JPS61127983A - 流体制御用バルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、気体や液体等の各種の流体を制御するバルブ
に関する。

く従来の技術〉 従来この種バルブの弁体を駆動するものとして手動、電
磁４に＃Ｓ！気圧駆動、モータ駆動があるが、駆動部分
の構成が弁体に比べて大きいため、バルブ全体を小型化
する上で大きな障害となっていたとともに、町＃Ｊ部分
の寿命が短かいという欠点があった。

これを解決するものとして、所謂サーマル駆動によるバ
ルブが提案されている（例えば、特公昭５９−２８７９
４号公報）。第５図はこのサーマル駆動によるバルブの
一構成例を示すもので、図において、５０は基体で、そ
の上方には筒状部材５１が立設されている。５２は弁座
で、基体５０に形成された流体の入口ポート５３と出口
ポート５４との間に設けられており、５５．５６は流体
の流通路である。５７は筒状部材５１に設けられるガイ
ド筒で、その内部にはヒータ５８を有する熱膨張体５９
が設けられている。そして、熱膨張体５９の下端には弁
座５２の弁口５２ａの開度を調節するための弁体６０が
設けられてあり、ヒータ５８に通電して熱膨張体５９を
加熱することにより熱膨張体５９が膨張し、弁体６０を
変位させることによって弁口５２ａの開度を調節するよ
うに構成されている。

しかしながら、上述のように構成したサーマル駆動によ
るバルブにおいては、ヒータ５８の発熱により熱膨張体
５９を加熱しこれを膨張させるものであるから、熱膨張
体５９が所定斌膨張するのに時間を要するため、それほ
ど高い遠心性が得られないこと、また、熱膨張体５９の
膨張量は周囲温度によって変化し、しかも熱伝導性を良
好にするため熱膨張体５９をそれほど大径にすることが
できないため撓み易いこと等により弁口５２ａの開度調
節精度が高くないこと、更には、熱膨張体５９の膨張に
よる弁体６０への加圧力がそれほど大きくないことから
、大流量の流体制御には適さない等の欠点がある。

〈発明が解決しようとする間穎点〉 本発明は上述の事柄に留意してなされたもので小型で寿
命が長く、しかも応答速度、開度調節性に優れ、大流量
の液体をも制御しつる液体制御用バルブを提供すること
を目的とする。

〈間匝点を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、本発明においては、弁口を開
閉する弁体を、ピエゾスタックの歪力により押圧駆動す
るようにしている。

〈実施例〉 以下、本発明の一実施例を第１図叉び第２図に基づいて
説明する。

第１図は所謂ノルマルオープンタイプのバルブを示し、
１はバルブ基体、２はこのバルブ基体１に立設される筒
状部材である。３はバルブ基体１に形成された流体の入
口ボート４と出口ポート５との間に設けられた弁座で、
３ａは弁口である。

６は弁口３ａの開度調節を行なう弁体で、仕切膜として
のダイヤフラム７の下面に取付けられている。６ａは弁
体６の弁座３に対向する側に形成されたテーバである。

８は筒状部材２内に設けられるピエゾスタックで、９は
その下端に設けられる加圧部である。この加圧部９はピ
エゾスタック８の歪力を弁体６に伝えるためのもので、
図示例においては弁体６と連結されているが、必らずし
もそのようにする必要はなく、例えば加圧部９がダイヤ
フラム７を押圧して弁体６を変位させるようにしてあっ
てもよく、ピエゾスタック８の歪変位が弁体６に伝達さ
れるようにしてあればよい。

第２図はビニ／スタック８の一構成例を示すもので、上
下両面にメッキが施された直径１０〜５０閤、厚さ０．
１〜０．５胴の圧電素子８ａと導電性に優れた０、０５
〜０．２叩の厚さを有する（径は圧電素子８と略同じ）
金属薄板８ｂとを交互に一枚ずつ積層しく圧電素子８ａ
の積層＆１００〜２００枚）、各金属薄板８ｂを１つ諺
きに正極り−ドＳＣ。

負極リード８ｄによって接続し、電圧印加用り−ド８ｅ
、８ｆを設けたものである。

このように構成されたピエゾスタック８に勿いて、例え
ばＤＣ５００Ｖの電圧を印加すると、ピエゾスタック８
は圧電素子８ａの積層方向に６０〜１０゛０μ仇程度歪
変化を生じ、これによって加圧部９を介して弁体６が下
方に変位させられる。

なお、第１図において、１０は開度調整用ねじ、１１は
押え部材、１２．１３はシール材としての０リングであ
る。

上述の構成において、入口ボート４から流体を導入する
と、該流体は弁座３と弁体６のテーパ部６ａとの間隙を
径で弁口３ａを通り、出口ポート５から流出する。そし
て、ピエゾスタック８に所定電圧を印加すると、歪力が
発生し加圧部９が弁体６を下方に押下し、これにより弁
体６が前記間隙の開度を小さくする。即ち、ピエゾスタ
ック８の歪力により弁口３ａの開度が調整され、前記流
体の流竜が制御される。そして、ピエゾスタック８への
電圧印加を除去すると、前記歪変化が解除され加圧Ｍ９
による下方への押下刃がなくなり、弁体６は、ダイヤフ
ラム７の復元力により元の位置に復帰し、前記間隙は設
定された元の開度に復帰する。

なお、上述の実施例において、４を出口ポート、５を入
口ポートとしてもよいことは勿論である。

第３図は、本発明の他の実施例を示すもので、図示例に
おいてはｆｒ謂ノルマルクローズタイプのものを示して
いる。即ち、弁座３の弁口３ａは、押圧ばね１４の付勢
力を受けたテーパ部１５ａを有する弁体１５によって常
時閉状態とされている。

そして、ダイヤフラム７の下面には弁体開閉部材１６が
設けられており、この開閉部材１６にピエゾスタック８
の歪力が加えられるように構成してあり、ピエゾスタッ
ク８の歪力によって弁体洲閉部材１６が下方へ変位する
ことにより、弁口３ａが開かれる。

なお、１７は押圧ばね１４の付勢力を調節するための調
節ねじてあり、他の構成８品については第１図図示のも
のと同一であるので、説明を省略する。

第４図は、本発明の更に他の実施例を示すもので、前記
各実施例と異なり、ダイヤフラムに代えてベローズ２０
を仕切膜として用いている。２１はテーパ部２１ａを有
する弁体、２２．２３はシール材としての０１Ｊングで
ある。そして、本実施例におけるバルブは、第１図図示
のものと同様に、ノルマルオープンタイプのものである
ので、その動作説明は省略する。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明に射いては弁口を開閉する
弁体を、ピエゾスタックの歪力により抑圧駆動するよう
にしているので、弁体駆動部分を小型化することができ
、従って、この種バルブをより小型なものにすることが
できる。そして、可動部分が殆んどないので、磨耗等が
生せ゛ず寿命が長くなる。又、ピエゾスタックの歪発生
のための時間は極めて短かいため応答速度が大いに早く
なり、しかも弁体の開度を精度よく調節できる。そして
、ピエゾスタックの歪発生は瞬時に起り、しかも大きい
から、弁体への加圧力が大きくなり、大容址の流体制御
をも容易に行なうことができる。

なお、本発明に係る流体制御用バルブはマス７０−コン
トローラの流量制御用バルブ、各種流体の制御バルブ、
微小流量真空用バルブ等に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

％１図は本発明の一実施例に係る流体制御用バルブを示
す縦断面図、第２図は本発明において用いるピエゾスタ
ックの構成例を示す斜視図、第３図は本発明の他の実施
例を示す縦断面図、第４図は本発明の更に他の実施例を
示す縦断面図、第５図は従来例を示す縦断面図である。 ３ａ・・・弁口、６，１５．２１・・弁体、８・・・ピ
エゾスタック 第３図 １゜ ３ａ−井口 ８−　ピエゾスタック １５−−−−２体 第４図 ２２　２３　　Ｊａ 第５図 自発手続補正書 昭和５９年１２月２２日 昭和５９年　特　許　ｌｌＩ第２第２４９８苛１　補正
をする者 事件との関係　特許出願人 氏　　名（名称）代表者　　堀　　　場　　　雅　　　
夫４、代理人 ８、補正の内容　本願の明細書及び図面の浄書（内容に
変更なし）を提出します。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 弁口を開閉する弁体を、ピエゾスタックの歪力により押
   圧駆動するようにしたことを特徴とする流体制御用バル
   ブ。