JPS63106475A - 圧電素子を用いた流体制御弁 - Google Patents

圧電素子を用いた流体制御弁

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JPS63106475A
JPS63106475A JP25068286A JP25068286A JPS63106475A JP S63106475 A JPS63106475 A JP S63106475A JP 25068286 A JP25068286 A JP 25068286A JP 25068286 A JP25068286 A JP 25068286A JP S63106475 A JPS63106475 A JP S63106475A
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JP
Japan
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piezoelectric element
poppet
valve
control valve
valve seat
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JP25068286A
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Inventor
Kazuki Iida
和樹 飯田
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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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、液圧シリンダ等の流体圧アクチェータへの作
動流体の供給用回路内に用いられる流体制御弁で、詳し
くは、電気信号によって開閉する流体制御弁に関するも
のである。
従来の技術 従来のこの種の流体制御弁は第４図に示すようになって
いて、入力ポートαと出力ポートｂとの間に介装したポ
ペット弁Ｃの作動杆ｄがソレノイドＣ内に延設した構成
となっていて、ソレノイドｅに通電することによりばね
ｆに抗してポペット弁Ｃが開となシ、上記通電を断つと
げねｆにより閉となるようになっている。
また上記ソレノイドによるもののほかに、圧電素子を多
数枚積層し、この各圧電素子の累積変形によシボペット
弁を作動するようにしたものもある。
発明が解決しようとする問題点 上記従来の構成の流体制御弁にあっては、ソレノイドに
よる電磁駆動方式であるため、高出力を得るためにはコ
イルの巻数を増やすか、電流値を増やす必要があるが、
これではインダクタンスが増加してしまい、応答速度が
制限されてしまう。
また積層型圧電素子による型動方式では、応答速度は高
くなるが、ストロークを大きくとるために素子の、積層
枚数を多くしたり、断面噴差を利用した流体式の変位増
幅機構を組込んだシしなければならないため、弁全体が
大型化するという問題があった。
問題点を解決するための手段及び作用 本発明は上記のことにかんがみなされたもので、作動流
体の高速制御ができ、また作動に要する消費電力をソレ
ノイドによる電磁駆動方式に比較して極めて少なくする
ことができ、さらに積層型圧電素子を用いた場合に比較
してバルブストロークが大きな流体制御弁を小型化、及
び構成の簡素化を図ることができるようにした流体制御
弁を提供しようとするもので、その構とバルブボディと
を、通電することによりポペットの開閉動作方向に湾曲
変形するようにした複数個のバイモルフ型の圧電素子に
て連結した構成となっており、圧電素子に通電すること
により、圧電素子が湾曲してポペットを開動あるいは閉
動して弁座が開閉される。
実施例 本発明の実施例を第１図、第２図に基づいて説明する。
図中１はパルプボディであシ、このパルプボディ１はベ
ースプレート２とカバー３により構成され、この両部材
はシール４により気密に結合されている。カバー３には
流入ポート５が、マタペースプレー°ト２には流出ポー
ト６が設けられており、これらはそれぞれ外部回路に接
続されている。またベースプレート２の内側には上記流
出ポート６のパルプボディＩの内側開口部となる弁座７
が設けである。そしてこの弁座７を中心とする同心円上
等間隔に４個の支持台８が設けである。
型の圧電素子１０の他端部が上記支持台８に固着されて
いる。各圧電素子１０の他端にはり一１２ｂの外面に表
面電極１４α、１４ｂを焼きつけ固着した構成となって
おり、両電極＋　３　、　＋４α。
＋４ｂに電圧を加えることにより、厚み方向の一側部が
長さ方向に縮み、他方が沖びて全体として厚さ方向に湾
曲変位するようになっている。
上記実施例ではこのバイモルフ型の圧電素子１０は、通
電することによシ上方へ湾曲されるようになっている。
なおこの実施例では、圧電板の表面電極１４α、１４ｈ
及び中央電極１３は漏電防止のための絶縁材でコーティ
ングしである。
上記構成において、リード線１１に通電されていないと
きには圧電素子１０は歪んでいないので、ポペット９は
弁座７に着座してこれを閉じている。
リード線（１に通電すると、圧電素子１０は上方へ湾曲
してポペット９゛を上動させ、弁座７は開となり、流入
ポート５からバルブボディ１内に供給された流体が流出
ポート６へ流れる。
リード線１１への通電を停止すると、圧電素子１０は自
らの剛性により元の状態に復帰してポペット９は下動し
て弁座７が閉じられる。
上記した実施例では断、読切換弁として説明したが、圧
電素子１０に印加する電圧を制御することによりポペッ
ト９の開度を調整し、流量制御弁とすることも可能であ
る。
またポペット９を作動する圧電素子１０の数は限定され
ないが、２個以上は必要である。
さらに、上記実施例では、ポペット９と弁座７の材質を
それぞれ金属を想定しているが、シール性が良好でない
場合は、一方の材質を樹脂等に変えてもよい。
耐久性に関し、素子体の寿命は、許容電界４００　Ｖ　
１ｍｍ　　以内で１０７回以上であることが確認されて
いる。またＤ６１００Ｖで、駆動時の定格宅流は１ｍＡ
以下であるので消費電力も極めて小さい。
発明の効果 本発明によれば、作動流体の高速制御ができ、また作動
に要する消費電力をソレノイドによる電磁駆動方式に比
較して極めて少なくすることができる。さらに積層型圧
電素子を用いた場合に比較して、バルブストロークが大
きな流体側ので、＠１図は縦断正面図、第２図は第１図
の■−■線断面矢視図、第３図はバイモルフ型の圧電素
子の構成説明図、第４図は従来の電極ソレノイド型の流
体制御弁を示す縦断面図であム１はバルブボディ、５は
流入ポート、６は流出ポート、７は弁座、９はポペット
、１０はバイモルフ型の圧電素子。
第２図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 流入ポート５と流出ポート６とを有するバルブボディ１
    内に、流出ポート６の内側開口部に、ポペツト９にて開
    閉する弁座７を設け、上記ポペツト９とバルブボディ１
    とを、通電することによりポペツト９の開閉動作方向に
    湾曲変形するようにした複数個のバイモルフ型の圧電素
    子１０を介して連結したことを特徴とする流体制御弁。
JP25068286A 1986-10-23 1986-10-23 圧電素子を用いた流体制御弁 Granted JPS63106475A (ja)

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JPS63106475A true JPS63106475A (ja) 1988-05-11
JPH0378512B2 JPH0378512B2 (ja) 1991-12-13

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