JPS6065971A - 電歪素子を組合せた弁装置 - Google Patents
電歪素子を組合せた弁装置Info
- Publication number
- JPS6065971A JPS6065971A JP17164583A JP17164583A JPS6065971A JP S6065971 A JPS6065971 A JP S6065971A JP 17164583 A JP17164583 A JP 17164583A JP 17164583 A JP17164583 A JP 17164583A JP S6065971 A JPS6065971 A JP S6065971A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrostrictive element
- valve
- electrostrictive
- valve device
- curved
- 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
Links
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)
- Magnetically Actuated Valves (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、所定電圧下に伸縮する電歪素子と湾曲する電歪素
子を組み合わせることにより流体の制御を行うように構
成した弁装置に関する。
には、所定電圧下に伸縮する電歪素子と湾曲する電歪素
子を組み合わせることにより流体の制御を行うように構
成した弁装置に関する。
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。ところで、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
磁弁を連設する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・減勢のさ際に消費される電力は、
相当大きくなる。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、マイクロプロセッサ等を組み込んで可及的に小型で
あろうとする要請に沿わない不都合を露呈する。
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。ところで、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
磁弁を連設する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・減勢のさ際に消費される電力は、
相当大きくなる。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、マイクロプロセッサ等を組み込んで可及的に小型で
あろうとする要請に沿わない不都合を露呈する。
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と単に一方向に伸縮するに
過ぎない電歪素子とを組み合わせ、所定の電圧下に前記
素子の伸縮並びに湾曲作用により流体を制御する弁座の
開成・閉成を行うように構成すれば、小型化に適し、消
費電力の少ないしかも動作も安定した弁装置が得られ前
記の問題点が一掃できることが判った。
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と単に一方向に伸縮するに
過ぎない電歪素子とを組み合わせ、所定の電圧下に前記
素子の伸縮並びに湾曲作用により流体を制御する弁座の
開成・閉成を行うように構成すれば、小型化に適し、消
費電力の少ないしかも動作も安定した弁装置が得られ前
記の問題点が一掃できることが判った。
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、製造コストも低摩消費電力の少
ない流体制御用の弁装置を提供するにある。
つ静寂であり、しかも、製造コストも低摩消費電力の少
ない流体制御用の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、一方向に伸縮
可能な電歪素子に前記伸縮方向に対して直角方向に湾曲
する電歪素子を係止し、前記湾曲する電歪素子の湾曲方
向に弁座を配設し、所定電圧下に湾曲する電歪素子によ
り前記弁座の開閉動作を行うことを特徴とする。
可能な電歪素子に前記伸縮方向に対して直角方向に湾曲
する電歪素子を係止し、前記湾曲する電歪素子の湾曲方
向に弁座を配設し、所定電圧下に湾曲する電歪素子によ
り前記弁座の開閉動作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図および第２図において、参照符号１０は、ハウジ
ング内に配置される矩形状の基台を示し、この基台１０
の上部中央部に所定間隔離間して一対の矩形状の弁体１
２．１４を対向配置する。弁体１２．１４の互いに対面
する側面部１６．１８の略中央部には、夫々、円錐台状
に膨出する弁座２０．２２を形成する。弁体１２には前
記弁座２０から第１図において水平方向に延在する流体
導入孔２４を設け、一方、弁体１４には、前記弁座２２
から、同様に水平方向に延在する流体排出孔２６が設け
られる。
ング内に配置される矩形状の基台を示し、この基台１０
の上部中央部に所定間隔離間して一対の矩形状の弁体１
２．１４を対向配置する。弁体１２．１４の互いに対面
する側面部１６．１８の略中央部には、夫々、円錐台状
に膨出する弁座２０．２２を形成する。弁体１２には前
記弁座２０から第１図において水平方向に延在する流体
導入孔２４を設け、一方、弁体１４には、前記弁座２２
から、同様に水平方向に延在する流体排出孔２６が設け
られる。
次に、前記基台１０の側面部から一方向に伸縮可能な一
対の電歪素子２８．３０を延在させその両端部に係止部
材３２．３４を立設しておく。係止部材３２．３４の互
いに対抗する面部３６．３８には垂直方向にヒンジを形
成する■溝４０．４２を刻設し、これらのＶ溝４０．４
２に板状のバイモルフ型電歪素子４４を係止する。この
場合、バイモルフ型電歪素子４４は、少な（とも印加さ
れる電圧の極性によって互いに反対に伸縮作用を行う素
子片４６ａ 、４６ｂにより形成されるものである。
対の電歪素子２８．３０を延在させその両端部に係止部
材３２．３４を立設しておく。係止部材３２．３４の互
いに対抗する面部３６．３８には垂直方向にヒンジを形
成する■溝４０．４２を刻設し、これらのＶ溝４０．４
２に板状のバイモルフ型電歪素子４４を係止する。この
場合、バイモルフ型電歪素子４４は、少な（とも印加さ
れる電圧の極性によって互いに反対に伸縮作用を行う素
子片４６ａ 、４６ｂにより形成されるものである。
なお、第２図において、参照符号４７は、前記の各要素
を気密に囲繞するハウジング、すなわち、筐体であり、
また、参照符号４８は、前記筺体４７に形成された流体
導出口である。
を気密に囲繞するハウジング、すなわち、筐体であり、
また、参照符号４８は、前記筺体４７に形成された流体
導出口である。
本発明に係る弁装置は、基本的には以上のように構成さ
れるものであり、次にその作用について説明する。
れるものであり、次にその作用について説明する。
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方向に伸縮する板
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３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は、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方向に伸縮する板
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３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は、伸長し、こ
れによって前記と逆の湾曲状態が得られる。
そこで、以上のような原理を基本として第１図並びに第
２図の装置の作用を説明すると次の通りである。
２図の装置の作用を説明すると次の通りである。
先ず、一方向に伸縮自在な電歪素子２８．３０およびバ
イモルフ型電歪素子４４に何らの電圧を印加しない状態
において、電歪素子４４の長さをＶ溝４０．４２間の長
さしよりも若干長く形成しておけば、電歪素子４４はそ
の長さのために湾曲し、素子４４の一側部は、弁座２０
に圧接してその開口部を閉塞する。
イモルフ型電歪素子４４に何らの電圧を印加しない状態
において、電歪素子４４の長さをＶ溝４０．４２間の長
さしよりも若干長く形成しておけば、電歪素子４４はそ
の長さのために湾曲し、素子４４の一側部は、弁座２０
に圧接してその開口部を閉塞する。
次に、電歪素子２８．３０に所定の極性で電圧を印加す
ると、これらの電歪素子２８．３０は、一方向にのみ伸
長するために前記Ｖ溝４０．４２間の距１ｉ１１ｔＬは
拡開し、これに伴って電歪素子４４は、略真直ぐになる
。そこで、前記電歪素子２８．３０への電圧の印加をそ
のまま保持すると共に電圧素子４４の夫々の素子片４６
ａ 、４６ｂに所定の極性の電圧を印加すれば、先に示
した物性によって電歪素子片４６ａは伸長し、電歪素子
片４６ｂは逆に収縮する。このため、電歪素子４４は、
徐々に弁座２０に近ずき遂にはこれを閉塞する。この時
、電歪素子２８．３０に対する電圧の印加を解除すれば
、素子２Ｂ、３０は収縮し、この収縮が弁座２０に近ず
く電歪素子４４の湾曲作用を好適に補助する。
ると、これらの電歪素子２８．３０は、一方向にのみ伸
長するために前記Ｖ溝４０．４２間の距１ｉ１１ｔＬは
拡開し、これに伴って電歪素子４４は、略真直ぐになる
。そこで、前記電歪素子２８．３０への電圧の印加をそ
のまま保持すると共に電圧素子４４の夫々の素子片４６
ａ 、４６ｂに所定の極性の電圧を印加すれば、先に示
した物性によって電歪素子片４６ａは伸長し、電歪素子
片４６ｂは逆に収縮する。このため、電歪素子４４は、
徐々に弁座２０に近ずき遂にはこれを閉塞する。この時
、電歪素子２８．３０に対する電圧の印加を解除すれば
、素子２Ｂ、３０は収縮し、この収縮が弁座２０に近ず
く電歪素子４４の湾曲作用を好適に補助する。
そして、電歪素子４４への電圧の印加を解除しても電歪
素子２Ｂ、３０の収容によりＶ溝４０と４２との間は距
離りとなるために電歪素子４４は湾曲したままとなり弁
座２０への閉塞作用はそのまま保持されることになる。
素子２Ｂ、３０の収容によりＶ溝４０と４２との間は距
離りとなるために電歪素子４４は湾曲したままとなり弁
座２０への閉塞作用はそのまま保持されることになる。
このようにして、印加される電圧の極性を変化させるこ
とに−より容易に弁の開閉作用を行うことができる。な
お、この場合、電歪素子２８．３０と電歪素子４４への
電圧の印加・除去は、同時的に行われる得ることは勿論
である。
とに−より容易に弁の開閉作用を行うことができる。な
お、この場合、電歪素子２８．３０と電歪素子４４への
電圧の印加・除去は、同時的に行われる得ることは勿論
である。
次に、第４図に本発明装置の別の実施例を示す。
この実施例において、第１図並びに第２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。
符号は、同一の構成要素を示すものとする。
そこで、この実施例では、前記実施例のＶ溝を刻設した
係止部材３２．３４に代えて割溝５０．５２を形成した
係止部材５４．５６を電歪素子２８．３０に係着した。
係止部材３２．３４に代えて割溝５０．５２を形成した
係止部材５４．５６を電歪素子２８．３０に係着した。
。従って、電歪素子４４は、この割溝５０、５２に螺入
するボルト５８．５９により係着されることになる。動
作は、前記実施例と同様である。
するボルト５８．５９により係着されることになる。動
作は、前記実施例と同様である。
また、第５図および第６図にさらに別の実施例を示す。
この実施例においても、第１図、第２図および第４図に
示す参照符号と同一の参照符号は、同一の構成要素を示
すものとする。
示す参照符号と同一の参照符号は、同一の構成要素を示
すものとする。
そこで、この実施例では、基台１０を矩形体状よりも寧
ろコ字状の基台６０に形成すると共にこの基台６０の中
央空間部に一本の一方向のみ伸縮可能な電歪素子６２を
嵌着している。すなわち、この実施例では、分離構成さ
れた二つの電歪素子２８．３０に代えて一つの電歪素子
６２にしたので電歪素子６２への電圧印加用の配線を減
少できる利点がある。
ろコ字状の基台６０に形成すると共にこの基台６０の中
央空間部に一本の一方向のみ伸縮可能な電歪素子６２を
嵌着している。すなわち、この実施例では、分離構成さ
れた二つの電歪素子２８．３０に代えて一つの電歪素子
６２にしたので電歪素子６２への電圧印加用の配線を減
少できる利点がある。
本発明によれば、以上のように一方向のみに伸縮する電
歪素子と湾曲する電歪素子との組合せ構造をもとに電圧
の印加・除去により一対の弁座の開成並びに閉成を可能
にした。しかも、弁の切換時のみ電圧の印加をするだけ
で開成・閉成状態は電圧を除去後も保持され、従って、
エネルギーの消費量も少なく、安定した、しかも小型化
に適して動作時すこぶる静寂な弁装置を得ることができ
る。
歪素子と湾曲する電歪素子との組合せ構造をもとに電圧
の印加・除去により一対の弁座の開成並びに閉成を可能
にした。しかも、弁の切換時のみ電圧の印加をするだけ
で開成・閉成状態は電圧を除去後も保持され、従って、
エネルギーの消費量も少なく、安定した、しかも小型化
に適して動作時すこぶる静寂な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いて好
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
。
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
。
図は、本発明に係るものであり、第１図は、一方向に伸
縮する一対の電歪素子と湾曲する電歪素子との相関々係
を示す弁装置の斜視説明図、第２図は、第１図に示す弁
本体が筺体内に配置された状態の一部切断平面図、第３
図は、湾曲する電歪素子の動作原理図、第４図は、本発
明の別の実施例に係るものであって、湾曲する電歪素子
をボルトで固定した状態の平面図、第５図は、本発明の
さらに別の実施例に係るものであって、湾曲する電歪素
子と１本の一方向に伸縮する電歪素子との組合せを示す
斜視説明図、第６図は、第５図に示す装置の平面図であ
る。 １０・・・基台 １２．１４・・弁体 １６．１Ｂ・側部 ２０．２２・・弁座２４・・流体導
入口 ２６・・流体排出口２８．３０・電歪素子 ３２
．３４・係止部材３６．３８・面部 ４０．４２・・Ｖ
溝４４・・電歪素子 ４７・・・・割溝 ４８・・流体導出口 ５０．５２・・割溝５４．５６・
係止部材 ５８．５９・・ボルト６０・・・基台 ６２
・・電歪素子 １ ｚ Ｆｉｇ、２
縮する一対の電歪素子と湾曲する電歪素子との相関々係
を示す弁装置の斜視説明図、第２図は、第１図に示す弁
本体が筺体内に配置された状態の一部切断平面図、第３
図は、湾曲する電歪素子の動作原理図、第４図は、本発
明の別の実施例に係るものであって、湾曲する電歪素子
をボルトで固定した状態の平面図、第５図は、本発明の
さらに別の実施例に係るものであって、湾曲する電歪素
子と１本の一方向に伸縮する電歪素子との組合せを示す
斜視説明図、第６図は、第５図に示す装置の平面図であ
る。 １０・・・基台 １２．１４・・弁体 １６．１Ｂ・側部 ２０．２２・・弁座２４・・流体導
入口 ２６・・流体排出口２８．３０・電歪素子 ３２
．３４・係止部材３６．３８・面部 ４０．４２・・Ｖ
溝４４・・電歪素子 ４７・・・・割溝 ４８・・流体導出口 ５０．５２・・割溝５４．５６・
係止部材 ５８．５９・・ボルト６０・・・基台 ６２
・・電歪素子 １ ｚ Ｆｉｇ、２
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ＋１） 一方向に伸縮可能な電歪素子に前記伸縮方向に
対して直角方向に湾曲する電歪素子を係止し、前記湾曲
する電歪素子の湾曲方向に弁座を配設し、所定電圧下に
湾曲する電歪素子により前記弁座の開閉動作を行うこと
を特徴とする電歪素子を組合せた弁装置。 （２） 特許請求の範囲第１項記載の装置において、弁
座は、所定間隔離間した一対の流体導入用弁座と流体排
出用弁座とからなり、前記一対の弁座は互いに対向配置
され、湾曲する電歪素子は、前記一対の弁座の間に介装
されてなる電歪素子を組合せた弁装置。 （３）特許請求の範囲第１項記載の装置において、一方
向に伸縮する電歪素子は、弁座が形成される基台の両側
部から互いに反対方向に延在してなる電歪素子を組合せ
た弁装置。 （４）特許請求の範囲第１項記載の装置において、一方
向に伸縮する電歪素子は、コ字状に形成された基台の中
部空間部から延在する一本の素子からなる電歪素子を組
合せた弁装置。 （５）特許請求の範囲第１項記載の装置において、湾曲
する電歪素子は、一方向に伸縮する電歪素子の端部に配
設された■溝を有する係止部材に支承されてなる電歪素
子を組合せた弁装置。 （６） 特許請求の範囲第１項記載の装置において、湾
曲する電歪素子は、一方向に伸縮する電歪素子の端部に
配設された割溝を有する係止部材に支承されてなる電歪
素子を組合せた弁装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17164583A JPS6065971A (ja) | 1983-09-16 | 1983-09-16 | 電歪素子を組合せた弁装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17164583A JPS6065971A (ja) | 1983-09-16 | 1983-09-16 | 電歪素子を組合せた弁装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6065971A true JPS6065971A (ja) | 1985-04-15 |
| JPS6218791B2 JPS6218791B2 (ja) | 1987-04-24 |
Family
ID=15927046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17164583A Granted JPS6065971A (ja) | 1983-09-16 | 1983-09-16 | 電歪素子を組合せた弁装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6065971A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6065688A (en) * | 1998-03-09 | 2000-05-23 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Mass-flux actuator with high frequency response |
| WO2001038765A1 (en) * | 1999-11-22 | 2001-05-31 | Pbt (Ip) Limited | Piezo ceramic bender and valve incorporating same |
| JP2008232359A (ja) * | 2007-03-22 | 2008-10-02 | Namiki Precision Jewel Co Ltd | 磁歪式ガスバルブ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5250010A (en) * | 1975-10-20 | 1977-04-21 | Nippon Denso Co Ltd | Fluid injection valve |
-
1983
- 1983-09-16 JP JP17164583A patent/JPS6065971A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5250010A (en) * | 1975-10-20 | 1977-04-21 | Nippon Denso Co Ltd | Fluid injection valve |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6065688A (en) * | 1998-03-09 | 2000-05-23 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Mass-flux actuator with high frequency response |
| WO2001038765A1 (en) * | 1999-11-22 | 2001-05-31 | Pbt (Ip) Limited | Piezo ceramic bender and valve incorporating same |
| JP2008232359A (ja) * | 2007-03-22 | 2008-10-02 | Namiki Precision Jewel Co Ltd | 磁歪式ガスバルブ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6218791B2 (ja) | 1987-04-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1510741B1 (en) | Piezoelectric valve | |
| US5901939A (en) | Buckled actuator with enhanced restoring force | |
| US6759790B1 (en) | Apparatus for moving folded-back arms having a pair of opposing surfaces in response to an electrical activation | |
| US4983876A (en) | Piezoelectric pump assembly | |
| CN1279302C (zh) | 压电式流体控制阀 | |
| US6465936B1 (en) | Flextensional transducer assembly and method for its manufacture | |
| US20040000843A1 (en) | Piezoelectric actuator and pump using same | |
| WO2004001871A3 (en) | Uni-body piezoelectric motor | |
| WO2005046943A3 (en) | Robotic member | |
| JPS6065971A (ja) | 電歪素子を組合せた弁装置 | |
| JPH07158757A (ja) | マイクロバルブ | |
| JPS6065970A (ja) | 電歪素子を用いた弁装置 | |
| US6717332B2 (en) | Apparatus having a support structure and actuator | |
| EP2053670B1 (en) | An elongated actuator structure | |
| JPH0326301B2 (ja) | ||
| EP3224688B1 (en) | Control element with buckled member | |
| EP1127403B1 (en) | Buckled actuator with enhanced restoring force | |
| US7624964B2 (en) | Gas valve with proportional output | |
| JPH0313658Y2 (ja) | ||
| JPH0356342B2 (ja) | ||
| JPS6291675A (ja) | マイクロポンプ | |
| JP2835519B2 (ja) | 圧電ポンプ | |
| KR100453993B1 (ko) | 압전밸브 | |
| JPH0325466Y2 (ja) | ||
| JPH0325467Y2 (ja) |