JP2000346224A - 圧電バルブおよび流体流制御方法 - Google Patents
圧電バルブおよび流体流制御方法Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 オペレータの入力に対する反応時間に関する
問題を克服する。 【解決手段】 圧電バルブは概して弁本体を通る流体流
路を提供する複数の通路を有する弁本体を具備する。流
路を通る流れは弁本体内の内部空間内に液密状態で摺動
可能に受容されるポペット弁の位置により制御される。
圧電アクチュエータが弁本体に固定され且つポペット弁
と接触する。圧電アクチュエータの作動は内部空間内の
ポペット弁を移動させる。内部空間内でのポペット弁の
移動は弁本体内の流体流路を通る流れを制御する。
問題を克服する。 【解決手段】 圧電バルブは概して弁本体を通る流体流
路を提供する複数の通路を有する弁本体を具備する。流
路を通る流れは弁本体内の内部空間内に液密状態で摺動
可能に受容されるポペット弁の位置により制御される。
圧電アクチュエータが弁本体に固定され且つポペット弁
と接触する。圧電アクチュエータの作動は内部空間内の
ポペット弁を移動させる。内部空間内でのポペット弁の
移動は弁本体内の流体流路を通る流れを制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は概して油圧（液圧）
弁に関し、特に圧電効果で作動するポペット弁による油
圧弁の制御に関する。
弁に関し、特に圧電効果で作動するポペット弁による油
圧弁の制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】圧電性材料は電界にさらされることに反
応し、印加された電位差に直接的に応じて変形する。変
形の方向、すなわち長くなるか短くなるかは電界の極性
と圧電材料の配列とに依存する。概して圧電素子は圧電
材料からなる一連のディスクを積層して形成され、当該
圧電素子においてはディスクが電界にさらされるように
ディスクを電極と交互に積層せしめられる。
応し、印加された電位差に直接的に応じて変形する。変
形の方向、すなわち長くなるか短くなるかは電界の極性
と圧電材料の配列とに依存する。概して圧電素子は圧電
材料からなる一連のディスクを積層して形成され、当該
圧電素子においてはディスクが電界にさらされるように
ディスクを電極と交互に積層せしめられる。
【０００３】圧電素子には非常に高い周波数を持続で
き、且つ電界の変化にほぼ瞬間的に反応することができ
るという利点がある。例えばディスクを適当に方向付
け、積層して形成した圧電素子は負極性に反応し、積層
せしめられたディスクの軸線方向に沿ってマイクロ秒単
位で伸張する。例えば長さが約１５０ｍｍである積層デ
ィスクは約７５μｍほど伸張する。
き、且つ電界の変化にほぼ瞬間的に反応することができ
るという利点がある。例えばディスクを適当に方向付
け、積層して形成した圧電素子は負極性に反応し、積層
せしめられたディスクの軸線方向に沿ってマイクロ秒単
位で伸張する。例えば長さが約１５０ｍｍである積層デ
ィスクは約７５μｍほど伸張する。
【０００４】典型的な油圧制御システムにおける油圧弁
は両端に制御用容積空間を備えた内部スプールを有す
る。高い油圧が計量せしめられ、スプールの各端部の制
御用容積空間に供給せしめられる。油圧弁の出力を制御
するのにはスプールの移動が使用される。スプールの各
端部の制御用容積空間に供給されるパイロット油圧を調
整することにより油圧弁内においてスプールが移動せし
められることが多い。パイロット油圧の圧力は上述した
高い油圧よりも低い。これによればスプールの一端のパ
イロット油圧を僅かに変化することにより油圧弁内のス
プールを移動せしめることができる。典型的には油圧弁
内においてスプールを移動させ、これにより機械器具を
動かすためにスプールの一端のパイロット油圧を調節す
るのにオペレータからの入力が使用される。
は両端に制御用容積空間を備えた内部スプールを有す
る。高い油圧が計量せしめられ、スプールの各端部の制
御用容積空間に供給せしめられる。油圧弁の出力を制御
するのにはスプールの移動が使用される。スプールの各
端部の制御用容積空間に供給されるパイロット油圧を調
整することにより油圧弁内においてスプールが移動せし
められることが多い。パイロット油圧の圧力は上述した
高い油圧よりも低い。これによればスプールの一端のパ
イロット油圧を僅かに変化することにより油圧弁内のス
プールを移動せしめることができる。典型的には油圧弁
内においてスプールを移動させ、これにより機械器具を
動かすためにスプールの一端のパイロット油圧を調節す
るのにオペレータからの入力が使用される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】現在流通している油圧
弁における欠点はオペレータによる入力に対する反応時
間に関するものである。オペレータによる入力に対して
ほぼ瞬間的に反応する油圧弁には利点がある。圧電材料
の反応時間は非常に短く、油圧制御弁システムと組み合
わせるには理想的な材料である。本発明の目的はこうし
た問題を克服することにある。
弁における欠点はオペレータによる入力に対する反応時
間に関するものである。オペレータによる入力に対して
ほぼ瞬間的に反応する油圧弁には利点がある。圧電材料
の反応時間は非常に短く、油圧制御弁システムと組み合
わせるには理想的な材料である。本発明の目的はこうし
た問題を克服することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に一番目の発明では圧電バルブを開示した。圧電バルブ
は第二の端部の反対側の第一の端部と、この第一の端部
に近接した第一のチャンバと流体的に連絡される第一の
複数の通路と、第二の端部に近接した第二のチャンバと
流体的に連絡される第二の複数の通路と、第一のチャン
バと第二のチャンバとの間に形成された内部空間とを有
する弁本体と、内部空間に液密状態で受容され且つ内部
空間内で摺動可能なポペット弁とを具備し、ポペット弁
は第一の端部と第二の端部とを有し、ポペット弁と接触
する圧電アクチュエータを具備し、圧電アクチュエータ
はこの圧電アクチュエータが作動する時にポペット弁を
内部空間内で摺動させ、圧電アクチュエータが作動して
いない時にポペット弁の第二の端部を弁座に付勢して流
体が第一の複数の通路と第一のチャンバとを通って流れ
るようにするバネを具備し、これにより弁本体を通る第
一の流体流路が確立され、このバネは流体が第二の複数
の通路と第二のチャンバとを通って流れるのを阻止し、
圧電アクチュエータが作動するとポペット弁が弁座から
離れるように移動してバネを圧縮し、流体が第二の複数
の通路と第二のチャンバとを通って流れ、これにより第
二の流体流路が確立され、流体が第一の流体流路を通っ
て流れるのを阻止する。
に一番目の発明では圧電バルブを開示した。圧電バルブ
は第二の端部の反対側の第一の端部と、この第一の端部
に近接した第一のチャンバと流体的に連絡される第一の
複数の通路と、第二の端部に近接した第二のチャンバと
流体的に連絡される第二の複数の通路と、第一のチャン
バと第二のチャンバとの間に形成された内部空間とを有
する弁本体と、内部空間に液密状態で受容され且つ内部
空間内で摺動可能なポペット弁とを具備し、ポペット弁
は第一の端部と第二の端部とを有し、ポペット弁と接触
する圧電アクチュエータを具備し、圧電アクチュエータ
はこの圧電アクチュエータが作動する時にポペット弁を
内部空間内で摺動させ、圧電アクチュエータが作動して
いない時にポペット弁の第二の端部を弁座に付勢して流
体が第一の複数の通路と第一のチャンバとを通って流れ
るようにするバネを具備し、これにより弁本体を通る第
一の流体流路が確立され、このバネは流体が第二の複数
の通路と第二のチャンバとを通って流れるのを阻止し、
圧電アクチュエータが作動するとポペット弁が弁座から
離れるように移動してバネを圧縮し、流体が第二の複数
の通路と第二のチャンバとを通って流れ、これにより第
二の流体流路が確立され、流体が第一の流体流路を通っ
て流れるのを阻止する。
【０００７】また上記課題を解決するために二番目の発
明では弁本体を通る流体の流れを制御する方法におい
て、第一のチャンバと第二のチャンバとを有し且つ第一
のチャンバと第二のチャンバとの間に形成される内部空
間を備える弁本体を提供する工程と、前記弁本体を通り
且つ前記第一のチャンバと流体的に連絡される第一の複
数の通路と、前記弁本体を通り且つ前記第二のチャンバ
と流体的に連絡される第二の複数の通路とを提供する工
程と、前記内部空間にポペット弁を摺動可能に且つ液密
状態で配置する工程と、前記圧電アクチュエータを前記
ポペット弁に接触するように配置する工程と、前記圧電
アクチュエータが作動していない時に前記ポペット弁を
第一の方向に付勢する工程とを具備し、この工程により
流体が前記第二の通路を通って流れるのが阻止されて前
記第一の複数の通路を通って流れ、前記ポペット弁を前
記第一の方向とは反対の第二の方向に移動させるために
前記圧電アクチュエータを作動させる工程を具備し、こ
の工程により流体が前記第一の通路と通って流れるのが
阻止されて前記第二の複数の通路を通って流れる。
明では弁本体を通る流体の流れを制御する方法におい
て、第一のチャンバと第二のチャンバとを有し且つ第一
のチャンバと第二のチャンバとの間に形成される内部空
間を備える弁本体を提供する工程と、前記弁本体を通り
且つ前記第一のチャンバと流体的に連絡される第一の複
数の通路と、前記弁本体を通り且つ前記第二のチャンバ
と流体的に連絡される第二の複数の通路とを提供する工
程と、前記内部空間にポペット弁を摺動可能に且つ液密
状態で配置する工程と、前記圧電アクチュエータを前記
ポペット弁に接触するように配置する工程と、前記圧電
アクチュエータが作動していない時に前記ポペット弁を
第一の方向に付勢する工程とを具備し、この工程により
流体が前記第二の通路を通って流れるのが阻止されて前
記第一の複数の通路を通って流れ、前記ポペット弁を前
記第一の方向とは反対の第二の方向に移動させるために
前記圧電アクチュエータを作動させる工程を具備し、こ
の工程により流体が前記第一の通路と通って流れるのが
阻止されて前記第二の複数の通路を通って流れる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
細に説明する。油圧制御システムの概略図を概して図１
に参照番号２０で示す。油圧制御システム２０は様々な
機械の器具および機械の機能を制御するのに使用され
る。なお本発明は油圧のみならず広く液圧を利用するシ
ステムに適用可能である。
細に説明する。油圧制御システムの概略図を概して図１
に参照番号２０で示す。油圧制御システム２０は様々な
機械の器具および機械の機能を制御するのに使用され
る。なお本発明は油圧のみならず広く液圧を利用するシ
ステムに適用可能である。
【０００９】油圧制御システム２０はオペレータの手の
動きを器具の動きに変換するための複数の手動制御部２
２を有する。概して手動制御部２２はオペレータの手の
動きを電子制御コンピュータ２４に送信される電気信号
に変換するための電子手動制御部を具備する。電子制御
コンピュータ２４は手動制御部２２から電気信号を受信
し、複数の圧電バルブ３２を含む様々なアクチュエータ
に制御電気信号を送信する。
動きを器具の動きに変換するための複数の手動制御部２
２を有する。概して手動制御部２２はオペレータの手の
動きを電子制御コンピュータ２４に送信される電気信号
に変換するための電子手動制御部を具備する。電子制御
コンピュータ２４は手動制御部２２から電気信号を受信
し、複数の圧電バルブ３２を含む様々なアクチュエータ
に制御電気信号を送信する。
【００１０】油圧ポンプ２６はエンジンのような駆動手
段（図示せず）により回転せしめられ、高い油圧を出力
する。油圧ポンプ２６は当業者には公知の油圧流体リザ
ーバ（図示せず）に接続される。油圧弁２８は油圧ポン
プ２６から高い油圧を受け、圧電バルブ３２からの低い
パイロット油圧で制御せしめられる。上述したように油
圧弁２８はスプール（図示せず）を有し、またスプール
の両側に制御用容積空間（以下、制御空間）を有する。
各制御空間には油圧弁２８内のスプールの位置を制御す
るために油圧ポンプ２６からの高い油圧と圧電バルブ３
２からの低いパイロット油圧とが送られる。油圧ポンプ
２６は圧電バルブ３２に低いパイロット油圧を出力する
ための油圧低減弁（以下、減圧弁）３０に高い油圧を送
る。油圧弁２８の動きは圧電バルブ３２から供給される
パイロット油圧を調節することにより制御される。
段（図示せず）により回転せしめられ、高い油圧を出力
する。油圧ポンプ２６は当業者には公知の油圧流体リザ
ーバ（図示せず）に接続される。油圧弁２８は油圧ポン
プ２６から高い油圧を受け、圧電バルブ３２からの低い
パイロット油圧で制御せしめられる。上述したように油
圧弁２８はスプール（図示せず）を有し、またスプール
の両側に制御用容積空間（以下、制御空間）を有する。
各制御空間には油圧弁２８内のスプールの位置を制御す
るために油圧ポンプ２６からの高い油圧と圧電バルブ３
２からの低いパイロット油圧とが送られる。油圧ポンプ
２６は圧電バルブ３２に低いパイロット油圧を出力する
ための油圧低減弁（以下、減圧弁）３０に高い油圧を送
る。油圧弁２８の動きは圧電バルブ３２から供給される
パイロット油圧を調節することにより制御される。
【００１１】油圧弁２８は制御された高い圧力をモータ
や油圧シリンダといった幾つかの油圧アクチュエータ３
４に出力する。油圧アクチュエータ３４は制御された高
い油圧を受け、機械的な力を出力し、機械の機械部品や
機械器具３６を動かす。油圧弁２８内においてスプール
を第一の方向または第二の方向にシフトするためには油
圧弁２８の一方の制御空間のパイロット油圧を微量に変
化させる。油圧弁２８内においてスプールをシフトする
ことにより機械の機械部品や機械器具３６が動かされ
る。
や油圧シリンダといった幾つかの油圧アクチュエータ３
４に出力する。油圧アクチュエータ３４は制御された高
い油圧を受け、機械的な力を出力し、機械の機械部品や
機械器具３６を動かす。油圧弁２８内においてスプール
を第一の方向または第二の方向にシフトするためには油
圧弁２８の一方の制御空間のパイロット油圧を微量に変
化させる。油圧弁２８内においてスプールをシフトする
ことにより機械の機械部品や機械器具３６が動かされ
る。
【００１２】図２に本発明に従って設計された圧電バル
ブ３２を示す。圧電バルブ３２は弁本体４０を有する。
弁本体４０は第一の端部４２と、この第一の端部４２の
反対側の第二の端部４４とを有する。また圧電バルブ３
２はポペット弁４６と圧電アクチュエータ４８とを有す
る。
ブ３２を示す。圧電バルブ３２は弁本体４０を有する。
弁本体４０は第一の端部４２と、この第一の端部４２の
反対側の第二の端部４４とを有する。また圧電バルブ３
２はポペット弁４６と圧電アクチュエータ４８とを有す
る。
【００１３】弁本体４０の第一の端部４２は中空ボルト
５２を受容するためのネジの切られた開口、すなわちネ
ジ開口（以下、ネジ穴）５０を有する。中空ボルト５２
は外ネジ５７を備えた環状部分５６に隣接してヘッド５
４を具備する。外ネジ５７を備えた環状部分５６はネジ
穴５０に受容される。さらに環状部分５６は通路５８を
有する。第一のチャンバ６４の一方の端部をシールする
ためにヘッド５４と中空ボルト５２との間にシール６０
が受容され、第一のチャンバ６４の一部は環状部分５６
内に形成される。第一のチャンバ６４に隣接したバネ用
溝６２がバネ６６の一方の端部を受容する。
５２を受容するためのネジの切られた開口、すなわちネ
ジ開口（以下、ネジ穴）５０を有する。中空ボルト５２
は外ネジ５７を備えた環状部分５６に隣接してヘッド５
４を具備する。外ネジ５７を備えた環状部分５６はネジ
穴５０に受容される。さらに環状部分５６は通路５８を
有する。第一のチャンバ６４の一方の端部をシールする
ためにヘッド５４と中空ボルト５２との間にシール６０
が受容され、第一のチャンバ６４の一部は環状部分５６
内に形成される。第一のチャンバ６４に隣接したバネ用
溝６２がバネ６６の一方の端部を受容する。
【００１４】環状部分５６内の通路５８には弁本体４０
内の第一の通路６８は連絡される。通路５８は第一の通
路６８と第一のチャンバ６４とを連絡せしめる。さらに
第一の通路６８は弁本体４０の第二の端部４４に近接し
た第二の通路７０に連絡される。
内の第一の通路６８は連絡される。通路５８は第一の通
路６８と第一のチャンバ６４とを連絡せしめる。さらに
第一の通路６８は弁本体４０の第二の端部４４に近接し
た第二の通路７０に連絡される。
【００１５】さらに弁本体４０は第二の端部４４に近接
して第三の通路７２を有する。第三の通路７２は弁本体
４０の第二の端部４４に近接して配置された第二のチャ
ンバ１０８に流体的に連絡せしめられる。さらに弁本体
４０は第一の端部４２と第二の端部４４との間に内部空
間７４を有する。内部空間７４はポペット弁４６を収容
する。
して第三の通路７２を有する。第三の通路７２は弁本体
４０の第二の端部４４に近接して配置された第二のチャ
ンバ１０８に流体的に連絡せしめられる。さらに弁本体
４０は第一の端部４２と第二の端部４４との間に内部空
間７４を有する。内部空間７４はポペット弁４６を収容
する。
【００１６】ポペット弁４６は第一の端部７６と、この
第一の端部７６の反対側の第二の端部７８とを有し、こ
れら端部の間に本体７９を備える。第一の溝８０が第一
の端部７６に配置され、この第一の溝８０はバネ６６の
一部を受容する。さらに第一の端部７６は第一の傾斜面
８２を有し、第二の端部７８は第二の傾斜面８４を有す
る。また第二の端部７８から本体７９内へとアクチュエ
ータ用溝８６が延びる。アクチュエータ用溝８６は圧電
アクチュエータ４８の一部を受容する。ポペット弁４６
は液密状態で内部空間７４内で摺動することができる。
第一の端部７６の反対側の第二の端部７８とを有し、こ
れら端部の間に本体７９を備える。第一の溝８０が第一
の端部７６に配置され、この第一の溝８０はバネ６６の
一部を受容する。さらに第一の端部７６は第一の傾斜面
８２を有し、第二の端部７８は第二の傾斜面８４を有す
る。また第二の端部７８から本体７９内へとアクチュエ
ータ用溝８６が延びる。アクチュエータ用溝８６は圧電
アクチュエータ４８の一部を受容する。ポペット弁４６
は液密状態で内部空間７４内で摺動することができる。
【００１７】弁本体４０の第二の端部４４は圧電アクチ
ュエータ４８の一部を受容するためのネジ穴８８を有す
る。圧電アクチュエータ４８はヘッド９２とネジ部分９
４とスリーブ９６とを有する中空ボルト９０を具備す
る。ネジ部分９４はネジ穴８８に受容される。スリーブ
９６はポペット弁４６のアクチュエータ用溝８６内へと
延びる。スリーブ９６は圧電素子９８を受容する。好ま
しくは圧電素子９８は中空ボルト９０と、ヘッド９２
と、ネジ部分９４と、スリーブ９６とを一つの組立体と
して機能させ、圧電アクチュエータ４８を形成すること
ができるように例えばプラスチックのような保護用のシ
ール材料と共にスリーブ９６内に嵌め込まれ、或いは入
れられる。
ュエータ４８の一部を受容するためのネジ穴８８を有す
る。圧電アクチュエータ４８はヘッド９２とネジ部分９
４とスリーブ９６とを有する中空ボルト９０を具備す
る。ネジ部分９４はネジ穴８８に受容される。スリーブ
９６はポペット弁４６のアクチュエータ用溝８６内へと
延びる。スリーブ９６は圧電素子９８を受容する。好ま
しくは圧電素子９８は中空ボルト９０と、ヘッド９２
と、ネジ部分９４と、スリーブ９６とを一つの組立体と
して機能させ、圧電アクチュエータ４８を形成すること
ができるように例えばプラスチックのような保護用のシ
ール材料と共にスリーブ９６内に嵌め込まれ、或いは入
れられる。
【００１８】圧電素子９８は一対のリード線１００に接
続される。これらリード線１００は圧電アクチュエータ
を作動させるため、或いは作動を中止させるための電子
制御コンピュータから電気信号を受信する。
続される。これらリード線１００は圧電アクチュエータ
を作動させるため、或いは作動を中止させるための電子
制御コンピュータから電気信号を受信する。
【００１９】上述したように圧電素子９８は概してジル
コン酸チタン酸鉛のような圧電性材料からなる積層せし
められたディスクを具備する。圧電素子９８はディスク
をリード線１００に接続された電極（図示せず）と交互
に積層せしめ、形成される。圧電アクチュエータ４８を
作動させると電気信号の極性とディスクの配列とに応じ
て圧電素子９８が長手軸線に沿って伸張したり収縮した
りする。
コン酸チタン酸鉛のような圧電性材料からなる積層せし
められたディスクを具備する。圧電素子９８はディスク
をリード線１００に接続された電極（図示せず）と交互
に積層せしめ、形成される。圧電アクチュエータ４８を
作動させると電気信号の極性とディスクの配列とに応じ
て圧電素子９８が長手軸線に沿って伸張したり収縮した
りする。
【００２０】圧電アクチュエータ４８を第二の端部４４
およびポペット弁４６に対して固定するために薄ナット
１０２がネジ部分９４に受容される。ワッシャ１０４お
よびシール１０６が薄ナット１０２に近接して受容さ
れ、これらワッシャ１０４およびシール１０６はネジ穴
８８を外的要素からシールするのに役立つ。圧電アクチ
ュエータ４８は第二のチャンバ１０８を通って延びる。
第二のチャンバ１０８はポペット弁４６の第二の傾斜面
８４を受容するために弁座１１０を有する。
およびポペット弁４６に対して固定するために薄ナット
１０２がネジ部分９４に受容される。ワッシャ１０４お
よびシール１０６が薄ナット１０２に近接して受容さ
れ、これらワッシャ１０４およびシール１０６はネジ穴
８８を外的要素からシールするのに役立つ。圧電アクチ
ュエータ４８は第二のチャンバ１０８を通って延びる。
第二のチャンバ１０８はポペット弁４６の第二の傾斜面
８４を受容するために弁座１１０を有する。
【００２１】圧電アクチュエータが作動していない時に
は通常、バネ６６はポペット弁４６を図２に示した位置
へと弁座１１０に対して付勢する。すなわち通常、第二
の傾斜面８４は弁座１１０に当接し、これにより第三の
通路７２と第二のチャンバ１０８と第二の通路７０とを
通る流体的な連絡が遮断せしめられる。通常、第一の通
路６８は第一のチャンバ６４および第二の通路７０に流
体的に連絡され、これにより弁本体４０を通る第一の流
路が提供される。
は通常、バネ６６はポペット弁４６を図２に示した位置
へと弁座１１０に対して付勢する。すなわち通常、第二
の傾斜面８４は弁座１１０に当接し、これにより第三の
通路７２と第二のチャンバ１０８と第二の通路７０とを
通る流体的な連絡が遮断せしめられる。通常、第一の通
路６８は第一のチャンバ６４および第二の通路７０に流
体的に連絡され、これにより弁本体４０を通る第一の流
路が提供される。
【００２２】好適な実施例ではリード線１００を介して
圧電アクチュエータ４８に電流を流すことにより圧電素
子９８が長手軸線に沿って伸張せしめられる。例えば長
さが１５０ｍｍの圧電素子９８のストローク長さ（伸張
距離）は概して約７５μｍである。この長さに亘る動き
はポペット弁を移動して第一の傾斜面８２を環状部分５
６に押し付けるには十分であり、これにより第一の流路
を通る流体の流れを遮断することができる。さらにこの
ようにポペット弁４６が第一の端部４２に向かって移動
することにより第二の通路７０と第二のチャンバ１０８
と第三の通路７２とが流体的に連絡され、斯くして第二
の弁本体４０を通る第二の流路が形成される。
圧電アクチュエータ４８に電流を流すことにより圧電素
子９８が長手軸線に沿って伸張せしめられる。例えば長
さが１５０ｍｍの圧電素子９８のストローク長さ（伸張
距離）は概して約７５μｍである。この長さに亘る動き
はポペット弁を移動して第一の傾斜面８２を環状部分５
６に押し付けるには十分であり、これにより第一の流路
を通る流体の流れを遮断することができる。さらにこの
ようにポペット弁４６が第一の端部４２に向かって移動
することにより第二の通路７０と第二のチャンバ１０８
と第三の通路７２とが流体的に連絡され、斯くして第二
の弁本体４０を通る第二の流路が形成される。
【００２３】圧電アクチュエータ４８への電流が止めら
れ、圧電性材料に蓄えられた電荷が流れ出て放電される
とバネ６６がポペット弁４６を図２に示した位置に戻
し、斯くして第一の流路が開かれ、第二の流路が閉じら
れる。
れ、圧電性材料に蓄えられた電荷が流れ出て放電される
とバネ６６がポペット弁４６を図２に示した位置に戻
し、斯くして第一の流路が開かれ、第二の流路が閉じら
れる。
【００２４】開示した圧電バルブ３２は油圧制御システ
ム２０において例えばパイロット油圧の分配を制御する
ために種々の形態にて使用される。一つの使用例におい
ては油圧弁２８内のスプールの各制御空間が圧電バルブ
３２の第二の通路７０と流体的に連絡され、パイロット
油圧が圧電バルブ３２の第一の通路６８に供給される。
ここではスプールの各端部がそれぞれ対応する圧電バル
ブ３２から同じパイロット油圧を受ける。このため最初
の段階ではスプールは油圧弁２８内で中央に位置する。
なおこのとき第三の通路７２は油圧流体リザーバに接続
される。次いで油圧弁２８内のスプールをシフトするた
めに圧電アクチュエータ４８を介して一方の圧電バルブ
３２を作動させる。圧電バルブ３２を作動させたときに
はポペット弁４６が弁本体４０の第一の端部４２に向か
ってシフトし、これにより第一の流路が閉じられ、第二
の流路が開かれる。これにより油圧弁２８内のスプール
の対応する制御空間から第二の流路を介して油圧ポンプ
リザーバ（図示せず）に圧油を流出させ、圧力を解放す
ることができる。次いで圧電アクチュエータ４８の電気
作動を中止すればバネ６６がポペット弁４６を図２に示
した位置に戻す。斯くして油圧弁２８内のスプールが新
たな位置に安定する。
ム２０において例えばパイロット油圧の分配を制御する
ために種々の形態にて使用される。一つの使用例におい
ては油圧弁２８内のスプールの各制御空間が圧電バルブ
３２の第二の通路７０と流体的に連絡され、パイロット
油圧が圧電バルブ３２の第一の通路６８に供給される。
ここではスプールの各端部がそれぞれ対応する圧電バル
ブ３２から同じパイロット油圧を受ける。このため最初
の段階ではスプールは油圧弁２８内で中央に位置する。
なおこのとき第三の通路７２は油圧流体リザーバに接続
される。次いで油圧弁２８内のスプールをシフトするた
めに圧電アクチュエータ４８を介して一方の圧電バルブ
３２を作動させる。圧電バルブ３２を作動させたときに
はポペット弁４６が弁本体４０の第一の端部４２に向か
ってシフトし、これにより第一の流路が閉じられ、第二
の流路が開かれる。これにより油圧弁２８内のスプール
の対応する制御空間から第二の流路を介して油圧ポンプ
リザーバ（図示せず）に圧油を流出させ、圧力を解放す
ることができる。次いで圧電アクチュエータ４８の電気
作動を中止すればバネ６６がポペット弁４６を図２に示
した位置に戻す。斯くして油圧弁２８内のスプールが新
たな位置に安定する。
【００２５】図３に別の実施例の圧電バルブ１１６を断
面図で示す。圧電バルブ１１６は弁本体１１８を有す
る。弁本体１１８は第一の端部１２０と、これとは反対
側の第二の端部１２２とを有する。弁本体１１８内には
内部空間１２３が配置される。内部空間１２３は液密状
態で内部空間１２３内で摺動可能なポペット弁１２４を
受容する。
面図で示す。圧電バルブ１１６は弁本体１１８を有す
る。弁本体１１８は第一の端部１２０と、これとは反対
側の第二の端部１２２とを有する。弁本体１１８内には
内部空間１２３が配置される。内部空間１２３は液密状
態で内部空間１２３内で摺動可能なポペット弁１２４を
受容する。
【００２６】弁本体１１８の第二の端部１２２は圧電ア
クチュエータ４８の環状部分９４を受容するためのネジ
穴（ネジの切られた開口）１２６を有する。図３に示し
た圧電アクチュエータは図２に示した圧電アクチュエー
タ４８と同様に機能する。
クチュエータ４８の環状部分９４を受容するためのネジ
穴（ネジの切られた開口）１２６を有する。図３に示し
た圧電アクチュエータは図２に示した圧電アクチュエー
タ４８と同様に機能する。
【００２７】第一の端部１２０はプラグ１３０を受容す
るためのネジ穴（ネジの切られた開口）１２８を有す
る。プラグ１３０は環状部分１３４に隣接してヘッド１
３２を有する。環状部分１３４はネジ穴１２８に受容さ
れる。ネジ穴１２８を外的要素からシールするためにヘ
ッド１３２と第一の端部１２０との間にシール１３５が
受容される。
るためのネジ穴（ネジの切られた開口）１２８を有す
る。プラグ１３０は環状部分１３４に隣接してヘッド１
３２を有する。環状部分１３４はネジ穴１２８に受容さ
れる。ネジ穴１２８を外的要素からシールするためにヘ
ッド１３２と第一の端部１２０との間にシール１３５が
受容される。
【００２８】環状部分１３４内にはバネ用溝１３６が配
置される。このバネ用溝１３６はバネ１３８の一部を受
容する。バネ１３８はポペット弁１２４を第二の端部１
２２に向かって付勢する。
置される。このバネ用溝１３６はバネ１３８の一部を受
容する。バネ１３８はポペット弁１２４を第二の端部１
２２に向かって付勢する。
【００２９】弁本体１１８は第一の通路１４０を有す
る。第一の通路１４０は第二の通路１４２と、第二のチ
ャンバ１５８と、第三の通路１６０とに流体的に連絡せ
しめられる。第二の通路１４２はバネ用溝１３６とポペ
ット弁１２４とにより画成された第一のチャンバ１４４
と流体的に連絡せしめられる。
る。第一の通路１４０は第二の通路１４２と、第二のチ
ャンバ１５８と、第三の通路１６０とに流体的に連絡せ
しめられる。第二の通路１４２はバネ用溝１３６とポペ
ット弁１２４とにより画成された第一のチャンバ１４４
と流体的に連絡せしめられる。
【００３０】ポペット弁１２４はバネ１３８を保持する
ための突起部１４８を有する第一の端部１４６を有す
る。第一の端部１４６の反対側に第二の端部１５０が位
置する。本体１５２が第一の端部１４６を第二の端部１
５０に結合する。第二の端部１５０は傾斜面１５４とア
クチュエータ用溝１５６とを有する。アクチュエータ用
溝１５６は圧電アクチュエータ４８のスリーブ９６およ
び圧電素子９８を受容する。通常、保持されたバネ１３
８は弁本体１１８内で傾斜面１５４を弁座１６２へと付
勢する。したがって通常、第一の通路１４０と、第二の
チャンバ１５８と、第三の通路１６０との間は流体的に
連絡されてはいない。
ための突起部１４８を有する第一の端部１４６を有す
る。第一の端部１４６の反対側に第二の端部１５０が位
置する。本体１５２が第一の端部１４６を第二の端部１
５０に結合する。第二の端部１５０は傾斜面１５４とア
クチュエータ用溝１５６とを有する。アクチュエータ用
溝１５６は圧電アクチュエータ４８のスリーブ９６およ
び圧電素子９８を受容する。通常、保持されたバネ１３
８は弁本体１１８内で傾斜面１５４を弁座１６２へと付
勢する。したがって通常、第一の通路１４０と、第二の
チャンバ１５８と、第三の通路１６０との間は流体的に
連絡されてはいない。
【００３１】圧電アクチュエータ４８が電流により作動
せしめられた時、圧電素子９８は伸張して弁本体１１８
の第一の端部１２０に向かってポペット弁１２４を移動
させる。斯くして第三の通路１６０と、第二のチャンバ
１５８と、第一の通路１４０との間が流体的に連絡され
るようになる。
せしめられた時、圧電素子９８は伸張して弁本体１１８
の第一の端部１２０に向かってポペット弁１２４を移動
させる。斯くして第三の通路１６０と、第二のチャンバ
１５８と、第一の通路１４０との間が流体的に連絡され
るようになる。
【００３２】使用に際しては圧電バルブ１１６はパイロ
ット油圧を油圧弁２８に供給するため、または油圧弁２
８から油圧を解放することができるようにするために大
きさが可変のオリフィスとして使用される。すなわち圧
電バルブ１１６の機能は第三の通路１６０と第一の通路
１４０とに連結される圧電制御システム２０の部分に依
存している。なお圧電バルブ１１６においては第二の通
路１４２によりポペット弁１２４の両端部の圧力を均等
にせしめられる。
ット油圧を油圧弁２８に供給するため、または油圧弁２
８から油圧を解放することができるようにするために大
きさが可変のオリフィスとして使用される。すなわち圧
電バルブ１１６の機能は第三の通路１６０と第一の通路
１４０とに連結される圧電制御システム２０の部分に依
存している。なお圧電バルブ１１６においては第二の通
路１４２によりポペット弁１２４の両端部の圧力を均等
にせしめられる。
【００３３】図４は別の実施例の圧電バルブ１６６の断
面図である。圧電バルブ１６６は図２および図３に開示
した圧電アクチュエータと同様な二つの圧電アクチュエ
ータ４８を有する。
面図である。圧電バルブ１６６は図２および図３に開示
した圧電アクチュエータと同様な二つの圧電アクチュエ
ータ４８を有する。
【００３４】圧電バルブ１６６は弁本体１６８を有す
る。弁本体１６８は第一の端部１７０と、これとは反対
側の第二の端部１７２とを有する。第一の端部１７０と
第二の端部１７２との間に内部空間１７３が配置され
る。内部空間１７３は液密状態で内部空間１７３内で摺
動可能なポペット弁１７４を受容する。
る。弁本体１６８は第一の端部１７０と、これとは反対
側の第二の端部１７２とを有する。第一の端部１７０と
第二の端部１７２との間に内部空間１７３が配置され
る。内部空間１７３は液密状態で内部空間１７３内で摺
動可能なポペット弁１７４を受容する。
【００３５】弁本体１６８の第二の端部１７２は図２に
示した方法と同様な方法で圧電アクチュエータ４８のネ
ジ部分９４を受容するためのネジ穴（ネジの切られた開
口）１７６を有する。
示した方法と同様な方法で圧電アクチュエータ４８のネ
ジ部分９４を受容するためのネジ穴（ネジの切られた開
口）１７６を有する。
【００３６】第一の端部１７０はプラグ１８０を受容す
るためのネジ穴（ネジの切られた開口）１７８を有す
る。プラグ１８０は環状部分１８４に隣接してヘッド１
８２を有する。環状部分１８４はネジ穴１７８内に受容
される。外的要素をシールするためにヘッド１８２と第
一の端部１７０との間にシール１８６が受容される。
るためのネジ穴（ネジの切られた開口）１７８を有す
る。プラグ１８０は環状部分１８４に隣接してヘッド１
８２を有する。環状部分１８４はネジ穴１７８内に受容
される。外的要素をシールするためにヘッド１８２と第
一の端部１７０との間にシール１８６が受容される。
【００３７】さらにプラグ１８０は図２に示した方法と
同様な方法で圧電アクチュエータ４８のネジ部分９４を
受容するためのネジ穴１９２を有する。環状部分１８４
は通路１８８を有する。この通路１８８は環状部分１８
４内に配置された第一のチャンバ１９０と流体的に連結
される。
同様な方法で圧電アクチュエータ４８のネジ部分９４を
受容するためのネジ穴１９２を有する。環状部分１８４
は通路１８８を有する。この通路１８８は環状部分１８
４内に配置された第一のチャンバ１９０と流体的に連結
される。
【００３８】弁本体１６８は第二の端部１７２に近接し
て第一の通路１９４を有する。第一の通路１９４は第二
の通路１９６と、第二のチャンバ２０２と、第四の通路
２００とに流体的に連絡される。第二の通路１９６は第
一のチャンバ１９０と第三の通路１９８とに流体的に連
絡される。
て第一の通路１９４を有する。第一の通路１９４は第二
の通路１９６と、第二のチャンバ２０２と、第四の通路
２００とに流体的に連絡される。第二の通路１９６は第
一のチャンバ１９０と第三の通路１９８とに流体的に連
絡される。
【００３９】ポペット弁１７４は第一の端部２０４と、
これとは反対側の第二の端部２０６とを有する。第一の
端部２０４と第二の端部２０６とは本体２０８により分
割されている。第一の端部２０４は第一の傾斜面３１０
を有し、第二の端部２０６は第二の傾斜面３１２を有す
る。第一のアクチュエータ用溝３１４は第一の端部２０
４から本体２０８内へと延びる。第一のアクチュエータ
用溝３１４は第一の圧電アクチュエータ４８のスリーブ
９６を受容する。第二のアクチュエータ用溝３１６は第
二の端部２０６から本体２０８内に延び、第二の圧電ア
クチュエータ４８のスリーブ９６を受容する。
これとは反対側の第二の端部２０６とを有する。第一の
端部２０４と第二の端部２０６とは本体２０８により分
割されている。第一の端部２０４は第一の傾斜面３１０
を有し、第二の端部２０６は第二の傾斜面３１２を有す
る。第一のアクチュエータ用溝３１４は第一の端部２０
４から本体２０８内へと延びる。第一のアクチュエータ
用溝３１４は第一の圧電アクチュエータ４８のスリーブ
９６を受容する。第二のアクチュエータ用溝３１６は第
二の端部２０６から本体２０８内に延び、第二の圧電ア
クチュエータ４８のスリーブ９６を受容する。
【００４０】図４に示したように内部空間１７３および
ポペット弁１７４の大きさはポペット弁１７４が内部空
間１７３の中心にあり、そしてこのとき弁本体１６８を
通る第一の通路１９４と第三の通路１９８との間の第一
の流体流路と、弁本体１６８を通る第一の通路１９４と
第四の通路２００との間の第二の流体流路とが存在する
ような大きさである。したがって圧電バルブ１６６は通
常、二つの流体流路を有する。第一の電流により第一の
圧電アクチュエータ４８が作動せしめられるとその圧電
素子９８が伸張する。同様に第二の電流により第二のア
クチュエータ４８が作動せしめられるとその圧電素子９
８が収縮する。斯くして最終的にはポペット弁１７４が
第一の端部１７０の方へまたは第二の端部１７２の方へ
シフトする。ポペット弁１７４がシフトすると第一の流
路または第二の流路が閉じられ、他方の流路が開かれ
る。電流をかけるのを止めればポペット弁は図４に示し
た中心位置に戻る。
ポペット弁１７４の大きさはポペット弁１７４が内部空
間１７３の中心にあり、そしてこのとき弁本体１６８を
通る第一の通路１９４と第三の通路１９８との間の第一
の流体流路と、弁本体１６８を通る第一の通路１９４と
第四の通路２００との間の第二の流体流路とが存在する
ような大きさである。したがって圧電バルブ１６６は通
常、二つの流体流路を有する。第一の電流により第一の
圧電アクチュエータ４８が作動せしめられるとその圧電
素子９８が伸張する。同様に第二の電流により第二のア
クチュエータ４８が作動せしめられるとその圧電素子９
８が収縮する。斯くして最終的にはポペット弁１７４が
第一の端部１７０の方へまたは第二の端部１７２の方へ
シフトする。ポペット弁１７４がシフトすると第一の流
路または第二の流路が閉じられ、他方の流路が開かれ
る。電流をかけるのを止めればポペット弁は図４に示し
た中心位置に戻る。
【００４１】使用に際しては第三の通路１９８は油圧弁
２８内のスプールの一方の側の制御空間に接続され、第
四の通路２００は油圧弁２８内のスプールの他方の側の
制御空間に接続される。パイロット油圧および高い油圧
が開口しているオリフィスにより油圧弁２８内のスプー
ルの両側の制御空間に供給される。第一の通路１９４は
油圧流体リザーバに接続される。したがって図４に示し
たように両圧電アクチュエータが作動していない時には
圧電バルブ１６６を通って油圧弁２８から油圧がゆっく
り漏れるが、油圧弁２８からの油圧の減少は油圧弁２８
内のスプールの両側で等しい。第一の電流と第二の電流
とによって圧電アクチュエータ４８が作動せしめられる
とポペット弁１７４がシフトし、これにより圧電バルブ
２８内のスプールの一方の側の制御空間へ連結された一
方の流体流路が閉じられ、油圧弁２８内のスプールの別
の側の制御空間に連結された別の流体流路を通る流体流
量が増加し、これにより油圧弁２８のスプールがシフト
する。
２８内のスプールの一方の側の制御空間に接続され、第
四の通路２００は油圧弁２８内のスプールの他方の側の
制御空間に接続される。パイロット油圧および高い油圧
が開口しているオリフィスにより油圧弁２８内のスプー
ルの両側の制御空間に供給される。第一の通路１９４は
油圧流体リザーバに接続される。したがって図４に示し
たように両圧電アクチュエータが作動していない時には
圧電バルブ１６６を通って油圧弁２８から油圧がゆっく
り漏れるが、油圧弁２８からの油圧の減少は油圧弁２８
内のスプールの両側で等しい。第一の電流と第二の電流
とによって圧電アクチュエータ４８が作動せしめられる
とポペット弁１７４がシフトし、これにより圧電バルブ
２８内のスプールの一方の側の制御空間へ連結された一
方の流体流路が閉じられ、油圧弁２８内のスプールの別
の側の制御空間に連結された別の流体流路を通る流体流
量が増加し、これにより油圧弁２８のスプールがシフト
する。
【００４２】圧電バルブ３２は油圧弁２８へのパイロッ
ト油圧を電流の入力により調整することができる。圧電
バルブ３２は弁本体４０を有し、弁本体４０は該弁本体
４０を通る複数の流体流路を形成する複数の通路を有す
る。ポペット弁４６は弁本体４０の内部空間７４内に配
置される。ポペット弁４６は液密状態で内部空間７４内
において摺動可能である。ポペット弁４６は圧電アクチ
ュエータ４８を受容する。圧電アクチュエータ４８に電
流を流すとポペット弁４６が内部空間７４内でシフト
し、これにより幾つかの流体流路を開いて別の流体流路
を閉じる。流体流路を開閉することにより圧電バルブ３
２に接続された油圧弁２８内に配置されたスプールの両
端部の制御空間への流入、または制御空間からの流出が
可能となる。したがって本発明は例えば油圧弁２８内の
スプールの移動を制御することで機械部品および機械器
具３６を油圧でシフトするために油圧弁２８に供給され
るパイロット油圧を迅速に変更することができる小型で
単純な弁を提供する。
ト油圧を電流の入力により調整することができる。圧電
バルブ３２は弁本体４０を有し、弁本体４０は該弁本体
４０を通る複数の流体流路を形成する複数の通路を有す
る。ポペット弁４６は弁本体４０の内部空間７４内に配
置される。ポペット弁４６は液密状態で内部空間７４内
において摺動可能である。ポペット弁４６は圧電アクチ
ュエータ４８を受容する。圧電アクチュエータ４８に電
流を流すとポペット弁４６が内部空間７４内でシフト
し、これにより幾つかの流体流路を開いて別の流体流路
を閉じる。流体流路を開閉することにより圧電バルブ３
２に接続された油圧弁２８内に配置されたスプールの両
端部の制御空間への流入、または制御空間からの流出が
可能となる。したがって本発明は例えば油圧弁２８内の
スプールの移動を制御することで機械部品および機械器
具３６を油圧でシフトするために油圧弁２８に供給され
るパイロット油圧を迅速に変更することができる小型で
単純な弁を提供する。
【００４３】なお図面、上述の説明、および特許請求の
範囲を参照すれば本発明の別の形態、目的、特徴を得る
こともできる。
範囲を参照すれば本発明の別の形態、目的、特徴を得る
こともできる。
【図１】本発明の構成の圧電バルブと協働する油圧制御
システムの概略図である。
システムの概略図である。
【図２】本発明の構成の圧電バルブの断面図である。
【図３】本発明の構成の別の圧電バルブの断面図であ
る。
る。
【図４】本発明の構成の別の圧電バルブの断面図であ
る。
る。
２８…油圧弁 ３２…圧電バルブ ４０…弁本体 ４６…ポペット弁 ９４…ネジ部分 ９６…スリーブ ９８…圧電素子
Claims (28)
- 【請求項１】 第二の端部の反対側の第一の端部と、該
第一の端部に近接した第一のチャンバと流体的に連絡さ
れる第一の複数の通路と、該第二の端部に近接した第二
のチャンバと流体的に連絡される第二の複数の通路と、
前記第一のチャンバと前記第二のチャンバとの間に形成
された内部空間とを有する弁本体と、 前記内部空間に液密状態で受容可能で且つ該内部空間内
で摺動可能なポペット弁とを具備し、該ポペット弁は第
二の端部の反対側の第一の端部を有し、 前記ポペット弁に接触する圧電アクチュエータを具備
し、該圧電アクチュエータは該圧電アクチュエータが作
動した時に前記内部空間内で前記ポペット弁を摺動させ
ることができ、 前記圧電アクチュエータが作動していない時に前記ポペ
ット弁の第二の端部を弁座に付勢し、流体が前記第一の
複数の通路と前記第一のチャンバとを通って流れること
ができるようにし、これにより前記弁本体を通る第一の
流体流路が確立されるバネを具備し、該バネは流体が前
記第二の複数の通路と前記第二のチャンバとを通って流
れるのを阻止し、 前記圧電アクチュエータが作動すると前記ポペット弁が
前記弁座から離れるように移動して前記バネが圧縮さ
れ、このことにより流体が前記第二の複数の通路と前記
第二のチャンバとを通って流れることができるようにな
り、これにより前記弁本体を通る第二の流路が確立さ
れ、流体が前記第一の流路を通って流れることが阻止さ
れる圧電バルブ。 - 【請求項２】 前記ポペット弁の第一の端部は第一の傾
斜面を有し、前記ポペット弁の第二の端部は第二の傾斜
面を有し、該第二の傾斜面は前記弁座に受容される請求
項１に記載の圧電バルブ。 - 【請求項３】 前記弁本体の第二の端部はネジ開口を有
し、前記圧電アクチュエータは圧電素子と薄ナットとヘ
ッド、ネジ部分およびスリーブを有する中空ボルトとを
有し、該圧電素子は該スリーブ内に受容可能であり、該
ネジ部分は前記ネジ開口と係合可能であり、前記薄ナッ
トは前記圧電アクチュエータを前記弁本体の第二の端部
に固定するために前記弁本体の第二の端部に隣接して前
記ネジ部分に配置される請求項１に記載の圧電バルブ。 - 【請求項４】 前記薄ナットと前記弁本体の第二の端部
との間に配置されるシールをさらに有する請求項３に記
載の圧電バルブ。 - 【請求項５】 前記中空ボルトのヘッドを通って前記圧
電素子に延びる複数のリード線をさらに有し、これらリ
ード線は前記圧電アクチュエータを作動させるために電
力を導く請求項３に記載の圧電バルブ。 - 【請求項６】 前記弁本体の第一の端部はネジ開口を有
し、該ネジ開口はヘッドと環状部分とを有する中空ボル
トを受容することができ、該環状部分は前記第一のチャ
ンバを画成し且つ該中空ボルトを前記ネジ開口に固定す
るために前記ネジ開口と係合可能な外ネジを有する請求
項１に記載の圧電バルブ。 - 【請求項７】 前記環状部分は前記バネの一部を受容す
るためのバネ用溝をさらに有する請求項６に記載の圧電
バルブ。 - 【請求項８】 前記環状部分は前記第一のチャンバと前
記第一の複数の通路の少なくとも一つとに連絡される通
路をさらに有する請求項６に記載の圧電バルブ。 - 【請求項９】 前記中空ボルトのヘッドと前記弁本体の
第一の端部との間に配置されるシールをさらに有する請
求項６に記載の圧電バルブ。 - 【請求項１０】 前記第一の流体流路は予圧源と液圧弁
とを流体的に連絡し、前記第二の流体流路は前記液圧弁
と液圧流体リザーバとを流体的に連絡する請求項１に記
載の圧電バルブ。 - 【請求項１１】 第二の端部の反対側の第一の端部と、
該第二の端部に近接したチャンバと連絡される第一の複
数の通路と、前記第一の端部と前記第二の端部との間に
形成された内部空間とを有する弁本体と、 前記内部空間に液密状態で受容可能で且つ該内部空間内
で摺動可能なポペット弁とを具備し、該ポペット弁は第
二の端部の反対側の第一の端部を有し、 前記ポペット弁に接触する圧電アクチュエータを具備
し、該圧電アクチュエータは該圧電アクチュエータが作
動した時に前記内部空間内で前記ポペット弁を摺動させ
ることができ、 前記圧電アクチュエータが作動していない時に前記ポペ
ット弁の第二の端部を弁座に付勢し、前記ポペット弁の
第二の端部は前記第一の複数の通路と前記チャンバとが
流体的に連絡されることを阻止することができ、 前記圧電アクチュエータが作動すると前記第二の端部が
前記弁座から離れるように移動して前記バネが圧縮さ
れ、これにより流体が前記第一の複数の通路と前記チャ
ンバとを通って流れることができるようになり、これに
より前記弁本体を通る第一の流体流路が形成される圧電
バルブ。 - 【請求項１２】 前記ポペット弁はアクチュエータ用溝
を有し、該アクチュエータ用溝は前記ポペット弁の第二
の端部から該ポペット弁の第一の端部に向かって延び、
前記圧電アクチュエータを受容することができる請求項
１１に記載の圧電バルブ。 - 【請求項１３】 前記ポペット弁の第二の端部は傾斜面
を有し、該傾斜面は前記弁座に受容される請求項１１に
記載の圧電バルブ。 - 【請求項１４】 前記弁本体の第二の端部はネジ開口を
有し、前記圧電アクチュエータは圧電素子と薄ナットと
ヘッド、ネジ部分およびスリーブを有する中空ボルトと
を有し、該圧電素子は該スリーブ内に受容可能であり、
該ネジ部分は前記ネジ開口と係合可能であり、該薄ナッ
トは前記圧電アクチュエータを前記弁本体の第二の端部
に固定するために前記弁本体の第二の端部に近接して該
ネジ部分に配置される請求項１１に記載の圧電バルブ。 - 【請求項１５】 前記薄ナットと前記弁本体の第二の端
部との間に配置されるシール部分をさらに具備する請求
項１４に記載の圧電バルブ。 - 【請求項１６】 前記中空ボルトのヘッドを通って前記
圧電素子へと延びる複数のリード線をさらに具備し、こ
れらリード線は前記圧電アクチュエータを作動させるた
めに電力を供給する請求項１４に記載の圧電バルブ。 - 【請求項１７】 前記弁本体の第一の端部はネジ開口を
有し、該ネジ開口はヘッドと環状部分とを有するプラグ
を受容でき、該環状部分はチャンバを画成し、前記プラ
グを前記ネジ開口に固定するために前記ネジ開口と係合
可能な外ネジを有する請求項１１に記載の圧電バルブ。 - 【請求項１８】 前記環状部分は前記バネの一部を受容
するためのバネ用溝をさらに有し、前記弁本体は前記チ
ャンバと流体的に連絡される通路を有する請求項１７に
記載の圧電バルブ。 - 【請求項１９】 第二の端部と反対側の第一の端部と、
弁本体を通る第一の流体流路と、弁本体を通る第二の流
体流路と、前記第一の端部と前記第二の端部との間に形
成された内部空間とを有する弁本体と、 前記内部空間に液密状態で受容可能で且つ該内部空間内
で摺動可能なポペット弁とを具備し、該ポペット弁は第
二の端部の反対側の第一の端部を有し、 前記ポペット弁の第一の端部に接触する第一の圧電アク
チュエータと、 前記ポペット弁の第二の端部に接触する第二の圧電アク
チュエータとを具備し、 前記ポペット弁は前記第一の圧電アクチュエータおよび
前記第二のアクチュエータが作動していない時に前記内
部空間内の中心に位置し、これにより流体が前記第一の
流体流路と前記第二の流体流路とを通って流れ、 前記第一の圧電アクチュエータが第一の電流で作動され
て該第一の圧電アクチュエータ内の圧電素子が伸張さ
れ、前記第二の圧電アクチュエータが第二の電流で作動
されて該第二のアクチュエータ内の圧電素子が圧縮され
る時、前記ポペット弁はシフトされ、流体が第一の流体
流路および第二の流体流路の一方を通って流れるのが阻
止され、第一の流体流路および第二の流体流路の他方を
通って流れるのが増加する圧電バルブ。 - 【請求項２０】 前記ポペット弁の第一の端部は第一の
傾斜面を有し、前記ポペット弁の第二の端部は第二の傾
斜面を有する請求項１９に記載の圧電バルブ。 - 【請求項２１】 前記弁本体の第二の端部はネジ開口を
有し、前記第二のアクチュエータはさらに薄ナットとヘ
ッド、ネジ部分およびスリーブを有する中空ボルトとを
有し、前記圧電素子は該スリーブに受容可能であり、前
記ネジ部分は前記ネジ開口と係合可能であり、前記薄ナ
ットは前記圧電アクチュエータを前記弁本体の第二の端
部に固定するために前記弁本体の第二の端部に近接して
ネジ部分に配置される請求項１９に記載の圧電バルブ。 - 【請求項２２】 前記薄ナットと前記弁本体の第二の端
部との間にシール位置をさらに具備する請求項２１に記
載の圧電バルブ。 - 【請求項２３】 前記弁本体の第一の端部はネジ開口を
有し、前記ネジ開口はヘッドと環状部分とを有するプラ
グを受容することができ、前記環状部分は前記プラグを
前記ネジ開口に固定するために前記ネジ開口と係合可能
な外ネジを有する請求項１９に記載の圧電バルブ。 - 【請求項２４】 前記プラグはネジ開口を有し、前記第
一の圧電アクチュエータはさらに薄ナットとヘッド、ネ
ジ部分およびスリーブを有する中空ボルトとを有し、前
記圧電素子は前記スリーブに受容可能であり、前記ネジ
部分は前記プラグ内のネジ開口に係合可能であり、前記
薄ナットは前記第一のアクチュエータを前記プラグに固
定するために前記プラグに近接してネジ部分に配置可能
である請求項２３に記載の圧電バルブ。 - 【請求項２５】 弁本体を通る流体の流れを制御する流
体流制御方法であって、 第一のチャンバと第二のチャンバとを有し、第一のチャ
ンバと第二のチャンバとの間に形成される内部空間を備
える弁本体を提供する工程と、 前記弁本体を通り且つ前記第一のチャンバと流体的に連
絡される第一の複数の通路と、前記弁本体を通り且つ前
記第二のチャンバと流体的に連絡される第二の複数の通
路とを提供する工程と、 前記内部空間にポペット弁を摺動可能に且つ液密状態で
配置する工程と、 前記圧電アクチュエータを前記ポペット弁に接触するよ
うに配置する工程と、 前記圧電アクチュエータが作動していない時に前記ポペ
ット弁を第一の方向に付勢する工程とを具備し、この工
程により流体が前記第一の複数の通路を通って流れ且つ
前記第二の通路を通って流れるのが阻止され、 前記ポペット弁を前記第一の方向とは反対の第二の方向
に移動させるために前記圧電アクチュエータを作動させ
る工程を具備し、この工程により流体が前記第二の複数
の通路を通って流れ且つ前記第一の複数の通路を通って
流れるのが阻止される流体流制御方法。 - 【請求項２６】 前記圧電アクチュエータを前記ポペッ
ト弁に接触するように配置する工程は前記弁本体の第二
のチャンバに近接してネジ開口を提供する工程と、前記
圧電アクチュエータを該ネジ開口にねじ込む工程と、該
圧電アクチュエータを薄ナットで前記ネジ開口に保持す
る工程とをさらに具備する請求項２５に記載の流体流制
御方法。 - 【請求項２７】 前記薄ナットと前記弁本体との間にシ
ールを配置する工程をさらに具備する請求項２６に記載
の流体流制御方法。 - 【請求項２８】 前記圧電アクチュエータに電力を提供
するために前記圧電アクチュエータまで一対のリード線
を延ばす工程をさらに具備する請求項２６に記載の流体
流れ制御方法。
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