JPH0314616Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は液体、空気、可燃性ガス等の流体の流
路を開閉する開閉弁に係り、特に圧電素子を用い
た圧電型開閉弁に関する。

〔従来の技術〕

電磁弁は電力消費量が多く、電磁ノイズの発生
も多いが、圧電素子を用いた圧電型開閉弁は電力
消費量が少なく、電磁ノイズの発生がないという
特徴がある。

従来の圧電型開閉弁にあつては、圧電素子で直
接弁体を駆動するものであつた。

〔考案が解決しようとする課題〕

そのため、弁体を大きく駆動できない（スト
ロークが小さい）。弁閉止力が圧電素子による
駆動力だけなので小さい。圧電素子は温度等に
より変位特性が大幅に変動するため動作が不安定
になる。液体または可燃性ガスの流路を開閉す
る場合、感電、爆発の危険性が大きい。弁体の
開または閉の状態を電源の印加状態を保つて維持
する必要があり、それだけ電力消費量が多くな
る。動作点、動作感度の調整ができない等の課
題があつた。

〔課題を解決するための手段〕

本考案圧電型開閉弁は上記の問題点を解決する
ため、第１図示のようにケーシング１内に圧電素
子２の一端部を固定し、この圧電素子２の他端部
に接続部材３を設けると共に該接続部材を揺動可
能にケーシングに支持せしめ、この接続部材３の
反素子側端部とこれに対向するケーシング部との
間に、弓状板ばね５を支持すると共に、この弓状
板ばね５の中央部に流入、流出口６，７間を開閉
する弁体８を設けてなる構成としたものである。

〔作用〕

圧電素子２に駆動電源１２を印加すると、圧電
素子２が変位して弓状板ばね５が第１図の実線で
示すようにスナツプ動作し、これによつて弁体８
が流入、流出口６，７間に設けられた流路９の弁
シート９ａに圧接して流路９を閉じる。

圧電素子２の駆動電源１２を断にするか、ある
いは極性を逆向きに印加すると、圧電素子２が上
記とは逆の方向に変位して弓状板ばね５が第１図
の仮想線で示すように反対方向にスナツプ動作
し、これによつて弁体８が流入、流出口６，７間
に設けられた流路９の弁シート９ａより離間して
流路９を開く。

〔実施例〕

以下図面により本考案圧電型開閉弁の一実施例
を説明する。

第１図において１はケーシング、２は圧電素子
で、その一端部はケーシング１内に支持部１３に
より絶縁固定されている。

圧電素子２は例えば２枚の膜状圧電体１１，１
１を貼り合わせ、その貼り合わせ面及び両外側面
に膜状電極１０ａ，１０ｂを形成してなる積層型
のもので、全面を絶縁することが望ましい。

圧電素子２の他端部は接続部材３に接続され、
この接続部材３はケーシング内面に当該ケーシン
グ１を区分するゴム等の弾性仕切板４で揺動可能
に支持されている。接続部材３の反素子側端部と
これに対向するケーシング部との間には弓状板ば
ね５が支持されている。１５はこの板ばね５の支
持部である。

板ばね５としては、リン青銅、ステンレス鋼、
その他のばね鋼、プラスチツク等を用いることが
できる。

そして弓状板ばね５の中央部には流入、流出口
６，７間に設けられた流路９の弁シート９ａに接
離されて当該流路９を開閉する弁体８が設けられ
ている。

１２は駆動電源で圧電素子２にオン、オフする
か又は極性を切替えて印加される。第１図は直流
電源１２を切替えスイツチ１４を用いて電圧Ｅを
極性を変えて圧電素子２の電極１０ａ，１０ｂ間
に印加するようにされている。

上記の構成において圧電素子２の膜状電極１０
ａ，１０ｂ間に直流電源１２の電圧Ｅを電極１０
ａが正極性、電極１０ｂが負極性になるよう印加
すると、圧電素子２が湾曲して接続部材３を変位
させることによつて弓状板ばね５が第１図の実線
で示すようにスナツプ動作し、これによつて弁体
８が流入、流出口６，７間に設けられた流路９の
弁シート９ａに圧接して流路９を閉じる。

弁体８は圧電素子２の変位力だけでなく弓状板
ばね５のスナツプ動作により駆動されるため、従
来の圧電素子２による駆動力だけによる場合より
も大きく駆動できる（ストロークを大きくでき
る）。

弁閉止力は圧電素子２の変位力だけでなく、弓
状板ばね５のスナツプ動作によるばね力が大きく
作用するので遥かに大きくなり、確実に流路を遮
断することができる。

圧電素子２の膜状電極１０ａ，１０ｂ間に直流
電源１２の電圧Ｅを上記とは逆極性に電極１０ａ
が負極性、電極１０ｂが正極性になるよう印加す
ると、圧電素子２が上記とは逆の方向に変位して
弓状板ばね５が第１図の仮想線で示すように反対
方向にスナツプ動作し、これによつて弁体８が流
入、流出口６，７間に設けられた流路９の弁シー
ト９ａより離間して流路９を開く。

圧電素子２は温度等により変位特性が大幅に変
動するが、弁体８は弓状板ばね５によるスナツプ
動作で開閉するので、特性変化に関係なく動作が
安定する。

また、第２図示のように接続部材３に付与する
初期圧力をスプリング１６と調整ねじ１７により
設定することにより動作点、動作感度を調整する
ことができる。

更に駆動電源１２として交流電源を用いれば、
弁体８の開閉をその周波数に応じて行うことがで
き、流体の流量制御が可能である。

〔考案の効果〕

上述のように本考案によれば、圧電素子２を
用いているので、電力消費量が少なく、電磁ノイ
ズの発生がないことは勿論、弁体８を圧電素子２
の変位力だけでなく、弓状板ばね５のスナツプ動
作により大きく駆動できる。圧電素子２の変位
力だけでなく、弓状板ばね５のスナツプ動作によ
るばね力が大きく作用するので弁閉止力を遥かに
大きくでき、確実に流路を遮断することができ
る。弁体８を弓状板ばね５によるスナツプ動作
で開閉できるので、温度等による変位特性変化に
関係なく安定な動作が得られる。弁体８の開ま
たは閉の状態を弓状板ばね５のスナツプ動作状態
により維持できるので、電源の印加状態を保つて
維持する必要はなく、それだけ節電することがで
きる。動作点、動作感度の調整ができる等の効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案圧電型開閉弁の一実施例の構成
を示す断面図、第２図は同じく動作点、動作感度
の調整を可能にした場合の構成の一部を示す断面
図である。 １……ケーシング、２……圧電素子、３……接
続部材、４……弾性仕切板、５……弓状板ばね、
６……流入口、７……流出口、８……弁体、９…
…流路、９ａ……弁シート。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ケーシング内に圧電素子の一端部を固定し、こ
   の圧電素子の他端部に接続部材を設けると共に該
   接続部材を揺動可能にケーシングに支持せしめ、
   この接続部材の反素子側端部とこれに対向するケ
   ーシング部との間に、弓状板ばねを支持すると共
   に、この弓状板ばねの中央部に流入、流出口間を
   開閉する弁体を設けてなる圧電型開閉弁。