JPH10510040A - 分別装置エゼクター用圧電気ダイヤフラム弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 粒子選別装置中に設置される空気圧エゼクタでの使用に適した、圧力気体源からの圧力気体を制御するためのバルブ装置が開示されている。これは、チェンバー（６１、６３）から出力口（５２）にかけて設置されたダイヤフラム（４２）を使用するものであり、チェンバーは実質的に圧縮ガス又は空気源と連通している。ダイヤフラムの両端はチャンバ内の圧縮ガス又は空気にさらされている。この理由のため、そしてグイヤフラム自体が出力口と接触してそれを閉じるようになっているために、入力圧がかかると、差圧が生じてダイヤフラムを弾性変形させ出力口を閉じるようになっている。ダイヤフラムは圧電素子（４４）を有し、このバルブ装置は選択的に圧電素子を活動させそしてバルブ部材を出力口から後退させて圧縮ガス又は気体を中に導く電気回路（５６、５８）を含む。

Description

【発明の詳細な説明】発明の名称 分別装置エゼクター用圧電気ダイヤフラム弁技術分野 本発明は、分別すべき物質の空中を通る流れの中から不良物質をエアパルスに より除去する、分別装置用の空気エゼクターに関するものである。特に、本発明 は、圧縮空気ような加圧気体源からの気体を製品流の特定の部分に向けられたエ ゼクターノズルから噴射する際の流れを制御する、エゼクター用のバルブ装置に 関する。本発明は分別装置に関して述べたが、加圧気体の放出を注意深く正確に 制御する必要がある他の技術分野にも応用可能である。従来の技術 一般に空気エゼクターは、分別装置に広く使用されている。基本的には、各空 気エゼクターはバルブ装置を通じて加圧空気源に接続されたノズルを持つ。作動 機器は、通常電気回路を持ち、制御信号に応じてバルブ装置を選択的に開放する ように作動し、加圧空気パルスを各ノズルに送り、ノズルから放出する。分別装 置の作動速度が増すにつれ、エゼクターのバルブ装置の作動と反応も速度が増さ ねばならない。 空気エゼクターを使用した現在の多くの分別装置は、光を反射する能力により 粒状物質を選別する。典型的な分別装置は、米国特許第４，２０３，５２２号、 第４，５１３，８６８号、第４，６９９，２７３号に述べられており、それらの 開示は、本発明でも参照している。第４，２０３，５２２号の特許に開示された 装置では、検知器が粒子から反射された光に反応して、製品の質の違いを示す信 号を発する。これらの信号が比較、分析されると、エゼクターを作動させて然る べき粒子を製品流から除去する比較信号が発生する。これらの装置のエゼクター は通常、可動鉄片ディスクやプレートバルブなどの電気的に作動するバルブを用 いて、加圧空気パルスを選択的に噴出し、各々の目標区域から粒子を除去するよ うに動作する。 各種のエアバルブが圧電アクチュエータに基づいて開発されている。典型的な 圧電アクチュエータは、１つ又はそれ以上の圧電セラミック層を持ち、これが互 いに接着されるか、又は金属プレートなどの別の非圧電層と接着されて、バイモ ルフ又はマルチモルフ構造をなす。電圧は、金属化層を通り圧電層構造又はダイ ヤフラムを越えて、圧電セラミック層に印加される。電圧により圧電セラミック は、極性に応じて伸長又は収縮する。伸長又は収縮する１つの層が、反対方向に 伸長するかあるいは大きさが変わらない別の層に接着されると、その結果できた 構造は、電気信号が送られると曲がる。そこで、バルブ装置では、ある電気状態 では、バルブオリフィスを覆うかバルブオリフィスの上に別の物体を載せるよう に、また、別の電気状態では、オリフィスから離れてバルブを開放するような位 置に、アクチュエータを置く。 圧電作動バルブは、米国特許第５，０７９，４７２号、第５，３４３，８９４ 号、カナダ特許明細書第２，０９３，２５７号に開示されており、これらを参照 する。発明の開示 本発明は、上述したような分別装置の空気エゼクターに使用するのに適した、 供給源からの加圧気体の放出を制御するバルブ装置に関するものである。圧電素 子をバルブ部材の中に持ち、この部材は圧力チェンバーからの出力口の上に配置 され、チェンバーは空気などの加圧気体源とほぼ絶えず連通した入力口を持つ。 バルブ部材は出力口から選択的に後退させて、加圧気体を中に入れることができ る。圧電素子は圧力チェンバーのダイヤフラムの一部を構成するもので、その両 側は入力口からの圧力にさらされる。ダイヤフラム自体は開放状態で出力口から 僅かしか離れていないため、入力圧力が印加されると差圧がかかり、弾性変形し て出力口を閉じる。一旦出力口が閉じると、入力口と出力口との差圧により、該 ダイヤフラムは閉鎖位置にとどまる。電気回路が働いて圧電素子を選択的に作動 させることにより、ダイヤフラムを出力口から後退させる。 ダイヤフラムにかかる差圧は、もちろん出力口の断面積と関連しており、バル ブが閉じると、ほぼ同じ面積のダイヤフラム部分が圧力チェンバーから隔絶され る。閉鎖位置でダイヤフラムは、その弾性力と差圧による作用力とがバランスし た状態にある。使用の際、通常は、バルブ装置を調整し、出力口を閉鎖した状態 のダイヤフラムにかかる圧力が最小になり、ダイヤフラムを出力口から後退させ るために圧電素子で発生させなければならない力が最小になるようにする。ダイ ヤフラムの圧電素子が作動してダイヤフラムが出力口から後退すると、ダイヤフ ラムのこの部分にかかる差圧が減少し、ダイヤフラムが出力口から後退する速度 が上がる。ダイヤフラムがこのように「さっと」動くことは、非常な高振動で作 動する必要のあるバルブにおいて、無論非常に価値がある。 本発明のバルブ装置における圧電素子は、圧電材料製の接着層でバイモルフか マルチモルフ構造をなすものか、１又はそれ以上の層、あるいは金属プレートな どの非金属基板に接着された圧電材料を含んだものでよい。後者の構成が望まし く、本発明の典型的バルブ装置は、圧電セラミック製ディスクが金属製、典型的 には黄銅製のディスクに接着された円形ダイヤフラムを持つ。圧電材料を備える 側は通常出力口に面し、圧電材料の露出面が金属化された部分で、金属粉塗料が 出力口と接触し、封止を強化する部分で平滑にされるか又は除去される。バルブ 部材の圧電素子の金属粉塗料の除去は、上記の米国特許第５，０７９，４７２号 に述べられている。しかし、本発明のバルブ装置がうまく作動するためには、全 面的封止であるかどうかは重要なことではなく、実際、幾分漏れがある方が有利 な場合もある。 ダイヤフラムにより出力口に作用する力の実質的釣り合いは調整可能である。 バルブ装置の望ましい構成では、出力口はハウジングの中で調整されるか、又は 調整可能な取付装置を介して調整される。取付装置を調整すると、ハウジング本 体の出力口の位置が変更され、従って閉鎖位置のダイヤフラムとの位置関係も変 更される。特に、このような調整は、排出チェンバーが加圧されているときに行 うことができる。これにより、出力口とダイヤフラムの封止が着実に向上し、作 業状態の下で十分な封止が完成する。十分な封止は全面的であってもよいし、望 ましいレベルで部分的な漏れがあってもよい。 本発明によるバルブ装置の好適な応用例は、分別装置に使用する空気エゼクタ ーである。かかる装置において、エゼクターは長期間使用しても信頼性があるば かりでなく、高速、高振動数で作動可能でなければならない。従って、ダイヤフ ラムが出力口を開閉する運動は、不要な運動を最小限におさえて行わねばならな い。そのため、本発明によるバルブ装置に、ダイヤフラムの後ろにストッパを設 け、圧電素子の作動により出力口から後退する程度を制限し、また異常運動を最 小限にすることが適切である。電気的制動技術を用いてもよい。この点に関して は、高振動運動を受けた圧電曲げ素子がどのように電気的、機械的に制動される かを詳細に述べた、米国特許第２，１６６，７６３号を参照のこと。 上述のような分別装置の空気エゼクターは、可能な限り小型にし、製品流の所 定の部分の上に最大数のエゼクターを配置できるようにすべきである。従って、 エゼクターかバルブ装置ハウジングをしっかりした剛体に形成するのは実用的で ない。そこで、比較的薄い、壁付きの、通常プラスチック材料製のハウジングを 使用するのがよい。これにより固有の柔軟性が幾分得られ、本発明による装置の 望ましい設計により、この柔軟性を利用できる。特に、圧電複合材料とプラスチ ックハウジング材料を適切に組み合わせると、本発明によるバルブ装置は、ハウ ジングが硬質であった場合と比べ、ほぼ±１０％程度のより大きな入力圧力変動 に耐えられる。しかし、プラスチックハウジング材料の柔軟性を利用すると、例 えば、上述したような分別装置におけるエゼクターのバッテリーの隣接するハウ ジングを、ほんの僅かではあるが、互いに離さなければならない。 本発明によるバルブ装置のハウジングがプラスチック材料製の場合、温度変化 に対する材料の感度に配慮する必要がある。特に、かかる材料は加熱すると弱化 する傾向があり、それにより装置の動作に重大な影響を及ぼすことがある。本発 明の実施例であるエゼクターを分別装置に使用する場合は、通常冷却乾燥機から 圧縮空気が送られ、乾燥機では、まず空気の温度が２〜３℃に下げられ、各々の 入力口に空気が送られるときは、約１５℃まで上げることができる。従ってエゼ クターは約１５℃で作動するように設計され、加圧空気流がエゼクターをほぼ一 定の温度に保つ役に立つような特性をエゼクターに組み入れて、特に、加圧空気 がエゼクターハウジングを通じて幾分漏れるようにして、加圧空気が温度安定装 置の役目を果たすようにしてもよい。このためには、圧力チェンバーからのブリ ードダクトを備え付ければよく、ダクトには流量を変更する制御弁を取り付けて もよい。 本発明によるバルブ装置は、その設計により、複数の排出ノズルが取り付けら れた分別装置用の空気エゼクターに使用するのに特に適している。かかる実施例 において、エゼクターは、各々エゼクターノズルに接続された複数の出力口を持 つ圧力チェンバーを区画するハウジングと、圧電素子を持って各出力口と対置さ れたダイヤフラムと、加圧気体源と接続して各ダイヤフラムの両側のチェンバー と連通する入力口とを持つ。各ダイヤフラムの一部区域は各々の出力口と対置さ れ、各ダイヤフラムは、上記区域にかかる入力気体の差圧により弾性変形し、上 記区域が各々の出力口を閉鎖するように調整される。特に好ましいエゼクターに おいては、２つの出力口を圧力チェンバーの別個の領域に１つずつ持ち、ダイヤ フラムの側面が各々の出力口に面し、上記領域とダイヤフラムの間の領域が入力 口と連通している。各出力口は、先端にエゼクターノズルを持つ排出ダクトと接 続されている。２つのダイヤフラムの間に中央チェンバーを区画してもよく、チ ェンバーは通常、各ダイヤフラムを隣接する出力口から後退させる程度を制限す るストッパを持ち、出力口とストッパはほぼ一列に並んでいるのが望ましい。本 発明のあらゆる実施例において、各々のダイヤフラムはほぼ円形の外形を持ち、 その円形の軸上にある出力口とかみ合うよう調整するのが望ましい。 本発明の他の特徴や利点は、以下の好適な実施例の説明から明らかになる。添 付の略図を参照のこと。図面の簡単な説明 図１は、色分別装置の動作の概略図である。 図２と図３は、本発明によるバルブ装置の動作を示す横断面図である。 図４は、図２と図３に示した装置の、バルブを多数持つ変形例の横断面図であ る。 図５は、本発明の実施例である、二重ノズル空気エゼクターの分解図である。 図６は、図５のVI−VI線に沿って見た全体の断面図である。実施例 図１に示したシュート２には、ホッパー４から振動トレー６を通じて粒状物質 が供給される。このシュート２は、容器１０に向けて物質を製品の流れにして送 る。シュート２の端から容器１０に移動する際に物質は、自身の勢いのみで製品 の流れの中にとどまる。製品の流れの幅を広げるバッテリー１２にはエゼクター が取り付けられ、これを作動すると高圧エアジェットにより製品の流れ内の特定 のゾーンから粒子を除去することができる。除去された粒子８は不良品容器１４ に送られる。一般的には、製品の流れの横幅は８インチで、例えば３２個のエゼ クターノズルが等間隔でその上に取り付けられている。エゼクター１２はコンピ ュータ又はマイクロプロセッサ等からなる制御手段１６から指示を受け、この制 御手段１６自体は、以下に述べる走査システム１８から入力データを受ける。 参照番号２２は、製品の流れの中の走査領域を示す。この走査領域２２は光源 ２４により照らされ、領域２２内にある粒子は光を反射し、走査システム１８が この光を受容する。走査システム１８はカメラ２６とレンズ２８とからなり、上 記カメラ２６は、製品の流れ内の粒子から受けた光をモニターする電荷結合デバ イスを含んでいる。カメラ２６の電荷結合デバイスは、製品の流れの横の次元全 体が眺められるように配置されている。この装置にはランプ要素３２によって照 らされるバックグラウンドがある。その明るさは通常合格品に合うように調整で きる。 上記カメラ２６の発する信号は制御手段１６に送られる。粒子が不良品であれ ば、制御手段１６はバッテリー１２のエゼクターに指令を出し、除去ゾーン４０ における製品の流れの適切な部分にエアパルスを噴射し、製品の流れからその粒 子を除去させる。そのように除去された粒子８は、製品の流れから離れ、不良品 容器１４に運ばれる。 アレイ又はバッテリー１２内のエゼクターには特定の目標区域に向けられたノ ズルがあり、エゼクターは加圧空気源と接続されている。各エゼクターは本発明 によるバルブ装置を持ち、図２、３にその構成が示されている。この装置の主要 部分はバルブ要素で、アクチュエータダイヤフラム４２の形をしている。図示し たように、円形のアクチュエータダイヤフラム４２は、黄銅製ディスクからなる ベースプレート４６に圧電セラミック製ディスク４４を接着した構成を有する。 上記圧電ディスク４４は金属化した表面層４８を持ち、ベースプレート４６から 分極されている。 アクチュエータダイヤフラム４２は、部分４９，５０からなるバルブハウジン グの内部に取り付けられている。下部分５０には円形の出力口５２が取り付けら れ、弁座５５と接続部５４が設けられている。出力口５２はハウジング部分５０ のネジ山６７の中に取り付けられており、ダイヤフラム４２と同軸上にある弁座 ５５の位置を調整できるようになっている。上記部分５０は絶縁プラスチック製 で、気密に取り付けられた電気接続棒（ターミナル）５６，５８を持ち、そのタ ーミナルにより内部ワイヤー６０，６２を通じて、ダイヤフラムの表面層４８と ベースプレート４６とに駆動電圧が外部接続できるようになっている。上記ワイ ヤー６０，６２は細く且つ柔軟にできていて、アクチュエータダイヤフラム４２ が自由に動き得るようになっている。 駆動電圧は高電圧直流電源６４から得られ、この電源は、トランジスタ６８， ７０，７２と抵抗器７４，７６に接続された緩衝器つき信号発生器６６の制御に よりオン・オフされる。バルブを粒子分別システムに使用する場合、信号発生器 ６６のかわりに、粒子の流れ内の不要な粒子の存在に呼応する信号源が用いられ る。駆動電圧は抵抗器７８と圧電ディスク４４の固有のキャパシタンスにより、 指数関数的なランプ波に形成される。 上部バルブハウジング部分４９は、入力口５１、接続部５４、ストッパ５３を 備えている。アクチュエータダイヤフラム４２は、ハウジングの下部分５０に形 成された円形リム８０に外縁が載置され、所定の位置に固定されている。外部を 支持するリム８０と弁座５５との間の距離は調整されているので、バルブ装置が 組み立てられ、減圧状態になっても、狭い間隙５７がアクチュエータダイヤフラ ム４２と弁座５５との間に保持される。 バルブ装置が給気５９により最初に加圧されると、図２に示した状態から図３ に示した状態に変化する。この変化は、ダイヤフラム４２に作用する差圧から生 じる力により引き起こされる。このような差圧が生じるのは、出力口５２がほぼ 大気圧に等しい低圧で、チェンバー６１，６３の圧力よりはるかに低く、ダイヤ フラム４２と出力口５２との間に狭い間隔があるためである。この間隔は標準的 に僅か５０００分の１インチ程度しかなく、通常は２０００〜３０００分の１イ ンチの範囲内である。 差圧によりダイヤフラム４２は弁座５５の方に押される。ダイヤフラム４２が 一旦弁座５５に近づくと、間隙５７を通る気流は僅かとなり、バルブは図３に示 すように閉じる。チェンバー６１，６３における空気圧と出力口５２における排 気圧（大気圧）との差圧が、アクチュエータダイヤフラム４２の弁座５５を閉鎖 した区域に作用する。この区域に作用する差圧により、アクチュエータダイヤフ ラム４２をその弾性力に抗して閉鎖位置に保持するのに必要な力が提供される。 出力口５２の位置を適切に調整することにより、ダイヤフラムの弾性力と入力空 気圧による作用力とがほぼ釣り合い、ダイヤフラム４２と弁座５５との接触圧は ほぼゼロになる。 図２に示した極性の直流電圧６４がターミナル５６，５８に印加されると、圧 電セラミック製ディスク４４が半径方向に収縮し、アクチュエータダイヤフラム ４２が弁座５５から離れて曲がり、バルブを開放する。 このバルブ装置は高圧で作動するのが望ましいが、その理由は、粒子分別に使 用した場合に、不要な粒子を除去するのに十分な高圧の出力パルスを発生できる からである。粒子分別の一般的圧力は３０〜４０ｐｓｉである。このような望ま しい圧力下において、圧電気力だけでは、バルブを閉鎖する力を上回る作用力を 得ることは困難である。空気圧が印加されると、アクチュエータダイヤフラム４ ２がさらに変形して間隙５７を閉鎖するようにバルブは設計されている。このた め、アクチュエータダイヤフラムには、バルブの開放を促進する方向の力が前も って付加される。従って、バルブの開放に要する圧電気力が軽減される。 粒子分別装置のエゼクターは高速、高振動数で、時に５００サイクル／秒を優 に超えて作動可能でなければならない。これを達成するには、上述のようなバル ブ装置を備えたエゼクターで発生する空気パルスが急激に放出又は停止され、不 要な粒子がある間放出パルスが最高圧でなければならない（放出力を最大限にす るため）。そのためには、アクチュエータダイヤフラム４２を予め重荷し、圧電 セラミック製ディスク４４に電圧を印加するとバルブがさっと開くようにする。 また、上述の差圧により、圧電セラミック製ディスク４４に印加された電圧を止 めるとバルブはさっと閉じる。バルブの迅速な開閉運動により、開閉時間を正確 に予測することもできる。エゼクターが製品の流れから不要な粒子のみを確実に 除去するため、エゼクターパルスの正確なテンポを必要とする粒子分別システム において、これは特に有用である。 上記放出パルスの圧力分布は平らで、過度応答と振動は最小で、分別装置が不 要な粒子を除去する力は均一でなければならない。エゼクターバルブにおける空 気出力パルスの過度応答と振動は、主としてバルブプレートが力学的共振振動数 で振動することによる。この問題に対する２つの解決法が、本発明によるバルブ 装置の設計に組み込まれている。 ｉ） バルブが開いているとき、空気流によりバルブプレートが「リード」のよ うに振動する。バルブが長期間開いていると、この振動は相当なレベルまで蓄積 される。そこで、バルブが開いているとき、バックストッパ５３が適宜位置でダ イヤフラム４２に接触するように該ストッパ５３の位置を設定すると、振動が抑 制される。バルブプレートの振動を止めるもう１つの効果は、バルブ閉鎖時間を 短縮できることである。バックストッパ５３がなければ、バルブの閉鎖に要する 時間は長くなる。この機械的運動の制限は、米国特許第２，１６６，７６３号に 開示された圧電リレーに適用されている。 ii） アクチュエータダイヤフラム４２がターミナル５６，５８からの矩形波電 圧源で駆動されると、最高速度で弁座５５とバックストッパ５３に当たり、跳ね 返って出力口５２の出力圧を振動させる。この問題を解決するには、アクチュエ ータダイヤフラム４２は直列抵抗器７８によって駆動し、アクチュエータダイヤ フラム４２の固有の圧電キャパシタンスに指数関数的ランプ電圧を形成するよう にする。指数関数ランプ駆動電圧は、アクチュエータダイヤフラム４２が開放位 置、閉鎖位置に接近すると、その開閉動作を減速する。この種の圧電リレーの電 気的防振も、米国特許第２，１６６，７６３号に開示されている。 上述したように設計することにより、ダイヤフラム４２が閉鎖位置に移動する と、入力空気による差圧が、バルブを開放しようとするダイヤフラムの弾性力と ちょうど釣り合う。この位置では弁座５５に作用する接触力はほとんどなく、従 って摩耗もほとんどなく、作業寿命も長くなる。駆動電圧が印加されると、弁座 ５５から離れたダイヤフラム４２の動きは、比較的広い部分でストッパに当接す ることにより規制され、それがダイヤフラムの形を安定化させ、さらに摩耗を減 らすことができる。 図１に示した一般的タイプの分別装置に使用されるエゼクターにおいて、作業 温度はほぼ一定に保たなければならない。供給源からの空気を冷却に使用するた め、図２、３の装置は１個又はそれ以上のブリードダクト８２を持ち、該ダクト にはバルブ８４が装着されていて、空気の可変流を供給することができるように なっている。この方法により、供給源からの空気は装置を通って流れ、温度を望 ましいレベルに調整することができる。出力口５２にある程度の空気漏れが生じ るようにしても良いが、それだけでは温度調整には不十分である。 図４に示した多バルブ装置では、５個の出力口５２が一方のハウジング部分５ ０に取り付けられている。これらの出力口は、円筒状のマウント８６に外周を支 えられた各ダイヤフラム４２により閉じられる。マウント８６には開口があり、 ダイヤフラム４２の後ろのチェンバー６３がメインチェンバー６１と同じ圧力に 保たれるようになっている。ブリードダクト８２がハウジング部分４９に形成さ れて制御弁８４と結合され、空気の可変流が冷却のため装置を通るように構成さ れている。図２、３の具体例のように、出力口５２はハウジング部分５０に調整 可能に取り付けられている。これにより、各出力口が各ダイヤフラムに相対して 設置され、閉鎖位置で出力口とダイヤフラムの接触圧が最小限になる。ストッパ （図示せず）を設けることにより、ダイヤフラム４２が各出力口５２から離れる 動きを規制するようにしてもよい。 図５、６の二重ノズルエゼクターユニットは主として、１対のバルブ装置から なっており、これらは各々図２、３に関して述べたように作動するが、背中合わ せに配置されていて、各アクチュエータダイヤフラムの後ろにある中央チェンバ ーを共有している。エゼクターハウジングは中央部分１０２と、２個の側面部分 １０４とからなっている。中央部分１０２は円筒状の開口１０６を持ち、この開 口の中にストッパとなる中央ホス１０８がスポーク１１０に支えられて設けられ ている。開口１０６の両側にはアクチュエータダイヤフラム１１２があり、各々 が図２に示したような薄板から成る。これらのダイヤフラム１１２は、非密閉の 取付リング１１４により所定の位置に固定され、リング自体は図示したように、 中央部分１０２を通って伸びるボルトにより互いに固定され、所定の位置に保持 されている。 側面部分１０４は中央部分１０２に直接取り付けられ、取付リング１１４に直 接重なる領域１１６を持つ。各領域１１６の中央に出力口１１８があり、組立ユ ニットにおいて、中央部分１０２と各側面部分１０４との間に形成された排出ダ クト１２０と連絡している。２個の排出ダクト１２０は、各々のエゼクターノズ ル１２２に通じている。 各ダイヤフラム１１２と上記側面部分における取付リンク１１４内の領域１１ ６との間に形成された空域部分は、図２の装置のチェンバー６３に相当する排出 チェンバーを構成している。しかし、図５、６のユニットにおいて、このチェン バーは、中央部分１０２に相対する出力口１１８の取り付けの変更を可能にする 調整機能を有し、それにより各バルブの作業特性を調整することができる。領域 １１６の外周に配置された６個のネジ１２４は、中央部分１０２及び取付リング １１４と協調して、出力口を、中央ボス１０８及びダイヤフラム１１２に向かう 方向か、あるいはそこから離れる方向に動かす。本装置は各側面部分１０４の柔 軟性を利用し、バルブが閉鎖位置にある時、ダイヤフラムと出力口の間を密閉す るように組み立てられているので、ユニットの調整ができる。 図５のユニットは１つの空気入力口１２６を持ち、この入力口から加圧流体が 中央チェンバー１０６と、取付リング１１４の内部に形成される２個の排出チェ ンバーに供給される。また、コネクタ１２８が設けられ、この場合も図２、３に 示したものとほぼ同様に、駆動回路を各ダイヤフラム１１２の圧電ディスクと接 続する。 図１のエゼクターのバッテリー１２において、図４に示すように複数のユニッ トを並べて配置することができる。側面部分１０４の領域１１６がたわむように 隣接するユニットの間に僅かに間隔をあける。汚れがユニットの間に入り込み、 領域１１６がたわまなくならないよう、環状シールを領域１１６の外周に取り付 けてもよい。 ここに説明した本発明の具体例は例として挙げたにすぎず、ここに開示した発 明の精神と範囲内で多数のバリエーションが可能である。特に、ある具体例で開 示された機能は、特にここで言及しないが、他の例に容易に利用できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，Ｕ Ｇ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＫ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，Ｎ Ｏ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．圧力チェンバーを区画するハウジングと；圧電素子を備えて上記ハウジ ングに取り付けられたダイヤフラムと；加圧気体源に接続されてダイヤフラムの 両側のチェンバーと連通する入力口と；ダイヤフラムの片側に位置する出力口と を有し、上記ダイヤフラムの一部区域が出力口に対向していて、該区域に作用す る気体の差圧により該ダイヤフラムが弾性変形して上記区域が出力口を閉鎖する よう調整され、ダイヤフラムの上記部分を出力口から後退させて気体を圧力チェ ンバーから出力口に導くように圧電素子を動作させるための、選択的に制御可能 な電気回路を持ち、ダイヤフラムの閉鎖状態において上記差圧と該ダイヤフラム の弾性力とをバランスさせることにより、該ダイヤフラムと出力口外周との接触 圧を略ゼロに設定してあることを特徴とする加圧源からの気体の排出を制御する バルブ装置。 ２．請求項１に記載のバルブ装置において、上記出力口及びダイヤフラムが 円形をしていて、ダイヤフラムの中央が出力口の軸上にあるもの。 ３．請求項１又は２に記載のバルブ装置において、上記ハウジングの出力口 の位置が、所定の入力圧力下において閉鎖状態にあるダイヤフラムと出力口外周 との接触圧を略ゼロに設定すべく調整可能であるもの。 ４．請求項１乃至３の何れかに記載のバルブ装置において、上記ダイヤフラ ムの圧電素子が出力口に対置されているもの。 ５．請求項１乃至４の何れかに記載のバルブ装置において、上記圧電素子の 動作によりダイヤフラムが出力口から後退する程度を制限するために、上記ダイ ヤフラムの後ろにストッパを持つようにハウジングが形成されているもの。 ６．請求項１乃至５の何れかに記載のバルブ装置において、上記ダイヤフラ ムが圧力チェンバーを複数の部分に分割し、ハウジングが加圧気体を両方の部分 に連絡させる手段を有しているもの。 ７．請求項６に記載のバルブ装置において、上記圧力チェンバーが円筒形を していて、その軸線と上記ダイヤフラムとが交差し、上記出力口がほぼ上記軸線 上にあるもの。 ８．請求項１乃至７の何れかに記載のバルブ装置において、上記圧電素子を 制御するための電子制御回路を有するもの。 ９．空中を通って流れる分別すべき物質の流れの中から不良物質をエアパル スにより除去する分別装置用の空気エゼクターであって、該エゼクターが、圧力 チェンバーを区画するハウジングと；圧電素子を備えて該ハウジングに取り付け られたダイヤフラムと；加圧気体源と接続してダイヤフラムの両側のチェンバー と連通する入力口と；ダイヤフラムの片側のチェンバーを先端にエゼクターノズ ルを備えた排出ダクトに接続する出力口とを持ち、上記ダイヤフラムの一部区域 が出力口と対置されていて、該区域に作用する気体の差圧により該ダイヤフラム が弾性変形して上記区域が出力口を閉鎖するよう調整され、ダイヤフラムの閉鎖 状態で上記差圧と該ダイヤフラムの弾性力とをバランスさせることにより、該ダ イヤフラムと出力口外周との接触圧が略ゼロに設定されており、かつ、ダイヤフ ラムの上記部分を出力口から後退させて気体を圧力チェンバーから出力口及びエ ゼクターノズルに導くように圧電素子を動作させるための、選択的に制御可能な 電気回路を有することを特徴とする分別装置用空気エゼクター。 １０．請求項９に記載の空気エゼクターにおいて、上記ハウジングにチェンバ ーに通じるブリードダクトが設けられ、該ダクトからの気体をチェンバーに流す ことによって該チェンバーの温度調整を行うように構成されているもの。 １１．請求項１０に記載の空気エゼクターにおいて、上記ブリードダクトが気 体の流れを制御するためのバルブを有するもの。 １２．請求項９乃至１１の何れかに記載の空気エゼクターにおいて、上記圧力 チェンバーが円筒形をしていて、その軸線と上記ダイヤフラムとが交差し、上記 出力口がほぼ上記軸線上にあると共に、入力口が上記圧力チェンバーの円筒の外 周に配置されているもの。 １３．請求項９乃至１２の何れかに記載の空気エゼクターにおいて、上記ハウ ジングが中央部分と２つの側面部分とからなり、各側面部分が各々出力口を持っ ていて、中央部分に調整可能に取り付けられることにより、上記出力口と各々の ダイヤフラムとの閉鎖圧力が変更可能であるもの。 １４．請求項９乃至１３の何れかに記載の空気エゼクターにおいて、上記出力 口がハウジングの弾性的にたわむ部分に取り付けられているもの。 １５．空中を通って流れる分別すべき物質の流れの中から不良物質をエアパル スにより除去する分別装置用の空気エゼクターユニットであって、該エゼクター が、各々エゼクターノズルに接続された複数の出力口を有する、圧力チェンバー を区画するためのハウジングと；圧電素子を備えて上記各出力口に対置するよう に配設されたダイヤフラムと；加圧気体源と接続してダイヤフラムの両側のチェ ンバーと連通する入力口とを持ち、上記各ダイヤフラムの一部区域がそれぞれ出 力口と対置して、該区域に作用する気体の差圧により各ダイヤフラムが弾性変形 して上記区域で各出力口を閉鎖するように調整され、ダイヤフラムの閉鎖状態に おいて上記差圧と該ダイヤフラムの弾性力とをバランスさせることにより、該ダ イヤフラムと出力口外周との接触圧が略ゼロに設定されており、かつ、ダイヤフ ラムの上記部分を出力口から後退させて気体を圧力チェンバーからエゼクターノ ズルに導くように圧電素子を動作させるための、選択的に制御可能な電気回路を 有することを特徴とする分別装置用空気エゼクターユニット。 １６．請求項１５に記載の空気エゼクターユニットにおいて、上記ハウジング にチェンバーに通じるブリードダクトが設けられ、該ダクトからの気体をチェン バーに流すことによって該チェンバーの温度調整を行うように構成されているも の。 １７．請求項１５又は１６に記載の空気エゼクターユニットにおいて、上記圧 力チェンバーの別の領域にそれぞれ設けられた２つの出力口を有していて、ダイ ヤフラムの側面が各々の出力口に対向し、上記各領域とダイヤフラム間の領域と が入力口と連絡しているもの。 １８．請求項１７に記載の空気エゼクターユニットにおいて、上記ダイヤフラ ムが中央チェンバー領域を区画形成し、そのいずれかの側に出力口領域を有する もの。 １９．請求項１８に記載の空気エゼクターユニットにおいて、上記中央チェン バー領域に、上記圧電素子の動作によりダイヤフラムが出力口から後退する程度 を制限するためのストッパを備えたもの。 ２０．請求項１９に記載の空気エゼクターユニットにおいて、圧力チェンバー がほぼ円筒形をしていて、出力口とストッパがほぼその軸線上に設けられている もの。 ２１．請求項９乃至２０の何れかに記載のエゼクターを複数個間隔をおいて１ 列に配設してなる装置。