀，其，本发明的上述压电式阀是具有接受从外部供给的压缩气体的气压室、以及从该气压室排出上述压缩气体的气体排出路径的压电式阀，其特征在于，具备：阀芯，其配置于上述气压室，且对上述气体排出路径进行开闭；压电元件，其将上述阀芯的动作所需要的驱动力作为位移而产生；位移放大机构，其将上述压电元件的位移放大并作用于上述阀芯；以及驱动单元，其具有产生包括第一预脉冲、第二预脉冲以及主脉冲的信号的信号产生部，将由该信号产生部产生的上述信号作为向驱动电路输入的输入信号而对上述压电元件施加驱动电压，使该压电元件伸长而对上述阀芯进行开阀驱动。
Description
技术领域
本发明涉及利用压电元件的伸缩位移进行阀的开闭的压电式阀、该压电式阀的驱动方法、以及具备利用了该压电式阀的喷风单元的光学式粒状物分选机。
背景技术
目前，公知有将谷粒、树脂颗粒等粒状物通过喷风吹飞而分选为良品和不良品，或者通过喷风除去混入粒状物的异物等的光学式粒状物分选机。
这种粒状物分选机通过基于不良品等的检测信号利用喷风吹飞除去从搬运路径的端部沿着预定的轨迹落下的粒状物，来进行该粒状物的分选。
上述粒状物分选机是通过空气的喷风从连续并且大量地落下的粒状物中吹飞不良品等的装置，为了不卷入其它的粒状物地高精度地仅吹飞该不良品等，喷风喷嘴需要具备响应性好的阀。
因此，本件申请人开发出利用压电元件高速地进行阀的开闭的压电式阀(参照专利文献1～3)。
专利文献1～3所记载的压电式阀具备根据杠杆原理放大压电元件的小的位移的位移放大机构。
而且，具备利用了上述压电式阀的喷风喷嘴的光学式粒状物分选机因为上述压电式阀与以往的电磁阀相比，阀开闭时的响应性优异，所以能够高精度地吹飞不良品等，并且将良品等卷入而吹飞的可能性少。
然而，上述光学式粒状物分选机是上述压电式阀经由位移放大机构使阀芯移动的装置，所以存在上述阀芯振动而来自喷嘴的喷风量变动，不能得到稳定的分选作用的问题。
因此，作为解决上述问题的装置，专利文献2记载有将对压电元件施加的驱动电压设为2级电压的压电式阀。
专利文献2所记载的压电式阀在驱动阀芯开阀的时刻对压电元件施加第一级电压，在防止伴随上述开阀而产生的阀芯的振动的时刻对压电元件施加比上述第一级电压高的第二级电压，通过抑制开阀后的气体喷出量的变动，能够早期稳定气体的供给。
然而，上述专利文献2所记载的压电式阀与使对压电元件施加的驱动电压成为矩形状的1级电压的情况相比，存在开阀时的响应性差的问题。
作为解决上述专利文献2所记载的压电式阀的问题的装置，专利文献3记载有一种压电式阀，其具有产生由预脉冲和主脉冲构成的信号的信号产生部，且基于由该信号产生部产生的上述信号对压电元件施加由特定的电压值构成的1级驱动电压。
专利文献3所记载的压电式阀在对阀芯进行开阀的时刻，基于上述预脉冲对上述压电元件施加由特定的电压值构成的驱动电压，在防止伴随上述开阀而产生的阀芯的振动的时刻，基于上述主脉冲对上述压电元件施加上述驱动电压，与上述专利文献2所记载的压电式阀相比，开阀时的响应性优异。
然而，上述专利文献3所记载的压电式阀与上述专利文献2所记载的压电式阀相比，抑制开阀后的气体喷出量的变动耗费时间，为了早期稳定气体的供给，具有进一步改进的余地。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004－316835号公报
专利文献2：日本特开2011－241961号公报
专利文献3：国际公开2013/157548号公报
发明内容
发明所要解决的课题
因此，本发明的目的在于提供开阀时的响应性优异并且能够早期稳定气体的供给的压电式阀、以及该压电式阀的驱动方法。
另外，本发明的目的在于提供通过利用上述压电式阀而能够得到粒状物的更稳定的分选作用的光学式粒状物分选机。
用于解决课题的方案
为了实现上述目的，本发明为一种压电式阀，其具有接受从外部供给的压缩气体的气压室、以及从该气压室排出上述压缩气体的气体排出路径，
上述压电式阀的特征在于，具备：
阀芯，其配置于上述气压室，且对上述气体排出路径进行开闭；
压电元件，其将上述阀芯的动作所需要的驱动力作为位移而产生；
位移放大机构，其将上述压电元件的位移放大并作用于上述阀芯；以及
驱动单元，其具有产生包括第一预脉冲、第二预脉冲以及主脉冲的信号的信号产生部，将由该信号产生部产生的上述信号作为向驱动电路输入的输入信号而对上述压电元件施加由特定的电压值构成的驱动电压，使该压电元件伸长而对上述阀芯进行开阀驱动。
本发明优选的是，上述驱动单元在将上述阀芯开阀的时刻，基于上述第一预脉冲对上述压电元件施加上述驱动电压，在抑制紧接上述开阀之后的来自上述气体排出路径的气体喷出量的变动的时刻，基于上述第二预脉冲对上述压电元件施加上述驱动电压，在对抑制上述气体喷出量的变动之后的进一步的气体喷出量的变动进行抑制的时刻，基于上述主脉冲对上述压电元件施加上述驱动电压。
本发明优选的是，上述驱动单元在抑制上述进一步的气体喷出量的变动之后，在将上述阀芯闭阀的时刻，解除基于上述主脉冲对上述压电元件所施加的驱动电压。
另外，为了实现上述目的，本发明为一种光学式粒状物分选机，其具备移送被分选物的移送单元、在检测位置检测从该移送单元的端部落下的被分选物的光学检测单元、以及设置于比该光学检测单元靠下方且基于该光学检测单元的检测结果通过空气的喷风吹飞被分选物的喷风单元而成，
上述光学式粒状物分选机的特征在于，
上述喷风单元具备上述任一种压电式阀，
该压电式阀基于上述光学检测单元的检测结果，由上述驱动单元的信号产生部产生包括上述第一预脉冲、第二预脉冲以及主脉冲的信号，使上述压电元件伸长，对上述阀芯进行开阀驱动。
本发明优选的是，上述驱动单元还具有对包括上述第一预脉冲、第二预脉冲以及主脉冲的信号进行模式设定的信号设定部，且根据被分选物的种类，从预先设定于上述信号设定部的多个信号模式选择最佳的信号，并由上述信号产生部产生该选择出的信号。
为了实现上述目的，本发明为一种压电式阀的驱动方法，上述压电式阀具有接受从外部供给的压缩气体的气压室、以及从该气压室排出上述压缩气体的气体排出路径，且具备：
阀芯，其配置于上述气压室，且对上述气体排出路径进行开闭；
压电元件，其将上述阀芯的动作所需要的驱动力作为位移而产生；
位移放大机构，其将上述压电元件的位移放大并作用于上述阀芯；以及
驱动单元，其使上述压电元件伸长而对上述阀芯进行开阀驱动，
上述压电式阀的驱动方法的特征在于，
上述驱动单元具有产生包括第一预脉冲、第二预脉冲以及主脉冲的信号的信号产生部，且基于由该信号产生部产生的上述信号对上述压电元件施加由特定的电压值构成的驱动电压，使该压电元件伸长而对上述阀芯进行开阀驱动。
本发明优选的是，上述驱动单元通过基于上述第一预脉冲向上述压电元件施加上述驱动电压，将上述阀芯开阀，通过基于上述第二预脉冲向上述压电元件施加上述驱动电压，抑制紧接上述开阀之后的来自上述气体排出路径的气体喷出量的变动，通过基于上述主脉冲向上述压电元件施加上述驱动电压，对抑制上述气体喷出量的变动之后的进一步的气体喷出量的变动进行抑制。
本发明优选的是，上述驱动单元在抑制上述进一步的气体喷出量的变动之后，解除基于上述主脉冲向上述压电元件施加的上述驱动电压，将上述阀芯闭阀。
发明效果
本发明的压电式阀具备驱动单元，该驱动单元具有产生包括第一预脉冲、第二预脉冲以及主脉冲的信号的信号产生部，且将由该信号产生部产生的上述信号作为向驱动电路输入的输入信号来对上述压电元件施加由特定的电压值构成的驱动电压，使该压电元件伸长来对阀芯进行开阀驱动，因此开阀时的响应性优异，并且能够通过早期抑制气体喷出量的变动来早期稳定气体的供给。
本发明的压电式阀若上述驱动单元在对抑制紧接开阀之后的气体喷出量的变动之后的进一步的气体喷出量的变动进行抑制后，在将上述阀芯闭阀的时刻，解除基于上述主脉冲向上述压电元件施加的驱动电压，则即使在气体喷出时间比较短的情况下，也能够稳定地供给气体。
本发明的光学式粒状物分选机具备上述压电式阀，因此，空气的供给早期稳定，开阀时的响应性的良好，并且能够进行粒状物的更稳定的分选。
本发明的光学式粒状物分选机的压电式阀的驱动单元还具有对包括第一预脉冲、第二预脉冲以及主脉冲的信号进行模式设定的信号设定部，且根据被分选物的种类，从预先设定于上述信号设定部的多个信号模式选择最佳的信号，并由信号产生部产生该选择出的信号，因此，不管被分选物的种类如何，都能够始终进行稳定的分选。
根据本发明的压电式阀的驱动方法，驱动单元具有产生包括第一预脉冲、第二预脉冲以及主脉冲的信号的信号产生部，且基于由该信号产生部产生的上述信号向上述压电元件施加由特定的电压值构成的驱动电压，使该压电元件伸长来对上述阀芯进行开阀驱动，因此，能够使该压电式阀开阀时的响应性优异，并且能够通过早期抑制气体喷出量的变动，而使气体的供给早期稳定。
根据本发明的压电式阀的驱动方法，若上述驱动单元在对抑制紧接开阀之后的气体喷出量的变动之后的进一步的气体喷出量的变动进行抑制后，解除基于上述主脉冲向上述压电元件施加的驱动电压，将上述阀芯闭阀，则能够使该压电式阀即使在气体喷出时间比较短的情况下，也能够稳定地供给气体。
附图说明
图1是压电式阀的概略说明图。
图2是压电式阀的概略主视图。
图3是压电式阀的第一变形例。
图4是压电式阀的第二变形例。
图5是本发明的压电式阀的驱动装置的电路结构的框图。
图6是由本发明的压电式阀的驱动装置产生的信号以及压电元件的施加电压的时间图。
图7是表示本发明的实施例的向充电用驱动电路输入的输入信号的图表。
图8是表示基于图7的输入信号对压电元件施加的驱动电压的图表。
图9是表示从通过图8的驱动电压开阀的压电式阀的气体排出路径喷出的空气的喷出压力特性的图表。
图10是现有的压电式阀的驱动装置的电路结构的框图。
图11是由现有的压电式阀的驱动装置产生的信号以及压电元件的施加电压的时间图。
图12是表示比较例的向充电用驱动电路输入的的输入信号的图表。
图13是表示基于图12的输入信号对压电元件施加的驱动电压的图表。
图14是表示从通过图13的驱动电压开阀的压电式阀的气体排出路径喷出的空气的喷出压力特性的图表。
图15是比较本发明的实施例和比较例的空气喷出压力特性的图表。
图16是光学式粒状物分选机的主要部分侧剖视图。
图17是图16所示的光学式粒状物分选机的控制框图。
具体实施方式
基于附图，对本发明的实施方式进行说明。
＜压电式阀＞
图1是阀主体的侧面被开放的状态下的压电式阀的概略说明图，表示闭阀时的侧视图。图2表示图1的压电式阀的主视图。
压电式阀10具备阀主体11、阀芯12、压电元件13、位移放大机构14、以及驱动装置15。
上述阀主体11具有从外部的压缩气体供给源(未图示)接受压缩气体的供给的气压室111及将该气压室111内的气体向外部喷出的气体排出路径112。
上述阀芯12配置于上述阀主体11的上述气压室111内，且对上述气体排出路径112进行开闭。
上述压电元件13配置于上述阀主体11内，且一端固定于该阀主体11。
上述位移放大机构14配置于上述阀主体11的上述气压室111内，将上述压电元件13的位移放大而作用于上述阀芯12。
上述驱动装置15具备：充电用驱动电路，其对上述压电元件13施加驱动电压而补充电荷，使该压电元件13伸长；以及放电用驱动电路，其排放上述补充的电荷，使上述压电元件13收缩，上述驱动装置15通过使上述压电元件13伸缩位移，对上述阀芯12进行打闭驱动。
此外，上述驱动装置15只要两上述驱动电路与上述压电元件电连接即可，无需例如与上述阀主体11物理地形成为一体。
上述位移放大机构14相对于连结上述压电元件13的长边方向轴线和气体排出路径112的线(以下，称为“中心线”。)对称地设置一对。
第一位移放大机构由第一铰链16a、第二铰链17a、第一臂部件18a以及第一板簧19a构成。第一铰链16a的一端与阀主体11接合。第二铰链17a的一端与安装于上述压电元件13的盖部件131接合。第一铰链16a以及第二铰链17a的各另一端与第一臂部件18a的基部接合。在第一臂部件18a的外侧前端部分接合有第一板簧19a的一端。第一板簧19a的另一端与阀芯12的一方侧的侧端部接合。
另一方面，第二位移放大机构由第三铰链16b、第四铰链17b、第二臂部件18b以及第二板簧19b构成。第三铰链16b的一端与阀主体11接合。第四铰链17b的一端与安装于上述压电元件13的盖部件131接合。第三铰链16b以及第四铰链17b的各另一端与第二臂部件18b的基部接合。在第二臂部件18b的外侧前端部分接合有第二板簧19b的一端。第二板簧19b的另一端与阀芯12的另一方侧的侧端部接合。
就压电式阀10而言，在图1的状态中，若通过驱动装置15对压电元件13施加驱动电压，补充电荷，则该压电元件13向附图上右方向伸长。该压电元件13的伴随伸长的位移在第一位移放大机构中，将第二铰链17a作为力点，将第一铰链16a作为支点，将第一臂部件18a的前端部作为作用点，通过杠杆原理被放大，使第一臂部件18a的外侧前端部大幅度位移。同样地，该压电元件13的伴随伸长的位移在第二位移放大机构中，将第四铰链17b作为力点，将第三铰链16b作为支点，将第二臂部件18b的前端部作为作用点，通过杠杆原理被放大，使第二臂部件18b的外侧前端部大幅度位移。
然后，上述第一臂部件18a以及第二臂部件18b的各外侧前端部中的位移经由第一板簧19a以及第二板簧19b使阀芯12与阀座113分离，将气体排出路径112开放。
另一方面，就压电式阀10而言，若上述压电元件13通过驱动装置15排放电荷，则该压电元件13收缩，该收缩经由第一以及第二位移放大机构传递至阀芯12，该阀芯12落座于阀座113。
在此，在图1中，压电式阀10以气压室111的侧面向外部开放的状态为例进行了说明，但不言而喻，该气压室111是在封闭的状态下使用的。
＜压电式阀的第一变形例＞
图3是压电式阀的第一变形例，表示阀主体的侧面开放的状态。
该压电式阀20与图1所示的压电式阀10的不同点在于，构成为，具有将阀芯22、压电元件23、位移放大机构24一体化而成的驱动器30，且将该驱动器30相对于具有气压室211以及气体排出路径212的阀主体21从侧方固定。
此外，在此，对于对上述阀芯22进行开闭驱动的驱动装置，省略图示。
在此，上述位移放大机构24具有放大上述压电元件23的位移的位移放大部25、和将上述压电元件23的位移传递至上述位移放大部25的位移传递部26。
上述位移传递部26具有接合上述压电元件23的一端的U字状的基底基板27、和接合上述压电元件23的另一端的盖部件28。
就该压电式阀20而言，上述压电元件23组装于上述U字状的基底基板27的空间内且该U字状底部与上述盖部件28之间，上述一端与上述基底基板27接合，上述另一端与上述盖部件28接合。
不言而喻，该压电式阀20也在将阀主体21的侧面密闭的状态下使用。
＜压电式阀的第二变形例＞
图4是压电式阀的第二变形例，表示阀主体的剖面内部的样子。图4所示的压电式阀40与图3所示的压电式阀20的不同点在于，形成气压室411的阀主体41的前表面开口，在封闭该开口的盖体42形成有气体排出路径421，在该盖体42一体形成有配设于上述阀主体41的内部的板43，并且在该板43固定有图2所示的驱动器30。
此外，在此，对于对驱动阀芯进行开闭的驱动装置也省略图示。
就该压电式阀40而言，通过将固定有上述驱动器30的板43从上述阀主体41的前表面的开口配设到内部，并且利用与上述板43一体形成的上述盖体42封闭上述阀主体41的上述开口来组装。
[实施例](双预脉冲信号)
图5表示本发明的压电式阀的驱动装置的电路结构的框图。图6表示由上述驱动装置产生的信号以及压电元件的施加电压的时间图。
如图5所示，本发明的压电式阀的驱动装置在信号产生部150产生由第一预脉冲、第二预脉冲以及主脉冲构成的一个充电用信号A(以下，称为“双预脉冲信号”。)，将该双预脉冲信号作为向充电用驱动电路151输入的输入信号，从而对压电元件施加电压，补充电荷，使该压电元件伸长。另外，上述驱动装置通过将在信号产生部150产生的放电用信号B作为向放电用驱动电路152输入的输入信号，从而使上述电荷从上述压电元件排出，使该压电元件收缩。
如图6所示，本发明的压电式阀将在上述信号产生部150产生的信号A(双预脉冲信号)作为向充电用驱动电路151输入的输入信号，对上述压电元件施加由特定的电压值构成的1级驱动电压，因此驱动装置的电路结构简单。
图7表示本发明的压电式阀的向充电用驱动电路151输入的输入信号(双预脉冲信号)。图8表示基于上述输入信号对压电元件施加的驱动电压。图9表示从通过上述驱动电压开阀的气体排出路径喷出的空气的喷出压力特性的图表。在此，使用压缩空气作为从外部向压电式阀供给的压缩气体。
图7至图9所示的图表的实验条件如下所示。
(1)压缩空气供给压力：0.20MPa(大气压下的表压值)
(2)驱动电压：72V
(3)压缩空气设定流量：52L/min
(4)输入信号：第一预脉冲时间t1＝0.135ms
第一休止时间t2＝0.064ms
第二预脉冲时间t3＝0.470ms
第二休止时间t4＝0.050ms
主脉冲时间t5＝0.281ms
(压电元件的通电时间：1ms)
(5)空气喷出压力检测位置：距气体排出路径前端2mm
在此，上述输入信号(双预脉冲信号)的各时间t1～t5的条件基于压缩空气供给压力、驱动电压以及空气喷出时间决定。
在本实施例中，上述第一预脉冲时间t1以及第一休止时间t2(第二预脉冲的输入时刻)以成为开阀时的空气喷出压力的上升快，并且紧接开阀之后的空气喷出压力的变动(防止阀芯因伴随开阀的反作用而振动)的最佳的时刻条件的方式设定。
另外，上述第二预脉冲时间t3以及第二休止时间t4(主脉冲的输入时刻)以成为在抑制紧接上述开阀之后的空气喷出压力的变动之后，抑制进一步的空气喷出压力的变动的最佳的时刻条件的方式设定。
并且，上述主脉冲时间t5基于空气喷出时间设定。在此，以成为在抑制上述进一步的空气喷出压力的变动之后，将上述阀芯闭阀的时刻条件的方式设定。
在本发明的压电式阀中，上述驱动装置具有未图示的信号设定部，在该信号设定部，根据上述压缩空气供给压力和驱动电压的组合，预先设定了多个双预脉冲信号的信号模式。
在本发明的压电式阀中，双预脉冲信号除了由作业者手动输入上述各时间t1～t5以外，还能够通过从预先设定于上述信号设定部的多个双预脉冲信号的信号模式的选择，从而在上述信号产生部150产生。
[比较例](预脉冲信号)
图10表示专利文献3所记载的现有的压电式阀的驱动装置的电路结构的框图。图11表示在上述驱动装置中产生的信号以及压电元件的施加电压的时间图。
如图10以及图11所示，现有的压电式阀与图5以及图6所示的本发明的压电式阀在驱动装置的电路结构方面共通，但在上述驱动装置中产生的信号以及压电元件的施加电压的各波形方面不同。
如图10所示，现有的压电式阀中的驱动装置在信号产生部150中产生由预脉冲和主脉冲构成的一个充电用信号C(以下，称为“预脉冲信号”。)，将该预脉冲信号作为向充电用驱动电路151输入的输入信号，从而对压电元件施加电压，补充电荷，使该压电元件伸长。另外，上述驱动装置将在信号产生部150中产生的放电用信号D作为向放电用驱动电路152输入的输入信号，来使上述电荷从上述压电元件排出，使该压电元件收缩。
图12表示以往的压电式阀的向充电用驱动电路151输入的输入信号(预脉冲信号)。图13表示基于上述输入信号对压电元件施加的驱动电压。图14表示从通过上述驱动电压开阀的气体排出路径喷出的空气的喷出压力特性的图表。在此，使用压缩空气作为从外部供给到压电式阀的压缩气体。
图12至图14所示的图表的实验条件如下。
(1)压缩空气供给压力：0.20MPa
(2)驱动电压：72V
(3)压缩空气设定流量：52L/min
(4)输入信号：预脉冲时间t6＝0.135ms
休止时间t7＝0.064ms
主脉冲时间t8＝0.801ms
(压电元件的通电时间：1ms)
(5)空气喷出压力检测位置：距气体排出路径前端2mm
在此，上述预脉冲时间t6以及休止时间t7(主脉冲的输入时刻)以成为开阀时的空气喷出压力的上升快，并且抑制紧接开阀之后的空气喷出压力的变动(防止阀芯由于伴随开阀的反作用而振动)的最佳的时刻条件。
另外，上述主脉冲时间t8基于空气喷出时间设定。
图15表示比较本发明的实施例和比较例的空气喷出压力特性的图表。
在图15中，虚线是实施例，表示将“双预脉冲信号”作为向充电用驱动电路151输入的输入信号的情况下的结果。另外，实线是比较例，表示将“预脉冲信号”作为向充电用驱动电路151输入的输入信号的情况下的结果。
首先，在对实施例和比较例的图表进行了比较的情况下，开阀时的响应特性看不出差别，因此，可以说，本发明的压电式阀与现有的压电式阀同样，开阀时的响应性优异。
接下来，在对实施例和比较例的图表进行了比较的情况下，可知，在比较例中能看见两个脉动，但在实施例中几乎去除了后方的脉动。
根据该情况，可以说，与现有的压电式阀相比，本发明的压电式阀通过早期抑制气体喷出量的变动，从而能够早期稳定气体的供给。
另外，在对实施例和比较例的图表进行了比较的情况下，可知，能够将空气喷出压力维持在规定值p以上的时间在比较例中是时间b，相对于此，在实施例中是时间a，实施例能够在比比较例长的时间将空气喷出压力维持在预定值p以上。
根据该情况，可以说本发明的压电式阀与以往的压电式阀相比，能够在空气喷出时间比较短的情况下稳定地供给气体。
＜光学式粒状物分选机＞
接下来，对具备利用了本发明的压电式阀的喷风喷嘴的光学式粒状物分选机进行说明。
图16表示将光学式粒状物分选机的内部构造简化地示出的主要部分侧剖视图。图17表示光学式粒状物分选机的控制框图。
光学式粒状物分选机610在上部具有由罐620和振动进料器630构成的粒状物供给部。在该粒状物供给部的下方配置有具有预定宽度的倾斜状滑槽640。
从上述粒状物供给部供给来的粒状物在上述倾斜状滑槽640上沿宽度方向扩展并连续地自然流下，之后，从其下端沿着预定的下落轨迹放出到空中。
在上述预定的下落轨迹的前后，对置地配设有在与上述倾斜状滑槽640的宽度方向平行地呈直线状延伸的粒状物检测位置O拍摄粒状物的至少一对光学检测装置650a、650b。各光学检测装置650a、650b分别由内置CCD线传感器的CCD照相机等拍摄单元651a、651b、由荧光灯等构成的照明单元652a、652b、以及成为拍摄上述粒状物时的背景的背景653a、653b等构成。
另外，在上述粒状物检测位置O的下方配设有通过空气的喷风去除不良品等的喷风装置670。上述喷风装置670具备将多个上述本发明的压电式阀并排设置组装而成的喷风喷嘴671、和向该喷风喷嘴671输送压缩空气的压缩空气供给装置673，基于上述各光学检测装置650a、650b的检测结果，通过来自与该粒状物的下落轨迹的宽度方向各位置对应地设置的上述喷风喷嘴671的多个喷嘴孔的空气的喷射吹飞从上述倾斜状滑槽640的下端放出的粒状物。此外，上述压电式阀的压电元件与驱动装置672的驱动电路电连接。
在上述光学式粒状物分选机610中，在上述倾斜状滑槽640沿宽度方向扩展并连续状地自然流下之后，从其下端沿着预定的下落轨迹放出到空中的粒状物在上述粒状物检测位置O由上述各光学检测装置650a、650b的拍摄单元651a、651b拍摄，该拍摄数据被发送至控制装置660。该控制装置660基于上述拍摄数据指定不良品等应该去除的粒状物，并且获取与该粒状物的大小等相关的信息，并将上述不良品等的排除信号发送至上述驱动装置672。
上述喷风装置670基于发送至上述驱动装置672的上述排除信号选择性地驱动上述多个压电式阀，对通过与上述倾斜状滑槽640的宽度方向平行地呈直线状延伸的粒状物排除位置E的不良品等，从与该宽度方向的各位置对应地设置的上述喷风喷嘴671的各喷嘴孔喷出空气。
此时，上述驱动装置672基于上述排除信号，如图5所示地在信号产生部中产生“双预脉冲信号”，将该双预脉冲信号作为向充电用驱动电路输入的输入信号，对上述选择性地驱动的压电式阀的压电元件施加驱动电压。
然后，被来自上述喷风喷嘴671的各喷嘴孔的喷风吹飞的不良品等从不良品排出口681排出到设备外。另外，从良品排出口682回收未被喷风吹飞而按原样通过预定的落下轨迹的良品等。
在此，上述驱动装置672具有信号设定部，根据压缩空气供给压力与驱动电压的组合，在该信号设定部预先设定有多个双预脉冲信号的信号模式。
就上述光学式粒状物分选机610而言，在运转开始时，作业者输入设定分选对象物的种类，此时，基于该分选对象物的大小、重量，决定压电式阀的压缩空气供给压力、驱动电压以及喷风时间。然后，上述光学式粒状物分选机610基于该压缩空气供给压力及驱动电压的组合、以及喷风时间，从预先设定于上述驱动装置672的信号设定部的多个双预脉冲信号的信号模式选择最佳的信号，并由上述驱动装置672的信号产生部产生该选择出的双预脉冲信号。
此外，上述双预脉冲信号也可以通过作业者的手动输入来设定，并由上述驱动装置672的信号产生部产生该设定的信号。
上述光学式粒状物分选机610具备利用了本发明的压电式阀的喷风喷嘴，能够早期稳定空气供给，因此，除了开阀时的响应性良好以外，还能够进行粒状物的更稳定的分选。
在上述光学式粒状物分选机中，成为分选对象的粒状物代表性的是谷粒，特别是米粒，但并非一定局限于谷物粒，该对象物只要具有能够被喷风吹飞的大小和质量，可以是任何物质。
此外，本发明的压电式阀可以相对于连结上述压电元件的长边方向轴线和气体排出路径的线非对称地配置位移放大机构，也可以仅配置一个位移放大机构。
另外，本发明的压电式阀的阀芯也可以与臂部件的一端部接合。
进一步地，本发明的压电式阀的压电元件的长边方向轴线也可以与阀芯的动作方向不一致。
本发明并不局限于上述实施方式，不言而喻，只要不脱离发明的范围，就能够适当地变更其构成。
生产上的可利用性
本发明的压电式阀开阀时的响应性优异并且能够早期稳定气体的供给，能够在各种领域中有效地利用。
符号说明
10—压电式阀，11—阀主体，111—气压室，112—气体排出路径，12—阀芯，13—压电元件，14—位移放大机构，15—驱动装置，150—信号产生部，151—充电用驱动电路，152—放电用驱动电路，18a、18b—臂部件，19a、19b—板簧，20—压电式阀，21—阀主体，211—气压室，212—气体排出路径，22—阀芯，23—压电元件，24—位移放大机构，30—驱动器，40—压电式阀，41—阀主体，411—气压室，42—盖体，421—气体排出路径，43—板，610—光学式粒状物分选机，640—倾斜状滑槽，650a、650b—光学检测装置，651a、651b—CCD照相机(拍摄单元)，660—控制装置，670—喷风装置，671—喷风喷嘴，672—驱动装置，673—压缩空气供给装置。
Claims (8)
1.一种压电式阀，其具有接受从外部供给的压缩气体的气压室、以及从该气压室排出上述压缩气体的气体排出路径，
上述压电式阀的特征在于，具备：
阀芯，其配置于上述气压室，且对上述气体排出路径进行开闭；
压电元件，其将上述阀芯的动作所需要的驱动力作为位移而产生；
位移放大机构，其将上述压电元件的位移放大并作用于上述阀芯；以及
驱动单元，其具有产生包括第一预脉冲、第二预脉冲以及主脉冲的信号的信号产生部，将由该信号产生部产生的上述信号作为向驱动电路输入的输入信号而对上述压电元件施加驱动电压，使该压电元件伸长而对上述阀芯进行开阀驱动。
2.根据权利要求1所述的压电式阀，其特征在于，
上述驱动单元在将上述阀芯开阀的时刻，基于上述第一预脉冲对上述压电元件施加上述驱动电压，在抑制紧接上述开阀之后的来自上述气体排出路径的气体喷出量的变动的时刻，基于上述第二预脉冲对上述压电元件施加上述驱动电压，在对抑制上述气体喷出量的变动之后的进一步的气体喷出量的变动进行抑制的时刻，基于上述主脉冲对上述压电元件施加上述驱动电压。
3.根据权利要求2所述的压电式阀，其特征在于，
上述驱动单元在抑制上述进一步的气体喷出量的变动之后，在将上述阀芯闭阀的时刻，解除基于上述主脉冲对上述压电元件所施加的驱动电压。
4.一种光学式粒状物分选机，其具备移送被分选物的移送单元、在检测位置检测从该移送单元的端部落下的被分选物的光学检测单元、以及设置于比该光学检测单元靠下方且基于该光学检测单元的检测结果通过空气的喷风吹飞被分选物的喷风单元而成，
上述光学式粒状物分选机的特征在于，
上述喷风单元具备权利要求1至3中的任意一项所述的压电式阀，
该压电式阀基于上述光学检测单元的检测结果，由上述驱动单元的信号产生部产生包括上述第一预脉冲、第二预脉冲以及主脉冲的信号，使上述压电元件伸长，对上述阀芯进行开阀驱动。
5.根据权利要求4所述的光学式粒状物分选机，其特征在于，
上述驱动单元还具有对包括上述第一预脉冲、第二预脉冲以及主脉冲的信号进行模式设定的信号设定部，且根据被分选物的种类，从预先设定于上述信号设定部的多个信号模式选择最佳的信号，并由上述信号产生部产生该选择出的信号。
6.一种压电式阀的驱动方法，上述压电式阀具有接受从外部供给的压缩气体的气压室、以及从该气压室排出上述压缩气体的气体排出路径，且具备：
阀芯，其配置于上述气压室，且对上述气体排出路径进行开闭；
压电元件，其将上述阀芯的动作所需要的驱动力作为位移而产生；
位移放大机构，其将上述压电元件的位移放大并作用于上述阀芯；以及
驱动单元，其使上述压电元件伸长而对上述阀芯进行开阀驱动，
上述压电式阀的驱动方法的特征在于，
上述驱动单元具有产生包括第一预脉冲、第二预脉冲以及主脉冲的信号的信号产生部，且基于由该信号产生部产生的上述信号对上述压电元件施加驱动电压，使该压电元件伸长而对上述阀芯进行开阀驱动。
7.根据权利要求6所述的压电式阀的驱动方法，其特征在于，
上述驱动单元通过基于上述第一预脉冲向上述压电元件施加上述驱动电压，将上述阀芯开阀，通过基于上述第二预脉冲向上述压电元件施加上述驱动电压，抑制紧接上述开阀之后的来自上述气体排出路径的气体喷出量的变动，通过基于上述主脉冲向上述压电元件施加上述驱动电压，对抑制上述气体喷出量的变动之后的进一步的气体喷出量的变动进行抑制。
8.根据权利要求7所述的压电式阀的驱动方法，其特征在于，
上述驱动单元在抑制上述进一步的气体喷出量的变动之后，解除基于上述主脉冲向上述压电元件施加的上述驱动电压，将上述阀芯闭阀。
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