JPS60227079A - アクチユエ−タを備えた操作装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、流体を制御するだめの装置、特に、開口を通
って流れる流体の流れを制御するだめの剛性な弁装置用
の、アクチュエータを備えた操作装置であって、制御さ
れた迅速な動作に応答して作動されるが、制御されない
ゆっくりした動作又は無作為な動作には応答しないよう
な形式のものに関する。

先行の技術 例えば、質量スペクトロメータ、真空蒸着及びコーティ
ング系、エピクキ／アル成長系（ｅｐｉｔａｘｉａｌ　
ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　）　、プラズマ
エツチング装置、イオンミリング系、イオンスパッタリ
ング系、イオン注入、ガス混合装置及びこれと類似のも
のに使用される真空室に流入する流体の流れを制御する
ための特別小型の弁装置は提案されている。このような
弁装置は、大きい圧力差を有する範囲間で、流体の流れ
を制御できるような特別の要求を満たす必要がある。

壕だ、このような弁装置は非常に精確な操作機構を有し
ているか又は非常に小さく構成されているか、あるいは
またこれら２つの要求を満たす必要がある。特に質量ス
ペクトロメータに用いられる、ガス流制御系、操作装置
及び弁装置は、アメリカ合衆国特許第３８９５２３１号
明細書、同第３９２６２０９号明細書及び同第４０１８
２４１号明細書に記載されている。このような、流体流
を、真空室、特に質量ス被りトロメータに流入させる形
式の装置は、テーパ状のニードルが流入開口又は弁座に
対して、二一ドルの取り付けられた圧電セラミック式操
作装置によって位置調節される弁を使用することによっ
て制御される。圧電セラミック式操作装置は電位（電圧
）を供給することによってフレキシブルに変化する。前
記アメリカ合衆国特許明細書においては、ザーｌ制御装
置が電位を選択し、圧電セラミックのフレキシブル変化
全交互に制御すると共に弁座からの弁ニードルの運動を
制御し、ひいては弁を通過する流体の流量を制御するよ
うになっている。この装置においては、前記サーゼ制御
装置が、流体の流入する室内の圧力等の状態に応答する
ようになっている。

実際には、このような弁装置は、直径０．０５ミクロン
又はそれ以下の非常に小さい寸法の開口を必要とし、弁
心棒の運動をマイクロメートル又はナノメートル範囲内
に維持する必要がある。このような装置においては、弁
装置の寸法及び製造許容誤差を小さくする必要があシ、
圧電式操作装置の性質及び特性のために、弁装置を精密
に構成することは困難である。またとのように精密に構
成された弁装置を保守することも困難である。また特に
、小型弁の、例えば１マイクロメートル又はそれ以下の
精確な運動を確実に行なうようにするだめには、達成す
るのが非常に困難な精密な加工許容誤差及び弁部分の精
密な組み立て許容誤差を必要とする。また、このような
小さい寸法においては、はぼ完全に加工及び組み立てを
行なっても、弁を構成した後で、圧電式操作装置、弁心
棒又はその他の構造部分内で変位が生じ、例えば弁開口
における弁心棒の位置がずれるか又は弁の閉鎖力が著し
く変わってしまうことがある。このような変位又はずれ
は、得ようとする弁運動と同程度又はそれ以上になるこ
とがある。

このような変位は、時折又は比較的長い時間間隔にわた
って生じる温度変化によっても形成される。まだ、金属
のひずみ、あるいはその他の物理的現象に基づいても前
記変位は形成される。

このような問題点を解決するための手段を溝巳なければ
、弁装置のコントロールミス及び不精確さが形成される
。まだこのような問題点を解決するだめには弁装置のだ
めの機械的な調節装置を設ける必要があり、これは費用
及び時間がかかる。

発明の課題 本発明の課題は、先行技術における前記のような問題点
を避けることができるような新規の操作装置、特に流体
を制御するだめの弁装置用の新規の操作装置を提供する
ことである。

課題を解決するだめの手段 この課題を解決した本発明は、アクチュエータが設けら
れており、該アクチュエータの駆動力を伝達するために
、このアクチュエータと協働する、力伝達面を備えた力
伝達部材が設けられておシ、該力伝達部材の運動力を受
容するための力受容部材が設けられていて、該力受容部
材が力受各面を備えており、該力受各面が、前記力伝達
部材の力伝達面に対して所定の間隔を保って隣接して配
置されていて、これらの力伝達面と力受各面との間にス
滅−ス又はギヤングが形成されており、該スペース又は
ギヤングが、力を伝達する粘性材料によってほぼ充てん
されている。

作用 本発明による操作装置を使用すれば、小型弁又はこれと
類似の装置を通常の製造許容誤差で製造することができ
、この装置は、前記公知の装置において必要されるよう
な機械的な調節装置を必要とすることなしに、環境変化
とは無関係に所定の時間間隔にわたって精確に制御され
る。

実施態様 本発明の有利な１実施態様によれば、本発明の操作装置
は、流体の流れを制御する弁装置に使用されている。こ
のような弁装置においては、弁装置及びアクチュエータ
用の支持構造体又は支持フレームが設けられており、ア
クチュエータの従動部材又は弁心棒の非駆動側の端部は
弁座開口、例えば通路に隣接又は接触して操作可能に配
置されている。この実施態様においては、通路を開閉す
る、弁心棒の端部区分は弁座に対してほぼ整列して配置
されていて、弁座を閉鎖する少なくとも第１の位置と弁
座を開放する第２の位置との間で弁座に対して可動であ
る。従動部材又は弁心棒は、本発明によるアクチュエー
タの力伝達面に応答して連続的に変化する多くの位置に
可動である。まだ、さらに別の実施態様においては、付
加的に又は別個に・ζイアス機構が設けられており、該
・々イアス機構が弁心棒の開閉端部を、弁座通路に対す
る選択的な通常開放位置又は通常閉鎖位置へ向かって負
荷するようになっている。

本発明の操作装置によれば、特に、従動部材が粘性材料
を介在してアクチュエータから間隔を保って配置されて
いる。この操作装置は力伝達面を備えだアクチュエータ
を有しており、この力伝達面は、駆動されて移動せしめ
られる通常の静止位置を有している。アクチュエータの
従動部材は弁心棒又はこの弁心棒の１部であって、この
従動部材は、この従動部材と前記力伝達面との両方に接
触する粘性材料を介在させてアクチュエータの力伝達面
に対して間隔を保って配置されている。この粘性材料は
、迅速な運動及びアクチュエータの力伝達面からの力を
直ちにかつ完全に伝達するが、これらの運動及び力が迅
速でない場合はこれを吸収して、アクチュエータ及び支
持構造体に比較的大きいずれ又は変位が生じるのを妨げ
、ひいては従動部材又は弁心棒がずれるのを妨げる。

接続部材として使用された粘性材料は、本発明の１実施
態様によれば、１ｏ−２センチポアズ（例えばガス）か
ら１０１２センチポアズまでの粘性を有している。多く
の実施態様ではこの粘性材料の粘性は約１センチポアズ
から１０１０センチポアズまでであって、有利には１０
３センチポアズから１０７センチポアズまでである。こ
れは著しく安定性のあるシロキサン流体の特性である。

また特に有利な粘性材料は、１０６センチポアズの粘性
を有するポリジメチルシロキサンであるが、一般には所
望の特質を有するものであれば、どのような粘性材料、
粘性材料の混合物又は、非粘性光てん物を含んだ粘性材
料を使用してもよい。

アクチュエータとして圧電セラミック材料が用いられて
いれば、アクチュエータの可動な力伝達面は、アクチュ
エータと協働する電動手段によって、この力伝達面の停
止位置とは異々る少々くとも１つの位置、多くの場合、
連続的々複数の位置へ移動せしめられる。このような圧
電式装置は、単数の圧電素子、積層形圧電素子、バイモ
ルフその他の圧電セラミック式のアクチュエータより成
っている。しかしながら、アクチュエータは、力伝達面
をその停止位置から制御移動させることのできるもので
あれば、電気式、機械式、液圧式のどのようなものであ
ってもよい。有利な実施態様によれば、アクチュエータ
は、制御された迅速な両方向運動を行なう。

本発明の有利が実施態様による弁装置では、従動部材は
、第１及び第２の端部を備えたほぼ直線状の弁心棒であ
る。弁心棒の第１の端部は、アクチュエータの力伝達面
に隣接して配置されており、これに対して第２の端部は
、開閉面区分を形成するか又は開閉面区分に連結されて
いる（詳細は以下に記載されている。）。接続用の粘性
材料は、アクチュエータの可動な力伝達面と、これに隣
接する弁心棒の第１の終端区分の面との間に介在されて
いる。粘性材料は前記力伝達面と第１の終端区分の面と
に密接してほぼ連続的な接続接触を形成している。粘性
材料の変形時間よりも早い、力伝達面の運動が形成され
ると、この運動は粘性材料に、制御されたダイナミック
な運動を与え、ひいてはアクチュエータの力伝達面から
の力を隣接する弁心棒の面に伝達し、これによって弁装
置全体の運動が生ぜしめられる。しかしながら、力伝達
面の運動が粘性材料の変形時間よシも遅いものであれば
、粘性材料はアクチュエータの力伝達面とこれに隣接す
る弁心棒端部の面との間で力又は運動を伝達することは
ない。これによって、例えば圧迫力、時効化又は温度変
化に基づく、アクチュエータ及び別個のアクチュエータ
及びその他の弁装置構造部分内のゆっくりした運動は、
力伝達面から粘性材料を介して従動部材又は弁心棒に伝
達されることはない。その結果、本発明による装置は、
従来必要であった機械的な調節装置を必要とすることな
しに、環境変化があっても所定の時間にわたって精確に
運転することができる。

本発明によれば弁装置と通路との組み合わせが用いられ
ており、この場合弁装置が通路の入口と出口との間で流
体の流れをコントロールするようになっていて、通路の
入口に弁座が設けられている。このような構造によれば
、弁装置が閉鎖面を備えた弁心棒を有しており、その閉
鎖面は弁座開口とほぼ同一列に並んでいて、閉鎖面が、
弁座開口に関連して第１の接触又は閉鎖位置から弁座開
口から離れた１つ又はそれ以上の位置へ移動可能である
。前述のように、アクチュエータは弁心棒に連結されて
いて、弁心棒に力を伝達し、ひいてはこの弁心棒の閉鎖
面を少なくとも１つの第２（開放）位置へ移動させるだ
めの可動な力伝達面を備えている。弁装置と弁座との組
み合わせ構造は、アクチュエータの可動な面と弁心棒の
面とに密接する力伝達用粘性材料を有している。弁装置
は、その通常の閉鎖した停止位置から開放位置へ移動さ
せられ、この開放位置でアクチュエータの可動な面は、
介在された粘性材料を介してダイナミックな力を伝達し
、ひいては弁心棒を移動させる。

本発明の操作装置を使用した場合、アクチュエータが力
伝達面を従動部材から離れる方向に押しやるように駆動
されると、従動部材は、粘性材料を介して力伝達面と同
じ方向に移動させられるが、従動部材の伝達された力及
び運動のすべて又はほぼすべてが粘性材料の粘性のため
に、及びひいてはこの粘性力が粘性材料の変形率によっ
てのみ維持されているので、力伝達面の運動が停止され
ると、負荷が普通であれば、従動部材は装置の力伝達面
から離れる方向にゆつくシと移動する。例えば、従動部
材が弁心棒であれば、弁はその通常の閉鎖又は開放位置
へ戻される。それ故、アクチュエータとしては「単一」
操作以上の操作特性を有するものが適している。つまり
、アクチュエータは時時駆動解除されるので、力伝達面
及び従動部材は密接し合って戻の位置へ戻され、粘性材
料は応力除去、つまり復元されて非作動の停止位置へ戻
される。

この応力除去時点、つまり、操作装置の可動部材の寸法
及び位置変化を補償する復元時点が終了してから、操作
装置は再び駆動せしめられる。

こうして、無期限に、力伝達面と従動部材との間の、粘
性材料の充てんされたギャップは比較的大きいずれ又は
変位を緩衝するが、これに対して駆動装置の比較的小さ
い迅速な運動は精確に伝達される。

実際には、本発明による操作装置を備えた弁は、例えば
、迅速な反復サイクルで作動せしめられ、この迅速な反
復サイクルで、弁は弁開口を通じて流体を所望に流過さ
せるために開閉させられる。あるいは、別の例としては
、より多量の流量が必要である場合、弁開口は、所定量
の流体を流過させるために十分長く開放され、次いで閉
鎖される。

粘性材料及びギャップ寸法を適当に選択することによっ
て、弁の作動時間は、弁心棒の初めの運動力の９０％が
失なわれる前に、粘性クリープに応じて実際は、ｌ／１
０’ＯＯ秒（ａｍｉｌｌｉｓｅｃｏｎｄ　）以下から１
０００秒（１０００ｓｅｃｏｎｄｓ　）又はそれ以上の
間になる。弁の作動時間は材料の粘性及び変形方向の関
数である。特別な実施例において粘性材料のほぼ完全な
復元が要求される場合、弁の非作業時間を粘性材料の復
元時間に相当させる必要がある。

例えば弁を所定の時間作動させて弁通路を通じて最大量
の流体を流過させるのが望ましい場合には、粘性材料の
復元時間を最小にするとよい。このような場合は、粘性
が時間と共に又は供給されたエネルギに応じて変化する
ような粘性材料を使用すると有利である。このような粘
性材料を使用すると、復元時間中に、材料の粘性は、例
えば電界を供給することによって復元時間を変えるため
に増大又は減少させることがテキる。しかしながら、最
も効果的なアクチュエータ又は弁の操作において、弁の
停止時間中に粘性材料の完全な復元は必要ではなく、い
くつかの実施例では部分的な復元だけで十分である。

実施例 次に図面に示した実施例について本発明の構成を具体的
に説明する。

第１図によれば、本発明による弁装置と協働する操作装
置を有する、質量スペクトロメータへの制御された流路
の概略的な断面図が示されている。弁装置１ｏは上部の
支持構造１２と下部の支持構造１４とを有している。下
部の支持構造１４はその内部で流体用の導管１６の範囲
を形成している。上部の支持構造１２はアクチュエータ
を受容する室１８を形成している。この室１８は導管１
６から離れた位置に配置されている。上部支持構造１２
と下部支持構造１４との間にはフレキシブルなリングダ
イヤフラム１９が固定されている。このリングダイヤフ
ラム１９は中央部で、円筒形のオープンブッシング２０
で支えられる開口を有している。

下部支持構造１４は円筒形の通路２２を支持しかつ形成
しておシ、この通路２２は、導管１６へ及び導管１６か
ら流体を通過させるだめの開口を有している。導管１６
に接触する、通路２２の上端部には、本発明の弁装置に
よって制御される開口又は「弁座」２８が設けられてい
る０ この弁座２８は閉鎖部材３０によって選択的に開閉させ
られる。第１図の実施例においては、閉鎖部材３０は球
又は球体として構成されておシ、この球又は球体は、バ
イアス部材３４を有する中空室に連結されたソケット３
２内に固定されている。第１図の実施例において　、Ｓ
イアス部材３４はほぼ円筒形の連続する閉じだばねよ多
構成されており、次のような形状を有している。つまり
、・々イアス部材３４の上部の円筒形区分３６は、下部
支持構造１４に形成されだ円筒形の開口３９内で導管１
６と室１８との間に延びていて、例えば接着剤４６によ
って位置決めされ固定されている。バイアス部材３４及
びこれに接続された閉鎖部材３０は、通路２２の中心軸
線と同軸的に配列されており、このバイアス部材３４は
連続的に下方へ作用するばね負荷を加え、これによって
、通常の閉鎖された通路を形成するために閉鎖部材３０
を通路２２の弁座２８に対して押しつけるようになって
いる（第１図参照）。

ベローズ状のバイアス部材３４は弁心棒４０を取り囲ん
でいる。この弁心棒４０の下端部はソケット３２に連続
して接続されているのに対して、バイアス部材３４はソ
ケット３２の上面区分に対してシールされている。弁心
棒４ｏは・ζイアス部材３４の上部の円筒形区分を通っ
て」三方へ室１８内に延びている。有利な実施態様にお
いては、室１８内の弁心棒４０の上部区分には、拡大さ
れた力受容部材４２が設けられていて、この力受容部材
４２は力受各面４３を有している。

室１８内にはア〉チュエータ４４が配置されている０、
第１図の実施例ではこのアクチュエータ７４４は積層形
圧電クリスタル素子である。

このような積層形圧電素子は、室１８の天井に例えば接
着剤４６を用いて固定した、複数の薄い円板形圧電素子
を積み重ねて層を形成したものである。電気的な導線４
８．５０は積層形圧電素子又はアクチュエータ４４に接
続されていて、適当な電気信号を与えると、アクチュエ
ータ４４は、上方（第１図参照）へ、又は適当に調節さ
せられて下方へ運動又は駆動させられる。

また、アクチュエータ４４の振幅運動は、供給された電
気信号（電圧）の大きさによって精確に制御され、これ
に対して運動速度は電気信号の変換速度によって制御さ
れる。このような制御は、有利な実施態様によれば、サ
ージフィード・々ツクシステム（アメリカ合衆国特許第
３８９５２３１号明細書、同第３９２６２０９号明細書
及び同第４０１８２４１号明細書参照）によって行なわ
れる。

アクチュエータ４４の下側面には力伝達部材５２が取り
つけられており、この力伝達部材５２は乎らな力伝達面
５４を有している。この力伝達面５４は、弁心棒４０の
、力受容部材４２の上側の力受各面４３に対してやや間
隔を保って密接して配置されている。こうして、力伝達
部材５２の力伝達面５４と弁心棒４０の力受各面４３と
の間にギャップ５６が形成されている。

このギャップ５６内には力を伝達するだめの粘性材料５
８が設けられている。この粘性材料５８は力受容部材４
２と力伝達部材５２との間のスロー運動は伝達しないが
、積層形圧電素子よす成るアクチュエータ４４が、力伝
達部材５２の迅速かつダイナミックな操作運動に応じて
電気的に操作されると、力伝達部材５２の力伝達面５４
の運動力が粘性材料５８を介して直ちにかつほぼ完全に
力伝達部材４２の力伝達面４３へ及びひいては弁心棒４
０へ伝達される。つまり、アクチュエータ４４の力伝達
部材５２の制御された迅速な励起力及びこれに伴なう運
動に基づく力によって、粘性材料５８を介して弁心棒４
０に運動が伝達されるのに対して、この粘性材料５δは
、ギャップ５６の幅内におけるスローな運動変化を弁心
棒４０の面４３に伝達することはない。こうして、時効
化又は温度変化によるスロー運動作用に基づいて操作系
内に形成されるシフト運動又は傾斜運動は、粘性材料５
８によって吸収され、弁心棒４０に運動が伝達されるこ
とはなくひいては弁座２８が開くことはない。

第１図の実施例において、閉鎖部材３０（球）は、通路
２２と導管１６との間で通常の閉鎖状態を形成するため
に、弁座２８内で、Ｓイアス部材３４によって負荷され
て固定されている。

操作されると、積層形圧電素子より成るアクチュエータ
４４は力伝達部材５２と共に迅速に上方へ移動せしめら
れ、ひいては粘性材料５８も移動せしめられる。これに
よって、弁心棒４０、ソケット３２及び閉鎖部材３ｏが
順次に上昇運動せしめられ、閉鎖部材３ｏが弁座２８か
ら解除される（第２図参照）。これによって導管１６と
通路２２との間の流路が形成される。導管１６と通路２
２とのどちらをアウトレット又はインレットにするかは
、その作用を容易に逆転させることができるので任意に
規定することができる。

第３図には本発明の別の実施例による、流体用の通路２
２の概略的な断面図が示されている。

弁装置１１０は、弁とアクチュエータ用の支持構造体１
１２と通路構造体１１４と、これらの間に形成された導
管範囲１１６とを有している。

また、支持構造体１１２はアクチュエータ用の室１１８
を形成している。通路構造体１１４は円筒形の通路２２
を形成しており、この通路２２は、導管範囲１１６へ又
は導管範囲１１６がら流体を流通させるだめの開口を有
している。

通路２２の上部区分は導管範囲１１６に接触していて、
この実施例による弁装置によって制御される「弁座」１
２８又は開口を有している。

弁座１２８は閉鎖部材１４０（力受容部材）を操作する
ことによって選択的に閉鎖又は開放させられる。第３図
の実施例においては、閉鎖部材１４０はニーＰル先端１
３０で終っており、この閉鎖部材１４０は円筒形のノケ
ツｌ−１５２内に固定されている。閉鎖部材１４０は通
路２２の中心軸線に対して軸方向で整列させられていて
、通常は通路２２を開放状態に保っているが、この通路
２２を閉鎖することができるように構成されている。

第３図の実施例では、付加的な弁心棒区分１６０がソケ
ット１５２に接続されておシ、この弁心棒区分１６０は
室１１８内に延びている。

室１１８内には、アクチュエータ１４４が配置されてい
る。第３図によれば、このアクチュエータ１４４は、制
御可能な電気式又は機械式あるいは液圧式の操作装置で
ある。このアクチュエータ１４４のたわみ振動は、弁装
置によって精確に制御される。駆動装置１４４の下側面
には弁心棒区分１６０が取シっけられており、この弁心
棒区分１６０に、力伝達面１５４を有するソケッ）　１
５２　（力伝達部材）が接続されている。力伝達面１５
４は、円筒形の閉鎖部材１４ｏの力受各面上４２から小
さい間隔を保って密接して配置されている。これによっ
て、ソケット１５２の力伝達面１５４と閉鎖部材１４０
の力受各面１４２との間に円筒形のギャップが形成され
る。この円筒形のギャップ内に粘性材料１５８が配置さ
れている。この粘性材料１５８によって、アクチュエー
タ１４４に接続されだソケソ）１５２が通常状態で停止
している時、つまり、アクチュエータ１４４が迅速に操
作されない時、閉鎖部材１４０とソケット１５２との間
で力又は運動の伝達が行なわれないようになっている。

しかしながら、アクチュエータ１４４が操作されてソケ
ット１５２が迅速かつダイナミックに運動せしめられる
と、力伝達部材としてのソケット１５２の力伝達面１５
４の運動力は粘性材料１５８を介して直ちにかつほぼ完
全に力受容部材としての閉鎖部材１４０の力受各面Ｌ４
２へ伝達される。つまり、アクチュエータ１４４が制御
されて運動せしめられひいてはソケット１５２が運動せ
しめられると、粘性材料１５８を介して閉鎖部材１４０
へ運動力が伝達されるのに対して、アクチュエータ１４
牛の非作業時に、ソケット１５２の力伝達面１５４と閉
鎖部材１４０の力受各面１４２との間のギャップ幅内の
運動変化は、閉鎖部材１４０に伝達されることはない。

すなわち、装置内の時効化、温度変化、変位又は傾斜に
基づく運動によって閉鎖部材１４０が運動せしめられた
り又は弁座１２８が開放させられたりすることはない。

第４図及び第５図によれば、本発明のさらに別の実施例
による、工作物用の操作装置の概略図が示されている。

第４図によ゛れば、この操作装置２１０はアクチュエー
タ又はアクチュエータ２４４を有しておシ、このアクチ
ュエータ２４４は、力伝達面２５４を備えた力伝達部材
２５２へ迅速かつ制御された運動を伝達することのでき
る、圧電式、電気式、機械式又は液圧式装置である。圧
電式装置である場合、この圧電式装置は、積層形圧電素
子、バイモルフ素子、単一構成シリンダ及び単一構成デ
ィスクより成っている。この実施例において、力伝達面
２５牛は連続する歯形又は円すい形を備えだでこぼこ面
である。この力伝達面２５４に向かい合って、所定の間
隔を保って力受各面２４３を備えだ力受容部材としての
従動部材２４２が配置されている。力受各面２４３は前
記力伝達面２５４に対応する形状のでとほこ面を備えて
いる。

力伝達面２５４と力受各面２４３との間のギャップは有
利には５ミル（約０．１２５ｍｍ）又はそれ以下であっ
てこのギャップ内には力を伝達するための粘性材料２５
８が満たされている。

従動部材２４２の後ろには工作物２４０が配置されてお
り、これは例えば弁心棒であるか、あるいは又ミラー、
ハンマ等の光学部材、あるいは例えばプリンタワイヤ、
鉄筆等の、制御された精確な動きを必要とする工作物で
ある。

運転中、従動部材２牛２へ向かう方向及びこの従動部材
２４２から離れる方向の、アクチュエータ２４４の運動
は、粘性材料２５８を介してほぼ同時に及び同様に従動
部材２４２に伝達される。第４図に示したような、装置
の力伝達面２５４及び力受各面２４３の形状によれば、
横方向運動も長手方向運動も同様に精確に伝達される。

しかしながら、でとほこ形状の面を設けなくても、粘性
材料２５８のねじれ特性は、力伝達部材と力受容部材と
の間で横方向運動も同様に伝達することができる。

同様に、第５図にはさらに別の実施例が示されており、
この実施例では粘性材料を電気的に変化させられること
ができるようになっている。

アクチュエータ３４４及びこれに続く力伝達部材３５２
は力伝達面３５４で終っている。この力伝達面３５４か
ら間隔を保って、力受各面３４３を備えた力受容部材３
４２が配置されておシ、この力受容部材３４２に続いて
工作物３４０が配置されている。これらの力受各面３４
３と力伝達面３５４とは互いに間隔を保って配置されて
おり、これによって形成されたギャップ内には電気粘性
材料３５８が満たされている。この粘性材料３５８は表
面張力に基づいてギャップ内に留まっている。力受各面
３４３は導電性であって電気的導線３７２を有しており
、これに対して力伝達面３５４も導電性であって電気的
導線３７４を有している。この第５図による実施例によ
る装置は、面３４３．３５４を電化することによってこ
れらの面３４３，３５４間に電界の変化が形成されるよ
うになっている以外は前記実施例のものと同様に操作さ
れる。このような電界によって電気粘性材料３５８の粘
性を変えることができる。こうして粘性を大きく又は小
さくすることによって、装置の作業特性又は粘性材料の
復元特性に影響を与えることができる。

効果 以上のように本発明によれば、アクチュエータと従動部
材との間に粘性材料を配置した装置が提案されており、
これによって、可動部材を精確に制御して位置決めさせ
るだめの、簡単で効果的かつ費用の安価な装置が得られ
た。これらの可動部材間にギャップ又はスに一スを設け
、、このギャップ又はスペース内に粘性材料を配置した
ことによって、アクチュエータの位置決めミスの原因と
なるずれを補償することができる。

本発明によれば、このようなずれは、粘性材料の配置さ
れたギャップが、温度差、変位又は傾斜によって装置に
、形成された変化に応じて所望に変化するようになって
いるので従動部材に大きな影響を与えることは々い。

図示の実施例の枠を逸脱することなしに本発明の装置の
変化例が可能であシ、本発明は図示の実施例のみに限定
されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例による、弁装置用の操作装
置の弁閉鎖状態における概略的な断面図、第２図は第１
図による操作装置の弁開放状態を示しだ部分図、第３図
は本発明の第２実施例による、弁装置用の操作装置の概
略的な断面図、第４図は第３実施例による操作装置の概
略図、第５図は第４実施例による操作装置の概略図であ
る。 １０・弁装置、１２・・・上部支持構造、■４・・・下
部支持構造、１６・・・導管、１８・・・室、１９・・
・リングダイヤフラム、２ｏ・・・オープンブッシング
、２２・・・通路、２８・・・弁座、３ｏ・・・閉鎖部
材、３２・・・ソケット、３４・・・バイアス部材、３
６・・・上部の円筒形区分、３９・・・開口’１４０・
・・弁心棒、４２・・・力受容部材、４３・・・力受各
面、４４・・・アクチュエータ、４６・・・接着剤、４
８．５０・・・電気的導線、５２・・力伝達部材、５４
・・・力伝達面、５６・・・ギャップ、５８・・粘性材
料、１１０・・・弁装置、１１２・・・支持構造体、１
１４・・・通路構造体、１１６・・・導管範囲、１１８
・・・室、１２８・・・弁座、１３ｏ・・・ニードル先
端、１４ｏ・・・閉鎖部材、１４２・・・力受各面、１
４４・・・アクチュエータ、１５２・・ソケット、１５
４山力伝達面、１５８・・・粘性材料、１６０・・弁心
棒区分、２１０・・・操作装置、２４０・・・工作物、
２４２・・・従動部材、２４３・・・力受各面、２４４
・・・アクチュエータ、２５２・・・力伝達部材、２５
４・・・力伝達面、２５８・・・粘性材料、３４０・・
・工作物、３４２・・・力受容部材、３４３・・・力受
各面、３４４・・・アクチュエータ、３５２・・・力伝
達部材、３５４・・・力伝達面、３５８・・・粘性材料
、３７２．３７４・・・電気的導線。 ＦＩＧ、　３ 手続補正書（方式） ％式％ １・事件の表示　昭和５９年特許願第２６８６８２号２
、発明の名称 アクチュエータケ備えた操作装置 昭和６０年　４月３０日　（発送日）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　アクチュエータを備えた操作装置において、前記
   アクチュエータ（４４，１４４，２４４゜３４４）の運
   動を伝達するために、このアクチュエータ（４４，１４
   ４，２４４，３４４）と協働する、力伝達面（５４，１
   ５４，２５４，３５４）を備えた力伝達部材（５２゜、
   １５２，２５２，３５２）が設けられており、該力伝達
   部材の運動力を受容するための力受容部材（４２，１４
   ０，２４２，３４２）が設けられていて、該力受容部材
   （４２，１４０，２４２，３４２）が力受各面（４３，
   １４２，２４３，３４３）を備えており、該力受各面（
   ４３，１４２，２４３，３４３）が、前記力伝達部材（
   ５２，１５２，２５２，３５２）の力伝達面（５４，１
   ５４，２５４゜３５４）に対して所定の間隔を保って隣
   接して配置されていて、これらの力伝達面と力受各面と
   の間にスペース又はギャップが形成されており、該スに
   一ス又はギャップが、力を伝達する粘性材料（５８，１
   ５８，２５８゜３５８）によってほぼ充てんされている
   ことを特徴とする、アクチュエータを備えだ操作装置。 ２、前記アクチュエータ（４４，１４４，２４牛、３４
   ４）が、機械式、液圧式、電気式又は圧電式の装置であ
   る、特許請求の範囲第１項記載の操作装置。 ３、　前記ギャップ又はスペースが約０．１ミルから約
   １０ミルまでの範囲の寸法を有している、特許請求の範
   囲第１項記載の操作装置。 ４、前記粘性材料（５８，１５８，２５８，３５８）が
   約１０−２センチポアズから約１０１２センチポアズま
   での範囲の粘性を有している、特許請求の範囲第１項記
   載の操作装置。 ５、前記粘性材料（５８，１５８，２５８，３５８）が
   約１センチポアズから約１０１０センチボ゛アズ捷での
   範囲の粘性を有している、特許請求の範囲第１項記載の
   操作装置。 ６　前記粘性材料（５８，１５８，２５８，３５８）が
   、約１０３センチポアズから約１０７センチポアズ捷で
   の範囲の粘性を有している、特許請求の範囲第１項記載
   の操作装置。 ■　前記粘性材料（５８，１５８，２５８，３５８）が
   鋼柱なポリシロキサンである、特許請求の範囲第６項記
   載の操作装置。 ８　前記粘性材料（５８，，１５８，２５８，３５８）
   がポリジメチルシロキサンである、特許請求の範囲第７
   項記載の操作装置。 ９、前記力受容部材（３４２）に工作物（３４０）が取
   りつけられており、前記力受容部材（３４２）が前記ア
   クチュエータ（３４４）によって移動せしめられると前
   記工作物（３４０）が移動せしめられるようになってい
   る、特許請求の範囲第１項記載の操作装置。 １０、前記工作物が、弁心棒、光学部材、鉄筆及びハン
   マを含む一群の工作物から選択されている、特許請求の
   範囲第９項記載の操作装置。 １１、前記工作物が弁心棒である、特許請求の範囲第１
   ０項記載の操作装置。 １２、前記弁心棒が弁閉鎖面を有しており、該弁閉鎖面
   が、弁装置を形成するために、通路と協働する弁座に関
   連して操作されるように配置されており、前記弁閉鎖面
   が、前記通路を開閉するために前記弁座に対して接触運
   動及び接触解除運動を行なうようになっている、特許請
   求の範囲第１１項記載の操作装置。 ■３．前記アクチュエータが圧電式装置である、特許請
   求の範囲第１２項記載の操作装置。 １４、前記圧電式装置が単一の圧電素子より構成されて
   いる、特許請求の範囲第１３項記載の操作装置。 １５、前記圧電式装置が・ζイモルフ素子より構成され
   ている、特許請求の範囲第１３項記載の操作装置。 １６、前記圧電式装置が積層形圧電素子よシ構成されて
   いる、特許請求の範囲第１３項記載の操作装置。 １７、前記弁装置が、質量分析計の１部であって、この
   弁装置が、前記質量分析計の電離室へ流れ込む流体の流
   れを制御するように々っている、特許請求の範囲第１２
   項記載の操作装置。 １８　前記弁装置が、前記電離室の状態を測定し、その
   状態に応じて弁装置を制御するだめの部拐を有している
   、特許請求の範囲第１７項記載の操作装置。