JPH0331891Y2 - - 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させる方向切換弁
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
チユエータに設けた弁体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、各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ば
かりでなく、配線に手数を要するという新たな問
題が生ずる。

［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環題は、弁体のシー
ル性能及び圧電アクチユエータの効率がよく、か
つ配線を簡易化できる圧電アクチユエータ使用の
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に設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、一体に形成した固定部と、該固定部と一体で
上記弁体に向けて略等角度に延出させた複数の変
位部を有する基板と、各変位部の先端近くから固
定部にわたつて取付けた圧電素子とで構成し、上
記複数の変位部の自由端を、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］ 圧電アクチユエータに所定の極性の電圧を印加
すると、アクチユエータが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、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
配設した複数の変位部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、弁座に均一に着座し
てシール性能が向上するばかりでなく、複数の変
位部にそれぞれ圧電素子を設けたことにより弁体
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。

また、各変位部が相互に干渉することなく自由
に歪曲するので、圧電アクチユエータの効率が向
上し、しかも、圧電アクチユエータを構成する基
板の固定部を一体に形成したので、圧電アクチユ
エータへの配線が簡単である。

［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、本体部材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。

上記弁本体１ａ，１ｂの周壁に一端が挟着され
た圧電アクチユエータ７は、基板８と圧電素子９
ａ，９ｂよりなるバイモルフ型として構成されて
いる。基板８は、第２図に示すように、一体に形
成された中心部分から径方向に向く略等角度の切
欠部８ｃ，……によつて形成された、略等角度に
配設されかつ長さの等しい複数の変位部８ｂ，…
…を備え、圧電素子９ａ，９ｂは、変位部８ｂ，
……の先端近くから固定部８ａにわたつてその両
面に張り合わされており、所定の極性で電圧が印
加されると変位部８ｂ，……及び圧電素子９ａ，
９ｂが一方向に歪曲し、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、上記と反対の
方向に歪曲するものである。

そして、上記圧電アクチユエータ７における変
位部８ａ及び圧電素子９ａ，９ｂは、第２図の上
方に示すように扇形とすることも、あるいは切欠
部８ｃ，……によつて第２図の下方に示すように
長方形とすることもできる。

上述のように、圧電アクチユエータ７における
基板８の固定部８ａは一体に形成されているの
で、基板８に対する配線は、各別に行う必要がな
い。

上記基板８の変位部８ｂ，……の自由端１０，
……は、弁部材１２を有する弁枠１３の外周に形
設した断面Ｖ字形の係止溝１３ａ，……に揺動可
能に挿入されており、上記弁部材１２及び弁枠１
３で構成される弁体１４は、一端に嵌着されたば
ね受け１５が弁室２内に縮設された復帰スプリン
グ１６で押圧されることにより、弁座３ａの閉鎖
方向に付勢されている。

なお、図示を省略しているが、弁座３ａ，４ａ
は、本体部材１ａ，１ｂに螺着した中空ねじ部材
によつて形成することができ、この場合には、ね
じ部材の進退によつて弁部材１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１４
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は、本
体部材１ａ，１ｂによつて挟着された基板８の固
定部８ａを中心として歪曲するので、弁体１４が
弁座３ａ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、弁
体１４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１４は、等長かつ等角度に配設
された複数の変位部８ｂ，……の自由端１０，…
…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、各変位部の歪曲が
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、圧電アクチユエータ７における基板８の
固定部８ａを一体にしたので、複数の変位部８
ｂ，……を有するものでありながら、配線が簡単
である。

さらに弁体１４を圧電アクチユエータ７に一体
的に取付ける手数を必要としないので、複数の変
位部８ｂ，……によつて弁体１４を駆動するもの
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、圧電アクチユエータを
構成する基板から略等角度に延出した複数の変位
部の自由端を、弁体に揺動可能に係止したので、
弁体の移動姿勢が安定し、弁座に均一に着座して
シール性能を向上させることができる。

また、複数の変位部で弁体を駆動することによ
り、そ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、各変位部が
自由に歪曲して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、基板の固定部を一体に形成したことによ
り、圧電アクチユエータの配線が簡単である。

【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、上半部は変位部
等を扇形とした場合を、下半部は変位部等を長方
形にした場合をそれぞれ示す。 １……弁本体、２……弁室、３ａ，４ａ……弁
座、７……圧電アクチユエータ、８……基板、８
ａ……固定部、８ｂ……変位部、１４……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に設けた弁体
   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、一体に形成した固
   定部と、該固定部と一体で上記弁体に向けて略等
   角度に延出させた複数の変位部を有する基板と、
   各変位部の先端近くから固定部にわたつて取付け
   た圧電素子とで構成し、 上記複数の変位部の自由端を、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。