JPH01203772A - Automatic selector valve - Google Patents

Automatic selector valve

Info

Publication number
JPH01203772A
JPH01203772A JP2827888A JP2827888A JPH01203772A JP H01203772 A JPH01203772 A JP H01203772A JP 2827888 A JP2827888 A JP 2827888A JP 2827888 A JP2827888 A JP 2827888A JP H01203772 A JPH01203772 A JP H01203772A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
valve body
valve
hot water
diaphragm
plunger
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2827888A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Osamu Tsutsui
修 筒井
Kinya Arita
欽也 有田
Atsuo Makita
牧田 厚雄
Ryoichi Tsukada
良一 塚田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toto Ltd
Original Assignee
Toto Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toto Ltd filed Critical Toto Ltd
Priority to JP2827888A priority Critical patent/JPH01203772A/en
Publication of JPH01203772A publication Critical patent/JPH01203772A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Fluid-Driven Valves (AREA)
  • Multiple-Way Valves (AREA)

Abstract

PURPOSE:To drive an automatic selector valve by a driving device having a small output by controlling a valve body by the opening/closing operation of a pilot valve body driven by a continuous drive type actuator for minute distance. CONSTITUTION:The valve bodies 3 are arranged in symmetry around a continuous drive type actuator D' for minute distance, and a partitioning wall 15 having a nearly cylindrical form is projectingly installed between the branched conduits 11 and 12. A main valve seat 16 is formed at the top edge of the partitioning wall 15, and the outer periphery of a diaphragm 18 made of soft material is installed in watertight state onto the inner surface 17 of a conduit on the inflow side, and the center part of the diaphragm 18 is attached onto the main valve seat 16. When only the opening/closing operation of a pilot valve body 25 is carried out, the opening/closing operation of the valve body 13 is executed by the pressure of a conduit 19 on the inflow side.

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は、自動切替弁に関するものである。[Detailed description of the invention] (b) Industrial application fields The present invention relates to an automatic switching valve.

(ロ) 従来の技術 従来、管路の分岐点に介在して、電気的に駆動される弁
体により流体の流れを切替えるようにした自動切替弁で
は、電気的アクチュエータと上記弁体とが直接連動連結
されていた。
(b) Conventional technology Conventionally, in automatic switching valves in which the flow of fluid is switched by an electrically driven valve body interposed at a branch point of a pipe, the electric actuator and the valve body are directly connected. It was linked together.

(ハ) 発明が解決しようとする問題点上記のように、
アクチュエータと弁体とが直接連動連結されているため
に、弁体を管路中の流体圧力に抗して作動させるのに大
きな駆動エネルギーを要し、そのなめ、大出力の自動切
替弁駆動装置を必要とするという欠点があった。
(c) Problems to be solved by the invention As mentioned above,
Because the actuator and the valve body are directly interlocked and connected, it takes a large amount of drive energy to operate the valve body against the fluid pressure in the pipeline. It had the disadvantage of requiring .

(ニ) 問題点を解決するための手段 本発明では、管路の分岐点に介在し、弁体の作動により
吐出管路の切替えを行うようにした自動切替弁において
、弁体をパイロット弁体の開閉作動により制御されるダ
イヤフラムに連動連結し、パイロット弁体を電気的に駆
動される微小距雛無段階駆動式アクチュエータにより駆
動してなる自動切替弁を提供するものである。
(d) Means for Solving Problems In the present invention, in an automatic switching valve that is interposed at a branch point of a pipe and switches the discharge pipe by operating a valve body, the valve body is replaced by a pilot valve body. The present invention provides an automatic switching valve in which the pilot valve element is driven by an electrically driven minute distance stepless drive type actuator, which is interlocked and connected to a diaphragm that is controlled by the opening and closing operations of the valve.

なお、ここで、微小距離無段階駆動式アクチュエータと
は、積層式圧電アクチュエータ、圧電バイモルフアクチ
ュエータ、ステッピングリニヤモータ、圧電リニヤモー
タ、超音波リニアモータ、超音波モータ(回転式)と回
転ねじの組み合わせ、ステッピングモータ(回転式)と
回転ねじどの組み合わせ等をいう。
In addition, here, micro-distance stepless drive type actuators include laminated piezoelectric actuators, piezoelectric bimorph actuators, stepping linear motors, piezoelectric linear motors, ultrasonic linear motors, combinations of ultrasonic motors (rotary type) and rotating screws, and stepping A combination of a motor (rotary type) and a rotating screw.

(ホ) 作用・効果 この発明によれば、微小距離無段Iil駆動式アクチュ
エータでパイロット弁体を開閉させると、管路中の流体
圧力によってダイヤフラムが作動し、弁体を作動させて
、流路の切替作動が行われるので、上記アクチュエータ
はパイロット弁体だけを作動すればよく、同切替弁駆動
のためのエネルギーが少なくてすむ。
(E) Function/Effect According to this invention, when the pilot valve body is opened and closed by the infinitesimal distance stepless Iil drive type actuator, the diaphragm is actuated by the fluid pressure in the pipe, and the valve body is actuated to open and close the flow path. Since the switching operation is performed, the actuator only needs to operate the pilot valve element, and less energy is required to drive the switching valve.

従って、小主力の駆動装置でも自動切替弁を駆動するこ
とができるようになり、省エネルギーと、装置の小型化
をはかることができる。
Therefore, it becomes possible to drive the automatic switching valve even with a small main power driving device, and it is possible to save energy and downsize the device.

(へ) 実施例 以下添付図に示す実施例に基づいて、本発明を詳説する
(f) Examples The present invention will be explained in detail below based on examples shown in the attached drawings.

第1図は、湯水混合弁(八)の下流側に自動切替弁(B
)を設けて、湯水混合弁(八)で温度調整された湯水の
流出方向を自動切替弁(8)で切替えるようにした湯水
混合装置の構成を示している。
Figure 1 shows an automatic switching valve (B) located downstream of the hot water mixing valve (8).
), and an automatic switching valve (8) switches the flow direction of hot water whose temperature is adjusted by a hot water mixing valve (8).

湯水混合弁(八)は、水側管路(1)と湯側管路(2)
との合流点に設けられており、湯側管路(2)側と湯水
管路(3)側に湯水弁座(4)(4°)を設け、水側管
路(1)と湯側管路(2)間に設けた仕切壁(5)に略
円筒形状の弁体(6)を摺動自在に貫入して、同弁体(
6)の上下摺動により、湯側及び水側弁座(4)(4°
)の開度を調整して、湯水管路(3)から吐出される混
合湯水の温度を調整するように構成しており、湯水管路
(3)に設けた温度センサ(7)で混合湯水の温度を検
出し、第6図で示す制御装置(C)を介して弁体(6)
と連結した微小距離無段階駆動式アクチュエータ(D)
の作動を制御して湯水管路(3)から吐出される混合湯
水の温度を予め設定した温度に保持するように構成され
ている。
The hot water mixing valve (8) connects the water side pipe (1) and the hot water side pipe (2).
A hot water valve seat (4) (4°) is provided on the hot water side pipe (2) side and the hot water side pipe (3) side, and the water side pipe (1) and the hot water side A substantially cylindrical valve body (6) is slidably inserted into the partition wall (5) provided between the pipes (2).
6), the hot water side and water side valve seats (4) (4°
) to adjust the temperature of the mixed hot water discharged from the hot water pipe (3), and the temperature sensor (7) provided in the hot water pipe (3) adjusts the temperature of the mixed hot water Detects the temperature of the valve body (6) via the control device (C) shown in FIG.
Micro distance stepless drive type actuator (D) connected to
The temperature of the mixed hot water discharged from the hot water pipe (3) is maintained at a preset temperature by controlling the operation of the hot water pipe (3).

なお、図中(8)は、弁体(6)の復座用スプリングで
あり、停電等により上記アクチュエータ(D)のプラン
ジャ(9)の拘束力が失われたとき、湯側の弁座(4)
を閉じて高温の混合湯水が吐出される危険を防止するも
のである。
Note that (8) in the figure is a spring for restoring the valve body (6), and when the restraining force of the plunger (9) of the actuator (D) is lost due to a power outage, etc., the valve seat (8) on the hot water side 4)
This prevents the risk of hot mixed water being discharged by closing the lid.

湯水混合装置 設けられており、同左(8)は、湯水混合弁(A)の湯
水管路(3)と連通した管路(10)を二叉状に分岐さ
せ、分岐管路(11)と分岐管路(12)中にそれぞれ
介設した弁体(13)(13)と、各弁体(13)(1
3)を作動させるための一個の微小距離無段階駆動式ア
クチュエータ(Do)によって構成されている。
A hot water mixing device is provided, and on the left (8), the pipe line (10) that communicates with the hot water pipe line (3) of the hot water mixing valve (A) is branched into two forks, and the branch pipe line (11) and Valve bodies (13) (13) respectively interposed in the branch pipe line (12), and each valve body (13) (1
3) consists of one minute distance stepless drive type actuator (Do).

各弁体(13)(13)は、上記アクチュエータ(Do
)を中心として対称に配設されており、分岐管路(11
)(12)中に略円筒形状の仕切壁(15)を突設して
、同仕切壁(15)の先端縁に主弁座(16)を形成す
ると共に、流入側の管路内面(17)に柔軟素材よりな
るダイヤフラム(18)の外周を水密状態で取付け、同
ダイヤフラム(18)の中央部を上記主弁Ju (16
)に当接させることにより、流入側の管路(19)と流
出側の管路(20)との連通を遮断するようにしている
Each valve body (13) (13) is connected to the actuator (Do
) are arranged symmetrically around the branch pipe (11
) (12) is provided with a substantially cylindrical partition wall (15) projecting therein, a main valve seat (16) is formed at the tip edge of the partition wall (15), and the inner surface of the pipe on the inflow side (17 ) The outer periphery of a diaphragm (18) made of a flexible material is attached in a watertight manner to the main valve Ju (16
), thereby cutting off communication between the inflow side pipe line (19) and the outflow side pipe line (20).

また、ダイヤプラム(18)の流入側の管路(19)に
臨む周縁部には、小径のオリフィス(21)を穿設して
、流入側の管路(19)と、ダイヤフラム(18)の主
弁座(16)側とは反対側に形成した圧力室(22)と
を連通させており、更にダイヤフラム(18)の中央に
パイロット弁座(23)とパイロット通路(24)を設
けて、圧力室(22)と流出側の管路(20)とを連通
させ、同弁座(23)に微小距離無段階駆動式アクチュ
エータ(Do)と連動連結したパイロット弁体(25)
の先端面を当接させることで圧力室(22)と流出側の
管路(20)との連通を開閉するようにしている。
In addition, a small diameter orifice (21) is bored in the peripheral edge of the diaphragm (18) facing the inflow side pipe line (19), so that the inflow side pipe line (19) and the diaphragm (18) are connected to each other. It communicates with a pressure chamber (22) formed on the side opposite to the main valve seat (16), and furthermore, a pilot valve seat (23) and a pilot passage (24) are provided in the center of the diaphragm (18). A pilot valve body (25) which communicates the pressure chamber (22) with the outflow side pipe (20) and is interlocked and connected to the same valve seat (23) with a minute distance stepless drive type actuator (Do).
Communication between the pressure chamber (22) and the outflow side pipe (20) is opened and closed by bringing the tip surfaces of the pressure chamber (22) into contact with the pressure chamber (22).

なお、パイロット弁体(25)の先端には同弁座(23
)と当接させるための弾性体を連設している。
In addition, the pilot valve body (25) has a valve seat (23) at its tip.
) is connected with an elastic body for contact with the

特に、上記オリフィス(21)をパイロット弁座(23
)及び同通路(24)よりも小径としており、パイロッ
ト通路(24)が閉じているときには、圧力室(22)
の圧力が高まり、ダイヤプラム(18)を主弁座(16
)方向に押圧して、弁体(13) (13)を閉じ、パ
イロット通路(24)が開いているときは、圧力室(2
2)の圧力が低下して流入側の管路(19)の圧力でダ
イヤフラム(18)が主弁Ju (16)から離れて弁
体(13)(13)を開くように構成している。
In particular, the orifice (21) is connected to the pilot valve seat (23).
) and the same passage (24), and when the pilot passage (24) is closed, the pressure chamber (22)
The pressure increases and the diaphragm (18) is pushed against the main valve seat (16).
) direction to close the valve body (13). When the pilot passage (24) is open, the pressure chamber (2
2) is reduced and the diaphragm (18) separates from the main valve Ju (16) due to the pressure in the inflow side pipe (19), opening the valve body (13) (13).

上記のように、パイロット弁体(25)(25)の開閉
動作のみを行えば、流入側の管路(19)の圧力によっ
て弁体(13)(13)の開閉動作が行われることにな
り、従って自動切替弁(8)の開閉作動を制御する微小
距離無段階駆動式アクチュエータ(Do)は、パイロッ
ト弁体(25)(25)だけを作動させればよく、弁体
を直接駆動するようにしたものに比べ、小出力の同アク
チュエータ(Do)で事足りることになる。
As mentioned above, if only the pilot valve bodies (25) (25) are opened and closed, the valve bodies (13) (13) will be opened and closed by the pressure in the inlet pipe (19). Therefore, the minute distance stepless drive type actuator (Do) that controls the opening/closing operation of the automatic switching valve (8) only needs to operate the pilot valve body (25) (25), and the valve body is directly driven. This means that the same actuator (Do) with a smaller output will suffice compared to the one with the same output.

なお、図中(E)(E’)は、微小圧M無段階駆動式ア
クチュエータ(D)(D’)のケーシング、(26)は
混合湯水が同アクチュエータ(D)(D’) rmに浸
入するのを防止する摺動抵抗の小さいU字状もしくはY
字状パツキン、(27)は湯水混合弁(A)の水側管路
(1)と湯側管路(2)間の漏れを防止するためのOリ
ングで、弁体(6)の自動振動を減衰させるためのフリ
クションダンパーを兼ねている。
In the figure, (E) and (E') indicate the casing of the micro-pressure M stepless drive actuator (D) and (D'), and (26) indicates that the mixed hot water enters the same actuator (D) and (D') rm. U-shaped or Y-shaped with low sliding resistance to prevent
The letter-shaped gasket (27) is an O-ring to prevent leakage between the water side pipe (1) and hot water side pipe (2) of the hot water mixing valve (A), and the automatic vibration of the valve body (6). It also serves as a friction damper to attenuate the

湯水混合弁(八)に設けた微小圧M無段階駆動式アクチ
ュエータ(D)は、同アクチュエータの一形態をなす圧
電アクチュエータであり、第1図及び第2図で示すよう
に、アクチュエータ(D)は、前後壁(a)(b)を具
備する筒状のケーシング(E)内に、同心円的にかつ軸
線に沿って進退自在にプランジャ(9)を取付け、さら
に、プランジャ(9)の外周面上に、同心円的に、4個
の圧電素子(e)(f)(g)(h)からなる圧電素子
組立体を配設することによって構成している。
The micro-pressure M stepless drive type actuator (D) provided in the hot water mixing valve (8) is a piezoelectric actuator that is one form of the same actuator, and as shown in FIGS. 1 and 2, the actuator (D) The plunger (9) is installed in a cylindrical casing (E) having front and rear walls (a) and (b) so as to be movable back and forth concentrically and along the axis, and the outer circumferential surface of the plunger (9) is A piezoelectric element assembly consisting of four piezoelectric elements (e), (f), (g), and (h) is arranged concentrically on the top.

また、図示の実施例において、圧電素子(q)(h)は
、ケーシング(Dの中央部に配設されており、前壁(a
)に基端を固定した保持具(旧の先端に固着されている
Furthermore, in the illustrated embodiment, the piezoelectric elements (q) and (h) are disposed in the center of the casing (D) and are located on the front wall (a).
) with the proximal end fixed to the retainer (fixed to the old tip).

また、(iHj)はその基端を圧電素子((J)(h)
に固着するとともにその先端を前後壁(a) (b)に
向けて伸延する片持ち梁状の弾性ブリッジである。
In addition, (iHj) has its base end connected to the piezoelectric element ((J) (h)
It is a cantilever-shaped elastic bridge that is fixed to the front and rear walls and extends toward the front and rear walls (a) and (b).

そして、同弾性ブリッジ(i)(j)の先端は、その外
周面に圧電素子(e)(f)を取付けるとともに、その
内周面に、ブレーキシュー(k)(+)を固着している
The ends of the elastic bridges (i) and (j) have piezoelectric elements (e) and (f) attached to their outer peripheral surfaces, and brake shoes (k) (+) are fixed to their inner peripheral surfaces. .

そして、この圧電素子(e)(f)(g)(h)のうち
圧電素子(e)(f)は、電源をオンした際に、圧電素
子(g)(h)はオフした際に縮むように構成されてい
る。
Of these piezoelectric elements (e), (f), (g), and (h), piezoelectric elements (e) (f) contract when the power is turned on, and piezoelectric elements (g) and (h) contract when the power is turned off. It is configured to

即ち、圧電素子(e)(f)は、通電状態では縮んで、
その内径を縮径してプランジャ(9)をクランプすると
ともに、通電していない状態では伸びて内径を拡径して
プランジャ(9)を解除する。一方、圧電素子(a)(
h)は、通電していない状態ではプランジャ(9)上を
軸線方向に縮んだ状態にあり、通電状態では、プランジ
ャ(9)上を伸び、その軸線方向の全長を長くすること
になる。
That is, the piezoelectric elements (e) and (f) contract when energized,
The inner diameter is reduced to clamp the plunger (9), and in a state where no current is applied, the inner diameter is expanded to release the plunger (9). On the other hand, piezoelectric element (a) (
h) is in a contracted state on the plunger (9) in the axial direction when it is not energized, and when it is energized, it extends on the plunger (9) and increases its total length in the axial direction.

そして、プランジャ(9)は、かかる4つの圧電素子(
e)(f)(g)(h)を後述する制御装置(C)によ
って制御することにより、軸線方向に移動することがで
きる。
Then, the plunger (9) connects these four piezoelectric elements (
By controlling e)(f)(g)(h) by a control device (C) described later, it is possible to move in the axial direction.

圧電素子(e) (f)(g)(h)は、第1図及び第
2図に示すように多数の圧電素子片をプランジャ(9)
の軸線方向に積層して形成した円筒状の素子で、円筒の
両端に電極が設けられており、この両端に電圧を印加す
ることにより、作動するように構成されている。
The piezoelectric elements (e), (f), (g), and (h) are as shown in Figures 1 and 2.
It is a cylindrical element formed by laminating the cylinders in the axial direction. Electrodes are provided at both ends of the cylinder, and the cylinder is configured to be activated by applying a voltage to both ends.

なお、圧電素子片は、例えば、圧電セラミックスを用い
ることができ、かかる圧電セラミックスとしては、AB
O3ペロブスカイト形の結晶構造をもつ強誘電材料であ
ってPZT[Pb(Zr。
Note that the piezoelectric element piece can be made of, for example, piezoelectric ceramics, and examples of such piezoelectric ceramics include AB
PZT[Pb(Zr.

Ti)03]系、やPLZT [Pb (Zr、Ti 
)Oa ] 、 PT (PbT i Oa )系、あ
るいはpzTを基にした3成分系のものを用いることが
できる。
Ti)03] system, or PLZT [Pb (Zr, Ti
) Oa ], PT (PbT i Oa ) system, or a three-component system based on pzT can be used.

また、圧電素子(e)け)(a)(h)は、第3図に示
すように、多数の薄肉リング状の圧電素子片をプランジ
ャ(9)の軸芯廻りにラジアル方向に積層して形成する
こともできる。この場合、電圧の印加力向を90度変え
ることになる。
In addition, the piezoelectric elements (e), (a), and (h) are made by stacking a large number of thin ring-shaped piezoelectric elements in the radial direction around the axis of the plunger (9), as shown in Fig. 3. It can also be formed. In this case, the direction of the applied voltage is changed by 90 degrees.

なお、上記構成において、圧電素子(e)(f)((J
)(h)は円形断面のみでなく、例えば、矩形断面等と
することもでき、また、第4図及び第5図に示す如く、
分割片から形成することもできる。
In addition, in the above configuration, piezoelectric elements (e) (f) ((J
)(h) can have not only a circular cross section but also a rectangular cross section, for example, and as shown in FIGS. 4 and 5,
It can also be formed from separate pieces.

また、プランジャ(9)は、ブレーキシュー(k)(1
)によって多数回クランプされるものであるため、線膨
張係数が小さく、硬度、強度、耐クリープ性及び耐摩耗
性が大きく、さらに、加工精度が高いものが望ましく、
例えば、セラミック素材としたものが考えられる。
Further, the plunger (9) is connected to the brake shoe (k) (1
), it is desirable to have a small coefficient of linear expansion, high hardness, strength, creep resistance, and wear resistance, and high processing accuracy.
For example, a ceramic material may be considered.

また、第6図に、上記圧電アクチュエータ(D)を制御
するための制御装置(C)の構成を示している。
Further, FIG. 6 shows the configuration of a control device (C) for controlling the piezoelectric actuator (D).

図示するように、制御装置(C)は、マイクロプロセッ
サ(r)と、入出力インターフェース(S)(t)と、
湯水混合弁(A)と自動切替弁(B)の制御プログラム
を記憶したメモリ(U)とから構成され、入力インター
フェース(S)には、混合湯水の温度設定器(50)、
温度センサ(7)、分岐管路開鎖(51)(52)、両
分岐管路閉釦(53)が接続し、出力インターフェース
(1)には、湯水混合弁(A)と自動切替弁(B)の微
小距離無段階駆動式アクチュエータ(D) (Do)と
が接続しており、上記プログラムに従って、混合湯水の
温度調整には湯水混合弁(A)のアクチュエータ(D)
を、混合湯水の流出方向の切替及び流動調整には自動切
替弁(B)のアクチュエータ(Do)を作動させるよう
にしている。
As illustrated, the control device (C) includes a microprocessor (r), an input/output interface (S) (t),
It consists of a memory (U) that stores control programs for the hot water mixing valve (A) and the automatic switching valve (B), and the input interface (S) includes a mixed hot water temperature setting device (50),
A temperature sensor (7), a branch pipe open/close button (51) (52), and both branch pipe close buttons (53) are connected, and the output interface (1) is connected to a hot water mixing valve (A) and an automatic switching valve (B). ) is connected to the minute distance stepless drive actuator (D) (Do), and according to the above program, the actuator (D) of the hot water mixing valve (A) is used to adjust the temperature of the mixed hot water.
The actuator (Do) of the automatic switching valve (B) is operated to switch the outflow direction of the mixed hot water and adjust the flow.

ついで、アクチュエータ(D)(D’)のプランジャ(
9)(30)の移動について、第7図〜第9図を参照し
て説明する。
Next, the plungers (
9) The movement of (30) will be explained with reference to FIGS. 7 to 9.

第6図に示す温度センサ(7)の検出値と温度設定器に
よる設定温度との間に差異を生じたとき、又は、分岐管
路開鎖(51052)のいずれかが押されたとき、制御
装f (C)がメモリ(U)から読み出した駆動順序プ
ログラムに従って、駆動パルスを発生し、第7図に示す
ように、圧電素子(e)に電圧を印加して同圧電素子(
e)の内径を縮径することにより、プランジャ(9)を
クランプさせるとともに、圧電素子(f)の電圧の印加
を解除して同圧電素子(f)の内径を拡径することによ
り、プランジャ(9)のクランプを解除する。
When a difference occurs between the detected value of the temperature sensor (7) shown in Fig. 6 and the temperature set by the temperature setting device, or when any of the branch pipe opening/closing buttons (51052) is pressed, the control f (C) generates a drive pulse according to the drive sequence program read from the memory (U), and as shown in FIG. 7, voltage is applied to the piezoelectric element (e) to
By reducing the inner diameter of the piezoelectric element (e), the plunger (9) is clamped, and by releasing the voltage application to the piezoelectric element (f) and expanding the inner diameter of the piezoelectric element (f), the plunger (9) is clamped. 9) Release the clamp.

次に、第8図に示すように、圧電素子(!;I)(h)
に電圧を印加して伸ばすと、圧電素子(g)(h)が矢
印方向に移動し、これにともなって圧電素子(e)がク
ランプするプランジャ(9)も矢印方向に移動する。
Next, as shown in FIG. 8, the piezoelectric element (!;I) (h)
When a voltage is applied to extend the piezoelectric elements (g) and (h), the piezoelectric elements (g) and (h) move in the direction of the arrow, and accordingly, the plunger (9) to which the piezoelectric element (e) is clamped also moves in the direction of the arrow.

その後、第9図に示すように、圧電素子(e)の印加電
圧を解除して同圧電素子(8)の内径を拡径することに
より、プランジャ(9)のクランプを解除し、圧電素子
Cf)に電圧を印加して同圧電素子(f)の内径を縮径
することによりプランジャ(9)をクランプすると共に
、圧電素子(g)(h)の印加電圧を解除すると、圧電
素子(g)(h)は矢印方向に縮み、プランジャ(9)
はさらに矢印方向に移動する。
Thereafter, as shown in FIG. 9, by releasing the voltage applied to the piezoelectric element (e) and expanding the inner diameter of the piezoelectric element (8), the clamp of the plunger (9) is released and the piezoelectric element Cf ) to clamp the plunger (9) by reducing the inner diameter of the piezoelectric element (f) and release the applied voltage to the piezoelectric elements (g) and (h), the piezoelectric element (g) (h) is contracted in the direction of the arrow, and the plunger (9)
moves further in the direction of the arrow.

その後、上記動作を繰り返すことにより、プランジャ(
9)を、μmオーダ或いはサブμmオーダのストローク
で尺とり生状に移動することができ、各種装置や機械等
を精密に動作させることができる。
After that, by repeating the above operation, the plunger (
9) can be moved in a linear manner with a stroke on the μm order or sub-μm order, and various devices and machines can be operated precisely.

自動切替弁(B)に設けた微小距離無段階駆動式アクチ
ュエータ(Do)は、前記の湯水混合弁(A)の同アク
チュエータ(D)とプランジャ部分が異なるだけで他は
全く同一の構成であり、自動切替弁(8)のプランジャ
(30)は、略円筒形状に形成され、内部の両端にそれ
ぞれパイロット弁体(25)(25)の基端拡径部(2
5a)(25a)を収納し、各基端拡径部(25a)(
25a)の間に拡張方向の付勢力を有するコイルスプリ
ング(31)を介装して各パイロット弁体(25)(2
5)を前記のパイロット弁慶(23)(23)方向に付
勢して、上記アクチュエータ(Do)に通電していない
とき、各弁慶(23) (23)を両方とも閉鎖させて
いる。
The minute distance stepless drive type actuator (Do) provided in the automatic switching valve (B) has the same configuration as the actuator (D) of the hot water mixing valve (A) described above, except for the plunger part. , the plunger (30) of the automatic switching valve (8) is formed into a substantially cylindrical shape, and has a proximal enlarged diameter portion (2) of the pilot valve body (25) (25) at both internal ends.
5a) (25a), and each proximal enlarged diameter part (25a) (
A coil spring (31) having a biasing force in the expansion direction is interposed between each pilot valve body (25) (25a).
5) in the direction of the pilot valves (23) (23) to close both valve valves (23) (23) when the actuator (Do) is not energized.

またプランジャ(30)の両端部内周面に係止用内側フ
ランジ(32)(32)を設けて、各パイロット弁体(
25)(25)の基端拡径部(25a)(シ5a)から
外側方向に延出した1ランジヤ(30)よりも小径とし
たパルプステムを挿通させており、プランジャ(30)
を左右いずれか一方向に作動させたとき、この作動方向
のパイロット弁座(23)は閉じたままで、作動方向と
反対側のパイロット弁座(23)は、上記係止用内側フ
ランジ(32)と基端拡径部(25a)との当接により
、パイロット弁体(25)が同弁座(23)から龍隔し
て、弁体(13)を開かせることができる。
In addition, locking inner flanges (32) (32) are provided on the inner peripheral surface of both ends of the plunger (30), and each pilot valve body (
25) A pulp stem having a diameter smaller than the one plunger (30) extending outward from the proximal enlarged diameter portion (25a) (shi5a) of (25) is inserted through the plunger (30).
When the is operated in one direction, left or right, the pilot valve seat (23) in this operating direction remains closed, and the pilot valve seat (23) on the opposite side to the operating direction is closed by the locking inner flange (32). The pilot valve body (25) is separated from the valve seat (23) by the contact between the base end enlarged diameter portion (25a) and the valve body (13) can be opened.

この弁体(13)の作動は、前述したように圧力室(2
2)の圧力によってダイヤプラム(18)を作動させて
行われるのであるが、パイロット弁体(25)(25)
を、全開と全開の中間に位置させた場合、ダイヤプラム
(18)に設けたパイロット弁座(23)が同弁体(2
5)に近接(離隔)すると、向弁M (23)の開度が
小(大)となって抵抗が増加(減少)するために、オリ
フィス(21)から流入する混合湯水により圧力室(2
2)の圧力が高(低)くなり、ダイヤプラム(18)へ
の押圧力が大(小)となり、パイロット弁体(25)と
同弁座(23)とを離隔゛(近接)させるように作動す
る。
The operation of this valve body (13) is as described above.
This is done by operating the diaphragm (18) using the pressure in step 2), and the pilot valve body (25) (25)
When the pilot valve seat (23) provided on the diaphragm (18) is positioned between fully open and fully open, the pilot valve seat (23) provided on the diaphragm (18)
5), the opening degree of the direction valve M (23) becomes small (large) and the resistance increases (decreases).
2) becomes high (low), the pressing force on the diaphragm (18) becomes large (small), and the pilot valve body (25) and the valve seat (23) are separated from each other (close to each other). It operates.

つまり、弁# (13)の開閉作動、すなわちダイヤフ
ラム(18)に設けたパイロット弁座(23)の開閉作
動の因果関係中に、微小距離無段階駆動式アクチュエー
タ(Do)と連動したパイロット弁体(25)の位置と
関係した圧力室(22)中の圧力変動を介して流体的な
ネガチブフィードバックループが形成されることになり
、ダイヤフラム(18)は、オリフィス(21)から圧
力室(22)に流入する流体の量と、パイロット弁座(
23)から圧力室(22)外に流出する流体の量が等し
くなる位置で釣合い、その位置を保持することになる。
In other words, during the opening/closing operation of valve # (13), that is, the opening/closing operation of the pilot valve seat (23) provided on the diaphragm (18), the pilot valve body is linked to the infinitesimal distance continuously driven actuator (Do). A negative fluid feedback loop will be formed through the pressure fluctuations in the pressure chamber (22) in relation to the position of the diaphragm (18) from the orifice (21) to the pressure chamber (22). The amount of fluid flowing into the pilot valve seat (
Balance occurs at a position where the amounts of fluid flowing out of the pressure chamber (22) from the pressure chamber (23) are equal, and that position is maintained.

上記のパイロット弁体(25)の位置は、微小距離無段
階駆動式アクチュエータ(Do)で、弁体(13)の全
開と全閉位置の中間の任意の位置に設定することができ
、同設定位置を目標として、ダイヤフラム(18)の位
置すなわち弁体(13)の開度を決定することができる
ことから、上記アクチュエータ(Do)を制御して弁体
(13)に流量調整を行わせることが可能である。
The position of the pilot valve body (25) mentioned above can be set to any position between the fully open and fully closed positions of the valve body (13) using a minute distance stepless drive type actuator (Do). Since the position of the diaphragm (18), that is, the opening degree of the valve body (13) can be determined with the position as a target, it is possible to control the actuator (Do) to cause the valve body (13) to adjust the flow rate. It is possible.

従って、管路(10)に流量センサ(100)を設けて
、同センサ(100)の出力を制御装置(C)に入力し
て、混合湯水の吐出量を自動制御することができる。
Therefore, by providing a flow rate sensor (100) in the conduit (10) and inputting the output of the sensor (100) to the control device (C), the discharge amount of mixed hot water can be automatically controlled.

また、上記作動に際し、パイロット弁体(25)はダイ
ヤフラム(18)の目標位置を設定するだけであるので
同弁体(25)の作動に要する上記アクチュエータ(D
o)の出力が極めて小さくてすむ。
Further, during the above operation, the pilot valve body (25) only sets the target position of the diaphragm (18), so the actuator (D) required for the operation of the pilot valve body (25) is
The output of o) can be extremely small.

また、本実施例において、プランジャ(9)(30)は
、その先端に縮径先端部が形成又は連設されており、同
先端部(q)、パイロット弁体(25)(25)の端面
面積(受圧面積)を、プランジャ(9) (30)の断
面積より著しく小さいものとしている。
In addition, in this embodiment, the plungers (9) (30) have diameter-reduced tip portions formed or connected to their tips, and the tip portions (q) and the end faces of the pilot valve bodies (25) (25) The area (pressure-receiving area) is significantly smaller than the cross-sectional area of the plungers (9) and (30).

従って、後述するように弁等に用いた場合、受圧面積を
著しく小さくできるので、プランジャ(9) (30)
が受けるスラスト力を最小にして、グランジャ(903
0)の駆動へのスラスト力の影響を最小にすることがで
き、プランジャ(9)(30)の正確な駆動が可能とな
る。
Therefore, when used in valves, etc., as described later, the pressure receiving area can be significantly reduced, so the plunger (9) (30)
Granja (903
0) can be minimized, and the plungers (9) and (30) can be driven accurately.

また、プランジャ(9) (30)の段部を、プランジ
ャ(9)(30)が一定距離前方向に移動した状態(例
えば、全開位置或いはそれより僅かに進んだ位置)で後
壁等の後面と当接するようにしておけば、プランジャ(
9)(30)のそれ以上の前進を規制でき、過度の前進
に起因する開閉弁のダイヤフラム等の損傷を確実に防止
することができる。
In addition, the step part of the plunger (9) (30) can be attached to the rear surface of the rear wall, etc. when the plunger (9) (30) has moved a certain distance forward (for example, at a fully open position or a position slightly further advanced than that). If you make contact with the plunger (
9) It is possible to restrict further advance of (30), and it is possible to reliably prevent damage to the diaphragm, etc. of the on-off valve due to excessive advance.

また、プランジャ(9) (30)の作動量が同アクチ
ュエータ(D)(D’)に印加された駆動パルス数に比
例することから、オープンエンドの制#回路で事足り、
同装置(C)の構造を簡単にすることができる。
In addition, since the actuation amount of the plungers (9) and (30) is proportional to the number of driving pulses applied to the actuators (D) and (D'), an open-ended control circuit is sufficient.
The structure of the device (C) can be simplified.

上記のように自動切替弁(B)の弁体(13)(13)
の一部をなすパイロット弁体(25)(25)を微小距
離無段階駆動式アクチュエータ(Do)により連接駆動
させたことにより、混合湯水の吐出方向の切替えばかり
でなく、吐出混合湯水の流量調整をも行うことができる
ようになり、また、弁体(13)の開閉動作を緩速にし
てウォーターハンマー及び異音発生を防止すると共に、
向弁(B)の切替えに要する制御出力を小さくして、制
御装置(C)を小容量・小形化することができ、また、
停電等により制御装置(C)が制御機能を失った際は、
プランジャ(30)がフリーとなり、両方の分岐管路(
11)(12)を閉鎖して混合湯水の吐出を自動的に停
止させることができる。
Valve body (13) (13) of automatic switching valve (B) as above
By driving the pilot valve bodies (25) (25), which form part of the In addition, the opening and closing operation of the valve body (13) is slowed down to prevent water hammer and abnormal noise.
By reducing the control output required for switching the facing valve (B), the control device (C) can be made smaller and smaller, and
If the control device (C) loses its control function due to a power outage, etc.
The plunger (30) becomes free and both branch pipes (
11) (12) can be closed to automatically stop the discharge of mixed hot water.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明による自動切替弁を具備した湯水混合
装置の全体構成図。 第2図〜第5図は、圧電素子の側面図。 第6図は、制御装置の構成を示すブロック図。 第7図〜第9図は、微小距離無段階駆動式アクチュエー
タの作動説明図。 (B):自動切替弁 (D’):v1小距離無段階駆動式アクチュエータ(1
3) :弁体 (18) :ダイヤフラム (25) :パイロット弁体
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a hot water mixing device equipped with an automatic switching valve according to the present invention. 2 to 5 are side views of the piezoelectric element. FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the control device. FIG. 7 to FIG. 9 are explanatory diagrams of the operation of the minute distance stepless drive type actuator. (B): Automatic switching valve (D'): v1 short distance stepless drive type actuator (1
3) : Valve body (18) : Diaphragm (25) : Pilot valve body

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1)管路の分岐点に介在し、弁体の作動により吐出管路
の切替えを行うようにした自動切替弁において、弁体(
13)をパイロット弁体(25)の開閉作動により制御
されるダイヤフラム(18)に連動連結し、パイロット
弁体(25)を電気的に駆動される微小距離無段階駆動
式アクチュエータ(D′)により駆動してなる自動切替
弁。
1) In an automatic switching valve that is located at a branch point of a pipe and switches the discharge pipe by operating the valve body, the valve body (
13) is interlocked and connected to a diaphragm (18) controlled by the opening/closing operation of a pilot valve body (25), and the pilot valve body (25) is controlled by an electrically driven minute distance stepless drive type actuator (D'). A driven automatic switching valve.
JP2827888A 1988-02-08 1988-02-08 Automatic selector valve Pending JPH01203772A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2827888A JPH01203772A (en) 1988-02-08 1988-02-08 Automatic selector valve

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2827888A JPH01203772A (en) 1988-02-08 1988-02-08 Automatic selector valve

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH01203772A true JPH01203772A (en) 1989-08-16

Family

ID=12244125

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2827888A Pending JPH01203772A (en) 1988-02-08 1988-02-08 Automatic selector valve

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH01203772A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR950010262B1 (en) Automatically operating valve for regulating water flow
EP1080323B1 (en) Electrically controllable valve
JPH01203772A (en) Automatic selector valve
JPH01173768A (en) Actuator
JPH01203774A (en) Automatic selector valve
JPH01203775A (en) Hot/cold water mixing device
JPH01203773A (en) Automatic selector valve
JPH01203771A (en) Automatic selector valve
JPH01216181A (en) Automatic selector valve
JP2702502B2 (en) Hot water mixing equipment
JPH01203776A (en) Automatic opening/closing valve
JP2702503B2 (en) Hot water mixing equipment
JPH01216185A (en) Hot water-water mixing device
JPH01203777A (en) Automatic opening/closing valve
JPH01203779A (en) Automatic opening/closing valve for single water channel
JPH0193679A (en) Automatic opening/closing valve
JPH01238782A (en) Automatic opening/closing valve
JPH0193678A (en) Automatic opening/closing valve
JPH01176872A (en) Automatic gate valve
JPH01193475A (en) Automatic switch valve
JPH01225380A (en) Piezoelectric actuator
JP2669464B2 (en) Automatic open / close valve
JPH01193487A (en) Automatic switch valve for hot and cold water mixing
JPH01223230A (en) Washing device for toilet bowl for feces
JP2669465B2 (en) Automatic open / close valve