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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JPH0378512B2 (ja
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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