JPH0783343A - Thin film laminated piezoelectric valve - Google Patents
Thin film laminated piezoelectric valveInfo
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- JPH0783343A JPH0783343A JP25516993A JP25516993A JPH0783343A JP H0783343 A JPH0783343 A JP H0783343A JP 25516993 A JP25516993 A JP 25516993A JP 25516993 A JP25516993 A JP 25516993A JP H0783343 A JPH0783343 A JP H0783343A
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- thin film
- film laminated
- laminated piezoelectric
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- Pending
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は薄膜積層圧電バルブに関
し、特に流量制御を行うための流体制御バルブに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film laminated piezoelectric valve, and more particularly to a fluid control valve for controlling a flow rate.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、この種の流体制御バルブにおいて
は、図2に示すように、入口15a,15bの開口面積
をスプール14の移動で可変し、出口16a,16bか
ら流出する液体の流量を制御している。尚、スプール1
4はスプリング13によって中央付近に保持されてお
り、液体は入口15a,15bから出口16a,16b
に向かって矢印方向に流れるようになっている。2. Description of the Related Art Conventionally, in this type of fluid control valve, as shown in FIG. 2, the opening areas of the inlets 15a and 15b are varied by the movement of the spool 14 so that the flow rate of the liquid flowing out from the outlets 16a and 16b can be controlled. Have control. In addition, spool 1
4 is held in the vicinity of the center by a spring 13, and the liquid flows from the inlets 15a, 15b to the outlets 16a, 16b.
It is designed to flow in the direction of the arrow toward.
【0003】この場合、スプール14の両端に加わる管
路17,18からの液体の圧力を可変することで、スプ
ール14を移動させて入口15a,15bの開口面積を
可変させている。In this case, by varying the pressure of the liquid from the pipe lines 17 and 18 applied to both ends of the spool 14, the spool 14 is moved and the opening areas of the inlets 15a and 15b are varied.
【0004】コイル11が入力電流によって駆動される
と、その入力電流に比例してトルクモータ2のシャフト
が左右に振れ、管路17,18各々の流出口の開口幅を
可変する。When the coil 11 is driven by the input current, the shaft of the torque motor 2 swings to the left and right in proportion to the input current, and the opening widths of the outlets of the pipe lines 17 and 18 are changed.
【0005】管路17の流出口の開口幅が大きくなる
と、管路18の流出口の開口幅が小さくなって管路18
内の圧力が高くなる。これにより、管路18内の圧力の
増加に伴ってスプール14が入口15a側に移動するの
で、入口15a,15bから出口16a,16bに向か
って流れる液体の流量が増加する。When the opening width of the outlet of the conduit 17 becomes larger, the opening width of the outlet of the conduit 18 becomes smaller and the conduit 18 becomes smaller.
The pressure inside becomes high. As a result, the spool 14 moves to the inlet 15a side as the pressure in the conduit 18 increases, so that the flow rate of the liquid flowing from the inlets 15a, 15b toward the outlets 16a, 16b increases.
【0006】また、管路18の流出口の開口幅が大きく
なると、管路17の流出口の開口幅が小さくなって管路
17内の圧力が高くなる。これにより、管路17内の圧
力の増加に伴ってスプール14が入口15b側に移動す
るので、入口15a,15bから出口16a,16bに
向かって流れる液体の流量が減少する。When the opening width of the outlet of the conduit 18 is increased, the opening width of the outlet of the conduit 17 is reduced and the pressure in the conduit 17 is increased. As a result, the spool 14 moves to the inlet 15b side as the pressure in the conduit 17 increases, so that the flow rate of the liquid flowing from the inlets 15a, 15b toward the outlets 16a, 16b decreases.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の流体制
御バルブでは、液体の流量を制御するためのスプールを
駆動するためにトルクモータやコイルを含むスプール駆
動部を構築する必要があるので、構造が複雑になるとと
もに、装置が大型化するという欠点がある。In the above-mentioned conventional fluid control valve, it is necessary to construct a spool drive unit including a torque motor and a coil for driving the spool for controlling the flow rate of the liquid. However, there is a drawback that the device becomes large and the device becomes large.
【0008】また、上記欠点を解決するために、近年、
圧電素子を用いてバルブのスプールを駆動させる方式が
提案されている。この方式の技術としては、実開昭62
−114279号公報に開示された技術や特開平1−2
25381号公報に開示された技術等がある。Further, in order to solve the above-mentioned drawbacks, in recent years,
A method of driving a spool of a valve using a piezoelectric element has been proposed. As a technique of this system, the actual development 62
-114279 and the Unexamined-Japanese-Patent No. 1-212
There is a technique disclosed in Japanese Patent No. 25381.
【0009】この方式の場合、トルクモータやコイルを
含むスプール駆動部が不要となり、圧電素子によってダ
イレクトにスプールを駆動させることが可能となったた
め、装置を小型化することが可能となっている。しかし
ながら、この種の圧電素子を用いたバルブでは、圧電素
子に対する入力電圧が高圧であり、入力装置が大型化す
るという欠点がある。In the case of this system, the spool drive section including the torque motor and the coil is not required, and the piezoelectric element can directly drive the spool, so that the apparatus can be downsized. However, a valve using this type of piezoelectric element has a drawback that the input voltage to the piezoelectric element is high and the input device becomes large.
【0010】そこで、本発明の目的は上記欠点を除去
し、低電圧で駆動することができ、高圧で高精度の流量
制御が可能な薄膜積層圧電バルブを提供することにあ
る。Therefore, an object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks and to provide a thin film laminated piezoelectric valve which can be driven at a low voltage and can control a flow rate at a high pressure with high accuracy.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明による薄膜積層圧
電バルブは、液体が流出入する流出入口の開口面に対し
て平行移動することで前記開口面の開口面積を可変する
開口面積可変部材と、前記開口面積可変部材を前記開口
面に対して平行移動させる薄膜化した積層圧電アクチュ
エータ素子とを備えている。A thin-film laminated piezoelectric valve according to the present invention comprises an opening area variable member for changing the opening area of the opening surface by moving in parallel with the opening surface of the outflow and outflow port through which liquid flows in and out. A thin-film laminated piezoelectric actuator element for moving the opening area variable member in parallel with the opening surface.
【0012】[0012]
【実施例】次に、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0013】図1は本発明の一実施例を示す構成図であ
る。図において、入口5a,5bから出口6a,6bに
向かって流れる液体の流量を制御するためのスプール3
の一端にはシャフト2を介して薄膜積層圧電アクチュエ
ータ素子1が接続され、他端にはバネ4が接続されてい
る。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. In the figure, a spool 3 for controlling the flow rate of the liquid flowing from the inlets 5a, 5b toward the outlets 6a, 6b
The thin film laminated piezoelectric actuator element 1 is connected to one end of the through the shaft 2, and the spring 4 is connected to the other end.
【0014】薄膜積層圧電アクチュエータ素子1は入力
電圧に比例してスプール3を駆動し、バネ4の付勢力に
抗してスプール3をバネ4側に移動させる。このスプー
ル3の移動によって入口5a,5bの開口面積が可変す
る。The thin film laminated piezoelectric actuator element 1 drives the spool 3 in proportion to the input voltage and moves the spool 3 to the spring 4 side against the biasing force of the spring 4. The opening area of the inlets 5a and 5b is changed by the movement of the spool 3.
【0015】すなわち、薄膜積層圧電アクチュエータ素
子1の駆動前にはスプール3がバネ4の付勢力によって
薄膜積層圧電アクチュエータ素子1側に付勢されてい
る。このとき、入口5a,5bの開口部はスプール3に
よって遮られているので、その開口面積は小さくなって
いる。That is, before driving the thin film laminated piezoelectric actuator element 1, the spool 3 is biased toward the thin film laminated piezoelectric actuator element 1 side by the biasing force of the spring 4. At this time, since the openings of the inlets 5a and 5b are blocked by the spool 3, the opening area is small.
【0016】薄膜積層圧電アクチュエータ素子1が駆動
されると、スプール3がバネ4の付勢力に抗してバネ4
側に移動し、入口5a,5bの開口部が開くので、その
開口面積は大きくなる。When the thin film laminated piezoelectric actuator element 1 is driven, the spool 3 resists the urging force of the spring 4 and causes the spring 4 to move.
Since the openings move to the side and the openings of the inlets 5a and 5b open, the opening area increases.
【0017】よって、薄膜積層圧電アクチュエータ素子
1への入力電圧に応じて入口5a,5bの開口面積を変
化させることができ、入口5a,5bから出口6a,6
bに流れる液体の流量の制御が可能となる。Therefore, the opening areas of the inlets 5a and 5b can be changed according to the input voltage to the thin film laminated piezoelectric actuator element 1, and the inlets 5a and 5b to the outlets 6a and 6 can be changed.
It is possible to control the flow rate of the liquid flowing in b.
【0018】ここで、薄膜積層圧電アクチュエータ素子
1は圧電セラミック層が薄膜化されており、従来の圧電
素子よりもさらに小型化されているため、バルブを従来
のバルブ以上に小型化することができる。Since the piezoelectric ceramic layer of the thin film laminated piezoelectric actuator element 1 is thinned and the size of the piezoelectric ceramic layer is smaller than that of the conventional piezoelectric element, the valve can be made smaller than the conventional valve. .
【0019】また、薄膜積層圧電アクチュエータ素子1
は駆動電圧が従来の圧電アクチュエータ素子よりも低い
という特性を持っているため、100V程度の実用電圧
でも駆動可能であり、入力装置の小型化を図ることがで
きる。Further, the thin film laminated piezoelectric actuator element 1
Has a characteristic that the driving voltage is lower than that of the conventional piezoelectric actuator element, and therefore can be driven even with a practical voltage of about 100 V, and the size of the input device can be reduced.
【0020】さらに、薄膜積層圧電アクチュエータ素子
1は入力に対する応答速度が速く、また発生応力が大き
いので、超微細駆動が可能となる。これによって、近年
の油圧装置の超高圧化及び小流量化の動向の中で、薄膜
積層圧電アクチュエータ素子1の高圧高精度の液体制御
用バルブに対する応用が可能となる。尚、薄膜積層圧電
アクチュエータ素子1としては市販されているものを使
用することが可能であるので、その構成内容についての
説明は省略する。Further, since the thin film laminated piezoelectric actuator element 1 has a high response speed with respect to an input and a large generated stress, it is possible to perform ultrafine driving. This makes it possible to apply the thin-film laminated piezoelectric actuator element 1 to a high-pressure and high-precision liquid control valve in the trend of ultra-high pressure and low flow rate of hydraulic devices in recent years. As the thin film laminated piezoelectric actuator element 1, a commercially available one can be used, and therefore the description of the configuration content thereof will be omitted.
【0021】このように、入口5a,5bから出口6
a,6bに流れる液体の流量を制御するスプール3の駆
動を薄膜化した積層圧電アクチュエータ素子を用いて行
うことによって、従来よりも低電圧で駆動することがで
き、入力装置の小型化及び軽量化を図ることができる。In this way, from the inlets 5a and 5b to the outlet 6
By driving the spool 3 for controlling the flow rate of the liquid flowing in the a and 6b by using the laminated piezoelectric actuator element having a thin film, it is possible to drive the spool 3 at a lower voltage than before, and the size and weight of the input device can be reduced. Can be achieved.
【0022】また、薄膜積層圧電アクチュエータ素子1
は入力に対する応答速度が速く、発生応力が大きいの
で、超微細駆動が可能となり、高圧高精度の流量制御が
可能となる。Further, the thin film laminated piezoelectric actuator element 1
Since the response speed to input is high and the generated stress is large, ultrafine driving becomes possible and high-pressure and high-precision flow rate control becomes possible.
【0023】尚、本発明の一実施例ではスプール3の移
動により入り口5a,5bの開口面積を可変している
が、出口6a,6bの開口面積を可変するようにして
も、また両方の開口面積を可変してもよく、これに限定
されない。In the embodiment of the present invention, the opening areas of the inlets 5a and 5b are changed by the movement of the spool 3. However, even if the opening areas of the outlets 6a and 6b are changed, both openings may be changed. The area may be variable and is not limited to this.
【0024】[0024]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、液
体が流出入する流出入口の開口面の開口面積を可変する
開口面積可変部材を、薄膜化した積層圧電アクチュエー
タ素子でその開口面に対して平行移動させることによっ
て、低電圧で駆動することができ、高圧で高精度の流量
制御を可能とすることができるという効果がある。As described above, according to the present invention, the opening area variable member for changing the opening area of the opening surface of the inflow / outflow port through which the liquid flows in / out is formed on the opening surface of the laminated piezoelectric actuator element having a thin film. By parallel movement, it is possible to drive at a low voltage, and it is possible to achieve highly accurate flow rate control at high voltage.
【図1】本発明の一実施例を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
【図2】従来例を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing a conventional example.
1 薄膜積層圧電アクチュエータ素子 2 シャフト 3 スプール 4 バネ 5a,5b 入口 6a,6b 出口 1 Thin Film Laminated Piezoelectric Actuator Element 2 Shaft 3 Spool 4 Spring 5a, 5b Inlet 6a, 6b Outlet
Claims (2)
して平行移動することで前記開口面の開口面積を可変す
る開口面積可変部材と、前記開口面積可変部材を前記開
口面に対して平行移動させる薄膜化した積層圧電アクチ
ュエータ素子とを有することを特徴とする薄膜積層圧電
バルブ。1. An opening area varying member for varying an opening area of the opening surface by moving in parallel with an opening surface of an inflow / outflow port through which liquid flows, and the opening area varying member with respect to the opening surface. A thin film laminated piezoelectric valve having a thin film laminated piezoelectric actuator element that is moved in parallel.
前記開口面積可変部材の移動方向とは逆方向に前記開口
面積可変部材を付勢する付勢部材を有することを特徴と
する薄膜積層圧電バルブ。2. A thin film laminated piezoelectric valve having a biasing member for biasing the opening area variable member in a direction opposite to a moving direction of the opening area variable member by the multilayer piezoelectric actuator element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25516993A JPH0783343A (en) | 1993-09-16 | 1993-09-16 | Thin film laminated piezoelectric valve |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25516993A JPH0783343A (en) | 1993-09-16 | 1993-09-16 | Thin film laminated piezoelectric valve |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0783343A true JPH0783343A (en) | 1995-03-28 |
Family
ID=17275018
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25516993A Pending JPH0783343A (en) | 1993-09-16 | 1993-09-16 | Thin film laminated piezoelectric valve |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0783343A (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01210672A (en) * | 1988-02-17 | 1989-08-24 | Hitachi Ltd | Installation structure of piezoelectric element and displacement enlarging device |
JPH02163580A (en) * | 1988-12-15 | 1990-06-22 | Agency Of Ind Science & Technol | Fluid control valve using piezoelectric element |
JPH0351504A (en) * | 1989-07-18 | 1991-03-05 | Komatsu Ltd | Flow control valve |
-
1993
- 1993-09-16 JP JP25516993A patent/JPH0783343A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01210672A (en) * | 1988-02-17 | 1989-08-24 | Hitachi Ltd | Installation structure of piezoelectric element and displacement enlarging device |
JPH02163580A (en) * | 1988-12-15 | 1990-06-22 | Agency Of Ind Science & Technol | Fluid control valve using piezoelectric element |
JPH0351504A (en) * | 1989-07-18 | 1991-03-05 | Komatsu Ltd | Flow control valve |
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