JP2023021757A - 圧電式バルブ - Google Patents

Abstract

【課題】弁座プレートが揺れて本体ケースの内面に接触することがなく、接触時の衝撃による破損や、接触による動作不良を防止することができる圧電式バルブを提供する。【解決手段】弁体を駆動するアクチュエータと、弁体と接離する弁座及び排出路を有し、アクチュエータを固定する弁座プレートと、弁座プレートを収納する本体ケースと、を備える圧電式バルブであって、アクチュエータは、弁体と、弁体の動作に必要な駆動力を変位として発生する圧電素子と、圧電素子の変位を拡大して弁体に作用させる変位拡大機構と、を備え、本体ケースは、圧縮気体が供給される気体供給口と、気体供給口から供給された圧縮気体を弁体と弁座との離間によって弁座プレートの排出路を介して排出する気体排出口と、を備える圧電式バルブにおいて、弁座プレートは、排出路を有する側の前方部、及びアクチュエータを固定する側の後方部において本体ケースに固定される。【選択図】図１２

Description

本発明は、圧電素子の変位を利用してバルブの開閉を行う圧電式バルブに関する。

従来、圧電素子の変位を利用してバルブの開閉を行い、圧縮気体を噴出する圧電式バルブは、例えば特許文献１，２に記載されるように周知である。

特許文献１，２に記載された圧電式バルブは、高速応答性能に優れる圧電素子の特性を利用するアクチュエータを備えるものであり、前記アクチュエータに前記圧電素子の小さな変位をテコの原理に基づき拡大する変位拡大機構を備えるものである。

前記圧電式バルブは、応答性に優れるため、米粒等の粒状物を対象とした光学式選別機のエジェクタバルブに用いて不良品を除去する場合、良品が巻き添えとなって除去されることが少なく、除去された不良品側の不良品混入率が電磁式バルブに比べて高いとの知見を、試験からも、また経験則上も得られている。

ところで、特許文献１，２に記載された圧電式バルブは、前記アクチュエータを固定した弁座プレートがバルブ本体の前面に固定された状態でケース内に収納されている。

ところが、前記圧電式バルブは、前記弁座プレートを前記バルブ本体の前面から吊り下げる構造のため、前記弁座プレートが揺れて前記バルブ本体のケース内面に接触することがあり、接触により強い衝撃があると破損することや、前記弁座プレートが前記ケース内面に接触したまま動作させると正規な動きをしないことが懸念される。

特許第５７６４０４９号公報 特開２０２１－８８９２号公報

そこで、本発明は、弁座プレートが揺れて本体ケースの内面に接触することがなく、接触時の衝撃による破損や、接触による動作不良を防止することができる圧電式バルブを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、
弁体を駆動するアクチュエータと、
前記弁体と接離する弁座及び排出路を有し、前記アクチュエータを固定する弁座プレートと、
前記弁座プレートを収納する本体ケースと、を備える圧電式バルブであって、
前記アクチュエータは、
前記弁体と、
前記弁体の動作に必要な駆動力を変位として発生する圧電素子と、
前記圧電素子の変位を拡大して前記弁体に作用させる変位拡大機構と、を備え、
前記本体ケースは、
圧縮気体が供給される気体供給口と、
前記気体供給口から供給された圧縮気体を前記弁体と前記弁座との離間によって前記弁座プレートの前記排出路を介して排出する気体排出口と、を備える圧電式バルブにおいて、
前記弁座プレートは、前記排出路を有する側の前方部、及び前記アクチュエータを固定する側の後方部において前記本体ケースに固定されることを特徴とする。

また、上記目的を達成するため、本発明は、
複数の弁体をそれぞれ個別に平行な面内で駆動する複数のアクチュエータと、
前記複数の弁体とそれぞれ個別に接離する弁座及び排出路を複数有し、前記複数のアクチュエータを固定する弁座プレートと、
前記弁座プレートを収納する本体ケースと、を備える圧電式バルブであって、
前記複数のアクチュエータは、
前記弁体と、
前記弁体の動作に必要な駆動力を変位として発生する圧電素子と、
前記圧電素子の変位を拡大して前記弁体に作用させる変位拡大機構と、を備え、
前記本体ケースは、
圧縮気体が供給される気体供給口と、
前記気体供給口から供給された圧縮気体を前記複数の弁体と前記複数の弁座との離間によって前記弁座プレートの前記複数の排出路を介してそれぞれ個別に排出する複数の気体排出口と、を備える圧電式バルブにおいて、
前記弁座プレートは、前記複数の排出路を有する側の前方部、及び前記複数のアクチュエータを固定する側の後方部において前記本体ケースに固定されることを特徴とする。

本発明は、
前記本体ケースが、後面が開口するケースであって、前記気体排出口を前面に有し、
前記弁座プレートには、前記本体ケースの前記後面の開口を閉鎖する蓋材が設けられ、
前記弁座プレートは、前記排出路を有する側の前方部において、前記本体ケース内で前記排出路が開口する前面が前記本体ケースに対し前方からネジにより固定され、前記排出路が前記本体ケースの前記気体排出口と連通する一方、前記アクチュエータを固定する側の後方部において、前記蓋材が前記本体ケースに対し後方からネジにより固定され、前記本体ケースの前記後面の開口を閉鎖することが好ましい。

また、本発明は、
前記弁座プレートが、前記排出路を有する側の前方部において、前記本体ケース内で前記排出路が開口する前面が前記本体ケースに対し嵌め合いにより固定され、前記排出路が前記本体ケースの前記気体排出口と連通する一方、前記アクチュエータを固定する側の後方部において、前記蓋材が前記本体ケースに対し嵌め合いにより固定され、前記本体ケースの前記後面の開口を閉鎖することが好ましい。

本発明は、
前記本体ケースが、後面が開口するケースであって、前記気体排出口を前面に有し、
前記弁座プレートには、前記本体ケースの前記後面の開口を閉鎖する蓋材が設けられ、
前記弁座プレートは、前記排出路を有する側の前方部において、前記本体ケース内で前記排出路が開口する前面が前記本体ケースに対し前方からネジにより固定され、前記排出路が前記本体ケースの前記気体排出口と連通する一方、前記アクチュエータを固定する側の後方部において、前記蓋材が前記本体ケースに対し後方からネジにより固定され、前記本体ケースの前記後面の開口を閉鎖するとともに、両側面が前記本体ケースに対し両側方からネジにより固定されることが好ましい。

本発明は、
前記アクチュエータが、
前記弁座プレートに固定される基部と、
前記基部の取付け面に一端部が接続され、第１長手方向に延びる圧電素子と、
前記基部に一体に設けられ、前記圧電素子と並んで前記第１長手方向と交差する第２長手方向に延びる支持部と、
前記圧電素子の他端部及び前記支持部の先端部と接続され、前記圧電素子の伸縮に伴って、前記第１長手方向及び前記第２長手方向それぞれと異なる変位方向に変位する作用部と、
前記作用部の前記変位する方向の側に設けられ、前記作用部の変位によって駆動される前記弁体と、を備え、
前記変位拡大機構は、前記支持部及び前記作用部を含むものであることが好ましい。

本発明は、
前記弁座プレートには、前記圧電素子のリード線を接続するための電極が設けられる一方で、前記圧電素子に給電するための配線ピンがモールドされてなり、
前記配線ピンは、一端が前記電極に接続され、他端が前記蓋材の後面から後方へ延出することが好ましい。

本発明は、
前記電極が、前記圧電素子のリード線及び前記配線ピンと接続された状態で、前記配線ピンの一端側とともに絶縁性材料により被覆されることが好ましい。

本発明は、
前記絶縁性材料には、シリコーン等の絶縁性樹脂材料を用いることが好ましい。

本発明は、
前記弁座プレートの前記蓋材に、前記蓋材の後面から後方へ延出する前記配線ピンの他端を囲み、前記配線ピンの他端とともに配線コネクタを構成するカバー部材を固定することが好ましい。

本発明は、
前記弁座プレートの前記蓋材に、前記カバー部材をネジにより固定することが好ましい。
また、本発明は、
前記弁座プレートの前記蓋材に、前記カバー部材を嵌め合いにより固定することが好ましい。
本発明は、前記弁座プレートの前記蓋材に、前記カバー部材をネジ及び嵌め合いにより固定することもできる。

本発明は、
前記弁座プレートを前記本体ケースに対しネジにより固定するためのナット、前記電極及び前記配線ピンを、前記弁座プレートとともにインサート成形することが好ましい。

本発明は、
前記弁座プレートの前記前面が前記本体ケースの前方側内面に固定される部分であって、前記弁座プレ-―トの前記排出路と前記本体ケースの前記気体排出口が連通する部分をパッキンによりシールし、前記弁座プレートの前記蓋材が前記本体ケースの前記後面の開口を閉鎖する部分をＯリングによりシールすることが好ましい。

本発明の圧電式バルブは、弁体を駆動するアクチュエータと、前記弁体と接離する弁座及び排出路を有し、前記アクチュエータを固定する弁座プレートと、前記弁座プレートを収納する本体ケースと、を備える圧電式バルブであって、前記弁座プレートが、前記排出路を有する側の前方部、及び前記アクチュエータを固定する側の後方部において前記本体ケースに固定されるので、前記弁座プレートが揺れて前記本体ケースの内面に接触することがない。
したがって、本発明の圧電式バルブによれば、弁座プレートが本体ケースの内面に接触する際の衝撃による破損や、接触による動作不良を防止することができる。

また、本発明の圧電式バルブは、複数の弁体をそれぞれ個別に平行な面内で駆動する複数のアクチュエータと、前記複数の弁体とそれぞれ個別に接離する弁座及び排出路を複数有し、前記複数のアクチュエータを固定する弁座プレートと、前記弁座プレートを収納する本体ケースと、を備える圧電式バルブであって、前記弁座プレートが、前記複数の排出路を有する側の前方部、及び前記複数のアクチュエータを固定する側の後方部において前記本体ケースに固定されるので、前記弁座プレートが揺れて前記本体ケースの内面に接触することがない。
したがって、本発明の圧電式バルブによれば、弁座プレートが本体ケースの内面に接触する際の衝撃による破損や、接触による動作不良を防止することができる。

本発明の圧電式バルブは、前記本体ケースが、後面が開口するケースであって、前記気体排出口を前面に有し、前記弁座プレートには、前記本体ケースの前記後面の開口を閉鎖する蓋材が設けられ、前記弁座プレートは、前記排出路を有する側の前方部において、前記本体ケース内で前記排出路が開口する前面が前記本体ケースに対し前方からネジにより固定され、前記排出路が前記本体ケースの前記気体排出口と連通する一方、前記アクチュエータを固定する側の後方部において、前記蓋材が前記本体ケースに対し後方からネジにより固定され、前記本体ケースの前記後面の開口を閉鎖することとすれば、ネジの取り外しにより分解することが可能となり、不具合時の原因調査や修理を行うことが可能となる。

本発明の圧電式バルブは、前記本体ケースが、後面が開口するケースであって、前記気体排出口を前面に有し、前記弁座プレートには、前記本体ケースの前記後面の開口を閉鎖する蓋材が設けられ、前記弁座プレートが、前記排出路を有する側の前方部において、前記本体ケース内で前記排出路が開口する前面が前記本体ケースに対し前方からネジにより固定され、前記排出路が前記本体ケースの前記気体排出口と連通する一方、前記アクチュエータを固定する側の後方部において、前記蓋材が前記本体ケースに対し後方からネジにより固定され、前記本体ケースの前記後面の開口を閉鎖するとともに、両側面が前記本体ケースに対し両側方からネジにより固定されることとすれば、ネジの取り外しにより分解することが可能となり、不具合時の原因調査や修理を行うことが可能となるとともに、前記本体ケースの幅方向の膨らみを小さく抑えることで、当該圧電式バルブを光学式選別機のエジェクタバルブ等に用いて複数並設した場合における不具合を防止することが可能となる。

本発明の圧電式バルブは、前記弁座プレートに、前記圧電素子のリード線を接続するための電極が設けられる一方で、前記圧電素子に給電するための配線ピンがモールドされてなり、前記配線ピンは、一端が前記電極に接続され、他端が前記蓋材の後面から後方へ延出することとすれば、配線コネクタを本体ケースの後方部に設けることができるため、配線コネクタを本体ケースの側方部に設ける従来の圧電式バルブに比べ、小型化することができる。

本発明の圧電式バルブは、前記電極が、前記圧電素子のリード線及び前記配線ピンと接続された状態で、前記配線ピンの一端側とともに絶縁性材料により被覆されることとすれば、前記配線ピンが前記弁座プレートにモールドされることと相俟って、水滴などによるショートを防ぐことができる。

本発明の圧電式バルブは、前記弁座プレートの前記蓋材に、前記蓋材の後面から後方へ延出する前記配線ピンの他端を囲み、前記配線ピンの他端とともに配線コネクタを構成するカバー部材を固定することとすれば、配線コネクタを本体ケースの後方部に設けることができるため、配線コネクタを本体ケースの側方部に設ける従来の圧電式バルブに比べ、小型化することができる。

本発明の圧電式バルブは、前記弁座プレートを前記本体ケースに対しネジにより固定するためのナット、前記電極及び前記配線ピンを、前記弁座プレートとともにインサート成形することとすれば、組立てが容易となる。

本発明の圧電式バルブは、前記弁座プレートの前記前面が前記本体ケースの前方側内面に固定される部分であって、前記弁座プレ-―トの前記排出路と前記本体ケースの前記気体排出口が連通する部分をパッキンによりシールし、前記弁座プレートの前記蓋材が前記本体ケースの前記後面の開口を閉鎖する部分をＯリングによりシールすることとすれば、本体ケースからの気体の漏れを防止することができる。

圧電式バルブの斜視図である。 図１の圧電式バルブの正面図である。 バルブ本体の斜視図である。 アクチュエータの斜視図である。 弁座プレートの斜視図である。 図５の弁座プレートの正面図である。 図５の弁座プレートの側面図である。 アクチュエータを固定した状態の弁座プレートの斜視図である。 図８の弁座プレートの正面図である。 図８の弁座プレートの側面図である。 図８の弁座プレートの下面図である。 圧電式バルブの組立分解図である。

本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は圧電式バルブの斜視図を示す。図２は図１の圧電式バルブの正面図を示す。図３はバルブ本体の斜視図を示す。
本発明の実施の形態において、圧電式バルブ１は、バルブ本体２、後述するアクチュエータ３、及び前記アクチュエータ３が固定された状態で前記バルブ本体２の内部に配設される後述する弁座プレート４を備える。

前記バルブ本体２は、後面（図１乃至図３では下面）が開口するケースであって、内部には、外部の圧縮気体供給源（図示せず）から圧縮気体の供給を受ける気体圧力室を備える。
また、前記バルブ本体２の前面（図１乃至図３では上面）には、圧縮気体源から圧縮気体が供給される空間を内部に有するマニホールド（図示せず）に装着するためのコネクタ部（図示せず）が設けられる。

前記コネクタ部の前面には、前記バルブ本体２内に圧縮気体を吸入する気体吸入口及び前記圧縮気体を排出する複数の気体排出口が開口する。
また、前記バルブ本体２の前面には、前記コネクタ部の前記気体吸入口と連通する気体供給口２１、及び前記コネクタ部の前記各気体排出口と連通する複数の気体排出口２２が開口する。
図１及び図２に示すように、前記バルブ本体２の後面にはカバー体６が装着され、前記カバー体６の後面には後述する圧電素子３２に給電するための配線コネクタが形成される。

図４はアクチュエータの斜視図を示す。
前記アクチュエータ３は、後述する弁座プレート４に固定される基部３１と、前記基部３１の取付け面に一端部が接続され、第１長手方向に延びる圧電素子３２と、前記基部３１に一体に設けられ、前記圧電素子３２と並んで前記第１長手方向と交差する第２長手方向に延びる支持部３３を備える。

前記アクチュエータ３は、前記圧電素子３２の他端部及び前記支持部３３の先端部と接続され、前記圧電素子３２の伸縮に伴って、前記第１長手方向及び前記第２長手方向それぞれと異なる方向に変位する作用部３４、前記作用部３４の先端側であって前記変位する方向の一側面に設けられ、前記作用部３４の前記変位によって駆動される弁体３５を備える。

前記基部３１は、少なくとも前記支持部３３が一体に設けられる側の取付け穴３８１を利用して前記弁座プレート４にネジにより固定される。

また、前記支持部３３は、前記第２長手方向に延びる中間部分にくびれ部３３１を有し、前記くびれ部３３１よりも前記基部３１の側に設けられる取付け穴３８２を利用して前記弁座プレート４にネジにより固定される。

前記アクチュエータ３は、前記圧電素子３３の変位を拡大して前記弁体３５に作用させる変位拡大機構として前記支持部３３及び前記作用部３４を含み、前記圧電素子３２の伸縮に伴い、前記作用部３４が前記第１長手方向及び前記第２長手方向を含む平面に略平行な面内で、前記第１長手方向及び前記第２長手方向それぞれと異なる変位方向に変位する。
その際、前記支持部３３の前記第２長手方向に延びる中間部分に前記くびれ部３３１を設けることで、前記圧電素子３２の伸縮に伴う前記作用部３４の変位を拡大することができる。

ここで、前記基部３１及び前記支持部３３は、例えばインバー材を含むステンレス材等の金属材料を打ち抜いて一体成形することができる。
前記基部３１及び前記支持部３３を、金属材料を打ち抜いて一体成形すれば、部品点数が削減され、前記アクチュエータ３の組立てが容易となる。

また、前記基部３１と前記支持部３３を別部材により形成し、前記基部３１に別部材の前記支持部３３を取り付けることで、前記支持部３３を前記基部３１に一体に設けることもできる。

前記基部３１の取付け面には、例えばアルミブロック等からなる連結部材（図示せず）を取付けることができる。
前記基部３１の取付け面に、前記支持部３３よりも線膨張係数の大きな材料からなる連結部材を取付け、前記圧電素子３２を、前記連結部材を介して前記基部３１に取付けることとすれば、温度変化による前記圧電素子３２の熱膨張又は熱収縮の影響を軽減し、又は無くすことができる。
前記連結部材は、前記基部３１の取付け面でなく、前記圧電素子３２と前記作用部３４の間に取り付けることもできる。

前記作用部３４は、例えばアルミニウム材等の軽量材料により形成することができる。前記作用部３４をアルミニウム材等の軽量材料により形成することとすれば、前記作用部３４を変位させるうえで好ましい。
また、前記弁体３５は、ゴム製等であって、好ましくは滑性ゴムとすることができる。

前記アクチュエータ３は、前記基部３１と前記作用部３４の間を圧縮部材３６で連結することができる。
圧電素子は引張方向の荷重に対し損傷しやすいが、前記基部３１と前記作用部３４の間を前記圧縮部材３６で連結することとすれば、前記圧電素子３２を前記第１長手方向に圧縮することができるため、前記圧電素子３２の損傷を防止できる。

図５は弁座プレートの斜視図を示す。図６は図５の弁座プレートの正面図を示す。図７は図５の弁座プレートの側面図を示す。
図５に示す弁座プレート４は、４つのアクチュエータを取り付けることが可能な弁座プレートの一例である。前記弁座プレート４は中央部分に弁座部４１を有し、前記弁座部４１の相対する両面にそれぞれ前記アクチュエータ３の前記弁体３５が当接する弁座４２が２つずつ設けられる。

前記弁座プレート４の一側面には、前記弁座部４１の両面に対向する位置にそれぞれ前記アクチュエータ３の取り付け部４３，４３が形成される。
また、前記弁座プレート４の他面側にも、前記弁座部４１の両面に対向する位置にそれぞれ前記アクチュエータ３の取り付け部４４が形成される。

図７に示すように、前記弁座部４１には、前記各弁座４２の弁座面に一端が開口する複数の排出路４５が形成され、前記各排出路４５の他端が前記弁座プレート４の前面（図５乃至図７では上面）に開口する。
また、前記弁座プレート４には、前記バルブ本体２の後面の開口を閉鎖する蓋材４６が一体に設けられる。

図８はアクチュエータを固定した状態の弁座プレートの斜視図を示す。図９は図８の弁座プレートの正面図を示す。図１０は図８の弁座プレートの側面図を示す。図１１は図８の弁座プレートの下面図を示す。
本発明の実施の形態では、前記弁座プレート４の前記各取り付け部４３，４４に対し、４つのアクチュエータ３の各弁体３５が前記各弁座４２に対峙するように配設され、前記各アクチュエータ３が前記弁座プレート４に対しネジにより固定される。

前記弁座プレート４の後方（図８乃至図１０では下方）位置には、前記アクチュエータ３における前記圧電素子３２のリード線（図示せず）を接続するための電極４７が設けられる。また、前記弁座プレート４の後方位置には、前記圧電素子３２に給電するための配線ピン４８がモールドされている。
前記弁座プレート４の後方端部には、前記バルブ本体２のケース後面の開口を閉鎖する前記蓋材４６が一体に設けられており、前記配線ピン４８は、一端が前記電極４７に接続され、他端が前記蓋材４６の後面（図８乃至図１０では下面）から後方へ延出する。

ここで、前記電極４７は、前記圧電素子３２のリード線及び前記配線ピン４８と接続された状態で、前記配線ピン４８の一端側とともに絶縁性材料、例えばシリコーン等の絶縁性樹脂材料により被覆することができる。
前記電極４７が、前記圧電素子３２のリード線及び前記配線ピン４８と接続された状態で、前記配線ピン４８の一端側とともに絶縁性材料により被覆されるものであれば、前記配線ピン４８が前記弁座プレート４にモールドされることと相俟って、水滴などによるショートを防ぐことができる。

図１２は圧電式バルブの組立分解図を示す。
本発明の実施の形態において、前記圧電式バルブ１は、アクチュエータ３が固定された弁座プレート４を、バルブ本体２の後面の開口からケース内に挿入し、前記弁座プレート４に設けられた蓋材４６により前記バルブ本体２の後面の開口を閉鎖し、前記蓋材４６の後面にカバー体６を固定することで組み立てることができる。

前記弁座プレート４は、前記排出路４５を有する側の前方部において、前記バルブ本体２のケース内で前記排出路４５が開口する前面が前記バルブ本体２に対し前方からネジ７１，７１により固定され、前記排出路４５が前記バルブ本体２の前記気体排出口２２と連通する。

また、前記弁座プレート４は、前記アクチュエータ３を固定する側の後方部において、前記蓋材４６が前記バルブ本体２に対し後方からネジ７２，７２により固定され、前記バルブ本体２の前記後面の開口を閉鎖する。

その際、前記弁座プレート４の前記前面が前記バルブ本体２の前方側内面に固定される部分であって、前記弁座プレ-―ト４の前記排出路４５と前記バルブ本体２の前記気体排出口２２が連通する部分をパッキン７５によりシールし、また、前記弁座プレート４の前記蓋材４６が前記バルブ本体２の前記後面の開口を閉鎖する部分をＯリング７６によりシールすることで、前記バルブ本体２からの気体の漏れを防止することができる。

そして、前記弁座プレート４の前記蓋材４６の後面に、前記蓋材４６の後面から後方へ延出する前記配線ピン４８の他端を囲み、前記配線ピン４８の他端とともに配線コネクタを構成するカバー体６をネジ７４等により固定する。

上記本発明の実施の形態における圧電式バルブ１は、閉弁状態において前記アクチュエータ３の前記圧電素子３２に通電すると、前記圧電素子３２が伸長し、前記作用部３４が変位して、前記弁体３５が前記弁座４２から離間して開弁し、前記バルブ本体２に前記気体供給口から供給される圧縮気体を、前記弁座プレート４の前記弁座部４１に形成される前記排出路４５を介して前記バルブ本体２の前面に開口する前記気体排出口２２から排出する。
他方、前記圧電式バルブ１は、前記アクチュエータ３の前記圧電素子３２への通電が解除されると、前記圧電素子３２が収縮し、前記作用部３４が反対方向へ変位して、前記弁体３５が前記弁座４２に着座して閉弁する。

本発明の実施の形態における圧電式バルブ１は、前記弁座プレート４が、前記排出路を有する側の前方部、及び前記アクチュエータを固定する側の後方部において前記バルブ本体２に固定されるので、前記弁座プレート４が揺れて前記バルブ本体２の内面に接触することがない。
したがって、本発明の実施の形態における圧電式バルブによれば、弁座プレート４がバルブ本体２の内面に接触する際の衝撃による破損や、接触による動作不良を防止することができる。

また、本発明の実施の形態における圧電式バルブ１は、前記弁座プレート４が、前記排出路４５を有する側の前方部において、前記バルブ本体２のケース内で前記排出路４５が開口する前面が前記バルブ本体２に対し前方からネジ７１，７１により固定され、前記アクチュエータを固定する側の後方部であって、前記蓋材４６が前記バルブ本体２に対し後方からネジ７２，７２により固定されるので、ネジの取り外しにより分解することが可能となり、不具合時の原因調査や修理を行うことが可能となる。

本発明の実施の形態における圧電式バルブ１は、前記弁座プレート４の前記蓋材４６の後面に、前記配線ピン４８の他端とともに配線コネクタを構成するカバー体６を固定することで、配線コネクタをバルブ本体２の後方部に設けることができるため、配線コネクタをバルブ本体２の側方部に設ける従来の圧電式バルブに比べ、小型化することができる。

本発明の実施の形態における圧電式バルブ１において、前記弁座プレート４は、図１及び図１２に示すように、前記アクチュエータ３を固定する側の後方部において、両側面を前記バルブ本体２に対し両側方からネジ７３，７３により固定することができる。
前記弁座プレート４が、前記アクチュエータ３を固定する側の後方部において、両側面を前記バルブ本体２に対し両側方からネジ７３，７３により固定することとすれば、前記バルブ本体２のケースの幅方向の膨らみを小さく抑えることで、当該圧電式バルブ１を光学式選別機のエジェクタバルブ等に用いて複数並設した場合における不具合を防止することができる。

ここで、本発明の実施の形態において、前記弁座プレート４を前記バルブ本体２に対しネジ固定するためのナット、前記電極４７及び前記配線ピン４８は、前記弁座プレート４とともにインサート成形することができる。
前記弁座プレート４を前記バルブ本体２に対しネジ固定するためのナット、前記電極４７及び前記配線ピン４８を、前記弁座プレート４とともにインサート成形すれば、圧電式バルブの組み立てが容易となる。

上記本発明の実施の形態において、前記弁座プレート４は、前記バルブ本体２のケース内において前記排出路４５が開口する前面が前記バルブ本体２のケースに対し前方からネジ７１，７１により固定され、前記蓋材４６が前記バルブ本体２のケースに対し後方からネジ７２，７２により固定されるものであったが、それぞれ嵌め合いにより固定することで分解可能とし、不具合時の原因調査や修理を可能とすることもできる。

なお、図１に示す例において、前記バルブ本体２の前面に開口する複数の気体排出口２２は、前記バルブ本体２の厚み幅の方向に一列に開口するものではないが、例えば、一面において前記各気体排出口２２の前記開口と連通し、他面において一列に開口する複数の流路を内部に有する中間部材等を利用することで、前記コネクタ部（図示せず）の前面に開口する複数の気体排出口を横一列に揃えることができる。

上記本発明の実施の形態において、前記圧電式バルブ１は、前記圧電素子３２に電圧が印加されていない状態で、弁体３５が弁座４２に着座することとしたが、駆動部から供給される電圧等の極性を変更することで、前記圧電素子３２に電圧が印加されていない状態で、弁体３５が弁座４２から離間した状態とすることもできる。

上記本発明の実施の形態において、前記圧電式バルブ１は、バルブ本体２の内部に４つのアクチュエータ３を固定した弁座プレート４を配設し、前記バルブ本体２の前面に４つの気体排出口２２が開口することとしたが、これに限定されるものでなく、バルブ本体２に１つ以上のアクチュエータを固定した弁座プレートを配設することができる。

上記本発明の実施の形態では、４つのアクチュエータ３を取り付けることが可能な弁座プレート４を例として説明したが、これに限定されるものでなく、例えば、一面側にのみ２つのアクチュエータ３を取り付けることが可能な弁座プレートを用いることもできる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、発明の範囲を逸脱しない限りにおいてその構成を適宜変更することができる。

本発明の圧電式バルブは、弁座プレートが揺れてバルブ本体の内面に接触することがなく、接触時の衝撃による破損や、接触による動作不良を防止することができるものであり、極めて有用である。

１ 圧電式バルブ
２ バルブ本体（本体ケース）
２１ 気体供給口
２２ 気体排出口
３ アクチュエータ
３１ 基部
３２ 圧電素子
３３ 支持部
３３１ くびれ部
３４ 作用部
３５ 弁体
３６ 圧縮部材
３８１ 取付け穴
３８２ 取付け穴
４ 弁座プレート
４１ 弁座部
４２ 弁座
４３ 取り付け部
４４ 取り付け部
４５ 排出路
４６ 蓋材
４７ 電極
４８ 配線ピン
６ カバー体（カバー部材）
７１ ネジ
７２ ネジ
７３ ネジ
７４ ネジ
７５ パッキン
７６ Ｏリング

Claims (9)

1. 弁体を駆動するアクチュエータと、
   前記弁体と接離する弁座及び排出路を有し、前記アクチュエータを固定する弁座プレートと、
   前記弁座プレートを収納する本体ケースと、を備える圧電式バルブであって、
   前記アクチュエータは、
   前記弁体と、
   前記弁体の動作に必要な駆動力を変位として発生する圧電素子と、
   前記圧電素子の変位を拡大して前記弁体に作用させる変位拡大機構と、を備え、
   前記本体ケースは、
   圧縮気体が供給される気体供給口と、
   前記気体供給口から供給された圧縮気体を前記弁体と前記弁座との離間によって前記弁座プレートの前記排出路を介して排出する気体排出口と、を備える圧電式バルブにおいて、
   前記弁座プレートは、前記排出路を有する側の前方部、及び前記アクチュエータを固定する側の後方部において前記本体ケースに固定されることを特徴とする圧電式バルブ。
2. 複数の弁体をそれぞれ個別に平行な面内で駆動する複数のアクチュエータと、
   前記複数の弁体とそれぞれ個別に接離する弁座及び排出路を複数有し、前記複数のアクチュエータを固定する弁座プレートと、
   前記弁座プレートを収納する本体ケースと、を備える圧電式バルブであって、
   前記複数のアクチュエータは、
   前記弁体と、
   前記弁体の動作に必要な駆動力を変位として発生する圧電素子と、
   前記圧電素子の変位を拡大して前記弁体に作用させる変位拡大機構と、を備え、
   前記本体ケースは、
   圧縮気体が供給される気体供給口と、
   前記気体供給口から供給された圧縮気体を前記複数の弁体と前記複数の弁座との離間によって前記弁座プレートの前記複数の排出路を介してそれぞれ個別に排出する複数の気体排出口と、を備える圧電式バルブにおいて、
   前記弁座プレートは、前記複数の排出路を有する側の前方部、及び前記複数のアクチュエータを固定する側の後方部において前記本体ケースに固定されることを特徴とする圧電式バルブ。
3. 前記本体ケースは、後面が開口するケースであって、前記気体排出口を前面に有し、
   前記弁座プレートには、前記本体ケースの前記後面の開口を閉鎖する蓋材が設けられ、
   前記弁座プレートは、前記排出路を有する側の前方部において、前記本体ケース内で前記排出路が開口する前面が前記本体ケースに対し前方からネジにより固定され、前記排出路が前記本体ケースの前記気体排出口と連通する一方、前記アクチュエータを固定する側の後方部において、前記蓋材が前記本体ケースに対し後方からネジにより固定され、前記本体ケースの前記後面の開口を閉鎖する請求項１又は２に記載に圧電式バルブ。
4. 前記本体ケースは、後面が開口するケースであって、前記気体排出口を前面に有し、
   前記弁座プレートには、前記本体ケースの前記後面の開口を閉鎖する蓋材が設けられ、
   前記弁座プレートは、前記排出路を有する側の前方部において、前記本体ケース内で前記排出路が開口する前面が前記本体ケースに対し前方からネジにより固定され、前記排出路が前記本体ケースの前記気体排出口と連通する一方、前記アクチュエータを固定する側の後方部において、前記蓋材が前記本体ケースに対し後方からネジにより固定され、前記本体ケースの前記後面の開口を閉鎖するとともに、両側面が前記本体ケースに対し両側方からネジにより固定される請求項３に記載に圧電式バルブ。
5. 前記弁座プレートには、前記圧電素子のリード線を接続するための電極が設けられる一方で、前記圧電素子に給電するための配線ピンがモールドされてなり、
   前記配線ピンは、一端が前記電極に接続され、他端が前記蓋材の後面から後方へ延出する請求項３又は４に記載の圧電式バルブ。
6. 前記電極は、前記圧電素子のリード線及び前記配線ピンと接続された状態で、前記配線ピンの一端側とともに絶縁性材料により被覆される請求項５に記載の圧電式バルブ。
7. 前記弁座プレートの前記蓋材に、前記蓋材の後面から後方へ延出する前記配線ピンの他端とともに配線コネクタを構成するカバー部材を固定する請求項５又は６に記載の圧電式バルブ。
8. 前記弁座プレートを前記本体ケースに対しネジにより固定するためのナット、前記電極及び前記配線ピンを、前記弁座プレートとともにインサート成形する請求項５乃至７のいずれかに記載の記載の圧電式バルブ。
9. 前記アクチュエータは、
   前記弁座プレートに固定される基部と、
   前記基部の取付け面に一端部が接続され、第１長手方向に延びる圧電素子と、
   前記基部に一体に設けられ、前記圧電素子と並んで前記第１長手方向と交差する第２長手方向に延びる支持部と、
   前記圧電素子の他端部及び前記支持部の先端部と接続され、前記圧電素子の伸縮に伴って、前記第１長手方向及び前記第２長手方向それぞれと異なる変位方向に変位する作用部と、
   前記作用部の前記変位する方向の側に設けられ、前記作用部の変位によって駆動される前記弁体と、を備え、
   前記変位拡大機構は、前記支持部及び前記作用部を含むものである請求項１乃至８のいずれかに記載の圧電式バルブ。
   
   

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