JPS6065970A - 電歪素子を用いた弁装置 - Google Patents
電歪素子を用いた弁装置Info
- Publication number
- JPS6065970A JPS6065970A JP17164483A JP17164483A JPS6065970A JP S6065970 A JPS6065970 A JP S6065970A JP 17164483 A JP17164483 A JP 17164483A JP 17164483 A JP17164483 A JP 17164483A JP S6065970 A JPS6065970 A JP S6065970A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrostrictive element
- valve
- electrostriction element
- valve seat
- valve device
- 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.)
- Granted
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
- F16K31/025—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic actuated by thermo-electric means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、電歪素子を用いた弁装置に関し、一層詳細
には、所定電圧下に湾曲動作する電歪素子に弾性部材を
係着し、電歪素子の湾曲作用と弾性部材の弾発力により
弁座の開閉動作を行うように構成した流体制御用の弁装
置に関する。
には、所定電圧下に湾曲動作する電歪素子に弾性部材を
係着し、電歪素子の湾曲作用と弾性部材の弾発力により
弁座の開閉動作を行うように構成した流体制御用の弁装
置に関する。
流体の通路を切り換えることによりアクチュエータの付
勢・減勢をはかる弁装置として電磁弁が法尻に普及して
いる。この電磁弁は、一般的にソレノイドを含むために
小型化には限度があるし、また、複数個の電磁弁を連接
して電磁弁マニホールドにした場合、前記のように小型
化に対する制約と共にソレノイドの付勢・減勢時の衝撃
、音も無視できないほどに煩わしい。
勢・減勢をはかる弁装置として電磁弁が法尻に普及して
いる。この電磁弁は、一般的にソレノイドを含むために
小型化には限度があるし、また、複数個の電磁弁を連接
して電磁弁マニホールドにした場合、前記のように小型
化に対する制約と共にソレノイドの付勢・減勢時の衝撃
、音も無視できないほどに煩わしい。
しかもソレノイドの付勢・減勢に消費される電力はすこ
ぶる大きいために現在の省エネルギーの要請に適合しな
い。さらにまた、空気等の流体圧を利用するロボットに
電磁弁を付設してその制御を行おうとする時、この電磁
弁は、マイクロプロセッサ等を組み込んで可及的に小型
であろうとするロボットの構造上の要請を充分に満足さ
せるものではない。
ぶる大きいために現在の省エネルギーの要請に適合しな
い。さらにまた、空気等の流体圧を利用するロボットに
電磁弁を付設してその制御を行おうとする時、この電磁
弁は、マイクロプロセッサ等を組み込んで可及的に小型
であろうとするロボットの構造上の要請を充分に満足さ
せるものではない。
そこで、本発明者等は、鋭意研究並びに工夫を重ねた結
果、電圧の印加極性によって互いに伸縮する板状の電歪
素子を二枚張り合わせたバイモルフ型電歪素子に着目し
、このバイモルフ型電歪素子の少なくとも一端部に弾性
部材を係着し、所定電圧を印加して電歪素子を湾曲させ
る際、前記弾性部材の弾発力を活用すれば、湾曲する電
歪素子と前記弾性部材とによって容易に弁座の開閉動作
が行われる弁装置が得られ前記の問題点が一挙に解消す
ることがわかった。
果、電圧の印加極性によって互いに伸縮する板状の電歪
素子を二枚張り合わせたバイモルフ型電歪素子に着目し
、このバイモルフ型電歪素子の少なくとも一端部に弾性
部材を係着し、所定電圧を印加して電歪素子を湾曲させ
る際、前記弾性部材の弾発力を活用すれば、湾曲する電
歪素子と前記弾性部材とによって容易に弁座の開閉動作
が行われる弁装置が得られ前記の問題点が一挙に解消す
ることがわかった。
従って、本発明の目的は、小型化に適し、動作が確実且
つ静寂であり、しかも、製造コストも低摩で省エネルギ
ーの要請に適する弁装置を提供するにある。
つ静寂であり、しかも、製造コストも低摩で省エネルギ
ーの要請に適する弁装置を提供するにある。
前記の目的を達成するために、本発明は、対向する一対
の弁座を含む弁体の前記弁座の間に電歪素子を配設する
と共にこの電歪素子の少なくとも一端部に弾性部材を係
着し、所定の電圧の印加によって前記電歪素子に生ずる
湾曲作用と前記弾性部材の弾発力により前記弁座の開閉
を行うことを特徴とする。
の弁座を含む弁体の前記弁座の間に電歪素子を配設する
と共にこの電歪素子の少なくとも一端部に弾性部材を係
着し、所定の電圧の印加によって前記電歪素子に生ずる
湾曲作用と前記弾性部材の弾発力により前記弁座の開閉
を行うことを特徴とする。
次に、本発明に係る弁装置について好適な実施例を挙げ
、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
第１図において、参照符号１０は、三方切換弁を構成す
る筐体を示し、この筺体１０にはその内部空間１２と連
通ずる流体導入口１４、流体導出口１６および流体排出
口１８とが形成される。この場合、流体導入口１４と流
体排出口１８とが形成される筺体１０の側壁部２０ａ
、２０ｂは、若干その中央部を円錐台状に膨出してこの
膨山部に弁座２２．２４を形成する。すなわち、弁座２
２は流体導入用であり、弁座２４は流体排出用である。
る筐体を示し、この筺体１０にはその内部空間１２と連
通ずる流体導入口１４、流体導出口１６および流体排出
口１８とが形成される。この場合、流体導入口１４と流
体排出口１８とが形成される筺体１０の側壁部２０ａ
、２０ｂは、若干その中央部を円錐台状に膨出してこの
膨山部に弁座２２．２４を形成する。すなわち、弁座２
２は流体導入用であり、弁座２４は流体排出用である。
一方、筺体１０の比較的分厚い側壁部２６ａ 、２６ｂ
に室２８ａ 、 ２８ｂを画成し、この室２８ａ 、２
８ｂに夫々コイルスプリング３０ａ 、３０ｂを収納す
る。
に室２８ａ 、 ２８ｂを画成し、この室２８ａ 、２
８ｂに夫々コイルスプリング３０ａ 、３０ｂを収納す
る。
なお、前記コイルスプリング３０ａ 、 ３０ｂの先端
部にヒンジ作用を行う■溝を含む係止部材３２ａ、３２
ｂを係着すると共にその■溝を利用して電歪素子３４を
係止する。電歪素子３４は、図から諒解されるように電
圧の印加極性によって伸縮する一対の板状の素子片３６
ａ 、 ３６ｂで構成され、その幅広な夫々の側面部が
前記弁座２２．２４に対面するよう配設される。
部にヒンジ作用を行う■溝を含む係止部材３２ａ、３２
ｂを係着すると共にその■溝を利用して電歪素子３４を
係止する。電歪素子３４は、図から諒解されるように電
圧の印加極性によって伸縮する一対の板状の素子片３６
ａ 、 ３６ｂで構成され、その幅広な夫々の側面部が
前記弁座２２．２４に対面するよう配設される。
そこで、以上のように構成される弁装置の作用について
説明する。
説明する。
既に述べたように、バイモルフ型の電歪素子は、印加さ
れる電圧Ｖの極性によって互いに反対に伸縮する板状の
素子ｐ１．ｐ２を少なくとも二枚重ね合わせて構成され
る。従って、第２図において、所定の極性で電圧が印加
されると素子Ｐ１は、伸長し、一方、素子Ｐ２は逆に収
縮する。この結果、図において下方に指向する湾曲状態
が得られる。一方、前記と反対の極性で電圧を印加する
と、素子Ｐ１は収縮し、素子Ｐ２ば、伸長し、これによ
って前記と逆の湾曲状態が得られる。
れる電圧Ｖの極性によって互いに反対に伸縮する板状の
素子ｐ１．ｐ２を少なくとも二枚重ね合わせて構成され
る。従って、第２図において、所定の極性で電圧が印加
されると素子Ｐ１は、伸長し、一方、素子Ｐ２は逆に収
縮する。この結果、図において下方に指向する湾曲状態
が得られる。一方、前記と反対の極性で電圧を印加する
と、素子Ｐ１は収縮し、素子Ｐ２ば、伸長し、これによ
って前記と逆の湾曲状態が得られる。
以上のような原理を基本として第１図に示すの実施例の
作用について説明すれば次の通りである。
作用について説明すれば次の通りである。
さて、当初、コイルスプリング３０ａ、３０ｂの弾発力
により電歪素子３４は湾曲して弁座２２を閉塞する状態
にある。そこで、素子片３６ａ 、 ３６ｂに所定の極
性の電圧を印加すれば、素子片３６ａは収縮作用を開始
すると共に素子片３６ｂは伸長作用を開始する。この結
果、コイルスプリング３０ａ 、３０ｂの弾発力に抗し
ながら前記電歪素子３４は可及的に直線状になる。この
時、素子３４に印加されている電圧の極性を逆転し、素
子片３６ａ 、３６ｂに前記と反対の極性の電圧を印加
すれば素子片３６ａは収縮すると共に素子片３６ｂは伸
長するに至る。そこで、前記コイルスプリング３０ａ
、 ３０ｂはその弾発力をもって電歪素子３４０両端部
を押圧するため素子片自体の湾曲作用とコイルスプリン
グの弾発力により遂には電歪素子３４は弁座２４に圧接
するにいたる。この結果、印加する電圧を除去しても電
歪素子３４は、コイルスプリング３０ａ 、 ３０ｂの
弾発力のもとに弁座２４をそのままの状態で閉塞維持す
る。
により電歪素子３４は湾曲して弁座２２を閉塞する状態
にある。そこで、素子片３６ａ 、 ３６ｂに所定の極
性の電圧を印加すれば、素子片３６ａは収縮作用を開始
すると共に素子片３６ｂは伸長作用を開始する。この結
果、コイルスプリング３０ａ 、３０ｂの弾発力に抗し
ながら前記電歪素子３４は可及的に直線状になる。この
時、素子３４に印加されている電圧の極性を逆転し、素
子片３６ａ 、３６ｂに前記と反対の極性の電圧を印加
すれば素子片３６ａは収縮すると共に素子片３６ｂは伸
長するに至る。そこで、前記コイルスプリング３０ａ
、 ３０ｂはその弾発力をもって電歪素子３４０両端部
を押圧するため素子片自体の湾曲作用とコイルスプリン
グの弾発力により遂には電歪素子３４は弁座２４に圧接
するにいたる。この結果、印加する電圧を除去しても電
歪素子３４は、コイルスプリング３０ａ 、 ３０ｂの
弾発力のもとに弁座２４をそのままの状態で閉塞維持す
る。
第３図に本発明の別の実施例を示し、第１図と同一の参
照符号は同一の構成要素を示すものとする。
照符号は同一の構成要素を示すものとする。
さて、この実施例では、室２８ａに代えて割溝４０を側
壁部２６ａに刻設し、一方、側壁部２６ｂには前記実施
例と同様に室４２を画成し、この室４２にコイルスプリ
ング４４を収納すると共にその先端部にＶ溝が刻設され
た係止部材４６を係着している。この場合、膨山部は、
前記実施例と異なり中央部より若干コイルスプリング４
４側にずらせておく。
壁部２６ａに刻設し、一方、側壁部２６ｂには前記実施
例と同様に室４２を画成し、この室４２にコイルスプリ
ング４４を収納すると共にその先端部にＶ溝が刻設され
た係止部材４６を係着している。この場合、膨山部は、
前記実施例と異なり中央部より若干コイルスプリング４
４側にずらせておく。
そこで、以上のように構成される実施例では、電歪素子
３４の一端部は、割溝４０に係着されているために弾発
力はコイルスプリング４４によってのみ付与される。従
って、電圧の印加によって電歪素子３４に湾曲作用が生
ずると、その固定点よりも離間している弁座２２．２４
の近傍でその湾曲度合が大きくなり、そこにコイルスプ
リング４４の弾発力が作用する。このため、コイルスプ
リング４４に近接した弁座２２．２４に電歪素子３４の
側面が圧接して弁座２２．２４の開成・閉成は前記実施
例と同様に確実に確保されることになる。
３４の一端部は、割溝４０に係着されているために弾発
力はコイルスプリング４４によってのみ付与される。従
って、電圧の印加によって電歪素子３４に湾曲作用が生
ずると、その固定点よりも離間している弁座２２．２４
の近傍でその湾曲度合が大きくなり、そこにコイルスプ
リング４４の弾発力が作用する。このため、コイルスプ
リング４４に近接した弁座２２．２４に電歪素子３４の
側面が圧接して弁座２２．２４の開成・閉成は前記実施
例と同様に確実に確保されることになる。
第４図にさらに本発明の別の実施例を示すこの実施例に
おいても第１図および第３図と同一の参照符号は、同一
の要素を示すものとする。
おいても第１図および第３図と同一の参照符号は、同一
の要素を示すものとする。
この実施例においては空間１２に膨出する弁座２２の高
さを若干低くし、一方、弁座２４はその高さを若干高く
する。電歪素子３４は、図から諒解されるように空間１
２に立設された板ばね５０ａ１５０ｂによって支承され
る。
さを若干低くし、一方、弁座２４はその高さを若干高く
する。電歪素子３４は、図から諒解されるように空間１
２に立設された板ばね５０ａ１５０ｂによって支承され
る。
そこで、この実施例では、コイルスプリング３０ａ 、
３０ｂに代えて板ばね５０ａ 、 ５０ｂがその弾発
力を前記電歪素子３４に付与するために、第１の実施例
と同様に弁座２２並びに弁座２４の開閉が確保されるこ
とになる。
３０ｂに代えて板ばね５０ａ 、 ５０ｂがその弾発
力を前記電歪素子３４に付与するために、第１の実施例
と同様に弁座２２並びに弁座２４の開閉が確保されるこ
とになる。
さらにまた、第５図に本発明に係る別の実施例を示す。
この実施例は、第２の実施例と略同様であるがコイルス
プリング４４に代えて板ばね６０を空間１２に突出させ
、この板ばね６０の先端部と側壁部２６ａに形成された
割溝６２を介して電歪素子３４は支持される。この板ば
ね６０により電歪素子３４は前記第２の実施例と同様に
弾発力を付与されて弁座２２．２４の開成・開成を行う
ことになる。
プリング４４に代えて板ばね６０を空間１２に突出させ
、この板ばね６０の先端部と側壁部２６ａに形成された
割溝６２を介して電歪素子３４は支持される。この板ば
ね６０により電歪素子３４は前記第２の実施例と同様に
弾発力を付与されて弁座２２．２４の開成・開成を行う
ことになる。
本発明によれば、以上のように、湾曲する電歪素子と弾
発力を付与する弾性体の相互作用下に弁座の開閉を行う
ものであり、電歪素子に印加された電圧を除去して後も
その弾発力により前記電歪素子は、そのまま弁座の開成
または閉成を保持することができる。従って、エネルギ
ーの消費量も少なく動作も安定した、しかも廉価に製造
することができ、さらに小型化にも適する弁装置を得る
ことができる。
発力を付与する弾性体の相互作用下に弁座の開閉を行う
ものであり、電歪素子に印加された電圧を除去して後も
その弾発力により前記電歪素子は、そのまま弁座の開成
または閉成を保持することができる。従って、エネルギ
ーの消費量も少なく動作も安定した、しかも廉価に製造
することができ、さらに小型化にも適する弁装置を得る
ことができる。
以上、本発明に係る電歪素子を用いた弁装置につき好適
な実施例を挙げて説明したが、本発明は、この実施例に
限定されるものではなく本発明の精神を逸脱しない範囲
において種々の改変が可能であることは勿論である。
な実施例を挙げて説明したが、本発明は、この実施例に
限定されるものではなく本発明の精神を逸脱しない範囲
において種々の改変が可能であることは勿論である。
図は、本発明に係るものであり、第１図は、電歪素子と
弾発力を付与する弾性体として一対のコイルスプリング
を用いた弁装置の断面図、第２図は、湾曲する電歪素子
の動作原理図、第３図は、本発明の別の実施例を示すも
のであり、電歪素子と単一のコイルスプリングを弾性体
として用いた弁装置の断面図、第４図は、本発明のさら
に別の実施例を示すものであり一対の板状の弾性部材に
より電歪素子を保持した状態の断面図、第５図は、本発
明のさらにまた別の実施例を示すものであって、単一の
板状の弾性部材により電歪素子を保持した状態の断面図
である。 １０・・筺体 １２・・空間 １４・・流体導入口 １６・・流体導出口１８・・流体
排出口 ２０・・側壁部 ２２．２４・・弁座 ２６・・側壁部 ２８・・室 ３０ ・・コイルスプリング ３２・・係止部材 ３４・・電歪素子 ３６・・素子片 ４０・・割溝 ４２・・室 ４４ ・−コイルスプリング ４６・・係止部材 ５０・・板ばね ６０・・板ばね 特許出願人 焼結金属工業株式会社 １
弾発力を付与する弾性体として一対のコイルスプリング
を用いた弁装置の断面図、第２図は、湾曲する電歪素子
の動作原理図、第３図は、本発明の別の実施例を示すも
のであり、電歪素子と単一のコイルスプリングを弾性体
として用いた弁装置の断面図、第４図は、本発明のさら
に別の実施例を示すものであり一対の板状の弾性部材に
より電歪素子を保持した状態の断面図、第５図は、本発
明のさらにまた別の実施例を示すものであって、単一の
板状の弾性部材により電歪素子を保持した状態の断面図
である。 １０・・筺体 １２・・空間 １４・・流体導入口 １６・・流体導出口１８・・流体
排出口 ２０・・側壁部 ２２．２４・・弁座 ２６・・側壁部 ２８・・室 ３０ ・・コイルスプリング ３２・・係止部材 ３４・・電歪素子 ３６・・素子片 ４０・・割溝 ４２・・室 ４４ ・−コイルスプリング ４６・・係止部材 ５０・・板ばね ６０・・板ばね 特許出願人 焼結金属工業株式会社 １
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ＋１１ 対向する一対の弁座を含む弁体の前記弁座の間
に電歪素子を配設すると共にこの電歪素子の少なくとも
一端部に弾性部材を係着し、所定の電圧の印加によって
前記電歪素子に生ずる湾曲作用と前記弾性部材の弾発力
により前記弁座の開閉を行うことを特徴とする電歪素子
を用いた弁装置。 （２、特許請求の範囲第１項記載の装置において、弾性
部材はコイルスプリングからなり、前記コイルスプリン
グの先端部に■溝が刻設された係止部材を配設し、この
係止部材に電歪素子を係止してなる電歪素子を用いた弁
装置。 （３） 特許請求の範囲第１項記載の装置において、弾
性部材は板ばねからなり、電歪素子は前記板ばねに固着
してなる電歪素子を用いた弁装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17164483A JPS6065970A (ja) | 1983-09-16 | 1983-09-16 | 電歪素子を用いた弁装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17164483A JPS6065970A (ja) | 1983-09-16 | 1983-09-16 | 電歪素子を用いた弁装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6065970A true JPS6065970A (ja) | 1985-04-15 |
| JPH0220874B2 JPH0220874B2 (ja) | 1990-05-10 |
Family
ID=15927025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17164483A Granted JPS6065970A (ja) | 1983-09-16 | 1983-09-16 | 電歪素子を用いた弁装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6065970A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6075775U (ja) * | 1983-10-28 | 1985-05-27 | 株式会社小金井製作所 | 電子弁 |
| JPS62261777A (ja) * | 1986-05-08 | 1987-11-13 | Koganei Seisakusho:Kk | 電歪素子を用いた弁 |
| JPS62261778A (ja) * | 1986-05-08 | 1987-11-13 | Koganei Seisakusho:Kk | 電歪素子を用いた弁 |
| EP1106882A3 (de) * | 1999-12-09 | 2002-11-13 | Drei-S-Werk Präzisionswerkzeuge GmbH & Co. Fertigungs-KG | Piezoelektrisch betätigbares Ventil |
| EP1229278A3 (de) * | 2001-01-31 | 2003-06-11 | Drei-S-Werk Präzisionswerkzeuge GmbH & Co. Fertigungs-KG | Piezoelektrischer Aktor |
| EP2148117A1 (en) * | 2007-06-19 | 2010-01-27 | Kitz Corporation | Shaft sealing device, and valve structure using the device |
-
1983
- 1983-09-16 JP JP17164483A patent/JPS6065970A/ja active Granted
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6075775U (ja) * | 1983-10-28 | 1985-05-27 | 株式会社小金井製作所 | 電子弁 |
| JPH0435649Y2 (ja) * | 1983-10-28 | 1992-08-24 | ||
| JPS62261777A (ja) * | 1986-05-08 | 1987-11-13 | Koganei Seisakusho:Kk | 電歪素子を用いた弁 |
| JPS62261778A (ja) * | 1986-05-08 | 1987-11-13 | Koganei Seisakusho:Kk | 電歪素子を用いた弁 |
| JPH0356342B2 (ja) * | 1986-05-08 | 1991-08-28 | ||
| EP1106882A3 (de) * | 1999-12-09 | 2002-11-13 | Drei-S-Werk Präzisionswerkzeuge GmbH & Co. Fertigungs-KG | Piezoelektrisch betätigbares Ventil |
| EP1229278A3 (de) * | 2001-01-31 | 2003-06-11 | Drei-S-Werk Präzisionswerkzeuge GmbH & Co. Fertigungs-KG | Piezoelektrischer Aktor |
| EP2148117A1 (en) * | 2007-06-19 | 2010-01-27 | Kitz Corporation | Shaft sealing device, and valve structure using the device |
| EP2148117A4 (en) * | 2007-06-19 | 2014-11-12 | Kitz Corp | WAVE SEALING DEVICE AND VALVE STRUCTURE WITH THIS DEVICE |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0220874B2 (ja) | 1990-05-10 |
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