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JPS6078179A - Hydraulic control valve - Google Patents

Hydraulic control valve

Info

Publication number
JPS6078179A
JPS6078179A JP18523283A JP18523283A JPS6078179A JP S6078179 A JPS6078179 A JP S6078179A JP 18523283 A JP18523283 A JP 18523283A JP 18523283 A JP18523283 A JP 18523283A JP S6078179 A JPS6078179 A JP S6078179A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piezoelectric element
valve body
element group
valve
chamber
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.)
Granted
Application number
JP18523283A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0313457B2 (en
Inventor
Shigekazu Nagai
茂和 永井
Tetsuo Kukuminato
久々湊 哲夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMC Corp
Shoketsu Kinzoku Kogyo KK
Original Assignee
Shoketsu Kinzoku Kogyo Co Ltd
Shoketsu Kinzoku Kogyo KK
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shoketsu Kinzoku Kogyo Co Ltd, Shoketsu Kinzoku Kogyo KK filed Critical Shoketsu Kinzoku Kogyo Co Ltd
Priority to JP18523283A priority Critical patent/JPS6078179A/en
Publication of JPS6078179A publication Critical patent/JPS6078179A/en
Publication of JPH0313457B2 publication Critical patent/JPH0313457B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/004Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by piezoelectric means
    • F16K31/007Piezoelectric stacks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To manufacture a valve inexpensively as well as to aim at improvements in responsiveness, by engaging a piezoelectric element with a valve body, while adjusting an opening hole area of a flow passage under energizing or unenergizing control over the piezoelectric element. CONSTITUTION:Each of first piezoelectric element groups 60 and 62 is installed in each tip part of rods 56 and 58, while each of second piezoelectric element groups 76 and 78 is installed in rods 64 and 65 at the tip end in addition. When the specified voltage is impressed on the second piezoelectric group 76, the latter 76 is displaced in an A direction, clamping a valve body 28. Next, when the specified voltage is impressed on the first piezoelectric element group 60, the latter 60 extends in a B direction as a whole. Since the rod 56 is locked to a housing 12, extension in a piezoelectric element 80 is transmitted to the clamped valve body 28, causing it to shift in the B direction.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、流体制御弁に関し、一層詳細には複数個の圧
電素子を制御弁に組み込み、電圧の印加により生起する
圧電素子の変位を利用して弁の流路の開閉制御を行うよ
うに構成した流体制御弁に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a fluid control valve, and more specifically, a plurality of piezoelectric elements are incorporated into the control valve, and the displacement of the piezoelectric elements caused by the application of voltage is used to control the flow path of the valve. The present invention relates to a fluid control valve configured to perform opening/closing control.

空気、油のような流体の圧力乃至流量を調節することに
よりアクチュエータ等の駆動制御あるいは位置制御を行
うものとして従来より電磁弁が法尻に用いられるに至っ
ている。この種の電磁弁では弁体自体の駆動はソレノイ
ドのけ勢子に行われるのが一般的である。然しなから、
周知の通り、ソレノイドを多数回付勢・減勢するとソレ
ノイド自体が発熱して他の周辺機器に悪影響を与えるこ
とがある。また、ソレノイドも些程に小型化できない制
約があるために、電磁弁全体としてもある程度の大きさ
までしか小型化できない。しかもソレノイドを構成する
コイルの付勢の際、供給される電流の周波数によりその
応答性が悪いという難点もある。さらに、ソレノイドの
付勢・減勢による電磁弁の制御には多くの電力消費が必
要とされるために、例えば、電磁弁を多数連設する電磁
弁マニホールドタイプのものでは経済的に相当の負担を
強いられる等種々の欠点が指摘されていた。
2. Description of the Related Art Solenoid valves have traditionally been used to control the drive or position of actuators and the like by adjusting the pressure or flow rate of fluids such as air and oil. In this type of solenoid valve, the valve body itself is generally driven by a solenoid pusher. Of course,
As is well known, when a solenoid is energized and deenergized many times, the solenoid itself generates heat, which can adversely affect other peripheral devices. Further, since the solenoid also has restrictions that cannot be miniaturized, the solenoid valve as a whole can only be miniaturized to a certain extent. Moreover, when the coil constituting the solenoid is energized, there is a problem in that its response is poor depending on the frequency of the supplied current. Furthermore, controlling a solenoid valve by energizing and deenergizing a solenoid requires a large amount of power consumption, so for example, a manifold type solenoid valve that has many solenoid valves installed in series is a considerable economic burden. Various shortcomings were pointed out, such as being forced to

そこで、本発明者等は、鋭意考究並びに工夫を重ねた結
果、電圧の印加極性によってその厚み方向に変位する圧
電素子に着目し、流体制御弁の内部に少なくとも垂直方
向および水平方向に変位する二つの積層された圧電素子
群を配設し且つこれらの圧電素子群と制御弁の弁体とを
係着し、前記圧電素子群の各々に電圧を印加して生ずる
変位を弁体に及ぼせば、前記弁体はその変位により流体
の流路の開閉を行うことになり前記の種々の問題点が一
挙に解消することが判った。
Therefore, as a result of intensive research and efforts, the present inventors focused on a piezoelectric element that is displaced in its thickness direction depending on the polarity of applied voltage, and discovered that a piezoelectric element that is displaced at least vertically and horizontally inside a fluid control valve. By arranging two laminated piezoelectric element groups, connecting these piezoelectric element groups to a valve body of a control valve, and applying a voltage to each of the piezoelectric element groups, the resulting displacement is applied to the valve body. It has been found that the valve body opens and closes the fluid flow path by its displacement, and the various problems mentioned above are solved at once.

従って、本発明の目的は、小型で、発熱等により周辺機
器に悪影響を与えることのない、しかも廉価に製造する
ことが可能であり、さらに経済的に稼働することができ
応答性に優れた流体制御弁を提供するにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a fluid that is small in size, does not adversely affect peripheral equipment due to heat generation, can be manufactured at low cost, can be operated economically, and has excellent responsiveness. Located in providing control valve.

前記の目的を達成するために、本発明では、ハウジング
に流体の流路を形成し、前記ハウジング内部に室を画成
すると共にこの室内に前記流路に対応する弁体を移動自
在に配設し、さらに前記弁体に圧電素子を係合させてこ
の圧電素子の付勢・減勢制御下に前記流路の開孔面積の
調節を行うよう構成することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention forms a fluid flow path in a housing, defines a chamber inside the housing, and movably disposes a valve body corresponding to the flow path in the chamber. The valve body is further characterized in that a piezoelectric element is engaged with the valve body, and the aperture area of the flow path is adjusted under energization/deenergization control of the piezoelectric element.

次に、本発明に係る流体制御弁について好適な゛実施例
を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する
Next, preferred embodiments of the fluid control valve according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図において、参照符号IOは、流体制御弁を示し、
この流体制御弁10を構成するハウジング12の内部に
は段部14を有する略矩形体状の室16が画成される。
In FIG. 1, reference numeral IO indicates a fluid control valve;
A substantially rectangular chamber 16 having a stepped portion 14 is defined inside the housing 12 constituting the fluid control valve 10 .

ハウジング12には、図において垂直方向上部に第1ボ
ート用孔18および第2ボート用孔20が並設され、一
方、垂直方向下部には流体の第1排出孔22、第2排出
孔24が並設され且つ前記第1排出孔22、第2排出孔
24の中間位置に流体供給用の孔26が穿設される。
In the housing 12, a first boat hole 18 and a second boat hole 20 are arranged in parallel at the top in the vertical direction, while a first discharge hole 22 and a second discharge hole 24 for fluid are arranged in the bottom in the vertical direction. A fluid supply hole 26 is provided in parallel and at an intermediate position between the first discharge hole 22 and the second discharge hole 24 .

室14には弁本体26が配置される。この場合、弁本体
26には第1乃至第6の突出する弁体30.32.34
.36.38および40が形成され、弁本体28の両端
部は前記室16の内部において摺動自在に配置しておく
A valve body 26 is arranged in the chamber 14 . In this case, the valve body 26 has the first to sixth protruding valve bodies 30, 32, 34.
.. 36, 38 and 40 are formed, and both ends of the valve body 28 are slidably disposed inside the chamber 16.

次に、前記弁本体28の中央部を水平方向に貫通する孔
42を設け、この孔42に前記弁本体28を水平方向に
移動する一対の弁体駆動機構44.46を嵌合する。す
なわち、第1図から諒解されるように、ハウジング12
に鍔受部を有する孔48.50を前記孔42に対応する
ように画成し、これらの孔48.50に夫々鍔部52.
54を有するロソ1゛56.58を嵌着する。ロッド5
6.58の先端部には各々第1の圧電素子群60.62
を装着し、また前記圧電素子群60.62の先端にやや
短めのロッド64.66を固着する。そして、ロッド6
4.66にはさらに一組の保持板68.70並びに保持
板72.74により挟持された第2の圧電素子群76.
7日を夫々装着しておく。
Next, a hole 42 passing horizontally through the center of the valve body 28 is provided, and a pair of valve body drive mechanisms 44 and 46 for horizontally moving the valve body 28 are fitted into the hole 42. That is, as understood from FIG. 1, the housing 12
Holes 48.50 each having a flange receiving portion are defined corresponding to the hole 42, and each of these holes 48.50 has a flange portion 52.50.
Fit the rotor 1 with 54 and 56.58. rod 5
A first piezoelectric element group 60.62 is provided at the tip of each of the 6.58 and 6.58.
, and a slightly shorter rod 64.66 is fixed to the tip of the piezoelectric element group 60.62. And rod 6
4.66 further includes a second piezoelectric element group 76. which is held between a set of holding plates 68.70 and 72.74.
Wear them for 7 days.

第2図にロッド56、第1圧電素子群60.ロッド64
、保持板68.70および第2圧電素子群76の相互の
関係を一層詳細に示す。
FIG. 2 shows a rod 56, a first piezoelectric element group 60. rod 64
, which shows the mutual relationship of the holding plate 68, 70 and the second piezoelectric element group 76 in more detail.

第1圧電素子群60は、図に示すように板状の圧電素子
80を複数枚水平方向に積層したものであるが、実際上
は、薄板状の極板82が前記のように積層された圧電素
子8o、80間に介装される。
The first piezoelectric element group 60 is made up of a plurality of plate-shaped piezoelectric elements 80 stacked horizontally as shown in the figure, but in reality, thin plate-shaped electrode plates 82 are stacked as described above. It is interposed between the piezoelectric elements 8o and 80.

隣接して積層している圧電素子8oの一方の面と他方の
面とに夫々異なる極性で所定の電圧を印加するために、
前記極板82には交互に接続点を有するリード線84.
86を接続する。これらのリード線84.86の導入を
容易にするために、全ての圧電素子80と極板82とに
夫々切欠88.9oを形成しておくとよい。
In order to apply predetermined voltages with different polarities to one side and the other side of the piezoelectric elements 8o stacked adjacently,
The electrode plate 82 has lead wires 84 having alternate connection points.
Connect 86. In order to facilitate the introduction of these lead wires 84,86, it is preferable to form notches 88.9o in all piezoelectric elements 80 and electrode plates 82, respectively.

第2圧電素子群76は、図において垂直方向に板状の複
数枚の圧電素子92を積層し、且つπ1記圧電素子92
の間に極板94を介装してなるものであり、前記と同様
に隣接する極板には互いに異なる極性の電圧が印加され
るようにリード線96.98を介してこれらの極板を並
列に接続しておく。
The second piezoelectric element group 76 includes a plurality of plate-shaped piezoelectric elements 92 stacked vertically in the figure, and a π1 piezoelectric element 92
A polar plate 94 is interposed between the adjacent polar plates, and these plates are connected via lead wires 96 and 98 so that voltages of different polarities are applied to adjacent plates as described above. Connect them in parallel.

この場合、リード線96.98は、圧電素子92、極板
94に形成された切欠88.9oを通過し、最終的には
ロッド56に形成された孔部100がら導出されて外部
電源に接続する。
In this case, the lead wire 96.98 passes through the piezoelectric element 92 and the notch 88.9o formed in the electrode plate 94, and is finally led out through the hole 100 formed in the rod 56 and connected to an external power source. do.

なお、第1圧電素子群62、第2圧電素子群78も同様
に構成されることは勿論である。
It goes without saying that the first piezoelectric element group 62 and the second piezoelectric element group 78 are similarly configured.

そこで、以上のように構成される流体制御弁10の作用
について説明する。
Therefore, the operation of the fluid control valve 10 configured as described above will be explained.

先ず、リード線96.98を介して第2圧電素子群76
に所定の電圧を印加する。この結果、第2圧電素子群7
6は、図において矢印A方向に変位するために弁本体2
8に設けられた孔42の壁部に圧接し、結局、前記弁本
体28をクランプするに至る。次いで、リード線84.
86を介して所定の電圧を前記第1圧電素子群6oに印
加すれば、これを構成する圧電素子8oは、全体としζ
矢印B方向に伸長する。この場合、ロッド56は、ハウ
ジング12に固定されているために圧電素子8oの伸長
はクランプされた弁本体28に伝達されてこれを矢印B
方向に移動させる。すなわち、この時点では他方の第1
圧電素子群62、第2圧電素子群78は減勢状態にある
ために前記作用は容易に達成される。この結果、弁体3
0乃至40が移動するために、圧電素子80に印加され
る電圧によって第1ポート用孔18、第2ポート用孔2
0、第1排出孔22、第2排出孔24および流体供給用
孔26がその開孔面積を少な(されるか、あるいは全く
閉塞され流体制御が好適に達成されることになる。
First, the second piezoelectric element group 76 is connected via lead wires 96 and 98.
Apply a predetermined voltage to. As a result, the second piezoelectric element group 7
6 is a valve body 2 for displacement in the direction of arrow A in the figure.
The valve body 28 is pressed against the wall of the hole 42 provided in the hole 8, and the valve body 28 is eventually clamped. Next, the lead wire 84.
When a predetermined voltage is applied to the first piezoelectric element group 6o through the piezoelectric element 86, the piezoelectric elements 8o constituting the first piezoelectric element group 86 as a whole become ζ
It extends in the direction of arrow B. In this case, since the rod 56 is fixed to the housing 12, the expansion of the piezoelectric element 8o is transmitted to the clamped valve body 28, and this is caused by arrow B.
move in the direction. That is, at this point, the other first
Since the piezoelectric element group 62 and the second piezoelectric element group 78 are in a deenergized state, the above effect can be easily achieved. As a result, valve body 3
0 to 40, the voltage applied to the piezoelectric element 80 causes the first port hole 18 and the second port hole 2 to move.
0, the opening area of the first discharge hole 22, second discharge hole 24, and fluid supply hole 26 is reduced (or is completely closed), and fluid control is suitably achieved.

これと反対に、弁本体28を原位置に復帰させよ゛うと
する場合には、第1圧電素子群60、第2圧電素子群7
6を減勢し、これに代えて第1圧電素子群62、第2圧
電素子群76を付勢すればよいことは明らかであろう。
On the contrary, when attempting to return the valve body 28 to its original position, the first piezoelectric element group 60, the second piezoelectric element group 7
It will be obvious that the first piezoelectric element group 62 and the second piezoelectric element group 76 may be energized instead of energizing the piezoelectric element 6.

次に、本発明に係る流体制御弁の別の実施例を第3図に
示す。なお、図中、第1図と同一の参照符号は同一の構
成要素を示すものとする。
Next, another embodiment of the fluid control valve according to the present invention is shown in FIG. In addition, in the figure, the same reference numerals as in FIG. 1 indicate the same components.

そこで、この実施例では弁本体28を貫通する孔42に
多数の水平方向に積層された板状の圧電素子110から
なる圧電素子群112を嵌合し、前記圧電素子群112
を孔48.5oに嵌合するロッド114.116で挟持
している。一方、前記弁本体28の水平方向の両端部近
傍に、夫々垂直方向に延在する孔118.120を画成
し、これらに積層された圧電素子122.124からな
る圧電素子群126並びに128を配置しておく。なお
、図示していないが、圧電素子群112.126および
128に所定の電圧を印加するためのリード線は前記実
施例と同様の構成とすればよく、また、以後に述べる実
施例においても同様とする。
Therefore, in this embodiment, a piezoelectric element group 112 consisting of a large number of plate-shaped piezoelectric elements 110 stacked horizontally is fitted into the hole 42 penetrating the valve body 28.
are held between rods 114 and 116 that fit into the holes 48.5o. On the other hand, vertically extending holes 118 and 120 are defined near both ends of the valve body 28 in the horizontal direction, and piezoelectric element groups 126 and 128 consisting of piezoelectric elements 122 and 124 stacked therein are defined. Place it. Although not shown, the lead wires for applying a predetermined voltage to the piezoelectric element groups 112, 126 and 128 may have the same structure as in the above embodiment, and the same structure may be used in the embodiments described below. shall be.

この実施例では、先ず、圧電素子群126を付勢する。In this embodiment, first, the piezoelectric element group 126 is energized.

この結果、ロッド1]4ば、クランプされるに至る。次
いで圧電素子群112が付勢されると、ロッド114の
クランプのためにその変位はロッド116側に指向し、
この結果、弁本体28が移動して前記と同様に第1ポー
ト用孔16等がその開孔面積を減少させられるが、ある
いは全く閉塞されて所望の流体制御が達成されることに
なる。一方、このように移動した弁本体28を原位置に
復帰させる場合には、一旦、圧電素子群126を滅勢し
、さらに圧電素子群128を付勢してロッド116をク
ランプした後、再び圧電素子群112を付勢ずればよい
As a result, the rod 1]4 ends up being clamped. Next, when the piezoelectric element group 112 is energized, its displacement is directed toward the rod 116 due to the clamping of the rod 114.
As a result, the valve body 28 moves and the opening area of the first port hole 16 and the like is reduced in the same manner as described above, or alternatively, the opening area is completely closed to achieve desired fluid control. On the other hand, when returning the valve body 28 that has been moved in this way to its original position, the piezoelectric element group 126 is once deenergized, the piezoelectric element group 128 is further energized to clamp the rod 116, and then the piezoelectric element group 128 is again energized to clamp the rod 116. The element group 112 may be biased.

第4図に、本発明のさらにまた別の実施例を示す。この
実施例においても前記二つの実施例と同一の参照符号は
同一の構成要素を示すものとする。
FIG. 4 shows yet another embodiment of the present invention. In this embodiment as well, the same reference numerals as in the above two embodiments indicate the same components.

そこで、本発明では前記圧電素子群126.128と同
一の作用を行う圧電素子群130.132をロッド11
4.116に形成された孔134.136に組み込んだ
。従って、圧電素子群130を付勢してロッド114側
を一旦クランプの後、圧電素子群112を付勢すれば、
弁本体28はロッド116側に移動し、一方、圧電素子
群112.130を滅勢して圧電素子群132を付勢す
れば、ロッド116側がクランプされる。そこで、圧電
素子群112を付勢すれば、弁本体28は、原位置に復
帰することになる。
Therefore, in the present invention, piezoelectric element groups 130 and 132 that perform the same function as the piezoelectric element groups 126 and 128 are attached to the rod 11.
4.116 into holes 134.136. Therefore, if the piezoelectric element group 130 is energized and the rod 114 side is once clamped, then the piezoelectric element group 112 is energized.
The valve body 28 moves toward the rod 116, and if the piezoelectric element groups 112 and 130 are deenergized and the piezoelectric element group 132 is energized, the rod 116 side is clamped. Therefore, if the piezoelectric element group 112 is energized, the valve body 28 will return to its original position.

第5図に、本発明に係る流体制御弁の別の実施例を示す
FIG. 5 shows another embodiment of the fluid control valve according to the present invention.

この実施例において、流体制御弁10を構成する弁本体
28には、駆動用室140と弁室142とが画成される
。弁室142に弁座144が突出形成されると共にこの
弁室142は互いに直角方向に延在する第1ボート用孔
145および第2ボート用孔146によって外部と連通
ずる。・弁本体28には前記第2ボート用孔146に対
応して孔148が画成され、この孔148にはロッド1
50が挿通される。すなわち、ロッド150の一端部は
、弁室142の内部に臨み、その先端部には前記弁座1
44に着座する弁体152が装着される。次に駆動用室
140には圧電素子が配設される。すなわち、前記ロッ
ド150の延在方向に沿って一組の圧電素子群154.
156が配設され、前記圧電素子群154.156の夫
々の先端部に保持部材15B 、160が装着される。
In this embodiment, a driving chamber 140 and a valve chamber 142 are defined in the valve body 28 constituting the fluid control valve 10. A valve seat 144 is formed protruding from the valve chamber 142, and the valve chamber 142 communicates with the outside through a first boat hole 145 and a second boat hole 146 extending at right angles to each other. - A hole 148 is defined in the valve body 28 corresponding to the second boat hole 146, and a rod 1 is inserted into this hole 148.
50 is inserted. That is, one end of the rod 150 faces the inside of the valve chamber 142, and the tip thereof has the valve seat 1.
A valve body 152 seated on 44 is attached. Next, a piezoelectric element is arranged in the drive chamber 140. That is, along the extending direction of the rod 150, a set of piezoelectric element groups 154.
156 are arranged, and holding members 15B and 160 are attached to the respective tip ends of the piezoelectric element groups 154 and 156.

そして、保持部材158.160に画成された孔部に前
記ロッド150に向って圧電素子群162.164が嵌
着される。
Then, piezoelectric element groups 162 and 164 are fitted into holes defined in the holding members 158 and 160 toward the rod 150.

以上のように構成される流体制御弁10において、弁座
144に弁体152を着座させるために、先ず、圧電素
子群164が付勢される。これによりロッド150がク
ランプされる。そこで、圧電素子群156が付勢される
とその変位は弁室142方向を指゛向するために、弁体
152は、弁座144に着座することになり、第2ボー
ト用孔146番よそれにより閉塞されるに至る。
In the fluid control valve 10 configured as described above, in order to seat the valve body 152 on the valve seat 144, the piezoelectric element group 164 is first energized. This clamps the rod 150. Therefore, when the piezoelectric element group 156 is energized, its displacement is directed in the direction of the valve chamber 142, so that the valve body 152 is seated on the valve seat 144, and the valve element 152 is seated on the valve seat 144, and the valve body 152 is seated on the valve seat 144. This leads to blockage.

次に、前記のように閉塞された孔146を開くためには
圧電素子群164.156が滅勢された状態で圧電素子
群162を付勢する。すなわち、これによりロッド15
0は再びクランプされ、次G゛)で、圧電素子群154
を付勢すれば、その変位は引/ド150を原位置に復帰
させるように動作する。従って、弁体152は弁座14
4から離間して孔146は再度開くことになる。
Next, in order to open the hole 146 that has been closed as described above, the piezoelectric element group 162 is energized while the piezoelectric element groups 164 and 156 are deenergized. That is, this causes the rod 15
0 is clamped again, and at the next G'), the piezoelectric element group 154
When energized, the displacement operates to return the pull/do 150 to its original position. Therefore, the valve body 152
4, the hole 146 will open again.

第6図に、第5図に関連する本発明の別の実施例を示す
FIG. 6 shows another embodiment of the invention related to FIG.

この実施例では、駆動用室140の隅部近傍から突起部
170を突出させこれに保持部材172を係合させてい
る。保持部材172には、図におむ1て垂直方向に積層
された第1の圧電素子群174を係着し、一方、水平方
向には第2の圧電素子群176を係着する。そして、前
記第2圧電素子群176の先端部にさらに保持部材17
8を装着し、この保持部材178からロッド150に指
向して第3の圧電素子群180を係着しておく。
In this embodiment, a protrusion 170 protrudes from near the corner of the driving chamber 140, and a holding member 172 is engaged with the protrusion 170. A first piezoelectric element group 174 stacked vertically in the drawing is attached to the holding member 172, while a second piezoelectric element group 176 is attached to the holding member 172 in the horizontal direction. A holding member 17 is further attached to the tip of the second piezoelectric element group 176.
8 is mounted, and a third piezoelectric element group 180 is attached to the rod 150 from this holding member 178.

なお、図中、参照符号1821よ、第1圧電素子群17
4、第3圧電素子群180の先端部に固着された弾性部
材、例えば、ゴムである。
In addition, in the figure, reference numeral 1821 indicates the first piezoelectric element group 17.
4. An elastic member, such as rubber, fixed to the tip of the third piezoelectric element group 180.

以上のように構成される流体制御弁10の作用は次の通
りである。
The operation of the fluid control valve 10 configured as described above is as follows.

先ず、第1圧電素子群174を滅勢している状態で第3
圧電素子群180を付勢する。この結果、第3圧電素子
群180によりロッド150はクランプされるに至る。
First, while the first piezoelectric element group 174 is deenergized, the third piezoelectric element group 174 is
The piezoelectric element group 180 is energized. As a result, the rod 150 is clamped by the third piezoelectric element group 180.

そこで、第2圧電素子群176を付勢すれば、突起部1
70により固定されている保持部材172のためにこの
圧電素子群176は矢印A方向に変位する。従って、ロ
ッド150もまた矢印B方向に移動することになる。
Therefore, if the second piezoelectric element group 176 is energized, the protrusion 1
This piezoelectric element group 176 is displaced in the direction of arrow A due to the holding member 172 fixed by 70. Therefore, the rod 150 will also move in the direction of arrow B.

この結果、弁体152は、弁座144に圧接し、孔14
6は、閉塞される。
As a result, the valve body 152 comes into pressure contact with the valve seat 144 and the hole 14
6 is occluded.

弁146を再び開成しようとする時は、第3圧電素子群
180をそのまま付勢している状態で第2圧電素子群1
76を減勢すればよい。この結果、前記圧電素子群17
6は、矢印C方向に変位し、クランプされているロッド
150もまた矢印C方向に変位することになる。このよ
うにして原位置に戻ったロッド150は、第1圧電素子
群174を付勢することによりしつかりとその位置に保
持されることになる。
When attempting to open the valve 146 again, the second piezoelectric element group 1 is opened while the third piezoelectric element group 180 remains energized.
All you have to do is de-energize 76. As a result, the piezoelectric element group 17
6 is displaced in the direction of arrow C, and the rod 150 being clamped is also displaced in the direction of arrow C. The rod 150 returned to its original position in this manner is firmly held at that position by energizing the first piezoelectric element group 174.

この場合、弾性部材182は、ロッドのクランプの際適
度の柔らかさと摩擦力を付与するために変位動作を円滑
に行わしめる効果を奏する。
In this case, the elastic member 182 has the effect of providing appropriate softness and frictional force when clamping the rod, thereby facilitating the displacement operation.

このように、一方の圧電素子群が突起部により定位置に
保持される構成と対応する別の実施例に係る流体制御弁
を第7図および第8図に示す。
A fluid control valve according to another embodiment corresponding to the configuration in which one piezoelectric element group is held in a fixed position by a projection is shown in FIGS. 7 and 8.

この実施例では、ハウジング12に画成された室14の
内部に図において水平方向に多数の圧電素子を積層した
一対の第1圧電素子群190. 190を設け、その両
端部に夫々垂直方向に積層された第2圧電素子群192
および第3圧電素子群194を配設する。すなわち、前
記第2圧電素子群192および第3圧電素子群194は
、第1圧電素子群190.190の両端部に固着された
保持部材196.196並びに保持部材198.198
により支承される。図から諒解される・ように、第1圧
電素子群190乃至第3圧電素子194は、長方形を画
成し、その内部において筺体199を囲繞する。筺体1
99は、これを貫通して弁体200.202および20
4を保持するロッド205の端部を支承し、また、第2
圧電素子群192は、その中間部で筺体199から突出
するロッド205の一端部を支承し、同様に第3圧電素
子群194は、その中間部において前記ロッド205の
他端部を支承ず゛る。第1ポート用孔206、第2ボー
ト用孔208、第1排出孔210、第2排出孔212お
よび供給孔214は、第8図から諒解されるように水平
方向に延在する前記第1圧電素子群190.190に対
し垂直方向に指向してハウジング12内に形成される。
In this embodiment, a pair of first piezoelectric element groups 190.in which a large number of piezoelectric elements are stacked horizontally in the drawing inside a chamber 14 defined in the housing 12. 190, and a second piezoelectric element group 192 stacked vertically on both ends thereof.
and a third piezoelectric element group 194. That is, the second piezoelectric element group 192 and the third piezoelectric element group 194 are connected to the holding members 196, 196 and 198, 198 fixed to both ends of the first piezoelectric element group 190, 190.
Supported by As can be understood from the figure, the first piezoelectric element group 190 to the third piezoelectric element 194 define a rectangle and surround the housing 199 inside the rectangle. Housing 1
99 passes through this and connects the valve bodies 200, 202 and 20.
supports the end of the rod 205 holding the second
The piezoelectric element group 192 supports one end of the rod 205 protruding from the housing 199 at its intermediate portion, and similarly, the third piezoelectric element group 194 does not support the other end of the rod 205 at its intermediate portion. . The first port hole 206, the second boat hole 208, the first discharge hole 210, the second discharge hole 212, and the supply hole 214 are arranged so that the first piezoelectric The elements 190, 190 are formed within the housing 12 and oriented perpendicularly to the element group 190.

なお、図中、参照符号216は保持部材196.196
にハウジング12側から突出する突起を示す。
In addition, in the figure, reference numeral 216 is a holding member 196.196.
2 shows a protrusion protruding from the housing 12 side.

以上のように構成される流体制御弁10で番よ、先ず、
第3圧電素子群194が付勢されてロッド205をクラ
ンプする。そこで、第1圧電素子群190.190が付
勢されると、保持部材196.196により一方向のみ
変位を許容されてし)るためにそれは矢印B方向へと伸
長する。この結果、筺体199と共に口・ノド205も
また矢印B方向へ移動し、弁体200.202および2
04は電圧の″程度に応じて、前記第1ボート用孔20
6、第21−ト用孔20B、第1排出孔210、第2排
出孔212および供給孔214の開孔面積を狭くしある
し)は完全に閉塞する。
Using the fluid control valve 10 configured as described above, first,
The third piezoelectric element group 194 is energized and clamps the rod 205. Therefore, when the first piezoelectric element group 190, 190 is energized, it expands in the direction of arrow B since it is only allowed to be displaced in one direction by the holding members 196, 196. As a result, the mouth/throat 205 also moves in the direction of arrow B together with the housing 199, and the valve bodies 200, 202 and 2
04 is the first boat hole 20 according to the degree of voltage.
6. The opening areas of the 21st hole 20B, the first discharge hole 210, the second discharge hole 212, and the supply hole 214 are completely closed.

これらの孔部を開成しようとする特にしま、庁■記実施
例と同様に第1圧電素子群190.190を先ず減勢し
、これよにり矢印C方向へ変イ立させた後、第2圧電素
子群192を付勢し且つ第3圧電素子群194を減勢す
ればよい。
In particular, when attempting to open these holes, the first piezoelectric element group 190, 190 is first deenergized as in the embodiment described above, and after this, the first piezoelectric element group 190 and 190 are erected in the direction of arrow C. It is sufficient to energize the second piezoelectric element group 192 and deenergize the third piezoelectric element group 194.

本発明によれば、以上のように、極めて簡単な構成であ
りながら流体制御弁の機能を十分に達成することが可能
となり、また、小型化に通し且つ温度変化による他機器
への影響もない。
According to the present invention, as described above, it is possible to sufficiently achieve the function of a fluid control valve with an extremely simple configuration, and it is also possible to achieve miniaturization, and there is no effect on other equipment due to temperature changes. .

また、圧電素子はパワーに優れ応答性も電磁力より優れ
るために従来のサーボ弁よりも良好な制御効果が得られ
る。
In addition, since piezoelectric elements have superior power and responsiveness compared to electromagnetic forces, better control effects can be obtained than conventional servo valves.

以上、本発明に係る流体制御弁につき好適な実施例を挙
げて説明したが、本発明はこれらの実施例に限定される
ものではなく、例えば、印加されている電圧を減勢する
ことによりクランプすることが可能な圧電素子を採用し
ても同様な効果の達成が可能である等、本発明の要旨を
逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計変更が可
能であることは勿論である。
Although the preferred embodiments of the fluid control valve according to the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments. It goes without saying that various improvements and design changes are possible without departing from the gist of the present invention, such as the fact that similar effects can be achieved even if a piezoelectric element that can be used is used.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図は、本発明の実施例を示すものであり、第1図は、流
体制御弁の縦断面図、第2図は、第1図の弁に組み込ま
れる圧電素子と口・ノドの組合わせ状態を示す斜視図、
第3乃至第7図は、夫々異なる実施例を示す流体制御弁
の縦断面図、第8図は、第7図に示す流体制御弁の側部
縦断面図である。 10・・流体制御弁 12・・ハウジング14・・段部
 16・・室 18・・第1ボート用孔 20・・第2ポート用孔22
・・第1排出孔 24・・第2排出孔26・・孔 28
・・弁本体 30.32.34.36.38.40・・弁体42・・
孔 44.46・・弁体駆動機構 48.50・・孔 52.54・・鍔部56.58・・
ロッド ロ0.62・・第1圧電素子群 64.66・・ロッド ロ8.70.72.74・・保持板 76.78・・第2圧電素子群 80・・圧電素子 82・・極板 84.86・・リード線 88.90・・切欠92・・
圧電素子 94・・極板 96.98・・リード線 100・・孔部110・・圧
電素子 112・・圧電素子群114.116 ・・ロ
ッド 118.12Q・・孔122.124 ・・圧電
素子 126.128.130.132 ・・圧電素子群13
4.136 ・・孔 140・・駆動用室142・・弁
室 144・・弁座 145.146.14B・・孔 150・・ロッド 152・・弁体 154.156 ・・圧電素子群 158.160 ・・保持部材 162.164 ・・圧電素子群 170・・突起部 172・・保持部材174.176
 ・・圧電素子群 178・・保持部材 180・・圧電素子群182・・
弾性部材 190.192 、194 ・・圧電素子群196.1
98 ・・保持部材 199・・筐体 200.262.204 ・・弁体 205・・ロッド 206.20B 、210.212.214・・孔21
6・・突起 特許出願人 焼結金属工業株式会社 図面の浄書(内容に変更なし) Fig、2 手続補正書彷力 ■、事件の表示 日凝口58年 特許願 第185232号2、発明の名
称 流体制御弁 3、?ii正をする者 事件との側糸 特許出願人 住所 鯨■鴎橋1−16−4 名 称 焼結金属工業株式会社 4、代理人
The figures show an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a fluid control valve, and FIG. 2 is a combination state of the piezoelectric element and the mouth and throat incorporated in the valve of FIG. 1. A perspective view showing
3 to 7 are longitudinal sectional views of fluid control valves showing different embodiments, and FIG. 8 is a side longitudinal sectional view of the fluid control valve shown in FIG. 7. 10... Fluid control valve 12... Housing 14... Step portion 16... Chamber 18... Hole for first boat 20... Hole for second port 22
...First discharge hole 24...Second discharge hole 26...Hole 28
・・Valve body 30.32.34.36.38.40・・Valve body 42・・
Hole 44.46... Valve body drive mechanism 48.50... Hole 52.54... Flange 56.58...
Rodro 0.62...First piezoelectric element group 64.66...Rodro 8.70.72.74...Holding plate 76.78...Second piezoelectric element group 80...Piezoelectric element 82...Pole plate 84. 86...Lead wire 88.90...Notch 92...
Piezoelectric element 94... Pole plate 96.98... Lead wire 100... Hole 110... Piezoelectric element 112... Piezoelectric element group 114, 116... Rod 118.12Q... Hole 122.124... Piezoelectric element 126 .128.130.132 ...Piezoelectric element group 13
4.136... Hole 140... Drive chamber 142... Valve chamber 144... Valve seat 145.146.14B... Hole 150... Rod 152... Valve body 154.156... Piezoelectric element group 158.160・・Holding member 162.164 ・・Piezoelectric element group 170 ・・Protrusion 172 ・・Holding member 174.176
...Piezoelectric element group 178...Holding member 180...Piezoelectric element group 182...
Elastic members 190.192, 194...Piezoelectric element group 196.1
98... Holding member 199... Housing 200.262.204... Valve body 205... Rod 206.20B, 210.212.214... Hole 21
6. Protrusion patent applicant Sintered Metal Industry Co., Ltd. Engraving of the drawing (no change in content) Fig, 2 Procedural amendment document Yakiriki ■, Date of case indication Koguchi 1958 Patent application No. 185232 2, Title of the invention Fluid control valve 3? ii Side threads with the case of a person who does the right thing Patent applicant address Kujira ■ 1-16-4 Omohashi Name Sintered Metal Industry Co., Ltd. 4, Agent

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1) ハウジングに流体の流路を形成し、前記ハウジ
ング内部に室を画成すると共にこの室内に前記流路に対
応する弁体を移動自在に配設し、さらに前記弁体に圧電
素子を係合させてこの圧電素子の付勢・減勢制御下に前
記流路の開孔面積の關節を行うよう構成することを特徴
とする流体制御弁。 (2、特許請求の範囲第1項記載の装置において、ハウ
ジング内部に互いに直角方向に変位する二つの圧電素子
群を配置し、前記圧電素子群の付勢・減勢制御下に弁体
をクランプしあるいは変位させることからなる流体制御
弁。 (3)特許請求の範囲第2項記載の装置において、いず
れか一方の圧電素子は弁体に形成された孔の内部に配設
されてなる流体制御弁。 (4)特許請求の範囲第3項記載の装置において、他方
の圧電素子群は、弁体を移動するロンドの内部またはロ
ンドに対するハウジング内部に配設されて前記ロンドを
クランプすることからなる流体制御弁。 (5)特許請求の範囲第1項記載の装置において室は、
弁体を介して弁座を開閉する弁室と前記弁体をロンドに
より移動変位する圧電素子群を収容する駆動用室とに分
離構成してなる流体制御弁。 (6)特許請求の範囲第5項記載の装置において、駆動
用室の内部にロンドをクランプする圧電素子群と、前記
ロンドを変位する圧電素子群とを収容してなる流体制御
弁。 (7)特許請求の範囲第1項記載の装置において室内部
に筐体を移動自在に配置し、前記筐体の内部にさらに弁
体を配設すると共にこの筐体を互いに直角方向に変位す
る二組の圧電素子群で囲繞し、さらに前記筐体内部と外
部とを孔部を介して連通してなる流体制御弁。
[Scope of Claims] (1) A fluid flow path is formed in the housing, a chamber is defined inside the housing, and a valve body corresponding to the flow path is movably arranged in the chamber, and 1. A fluid control valve characterized in that a piezoelectric element is engaged with a valve body, and the aperture area of the flow path is adjusted under energization/deenergization control of the piezoelectric element. (2. In the device according to claim 1, two groups of piezoelectric elements are disposed inside the housing and are displaced at right angles to each other, and the valve body is clamped under control of energization and deenergization of the group of piezoelectric elements. (3) In the device according to claim 2, one of the piezoelectric elements is disposed inside a hole formed in the valve body. Valve. (4) In the device according to claim 3, the other piezoelectric element group is disposed inside a rond that moves the valve body or inside a housing for the rond, and clamps the rond. Fluid control valve. (5) In the device according to claim 1, the chamber is
A fluid control valve that is separated into a valve chamber that opens and closes a valve seat via a valve body, and a drive chamber that accommodates a group of piezoelectric elements that move and displace the valve body by means of a rond. (6) A fluid control valve in the apparatus according to claim 5, wherein a piezoelectric element group for clamping the iron and a piezoelectric element group for displacing the iron are housed inside the driving chamber. (7) In the device according to claim 1, a casing is movably disposed inside a room, a valve body is further disposed inside the casing, and the casings are displaced in directions perpendicular to each other. A fluid control valve surrounded by two piezoelectric element groups, and further communicating the inside and outside of the housing through a hole.
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