JP2002195434A - 圧電弁 - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
-
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
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-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 １つの圧電屈曲変換器を利用しているにも関
わらず確実に大きな移動運動が得られる圧電弁の提供。 【解決手段】 屈曲変換器１２，１３は、共通の軸受部
１４を介して屈曲変換器ユニット８の一方の末端部にて
固定的に連結される。屈曲変換器ユニット８は、弁ハウ
ジングに対して旋回可能に設置される。少なくとも１つ
の屈曲変換器１２，１３がそれに関連する弁開口部２
４，２５を制御し、他方の屈曲変換器１２，１３は、例
えば他方の屈曲変換器１２，１３の歪曲パスを大きくす
るために、駆動電圧を加えた際に、当該他方の屈曲変換
器の歪曲パスに配置された支持面に向かって付勢される
ようバイアス負荷を受け得る。
わらず確実に大きな移動運動が得られる圧電弁の提供。 【解決手段】 屈曲変換器１２，１３は、共通の軸受部
１４を介して屈曲変換器ユニット８の一方の末端部にて
固定的に連結される。屈曲変換器ユニット８は、弁ハウ
ジングに対して旋回可能に設置される。少なくとも１つ
の屈曲変換器１２，１３がそれに関連する弁開口部２
４，２５を制御し、他方の屈曲変換器１２，１３は、例
えば他方の屈曲変換器１２，１３の歪曲パスを大きくす
るために、駆動電圧を加えた際に、当該他方の屈曲変換
器の歪曲パスに配置された支持面に向かって付勢される
ようバイアス負荷を受け得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の圧電屈曲変
換器を備えた流量制御用の圧電弁に関する。
換器を備えた流量制御用の圧電弁に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】特許公
報（国際公開番号ＷＯ ９８／２５０６１）に開示され
ている圧電弁の場合、２つの圧電屈曲変換器は、導体を
備えた柔軟な接触ストランドによって接続され、弁ハウ
ジング内で互いから離れて配置される。所望の弁機能に
応じて、屈曲変換器は電気で駆動されて歪曲運動を起こ
し、それにより制御されるべき弁開口部を開いたり閉じ
たりする。
報（国際公開番号ＷＯ ９８／２５０６１）に開示され
ている圧電弁の場合、２つの圧電屈曲変換器は、導体を
備えた柔軟な接触ストランドによって接続され、弁ハウ
ジング内で互いから離れて配置される。所望の弁機能に
応じて、屈曲変換器は電気で駆動されて歪曲運動を起こ
し、それにより制御されるべき弁開口部を開いたり閉じ
たりする。
【０００３】前記特許公報ＷＯ ９８／２５０６１に基
づく設計による屈曲変換器を１つだけ備えた圧電弁の場
合、従来の駆動電圧では、屈曲変換器の歪曲により得ら
れる移動、ひいては流れを可能にする弁開口部の最大断
面積が比較的小さいという問題がある。
づく設計による屈曲変換器を１つだけ備えた圧電弁の場
合、従来の駆動電圧では、屈曲変換器の歪曲により得ら
れる移動、ひいては流れを可能にする弁開口部の最大断
面積が比較的小さいという問題がある。
【０００４】本発明の目的は、１つの圧電屈曲変換器を
利用しているにも関わらず確実に大きな移動運動が得ら
れる圧電弁を提供することである。
利用しているにも関わらず確実に大きな移動運動が得ら
れる圧電弁を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】本明細
書、請求の範囲、図面から明らかなこれら及び／または
その他の目的を達成するために、本発明の圧電弁は、弁
ハウジング内に配置された屈曲変換器ユニットであっ
て、駆動電圧を加えることにより駆動されて相互に逆の
歪曲運動を行う少なくとも２つの屈曲変換器を有する屈
曲変換器ユニットを備える。この２つの屈曲変換器は、
相互に平行な歪曲面を有するよう互いに横並びに配置さ
れ、共通の軸受部を介して屈曲変換器ユニットの末端部
分で固定的に連結されている。該軸受部にて、屈曲変換
器ユニットは、歪曲面を横切って延びる回転軸を中心と
して屈曲変換器ユニットが旋回できるよう弁ハウジング
に対して取り付けられる。該屈曲変換器のうちの少なく
とも１つが、それに関連する少なくとも１つの弁開口部
を制御する制御屈曲変換器として構成され、残りの屈曲
変換器は、制御屈曲変換器の移動及び／又は力を増大さ
せる補助屈曲変換器として構成される。該補助屈曲変換
器は、駆動電圧が加えられることによりその歪曲パス
（移動パス）に設けられた支持面に対し歪曲されてもよ
い（換言すれば、該補助屈曲変換器は支持面に向かって
付勢されるようバイアス負荷を受けるよう構成されてい
てもよい）。
書、請求の範囲、図面から明らかなこれら及び／または
その他の目的を達成するために、本発明の圧電弁は、弁
ハウジング内に配置された屈曲変換器ユニットであっ
て、駆動電圧を加えることにより駆動されて相互に逆の
歪曲運動を行う少なくとも２つの屈曲変換器を有する屈
曲変換器ユニットを備える。この２つの屈曲変換器は、
相互に平行な歪曲面を有するよう互いに横並びに配置さ
れ、共通の軸受部を介して屈曲変換器ユニットの末端部
分で固定的に連結されている。該軸受部にて、屈曲変換
器ユニットは、歪曲面を横切って延びる回転軸を中心と
して屈曲変換器ユニットが旋回できるよう弁ハウジング
に対して取り付けられる。該屈曲変換器のうちの少なく
とも１つが、それに関連する少なくとも１つの弁開口部
を制御する制御屈曲変換器として構成され、残りの屈曲
変換器は、制御屈曲変換器の移動及び／又は力を増大さ
せる補助屈曲変換器として構成される。該補助屈曲変換
器は、駆動電圧が加えられることによりその歪曲パス
（移動パス）に設けられた支持面に対し歪曲されてもよ
い（換言すれば、該補助屈曲変換器は支持面に向かって
付勢されるようバイアス負荷を受けるよう構成されてい
てもよい）。
【０００６】このような設計の場合、既知の方法で屈曲
変換器ユニットに駆動電圧を加えると、制御屈曲変換器
の歪曲が起こり、この結果、制御屈曲変換器に所定の移
動運動が起こる。このとき、制御屈曲変換器の歪曲方向
とは逆方向の歪曲方向の歪曲パス上の支持面に向かって
移動するよう補助屈曲変換器を励起させると、残りの屈
曲変換器ユニットの部分が回転軸を中心に旋回する。こ
れにより、制御屈曲変換器は所望の歪曲方向へさらに移
動させられ、結果的に制御屈曲変換器の歪曲パスが大き
くされる。さらに、上記の運動は制御屈曲変換器への力
を大きくするためにも利用され、その力により制御屈曲
変換器は定められた位置に保持される。
変換器ユニットに駆動電圧を加えると、制御屈曲変換器
の歪曲が起こり、この結果、制御屈曲変換器に所定の移
動運動が起こる。このとき、制御屈曲変換器の歪曲方向
とは逆方向の歪曲方向の歪曲パス上の支持面に向かって
移動するよう補助屈曲変換器を励起させると、残りの屈
曲変換器ユニットの部分が回転軸を中心に旋回する。こ
れにより、制御屈曲変換器は所望の歪曲方向へさらに移
動させられ、結果的に制御屈曲変換器の歪曲パスが大き
くされる。さらに、上記の運動は制御屈曲変換器への力
を大きくするためにも利用され、その力により制御屈曲
変換器は定められた位置に保持される。
【０００７】１つの制御屈曲変換器及び１つの補助屈曲
変換器のみを利用して、単純な停止弁機能を設けること
は可能であり、このことが、もう１つの弁開口部と関連
して２／２式弁の製造を可能にする。しかしながら、屈
曲変換器ユニットの屈曲変換器は、必要な場合、各屈曲
変換器が他の制御屈曲変換器の補助屈曲変換器として同
時に機能する制御屈曲変換器となるように、それぞれ複
数の機能を奏するように構成されてもよい。この結果、
移動及び／又は閉じる力を大きくするという上記記載の
利点を保持しながら、例えば３／２式、３／３式及び３
／４式弁のような、各屈曲変換器が自身に関連する弁開
口部を閉じるという中間位置をも有する、機能的により
高度な圧電弁を設計することも可能になる。このような
圧電弁は、予め決められた流量で停止するか止めるとい
ったことが必要な場合に重要な応用例である。
変換器のみを利用して、単純な停止弁機能を設けること
は可能であり、このことが、もう１つの弁開口部と関連
して２／２式弁の製造を可能にする。しかしながら、屈
曲変換器ユニットの屈曲変換器は、必要な場合、各屈曲
変換器が他の制御屈曲変換器の補助屈曲変換器として同
時に機能する制御屈曲変換器となるように、それぞれ複
数の機能を奏するように構成されてもよい。この結果、
移動及び／又は閉じる力を大きくするという上記記載の
利点を保持しながら、例えば３／２式、３／３式及び３
／４式弁のような、各屈曲変換器が自身に関連する弁開
口部を閉じるという中間位置をも有する、機能的により
高度な圧電弁を設計することも可能になる。このような
圧電弁は、予め決められた流量で停止するか止めるとい
ったことが必要な場合に重要な応用例である。
【０００８】屈曲変換器ユニットの軸受が回転すること
によるさらなる利点は、熱変形を受けた場合に、圧力関
係に影響を与えることなく位置または角度設定の自動訂
正がなされるので、熱の影響に関係なく使用特性が常に
同じであることである。結果的に、本発明の設計は圧電
弁の製造を容易にもする。なぜなら、屈曲変換器の位置
を固定するクランプが必要なくなり、屈曲変換器は軸回
転できるように取り付けられるだけでよいからである。
によるさらなる利点は、熱変形を受けた場合に、圧力関
係に影響を与えることなく位置または角度設定の自動訂
正がなされるので、熱の影響に関係なく使用特性が常に
同じであることである。結果的に、本発明の設計は圧電
弁の製造を容易にもする。なぜなら、屈曲変換器の位置
を固定するクランプが必要なくなり、屈曲変換器は軸回
転できるように取り付けられるだけでよいからである。
【０００９】本発明のさらなる有利な展開を、従属請求
項に示す。各屈曲変換器が制御屈曲変換器と補助屈曲変
換器との両方の役割を果たすような相互機能を生成する
ことを課題とするならば、確実な補助機能を提供する支
持面が、それぞれの変換器と関連する弁開口部の弁座と
して直接形成されると非常に有利である。これにより弁
座とは別に支持面を設けるといった必要がなくなり、そ
の機能は弁座により奏されるからである。さらに、制御
対象の弁開口部が２つ存在する場合には、これらの弁開
口部を屈曲変換器ユニットからみて一方、即ち、同じ側
に設けると都合がよい。これにより製造が簡素化され
る。なぜなら、全ての制御対象たる弁開口部及び関連す
る弁座が、弁ハウジングの共通部分に製造されることか
ら、これらの部分の製造時の誤差が最小化されるからで
ある。
項に示す。各屈曲変換器が制御屈曲変換器と補助屈曲変
換器との両方の役割を果たすような相互機能を生成する
ことを課題とするならば、確実な補助機能を提供する支
持面が、それぞれの変換器と関連する弁開口部の弁座と
して直接形成されると非常に有利である。これにより弁
座とは別に支持面を設けるといった必要がなくなり、そ
の機能は弁座により奏されるからである。さらに、制御
対象の弁開口部が２つ存在する場合には、これらの弁開
口部を屈曲変換器ユニットからみて一方、即ち、同じ側
に設けると都合がよい。これにより製造が簡素化され
る。なぜなら、全ての制御対象たる弁開口部及び関連す
る弁座が、弁ハウジングの共通部分に製造されることか
ら、これらの部分の製造時の誤差が最小化されるからで
ある。
【００１０】少なくとも１つの制御屈曲変換器を当該変
換器と関連する弁開口部を閉じる閉位置に位置させるよ
う、当該変換器にバイアス負荷がかかるようにし、当該
変換器が電気的に励起されていない状態にあるときは当
該変換器にて弁開口部を閉じたままにさせておくため
に、バネ手段を設けてもよい。このとき、残りの屈曲変
換器が制御屈曲変換器としても設計されている場合に
は、軸受部におけるねじれに強い接続を介して、同時に
残りの屈曲変換器をも確実に閉位置に位置させることが
可能になる。
換器と関連する弁開口部を閉じる閉位置に位置させるよ
う、当該変換器にバイアス負荷がかかるようにし、当該
変換器が電気的に励起されていない状態にあるときは当
該変換器にて弁開口部を閉じたままにさせておくため
に、バネ手段を設けてもよい。このとき、残りの屈曲変
換器が制御屈曲変換器としても設計されている場合に
は、軸受部におけるねじれに強い接続を介して、同時に
残りの屈曲変換器をも確実に閉位置に位置させることが
可能になる。
【００１１】屈曲変換器要素同士を電気的に接続すると
都合がよい。なぜなら、共通制御により、同時に同方向
への歪曲が起きるからである。しかしながら、独立した
制御を用意することも可能であり、その場合、例えば継
続的な応用において、変換器の移動の大きさが変更でき
るように、例えば、変換器の移動及び／又は力を大きく
する所望の効果は、必要に応じて、又は、様々な切り替
え運動が起こる時にのみ使用される。
都合がよい。なぜなら、共通制御により、同時に同方向
への歪曲が起きるからである。しかしながら、独立した
制御を用意することも可能であり、その場合、例えば継
続的な応用において、変換器の移動の大きさが変更でき
るように、例えば、変換器の移動及び／又は力を大きく
する所望の効果は、必要に応じて、又は、様々な切り替
え運動が起こる時にのみ使用される。
【００１２】本発明による回転する軸受部の特に有利な
点は、屈曲変換器ユニットの軸受部の一側面が弁ハウジ
ング上の嵌合部に設置され、屈曲変換器ユニットにおけ
る軸受部がこの設置箇所で嵌合部とは反対側から少なく
とも１つの負荷要素によりバイアス負荷を受けることで
ある。屈曲変換器ユニットは、この場合、旋回軸受点
（軸受点）で維持され、確実に所望の回転同調効果を奏
するよう軸固定される。少なくとも１つの負荷要素と
は、具体的には、例えば、バネ要素を意味する。屈曲変
換器ユニットの適切な設計において、動作に必要な駆動
電圧は、少なくとも１つの負荷要素を介して、及び／又
は、嵌合部を介して直接供給される。そのため、余分な
電気接触手段は不要になる。
点は、屈曲変換器ユニットの軸受部の一側面が弁ハウジ
ング上の嵌合部に設置され、屈曲変換器ユニットにおけ
る軸受部がこの設置箇所で嵌合部とは反対側から少なく
とも１つの負荷要素によりバイアス負荷を受けることで
ある。屈曲変換器ユニットは、この場合、旋回軸受点
（軸受点）で維持され、確実に所望の回転同調効果を奏
するよう軸固定される。少なくとも１つの負荷要素と
は、具体的には、例えば、バネ要素を意味する。屈曲変
換器ユニットの適切な設計において、動作に必要な駆動
電圧は、少なくとも１つの負荷要素を介して、及び／又
は、嵌合部を介して直接供給される。そのため、余分な
電気接触手段は不要になる。
【００１３】それぞれの操作性の要件を考慮に入れて、
制御対象である夫々の弁開口部と回転軸との間の距離
が、通常存在する等しい距離ではなく、異なる距離とな
るようにすることも可能である。さらに、制御対象の弁
開口部が複数ある場合には、それらに関連する弁座が、
少なくともほぼ共通の面にあってもよいし、また異なる
高さの面にあってもよい。
制御対象である夫々の弁開口部と回転軸との間の距離
が、通常存在する等しい距離ではなく、異なる距離とな
るようにすることも可能である。さらに、制御対象の弁
開口部が複数ある場合には、それらに関連する弁座が、
少なくともほぼ共通の面にあってもよいし、また異なる
高さの面にあってもよい。
【００１４】２つの屈曲変換器間を共通の軸受部で固定
的に接続するのには、原則として、どんな適当な取り付
け手段を使用してもよい。この接続により、２つの屈曲
変換器の間では、トルクの伝達が確実に行われ、回転軸
により規定された回転方向に確実に所望の同調効果を起
こすことができる。しかしながら、特に好ましいのは、
１つ以上の圧電材層を有する少なくとも１つの圧電体を
それぞれ備えた１つ以上の屈曲変換器を設けることであ
る。この圧電体は関連する電極装置を有し、圧電体の圧
電材層が軸受部において統合的に接続される。この統合
設計は、特に製造面から見て有利である。なぜなら、屈
曲変換器ユニットを、その長手方向において部分的に延
びる溝穴を備えたプレート又は板とみなすことができる
からである。
的に接続するのには、原則として、どんな適当な取り付
け手段を使用してもよい。この接続により、２つの屈曲
変換器の間では、トルクの伝達が確実に行われ、回転軸
により規定された回転方向に確実に所望の同調効果を起
こすことができる。しかしながら、特に好ましいのは、
１つ以上の圧電材層を有する少なくとも１つの圧電体を
それぞれ備えた１つ以上の屈曲変換器を設けることであ
る。この圧電体は関連する電極装置を有し、圧電体の圧
電材層が軸受部において統合的に接続される。この統合
設計は、特に製造面から見て有利である。なぜなら、屈
曲変換器ユニットを、その長手方向において部分的に延
びる溝穴を備えたプレート又は板とみなすことができる
からである。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に添付の図に関連する一実施
例を詳細に説明し、本発明のさらなる有益な展開と便利
な構成とを明らかにする。本発明が適用された一実施例
として示された図中の圧電弁１は、細長い弁ハウジング
２を有し、弁ハウジング２は、弁室３の境界を画定して
いる。
例を詳細に説明し、本発明のさらなる有益な展開と便利
な構成とを明らかにする。本発明が適用された一実施例
として示された図中の圧電弁１は、細長い弁ハウジング
２を有し、弁ハウジング２は、弁室３の境界を画定して
いる。
【００１６】弁ハウジング２は、底部４と底部４に固定
された頂部５との２つの部分で構成されるのが好まし
い。図に示された実施例において、底部４は、床部６と
床部６の周縁の部分から上方に伸びる側壁７とを備え、
その上に頂部５が蓋のように固定されている。
された頂部５との２つの部分で構成されるのが好まし
い。図に示された実施例において、底部４は、床部６と
床部６の周縁の部分から上方に伸びる側壁７とを備え、
その上に頂部５が蓋のように固定されている。
【００１７】弁室３内には細長い屈曲変換器ユニット８
があり、図８にはそれを透視図として示し、図９にはそ
れを平面図として示している。屈曲変換器ユニット８
は、プレート状の平たい形をしており、２つの細長い圧
電屈曲変換器１２及び１３を備えている。圧電屈曲変換
器１２及び１３は、屈曲変換器ユニット８の後方終端部
において軸受部１４を介して永久接続されている。つま
り、２つの屈曲変換器１２及び１３は、屈曲変換器ユニ
ット８という形で１つの独立した構造としてまとめられ
ている。
があり、図８にはそれを透視図として示し、図９にはそ
れを平面図として示している。屈曲変換器ユニット８
は、プレート状の平たい形をしており、２つの細長い圧
電屈曲変換器１２及び１３を備えている。圧電屈曲変換
器１２及び１３は、屈曲変換器ユニット８の後方終端部
において軸受部１４を介して永久接続されている。つま
り、２つの屈曲変換器１２及び１３は、屈曲変換器ユニ
ット８という形で１つの独立した構造としてまとめられ
ている。
【００１８】屈曲変換器ユニット８は、軸受部１４の部
分にて弁ハウジング２に固定されている。弁ハウジング
２上の軸受点は１５で示されている。実施例の屈曲変換
器１２及び１３は、それぞれ、２つの圧電体１６ａ及び
１６ｂを備えた２形態構造を有しており、圧電体１６ａ
及び１６ｂは、例えば接合により、その長手方向に延び
る面において互いに接着されている。圧電体１６ａ及び
１６ｂは、それぞれ、１つ以上の圧電材層４５ａ及び４
５ｂと、個々の圧電材層または接合された圧電体それぞ
れの間に既知の方法で延在する電極装置１７ａ及び１７
ｂとを有する。図９の平面図においては、２つの屈曲変
換器１２及び１３の第１圧電体１６ａ（図１では上部に
示されている第１圧電体１６ａ）の電極装置１７ａの最
も外部の電極層の２つが、陰影により強調されている。
屈曲変換器１２及び１３の下部においても、同様の電極
構造とされている。
分にて弁ハウジング２に固定されている。弁ハウジング
２上の軸受点は１５で示されている。実施例の屈曲変換
器１２及び１３は、それぞれ、２つの圧電体１６ａ及び
１６ｂを備えた２形態構造を有しており、圧電体１６ａ
及び１６ｂは、例えば接合により、その長手方向に延び
る面において互いに接着されている。圧電体１６ａ及び
１６ｂは、それぞれ、１つ以上の圧電材層４５ａ及び４
５ｂと、個々の圧電材層または接合された圧電体それぞ
れの間に既知の方法で延在する電極装置１７ａ及び１７
ｂとを有する。図９の平面図においては、２つの屈曲変
換器１２及び１３の第１圧電体１６ａ（図１では上部に
示されている第１圧電体１６ａ）の電極装置１７ａの最
も外部の電極層の２つが、陰影により強調されている。
屈曲変換器１２及び１３の下部においても、同様の電極
構造とされている。
【００１９】電気接触手段１８ａ及び１８ｂを介して、
電極装置１７ａ及び１７ｂに外部から駆動電圧を加える
ことが可能である。これにより、非励起状態の屈曲変換
器ユニット８が延在する主面に対して垂直に延在する歪
曲面２２及び２３内において各屈曲変換器１２及び１３
の歪曲が生じる。歪曲運動は屈曲運動であり、双方向矢
印２１で示される。歪曲運動は、電極装置１７ａ及び１
７ｂを介して加えられる電界による圧電材の伸縮により
起こる。
電極装置１７ａ及び１７ｂに外部から駆動電圧を加える
ことが可能である。これにより、非励起状態の屈曲変換
器ユニット８が延在する主面に対して垂直に延在する歪
曲面２２及び２３内において各屈曲変換器１２及び１３
の歪曲が生じる。歪曲運動は屈曲運動であり、双方向矢
印２１で示される。歪曲運動は、電極装置１７ａ及び１
７ｂを介して加えられる電界による圧電材の伸縮により
起こる。
【００２０】実施例において、屈曲変換器１２及び１３
は、屈曲変換器ユニット８が延在する主面に沿ってこれ
らの変換器１２及び１３が延在する定位置（ホームポジ
ション）を起点として、その主面の一方または他方の側
に選択的に歪曲するように設計されている。
は、屈曲変換器ユニット８が延在する主面に沿ってこれ
らの変換器１２及び１３が延在する定位置（ホームポジ
ション）を起点として、その主面の一方または他方の側
に選択的に歪曲するように設計されている。
【００２１】原則的に、屈曲変換器１２及び１３は、異
なる構造であってもよく、例えば、１形態または３形態
構造の屈曲圧電変換器として構成されていてもよい。屈
曲変換器ユニット８において、２つの屈曲変換器１２及
び１３は両者間に少しの間隔を空けて横並びに配置さ
れ、その歪曲面２２及び２３は互いに平行に延びてい
る。電極装置１７ａ及び１７ｂは、屈曲変換器１２及び
１３に駆動電圧を加えると屈曲変換器１２及び１３が互
いに対して逆方向の歪曲運動を実行するように電気接続
されるのが好ましい。歪曲運動の方向は、加えられた駆
動電圧の極性に左右される。この動作を確実に行う電気
接続の部分は、例えば電気接続手段１８ａ及び１８ｂ及
び／又は電極装置１７ａ及び１７ｂを適切に電気接続す
ることにより、圧電弁１に統合されることもできるが、
もちろん外部に用意してもよい。
なる構造であってもよく、例えば、１形態または３形態
構造の屈曲圧電変換器として構成されていてもよい。屈
曲変換器ユニット８において、２つの屈曲変換器１２及
び１３は両者間に少しの間隔を空けて横並びに配置さ
れ、その歪曲面２２及び２３は互いに平行に延びてい
る。電極装置１７ａ及び１７ｂは、屈曲変換器１２及び
１３に駆動電圧を加えると屈曲変換器１２及び１３が互
いに対して逆方向の歪曲運動を実行するように電気接続
されるのが好ましい。歪曲運動の方向は、加えられた駆
動電圧の極性に左右される。この動作を確実に行う電気
接続の部分は、例えば電気接続手段１８ａ及び１８ｂ及
び／又は電極装置１７ａ及び１７ｂを適切に電気接続す
ることにより、圧電弁１に統合されることもできるが、
もちろん外部に用意してもよい。
【００２２】本実施例の圧電弁は、３／３式弁の形式で
設計されている。圧電弁は、２つの制御対象の弁開口部
２４及び２５を有していて、第１の弁開口部２４は第１
屈曲変換器１２と関連付けられ、第２の弁開口部２５は
第２屈曲変換器１３と関連付けられている。それぞれの
屈曲変換器１２及び１３の位置に応じて、それらに関連
する弁開口部２４及び２５は閉じたり開いたりする。２
つの制御対象の弁開口部２４及び２５は、弁ハウジング
２の内部面として境界が画定される弁室３内に配置され
る。ここには、さらに第３の弁開口部２６が設けられて
いる。第３の弁開口部２６は管理されても制御されても
おらず、屈曲変換器ユニット８の励起の状態に関わら
ず、常に弁室３に通じている。
設計されている。圧電弁は、２つの制御対象の弁開口部
２４及び２５を有していて、第１の弁開口部２４は第１
屈曲変換器１２と関連付けられ、第２の弁開口部２５は
第２屈曲変換器１３と関連付けられている。それぞれの
屈曲変換器１２及び１３の位置に応じて、それらに関連
する弁開口部２４及び２５は閉じたり開いたりする。２
つの制御対象の弁開口部２４及び２５は、弁ハウジング
２の内部面として境界が画定される弁室３内に配置され
る。ここには、さらに第３の弁開口部２６が設けられて
いる。第３の弁開口部２６は管理されても制御されても
おらず、屈曲変換器ユニット８の励起の状態に関わら
ず、常に弁室３に通じている。
【００２３】各弁開口部２４、２５、２６は、弁ハウジ
ング２の壁を通して弁ダクト２７と接続されていて、弁
ダクト２７は外部へつながっている。第１弁開口部２４
と関連する弁ダクト２７は、動作の間、圧力源と接続さ
れる供給ダクト２７ａである。圧力媒体は、具体的には
気体圧力媒体であり、より厳密には圧縮空気である。し
かしながら、水圧媒体もまた利用可能である。
ング２の壁を通して弁ダクト２７と接続されていて、弁
ダクト２７は外部へつながっている。第１弁開口部２４
と関連する弁ダクト２７は、動作の間、圧力源と接続さ
れる供給ダクト２７ａである。圧力媒体は、具体的には
気体圧力媒体であり、より厳密には圧縮空気である。し
かしながら、水圧媒体もまた利用可能である。
【００２４】制御対象の第２弁開口部２５に接続された
弁ダクト２７は換気ダクト２７ｂであり、例えば大気に
通じている。非制御対象の第３弁開口部２６に接続され
ているもう一つの弁ダクト２７は動力ダクト２７ｃであ
り、それには駆動される負荷、例えば流体動力負荷、が
接続される。
弁ダクト２７は換気ダクト２７ｂであり、例えば大気に
通じている。非制御対象の第３弁開口部２６に接続され
ているもう一つの弁ダクト２７は動力ダクト２７ｃであ
り、それには駆動される負荷、例えば流体動力負荷、が
接続される。
【００２５】適切な電気操作を行い、その結果、歪曲状
態又は非歪曲状態を生むことにより、２つの屈曲変換器
１２及び１３を特定の位置に導くことが可能である。本
実施例において、その位置とは、図２及び５に記載の閉
位置と、図３及び６に記載の供給位置と、図４及び７に
記載の換気位置である。
態又は非歪曲状態を生むことにより、２つの屈曲変換器
１２及び１３を特定の位置に導くことが可能である。本
実施例において、その位置とは、図２及び５に記載の閉
位置と、図３及び６に記載の供給位置と、図４及び７に
記載の換気位置である。
【００２６】閉位置にされると、２つの制御対象の弁開
口部２４及び２５は、関連する屈曲変換器１２及び１３
によりシーリングされる。そのため、弁室３及び負荷に
通じる動力ダクト２７ｃ内の圧力媒体は閉じ込められ
る。供給位置にされると、供給ダクト２７ａに関連する
第１弁開口部２４が開かれると同時に、換気ダクト２７
ｂに接続されている制御対象の第２弁開口部２５が閉じ
られる。これにより動力ダクト２７ｃは、弁室３から供
給ダクト２７ａを介して圧力媒体を確実に供給される。
口部２４及び２５は、関連する屈曲変換器１２及び１３
によりシーリングされる。そのため、弁室３及び負荷に
通じる動力ダクト２７ｃ内の圧力媒体は閉じ込められ
る。供給位置にされると、供給ダクト２７ａに関連する
第１弁開口部２４が開かれると同時に、換気ダクト２７
ｂに接続されている制御対象の第２弁開口部２５が閉じ
られる。これにより動力ダクト２７ｃは、弁室３から供
給ダクト２７ａを介して圧力媒体を確実に供給される。
【００２７】供給位置の逆となる換気位置にされると、
供給ダクト２７ａは閉じられ、換気ダクト２７ｂは開か
れる。そのため、動力ダクト２７ｃを介して接続された
負荷は、弁室３を介した換気ダクト２７ｂを通じて換気
（排出）状態とされる。上述の機能は、切り替え機能と
して生成されることができる。しかしながらまた、制御
対象の弁開口部２４及び２５の流断面積の設定寸法を様
々に変化させて一連の制御を行うことによっても同じ効
果が得られる。
供給ダクト２７ａは閉じられ、換気ダクト２７ｂは開か
れる。そのため、動力ダクト２７ｃを介して接続された
負荷は、弁室３を介した換気ダクト２７ｂを通じて換気
（排出）状態とされる。上述の機能は、切り替え機能と
して生成されることができる。しかしながらまた、制御
対象の弁開口部２４及び２５の流断面積の設定寸法を様
々に変化させて一連の制御を行うことによっても同じ効
果が得られる。
【００２８】実施例の圧電弁１をまた、３／４式弁とし
て操作してもよい。第４の切り替え位置は、制御対象の
弁開口部２４及び２５の両方を同時に開くことにより実
現される。原則として、制御対象の弁開口部２４及び２
５を、歪曲パス（移動パス）から離して配置すること、
具体的には、開き具合の制御が屈曲変換器１２及び１３
それぞれの端面でなされるように、関連する屈曲変換器
１２及び１３と横並びに又は終端部で隣接するように配
置することが可能である。しかしながら、通常は図に記
す構造が好ましく、その場合には、制御対象の弁開口部
２４及び２５は、関連する屈曲変換器１２及び１３の歪
曲パス中に直接配置され、好ましくはわずかに突出した
弁座２８により境界を画定される。屈曲変換器１２及び
１３はそれぞれ、閉位置では弁座２８上に載り、そこか
ら、利用可能となる流断面積に応じて大きくあるいは小
さく動かされる。従って、それは、一種の弁座の問題で
ある。
て操作してもよい。第４の切り替え位置は、制御対象の
弁開口部２４及び２５の両方を同時に開くことにより実
現される。原則として、制御対象の弁開口部２４及び２
５を、歪曲パス（移動パス）から離して配置すること、
具体的には、開き具合の制御が屈曲変換器１２及び１３
それぞれの端面でなされるように、関連する屈曲変換器
１２及び１３と横並びに又は終端部で隣接するように配
置することが可能である。しかしながら、通常は図に記
す構造が好ましく、その場合には、制御対象の弁開口部
２４及び２５は、関連する屈曲変換器１２及び１３の歪
曲パス中に直接配置され、好ましくはわずかに突出した
弁座２８により境界を画定される。屈曲変換器１２及び
１３はそれぞれ、閉位置では弁座２８上に載り、そこか
ら、利用可能となる流断面積に応じて大きくあるいは小
さく動かされる。従って、それは、一種の弁座の問題で
ある。
【００２９】２つの屈曲変換器１２及び１３は、制御対
象の弁開口部２４及び２５に対する流量の制御を行うも
のなので、これらの変換器を制御屈曲変換器と呼ぶこと
もできる。制御対象の弁開口部２４及び２５は、屈曲変
換器ユニット８からみて同じ側に設けられ、実施例で
は、屈曲変換器ユニット８が延在する主面の下部に位置
している。複数部品からなる弁ハウジング設計との関連
で、このことは、対応する手段が鋳型の半分をなす一部
分に配設できるという点で製造上有利となる点である。
象の弁開口部２４及び２５に対する流量の制御を行うも
のなので、これらの変換器を制御屈曲変換器と呼ぶこと
もできる。制御対象の弁開口部２４及び２５は、屈曲変
換器ユニット８からみて同じ側に設けられ、実施例で
は、屈曲変換器ユニット８が延在する主面の下部に位置
している。複数部品からなる弁ハウジング設計との関連
で、このことは、対応する手段が鋳型の半分をなす一部
分に配設できるという点で製造上有利となる点である。
【００３０】圧電弁１のさらに重要な特徴は、屈曲変換
器ユニット８が、通常の圧電弁の場合のように、軸受部
１４でしっかりと固定されないことである。この代わり
に、軸受点１５において、軸受部１４は、弁ハウジング
２に対して旋回するための回転軸３２を中心に旋回でき
るように支えられている（双方向矢印３１）。この軸
は、歪曲面２２及び２３を横切って、具体的には歪曲面
２２及び２３に直角に、設定される。回転軸３２が、好
ましくは屈曲変換器ユニット８の後方終端面３３から軸
方向（長手方向）に離れて設定され、具体的には、軸受
部１４の（屈曲変換器１２及び１３に面する）正面に直
接隣接して設けられることから、屈曲変換器ユニット８
は、回転可能に取り付けられた２本の腕部を備えたレバ
ーのようになる。レバーは、シーソーのように揺れ、２
つの屈曲変換器１２及び１３が同時に上方に移動する
と、図１の軸受部１４は下方に移動し、下方に移動する
と上方に移動する。
器ユニット８が、通常の圧電弁の場合のように、軸受部
１４でしっかりと固定されないことである。この代わり
に、軸受点１５において、軸受部１４は、弁ハウジング
２に対して旋回するための回転軸３２を中心に旋回でき
るように支えられている（双方向矢印３１）。この軸
は、歪曲面２２及び２３を横切って、具体的には歪曲面
２２及び２３に直角に、設定される。回転軸３２が、好
ましくは屈曲変換器ユニット８の後方終端面３３から軸
方向（長手方向）に離れて設定され、具体的には、軸受
部１４の（屈曲変換器１２及び１３に面する）正面に直
接隣接して設けられることから、屈曲変換器ユニット８
は、回転可能に取り付けられた２本の腕部を備えたレバ
ーのようになる。レバーは、シーソーのように揺れ、２
つの屈曲変換器１２及び１３が同時に上方に移動する
と、図１の軸受部１４は下方に移動し、下方に移動する
と上方に移動する。
【００３１】回転軸３２は、例えば屈曲変換器ユニット
８の２つの長手方向に延びる端面のどちらかの側に突出
したピン状の形のシャフトとして、直接規定することが
できる。このピンは、自由に回転する一方で、弁ハウジ
ング２において旋回するように支持される。
８の２つの長手方向に延びる端面のどちらかの側に突出
したピン状の形のシャフトとして、直接規定することが
できる。このピンは、自由に回転する一方で、弁ハウジ
ング２において旋回するように支持される。
【００３２】回転軸３２を規定することはまた、製造技
術に関連して非常に有益であり、このことは本実施例に
も採用されている。本実施例では、屈曲変換器ユニット
８における軸受部１４であって、好ましくは長方形又は
正方形の形状とされる軸受部１４が、（弁ハウジング２
上の）嵌合部３５上で支えられ、屈曲変換器ユニット８
は、軸受部１４の嵌合部３５と反対側の部分に作用する
２つの負荷要素３６により嵌合部３５に向かって弾力的
にバイアス負荷を受ける。実施例における嵌合部３５
は、弁ハウジング２の壁上で弁室３内部に向かって突出
する突起物として構成され、嵌合部３５の突出方向は歪
曲面２２及び２３に垂直な方向であり、その突出方向の
端部には軸受部１４が載置される支持端面３７が画定さ
れている。この場合、軸受部１４は、詳細には図示され
ない凹部を備えていて、その中に支持端面３７が浅く収
まる。その結果、嵌合部３５と軸受部１４との間の係合
により、屈曲変換器ユニット８が弁ハウジング２に対し
て長手方向に動くことは防止される。
術に関連して非常に有益であり、このことは本実施例に
も採用されている。本実施例では、屈曲変換器ユニット
８における軸受部１４であって、好ましくは長方形又は
正方形の形状とされる軸受部１４が、（弁ハウジング２
上の）嵌合部３５上で支えられ、屈曲変換器ユニット８
は、軸受部１４の嵌合部３５と反対側の部分に作用する
２つの負荷要素３６により嵌合部３５に向かって弾力的
にバイアス負荷を受ける。実施例における嵌合部３５
は、弁ハウジング２の壁上で弁室３内部に向かって突出
する突起物として構成され、嵌合部３５の突出方向は歪
曲面２２及び２３に垂直な方向であり、その突出方向の
端部には軸受部１４が載置される支持端面３７が画定さ
れている。この場合、軸受部１４は、詳細には図示され
ない凹部を備えていて、その中に支持端面３７が浅く収
まる。その結果、嵌合部３５と軸受部１４との間の係合
により、屈曲変換器ユニット８が弁ハウジング２に対し
て長手方向に動くことは防止される。
【００３３】なお、屈曲変換器ユニット８の長手方向上
の位置や、これを所定位置に維持することは、他の手段
を採ることによっても影響を受けることは明らかであ
る。本実施例において、回転軸３２は、軸受部１４の部
分内に位置する。そして、軸受部１４が電気的に励起さ
れた状態にある場合は、屈曲変換器１２及び１３もまた
圧電的に活性化された状態（圧電状態）とされる。なぜ
なら、電極装置１７ａ及び１７ｂが回転可能に載置され
た部分に至る程度にまで延出しているからである。しか
しながら、別の実施例として、回転軸３２を、屈曲変換
器１２及び１３の動作状態に関わらず常に非圧電状態に
ある屈曲変換器ユニット８の部分に設けることも可能で
ある。屈曲変換器ユニット８の弁ハウジング２に対する
長手方向の位置に安定させ、屈曲変換器ユニット８がそ
の主面に対して回転してしまわないようにするために、
弁ハウジング２に統合された中心突出部３８がさらに設
けられる。中心突出部３８は、２つの屈曲変換器１２及
び１３の間のスロット状の中間空間４２に収まる刀のよ
うな形をしている。
の位置や、これを所定位置に維持することは、他の手段
を採ることによっても影響を受けることは明らかであ
る。本実施例において、回転軸３２は、軸受部１４の部
分内に位置する。そして、軸受部１４が電気的に励起さ
れた状態にある場合は、屈曲変換器１２及び１３もまた
圧電的に活性化された状態（圧電状態）とされる。なぜ
なら、電極装置１７ａ及び１７ｂが回転可能に載置され
た部分に至る程度にまで延出しているからである。しか
しながら、別の実施例として、回転軸３２を、屈曲変換
器１２及び１３の動作状態に関わらず常に非圧電状態に
ある屈曲変換器ユニット８の部分に設けることも可能で
ある。屈曲変換器ユニット８の弁ハウジング２に対する
長手方向の位置に安定させ、屈曲変換器ユニット８がそ
の主面に対して回転してしまわないようにするために、
弁ハウジング２に統合された中心突出部３８がさらに設
けられる。中心突出部３８は、２つの屈曲変換器１２及
び１３の間のスロット状の中間空間４２に収まる刀のよ
うな形をしている。
【００３４】中心突出部３８は、軸受部１４の前面３４
の正面に直接配置されるのが好ましく、屈曲変換器１２
及び１３の長手方向に延びる面の一部に沿って延在す
る。嵌合部３５は、弁ハウジング２において制御対象の
弁開口部２４及び２５が設けられた部分と同じ部分に設
けられるのが好ましい。中心突出部３８も、好ましくは
このような弁ハウジング２の部分に設けられる。そし
て、このような弁ハウジング２の部分は、本実施例にお
いては、底部４である。
の正面に直接配置されるのが好ましく、屈曲変換器１２
及び１３の長手方向に延びる面の一部に沿って延在す
る。嵌合部３５は、弁ハウジング２において制御対象の
弁開口部２４及び２５が設けられた部分と同じ部分に設
けられるのが好ましい。中心突出部３８も、好ましくは
このような弁ハウジング２の部分に設けられる。そし
て、このような弁ハウジング２の部分は、本実施例にお
いては、底部４である。
【００３５】負荷要素３６は、弁ハウジング２に固定さ
れた弾力性のある要素であるのが好ましく、軸受部１４
に作用している各負荷要素３６は、本実施例の場合、２
つの屈曲変換器１２及び１３のうちの一方に対する延出
部として配置される。この理由は、負荷要素３６が、電
気接触手段１８ａとして同時に利用されるからである。
電気接触手段１８ａを介して、各屈曲変換器１２及び１
３それぞれの電極装置１７ａが駆動電圧又は制御電圧を
印加される。
れた弾力性のある要素であるのが好ましく、軸受部１４
に作用している各負荷要素３６は、本実施例の場合、２
つの屈曲変換器１２及び１３のうちの一方に対する延出
部として配置される。この理由は、負荷要素３６が、電
気接触手段１８ａとして同時に利用されるからである。
電気接触手段１８ａを介して、各屈曲変換器１２及び１
３それぞれの電極装置１７ａが駆動電圧又は制御電圧を
印加される。
【００３６】嵌合部３５がまた、上記と同様に２つの機
能を有することが好ましい。なぜなら、そのような構成
において、嵌合部３５は、電気接触手段１８ｂの一部と
して設計されていて、電気接触手段１８ｂを介して、第
２圧電体１６ｂの電極装置１７ｂに電流を流せるからで
ある。この目的のため、圧電体１６ａ及び１６ｂの最上
部及び最下部の電極層が露出し、電気接触が直接、軸受
部１４と関連する電気接触手段１８ａ及び１８ｂを介し
て起こる。
能を有することが好ましい。なぜなら、そのような構成
において、嵌合部３５は、電気接触手段１８ｂの一部と
して設計されていて、電気接触手段１８ｂを介して、第
２圧電体１６ｂの電極装置１７ｂに電流を流せるからで
ある。この目的のため、圧電体１６ａ及び１６ｂの最上
部及び最下部の電極層が露出し、電気接触が直接、軸受
部１４と関連する電気接触手段１８ａ及び１８ｂを介し
て起こる。
【００３７】２つの負荷要素３６を備える代わりに、１
つの負荷要素を備えることもまた原則的に可能である。
さらに、駆動電圧の供給は、旋回する軸受機能を設ける
ために用意された別の手段で行ってもよい。軸受部１４
で２つの屈曲変換器１２及び１３間をしっかりと接続し
たことにより、歪曲方向２１上の力を２つの屈曲変換器
１２及び１３間で伝達させることができる。一方の屈曲
変換器が一方の屈曲方向に歪曲する場合、他の特別な適
用がなされない限り、他方の屈曲変換器の同調が起き
る。
つの負荷要素を備えることもまた原則的に可能である。
さらに、駆動電圧の供給は、旋回する軸受機能を設ける
ために用意された別の手段で行ってもよい。軸受部１４
で２つの屈曲変換器１２及び１３間をしっかりと接続し
たことにより、歪曲方向２１上の力を２つの屈曲変換器
１２及び１３間で伝達させることができる。一方の屈曲
変換器が一方の屈曲方向に歪曲する場合、他の特別な適
用がなされない限り、他方の屈曲変換器の同調が起き
る。
【００３８】本実施例の圧電弁の場合、この効果は、と
りわけ、屈曲変換器１２及び１３が励起されていない場
合に当該屈曲変換器１２及び１３を確実に閉位置（図２
及び５）に配置させる簡単な方法として用いられる。弁
ハウジング２と一方の屈曲変換器１２との間には有効に
機能する弾性手段４３が設けられ、この屈曲変換器１２
は当該屈曲変換器１２を閉位置に位置させるよう弾性手
段４３からバイアス負荷を受ける。軸受部１４における
比較的しっかりとした接続のため、もう一方の屈曲変換
器１３もまた、当該屈曲変換器１３に作用する別の弾性
手段がなくても閉位置に位置するようバイアス負荷を受
ける。つまり、弾性手段４３により直接関連する屈曲変
換器１２に行使された閉じる力は、他方の屈曲変換器１
３にもまた同様に働く。
りわけ、屈曲変換器１２及び１３が励起されていない場
合に当該屈曲変換器１２及び１３を確実に閉位置（図２
及び５）に配置させる簡単な方法として用いられる。弁
ハウジング２と一方の屈曲変換器１２との間には有効に
機能する弾性手段４３が設けられ、この屈曲変換器１２
は当該屈曲変換器１２を閉位置に位置させるよう弾性手
段４３からバイアス負荷を受ける。軸受部１４における
比較的しっかりとした接続のため、もう一方の屈曲変換
器１３もまた、当該屈曲変換器１３に作用する別の弾性
手段がなくても閉位置に位置するようバイアス負荷を受
ける。つまり、弾性手段４３により直接関連する屈曲変
換器１２に行使された閉じる力は、他方の屈曲変換器１
３にもまた同様に働く。
【００３９】本実施例において、弾性手段４３は、圧縮
バネ手段として構成されたものであり、屈曲変換器１２
の自由端の部分とこの自由端の部分に対向する弁ハウジ
ング２の部分との間に配置される。しかしながら、原則
的に他の種類の弾性手段を用いることも、弾性手段が係
合され機能する箇所を別の箇所とすることも可能であ
る。
バネ手段として構成されたものであり、屈曲変換器１２
の自由端の部分とこの自由端の部分に対向する弁ハウジ
ング２の部分との間に配置される。しかしながら、原則
的に他の種類の弾性手段を用いることも、弾性手段が係
合され機能する箇所を別の箇所とすることも可能であ
る。
【００４０】弾性手段４３が、供給ダクト２７ａを制御
する第１屈曲変換器１２と協働するよう構成すると都合
がよい。なぜなら、所定のゲージ圧力として得られる最
大の反力が加えられるのはこの部分だからである。完全
さを求める場合、屈曲変換器１２及び１３の両方を予め
決められた位置に配置させるようこれら両方に弾性手段
によりバイアス負荷を加えてもよい。
する第１屈曲変換器１２と協働するよう構成すると都合
がよい。なぜなら、所定のゲージ圧力として得られる最
大の反力が加えられるのはこの部分だからである。完全
さを求める場合、屈曲変換器１２及び１３の両方を予め
決められた位置に配置させるようこれら両方に弾性手段
によりバイアス負荷を加えてもよい。
【００４１】圧電弁１の特に好都合な点は、屈曲変換器
１２及び１３が操作中にそれぞれ反対の方向に移動する
時に表れる。この場合、屈曲変換器１２及び１３と上述
の旋回する手段とのしっかりした接続により、各制御屈
曲変換器が動かされるパスである歪曲パス（移動パ
ス）、すなわち、各制御屈曲変換器と各制御屈曲変換器
が開位置において配置される関連する制御対象の弁開口
部との間に置かれる距離は大きくなる。
１２及び１３が操作中にそれぞれ反対の方向に移動する
時に表れる。この場合、屈曲変換器１２及び１３と上述
の旋回する手段とのしっかりした接続により、各制御屈
曲変換器が動かされるパスである歪曲パス（移動パ
ス）、すなわち、各制御屈曲変換器と各制御屈曲変換器
が開位置において配置される関連する制御対象の弁開口
部との間に置かれる距離は大きくなる。
【００４２】これを説明するのが、図２及び５に示す閉
位置と、図３及び６に示す供給位置である。励起されて
いない状態では閉位置になっていて、２つの屈曲変換器
１２及び１３は弾性手段４３により関連する弁開口部２
４及び２５の弁座２８に押し付けられている。その結
果、弁開口部２４及び２５は閉じられ、各屈曲変換器１
２及び１３は閉位置に配置される。
位置と、図３及び６に示す供給位置である。励起されて
いない状態では閉位置になっていて、２つの屈曲変換器
１２及び１３は弾性手段４３により関連する弁開口部２
４及び２５の弁座２８に押し付けられている。その結
果、弁開口部２４及び２５は閉じられ、各屈曲変換器１
２及び１３は閉位置に配置される。
【００４３】供給位置に持っていくためには、第１屈曲
変換器１２をそれが関連する弁座２８から持ち上がるよ
うに操作する。それと同時に第２屈曲変換器１３には第
１屈曲変換器１２と反対方向に歪曲するように作用を受
けさせる。こうして第２屈曲変換器１３は、関連する弁
座２８に更に押し付けられる。この弁座２８は支持面４
４として機能し、実際、第２弁開口部２５の部分にて第
２屈曲変換器１３の歪曲を妨げる働きをする。しかしな
がら、加えられた歪曲力により、第２屈曲変換器１３は
図６に示すように湾曲する又は曲げられることになり、
それに伴って軸受部１４は回転軸３２の周りで旋回する
ことになる。そして、このとき、上述の同調作用によ
り、第１屈曲変換器１２は関連する弁開口部２４の弁座
２８からさらに離れるように移動される。
変換器１２をそれが関連する弁座２８から持ち上がるよ
うに操作する。それと同時に第２屈曲変換器１３には第
１屈曲変換器１２と反対方向に歪曲するように作用を受
けさせる。こうして第２屈曲変換器１３は、関連する弁
座２８に更に押し付けられる。この弁座２８は支持面４
４として機能し、実際、第２弁開口部２５の部分にて第
２屈曲変換器１３の歪曲を妨げる働きをする。しかしな
がら、加えられた歪曲力により、第２屈曲変換器１３は
図６に示すように湾曲する又は曲げられることになり、
それに伴って軸受部１４は回転軸３２の周りで旋回する
ことになる。そして、このとき、上述の同調作用によ
り、第１屈曲変換器１２は関連する弁開口部２４の弁座
２８からさらに離れるように移動される。
【００４４】この場合、第２屈曲変換器１３は、補助屈
曲変換器として機能し、制御屈曲変換器として機能して
いる第１屈曲変換器１２の往復運動をさらに大きくす
る。駆動電圧の極性を逆にすることにより逆の操作が可
能であり、第１屈曲変換器１２は閉位置に向かって押し
付けられ、第２屈曲変換器１３は関連する制御対象の第
２弁開口部２５から離される。この場合、第１屈曲変換
器１２は、補助屈曲変換器として働き、関連する第１弁
開口部２４の弁座２８に向かってバイアス負荷を受け
る。この弁座２８はこの時、支持面として機能する。こ
の結果が図４及び７に示す換気位置であり、第２屈曲変
換器１３の移動位置はまた、上述の効果により大きくな
る。
曲変換器として機能し、制御屈曲変換器として機能して
いる第１屈曲変換器１２の往復運動をさらに大きくす
る。駆動電圧の極性を逆にすることにより逆の操作が可
能であり、第１屈曲変換器１２は閉位置に向かって押し
付けられ、第２屈曲変換器１３は関連する制御対象の第
２弁開口部２５から離される。この場合、第１屈曲変換
器１２は、補助屈曲変換器として働き、関連する第１弁
開口部２４の弁座２８に向かってバイアス負荷を受け
る。この弁座２８はこの時、支持面として機能する。こ
の結果が図４及び７に示す換気位置であり、第２屈曲変
換器１３の移動位置はまた、上述の効果により大きくな
る。
【００４５】駆動動作または制御に応じて、２つの屈曲
変換器１２及び１３は交互に他方の屈曲変換器の補助屈
曲変換器として機能し、上述のように移動可能な範囲を
広げる。屈曲変換器の補助はさらに、必要に応じて、他
方の屈曲変換器を関連する弁開口部に押し付ける閉じる
力を大きくするために実行することもできる。この場
合、制御対象の弁開口部と補助屈曲変換器に関連する支
持面とは、屈曲変換器ユニット８が延在する主面を挟ん
で両側に配置されるのが好ましい。尚、この設計は図示
されていない。
変換器１２及び１３は交互に他方の屈曲変換器の補助屈
曲変換器として機能し、上述のように移動可能な範囲を
広げる。屈曲変換器の補助はさらに、必要に応じて、他
方の屈曲変換器を関連する弁開口部に押し付ける閉じる
力を大きくするために実行することもできる。この場
合、制御対象の弁開口部と補助屈曲変換器に関連する支
持面とは、屈曲変換器ユニット８が延在する主面を挟ん
で両側に配置されるのが好ましい。尚、この設計は図示
されていない。
【００４６】例えば、２／２切り替え機能を有するもの
として設計された圧電弁に関しては、２つの屈曲変換器
を交互に補助屈曲変換器として機能させる相互動作をな
さないようにすることも可能である。この場合は、一方
の屈曲変換器だけが、１つの弁開口部を制御するための
制御屈曲変換器として機能し、他方の屈曲変換器は補助
屈曲変換器としてのみ機能するといった構成とすること
ができる。支持面は弁開口部と関連することはなくハウ
ジング上のどの面であってもよい。補助屈曲変換器は、
それ自身としての流体制御機能を持たず、制御屈曲変換
器として機能している他方の屈曲変換器の移動及び／又
は力を大きくするためにのみ動作する。
として設計された圧電弁に関しては、２つの屈曲変換器
を交互に補助屈曲変換器として機能させる相互動作をな
さないようにすることも可能である。この場合は、一方
の屈曲変換器だけが、１つの弁開口部を制御するための
制御屈曲変換器として機能し、他方の屈曲変換器は補助
屈曲変換器としてのみ機能するといった構成とすること
ができる。支持面は弁開口部と関連することはなくハウ
ジング上のどの面であってもよい。補助屈曲変換器は、
それ自身としての流体制御機能を持たず、制御屈曲変換
器として機能している他方の屈曲変換器の移動及び／又
は力を大きくするためにのみ動作する。
【００４７】屈曲変換器ユニット８を旋回するように支
持するためのあらゆる処置及び手段と、制御対象の弁開
口部２４及び２５と、支持面とが、弁ハウジング２の同
じ部分（例えば、本実施例のように底部４）に設けられ
ると有利である。圧電弁１のさらに好都合な点は、屈曲
変換器ユニット８の配置場所に、バイアス負荷力に対応
して特別に設計される必要のある堅固な固定手段を設け
る必要がないことである。これにより屈曲変換器ユニッ
ト８の取り付けが単純になる。
持するためのあらゆる処置及び手段と、制御対象の弁開
口部２４及び２５と、支持面とが、弁ハウジング２の同
じ部分（例えば、本実施例のように底部４）に設けられ
ると有利である。圧電弁１のさらに好都合な点は、屈曲
変換器ユニット８の配置場所に、バイアス負荷力に対応
して特別に設計される必要のある堅固な固定手段を設け
る必要がないことである。これにより屈曲変換器ユニッ
ト８の取り付けが単純になる。
【００４８】弁ハウジングの寸法及び制御される弁開口
部の関連付けの最適化を行った上でではあるが、２つの
屈曲変換器１２及び１３間に機械運動学的な連結がされ
ていることにより、広い範囲の操作特性を備えた非常に
単純な構成の圧力弁を製造することが可能である。例を
挙げると、２つの弁開口部２４及び２５を（回転軸３２
から同じ距離に置く）実施例のようにではなく、異なる
距離に配置することも可能である。さらに、屈曲変換器
１２及び１３は、実施例のように同じ長さを有するもの
ではなく異なる長さを有するものであってもよい。最後
に、弁開口部２４及び２５の弁座２８を、実施例のよう
に同じ１つの平面に配置するのではなく、異なる高さの
面に配置することも可能である。この結果、図２に示さ
れた態様とは異なり、一方の屈曲変換器が対応する弁座
に対して行う歪曲運動（当該一方の屈曲変換器が閉位置
され対応する弁座にバイアス負荷を掛けること）が、同
時に他方の屈曲変換器を閉位置に留めることはなくな
り、実際それに関連する弁開口部は開いたままにされ
る。
部の関連付けの最適化を行った上でではあるが、２つの
屈曲変換器１２及び１３間に機械運動学的な連結がされ
ていることにより、広い範囲の操作特性を備えた非常に
単純な構成の圧力弁を製造することが可能である。例を
挙げると、２つの弁開口部２４及び２５を（回転軸３２
から同じ距離に置く）実施例のようにではなく、異なる
距離に配置することも可能である。さらに、屈曲変換器
１２及び１３は、実施例のように同じ長さを有するもの
ではなく異なる長さを有するものであってもよい。最後
に、弁開口部２４及び２５の弁座２８を、実施例のよう
に同じ１つの平面に配置するのではなく、異なる高さの
面に配置することも可能である。この結果、図２に示さ
れた態様とは異なり、一方の屈曲変換器が対応する弁座
に対して行う歪曲運動（当該一方の屈曲変換器が閉位置
され対応する弁座にバイアス負荷を掛けること）が、同
時に他方の屈曲変換器を閉位置に留めることはなくな
り、実際それに関連する弁開口部は開いたままにされ
る。
【００４９】圧電弁はまた、少なくとも１つの屈曲要素
（屈曲変換器）に対し、当該屈曲要素の長手方向上の両
側に配置された２つの弁開口部が制御対象のものとして
対応するよう構成されていても良い。２つの屈曲変換器
１２及び１３間の軸受点１５におけるねじりに強い接続
は、さらに適当な手段、例えば、２つの屈曲変換器１２
及び１３を機械的接続手段により互いに固定すること、
及び／又は、互いを固定することにより、あるいは当該
屈曲変換器を接着または溶接することにより、なされ得
る。しかしながら、実施例に従うのが特に有利であり、
その場合には、変換器１２及び１３の共通面に配置され
ている圧電体が、圧電材の層４５ａ及び４５ｂをなして
統合的に連結される。これにより、同じ面に配置されて
いる圧電材層は、例えば、圧電材のプレートに中間空間
４２を規定する縦スロットを設けることより製造される
１つの層となる。
（屈曲変換器）に対し、当該屈曲要素の長手方向上の両
側に配置された２つの弁開口部が制御対象のものとして
対応するよう構成されていても良い。２つの屈曲変換器
１２及び１３間の軸受点１５におけるねじりに強い接続
は、さらに適当な手段、例えば、２つの屈曲変換器１２
及び１３を機械的接続手段により互いに固定すること、
及び／又は、互いを固定することにより、あるいは当該
屈曲変換器を接着または溶接することにより、なされ得
る。しかしながら、実施例に従うのが特に有利であり、
その場合には、変換器１２及び１３の共通面に配置され
ている圧電体が、圧電材の層４５ａ及び４５ｂをなして
統合的に連結される。これにより、同じ面に配置されて
いる圧電材層は、例えば、圧電材のプレートに中間空間
４２を規定する縦スロットを設けることより製造される
１つの層となる。
【００５０】このような屈曲変換器１２及び１３の統合
設計により、非常に簡単な方法で２つの屈曲変換器１２
及び１３を同一の構造を有するものとして製造すること
ができ、この結果、屈曲変換器１２及び１３間に同一の
操作特性が保証される。
設計により、非常に簡単な方法で２つの屈曲変換器１２
及び１３を同一の構造を有するものとして製造すること
ができ、この結果、屈曲変換器１２及び１３間に同一の
操作特性が保証される。
【図１】 図２に示された本発明の一実施例としての３
／３式の圧電弁を図２中の一点鎖線Ｉ−Ｉで切断した場
合の縦断面図である。
／３式の圧電弁を図２中の一点鎖線Ｉ−Ｉで切断した場
合の縦断面図である。
【図２】 図１の圧電弁を一点鎖線ＩＩ―ＩＩで切断し
た場合の横断面図であり、各屈曲変換器が各屈曲変換器
の制御対象たる弁開口部を閉じて閉位置に配置された状
態を示す図である。
た場合の横断面図であり、各屈曲変換器が各屈曲変換器
の制御対象たる弁開口部を閉じて閉位置に配置された状
態を示す図である。
【図３】 図２と同様の方法で示された圧電弁の横断面
図であり、供給ダクトに接続する弁開口部は開かれ、換
気ダクトに接続する弁開口部は閉じられるよう各屈曲変
換器が供給位置に配置された状態を示す図である。
図であり、供給ダクトに接続する弁開口部は開かれ、換
気ダクトに接続する弁開口部は閉じられるよう各屈曲変
換器が供給位置に配置された状態を示す図である。
【図４】 図２及び３と同様の方法で示された圧電弁の
横断面図であり、換気ダクトの弁開口部は開かれ、供給
ダクトの弁開口部は閉じられるよう各屈曲変換器が換気
位置に配置された状態を示す図である。
横断面図であり、換気ダクトの弁開口部は開かれ、供給
ダクトの弁開口部は閉じられるよう各屈曲変換器が換気
位置に配置された状態を示す図である。
【図５】 図１に示された圧電弁の縦断面図の略図であ
り、各屈曲変換器が閉位置に配置された状態を示す図で
ある。
り、各屈曲変換器が閉位置に配置された状態を示す図で
ある。
【図６】 図１に示された圧電弁の縦断面図の略図であ
り、各屈曲変換器が供給位置に配置された状態を示す図
である。
り、各屈曲変換器が供給位置に配置された状態を示す図
である。
【図７】 図１に示された圧電弁の縦断面図の略図であ
り、各屈曲変換器が換気位置に配置された状態を示す図
である。
り、各屈曲変換器が換気位置に配置された状態を示す図
である。
【図８】 弁ハウジングが部分的にのみ表示された実施
例の圧電弁の透視図である。
例の圧電弁の透視図である。
【図９】 上方から屈曲変換器ユニットの一方の面（平
面部）を眺めた状態を示す図である。
面部）を眺めた状態を示す図である。
１…圧電弁、２…弁ハウジング、３…弁室、４…底部、
８…屈曲変換器ユニット、１２，１３…屈曲変換器、１
４…軸受部、１５…軸受点、１６ａ，１６ｂ…圧電体、
１７ａ，１７ｂ…電極装置、１８ａ，１８ｂ…電気接触
手段、２２，２３…歪曲面、２４，２５…制御対象の弁
開口部、２６…非制御対象の弁開口部、２７…弁ダク
ト、２８…弁座、３２…回転軸、３５…嵌合部、３６…
負荷要素、３８…中心突出部、４２…中間空間、４３…
弾性手段、４４…支持面、４５ａ，４５ｂ…圧電材層
８…屈曲変換器ユニット、１２，１３…屈曲変換器、１
４…軸受部、１５…軸受点、１６ａ，１６ｂ…圧電体、
１７ａ，１７ｂ…電極装置、１８ａ，１８ｂ…電気接触
手段、２２，２３…歪曲面、２４，２５…制御対象の弁
開口部、２６…非制御対象の弁開口部、２７…弁ダク
ト、２８…弁座、３２…回転軸、３５…嵌合部、３６…
負荷要素、３８…中心突出部、４２…中間空間、４３…
弾性手段、４４…支持面、４５ａ，４５ｂ…圧電材層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 591034361 Ｒｕｉｔｅｒ Ｓｔｒａｓｓｅ 82, 73734Ｅｓｓｌｉｎｇｅｎ，Ｇｅｒｍａｎ ｙ (72)発明者 ハネス ヴィルトル ドイツ連邦共和国 86956 ションガウ コルマレー シュトラーセ 16 (72)発明者 ミハエル ヴェインマン ドイツ連邦共和国 73655 プリュダーハ ウゼン レヒベークシュトラーセ １ (72)発明者 マルチン マイクル ドイツ連邦共和国 73084 ザラヒ ラン ゲ シュトラーセ ４ Ｆターム(参考） 3H062 AA04 AA12 BB10 BB30 CC08 EE06 HH02
Claims (22)
- 【請求項１】 弁ハウジング内に配置され、駆動電圧を
加えることより駆動されて、相互に逆方向の歪曲運動を
行うことが可能な少なくとも２つの屈曲変換器を有する
屈曲変換器ユニットを備えた圧電弁であって、該２つの
屈曲変換器が、相互に平行な歪曲面を有するよう互いに
横並びに配置され、共通の軸受部を介して前記屈曲変換
器ユニットの末端部分で固定的に連結され、前記屈曲変
換器ユニットは、前記歪曲面を横切って延びる回転軸を
中心として前記弁ハウジングに対して旋回できるよう前
記軸受部の部分にて前記弁ハウジングに対して取り付け
られ、少なくとも一つの前記屈曲変換器が少なくとも１
つの関連する弁開口部を制御する制御屈曲変換器として
構成され、残りの屈曲変換器が制御屈曲変換器の移動及
び／又は力を増大させるための補助屈曲変換器として構
成され、該補助屈曲変換器が駆動電圧を加えることによ
りその歪曲パスに設けられた支持面に対して歪曲される
よう構成されたことを特徴とする圧電弁。 - 【請求項２】 夫々の前記屈曲変換器が、少なくとも１
つの前記弁開口部を制御する制御屈曲変換器として構成
され、夫々の前記屈曲変換器の歪曲パスには１つの支持
面が設けられ、夫々の前記制御屈曲変換器が残りの前記
屈曲変換器に対して補助屈曲変換器として機能するよう
該支持面が利用されるよう構成されたことを特徴とする
請求項１に記載の圧電弁。 - 【請求項３】 制御対象の前記弁開口部が、関連する前
記屈曲変換器の歪曲パスに配置されたことを特徴とする
請求項１または２に記載の圧電弁。 - 【請求項４】 前記支持面が、関連する前記制御屈曲変
換器により制御される前記弁開口部を取り囲む弁座とし
て構成されたことを特徴とする請求項３に記載の圧電
弁。 - 【請求項５】 前記制御屈曲変換器により制御される前
記弁開口部と、該制御屈曲変換器に隣接する前記補助屈
曲変換器に関連する前記支持面とが、前記屈曲変換器ユ
ニットの長手方向上の同じ側に配置されたことを特徴と
する請求項３または４に記載の圧電弁。 - 【請求項６】 ２つの前記制御屈曲変換器を有する前記
屈曲変換器ユニットを備え、全ての制御対象の前記弁開
口部と全ての前記支持面とが前記屈曲変換器ユニットの
長手方向上の同じ側に配置されたことを特徴とする請求
項５に記載の圧電弁。 - 【請求項７】 前記屈曲変換器ユニットを旋回するよう
に支持する手段と制御対象の前記弁開口部と前記支持面
とが、前記弁ハウジングの同じ部分に設けられたことを
特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の圧電
弁。 - 【請求項８】 少なくとも１つの前記制御屈曲変換器が
制御対象の前記弁開口部を閉じさせる方向にバイアス負
荷を受けるよう前記屈曲変換器ユニットに作用する弾性
手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし７のいず
れかに記載の圧電弁。 - 【請求項９】 関連する前記制御屈曲変換器に駆動電圧
が加えられていない場合、前記弾性手段が、当該関連す
る前記制御屈曲変換器を制御対象の前記弁開口部を閉じ
る閉位置に保持させるよう構成されたことを特徴とする
請求項８に記載の圧電弁。 - 【請求項１０】 夫々の前記屈曲変換器に同時に逆方向
の歪曲運動を発生させる共通の駆動が可能となるよう夫
々の前記屈曲変換器が電気的に接続されたことを特徴と
する請求項１ないし９のいずれかに記載の圧電弁。 - 【請求項１１】 絶えず開いていて、前記屈曲変換器の
切り替え位置に応じて、少なくとも１つの制御対象の前
記弁開口部に対して流量制御のために接続される少なく
とも１つの余分な弁開口部を備えたことを特徴とする請
求項１ないし１０のいずれかに記載の圧電弁。 - 【請求項１２】 ２／２、３／２、３／３、又は３／４
式の弁機能を備えたことを特徴とする請求項１ないし１
１のいずれかに記載の圧電弁。 - 【請求項１３】 前記屈曲変換器ユニットの前記軸受部
における一側面が前記弁ハウジングの嵌合部に旋回可能
に支持され、前記屈曲変換器ユニットの前記軸受部がこ
の支持箇所で前記嵌合部とは反対側から少なくとも１つ
の負荷要素によりバイアス負荷を受けるよう構成された
ことを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載
の圧電弁。 - 【請求項１４】 少なくとも１つの前記負荷要素が、前
記弁ハウジングに固定された弾性要素であることを特徴
とする請求項１３に記載の圧電弁。 - 【請求項１５】 少なくとも１つの前記負荷要素及び／
又は前記嵌合部を介して、前記屈曲変換器に駆動電圧を
供給するための電気接触が行われるよう構成されたこと
を特徴とする請求項１３または１４に記載の圧電弁。 - 【請求項１６】 前記屈曲変換器ユニットが、前記屈曲
変換器ユニットの長手方向の動きが妨げられるよう、旋
回軸受点に動かないよう固定されたことを特徴とする請
求項１ないし１５のいずれかに記載の圧電弁。 - 【請求項１７】 前記回転軸が、前記軸受部のほぼ正面
にあることを特徴とする請求項１ないし１６のいずれか
に記載の圧電弁。 - 【請求項１８】 前記回転軸が、前記屈曲変換器が電気
的に励起されている時、圧電状態又は非圧電状態となる
前記軸受部の一部に位置することを特徴とする請求項１
ないし１７のいずれかに記載の圧電弁。 - 【請求項１９】 制御対象の前記弁開口部を複数個有
し、それらの弁開口部に対応する弁座が前記回転軸から
異なる距離に配置されたことを特徴とする請求項１ない
し１８のいずれかに記載の圧電弁。 - 【請求項２０】 制御対象の前記弁開口部を複数個有
し、それらの弁開口部に対応する弁座が共通の面、また
は、前記屈曲変換器の歪曲方向に関連して異なる高さの
面に配置されたことを特徴とする請求項１ないし１９の
いずれかに記載の圧電弁。 - 【請求項２１】 夫々の前記屈曲変換器が同一の構造を
持つことを特徴とする請求項１ないし２０のいずれかに
記載の圧電弁。 - 【請求項２２】 ２つの前記屈曲変換器が１つ以上の圧
電材層及び関連する電極装置を備えたそれぞれ少なくと
も１つの圧電体を有し、これら２つの前記屈曲変換器が
有する前記圧電体の前記圧電材層が前記軸受部において
統合的に接続されることでこれら２つの前記屈曲変換器
が接続されたことを特徴とする請求項１ないし２１のい
ずれかに記載の圧電弁。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP00125187A EP1207329B1 (de) | 2000-11-20 | 2000-11-20 | Piezoventil |
| EP00125187.5 | 2000-11-20 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002195434A true JP2002195434A (ja) | 2002-07-10 |
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Family
ID=8170415
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001354583A Expired - Fee Related JP3600814B2 (ja) | 2000-11-20 | 2001-11-20 | 圧電弁 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP1207329B1 (ja) |
| JP (1) | JP3600814B2 (ja) |
| KR (1) | KR100824567B1 (ja) |
| CN (1) | CN1204352C (ja) |
| AT (1) | ATE235661T1 (ja) |
| BR (1) | BR0105357A (ja) |
| CZ (1) | CZ20014140A3 (ja) |
| DE (1) | DE50001575D1 (ja) |
| DK (1) | DK1207329T3 (ja) |
| ES (1) | ES2190393T3 (ja) |
| HU (1) | HU223020B1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR101301484B1 (ko) * | 2011-01-26 | 2013-08-29 | 경원산업 주식회사 | 압전 밸브 |
| JP2014522950A (ja) * | 2011-07-22 | 2014-09-08 | フェスト アーゲー ウント コー カーゲー | バルブ装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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