JPH0350152B2 - - Google Patents
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- JPH0350152B2 JPH0350152B2 JP29748386A JP29748386A JPH0350152B2 JP H0350152 B2 JPH0350152 B2 JP H0350152B2 JP 29748386 A JP29748386 A JP 29748386A JP 29748386 A JP29748386 A JP 29748386A JP H0350152 B2 JPH0350152 B2 JP H0350152B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fluid
- piezoelectric
- valve body
- valve
- deflection element
- Prior art date
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、圧電たわみ素子の電圧印加によるた
わみ変形を利用したノルマル・オープン型の圧電
式選択バルブおよびその駆動方法に関する。
わみ変形を利用したノルマル・オープン型の圧電
式選択バルブおよびその駆動方法に関する。
［従来の技術］
従来、流体回路、例えば空気圧回路において制
御弁として圧電体を使用したものが提案されてい
る。
御弁として圧電体を使用したものが提案されてい
る。
例えば実開昭60−75775号および実開昭60−
75776号公報には、バイモルフ構造の圧電たわみ
素子を用いた圧電バルブが開示されている。
75776号公報には、バイモルフ構造の圧電たわみ
素子を用いた圧電バルブが開示されている。
［本発明が解決しようとする問題点］
上記公報に開示されたバイモルフ構造の圧電た
わみ素子を利用した圧電バルブをノルマル・オー
プン型の圧電バルブとして使用した場合、圧電た
わみ素子に電圧を印加しない時に弁体が流体入口
を閉じるようになつている。そしてこの閉状態に
おける弁体による流体入口のシールを十分にする
ため、予め、圧電たわみ素子を強制的に機械的に
たわませ、弁体を流体入口に押しつけた状態とし
ている。
わみ素子を利用した圧電バルブをノルマル・オー
プン型の圧電バルブとして使用した場合、圧電た
わみ素子に電圧を印加しない時に弁体が流体入口
を閉じるようになつている。そしてこの閉状態に
おける弁体による流体入口のシールを十分にする
ため、予め、圧電たわみ素子を強制的に機械的に
たわませ、弁体を流体入口に押しつけた状態とし
ている。
圧電板としては、一般にセラミツクスが使用さ
れるが、セラミツクスは引張変形に対する強度が
比較的弱いので弾性たわみ変形により凸面とされ
た方の圧電板には機械的なクリープ現象が発生し
易く、この為バルブを長期間使用した場合には弁
体を流体入口に押圧する力が低下して十分なシー
ル状態を維持することができなくなるという問題
点があつた。
れるが、セラミツクスは引張変形に対する強度が
比較的弱いので弾性たわみ変形により凸面とされ
た方の圧電板には機械的なクリープ現象が発生し
易く、この為バルブを長期間使用した場合には弁
体を流体入口に押圧する力が低下して十分なシー
ル状態を維持することができなくなるという問題
点があつた。
［問題点を解決する為の手段］
本発明者は、前記問題点を解決し、且つ複数種
の流体の流れを制御するノルマル・オープン型の
圧電式選択バルブを得る方法として、弁が開の状
態では圧電たわみ素子には何ら機械的変形を与え
ず、且つ電圧を印加しないようにし、また弁を閉
の状態にする際には、流体入口を押圧してシール
する代わりに、圧電たわみ素子に電圧を印加する
ことにより発生するたわみ変形と、流体入口ポー
トより流入した流体とによる押圧力でシールする
ようにすれば、弁体は連通ポート部のノズルに確
実に押圧され、ノルマル・オープン型の圧電式選
択バルブを長期間にわたつて使用できることを見
い出した。
の流体の流れを制御するノルマル・オープン型の
圧電式選択バルブを得る方法として、弁が開の状
態では圧電たわみ素子には何ら機械的変形を与え
ず、且つ電圧を印加しないようにし、また弁を閉
の状態にする際には、流体入口を押圧してシール
する代わりに、圧電たわみ素子に電圧を印加する
ことにより発生するたわみ変形と、流体入口ポー
トより流入した流体とによる押圧力でシールする
ようにすれば、弁体は連通ポート部のノズルに確
実に押圧され、ノルマル・オープン型の圧電式選
択バルブを長期間にわたつて使用できることを見
い出した。
本発明は、上記知見に基づくものである。
本発明によれば、下記(1)〜(3)のノルマル・オー
プン型の圧電式選択バルブおよびその駆動方法が
提供される。
プン型の圧電式選択バルブおよびその駆動方法が
提供される。
(1) 気密隔壁によつて主室と２以上の副室とに分
割されたバルブであり、主室には側壁を貫通す
る流体出口ポートおよび気密隔壁を貫通し主室
と副室とを連通する連通ポートが設けられてお
り、副室には側壁を貫通する流体入口ポートが
設けられており、第１のノルマル・オープン部
の副室内には圧電板をバネ性を有する基板に貼
りつけた圧電たわみ素子の一端をバルブケース
に固定部材により固定し、該圧電たわみ素子の
固定部より離れた位置に弁体を付設し、且つ該
圧電たわみ素子のバネ性を有する基板の延長端
部を支持し、該弁体を先端が副室に向けられた
連通ポート部のノズルから一定の距離だけ離す
ようにし、他のノルマル・クローズ部の副室内
には圧電たわみ素子の一端を固定部材により固
定し、且つ、自由端とした他端に弁体を付設し
て連通ポート部のノズルに接するように配置
し、流体入口ポートからバルブの副室中に流入
した流体の圧力によつて弁体を連通ポート部の
ノズルに圧着することにより流体をシールする
ようにし、ノルマル・オープン部の副室内の圧
電たわみ素子に電圧を印加することによつて発
生するたわみ変形と、流体入口ポートより該副
室内に流入した流体とによる押圧力で、弁体を
連通ポート部のノズルに圧着することにより流
体をシールする様に構成し、流体の種類を切り
換える際にはノルマル・クローズ部の副室内の
圧電たわみ素子に電圧を印加することによつて
生じるたわみ変形によつて弁体を連通ポート部
のノズルから離して、異なる流体を主室中に流
出させ、主室の流体出口ポートから流出させる
ように構成してなることを特徴とする圧電式選
択バルブ。
割されたバルブであり、主室には側壁を貫通す
る流体出口ポートおよび気密隔壁を貫通し主室
と副室とを連通する連通ポートが設けられてお
り、副室には側壁を貫通する流体入口ポートが
設けられており、第１のノルマル・オープン部
の副室内には圧電板をバネ性を有する基板に貼
りつけた圧電たわみ素子の一端をバルブケース
に固定部材により固定し、該圧電たわみ素子の
固定部より離れた位置に弁体を付設し、且つ該
圧電たわみ素子のバネ性を有する基板の延長端
部を支持し、該弁体を先端が副室に向けられた
連通ポート部のノズルから一定の距離だけ離す
ようにし、他のノルマル・クローズ部の副室内
には圧電たわみ素子の一端を固定部材により固
定し、且つ、自由端とした他端に弁体を付設し
て連通ポート部のノズルに接するように配置
し、流体入口ポートからバルブの副室中に流入
した流体の圧力によつて弁体を連通ポート部の
ノズルに圧着することにより流体をシールする
ようにし、ノルマル・オープン部の副室内の圧
電たわみ素子に電圧を印加することによつて発
生するたわみ変形と、流体入口ポートより該副
室内に流入した流体とによる押圧力で、弁体を
連通ポート部のノズルに圧着することにより流
体をシールする様に構成し、流体の種類を切り
換える際にはノルマル・クローズ部の副室内の
圧電たわみ素子に電圧を印加することによつて
生じるたわみ変形によつて弁体を連通ポート部
のノズルから離して、異なる流体を主室中に流
出させ、主室の流体出口ポートから流出させる
ように構成してなることを特徴とする圧電式選
択バルブ。
(2) 主室には側壁を貫通する流体出口ポート、流
体排出ポートおよび流体排出ノズルと、気密隔
壁を貫通し主室と副室とを連通する連通ポート
とが設けられており、主室内には圧電たわみ素
子の一端を固定し、且つ、自由端とした他端に
弁体を付設し、該弁体を流体排出ノズルに接す
るように配置し、流体の種類を切り換える際、
主室内の圧電たわみ素子に電圧を印加して主室
内を排気して異種流体の混合を防止する様に構
成してなることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の圧電式選択バルブ。
体排出ポートおよび流体排出ノズルと、気密隔
壁を貫通し主室と副室とを連通する連通ポート
とが設けられており、主室内には圧電たわみ素
子の一端を固定し、且つ、自由端とした他端に
弁体を付設し、該弁体を流体排出ノズルに接す
るように配置し、流体の種類を切り換える際、
主室内の圧電たわみ素子に電圧を印加して主室
内を排気して異種流体の混合を防止する様に構
成してなることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の圧電式選択バルブ。
(3) 気密隔壁によつて主室と２以上の副室とに分
割されたバルブであり、主室には側壁を貫通す
る流体出口ポートおよび気密隔壁を貫通し主室
と副室とを連通する連通ポートが設けられてお
り、副室には側壁を貫通する流体入口ポートが
設けられており、第１のノルマル・オープン部
の副室内には圧電板をバネ性を有する基板に貼
りつけた圧電たわみ素子の一端をバルブケース
に固定部材により固定し、該圧電たわみ素子の
固定部より離れた位置に弁体を付設し、且つ該
圧電たわみ素子のバネ性を有する基板の延長端
部を支持し、該弁体を先端が副室に向けられた
連通ポート部のノズルから一定の距離だけ離す
ようにし、他のノルマル・クローズ部の副室内
には圧電たわみ素子の一端を固定部材により固
定し、且つ、自由端とした他端に弁体を付設し
て連通ポート部のノズルに接するように配置
し、流体入口ポートからバルブの副室中に流入
した流体の圧力によつて弁体を連通ポート部の
ノズルに圧着することにより流体をシールする
ようにし、ノルマル・オープン部の副室内の圧
電たわみ素子に電圧を印加することによつて発
生するたわみ変形と、流体入口ポートより該副
室内に流入した流体とによる押圧力で、弁体を
連通ポート部のノズルに圧着することにより流
体をシールする様に構成し、流体の種類を切り
換える際にはノルマル・クローズ部の副室内の
圧電たわみ素子に電圧を印加することによつて
生じるたわみ変形によつて弁体を連通ポート部
のノズルから離して、異なる流体を主室中に流
出させ、主室の流体出口ポートから流出させる
ように構成してなることを特徴とする圧電式選
択バルブにおいて、ノルマル・クローズ部の副
室内の圧電たわみ素子に電圧を印加してたわみ
変形を起こさせ該副室内の流体を流出させる
際、弁体が連通ポート部のノズルから離れる短
時間のみ高い電圧を加え、すぐに脱分極が起こ
り難い低い電圧に切り換えるようにし、流体の
流出を止める際には初め加えた電圧とは逆の極
性の電圧を短時間だけ印加するようにし、ノル
マル・オープン部の副室内の圧電たわみ素子に
電圧を印加することによつて発生するたわみ変
形と、該副室内に流入した流体とによる押圧力
の合算で弁体をノズルに圧着させ該副室内の流
体をシールするようにし、弁を元の開の状態に
切り換える際には、該副室内の圧重たわみ素子
に弁を閉にする際に印加した電圧とは逆極性の
電圧を短時間だけ印加するようにして動作させ
ることを特徴とする圧電式選択バルブの駆動方
法。
割されたバルブであり、主室には側壁を貫通す
る流体出口ポートおよび気密隔壁を貫通し主室
と副室とを連通する連通ポートが設けられてお
り、副室には側壁を貫通する流体入口ポートが
設けられており、第１のノルマル・オープン部
の副室内には圧電板をバネ性を有する基板に貼
りつけた圧電たわみ素子の一端をバルブケース
に固定部材により固定し、該圧電たわみ素子の
固定部より離れた位置に弁体を付設し、且つ該
圧電たわみ素子のバネ性を有する基板の延長端
部を支持し、該弁体を先端が副室に向けられた
連通ポート部のノズルから一定の距離だけ離す
ようにし、他のノルマル・クローズ部の副室内
には圧電たわみ素子の一端を固定部材により固
定し、且つ、自由端とした他端に弁体を付設し
て連通ポート部のノズルに接するように配置
し、流体入口ポートからバルブの副室中に流入
した流体の圧力によつて弁体を連通ポート部の
ノズルに圧着することにより流体をシールする
ようにし、ノルマル・オープン部の副室内の圧
電たわみ素子に電圧を印加することによつて発
生するたわみ変形と、流体入口ポートより該副
室内に流入した流体とによる押圧力で、弁体を
連通ポート部のノズルに圧着することにより流
体をシールする様に構成し、流体の種類を切り
換える際にはノルマル・クローズ部の副室内の
圧電たわみ素子に電圧を印加することによつて
生じるたわみ変形によつて弁体を連通ポート部
のノズルから離して、異なる流体を主室中に流
出させ、主室の流体出口ポートから流出させる
ように構成してなることを特徴とする圧電式選
択バルブにおいて、ノルマル・クローズ部の副
室内の圧電たわみ素子に電圧を印加してたわみ
変形を起こさせ該副室内の流体を流出させる
際、弁体が連通ポート部のノズルから離れる短
時間のみ高い電圧を加え、すぐに脱分極が起こ
り難い低い電圧に切り換えるようにし、流体の
流出を止める際には初め加えた電圧とは逆の極
性の電圧を短時間だけ印加するようにし、ノル
マル・オープン部の副室内の圧電たわみ素子に
電圧を印加することによつて発生するたわみ変
形と、該副室内に流入した流体とによる押圧力
の合算で弁体をノズルに圧着させ該副室内の流
体をシールするようにし、弁を元の開の状態に
切り換える際には、該副室内の圧重たわみ素子
に弁を閉にする際に印加した電圧とは逆極性の
電圧を短時間だけ印加するようにして動作させ
ることを特徴とする圧電式選択バルブの駆動方
法。
［実施例］
以下図面を参照しながら本発明の具体的な実施
例を説明する。
例を説明する。
第１図は、本発明におけるノルマル・オープン
型の圧電式選択バルブを示す概略図である。
型の圧電式選択バルブを示す概略図である。
第１図において１はバルブケースであり気密隔
壁１４によつて主室１０と流体の種類だけの副室
１１に分割される。図では２種類の流体について
の場合である。ノルマル・オープン部の副室１１
Ａ内にはバネ性を有する金属基板（ステンレス
板）３２の両面に圧電板３１を貼り付けた圧電た
わみ素子３ａの一端部が固定部材２によつて支持
され、該圧電板の延長端部は金属基板３２の方が
圧電板３１より長くなるように構成されている。
圧電板３１の自由端部には弁体４ａが付設されて
いる。弁体４ａと連通ポート５ａ部のノズル６ａ
との間の距離は流体の流入を防げない距離になる
ようにノズル位置調節機構９によつて調節する。
圧電たわみ素子３ａにおいて圧電板３１の端部よ
り延長したバネ性を有する金属基板３２の部分は
板バネの役割を持たせる。金属基板３２の延長部
の自由端に対向する位置に支点となる支持材１６
を副室１１Ａ内に配置し、支持材位置調節機構１
７で支持材１６の頭部が該金属基板３２の自由端
部に接するように調節する。調節の際該金属基板
３２がたわみ変形を起こさないように留意する。
壁１４によつて主室１０と流体の種類だけの副室
１１に分割される。図では２種類の流体について
の場合である。ノルマル・オープン部の副室１１
Ａ内にはバネ性を有する金属基板（ステンレス
板）３２の両面に圧電板３１を貼り付けた圧電た
わみ素子３ａの一端部が固定部材２によつて支持
され、該圧電板の延長端部は金属基板３２の方が
圧電板３１より長くなるように構成されている。
圧電板３１の自由端部には弁体４ａが付設されて
いる。弁体４ａと連通ポート５ａ部のノズル６ａ
との間の距離は流体の流入を防げない距離になる
ようにノズル位置調節機構９によつて調節する。
圧電たわみ素子３ａにおいて圧電板３１の端部よ
り延長したバネ性を有する金属基板３２の部分は
板バネの役割を持たせる。金属基板３２の延長部
の自由端に対向する位置に支点となる支持材１６
を副室１１Ａ内に配置し、支持材位置調節機構１
７で支持材１６の頭部が該金属基板３２の自由端
部に接するように調節する。調節の際該金属基板
３２がたわみ変形を起こさないように留意する。
副室１１Ａは圧電たわみ素子３ａに電圧を印加
しない状態で弁は開の状態、即ちノルマル・オー
プンの状態におかれ、副室１１Ａ内の流体は連通
ポート９部を経て主室１０に流入し、流体出口ポ
ート８より流出している。この状態で圧電たわみ
素子３ａは機械的変形を受けないのでクリープ現
象等は起こらない。
しない状態で弁は開の状態、即ちノルマル・オー
プンの状態におかれ、副室１１Ａ内の流体は連通
ポート９部を経て主室１０に流入し、流体出口ポ
ート８より流出している。この状態で圧電たわみ
素子３ａは機械的変形を受けないのでクリープ現
象等は起こらない。
一方、ノルマル・クローズ部の副室１１Ｂ内に
は固定部材２によつて圧電たわみ素子３ｂの一端
部が固定支持されている。圧電たわみ素子３ｂの
自由端部には弁体４ｂが付設されている。
は固定部材２によつて圧電たわみ素子３ｂの一端
部が固定支持されている。圧電たわみ素子３ｂの
自由端部には弁体４ｂが付設されている。
図には示していないが圧電たわみ素子３ａ，３
ｂに接続した電圧印加用のリード線は適切な方法
でバルブケース１に対して絶縁および気密化され
ている。該弁体４ａ，４ｂは例えばゴム材からな
る。
ｂに接続した電圧印加用のリード線は適切な方法
でバルブケース１に対して絶縁および気密化され
ている。該弁体４ａ，４ｂは例えばゴム材からな
る。
弁体４ｂと対向する位置に連通ポート部のノズ
ル６ｂを通じて主室１０に通じる連通ポート５ｂ
が設けられている。弁体４ｂの位置は連通ポート
部のノズル６ｂの先端に接触するようにノズル位
置調節機構９によつて調節する。調節の際、圧電
たわみ素子３ｂ自身がたわみ変形を起こさないよ
うに留意する。圧電たわみ素子３ｂは機械的変形
を受けないのでクリープ現象等は起こらない。副
室１１Ｂ内の流体は、流体自身の圧力でシールさ
れ主室１０内には流出しない。
ル６ｂを通じて主室１０に通じる連通ポート５ｂ
が設けられている。弁体４ｂの位置は連通ポート
部のノズル６ｂの先端に接触するようにノズル位
置調節機構９によつて調節する。調節の際、圧電
たわみ素子３ｂ自身がたわみ変形を起こさないよ
うに留意する。圧電たわみ素子３ｂは機械的変形
を受けないのでクリープ現象等は起こらない。副
室１１Ｂ内の流体は、流体自身の圧力でシールさ
れ主室１０内には流出しない。
圧電たわみ素子３ａに電圧を印加することによ
つて発生するたわみ変形と、流体自身の圧力によ
るシール力との合算で弁体４ａを連通ポート部の
ノズル９に押圧すれば副室１１Ａ内の流体はシー
ルされる。このとき副室１１Ｂ内の圧電たわみ素
子３ｂにも電圧を印加して弁体４ｂを連通ポート
部のノズルから離すことにより、１１Ｂ内の流体
は連通ポート５ｂのノズル６ｂを経て主室１０内
に流入し、流体出口ポート８より流出する。
つて発生するたわみ変形と、流体自身の圧力によ
るシール力との合算で弁体４ａを連通ポート部の
ノズル９に押圧すれば副室１１Ａ内の流体はシー
ルされる。このとき副室１１Ｂ内の圧電たわみ素
子３ｂにも電圧を印加して弁体４ｂを連通ポート
部のノズルから離すことにより、１１Ｂ内の流体
は連通ポート５ｂのノズル６ｂを経て主室１０内
に流入し、流体出口ポート８より流出する。
第２図は種類の異なつた流体同志が主室１０内
で混じることを防ぐため、主室１０内に排気用圧
電たわみ素子３ｃの一端を固定部材２によつて固
定支持し、他端に付設した弁体４ｃに対向する位
置に流体排出ノズル１３に続いた流体排出ポート
１２をバルブケース１に配設してある。主室１０
内に残留する流体は一旦排出ポート１２から排出
した後、別の流体を流入させれば、主室内に残留
する流体と新たに主室内に流入させた流体との混
合を防止することができる。
で混じることを防ぐため、主室１０内に排気用圧
電たわみ素子３ｃの一端を固定部材２によつて固
定支持し、他端に付設した弁体４ｃに対向する位
置に流体排出ノズル１３に続いた流体排出ポート
１２をバルブケース１に配設してある。主室１０
内に残留する流体は一旦排出ポート１２から排出
した後、別の流体を流入させれば、主室内に残留
する流体と新たに主室内に流入させた流体との混
合を防止することができる。
第３図ＡおよびＢは本発明のノルマル・オープ
ン型の圧電式選択バルブの駆動方法を示すもの
で、第１図の圧電式選択バルブの圧電たわみ素子
に加える電圧印加パターンを示す図である。第３
図Ａはノルマル・オープン部の副室内の圧電たわ
み素子３ａへの圧電印加パターンを、第３図Ｂは
ノルマル・クローズ部の副室内の圧電たわみ素子
３ｂへの電圧印加パターンを示す図である。
ン型の圧電式選択バルブの駆動方法を示すもの
で、第１図の圧電式選択バルブの圧電たわみ素子
に加える電圧印加パターンを示す図である。第３
図Ａはノルマル・オープン部の副室内の圧電たわ
み素子３ａへの圧電印加パターンを、第３図Ｂは
ノルマル・クローズ部の副室内の圧電たわみ素子
３ｂへの電圧印加パターンを示す図である。
副室１１Ａ内の圧電たわみ素子３ａは、例えば
次のような構成とし、バルブケース１に取り付け
ることができる。長さ30mm、巾20mm、厚み0.2mm
のチタン酸・ジルコン酸鉛系の圧電板３１の両面
に、Ag電極を焼き付け、接着剤で厚さ0.1mmのバ
ネ性を有する金属基板３２（ステンレス板）の両
面に貼りつけたバイモルフ構造の圧電たわみ素子
３ａの圧電板３１の端部に、厚さ0.5mmのEPTゴ
ムからなる弁体４ａを貼り付け、圧電板３１の端
部から金属基板３２の自由端部までの長さを15mm
として、圧電たわみ素子３ａを構成する。この圧
電たわみ素子３ａを、弁体４が流体出口ノズル５
の先端より200μｍ離れるように、支持材１６で
金属基板３２の自由端部より１mmの位置を支点と
することによりバルブケース１に配設した。
次のような構成とし、バルブケース１に取り付け
ることができる。長さ30mm、巾20mm、厚み0.2mm
のチタン酸・ジルコン酸鉛系の圧電板３１の両面
に、Ag電極を焼き付け、接着剤で厚さ0.1mmのバ
ネ性を有する金属基板３２（ステンレス板）の両
面に貼りつけたバイモルフ構造の圧電たわみ素子
３ａの圧電板３１の端部に、厚さ0.5mmのEPTゴ
ムからなる弁体４ａを貼り付け、圧電板３１の端
部から金属基板３２の自由端部までの長さを15mm
として、圧電たわみ素子３ａを構成する。この圧
電たわみ素子３ａを、弁体４が流体出口ノズル５
の先端より200μｍ離れるように、支持材１６で
金属基板３２の自由端部より１mmの位置を支点と
することによりバルブケース１に配設した。
また副室１１Ｂ内の圧電たわみ素子３ｂは、例
えば次のような構成とし、バルブケース１に取り
付けることができる。前記と同様な圧電板を使用
し、両面にAg電極をつけ、接着剤で厚さ0.1mmの
バネ性を有する基板３２（ステンレス板）の両面
に貼りつけたバイモルフ構造の圧電たわみ素子３
ｂの自由端部に厚さ0.5mmのEPTゴムからなる弁
体４ｂを貼り付け、弁体４ｂを直径1.2mmの連通
ポート部のノズル６ｂに接する様にしてバルブケ
ース１内におさめた。
えば次のような構成とし、バルブケース１に取り
付けることができる。前記と同様な圧電板を使用
し、両面にAg電極をつけ、接着剤で厚さ0.1mmの
バネ性を有する基板３２（ステンレス板）の両面
に貼りつけたバイモルフ構造の圧電たわみ素子３
ｂの自由端部に厚さ0.5mmのEPTゴムからなる弁
体４ｂを貼り付け、弁体４ｂを直径1.2mmの連通
ポート部のノズル６ｂに接する様にしてバルブケ
ース１内におさめた。
圧力が５Kg／cm2のN2ガス流体を上記構造のバ
ルブケース１内に側壁１５を貫通する流体入口ポ
ート７ａより流入させ、一方流体入口ポート７ｂ
に５Kg／cm2の圧縮空気を導入し、ノルマル・オー
プン部の副室内の圧電たわみ素子３ａに70Vの直
流電圧を印加しバルブの状態を閉とした時のもれ
量は、0.5ml／minであり、電磁バルブに関して
のJIS B8373で規定したもれ量を下まわつた。
ルブケース１内に側壁１５を貫通する流体入口ポ
ート７ａより流入させ、一方流体入口ポート７ｂ
に５Kg／cm2の圧縮空気を導入し、ノルマル・オー
プン部の副室内の圧電たわみ素子３ａに70Vの直
流電圧を印加しバルブの状態を閉とした時のもれ
量は、0.5ml／minであり、電磁バルブに関して
のJIS B8373で規定したもれ量を下まわつた。
次に圧電たわみ素子３ａに70Vの直流電圧を印
加した状態で、ノルマル・クローズ部の副室内の
圧電たわみ素子３ｂに、v1＝100，v2＝70V，v3
＝−70V，t1＝１秒，t2＝３秒，t3＝１秒の条件
で電圧を印加したところ印加電圧に対して流量は
鋭敏に立ち上がり、且つ、一定流量に達する時間
は短かつた。この様子を第４図Ａに示す。
加した状態で、ノルマル・クローズ部の副室内の
圧電たわみ素子３ｂに、v1＝100，v2＝70V，v3
＝−70V，t1＝１秒，t2＝３秒，t3＝１秒の条件
で電圧を印加したところ印加電圧に対して流量は
鋭敏に立ち上がり、且つ、一定流量に達する時間
は短かつた。この様子を第４図Ａに示す。
これに対して、比較例として弁体がノズルから
離れる際に高い電圧を加えないで、v2＝70Vで３
秒間印加した後、v3＝−70Vを１秒間加えた時の
流出される流体の流量と印加電圧とを対比させ
た。この様子を第４図Ｂに示す。図から明らかな
ように弁の開放時における流量の立ち上がりには
にぶく、且つ、一定流量に達していないことがわ
かる。
離れる際に高い電圧を加えないで、v2＝70Vで３
秒間印加した後、v3＝−70Vを１秒間加えた時の
流出される流体の流量と印加電圧とを対比させ
た。この様子を第４図Ｂに示す。図から明らかな
ように弁の開放時における流量の立ち上がりには
にぶく、且つ、一定流量に達していないことがわ
かる。
次にノルマル・クローズ部の副室内の圧電たわ
み素子３ｂに電圧を印加しない状態で、ノルマ
ル・オープン型の副室内の圧電たわみ素子３ａに
−100Vを1.0秒間だけ印加したところ、元の開状
態に戻つた。
み素子３ｂに電圧を印加しない状態で、ノルマ
ル・オープン型の副室内の圧電たわみ素子３ａに
−100Vを1.0秒間だけ印加したところ、元の開状
態に戻つた。
尚実施例ではバネ性を有する金属基板の例とし
てステンレス基板を用いたが、これに限定するも
のではない。
てステンレス基板を用いたが、これに限定するも
のではない。
［発明の効果］
本発明によれば、バルブが開の状態時には何ら
ノルマル・オープン部の副室内の圧電たわみ素子
に対し電圧を印加することなく、且つ機械的なた
わみ変形も与えず、バルブが閉の状態時には流体
をシールするための押圧力を主として流体自身の
流体圧によつており、しかもバルブを閉状態から
開状態へする際には、圧電たわみ素子に電圧を印
加することにより発生するたわみ変形とバネ性を
有する基板のバネ反発力とを利用している。一方
ノルマル・クローズ型の副室内の圧電たわみ素子
に対しては通常は電圧を印加せず、バルブを開に
する短時間のみ電圧を印加するようにしている。
このため、バルブの弁体の開閉の動作が確実で、
且つ脱分極による特性の劣化が起こりにくい。従
つて長期間にわたり使用することができるノルマ
ル・オープン型の圧電式選択バルブ及びその駆動
方法が提供される。
ノルマル・オープン部の副室内の圧電たわみ素子
に対し電圧を印加することなく、且つ機械的なた
わみ変形も与えず、バルブが閉の状態時には流体
をシールするための押圧力を主として流体自身の
流体圧によつており、しかもバルブを閉状態から
開状態へする際には、圧電たわみ素子に電圧を印
加することにより発生するたわみ変形とバネ性を
有する基板のバネ反発力とを利用している。一方
ノルマル・クローズ型の副室内の圧電たわみ素子
に対しては通常は電圧を印加せず、バルブを開に
する短時間のみ電圧を印加するようにしている。
このため、バルブの弁体の開閉の動作が確実で、
且つ脱分極による特性の劣化が起こりにくい。従
つて長期間にわたり使用することができるノルマ
ル・オープン型の圧電式選択バルブ及びその駆動
方法が提供される。
第１図および第２図は本発明のノルマル・オー
プン型の圧電式選択バルブを示す概略図である。
第３図ＡおよびＢは本発明のノルマル・オープン
型の圧電式選択バルブの駆動方法である圧電たわ
み素子への電圧印加パターンを示す図である。第
４図Ａ〜Ｂは第１図の圧電式選択バルブにおい
て、圧電たわみ素子へ電圧を印加したときの流量
変化挙動を示す図である。 １：バルブケース、２：固定部材、３ａ，３
ｂ，３ｃ：圧電たわみ素子、３１：圧電板、３
２：バネ性を有する基板、４ａ，４ｂ，４ｃ：弁
体、５ａ，５ｂ：連通ポート、６ａ，６ｂ：連通
ポート部のノズル、７ａ，７ｂ：流体入口ポー
ト、８：流体出口ポート、９：ノズル位置調節機
構、１０：主室、１１Ａ，１１Ｂ：副室、１２：
流体排出ポート、１３：流体排出ノズル、１４：
気密隔壁、１５：側壁、１６：支持材、１７：支
持材位置調節機構。
プン型の圧電式選択バルブを示す概略図である。
第３図ＡおよびＢは本発明のノルマル・オープン
型の圧電式選択バルブの駆動方法である圧電たわ
み素子への電圧印加パターンを示す図である。第
４図Ａ〜Ｂは第１図の圧電式選択バルブにおい
て、圧電たわみ素子へ電圧を印加したときの流量
変化挙動を示す図である。 １：バルブケース、２：固定部材、３ａ，３
ｂ，３ｃ：圧電たわみ素子、３１：圧電板、３
２：バネ性を有する基板、４ａ，４ｂ，４ｃ：弁
体、５ａ，５ｂ：連通ポート、６ａ，６ｂ：連通
ポート部のノズル、７ａ，７ｂ：流体入口ポー
ト、８：流体出口ポート、９：ノズル位置調節機
構、１０：主室、１１Ａ，１１Ｂ：副室、１２：
流体排出ポート、１３：流体排出ノズル、１４：
気密隔壁、１５：側壁、１６：支持材、１７：支
持材位置調節機構。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 気密隔壁によつて主室と２以上の副室とに分
割されたバルブであり、主室には側壁を貫通する
流体出口ポートおよび気密隔壁を貫通し主室と副
室とを連通する連通ポートが設けられており、副
室には側壁を貫通する流体入口ポートが設けられ
ており、第１のノルマル・オープン部の副室内に
は圧電板をバネ性を有する基板に貼りつけた圧電
たわみ素子の一端をバルブケースに固定部材によ
り固定し、該圧電たわみ素子の固定部より離れた
位置に弁体を付設し、且つ該圧電たわみ素子のバ
ネ性を有する基板の延長端部を支持し、該弁体を
先端から副室に向けられた連通ポート部のノズル
から一定の距離だけ離すようにし、他のノルマ
ル・クローズ部の副室内には圧電たわみ素子の一
端を固定部材により固定し、且つ、自由端とした
他端に弁体を付設して連通ポート部のノズルに接
するように配置し、流体入口ポートからバルブの
副室中に流入した流体の圧力によつて弁体を連通
ポート部のノズルに圧着することにより流体をシ
ールするようにし、ノルマル・オープン部の副室
内の圧電たわみ素子に電圧を印加することによつ
て発生するたわみ変形と、流体入口ポートより該
副室内に流入した流体とによる押圧力で、弁体を
連通ポート部のノズルに圧着することにより流体
をシールする様に構成し、流体の種類を切り換え
る際にはノルマル・クローズ部の副室内の圧電た
わみ素子に電圧を印加することによつて生じるた
わみ変形によつて弁体を連通ポート部のノズルか
ら離して、異なる流体を主室中に流出させ、主室
の流体出口ポートから流出させるように構成して
なることを特徴とする圧電式選択バルブ。 ２ 主室には側壁を貫通する流体出口ポート、流
体排出ポートおよび流体排出ノズルと、気密隔壁
を貫通し主室と副室とを連通する連通ポートとが
設けられており、主案内には圧電たわみ素子の一
端を固定し、且つ、自由端とした他端に弁体を付
設し、該弁体を流体排出ノズルに接するように配
置し、流体の種類を切り換える際、主室内の圧電
たわみ素子に電圧を印加して主室内を排気して異
種流体の混合を防止する様に構成してなることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の圧電式選
択バルブ。 ３ 気密隔壁によつて主室と２以上の副室とに分
割されたバルブであり、主室には側壁を貫通する
流体出口ポートおよび気密隔壁を貫通し主室と副
室とを連通する連通ポートが設けられており、副
室には側壁を貫通する流体入口ポートが設けられ
ており、第１のノルマル・オープン部の副室内に
は圧電板をバネ性を有する基板に貼りつけた圧電
たわみ素子の一端をバルブケースに固定部材によ
り固定し、該圧電たわみ素子の固定部より離れた
位置に弁体を付設し、且つ該圧電たわみ素子のバ
ネ性を有する基板の延長端部を支持し、該弁体を
先端が室に向けられた連通ポート部のノズルから
一定の距離だけ離すようにし、他のノルマル・ク
ローズ部の副室内には圧電たわみ素子の一端を固
定部材により固定し、且つ、自由端とした他端に
弁体を付設して連通ポート部のノズルに接するよ
うに配置し、流体入口ポートからバルブの副室中
に流入した流体の圧力によつて弁体を連通ポート
部のノズルに圧着することにより流体をシールす
るようにし、ノルマル・オープン部の副室内の圧
電たわみ素子に電圧を印加することによつて発生
するたわみ変形と、流体入口ポートより該副室内
に流入した流体とによる押圧力で、弁体を連通ポ
ート部のノズルに圧着することにより流体をシー
ルする様に構成し、流体の種類を切り換える際に
はノルマル・クローズ部の副室内の圧電たわみ素
子に電圧を印加することによつて生じるたわみ変
形によつて弁体を連通ポート部のノズルから離し
て、異なる流体を主室中に流出させ、主室の流体
出口ポートから流出させるように構成してなるこ
とを特徴とする圧電式選択バルブにおいて、ノル
マル・クローズ部の副室内の圧電たわみ素子に電
圧を印加してたわみ変形を起こさせ該副室内の流
体を流出させる際、弁体が連通ポート部のノズル
から離れる短時間のみ高い電圧を加え、すぐに脱
分極が起こり難い低い電圧に切り換えるように
し、流体の流出を止める際には初め加えた電圧と
は逆の極性の電圧を短時間だけ印加するように
し、ノルマル・オープン部の副室内の圧電たわみ
素子に電圧を印加することによつて発生するたわ
み変形と、該副室内に流入した流体とによる押圧
力の合算で弁体をノズルに圧着させ該副室内の流
体をシールするようにし、弁を元の開の状態に切
り換える際には、該副室内の圧電たわみ素子に弁
を閉にする際に印加した電圧とは逆極性の電圧を
短時間だけ印加するようにして動作させることを
特徴とする圧電式選択バルブの駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29748386A JPS63152783A (ja) | 1986-12-16 | 1986-12-16 | 圧電式選択バルブおよびその駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29748386A JPS63152783A (ja) | 1986-12-16 | 1986-12-16 | 圧電式選択バルブおよびその駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63152783A JPS63152783A (ja) | 1988-06-25 |
| JPH0350152B2 true JPH0350152B2 (ja) | 1991-07-31 |
Family
ID=17847083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29748386A Granted JPS63152783A (ja) | 1986-12-16 | 1986-12-16 | 圧電式選択バルブおよびその駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63152783A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT396392B (de) * | 1991-09-30 | 1993-08-25 | Hoerbiger Fluidtechnik Gmbh | Piezo-ventil |
-
1986
- 1986-12-16 JP JP29748386A patent/JPS63152783A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63152783A (ja) | 1988-06-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |