JPH026389B2

JPH026389B2 -

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Publication number: JPH026389B2
Application number: JP8467584A
Authority: JP
Inventors: Toshio Sato; Masahiko Akashi; Norio Iwasaki; Taro Suenaga
Original assignee: NIPPON ENLARGING
Current assignee: NIPPON ENLARGING
Priority date: 1984-04-26
Filing date: 1984-04-26
Publication date: 1990-02-08
Also published as: JPS60227078A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は、流量制御弁に係り、特に、空気等の
流体の流量を高速で精密に制御することができ、
しかも構造が簡単で信頼性の高い流量制御弁に関
する。

流体流量を高速度で精密に制御しなければなら
ないものとして、例えば本出願人の業務に係るイ
ンク噴射式の拡大印写装置（特公昭42−6533号、
特公昭47−21326号）のインクスプレーガンがあ
る。上記拡大印写装置は、例えば写真電送装置あ
るいは印刷製版用のスキヤナーのように書画原稿
を光学的に２次元走査し、得られた画像信号（画
像の濃度をあらわす信号）の強弱を時々刻々イン
ク噴射量に変換して、上記書画原稿の走査と同期
して移動する紙などの記録媒体上に書画像を印写
する。

〔従来の技術〕

しかして、上記インクスプレーガンはこの拡大
印写装置の出力装置であつて、例えば第１図に示
すように構成されている。すなわち、第１図にお
いて符号１は空気流の流量制御弁（以下単に制御
弁という）の全体を示し、この制御弁１は、円板
状のばね板２の中央に垂設された弁体３を有して
おり、この弁体３は、ばね板２に一体的に装着さ
れ、前記画像信号に応じた電流を供給されるムー
ビングコイル４と、第１および第２磁極５および
６の間に形成される環状の磁界との相互作用によ
つて弁体３をその軸線方向に駆動し、給気管７を
介して図示しない圧力空気源から弁室８内に導入
された圧縮空気を、画像信号の強弱に応じて開度
が変化する弁体３の先端部と弁座９との間の環状
の隙間から、送気管１１を介して、インク噴射ノ
ズル１２に送給するように作動する。このインク
噴射ノズル１２は、筒状の空気ノズル１３の内側
にインクノズル１４を同軸かつ入子状に配設した
ものであり、ベルヌーイの原理によつてインクノ
ズル１４からインクを吸引し、空気流と混合して
インクミストとなすもので、その作動原理は公知
であるから詳細な説明は省略する。なお、第１図
において符号１５は磁界発生用の永久磁石を、符
号１６はインク量を調節するニードル弁をそれぞ
れ示す。

上記のような構成の制御弁１は、もちろん充分
に所期の機能を果たし、既に多年にわたつて実動
しているが、ムービングコイル４に作用する電磁
力が比較的小さいのでばね板２のばね定数を大き
くすることができず、そのため弁体３、ムービン
グコイル４、およびこれを巻着したボビン１７等
を慣性質量とする振動系の固有振動数を大きくす
ることができないので、制御弁としての応答周波
数も高々数百Hz（ヘルツ）にとどまる、というう
らみがある。ムービングコイル４を多重に巻き重
ねて駆動力を増大させても、その分散性が増加す
るので応答性改善の効果は小さい。

制御弁の応答周波数が小さいということは、イ
ンク噴射ノズル１２におけるインクミストの断続
間隔を短かくできないことを意味し、得られる書
画像の解像度および鮮鋭度が低下する。

また、弁体３を一の軸線方向位置から他方のそ
れに移動させるとき、効果的なダンピングを行わ
ないといわゆるオーバーシユートが生じる。すな
わち、振動系の慣性のため、弁体３が目的の位置
を通り過ぎて制御弁の開け過ぎ又は閉め過ぎが生
じ、これにばね板２の引き戻し作用や弁体３およ
び弁座９の衝突によるばね返りが加わつて複雑な
振動現象が発生する。勿論、現在実動している制
御弁は、ムービングコイルに電流を供給する増幅
器の出力インピーダンスを小さくし、上記オーバ
ーシユートによつてムービングコイル４に発生す
る起電力を利用して電磁制動をかけたり、あるい
は本発明の要旨ではないので説明を省略する電気
的制動手段により振動系のダンピングを行つてい
るが、完全にオーバーシユートを除去することは
できず、オーバーシユートによる空気流のいわゆ
る吹き過ぎや切れの悪さは、得られる書画像の濃
度変化や鮮鋭度の低下となつてあらわれる。

さらにまた、弁体３の行動行程は例えば約50〜
100μ（ミクロン；１／1000mm）と微小なので、弁
体のわずかな変位によつて流量が大きく変化し、
したがつて弁部の加工、組立精度に厳しい水準が
要求されるが、第１図に示すように弁体３はばね
板２に弾性的に支持されるので、組立調整は容易
ではない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そこで、本発明の目的は、流量を高速で精密に
制御することができ、しかも構造が簡単で信頼性
の高い制御弁を提供するにある。

〔問題点を解決しようとする手段〕

上記の目的を達成するため、本願に係る一の発
明は、被制御流体の流入管および流出管をそれぞ
れ接続した弁室と、この弁座に関して弁室側に配
設され、先端を弁座の開口に近接して臨ませた弁
体と、この弁体を駆動するために複数の板状の圧
電素子を積層したブロツク体で、一端に上記弁体
を結合し、他端を弁室内壁面に固定した駆動ユニ
ツトとを有するものにおいて、この駆動ユニツトを構成する圧電素子群に流量
の零点を定めるためのバイアス電圧とこれと反対
方向の制御電圧とを全圧電素子に同時に印加する
ようにし、制御電圧が零のとき弁体が弁座の開口
を閉塞するようにしたことを特徴とする流量制御
弁。

また、本願に係る他の発明は、被制御流体の流
入管および流出管をそれぞれ接続した弁室と、上
記流出管路中に設けられた弁座と、この弁室に関
して弁室側に配設され、先端を弁座の開口に近接
して臨ませた弁体と、この弁体を駆動するために
複数の板状の圧電素子を積層したブロツク体で、
一端に上記弁体を結合し、他端を弁室内壁面に固
定した駆動ユニツトとを有するものにおいて、この駆動ユニツトを制御する信号は２進化され
たｎ（ｎは２以上の正整数）ビツトのデイジタル
制御信号の形で供給されるものとし、一方、上記
駆動ユニツトを構成する圧電素子群をｎビツトの
制御信号の各桁に対応してｎ個のグループに分割
し、各グループの圧電素子の構成枚数を対応する
桁の重み係数2^n-1のｍ（ｍは１以上の正整数）倍
枚として、これらｎ個の圧電素子グループを積層
して構成した駆動ユニツトに対し、上記各圧電素子グループには対応する制御信号
のビツト内容を電圧の形で供給するが、全ビツト
が“０”のときに流量の零点が設定されるよう各
グループにはそれぞれバイアス電圧が印加されて
おり、ビツト内容が“１”のときには、対応する
圧電素子グループを構成する圧電素子群が、バイ
アス電圧を印加されたときとは反対方向に駆動さ
れるようにし、もつてデイジタル信号出力によつ
て流量制御を行うようにしたことを特徴とする。

以下本発明の実施例を第２図乃至第１０図を参
照して説明する。

〔本願に係る一の発明の実施例〕

第２図において符号１８は弁胴を示し、この弁
胴１８は例えば金属製の円筒体であつて、その一
端（第２図で右端）にはフロントキヤツプ１９
が、また、他端にはリアキヤツプ２１がそれぞれ
気密に螺着され、その内側に弁室８を形成してい
る。

この弁室８には、被制御流体（図示の実施例で
は圧縮空気）の流入管である給気管７、および流
出管である送気管１１とがそれぞれ接続されてい
る。第２図においては、この送気管１１は、上記
フロントキヤツプ１９を貫通するようにして、こ
れに同軸かつ気密に螺着されており、その弁室８
内に臨む内端面には環状の弁座９が設けられてい
る。

この弁座９に関して弁室８側における弁座の近
傍には、例えば先端を円錐形に尖らせた弁体３
が、その尖端を弁座９の開口に臨ませて配設され
ている。この弁体３は、中央部をばね板２に支持
され、基部は全体を符号２２で示す駆動ユニツト
に緊密に結合されて一体をなしている。

上記ばね板２は、例えば外形が円形の弾性板
で、弁胴１８の開口を覆うように設けられている
が、その円周方向または半径方向に沿つて少なく
とも１個の図示しないスリツトが開口していて、
給気管７から弁室８内に流入した圧縮空気が送気
管１１側に抜けることができるようになつてい
る。なお、このばね板２は、単に弁体３の中心軸
線と弁座９のそれとの整合を容易にするために設
けられていて、本発明の必須の構成条件ではな
く、実際にはこれを省略しても差支えない。

しかして、上記駆動ユニツト２２は、第３図お
よび第４図に示すように、外形が例えば円形の複
数の板状の圧電素子２３，２３，…，２３を、同
形の薄い電極板２４を介して厚さ方向に積層し、
例えば導電性の接着剤によつてこれら交互に積層
された複数の圧電素子２３，２３，…，２３およ
び電極板２４，２４，…，２４を相互に一体的に
結合した棒状体で、第２図に示すように、その一
端面（右側の端面）には前記弁体３が例えば貼着
され、他端面は弁室８の内壁面の一部をなす前記
リアキヤツプ２１の内面中心部に同軸に貼着され
ている。

上記圧電素子２３の材質は、例えば超音波発振
素子として使われているPZT（ジルコンチタン酸
鉛）やチタン酸バリウムなどのセラミツク材料が
好適で、これら圧電効果を有するセラミツク材を
焼結して圧電素子２３を製造する。

また、上記電極板２４の外周縁には接続片２４
ａが突設されており、図示のように、電極板２４
はこの接続片２４ａが交互に反対方向を向くよう
に圧電素子２３，２３間に挿設される。そして、
駆動ユニツト２２の母線に沿つて、かつその中心
軸線に関して対称的に列設された（第２図参照）
２列の接続片群２４ａ，２４ａ，…，２４ａは、
第４図に示すように、各列毎に共通の導線２５に
電気的に接続され、これら一対の導線２５，２５
は、前記弁胴１８（第２図）に装着されたコネク
タ２６を経て弁室８外に導出され、図示しない増
幅器を介して、例えば印写装置の制御信号源（図
示せず）に接続される。上記した構成により、第
４図からも明らかなように、駆動ユニツト２２を
構成する圧電素子群２３，２３，…，２３には、
上記制御信号源からの制御電圧が増幅器を介して
並列に印加されることになる。なお、補強のため
駆動ユニツト２２を軟質合成樹脂で被覆しても差
支えない。後に述べるように、圧電素子２３に電
圧が印加されたときこれに発生する力が強大で、
上記被覆の抵抗はそれと比較して微小だからであ
る。

〔作用〕

上記のように構成された本願に係る一の発明の
一実施例による制御弁は、第５図に示すように、
一定の正方向のバイアス電圧Vbと負方向の時間
的に変化する制御電圧Vcとを加重した電圧Vb−
Vcを、駆動ユニツトの圧電素子群２３，２３に
印加して使用する。上記制御電圧Vcは、例えば
前記印写装置の書画原稿走査系によつて得られた
画像信号に比例させていることは勿論である。こ
こで、正方向の電圧とは駆動ユニツトを伸長させ
る方向の電圧をいい、負方向とはその反対方向を
いうものとする。なお、駆動ユニツトの圧電素子
２３には予め大きい電圧を印加し、その結晶粒の
分極方向を圧電素子２３の厚さ方向に揃えること
は当然の前提とする。

そして、上記バイアス電圧Vbの絶対値を、圧
電素子２３の材質、厚さあるいは駆動ユニツト２
２における枚数等に応じて、制御電圧Vcが０の
とき、すなわち駆動ユニツトを構成する全圧電素
子２３，２３に並列にバイアス電圧Vbが印加さ
れたとき、前記弁体３（第２図）が圧縮空気流の
流量零点位置をとる、すなわち弁体３が弁座９の
開口を閉塞するように設定する。ここで、弁体３
が弁座９の開口を閉塞する、とは、弁体３の先端
が弁座９の開口に当接する場合も含め、例え少量
の圧縮空気が漏洩していても、前記インク噴射ノ
ズル１２（第１図参照）からインクが噴射されな
い状態をいうものとする。

一方、圧電素子２３に印加された正方向の電圧
を漸増させていくと、第６図に示すように、誘導
体である圧電素子２３の帯電量が０であるときに
は、曲線αに沿つて駆動ユニツト２２の伸長量ｄ
が増大し、バイアス電圧Vbに至つて最大設定伸
長量dmとなる。そして、印加電圧Ｖを減じてい
くと、ほぼ直線に近い曲線βに沿つて上記伸長量
ｄが漸減し、印加電圧０になつても歪量εが残
る。この後逆に印加電圧Ｖを増加していくと、駆
動ユニツトの伸長量ｄは、今度は歪量εを出発点
として、上記曲線βに近接したこれも直線に近い
曲線γに沿つて増大し、バイアス電圧Vbが印加
されたときには前記最大設定伸長量dmとなる。
以後制御電圧Vcの変化により圧電素子２３に印
加される電圧が変化すると、その電圧はバイアス
電圧Vbを越えないから、駆動ユニツト２２の伸
長量ｄは、制御弁を閉塞するその最大量dmを基
点として、小さくなる方向に直線的に変化する。
換言すれば、弁体３（第２図）と弁座９との間隔
は制御電圧Vcに比例して変化し、この間隔は送
気管１１（第２図）から噴出する圧縮空気量に比
例する。したがつて、インク噴射ノズル１２から
のインク噴射量は画像信号に比例することにな
る。

勿論、圧電素子２３の１枚あたりの伸縮量はμ
単位の小さなものであるが、圧電素子２３を複数
枚積層すれば、前記印写装置の制御弁としての弁
体の作動行程の100μは容易に得ることができる。

また、圧電素子２３はその伸縮量を電圧によつ
て精密に制御できる特性があり、駆動ユニツト２
２の伸縮量を0.01μの精度で制御することができ、
さらにまた、超音波発振素子として用いられるこ
とからも判るように、その周波数応答性も約50〜
数百kHzと非常に高い。

これに加えて、駆動ユニツト２２の駆動力は数
十〜数百Kgと強大で、弁体３を軽々と駆動する。

〔本願に係る他の発明の実施例〕

第７図は本願に係る他の発明による制御弁の駆
動ユニツトを示し、この駆動ユニツト２２は、２
進化された制御信号によつて弁体を駆動するよう
に構成されている。

すなわち、この制御弁を例えば前記拡大印写装
置に適用するものとすると、その書画原稿走査系
から時々刻々出力されるアナログ量としての画像
信号を一定の短かい時間的間隔をおいてサンプリ
ングし、これを図示しないアナログ−デイジタル
変換器を用いて例えば８ビツト構成の２進化制御
信号C₀，C₁，C₂，…，C₇に変換する。この８ビ
ツト構成のデイジタル制御信号は０〜255の256と
おりの不連続量であるが、印写装置では画像濃度
を256段階に分割できれば充分不連続量とみなす
ことができ、しかも、上記デイジタル制御信号の
ビツト数は必要に応じて増減することができる。

一方、上記デイジタル制御信号の構成ビツト数
ｎ（図示の実施例ではｎ＝８）に応じて、第７図
に示すように、（2ⁿ−１）のｍ（ｍは１以上の正整
数）倍枚の圧電素子２３，２３，…，２３を前記
と同様に電極板２４を介して積層する。図示の実
施例では図面を明瞭にするためにｍ＝１としたか
ら、駆動ユニツト２２が有する圧電素子は255枚
となる。

そして、これら255枚の圧電素子群２３，２３，
…，２３を、上記デイジタル制御信号のビツト数
と同じ第１乃至第８の８つのグループに分割し、
第ｉ（ｉ＝１，２，…，８）グループの圧電素子
の枚数をｍ×2^i-1＝2^i-1枚とする。すなわち、第
７図に示すように、例えば同図で１番上方の圧電
素子２３−１を第１グループとし、次の２枚の圧
電素子２３−２および２３−３を第２グループと
し、次の４枚の圧電素子２３−４〜２３−７を第
３グループとし、以下同様にして圧電素子群２３
−１２８〜２３−２５５を第８グループとして、
各グループ毎に、他のグループとは独立して、当
該グループに属する圧電素子に並列に電圧を印加
できるように導線２５，２５を接続する。

そして、第１乃至第８グループをそれぞれデイ
ジタル制御信号C₀〜C₇に対応させ、その各桁の
“０”か“１”かのビツト内容に応じて、“１”の
ときには絶対値がVbより小さい一定の負方向の
電圧Vaを並列に印加する（第６図参照）。一方、
上記バイアス電圧Vbが恒常的に駆動ユニツト２
２の全圧電素子に並列に印加されていて、デイジ
タル制御信号Ｃが各ビツトとも“０”であるとき
には、駆動ユニツト２２は最大量伸長して弁体３
が流量零点位置をとつて弁座の開口を閉塞するよ
うに設定されている。また、上記一定の負方向の
制御電圧Vaの値は、駆動ユニツト２２の全圧電
素子に負方向の電圧Vaが印加されたとき、すな
わちデイジタル制御信号Ｃが全ビツトとも“１”
であるとき、駆動ユニツト２２の長さが最小にな
り、弁体３（第２図）と弁座９の間の環状の隙間
の開度が最大になるように設定する。

なお、第７図示の駆動ユニツトを装備した本願
の他の発明による制御弁の他の構造は、ソケツト
２６（第２図）に対する導線２５，２５の配線が
多少変わる他は第２図示のものと同様であるか
ら、その図示および詳細な説明は省略する。

〔作用〕

上記のように構成された本願に係る他の発明の
一実施例による制御弁は、例えば１秒間に数千回
のタイミングで画像信号をサンプリングし、これ
をアナログ−デイジタル変換器で８ビツトのデイ
ジタル制御信号C₀〜C₇に変換した後、第７図に
示すように、それぞれ対応するグループに増幅器
を介して供給し、前記したように正方向のバイア
ス電圧Vbより小さい負方向の電圧Vaを印加す
る。一のサンプリング毎のVaの印加時間は、通
常サンプリング間隔とほぼ同じに定める。

このようにすると、制御信号Ｃがあらわす２進
数枚の圧電素子２３，２３，…，２３に負方向の
電圧Vaが印加される結果、弁座と弁体との間隙
および弁室８からの漏洩圧縮空気量が制御信号に
比例して増減し、インク噴射ノズル１２（第１
図）からのインク噴射量が画像信号に比例する制
御信号Ｃに対して線形的に変化する。

〔他の実施例〕

第８図は本発明の他の実施例を示し、この実施
例は、次に述べる構成の薄い圧電素子ユニツト２
７の複数を、それぞれその電極片２７ａの中心軸
線回りの角度位置を少しづつずらせた状態で積層
して駆動ユニツト２２を構成したものである。な
お、第８図においては、図面を明瞭にするため、
圧電素子ユニツト２７の間隔を大きくして示して
いる。

上記圧電素子ユニツト２７は、第９図に示すよ
うに、圧電材料の結晶を粉末状にしたものを例え
ば有機系の糊でねつて、例えば数十μ〜数百μの
厚さの圧電材シート２７ｂに展伸し、この圧電材
シート２７ｂの両面に例えば銀−パラジウム合金
の電極膜を印刷して、電極片２７ａを突設した円
板形に打ち抜いたものである。

そして、これらの圧電素子ユニツト２７，２７
を第８図に示すように外側面に電極片２７ａ，２
７ａがらせん状に突出した円筒形に積層し、積層
状態で焼結して駆動ユニツト２２を構成する。

良く知られているように、圧電素子は電極間々
隔が小さい程低い電圧で圧電効果が生じる。しか
しながら、第４図および第７図から明らかなよう
に、電極間々隔が小さくなると接続片２４ａに対
する導線２５の接続が困難になるという不都合が
生じるが、第８図示のものは、第４図または第７
図における接続片２４ａに相当する電極片２７
ａ，２７ａがらせん状に展開するので、各電極片
２７ａに対する導線２５の接続が容易になる、と
いう別の利点が生じる。

〔他の実施例〕

第１０図は本発明の他の実施例を示し、この実
施例は、弁体３の軸線方向の寸法を大きくし、す
なわち弁体３を長くして、弁座９および弁体３に
よる弁開閉部を前記インク噴射ノズル１２（第１
図参照）のインク噴射口の近傍に配設したもので
ある。なお、図示の実施例では、弁体３のラジア
ル方向の振れを防止するため、弁体３の中央部を
例えば滑りのよいテフロン製のスリーブ２８によ
つて支持、案内している。

第１０図に示すように弁開閉部をインク噴射ノ
ズル１２のインク噴射口に近接させると、弁開閉
部からインク噴射口に至る空気流通管路容積が小
さくなるため、インク噴射量の制御信号に対する
追従性が向上し、得られる印写像が鮮鋭になると
いう利点が生じる。すなわち、第１図に示すよう
に弁開閉部とインク噴射口との間の管路容積が大
きいと、例えば弁が全閉状態から全開した場合、
弁開閉部から上記管路内に吐出された圧縮空気の
圧力は漸増しながら最大圧力に達するため、イン
ク噴射口における空気流は瞬時に変化するのでは
なく漸増する。そのため、鋭いエツジを有する原
稿像の印写像はそのエツジがくずれ、画像が鮮鋭
ではなくなるが、第１０図示のものは上記した不
都合を最小限に抑えることができ、印写像が鮮鋭
になる。

なお、第１０図に示すように弁体３を長くする
とその慣性抵抗が増大し、またスリーブ２８によ
る摩擦抵抗も発生するが、圧電効果による強大な
駆動力を有する駆動ユニツト２２にとつては、こ
れらの抵抗は無視できる程微小となる。すなわ
ち、第１０図示の構成は本発明によつて初めて可
能となる。

〔効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明は、周
波数応答特性のよい圧電素子を積層した駆動ユニ
ツトによつて弁体を駆動するようにしたので、被
制御流体流量を短かい時間的間隔で制御できる。
そのため、本発明による制御弁を前記拡大印写装
置に適用すれば、得られる印写像の解像度および
鮮鋭度を向上させることができる。

また、制御電圧と駆動ユニツトの伸縮量との対
応性が良いので、弁の開度、すなわち被制御流体
流量を精密に制御することができる。そのため、
本発明による制御弁を上記拡大印写装置に適用す
れば、書画原稿の濃度階調を忠実に再現すること
ができる。

さらにまた、駆動ユニツトの駆動力がKg単位の
強大なものなので、制御弁の作動が確実であつて
信頼性が増大するばかりでなく、振動系のダンピ
ングを行う必要がなく構造が簡単になる。

加えて、全圧電素子に一定のバイアス電圧を印
加したとき弁開閉部が全閉になるようにし、制御
電圧を上記バイアス電圧が減少する方向に印加す
るようにしたので、圧電素子の印加電圧に対する
伸縮量のヒステリシス特性（第６図参照）を合理
的に利用することができる、など種々の効果を奏
する。

なお、図示の実施例では被制御流体は空気であ
るとしたが、本発明による制御弁は、空気に限ら
ず他のあらゆる流体の流量制御に用いることがで
きるのは勿論である。

また、以上の説明においては、駆動ユニツトを
構成する圧電素子に流量零点位置決め用のバイア
ス電圧及び制御信号電圧を並列に印加するものと
したが、これは積層された圧電素子群の両端に積
層枚数倍の電圧を直列に印加してもよく（本願に
係る一の発明の場合）、あるいは、本願に係る他
の発明においては、２進化された制御信号の各桁
に対応する圧電素子グループ毎に、当該グループ
を構成する圧電素子の積層枚数倍の電圧を直列に
印加してもよい。このようにすると、高電圧のバ
イアス用電源及び制御信号出力増幅器が必要にな
るが、駆動ユニツトの端子構成が容易になるとい
う利点が生じる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の流量制御弁の構造の一例を示す
線図的断面図、第２図は本願に係る一の発明の一
実施例による制御弁の断面図、第３図はその駆動
ユニツトの構成を示す圧電素子と電極板との外観
斜視図、第４図は圧電素子群への導線の接続を示
す駆動ユニツトの線図的部分側面図、第５図は圧
電素子への印加電圧を示すグラフ、第６図は圧電
素子の印加電圧と伸縮量との関係の一例を示すグ
ラフ、第７図は本願に係る他の発明による制御弁
における駆動ユニツトの第４図と同様の線図的側
面図、第８図は本発明の他の実施例による制御弁
の駆動ユニツトの構成を示す圧電素子ユニツトの
外観斜視図、第９図はその拡大断面図、第１０図
は本発明の他の実施例による制御弁の断面図であ
る。３…弁体、７…流入管、８…弁室、９…弁座、
１１…流出管、２２…駆動ユニツト、２３…圧電
素子、２４…電極板、２４ａ…接続片、２５…導
線。

Claims

【特許請求の範囲】１被制御流体の流入管および流出管をそれぞれ
接続した弁室と、上記流出管路中に設けられた弁
座と、この弁座に関して弁室側に配設され、先端
を弁座の開口に近接して臨ませた弁体と、この弁
体を駆動するために複数の板状の圧電素子を積層
したブロツク体で、一端に上記弁体を結合し、他
端を弁室内壁面に固定した駆動ユニツトとを有す
るものにおいて、この駆動ユニツトを構成する圧電素子群に流量
の零点を定めるためのバイアス電圧とこれと反対
方向の制御電圧とを全圧電素子に同時に印加する
ようにし、制御電圧が零のとき弁体が弁座の開口
を閉塞するようにしたことを特徴とする流量制御
弁。２被制御流体の流入管および流出管をそれぞれ
接続した弁室と、上記流出管路中に設けられた弁
座と、この弁座に関して弁室側に配設され、先端
を弁座の開口に近接して臨ませた弁体と、この弁
体を駆動するために複数の板状の圧電素子を積層
したブロツク体で、一端に上記弁体を結合し、他
端を弁室内壁面に固定した駆動ユニツトとを有す
るものにおいて、この駆動ユニツトを制御する信号は２進化され
たｎ（ｎは２以上の正整数）ビツトのデイジタル
制御信号の形で供給されるものとし、一方、上記
駆動ユニツトを構成する圧電素子群をｎビツトの
制御信号の各桁に対応して第１乃至第ｎのｎ個の
グループに分割し、第ｉ（ｉ−１，２，…，ｎ）
グループの圧電素子の構成枚数を対応する桁の重
み係数2^i-1のｍ（ｍは１以上の正整数）倍枚とし
て、これらｎ個の圧電素子グループを積層して構
成した駆動ユニツトに対し、上記各圧電素子グループには対応する制御信号
のビツト内容を電圧の形で供給するが、全ビツト
が“０”のときに流量の零点が設定されるよう各
グループにはそれぞれバイアス電圧が印加されて
おり、ビツト内容が“１”のときには、対応する
圧電素子グループを構成する圧電素子群が、バイ
アス電圧を印加されたときとは反対方向に駆動さ
れるようにし、もつてデイジタル信号出力によつ
て流量制御を行うようにしたことを特徴とする流
量制御弁。