JPH0371589B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0371589B2 JPH0371589B2 JP14361788A JP14361788A JPH0371589B2 JP H0371589 B2 JPH0371589 B2 JP H0371589B2 JP 14361788 A JP14361788 A JP 14361788A JP 14361788 A JP14361788 A JP 14361788A JP H0371589 B2 JPH0371589 B2 JP H0371589B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shaft
- recess
- piezoelectric element
- disk
- leaf spring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は空気を媒体とする制御回路の空気流量
制御及び回路の通気、遮断等のために用いるデイ
スクドライブ高速弁の軸支持装置に関するもので
ある。
制御及び回路の通気、遮断等のために用いるデイ
スクドライブ高速弁の軸支持装置に関するもので
ある。
［従来の技術］
空気を利用する制御回路の流量制御、あるい
は、回路の通気、遮断を行うために、最近、高速
応答性が得られるデイスクドライブ高速弁が提案
されている（特願昭61−11670号）。このデイスク
ドライブ高速弁は、第４図及び第５図に示す如
く、楔形のスリツト１を放射状に多数穿設してな
る固定デイスク２を、弁箱３内を２分する隔壁４
に気密に嵌込み固定すると共に、厚みが約0.1mm
の金属板で作られ且つ上記固定デイスク２の各ス
リツト１と対応するスリツト５を穿設してなる可
動デイスク６を、上記固定デイスク２に近接して
相対するように配置し、又、上記デイスク２，６
の中心部にトーシヨンバー７を貫通させて、該ト
ーシヨンバー７と可動デイスク６を一体にし、ト
ーシヨンバー７の一端を弁箱３に固定し、トーシ
ヨンバー７のデイスク６，２を越えた反対側の部
分を、ころがり軸受やすべり軸受等の軸受８によ
つて支持させ、更に上記トーシヨンバー７の他端
である自由端に設けたエツジ９と弁箱３内壁との
間に、電気信号を受け取つて伸長する圧電素子１
０を配置した構成としてある。なお、１１は制御
すべき流体の入口ポート、１２は出口ポートであ
る。
は、回路の通気、遮断を行うために、最近、高速
応答性が得られるデイスクドライブ高速弁が提案
されている（特願昭61−11670号）。このデイスク
ドライブ高速弁は、第４図及び第５図に示す如
く、楔形のスリツト１を放射状に多数穿設してな
る固定デイスク２を、弁箱３内を２分する隔壁４
に気密に嵌込み固定すると共に、厚みが約0.1mm
の金属板で作られ且つ上記固定デイスク２の各ス
リツト１と対応するスリツト５を穿設してなる可
動デイスク６を、上記固定デイスク２に近接して
相対するように配置し、又、上記デイスク２，６
の中心部にトーシヨンバー７を貫通させて、該ト
ーシヨンバー７と可動デイスク６を一体にし、ト
ーシヨンバー７の一端を弁箱３に固定し、トーシ
ヨンバー７のデイスク６，２を越えた反対側の部
分を、ころがり軸受やすべり軸受等の軸受８によ
つて支持させ、更に上記トーシヨンバー７の他端
である自由端に設けたエツジ９と弁箱３内壁との
間に、電気信号を受け取つて伸長する圧電素子１
０を配置した構成としてある。なお、１１は制御
すべき流体の入口ポート、１２は出口ポートであ
る。
かかる最近提案されているデイスクドライブ高
速弁によれば、圧電素子１０に電圧信号を加える
と、圧電素子１０が伸長するため、トーシヨンバ
ー７はその軸線回りに捩られ、これにより、可動
デイスク６が旋回させられて、可動デイスク６の
スリツト５と固定デイスク２のスリツト１が一致
し、弁を通気状態とすることができ、一方、電圧
信号を取り去ると、圧電素子１０は短縮して元の
長さに復帰するため、トーシヨンバー７が捩り反
力（弾性力）によつて捩られる前の状態に戻され
ることにより、各スリツト５，１を閉鎖状態にす
ることができる。
速弁によれば、圧電素子１０に電圧信号を加える
と、圧電素子１０が伸長するため、トーシヨンバ
ー７はその軸線回りに捩られ、これにより、可動
デイスク６が旋回させられて、可動デイスク６の
スリツト５と固定デイスク２のスリツト１が一致
し、弁を通気状態とすることができ、一方、電圧
信号を取り去ると、圧電素子１０は短縮して元の
長さに復帰するため、トーシヨンバー７が捩り反
力（弾性力）によつて捩られる前の状態に戻され
ることにより、各スリツト５，１を閉鎖状態にす
ることができる。
［発明が解決しようとする課題］
ところが、上記可動デイスク６は、揺動（旋
回）角度が数10mradであると共に、揺動周波数
が500〜1KHzにも及ぶため、軸受８として、ころ
がり軸受を用いると、フレツテイングが発生し、
すべり軸受を用いると、トーシヨンバー７との間
のクリアランスにより不規則なトルクが発生する
問題があり、又、捩り復元力を発生させるための
トーシヨンバー７は、駆動反力と駆動角との関係
から、ある程度の長さとし且つ細径化することが
必要であるため、トーシヨンバー７自体の製作が
面倒であると共に、弁全体としても小型化するこ
とが困難である。
回）角度が数10mradであると共に、揺動周波数
が500〜1KHzにも及ぶため、軸受８として、ころ
がり軸受を用いると、フレツテイングが発生し、
すべり軸受を用いると、トーシヨンバー７との間
のクリアランスにより不規則なトルクが発生する
問題があり、又、捩り復元力を発生させるための
トーシヨンバー７は、駆動反力と駆動角との関係
から、ある程度の長さとし且つ細径化することが
必要であるため、トーシヨンバー７自体の製作が
面倒であると共に、弁全体としても小型化するこ
とが困難である。
そこで、本発明は、製作上に問題があるトーシ
ヨンバーやフレツテイング、不規則トルクの発生
に問題がある軸受の使用を中止し、信頼性を向上
すると共に、弁全体の小型化を図ろうとするもの
である。
ヨンバーやフレツテイング、不規則トルクの発生
に問題がある軸受の使用を中止し、信頼性を向上
すると共に、弁全体の小型化を図ろうとするもの
である。
［課題を解決するための手段］
本発明は、上記目的を達成するために、スリツ
トを有する固定デイスクに近接して相対するよう
に配置した同じくスリツトを有する可動デイスク
の中心部に、シヤフトを一体的に連結させ、該シ
ヤフトの下面側に、シヤフト軸心を越えた位置に
天井面が形成されるような凹部を設け、該凹部の
天井面と支持台の上面との間に、該支持台の上面
からシヤフト軸心までの距離と上記凹部の天井面
からシヤフト軸心までの距離とが等しくなるよう
な隙間が形成されるよう上記シヤフトを支持台上
に配置し、且つ上記シヤフトを、シヤフト軸心を
通して鉛直に配した板ばねを介して上記支持台に
支持させ、更に上記シヤフトの上面側の所要位置
に、通電時に伸長してシヤフトを回転変位させる
ための圧電素子の当接部を形成した構成とする。
トを有する固定デイスクに近接して相対するよう
に配置した同じくスリツトを有する可動デイスク
の中心部に、シヤフトを一体的に連結させ、該シ
ヤフトの下面側に、シヤフト軸心を越えた位置に
天井面が形成されるような凹部を設け、該凹部の
天井面と支持台の上面との間に、該支持台の上面
からシヤフト軸心までの距離と上記凹部の天井面
からシヤフト軸心までの距離とが等しくなるよう
な隙間が形成されるよう上記シヤフトを支持台上
に配置し、且つ上記シヤフトを、シヤフト軸心を
通して鉛直に配した板ばねを介して上記支持台に
支持させ、更に上記シヤフトの上面側の所要位置
に、通電時に伸長してシヤフトを回転変位させる
ための圧電素子の当接部を形成した構成とする。
［作用］
圧電素子を伸長させると、板ばねは曲げモーメ
ントに応じた曲率半径で撓むので、シヤフトが回
転変位させられて可動デイスクが旋回させられ
る。この際、上記板ばねはシヤフトの回転を支持
する軸受として機能させられる。一方、圧電素子
を短縮させると、板ばねの弾性復元力により、シ
ヤフトを介して可動デイスクが元の位置に戻され
る。
ントに応じた曲率半径で撓むので、シヤフトが回
転変位させられて可動デイスクが旋回させられ
る。この際、上記板ばねはシヤフトの回転を支持
する軸受として機能させられる。一方、圧電素子
を短縮させると、板ばねの弾性復元力により、シ
ヤフトを介して可動デイスクが元の位置に戻され
る。
［実施例］
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例を示すもので、第４
図及び第５図に示したデイスクドライブ高速弁と
同様に、弁箱３内の隔壁４部に取付けた固定デイ
スク２に、可動デイスク６を相対するように近接
配置してある構成において、トーシヨンバーに代
えてシヤフト１３を用い、該シヤフト１３の一端
を上記可動デイスク６の中心部に一体化させる。
上記シヤフト１３の両端部には、第２図にその詳
細を示す如く、下側よりシヤフト軸心Ｏを距離ｅ
だけ越える位置までかまぼこ状に削り取つた凹部
１４をそれぞれ設け、且つ該各凹部１４には、弁
箱３内に据付けた支持台１５の上部を介入させ
て、該支持台１５の上面を軸心Ｏより距離ｅだけ
下側位置で上記凹部１４の天井面に対峙させるよ
うにし、且つ上記支持台１５の上部には、軸心Ｏ
上の位置に鉛直に配した板ばね１６の下端を固定
し、該板ばね１６の自由端である上端を、上記シ
ヤフト１３に固着する。又、上記シヤフト１３の
中間部には、上側より軸心Ｏの位置まで半円柱状
に削り取つた凹部１７を設け、且つ該凹部１７の
底面上には、軸心Ｏから離れた位置に、半円形状
とした突起１８を軸心Ｏ方向に沿つて設け、該突
起１８と弁箱３の内壁との間に圧電素子１０を配
置し、圧電素子１０が伸長したときに、板ばね１
６の撓みを介してシヤフト１３が回転させられる
ようにし、圧電素子１０が短縮したときに、板ば
ね１６の弾性復元力によりシヤフト１３が元の位
置に戻されるようにする。
図及び第５図に示したデイスクドライブ高速弁と
同様に、弁箱３内の隔壁４部に取付けた固定デイ
スク２に、可動デイスク６を相対するように近接
配置してある構成において、トーシヨンバーに代
えてシヤフト１３を用い、該シヤフト１３の一端
を上記可動デイスク６の中心部に一体化させる。
上記シヤフト１３の両端部には、第２図にその詳
細を示す如く、下側よりシヤフト軸心Ｏを距離ｅ
だけ越える位置までかまぼこ状に削り取つた凹部
１４をそれぞれ設け、且つ該各凹部１４には、弁
箱３内に据付けた支持台１５の上部を介入させ
て、該支持台１５の上面を軸心Ｏより距離ｅだけ
下側位置で上記凹部１４の天井面に対峙させるよ
うにし、且つ上記支持台１５の上部には、軸心Ｏ
上の位置に鉛直に配した板ばね１６の下端を固定
し、該板ばね１６の自由端である上端を、上記シ
ヤフト１３に固着する。又、上記シヤフト１３の
中間部には、上側より軸心Ｏの位置まで半円柱状
に削り取つた凹部１７を設け、且つ該凹部１７の
底面上には、軸心Ｏから離れた位置に、半円形状
とした突起１８を軸心Ｏ方向に沿つて設け、該突
起１８と弁箱３の内壁との間に圧電素子１０を配
置し、圧電素子１０が伸長したときに、板ばね１
６の撓みを介してシヤフト１３が回転させられる
ようにし、圧電素子１０が短縮したときに、板ば
ね１６の弾性復元力によりシヤフト１３が元の位
置に戻されるようにする。
今、弁が遮断状態にあるときは、可動デイスク
６の各スリツト５と固定デイスク２の各スリツト
１が僅かに円周方向にずれた位置にあり、すべて
のスリツト５，１は相手側のデイスクの板面で閉
鎖されている。かかる状態において、圧電素子１
０に電圧信号を加えると、該圧電素子１０は下方
に伸長するため、シヤフト１３の凹部１７の突起
１８へ向けて駆動推力Ｆが直線的に与えられる。
ここで、突起１８は軸心Ｏから離れた位置にある
ため、支持台１５を介して弁箱３に固定された板
ばね１６の自由端側に曲げモーメントが作用する
ことになり、板ばね１６は曲げモーメントに応じ
た曲率半径で撓まされる。この場合、第３図に示
す如く、板ばね１６の撓みにより、シヤフト１３
の軸心はＯからO′の位置へとずれるが、板ばね
１６の撓み角θ（rad）が、０＜θ＜0.02の微小範
囲であるので、軸心のずれ量Δe（mm）は、Δe＜
0.001と極めて微小である。
６の各スリツト５と固定デイスク２の各スリツト
１が僅かに円周方向にずれた位置にあり、すべて
のスリツト５，１は相手側のデイスクの板面で閉
鎖されている。かかる状態において、圧電素子１
０に電圧信号を加えると、該圧電素子１０は下方
に伸長するため、シヤフト１３の凹部１７の突起
１８へ向けて駆動推力Ｆが直線的に与えられる。
ここで、突起１８は軸心Ｏから離れた位置にある
ため、支持台１５を介して弁箱３に固定された板
ばね１６の自由端側に曲げモーメントが作用する
ことになり、板ばね１６は曲げモーメントに応じ
た曲率半径で撓まされる。この場合、第３図に示
す如く、板ばね１６の撓みにより、シヤフト１３
の軸心はＯからO′の位置へとずれるが、板ばね
１６の撓み角θ（rad）が、０＜θ＜0.02の微小範
囲であるので、軸心のずれ量Δe（mm）は、Δe＜
0.001と極めて微小である。
したがつて、板ばね１６の自由端は軸心Ｏを中
心とする回転運動を行うことになるため、シヤフ
ト１３は回転変位させられ、このシヤフト１３の
回転変位により可動デイスク６が旋回させられる
ことになつて、スリツト５，１が一致し弁が通気
状態になる。
心とする回転運動を行うことになるため、シヤフ
ト１３は回転変位させられ、このシヤフト１３の
回転変位により可動デイスク６が旋回させられる
ことになつて、スリツト５，１が一致し弁が通気
状態になる。
一方、この状態から電圧信号を取り去ると、圧
電素子１０は短縮して元の長さに復帰するため、
板ばね１６が弾性復元力によつて撓む前の状態に
戻され、可動デイスク６が元の位置に復帰させら
れることにより、スリツト５，１が閉鎖状態にさ
せられる。
電素子１０は短縮して元の長さに復帰するため、
板ばね１６が弾性復元力によつて撓む前の状態に
戻され、可動デイスク６が元の位置に復帰させら
れることにより、スリツト５，１が閉鎖状態にさ
せられる。
このように、本発明では、板ばね１６を利用す
ることにより、従来の如きトーシヨンバーを用い
ることなく、圧電素子１０の直線運動を効率よく
回転変位に変換させ、しかもトーシヨンバーの機
能である捩り復元力も得られる。すなわち、板ば
ね１６に、従来、２つの構成要素（トーシヨンバ
ー、軸受）に機能分担させていた回転自在支持機
能と復元力発生機能とを、複合機能としてもたせ
たので、ころがり及びすべりの全く存在しない信
頼性の高い変換機構を実現することができる。
又、トーシヨンバーを省略できることから、小型
化が達成される。
ることにより、従来の如きトーシヨンバーを用い
ることなく、圧電素子１０の直線運動を効率よく
回転変位に変換させ、しかもトーシヨンバーの機
能である捩り復元力も得られる。すなわち、板ば
ね１６に、従来、２つの構成要素（トーシヨンバ
ー、軸受）に機能分担させていた回転自在支持機
能と復元力発生機能とを、複合機能としてもたせ
たので、ころがり及びすべりの全く存在しない信
頼性の高い変換機構を実現することができる。
又、トーシヨンバーを省略できることから、小型
化が達成される。
なお、上記実施例では、シヤフト１３の端部に
可動デイスク６を一体化させたが、シヤフト１３
の中間部であつてもよく、又、二方弁以外の一方
弁や三方弁に採用してもよく、この場合、本弁の
機構を２つ並べることにより、更にスペース的に
小型化することができ、その他本発明の要旨を逸
脱しない限り種々変更を加え得ることは勿論であ
る。
可動デイスク６を一体化させたが、シヤフト１３
の中間部であつてもよく、又、二方弁以外の一方
弁や三方弁に採用してもよく、この場合、本弁の
機構を２つ並べることにより、更にスペース的に
小型化することができ、その他本発明の要旨を逸
脱しない限り種々変更を加え得ることは勿論であ
る。
［発明の効果］
以上述べた如く、本発明のデイスクドライブ高
速弁の軸支持装置によれば、可動デイスクに一体
化させたシヤフトを、支持台上に配し、該支持台
上に固定した板ばねの自由端を上記シヤフトに固
着させて、シヤフトを板ばねを介して支持台に支
持させた構成とし、板ばねに、可動デイスクを支
持するシヤフトの回転支持機能と復元力発生機能
をもたせたので、従来の如き軸受によるフレツテ
イングや不規則トルク発生の問題をなくすことが
できて信頼性を高めることができると共に、トー
シヨンバーの省略により、弁全体を小型化するこ
とができる、等の優れた効果を発揮する。
速弁の軸支持装置によれば、可動デイスクに一体
化させたシヤフトを、支持台上に配し、該支持台
上に固定した板ばねの自由端を上記シヤフトに固
着させて、シヤフトを板ばねを介して支持台に支
持させた構成とし、板ばねに、可動デイスクを支
持するシヤフトの回転支持機能と復元力発生機能
をもたせたので、従来の如き軸受によるフレツテ
イングや不規則トルク発生の問題をなくすことが
できて信頼性を高めることができると共に、トー
シヨンバーの省略により、弁全体を小型化するこ
とができる、等の優れた効果を発揮する。
第１図は本発明のデイスクドライブ高速弁の軸
支持装置の一実施例を示す斜視図、第２図は第１
図の要部を示す側面図、第３図は板ばねの変位を
示す説明図、第４図は最近提案されているデイス
クドライブ高速弁の概要図、第５図は第４図の
−矢視図である。 １…スリツト、２…固定デイスク、３…弁箱、
５…スリツト、６…可動デイスク、１０…圧電素
子、１３…シヤフト、１４…凹部、１５…支持
台、１６…板ばね、１７…凹部。
支持装置の一実施例を示す斜視図、第２図は第１
図の要部を示す側面図、第３図は板ばねの変位を
示す説明図、第４図は最近提案されているデイス
クドライブ高速弁の概要図、第５図は第４図の
−矢視図である。 １…スリツト、２…固定デイスク、３…弁箱、
５…スリツト、６…可動デイスク、１０…圧電素
子、１３…シヤフト、１４…凹部、１５…支持
台、１６…板ばね、１７…凹部。
Claims (1)
- １ スリツトを有する固定デイスクに近接して相
対するように配置した同じくスリツトを有する可
動デイスクの中心部に、シヤフトを一体的に連結
させ、該シヤフトの下面側に、シヤフト軸心を越
えた位置に天井面が形成されるような凹部を設
け、該凹部の天井面と支持台の上面との間に、該
支持台の上面からシヤフト軸心までの距離と上記
凹部の天井面からシヤフト軸心までの距離とが等
しくなるような隙間が形成されるよう上記シヤフ
トを支持台上に配置し、且つ上記シヤフトを、シ
ヤフト軸心を通して鉛直に配した板ばねを介して
上記支持台に支持させ、更に上記シヤフトの上面
側の所要位置に、通電時に伸長してシヤフトを回
転変位させるための圧電素子の当接部を形成した
ことを特徴とするデイスクドライブ高速弁の軸支
持装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14361788A JPH01312284A (ja) | 1988-06-13 | 1988-06-13 | ディスクドライブ高速弁の軸支持装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14361788A JPH01312284A (ja) | 1988-06-13 | 1988-06-13 | ディスクドライブ高速弁の軸支持装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01312284A JPH01312284A (ja) | 1989-12-18 |
| JPH0371589B2 true JPH0371589B2 (ja) | 1991-11-13 |
Family
ID=15342911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14361788A Granted JPH01312284A (ja) | 1988-06-13 | 1988-06-13 | ディスクドライブ高速弁の軸支持装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01312284A (ja) |
-
1988
- 1988-06-13 JP JP14361788A patent/JPH01312284A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01312284A (ja) | 1989-12-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |