KR20170134678A

KR20170134678A - 압전식 리니어 액츄에이터, 압전 구동 밸브 및 유량 제어 장치

Info

Publication number: KR20170134678A
Application number: KR1020177032126A
Authority: KR
Inventors: 코헤이 시교우; 타카시 히로세; 코우지 니시노; 료우스케 도히; 나오후미 야스모토
Original assignee: 가부시키가이샤 후지킨
Priority date: 2015-08-21
Filing date: 2016-08-09
Publication date: 2017-12-06
Also published as: JP6799859B2; JPWO2017033423A1; US20180240961A1; TW201722057A; KR102009242B1; WO2017033423A1; CN107925368A; CN107925368B; US10573801B2; TWI632766B

Abstract

(과제) 압전식 리니어 액츄에이터, 압전 구동 밸브 및 유량 제어 장치를 박형화한다.
(해결 수단) 적층 압전 액츄에이터(2)와, 적층 압전 액츄에이터(2)를 지지 함과 아울러 상기 적층 압전 액츄에이터(2)의 좌우 측방으로 연장되는 하부 지지 부재(3)와, 적층 압전 액츄에이터(2)의 좌우 양측을 따라 연장됨과 아울러 하부 지지 부재(3)에 대하여 상하 이동 가능하게 교차하고 또한 적층 압전 액츄에이터(2)의 압전 효과에 의한 변위를 전달하는 한 쌍의 변위 전달 부재(5)와, 하부 지지 부재(3)의 하방에 있어서 한 쌍의 변위 전달 부재(5)에 록킹되고 양 변위 전달 부재(5)의 하단부끼리를 연결하는 출력부(8)를 구비한 압전식 리니어 액츄에이터(1)로서, 상기 변위 전달 부재(5)의 각각은 적층 압전 액츄에이터(2)의 외주면을 따르는 원호 형상 내주면을 갖고 또한 원호 형상 내주면에 이어진 측면을 갖는 장척 부재 형상으로 형성되어 있고, 각 변위 전달 부재(5)의 하단부에 하부 지지 부재(3)가 삽입통과되는 세로로 긴 가이드 구멍(5a)이 대향 형상으로 형성되어 있고, 상기 가이드 구멍(5a)의 하방측의 내주 가장자리부에 상기 출력부(8)가 록킹되어 있고, 상기 출력부(8)는 상단부가 한 쌍의 변위 전달 부재(5)의 하단부 사이에 삽입되는 원주 형상부(8a)와, 원주 형상부(8a)의 외주면에 하부 지지 부재(3)를 따라 돌출 형성되고 한 쌍의 변위 전달 부재(5)의 가이드 구멍(5a)의 하방측의 내주 가장자리부에 록킹되는 한 쌍의 암부(8b)를 구비하고, 상기 한 쌍의 변위 전달 부재의 폭 치수가 상기 적층 압전 액츄에이터의 폭 치수와 동일 또는 동 정도의 치수로 형성되어 있다.

Description

압전식 리니어 액츄에이터, 압전 구동 밸브 및 유량 제어 장치

본 발명은 적층 압전 액츄에이터를 사용한 압전식 리니어 액츄에이터, 상기 압전식 리니어 액츄에이터를 구비하는 압전 구동 밸브 및 상기 압전 구동 밸브를 구비하는 유량 제어 장치에 관한 것이다.

종래, 리니어 액츄에이터의 구동부나 밸브의 구동부에 있어서 압전 소자를 적층해서 구성된 적층 압전 액츄에이터가 다용되고, 적층 압전 액츄에이터를 사용한 압전 구동 밸브에 의해 유량을 제어하는 유량 제어 장치도 알려져 있다.

이 종류의 유량 제어 장치의 일례로서, 도 23에 나타내는 유량 제어 장치(30)은 보디(31)의 내부의 유로(32)에 개재된 금속 다이어프램 밸브 등의 밸브체(33)를 보디(31)에 부착된 적층 압전 액츄에이터(34)에 의해 개폐 조작할 수 있도록 되어 있다(특허문헌 1∼3 등).

도 23에 나타내는 유량 제어 장치(30)는 압력식 유량 제어 장치라고 불리고, 유로(32)에 개재된 오리피스(35)의 하류측 압력(P₂)과 상류측 압력(P₁) 사이에 (P₁/P₂)≥약 2의 소위 임계 팽창 조건이 유지되어 있으면, 오리피스(35)를 유통하는 가스 유량(Q)이 Q=KP₁(단, K는 정수)의 관계가 된다.

이러한 관계를 이용하여, 압력 검출기(36)에 의해 검출되는 상류측 압력(P₁)을 상류측 밸브를 이용하여 피드백 제어함으로써 유량(Q)을 고밀도로 제어할 수 있고, 더욱이 밸브체(33)의 상류측 가스의 압력이 크게 변화되어도 제어 유량값이 거의 변화되지 않는다고 하는 우수한 특성을 발휘할 수 있다. 상류측 압력(P₁)의 고정밀도의 제어는 응답성이 우수한 적층 압전 액츄에이터(34)를 사용한 압전 구동 밸브에 의해 이루어질 수 있다.

일본 특허공개 2003-120832호 공보 일본 특허공개 평 8-338546호 공보 일본 특허공개 2010-151698호 공보

최근, 특히 반도체 제조 장치의 분야에 있어서는 가스 공급계의 소형화가 요구되고 있기 때문에, 가스 공급계를 구성하는 밸브나 유량 제어 장치에 대해서 소형화가 요구되고 있다.

그러나, 밸브의 개폐 동작에 필요로 되는 추진력은 밸브에 흐르는 가스의 유량이나 압력 등의 조건에 의해 결정되기 때문에, 단순하게 적층 압전 액츄에이터를 소형화할 수는 없어서, 유량 제어 장치 전체의 소형화를 저해하고 있었다.

그래서, 본 발명은 적층 압전 액츄에이터는 종래와 마찬가지임에도 불구하고, 압전식 리니어 액츄에이터를 박형화하는 것, 압전식 리니어 액츄에이터를 구비하는 압전 구동 밸브를 소형화하는 것, 및 압전 구동 밸브를 구비하는 유량 제어 장치를 소형화하는 것을 주된 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 압전식 리니어 액츄에이터의 제 1 측면은 원주 형상의 적층 압전 액츄에이터와, 상기 적층 압전 액츄에이터를 지지함과 아울러 상기 적층 압전 액츄에이터의 좌우 측방으로 연장되는 하부 지지 부재와, 상기 적층 압전 액츄에이터의 좌우 양측을 따라 연장됨과 아울러 상기 하부 지지 부재에 대하여 슬라이딩 가능하게 교차하고 또한 상기 적층 압전 액츄에이터의 압전 효과에 의한 변위를 전달하는 한 쌍의 변위 전달 부재와, 상기 하부 지지 부재의 하방에 있어서 상기 한 쌍의 변위 전달 부재에 록킹되고 상기 양 변위 전달 부재의 하단부끼리를 연결하는 출력부를 구비한 압전식 리니어 액츄에이터로서, 상기 변위 전달 부재의 각각은 상기 적층 압전 액츄에이터의 외주면을 따르는 원호 형상 내주면을 갖고 또한 원호 형상 내주면에 이어진 측면을 갖는 장척 부재 형상으로 형성되어 있고, 상기 각 변위 전달 부재의 하단부에 상기 하부 지지 부재가 삽입통과되는 세로로 긴 가이드 구멍이 대향 형상으로 형성되어 있고, 상기 가이드 구멍의 하방측의 내주 가장자리부에 상기 출력부가 록킹되어 있고, 상기 출력부는 상단부가 상기 한 쌍의 변위 전달 부재의 하단부 사이에 삽입되는 원주 형상부와, 상기 원주 형상부의 외주면에 상기 하부 지지 부재를 따라 돌출 형성되고 상기 한 쌍의 변위 전달 부재의 가이드 구멍의 하방측의 내주 가장자리부에 록킹되는 한 쌍의 암부를 구비하고, 상기 한 쌍의 변위 전달 부재의 폭 치수가 상기 적층 압전 액츄에이터의 폭 치수와 동일 또는 동 정도의 치수로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 압전식 리니어 액츄에이터의 제 2 측면은, 상기 제 1 측면에 있어서, 상기 한 쌍의 변위 전달 부재의 가이드 구멍의 하방측의 내주 가장자리부를 상기 출력부의 각 암이 록킹되는 록킹부로 하고, 상기 출력부의 각 암부의 하면에 상기 록킹부에 착탈 가능하게 감합되어 위치 결정되는 상기 록킹부와 동일 형상의 록킹홈을 형성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 압전식 리니어 액츄에이터의 제 3 측면은, 상기 제 2 측면에 있어서, 상기 록킹부 및 상기 록킹홈은 평면 형상에 있어서 동일 원주 상에 위치하는 원호 형상으로 한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 압전식 리니어 액츄에이터의 제 4 측면은, 상기 제 1 측면에 있어서, 상기 하부 지지 부재가 연결되는 보닛을 더 구비하고, 상기 보닛에는 상기 한 쌍의 변위 전달 부재의 하단부, 상기 원주 형상부의 상부, 상기 한 쌍의 암부 및 상기 탄성체가 수용되는 오목부와, 상기 원주 형상부의 하부가 슬라이딩 가능하게 삽입되는 통과 구멍이 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 압전식 리니어 액츄에이터의 제 5 측면은, 상기 제 4 측면에 있어서, 상기 출력부는 상기 원주 형상부의 하부 외주면에 형성한 환 형상 홈에 감합된 환 형상의 밀봉 부재를 통해서 상기 통과 구멍에 슬라이딩 가능하게 지지되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 압전식 리니어 액츄에이터의 제 6 측면은, 상기 제 4 측면에 있어서, 상기 보닛은 상기 적층 압전 액츄에이터의 폭 치수와 동일 또는 동 정도의 치수로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 압전 구동 밸브의 제 1 측면은, 원주 형상의 적층 압전 액츄에이터와, 상기 적층 압전 액츄에이터를 지지함과 아울러 상기 적층 압전 액츄에이터의 좌우 측방으로 연장되는 하부 지지 부재와, 상기 적층 압전 액츄에이터의 좌우 양측을 따라 연장됨과 아울러 상기 하부 지지 부재에 대하여 슬라이딩 가능하게 교차하고 또한 상기 적층 압전 액츄에이터의 압전 효과에 의한 변위를 전달하는 한 쌍의 변위 전달 부재와, 상기 하부 지지 부재의 하방에 있어서 상기 한 쌍의 변위 전달 부재에 록킹되고 상기 양 변위 전달 부재의 하단부끼리를 연결하는 출력부를 구비한 압전식 리니어 액츄에이터로서, 상기 변위 전달 부재의 각각은 상기 적층 압전 액츄에이터의 외주면을 따르는 원호 형상 내주면을 갖고 또한 원호 형상 내주면에 이어진 측면을 갖는 장척 부재 형상으로 형성되어 있고, 상기 각 변위 전달 부재의 하단부에 상기 하부 지지 부재가 삽입통과되는 세로로 긴 가이드 구멍이 대향 형상으로 형성되어 있고, 상기 가이드 구멍의 하방측의 내주 가장자리부에 상기 출력부가 록킹되어 있고, 상기 출력부는 상단부가 상기 한 쌍의 변위 전달 부재의 하단부 사이에 삽입되는 원주 형상부와, 상기 원주 형상부의 외주면에 상기 하부 지지 부재를 따라 돌출 형성되고 상기 한 쌍의 변위 전달 부재의 가이드 구멍의 하방측의 내주 가장자리부에 록킹되는 한 쌍의 암부를 구비하고, 상기 한 쌍의 변위 전달 부재의 폭 치수가 상기 적층 압전 액츄에이터의 폭 치수와 동일 또는 동 정도의 치수로 형성되어 있는 압전식 리니어 액츄에이터와,

상기 압전식 리니어 액츄에이터가 부착되고, 내부에 유로가 형성된 보디와,

상기 압전식 리니어 액츄에이터의 상기 출력부와 겸용의 밸브 로드와,

상기 밸브 로드의 조작에 의해 상기 유로를 개폐하는 밸브체를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 압전 구동 밸브의 제 2 측면은, 상기 압전 구동 밸브의 제 1 측면에 있어서, 상기 한 쌍의 변위 전달 부재의 가이드 구멍의 하방측의 내주 가장자리부를 상기 출력부의 각 암이 록킹되는 록킹부로 하고, 상기 출력부의 각 암부의 하면에 상기 록킹부에 착탈 가능하게 감합되어 위치 결정되는 상기 록킹부와 같은 형상의 록킹홈을 형성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 압전 구동 밸브의 제 3 측면은, 상기 압전 구동 밸브의 제 2 측면에 있어서, 상기 록킹부 및 상기 록킹홈은 평면 형상에 있어서 동일 원주 상에 위치하는 원호 형상으로 한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 압전 구동 밸브의 제 4 측면은, 상기 압전 구동 밸브의 제 1 측면에 있어서, 상기 하부 지지 부재가 연결되는 보닛을 더 구비하고, 상기 보닛에는 상기 한 쌍의 변위 전달 부재의 하단부, 상기 원주 형상부의 상부, 상기 한 쌍의 암부 및 상기 탄성체가 수용되는 오목부와, 상기 원주 형상부의 하부가 슬라이딩 가능하게 삽입되는 통과 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 압전 구동 밸브의 제 5 측면은, 상기 압전 구동 밸브의 제 4 측면에 있어서, 상기 출력부는 상기 원주 형상부의 하부 외주면에 형성한 환 형상 홈에 감합된 환 형상의 밀봉 부재를 통해서 상기 통과 구멍에 슬라이딩 가능하게 지지되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 압전 구동 밸브의 제 6 측면은, 상기 압전 구동 밸브의 제 4 측면에 있어서, 상기 보닛은 상기 적층 압전 액츄에이터의 폭 치수와 동일 또는 동 정도의 치수로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 압전 구동 밸브의 제 7 측면은, 상기 압전 구동 밸브의 제 1 측면에 있어서, 상기 밸브체가 금속 다이어프램 밸브체인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 유량 제어 장치의 제 1 측면은, 원주 형상의 적층 압전 액츄에이터와, 상기 적층 압전 액츄에이터를 지지함과 아울러 상기 적층 압전 액츄에이터의 좌우 측방으로 연장되는 하부 지지 부재와, 상기 적층 압전 액츄에이터의 좌우 양측을 따라 연장됨과 아울러 상기 하부 지지 부재에 대하여 슬라이딩 가능하게 교차하고 또한 상기 적층 압전 액츄에이터의 압전 효과에 의한 변위를 전달하는 한 쌍의 변위 전달 부재와, 상기 하부 지지 부재의 하방에 있어서 상기 한 쌍의 변위 전달 부재에 록킹되고 상기 양 변위 전달 부재의 하단부끼리를 연결하는 출력부를 구비한 압전식 리니어 액츄에이터로서, 상기 변위 전달 부재의 각각은 상기 적층 압전 액츄에이터의 외주면을 따르는 원호 형상 내주면을 갖고 또한 원호 형상 내주면에 이어진 측면을 갖는 장척 부재 형상으로 형성되어 있고, 상기 각 변위 전달 부재의 하단부에 상기 하부 지지 부재가 삽입통과되는 세로로 긴 가이드 구멍이 대향 형상으로 형성되어 있고, 상기 가이드 구멍의 하방측의 내주 가장자리부에 상기 출력부가 록킹되어 있고, 상기 출력부는 상단부가 상기 한 쌍의 변위 전달 부재의 하단부 사이에 삽입되는 원주 형상부와, 상기 원주 형상부의 외주면에 상기 하부 지지 부재를 따라 돌출 형성되고 상기 한 쌍의 변위 전달 부재의 가이드 구멍의 하방측의 내주 가장자리부에 록킹되는 한 쌍의 암부를 구비하고, 상기 한 쌍의 변위 전달 부재의 폭 치수가 상기 적층 압전 액츄에이터의 폭 치수와 동일 또는 동 정도의 치수로 형성되어 있는 압전식 리니어 액츄에이터와,

상기 압전식 리니어 액츄에이터가 부착되고 내부에 유로가 형성된 보디와, 상기 출력부와 겸용의 밸브 로드와, 상기 밸브 로드의 조작에 의해 상기 유로를 개폐하는 밸브체를 구비하는 압전 구동 밸브와,

상기 압전 구동 밸브를 개폐 제어하는 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 유량 제어 장치의 제 2 측면은, 상기 유량 제어 장치의 제 1 측면에 있어서, 상기 한 쌍의 변위 전달 부재의 가이드 구멍의 하방측의 내주 가장자리부를 상기 출력부의 각 암이 록킹되는 록킹부로 하고, 상기 출력부의 각 암부의 하면에 상기 록킹부에 착탈 가능하게 감합되어 위치 결정되는 상기 록킹부와 같은 형상의 록킹홈을 형성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 유량 제어 장치의 제 3 측면은, 상기 유량 제어 장치의 제 2 측면에 있어서, 상기 록킹부 및 상기 록킹홈은 평면 형상에 있어서 동일 원주 상에 위치하는 원호 형상으로 한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 유량 제어 장치의 제 4 측면은, 상기 유량 제어 장치의 제 1 측면에 있어서, 상기 하부 지지 부재가 연결되는 보닛을 더 구비하고, 상기 보닛에는 상기 한 쌍의 변위 전달 부재의 하단부, 상기 원주 형상부의 상부, 상기 한 쌍의 암부 및 상기 탄성체가 수용되는 오목부와, 상기 원주 형상부의 하부가 슬라이딩 가능하게 삽입되는 통과 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 유량 제어 장치의 제 5 측면은, 상기 유량 제어 장치의 제 4 측면에 있어서, 상기 출력부는 상기 원주 형상부의 하부 외주면에 형성한 환 형상 홈에 감합된 환 형상 밀봉 부재를 통해서 상기 통과 구멍에 슬라이딩 가능하게 지지되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 유량 제어 장치의 제 6 측면은, 상기 유량 제어 장치의 제 4 측면에 있어서, 상기 보닛은 상기 적층 압전 액츄에이터의 폭 치수와 동일 또는 동 정도의 치수로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 유량 제어 장치의 제 7 측면은, 상기 유량 제어 장치의 제 1 측면에 있어서, 상기 밸브체의 하류측의 유로 내에 개재된 오리피스와, 상기 오리피스의 상류측의 유로 내의 압력을 검출하는 압력 검출기를 더 구비하고, 상기 제어 장치는 상기 압력 검출기의 검출값에 의거하여 상기 압전 구동 밸브를 개폐 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 유량 제어 장치의 제 8 측면은, 상기 유량 제어 장치의 제 1 측면에 있어서, 상기 보디에 연결되고 상기 보디의 상류측의 유로에 연통하는 입구측 유로를 갖는 입구측 블록과, 상기 보디에 연결되고 상기 보디의 하류측의 유로에 연통하는 출구측 유로를 가짐과 아울러, 상기 출구측 유로 내의 압력을 검출하는 압력 검출기를 설치한 출구측 블록을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 상기 구성을 채용함으로써, 적층 압전 액츄에이터의 좌우에 구성 부재를 집약하고, 구성 부재의 폭 치수를 적층 압전 액츄에이터의 폭 치수와 동일 또는 동 정도의 치수로 각각 형성함으로써 압전식 리니어 액츄에이터를 극한까지, 즉 적층 압전 액츄에이터의 폭 치수까지 박형화가 가능해지고, 이러한 적층 압전 액츄에이터를 사용한 압전 구동 밸브 및 유량 제어 장치도 대폭의 박형화가 가능해진다.

도 1은 본 발명에 따른 압전식 리니어 액츄에이터의 일 실시형태를 나타내는 정면도이다.
도 2는 압전식 리니어 액츄에이터의 측면도이다.
도 3은 압전식 리니어 액츄에이터의 평면도이다.
도 4는 압전식 리니어 액츄에이터의 확대 종단 정면도이다.
도 5는 압전식 리니어 액츄에이터의 확대 종단 측면도이다.
도 6은 압전식 리니어 액츄에이터의 구성 부재인 하부 지지 부재의 평면도이다.
도 7은 하부 지지 부재의 종단 정면도이다.
도 8은 압전식 리니어 액츄에이터의 구성 부재인 압박 부재의 평면도이다.
도 9는 압박 부재의 종단 정면도이다.
도 10은 압전식 리니어 액츄에이터의 구성 부재인 한 쌍의 변위 전달 부재의 사시도이다.
도 11은 한 쌍의 변위 전달 부재의 측면도이다.
도 12는 한 쌍의 변위 전달 부재의 종단 정면도이다.
도 13은 압전식 리니어 액츄에이터의 구성 부재인 상부 연결 부재의 평면도이다.
도 14는 상부 연결 부재의 종단 정면도이다.
도 15는 압전식 리니어 액츄에이터의 구성 부재인 출력부의 평면도이다.
도 16은 출력부의 저면도이다.
도 17은 출력부의 종단 정면도이다.
도 18은 압전식 리니어 액츄에이터의 구성 부재인 보닛의 평면도이다.
도 19는 보닛의 종단 정면도이다.
도 20은 본 발명에 따른 유량 제어 장치의 일 실시형태를 나타내는 종단 정면도이다.
도 21은 유량 제어 장치의 측면도이다.
도 22는 유량 제어 장치의 평면도이다.
도 23은 종래의 압력식 유량 제어 장치를 나타내는 종단 정면도이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 1∼도 4는 본 발명에 따른 압전식 리니어 액츄에이터(1)의 일 실시형태를 나타내는 것이며, 상기 압전식 리니어 액츄에이터(1)는 원주 형상의 적층 압전 액츄에이터(2)와, 적층 압전 액츄에이터(2)를 지지함과 아울러 상기 적층 압전 액츄에이터(2)의 좌우 측방으로 연장되는 하부 지지 부재(3)와, 적층 압전 액츄에이터(2)를 상부로부터 압박하는 압박 부재(4)와, 적층 압전 액츄에이터(2)의 좌우 양측을 따라 연장됨과 아울러 하부 지지 부재(3)에 대하여 상하 이동 가능하게 교차하고 또한 적층 압전 액츄에이터(2)의 압전 효과에 의한 변위를 전달하는 한 쌍의 변위 전달 부재(5)와, 한 쌍의 변위 전달 부재(5)의 상단부끼리를 연결하는 상부 연결 부재(6)와, 상부 연결 부재(6)에 설치되고 한 쌍의 변위 전달 부재(5)의 상기 압박 부재(4)에 대한 상대 높이 위치를 조절 가능한 조절 나사(7)와, 하부 지지 부재(3)의 하방에 있어서 한 쌍의 변위 전달 부재(5)에 록킹되고 양 변위 전달 부재(5)의 하단부끼리를 연결하는 출력부(8)와, 하부 지지 부재(3)와 출력부(8)의 사이에 끼워 설치되고 출력부(8)를 하방으로 바이어싱하는 탄성체(9)와, 하부 지지 부재(3)가 고정되는 보닛(10)을 구비하고 있다.

상기 적층 압전 액츄에이터(2)에는 원통 형상의 금속제의 케이싱 내에 적층형의 압전 소자를 수용해서 밀봉한 소위 원주 형상의 금속 밀봉형 적층 압전 액츄에이터가 사용되고 있다. 이 적층 압전 액츄에이터(2)는 압전 소자의 신축에 따라 케이싱의 선단부에 형성한 반구상 볼록부(2a)가 적층 압전 액츄에이터(2)의 축심을 따라 왕복 이동하도록 되어 있다.

상기 하부 지지 부재(3)는 스테인리스재 등의 금속재에 의해 적층 압전 액츄에이터(2)의 폭(직경) 치수와 동일 또는 동 정도의 폭 치수의 판 형상 부재로 형성되어 있고, 도 4에 나타나 있는 바와 같이 2개의 평행핀(11)에 의해 위치 결정된 상태에서 보닛(10) 상에 설치되어 있다. 여기에서, 동 정도의 치수란, 적층 압전 액츄에이터(2)의 폭(직경) 치수에 대하여 ±1mm 위치의 범위 내의 치수를 말한다. 이하, 동 정도의 치수란, 상기 수치의 범위 내의 치수를 말한다. 또한, 이 실시형태에서는 하부 지지 부재(3)의 최대 폭 치수는 적층 압전 액츄에이터(2)의 폭(직경) 치수보다 약간 작은 치수로 형성되어 있다.

또한, 하부 지지 부재(3)의 중앙부 상면에는 적층 압전 액츄에이터(2)의 반구상 볼록부(2a)가 지지 적재되는 원추 형상 오목부(3a)가 형성되어 있음과 아울러, 하부 지지 부재(3)의 좌우 양측에는 고정 볼트가 삽입통과되는 관통공(3b)이 각각 형성되어 있다(도 6 및 도 7 참조).

또한, 하부 지지 부재(3)는, 도 6에 나타나 있는 바와 같이, 길이 방향의 중간 부분(한 쌍의 변위 전달 부재(5)의 하단부와 교차하는 부분)이 양단 부분보다 가는 폭으로 형성되어 있고, 한 쌍의 변위 전달 부재(5)에의 조립시에는 한 쌍의 변위 전달 부재(5)의 하단부에 형성한 가이드 구멍(5a)에 삽입통과시키고 나서 길이 방향 축선 주위로 90°회전시킴으로써, 판면을 수평으로 한 상태로 된다.

상기 압박 부재(4)는 스테인리스재 등의 금속재에 의해 적층 압전 액츄에이터(2)의 폭(직경) 치수와 동일 또는 동 정도의 폭(직경) 치수의 원반 형상 부재로 형성되어 있고, 압박 부재(4)의 상면의 중앙 위치에는 조절 나사(7)의 선단이 압박 상태에서 접촉하는 원추 형상 오목부(4a)가 형성되어 있음과 아울러, 압박 부재(4)의 하면에는 적층 압전 액츄에이터(2)의 상단이 밀착 상태에서 감합되는 접시 형상 오목부(4b)가 형성되어 있다(도 8 및 도 9 참조). 또한, 이 실시형태에서는 압박 부재(4)의 폭(직경) 치수는 적층 압전 액츄에이터(2)의 폭(직경) 치수보다 약간 큰 치수로 형성되어 있다.

또한, 압박 부재(4)의 외주 가장자리부에는, 도 8에 나타나 있는 바와 같이, 적층 압전 액츄에이터(2)의 리드 단자(도시 생략)를 통과시키기 위한 노치홈(4c)이 대향 형상으로 형성되어 있다.

상기 한 쌍의 변위 전달 부재(5)는 열팽창계수가 작은 인바재 등의 금속재에 의해 적층 압전 액츄에이터(2)의 외주면을 따르는 원호 형상 내주면을 갖고 또한 원호 형상 내주면에 이어진 평행한 측면을 갖는 장척 판 형상으로 형성되어 있다.

즉, 한 쌍의 변위 전달 부재(5)는 적층 압전 액츄에이터(2)를 둘러싸는 크기의 금속제 원통 형상 부재의 대향하는 부분을 평행 형상으로 커팅하고, 원통 형상 부재를 길이 방향을 따라 2개로 분할한 형태를 나타내고 있다(도 10 참조). 그 결과, 한 쌍의 변위 전달 부재(5)의 최대 폭은 적층 압전 액츄에이터(2)의 폭(직경)과 동일 또는 동 정도의 치수로 형성되게 된다. 이 실시형태에 있어서는 한 쌍의 변위 전달 부재(5)의 최대 폭 치수는 적층 압전 액츄에이터(2)의 폭(직경) 치수보다 조금 큰 치수로 형성되어 있다.

또한, 한 쌍의 변위 전달 부재(5)의 하단부에는 하부 지지 부재(3)가 수평 자세로 삽입통과되는 세로로 긴 가이드 구멍(5a)이 대향 형상으로 형성되어 있음과 아울러, 상기 가이드 구멍(5a)의 하방측의 내주 가장자리부를 출력부(8)가 록킹되는 록킹부(5b)로 하고 있다(도 10∼도 12 참조). 또한, 세로로 긴 가이드 구멍(5a)은 한 쌍의 변위 전달 부재(5)의 하단부를 하부 지지 부재(3)에 대하여 상하 이동 가능하게 할 수 있는 치수로 형성되어 있다. 또한, 록킹부(5b)는 평면 형상에 있어서 원호 형상으로 형성되어 있다.

또한, 한 쌍의 변위 전달 부재(5)의 상단부에는 상부 연결 부재(6)를 고정 나사(12)에 의해 고정하기 위한 암나사 구멍(5c)이 대향 형상으로 형성되어 있다.

상기 상부 연결 부재(6)는 스테인리스재 등의 금속재에 의해 적층 압전 액츄에이터(2)의 폭(직경) 치수와 동일 또는 동 정도의 폭 치수의 대략 역 U자 형상 부재로 형성되어 있고, 압박 부재(4)에 대향하는 평판부(6a)와, 평판부(6a)의 양단에 이어 설치되고, 한 쌍의 변위 전달 부재(5)의 상단부 외주면에 면접촉하는 한 쌍의 원호부(6b)를 구비하고 있다(도 13 및 도 14 참조). 이 실시형태에 있어서는, 상부 연결 부재(6)의 최대 폭 치수는 적층 압전 액츄에이터(2)의 폭(직경) 치수보다 조금 큰 치수로 형성되어 있다.

또한, 상부 연결 부재(6)의 평판부(6a)의 중앙 위치에는 조절 나사(7)가 상하 이동 가능하게 나사 결합되는 암나사 구멍(6c)이 형성되어 있음과 아울러, 상부 연결 부재(6)의 한 쌍의 원호부(6b)에는 통과 구멍(6d)이 대향 형상으로 형성되어 있다(도 13 참조).

더욱이, 상부 연결 부재(6)의 평판부(6a)의 양측면에는, 도 13에 나타나 있는 바와 같이, 압박 부재(4)의 노치홈(4c)에 합치하고 또한 적층 압전 액츄에이터(2)의 리드 단자(도시 생략)를 통과시키기 위한 노치홈(6e)이 대향 형상으로 형성되어 있다.

그리고, 상기 상부 연결 부재(6)는 한 쌍의 변위 전달 부재(5)의 상단부에 덮혀지고 상부 연결 부재(6)의 통과 구멍(6d)에 삽입통과한 고정 나사(12)를 한 쌍의 변위 전달 부재(5)의 암나사 구멍(5c)에 조임으로써, 한 쌍의 변위 전달 부재(5)의 상단부끼리를 연결할 수 있고, 또한 상부 연결 부재(6)의 암나사 구멍(6c)에 조절 나사(7)를 돌려 삽입하고, 조절 나사(7)의 선단을 압박 부재(4)의 원추 형상 오목부(4a)에 접촉시키고, 조절 나사(7)의 조임 정도를 조절함으로써, 압박 부재(4)에 대한 한 쌍의 변위 전달 부재(5)의 상대 높이 위치를 조절 가능하게 되어 있다. 또한, 조절 나사(7)에는 로크너트(13)가 나사 결합되어 있다.

상기 출력부(8)는 스테인리스재 등의 금속재에 의해 형성되어 있고, 상단부가 한 쌍의 변위 전달 부재(5)의 하단부 사이에 삽입되는 원주 형상부(8a)와, 원주 형상부(8a)의 중간부 외주면에 하부 지지 부재(3)를 따르는 자세로 돌출 형성되고, 한 쌍의 변위 전달 부재(5)의 각 록킹부(5b)에 각각 록킹되는 한 쌍의 암부(8b)를 구비하고 있다(도 15∼도 17 참조). 이 출력부(8)의 원주 형상부(8a)의 최대 폭(최대 직경) 치수는 적층 압전 액츄에이터(2)의 폭(직경) 치수와 동일 또는 동 정도의 폭 치수로 형성되어 있고, 이 실시형태에서는 출력부(8)의 원주 형상부(8a)의 최대 폭(최대 직경) 치수는 적층 압전 액츄에이터(2)의 폭(직경) 치수보다 약간 작은 치수로 형성되어 있다.

또한, 출력부(8)의 각 암부(8b)의 하면에는, 도 16 및 도 17에 나타나 있는 바와 같이, 한 쌍의 변위 전달 부재(5)의 록킹부(5b)에 착탈 가능하게 감합되어 위치 결정되는 상기 록킹부(5b)와 같은 원호 형상의 록킹홈(8c)이 각각 형성되어 있다. 상기 한 쌍의 변위 전달 부재(5)의 록킹부(5b)와 출력부(8)의 록킹홈(8c)은 평면 형상에 있어서 동일 원주 상에 위치하고 있다.

또한, 출력부(8)의 원주 형상부(8a)의 하부 외주면에는, 도 17에 나타나 있는 바와 같이, 환 형상의 밀봉 부재(14)(예를 들면, O링)가 감합되는 환 형상 홈(8d)이 형성되어 있다.

그리고, 상기 출력부(8)는 그 원주 형상부(8a)의 상단부를 한 쌍의 변위 전달 부재(5)의 하단부 사이에 삽입하고, 한 쌍의 암부(8b)의 록킹홈(8c)을 한 쌍의 변위 전달 부재(5)의 각 록킹부(5b)에 각각 록킹시킴으로써, 한 쌍의 변위 전달 부재(5)의 하단부끼리를 연결할 수 있다. 이와 같이, 출력부(8)의 록킹홈(8c)을 한 쌍의 변위 전달 부재(5)의 록킹부(5b)에 록킹시키는 것만으로 양 변위 전달 부재(5)의 하단부끼리를 위치 결정한 상태에서 연결할 수 있기 때문에, 한 쌍의 변위 전달 부재(5)의 하단부끼리의 연결을 간단하고 또한 용이하게 행할 수 있다.

상기 탄성체(9)는 출력부(8)의 원주 형상부(8a)의 상단부에 외감된 상태에서 하부 지지 부재(3)와 출력부(8) 사이에 끼워 설치되어 있고, 출력부(8) 및 한 쌍의 변위 전달 부재(5)를 하방으로 바이어싱하고 있다. 이 실시형태에 있어서는, 탄성체(9)에는 직경이 적층 압전 액츄에이터(2)의 폭(직경) 치수와 동일 또는 동 정도의 치수로 형성된 복수 매의 접시 스프링이 사용되고 있다. 이 접시 스프링의 탄성력에 의해 한 쌍의 변위 전달 부재(5)가 강한 힘에 의해 압박되고, 압박 부재(4) 등을 통해서 적층 압전 액츄에이터(2)를 하부 지지 부재(3)로 압박하고 있기 때문에, 적층 압전 액츄에이터(2) 및 한 쌍의 변위 전달 부재(5)가 흔들리는 것을 방지할 수 있다.

상기 보닛(10)은 스테인리스재 등의 금속재에 의해 적층 압전 액츄에이터(2)의 폭(직경) 치수와 동일 또는 동 정도의 폭 치수를 갖는 가로로 긴 판 형상 부재로 형성되어 있고, 상단부에는 2개의 평행핀(11)이 설치되어 있다. 이 실시형태에 있어서는, 보닛(10)의 최대 폭 치수는 적층 압전 액츄에이터(2)의 폭(직경) 치수보다 조금 큰 치수로 형성되어 있다. 또한, 상기 2개의 평행핀(11)은 생략해도 좋다.

또한, 보닛(10)에는 한 쌍의 변위 전달 부재(5)의 하단부, 출력부(8)의 원주 형상부(8a)의 상부, 출력부(8)의 한 쌍의 암부(8b) 및 탄성체(9)가 수용되는 오목부(10a)와, 출력부(8)의 원주 형상부(8a)의 하부가 상하동 가능하게 삽입되는 통과 구멍(10b)이 각각 형성되어 있다(도 18 및 도 19 참조). 상기 통과 구멍(10b)에는 출력부(8)의 원주 형상부(8a)의 하단부가 밀봉 부재(14)를 통하여 상하 방향으로 수납 가능하게 지지되어 있다.

또한, 보닛(10)의 좌우 양측에는 하부 지지 부재(3)의 관통공(3b)에 합치해서 고정 볼트가 삽입통과되는 관통공(10c)이 각각 형성되어 있다.

상기 구성의 압전식 리니어 액츄에이터(1)는 적층 압전 액츄에이터(2)에 전압을 인가함으로써 적층 압전 액츄에이터(2)가 신장하고, 탄성체(9)의 탄성력에 저항해서 압박 부재(4), 상부 연결 부재(6) 및 한 쌍의 변위 전달 부재(5)를 밀어 올려서 출력부(8)를 상승시킨다. 또한, 인가 전압을 차단함으로써 탄성체(9)의 탄성력에 의해 압박 부재(4), 상부 연결 부재(6) 및 한 쌍의 변위 전달 부재(5)가 원위치로 복귀하고, 출력부(8)도 강하해서 원위치로 복귀한다.

상기 압전식 리니어 액츄에이터(1)에 있어서는 하부 지지 부재(3), 압박 부재(4), 한 쌍의 변위 전달 부재(5), 상부 연결 부재(6), 조절 나사(7), 출력부(8), 탄성체(9) 및 보닛(10)이 적층 압전 액츄에이터(2)의 폭 치수와 동일 또는 동 정도의 치수로 각각 형성되어 있기 때문에, 압전식 리니어 액츄에이터(1) 자체의 대폭의 박형화가 도모되고 있다. 이 압전식 리니어 액츄에이터(1)는 종래의 압전식 리니어 액츄에이터(1)에 비해서 절반 이하의 폭 치수로 얻을 수 있다.

도 20∼도 22는 상기 구성의 압전식 리니어 액츄에이터(1)를 구비하는 유량 제어 장치를 나타내고 있다. 도 20∼도 22의 예는 압력식 유량 제어 장치(15)이지만, 압력식 유량 제어 장치(15)의 기본 구성은 종래와 같으므로 상세한 설명을 적당하게 생략한다.

상기 압력식 유량 제어 장치(15)는 압전식 리니어 액츄에이터(1)가 부착됨과 아울러, 내부에 유로(16a)가 형성된 보디(16)와, 압전식 리니어 액츄에이터(1)의 출력부(8)와 겸용의 밸브 로드와, 출력부(8)와 겸용의 밸브 로드의 조작에 의해 보디(16)의 유로(16a)를 개폐하는 밸브체(17)를 포함하는 압전 구동 밸브를 구비한다.

또한, 압전식 리니어 액츄에이터(1)는 하부 지지 부재(3) 및 보닛(10)에 형성한 관통공(3b, 10c)에 고정 볼트(18)를 삽입통과하고 고정 볼트(18)의 선단부를 보디(16)에 나사 장착시킴으로써 보닛(10)에 부착 고정되어 있다. 또한, 밸브 로드를 구성하는 출력부(8)의 선단에는 밸브체(17)를 압박하는 합성 수지제의 밸브체 홀더(19)가 부착되어 있다. 또한, 밸브체(17)는 금속 다이어프램 밸브체이며, 보닛(10)의 하단 및 환 형상의 누름 어댑터(20)에 의해 외주 가장자리부가 보디(16)측에 기밀 형상으로 압박 고정되어 있다.

또한, 압력식 유량 제어 장치(15)는 밸브체(17)의 하류측의 유로(16a) 내에 개재된 오리피스(21)(본 실시형태에서는 개스킷형 오리피스)와, 오리피스(21)의 상류측의 유로(16a) 내의 압력을 검출하는 상류측의 압력 검출기(22)와, 보디(16)에 밀봉용의 개스킷(23)을 통해서 고정 볼트(18)에 의해 연결되고 보디(16)의 상류측의 유로(16a)에 연통하는 입구측 유로(24a)를 갖는 입구측 블록(24)과, 보디(16)에 고정 볼트(18)에 의해 연결되고, 보디(16)의 하류측의 유로(16a)에 연통하는 출구측 유로(25a)를 가짐과 아울러, 출구측 유로(25a) 내의 압력을 검출하는 하류측의 압력 검출기(26)를 설치한 출구측 블록(25)과, 각 압력 검출기(22, 26)의 검출값에 의거하여 압전 구동 밸브를 개폐 제어하는 제어 장치(도시 생략)를 구비하고 있다.

또한, 입구측 블록(24)을 보디(16)에 고정하기 위해서는 고정 볼트(18)를 2개 사용하지만, 일방의 고정 볼트(18)는 입구측 블록(24)측으로부터 삽입되고, 다른 일방의 고정 볼트(18)는 보디(16)측으로부터 삽입된다(도 20 참조). 이와 같이, 2개의 고정 볼트(18)를 대향 형상으로 배치해서 사용함으로써 고정 볼트(18)가 입구측 유로(24a)와 간섭하는 것을 회피하고 있다.

마찬가지로, 출구측 블록(25)을 보디(16)에 고정하기 위해서는 고정 볼트(18)를 2개 사용하지만, 일방의 고정 볼트(18)는 출구측 블록(25)측으로부터 삽입되고, 다른 일방의 고정 볼트(18)는 보디(16)측으로부터 삽입된다(도 20 참조). 이와 같이, 2개의 고정 볼트(18)를 대향 형상으로 배치해서 사용함으로써, 고정 볼트(18)가 출구측 유로(25a)와 간섭하는 것을 회피하고 있다.

또한, 밀봉용의 개스킷(23)은 단순한 개스킷인 경우도 있지만, 필터 기능을 겸비하는 개스킷형 필터로 되는 경우도 있다. 이 필터 기능을 겸비하는 개스킷형 필터는 가스의 유량을 확보하기 위해서 지나치게 소형화(외경을 작게)할 수 없다. 그 때문에, 상기 개스킷형 필터를 사용할 경우에는 개스킷형 필터가 대향하는 외주 가장자리부를 평행 형상으로 커팅하고, 개스킷형 필터의 커팅된 부분의 폭(직경)이 보디(16) 및 입구측 블록(24)의 폭 치수의 범위 내에 들어가게 된다. 이것에 의해, 개스킷형 필터를 사용해도 압력식 유량 제어 장치(15) 전체의 박형화를 도모할 수 있다.

또한, 압력식 유량 제어 장치(15)는 압전 구동 밸브와 상류측의 압력 검출기(22)가 보디(16)에 대해서 대향 형상으로 배치되어 있음과 아울러, 개스킷형의 오리피스(21)가 압전 구동 밸브에 대해서 직교 형상으로 배치되어 있고, 압전 구동 밸브의 밸브체(17)와 상류측의 압력 검출기(22)를 가능한 한 가깝게 배치함과 아울러, 개스킷형의 오리피스(21)를 압전 구동 밸브측에 가능한 한 가깝게 배치하고 있다.

그리고, 보디(16)에 형성한 유로(16a)는 상류측의 압력 검출기(22)에 접속되는 수직 통로부(16a')와, 수직 통로부(16a')와 개스킷형의 오리피스(21)를 접속하는 수평 통로부(16a")를 구비하고 있다. 상기 수직 통로부(16a') 및 수평 통로부(16a")는 그 내용적을 가능한 한 작게 하기 위해서, 가능한 한 작은 내경으로 하는 것이 바람직하다. 이 실시형태에 있어서는, 수직 통로부(16a') 및 수평 통로부(16a")는 모두 단면 형상을 원형으로 하고, 그 내경을 0.5mm∼1.0mm로 하고 있다. 그 결과, 압전 구동 밸브의 밸브체(17)와 개스킷형의 오리피스(21) 사이의 유로(16a)의 내용적을 종래의 압력식 유량 제어 장치와 비교해서 대략 절반 이하로 할 수 있어서, 압력식 유량 제어 장치(15)의 폴링 특성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 보디(16), 각 압력 검출기(22, 26), 입구측 블록(24) 및 출구측 블록(25)은 적층 압전 액츄에이터(2)와 대략 동 폭으로 설계되어 있다.

도 20∼도 22에 나타내는 압력식 유량 제어 장치(15)는 보디(16), 각 압력 검출기(22, 26), 입구측 블록(24) 및 출구측 블록(25)도 적층 압전 액츄에이터(2)와 대략 동 폭으로 형성되어 있기 때문에, 장치 전체의 박형화가 도모되고 있다.

상기 실시형태에서는 압력식 유량 제어 장치(15)에 관하여 설명했지만, 본 발명의 적층 압전 액츄에이터(2)를 이용하는 것 외의 유량 제어 장치에도 적용 가능하다.

1: 압전식 리니어 액츄에이터 2: 적층 압전 액츄에이터
2a: 반구상 볼록부 3: 하부 지지 부재
3a: 원추 형상 오목부 3b: 관통공
4: 압박 부재 4a: 원추 형상 오목부
4b: 접시 형상 오목부 4c: 노치홈
5: 변위 전달 부재 5a: 가이드 구멍
5b: 록킹부 5c: 암나사 구멍
6: 상부 연결 부재 6a: 평판부
6b: 원호부 6c: 암나사 구멍
6d: 통과 구멍 6e: 노치홈
7: 조절 나사 8: 출력부
8a: 원주 형상부 8b: 암부
8c: 록킹홈 8d: 환 형상 홈
9: 탄성체 10: 보닛
10a: 오목부 10b: 통과 구멍
10c: 관통공 11: 평행핀
12: 고정 나사 13: 로크너트
14: 밀봉 부재 15: 압력식 유량 제어 장치
16: 보디 16a: 유로
16a'：수직 통로부 16a"：수평 통로부
17: 밸브체 18: 고정 볼트
19: 밸브체 홀더 20: 누름 어댑터
21: 오리피스 22: 상류측의 압력 검출기
23: 개스킷 24: 입구측 블록
24a: 입구측 유로 25: 출구측 블록
25a: 출구측 유로 26: 하류측의 압력 검출기

Claims

원주 형상의 적층 압전 액츄에이터와, 상기 적층 압전 액츄에이터를 지지함과 아울러 상기 적층 압전 액츄에이터의 좌우 측방으로 연장되는 하부 지지 부재와, 상기 적층 압전 액츄에이터의 좌우 양측을 따라 연장됨과 아울러 상기 하부 지지 부재에 대하여 슬라이딩 가능하게 교차하고 또한 상기 적층 압전 액츄에이터의 압전 효과에 의한 변위를 전달하는 한 쌍의 변위 전달 부재와, 상기 하부 지지 부재의 하방에 있어서 상기 한 쌍의 변위 전달 부재에 록킹되고 상기 양 변위 전달 부재의 하단부끼리를 연결하는 출력부를 구비한 압전식 리니어 액츄에이터로서, 상기 변위 전달 부재의 각각은 상기 적층 압전 액츄에이터의 외주면을 따르는 원호 형상 내주면을 갖고 또한 원호 형상 내주면에 이어진 측면을 갖는 장척 부재 형상으로 형성되어 있고, 상기 각 변위 전달 부재의 하단부에 상기 하부 지지 부재가 삽입통과되는 세로로 긴 가이드 구멍이 대향 형상으로 형성되어 있고, 상기 가이드 구멍의 하방측의 내주 가장자리부에 상기 출력부가 록킹되어 있고, 상기 출력부는 상단부가 상기 한 쌍의 변위 전달 부재의 하단부 사이에 삽입되는 원주 형상부와, 상기 원주 형상부의 외주면에 상기 하부 지지 부재를 따라 돌출 형성되고 상기 한 쌍의 변위 전달 부재의 가이드 구멍의 하방측의 내주 가장자리부에 록킹되는 한 쌍의 암부를 구비하고, 상기 한 쌍의 변위 전달 부재의 폭 치수가 상기 적층 압전 액츄에이터의 폭 치수와 동일 또는 동 정도의 치수로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 압전식 리니어 액츄에이터.
제 1 항에 있어서,
상기 한 쌍의 변위 전달 부재의 가이드 구멍의 하방측의 내주 가장자리부를 상기 출력부의 각 암이 록킹되는 록킹부로 하고, 상기 출력부의 각 암부의 하면에 상기 록킹부에 착탈 가능하게 감합되어 위치 결정되는 상기 록킹부와 같은 형상의 록킹홈을 형성한 것을 특징으로 하는 압전식 리니어 액츄에이터.
제 2 항에 있어서,
상기 록킹부 및 상기 록킹홈은 평면 형상에 있어서 동일 원주 상에 위치하는 원호 형상으로 한 것을 특징으로 하는 압전식 리니어 액츄에이터.
제 1 항에 있어서,
상기 하부 지지 부재가 연결되는 보닛을 더 구비하고, 상기 보닛에는 상기 한 쌍의 변위 전달 부재의 하단부, 상기 원주 형상부의 상부, 상기 한 쌍의 암부 및 상기 탄성체가 수용되는 오목부와, 상기 원주 형상부의 하부가 슬라이딩 가능하게 삽입되는 통과 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 압전식 리니어 액츄에이터.
제 4 항에 있어서,
상기 출력부는 상기 원주 형상부의 하부 외주면에 형성한 환 형상 홈에 감합된 환 형상 밀봉 부재를 통해서 상기 통과 구멍에 슬라이딩 가능하게 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 압전식 리니어 액츄에이터.
제 4 항에 있어서,
상기 보닛은 상기 적층 압전 액츄에이터의 폭 치수와 동일 또는 동 정도의 치수로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 압전식 리니어 액츄에이터.
원주 형상의 적층 압전 액츄에이터와, 상기 적층 압전 액츄에이터를 지지함과 아울러 상기 적층 압전 액츄에이터의 좌우 측방으로 연장되는 하부 지지 부재와, 상기 적층 압전 액츄에이터의 좌우 양측을 따라 연장됨과 아울러 상기 하부 지지 부재에 대하여 슬라이딩 가능하게 교차하고 또한 상기 적층 압전 액츄에이터의 압전 효과에 의한 변위를 전달하는 한 쌍의 변위 전달 부재와, 상기 하부 지지 부재의 하방에 있어서 상기 한 쌍의 변위 전달 부재에 록킹되고 상기 양 변위 전달 부재의 하단부끼리를 연결하는 출력부를 구비한 압전식 리니어 액츄에이터로서, 상기 변위 전달 부재의 각각은 상기 적층 압전 액츄에이터의 외주면을 따르는 원호 형상 내주면을 갖고 또한 원호 형상 내주면에 이어진 측면을 갖는 장척 부재 형상으로 형성되어 있고, 상기 각 변위 전달 부재의 하단부에 상기 하부 지지 부재가 삽입통과되는 세로로 긴 가이드 구멍이 대향 형상으로 형성되어 있고, 상기 가이드 구멍의 하방측의 내주 가장자리부에 상기 출력부가 록킹되어 있고, 상기 출력부는 상단부가 상기 한 쌍의 변위 전달 부재의 하단부 사이에 삽입되는 원주 형상부와, 상기 원주 형상부의 외주면에 상기 하부 지지 부재를 따라 돌출 형성되고 상기 한 쌍의 변위 전달 부재의 가이드 구멍의 하방측의 내주 가장자리부에 록킹되는 한 쌍의 암부를 구비하고, 상기 한 쌍의 변위 전달 부재의 폭 치수가 상기 적층 압전 액츄에이터의 폭 치수와 동일 또는 동 정도의 치수로 형성되어 있는 압전식 리니어 액츄에이터와,
상기 압전식 리니어 액츄에이터가 부착되고 내부에 유로가 형성된 보디와,
상기 압전식 리니어 액츄에이터의 상기 출력부와 겸용의 밸브 로드와,
상기 밸브 로드의 조작에 의해 상기 유로를 개폐하는 밸브체를 구비하는 것을 특징으로 하는 압전 구동 밸브.
제 7 항에 있어서,
상기 한 쌍의 변위 전달 부재의 가이드 구멍의 하방측의 내주 가장자리부를 상기 출력부의 각 암이 록킹되는 록킹부로 하고, 상기 출력부의 각 암부의 하면에 상기 록킹부에 착탈 가능하게 감합되어 위치 결정되는 상기 록킹부와 같은 형상의 록킹홈을 형성한 것을 특징으로 하는 압전 구동 밸브.
제 8 항에 있어서,
상기 록킹부 및 상기 록킹홈은 평면 형상에 있어서 동일 원주 상에 위치하는 원호 형상으로 한 것을 특징으로 하는 압전 구동 밸브.
제 7 항에 있어서,
상기 하부 지지 부재가 연결되는 보닛을 더 구비하고, 상기 보닛에는 상기 한 쌍의 변위 전달 부재의 하단부, 상기 원주 형상부의 상부, 상기 한 쌍의 암부 및 상기 탄성체가 수용되는 오목부와, 상기 원주 형상부의 하부가 슬라이딩 가능하게 삽입되는 통과 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 압전 구동 밸브.
제 10 항에 있어서,
상기 출력부는 상기 원주 형상부의 하부 외주면에 형성한 환 형상 홈에 감합된 환 형상 밀봉 부재를 통해서 상기 통과 구멍에 슬라이딩 가능하게 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 압전 구동 밸브.
제 10 항에 있어서,
상기 보닛은 상기 적층 압전 액츄에이터의 폭 치수와 동일 또는 동 정도의 치수로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 압전 구동 밸브.
제 7 항에 있어서,
상기 밸브체가 금속 다이어프램 밸브체인 것을 특징으로 하는 압전 구동 밸브.
원주 형상의 적층 압전 액츄에이터와, 상기 적층 압전 액츄에이터를 지지함과 아울러 상기 적층 압전 액츄에이터의 좌우 측방으로 연장되는 하부 지지 부재와, 상기 적층 압전 액츄에이터의 좌우 양측을 따라 연장됨과 아울러 상기 하부 지지 부재에 대하여 슬라이딩 가능하게 교차하고 또한 상기 적층 압전 액츄에이터의 압전 효과에 의한 변위를 전달하는 한 쌍의 변위 전달 부재와, 상기 하부 지지 부재의 하방에 있어서 상기 한 쌍의 변위 전달 부재에 록킹되고 상기 양 변위 전달 부재의 하단부끼리를 연결하는 출력부를 구비한 압전식 리니어 액츄에이터로서, 상기 변위 전달 부재의 각각은 상기 적층 압전 액츄에이터의 외주면을 따르는 원호 형상 내주면을 갖고 또한 원호 형상 내주면에 이어진 측면을 갖는 장척 부재 형상으로 형성되어 있고, 상기 각 변위 전달 부재의 하단부에 상기 하부 지지 부재가 삽입통과되는 세로로 긴 가이드 구멍이 대향 형상으로 형성되어 있고, 상기 가이드 구멍의 하방측의 내주 가장자리부에 상기 출력부가 록킹되어 있고, 상기 출력부는 상단부가 상기 한 쌍의 변위 전달 부재의 하단부 사이에 삽입되는 원주 형상부와, 상기 원주 형상부의 외주면에 상기 하부 지지 부재를 따라 돌출 형성되고 상기 한 쌍의 변위 전달 부재의 가이드 구멍의 하방측의 내주 가장자리부에 록킹되는 한 쌍의 암부를 구비하고, 상기 한 쌍의 변위 전달 부재의 폭 치수가 상기 적층 압전 액츄에이터의 폭 치수와 동일 또는 동 정도의 치수로 형성되어 있는 압전식 리니어 액츄에이터와,
상기 압전식 리니어 액츄에이터가 부착되고 내부에 유로가 형성된 보디와, 상기 출력부와 겸용의 밸브 로드와, 상기 밸브 로드의 조작에 의해 상기 유로를 개폐하는 밸브체를 구비하는 압전 구동 밸브와,
상기 압전 구동 밸브를 개폐 제어하는 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 유량 제어 장치.
제 14 항에 있어서,
상기 한 쌍의 변위 전달 부재의 가이드 구멍의 하방측의 내주 가장자리부를 상기 출력부의 각 암이 록킹되는 록킹부로 하고, 상기 출력부의 각 암부의 하면에 상기 록킹부에 착탈 가능하게 감합되어 위치 결정되는 상기 록킹부와 같은 형상의 록킹홈을 형성한 것을 특징으로 하는 유량 제어 장치.
제 15 항에 있어서,
상기 록킹부 및 상기 록킹홈은 평면 형상에 있어서 동일 원주 상에 위치하는 원호 형상으로 한 것을 특징으로 하는 유량 제어 장치.
제 14 항에 있어서,
상기 하부 지지 부재가 연결되는 보닛을 더 구비하고, 상기 보닛에는 상기 한 쌍의 변위 전달 부재의 하단부, 상기 원주 형상부의 상부, 상기 한 쌍의 암부 및 상기 탄성체가 수용되는 오목부와, 상기 원주 형상부의 하부가 슬라이딩 가능하게 삽입되는 통과 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유량 제어 장치.
제 17 항에 있어서,
상기 출력부는 상기 원주 형상부의 하부 외주면에 형성한 환 형상 홈에 감합된 환 형상 밀봉 부재를 통해서 상기 통과 구멍에 슬라이딩 가능하게 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 유량 제어 장치.
제 17 항에 있어서,
상기 보닛은 상기 적층 압전 액츄에이터의 폭 치수와 동일 또는 동 정도의 치수로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유량 제어 장치.
제 14 항에 있어서,
상기 밸브체의 하류측의 유로 내에 개재된 오리피스와, 상기 오리피스의 상류측의 유로 내의 압력을 검출하는 압력 검출기를 더 구비하고,
상기 제어 장치는 상기 압력 검출기의 검출값에 의거하여 상기 압전 구동 밸브를 개폐 제어하는 것을 특징으로 하는 유량 제어 장치.
제 14 항에 있어서,
상기 보디에 연결되고 상기 보디의 상류측의 유로에 연통하는 입구측 유로를 갖는 입구측 블록과, 상기 보디에 연결되고 상기 보디의 하류측의 유로에 연통하는 출구측 유로를 가짐과 아울러, 상기 출구측 유로 내의 압력을 검출하는 압력 검출기를 설치한 출구측 블록을 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 유량 제어 장치.