JPH0517281U - 制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 積層圧電素子体が傾くことがなく、積層圧電
素子体の変位を確実に取り出せるようにした制御弁を得
ること。 【構成】 内部に積層圧電素子体を設けた弁ケースを有
し、弁体を前記積層圧電素子体の歪力により弁座側に押
圧駆動するようにした制御弁において、前記積層圧電素
子体の外面と前記弁ケース内面との間に軸受部材を充填
した制御弁である。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えばマスフローコントローラの流量制御部に用いられる制御弁の 改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

マスフローコントローラーは、流量センサー部と流量制御部及び制御回路部と からなっている。前記流量制御部には積層圧電素子体の歪力を利用して弁棒ある いは弁体を押圧駆動する制御弁がある。従来、前記制御弁として積層圧電素子体 の上端を固定し、下端側に電圧印加による歪を発生せしめ、この変位を弁体等に 伝達して弁の開き具合を調節するものが知られている。（例えば特開平１−5548 7 号、実開平２−33978 号）

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上記従来の制御弁には、積層圧電素子体を径方向で支える手段がなかった。即 ち積層圧電素子体の外側で、例えば弁棒部材や、弁ケースとの間に積層圧電素子 体が傾かないように保持する手段が用意されていなかった。この為、強い衝撃や 振動によって積層圧電素子体自身が傾くことがある。また傾かないまでも微妙な 設定に対し作動せず、流量制御に支障をきたすことがあった。つまりこのような 制御弁では積層圧電素子体の数＋ミクロンの変位を取り出して開度調節をしてい るので、積層圧電素子体がわずかでも傾くと開度調節に大きく影響を与えるもの であった。 本考案は、積層圧電素子体自身あるいはその回りの部材を確実に保持すること により、積層圧電素子体の歪のみが正確に弁体等に伝達されるようにした制御弁 を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案は、流入流路と流出流路をつなぐ弁開口部に弁座を有するバルブ本体と 、前記弁座に対向し外周部を密封した金属製ダイヤフラムからなる弁体と、前記 バルブ本体の上部に立設し、内部に積層圧電素子体を設けた弁ケースとを少なく とも有し、前記弁体を前記積層圧電素子体の歪力により弁座側に押圧駆動するよ うにした制御弁において、前記積層圧電素子体の外面と前記弁ケース内面との間 に軸受部材を充填した制御弁である。また積層圧電素子体の歪力を、この積層圧 電素子体の外側に設けた弁棒部材を介して弁体に伝達できるようにした制御にお いても、前記弁棒部材の外面と弁ケース内面との間に軸受部材を充填したもので ある。上記において軸受部材は四フッ化エチレン樹脂を主成分とし、カーボンあ るいは耐熱性のフィラー材を含有した合成樹脂材料とすることが好ましい。

【０００５】

【作用】

積層圧電素子体あるいは圧電素子体を包囲する弁棒部材と、バルブケースとの 間に軸受部材が充填装着されているので、積層圧電素子体や弁棒部材が径方向の 力、あるいは衝撃や振動を受けても、その動きが制限されて傾くことがなく流量 制御に影響がない。 また、配管系をベーキングするときなどは、制御弁等も250 °Cに近い高温に なることがある。このような高温雰囲気においても上記の軸受材は変質すること がなく安定した機能をはたす。

【０００６】

【実施例】

以下、図面に基づき本考案の実施例を説明する。 図１は一実施例を示す制御弁の縦断面図である。図において１はバルブ本体で 内部に流入流路21及び流出流路22が開口部13で連通し、この開口部には弁座２が 設けられている。３は金属製のダイアフラムからなる弁体で外周部は弁ケース６ のフランジ部20が押圧し密封されている。このダイアフラム弁体の中央部は平担 面で、直接弁座面に当接し、また離座し流体流量を制御するものである。 上記ダイアフラム弁体３の上面には図示の通り、ダイアフラム押え14と、貫通 穴23を形成した中空部を有する弁棒４が、鋼球12を介して設置しており、さらに 前記貫通穴23を横断してブリッジ部材９が、前記弁棒のフランジ部20の上面に載 置され、その中央部で、積層圧電素子体５をベース部材10と鋼球11を介して受け ている。 次に弁ケース６は、前記の通り、下部のフランジ部20がダイアフラム弁体の外 周を押圧すると共にナット部材15によってバルブ本体１に装着され、上部は筒状 に立設し、上端はフタ部材18によって閉じられている。弁ケースの内部には前記 した中空状の弁棒４がばね16によって下方に押された状態で設けられていて、さ らにその内部には前記の通り積層圧電素子体５が設けられている。なお、積層圧 電素子体の上端はねじり防止部材17を介し、開度調整ねじ19によって固定されて いる。以上の構成の制御弁において、弁棒４の外面と弁ケース６の内面との間に 下部軸受部材７及び上部にフタ部材を介して上部軸受部材８を充填して設けたも のである。ここで上下軸受部材７，８は耐熱性をもった特殊フィラー入りの四フ ッ化エチレン樹脂からなるものなので高温でも特性は変化しないものである。

【０００７】 次に作用を簡単に説明する図の制御弁は、積層圧電素子体に電圧を印加しない 状態では弁を閉じている。いわゆるノーマリークローズ型の制御弁である。従っ て常時はばね16によって弁棒４を下方に押し下げ、最終的にダイアフラム弁体３ を弁座２に押し付け閉状態にしている。一方、積層圧電素子体に電圧を印加した ときには圧電素子体が伸長する。この伸長する力はブリッジ部材９に伝達される と共にバルブ本体との間で反力として発生する。即ち、この反力は弁棒４を上方 に押し上げようとする力となり、結果的にダイアフラム弁体３は上方に浮き上が り、流体が流れる開状態となる。以上の作動中において、上・下軸受部材７，８ の働きにより弁棒６が傾くことがなく、積層圧電素子体の伸長を有効かつ正確に 利用することができる。また、ベーキング処理時などでバルブ本体や弁ケースが 高温になったときでも焼き付いたりすることがなく働きを保持することができる 。 また他の実施例として、上記の実施例の構成の中で弁棒部材を設けず、積層圧 電素子体の変位を直接弁体に伝達するような構成として、弁ケース内面と積層圧 電素子体の外面との間に軸受部材を充填するようにしてもよい。

【０００８】

【考案の効果】

本考案によれば、積層圧電素子体が傾かないように保持する軸受部材の働きに より、積層圧電素子体の極微少の変位を損なうことなく取り出し、正確な開度調 節を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の一実施例を示す制御弁の縦断面図で
ある。

【符号の説明】

１…バルブ本体 ２…弁座 ３…ダイアフラム弁体 ４…弁棒 ５…積層圧電素子体 ６…弁ケース ７…下部軸受材 ８…上部軸受材

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に積層圧電素子体を設けた弁ケース
   を有し、弁体を前記積層圧電素子体の歪力により弁座側
   に押圧駆動するようにした制御弁において、前記積層圧
   電素子体の外面と前記弁ケース内面との間に軸受部材を
   充填したことを特徴とする制御弁。
2. 【請求項２】 積層圧電素子体の歪力を、この積層圧電
   素子体の外側に設けた弁棒部材を介して弁体に伝達でき
   るようにした制御弁において、前記弁棒部材の外面と弁
   ケース内面との間に軸受部材を充填したことを特徴とす
   る制御弁。
3. 【請求項３】 軸受部材は四フッ化エチレン樹脂を主成
   分とする合成樹脂材料からなることを特徴とする請求項
   １又は２項記載の制御弁。