JPH0616168Y2 - 方向切換弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、方向切換弁に関するものであり、さらに詳し
くは、弁部材が電歪素子によって駆動される方向切換弁
に関するものである。

［従来の技術］ 圧電材料によりなる多数の板を積層した積層型の電歪素
子が、通電によって積層方向に伸長する性質を利用し
て、該電歪素子によって弁部材を駆動する方向切換弁
は、既に知られている（一例として、特開昭49-111226
号公報参照）。

しかしながら、上記公知の方向切換弁は、電歪素子が弁
室内に露出しているので、圧力流体として導電性流体ま
たは水分を含有する気体を使用する場合には、電歪素子
の電極間の絶縁抵抗が低下するために、電圧素子の機能
が低下したり、制御機器に損傷を及ぼす恐れがある。

また、上記電歪素子は、伸長に際して大きな力を発揮
し、しかも印加電圧の高低によって伸長度が相違するの
で、印加電圧によっては、弁部材が大きな力で弁座に押
圧されて変形し易いために、弁の寿命が短くなる問題が
ある。

［考案が解決しようとする問題点］ 本考案は、圧力流体が導電性流体または水分を含む気体
であっても良好な絶縁性を保持させるとともに、電歪素
子による過度の弁圧接力を緩和して、長期間にわたって
弁機能が持続する方向切換弁を得ることを、解決しよう
とする問題点とするものである。

［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を解決するため、本考案は、弁室に弁座を形
設した弁本体、電圧の印加及びその解除によって伸縮す
る電歪素子、及び該電歪素子で駆動されて上記弁座を開
閉する弁部材よりなる方向切換弁において、上記弁本体
に、上記電歪素子と弁室とを気密に区画し、かつ電歪素
子とともに伸縮し、電歪素子の伸長により発揮される弁
圧接力をそれ自体の弾性により緩和する電気絶縁性被覆
部材を設け、上記電気絶縁性被覆部材の弁室側に、上記
弁体を一体移動可能に取付けたことを特徴としている。

［作用］ 通電及び通電解除による電歪素子の伸縮によって、弁部
材が弁座を開閉する。

この場合、電歪素子と弁室は、弾性を有する絶縁性被覆
部材によって気密に区画されているので、圧力流体が導
電性流体または水分を含む気体であっても、電歪素子の
電極間の絶縁抵抗の低下を防止することができる。

また、絶縁性被覆部材自体の弾性によって、電歪素子に
よる過度の弁圧接力が緩和されるので、弁部材が大きな
弁圧接力によって過度に変形することも併せて防止する
ことができる。

［実施例］ 第１図は本考案の第１実施例を示し、弁本体１は、弁ボ
ディ1a,1b及び後述する電歪素子２の取付部材1cとで構
成されている。

弁ボディ1a,1bの対向面に形成された弁室４には、弁座
5,6が対向して形設されており、弁ボディ1aには、上記
弁座５に連通する入力ポートＰと、上記弁室４に連通す
る出力ポートＡが開設され、弁ボディ1bには、上記弁座
６に連通する排出ポートＲが開設されている。

上記弁室４には、弁座5,6を開閉する弁部材７が、周縁
の膨出部８を弁ボディ1a,1bに対向して形設された凹溝
に挿入させて変位可能に設けられており、該弁部材７の
上記弁座６に当接する箇所より外方には、弁座5,6を連
通させる複数の開口9,・・が開設されている。

一方、取付部材1cにおける上記弁座５との対向箇所に
は、調節ねじ11が螺着されており、該調節ねじ11に設け
られた受台12に一端が固定された電歪素子２の先端は、
弁座６から排出ポートＲに至る通路10中を通して弁室４
内に延設されている。したがって、電歪素子２の先端と
弁座５との間の距離は、調節ねじ11の進退によって調整
可能である。

上記電歪素子２は、圧電材料よりなる多数の板を積層し
た積層型として構成されており、電極間に電圧を印加す
ると積層方向に伸長し、電圧の印加を解除すると元の長
さに収縮する。

電歪素子２の先端面及び側面は、絶縁性被覆部材14を構
成するシール部材によって被覆されており、該絶縁性被
覆部材14の周縁16は、弁ボディ1bと取付部材1cの間に挟
着固定され、これによって絶縁性被覆部材14が、電歪素
子２と弁室４とを気密に区画している。

上記絶縁性被覆部材14は、弾性及び絶縁性を有する素
材、たとえば合成ゴム、軟質合成樹脂等で形成されてお
り、全体的に電歪素子２に固着されることなく、相対的
に移動可能にされているが、電歪素子２の先端被覆部の
みは、電歪素子２に固着してもよい。また、前記弁部材
７と絶縁性被覆部材14は、弁座５に対向する位置の被覆
部材14を厚肉にして、両者に形成された相互に嵌合する
凹凸面によって当接させている。

次に、上記第１実施例の作動を説明する。

第１図は、電歪素子２が非通電の状態を示し、弁部材７
は、入力ポートＰの流体圧によって弁座５を開放して弁
座６を閉鎖しているので、入力ポートＰの圧力流体は出
力ポートＡに流出している。

電歪素子２に電圧を印加すると、電歪素子２が積層方向
に伸長し、これによって弁部材７が弁座５を閉鎖して弁
座６を開放するので、出力ポートＡの流体が排出ポート
Ｒに流出する。

この場合、絶縁性被覆部材14によって電歪素子２が圧力
流体に接触しないので、圧力流体が導電性流体または水
分を含む気体であっても、電歪素子の電極間の絶縁抵抗
の低下が防止できる。

また、弁部材７及び絶縁性被覆部材14自体の弾性によっ
て電歪素子２による過度の弁圧接力が緩和されて、弁部
材７の弁座への押圧力が小さくなるので、弁部材７の過
度の変形を防止することができる。

第２図は本考案の第２実施例を示し、この第２実施例に
おける弁本体21は、弁ボディ21aと取付部材21bとで構成
され、弁ボディ21a内の弁室24には、入力ポートＰに連
通する弁座25及びリテーナ23上に設けられて排出ポート
Ｒに連通する弁座26が対向状態に形設されており、また
弁室24は出力ポートＡに連通されている。上記リテーナ
23は、弁ボディ21aに螺着した止ねじ23aの進退によっ
て、弁座25との距離が調整可能である。

一方、調整ねじ31及び受台32によって取付部材21bに固
定された電歪素子22は、絶縁性被覆部材34によって弁室
24から気密に区画されている。上記絶縁性被覆部材34
は、電歪素子22の先端面及び側面を被覆する絶縁性の軟
質合成樹脂等よりなるカップ状被覆部材35と、弁ボディ
21aと取付部材21bとの間に周辺を挟着され、中心を上記
被覆部材35の周側面部に気密に固着した弾性材料よりな
る絶縁性シール部材36とによって構成したものである。
そして、上記カップ状被覆部材35の端面部分のフランジ
37は、側面部分に形設された溝38によって軸線方向の弾
性が付与されている。

弁座25,26間の弁部材27に一端が固定された複数の押棒4
0,・・は、弁ボディ21aに形設された孔41,・・に遊挿し
て先端が上記フランジ37に当接しており、弁部材27は、
押棒40,・・とリテーナ23との間に縮設された復帰ばね4
3によって、常時弁座25を閉鎖する方向に付勢されてい
る。

第２実施例の他の構成は、第１実施例と同じであるか
ら、それらについての詳細な説明は省略する。

上記第２実施例の方向切換弁は、弁部材27が弁座25を閉
鎖して弁座26を開放している図示の状態においては、復
帰ばね43により弁部材27が弁座25に押圧されている。

この状態で、通電によって電歪素子22が伸長すると、押
棒40が復帰ばね43の付勢力に抗して摺動して、弁部材27
が弁座25を開放して弁座26を閉鎖するので、入力ポート
Ｐからの圧力流体が出力ポートＡに流出する。

この場合、カップ状被覆部材35におけるフランジ37の弾
性によって電歪素子22による過度の弁圧接力が緩和され
るので、弁部材27の過度の変形が防止される。

［考案の効果］ 本考案は、絶縁性被覆部材によって電歪素子と弁室を区
画したので、圧力流体が導電性流体または水分を含む気
体があっても、電歪素子に良好な絶縁性を保持させるこ
とができるとともに、該絶縁性被覆部材自体の弾性によ
って電歪素子による過度の弁圧接力を緩和して弁部材の
過度の変形を防止できるので、長期間にわたって弁の機
能を持続することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例の縦断正面図、第２図は第
２実施例の縦断正面図である。 1,21……弁本体、2,22……電歪素子、 4,24……弁室、5,6,25,26……弁座、 7,27……弁部材、 14,34……絶縁性被覆部材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】弁室に弁座を形設した弁本体、電圧の印加
   及びその解除によって伸縮する電歪素子、及び該電歪素
   子で駆動されて上記弁座を開閉する弁部材よりなる方向
   切換弁において、 上記弁本体に、上記電歪素子と弁室とを気密に区画し、
   かつ電歪素子とともに伸縮し、電歪素子の伸長により発
   揮される弁圧接力をそれ自体の弾性により緩和する電気
   絶縁性被覆部材を設け、 上記電気絶縁性被覆部材の弁室側に、上記弁体を一体移
   動可能に取付けた、 ことを特徴とする方向切換弁。