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JP2002228031A - Flow control valve - Google Patents

Flow control valve

Info

Publication number
JP2002228031A
JP2002228031A JP2001025331A JP2001025331A JP2002228031A JP 2002228031 A JP2002228031 A JP 2002228031A JP 2001025331 A JP2001025331 A JP 2001025331A JP 2001025331 A JP2001025331 A JP 2001025331A JP 2002228031 A JP2002228031 A JP 2002228031A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
valve
control valve
elastic body
valve body
rotor
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.)
Pending
Application number
JP2001025331A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshimine Itou
義峰 伊藤
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.)
Pacific Industrial Co Ltd
Original Assignee
Pacific Industrial Co Ltd
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 Pacific Industrial Co Ltd filed Critical Pacific Industrial Co Ltd
Priority to JP2001025331A priority Critical patent/JP2002228031A/en
Publication of JP2002228031A publication Critical patent/JP2002228031A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control valve having appropriate air tight structure when pressure of used liquid is low, and constructed to be assembled and manufactured at a low cost, using an ultrasonic motor. SOLUTION: A control valve main body is provided by air-tightly sealing a valve body with an elastic member, and the valve body with a valve seat having a valve port by O rings respectively, and fitting and fixing an upper lid to an upper side of the elastic member. The valve port connected to an outflow pipe is provided on the valve seat of the control valve main body, and an inlet pipe is provided on the valve seat or the valve body. A vibrator is structured by joining a piezoelectric element or an electrostriction element on an upper surface of the elastic member, and a driving element is provided on a lower surface of the elastic member. A rotor energized to a side of the driving element by a proper energizing means and a valve element rotating together with the rotor are provided in the control valve main body, and a flow rate to the outflow pipe is controlled by rotation of the rotor pressure- contacting to the driving element.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は空気調和装置、冷凍
冷蔵庫等に接続されて冷媒等の流量、または気体(酸
素、窒素、アルゴン、二酸化炭素、ハロゲン、ブタン
等)、もしくは液体(水、オイル等)、気体液体混合状
態のあらゆる流体の流量を制御する超音波モータ利用の
流量制御弁に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flow rate of a refrigerant or the like connected to an air conditioner, a refrigerator or the like, or a gas (oxygen, nitrogen, argon, carbon dioxide, halogen, butane, etc.) or a liquid (water, oil, etc.). Etc.) and a flow control valve using an ultrasonic motor for controlling the flow rate of any fluid in a gas-liquid mixed state.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、圧電素子を超音波領域の高周波
電圧で駆動する超音波モータを制御弁に組み合せると、
小型で制御性の優れた制御弁を構成することができる。
図3は、従来の超音波モータを用いた制御弁の一例であ
る。以下、従来技術を図3に基づき説明する。
2. Description of the Related Art In general, when an ultrasonic motor for driving a piezoelectric element with a high-frequency voltage in an ultrasonic region is combined with a control valve,
A control valve that is small and has excellent controllability can be configured.
FIG. 3 is an example of a control valve using a conventional ultrasonic motor. Hereinafter, the prior art will be described with reference to FIG.

【0003】従来技術における制御弁は、制御弁本体1
と圧電素子2と前記制御弁本体1に収納されるロータ3
と駆動子4および弁体5により構成され、前記ロータ3
は駆動子4側にライニング材6を介して適宜な付勢手段
によって圧接されている。なお、ライニング材6はロー
タ3に接着固定されている。前記制御弁本体1は、弾性
体7とバルブボディ8と弁口9aおよび9bを有するバ
ルブシート10とが各々溶接等により密閉構造に接合し
て形成したものである。また、前記弾性体7の上面には
圧電素子2もしくは電歪素子が接合されて振動子11を
構成すると共に、弾性体7の下面には駆動子4が設けら
れている。また、前記弁体5は、前記駆動子4側に付勢
されたロータ3と共回りして弁口9a、9bの開度を制
御できるものである。また、12はバルブシート10に
取り付けられた流入管。13a、13bはそれぞれ弁口
9a、9bに接続された流出管を示している。
[0003] The control valve in the prior art is a control valve body 1.
, Piezoelectric element 2 and rotor 3 housed in control valve body 1
And the driver 4 and the valve element 5, and the rotor 3
Is pressed against the driver 4 via a lining material 6 by an appropriate urging means. Note that the lining material 6 is bonded and fixed to the rotor 3. The control valve body 1 is formed by joining an elastic body 7, a valve body 8, and a valve seat 10 having valve ports 9a and 9b in a sealed structure by welding or the like. A piezoelectric element 2 or an electrostrictive element is joined to the upper surface of the elastic member 7 to form a vibrator 11, and a driver 4 is provided on the lower surface of the elastic member 7. Further, the valve element 5 can control the opening degree of the valve ports 9a and 9b by rotating together with the rotor 3 urged toward the driver 4 side. Reference numeral 12 denotes an inflow pipe attached to the valve seat 10. Reference numerals 13a and 13b denote outflow pipes connected to the valve ports 9a and 9b, respectively.

【0004】14は、スラストスプリングであり、駆動
子4側およびバルブシート10側にスラスト荷重を与
え、かつ該スラストスプリング14はロータ3および弁
体5の回転と共回りさせるようになっている。21は圧
入等によりバルブシート10に固定されたシャフトであ
り、弁体5の中心部に形成された円筒状の穴との嵌合に
より該弁体5の回転の芯を出している。
A thrust spring 14 applies a thrust load to the driver 4 side and the valve seat 10 side, and the thrust spring 14 rotates together with the rotation of the rotor 3 and the valve element 5. Reference numeral 21 denotes a shaft fixed to the valve seat 10 by press-fitting or the like, and the center of rotation of the valve body 5 is provided by fitting with a cylindrical hole formed in the center of the valve body 5.

【0005】図4は、弁体5のバルブシート10との摺
動面側から見た斜視図である。22は弁体5の内側に設
けられたドーム状の閉塞部を示している。また、図5は
弁体5の動作と弁口9a、9b、流入管12の弁口24
との関係を示した概略図である。図5(a)は、弁体5
の閉塞部22が流入管12の弁口24の上で止まった状
態、つまり全閉状態を示した図である。一方、図5
(b)は、弁体5の閉塞部22が流入管12の弁口24
と流出管13aの弁口9aとの間で止まった状態、つま
り全開状態を示した図である。なお、図5(a)、図5
(b)ともに、弁体5の回転は、該弁体の内側に設けら
れたストッパー部23によりストッパーピン19に当接
して止まるようになっている。
FIG. 4 is a perspective view of the valve element 5 as seen from the sliding surface side with the valve seat 10. As shown in FIG. Reference numeral 22 denotes a dome-shaped closing portion provided inside the valve body 5. FIG. 5 shows the operation of the valve body 5 and the valve ports 9 a and 9 b and the valve port 24 of the inflow pipe 12.
It is the schematic which showed the relationship with. FIG. 5A shows the valve element 5.
3 is a view showing a state in which the closed portion 22 of the inflow pipe 12 stops on the valve port 24 of the inflow pipe 12, that is, a fully closed state. On the other hand, FIG.
(B) shows that the closing portion 22 of the valve element 5 has the valve port 24 of the inflow pipe 12.
FIG. 6 is a view showing a state where the valve is stopped between the valve and a valve port 9a of the outflow pipe 13a, that is, a fully open state. 5A and FIG.
(B) In both cases, the rotation of the valve body 5 is stopped by contacting the stopper pin 19 by the stopper portion 23 provided inside the valve body.

【0006】次に、従来の制御弁の動作について説明す
る。動作原理の説明は省略するが、いわゆる定在波駆動
方式もしくは進行波駆動方式の超音波モータである。従
来技術は、このロータ3の回転運動を利用して、弁体5
の閉塞部22が回転することにより、流出管13a、1
3bへの流量を制御するものである。
Next, the operation of the conventional control valve will be described. Although the explanation of the operation principle is omitted, it is an ultrasonic motor of a so-called standing wave driving system or a traveling wave driving system. In the prior art, the valve body 5
Of the outlet pipes 13a, 1
3b is controlled.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の超
音波モータによる制御弁の制御弁本体1は、弾性体7と
バルブボディ8と弁口9aおよび9bを有するバルブシ
ート10とが各々溶接等により密閉構造に接合し形成さ
れたものである。したがって、使用流体圧力が小さい場
合においては、溶接やろう付けによる密閉構造は過剰品
質であったり、溶接やろう付けにより組付工数、製造時
間がコスト高の要因になるという問題があった。さら
に、バルブシートが溶接やろう付けによる熱影響により
歪みが生じ、弁体との間でクリアランスが発生し弁洩れ
の原因になるという問題があった。本発明は、上記のよ
うな問題点を解決するためになされたものであり、その
目的は、使用流体の圧力が小さい場合において適切な気
密構造であって、低コストで組付、製造ができる構成の
超音波モータによる制御弁を提供することにある。
As described above, the control valve body 1 of the control valve using the conventional ultrasonic motor has the elastic body 7, the valve body 8, and the valve seat 10 having the valve ports 9a and 9b welded to each other. It is formed by bonding to a hermetically sealed structure. Therefore, when the working fluid pressure is small, there is a problem that the hermetically sealed structure by welding or brazing is of excessive quality, or the welding or brazing causes an increase in the number of assembling man-hours and manufacturing time, thereby increasing costs. Further, there is a problem that the valve seat is distorted due to the thermal influence of welding or brazing, and a clearance is generated between the valve seat and the valve body, which causes valve leakage. The present invention has been made to solve the above problems, and has an object to provide an appropriate airtight structure when the pressure of a working fluid is small, and can be assembled and manufactured at low cost. An object of the present invention is to provide a control valve using an ultrasonic motor having a configuration.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】以上の問題を解決するた
めに、バルブボディと弾性体並びにバルブボディと弁口
を有するバルブシートとを各々Oリングにより気密的に
シールすると共に、前記弾性体の上方に上蓋を嵌合固定
して制御弁本体を設けることにより、問題解決の手段と
するものである。
In order to solve the above problems, a valve body and an elastic body, and a valve body and a valve seat having a valve port are hermetically sealed with an O-ring, respectively. The problem is solved by providing a control valve body with an upper lid fitted and fixed above.

【0009】つまり、第1の発明に係る制御弁は、バル
ブボディと弾性体並びにバルブボディと弁口を有するバ
ルブシートとを各々Oリングにより気密的にシールする
と共に、前記弾性体の上方に上蓋を嵌合固定して制御弁
本体を設け、前記制御弁本体のバルブシートには流出管
につながる弁口を設けるとともに前記バルブシートもし
くはバルブボディに流入管を設け、前記弾性体の上面に
圧電素子もしくは電歪素子を接合して振動子を構成させ
ると共に弾性体の下面に駆動子を設け、前記制御弁本体
内には、適宜な付勢手段によって前記駆動子側に付勢さ
れたロータと該ロータと共回りをする弁体を設け、前記
駆動子に圧接されてなるロータの回転により流出管への
流量を制御するようにしたことを特徴とするものであ
る。
That is, the control valve according to the first aspect of the present invention hermetically seals the valve body and the elastic body, and the valve body and the valve seat having the valve port, with an O-ring, respectively, and has an upper cover above the elastic body. The control valve body is provided by fitting and fixing, a valve port connected to an outflow pipe is provided in a valve seat of the control valve body, and an inflow pipe is provided in the valve seat or the valve body, and a piezoelectric element is provided on an upper surface of the elastic body. Alternatively, a vibrator is formed by joining the electrostrictive elements and a driver is provided on the lower surface of the elastic body, and a rotor urged toward the driver by appropriate urging means is provided in the control valve body. A valve body which rotates together with the rotor is provided, and the flow rate to the outflow pipe is controlled by the rotation of the rotor pressed against the driver.

【0010】また、第2の発明は、バルブボディと弾性
体並びにバルブボディと弁口を有するバルブシートとを
各々Oリングにより気密的にシールすると共に、前記弾
性体の上面中心にスリーブを一体的もしくは別体にて設
け、該スリーブを介して弾性体の上方に上蓋を嵌合固定
して制御弁本体を設け、前記制御弁本体のバルブシート
には流出管につながる弁口を設けるとともに、前記バル
ブシートもしくはバルブボディに流入管を設け、前記弾
性体の上面に圧電素子もしくは電歪素子を接合して振動
子を構成させると共に弾性体の下面に駆動子を設け、前
記制御弁本体内には、適宜な付勢手段によって前記駆動
子側に付勢されたロータと該ロータと共回りをする弁体
を設け、前記駆動子に圧接されてなるロータの回転によ
り流出管への流量を制御するようにしたことを特徴とす
る流量制御弁である。
According to a second aspect of the present invention, the valve body and the elastic member and the valve body and the valve seat having the valve port are each hermetically sealed by an O-ring, and a sleeve is integrally formed at the center of the upper surface of the elastic member. Or provided separately, an upper lid is fitted and fixed above the elastic body via the sleeve to provide a control valve body, and a valve seat of the control valve body is provided with a valve port connected to an outflow pipe, An inflow pipe is provided in a valve seat or a valve body, a piezoelectric element or an electrostrictive element is joined to an upper surface of the elastic body to form a vibrator, and a driver is provided on a lower surface of the elastic body. A rotor urged toward the driver by an appropriate urging means and a valve body which rotates together with the rotor, and a flow rate to the outflow pipe is increased by rotation of the rotor pressed against the driver. A flow control valve, characterized in that it has to control.

【0011】また、第3の発明は、前記のバルブボディ
と弾性体との間に設けられたOリングが、前記振動子の
圧電素子もしくは電歪素子に超音波領域の電気信号を印
加した際に発生する振動波の少なくとも一つの節円位置
近傍に設けられたことを特徴とする請求項1または請求
項2記載の流量制御弁である。
According to a third aspect of the present invention, an O-ring provided between the valve body and the elastic body applies an electric signal in an ultrasonic range to a piezoelectric element or an electrostrictive element of the vibrator. The flow control valve according to claim 1 or 2, wherein the flow control valve is provided in the vicinity of at least one nodal circle position of the vibration wave generated in (1).

【0012】また、第4の発明は、前記弾性体および該
弾性体と嵌合する上蓋の中心部の形状を、前記振動子の
圧電素子もしくは電歪素子に超音波領域の電気信号を印
加した際に発生する振動波の節直径位置と合致させるよ
うに各々多角形の凹凸形状により前記振動子の回り止め
を形成したことを特徴とする請求項1、請求項2及び請
求項3記載の流量制御弁である。
According to a fourth aspect of the present invention, the shape of the center of the elastic body and the upper lid fitted with the elastic body is changed by applying an electric signal in an ultrasonic range to a piezoelectric element or an electrostrictive element of the vibrator. 4. The flow rate according to claim 1, wherein the detents of the vibrator are formed by polygonal concave and convex shapes so as to match the nodal diameter position of the vibration wave generated at that time. It is a control valve.

【0013】また、第5の発明は、前記弾性体と上蓋と
を嵌合させる形状を六角形の凹凸形状にしたことを特徴
とする請求項1、請求項2、請求項3及び請求項4記載
の流量制御弁である。
According to a fifth aspect of the present invention, the shape in which the elastic body and the upper lid are fitted to each other is a hexagonal uneven shape. It is a flow control valve of description.

【0014】[0014]

【発明の作用】本発明によれば、バルブボディと弾性体
並びにバルブボディと弁口を有するバルブシートとを各
々Oリングにより気密的にシールすると共に、前記弾性
体の上方に上蓋を嵌合固定して制御弁本体を設け、弾性
体の外部に接合してなる圧電素子もしくは電歪素子に超
音波領域の電気信号を印加し、内部の駆動子に圧接され
ているロータが回転することにより、ロータと嵌合され
ている弁体はバルブシートの上を摺動しながら回転する
ことになる。したがって、弁体の回転動作により流入管
から入った流体の流出管への流量を制御する。
According to the present invention, the valve body and the elastic body and the valve body and the valve seat having the valve port are each hermetically sealed by an O-ring, and the upper lid is fitted and fixed above the elastic body. The control valve body is provided, and an electric signal in the ultrasonic region is applied to a piezoelectric element or an electrostrictive element joined to the outside of the elastic body, and a rotor pressed against an internal driver rotates, The valve body fitted to the rotor rotates while sliding on the valve seat. Therefore, the flow rate of the fluid entering from the inflow pipe to the outflow pipe is controlled by the rotation of the valve body.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づき説明する。図1は、本発明の第1の実施例を示した
断面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of the present invention.

【0016】本発明の実施例を図1に基づいて説明す
る。第1の実施例に係る制御弁は、制御弁本体1と圧電
素子2と前記制御弁本体1に収納されるロータ3と駆動
子4および弁体5により構成され、前記ロータ3は駆動
子4側にライニング材6を介して適宜な付勢手段によっ
て圧接されている。なお、ライニング材6はロータ3に
接着固定されている。前記制御弁本体1は、弾性体7と
バルブボディ8とをOリング26により、一方、弁口9
aおよび9bを有するバルブシート10とバルブボディ
8とをOリング27によりシール構造を形成し、前記弾
性体と嵌合固定する上蓋28にて構成されたものであ
る。なお、バルブシート10とバルブボディ8は、各々
に設けられた小判型の形状により回り止めを形成してい
る。また、前記弾性体7の上面には圧電素子2もしくは
電歪素子が接合されて振動子11を構成すると共に、弾
性体7の下面には駆動子4が設けられている。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The control valve according to the first embodiment includes a control valve main body 1, a piezoelectric element 2, a rotor 3 housed in the control valve main body 1, a driver 4, and a valve body 5. It is pressed against the side by a suitable urging means via a lining material 6. Note that the lining material 6 is bonded and fixed to the rotor 3. In the control valve body 1, the elastic body 7 and the valve body 8 are connected by the O-ring 26 while the valve port 9 is connected.
A valve seat 10 having a and 9b and a valve body 8 are formed by an O-ring 27 to form a seal structure, and an upper lid 28 is fitted and fixed to the elastic body. Note that the valve seat 10 and the valve body 8 form a detent due to the oval shape provided on each. A piezoelectric element 2 or an electrostrictive element is joined to the upper surface of the elastic member 7 to form a vibrator 11, and a driver 4 is provided on the lower surface of the elastic member 7.

【0017】また、前記弁体5は、前記駆動子4側に付
勢されたロータ3と共回りして弁口9a、9bの開度を
制御できるものである。この弁体5の構成においては、
図4及び図5に示す従来技術の制御弁と全く同じである
ため、説明は省略する。また、12はバルブシート10
に取り付けられた流入管(図示しないが流入管12はバ
ルブボディ8に接続してもよい。)13a、13bはそ
れぞれ弁口9a、9bに接続された流出管を示してい
る。なお、本発明における弁体5及びバルブシート10
の形状は、図面に示したものに限定されないのはいうま
でもない。
The valve body 5 is capable of controlling the opening of the valve ports 9a and 9b while rotating together with the rotor 3 biased toward the driver 4. In the configuration of this valve element 5,
Since it is completely the same as the control valve of the prior art shown in FIGS. 4 and 5, the description is omitted. 12 is a valve seat 10
The inflow pipes (not shown, the inflow pipe 12 may be connected to the valve body 8) 13a and 13b are outflow pipes connected to the valve ports 9a and 9b, respectively. The valve body 5 and the valve seat 10 according to the present invention.
It is needless to say that the shape of is not limited to that shown in the drawings.

【0018】14は、スラストスプリングであり、駆動
子4側およびバルブシート10側にスラスト荷重を与
え、かつ該スラストスプリング14はロータ3および弁
体5の回転と共回りさせるようになっている。21は、
圧入等によりバルブシート10に固定されたシャフトで
あり、弁体5の中心部に形成された円筒状の穴との嵌合
により該弁体5の回転の芯を出している。
Numeral 14 denotes a thrust spring, which applies a thrust load to the driver 4 side and the valve seat 10 side, and the thrust spring 14 rotates together with the rotation of the rotor 3 and the valve element 5. 21 is
The shaft is fixed to the valve seat 10 by press fitting or the like, and the center of rotation of the valve body 5 is centered by fitting with a cylindrical hole formed in the center of the valve body 5.

【0019】前記Oリング26の位置は、前記振動子1
1の圧電素子2に超音波領域の電気信号を印加した際に
発生する振動波の少なくとも一つの節円位置25近傍に
配置している。ところで、Oリング26の配置位置は弾
性体7の側面部も考えられる。しかしながら、弾性体7
の側面部は、圧電素子2に超音波領域の電気信号を印加
した際に発生する振動が外周部であるため大きく変位し
ている場所となり、Oリング26のシール効果が期待で
きない可能性がある。また、Oリング26には常に振動
が加わることとなり、Oリング26への振動ストレスに
よる疲労も懸念される。したがって、振動子11に発生
する振動波の節位置である節円位置25近傍にOリング
26を配置している。
The position of the O-ring 26 depends on the vibrator 1
Vibration waves generated when an electric signal in the ultrasonic region is applied to one of the piezoelectric elements 2 are arranged near at least one nodal circle position 25. By the way, the arrangement position of the O-ring 26 may be the side surface of the elastic body 7. However, the elastic body 7
Is a place where the vibration generated when an electric signal in the ultrasonic range is applied to the piezoelectric element 2 is an outer peripheral portion, and is greatly displaced, so that the sealing effect of the O-ring 26 may not be expected. . In addition, vibration is always applied to the O-ring 26, and there is a concern that the O-ring 26 may be fatigued due to vibration stress. Therefore, the O-ring 26 is arranged near the nodal circle position 25 which is the nodal position of the vibration wave generated in the vibrator 11.

【0020】また、前記振動子11は、ロータ3を回転
させるために該振動子11の弾性体7を回らないように
回り止めを形成する必要がある。本発明においては、バ
ルブボディ8と弾性体7の間にOリング26を使用して
いるため、該弾性体7の回り止めはバルブボディ8と、
例えば二面幅などにより回り止めを有して嵌合、固定さ
れている上蓋28との間で行うのが適している。なぜな
ら、弾性体7とバルブボディ8の間で回り止めを形成す
ることは可能であるが、この場合、振動子の振動を抑制
することになってしまい、ロータ3の回転を効率良く行
えないという問題が生じるためである。
The vibrator 11 must be provided with a detent so as not to rotate the elastic body 7 of the vibrator 11 in order to rotate the rotor 3. In the present invention, since the O-ring 26 is used between the valve body 8 and the elastic body 7, the rotation of the elastic body 7 is prevented by the valve body 8,
For example, it is suitable to perform between the upper lid 28 which is fitted and fixed with a detent due to the width across flats or the like. This is because it is possible to form a detent between the elastic body 7 and the valve body 8, but in this case, the vibration of the vibrator is suppressed, and the rotor 3 cannot be rotated efficiently. This is because a problem arises.

【0021】また、弾性体7と上蓋28との間で行なう
回り止めの位置としては、弾性体7が圧電素子2により
振動子11を構成して振動波を発生するため、振動の節
位置で行うのが適切である。したがって、回り止めを形
成しやすく、ロータ3の回転方向によって変化しない、
常時節位置となる中心部が最適である。弾性体7と上蓋
28との間で行なう回り止めの形状は、一般に知られて
いる方法として、Dカット、二面幅等が考えられる。し
かしながら、弾性体7に設けた回り止め形状が、振動波
の形態つまり、節直径の位置の出現位置を規制して、ロ
ータ3の回転を抑制することが考えられる。以上によ
り、弾性体7および該弾性体7と嵌合する上蓋の中心部
の形状は、前記振動子11の圧電素子2に超音波領域の
電気信号を印加した際に発生する振動波の節直径位置と
合致させるように各々多角形の凹凸形状により前記振動
子の回り止めを形成している。また、中心部の形状を六
角形にした場合は、振動のバランスが比較的良いため、
節直径位置の出現への影響を低レベルで行えるため、六
角形でも構わない。
The position of the detent between the elastic member 7 and the upper lid 28 is determined at the nodal position of the vibration since the elastic member 7 forms the vibrator 11 by the piezoelectric element 2 and generates a vibration wave. It is appropriate to do. Therefore, a detent is easily formed, and does not change depending on the rotation direction of the rotor 3.
The central part, which is always the node position, is optimal. The shape of the detent between the elastic body 7 and the upper lid 28 may be a D-cut, a two-plane width, or the like as a generally known method. However, it is conceivable that the rotation preventing shape provided on the elastic body 7 regulates the form of the vibration wave, that is, the appearance position of the position of the nodal diameter, and suppresses the rotation of the rotor 3. As described above, the shape of the elastic member 7 and the central portion of the upper lid fitted with the elastic member 7 is the node diameter of the vibration wave generated when an electric signal in the ultrasonic range is applied to the piezoelectric element 2 of the vibrator 11. A detent of the vibrator is formed by a polygonal uneven shape so as to match the position. If the shape of the center is hexagonal, the balance of vibration is relatively good,
A hexagonal shape may be used because the influence on the appearance of the node diameter position can be performed at a low level.

【0022】次に、本発明の制御弁の動作について説明
する。本発明の制御弁については、従来技術の制御弁と
全く同じであるため、説明は省略する。
Next, the operation of the control valve of the present invention will be described. The control valve of the present invention is exactly the same as the control valve of the related art, and therefore, the description is omitted.

【0023】図2は、本発明の第二の実施例を示したも
のであり、第一の実施例との相違点についてのみ説明す
る。本発明は、弾性体7にスリーブ29を一体もしく
は、別ピースにて構成しているものである。この利点
は、スリーブ29により、弾性体7の固定を強固なもの
にして、振動波のエネルギーを効率良くロータ3に与え
るものである。つまり、第一の実施例では上蓋28が弾
性体7の固定と回り止めの両方を行っているため、振動
波のエネルギーの極一部が上蓋28に伝搬することが考
えられる。第二の実施例は、この点の改善策である。な
お、スリーブ29と上蓋28は、一般に知られているD
カット、二面幅等により回り止めを形成している。
FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention, and only differences from the first embodiment will be described. In the present invention, the sleeve 29 is formed integrally with the elastic body 7 or in a separate piece. This advantage is that the elastic body 7 is firmly fixed by the sleeve 29 and the energy of the vibration wave is efficiently applied to the rotor 3. That is, in the first embodiment, since the upper lid 28 performs both the fixing of the elastic body 7 and the rotation stop, a very small part of the energy of the vibration wave may propagate to the upper lid 28. The second embodiment is a measure for improving this point. In addition, the sleeve 29 and the upper cover 28
A detent is formed by cutting, width across flats, etc.

【0024】また特に図示しないが、バルブボディ8、
流入管12、流出管13および、バルブシートを樹脂成
形等により一体に構成したものでも本発明は成立する。
Although not particularly shown, the valve body 8,
The present invention can be realized even when the inflow pipe 12, the outflow pipe 13, and the valve seat are integrally formed by resin molding or the like.

【0025】また、バルブシートに設けられた弁口の数
は、2個以上でも本発明は成立する。さらに、特に図示
しないが、弁体の閉塞部は、流入管を閉塞する形でな
く、流出管を閉塞する形状でも本発明は成立する。
Further, the present invention is established even if the number of valve ports provided in the valve seat is two or more. Further, although not particularly shown, the present invention is established even when the closing portion of the valve element does not close the inflow pipe but also closes the outflow pipe.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上のように、第1の発明によれば、圧
電素子およびリード線を流体から隔離できるため、電気
的絶縁手段が不要となる利点を有するとともに、振動子
の形状が弁構造の一部であるバルブボディ部を兼ねた形
状であるから、部品点数の大幅な低減が図れる。また、
Oリングによりシール構造を形成しているので、安価な
制御弁を提供可能である。
As described above, according to the first aspect, since the piezoelectric element and the lead wire can be isolated from the fluid, there is an advantage that the electric insulating means is not required, and the vibrator has a valve structure. Since the shape also serves as a valve body part which is a part of the above, the number of parts can be significantly reduced. Also,
Since the seal structure is formed by the O-ring, an inexpensive control valve can be provided.

【0027】また、第2の発明によれば、スリーブによ
り、弾性体の固定を強固なものにして、振動波のエネル
ギーを効率良くロータに与えるものである。このため、
振動波のエネルギーの極一部が上蓋に伝搬することがな
い。
According to the second aspect of the present invention, the elastic body is firmly fixed by the sleeve, and the energy of the vibration wave is efficiently applied to the rotor. For this reason,
A very small part of the energy of the vibration wave does not propagate to the upper lid.

【0028】また、第3の発明によれば、Oリングを配
置位置は、圧電素子もしくは電歪素子に超音波領域の電
気信号を印加した際に発生する振動波の節円位置近傍で
ありながら、組付け方向にOリングを撓ませてシールす
る構造であるから、シール性が十分確保できる利点を有
する。
According to the third aspect of the present invention, the position of the O-ring is close to the position of the nodal circle of the vibration wave generated when an electric signal in the ultrasonic range is applied to the piezoelectric element or the electrostrictive element. Since the structure is such that the O-ring is bent in the mounting direction for sealing, there is an advantage that the sealing performance can be sufficiently ensured.

【0029】また、第4、第5の発明の発明によれば、
弾性体と上蓋もしくはスリーブと上蓋との間で行なう回
り止めの形成は、振動子の外周部はバルブボディと干渉
しないようにクリアランスが確保するために構成された
ものであるから、振動子の振動を阻害することがないた
め、振動波のエネルギーを効率良くロータに供給擦るこ
とが出きる利点を有するという効果は絶大なものであ
る。
According to the fourth and fifth aspects of the invention,
The formation of the detent between the elastic body and the upper lid or between the sleeve and the upper lid is configured to secure a clearance so that the outer peripheral portion of the vibrator does not interfere with the valve body. Therefore, the effect that the energy of the vibration wave can be efficiently supplied and rubbed to the rotor is enormous.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明による流量制御弁の第一実施例の断面
FIG. 1 is a sectional view of a first embodiment of a flow control valve according to the present invention.

【図2】 本発明による流量制御弁の第ニ実施例の断面
FIG. 2 is a sectional view of a second embodiment of the flow control valve according to the present invention.

【図3】 従来の超音波モータ利用の流量制御弁概念図FIG. 3 is a conceptual diagram of a conventional flow control valve using an ultrasonic motor.

【図4】 従来の超音波モータ利用の流量制御弁に係る
弁体の斜視図
FIG. 4 is a perspective view of a valve body of a conventional flow control valve using an ultrasonic motor.

【図5】(a)従来の超音波モータ利用の流量制御弁に
係る弁体の全開状態図、(b)従来の超音波モータ利用
の流量制御弁に係る弁体の全閉状態図 1 制御弁本体 2 圧電素子 3 ロータ 4
駆動子 5 弁体 6 ライニング材 7 弾性体 8 バルブボディ
9、9a、9b 弁口 10 バルブシート 11 振動子 12 流入管 13、13a、13b 流出管 14 スラストスプ
リング 15 スプリング 16 ボール 17 バルブシート10の中心部に形成さ
れた凹部 18流通溝 19 ストッパーピン 20 リード線 21 シャフト 22 弁体5の内側に設けられたドー
ム状の閉塞部 23 弁体5の内側に設けられたストッパー部 24
流入管12の弁口 25 節円位置 26、27 Oリング 28 上
蓋 29 スリーブ
FIG. 5 (a) is a fully open state diagram of a conventional flow control valve using an ultrasonic motor, and FIG. 5 (b) is a fully closed state diagram of a conventional flow control valve using an ultrasonic motor. Valve body 2 Piezoelectric element 3 Rotor 4
Driver 5 Valve body 6 Lining material 7 Elastic body 8 Valve body 9, 9a, 9b Valve port 10 Valve seat 11 Vibrator 12 Inflow pipe 13, 13a, 13b Outflow pipe 14 Thrust spring 15 Spring 16 Ball 17 Center of valve seat 10 Concave part formed in the part 18 Flow groove 19 Stopper pin 20 Lead wire 21 Shaft 22 Dome-shaped closing part provided inside the valve element 5 23 Stopper part provided inside the valve element 24
Valve port of the inflow pipe 12 25 Nodal circle position 26, 27 O-ring 28 Top cover 29 Sleeve

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】バルブボディと弾性体並びにバルブボディ
と弁口を有するバルブシートとを各々Oリングにより気
密的にシールすると共に、前記弾性体の上方に上蓋を嵌
合固定して制御弁本体を設け、前記制御弁本体のバルブ
シートには流出管につながる弁口を設けるとともに前記
バルブシートもしくはバルブボディに流入管を設け、前
記弾性体の上面に圧電素子もしくは電歪素子を接合して
振動子を構成させると共に弾性体の下面に駆動子を設
け、前記制御弁本体内には、適宜な付勢手段によって前
記駆動子側に付勢されたロータと該ロータと共回りをす
る弁体を設け、前記駆動子に圧接されてなるロータの回
転により流出管への流量を制御するようにしたことを特
徴とする流量制御弁。
A valve body and an elastic body, and a valve body and a valve seat having a valve port are each hermetically sealed by an O-ring, and an upper lid is fitted and fixed above the elastic body to form a control valve body. A vibrator is provided by providing a valve port connected to an outflow pipe in a valve seat of the control valve body, providing an inflow pipe in the valve seat or the valve body, and joining a piezoelectric element or an electrostrictive element to an upper surface of the elastic body. And a driving element is provided on the lower surface of the elastic body, and a rotor urged toward the driving element side by an appropriate urging means and a valve element rotating together with the rotor are provided in the control valve body. A flow control valve for controlling a flow rate to an outflow pipe by rotation of a rotor pressed against the driver.
【請求項2】バルブボディと弾性体並びにバルブボディ
と弁口を有するバルブシートとを各々Oリングにより気
密的にシールすると共に、前記弾性体の上面中心にスリ
ーブを一体的もしくは別体にて設け、該スリーブを介し
て弾性体の上方に上蓋を嵌合固定して制御弁本体を設
け、前記制御弁本体のバルブシートには流出管につなが
る弁口を設けるとともに、前記バルブシートもしくはバ
ルブボディに流入管を設け、前記弾性体の上面に圧電素
子もしくは電歪素子を接合して振動子を構成させると共
に弾性体の下面に駆動子を設け、前記制御弁本体内に
は、適宜な付勢手段によって前記駆動子側に付勢された
ロータと該ロータと共回りをする弁体を設け、前記駆動
子に圧接されてなるロータの回転により流出管への流量
を制御するようにしたことを特徴とする流量制御弁。
2. A valve body and an elastic body, and a valve body and a valve seat having a valve port are hermetically sealed by an O-ring, and a sleeve is provided integrally or separately at the center of the upper surface of the elastic body. A control valve body is provided by fitting and fixing an upper lid above the elastic body via the sleeve, and a valve port connected to an outflow pipe is provided in a valve seat of the control valve body, and the valve seat or the valve body is provided in the valve seat. An inflow pipe is provided, a piezoelectric element or an electrostrictive element is joined to the upper surface of the elastic body to form a vibrator, and a driver is provided on the lower surface of the elastic body. A rotor urged to the driver side and a valve body co-rotating therewith are provided, and the flow rate to the outlet pipe is controlled by rotation of the rotor pressed against the driver. Flow control valve, wherein the door.
【請求項3】前記のバルブボディと弾性体との間に設け
られたOリングが、前記振動子の圧電素子もしくは電歪
素子に超音波領域の電気信号を印加した際に発生する振
動波の少なくとも一つの節円位置近傍に設けられたこと
を特徴とする請求項1または請求項2記載の流量制御
弁。
3. An O-ring provided between the valve body and the elastic body is provided with an O-ring for generating a vibration wave generated when an electric signal in an ultrasonic range is applied to a piezoelectric element or an electrostrictive element of the vibrator. The flow control valve according to claim 1, wherein the flow control valve is provided near at least one articulation position.
【請求項4】前記弾性体および該弾性体と嵌合する上蓋
の中心部の形状を、前記振動子の圧電素子もしくは電歪
素子に超音波領域の電気信号を印加した際に発生する振
動波の節直径位置と合致させるように各々多角形の凹凸
形状により前記振動子の回り止めを形成したことを特徴
とする請求項1、請求項2及び請求項3記載の流量制御
弁。
4. A vibration wave generated when an electric signal in an ultrasonic range is applied to a piezoelectric element or an electrostrictive element of the vibrator, wherein a shape of a central portion of the elastic body and an upper lid fitted with the elastic body is changed. 4. The flow control valve according to claim 1, wherein the detent of the vibrator is formed by a polygonal concave and convex shape so as to match the position of the nodal diameter.
【請求項5】前記弾性体と上蓋とを嵌合させる形状を六
角形の凹凸形状にしたことを特徴とする請求項1、請求
項2、請求項3及び請求項4記載の流量制御弁。
5. The flow control valve according to claim 1, wherein a shape of fitting the elastic body and the upper lid is a hexagonal uneven shape.
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