JPH0220874B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0220874B2 JPH0220874B2 JP17164483A JP17164483A JPH0220874B2 JP H0220874 B2 JPH0220874 B2 JP H0220874B2 JP 17164483 A JP17164483 A JP 17164483A JP 17164483 A JP17164483 A JP 17164483A JP H0220874 B2 JPH0220874 B2 JP H0220874B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrostrictive element
- valve
- elastic member
- coil spring
- elastic force
- Prior art date
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Links
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
- F16K31/025—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic actuated by thermo-electric means
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、電歪素子を用いた弁装置に関し、
一層詳細には、所定電圧下に湾曲動作する電歪素
子に弾性部材を係着し、電歪素子の湾曲作用と弾
性部材の弾発力により弁座の開聞動作を行うよう
に構成した流体制御用の弁装置に関する。
一層詳細には、所定電圧下に湾曲動作する電歪素
子に弾性部材を係着し、電歪素子の湾曲作用と弾
性部材の弾発力により弁座の開聞動作を行うよう
に構成した流体制御用の弁装置に関する。
流体の通路を切り換えることによりアクチユエ
ータの付勢・滅勢をはかる弁装置として電磁弁が
広汎に普及している。この電磁弁は、一般的にソ
レノイドを含むために小型化には限度があるし、
また、複数個の電磁弁を連接して電磁弁マニホー
ルドにした場合、前記のように小型化に対する制
約と共にソレノイドの付勢・滅勢時の衝撃、音も
無視できないほどに煩わしい。しかもソレノイド
の付勢・滅勢に消費される電力はすこぶる大きい
ために現在の省エネルギーの要請に適合しない。
さらにまた、空気等の流体圧を利用するロボツト
に電磁弁を付設してその制約を行おうとする時、
この電磁弁は、マイクロプロセツサ等を組み込ん
で可及的に小型であろうとするロボツトの構造上
の要請を充分に満足させるものではない。
ータの付勢・滅勢をはかる弁装置として電磁弁が
広汎に普及している。この電磁弁は、一般的にソ
レノイドを含むために小型化には限度があるし、
また、複数個の電磁弁を連接して電磁弁マニホー
ルドにした場合、前記のように小型化に対する制
約と共にソレノイドの付勢・滅勢時の衝撃、音も
無視できないほどに煩わしい。しかもソレノイド
の付勢・滅勢に消費される電力はすこぶる大きい
ために現在の省エネルギーの要請に適合しない。
さらにまた、空気等の流体圧を利用するロボツト
に電磁弁を付設してその制約を行おうとする時、
この電磁弁は、マイクロプロセツサ等を組み込ん
で可及的に小型であろうとするロボツトの構造上
の要請を充分に満足させるものではない。
そこで、本発明者等は、鋭意研究並びに工夫を
重ねた結果、電圧の印加極性によつて互いに伸縮
する板状の電歪素子を二枚張り合わせたバイモル
フ型電歪素子に着目し、このバイモルフ型電歪素
子の少なくとも一端部に弾性部材を係着し、所定
電圧を印加して電歪素子を湾曲させる際、前記弾
性部材の弾発力を活用すれば、湾曲する電歪素子
と前記弾性部材とによつて容易に弁座の開閉動作
が行われる弁装置が得られ前記の問題点が一挙に
解消することがわかつた。
重ねた結果、電圧の印加極性によつて互いに伸縮
する板状の電歪素子を二枚張り合わせたバイモル
フ型電歪素子に着目し、このバイモルフ型電歪素
子の少なくとも一端部に弾性部材を係着し、所定
電圧を印加して電歪素子を湾曲させる際、前記弾
性部材の弾発力を活用すれば、湾曲する電歪素子
と前記弾性部材とによつて容易に弁座の開閉動作
が行われる弁装置が得られ前記の問題点が一挙に
解消することがわかつた。
従つて、本発明の目的は、小型化に適し、動作
が確実且つ静寂であり、しかも、製造コストも低
廉で省エネルギーの要請に適する弁装置を提供す
るにある。
が確実且つ静寂であり、しかも、製造コストも低
廉で省エネルギーの要請に適する弁装置を提供す
るにある。
前記の目的を達成するために、本発明は、対向
する一対の弁座を含む弁体の前記弁座の間に電歪
素子を配設すると共にこの電歪素子の少なくとも
一端部に弾性部材を係着し、所定の電圧の印加に
よつて前記電歪素子に生ずる湾曲作用と前記弾性
部材の弾発力により前記弁座の開閉を行うことを
特徴とする。
する一対の弁座を含む弁体の前記弁座の間に電歪
素子を配設すると共にこの電歪素子の少なくとも
一端部に弾性部材を係着し、所定の電圧の印加に
よつて前記電歪素子に生ずる湾曲作用と前記弾性
部材の弾発力により前記弁座の開閉を行うことを
特徴とする。
次に、本発明に係る弁装置について好適な実施
例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に
説明する。
例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に
説明する。
第１図において、参照符号１０は、三方切換弁
を構成する筐体を示し、この筐体１０にはその内
部空間１２と連通する流体導入口１４、流体導出
口１６および流体排出口１８とが形成される。こ
の場合、流体導入口１４と流体排出口１８とが形
成される筐体１０の側壁部２０ａ，２０ｂは、若
干その中央部を円錐台状に膨出してこの膨出部に
弁座２２，２４を形成する。すなわち、弁座２２
は流体導入用であり、弁座２４は流体排出用であ
る。
を構成する筐体を示し、この筐体１０にはその内
部空間１２と連通する流体導入口１４、流体導出
口１６および流体排出口１８とが形成される。こ
の場合、流体導入口１４と流体排出口１８とが形
成される筐体１０の側壁部２０ａ，２０ｂは、若
干その中央部を円錐台状に膨出してこの膨出部に
弁座２２，２４を形成する。すなわち、弁座２２
は流体導入用であり、弁座２４は流体排出用であ
る。
一方、筐体１０の比較的分厚い側壁部２６ａ，
２６ｂに室２８ａ，２８ｂを画成し、この室２８
ａ，２８ｂに夫々コイルスプリング３０ａ，３０
ｂを収納する。なお、前記コイルスプリング３０
ａ，３０ｂの先端部にヒンジ作用を行うＶ溝を含
む係止部材３２ａ，３２ｂを係着すると共にその
Ｖ溝を利用して電歪素子３４を係止する。電歪素
子３４は、図から諒解されるように電圧の印加極
性によつて伸縮する一対の板状の素子片３６ａ，
３６ｂで構成され、その幅広な夫々の側面部が前
記弁座２２，２４に対面するよう配設される。
２６ｂに室２８ａ，２８ｂを画成し、この室２８
ａ，２８ｂに夫々コイルスプリング３０ａ，３０
ｂを収納する。なお、前記コイルスプリング３０
ａ，３０ｂの先端部にヒンジ作用を行うＶ溝を含
む係止部材３２ａ，３２ｂを係着すると共にその
Ｖ溝を利用して電歪素子３４を係止する。電歪素
子３４は、図から諒解されるように電圧の印加極
性によつて伸縮する一対の板状の素子片３６ａ，
３６ｂで構成され、その幅広な夫々の側面部が前
記弁座２２，２４に対面するよう配設される。
そこで、以上のように構成される弁装置の作用
について説明する。
について説明する。
既に述べたように、バイモルフ型の電歪素子
は、印加される電圧Ｖの極性によつて互いに反対
に伸縮する板状の素子P1，P2を少なくとも二枚
重ね合わせて構成される。従つて、第２図におい
て、所定の極性で電圧が印加されると素子P1は、
伸長し、一方、素子P2は逆に収縮する。この結
果、図において下方に指向する湾曲状態が得られ
る。一方、前記と反対の極性で電圧を印加する
と、素子P1は収縮し、素子P2は、伸長し、これ
によつて前記と逆の湾曲状態が得られる。
は、印加される電圧Ｖの極性によつて互いに反対
に伸縮する板状の素子P1，P2を少なくとも二枚
重ね合わせて構成される。従つて、第２図におい
て、所定の極性で電圧が印加されると素子P1は、
伸長し、一方、素子P2は逆に収縮する。この結
果、図において下方に指向する湾曲状態が得られ
る。一方、前記と反対の極性で電圧を印加する
と、素子P1は収縮し、素子P2は、伸長し、これ
によつて前記と逆の湾曲状態が得られる。
以上のような原理を基本として第１図に示す実
施例の作用について説明すれば次の通りである。
施例の作用について説明すれば次の通りである。
さて、当初、コイルスプリング３０ａ，３０ｂ
の弾発力により電歪素子３４は湾曲して弁座２２
を閉塞する状態にある。そこで、素子片３６ａ，
３６ｂに所定の極性の電圧を印加すれば、素子片
３６ａは収縮作用を開始すると共に素子片３６ｂ
は伸長作用を開始する。この結果、コイルスプリ
ング３０ａ，３０ｂの弾発力に抗しながら前記電
歪素子３４は可及的に直線状になる。この時、素
子３４に印加されている電圧の極性を逆転し、素
子片３６ａ，３６ｂに前記と反対の極性の電圧を
印加すれば素子片３６ａは収縮すると共に素子片
３６ｂは伸長するに至る。そこで、前記コイルス
プリング３０ａ，３０ｂはその弾発力をもつて電
歪素子３４の両端部を押圧するため素子片自体の
湾曲作用とコイルスプリングの弾発力により遂に
は電歪素子３４は弁座２４に圧接するにいたる。
この結果、印加する電圧を除去しても電歪素子３
４は、コイルスプリング３０ａ，３０ｂの弾発力
のもとに弁座２４をそのままの状態で閉塞維持す
る。
の弾発力により電歪素子３４は湾曲して弁座２２
を閉塞する状態にある。そこで、素子片３６ａ，
３６ｂに所定の極性の電圧を印加すれば、素子片
３６ａは収縮作用を開始すると共に素子片３６ｂ
は伸長作用を開始する。この結果、コイルスプリ
ング３０ａ，３０ｂの弾発力に抗しながら前記電
歪素子３４は可及的に直線状になる。この時、素
子３４に印加されている電圧の極性を逆転し、素
子片３６ａ，３６ｂに前記と反対の極性の電圧を
印加すれば素子片３６ａは収縮すると共に素子片
３６ｂは伸長するに至る。そこで、前記コイルス
プリング３０ａ，３０ｂはその弾発力をもつて電
歪素子３４の両端部を押圧するため素子片自体の
湾曲作用とコイルスプリングの弾発力により遂に
は電歪素子３４は弁座２４に圧接するにいたる。
この結果、印加する電圧を除去しても電歪素子３
４は、コイルスプリング３０ａ，３０ｂの弾発力
のもとに弁座２４をそのままの状態で閉塞維持す
る。
第３図に本発明の別の実施例を示し、第１図と
同一の参照符号は同一の構成要素を示すものとす
る。
同一の参照符号は同一の構成要素を示すものとす
る。
さて、この実施例では、室２８ａに代えて割溝
４０を側壁部２６ａに刻設し、一方、側壁部２６
ｂには前記実施例と同様に室４２を画成し、この
室４２にコイルスプリング４４を収納すると共に
その先端部にＶ溝が刻設された係止部材４６を係
着している。この場合、膨出部は、前記実施例と
異なり中央部より若干コイルスプリング４４側に
ずらせておく。
４０を側壁部２６ａに刻設し、一方、側壁部２６
ｂには前記実施例と同様に室４２を画成し、この
室４２にコイルスプリング４４を収納すると共に
その先端部にＶ溝が刻設された係止部材４６を係
着している。この場合、膨出部は、前記実施例と
異なり中央部より若干コイルスプリング４４側に
ずらせておく。
そこで、以上のように構成される実施例では、
電歪素子３４の一端部は、割溝４０に係着されて
いるために弾発力はコイルスプリング４４によつ
てのみ付与される。従つて、電圧の印加によつて
電歪素子３４に湾曲作用が生ずると、その固定点
よりも離間している弁座２２，２４の近傍でその
湾曲度合が大きくなり、そこにコイルスプリング
４４の弾発力が作用する。このため、コイルスプ
リング４４に近接した弁座２２，２４に電歪素子
３４の側面が圧接して弁座２２，２４の開成・閉
成は前記実施例と同様に確実に確保されることに
なる。
電歪素子３４の一端部は、割溝４０に係着されて
いるために弾発力はコイルスプリング４４によつ
てのみ付与される。従つて、電圧の印加によつて
電歪素子３４に湾曲作用が生ずると、その固定点
よりも離間している弁座２２，２４の近傍でその
湾曲度合が大きくなり、そこにコイルスプリング
４４の弾発力が作用する。このため、コイルスプ
リング４４に近接した弁座２２，２４に電歪素子
３４の側面が圧接して弁座２２，２４の開成・閉
成は前記実施例と同様に確実に確保されることに
なる。
第４図にさらに本発明の別の実施例を示すこの
実施例においても第１図および第３図と同一の参
照符号は、同一の要素を示すものとする。
実施例においても第１図および第３図と同一の参
照符号は、同一の要素を示すものとする。
この実施例においては空間１２に膨出する弁座
２２の高さを若干低くし、一方、弁座２４はその
高さを若干高くする。電歪素子３４は、図から諒
解されるように空間１２に立設された板ばね５０
ａ，５０ｂによつて支承される。
２２の高さを若干低くし、一方、弁座２４はその
高さを若干高くする。電歪素子３４は、図から諒
解されるように空間１２に立設された板ばね５０
ａ，５０ｂによつて支承される。
そこで、この実施例では、コイルスプリング３
０ａ，３０ｂに代えて板ばね５０ａ，５０ｂがそ
の弾発力を前記電歪素子３４に付与するために、
第１の実施例と同様に弁座２２並びに弁座２４の
開閉が確保されることになる。
０ａ，３０ｂに代えて板ばね５０ａ，５０ｂがそ
の弾発力を前記電歪素子３４に付与するために、
第１の実施例と同様に弁座２２並びに弁座２４の
開閉が確保されることになる。
さらにまた、第５図に本発明に係る別の実施例
を示す。
を示す。
この実施例は、第２の実施例と略同様であるが
コイルスプリング４４に代えて板ばね６０を空間
１２に突出させ、この板ばね６０の先端部と側壁
部２６ａに形成された割溝６２を介して電歪素子
３４は支持される。この板ばね６０により電歪素
子３４は前記第２の実施例と同様に弾発力を付与
されて弁座２２，２４の開成・閉成を行うことに
なる。
コイルスプリング４４に代えて板ばね６０を空間
１２に突出させ、この板ばね６０の先端部と側壁
部２６ａに形成された割溝６２を介して電歪素子
３４は支持される。この板ばね６０により電歪素
子３４は前記第２の実施例と同様に弾発力を付与
されて弁座２２，２４の開成・閉成を行うことに
なる。
本発明によれば、以上のように、湾曲する電歪
素子と弾発力を付与する弾性体の相互作用下に弁
座の開閉を行うものであり、電歪素子に印加され
た電圧を除去して後もその弾発力により前記電歪
素子は、そのまま弁座の開成または閉成を保持す
ることができる。従つて、エネルギーの消費量も
少なく動作も安定した、しかも廉価に製造するこ
とができ、さらに小型化にも適する弁装置を得る
ことができる。
素子と弾発力を付与する弾性体の相互作用下に弁
座の開閉を行うものであり、電歪素子に印加され
た電圧を除去して後もその弾発力により前記電歪
素子は、そのまま弁座の開成または閉成を保持す
ることができる。従つて、エネルギーの消費量も
少なく動作も安定した、しかも廉価に製造するこ
とができ、さらに小型化にも適する弁装置を得る
ことができる。
以上、本発明に係る電歪素子を用いた弁装置に
つき好適な実施例を挙げて説明したが、本発明
は、この実施例に限定されるものではなく本発明
の精神を逸脱しない範囲において種々の改変が可
能であることは勿論である。
つき好適な実施例を挙げて説明したが、本発明
は、この実施例に限定されるものではなく本発明
の精神を逸脱しない範囲において種々の改変が可
能であることは勿論である。
図は、本発明に係るものであり、第１図は、電
歪素子と弾発力を付与する弾性体として一対のコ
イルスプリングを用いた弁装置の断面図、第２図
は、湾曲する電歪素子の動作原理図、第３図は、
本発明の別の実施例を示すものであり、電歪素子
と単一のコイルスプリングを弾性体として用いた
弁装置の断面図、第４図は、本発明のさらに別の
実施例を示すものであり一対の板状の弾性部材に
より電歪素子を保持した状態の断面図、第５図
は、本発明のさらにまた別の実施例を示すもので
あつて、単一の板状の弾性部材により電歪素子を
保持した状態の断面図である。 １０……筐体、１２……空間、１４……流体導
入口、１６……流体導出口、１８……流体排出
口、２０……側壁部、２２，２４……弁座、２６
……側壁部、２８……室、３０……コイルスプリ
ング、３２……係止部材、３４……電歪素子、３
６……素子片、４０……割溝、４２……室、４４
……コイルスプリング、４６……係止部材、５０
……板ばね、６０……板ばね。
歪素子と弾発力を付与する弾性体として一対のコ
イルスプリングを用いた弁装置の断面図、第２図
は、湾曲する電歪素子の動作原理図、第３図は、
本発明の別の実施例を示すものであり、電歪素子
と単一のコイルスプリングを弾性体として用いた
弁装置の断面図、第４図は、本発明のさらに別の
実施例を示すものであり一対の板状の弾性部材に
より電歪素子を保持した状態の断面図、第５図
は、本発明のさらにまた別の実施例を示すもので
あつて、単一の板状の弾性部材により電歪素子を
保持した状態の断面図である。 １０……筐体、１２……空間、１４……流体導
入口、１６……流体導出口、１８……流体排出
口、２０……側壁部、２２，２４……弁座、２６
……側壁部、２８……室、３０……コイルスプリ
ング、３２……係止部材、３４……電歪素子、３
６……素子片、４０……割溝、４２……室、４４
……コイルスプリング、４６……係止部材、５０
……板ばね、６０……板ばね。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 対向する一対の弁座を含む弁体の前記弁座の
間に電歪素子を配設すると共にこの電歪素子の少
なくとも一端部に弾性部材を係着し、所定の電圧
の印加によつて前記電歪素子に生ずる湾曲作用と
前記弾性部材の弾発力により前記弁座の開閉を行
うことを特徴とする電歪素子を用いた弁装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の装置において、
弾性部材はコイルスプリングからなり、前記コイ
ルスプリングの先端部にＶ溝が刻設された係止部
材を配設し、この係止部材に電歪素子を係止して
なる電歪素子を用いた弁装置。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の装置において、
弾性部材は板ばねからなり、電歪素子は前記板ば
ねに固着してなる電歪素子を用いた弁装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17164483A JPS6065970A (ja) | 1983-09-16 | 1983-09-16 | 電歪素子を用いた弁装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17164483A JPS6065970A (ja) | 1983-09-16 | 1983-09-16 | 電歪素子を用いた弁装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6065970A JPS6065970A (ja) | 1985-04-15 |
| JPH0220874B2 true JPH0220874B2 (ja) | 1990-05-10 |
Family
ID=15927025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17164483A Granted JPS6065970A (ja) | 1983-09-16 | 1983-09-16 | 電歪素子を用いた弁装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6065970A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6075775U (ja) * | 1983-10-28 | 1985-05-27 | 株式会社小金井製作所 | 電子弁 |
| JPS62261778A (ja) * | 1986-05-08 | 1987-11-13 | Koganei Seisakusho:Kk | 電歪素子を用いた弁 |
| JPS62261777A (ja) * | 1986-05-08 | 1987-11-13 | Koganei Seisakusho:Kk | 電歪素子を用いた弁 |
| EP1106882A3 (de) * | 1999-12-09 | 2002-11-13 | Drei-S-Werk Präzisionswerkzeuge GmbH & Co. Fertigungs-KG | Piezoelektrisch betätigbares Ventil |
| ATE306635T1 (de) * | 2001-01-31 | 2005-10-15 | Caterpillar Inc | Piezoelektrischer aktor |
| CN101680548A (zh) * | 2007-06-19 | 2010-03-24 | 株式会社开滋 | 轴封装置和使用该轴封装置的阀结构 |
-
1983
- 1983-09-16 JP JP17164483A patent/JPS6065970A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6065970A (ja) | 1985-04-15 |
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