JP4119109B2 - Piezoelectric element driven metal diaphragm type control valve - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は気体等の流量制御に使用する圧電素子駆動式金属ダイヤフラム型制御弁の改良に関するものであり、主として半導体製造設備や化学品製造設備等の圧力式流量制御装置に於いて使用されるものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、半導体製造設備や化学品製造設備ではマスフローコントローラに代えて圧力式流量制御装置が広く活用されている。
この圧力式流量制御装置は、オリフイス上流側圧力P1 を下流側圧力P2 の約2倍以上に保持した状態下に於いてオリフイス上流側の制御弁により前記圧力P1 を調整し、これによってオリフイス下流側の流量QcをQc=KP1 (但し、Kは常数)により演算して所定の設定値に制御することを基本原理とするものであり、特開平8−338546号等に開示されている。
【0003】
ところで、前記圧力式流量制御装置に於いては耐触性が高いこと、発塵が少ないこと、ガスの置換性が良いこと、開閉速度が速いこと及び閉弁時に迅速且つ確実に流体通路を閉鎖できること等の点から所謂金属ダイヤフラム型バルブが多く使用されており、また制御弁の駆動装置としては、エアシリンダ駆動装置やソレノイド駆動装置、圧電素子駆動装置が広く利用されているが、特に圧電素子型の駆動装置は、高速作動が可能なうえ動作特性上のヒステリシス現象が少ないため、高精度な流量制御弁では多く用いられている。
【0004】
図9及び図10は従前の圧電素子型駆動装置を備えた制御弁の一例を示すものであり、図9ノーマルオープン型制御弁(特開平7−310842号等)を、また図10はノーマルクローズ型制御弁(特開平8−338546号)を夫々示すものである。
即ち、図9に於いて1は弁本体、2は金属ダイヤフラム弁体、3はダイヤフラム押え、4は押えアダプター、5はガイド体、6は保持ケース、7はボンネットナット、8a・8bはボール、9は下部受台、10は圧電素子、11は上部受台、12は位置決め用袋ナット、13はロックナット、14は保護ケース、15はコネクター、16はリード線であり、開弁信号の入力によって圧電素子10が伸長し、ダイヤフラム押え3を介して金属ダイヤフラム弁体2を弁座側へ押圧することにより、制御弁は閉弁される。
また、前記開弁信号がoffになると、圧電素子10が伸長状態から元の短縮状態に復帰し、ダイヤフラム弁体2はダイヤフラム自体の弾性力により開弁状態へ復帰する。
【0005】
また、図10及び図11に於いて、17はボンネットナット7に固定されたベース本体、18は皿ばね、19は圧電素子支持棒、20は位置決め用ボルト、21は上部支持枠であり、圧電素子10は3本の圧電素子支持棒19を介して上部支持枠21と下部受台9との間に位置決めボルト20等により支持固定されている。
【0006】
即ち、各圧電素子支持棒19の上端部は上部支持枠21に固定されており、またその下端部は、ベース本体17に固定された下部受台9を挿通せしめてダイヤフラム押え3に係合されている。更に、ダイヤフラム押え3は皿ばね18により常時下方へ押圧されており、これによって金属ダイヤフラム弁体2は弁座へ常時当座しており、閉弁状態に保持されている。
【0007】
上記図10の制御弁へ開弁信号が入力されると、圧電素子10が伸長し、これにより3本の圧電素子支持棒19が皿ばね18の弾性力に抗して上方へ押し上げられる。その結果、圧電素子支持棒19の下端に係合したダイヤフラム押え3が上方へ引き上げられ、ダイヤフラム弁体2はその弾性力によって開弁位置へ移動する。尚、開弁信号がoffになった際には、圧電素子10が短縮され、皿ばね18の弾性力によりダイヤフラム押え3が下降することにより金属ダイヤフラム弁体2が弁座へ当座する。
【0008】
上記図10及び図11のノーマルクローズ型制御弁は弁の作動速度が速く、所謂高速開閉型制御弁として優れた実用的効用を有するものである。
しかし、当該ノーマルクローズ型の圧電素子駆動式金属ダイヤフラム型制御弁にも解決すべき多くの問題が残されており、制御弁の製作及び組立の容易化、部品点数の削減、応答速度の向上、作動上のヒステリシスの削減(流量制御特性のバラツキの減少)等が問題点として残されている。
【0009】
即ち、図10及び図11の制御弁では、3本の圧電素子支持棒19により圧電素子10の伸長をダイヤフラム押え3へ伝達する構成としているが、3本の支持棒19でもって圧電素子10の伸長力をダイヤフラム押え3へ均等に伝達するには相当の困難性があり、結果として流量制御特性にヒステリシス現象が出たり、各支持棒19を介してダイヤフラム押え3に伝達される圧電素子10の伸長力の間にタイミング差が生じること等により、弁の作動速度を高めることが難しいと云う問題がある。
また、支持棒19や圧電素子10等の組み付けに手数が掛かるうえ、部品点数が多いために制御弁の製造コストの削減を図り難いと云う問題がある。
【0010】
更に、上部ボール8bと下部ボール8aを設けて圧電素子10の伸長によりダイヤフラム押え3にかかる上向きの引上げ力が正確に制御弁の軸芯と一致する構成としてダイヤフラム弁体2の作動の安定化を図るようにしているが、3本の支持棒19を上部支持枠21へ固定するための支持棒固定ナット22の相互間の締込量の調整が難かしく、結果としてより高い作動の安定性を達成することが出来ないと云う問題がある。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従前のノーマルクローズ型の圧電素子駆動式金属ダイヤフラム型制御弁に於ける上述の如き問題、即ち▲1▼弁の作動特性にヒステリシスが生じたり、作動速度の一層の向上が図り難いこと、▲2▼部品点数が多いうえに組み付けに手数がかかり、製造コストの引下げを図り難いこと及び▲3▼作動の安定性の一層の向上を図り難いこと等の問題を解決せんとするものであり、部品点数の削減と組付けの容易化を図ることにより製造コストの大幅な引下げを可能にすると共に、作動の安定化、ヒステリシス現象の削減、高速応答性等を可能としたノーマルクローズ型の圧電素子駆動式金属ダイヤフラム制御弁を提供せんとするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本件請求項1に記載の発明は、流体出入口と弁室を形成する孔部1aと弁座を備えた弁本体1と、弁室内に弁座と対向状に配設され、下方への押圧により弁座へ当座すると共に押圧力の喪失時に弾性により弁座から離座する金属ダイヤフラム弁体2と、金属ダイヤフラム弁体2の外周縁部を弁本体1へ気密状に押圧する押えアダプタ4と、下端部にダイヤフラム押え3が設けられ、前記ダイヤフラム弁体の上方で且つ押えアダプタ4の内方にその下端部を位置せしめた状態で孔部1a内へ垂直状に挿着した底壁23bを有する筒状の圧電素子支持筒体23と、前記圧電素子支持筒体23の底壁23b上に配設した皿ばね18と、前記圧電素子支持筒体23の下方部の縮径部へその両側方から対向状に組み合せることにより上壁26bを有する短円筒を形成すると共に、下端外周面に前記押えアダプタ4を押圧する鍔部26cを備えた二個の割りベース片26aから成る割りベース26と、前記圧電素子支持筒体23を摺動自在に挿通せしめて孔部1a内の割りベース26の上方に配設され、弁体1への固定によりその先端部で前記割りベース26の鍔部を下方に押圧することにより割りベース26を弁体1へ固定する筒体固定・ガイド体24と、前記圧電素子支持筒体23の内部下方に位置して割りベース26の上壁26b上に配置した下部受台9と、圧電素子支持筒体23内の前記下部受台9上へボール8aを介在させて挿着した圧電素子10と、圧電素子10の上端部に配設したベアリング28と、圧電素子支持筒体23の上方に配設され、圧電素子10の圧電素子支持筒体23内に於ける位置調整をする位置決め材とを発明の基本構成とするものである。
【0013】
請求項2の発明は、請求項1の発明に於いて位置決め材を、圧電素子支持筒体23の上方に螺着した位置決め用袋ナット12としたものである。
【0014】
請求項3の発明は、請求項1の発明に於いて、下部受台9と圧電素子10との間に介在させたボール8aを圧電素子10の下端面にこれと一体的に形成したボールとしたものである。
【0015】
請求項4の発明は、請求項1の発明に於いて割りベース26を、その上壁26bに圧電素子支持筒体23の外周壁の一部を挿通させる挿通孔26dと、下部受台9を支持固定する嵌合部26eを備えた構成としたものである。
【0016】
請求項5の発明は、請求項1の発明に於いて圧電素子支持筒体23を、その下端部の外周壁の両側を対称(向)状に削除して割りベース26を嵌合するための孔部23aを有する構成とした圧電素子支持筒体23としたものである。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を示す。
図1は本発明の第1実施形態を示す制御弁の縦断面概要図であり、図2は図1の制御弁の側面図である。尚、図1及び図2に於いて、前記図9乃至図11と同一の部位・部材にはこれと同じ参照番号を付すものとする。
【0018】
図1及び図2に於いて、1は弁本体、1aは弁本体に設けた孔部、2は金属ダイヤフラム弁体、3はダイヤフラム押え、4は押えアダプタ、8aはボール、9は下部受台、10は圧電素子、11は上部受台、12は位置決め用袋ナット、13はロックナット、14は保護ケース、15はコネクター、18は皿ばねであり、前記図9〜図11の従来の場合とほぼ同一の構成を有するものである。
また、23は圧電素子支持筒体、24は筒体固定・ガイド体、25はOリング、26は割りベース、27は取付用ボルト、28はベアリングであり、これ等の部材は本件発明に於いて新たに採用されたものである。
【0019】
尚、図1に示した実施形態では、下部受台9と圧電素子10との間に別途に形成したボール8aを介挿するようにしているが、圧電素子10の下端面の中央に先端が球面状の突起体を一体的に形成し、これをボール8aとして下部受台9へ接当させる構成とすることも可能である。
【0020】
前記弁本体1はステンレス鋼製であり、弁室の一部を形成する孔部1a及び流体入口、流体出口、流体通路、弁室及び弁座等を夫々備えている。また、前記金属ダイヤフラム体2はニッケルクロム合金鋼の薄板により形成されており、中央部が上方へ僅かに膨出した逆皿形に形成されている。尚、ダイヤフラム弁体2の形状は平板状であってもよく、また、材質もステンレス鋼やインコネル合金やその他の合金鋼であってもよい。更に、本実施例では1枚のダイヤフラムを使用しているが、2〜3枚のダイヤフラムを積層したダイヤフラム弁体とすることも可能である。
【0021】
前記金属ダイヤフラム2は、前記弁座と対向状に弁室内へ配設され、押えアダプター4、割りベース26及び筒体固定・ガイド体24を介設して取付けボルト27を弁本体1へ締め込むことにより、ダイヤフラム2の外周縁が弁本体1側へ気密に保持固定されている。尚、前記押えアダプター4、筒体固定・ガイド体24、割りベース26等はステンレス鋼等の金属製である。
【0022】
前記圧電素子(ピエゾ素子)10の支持筒体23は、図3及び図4に示すように熱膨脹率の小さなインバー材により円筒状に形成されており、上方部は圧電素子10を収納する太径部23cに、またその下方部は下部受台9及び皿ばね18等を収納する縮径された円筒状23dに形成されている。
また、当該支持筒体23の最下端部はダイヤフラム押え3を嵌着するための腔部23eに形成されており、ここに図1に示す如くダイヤフラム押え3が挿入固定されている。
【0023】
図3及び図4は支持筒体23の縦断面図と図3のイーイ視断面図であり、当該支持筒体23の太径部23cと縮径部23dの境界近傍には、その外壁部の両側部を一定の長さ及び深さに亘って削除することにより、割りベース片26aを両側から対向状に挿入組合せするための孔部23aが形成されている。即ち、当該孔部23aの両側から、後述する割りベース26を形成する半割り状の割りベース片26aが対向状に組み付けされ、筒体固定・ガイド体24により割りベース26として一体的に保持固定される。尚、割りベース片26aを組付けする前に縮径部23dの底部23bへ図1に示す如く皿ばね18が挿着されることは勿論である。
【0024】
図5及び図6は前記割りベース26の組付け状態を示す平面図と、図5のイーイ視断面図である。図5及び図6からも明らかなように、各割りベース片26aは上壁26bを備えた短円筒体の下端外周に鍔部26cを形成すると共に、上壁26bに挿通孔26dと嵌合部26eを形成したものを、中央部から二つ割りにしたものであり、両割りベース片26aを対向状に組み付けることにより割りベース26が形成されている。
【0025】
即ち、図1に示すように、前記鍔部26cは筒体固定・ガイド体24の下端により押圧力を受けて押えアダプタ4を押圧する作用をし、また、前記挿通孔26dは支持筒体23の縮径部の壁体を挿通させるものであり、更に前記嵌合部26eは下部受台9と支持筒体23の壁体間に位置して、3つの部材9、23、26の位置決めを行なう作用をするものである。
【0026】
前記ベアリング28はベアリング受28aと小球28bとから形成されており、上部受台11の上方に配設され、位置決め用袋ナット12の回動を円滑化する。
【0027】
尚、図1の実施形態に係る制御弁は、前記圧力式流量制御装置用の制御弁として主に使用されるため、図1に示す如く、弁本体1にオリフイスガイド30a、ガスケット30b、オリフイス30c等から成るオリフイス取付部30と、圧力センサー31a、ガスケット31b、コネクター31c、押えフランジ31d、固定用ボルト31e等から成る圧力センサー取付部31と、接続ガイド29a、ガスケット29b等から成る一次接続部29等が設けられている。また32は、保護ケース14内に設けた圧電素子等の制御回路取付板である。
【0028】
当該制御弁の組立ては、前記図9のノーマルオープン型制御弁の場合と略同様であり、弁本体1の孔部1a内へ金属ダイヤフラム弁体2、押えアダプタ4、ダイヤフラム押え3を固定した圧電素子支持筒体23、皿ばね18、割りベース26、下部受台9の順に組み付け、筒体固定・ガイド体24を介して支持筒体23を弁本体1へ挿着する。
次に、支持筒体23内へボール8a、圧電素子10、上部受台11、ベアリング28の順に挿着し、位置決め材12を形成する位置決め袋ナットの締込量を調整することにより、圧電素子10による金属ダイヤフラム弁体2の作動ストロークを設定値に微調整する。
【0029】
筒体固定・ガイド体24の締込み固定により、前述の如く割りベース26と支持筒体23と下部受台9と皿ばね18とダイヤフラム押え3とダイヤフラム弁体2等は、全て所定の位置に整然と自動的に固定されると共に、位置決め材12の締込みによりボール8aや圧電素子10、支持筒体23等の軸芯は極めて高精度に一致されることになる。
【0030】
図1を参照して、制御回路(図示省略)からコネクター15を介して開弁信号が入力(入力電圧0〜120v)されると、圧電素子10は設定値(0〜45μmの間)だけ伸長する。
これにより、約40〜80kgの押し上げ力が支持筒体23に働き、筒体固定・ガイド体24のOリング25により軸芯を保持された状態で支持筒体23が皿ばね18の弾性力に抗して上記設定値だけ上昇する。その結果、ダイヤフラム弁体2がその弾性力によって弁座から離座し、開弁される。
逆に、開弁入力がoffになると、圧電素子10が元の長さ寸法の状態に復帰し、その結果、皿ばね18の弾性力により圧電素子支持筒体23の底部が下方向へ押し下げられ、ダイヤフラム押え3により金属ダイヤフラム弁体2が弁座へ当座し、閉弁状態となる。
尚、開弁ストロークが45μmで弁座の口径1mmφの場合、弁の全閉から全開に至る所要作動時間は約30msec以下である。
【0031】
図7は、本発明の第2実施形態を示すものであり、弁本体1のオリフイス取付部30の下流側に、図1の圧力センサー取付部31と略同一構造のオリフイス下流側圧力センサーの取付部33を設けたものである。
尚、制御弁そのものの構成は図1の場合と同一であるため、ここではその説明を省略する。
【0032】
図8は本発明の第3実施形態を示すものであり、図1の制御弁に於いて、圧力センサー取付部31の近傍に温度検出センサー(サーミスタ)34を配設し、これによって圧力センサー31aの温度補償のための温度検出を行なうようにしたものである。尚、制御弁そのものの構成は図1の場合と全く同一である。
【0033】
【発明の効果】
本発明に於いては、圧電素子支持筒体23と筒体固定・ガイド体24と割りベース26と皿ばね18とを有機的に組み合せることによりノーマルクローズ型の圧電素子駆動式金属ダイヤフラム型制御弁を構成しているため、従前のこの種制御弁に比較して部品点数を大幅に少なくすることが出来、製造コストの引下げが可能となる。
また、部品の組立に際して、各部材の軸芯の一致を自動的に図ることが出来、その結果組付精度が大幅に向上して組付け精度のばらつきによる弁制御特性のバラツキやヒステリシス現象が減少するだけでなく、作動の安定性及び応答性の向上が可能となる。
本発明は上述の通り優れた実用的効用を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係るノーマルクローズ型の圧電素子駆動式金属ダイヤフラム型制御弁の縦断面図である。
【図2】図1の制御弁の側面図である。
【図3】圧電素子支持筒体の縦断面図である。
【図4】図3のイーイ視断面図である。
【図5】割りベース26の平面図である。
【図6】図5のイーイ視断面図である。
【図7】本発明の第2実施形態に係る制御弁の正面図である。
【図8】本発明の第3実施形態に係る制御弁の一部を破断した側面図である。
【図9】従前のノーマルオープン型の圧電素子駆動式金属ダイヤフラム型制御弁の縦断面概要図である。
【図10】従前のノーマルクローズ型の圧電素子駆動式金属ダイヤフラム型制御弁の縦断面概要図である。
【図11】図10に於けるイーイ視断面図である。
【符号の説明】
1は弁本体、1aは孔部、2は金属ダイヤフラム弁体、3はダイヤフラム押え、4は押えアダプタ、8aはボール、9は下部受台、10は圧電素子、(ピエゾ素子)、11は上部受台、12は位置決め材(位置決め用袋ナット)、13はロックナット、14は保護ケース、15はコネクター、18は皿ばね、23は圧電素子支持筒体、23aは孔部、23bは底壁、24は筒体固定・ガイド体、25はOリング、26は割りベース、26aは半割り状の割りベース片、26bは上壁、26cは鍔部、26dは挿通孔、26eは嵌合部、27は固定用ボルト、28はベアリング、28aはベアリング受け、28bは小球、29は一次側接続部、29aは接続ガイド、29bはガスケット、30はオリフイス取付部、30aはオリフイスガイド、30bはガスケット、30cはオリフイス、31は圧力センサー取付部、31aは圧力センサー、31bはガスケット、31cはコネクタ、31dは押えフランジ、31eは固定用ボルト、32は制御回路取付板、33はオリフイス下流側圧力センサー取付部、34は温度検出センサー。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement of a piezoelectric element-driven metal diaphragm type control valve used to control a flow rate of gas, etc., and is mainly used in a pressure type flow control device such as a semiconductor manufacturing facility or a chemical manufacturing facility. It is.
[0002]
[Prior art]
In recent years, pressure-type flow rate control devices are widely used in place of mass flow controllers in semiconductor manufacturing facilities and chemical manufacturing facilities.
This pressure type flow control device adjusts the pressure P 1 by the control valve on the upstream side of the orifice while maintaining the upstream pressure P 1 of the orifice at about twice or more the downstream pressure P 2 . The basic principle is that the flow rate Qc downstream of the orifice is calculated by Qc = KP 1 (where K is a constant) and controlled to a predetermined set value, which is disclosed in JP-A-8-338546 and the like. Yes.
[0003]
By the way, the pressure type flow control device has high contact resistance, low dust generation, good gas replacement property, fast opening and closing speed, and quick and reliable closing of the fluid passage. So-called metal diaphragm type valves are often used from the viewpoint of being able to do so, and air cylinder driving devices, solenoid driving devices, and piezoelectric element driving devices are widely used as driving devices for control valves. Since the type of driving device can operate at a high speed and has less hysteresis phenomenon in operation characteristics, it is often used in a high-precision flow control valve.
[0004]
FIGS. 9 and 10 show an example of a control valve provided with a conventional piezoelectric element type driving device. FIG. 9 shows a normally open type control valve (JP-A-7-310842, etc.), and FIG. 10 shows a normally closed type. Each shows a mold control valve (Japanese Patent Laid-Open No. 8-338546).
9, 1 is a valve body, 2 is a metal diaphragm valve body, 3 is a diaphragm presser, 4 is a presser adapter, 5 is a guide body, 6 is a holding case, 7 is a bonnet nut, 8a and 8b are balls, 9 is a lower cradle, 10 is a piezoelectric element, 11 is an upper cradle, 12 is a positioning nut, 13 is a lock nut, 14 is a protective case, 15 is a connector, and 16 is a lead wire. As a result, the
When the valve opening signal is turned off, the
[0005]
10 and 11, 17 is a base body fixed to the
[0006]
That is, the upper end portion of each piezoelectric
[0007]
When a valve opening signal is input to the control valve shown in FIG. 10, the
[0008]
The normally closed control valve shown in FIGS. 10 and 11 has a high operating speed as a so-called high-speed opening / closing type control valve.
However, many problems to be solved still remain in the normally closed type piezoelectric element drive type metal diaphragm type control valve, making the control valve easy and easy to assemble, reducing the number of parts, improving the response speed, Reduction of operational hysteresis (reduction in variation in flow control characteristics) remains a problem.
[0009]
That is, in the control valve of FIGS. 10 and 11, the extension of the
Further, there are problems that it takes time to assemble the
[0010]
Furthermore, the
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has the above-mentioned problems in the conventional normally closed type piezoelectric element driven metal diaphragm type control valve, that is, (1) it is difficult to achieve hysteresis in the operating characteristics of the valve or to further improve the operating speed. (2) It is difficult to reduce the manufacturing cost due to the large number of parts and assembly, and (3) it is difficult to further improve the stability of the operation. A normally closed type that enables significant reduction in manufacturing costs by reducing the number of parts and facilitating assembly, as well as stabilizing operation, reducing hysteresis, and achieving high-speed response. The piezoelectric element drive type metal diaphragm control valve is provided.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention described in
[0013]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the positioning member is a
[0014]
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the
[0015]
According to a fourth aspect of the present invention, the
[0016]
A fifth aspect of the present invention is a method for fitting the
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of a control valve showing a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view of the control valve of FIG. 1 and 2, the same parts and members as those in FIGS. 9 to 11 are denoted by the same reference numerals.
[0018]
1 and 2, 1 is a valve body, 1a is a hole provided in the valve body, 2 is a metal diaphragm valve body, 3 is a diaphragm holder, 4 is a presser adapter, 8a is a ball, and 9 is a lower base. 10 is a piezoelectric element, 11 is an upper cradle, 12 is a positioning nut, 13 is a lock nut, 14 is a protective case, 15 is a connector, and 18 is a disc spring. And having substantially the same configuration.
[0019]
In the embodiment shown in FIG. 1, a
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
As shown in FIGS. 3 and 4, the
Further, the lowermost end portion of the
[0023]
3 and 4 are a longitudinal sectional view of the
[0024]
5 and 6 are a plan view showing an assembled state of the
[0025]
That is, as shown in FIG. 1, the
[0026]
The
[0027]
Since the control valve according to the embodiment of FIG. 1 is mainly used as a control valve for the pressure type flow control device, as shown in FIG. 1, the
[0028]
The assembly of the control valve is substantially the same as in the case of the normally open control valve shown in FIG. 9, and a piezoelectric device in which the metal
Next, the
[0029]
By fixing the cylinder body and tightening the
[0030]
Referring to FIG. 1, when a valve opening signal is input from a control circuit (not shown) via a connector 15 (input voltage 0 to 120 v), the
As a result, a push-up force of about 40 to 80 kg acts on the
Conversely, when the valve opening input is turned off, the
When the valve opening stroke is 45 μm and the valve seat has a diameter of 1 mmφ, the required operation time from full closing to full opening of the valve is about 30 msec or less.
[0031]
FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention, in which an orifice downstream pressure sensor having substantially the same structure as the pressure
Since the configuration of the control valve itself is the same as that in FIG. 1, its description is omitted here.
[0032]
FIG. 8 shows a third embodiment of the present invention. In the control valve of FIG. 1, a temperature detection sensor (thermistor) 34 is disposed in the vicinity of the pressure
[0033]
【The invention's effect】
In the present invention, a normally closed type piezoelectric element driven metal diaphragm type control is formed by organically combining the piezoelectric
In addition, when assembling parts, the axes of each member can be automatically aligned, resulting in a significant improvement in assembly accuracy and reduced variations in valve control characteristics and hysteresis due to variations in assembly accuracy. In addition, it is possible to improve operational stability and responsiveness.
The present invention has excellent practical utility as described above.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a normally closed piezoelectric element drive type metal diaphragm type control valve according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view of the control valve of FIG.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a piezoelectric element supporting cylinder.
4 is a cross-sectional view taken along the line E-I in FIG. 3;
5 is a plan view of the
6 is a cross-sectional view taken along the line E-I in FIG. 5;
FIG. 7 is a front view of a control valve according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a side view in which a part of a control valve according to a third embodiment of the present invention is broken.
FIG. 9 is a schematic vertical sectional view of a conventional normal open type piezoelectric element drive type metal diaphragm type control valve.
FIG. 10 is a schematic vertical cross-sectional view of a conventional normally closed type piezoelectric element driven metal diaphragm type control valve.
11 is a cross-sectional view taken along the line E-I in FIG. 10;
[Explanation of symbols]
1 is a valve body, 1a is a hole, 2 is a metal diaphragm valve body, 3 is a diaphragm retainer, 4 is a presser adapter, 8a is a ball, 9 is a lower base, 10 is a piezoelectric element, (piezo element), and 11 is an upper part A cradle, 12 is a positioning member (positioning cap nut), 13 is a lock nut, 14 is a protective case, 15 is a connector, 18 is a disc spring, 23 is a piezoelectric element support cylinder, 23a is a hole, 23b is a bottom wall , 24 is a cylinder fixing / guide body, 25 is an O-ring, 26 is a split base, 26a is a split base piece, 26b is an upper wall, 26c is a flange, 26d is an insertion hole, and 26e is a fitting portion. , 27 is a fixing bolt, 28 is a bearing, 28a is a bearing receiver, 28b is a small ball, 29 is a primary connection part, 29a is a connection guide, 29b is a gasket, 30 is an orifice mounting part, 30a is an orifice guide, 0b is a gasket, 30c is an orifice, 31 is a pressure sensor mounting portion, 31a is a pressure sensor, 31b is a gasket, 31c is a connector, 31d is a holding flange, 31e is a fixing bolt, 32 is a control circuit mounting plate, and 33 is downstream of the orifice. Side pressure
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