JPH0313659Y2 - - 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、たとえば、ブロツク状の本体の内部を側面部
から水平方向にくりぬいて弁体室を形成するとと
もに、本体の上下方向に弁体室に開口する流体通
路を形成し、側方から弁体室に挿入される電歪素
子の両面に固定される弁体が電歪素子の弯曲変形
によつて流体通路の開口部に形成された弁座に着
脱されることにより、該流体通路の開閉が行われ
る構造のものが考えられる。

［考案が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記のように、本体内に予め形
成されている弁体室に電歪素子を挿入するる構造
のものでは、電歪素子の両面に固定された弁体と
流体通路の弁座との位置関係が外部から見えない
ため、本体に対する電歪素子の組み付け作業が難
しくなるるという欠点があり、電歪素子の形状に
ばらつきがある場合には、弁体と弁座との位置合
せが不正確になるという問題がある。さらに、弁
体室内における流体通路の開口部に弁座を形成す
るなどの加工が比較的難しいという問題もある。

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、さらには加工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、開閉動作を確実に行うこ
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］ 本考案は、電歪素子を用いた弁を、少なくとも
一方の対向面に形成された凹部によつて弁体室を
構成するように互いに分離可能に結合される第１
および第２の本体と、該第１の本体と第２の本体
との間に少なくとも一端が挟持されて弁体室内に
位置される板状の電歪素子と、該電歪素子の両面
のほぼ同一部位にそれぞれ係止された複数の弁体
と、第１および第２の本体を貫通し、弁体に対応
する位置にそれぞれ弁座を形成して開口される入
口流路および排気流路と、第１または第２の本体
を貫通して弁体室に開口される出口流路と、電歪
素子と排気流路の周辺部との間に介設され、該電
歪素子に固定された弁体を入口流路の弁座に密着
させる方向に付勢するコイルばねと、排気流路の
周辺部に配置され、電歪素子を該排気流路の側に
吸引する磁石とで構成したものである。

［作 用］ 上記した手段によれば、とえば、電歪素子の形
状のばらつきなどがあつても、分離可能な別体の
第１および第２の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位置
合わせなどを容易に行うことができるとともに、
弁体室に開口される流体通路の弁座の加工などが
容易となる。

また、コイルばねおよび磁石によつて得られる
付勢力の作用によつて、弁体による入口流路およ
び出口流路の閉止がより確実に行われ、電歪素子
の歪み変形のヒステリシスなどに影響されること
なく、開閉動作を確実に行うことができる。

［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は、互いに分離可能にねじ
（図示せず）などで結合された別体の上部本体１
（第１の本体）および下部本体２（第２の本体）
よりなる。これらの両本体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、上部本体
１の壁面を貫通して入口流路３が開口されてい
る。

この入口流路３の弁体室Ａの内部における開口
部には弁座４が設けられている。

また、入口流路３と対向する位置には、下部本
体２の壁面を貫通して排気流路５が開口され、こ
の排気流路５の弁体室Ａの内部における開口部に
は弁座６が設けられている。

前記弁座４と弁座６との間には、板状の電歪素
子７の一端の両面にそれぞれ固定された弁体８お
よび弁体９が、該弁座４および６にそれぞれ対向
して設けられている。

電歪素子７の他端部は、上部本体１の溝部１ａ
と下部本体２の合わせ面との間に挟持されること
によつて支持されている。

下部本体２の壁面には、弁体室Ａに開口される
出口流路１０が形成されている。

排気流路５の弁座６の周囲には、電歪素子７と
の間にコイルばね１１が介設されており、排気流
路５と対向して形成された入口流路３の弁座４に
対して弁体８が密着する方向に電歪素子７に対し
て付勢力が作用される構造とされている。

さらに、排気流路５の弁座６の周囲には、磁石
１２が設けられ、電歪素子７に対して吸引力を及
ぼすことにより、入口流路３の弁座４から弁体８
が離脱されて弁体９が弁座６に密着される方向に
付勢力が作用されるように構成されている。

また、分離可能な上部本体１と下部本体２との
間には、弁体室Ａを取り囲むようにしてパツキン
１３が設けられ、図示しないねじなどによつて上
部本体１と下部本体２とが密着される際に弁体室
Ａの気密が保持される構造とされている。

ところで、電歪素子７は、たとえば、第２図に
示されるように、金属板７ａ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７ｂおよび圧電磁器７ｃを貼り合わせ、さ
らに圧電磁器７ｂおよび７ｃの各々の表面には焼
付などによつて銀などの電極７ｄおよび電極７ｅ
が被着された、いわゆる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７ａ
と電極７ｄおよび７ｅ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、電歪
素子７の一端の両面に固定されている弁体８およ
び９の弁座４および６に対する着脱動作がが行わ
れるものである。

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７の組み付け作業は、上部本体１および
下部本体２が分離された状態で、電歪素子７の弁
体８および９が固定された端部を下部本体２の排
気流路５の弁座６の周囲に設けられたコイルばね
１１に載置させるとともに他端部を下部本体２の
合わせ面の上に位置させ、その後、上部本体１を
下部本体２に密着させることにより、上部本体１
の溝部１ａと下部本体２の合わせ面との間に電歪
素子７の端部が固定されると同時に、電歪素子７
に固定された弁体８および９と上部本体１および
下部本体２の弁座４および６とがそれぞれ所定の
位置に正確に対向され、コイルばね１１の付勢力
によつて弁体８は、入口流路３の弁座４に押圧さ
れる。

そして、電歪素子７の金属板７ａと電極７ｄお
よび７ｅとの間に直流電源V_Dから所定に極性の
直流電圧を印加することにより、電歪素子７は、
上部本体１の溝部１ａと下部本体２とで挟持され
る端部を支点として弁体８に入口流路３の弁座４
に密着させる方向に弯曲され、コイルばね１１の
付勢力と電歪素子７の弯曲による押圧力とによつ
て弁体８は弁座４に密着され、入口流路３は確実
に閉止される。

次に、電歪素子７の金属板７ａと電極７ｄおよ
び７ｅとの間に印加される直流電圧の極性を逆転
させると、該電歪素子７は、上部本体１の溝部１
ａと下部本体２との間で挟持された一端を支点と
して、コイルばね１１の付勢力に抗して排気流路
５の側に弯曲し、電歪素子７の変形による力と磁
石１２の吸引力とによつて、弁体８が弁座４から
離脱されて入口流路３が開放されるともに、弁体
９が弁座６に密着されて排気流路５が閉止され、
外部から入口流路３に作用される圧縮空気は弁体
室Ａを介して出口流路１０に作用され、該出口流
路１０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７に対して再び逆の極性の直
流電圧が印加されると、電歪素子７は再び入口流
路３の側に弯曲され、電歪素子７の変形による押
圧力とコイルばね１１の付勢力とによつて、弁体
８がが入口流路３の弁座４に密着され、入口流路
３が閉止されるともに、弁体９が排気流路５の弁
座６から離脱して排気流路５が開放され、出口流
路１０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、互いに分離
可能な別体の上部本体１と下部本体２との間に電
歪素子７が挟持されることによつて、該電歪素子
７の上部本体１と下部本体２との間に形成される
弁体室Ａ内に組み付けられる構造であるため、組
み付け作業が容易になるとともに、電歪素子７に
固定される弁体８および９と、上部本体１および
下部本体２にそれぞれ形成される弁座４および６
との位置合わせなどの調整を容易に行うことがで
きる。

また、上部本体１と下部本体２とが分離された
状態で入口流路３および排気流路５の弁座４およ
び９などが外部に露出されるため、弁座４および
６の加工などが容易となる。

さらに、電歪素子７と弁座６の周囲との間に、
弁体８を入口流路３の弁座４に密着させる方向に
付勢するコイルばね１１および電歪素子７を弁座
６の側に吸引する磁石１２が設けられていること
により、弁体８による入口流路３の閉塞が確実に
行われるとともに、弁体８の弁座４かららの離脱
が容易に行われ、電歪素子７の弯曲変形による入
口流路３の開閉動作が円滑に行われる。

［実施例 ２］ 第３図は、本考案の他の実施例である電歪素子
を用いた弁の略断面図である。

本実施例においては、電歪素子７の中央部に弁
体８および弁体９が固定され、両端部が上部本体
１の一対の溝部１ｂおよび１ｃと、下部本体２の
合わせ面とで緩く挾持されているところが前記実
施例１の場合と異なるものである。

この場合も、前記実施例１の場合と同様の作用
および効果を得ることができる。

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、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］ 少なくとも一方の対向面に形成された凹部によ
つて弁体室を構成するように互いに分離可能に結
合される第１および第２の本体と、該第１の本体
と第２の本体との間に少なくとも一端が挟持され
て前記弁体室内に位置される板状の電歪素子と、
該電歪素子の両面のほぼ同一部位にそれぞれ係止
された複数の弁体と、前記第１および第２の本体
を貫通し、前記弁体に対応するる位置にそれぞれ
弁座を形成して開口される入口流路および排気流
路と、体記第１または第２の本体を貫通して前記
弁体室に開口される出口流路と、電歪素子と排気
流路の周辺部との間に介設され、該電歪素子に固
定された弁体を入口流路の弁座に密着させる方向
に付勢するコイルばねと、排気流路の周辺部に配
置され、電歪素子を該排気流路の側に吸引する磁
石とからなる構造であるため、たとえば、電歪素
子の形状にばらつきなどがあつても、着脱自在な
第１および第２の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位置
合わせなどを容易に行うことができる。また分解
状態では、弁体室に開口する弁座は外部に露出し
た状態となるので、当該弁座の加工などが容易と
な。

さらに、電歪素子と排気流路の弁座の周囲との
間に、弁体を入口流路の弁座に密着させる方向に
付勢するコイルばねおよび電歪素子を排気流路の
弁座の側に吸引する磁石がが設けられているの
で、弁体による入口流路の閉塞が確実に行われる
とともに、弁体の入口流路の弁座からの離脱が容
易に行われ、電歪素子の弯曲変形による入口流路
に開閉動作が円滑かつ確実に行われる。

【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、第３図は本考案の他の実施例である電歪素
子を用いた弁の略断面図である。 １…上部本体（第１の本体）、２…下部本体
（第２の本体）、１ａ，１ｂ，１ｃ…溝部、３…入
口流路、４…弁座、５…排気流路、６…弁座、７
…電歪素子、７ａ…金属板、７ｂ，７ｃ…圧電磁
器、７ｄ，７ｅ…電極、８，９…弁体、１０…出
口流路、１１…コイルばね、１２…磁石、１３…
パツキン、Ａ…弁体室、V_D…直流電源。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 少なくとも一方の対向面に形成された凹部に
   よつて弁体室を構成するよう互いに分離可能に
   結合される第１および第２の本体と、該第１の
   本体と第２の本体との間に少なくとも一端が挟
   持されて前記弁体室内に位置される板状の電歪
   素子と、該電歪素子の両面のほぼ同一部位にそ
   れぞれ係止された複数の弁体と、前記第１およ
   び第２の本体を貫通し、前記弁体に対応する位
   置にそれぞれ弁座を形成して開口される入口流
   路および排気流路と、前記第１または第２の本
   体を貫通して前記弁体室に開口される出口流路
   と、前記電歪素子と前記排気流路の周辺部との
   間に介設され、該電歪素子に固定された弁体を
   前記入口流路の弁座に密着させる方向に付勢す
   るコイルばねと、前記排気流路の周辺部に配置
   され、前記電歪素子を該排気流路の側に吸引す
   る磁石とからなることを特徴とする電歪素子を
   用いた弁。 (2) 前記電歪素子の一端に複数の前記弁体が固定
   され、他端部が前記第１および第２の本体に挟
   持されることを特徴とする実用新案登録請求の
   範囲第１項記載の電歪素子を用いた弁。 (3) 前記電歪素子のほぼ中央部に複数の前記弁体
   が固定され、両端部が前記第１および第２の本
   体に挟持されていることを特徴とする実用新案
   登録請求の範囲第１項記載の電歪素子を用いた
   弁。