压电式线性致动器、压电驱动阀以及流量控制装置的制作方法

文档序号:14212928阅读:254来源:国知局
压电式线性致动器、压电驱动阀以及流量控制装置的制作方法

本发明涉及一种使用积层(叠层)压电致动器的压电式线性致动器、具备该压电式线性致动器的压电驱动阀以及具备该压电驱动阀的流量控制装置。



背景技术:

以往,经常使用在线性致动器的驱动部或阀的驱动部中积层压电元件所构成的积层压电致动器,也知道有一种通过使用了积层压电致动器的压电驱动阀来控制流量的流量控制装置。

作为这种流量控制装置的一例,图23所示的流量控制装置30以能够通过安装在主体31上的积层压电致动器34对介于主体31的内部的流路32上的金属隔膜阀等阀体33进行开闭操作的方式而制成(专利文献1~3等)。

图23所示的流量控制装置30被称为压力式流量控制装置,若在介于流路32上的流孔35的下游侧压力p2与上游侧压力p1之间保持为(p1/p2)≧约2的所谓临界膨胀条件,则在流孔35流通的气体流量q成为q=kp1(其中k为常数)的关系。

利用这种关系,使用上游侧的阀对压力检测器36检测出的上游侧压力p1进行反馈控制,由此能够高精度地控制流量q,而且,即使阀体33的上游侧气体的压力大幅度变化,也能够发挥控制流量值几乎不变化的优异特性。上游侧压力p1的高精度的控制可通过使用响应性优异的积层压电致动器34的压电驱动阀完成。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特开2003-120832号公报

专利文献2:日本专利特开平8-338546号公报

专利文献3:日本专利特开2010-151698号公报

近年来,尤其在半导体制造装置的领域中,谋求气体供给系统的小型化,因此针对构成气体供给系统的阀或流量控制装置,谋求小型化。

但是,阀的开闭动作所需的推力由流经阀的气体的流量或压力等条件而决定,因此并无法单纯地将积层压电致动器小型化,而阻碍了流量控制装置整体的小型化。



技术实现要素:

因此,本发明的主要目的在于:尽管积层压电致动器与以往相同,也要将压电式线性致动器薄型化、将具备压电式线性致动器的压电驱动阀小型化、以及将具备压电驱动阀的流量控制装置小型化。

为达成上述目的,本发明所涉及的压电式线性致动器的第一侧面,其特征在于,具备:圆柱状的积层压电致动器;支撑所述积层压电致动器,并且向该积层压电致动器的左右侧方延伸的下部支撑部件;沿着所述积层压电致动器的左右两侧延伸,并且相对所述下部支撑部件可滑动地交叉并传递因所述积层压电致动器的压电效果所产生的位移的一对位移传递部件;以及在所述下部支撑部件的下方被卡止在所述一对位移传递部件(被所述一对位移传递部件卡止)而将所述两位移传递部件的下端部彼此连结的输出部,其中,所述位移传递部件各自形成为具有沿着所述积层压电致动器的外周面的圆弧状内周面且具有与圆弧状内周面相连的侧面的长条部件状,在所述各位移传递部件的下端部,以对向状形成有所述下部支撑部件插通的纵长的导孔,在该导孔的下方侧的内周缘部卡止有所述输出部,所述输出部具备:上端部被插入在所述一对位移传递部件的下端部间的圆柱状部;以及沿着所述下部支撑部件突出形成于所述圆柱状部的外周面,且被卡止在所述一对位移传递部件的导孔的下方侧的内周缘部的一对臂部,所述一对位移传递部件的宽度尺寸形成为与所述积层压电致动器的宽度尺寸相同或相同程度的尺寸。

本发明所涉及的压电式线性致动器的第二侧面,其特征在于,在所述第一侧面中,将所述一对位移传递部件的导孔的下方侧的内周缘部作为卡止所述输出部的各臂的卡止部,在所述输出部的各臂部的下表面上,形成有装卸自如地嵌合在所述卡止部而被定位的且与所述卡止部相同形状的卡止槽。

本发明所涉及的压电式线性致动器的第三侧面,其特征在于,在所述第二侧面中,所述卡止部和所述卡止槽做成为在平面形状中位于同一圆周上的圆弧形状。

本发明所涉及的压电式线性致动器的第四侧面,其特征在于,在所述第一侧面中,还具备连结于所述下部支撑部件的罩盖,在该罩盖上,形成有:容纳所述一对位移传递部件的下端部、所述圆柱状部的上部、所述一对臂部以及所述弹性体的凹部;以及所述圆柱状部的下部可滑动地插入的通孔。

本发明所涉及的压电式线性致动器的第五侧面,其特征在于,在所述第四侧面中,所述输出部通过与形成于所述圆柱状部的下部外周面上的环状槽相嵌合的环状的密封部件,可滑动地被支撑于所述通孔。

本发明所涉及的压电式线性致动器的第六侧面,其特征在于,在所述第四侧面中,所述罩盖形成为与所述积层压电致动器的宽度尺寸相同或相同程度的尺寸。

本发明所涉及的压电驱动阀的第一侧面,其特征在于,具备:

压电式线性致动器,其具备:圆柱状的积层压电致动器;支撑所述积层压电致动器,并且向该积层压电致动器的左右侧方延伸的下部支撑部件;沿着所述积层压电致动器的左右两侧延伸,并且相对所述下部支撑部件可滑动地交叉并传递因所述积层压电致动器的压电效果所产生的位移的一对位移传递部件;以及在所述下部支撑部件的下方被卡止在所述一对位移传递部件而将所述两位移传递部件的下端部彼此连结的输出部,其中,所述位移传递部件各自形成为具有沿着所述积层压电致动器的外周面的圆弧状内周面且具有与圆弧状内周面相连的侧面的长条部件状,在所述各位移传递部件的下端部,以对向状形成有所述下部支撑部件插通的纵长的导孔,在该导孔的下方侧的内周缘部卡止有所述输出部,所述输出部具备:上端部被插入在所述一对位移传递部件的下端部间的圆柱状部;以及沿着所述下部支撑部件突出形成于所述圆柱状部的外周面,且被卡止在所述一对位移传递部件的导孔的下方侧的内周缘部的一对臂部,所述一对位移传递部件的宽度尺寸形成为与所述积层压电致动器的宽度尺寸相同或相同程度的尺寸;

主体,其安装有所述压电式线性致动器,在内部形成有流路;

阀棒,其与所述压电式线性致动器的所述输出部兼用;以及

阀体,其通过所述阀棒的操作来开闭所述流路。

本发明所涉及的压电驱动阀的第二侧面,其特征在于,在所述压电驱动阀的第一侧面中,将所述一对位移传递部件的导孔的下方侧的内周缘部作为卡止所述输出部的各臂的卡止部,在所述输出部的各臂部的下表面上,形成有装卸自如地嵌合在所述卡止部而被定位的且与所述卡止部相同形状的卡止槽。

本发明所涉及的压电驱动阀的第三侧面,其特征在于,在所述压电驱动阀的第二侧面中,所述卡止部和所述卡止槽做成为在平面形状中位于同一圆周上的圆弧形状。

本发明所涉及的压电驱动阀的第四侧面,其特征在于,在所述压电驱动阀的第一侧面中,还具备连结于所述下部支撑部件的罩盖,在该罩盖上,形成有:容纳所述一对位移传递部件的下端部、所述圆柱状部的上部、所述一对臂部以及所述弹性体的凹部;以及所述圆柱状部的下部可滑动地插入的通孔。

本发明所涉及的压电驱动阀的第五侧面,其特征在于,在所述压电驱动阀的第四侧面中,所述输出部通过与形成于所述圆柱状部的下部外周面上的环状槽相嵌合的环状的密封部件,可滑动地被支撑于所述通孔。

本发明所涉及的压电驱动阀的第六侧面,其特征在于,在所述压电驱动阀的第四侧面中,所述罩盖形成为与所述积层压电致动器的宽度尺寸相同或相同程度的尺寸。

本发明所涉及的压电驱动阀的第七侧面,其特征在于,在所述压电驱动阀的第一侧面中,所述阀体为金属隔膜阀体。

本发明所涉及的流量控制装置的第一侧面,其特征在于,具备:

压电式线性致动器,其具备:圆柱状的积层压电致动器;支撑所述积层压电致动器,并且向该积层压电致动器的左右侧方延伸的下部支撑部件;沿着所述积层压电致动器的左右两侧延伸,并且相对所述下部支撑部件可滑动地交叉并传递因所述积层压电致动器的压电效果所产生的位移的一对位移传递部件;以及在所述下部支撑部件的下方被卡止在所述一对位移传递部件而将所述两位移传递部件的下端部彼此连结的输出部,其中,所述位移传递部件各自形成为具有沿着所述积层压电致动器的外周面的圆弧状内周面且具有与圆弧状内周面相连的侧面的长条部件状,在所述各位移传递部件的下端部,以对向状形成有所述下部支撑部件插通的纵长的导孔,在该导孔的下方侧的内周缘部卡止有所述输出部,所述输出部具备:上端部被插入在所述一对位移传递部件的下端部间的圆柱状部;以及沿着所述下部支撑部件突出形成于所述圆柱状部的外周面,且被卡止在所述一对位移传递部件的导孔的下方侧的内周缘部的一对臂部,所述一对位移传递部件的宽度尺寸形成为与所述积层压电致动器的宽度尺寸相同或相同程度的尺寸;

压电驱动阀,其具备:安装有所述压电式线性致动器,在内部形成有流路的主体;与所述输出部兼用的阀棒;以及通过所述阀棒的操作,对所述流路进行开闭的阀体;和

将所述压电驱动阀进行开闭控制的控制装置。

本发明所涉及的流量控制装置的第二侧面,其特征在于,在所述流量控制装置的第一侧面中,将所述一对位移传递部件的导孔的下方侧的内周缘部作为卡止所述输出部的各臂的卡止部,在所述输出部的各臂部的下表面上,形成有装卸自如地嵌合在所述卡止部而被定位的且与所述卡止部相同形状的卡止槽。

本发明所涉及的流量控制装置的第三侧面,其特征在于,在所述流量控制装置的第二侧面中,所述卡止部和所述卡止槽做成为在平面形状中位于同一圆周上的圆弧形状。

本发明所涉及的流量控制装置的第四侧面,其特征在于,在所述流量控制装置的第一侧面中,还具备连结于所述下部支撑部件的罩盖,在该罩盖上,形成有:容纳所述一对位移传递部件的下端部、所述圆柱状部的上部、所述一对臂部以及所述弹性体的凹部;以及所述圆柱状部的下部可滑动地插入的通孔。

本发明所涉及的流量控制装置的第五侧面,其特征在于,在所述流量控制装置的第四侧面中,所述输出部通过与形成于所述圆柱状部的下部外周面上的环状槽相嵌合的环状的密封部件,可滑动地被支撑于所述通孔。

本发明所涉及的流量控制装置的第六侧面,其特征在于,在所述流量控制装置的第四侧面中,所述罩盖形成为与所述积层压电致动器的宽度尺寸相同或相同程度的尺寸。

本发明所涉及的流量控制装置的第七侧面,其特征在于,在所述流量控制装置的第一侧面中,还具备:介于所述阀体的下游侧的流路内的流孔;以及检测所述流孔的上游侧的流路内的压力的压力检测器,所述控制装置根据所述压力检测器的检测值,对所述压电驱动阀进行开闭控制。

本发明所涉及的流量控制装置的第八侧面,其特征在于,在所述流量控制装置的第一侧面中,还具备:与所述主体连结,并具有与所述主体的上游侧的流路连通的入口侧流路的入口侧区块;以及与所述主体连结,并具有与所述主体的下游侧的流路连通的出口侧流路,并且设有检测所述出口侧流路内的压力的压力检测器的出口侧区块。

发明效果

根据本发明,通过采用上述构成,在积层压电致动器的左右汇集构成部件,将构成部件的宽度尺寸分别形成为与积层压电致动器的宽度尺寸相同或相同程度的尺寸,由此能够将压电式线性致动器薄型化至极限,亦即,薄型化至积层压电致动器的宽度尺寸,使用该积层压电致动器的压电驱动阀以及流量控制装置亦能够大幅度薄型化。

附图说明

图1为表示本发明所涉及的压电式线性致动器的一实施方式的主视图。

图2为压电式线性致动器的侧视图。

图3为压电式线性致动器的俯视图。

图4为压电式线性致动器的放大纵剖主视图。

图5为压电式线性致动器的放大纵剖侧视图。

图6为作为压电式线性致动器的构成部件的下部支撑部件的俯视图。

图7为下部支撑部件的纵剖主视图。

图8为作为压电式线性致动器的构成部件的按压部件的俯视图。

图9为按压部件的纵剖主视图。

图10为作为压电式线性致动器的构成部件的一对位移传递部件的立体图。

图11为一对位移传递部件的侧视图。

图12为一对位移传递部件的纵剖主视图。

图13为作为压电式线性致动器的构成部件的上部连结部件的俯视图。

图14为上部连结部件的纵剖主视图。

图15为作为压电式线性致动器的构成部件的输出部的俯视图。

图16为输出部的仰视图。

图17为输出部的纵剖主视图。

图18为作为压电式线性致动器的构成部件的罩盖的俯视图。

图19为罩盖的纵剖主视图。

图20为表示本发明所涉及的流量控制装置的一实施方式的纵剖主视图。

图21为流量控制装置的侧视图。

图22为流量控制装置的俯视图。

图23为表示以往的压力式流量控制装置的纵剖主视图。

符号说明

1:压电式线性致动器

2:积层压电致动器

2a:半球状凸部

3:下部支撑部件

3a:圆锥状凹陷部

3b:贯穿孔

4:按压部件

4a:圆锥状凹陷部

4b:盘状凹陷部

4c:切口槽

5:位移传递部件

5a:导孔

5b:卡止部

5c:母螺孔

6:上部连结部件

6a:平板部

6b:圆弧部

6c:母螺孔

6d:通孔

6e:切口槽

7:调节螺丝

8:输出部

8a:圆柱状部

8b:臂部

8c:卡止槽

8d:环状槽

9:弹性体

10:罩盖

10a:凹部

10b:通孔

10c:贯穿孔

11:平行销

12:止动螺丝

13:防松螺帽

14:密封部件

15:压力式流量控制装置

16:主体

16a:流路

16a':垂直通路部

16a":水平通路部

17:阀体

18:固定螺栓

19:阀体按压件

20:按压配接器

21:流孔

22:上游侧的压力检测器

23:垫片

24:入口侧区块

24a:入口侧流路

25:出口侧区块

25a:出口侧流路

26:下游侧的压力检测器

具体实施方式

以下根据附图,详细说明本发明的实施方式。

图1~图4为表示本发明所涉及的压电式线性致动器1的一实施方式的图,该压电式线性致动器1具备:圆柱状的积层压电致动器2;支撑积层压电致动器2,并且向该积层压电致动器2的左右侧方延伸的下部支撑部件3;从上部按压积层压电致动器2的按压部件4;沿着积层压电致动器2的左右两侧延伸,并且相对于下部支撑部件3可上下移动地呈交叉并传递因积层压电致动器2的压电效果所产生的位移的一对位移传递部件5;将一对位移传递部件5的上端部彼此连结的上部连结部件6;设置在上部连结部件6,且能够调节一对位移传递部件5相对于所述按压部件4的相对高度位置的调节螺丝7;在下部支撑部件3的下方卡止于一对位移传递部件5而将两位移传递部件5的下端部彼此连结的输出部8;介设在下部支撑部件3与输出部8之间,将输出部8向下方弹压的弹性体9;以及固定下部支撑部件3的罩盖(阀帽)10。

在所述积层压电致动器2中,使用在圆筒状的金属制壳体内容纳且密封有积层型的压电元件、所谓圆柱状的金属密封型积层压电致动器。该积层压电致动器2以伴随压电元件的伸缩,设在壳体的前端部的半球状凸部2a沿着积层压电致动器2的轴心作往复移动的方式而制成。

所述下部支撑部件3由不锈钢材料等金属材料形成为与积层压电致动器2的宽度(直径)尺寸相同或相同程度的宽度尺寸的板状部件,如图4所示,在被两根平行销11定位的状态下设置在罩盖10上。在此,所谓相同程度的尺寸是指相对积层压电致动器2的宽度(直径)尺寸为±1mm的范围内的尺寸。以下,相同程度的尺寸是指所述数值的范围内的尺寸。另外,在本实施方式中,下部支撑部件3的最大宽度尺寸形成为比积层压电致动器2的宽度(直径)尺寸稍小的尺寸。

并且,在下部支撑部件3的中央部上表面上,形成有支撑载置积层压电致动器2的半球状凸部2a用的圆锥状凹陷部3a,并且在下部支撑部件3的左右两侧分别形成有插通固定螺栓的贯穿孔3b(参照图6和图7)。

此外,如图6所示,下部支撑部件3的长边方向的中间部分(与一对位移传递部件5的下端部相交叉的部分)形成为比两端部分为更为细幅,当向一对位移传递部件5组装时,插通在形成于一对位移传递部件5的下端部的导孔5a中后,绕长度方向轴线旋转90°,由此形成使板面成为水平的状态。

所述按压部件4由不锈钢材料等金属材料形成为与积层压电致动器2的宽度(直径)尺寸相同或相同程度的宽度(直径)尺寸的圆盘状部件,在按压部件4的上表面的中央位置形成有调节螺丝7的前端在按压状态下相抵接的圆锥状凹陷部4a,并且在按压部件4的下表面上形成有积层压电致动器2的上端在紧贴状态下被嵌合的盘状凹陷部4b(参照图8和图9)。另外,在本实施方式中,按压部件4的宽度(直径)尺寸形成为比积层压电致动器2的宽度(直径)尺寸稍大的尺寸。

并且,在按压部件4的外周缘部,如图8所示,以对向状形成有用于通过积层压电致动器2的引线端子(省略图示)的切口槽4c。

所述一对位移传递部件5由热膨胀系数小的因瓦合金(invar)材料等金属材料,形成为具有沿着积层压电致动器2的外周面的圆弧状内周面,并且具有与圆弧状内周面相连的平行侧面的长条板状。

即,一对位移传递部件5呈现将包围积层压电致动器2大小的金属制圆筒状部件相对向的部分切割成平行状,且将圆筒状部件沿着长边方向分割为二的形态(参照图10)。其结果是,一对位移传递部件5的最大宽度形成为与积层压电致动器2的宽度(直径)相同或相同程度的尺寸。在本实施方式中,一对位移传递部件5的最大宽度尺寸形成为比积层压电致动器2的宽度(直径)尺寸稍大的尺寸。

并且,在一对位移传递部件5的下端部,以对向状形成有以水平姿势插通下部支撑部件3的纵长的导孔5a,并且将该导孔5a的下方侧的内周缘部作为卡止输出部8的卡止部5b(参照图10~图12)。另外,纵长的导孔5a形成为可将一对位移传递部件5的下端部相对下部支撑部件3上下移动的尺寸。此外,卡止部5b在平面形状中形成为圆弧形状。

此外,在一对位移传递部件5的上端部,以对向状形成有用于通过止动螺丝12来固定上部连结部件6的母螺孔5c。

所述上部连结部件6由不锈钢材料等金属材料形成为与积层压电致动器2的宽度(直径)尺寸相同或相同程度的宽度尺寸的大致倒u字状部件,具备:与按压部件4对向的平板部6a;以及与平板部6a的两端连设,并与一对位移传递部件5的上端部外周面作面接触的一对圆弧部6b(参照图13和图14)。在本实施方式中,上部连结部件6的最大宽度尺寸形成为比积层压电致动器2的宽度(直径)尺寸稍大的尺寸。

并且,在上部连结部件6的平板部6a的中央位置,形成有可上下移动地螺接调节螺丝7的母螺孔6c,并且在上部连结部件6的一对圆弧部6b上,以对向状形成有通孔6d(参照图13)。

此外,如图13所示,在上部连结部件6的平板部6a的两侧面,以对向状形成有与按压部件4的切口槽4c一致且用于通过积层压电致动器2的引线端子(省略图示)的切口槽6e。

并且,所述上部连结部件6被覆在一对位移传递部件5的上端部,且将插通在上部连结部件6的通孔6d中的止动螺丝12紧固于一对位移传递部件5的母螺孔5c,由此能够将一对位移传递部件5的上端部彼此相连结,此外,在上部连结部件6的母螺孔6c螺插调节螺丝7,且使调节螺丝7的前端与按压部件4的圆锥状凹陷部4a抵接,调节调节螺丝7的紧固程度,由此能够调节一对位移传递部件5相对于按压部件4的相对高度位置。另外,在调节螺丝7上螺接有防松螺帽13。

所述输出部8由不锈钢材料等金属材料形成,具备:上端部被插入在一对位移传递部件5的下端部间的圆柱状部8a;以及以沿着下部支撑部件3的姿势突出形成于圆柱状部8a的中间部外周面,分别卡止在一对位移传递部件5的各卡止部5b的一对臂部8b(参照图15~图17)。该输出部8的圆柱状部8a的最大宽度(最大直径)尺寸形成为与积层压电致动器2的宽度(直径)尺寸相同或相同程度的宽度尺寸,在本实施方式中,输出部8的圆柱状部8a的最大宽度(最大直径)尺寸形成为比积层压电致动器2的宽度(直径)尺寸稍小的尺寸。

并且,如图16及图17所示,在输出部8的各臂部8b的下面分别形成有与装卸自如地嵌合在一对位移传递部件5的卡止部5b而被定位的与所述卡止部5b相同圆弧形状的卡止槽8c。所述一对位移传递部件5的卡止部5b与输出部8的卡止槽8c在平面形状中位于同一圆周上。

此外,如图17所示,在输出部8的圆柱状部8a的下部外周面上,形成有嵌合环状密封部件14(例如o型环)的环状槽8d。

接着,所述输出部8通过将该圆柱状部8a的上端部插入在一对位移传递部件5的下端部间,且使一对臂部8b的卡止槽8c分别卡止在一对位移传递部件5的各卡止部5b,能够将一对位移传递部件5的下端部彼此连结。这样一来,仅使输出部8的卡止槽8c卡止在一对位移传递部件5的卡止部5b,就能够将两位移传递部件5的下端部彼此在定位的状态下连结,因此可简单且容易进行一对位移传递部件5的下端部彼此的连结。

所述弹性体9在外嵌在输出部8的圆柱状部8a的上端部的状态下介设在下部支撑部件3与输出部8之间,将输出部8和一对位移传递部件5向下方弹压。在本实施方式中,在弹性体9中,使用形成为直径与积层压电致动器2的宽度(直径)尺寸为相同或相同程度的尺寸的多个盘簧(盘形弹簧)。通过该盘簧的弹性力,一对位移传递部件5以强力被推压,通过按压部件4等,将积层压电致动器2向下部支撑部件3按压,因此能够防止积层压电致动器2和一对位移传递部件5振动。

所述罩盖10由不锈钢材料等金属材料形成为具有与积层压电致动器2的宽度(直径)尺寸相同或相同程度的宽度尺寸的横长的板状部件,在上端部,设有两根平行销11。在本实施方式中,罩盖10的最大宽度尺寸形成为比积层压电致动器2的宽度(直径)尺寸稍大的尺寸。另外,所述两根平行销11亦可省略。

并且,在罩盖10上,分别形成有:容纳一对位移传递部件5的下端部、输出部8的圆柱状部8a的上部、输出部8的一对臂部8b以及弹性体9的凹部10a;和可上下移动地插入输出部8的圆柱状部8a的下部的通孔10b(参照图18和图19)。在所述通孔10b中,可通过密封部件14而朝上下方向收纳地支撑有输出部8的圆柱状部8a的下端部。

此外,在罩盖10的左右两侧,分别形成有与下部支撑部件3的贯穿孔3b相一致并被插通固定螺栓的贯穿孔10c。

上述构成的压电式线性致动器1通过对积层压电致动器2施加电压,积层压电致动器2会伸长,抵抗弹性体9的弹性力而将按压部件4、上部连结部件6以及一对位移传递部件5上推,并使输出部8上升。并且,通过阻断施加电压,按压部件4、上部连结部件6以及一对位移传递部件5因弹性体9的弹性力而恢复至原来位置,输出部8亦降下而恢复至原本位置。

在所述压电式线性致动器1中,下部支撑部件3、按压部件4、一对位移传递部件5、上部连结部件6、调节螺丝7、输出部8、弹性体9以及罩盖10分别形成为与积层压电致动器2的宽度尺寸相同或相同程度的尺寸,因此实现压电式线性致动器1本身大幅度薄型化。与以往的压电式线性致动器1相比,该压电式线性致动器1能够在一半以下的宽度尺寸内。

图20~图22表示具备上述构成的压电式线性致动器1的流量控制装置。图20~图22的例为压力式流量控制装置15,压力式流量控制装置15的基本构成与以往相同,因此适当省略详细说明。

所述压力式流量控制装置15具备:压电驱动阀,其包含:安装有压电式线性致动器1,并且在内部形成有流路16a的主体16;与压电式线性致动器1的输出部8兼用的阀棒;通过与输出部8兼用的阀棒的操作,对主体16的流路16a进行开闭的阀体17。

另外,压电式线性致动器1,通过将固定螺栓18插通在形成在下部支撑部件3和罩盖10上的贯穿孔3b、10c,并将固定螺栓18的前端部螺接在主体16,由此安装固定于罩盖10。并且,在构成阀棒的输出部8的前端,安装有按压阀体17的合成树脂制的阀体按压件19。此外,阀体17为金属隔膜阀体,通过罩盖10的下端和环状的按压配接器20,外周缘部以气密状被按压固定在主体16侧。

并且,压力式流量控制装置15具备:介于(设置于、安插于)阀体17的下游侧的流路16a内的流孔(孔板)21(在本实施方式中为垫片型流孔);检测流孔21的上游侧的流路16a内的压力的上游侧的压力检测器22;经由密封用的垫片23通过固定螺栓18与主体16连结,具有与主体16的上游侧的流路16a连通的入口侧流路24a的入口侧区块24;通过固定螺栓18与主体16连结,具有与主体16的下游侧的流路16a连通的出口侧流路25a,并且设有检测出口侧流路25a内的压力的下游侧的压力检测器26的出口侧区块25;以及根据各压力检测器22、26的检测值对压电驱动阀进行开闭控制的控制装置(省略图示)。

另外,为了将入口侧区块24固定在主体16,使用两个固定螺栓18,而一个固定螺栓18由入口侧区块24侧被插入,另一个固定螺栓18由主体16侧被插入(参照图20)。这样一来,通过以对向状配置两个固定螺栓18来使用,避免了固定螺栓18干扰入口侧流路24a。

同样地,虽然使用两个固定螺栓18将出口侧区块25固定在主体16,但是一个固定螺栓18由出口侧区块25侧被插入,另一个固定螺栓18由主体16侧被插入(参照图20)。这样一来,通过以对向状配置使用两个固定螺栓18,避免了固定螺栓18干扰出口侧流路25a。

并且,密封用垫片23亦有仅为垫片的情形,亦可形成为兼具过滤器功能的垫片型过滤器的情形。兼具该过滤器功能的垫片型过滤器为了确保气体的流量,并不太能小型化(减小外径)。因此,在使用所述垫片型过滤器的情况下,将垫片型过滤器的对向的外周缘部切割成平行状,使得垫片型过滤器经切割的部分的宽度(直径)在主体16和入口侧区块24的宽度尺寸的范围内。由此,即使使用垫片型过滤器,亦可实现压力式流量控制装置15整体的薄型化。

此外,压力式流量控制装置15中,压电驱动阀与上游侧的压力检测器22相对于主体16被配置成对向状,并且垫片型流孔21相对于压电驱动阀被配置成正交状,将压电驱动阀的阀体17与上游侧的压力检测器22尽可能接近配置,并且将垫片型流孔21尽可能接近压电驱动阀侧来配置。

并且,形成在主体16的流路16a具备:与上游侧的压力检测器22连接的垂直通路部16a'、以及连接垂直通路部16a'与垫片型流孔(孔板)21的水平通路部16a"。所述垂直通路部16a'和水平通路部16a"为了尽可能减小其内容积,优选形成为尽可能小的内径。在本实施方式中,垂直通路部16a'和水平通路部16a"均将剖面形状形成为圆形,将其内径形成为0.5mm~1.0mm。其结果是,将压电驱动阀的阀体17与垫片型流孔21之间的流路16a的内容积与以往的压力式流量控制装置相比,能够形成为大致一半以下,并且能够使压力式流量控制装置15的下降特性提升。

另外,所述主体16、各压力检测器22、26、入口侧区块24以及出口侧区块25设计成与积层压电致动器2大致同幅。

图20~图22所示的压力式流量控制装置15中,主体16、各压力检测器22、26、入口侧区块24以及出口侧区块25也形成为与积层压电致动器2大致相同宽度,因此实现了装置整体的薄型化。

在上述实施方式中,对压力式流量控制装置15进行了说明,但是亦可适用于利用本发明的积层压电致动器2的其他流量控制装置。

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