JPH0694909B2 - Fluid control valve using piezoelectric element - Google Patents
Fluid control valve using piezoelectric elementInfo
- Publication number
- JPH0694909B2 JPH0694909B2 JP63314883A JP31488388A JPH0694909B2 JP H0694909 B2 JPH0694909 B2 JP H0694909B2 JP 63314883 A JP63314883 A JP 63314883A JP 31488388 A JP31488388 A JP 31488388A JP H0694909 B2 JPH0694909 B2 JP H0694909B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric element
- valve
- elastic body
- displacement
- integral elastic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims description 12
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 43
- 230000036316 preload Effects 0.000 claims description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
- H02N2/04—Constructional details
- H02N2/043—Mechanical transmission means, e.g. for stroke amplification
Landscapes
- Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は圧電素子を用いた流体制御バルブに関し、特
に同バルブの高速応答および高出力化を図るものであ
る。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fluid control valve using a piezoelectric element, and particularly to achieve high-speed response and high output of the valve.
従来、圧電素子を用いた流体制御バルブとしては例えば
特公昭60−14954号に示すものがある。この装置におい
ては、断面積の大きいピストンと断面積の小さなピスト
ンの間に液体を封入し、圧電素子の圧電効果によって断
面積の大きいピストンを動作することにより前記封入液
体を介して断面積の小さなピストンを作動させ、これに
より両ピストンの断面積比分の変位増幅を行なうように
している。A conventional fluid control valve using a piezoelectric element is disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 60-14954. In this device, a liquid is sealed between a piston having a large cross-sectional area and a piston having a small cross-sectional area, and the piston having a large cross-sectional area is operated by the piezoelectric effect of the piezoelectric element, so that the small cross-sectional area is passed through the sealed liquid. By operating the pistons, displacement amplification by the cross-sectional area ratio of both pistons is performed.
ところが、この従来方式は、封入液体の圧縮性によって
変位の大部分がこの封入液体に吸収される問題を有して
おり、圧電素子のような変位の小さいアクチュエータの
増幅方式には有効でない。また、この従来装置におい
て、封入液体による変位吸収率を小さくしようとする
と、圧電素子の寸法が大きくなり、バルブ構成が大型化
する問題がある。However, this conventional method has a problem that most of the displacement is absorbed by the enclosed liquid due to the compressibility of the enclosed liquid, and is not effective for an amplification system of an actuator with a small displacement such as a piezoelectric element. Further, in this conventional device, if the displacement absorption rate due to the enclosed liquid is made small, the size of the piezoelectric element becomes large and the valve structure becomes large.
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、変
位拡大機構による変位吸収を無くし、高速応答および高
出力化を図るようにした圧電素子を用いた流体制御バル
ブを提供しようとするものである。The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a fluid control valve using a piezoelectric element that eliminates displacement absorption by a displacement magnifying mechanism and achieves high-speed response and high output. is there.
そこでこの発明では、圧電素子と、この圧電素子の変位
をてこ作用によって拡大する切欠き形状の一体型弾性体
と、一方端部がスプリングによって付勢され他方端部に
前記一体型弾性体の出力取り出し部位が当接される往復
移動可能な弁体とを有し、前記圧電素子の変位を前記一
体型弾性体で変位拡大して前記弁体を移動することによ
りバルブ開閉動作を行なう圧電素子を用いた流体制御バ
ルブにおいて、前記圧電素子及び一体型弾性体を内蔵さ
せた第１のハウジングと前記弁体及びスプリングを内蔵
させた第２のハウジングとを粗位置調整用の所定厚さの
板状のシムを介して結合すると共に、左右中央部がそれ
ぞれ外側に突出した形状であってかつその下部が前記圧
電素子に当接している枠体と、前記枠体の左右突出部に
螺着されるボルトとを有し、前記ボルトを締めることに
より前記枠体下部を介して圧電素子に該圧電素子の変位
方向の押圧力を作用させるとともに、前記ボルトの締め
量を調整して前記圧電素子の変位方向に対する微小位置
決めを行うことにより前記一体型弾性体のプリロード量
を調整する微小位置決め機構を前記第１のハウジング内
に具えるようにしている。Therefore, in the present invention, a piezoelectric element, a notch-shaped integral elastic body that expands the displacement of the piezoelectric element by a lever action, and one end of which is biased by a spring to output the integral elastic body to the other end. A reciprocally movable valve element with which a take-out portion is abutted, and a piezoelectric element that opens and closes a valve by moving the valve element by expanding the displacement of the piezoelectric element with the integral elastic body. In the fluid control valve used, a first housing containing the piezoelectric element and the integral elastic body and a second housing containing the valve body and a spring are formed into a plate shape having a predetermined thickness for coarse position adjustment. And a frame body whose left and right central portions project outward and whose lower portions are in contact with the piezoelectric element, and are screwed to the left and right projecting portions of the frame body. bolt And applying a pressing force in the displacement direction of the piezoelectric element to the piezoelectric element through the lower portion of the frame by tightening the bolt, and adjusting the tightening amount of the bolt with respect to the displacement direction of the piezoelectric element. A micropositioning mechanism for adjusting the preload amount of the integrated elastic body by performing micropositioning is provided in the first housing.
以下、この発明を添付図面に示す実施例にしたがって詳
細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail according to embodiments shown in the accompanying drawings.
第１図はこの発明にかかる流体制御バルブの実施例を示
すものであり、このバルブはシムSMを境にして大きくは
バルブドライブ部１とポペット弁座部２とで構成され
る。FIG. 1 shows an embodiment of a fluid control valve according to the present invention, and this valve is mainly composed of a valve drive portion 1 and a poppet valve seat portion 2 with a shim SM as a boundary.
バルブドライブ部１は、微小位置決め機構３、圧電素子
４、一体結合型弾性体５、変位検出体６、変位センサ７
等で構成されており、これらがケース８、プレート９に
よって形成された空間に収容されている。圧電素子４の
リード線10はケース８の孔11を介して装置外へ導出され
ている。The valve drive unit 1 includes a minute positioning mechanism 3, a piezoelectric element 4, an integrally coupled elastic body 5, a displacement detection body 6, and a displacement sensor 7.
Etc., and these are housed in the space formed by the case 8 and the plate 9. The lead wire 10 of the piezoelectric element 4 is led out of the device through the hole 11 of the case 8.
微小位置決め機構３は、第２図（ａ），（ｂ）に示すよ
うに、左右対称に外側へ屈曲した２本の柱状体12,13を
支持部材14,15によって上下で支持固定し、これら柱状
体12,13をボルト16とナット17で連結するようにしてい
る。すなわち、ボルト16およびナット17を締めれば、柱
状体12,13の屈曲部間の距離が締まることになり、この
結果柱状体12,13は上下方向に伸張することになり、上
記ボルト16およびナット17の締め具合を調整することに
より、上下方向の微小位置決めを行なうことができる。
なお、第２図の構成では、外側に屈曲した２本の柱状体
を用いるようにしたが、第１図に示すようなＩ字状の中
空部を有する一体成形部材を用いて上下方向の位置決め
を行なうようにしてもよい。As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the minute positioning mechanism 3 vertically supports two fixed columnar bodies 12 and 13 which are symmetrically bent outward by supporting members 14 and 15, The pillars 12 and 13 are connected by a bolt 16 and a nut 17. That is, if the bolts 16 and the nuts 17 are tightened, the distance between the bent portions of the pillars 12 and 13 is tightened, and as a result, the pillars 12 and 13 are extended in the vertical direction. By adjusting the degree of tightening of 17, it is possible to perform fine positioning in the vertical direction.
In addition, in the configuration of FIG. 2, two columnar bodies bent outward are used, but vertical positioning is performed by using an integrally formed member having an I-shaped hollow portion as shown in FIG. May be performed.
微小位置決め機構３は、ビス18によってプレート９に結
合され、また接着剤で圧電素子４と固着されている。圧
電素子４の下端にはピン20が設けられ、これが一体結合
型弾性体５のＶノッチ部21に着座されており、このＶノ
ッチ部21に圧電素子４の圧電効果による力が作用する。The minute positioning mechanism 3 is coupled to the plate 9 with a screw 18 and fixed to the piezoelectric element 4 with an adhesive. A pin 20 is provided at the lower end of the piezoelectric element 4 and is seated in the V notch portion 21 of the integrally coupled elastic body 5, and a force due to the piezoelectric effect of the piezoelectric element 4 acts on the V notch portion 21.
一体結合型弾性体５は、例えばリン青銅で作られた一体
型の切欠き形状であり、２段てこの原理により変位拡大
の作用をなす。第３図にその拡大図を示す。圧電素子４
によって弾性体５のＶノッチ部21に力ｆが加えられたと
すると、肉厚の薄い各ヒンジ部が弾性変形し、この変位
はほぼてこ比の分だけ拡大されて伝達され、この拡大変
位はピン30が当接されたP0点から取り出される。すなわ
ち、１段目5aにおいては、Ｖノッチ部21を力点、点P1を
支点、点P2を作用点とするてこ作用が働き、また２段目
5bにおいては点P3を力点、点P4を支点、点P0を作用点と
するてこ作用が働き、この結果弾性体５全体としての変
位拡大率はbd/acとなる。この一体結合型弾性体５は、
てこの原理に基づき動作する純機械的な変位拡大機構で
あり、摺動部もないため、変位吸収が無く、大きな変位
拡大率を得ることができる。The integrally-bonded elastic body 5 has a notched shape made of, for example, phosphor bronze, and acts to magnify the displacement by the two-step lever principle. The enlarged view is shown in FIG. Piezoelectric element 4
If a force f is applied to the V notch portion 21 of the elastic body 5 by each, the thin hinge portions are elastically deformed, and this displacement is enlarged and transmitted by about the lever ratio, and this enlarged displacement is pinned. 30 is taken out from the abutted P 0 point. That is, in the first stage 5a, leverage to force point a V-notch portion 21, the fulcrum point P 1, the point P 2 and the point of action works, also 2-stage
Work is leverage to the point P 3 force point, the fulcrum point P 4, and the point P 0 the point in 5b, the result displacement magnification of the entire elastic body 5 becomes bd / ac. The integrally-bonded elastic body 5 is
Since this is a pure mechanical displacement magnifying mechanism that operates based on the lever principle, and since there is no sliding portion, there is no displacement absorption and a large displacement magnifying rate can be obtained.
一体結合型弾性体５には変位検出体６が設けられてお
り、変位センサ７で変位検出体６の上下方向変位を検出
することで、一体結合型弾性体５の出力取出部の上下変
位を検出する。変位センサ７はこの場合磁気抵抗式のも
のであり、カバー22を介してビス42でケース８に固着さ
れている。The integrally coupled elastic body 5 is provided with a displacement detection body 6, and the displacement sensor 7 detects the vertical displacement of the displacement detection body 6 to detect the vertical displacement of the output extraction portion of the integrally coupled elastic body 5. To detect. In this case, the displacement sensor 7 is of a magnetic resistance type, and is fixed to the case 8 with a screw 42 through the cover 22.
ポペット弁座部２は、油路31,32が形成されたボデイ3
3、きのこ形のポペット弁34、ピン30、スプリング36等
で構成されている。ポペット弁34の上側に設けられたピ
ン30は一体結合型弾性体５からポペット弁34への力伝達
体としての作用をなすもので、ボデイ33との間にはゴム
スペーサ35を介在させている。バルブドライブ部１側に
突出したピン30の先端は球面状に形成され、この球面状
先端が一体結合型弾性体５の出力取出部に当接してい
る。すなわち、一体結合型弾性体５から力を受けてピン
30が下方に移動すると、これに伴ってポペット弁34も下
方に移動し、これによりポペット弁34の傘部37がボデイ
33から離れる。この結果、油路31と油路32とが導通し、
油路31を介して流入した流体が油路32を介して外部へ流
出することになり、被作動体（図示せず）を作動する。The poppet valve seat portion 2 has a body 3 in which oil passages 31 and 32 are formed.
3. Mushroom-shaped poppet valve 34, pin 30, spring 36, etc. The pin 30 provided on the upper side of the poppet valve 34 serves as a force transmitting body from the integrally coupled elastic body 5 to the poppet valve 34, and a rubber spacer 35 is interposed between the body 33 and the body 33. . The tip of the pin 30 protruding toward the valve drive section 1 is formed in a spherical shape, and the spherical tip is in contact with the output take-out portion of the integrally coupled elastic body 5. That is, the pin is received by the force from the integrally-bonded elastic body 5.
When the 30 moves downward, the poppet valve 34 also moves downward accordingly, which causes the umbrella portion 37 of the poppet valve 34 to move.
Move away from 33. As a result, the oil passage 31 and the oil passage 32 are electrically connected,
The fluid that has flowed in via the oil passage 31 will flow out to the outside through the oil passage 32, and actuate the actuated body (not shown).
ポペット弁34はスプリング36によって支持されており、
圧電素子４への電圧印加が停止されると、ポペット弁34
はスプリング36によって押上げられ、油路31と油路32を
遮断する。なお、ボデイ33とカバー38とはＯリング39に
よってシールされている。The poppet valve 34 is supported by a spring 36,
When the voltage application to the piezoelectric element 4 is stopped, the poppet valve 34
Is pushed up by the spring 36 and shuts off the oil passage 31 and the oil passage 32. The body 33 and the cover 38 are sealed by an O-ring 39.
また、ポペット弁座部２とバルブドライブ部１との間に
はシムSMが設けられており、該シムSMによって上下位置
の粗調整ができるようになっている。Further, a shim SM is provided between the poppet valve seat portion 2 and the valve drive portion 1, and the shim SM allows coarse adjustment of the vertical position.
すなわち、かかる流体制御バルブにおいては、圧電素子
４にリード線10を介して電圧を印加すると、圧電素子４
が変位し、ピン20を介して一体結合型弾性体５を押す。
圧電素子４の変位は一体結合型弾性体５を介することに
より該弾性体５のてこ比分だけ拡大して伝達され、この
拡大された変位によって一体結合型弾性体５がピン30を
介してポペット弁34を押下げる。この結果、油路31,32
が導通し、バルブは開状態となって図示しない被作動体
を作動する。圧電素子４への電圧印加を中止すると、圧
電素子４は元の状態に復帰し、この結果スプリング36の
作用によってポペット弁34が押上げられ、バルブは閉状
態に戻る。That is, in such a fluid control valve, when a voltage is applied to the piezoelectric element 4 via the lead wire 10, the piezoelectric element 4
Is displaced, and the integrally coupled elastic body 5 is pushed through the pin 20.
The displacement of the piezoelectric element 4 is transmitted by being expanded by the lever ratio of the elastic body 5 by way of the integrally connected elastic body 5, and the expanded displacement causes the integrally connected elastic body 5 to intervene via the pin 30. Push down 34. As a result, the oil passage 31,32
Is conducted, the valve is opened, and an actuated body (not shown) is activated. When the voltage application to the piezoelectric element 4 is stopped, the piezoelectric element 4 returns to the original state, and as a result, the poppet valve 34 is pushed up by the action of the spring 36, and the valve returns to the closed state.
ところで、かかる流体制御バルブの組立ての際には、ま
ずバルブドライブ部１とポペット弁座部２とを別個に組
立てた後、シムSMによってピン30と一体結合型弾性体５
の上下位置の粗調整を行った後、ボルト40を締めてこれ
らを結合する。次に貫通孔41を介して微小位置決め機構
３のボルト16を回し、微小位置決め機構３の柱状体12,1
3の上下方向長さを調整することによりピン30と一体結
合型弾性体５との上下位置の微調整を行なう。By the way, when assembling such a fluid control valve, first, the valve drive part 1 and the poppet valve seat part 2 are assembled separately, and then the pin 30 and the elastic body 5 integrally coupled with the pin 30 are provided by the shim SM.
After making a rough adjustment of the vertical position of, tighten bolts 40 to connect them. Next, the bolt 16 of the fine positioning mechanism 3 is turned through the through hole 41, and the columnar bodies 12, 1 of the fine positioning mechanism 3 are rotated.
The vertical position of the pin 30 and the integrally coupled elastic body 5 is finely adjusted by adjusting the vertical length of 3.
また、この実施例装置においては、第４図に示すよう
に、変位センサ７の検出出力を圧電素子４を駆動する指
令信号にフィードバックするようにしている。すなわ
ち、圧電素子自体は電圧−変位特性に関して第５図に示
すように大きなヒステリシスを持つが、変位センサ７の
出力によるフィードバックループを組むことにより変位
特性は第６図に示すようにヒステリシスが大幅に低減さ
れたものになり、これにより高速応答および高精度の圧
電素子駆動が可能となる。Further, in this embodiment, as shown in FIG. 4, the detection output of the displacement sensor 7 is fed back to the command signal for driving the piezoelectric element 4. That is, the piezoelectric element itself has a large hysteresis with respect to the voltage-displacement characteristic as shown in FIG. 5, but by forming a feedback loop by the output of the displacement sensor 7, the displacement characteristic has a large hysteresis as shown in FIG. The number is reduced, which makes it possible to drive the piezoelectric element with high speed response and high accuracy.
第７図および第８図はかかる流量制御弁を４個並列接続
したバルブ60の構成を示すものであり、このバルブ60で
は４個の流量制御弁PA、PB、ATおよびBTの各ポペット弁
座部２をモジュール化して１つのボディに組込むように
しており、このバルブ60によってモータＭを正逆転駆動
する。各流量制御弁PA、PB、ATおよびBTは駆動回路50か
らの指令信号によって開閉および流量制御される。7 and 8 show the structure of a valve 60 in which four such flow control valves are connected in parallel. In this valve 60, four flow control valves PA, PB, AT and BT poppet valve seats are used. The part 2 is modularized and incorporated into one body, and the valve M drives the motor M in the forward and reverse directions. The flow rate control valves PA, PB, AT and BT are opened / closed and flow rate controlled by a command signal from the drive circuit 50.
かかる構成において、モータＭを正転するときには、駆
動回路50は流量制御弁PA、BTを開、流量制御弁PB、ATを
閉とする。これにより、ポンプＰからの油はまず入力ポ
ート55（第８図）に流入した後、実線矢印Ｒで示すよう
に、流量制御弁PA、（AT）、を経た後モータＭのポート
Ａに流入し、さらにモータＭのポートＢ、流量制御弁BT
を経た後タンクＴにドレンされる。In this configuration, when the motor M is normally rotated, the drive circuit 50 opens the flow rate control valves PA and BT and closes the flow rate control valves PB and AT. As a result, the oil from the pump P first flows into the input port 55 (Fig. 8), then flows through the flow control valves PA, (AT), and then flows into the port A of the motor M, as indicated by the solid arrow R. In addition, port B of motor M and flow control valve BT
After passing through, it is drained to the tank T.
モータＭを逆転するときには、上記と逆であり、駆動回
路50は流量制御弁PB、ATを開、流量制御弁PA、BTを閉と
する。これにより、入力ポート55に流入したポンプＰか
らの油は、一点鎖線矢印で示すように、流量制御弁PB、
（BT）、を経た後、モータＭのポートＢに流入し、さら
にモータＭのポートＡ、流量制御弁ATを経た後タンクＴ
にドレンされる。When the motor M is rotated in the reverse direction, the drive circuit 50 opens the flow control valves PB and AT and closes the flow control valves PA and BT, which is the reverse of the above. As a result, the oil from the pump P that has flowed into the input port 55 is, as indicated by the one-dot chain line arrow, flow control valve PB,
(BT), then flows into the port B of the motor M, and further passes through the port A of the motor M and the flow control valve AT, and then the tank T.
Be drained to.
かかるバルブ構成によれば、４個の流量制御弁を１つの
ボディに組込むようにしたので、装置のコンパクト化を
図れるとともに、各バルブに対して独立に流量コントロ
ールができるため、例えば急激な負荷変動に対しても好
適な対応をなし得る。According to such a valve configuration, since four flow control valves are incorporated into one body, the device can be made compact and the flow rate can be controlled independently for each valve. It is possible to take a suitable countermeasure against.
なお、本考案は上述した実施例に限定されることなく適
宜の変更実施が可能なものであり、例えば弁形状もポペ
ット形に限るわけでなく、圧電素子の圧電力と弾性体
（スプリング）の反発力によって往復駆動されるもので
あれば任意のバルブに本発明を適用することができる。
また、一体結合型弾性体の形状も実施例の形状に限定さ
れるものでなく、任意である。It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and appropriate modifications can be made. For example, the valve shape is not limited to the poppet shape, and the piezoelectric power of the piezoelectric element and the elastic body (spring) can be changed. The present invention can be applied to any valve as long as it is reciprocally driven by a repulsive force.
Further, the shape of the integrally coupled elastic body is not limited to the shape of the embodiment, but may be any shape.
以上説明したようにこの発明によれば、圧電素子の変位
を一体型弾性体で変位拡大して前記弁体を移動すること
によりバルブ開閉動作を行なう圧電素子を用いた流体制
御バルブにおいて、前記圧電素子の変位方向に対する押
圧力を調整して前記圧電素子の変位方向に対する位置決
めを行なう位置決め機構を設けるようにしたので、位置
決め機構の押圧力を調整することにより変位拡大機構を
少し撓ませてスプリングの付勢力に等しいプリロードを
与えるようにすれば、前記弁体のスプリングの付勢力が
相殺することができ、これにより圧電素子に対する印加
電圧の全てを弁体の実際の移動に利用することができる
ようになり、この結果として、圧電素子への同一印加電
圧範囲に対する弁体の有効移動距離を増大するという作
用効果を奏する。また、本発明によれば上記位置決め機
構により装置組み立ての際の位置決めを容易に行えるこ
とができる。As described above, according to the present invention, in the fluid control valve using the piezoelectric element that performs the valve opening / closing operation by moving the valve element by expanding the displacement of the piezoelectric element with the integral elastic body, Since the positioning mechanism for adjusting the pressing force in the displacement direction of the element to position the piezoelectric element in the displacement direction is provided, by adjusting the pressing force of the positioning mechanism, the displacement magnifying mechanism is slightly bent and the spring If a preload equal to the urging force is applied, the urging force of the spring of the valve element can be canceled out, so that all of the applied voltage to the piezoelectric element can be used for the actual movement of the valve element. As a result, there is an effect that the effective moving distance of the valve element is increased for the same applied voltage range to the piezoelectric element. Further, according to the present invention, the positioning mechanism facilitates positioning when assembling the device.
第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図
（ａ），（ｂ）は微小位置決め機構を拡大して示す正面
図，側面図、第３図は一体結合型弾性体の拡大図、第４
図は圧電素子の駆動回路を例示するブロック図、第５図
はフィードバックが無いときの印加電圧−変位特性を示
すグラフ、第６図はフィードバックが有るときの指令電
圧、変位特性を示すグラフ、第７図は第１図に示した実
施例バルブを４個並列接続したバルブ構成を例示する液
圧回路図、第８図はその断面図である。 １……バルブドライブ部、２……ポペット弁座部、３…
…微小位置決め機構、４……圧電素子、５……一体結合
型弾性体、６……変位検出体、７……変位センサ、８…
…ケース、９……プレート、10……リード線、11,41…
…貫通孔、12,13……柱状体、16,40……ボルト、17……
ナット、18,42……ビス、20,30……ピン、21……Ｖノッ
チ部、31,32……油路、33……ボディ、34……ポペット
弁、35……ゴムスペーサ、36……スプリング、22,38…
…カバー、39……Ｏリング、SM……シム。 50……駆動回路FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention, FIGS. 2 (a) and 2 (b) are enlarged front views and side views of a fine positioning mechanism, and FIG. Enlarged view, No. 4
FIG. 6 is a block diagram illustrating a piezoelectric element drive circuit, FIG. 5 is a graph showing applied voltage-displacement characteristics in the absence of feedback, and FIG. 6 is a graph showing command voltage and displacement characteristics in the presence of feedback. FIG. 7 is a hydraulic circuit diagram illustrating a valve configuration in which four valves of the embodiment shown in FIG. 1 are connected in parallel, and FIG. 8 is a sectional view thereof. 1 ... Valve drive part, 2 ... Poppet valve seat part, 3 ...
... Minute positioning mechanism, 4 ... Piezoelectric element, 5 ... Integrally coupled elastic body, 6 ... Displacement detection body, 7 ... Displacement sensor, 8 ...
… Case, 9 …… Plate, 10 …… Lead wire, 11,41…
… Through holes, 12,13 …… Columns, 16,40 …… Bolts, 17 ……
Nuts, 18, 42 ... Screws, 20, 30 ... Pins, 21 ... V notch, 31, 32 ... Oil passage, 33 ... Body, 34 ... Poppet valve, 35 ... Rubber spacer, 36 ... … Springs, 22,38…
… Cover, 39 …… O-ring, SM …… Sim. 50 ... Drive circuit
Claims (1)
用によって拡大する切欠き形状の一体型弾性体と、一方
端部がスプリングによって付勢され他方端部に前記一体
型弾性体の出力取り出し部位が当接される往復移動可能
な弁体とを有し、前記圧電素子の変位を前記一体型弾性
体で変位拡大して前記弁体を移動することによりバルブ
開閉動作を行なう圧電素子を用いた流体制御バルブにお
いて、 前記圧電素子及び一体型弾性体を内蔵させた第１のハウ
ジングと前記弁体及びスプリングを内蔵させた第２のハ
ウジングとを粗位置調整用の所定厚さの板状のシムを介
して結合すると共に、 左右中央部がそれぞれ外側に突出した形状であってかつ
その下部が前記圧電素子に当接している枠体と、前記枠
体の左右突出部に螺着されるボルトとを有し、前記ボル
トを締めることにより前記枠体下部を介して圧電素子に
該圧電素子の変位方向の押圧力を作用させるとともに、
前記ボルトの締め量を調整して前記圧電素子の変位方向
に対する微小位置決めを行うことにより前記一体型弾性
体のプリロード量を調整する微小位置決め機構を前記第
１のハウジング内に具えるようにしたことを特徴とする
圧電素子を用いた流体制御バルブ。1. A piezoelectric element, a cutout-shaped integral elastic body for expanding displacement of the piezoelectric element by leverage, and one end of which is biased by a spring to output the integral elastic body to the other end. A reciprocally movable valve element with which a take-out portion is abutted, and a piezoelectric element that opens and closes a valve by moving the valve element by expanding the displacement of the piezoelectric element with the integral elastic body. In the fluid control valve used, a first housing having the piezoelectric element and the integral elastic body built therein and a second housing having the valve body and a spring built therein are formed into a plate shape having a predetermined thickness for coarse position adjustment. And a frame body whose left and right central portions project outward and whose lower portions are in contact with the piezoelectric element, and are screwed to the left and right projecting portions of the frame body. With bolt , Together with the action of pressing force of the displacement direction of the piezoelectric element to the piezoelectric element via the frame bottom by tightening the bolt,
A fine positioning mechanism for adjusting the preload amount of the integral elastic body by adjusting the tightening amount of the bolt to perform fine positioning in the displacement direction of the piezoelectric element is provided in the first housing. A fluid control valve using a piezoelectric element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63314883A JPH0694909B2 (en) | 1988-12-15 | 1988-12-15 | Fluid control valve using piezoelectric element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63314883A JPH0694909B2 (en) | 1988-12-15 | 1988-12-15 | Fluid control valve using piezoelectric element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02163580A JPH02163580A (en) | 1990-06-22 |
| JPH0694909B2 true JPH0694909B2 (en) | 1994-11-24 |
Family
ID=18058773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63314883A Expired - Lifetime JPH0694909B2 (en) | 1988-12-15 | 1988-12-15 | Fluid control valve using piezoelectric element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0694909B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100406750C (en) * | 2004-02-23 | 2008-07-30 | 北京航空航天大学 | Servo valve of piezoelectric ceramic |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0783343A (en) * | 1993-09-16 | 1995-03-28 | Nec Corp | Thin film laminated piezoelectric valve |
| US6774539B2 (en) * | 2002-09-23 | 2004-08-10 | Lockheed Martin Corporation | High pressure, high speed actuator |
| DE10304240A1 (en) | 2003-02-03 | 2004-10-28 | Volkswagen Mechatronic Gmbh & Co. Kg | Device for transmitting a deflection of an actuator |
| JP2011510404A (en) | 2008-01-18 | 2011-03-31 | ピヴォタル システムズ コーポレーション | Method for determining gas flow rate, method for determining the operation of a gas flow controller, method for determining a partial capacity of a gas flow control system, and gas transport system |
| TWI435196B (en) | 2009-10-15 | 2014-04-21 | Pivotal Systems Corp | Method and apparatus for gas flow control |
| SE534895C2 (en) * | 2010-05-17 | 2012-02-07 | Mindray Medical Sweden Ab | Method for manufacturing a mechanical motion amplifier |
| WO2011144591A1 (en) * | 2010-05-17 | 2011-11-24 | Mindray Medical Sweden Ab | Mechanical amplifier, system of said amplifiers and method for mechanically amplification of a motion |
| US8624467B2 (en) | 2010-05-18 | 2014-01-07 | Mindray Medical Sweden Ab | Methods, systems, and devices for mechanical motion amplification |
| US9400004B2 (en) | 2010-11-29 | 2016-07-26 | Pivotal Systems Corporation | Transient measurements of mass flow controllers |
| JP6147182B2 (en) * | 2013-12-20 | 2017-06-14 | 株式会社堀場エステック | Fluid control valve |
| JP6777659B2 (en) * | 2015-06-25 | 2020-10-28 | イリノイ トゥール ワークス インコーポレイティド | Piezo actuator type valve |
| EP3320408A1 (en) | 2015-07-10 | 2018-05-16 | Pivotal Systems Corporation | Method and apparatus for gas flow control |
| KR102349127B1 (en) * | 2016-10-20 | 2022-01-10 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | A pressure control valve, a fluid handling structure for lithographic apparatus and a lithographic apparatus |
| JP6937417B1 (en) * | 2020-10-07 | 2021-09-22 | 株式会社Taiyo | Fluid control valve |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS629075A (en) * | 1985-07-03 | 1987-01-17 | Ckd Corp | Piezo-electric control valve |
| JPS63193123U (en) * | 1987-05-29 | 1988-12-13 |
-
1988
- 1988-12-15 JP JP63314883A patent/JPH0694909B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100406750C (en) * | 2004-02-23 | 2008-07-30 | 北京航空航天大学 | Servo valve of piezoelectric ceramic |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02163580A (en) | 1990-06-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0694909B2 (en) | Fluid control valve using piezoelectric element | |
| JP3916670B2 (en) | Fuel injection device used for internal combustion engine | |
| EP1664604B1 (en) | A system, method and apparatus for reducing frictional forces and for compensating shape memory alloy-actuated valves and valve systems at high temperatures | |
| US5487527A (en) | Valve actuator | |
| EP1154180A2 (en) | Piezoelectric fluid control valve | |
| US7343845B2 (en) | Fluid operated position regulator | |
| US6526864B2 (en) | Piezoelectrically actuated single-stage servovalve | |
| US4995587A (en) | Motion amplifier employing a dual piston arrangement | |
| US4343153A (en) | Anti-supercharge pressure valve | |
| JPH10509790A (en) | Electro-hydraulic drive | |
| JP3229782B2 (en) | Door closer | |
| US6715466B2 (en) | Method and apparatus for operating an internal combustion engine exhaust valve for braking | |
| US4617969A (en) | Actuating device for two mutually dependently actuable valves | |
| CN1204019C (en) | Miniature integral cold air propeller | |
| JPH0336768Y2 (en) | ||
| JPS62283274A (en) | Valve using electrostrictive element | |
| GB2160284A (en) | Servo power boosting apparatus | |
| JPH0612146B2 (en) | Normally closed type flow control valve | |
| JPH0735122Y2 (en) | Shockless valve | |
| JPH0743565Y2 (en) | Pilot valve device | |
| JPH06129564A (en) | Valve actuator | |
| JP2003056633A (en) | Damping coefficient switching type hydraulic damper | |
| JP4166552B2 (en) | Pressure regulator | |
| US7954785B2 (en) | Hydraulic slide valve provided with a piezoelectric washer | |
| JPH0353294Y2 (en) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |