JPH0325465Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、方向切換弁に関するものであり、さ
らに詳しくは、圧電アクチユエータによつて弁座
を開閉する方向切換弁に関するものである。

〔従来の技術〕

圧電素子が通電により歪曲する性質を利用し
て、該圧電素子を使用した圧電アクチユエータに
設けた弁体によつて弁座を開閉する方向切換弁
は、特開昭56−76779号公報、実開昭61−152872
号公報などで既に知られている。

しかしながら、上記公知の方向切換弁は、一端
または両端を弁本体等に固定した１個の圧電アク
チユエータによつて弁座を開閉するものであるか
ら、弁体の弁座への着座が不均一になつてリーク
し易いばかりでなく、シール力が小さいために、
使用可能な流量、圧力が制限されるという問題が
ある。

この問題を解決するためには、複数の圧電アク
チユエータによつて弁体を駆動することが考えら
れるが、圧電アクチユエータの性能にばらつきが
あるために、単に圧電アクチユエータの数を増加
させるのみでは、各圧電アクチユエータの作用力
が干渉してアクチユエータの効率が低下するとい
う新たな問題が生じる。

〔考案が解決しようとする課題〕

本考案が解決しようとする課題は、弁体のシー
ル性能及び圧電アクチユエータの効率のよい方向
切換弁を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため、本考案は、弁本体の
弁室に形設した弁座を、一端を上記弁本体に固定
した圧電アクチユエータの他端に取付けた弁体で
開閉する方向切換弁において、上記圧電アクチユ
エータを、弁体に対して略等角度に複数配設する
とともに、これらの圧電アクチユエータの自由端
を、それぞれ上記弁体に揺動可能に係止したこと
を特徴としている。

〔作 用〕

複数個の圧電アクチユエータに所定の極性の電
圧を印加すると、これらのアクチユエータがそれ
ぞれ歪曲して弁体が弁座を開放または閉鎖し、圧
電アクチユエータへの電圧の印加を解除するかま
たは逆極性の電圧を印加すると、圧電アクチユエ
ータが反対方向に歪曲して弁体が他の動作位置に
動く。

この場合、弁体は、該弁体に対して略等角度に
配設した複数の圧電アクチユエータの自由端に対
して揺動可能であるから、圧電アクチユエータが
歪曲したときの弁体の移動姿勢が安定し、弁座に
均一に着座するのでシール性能が向上する。

また、複数の圧電アクチユエータによつて弁座
をシールするために、弁体のシール力が大きくな
るので、流量、圧力の使用範囲を拡大することが
できる。

さらに、複数の圧電アクチユエータの変位量に
ばらつきがあつても、これらの自由端がそれぞれ
弁体に対して揺動可能なために、相互に干渉する
ことなく自由に歪曲できるので、圧電アクチユエ
ータの効率が向上する。

〔実施例〕

第１図及び第２図は、本考案の方向切換弁を３
ポート弁とした場合の実施例を示し、弁本体１
は、本体部分１ａ，１ｂを適宜の手段によつて一
体化することによつて構成し、内部に弁座２が形
成されており、本体部材１ａ，１ｂの略中心部に
は、弁室２に通ずる入口ポート３と排出ポート４
が、その弁座３ａ，４ａを対向させて開設されて
おり、弁室２には出力ポート５が開口している。

上記本体部材１ａ，１ｂの周壁には、等長の圧
電アクチユエータ７，７の一端近くが、気密に、
かつ同一平面上に対向して嵌着されており、該圧
電アクチユエータ７，７の自由端８，８は、弁部
材１０を有する弁枠１１の外周に形設した断面略
Ｖ形の係止溝１１ａ，１１ａに揺動可能に挿入さ
れている。上記弁部材１０及び弁枠１１は、弁座
３ａ，４ａを開閉する弁体１２を構成し、該弁体
１２は、弁室２内に縮設された復帰スプリング１
３によつて弁座３ａを閉鎖する方向に付勢されて
いる。

上記圧電アクチユエータ７は、基板７ａの両面
に電圧の印加極性によつて互いに伸縮する板状の
圧電素子７ｂ，７ｃを張り合わせて構成されるバ
イモルフ形等のもので、所定の極性で電圧が印加
されると一方向に歪曲し、電圧の印加を解除しま
たはこれと逆極性の電圧を印加すると、上記と反
対の方向に歪曲するものである。

なお、上記圧電アクチユエータは、２個に限定
されるものではなく、第２図に２点鎖線で示すよ
うに、これと直交する方向の別の圧電アクチユエ
ータ７，７を対向して付設するなど、３個以上設
けることができるが、これらのアクチユエータ
は、いずれも等しい長さを有し、同一平面上に等
角度で配設されることは勿論である。

また、図示を省略しているが、弁座３ａ，４ａ
は、本体部分１ａ，１ｂに螺着した中空ねじ部材
に形成することもでき、この場合には、ねじ部材
の進退によつて弁体１２のストロークを調整する
ことができる。

上記実施例は、第１図に示すように、弁体１２
が弁座３ａを閉鎖し弁座４ａを開放している状態
において、圧電アクチユエータ７，７に所定の極
性の電圧を印加すると、圧電アクチユエータ７，
７は本体部材１ａ，１ｂによつて挟着された部分
を固定部として歪曲するので、弁体１２は弁座３
ａを開放して弁座４ａを閉鎖する。したがつて、
入口ポート３からの圧力流体は、出口ポート５か
ら流出する。

また、圧電アクチユエータ７，７の電圧の印加
を解除するかまたは逆極性の電圧を印加すると、
弁体１２は図示の状態に復帰し、出口ポート５か
らの流体が排出ポート４から排出される。

この場合、弁体１２は、等長かつ等角度で同一
平面上に配設された複数の圧電アクチユエータ
７，……の自由端８，……に対して揺動可能であ
るから、その移動姿勢が安定し、弁座３ａ，４ａ
に均一に着座してシール性能が向上するばかりで
なく、圧電アクチユエータ７，……の歪曲が自由
で相互に干渉しないので、大きな力で弁座を閉鎖
して流量、圧力の使用範囲を拡大することができ
る。

また、弁体１２を圧電アクチユエータ７，……
に一体的に取付ける手数を要しないので、複数の
圧電アクチユエータを使用するものでありなが
ら、弁体の組付け及び分解が極めて容易である。

〔考案の効果〕

本考案の方向切換弁は、弁座を開閉する弁体
を、略等角度に配設した複数の圧電アクチユエー
タの自由端に対して揺動可能としたので、圧電ア
クチユエータの歪曲による弁体の移動姿勢が安定
して弁座に均一に着座し、シール性能を向上させ
ることができる。

また、複数のアクチユエータの使用により、弁
座のシール力を大きくして流量、圧力の使用範囲
を拡大させるものでありながら、圧電アクチユエ
ータが相互に干渉しないので、アクチユエータの
効率を向上させることができるばかりでなく、組
立て及び分解が容易である。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示し、第１図は縦断正
面図、第２図は要部の平面図である。 １……弁本体、２……弁室、３ａ，４ａ……弁
座、７……圧電アクチユエータ、８……自由端、
１２……弁体。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 弁本体の弁室に形設した弁座を、一端を上記弁
   本体に固定した圧電アクチユエータの他端に取付
   けた弁体で開閉する方向切換弁において、 上記圧電アクチユエータを、弁体に対して略等
   角度に複数配設するとともに、これらの圧電アク
   チユエータの自由端を、それぞれ上記弁体に揺動
   可能に係止した、 ことを特徴とする方向切換弁。