KR20230073198A - 압전식 밸브 - Google Patents

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KR20230073198A
KR20230073198A KR1020237009202A KR20237009202A KR20230073198A KR 20230073198 A KR20230073198 A KR 20230073198A KR 1020237009202 A KR1020237009202 A KR 1020237009202A KR 20237009202 A KR20237009202 A KR 20237009202A KR 20230073198 A KR20230073198 A KR 20230073198A
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valve
seat plate
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piezoelectric
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다카후미 이토
제 케아트 체
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가부시끼가이샤 사따께
유겐가이샤 메카노 트랜스포머
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Abstract

밸브체를 구동시키는 액추에이터와, 밸브체와 접리하는 밸브 시트 및 배출로를 갖는 밸브 시트 플레이트와, 밸브 시트 플레이트를 수납하는 본체 케이스를 구비하는 압전식 밸브로서, 액추에이터는, 밸브 시트 플레이트에 고정되는 기부와, 기부의 장착면에 일단부가 접속되고, 제 1 길이 방향으로 연장되는 압전 소자와, 기부와 일체 성형되고, 압전 소자와 나란히 제 1 길이 방향과 교차하는 제 2 길이 방향으로 연장되는 지지부와, 압전 소자의 타단부 및 지지부의 선단부와 접속되고, 압전 소자의 신축에 수반하여 제 1 길이 방향 및 제 2 길이 방향 각각과 상이한 방향으로 변위되는 작용부와, 작용부의 변위에 의해 구동되는 밸브체를 구비하고, 본체 케이스는, 압축 기체가 공급되는 기체 공급구와, 기체 공급구로부터 공급된 압축 기체를 밸브체와 밸브 시트의 이간에 의해 밸브 시트 플레이트의 배출로를 통하여 배출하는 기체 배출구를 구비한다.

Description

압전식 밸브
본 발명은, 압전 소자의 변위를 이용하여 밸브의 개폐를 실시하는 압전식 밸브에 관한 것이다.
종래, 압전 소자의 변위를 이용하여 밸브의 개폐를 실시하고, 압축 기체를 분출하는 압전식 밸브는, 예를 들어 특허문헌 1 에 기재되는 바와 같이 주지되어 있다.
특허문헌 1 에 기재된 압전식 밸브는, 고속 응답 성능이 우수한 압전 소자의 특성을 이용하는 액추에이터를 구비한다. 또, 특허문헌 1 에 기재된 압전식 밸브는, 액추에이터에 압전 소자의 작은 변위를 지렛대의 원리에 기초하여 확대시키는 변위 확대 기구를 구비하는 것이다.
압전식 밸브는, 응답성이 우수하다. 그 때문에, 미립 (米粒) 등의 입상물을 대상으로 한 광학식 선별기의 이젝터 밸브로서 불량품을 제거하는 것에 사용된다. 이 경우, 양품이 휘말려 제거되는 경우가 적고, 제거된 불량품측의 불량품 혼입율이 전자식 밸브에 비해 높다는 지견이, 시험으로부터도, 또 경험칙상으로도 얻어지고 있다.
그런데, 압전식 밸브는, 광학식 선별기의 이젝터 밸브 등으로서 사용하는 경우, 예를 들어 특허문헌 2 에 기재되는 바와 같이, 압축 에어원으로부터 압축 에어가 공급되는 공간을 내부에 갖는 매니폴드에 직접 연속상으로 장착된다. 이 경우, 이젝터의 선단에는 다수의 노즐공이 개구되게 된다.
그런데, 특허문헌 1 에 기재된 압전식 밸브는, 액추에이터를 고정시킨 밸브 시트 플레이트를 밸브 본체의 케이스 내에 수납하는 것이고, 액추에이터가 아암 및 판 스프링 등을 갖는 복잡한 구조의 변위 확대 기구를 구비하고 있다. 따라서, 액추에이터의 두께 폭의 치수를 작게 할 수 없기 때문에, 복수의 에어 배출구를 형성하는 경우, 에어 배출구의 피치를 작게 하는 것이 곤란한 문제가 있었다.
일본 공개특허공보 2017-51894호 일본 공개특허공보 2015-137664호
그래서, 본 발명은, 기체 배출구의 피치를 작게 하는 것이 가능한 압전식 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시형태는,
복수의 밸브체를 각각 개별적으로 평행한 면 내에서 구동시키는 복수의 액추에이터와,
복수의 밸브체와 각각 개별적으로 접리 (接離) 하는 밸브 시트 및 배출로를 복수 갖고, 복수의 액추에이터를 고정시키는 밸브 시트 플레이트와,
밸브 시트 플레이트를 수납하는 본체 케이스를 구비하는 압전식 밸브로서,
복수의 액추에이터의 각각은,
밸브 시트 플레이트에 고정되는 기부와,
기부의 장착면에 일단부가 접속되고, 제 1 길이 방향으로 연장되는 압전 소자와,
기부와 일체 성형되고, 압전 소자와 나란히 제 1 길이 방향과 교차하는 제 2 길이 방향으로 연장되는 지지부와,
압전 소자의 타단부 및 지지부의 선단부와 접속되고, 압전 소자의 신축에 수반하여, 제 1 길이 방향 및 제 2 길이 방향 각각과 상이한 변위 방향으로 변위되는 작용부와,
작용부의 변위되는 방향의 측에 형성되고, 작용부의 변위에 의해 구동되는 밸브체를 구비하고,
본체 케이스는,
당해 본체 케이스 내에 압축 기체가 공급되는 기체 공급구와,
기체 공급구로부터 공급된 압축 기체를 복수의 밸브체와 복수의 밸브 시트의 이간에 의해 밸브 시트 플레이트의 각 배출로를 통하여 각각 개별적으로 배출하는 복수의 기체 배출구를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시형태는,
밸브 시트 플레이트가, 배출로와 본체 케이스의 기체 배출구가 연통되도록 본체 케이스 내에 고정되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태는,
복수의 액추에이터의 각각은, 작용부가, 압전 소자의 신축에 수반하여, 제 1 길이 방향 및 제 2 길이 방향 각각과 상이한 방향으로서, 제 1 길이 방향 및 제 2 길이 방향을 포함하는 평면에 평행한 면 내에 있어서의 변위 방향으로 변위되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태는,
밸브 시트 플레이트가, 밸브 시트 및 배출로가 형성되는 밸브 시트부를 갖고, 복수의 밸브 시트는 밸브 시트부의 마주보는 양 측부에 형성되고,
복수의 액추에이터는, 각 밸브체가 각 밸브 시트에 각각 대치되도록 밸브 시트 플레이트에 고정되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태는,
밸브 시트 플레이트가, 밸브 시트 및 배출로가 형성되는 밸브 시트부를 갖고, 복수의 밸브 시트는 폭 방향이 일부 중합되도록 밸브 시트부의 마주보는 양 측부에 서로 어긋나게 형성되고,
복수의 액추에이터는, 각 밸브체가 각 밸브 시트에 각각 대치되도록 밸브 시트 플레이트에 고정되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태는,
복수의 밸브 시트가, 밸브 시트부의 각 측에 있어서 폭 방향 (밸브 시트 플레이트의 두께 폭의 방향) 으로 병설되는 것이 바람직하다.
또, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시형태는,
밸브체를 구동시키는 액추에이터와,
밸브체와 접리하는 밸브 시트 및 배출로를 갖고, 액추에이터를 고정시키는 밸브 시트 플레이트와,
밸브 시트 플레이트를 수납하는 본체 케이스를 구비하는 압전식 밸브로서,
액추에이터는,
밸브 시트 플레이트에 고정되는 기부와,
기부의 장착면에 일단부가 접속되고, 제 1 길이 방향으로 연장되는 압전 소자와,
기부와 일체 성형되고, 압전 소자와 나란히 제 1 길이 방향과 교차하는 제 2 길이 방향으로 연장되는 지지부와,
압전 소자의 타단부 및 지지부의 선단부와 접속되고, 압전 소자의 신축에 수반하여, 제 1 길이 방향 및 제 2 길이 방향 각각과 상이한 방향으로 변위되는 작용부와,
작용부의 변위되는 방향의 측에 형성되고, 작용부의 변위에 의해 구동되는 밸브체를 구비하고,
본체 케이스는,
당해 본체 케이스 내에 압축 기체가 공급되는 기체 공급구와,
기체 공급구로부터 공급된 압축 기체를 밸브체와 밸브 시트의 이간에 의해 밸브 시트 플레이트의 배출로를 통하여 배출하는 기체 배출구를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시형태는,
밸브 시트 플레이트가, 배출로와 본체 케이스의 기체 배출구가 연통되도록 본체 케이스 내에 고정되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태는,
액추에이터는, 작용부가, 압전 소자의 신축에 수반하여, 제 1 길이 방향 및 제 2 길이 방향 각각과 상이한 방향으로서, 제 1 길이 방향 및 제 2 길이 방향을 포함하는 평면에 평행한 면 내에 있어서의 변위 방향으로 변위되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태는,
지지부가, 제 2 길이 방향으로 연장되는 중간 부분에 잘록부를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태는,
밸브 시트가, 복수의 환상 볼록부 내에 배출로가 개구되는 밸브 시트면을 갖고,
밸브체가, 밸브 시트면의 복수의 환상 볼록부와 접리하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태의 압전식 밸브는, 복수의 액추에이터의 각각이, 밸브 시트 플레이트에 고정되는 기부와, 기부의 장착면에 일단부가 접속되고, 제 1 길이 방향으로 연장되는 압전 소자와, 기부와 일체 성형되고, 압전 소자와 나란히 제 1 길이 방향과 교차하는 제 2 길이 방향으로 연장되는 지지부와, 압전 소자의 타단부 및 지지부의 선단부와 접속되고, 압전 소자의 신축에 수반하여, 제 1 길이 방향 및 제 2 길이 방향 각각과 상이한 변위 방향으로 변위되는 작용부와, 작용부의 변위되는 방향의 측에 형성되고, 작용부의 변위에 의해 구동되는 밸브체를 구비하므로, 액추에이터가 심플한 구조의 변위 확대 기구를 구비하여, 액추에이터의 두께 폭의 치수를 종래보다 작게 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시형태의 압전식 밸브에 의하면, 종래의 압전식 밸브에 비해, 기체 배출구의 피치를 작게 할 수 있다.
또, 본 발명의 일 실시형태의 압전식 밸브는, 액추에이터가, 기부와 일체 성형되는 지지부를 구비하므로, 부품 점수가 삭감되어, 액추에이터의 조립이 용이해진다.
본 발명의 일 실시형태의 압전식 밸브는, 밸브 시트 플레이트가, 밸브 시트 및 배출로가 형성되는 밸브 시트부를 갖고, 복수의 밸브 시트는 밸브 시트부의 마주보는 양 측부에 형성되고, 복수의 액추에이터는, 각 밸브체가 각 밸브 시트에 각각 대치되도록 밸브 시트 플레이트에 고정되는 것으로 하면, 복수의 액추에이터가 고정된 밸브 시트 플레이트의 두께 폭의 치수를 작게 할 수 있으므로, 종래의 압전식 밸브에 비해, 기체 배출구의 피치를 작게 할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태의 압전식 밸브는, 밸브 시트 플레이트가, 밸브 시트 및 배출로가 형성되는 밸브 시트부를 갖고, 복수의 밸브 시트는 폭 방향이 일부 중합되도록 밸브 시트부의 마주보는 양 측부에 서로 어긋나게 형성되고, 복수의 액추에이터는, 각 밸브체가 각 밸브 시트에 각각 대치되도록 밸브 시트 플레이트에 고정되는 것으로 하면, 밸브 시트 플레이트에는, 밸브 시트부의 양 측부에 있어서, 복수의 액추에이터가 밸브 시트 플레이트의 두께 폭의 방향으로 일부 중합된 상태에서 고정되게 되어, 복수의 액추에이터가 고정된 밸브 시트 플레이트의 두께 폭의 치수를 더욱 작게 할 수 있으므로, 종래의 압전식 밸브에 비해, 기체 배출구의 피치를 더욱 작게 할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태의 압전식 밸브는, 복수의 밸브 시트가, 밸브 시트부의 양 측부 각각에 있어서, 밸브 시트 플레이트의 두께 폭의 방향으로 병설되는 것으로 하면, 1 개의 밸브 시트 플레이트에 적어도 4 개의 액추에이터를 고정시킬 수 있으므로, 액추에이터 1 개당의 밸브 시트 플레이트의 두께 폭의 치수를 작게 할 수 있어, 종래의 압전식 밸브에 비해, 기체 배출구의 피치를 작게 할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태의 압전식 밸브는, 액추에이터가, 밸브 시트 플레이트에 고정되는 기부와, 기부의 장착면에 일단부가 접속되고, 제 1 길이 방향으로 연장되는 압전 소자와, 기부와 일체 성형되고, 압전 소자와 나란히 제 1 길이 방향과 교차하는 제 2 길이 방향으로 연장되는 지지부와, 압전 소자의 타단부 및 지지부의 선단부와 접속되고, 압전 소자의 신축에 수반하여, 제 1 길이 방향 및 제 2 길이 방향 각각과 상이한 방향으로 변위되는 작용부와, 작용부의 변위되는 방향의 측에 형성되고, 작용부의 변위에 의해 구동되는 밸브체를 구비하므로, 액추에이터가 심플한 구조의 변위 확대 기구를 구비하여, 액추에이터의 두께 폭의 치수를 종래보다 작게 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 압전식 밸브에 의하면, 복수의 액추에이터를 구비하는 것으로 한 경우, 종래의 압전식 밸브에 비해, 기체 배출구의 피치를 작게 하는 것이 가능해진다.
본 발명의 일 실시형태의 압전식 밸브는, 지지부가, 제 2 길이 방향으로 연장되는 중간 부분에 잘록부를 갖는 것으로 하면, 작용부의 변위를 확대시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시형태의 압전식 밸브는, 밸브 시트가, 복수의 환상 볼록부 내에 배출로가 개구되는 밸브 시트면을 갖고, 밸브체가, 밸브 시트면의 복수의 환상 볼록부와 접리하는 것으로 하면, 배출로에 있어서의 개구의 전체의 둘레 길이를 길게 함으로써, 밸브체와 밸브 시트의 이간시에, 배출로를 통하여 본체 케이스의 기체 배출구로부터 배출되는 기체의 배출량을 증가시킬 수 있다.
도 1 은, 압전식 밸브의 사시도이다.
도 2 는, 압전식 밸브의 설명도이다.
도 3 은, 액추에이터의 설명도이다.
도 4 는, 제 1 밸브 시트 플레이트에 액추에이터를 고정시킨 상태의 사시도이다.
도 5 는, 제 1 밸브 시트 플레이트에 액추에이터를 고정시킨 상태의 설명도이다.
도 6 은, 제 1 밸브 시트 플레이트에 액추에이터를 고정시킨 상태의 설명도이다.
도 7 은, 밸브 시트면의 설명도이다.
도 8 은, 제 2 밸브 시트 플레이트에 액추에이터를 고정시킨 상태의 사시도이다.
도 9 는, 제 2 밸브 시트 플레이트에 액추에이터를 고정시킨 상태의 설명도이다.
도 10 은, 제 2 밸브 시트 플레이트에 액추에이터를 고정시킨 상태의 설명도이다.
본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.
＜실시형태 1＞
도 1 은 압전식 밸브의 사시도를 나타낸다. 도 2 는 압전식 밸브의 설명도로서 측면측에서 본 도면을 나타낸다.
본 발명의 실시형태 1 에 있어서, 압전식 밸브 (1) 는, 밸브 본체 (2), 후술하는 액추에이터 (3), 및 액추에이터 (3) 가 고정된 상태에서 밸브 본체 (2) 의 내부에 배치 형성되는 후술하는 밸브 시트 플레이트 (4) 를 구비한다.
밸브 본체 (2) 는, 후면 (도 1 및 도 2 에서는 하면) 이 개구되는 케이스로서, 내부에는, 외부의 압축 기체 공급원 (도시 생략) 으로부터 압축 기체의 공급을 받는 기체 압력실을 구비한다.
또, 밸브 본체 (2) 의 전면 (前面) (도 1 및 도 2 에서는 상면) 에는, 압축 기체원으로부터 압축 기체가 공급되는 공간을 내부에 갖는 매니폴드 (도시 생략) 에 장착하기 위한 커넥터부 (5) 가 형성된다.
커넥터부 (5) 의 전면에는, 밸브 본체 (2) 내로 압축 기체를 흡입하는 기체 흡입구 (51) 및 압축 기체를 배출하는 복수의 기체 배출구 (52) 가 개구된다.
또, 밸브 본체 (2) 의 전면에는, 커넥터부 (5) 의 기체 흡입구 (51) 와 연통되는 기체 공급구 (도시 생략), 및 각 기체 배출구 (52) 와 연통되는 복수의 기체 배출구 (도시 생략) 가 개구된다.
밸브 본체 (2) 의 후면은 커버체 (6) 에 의해 폐쇄된다. 커버체 (6) 에는 압전 소자에 급전하기 위한 배선 커넥터 (61) 가 배치 형성된다.
도 3 은 액추에이터의 설명도를 나타낸다.
액추에이터 (3) 는, 밸브 시트 플레이트에 고정되는 기부 (31) 와, 기부 (31) 의 장착면에 일단부가 접속되고, 제 1 길이 방향으로 연장되는 압전 소자 (32) 와, 기부 (31) 와 일체 성형되고, 압전 소자 (32) 와 나란히 제 1 길이 방향과 교차하는 제 2 길이 방향으로 연장되는 지지부 (33) 를 구비한다.
또, 액추에이터 (3) 는, 압전 소자 (32) 의 타단부 및 지지부 (33) 의 선단부와 접속되고, 압전 소자 (32) 의 신축에 수반하여, 제 1 길이 방향 및 제 2 길이 방향 각각과 상이한 방향으로 변위되는 작용부 (34) 를 구비한다. 또, 액추에이터 (3) 는, 작용부 (34) 의 선단측으로서 변위되는 방향의 일측면에 형성되고, 작용부 (34) 의 변위에 의해 구동되는 밸브체 (35) 를 구비한다.
액추에이터 (3) 는, 압전 소자 (32) 의 신축에 수반하여, 작용부 (34) 가 제 1 길이 방향 및 제 2 길이 방향을 포함하는 평면에 대략 평행한 면 내에서, 제 1 길이 방향 및 제 2 길이 방향 각각과 상이한 변위 방향으로 변위된다.
또, 지지부 (33) 의 제 2 길이 방향으로 연장되는 중간 부분에 잘록부 (331) 를 형성함으로써, 압전 소자 (32) 의 신축에 수반되는 작용부 (34) 의 변위를 확대시킬 수 있다.
여기서, 기부 (31) 및 지지부 (33) 는, 예를 들어 인바재를 포함하는 스테인리스재 등의 금속 재료를 타발하여 일체 성형할 수 있다.
기부 (31) 및 지지부 (33) 를, 금속 재료를 타발하여 일체 성형하면, 부품 점수가 삭감되어, 액추에이터 (3) 의 조립이 용이해진다.
또, 기부 (31) 의 장착면에는, 예를 들어 알루미늄 블록 등으로 이루어지는 연결 부재 (311) 를 장착할 수 있다.
기부 (31) 의 장착면에, 지지부 (33) 보다 선팽창 계수가 큰 재료로 이루어지는 연결 부재 (311) 를 장착하고, 압전 소자 (32) 를, 연결 부재 (311) 를 개재하여 기부 (31) 에 장착하는 것으로 하면, 온도 변화에 의한 압전 소자 (32) 의 열팽창 또는 열수축의 영향을 경감시키거나, 또는 없앨 수 있다.
또한, 연결 부재 (311) 는, 기부 (31) 의 장착면이 아니라, 압전 소자 (32) 와 작용부 (34) 사이에 장착할 수도 있다.
작용부 (34) 는, 예를 들어 알루미늄재 등의 경량 재료에 의해 형성할 수 있다. 작용부 (34) 를 알루미늄재 등의 경량 재료에 의해 형성하는 것으로 하면, 작용부 (34) 를 변위시키는 데에 있어서 바람직하다.
또, 밸브체 (35) 는, 고무제 등으로서, 바람직하게는 활성 (滑性) 고무로 할 수 있다.
또한, 액추에이터 (3) 는, 기부 (31) 와 작용부 (34) 사이를 압축 부재 (36) 로 연결할 수 있다.
압전 소자는 인장 방향의 하중에 대하여 손상되기 쉽다. 그러나, 기부 (31) 와 작용부 (34) 사이를 압축 부재 (36) 로 연결하는 것으로 하면, 압전 소자 (32) 를 제 1 길이 방향으로 압축시킬 수 있다. 그 때문에, 압전 소자 (32) 의 손상을 방지할 수 있다.
도 4 는 제 1 밸브 시트 플레이트에 액추에이터를 고정시킨 상태의 사시도를 나타낸다. 도 5 는 제 1 밸브 시트 플레이트에 액추에이터를 고정시킨 상태의 설명도로서, 제 1 밸브 시트 플레이트의 측면측에서 본 도면을 나타낸다. 도 6 은 제 1 밸브 시트 플레이트에 액추에이터를 고정시킨 상태의 설명도로서, 제 1 밸브 시트 플레이트의 전면측에서 본 도면을 나타낸다.
본 발명의 실시형태 1 에 있어서의 압전식 밸브 (1) 는, 액추에이터 (3) 를 고정시킨 제 1 밸브 시트 플레이트 (4) 를 밸브 본체 (2) 의 내부에 수납하는 것이다.
제 1 밸브 시트 플레이트 (4) 는, 2 개의 액추에이터를 장착하는 것이 가능한 밸브 시트 플레이트의 일례이다. 제 1 밸브 시트 플레이트 (4) 는, 중앙 부분에 밸브 시트부 (41) 를 갖는다. 밸브 시트부 (41) 의 마주보는 양 측면에는 각각 액추에이터 (3) 의 밸브체 (35) 가 맞닿는 밸브 시트 (42) 가 형성된다.
제 1 밸브 시트 플레이트 (4) 의 일면측에는, 밸브 시트부 (41) 의 일방의 측면에 대향하는 위치에 액추에이터 (3) 의 장착부 (43) 가 형성된다.
또, 제 1 밸브 시트 플레이트 (4) 의 타면측에는, 밸브 시트부 (41) 의 타방의 측면에 대향하는 위치에 액추에이터 (3) 의 장착부 (44) 가 형성된다.
2 개의 액추에이터 (3) 는, 각 밸브체 (35) 가 각 밸브 시트 (42) 에 대치되도록, 제 1 밸브 시트 플레이트 (4) 의 각 장착부 (43, 44) 에 배치 형성되고 나사에 의해 고정된다.
밸브 시트부 (41) 에는, 각 밸브 시트 (42) 의 밸브 시트면에 개구되는 복수의 배출로 (45) 가 형성된다. 각 배출로 (45) 는 제 1 밸브 시트 플레이트 (4) 의 전면 (도 5 에서는 상면) 에 개구된다.
제 1 밸브 시트 플레이트 (4) 는, 2 개의 액추에이터 (3) 가 고정된 상태에서 밸브 본체 (2) 의 내부에 배치 형성된다. 제 1 밸브 시트 플레이트 (4) 는, 밸브 본체 (2) 의 전면측으로부터 전면이 나사에 의해 고정됨으로써, 각 배출로 (45) 가 밸브 본체 (2) 의 전면에 개구되는 각 기체 배출구와 연통된다.
압전식 밸브 (1) 는, 폐쇄 상태에 있어서 액추에이터 (3) 의 압전 소자 (32) 에 통전시키면, 압전 소자 (32) 가 신장되고, 작용부 (34) 가 변위되어, 밸브체 (35) 가 밸브 시트 (42) 로부터 이간되어 개방된다. 이로써, 압전식 밸브 (1) 는, 밸브 본체 (2) 에 기체 공급구로부터 공급되는 압축 기체를, 제 1 밸브 시트 플레이트 (4) 의 밸브 시트부 (41) 에 형성되는 배출로 (45) 를 통하여 밸브 본체 (2) 의 전면에 개구되는 기체 배출구로부터 배출한다.
한편, 압전식 밸브 (1) 는, 액추에이터 (3) 의 압전 소자 (32) 에 대한 통전이 해제되면, 압전 소자 (32) 가 수축되고, 작용부 (34) 가 반대 방향으로 변위되어, 밸브체 (35) 가 밸브 시트 (42) 에 착좌되어 폐쇄된다.
본 발명의 실시형태 1 에 있어서의 압전식 밸브 (1) 는, 제 1 밸브 시트 플레이트 (4) 가 밸브 본체 (2) 의 케이스 내에 폭 방향으로 나란히 2 개 수납되는 것이고, 밸브 본체 (2) 의 전면에 4 개의 기체 배출구가 개구된다.
본 발명의 실시형태 1 에 있어서의 압전식 밸브 (1) 는, 액추에이터 (3) 가 심플한 구조의 변위 확대 기구를 구비하여, 액추에이터 (3) 의 두께 폭의 치수를 종래보다 작게 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시형태 1 에 있어서의 압전식 밸브 (1) 에 의하면, 종래의 압전식 밸브에 비해, 밸브 본체 (2) 의 전면에 개구되는 기체 배출구의 피치를 작게 할 수 있다.
또, 본 발명의 실시형태 1 에 있어서의 압전식 밸브 (1) 는, 액추에이터 (3) 가, 기부 (31) 와 일체 성형되는 지지부 (33) 를 구비하므로, 부품 점수가 삭감되어, 액추에이터 (3) 의 조립이 용이해진다.
본 발명의 실시형태 1 에 있어서의 압전식 밸브 (1) 는, 제 1 밸브 시트 플레이트 (4) 가 밸브 시트부 (41) 를 갖고, 밸브 시트부 (41) 의 양 측면에 밸브 시트 (42) 가 형성되고, 2 개의 액추에이터 (3) 가, 각 밸브체 (35) 가 각 밸브 시트 (42) 에 각각 대치되도록 제 1 밸브 시트 플레이트 (4) 에 고정된다. 그 때문에, 2 개의 액추에이터 (3) 가 고정된 제 1 밸브 시트 플레이트 (4) 의 두께 폭의 치수를 작게 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시형태 1 에 있어서의 압전식 밸브 (1) 에 의하면, 종래의 압전식 밸브에 비해, 밸브 본체 (2) 의 전면에 개구되는 기체 배출구의 피치를 작게 할 수 있다.
여기서, 제 1 밸브 시트 플레이트 (4) 는, 각 밸브 시트 (42) 가, 폭 방향이 일부 중합되도록 밸브 시트부 (41) 의 양 측면에 서로 어긋나게 형성된다. 2 개의 액추에이터 (3) 는, 각 밸브체 (35) 가 각 밸브 시트 (42) 에 각각 대치되도록 제 1 밸브 시트 플레이트 (4) 에 고정되어 있다.
따라서, 본 발명의 실시형태 1 에 있어서의 압전식 밸브 (1) 는, 제 1 밸브 시트 플레이트 (4) 에는, 밸브 시트부 (41) 의 양 측면에 있어서, 2 개의 액추에이터 (3) 를 제 1 밸브 시트 플레이트 (4) 의 두께 폭의 방향으로 일부 중합된 상태에서 고정시키게 된다. 그 때문에, 2 개의 액추에이터 (3) 가 고정된 제 1 밸브 시트 플레이트 (4) 의 두께 폭의 치수를 더욱 작게 할 수 있으므로, 종래의 압전식 밸브에 비해, 밸브 본체 (2) 의 전면에 개구되는 기체 배출구의 피치를 더욱 작게 할 수 있다.
또한, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 제 1 밸브 시트 플레이트 (4) 의 전면에 개구되는 각 배출로 (45) 는, 제 1 밸브 시트 플레이트 (4) 의 두께 폭의 방향 (도 6 의 상하 방향) 으로 일렬로 개구되는 것은 아니다. 그러나, 일면에 있어서 각 배출로 (45) 의 개구와 연통되고, 타면에 있어서 일렬로 개구되는 복수의 유로를 내부에 갖는 중간 부재를 이용함으로써, 밸브 본체 (2) 의 전면에 개구되는 복수의 기체 배출구를 횡일렬로 맞출 수 있다.
또, 밸브 본체 (2) 의 전면에 개구되는 복수의 기체 배출구가, 밸브 본체 (2) 의 두께 폭의 방향으로 일렬로 개구되는 것이 아닌 경우, 일면에 있어서 각 기체 배출구의 개구와 연통되고, 타면에 있어서 일렬로 개구되는 복수의 유로를 내부에 갖는 중간 부재를 이용함으로써, 커넥터부 (5) 에 개구되는 복수의 기체 배출구 (52) 를 횡일렬로 맞출 수 있다.
도 7 은 밸브 시트면의 설명도로서, 밸브 시트면을 정면측에서 본 도면을 나타낸다.
제 1 밸브 시트 플레이트 (4) 의 밸브 시트부 (41) 에 형성되는 밸브 시트 (42) 에는, 복수의 환상 볼록부 (421) 가 형성된다. 밸브 시트 (42) 는, 각 환상 볼록부 (421) 내에 배출로 (45) 가 개구되는 밸브 시트면을 갖는 것으로 할 수 있다. 여기서는, 밸브 시트면에 2 개의 환상 볼록부 (421) 를 형성한 예를 나타낸다. 또, 환상 볼록부 (421) 내에 개구되는 각 배출로 (45) 는, 밸브 시트부 (41) 의 내부에 있어서 1 개의 배출로 (45) 에 합류한다.
액추에이터 (3) 는, 작용부 (34) 를 안정적으로 변위 동작시키기 위해, 작용부 (34) 및 밸브체 (35) 의 길이를 짧게 하는 것이 바람직하지만, 그 경우, 밸브 시트 (42) 의 길이도 짧게 할 필요가 있다.
그래서, 액추에이터 (3) 의 밸브체 (35) 가, 밸브 시트면의 복수의 환상 볼록부 (421) 와 접리하는 것으로 하면, 밸브 본체 (2) 내로부터 압축 기체가 배출되는 배출로 (45) 의 개구의 전체의 둘레 길이를 길게 하여, 필요한 둘레 길이를 확보할 수 있다. 그 결과, 밸브체 (35) 와 밸브 시트 (42) 의 이간시에, 배출로 (45) 로부터의 압축 기체의 배출량을 증가시켜, 필요한 압축 기체의 배출량을 확보할 수 있다.
＜실시형태 2＞
도 8 은 제 2 밸브 시트 플레이트에 액추에이터를 고정시킨 상태의 사시도를 나타낸다. 도 9 는 제 2 밸브 시트 플레이트에 액추에이터를 고정시킨 상태의 설명도로서, 제 2 밸브 시트 플레이트의 측면측에서 본 도면을 나타낸다. 도 10 은 제 2 밸브 시트 플레이트에 액추에이터를 고정시킨 상태의 설명도로서, 제 2 밸브 시트 플레이트의 전면측에서 본 도면을 나타낸다.
본 발명의 실시형태 2 에 있어서의 압전식 밸브 (1) 는, 액추에이터 (3) 를 고정시킨 제 2 밸브 시트 플레이트 (8) 를 밸브 본체 (2) 의 내부에 수납하는 것이다.
제 2 밸브 시트 플레이트 (8) 는, 4 개의 액추에이터를 장착하는 것이 가능한 밸브 시트 플레이트의 일례이다. 제 2 밸브 시트 플레이트 (8) 는, 중앙 부분에 밸브 시트부 (81) 를 갖고, 밸브 시트부 (81) 의 마주보는 양 측면에 각각 액추에이터 (3) 의 밸브체 (35) 가 맞닿는 밸브 시트 (82) 가 형성된다.
제 2 밸브 시트 플레이트 (8) 의 일면측에는, 밸브 시트부 (81) 의 양방의 측면에 대향하는 위치에 각각 액추에이터 (3) 의 장착부 (83) 가 형성된다.
또, 제 2 밸브 시트 플레이트 (8) 의 타면측에는, 밸브 시트부 (81) 의 양방의 측면에 대향하는 위치에 각각 액추에이터 (3) 의 장착부 (84) 가 형성된다.
4 개의 액추에이터 (3) 는, 각 밸브체 (35) 가 각 밸브 시트 (82) 에 대치되도록, 제 2 밸브 시트 플레이트 (8) 의 각 장착부 (83, 84) 에 배치 형성되고 나사에 의해 고정된다.
밸브 시트부 (81) 에는, 밸브 시트 (82) 의 밸브 시트면에 개구되는 복수의 배출로 (85) 가 형성된다. 각 배출로 (85) 는 제 2 밸브 시트 플레이트 (8) 의 전면 (도 9 에서는 상면) 에 개구된다.
제 2 밸브 시트 플레이트 (8) 는, 4 개의 액추에이터 (3) 가 고정된 상태에서 밸브 본체 (2) 의 내부에 배치 형성되고, 밸브 본체 (2) 의 전면측으로부터 전면이 나사에 의해 고정된다. 이로써, 각 배출로 (85) 가 밸브 본체 (2) 의 전면에 개구되는 각 기체 배출구와 연통된다.
본 발명의 실시형태 2 에 있어서의 압전식 밸브 (1) 는, 제 2 밸브 시트 플레이트 (8) 가 밸브 본체 (2) 의 케이스 내에 1 개 수납되는 것이고, 밸브 본체 (2) 의 전면에 4 개의 기체 배출구가 개구된다.
본 발명의 실시형태 2 에 있어서의 압전식 밸브 (1) 도, 실시형태 1 에 있어서의 압전식 밸브 (1) 와 동일하게, 액추에이터 (3) 를 구비하는 것이며, 종래의 압전식 밸브에 비해, 밸브 본체 (2) 의 전면에 개구되는 기체 배출구의 피치를 작게 할 수 있다.
또, 본 발명의 실시형태 2 에 있어서의 압전식 밸브 (1) 도, 액추에이터 (3) 의 조립이 용이해진다.
본 발명의 실시형태 2 에 있어서의 압전식 밸브 (1) 는, 제 2 밸브 시트 플레이트 (8) 가 밸브 시트부 (81) 를 갖고, 밸브 시트부 (81) 의 양 측면에 밸브 시트 (82) 가 형성되고, 4 개의 액추에이터 (3) 가, 각 밸브체 (35) 가 각 밸브 시트 (82) 에 각각 대치되도록 제 2 밸브 시트 플레이트 (8) 의 양면에 2 개씩 고정된다. 그 때문에, 4 개의 액추에이터 (3) 가 고정된 제 2 밸브 시트 플레이트 (8) 의 두께 폭의 치수를 작게 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시형태 2 에 있어서의 압전식 밸브 (1) 에 의해서도, 종래의 압전식 밸브에 비해, 밸브 본체 (2) 의 전면에 개구되는 기체 배출구의 피치를 작게 할 수 있다.
여기서, 제 2 밸브 시트 플레이트 (8) 에 있어서도, 제 1 밸브 시트 플레이트 (4) 와 동일하게, 각 밸브 시트 (82) 를, 폭 방향이 일부 중합되도록 밸브 시트부 (81) 의 양 측면에 서로 어긋나게 병설하고, 4 개의 액추에이터 (3) 를, 각 밸브체 (35) 가 각 밸브 시트 (82) 에 각각 대치되도록 제 2 밸브 시트 플레이트 (8) 에 고정시킬 수 있다.
본 발명의 실시형태 2 에 있어서의 압전식 밸브 (1) 에 의해서도, 제 2 밸브 시트 플레이트 (8) 에는, 밸브 시트부 (81) 의 양 측면에 있어서, 4 개의 액추에이터 (3) 를 제 2 밸브 시트 플레이트 (8) 의 두께 폭의 방향으로 일부 중합된 상태에서 고정시킬 수 있다. 그 때문에, 4 개의 액추에이터 (3) 가 고정된 제 2 밸브 시트 플레이트 (8) 의 두께 폭의 치수를 더욱 작게 할 수 있어, 종래의 압전식 밸브에 비해, 밸브 본체 (2) 의 전면에 개구되는 기체 배출구의 피치를 더욱 작게 할 수 있다.
또한, 그 경우, 제 2 밸브 시트 플레이트 (8) 의 전면에 개구되는 각 배출로 (85) 는, 제 2 밸브 시트 플레이트 (8) 의 두께 폭의 방향 (도 10 의 상하 방향) 으로 일렬로 개구되는 것은 되지 않는다. 그러나, 제 1 밸브 시트 플레이트 (4) 와 동일하게, 중간 부재를 이용함으로써, 밸브 본체 (2) 의 전면에 개구되는 각 기체 배출구, 또는, 커넥터부 (5) 에 개구되는 각 기체 배출구 (52) 를 횡일렬로 맞출 수 있다.
상기 본 발명의 실시형태에 있어서, 압전식 밸브는, 압전 소자에 전압이 인가되고 있지 않은 상태에서, 밸브체가 밸브 시트에 착좌되는 것으로 하였다. 그러나, 구동부로부터 공급되는 전압 등의 극성을 변경함으로써, 압전 소자에 전압이 인가되고 있지 않은 상태에서, 밸브체가 밸브 시트로부터 이간된 상태로 할 수도 있다.
상기 본 발명의 실시형태에 있어서, 압전식 밸브는, 밸브 본체의 케이스 내에 4 개의 액추에이터를 배치 형성하고, 밸브 본체의 전면에 4 개의 기체 배출구가 개구되는 것으로 하였다. 그러나, 이것에 한정되는 것이 아니며, 밸브 본체 내에 1 개 이상의 액추에이터를 배치 형성할 수 있다.
상기 본 발명의 실시형태에서는, 2 개의 밸브 시트 플레이트를 예로 하여 설명하였지만, 밸브 시트 플레이트는 이것에 한정되는 것이 아니며, 예를 들어, 제 2 밸브 시트 플레이트 (8) 에 있어서 일면측에만 2 개의 액추에이터의 장착부를 형성할 수도 있다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은, 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 발명의 범위를 일탈하지 않는 한에 있어서 그 구성을 적절히 변경할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태의 압전식 밸브는, 종래의 압전식 밸브에 비해, 본체 케이스가 구비하는 기체 배출구의 피치를 작게 하는 것이 가능하며, 예를 들어 입상물을 대상으로 한 광학식 선별기의 이젝터 밸브 등, 다양한 용도에 이용할 수 있다.
1 : 압전식 밸브
2 : 밸브 본체
3 : 액추에이터
31 : 기부
311 : 연결 부재
32 : 압전 소자
33 : 지지부
331 : 잘록부
34 : 작용부
35 : 밸브체
36 : 압축 부재
4 : 제 1 밸브 시트 플레이트
41 : 밸브 시트부
42 : 밸브 시트
421 : 환상 볼록부
43 : 장착부
44 : 장착부
45 : 배출로
5 : 커넥터부
51 : 기체 흡입구
52 : 기체 배출구
6 : 커버체
61 : 배선 커넥터
8 : 제 2 밸브 시트 플레이트
81 : 밸브 시트부
82 : 밸브 시트
83 : 장착부
84 : 장착부
85 : 배출로

Claims (6)

  1. 복수의 밸브체를 각각 개별적으로 평행한 면 내에서 구동시키는 복수의 액추에이터와,
    상기 복수의 밸브체와 각각 개별적으로 접리하는 밸브 시트 및 배출로를 복수 갖고, 상기 복수의 액추에이터를 고정시키는 밸브 시트 플레이트와,
    상기 밸브 시트 플레이트를 수납하는 본체 케이스를 구비하는 압전식 밸브로서,
    상기 복수의 액추에이터의 각각은,
    상기 밸브 시트 플레이트에 고정되는 기부와,
    상기 기부의 장착면에 일단부가 접속되고, 제 1 길이 방향으로 연장되는 압전 소자와,
    상기 기부와 일체 성형되고, 상기 압전 소자와 나란히 상기 제 1 길이 방향과 교차하는 제 2 길이 방향으로 연장되는 지지부와,
    상기 압전 소자의 타단부 및 상기 지지부의 선단부와 접속되고, 상기 압전 소자의 신축에 수반하여, 상기 제 1 길이 방향 및 상기 제 2 길이 방향 각각과 상이한 변위 방향으로 변위되는 작용부와,
    상기 작용부의 상기 변위되는 방향의 측에 형성되고, 상기 작용부의 변위에 의해 구동되는 상기 밸브체를 구비하고,
    상기 본체 케이스는,
    압축 기체가 공급되는 기체 공급구와,
    상기 기체 공급구로부터 공급된 압축 기체를 상기 복수의 밸브체와 상기 복수의 밸브 시트의 이간에 의해 상기 밸브 시트 플레이트의 상기 각 배출로를 통하여 각각 개별적으로 배출하는 복수의 기체 배출구를 구비하는 것을 특징으로 하는 압전식 밸브.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸브 시트 플레이트는, 상기 밸브 시트 및 상기 배출로가 형성되는 밸브 시트부를 갖고, 상기 복수의 밸브 시트는 상기 밸브 시트부의 양 측부에 형성되고,
    상기 복수의 액추에이터는, 상기 각 밸브체가 상기 각 밸브 시트에 각각 대치되도록 상기 밸브 시트 플레이트에 고정되는 압전식 밸브.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 밸브 시트 플레이트는, 상기 밸브 시트 및 상기 배출로가 형성되는 밸브 시트부를 갖고, 상기 복수의 밸브 시트는 폭 방향이 일부 중합되도록 상기 밸브 시트부의 양 측부에 서로 어긋나게 형성되고,
    상기 복수의 액추에이터는, 상기 각 밸브체가 상기 각 밸브 시트에 각각 대치되도록 상기 밸브 시트 플레이트에 고정되는 압전식 밸브.
  4. 밸브체를 구동시키는 액추에이터와,
    상기 밸브체와 접리하는 밸브 시트 및 배출로를 갖고, 상기 액추에이터를 고정시키는 밸브 시트 플레이트와,
    상기 밸브 시트 플레이트를 수납하는 본체 케이스를 구비하는 압전식 밸브로서,
    상기 액추에이터는,
    상기 밸브 시트 플레이트에 고정되는 기부와,
    상기 기부의 장착면에 일단부가 접속되고, 제 1 길이 방향으로 연장되는 압전 소자와,
    상기 기부와 일체 성형되고, 상기 압전 소자와 나란히 상기 제 1 길이 방향과 교차하는 제 2 길이 방향으로 연장되는 지지부와,
    상기 압전 소자의 타단부 및 상기 지지부의 선단부와 접속되고, 상기 압전 소자의 신축에 수반하여, 상기 제 1 길이 방향 및 상기 제 2 길이 방향 각각과 상이한 방향으로 변위되는 작용부와,
    상기 작용부의 상기 변위되는 방향의 측에 형성되고, 상기 작용부의 변위에 의해 구동되는 상기 밸브체를 구비하고,
    상기 본체 케이스는,
    압축 기체가 공급되는 기체 공급구와,
    상기 기체 공급구로부터 공급된 압축 기체를 상기 밸브체와 상기 밸브 시트의 이간에 의해 상기 밸브 시트 플레이트의 상기 배출로를 통하여 배출하는 기체 배출구를 구비하는 것을 특징으로 하는 압전식 밸브.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지부는, 상기 제 2 길이 방향으로 연장되는 중간 부분에 잘록부를 갖는 압전식 밸브.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브 시트는, 복수의 환상 볼록부 내에 상기 배출로가 개구되는 밸브 시트면을 갖고,
    상기 밸브체는, 상기 밸브 시트면의 상기 복수의 환상 볼록부와 접리하는 압전식 밸브.
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