JPS6326476A - Electrostriction element - Google Patents

Electrostriction element

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JPS6326476A
JPS6326476A JP16882286A JP16882286A JPS6326476A JP S6326476 A JPS6326476 A JP S6326476A JP 16882286 A JP16882286 A JP 16882286A JP 16882286 A JP16882286 A JP 16882286A JP S6326476 A JPS6326476 A JP S6326476A
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JP
Japan
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layer
electrostrictive element
valve seat
valve
valve body
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Application number
JP16882286A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Sato
浩 佐藤
Keiichi Iizuka
飯塚 敬一
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KOGANEI SEISAKUSHO KK
Koganei Corp
Original Assignee
KOGANEI SEISAKUSHO KK
Koganei Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To prevent the increase of leakage current and dielectric breakdown by covering an electrostriction element with a covering layer serving both as insulation and dampproofing. CONSTITUTION:An electrostriction element 1 has a plurality of laminated piezoelectric ceramic layers 2, metallic seats 3 which have been bonded on the upper and lower surfaces of said piezoelectric ceramic layers 2, and internal electrodes 4 between respective piezoelectric ceramic layers 2. The outer circumference of the whole of these is closely covered with a covering layer 5 which consists of a plurality of layers of an insulating layer 5a and a dampproofing layer 5b having been laminated on said insulating layer 5a. The insulating layer 5a is formed by coating insulating polymeric materials, and the dampproofing layer 5b consists of a metallic layer which has been formed so as to be laminated into a high polymer layer by means of spattering, vapor deposition, or the like.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、バイモルフまたはユニモルフあるいは積層形
などの電歪素子に関し、更に詳しくは絶縁性と防湿性と
を考慮した電歪素子、特に流体圧機器用の弁における弁
体の駆動に用いて効果のある電歪素子に関する。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to an electrostrictive element such as a bimorph, unimorph, or laminated type, and more specifically to an electrostrictive element that takes insulation and moisture-proofing properties into consideration, and in particular, an electrostrictive element that takes into account insulation and moisture resistance. The present invention relates to an electrostrictive element that is effective for driving a valve body in a valve for equipment.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

通常、電歪素子は比較的高い直流電圧を印加することに
より、電歪素子に歪を発生させる。このため、たとえば
電歪素子の歪により弁体を駆動する弁などにおいては、
電歪素子を弁本体から電気的に絶縁することが必要とな
る。
Usually, an electrostrictive element generates strain by applying a relatively high DC voltage to the electrostrictive element. For this reason, for example, in a valve where the valve body is driven by the strain of an electrostrictive element,
It is necessary to electrically insulate the electrostrictive element from the valve body.

そこで、このような必要(生から、電歪素子の絶縁構造
としては、その外周囲に高分子塗料をコーティングした
ものや高分子フィルムを接着したもの等が考えられる。
Therefore, considering this necessity, the insulating structure of the electrostrictive element may be one coated with a polymer paint or a polymer film adhered to the outer periphery.

二発明が解決しようとする問題点: しかしながら、外周囲に高分子塗料をコーティングした
電歪素子や高分子フィルムを接着した7歪素子は、その
ような高分子材が吸湿性ないし透湿性を有しているため
、高分子材の吸湿ないし透湿により、電歪素子の内部電
極間の絶縁特性が悪化して漏れ電流が増大したり、絶縁
破壊が生じたり、さらには電界の強さが低下して変位量
が減少したりする。このた必、絶縁性を有するだけでな
く防湿性をも有する電歪素子が望まれる。
2. Problems to be Solved by the Invention: However, electrostrictive elements whose outer peripheries are coated with polymeric paint or 7-strictive elements with polymeric films adhered to them are difficult to solve because such polymeric materials have hygroscopicity or moisture permeability. Therefore, moisture absorption or permeation of the polymer material may deteriorate the insulation properties between the internal electrodes of the electrostrictive element, increase leakage current, cause dielectric breakdown, or even reduce the strength of the electric field. The amount of displacement may decrease. For this reason, an electrostrictive element that not only has insulation properties but also moisture resistance is desired.

本発明は、前記の問題点に着目してなされたものであり
、その目的は絶縁性と防湿性とに優れた電歪素子を提供
することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to provide an electrostrictive element with excellent insulation and moisture-proof properties.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

前記の問題点を解決するた袷、本発明は絶縁性と防湿性
とを兼ね備えた単一の被覆1または複数の被覆層により
、被覆されている構造の電歪素子である。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an electrostrictive element coated with a single coating or a plurality of coating layers having both insulation and moisture-proof properties.

〔作用〕 前記した手段による電歪素子は、絶縁性と防湿性とを兼
ね備えた被覆層により被覆されているので、この被覆1
により絶キエ性能のみではなく、防湿性能をも得ること
ができ、電歪素子の吸湿ないし透湿に起因する絶縁特性
の劣化、この劣化による漏れ電流の増大、絶縁破壊、更
には電界の強さの低下による変位量の減少を防止するこ
とができる。
[Function] Since the electrostrictive element according to the above-mentioned means is covered with a coating layer having both insulation and moisture-proofing properties, this coating 1
This makes it possible to obtain not only absolute resistance performance but also moisture-proof performance, which prevents deterioration of insulation properties due to moisture absorption or permeation of the electrostrictive element, increase of leakage current due to this deterioration, dielectric breakdown, and furthermore, the strength of the electric field. It is possible to prevent a decrease in the amount of displacement due to a decrease in .

〔実施例1〕 第1図は本発明の一実施例である電歪素子の略断面図、
竿2図は第1図に示す電歪素子を用いた弁の断面図であ
る。
[Example 1] FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an electrostrictive element that is an example of the present invention,
Figure 2 is a sectional view of a valve using the electrostrictive element shown in Figure 1.

この実施例の電歪素子1は、複数に積層された圧電セラ
ミック層2と、この圧電セラミック層2の上下に接着さ
れた金属層3と、圧電セラミック層2間の内部電極4と
を有する積層形の電歪素子であって、それらの全体の外
周囲は、絶縁層5aとこの絶縁層5aに積層された防湿
層5bとの複数の層からなる被覆層5により、密着的に
被覆されている。そして、前者の絶縁層5aは、絶縁性
の高分子材をコーティングすることにより形成した高分
子層からなり、後者の防湿層5bは、スパッタリング、
蒸着、イオンブレーティング等の手段により前記高分子
層に積層して形成した金属石からなる。
The electrostrictive element 1 of this embodiment is a multilayer structure having a plurality of laminated piezoelectric ceramic layers 2, metal layers 3 bonded above and below the piezoelectric ceramic layers 2, and internal electrodes 4 between the piezoelectric ceramic layers 2. The entire outer periphery of the electrostrictive element is closely covered with a coating layer 5 consisting of a plurality of layers including an insulating layer 5a and a moisture-proof layer 5b laminated on the insulating layer 5a. There is. The former insulating layer 5a is made of a polymer layer formed by coating an insulating polymer material, and the latter moisture-proof layer 5b is formed by sputtering,
The metal stone is formed by laminating the polymer layer on the polymer layer by means such as vapor deposition or ion blating.

このような構造においては、前者の高分子層により電歪
素子1の絶縁性能が図られ、他方、後者の金属層により
電歪素子1の防湿性能が図られている。すなわち、高分
子層は絶縁性には優れているが、防湿性が必ずしも十分
ではないため、防湿性が浸れている金属層により、防湿
性が確保されている。他方、金属層は防湿性には曖れて
いるが、絶縁性が必ずしも十分ではないため、絶縁性が
優れている高分子層により、絶縁性が確保されている。
In such a structure, the former polymer layer provides insulation performance of the electrostrictive element 1, while the latter metal layer provides moisture-proof performance of the electrostrictive element 1. That is, although the polymer layer has excellent insulating properties, its moisture-proofing properties are not necessarily sufficient, so the moisture-proofing properties are ensured by the metal layer in which the moisture-proofing properties are soaked. On the other hand, although the metal layer has poor moisture-proofing properties, it does not necessarily have sufficient insulation, so insulation is ensured by a polymer layer that has excellent insulation.

このように、絶縁性に優れている高分子層と防湿性に優
れている金属層とが互いに補完し合うことにより、電歪
素子1の絶縁性と防湿性との両性能が確保されている。
In this way, the polymer layer with excellent insulating properties and the metal layer with excellent moisture-proofing properties complement each other, thereby ensuring both the insulating and moisture-proofing properties of the electrostrictive element 1. .

なお、電歪素子1は圧電セラミック層2へのJN用の2
本のリード線6を有している。
In addition, the electrostrictive element 1 is connected to the piezoelectric ceramic layer 2 for JN.
It has a book lead wire 6.

次に、本実施例の電歪素子1を用いた弁7について第2
図を参照しながら説明する。
Next, regarding the valve 7 using the electrostrictive element 1 of this embodiment, a second
This will be explained with reference to the figures.

ブロック状の本体8の内部には、密閉された弁体室Aが
形成されている。この弁体室Aには、本体8の壁面を貫
通して、人口流路(IN)9および排気流路(EXH)
10が対向位置に開口され、それらの人口流路9および
排気流路10の弁体室Aの内部における開口部には、そ
れぞれ弁座11および弁座12が突設されている。
Inside the block-shaped main body 8, a sealed valve body chamber A is formed. This valve body chamber A has an artificial flow path (IN) 9 and an exhaust flow path (EXH) that penetrate the wall surface of the main body 8.
10 are opened at opposing positions, and a valve seat 11 and a valve seat 12 are provided protruding from the openings inside the valve body chamber A of the artificial flow path 9 and the exhaust flow path 10, respectively.

また、排気流路10の近傍には、本体8の壁面を貫通し
て出口流路(OUT)13が形成されている。
Further, an outlet flow path (OUT) 13 is formed near the exhaust flow path 10 by penetrating the wall surface of the main body 8 .

弁体室Aの内部には、コの字形の枠材14aと、該枠材
14aに一端が変形自在に一体に係止され、他端部が前
記入口流路9および排気流路10の弁座11と弁座12
との間に延在されるアーム14bからなる変位拡大機構
14とが設けられており、枠材14aの一部が本体8に
係止されることにより、変位拡大機構14が本体8に固
定されている。
Inside the valve body chamber A, there is a U-shaped frame member 14a, one end of which is deformably fixed integrally with the frame member 14a, and the other end of which is connected to the valves of the inlet flow path 9 and the exhaust flow path 10. Seat 11 and valve seat 12
A displacement amplifying mechanism 14 consisting of an arm 14b extending between the frame member 14a and the main body 8 is provided, and the displacement amplifying mechanism 14 is fixed to the main body 8 by locking a part of the frame member 14a to the main body 8. ing.

本実施例の電歪素子1は、その変位拡大機構14に設け
られている。すなわち、電歪素子1)まその一端が枠H
14aに係止され、他端がアーム14bに係止されて、
弁座11および弁座12の対向方向にほぼ平行に設けら
れている。
The electrostrictive element 1 of this embodiment is provided in its displacement magnification mechanism 14. That is, one end of the electrostrictive element 1) is connected to the frame H.
14a, the other end is locked to arm 14b,
It is provided substantially parallel to the opposing direction of the valve seat 11 and the valve seat 12.

そして、リード線6を通じて外部から所定の極性の直流
電圧が印加され、その際に発生される該電歪素子1の比
較的小さな伸縮変位が、テコの原理により、アーム14
bの端部に伝達されて、アーム14bの端部が弁座11
と弁座12との間を往復する際に大きな変位に拡大され
て出力される構造となっている。
Then, a DC voltage of a predetermined polarity is applied from the outside through the lead wire 6, and a relatively small expansion/contraction displacement of the electrostrictive element 1 generated at that time causes the arm 14 to move due to the lever principle.
b, and the end of the arm 14b is connected to the valve seat 11.
The structure is such that when the valve moves back and forth between the valve seat 12 and the valve seat 12, the displacement is magnified to a large extent and output.

前記アーム14bの端部には、弁座11および弁座12
に対向する位置に弁体15および弁体16がそれぞれ係
止されていて、アーム14bの駆動により弁体15tた
は弁体16の弁座11または弁座12に対する密着およ
び離脱動作が行われるように構成されている。
A valve seat 11 and a valve seat 12 are provided at the end of the arm 14b.
The valve body 15 and the valve body 16 are respectively locked in positions facing each other, and the valve body 15t or the valve body 16 is brought into close contact with the valve seat 11 or the valve seat 12, and is separated from the valve seat 11 or the valve seat 12 by driving the arm 14b. It is composed of

すなわち、電歪素子1が伸長される際には、アーム14
bの端部が弁座11に接近する方向に変位され、弁体1
5が弁座11に密着されて入口流路9が閉止される。逆
に、電歪素子lが縮退される際には、アーム14bの端
部が弁座12に接近する方向に変位され、弁(本16が
弁座12に密着されることによって排気流路10が閉止
される。
That is, when the electrostrictive element 1 is extended, the arm 14
The end of b is displaced in the direction approaching the valve seat 11, and the valve body 1
5 is brought into close contact with the valve seat 11, and the inlet flow path 9 is closed. Conversely, when the electrostrictive element l is retracted, the end of the arm 14b is displaced in the direction approaching the valve seat 12, and the valve (main 16 is brought into close contact with the valve seat 12, so that the exhaust flow path 10 is closed.

弁体■5とアーム14bとの間には、緩衝機構17が設
けられている。
A buffer mechanism 17 is provided between the valve body 5 and the arm 14b.

この緩衝機構17は、該アーム14bの側に固定されて
いる固定子17aと、該固定子17aに案内されている
とともに、ばね17bを介してアーム14bに変位自在
に支持される可′勤子17cなどからなる。
This buffer mechanism 17 includes a stator 17a fixed to the side of the arm 14b, and a movable lever guided by the stator 17a and movably supported by the arm 14b via a spring 17b. 17c etc.

このような緩衝機構17により、弁体15が人口流¥8
9の弁座11に密着される際の衝撃などが吸収されると
ともに、アーム14bの弁座11に対する傾斜/!どに
影響されることなく、弁体15が弁座11に対して確実
に密着される構造とされている。
Such a buffer mechanism 17 allows the valve body 15 to reduce the population flow by ¥8.
The shock caused when the arm 14b is brought into close contact with the valve seat 11 of the arm 14b is absorbed, and the inclination of the arm 14b with respect to the valve seat 11/! The structure is such that the valve body 15 is reliably brought into close contact with the valve seat 11 without being influenced by the valve seat 11.

前記と同様に、弁体16とアーム14bとの間には、前
記緩衝機構17と同様な構造を有する緩([tl18が
設けられている。
Similarly to the above, a valve ([tl18] having the same structure as the buffer mechanism 17 is provided between the valve body 16 and the arm 14b.

さらに、弁座11の周囲における本体8とアーム14b
との間には、該アーム14bの端部を弁座12に接近す
る方向に付勢するように、すなわち、電歪素子1の縮退
によるアーム14bの変位を助勢するように構成された
助勢ばね19が設けられている。
Further, the main body 8 and the arm 14b around the valve seat 11
A supporting spring configured to urge the end of the arm 14b in a direction approaching the valve seat 12, that is, to assist the displacement of the arm 14b due to contraction of the electrostrictive element 1. 19 are provided.

次に、この弁7の作用について説明する。Next, the operation of this valve 7 will be explained.

まず、リード線6を介して電歪素子1に所定の極性の直
流電圧を作用させて、その電歪素子1に伸長する方向の
比較的小さな変位を与えると、テコの原理により、アー
ム14bの端部には、弁体15を弁l111に接近させ
る方向に比較的大きな変位が発生される。そして、アー
ム14bは助勢ばね19の付勢力に抗して弁座11に接
近し、弁体15が弁座11に密着されて入口流路9が閉
止され、該人口流路9にイ乍用される圧縮空気などが弁
体室Aの内部に流入することが阻止される。
First, when a direct current voltage of a predetermined polarity is applied to the electrostrictive element 1 via the lead wire 6 and a relatively small displacement is applied to the electrostrictive element 1 in the direction of extension, the arm 14b is moved by the lever principle. A relatively large displacement is generated at the end in the direction of bringing the valve body 15 closer to the valve l111. Then, the arm 14b approaches the valve seat 11 against the biasing force of the assisting spring 19, and the valve body 15 is brought into close contact with the valve seat 11, and the inlet flow path 9 is closed. Compressed air or the like is prevented from flowing into the valve body chamber A.

逆に、電歪素子1に印加される直流電圧の極性を逆転さ
せて、該電歪素子1にその縮退する方向に比較的小さな
変位を与えると、変位拡大膜t11II14のアーム1
4bの端部には、テコの原理により、弁体16を弁座1
2に接近させる方向に比較的大きな変位が発生される。
Conversely, when the polarity of the DC voltage applied to the electrostrictive element 1 is reversed and a relatively small displacement is applied to the electrostrictive element 1 in the direction of its contraction, the arm 1 of the displacement magnifying film t11II14
4b, the valve body 16 is attached to the valve seat 1 by the lever principle.
A relatively large displacement is generated in the direction of approaching 2.

そして、弁座11から弁体15が離脱されて人口流路9
が開放されるとともに、アーム14bおよび助勢ばね1
9の付勢力により、弁座■2に弁体16が密着されて排
気流路10が閉止される。これにより、人口流路9から
弁体室Aの内部に流入される圧縮空気などが、出口流路
13を通じて所定の流体圧機器(図示せず)などに供給
され、所定の仕事が行われる。
Then, the valve body 15 is detached from the valve seat 11 and the artificial flow path 9
is opened, and the arm 14b and the supporting spring 1
Due to the biasing force 9, the valve body 16 is brought into close contact with the valve seat 2, and the exhaust flow path 10 is closed. As a result, compressed air flowing into the valve body chamber A from the artificial flow path 9 is supplied to a predetermined fluid pressure device (not shown) through the outlet flow path 13, and a predetermined work is performed.

さらに、電歪素子lに印加される直流電圧の極性を逆転
させて電歪素子lにその伸長する方向の変位を与えると
、アーム14bは再び人口流路9に接近する方向に比較
的大きく変位される。そして、弁座2に弁体15が密着
されて入口流路9が閉止されるとともに、弁f−116
が排気流路10の弁座12から離脱されて排気流路IO
が開放され、弁体室Aの内部や出口流路13などの残圧
が排気流路lOを通じて速やかに外部に排出される。
Furthermore, when the polarity of the DC voltage applied to the electrostrictive element l is reversed to give the electrostrictive element l a displacement in the direction of its extension, the arm 14b is again relatively largely displaced in the direction approaching the artificial flow channel 9. be done. Then, the valve body 15 is brought into close contact with the valve seat 2, and the inlet flow path 9 is closed, and the valve f-116 is closed.
is removed from the valve seat 12 of the exhaust flow path 10 and the exhaust flow path IO
is opened, and the residual pressure inside the valve body chamber A, the outlet flow path 13, etc. is quickly discharged to the outside through the exhaust flow path IO.

〔実施例2〕 第3図は本発明の池の一実施例である電歪素子の略断面
図である。
[Embodiment 2] FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an electrostrictive element which is an embodiment of the pond of the present invention.

この実施例2の電歪素子1は、実施例1のそれと同様に
、積層形の電歪素子であって、その被覆層5以外の構造
は実施例1の電歪素子と異ならない。したがって、実施
例1の構造と同様な部分は、第1図で使用した符号と同
一の符号を第3図中で使用することにより、その説明を
省略する。
The electrostrictive element 1 of Example 2 is a laminated electrostrictive element like that of Example 1, and the structure other than the covering layer 5 is the same as that of Example 1. Therefore, the same reference numerals as those used in FIG. 1 are used in FIG. 3 for parts similar to the structure of the first embodiment, and the explanation thereof will be omitted.

電歪素子1の外周囲の全体は、絶縁性と防湿性とを兼ね
備えた単一の被覆層5により密着的に被覆されている。
The entire outer periphery of the electrostrictive element 1 is tightly covered with a single coating layer 5 having both insulation and moisture-proof properties.

そして、この単一の被覆層5は、酸化ンリコン(510
2)等の絶縁性の酸化物層やその化合物層またはガラス
層からなる。ここで、前者の酸化物層やその化合物層の
形成手段としては、蒸着、イオンブレーティング、スパ
ッタリング、気相成長法等の手段を挙げることができる
This single coating layer 5 is made of silicon oxide (510
It consists of an insulating oxide layer, a compound layer thereof, or a glass layer such as 2). Here, the former oxide layer or its compound layer can be formed by means such as vapor deposition, ion blasting, sputtering, and vapor phase growth.

特に、酸化シリコン(SiO□)暦を形成する場合とし
ては、非被覆状顎の圧電素子を加熱し、この加熱された
圧電素子上で、モノシラン(SiH4)とホスフィン(
PH3)と酸素とを反応させて形成すること等を挙げる
ことができる。また、後者のガラス層の形成手段として
は、ガラス質を焼成する手段等を挙げることができる。
In particular, when forming a silicon oxide (SiO□) layer, a piezoelectric element with an uncoated jaw is heated, and monosilane (SiH4) and phosphine (
For example, it may be formed by reacting PH3) with oxygen. Further, as a means for forming the latter glass layer, a means for firing a glass material can be mentioned.

なお、このような実施例2の電歪素子りは、第1の実施
例で説明した弁7などに使用することができる。
Incidentally, the electrostrictive element of the second embodiment can be used for the valve 7 described in the first embodiment, and the like.

〔実施例3〕 第4図は本発胡のさらに他の一実施例である電歪素子の
略断面図、第5図は第4図に示す電歪素子を用いた弁の
断面図である。
[Example 3] Fig. 4 is a schematic sectional view of an electrostrictive element which is still another embodiment of the present invention, and Fig. 5 is a sectional view of a valve using the electrostrictive element shown in Fig. 4. .

この実施例3の電歪素子1は、金属板20と、この金属
板20の両面に貼着された圧電セラミック層2.2と、
金属板20の表面に設けられている電極21と、電圧セ
ラミック層2,2のそれぞれの表面に設けられている電
極22.22とを有するバイモルフ形の電歪素子であっ
て、それらの全体の外周囲は、リード線6が半田付けさ
れている電極21,22.22の先端部を除いて、絶縁
層5aと、この絶縁層5aに積層された防湿層5bとの
複数の層からt;る被覆層5により、密着的に被覆され
ている。
The electrostrictive element 1 of Example 3 includes a metal plate 20, piezoelectric ceramic layers 2.2 attached to both sides of the metal plate 20,
It is a bimorph electrostrictive element having an electrode 21 provided on the surface of the metal plate 20 and electrodes 22 and 22 provided on the respective surfaces of the voltage ceramic layers 2, 2. The outer periphery, except for the tips of the electrodes 21, 22, and 22 to which the lead wires 6 are soldered, consists of a plurality of layers including an insulating layer 5a and a moisture-proof layer 5b laminated on this insulating layer 5a; It is tightly covered with a coating layer 5.

それらの絶縁層5aと防湿層5bとの構造等については
、前記実施例1と同様であるので、その説明は省略する
こととし、次に、この実施例3の電歪素子1を用いた弁
7について第5図を参照しながら説明する。
The structures of the insulating layer 5a and the moisture-proof layer 5b are the same as those in Example 1, so their explanation will be omitted. 7 will be explained with reference to FIG.

弁7における本体8の内部には、弁体室Aが形成されて
いる。この弁体室Aには、本体8の壁面を貫通して、人
口流路(IN)9および排気流路<EXH)10が対向
的に設けられていて、人口流路9および排気流路10の
弁体室への内部における開口部には、それぞれ弁座11
および弁座12が突設されている。
A valve body chamber A is formed inside the main body 8 of the valve 7 . In this valve body chamber A, an artificial passage (IN) 9 and an exhaust passage <EXH) 10 are provided facing each other through the wall surface of the main body 8. The internal openings to the valve body chambers each include a valve seat 11.
And a valve seat 12 is provided protrudingly.

また、入口流路9の近傍には、本体8の壁面を貫通して
出口流路(OUT)13が形成されている。
Further, near the inlet flow path 9, an outlet flow path (OUT) 13 is formed passing through the wall surface of the main body 8.

本実施例の電歪素子1は、弁体室Aの内部にその上方か
ら下方にかけて延在している。すなわち、電歪素子1は
、その上端が弁体室への上部に高分子材8aにより一体
的にモールドされ、下端が弁座11と12との間に位置
している。また、電歪素子1のリード線6は高分子オ8
aによりモールドされていると共に、同様にモールドさ
れている抵抗体6aを介して外部に導出されている。電
歪素子1の下端には、弁座11右よび弁座12に対向す
る位置に弁体15および弁体16がそれぞれ設けられて
いて、電歪素子1の駆動により弁体15または弁体16
の弁座11または弁座12に対する密着および離脱動作
が行われるようになっている。
The electrostrictive element 1 of this embodiment extends inside the valve body chamber A from above to below. That is, the upper end of the electrostrictive element 1 is integrally molded with a polymer material 8a above the valve body chamber, and the lower end is located between the valve seats 11 and 12. Further, the lead wire 6 of the electrostrictive element 1 is
It is molded by a and led out to the outside via a resistor 6a which is also molded. At the lower end of the electrostrictive element 1, a valve element 15 and a valve element 16 are provided at positions facing the right side of the valve seat 11 and the valve seat 12, respectively.
The valve seat 11 or the valve seat 12 is brought into close contact with the valve seat 11 or the valve seat 12 and removed from the valve seat 12.

すなわち、所定の直流電源から金、@板20の電極21
と圧電セラミック層2.2のそれぞれの電極22.22
との間に、所望の極性の直流電圧を印加することにより
、電歪素子1はその上端を支点とじて−の弁座側、たと
えば人口流路9の弁座11の側に弯曲して、弁体15が
その弁座11に密着し、また、前記の場合と逆の極性の
直流電圧を印加すると、電歪素子lはその上端を支点と
して他の弁座側、すなわちこの場合には排気流路10の
弁座12の側に弯曲して、弁体15が人口流路9の弁座
11から離脱し、他側の弁体16が排気流路10の弁座
12に密着するようになってい次に、この弁7の作用に
ついて説明する。
That is, gold is supplied from a predetermined DC power source to the electrode 21 of the plate 20.
and a respective electrode 22.22 of the piezoceramic layer 2.2.
By applying a DC voltage of a desired polarity between , the electrostrictive element 1 bends with its upper end as a fulcrum toward the - valve seat side, for example, the valve seat 11 side of the artificial flow path 9, When the valve body 15 is in close contact with its valve seat 11 and a DC voltage of opposite polarity to that in the above case is applied, the electrostrictive element l uses its upper end as a fulcrum and moves toward the other valve seat side, that is, in this case, the exhaust gas. The valve body 15 is bent toward the valve seat 12 of the flow path 10 so that the valve body 15 is separated from the valve seat 11 of the artificial flow path 9, and the valve body 16 on the other side is in close contact with the valve seat 12 of the exhaust flow path 10. Next, the function of this valve 7 will be explained.

まず、リード線6を介して電歪素子1に所定の極性の直
流電圧を印加すると、電歪素子1はその上端を支点とし
て−の弁座側、たとえば、第5図に示すように左方側に
弯曲して同側の弁体15が同側の弁座11に密着する。
First, when a DC voltage of a predetermined polarity is applied to the electrostrictive element 1 via the lead wire 6, the electrostrictive element 1 moves toward the negative valve seat side, for example, to the left as shown in FIG. The valve body 15 on the same side is curved to the side and comes into close contact with the valve seat 11 on the same side.

この弁体15の弁座11への密着により、人口流路9が
閉止され、該人口流路9に作用される圧縮空気などが弁
体室Aの内部に流入することが阻止される。
This close contact of the valve body 15 with the valve seat 11 closes the artificial flow path 9, and prevents compressed air or the like acting on the artificial flow path 9 from flowing into the inside of the valve body chamber A.

逆に、電歪素子1に印加される直流電圧の極性を逆転さ
せると、電歪素子1はその上端を支点として他の弁座側
、すなわちこの場合は第5図の右方側に変目して左側の
弁体15が同側の弁座11から離脱し、右側の弁体16
が同側の弁座12に密着する。その左側の弁体15の同
側の弁座11からの離脱により人口流路9が開放されて
弁体室への内部に圧縮空気などが流入し、また右側の弁
体16の同側の弁座12への密着により排気流路10が
閉止される。これにより、人口流路9から弁体室への内
部に流入される圧縮空気などが、出口流路13を通じて
所定の流体圧機器(図示せず)などに供給され、所定の
仕事が行われる。
On the other hand, when the polarity of the DC voltage applied to the electrostrictive element 1 is reversed, the electrostrictive element 1 turns to the other valve seat side, that is, to the right side in FIG. 5 in this case, using its upper end as a fulcrum. The valve body 15 on the left side is removed from the valve seat 11 on the same side, and the valve body 16 on the right side is removed.
is in close contact with the valve seat 12 on the same side. The separation of the left valve body 15 from the valve seat 11 on the same side opens the artificial flow path 9, allowing compressed air etc. to flow into the valve body chamber, and also causes the valve body 16 on the right side to separate from the valve seat 11 on the same side. The exhaust flow path 10 is closed by the close contact with the seat 12. As a result, compressed air flowing into the valve body chamber from the artificial flow path 9 is supplied to a predetermined fluid pressure device (not shown) through the outlet flow path 13, and a predetermined work is performed.

さらに、電歪素子1に印加される直流電圧の壜性を逆転
させると、電歪素子1はその上端を支点として第5図の
左方側に弯曲する。そして、左側の弁体15が同側の弁
座11に密着して人口流路9が閉止されるとともに、右
側の弁体16が排気流路10の弁座12から離脱して排
気流路10が開放され、弁体室への内部や出口流路13
などの残圧が排気流路10を通じて速やかに外部に排出
される。
Furthermore, when the strength of the DC voltage applied to the electrostrictive element 1 is reversed, the electrostrictive element 1 curves to the left in FIG. 5 with its upper end as a fulcrum. Then, the valve body 15 on the left side comes into close contact with the valve seat 11 on the same side and the artificial flow path 9 is closed, and the valve body 16 on the right side separates from the valve seat 12 of the exhaust flow path 10 and the exhaust flow path 10 is closed. is opened, and the internal and outlet flow path 13 to the valve body chamber is opened.
The residual pressure is quickly discharged to the outside through the exhaust flow path 10.

〔実施例4〕 第6図は本発明のさらに他の一実施例である電歪素子の
略断面図である。
[Embodiment 4] FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of an electrostrictive element which is still another embodiment of the present invention.

この実施例4の電歪素子1は、実施例3のそれと同様に
バイモルフ形の電歪素子であって、その被覆層5以外の
構造は実施例3の電歪素子と異ならない。したがって、
実施例3の構造と同様な部分は、第4図で使用した符号
と同一の符号を第6図中で使用することにより、その説
明を省略する。
The electrostrictive element 1 of Example 4 is a bimorph type electrostrictive element like that of Example 3, and the structure other than the covering layer 5 is the same as that of Example 3. therefore,
For parts similar to the structure of the third embodiment, the same reference numerals as those used in FIG. 4 are used in FIG. 6, and the explanation thereof will be omitted.

電歪素子1の外周囲の全体は、絶縁性と防湿性とを兼ね
備えた単一の被覆層5により密着的に被覆されている。
The entire outer periphery of the electrostrictive element 1 is tightly covered with a single coating layer 5 having both insulation and moisture-proof properties.

そして、この単一の被覆層5は、酸化シリコン(S 1
02 )等の絶縁性の酸化物層やその化合物層、または
ガラス層からなる。ここで、前者の酸化物層やその化合
物層の形成手段としては、蒸着、イオンブレーティング
、スパッタリング、気相成長法等の手段を挙げることが
できる。特に、酸化シリコン(5102)を形成する場
合としては、非被覆状態の圧電素子を加熱し、この加熱
された圧電素子上で、モノンラン(SiHl)とホスフ
ィン(PH3>と酸素とを反応させて形成すること等を
挙げることができる。また、後者のガラス層の形成手段
としては、ガラス質を焼成する手段等を挙げることがで
きる。なお、このような実施例4の電歪素子1は、第3
の実施例で説明した弁7に使用されている。
This single covering layer 5 is made of silicon oxide (S 1
It consists of an insulating oxide layer such as 02), a compound layer thereof, or a glass layer. Here, the former oxide layer or its compound layer can be formed by means such as vapor deposition, ion blasting, sputtering, and vapor phase growth. In particular, when forming silicon oxide (5102), it is formed by heating an uncovered piezoelectric element and reacting monolan (SiHl), phosphine (PH3>, and oxygen) on the heated piezoelectric element. In addition, as a means for forming the latter glass layer, a method for firing a glass material, etc. can be mentioned.The electrostrictive element 1 of Example 4 is 3
It is used in the valve 7 described in the embodiment.

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。
Although the invention made by the present inventor has been specifically explained above based on Examples, it goes without saying that the present invention is not limited to the Examples and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Nor.

たとえば、前記した実施例においては電歪素子として積
層形、バイモルフ形のものを示したが、ユニモルフ形の
ものでもよく、あるいはバイモルフ形を多重にしたもの
など、如何なるものでもよい。
For example, in the above-described embodiments, a laminated type or a bimorph type electrostrictive element is shown, but it may be a unimorph type, a bimorph type multiplexed type, or any other type.

また、被覆層としては、絶縁性と防湿性を兼ね備えてい
るものであれば、前記以外のものを用5することができ
る。
Moreover, as the coating layer, materials other than those mentioned above can be used as long as they have both insulation and moisture-proof properties.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

(1)1本発明は絶縁性と防湿性とを兼ね備えた被覆層
により被覆されている構造の電歪素子であるので、その
被覆層により絶を象性能と防湿性能とをともに得ること
ができ、電歪素子の吸湿ないし透湿に起因する絶縁特性
の劣化、この劣化による漏れ電流の増大、絶縁破壊、更
には電界の強さの低下による変位の減少を防止すること
ができる。
(1) 1 Since the present invention is an electrostrictive element covered with a coating layer having both insulation and moisture-proofing properties, the coating layer can provide both outstanding performance and moisture-proofing performance. It is possible to prevent deterioration of insulating properties due to moisture absorption or permeation of the electrostrictive element, an increase in leakage current and dielectric breakdown due to this deterioration, and furthermore, a decrease in displacement due to a decrease in electric field strength.

(2)0本発明の電歪素子を升における弁体の駆動用と
して用いれば、前記(1)の結果かろして、その弁の性
能の向上を図ることができる。
(2) If the electrostrictive element of the present invention is used to drive a valve body in a box, the performance of the valve can be improved as a result of the above (1).

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例である電歪素子の略断面図、
第2図は第1図に示す電歪素子を用いた弁の断面図、第
3図は本発明の他の一実施例である電歪素子の略断面図
、第4図は不発明のさらに他の一実施例である電歪素子
の略断面図、第5図は第4図に示す電歪素子を用いた弁
の断面図、第6図は本発明のさらに他の一実施例である
電歪素子の略断面図である。 1・・・・・・電歪素子、 2・・・・・・圧電セラミック層、 3・・・・・・金冨座、 4・・・・・・内部電極、 5・・・・・・被覆層、 5a・・・・・絶縁層、 5b・・・・・防湿1. 6・・・・・・リード線、 6a・・・・・抵抗体、 7 ・ ・ ・ ・ ・ ・汁、 8・・・・・・本体、 8a・・・・・高分子材、 9・・・・・・入口流路(IN)、 10・・・・・・排気流路(EXH)、11.12・・
・弁座、 13・・・・・・出口流路(OUT)、14・・・・・
・変位拡大機構、 14a・・・・・枠材、 14b・・・・・アーム、 15.16・・・弁体、 17.18・・・緩衝機構、 17a・・・・・固定子、 17b・・・・・ばね、 17c・・・・・可動子、 19・・・・・・助勢ばね、 20・・・・・・金属板、 21、 22  ・ ・ ・電極、 A・・・・・・弁体室。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an electrostrictive element which is an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a sectional view of a valve using the electrostrictive element shown in FIG. 1, FIG. 3 is a schematic sectional view of an electrostrictive element according to another embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 5 is a schematic sectional view of an electrostrictive element according to another embodiment, FIG. 5 is a sectional view of a valve using the electrostrictive element shown in FIG. 4, and FIG. 6 is a schematic sectional view of another embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an electrostrictive element. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Electrostrictive element, 2... Piezoelectric ceramic layer, 3... Gold Tomiza, 4... Internal electrode, 5... Covering layer, 5a... Insulating layer, 5b... Moisture proofing 1. 6...Lead wire, 6a...Resistor, 7...Soup, 8...Main body, 8a...Polymer material, 9... ...Inlet flow path (IN), 10...Exhaust flow path (EXH), 11.12...
・Valve seat, 13... Outlet flow path (OUT), 14...
・Displacement magnifying mechanism, 14a...Frame material, 14b...Arm, 15.16...Valve body, 17.18...Buffer mechanism, 17a...Stator, 17b ... Spring, 17c ... Mover, 19 ... Helping spring, 20 ... Metal plate, 21, 22 ... Electrode, A ...・Valve body chamber.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)、絶縁性と防湿性とを兼ね備えた被覆層により被
覆されている電歪素子。
(1) An electrostrictive element coated with a coating layer having both insulation and moisture-proof properties.
(2)、被覆層が、絶縁層と防湿層との複数の層から形
成されていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の電歪素子。
(2) The electrostrictive element according to claim 1, wherein the coating layer is formed of a plurality of layers including an insulating layer and a moisture-proof layer.
(3)、絶縁層が、高分子層であることを特徴とする特
許請求の範囲第2項記載の電歪素子。
(3) The electrostrictive element according to claim 2, wherein the insulating layer is a polymer layer.
(4)、防湿層が、金属層であることを特徴とする特許
請求の範囲第2項記載の電歪素子。
(4) The electrostrictive element according to claim 2, wherein the moisture-proof layer is a metal layer.
(5)、被覆層が、単一の層から形成されていることを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の電歪素子。
(5) The electrostrictive element according to claim 1, wherein the covering layer is formed from a single layer.
(6)、被覆層が、酸化シリコン層であることを特徴と
する特許請求の範囲第5項記載の電歪素子。
(6) The electrostrictive element according to claim 5, wherein the covering layer is a silicon oxide layer.
(7)、被覆層が、ガラス層であることを特徴とする特
許請求の範囲第5項記載の電歪素子。
(7) The electrostrictive element according to claim 5, wherein the coating layer is a glass layer.
(8)、弁体の駆動用の電歪素子であることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の電歪素子。
(8) The electrostrictive element according to claim 1, which is an electrostrictive element for driving a valve body.
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