JPH0518401A - 光−流体変換素子 - Google Patents
光−流体変換素子Info
- Publication number
- JPH0518401A JPH0518401A JP17140991A JP17140991A JPH0518401A JP H0518401 A JPH0518401 A JP H0518401A JP 17140991 A JP17140991 A JP 17140991A JP 17140991 A JP17140991 A JP 17140991A JP H0518401 A JPH0518401 A JP H0518401A
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- JP
- Japan
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- fluid
- output
- optical
- optical signal
- light
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- Withdrawn
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- Supply Devices, Intensifiers, Converters, And Telemotors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】光−流体変換素子の追従性を改善し、出力の大
きさ、動作の確実性を向上する。 【構成】制御信号を含む光信号は、光信号系１８から出
力され、光アンプ１９ａに入力する。この光アンプ１９
ａは入力した光信号を増幅して光ファイバ２０ａを経由
し、絞り片２１ａの中央部へ照射され、絞り片２１ａを
加熱する。この絞り片２１ａは熱可撓性のため加熱され
て温度が高くなると、連絡管１５ａの方向、即ち隙間ａ
を縮める方向へ中央部が変形していく。連絡管１５ａと
絞り片２１ａとの隙間ａが短縮することにより連絡管１
５ａの圧力が変化し、さらに制御口１３内に偏流が発生
する。そして、この偏流により、出力口１４ａと出力口
１４ｂとの出力圧力に差が生じる。
きさ、動作の確実性を向上する。 【構成】制御信号を含む光信号は、光信号系１８から出
力され、光アンプ１９ａに入力する。この光アンプ１９
ａは入力した光信号を増幅して光ファイバ２０ａを経由
し、絞り片２１ａの中央部へ照射され、絞り片２１ａを
加熱する。この絞り片２１ａは熱可撓性のため加熱され
て温度が高くなると、連絡管１５ａの方向、即ち隙間ａ
を縮める方向へ中央部が変形していく。連絡管１５ａと
絞り片２１ａとの隙間ａが短縮することにより連絡管１
５ａの圧力が変化し、さらに制御口１３内に偏流が発生
する。そして、この偏流により、出力口１４ａと出力口
１４ｂとの出力圧力に差が生じる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は制御機構における光ア
クチュエータ、光サーボ弁等に適用可能な光−流体変換
素子に関する。
クチュエータ、光サーボ弁等に適用可能な光−流体変換
素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気−油圧サーボ系は大出力・高速駆動
システムとして広く利用されている。しかし、航空機の
飛行機の飛行制御に見られるように周囲温度が激しく変
化したり、放射線や落雷が存在する環境、あるいは工場
などで電磁干渉を受けやすい所では電子素子を用いた電
気−油圧サーボ系は十分な対策を取る必要がある。そこ
で、環境障害に強い光アクチュエータ、光サーボ弁やそ
の基本要素となる光−流体変換素子の開発が望まれてい
る。このため最近、図３に示すようにフルイディク素子
を使用して光信号を流体信号に変換する光−流体変換素
子が考えられている。
システムとして広く利用されている。しかし、航空機の
飛行機の飛行制御に見られるように周囲温度が激しく変
化したり、放射線や落雷が存在する環境、あるいは工場
などで電磁干渉を受けやすい所では電子素子を用いた電
気−油圧サーボ系は十分な対策を取る必要がある。そこ
で、環境障害に強い光アクチュエータ、光サーボ弁やそ
の基本要素となる光−流体変換素子の開発が望まれてい
る。このため最近、図３に示すようにフルイディク素子
を使用して光信号を流体信号に変換する光−流体変換素
子が考えられている。
【０００３】同図に示すように光−流体変換素子１は、
透明アクリル製のカバープレート２、ステンレス製の素
子３、カーボンブラックが塗布されたアルミのターゲッ
ト４、接続管などをもつアクリル製の底プレート５を積
層して構成される。各層の厚さはカバープレート２が
１．０ｍｍ、素子３が０．１ｍｍ、ターゲット４が０．
５ｍｍ、底プレート５が５．０ｍｍであり、それぞれの
大きさは全て３４×３０ｍｍである。素子３内には供給
ノズル６（ノズル幅は０．２ｍｍ）、供給口７、出力口
８が設けられており、水や空気等の流体が接続管９ａか
ら底プレート５、ターゲット４を介して供給口８に流れ
込み、さらに供給ノズル７を介して出力口８に達し、タ
ーゲット４、底プレート５を通過して接続管９ｂへ流出
する。
透明アクリル製のカバープレート２、ステンレス製の素
子３、カーボンブラックが塗布されたアルミのターゲッ
ト４、接続管などをもつアクリル製の底プレート５を積
層して構成される。各層の厚さはカバープレート２が
１．０ｍｍ、素子３が０．１ｍｍ、ターゲット４が０．
５ｍｍ、底プレート５が５．０ｍｍであり、それぞれの
大きさは全て３４×３０ｍｍである。素子３内には供給
ノズル６（ノズル幅は０．２ｍｍ）、供給口７、出力口
８が設けられており、水や空気等の流体が接続管９ａか
ら底プレート５、ターゲット４を介して供給口８に流れ
込み、さらに供給ノズル７を介して出力口８に達し、タ
ーゲット４、底プレート５を通過して接続管９ｂへ流出
する。
【０００４】レーザ光１０は、カバープレート２を通過
し、素子３内に設けられた供給ノズル６の端部に照射さ
れる。前記レーザ光１０による光エネルギーはターゲッ
ト４のカーボンブラック層で熱エネルギーに変換され、
ターゲット４の温度が上昇する。ターゲット４の温度が
上昇すと近傍を流れる流体の温度も上昇し、局部的に流
体粘液が変化する。これにより、流体に粘液勾配が発生
し、素子３内の流れが供給ノズル７の軸に対して非対称
となる。そのため噴流が偏向し、出力圧力に差が生じ
る。
し、素子３内に設けられた供給ノズル６の端部に照射さ
れる。前記レーザ光１０による光エネルギーはターゲッ
ト４のカーボンブラック層で熱エネルギーに変換され、
ターゲット４の温度が上昇する。ターゲット４の温度が
上昇すと近傍を流れる流体の温度も上昇し、局部的に流
体粘液が変化する。これにより、流体に粘液勾配が発生
し、素子３内の流れが供給ノズル７の軸に対して非対称
となる。そのため噴流が偏向し、出力圧力に差が生じ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来の方
法では、光又はレーザにより流体の粘性を変化させ、そ
れにより出力を変化させるという間接的な手段であるた
め、光−流体変換素子の動作としては追従型になり、さ
らに出力の大きさや作動の確実性等に限界がある。この
発明は前記実情に鑑みてなされたもので、追従性を改善
し、出力が大きく動作の確実性を向上し得る光−流体変
換素子を提供することを目的とする。
法では、光又はレーザにより流体の粘性を変化させ、そ
れにより出力を変化させるという間接的な手段であるた
め、光−流体変換素子の動作としては追従型になり、さ
らに出力の大きさや作動の確実性等に限界がある。この
発明は前記実情に鑑みてなされたもので、追従性を改善
し、出力が大きく動作の確実性を向上し得る光−流体変
換素子を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、フルイディ
ク素子を適用した光−流体変換素子において、この光−
流体変換素子内で水又は空気等の流体が供給される供給
口と同流体が出力される出力口との間に設けられた制御
口と、一方の端部がこの制御口に接続し、もう一方の端
部が周囲空間に開口している連絡管と、周囲空間に開口
している前記連絡管端部の近傍に設けられた熱可撓性の
金属の薄膜と、この薄膜を加熱する光学的な加熱手段と
を具備したことを特徴とするものである。
ク素子を適用した光−流体変換素子において、この光−
流体変換素子内で水又は空気等の流体が供給される供給
口と同流体が出力される出力口との間に設けられた制御
口と、一方の端部がこの制御口に接続し、もう一方の端
部が周囲空間に開口している連絡管と、周囲空間に開口
している前記連絡管端部の近傍に設けられた熱可撓性の
金属の薄膜と、この薄膜を加熱する光学的な加熱手段と
を具備したことを特徴とするものである。
【０００７】
【作用】連絡管の端部近傍に設けられた薄膜（絞り片）
は、形状記憶合金又はバイメタル製であるため、レーザ
又は光の制御信号を外部から照射されて温度変化が生じ
ると常温とは異なる形に変形する。これにより絞り片の
面積が変化するため、連絡管の圧力が変化して制御口内
に偏流が起こり、出力圧力に差が生じる。
は、形状記憶合金又はバイメタル製であるため、レーザ
又は光の制御信号を外部から照射されて温度変化が生じ
ると常温とは異なる形に変形する。これにより絞り片の
面積が変化するため、連絡管の圧力が変化して制御口内
に偏流が起こり、出力圧力に差が生じる。
【０００８】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
説明する。図１はこの発明の一実施例における光−流体
変換素子のブロック図を示す。
説明する。図１はこの発明の一実施例における光−流体
変換素子のブロック図を示す。
【０００９】素子部１１は供給口１２、制御口１３、出
力口１４ａ，１４ｂにより構成され、空気又は水等の流
体が供給口１２から流入し、制御口１３を経て出力口１
４ａ，１４ｂから流出する。前記制御口１３には左右の
両側部に連絡管１５ａ，１５ｂが接続され、さらにこの
連絡管１５ａ，１５ｂの端部に所定の間隔ａ，ｂを保っ
て絞り片２１ａ，２１ｂが設けられる。この絞り片２１
ａ，２１ｂは、光信号伝送系１６，１７により光が照射
される。
力口１４ａ，１４ｂにより構成され、空気又は水等の流
体が供給口１２から流入し、制御口１３を経て出力口１
４ａ，１４ｂから流出する。前記制御口１３には左右の
両側部に連絡管１５ａ，１５ｂが接続され、さらにこの
連絡管１５ａ，１５ｂの端部に所定の間隔ａ，ｂを保っ
て絞り片２１ａ，２１ｂが設けられる。この絞り片２１
ａ，２１ｂは、光信号伝送系１６，１７により光が照射
される。
【００１０】光信号伝送系１６には、光信号系１８より
出力された制御情報を含む光信号（光又はレーザ光）を
増幅するため光アンプ１９ａが設けられる。この光アン
プ１９ａで増幅された光信号は光ファイバ２０ａを介し
て絞り片２１ａの中央部に照射される。
出力された制御情報を含む光信号（光又はレーザ光）を
増幅するため光アンプ１９ａが設けられる。この光アン
プ１９ａで増幅された光信号は光ファイバ２０ａを介し
て絞り片２１ａの中央部に照射される。
【００１１】又、光信号伝送系１７には光信号を増幅す
るため光アンプ１９ｂが設けられ、この光アンプ１９ｂ
により増幅された光信号は光ファイバ２０ｂを介して絞
り片２１ｂの中央部に照射される。
るため光アンプ１９ｂが設けられ、この光アンプ１９ｂ
により増幅された光信号は光ファイバ２０ｂを介して絞
り片２１ｂの中央部に照射される。
【００１２】前記絞り片２１ａ，２１ｂは、形状記憶合
金の薄膜が使用され、図２に示すように構成される。こ
の絞り片２１ａは光ファイバ２０ａの出射端から光の照
射が無い場合、図中の点線で示すように、内壁面に垂直
な状態を保っている。しかし、光信号がオンの場合、光
ファイバ２０ａの出射端から光信号が絞り片２１ａの中
央部に照射され、絞り片２１ａを加熱する。絞り片２１
ａは熱可撓性のため加熱されて温度が高くなると予め決
められた形に変形する。次に前記実施例の動作を説明す
る。
金の薄膜が使用され、図２に示すように構成される。こ
の絞り片２１ａは光ファイバ２０ａの出射端から光の照
射が無い場合、図中の点線で示すように、内壁面に垂直
な状態を保っている。しかし、光信号がオンの場合、光
ファイバ２０ａの出射端から光信号が絞り片２１ａの中
央部に照射され、絞り片２１ａを加熱する。絞り片２１
ａは熱可撓性のため加熱されて温度が高くなると予め決
められた形に変形する。次に前記実施例の動作を説明す
る。
【００１３】流体を制御するための光信号（光又はレー
ザ光）は、前記光信号系１８より出力される。光信号系
１８は光信号を例えばデジタル信号として、オンの場合
は光信号を出力し、オフの場合は光信号を出力しないこ
ととする。光信号がオンの場合、前記光信号系１８から
出力された光信号は伝送路を経由して光アンプ１９ａに
入力する。この光アンプ１９ａは入力した光信号を増幅
して光ファイバ２０ａを経由し、絞り片２１ａの中央部
へ照射する。ここで、前記絞り片２１ａの変形する形を
連絡管１５ａの方向、即ち隙間ａを縮める方向へ中央部
が変形していくよう予め定めておく。そのため、絞り片
２１ａは図２中の実線に示すように変形する。連絡管１
５ａと絞り片２１ａとの隙間ａが短縮することにより連
絡管１５ａの圧力が変化し、さらに制御口１３内に偏流
が発生する。そして、素子部１１内の流体に偏流の影響
が生じ、出力口１４ａと出力口１４ｂとの出力圧力に差
が生じる。前記連絡管１５ａ内では、供給口１２から出
力口１４ａ，１４ｂへ流れる流体のジェット流によって
管内の圧力は負圧となり、連絡管１５ａより流体が周囲
空間へ流出することはない。
ザ光）は、前記光信号系１８より出力される。光信号系
１８は光信号を例えばデジタル信号として、オンの場合
は光信号を出力し、オフの場合は光信号を出力しないこ
ととする。光信号がオンの場合、前記光信号系１８から
出力された光信号は伝送路を経由して光アンプ１９ａに
入力する。この光アンプ１９ａは入力した光信号を増幅
して光ファイバ２０ａを経由し、絞り片２１ａの中央部
へ照射する。ここで、前記絞り片２１ａの変形する形を
連絡管１５ａの方向、即ち隙間ａを縮める方向へ中央部
が変形していくよう予め定めておく。そのため、絞り片
２１ａは図２中の実線に示すように変形する。連絡管１
５ａと絞り片２１ａとの隙間ａが短縮することにより連
絡管１５ａの圧力が変化し、さらに制御口１３内に偏流
が発生する。そして、素子部１１内の流体に偏流の影響
が生じ、出力口１４ａと出力口１４ｂとの出力圧力に差
が生じる。前記連絡管１５ａ内では、供給口１２から出
力口１４ａ，１４ｂへ流れる流体のジェット流によって
管内の圧力は負圧となり、連絡管１５ａより流体が周囲
空間へ流出することはない。
【００１４】以上の実施例は信号伝送路１６を適用した
場合について説明したが、前記信号伝送路１７を適用し
た場合にも同様の動作により、光信号による流体の出力
圧力の制御が可能となる。
場合について説明したが、前記信号伝送路１７を適用し
た場合にも同様の動作により、光信号による流体の出力
圧力の制御が可能となる。
【００１５】尚、図１に示したブロック図では、素子部
１１と絞り片２１ａ，２１ｂが２次元的な配置を示して
いるが、連絡管１５ａ，１５ｂの取り付け位置の変更、
又は連絡管１５ａ，１５ｂ自身の変形により３次元的配
置が可能である。また、同実施例では、前記絞り片２１
ａ，２１ｂに形状記憶合金の薄膜を使用したが、バイメ
タル等、熱可撓性の金属も適用可能である。以上の動作
により、制御情報を含む光信号により、流体の出力圧力
を制御することが可能である。
１１と絞り片２１ａ，２１ｂが２次元的な配置を示して
いるが、連絡管１５ａ，１５ｂの取り付け位置の変更、
又は連絡管１５ａ，１５ｂ自身の変形により３次元的配
置が可能である。また、同実施例では、前記絞り片２１
ａ，２１ｂに形状記憶合金の薄膜を使用したが、バイメ
タル等、熱可撓性の金属も適用可能である。以上の動作
により、制御情報を含む光信号により、流体の出力圧力
を制御することが可能である。
【００１６】
【発明の効果】以上詳記したようにこの発明によれば、
素子部１１内の制御口１３に連絡管１５ａ，１５ｂを設
け、この連絡管１５ａ，１５ｂから隙間ａ，ｂを置いて
熱可撓性の絞り片２１ａ，２１ｂを配置して、制御情報
を含む光信号（光又はレーザ光）を照射して前記絞り片
１７を変形し、前記制御口１３内に偏流を起こし、出力
口１４ａと出力口１４ｂとの出力圧力を制御することが
可能となり、これにより追従性が改善され、出力の大き
さ、動作の確実性が向上する。
素子部１１内の制御口１３に連絡管１５ａ，１５ｂを設
け、この連絡管１５ａ，１５ｂから隙間ａ，ｂを置いて
熱可撓性の絞り片２１ａ，２１ｂを配置して、制御情報
を含む光信号（光又はレーザ光）を照射して前記絞り片
１７を変形し、前記制御口１３内に偏流を起こし、出力
口１４ａと出力口１４ｂとの出力圧力を制御することが
可能となり、これにより追従性が改善され、出力の大き
さ、動作の確実性が向上する。
【図１】この発明の一実施例に係る光−流体変換素子の
ブロック示す。
ブロック示す。
【図２】同実施例における絞り片の詳細を表す断面図。
【図３】従来の光−流体変換素子を示すブロック図。
１１…素子部、１２…供給口、１３…制御口、１４ａ，
１４ｂ…出力口、１５ａ，１５ｂ…連絡管、１６，１７
…光信号伝送系、１８…光信号系、１９ａ，１９ｂ…光
アンプ、２０ａ，２０ｂ…光ファイバ、２１ａ，２１ｂ
…絞り片、ａ，ｂ…隙間。
１４ｂ…出力口、１５ａ，１５ｂ…連絡管、１６，１７
…光信号伝送系、１８…光信号系、１９ａ，１９ｂ…光
アンプ、２０ａ，２０ｂ…光ファイバ、２１ａ，２１ｂ
…絞り片、ａ，ｂ…隙間。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 フルイディク素子を適用した光−流体変
換素子において、この光−流体変換素子内で流体が供給
される供給口と同流体が出力される出力口との間に設け
られた制御口と、端部がこの制御口に接続され、もう一
方の端部が周囲空間に開口している連絡管と、周囲空間
に開口している前記連絡管の端部近傍に設けられた熱可
撓性の金属の薄膜と、この薄膜を加熱する光学的な加熱
手段とを具備したことを特徴とする光−流体変換素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17140991A JPH0518401A (ja) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | 光−流体変換素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17140991A JPH0518401A (ja) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | 光−流体変換素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0518401A true JPH0518401A (ja) | 1993-01-26 |
Family
ID=15922613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17140991A Withdrawn JPH0518401A (ja) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | 光−流体変換素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0518401A (ja) |
-
1991
- 1991-07-11 JP JP17140991A patent/JPH0518401A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981008 |