JPH0313658Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、電歪素子を用いた弁に関し、特に、
板状の電歪素子の弯曲変形によつて弁体を駆動す
る構造の電歪素子を用いた弁に関する。

［従来の技術］ 従来、板状の電歪素子を用いた弁などにおいて
は、弁体が係止された板状の電歪素子の一端また
は両端を、予め本体内に形成されている所定の寸
法の溝などに嵌合させて固定している。

［考案が解決しようとする問題点］ しかしながら、板状の電歪素子は構造上外力お
よび印加電圧による素子自体の応力によつて変形
されやすく、形状が比較的不安定であるため、上
記のように、本体内に予め形成されている溝など
に電歪素子を嵌合させる構造のものでは、電歪素
子に固定される弁体と弁座との間〓の調整などが
困難な場合がある。

本考案の目的は、本体内への電歪素子の組み付
けおよび調整が容易な電歪素子を用いた弁を提供
することにある。

本考案の他の目的は、確実な閉止動作を実現す
ることが可能な電歪素子を用いた弁を提供するこ
とにある。

［問題点を解決するための手段］ 本考案の電歪素子を用いた弁は、本体内に形成
された弁体室と、この弁体室に対向して開口する
第１および第２の流体通路と、この第１および第
２の流体通路の各々の開口部に突設された第１お
よび第２の弁座と、弁体室の内部に挿入される電
歪素子の駆動端の両面にそれぞれ固定され、第１
および第２の弁座に接離して第１および第２の流
体通路の開閉を行う第１および第２の弁体と、弁
体室に連通し、弁体の開閉動作によつて第１また
は第２の流体通路に接続される第３の流体通路
と、電歪素子の本体に対する支持端に設けられ、
本体と電歪素子との間に介設される弾性部材と、
第１および第２の弁体の変位方向に電歪素子を介
して弾性部材に対向し当該弾性部材とともに電歪
素子を挟持して本体に螺着される可動部材とから
なり、可動部材を適宜回動させることによつて電
歪素子に固定された第１または第２の弁体と第１
または第２の弁座との間〓を調整する支持構造と
を備えたものである。

［作 用］ 上記した手段によれば、たとえば、電歪素子の
形状にばらつきなどがあつても、本体内への電歪
素子の組み付けおよび電歪素子に固定された弁体
と弁座との間〓の調整などを容易に行うことがで
きる。

これにより、電歪素子の形状のばらつきに影響
されるこなく、確実な閉止動作を行うことができ
る。

［実施例 １］ 第１図は、本考案の一実施例である電歪素子を
用いた弁の略断面図である。

本実施例の弁の本体１は、相互間にシールリン
グ１ｃを介して図示しないねじなどで結合された
上部本体１ａと下部本体１ｂとからなる。

上部本体１ａおよび下部本体１ｂの対向面に形
成された凹部によつて構成される弁体室Ａには、
下部本体１ｂの壁面を貫通して入口流路２（第１
の流体通路）が形成されている。この入口流路２
の弁体室Ａの内部における開口部には弁座３（第
１の弁座）が設けられている。入口流路２と対向
する位置には、上部本体１ａの壁面を貫通して排
気流路４（第２の流体通路）が形成され、この排
気流路４の弁体室Ａの内部における開口部には弁
座５（第２の弁座）が設けられている。

上部本体１ａには、前記弁体室Ａに連通する出
口流路１３（第３の流体通路）が開設されてい
る。

前記弁座３と弁座５との間には、一端の両面
に、弁座３および弁座５とそれぞれ対向され、ゴ
ムなどからなる弁体６（第１の弁体）および弁体
７（第２の弁体）が固定された板状の電歪素子８
が位置されている。

この場合、電歪素子８の他端部は、上部本体１
ａに螺着されたねじなどからなる可動部材９と、
下部本体１ｂに設けられ、電歪素子８を介してこ
の可動部９に対向される弾性部材１０とからなる
支持構造Ｂによつて挟持されて片持ち式に支持さ
れており、電歪素子８と可動部材９および弾性部
材１０との間には、絶縁片１１および絶縁片１２
がそれぞれ介設されている。

そして、可動部材９を所定の方向に適宜回動さ
せ、弾性部材１０の付勢方向における突出量を変
化させることにより、可動部材９と弾性部材１０
との間に挟持された電歪素子８の弁座３と弁座５
との対向方向における位置が変化して、電歪素子
８に固定された弁体６と弁座３との間〓などが調
整されるものである。

電歪素子８は、たとえば、第２図に示されるよ
うに、金属板８ａを介してチタン酸ジルコン酸鉛
（PZT）系の磁器などからなる圧電磁器８ｂおよ
び圧電磁器８ｃを貼り合わせ、さらに、圧電磁器
８ｂおよび８ｃの各々の表面には焼付などによつ
て銀などの電極８ｄおよび電極８ｅが被着され
た、いわゆるバイモルフとして構成されている。

そして、所定の直流電源V_Dから、金属板８ａ
と電極８ｄおよび８ｅとの間に所望の極性で直流
電圧を印加することにより、破線で示されるよう
な所望の方向への弯曲変形を随時発生させ、たと
えば、電歪素子８を排気流路４の側に弯曲させる
ことにより、入口流路２が開放されるとともに弁
体７が排気流路４の弁座５に密着されて排気流路
４が閉止され、入口流路２から弁体室Ａ内に流入
される圧縮空気などの流体が、上部本体１ａの壁
面を貫通して形成された出口流路１３を通じて外
部に供給されるものである。

すなわち、本実施例の弁は、いわゆる２位置３
ポート弁として機能する。

また、弁座３の周囲には、磁石１４が設けら
れ、電歪素子８を構成する、たとえば鉄系の金属
板８ａに磁力を作用することにより、弁体６が弁
座３に密着される構造とされている。

以下、本実施例の作用について説明する。

まず、本実施例の電歪素子を用いた弁における
電歪素子８の組み付け作業は、上部本体１ａおよ
び下部本体１ｂが分離された状態で電歪素子８を
下部本体１ｂの凹部に位置させ、その後上部本体
１ａが下部本体１ｂの上に密着させることによつ
て行われる。

そして、弾性部材１０と対向することによつて
電歪素子８を挟持する可動部材９を所定の方向に
適宜回動させ、弾性部材１０の付勢方向における
突出量を変化させることにより、可動部材９と弾
性部材１０との間に挟持された電歪素子８の弁座
３と弁座５との対向方向における位置が変化さ
れ、電歪素子８自身の形状のばらつきなどに影響
されることなく、電歪素子８に固定された弁体６
と弁座３との間〓などが簡便に微調整され、たと
えば、電歪素子８に対して直流電源V_Dから電圧
が印加されない自然状態で、磁石１４の吸引力に
よつて弁体６が弁座３に密着されるように調整さ
れる。

次に、電歪素子８の金属板８ａと電極８ｄおよ
び８ｅとの間に所定の極性の直流電圧を印加する
と、該電歪素子８は、支持構造Ｂに挟持された一
端を支点として、磁石１４の吸引力に抗して排気
流路４の弁座５の側に弯曲し、弁体６が弁座３か
ら離脱されて入口流路２が開放されると同時に弁
体７が弁座５に密着されて排気流路４が閉止さ
れ、外部から入口流路２に作用される圧縮空気は
弁体室Ａを介して出口流路１３に作用され、該出
口流路１３に接続されている図示しないシリンダ
装置などが駆動される。

そして、電歪素子８に対する直流電圧の印加が
停止されると、金属板８ａの弾性および磁石１４
の吸引力などによつて電歪素子８を直ちに弁座３
の方向に復帰変形し、磁石１４の吸引力によつて
弁体６が弁座３に密着し、入口流路２が閉止され
ると同時に、弁体７が弁座５から離脱して排気流
路４が開放され、出口流路１３および弁体室Ａの
内部の残圧などが速やかに外部に排出される。

このように、本実施例においては、上部本体１
ａに螺着される可動部材９と電歪素子８を介して
該可動部材９に対向する弾性部材１０などからな
る支持構造Ｂによつて電歪素子８の一端が支持さ
れ、可動部材９を所定の方向に適宜回動させ、弾
性部材１０の付勢方向における突出量を変化させ
ることにより、可動部材９と弾性部材１０との間
に挟持された電歪素子８の弁座３と弁座５との対
向方向における位置が変化して、電歪素子８に固
定された弁体６と弁座３との間〓などが微調整さ
れる構造であるため、たとえば電歪素子８の形状
のばらつきなどに起因して、電歪素子８の組み付
けや調整などが煩雑となることがなく、上部本体
１ａおよび下部本体１ｂの内部への電歪素子８の
組み付けおよび電歪素子８に固定された弁体６と
弁座３との間〓の調整などを容易に行うことがで
きる。

たとえば、入口流路２から流入される圧力が大
きい場合は、可動部材９の螺入量を大きくすれ
ぱ、電歪素子８は入口流路２側により接近し、弁
体６による弁座３の閉止力はより大きくなり、よ
り確実な閉止が可能となる。

なお、本考案は、前記実施例になんら限定され
るものではなく、たとえば、弾性部材としては、
コイルばねなどに限らず、板ばねや、ゴムブロツ
ク、さらには樹脂など、弾発力を有するものであ
れば如何なるものであつてもよい。

また、電歪素子としては、バイモルフを多重に
して用いてもよく、あるいはユニモルフなどであ
つてもよい。

［考案の効果］ １ 本体内に形成された弁体室と、この弁体室に
対向して開口する第１および第２の流体通路
と、この第１および第２の流体通路の各々の開
口部に突設された第１および第２の弁座と、前
記弁体室の内部に挿入される電歪素子の駆動端
の両面にそれぞれ固定され、前記第１および第
２の弁座に接離して前記第１および第２の流体
通路の開閉を行う第１および第２の弁体と、弁
体室に連通し、弁体の開閉動作によつて第１ま
たは第２の流体通路に接続される第３の流体通
路と、前記電歪素子の前記本体に対する支持端
に設けられ、前記本体と電歪素子との間に介設
される弾性部材と、前記第１および第２の弁体
の変位方向に前記電歪素子を介して前記弾性部
材に対向し当該弾性部材とともに前記電歪素子
を挟持して前記本体に螺着される可動部材とか
らなり、前記可動部材を適宜回動させることに
よつて前記電歪素子に固定された前記第１また
は第２の弁体と前記第１または第２の弁座との
間〓を調整する支持構造とを備えた構造である
ため、たとえば、電歪素子の形状にばらつきが
あつても、本体内への電歪素子の組み付けおよ
び電歪素子に固定された第１または第２弁体と
第１または第２の弁座との間〓の調整などを容
易に行うことができる。

これにより、電歪素子の形状のばらつきなど
に影響されることなく、的確な閉止作用を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例である電歪素子を用
いた弁の略断面図、第２図は電歪素子の拡大略断
面図である。 １…本体、１ａ…上部本体、１ｂ…下部本体、
１ｃ…シールリング、２…入口流路（第１の流体
通路）、３…弁座（第１の弁座）、４…排気流路
（第２の流体通路）、５…弁座（第２の弁座）、６
…弁体（第１の弁体）、７…弁体（第２の弁体）、
８…電歪素子、８ａ…金属板、８ｂ，８ｃ…圧電
磁器、８ｄ，８ｅ…電極、９…可動部材、１０…
弾性部材、１１…絶縁片、１２…絶縁片、１３…
出口流路（第３の流体通路）、１４…磁石、Ａ…
弁体室、Ｂ…支持構造、V_D…直流電源。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 本体内に形成された弁体室と、この弁体室に対
   向して開口する第１および第２の流体通路と、こ
   の第１および第２の流体通路の各々の開口部に突
   設された第１および第２の弁座と、前記弁体室の
   内部に挿入される電歪素子の駆動端の両面にそれ
   ぞれ固定され、前記第１および第２の弁座に接離
   して前記第１および第２の流体通路の開閉を行う
   第１および第２の弁体と、前記弁体室に連通し、
   前記弁体の開閉動作によつて前記第１または第２
   の流体通路に接続される第３の流体通路と、前記
   電歪素子の前記本体に対する支持端に設けられ、
   前記本体と電歪素子との間に介設される弾性部材
   と、前記第１および第２の弁体の変位方向に前記
   電歪素子を介して前記弾性部材に対向し当該弾性
   部材とともに前記電歪素子を挟持して前記本体に
   螺着される可動部材とからなり、前記可動部材を
   適宜回動させることによつて前記電歪素子に固定
   された前記第１または第２の弁体と前記第１また
   は第２の弁座との間〓を調整する支持構造とを備
   えたことを特徴とする電歪素子を用いた弁。