JPH05256376A - ピエゾバルブ - Google Patents

ピエゾバルブ

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JPH05256376A
JPH05256376A JP4329316A JP32931692A JPH05256376A JP H05256376 A JPH05256376 A JP H05256376A JP 4329316 A JP4329316 A JP 4329316A JP 32931692 A JP32931692 A JP 32931692A JP H05256376 A JPH05256376 A JP H05256376A
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piezo
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フリッシュ ヘルベルト
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Hoerbiger Ventilwerke GmbH and Co KG
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B5/00Transducers converting variations of physical quantities, e.g. expressed by variations in positions of members, into fluid-pressure variations or vice versa; Varying fluid pressure as a function of variations of a plurality of fluid pressures or variations of other quantities
    • F15B5/003Transducers converting variations of physical quantities, e.g. expressed by variations in positions of members, into fluid-pressure variations or vice versa; Varying fluid pressure as a function of variations of a plurality of fluid pressures or variations of other quantities characterised by variation of the pressure in a nozzle or the like, e.g. nozzle-flapper system
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/004Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by piezoelectric means
    • F16K31/005Piezoelectric benders
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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気的及び機械的なリラクゼーションに基づ
き生じる欠点を回避すると共に、たわみ部材が長期の切
換サイクル後でも信頼性よく作動するようにすること。 【構成】 印加された制御電圧に応じて、弾性的な対向
力に逆らって運動可能な制御領域を備えたピエゾ電気的
なたわみ部材を有するピエゾバルブにおいて、対向力
(2)が外的な別体の負荷装置(8)によって負荷され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は印加された制御電圧に応
じて、弾性的な対向力に逆らって運動可能な制御領域を
備えたピエゾ電気的なたわみ部材を有するピエゾバルブ
に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の弁は頻繁に使用され、しばしば
エレクトロニューマチック式の変換器としても役立てら
れるが、調整部材としてピエゾ電気的な、それも多くの
場合ピエゾセラミック的なたわみ部材を備えている。こ
のたわみ部材は片側で緊定されていて、緊定部とは逆の
側の制御領域で例えば無通電時の切換位置で媒体供給側
の座に弾発されて座着し、これにより、媒体供給側の座
が密に閉鎖される。制御電気の印加時にたわみ部材はこ
の弾発力から成る対向力に逆らって媒体供給側の座から
離れ、これによりこの座は媒体の貫流のために開放され
る。さらに、これと同じ原理で媒体供給側の座と媒体排
出側の座との間で切換が行われるような装置も公知であ
り、この場合、たわみ部材の制御領域の位置により媒体
流が選択的に分割される。
【0003】この種のバルブのたわみ変換器若しくはた
わみ部材はピエゾ電気的な材料の特性に基づき、機械的
及び又は電気的な負荷を長時間受けているとその休止時
の形状を変化させるという欠点を有している。このよう
な現象はリラクゼーションともよばれるが、その場合、
2種のリラクゼーションが区別される。長期間の機械的
な負荷時に生じる形状変化は機械的なリラクゼーション
であり、プレロードの方向と逆の方向に向く。長時間に
わたる電気的な制御電圧の印加時に生じたわみの増大を
招く形状変化は電気的なリラクゼーションであり、電気
的に生じるたわみの方向に向く。機械的並びに電気的な
リラクゼーションは周知のとおり、いずれも部分的にし
か可逆的でなく、たわみ部材の調節された位置を全体と
して不所望な程度に変化させる。このことは、例えばた
わみ部材の長期間の負荷の後に、このたわみ部材の制御
領域が制御電圧の遮断後ももはや他の切換位置に戻ら
ず、これにより、例えばバルブの休止位置に対応する座
がもはや閉じられなくなるという事態を招く。
【0004】
【発明の課題】本発明の課題は、冒頭に述べた形式のピ
エゾバルブを改良して、電気的及び機械的なリラクゼー
ションに基づき生じる前記欠点を回避すると共に、たわ
み部材が長期の切換サイクル後でも信頼性よく作動する
ようにすることである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明の要旨は対向力が外的な別体の負荷装置によって負荷
されていることにある。これにより、本発明の構成によ
り、たわみ部材内の機械的なリラクゼーションがたわみ
部材自体によりその緊定に関連して作用するプレロード
に依存してのみ生じるという状態が利用される。
【0006】本発明によれば、たわみ部材の一方の切換
位置を確実に保持するために必要な弾性的な対向力を得
るために外的な別体の負荷装置が設けられるため、たわ
み部材内の機械的なリラクゼーションの作用が予め排除
されている。
【0007】本発明のこの基本的な構成は、ピエゾ電気
的なたわみ部材が張力のない休止位置で外的な負荷装置
の作用下で座を長期にわたりシールし、比較的短時間だ
け印加された制御電圧の作用下で対向力に逆らって座か
ら離れるような使用例に最適である。この場合、考慮す
るほどでない電気的なリラクゼーションの作用は無視さ
れる。
【0008】現象として明白に現れる電気的なリラクゼ
ーションの作用を考慮し又は相殺しなければならないそ
の他のすべての使用例に対処するために、本発明の特別
有利な構成では、たわみ部材自体が緊定力によって弾性
的に対向力の作用に逆らっている。これにより、機械的
なリラクゼーションの作用方向と電気的なリラクゼーシ
ョンの作用方向とを互いに逆向きにすることが簡単にで
き、従って、この種のピエゾバルブの実際の稼働では、
従来電気的並びに機械的なリラクゼーションに付随する
不可避の不都合を生じることがない。
【0009】これに関して特に有利には、本発明の別の
構成では対向力に対するたわみ部材のプレロードが、制
御電圧の作用ひいてはこれにより生じるたわみ部材の偏
倚の作用下で生じる電気機械的なリラクゼーションが少
なくとも部分的に相殺されるような大きさを有してい
る。これにより、ピエゾバルブの効果的な運転状態若し
くは切換位置のために、既に述べた2種のリラクゼーシ
ョンの効果的な切換え若しくは相互の相殺が行われ、従
って長時間切換位置に保持してもたわみ部材の変化、ひ
いてはピエゾバルブの既に述べ機能の障害が生じない。
【0010】本発明のさらに別の構成では、前記たわみ
部材が一方の切換位置では、制御領域内に係合するばね
の作用下で媒体供給側の座に当接し、かつばねのプレロ
ードと媒体供給圧力との差に比して小さいプレロードに
よりばねの作用に逆らって弾発されている。これによ
り、一方の切換位置では媒体供給側の座のシールの確実
な保持が保証されると共に、両切換位置では電気的及び
機械的なリラクゼーションの不都合な作用が少なくとも
著しく相殺される。
【0011】
【実施例】図1に略示した従来のピエゾバルブはたわみ
部材1を備えており、このたわみ部材は印加された電圧
に応じて弾性的な対向力(矢印2)に逆らって運動可能
な制御領域3を有している。この対向部材の、無通電状
態の図示しない休止位置において、この制御領域3は、
矢印5の方向に作用する媒体供給圧力に比して対向力が
大きい限りにおいて、対向力2の作用下で媒体供給側の
座4に座着してこの座をシールする。制御電圧が印加さ
れると、ピエゾ電気的なたわみ部材1の制御領域3は対
向力2の作用に逆らって矢印6の方向で媒体供給側の座
4から離れる。
【0012】座から離れた図1の制御位置で生じるたわ
み部材1の付加的な機械的なリラクゼーションは矢印M
の方向に生じ、電気的なリラクゼーションは矢印Eの方
向に生じる。この従来公知のピエゾバルブでは両方のリ
ラクゼーションが同じ方向で、それも座4から離反する
方向で生じる。これにより、長期間連続的に座から離れ
た切換位置にある制御領域3は制御電圧の遮断後も残留
変形により、もはや座4をシールする下方の制御位置へ
戻らない。
【0013】図2に示す本発明のピエゾバルブでは対向
力2が外的な別体の負荷装置を介して生ぜしめられてお
り、この負荷装置はこの場合制御領域3に係合するばね
8、例えばコイルばねによって形成されている。さらに
たわみ部材1自体がその緊定部10により弾性的に対向
力2の作用に逆らってプレロードを負荷されており、こ
のことを矢印7で表す。対向力2に逆らうたわみ部材1
のプレロード7は、制御電圧の作用若しくはこれにより
生じるたわみ部材1の偏倚によって発生する電気的なリ
ラクゼーションE及び機械的なリラクゼーションMが少
なくとも部分的に相殺されるような大きさを有してい
る。これにより、図1の公知ピエゾバルブで生じるよう
な、たわみ部材への特に長期間の連続的な電圧負荷時に
生じる欠点が確実に回避される。
【0014】機械的なリラクゼーションを示す図3から
判るように、テストにおいて、4gのコンスタントな負
荷によりたわみ部材を負荷した後、最初に25μmの偏
倚量xが測定された。長時間の実験によれば、別の偏倚
を示す漸近曲線が得られた。この漸近曲線は、100時
間(t)の負荷の後に最終的な32μmの偏倚で安定し
た。この場合、機械的なリラクゼーションに基づき生じ
た付加的な7μmの偏倚が負荷の取り除き後に極めてわ
ずかしか復元せず、換言すれば大部分が残された。
【0015】図4には図3と同じたわみ部材の電気的な
リラクゼーションが示されている。24Vの一定直流電
圧の印加時に、初期の偏倚量xは60μmであり、10
0時間(t)にわたる負荷の後では漸近曲線的にほぼ9
0μmまで上昇した。この場合も、電気的なリラクゼー
ションに基づいて生じる付加的な30μmの偏倚は負荷
の取り除き後、わずかにしか復元しなかった。
【0016】図3及び図4からわかるように、同じ時間
(t)にわたる負荷に関連して、電気的なリラクゼーシ
ョンは機械的なリラクゼーションに比してほぼ4倍大き
いことがわかる。このことは、本発明のピエゾバルブの
実際の構成のその他の構造的なパラメータと共に、電気
的なリラクゼーションと機械的なリラクゼーションとの
少なくとも部分的な相殺を得るために考慮される。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来公知のピエゾバルブの略示図である。
【図2】本発明に基づくピエゾバルブの略示図である。
【図3】本発明に基づく機械的なリラクゼーションにお
ける時間(t)とたわみ部材の偏倚量(x)との関係を
示す線図である。
【図4】本発明に基づく電気的なリラクゼーションにお
ける時間(t)とたわみ部材の偏倚量(x)との関係を
示す線図である。
【符号の説明】
1 たわみ部材、 2 対向力、 3 制御領域、 4
媒体供給側の座、5 媒体供給圧力、 6 偏倚、
7 プレロード、 8 ばね、 10 緊定部、 E
電気的なリラクゼーション、 M 機械的なリラクゼー
ション、 x偏倚量、 t 時間

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 印加された制御電圧に応じて、弾性的な
    対向力に逆らって運動可能な制御領域を備えたピエゾ電
    気的なたわみ部材を有するピエゾバルブにおいて、前記
    対向力(2)が外的な別体の負荷装置(8)によって負
    荷されていることを特徴とするピエゾバルブ。
  2. 【請求項2】 前記たわみ部材(1)自体が緊定力(1
    0)によって弾性的に対向力(2)の作用に逆らってい
    る請求項1記載のピエゾバルブ。
  3. 【請求項3】 対向力(2)に対するたわみ部材(1)
    のプレロード(7)が、制御電圧の作用ひいてはこれに
    より生じるたわみ部材(1)の偏倚(6)の作用下で生
    じる電気機械的なリラクゼーション(E,M)が少なく
    とも部分的に相殺されるような大きさを有している請求
    項2記載ののピエゾバルブ。
  4. 【請求項4】 前記たわみ部材(1)が一方の切換位置
    では、制御領域(3)内に係合するばね(9)の作用下
    で媒体供給側の座(4)に当接し、かつばねのプレロー
    ド(2)と媒体供給圧力(5)との差に比して小さいプ
    レロード(7)によりばね(8)の作用に逆らって弾発
    されている請求項2又は3記載のピエゾバルブ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013090823A (ja) * 2011-10-26 2013-05-16 Metoran:Kk 呼吸補助装置
KR101415969B1 (ko) * 2012-04-06 2014-07-04 한국기계연구원 보일러 온수용 가스제어 압전식 밸브

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19621796A1 (de) * 1996-05-30 1997-12-04 Nass Magnet Gmbh Ventil
DE19649225A1 (de) * 1996-11-27 1998-05-28 Nass Magnet Gmbh Ventil
JPH1133471A (ja) * 1997-07-23 1999-02-09 Tokyo Electron Ltd 塗布装置
EP0965368B1 (de) * 1998-06-15 2004-08-04 HTM Sport- und Freizeitgeräte Aktiengesellschaft Dämpfer für fahrbedingte Skivibrationen
GB9922069D0 (en) 1999-09-17 1999-11-17 Technolog Ltd Water distribution pressure control method and apparatus
EP1158182B1 (de) 2000-05-25 2004-12-08 FESTO AG & Co Ventileinrichtung
EP1374739A3 (de) * 2002-06-18 2004-04-14 Hygrama Ag Konturverstellbarer Sitz und Modulträger
DE20210042U1 (de) * 2002-06-28 2002-09-26 FESTO AG & Co., 73734 Esslingen Piezoelektrische Aktoreinrichtung

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU608011A1 (ru) * 1974-09-13 1978-05-25 Marchenko Vladimir A Пневматический регулируемый дроссель с электрическим управлением
FR2445920A1 (fr) * 1979-01-03 1980-08-01 Zaegel Held Sa Element thermostatique du type robinet pour circuit a liquide caloporteur
JPS6174901A (ja) * 1984-09-19 1986-04-17 Yamatake Honeywell Co Ltd ノズル・フラツパ機構の変位調整機構
US4629926A (en) * 1985-10-21 1986-12-16 Kiwi Coders Corporation Mounting for piezoelectric bender of fluid control device
DE3608550A1 (de) * 1986-03-14 1987-09-17 Festo Kg Piezo-elektrisch betaetigbares ventil
JPS62246667A (ja) * 1986-04-18 1987-10-27 Ube Ind Ltd 圧電バルブ及びその駆動方法
JPS63101588A (ja) * 1986-10-15 1988-05-06 Koganei Seisakusho:Kk 電歪素子を用いたアクチュエータの組立方法
DE3833157A1 (de) * 1988-09-29 1990-04-12 Siemens Ag Monostabiler piezoelektrischer weggeber
JPH02146380A (ja) * 1988-11-25 1990-06-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 流体制御弁

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013090823A (ja) * 2011-10-26 2013-05-16 Metoran:Kk 呼吸補助装置
KR101415969B1 (ko) * 2012-04-06 2014-07-04 한국기계연구원 보일러 온수용 가스제어 압전식 밸브

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Publication number Publication date
EP0547022A1 (de) 1993-06-16
EP0547022B1 (de) 1998-07-01
AT397700B (de) 1994-06-27
ES2117660T3 (es) 1998-08-16
US5318271A (en) 1994-06-07
DE59209390D1 (de) 1998-08-06
ATA246491A (de) 1993-10-15
JP3457020B2 (ja) 2003-10-14
CA2085039C (en) 2003-02-11
CA2085039A1 (en) 1993-06-12

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