JPH1038120A

JPH1038120A - 集積バルブ

Info

Publication number: JPH1038120A
Application number: JP19788496A
Authority: JP
Inventors: Katayuki Endou; 方志遠藤; Tatsumi Nabei; 立視鍋井; Eiji Uematsu; ▲えい▼司上松
Original assignee: CKD Corp
Current assignee: CKD Corp
Priority date: 1996-07-26
Filing date: 1996-07-26
Publication date: 1998-02-13

Abstract

(57)【要約】【課題】コンパクトな集積バルブを提供すること。【解決手段】本発明の集積バルブは、圧力調節器４を
介して供給される気体によって内部が所定圧力に保たれ
る密閉容器２に対し複数のパイプ５の一端が導入され、
その密閉容器２内に導入された複数のパイプ５の各開口
端部には、そのパイプ内への気体の流入を制限する密閉
容器２内に開閉手段７が設けられ、開閉動作が制御手段
１２によって制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のパイプが集
積された集積管から気体の噴射を調節する集積バルブに
関し、特に、パイプ毎の気体の噴射を調節する複数のバ
ルブをコンパクト化した集積バルブに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、例えば一箇所にパイプの一端
開口部を集中させる一方、他端開口部には当該パイプへ
供給するガスのガス供給器が接続され、ガス供給器から
供給されたガスの一端開口からの噴射を調節するための
バルブが各パイプに設けられ、これら複数のバルブによ
って集積バルブが構成されている。このような従来の集
積バルブは、図７に示すように各々のバルブに例えば電
磁弁５１，５１…が使用され、その電磁弁５１，５１…
はそれぞれパイプ途中に設けられ、所定の場所に集めら
れて集積バルブ５２が構成されたものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の集積バルブでは、電磁弁５１，５１…が個々に独
立してパイプ上に存在していたため、電磁弁毎に入力及
び出力の配管が必要であるため集積バルブが大型なもの
となり、かなりのスペースをとることとなってしまっ
た。特に、細いパイプを数多く束ねて使用するにはバル
ブにばかりにスペースを必要とし、システムが大型化す
る問題があった。

【０００４】そこで、本発明は、かかる問題点を解消す
べく、コンパクトな集積バルブを提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の集積バルブは、
圧力調節器を介して供給される気体によって内部が所定
の圧力に保たれる密閉容器と、一端が前記密閉容器内に
導入された複数のパイプと、前記密閉容器内に導入され
た前記複数のパイプの各開口端部に設けられ、そのパイ
プ内への気体の流入を制限する前記密閉容器内に設けら
れた複数の開閉手段と、その複数の開閉手段の開閉動作
を制御する制御手段とを有することを特徴とする。ま
た、本発明の集積バルブは、前記開閉手段が、前記パイ
プの開口部を開閉するバイモルフ型圧電アクチュエータ
であることが望ましい。また、本発明の集積バルブは、
前記開閉手段が、前記パイプの開口部を開閉する電磁弁
であることが望ましい。また、本発明の集積バルブは、
前記複数のパイプの他端を導入する気密にされた補助容
器を有し、当該補助容器に外部への排出口が形成された
ものであることが望ましい。

【０００６】このような構成をなす本発明の集積バルブ
は、密閉容器が、圧力調節器を介して気体が供給されて
内部が所定の圧力に保たれる一方、その密閉容器内に
は、複数のパイプが導入され、そのパイプの各開口端部
に設けられた開閉手段が制御手段によって制御されその
開口部を開閉するので、密閉容器内の気体が開口したパ
イプを流れて密閉容器外に延設された当該パイプ開口部
から噴射される。従って、密閉容器内に供給する気体を
各パイプへ流れる気体として扱うため、集積バルブをコ
ンパクトなものとすることができる。

【０００７】また、本発明の集積バルブは、開閉手段に
バイモルフ型圧電アクチュエータを使用してパイプの開
口部を開閉するものとすれば、密閉容器の容積を小さい
ものとすることができ、全体をコンパクトなものとする
ことができる。また、本発明の集積バルブは、開閉手段
に電磁弁を使用してパイプの開口部を開閉するものであ
っても、密閉容器内に供給する気体を集積管の各パイプ
へ流れる気体として扱うためコンパクトなものとするこ
とができる。また、本発明の集積バルブは、開閉手段の
作動数によって密閉容器内から補助容器への流入する流
量が決定され、その補助容器の排出口から所定流量の気
体が流出される。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に、本発明の集積バルブにかか
る一実施の形態について図面を参照して説明する。図１
は、第一実施の形態の集積バルブを示した側面図であ
り、図２は、図１に示した集積バルブをＡ方向から見た
場合の正面図である。また、図３は、第一実施の形態で
使用するパイプを束ねた集積管を示した断面図であり、
図（ｂ）は拡大図である。本実施の形態の集積バルブ１
は、箱体からなる密閉のシールタンク２に形成されてい
る。このシールタンク２には、不図示のポンプが開閉弁
３及び圧力を一定に保つためのレギュレータ４を介して
接続されている。本実施の形態では、作動流体として窒
素ガスを使用し、シールタンク２内の圧力は２ｋｇ／ｃ
ｍ² に調節される。

【０００９】一方、パイプ５は、内径が０．３ｍｍ、外
径が０．５ｍｍの極めて細いものであり、図３に示すよ
うにマトリックス状にして束ねられて１本の集積管６が
構成されている。この集積管６は、縦横１０本づつの計
１００本のパイプ５が、その中心間の距離が１ｍｍ空け
られるようにして接着剤やモールド、或は溶接によって
一体に束ねられている。パイプ５は、上述したように１
００本が束ねられて集積管６を構成し、その一端が図３
に示すようマトリックス状の噴射口をなしている。一
方、パイプ５の他端は、図１に示したようにシールタン
ク２内に導入されたところで集積管６からそれぞれ分離
され、各バルブ７に取り付けられている。ところで、以
下に示すバルブ７は、全て同一の構成をなすため、図面
上一つの構成についてのみその断面を示して説明する。

【００１０】バルブ７は、図１に示すように段差の形成
された板材からなる基台８に形成されているが、この基
台８は図２に示すように横方向に幅をもったものであ
り、１つの基台８に対して１０個のバルブ７が形成され
る。そして、基台８には、図１に示すように下段の先端
部にパイプ５の開口端部が下方から挿入固定できる挿入
孔８ａが形成され、その上方には挿入孔８ａに連通する
円筒形状部材に弁座９が形成されている。弁座９の上端
は、気密性を保つためにゴム材によって形成されてい
る。一方、基台８の段差部分にはバイモルフ型の圧電ア
クチュエータ１０が水平に固定され、非通電時には弁座
９に当接してパイプ５への窒素ガスの流入を遮断してい
る。圧電アクチュエータ１０は、幅２ｍｍ程度の短冊形
のものであり、６０Ｖの電圧の印加によって０．２〜
０．３ｍｍの反りを生じるものである。

【００１１】このような構成をなすバルブ７は、基台８
が図１に示すように階段状にずらして配設され、それぞ
れの基台８に対して１０箇所づつ同様に形成されてい
る。基台８に固定された圧電アクチュエータ１０には電
極が接続され配線コネクタ１１に接続されている。ま
た、配線コネクタ１１には、所定の圧電アクチュエータ
１０を駆動させるための制御回路１２が接続されてい
る。

【００１２】このような構成からなる本実施の形態の集
積バルブ１は、次のように作用して窒素ガスの噴射を行
う。本実施の形態で使用される圧電アクチュエータ１０
は、非通電時にはシールタンク２内の気圧によって弁座
９に押し付けられるように押し付けられて密閉されてい
る。そこで、制御回路１２の所定の制御によって配線コ
ネクタ１１に接続された各バルブ７の電極に電圧が印加
される。そして、電圧が印加された圧電アクチュエータ
１０は、電気機械変換を起こして上方に反るようにたわ
み、弁座９に当接して挿入孔８ａを遮断していた圧電ア
クチュエータ１０が離れてしまう。そのため、大気に連
通うるパイプ５内の圧力よりも２ｋｇ／ｃｍ² に保たれ
たシールタンク２内の圧力の方が高いため、窒素ガスは
パイプ５を流れ、図３に示すマトリックス状に配管され
た集積管６の開口部から窒素ガスが噴射されることとな
る。

【００１３】従って、本実施の形態の集積バルブ１によ
れば、シールタンク２内にパイプ５の給気口側を挿入
し、そのシールタンク２内の所定気圧の窒素ガスを圧電
アクチュエータ１０を利用してそのパイプ５内へ送り込
むようにしたので、従来のようにパイプ毎に入力及び出
力ポートを設けた電磁弁へ作動流体を供給するといった
ことなく、コンパクトなものを提供することが可能とな
った。また、構成部品の部品点数が少なく、単純な構成
部品であるため廉価な集積バルブ１を提供することがで
きる。また、圧電アクチュエータ１０によれば変位の応
答速度が速いため、集積バルブ１自体も応答性に優れた
ものとなった。

【００１４】次に、本発明に係る集積バルブの第二実施
の形態について説明する。図４は、第一実施の形態の集
積バルブを示した側面図であり、図５は、図４に示した
集積バルブをＢ方向から見た場合の正面図である。本実
施の形態の集積バルブ２１も第一実施の形態のものと同
様、箱体からなる密閉のシールタンク２２に形成され、
不図示のポンプが開閉弁２３及び圧力を一定に保つため
のレギュレータ２４を介して接続されている。本実施の
形態でも作動流体として窒素ガスが使用され、シールタ
ンク２２内の圧力は２ｋｇ／ｃｍ²に調節される。

【００１５】一方、パイプ２５についても内径が０．３
ｍｍ、外径が０．５ｍｍのものを使用し、マトリックス
状にして束ねられて１本の集積管２６が、縦に４本、横
に１０本の４０本から構成されている。これらが、中心
間の距離が１ｍｍ空けられるようにして接着剤やモール
ド、或は溶接によって一体に束ねられている。４０本の
パイプ２５からなる集積管２６は、その一端がマトリッ
クス状の噴射口をなす一方、他端は、図に示したように
シールタンク２２内に導入されたところで分離され、各
バルブ２７に取り付けられている。

【００１６】本実施の形態のバルブ２７は、ソレノイド
を利用したものである。具体的には、図４に示すように
板材２８ａに対して断面コ字形状の枠体２８ｂが一体に
固定されて形成された支持枠２８に対し、その枠内にソ
レノイド３０が嵌装されている。そこで、バルブ２７
の一つについてその構成を説明する。板材２８ａの先端
部には上下に貫いた不図示の連通孔が形成され、そこへ
パイプ５の先端が下方から挿入固定される一方、上面に
は連通孔に弁孔が連通するよう弁座３１が設けられてい
る。また、枠体２８ｂには短冊状の動作板３２が貫か
れ、その貫いた枠体２８ｂを中心に揺動可能に設けられ
ている。動作板３２は、枠外では端部がスプリング３３
によって上方に付勢される一方、枠内の他端には弁座３
１に当接する弁体３４が固着されている。更に枠内で
は、枠体２８ｂに固定されたソレノイド３０が、鉄心３
０ａと動作板３２とが非接触な状態で配設されている。

【００１７】本実施の形態の集積バルブ２１でも、この
ような構成をなすバルブ２７が４階段にずらして配設さ
れ、それぞれの支持枠２８に対して１０箇所づつのバル
ブ２７が形成されている。そして、支持枠２８に設けら
れたソレノイド３０は、それぞれ配線コネクタ３５に接
続されている。また、配線コネクタ３５には、所定のソ
レノイド３０を駆動させるための制御回路３６が接続さ
れている。

【００１８】そこで、このような構成からなる本実施の
形態の集積バルブ２１は、次のように作用してシールタ
ンク２２外の集積管２６の開口端部から窒素ガスの噴射
を行う。本実施の形態で使用されるソレノイド３０は、
非通電時には動作板３２に吸引力が加わらず、スプリン
グ３３によって動作板３２の一端が上方に付勢されるた
め、揺動する動作板３２の他端の弁体３４には下方への
力が働き、弁座３１へ押し付けられて閉弁する。そこ
で、制御回路３６の所定の制御によって配線コネクタ３
５に接続された各バルブ７のソレノイド３０に電圧が印
加される。そして、電圧が印加されたソレノイド３０に
は吸引力が発生するため、スプリング３３の付勢力に抗
して動作板３２が吸引される。

【００１９】そのため、弁座３１に当接して連通孔を遮
断していた弁体３４が弁座３１から離間することによっ
て、２ｋｇ／ｃｍ² の圧力に保たれたシールタンク２内
の窒素ガスは、大気に連通したパイプ２５内へ流れ込み
マトリックス状に配管された集積管６の所定パイプ２５
から窒素ガスが噴射されることとなる。

【００２０】従って、本実施の形態の集積バルブ２１に
よれば、シールタンク２２内にパイプ２５の給気口側を
挿入し、そのシールタンク２２内の所定気圧の窒素ガス
を圧電アクチュエータ３０を利用してそのパイプ２５内
へ送り込むようにしたので、従来のようにパイプ毎に入
力及び出力ポートを設けた電磁弁へ作動流体を供給する
といったことなく、コンパクトなものを提供することが
可能となった。また、バルブ２７を構成する構成部品の
部品点数が少なく、また単純な構成であるため廉価な集
積バルブを提供することが可能となった。また、バルブ
２７を駆動させるソレノイド３０の操作を低電圧で行う
ことができ、省電力化を図ることができる。

【００２１】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れるわけではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な
変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、いず
れのものもパイプを束ねた集積管からの気体の噴射を示
したが、図６に示すようにシールタンクにサブタンクを
形成し、上記実施の形態で示したバルブを備えたパイプ
を介して両タンクを連通させることで、シールタンク内
に設けられた複数のバルブ全体で流量制御バルブを構成
するものとしてもよい。

【００２２】

【発明の効果】本発明は、圧力調節器を介して供給され
る気体によって内部が所定の圧力に保たれる密閉容器
と、一端が密閉容器内に導入された複数のパイプと、密
閉容器内に導入された複数のパイプの各開口端部に設け
られ、そのパイプ内への気体の流入を制限する密閉容器
内に設けられた複数の開閉手段と、その複数の開閉手段
の開閉動作を制御する制御手段とを有する構成としたの
で、密閉容器内に供給される気体を各パイプへ流れる気
体として扱うため、コンパクトな集積バルブを提供する
ことが可能となった。

【００２３】また、本発明の集積バルブは、密閉容器内
に導入した複数のパイプの他端開口から気体を排出する
ようにしたので、その開口を本集積バルブの用途によっ
て任意の位置ピッチで配置することが可能となった。ま
た、本発明の集積バルブは、複数のバルブの作動数に比
例して排出される密閉容器内の気体を補助容器内に再度
集めてそこから外部へ排出うるようにしたので、デジタ
ル制御のできる集積バルブを提供することが可能となっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る集積バルブの第一実施の形態を示
した側面図である。

【図２】本発明に係る集積バルブの第一実施の形態を示
した正面図である。

【図３】集積されたパイプを示した図である。

【図４】本発明に係る集積バルブの第二実施の形態を示
した側面図である。

【図５】本発明に係る集積バルブの第二実施の形態を示
した正面図である。

【図６】本発明に係る集積バルブの一実施の形態を示し
た側面図である。

【図７】従来の集積バルブを示した概念図である。

【符号の説明】

１集積バルブ２シールタンク３開閉弁４レギュレータ５パイプ６集積管７バルブ１０圧電アクチュエータ１２制御回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧力調節器を介して供給される気体によ
って内部が所定の圧力に保たれる密閉容器と、一端が前記密閉容器内に導入された複数のパイプと、前記密閉容器内に導入された前記複数のパイプの各開口
端部に設けられ、そのパイプ内への気体の流入を制限す
る前記密閉容器内に設けられた複数の開閉手段と、その複数の開閉手段の開閉動作を制御する制御手段とを
有することを特徴とする集積バルブ。
【請求項２】請求項１に記載の集積バルブにおいて、前記開閉手段が、前記パイプの開口部を開閉するバイモ
ルフ型圧電アクチュエータであることを特徴とする集積
バルブ。
【請求項３】請求項１に記載の集積バルブにおいて、前記開閉手段が、前記パイプの開口部を開閉する電磁弁
であることを特徴とする集積バルブ。
【請求項４】請求項１に記載の集積バルブにおいて、前記複数のパイプの他端を導入する気密にされた補助容
器を有し、当該補助容器に外部への排出口が形成された
ものであることを特徴とする集積バルブ。