专利名称：压电阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在压电元件挠曲的作用下，通过使隔膜变位控制流体输入并控制流体流量的压电阀。
背景技术：
长期以来，为控制流体输出或其流量而使用的压电阀有，例如美国专利第5628411号公报所揭示的方案。该压电阀1采用如
图13所示的让设置有压电元件2的隔膜3可以接近或离开输出口管4的阀座5的结构。在这种场合下，从输入口7导入压力室6中的压缩气体的压力为P时，作用在输出口管4上的力Fp为Fp＝π/4×D2×P(D输出口管4的开口部的直径)一方面，当隔膜3经过变位量x1的变位使输出口管4关闭时，该隔膜3的恢复力Fs为Fs＝k1×x1(k1弹性系数)于是，利用该压电阀，通过设定Fp＝Fs的压缩空气的压力P，可以维持关闭状态。
另一方面，当输出口管4打开时，借助于作用到压电元件2上的驱动电力，使压电元件2的挠曲量发生变化，隔膜3离开阀座5。结果，压缩空气从压力室6漏出到输出口管4处。
但是，在上述已往技术中，压缩空气的压力P变动时，如图14所示，作用在隔膜3上的力Fp也发生变动，当恢复力Fs大于力Fp时，存在着隔膜3离开阀座5压缩空气从输出口管4漏出的问题。
本发明就是为了解决上述问题而提出的，其目的是提供一种可避免由于供给流体压力的变动流体从压力室漏出的问题的压电阀。
发明内容
为了完成上述目的，本发明的压电阀包括
配设在供给来自输入口管流体的隔膜室中并构成阀体的隔膜；设置在上述隔膜一侧面上、使该隔膜变位的压电元件；与上述压电元件相对的、设置在形成上述隔膜室的壳体上的缓冲部件；设置在开口于上述壳体内的输出口管上、可与上述隔膜的另一个面接触的阀座，在没有把驱动电力施加给上述压电元件的状态下，上述隔膜不储蓄弹性能量，与上述阀座相接触，使上述输出口管处于闭合状态。
根据本发明，在没有把驱动电力施加给上述压电元件的状态下，不会由于供给流体的压力变化使隔膜离开阀座，因此可避免因压力变化引起的流体从输出口的导出。此外，上述压电元件过分地变形时，压电元件与缓冲部件相接触，由此可避免该压电元件本身的损伤。
在这种场合，若在上述隔膜与上述壳体之间形成与隔膜分成两个的上述隔膜室连通的间隙，导入上述隔膜室的流体经过上述间隙自由地流动时，不需要另外设置把流体导入上述隔膜的一侧面与另一侧面的通路，可以简单地构成该压电阀。
另外，在最佳实施例中，上述阀座的与隔膜接触的部位作成平滑形状，而且，上述隔膜由金属板形成，隔膜与阀座接触的部位也作成平滑形状，这样，可以提高隔膜的强度，同时，当隔膜与阀座接触时，能避免流体从该阀座泄漏就更好了。
进一步，在上述缓冲部件的面对上述压电元件的面上形成槽部，用于防止压电元件贴在该缓冲部件上。
而且，上述压电元件与壳体之间设置有向阀座的方向对隔膜偏置施力的弹性部件，另外，在上述压电元件上设有用于安装上述弹性部件的支承部件，利用弹性部件可防止上述压电元件与上述缓冲部件的贴附，同时，当隔膜与阀座接触时，弹性部件能可靠地把上述输出口管保持在关闭状态。
另外，本发明还提供一种压电阀，该压电阀包括
配设在供给来自输入口管流体的隔膜室中并构成阀体的数个隔膜；分别设置在上述隔膜上、使该隔膜变位的压电元件；设置在开口于形成上述的隔膜室的壳体内的数个输出口管上、分别可与上述隔膜接触的阀座，其中，在没有把驱动电力施加给上述压电元件的状态下，上述隔膜不储蓄弹性能量地与上述阀座接触，使上述输出口管处于闭合状态，同时，使上述数个隔膜有选择地变位或同时变位，由此而有选择地或同时把上述流体导出到上述数个输出口管中。
根据本发明，用一个压电阀可以控制导出到数个输出口管中的压缩空气流量，不需要准备数个压电阀，可以简化使用该压电阀的机器构成。
图面的简单说明图1是本发明第一实施例的压电阀和安装该压电阀的基板的透视图。
图2是表示图1的压电阀的盖部件拆去状态的主视图。
图3是图2压电阀的Ⅲ-Ⅲ截面的剖视图。
图4是用于图1压电阀的缓冲部件的透视图。
图5是表示图3压电阀的通路打开状态的纵剖视图。
图6是本发明第二实施例的压电阀的纵剖视图。
图7是图6压电阀的缓冲部件、螺旋弹簧及支承部件的局部分解透视图。
图8是本发明第三实施例的压电阀的纵剖视图。
图9是表示图8压电阀的一个阀体卸下的状态的主视图。
图10是在图8的压电阀中设置一个连接器情况下的局部放大纵剖视图。
图11是表示图8压电阀的局部分解透视图。
图12是图8压电阀与安装该压电阀的基板的透视图。
图13是已往技术的压电阀的简要纵剖视图。
图14是表示已往技术的压电阀的由流体压力作用到隔膜上的力及隔膜恢复力的关系的示意图。
图15是表示第一、第三实施例的压电阀的压力流体压力作用到隔膜上的力与隔膜恢复力的关系的示意图。
图16是表示第二实施例的压电阀的压力流体压力作用到隔膜上的力与隔膜恢复力的关系的示意图。
实施本发明的最佳形式。
下文，参照附图，以最佳实施例的形式详细说明本发明的压电阀。
在图1～图3中，参考符号10是本发明第一实施例的压电阀。该压电阀10具有壳体12，在壳体12的外部突出地形成压缩空气输入口管14a、14b和输出口管16。在输入口管14a、14b和输出口管16的外周分别设置有O形圈18。在壳体12上形成安装压电阀时所使用的弹性地可自由挠曲的杆部20a、20b，在杆部20a、20b的端部形成卡合爪22a、22b。
在上述壳体12的内部划分形成与输入口管14a、14b连通的隔膜室24a，隔膜室24a由盖部件26封闭，借助于壳体12和盖部件26进一步划分形成隔膜室24b。在壳体12上的由盖部件26封闭的开口部附近设有密封部件28，由该密封部件28阻止压缩空气从隔膜室24a、24b的泄漏。在构成隔膜室24a的壁部，向隔膜室24a、24b的中央每偏位90°突出地形成数个支持部30，在各支持部30上划分形成导向孔32。导向孔32与盖部件26上所形成的凸部34配合，对盖部件26定位。在各个支持部30上分别形成台阶部36。在台阶部36上划分形成凹部37，在凹部37中嵌有密封部件39。
上述密封部件39压接地支持着构成阀体的隔膜38，隔膜38由密封部件39和盖部件26夹持。另外，隔膜部件38的晃动也是靠密封部件39来防止的。隔膜部件38由有弹性的不锈钢等金属大致制成圆形，隔膜38的一个面上层叠地固定有大致为圆形的压电元件42。隔膜38的另一个面作成平滑面43。在隔膜38的周缘部每隔90°划分形成数个弯曲凹部44，该凹部44与支持部30配合，对隔膜38定位(参照图2)。在隔膜38的周缘部与构成隔膜室24a、24b的壁部之间形成间隙45，利用该间隙45使隔膜室24a与24b处于连通状态。固定压电元件42的一侧面的由金属形成的隔膜38与电线46连接，压电元件42的另一侧面与电线48连接，各电线46、48通过连接器50与图中未示的控制装置相连。因此，由控制装置输入的驱动信号施加在压电元件42的一侧面与另一侧面上。
在上述隔膜室24a的中央突出地形成可与隔膜38接触的环状阀座52，在该阀座52上形成与输出口管16连通的通路54。阀座52与隔膜38接触的部位作成平滑形状，这样，隔膜38的平滑面43与阀座52接触时，隔膜38与阀座52之间可以密封接触，而不会产生间隙，可防止流体从隔膜室24a向通路54的泄漏。
另一方面，在上述盖部件26上，在隔膜室24b侧固定有由树脂、橡胶等弹性材料形成的缓冲部件56。即使说，该盖部件26的与上述阀座52相对的面上形成圆形凹部57，在该凹部57中嵌有上述缓冲部件56。缓冲部件56如图4所示，作成大致的圆盘状，其两个面上划分成放射状的数个槽部58。
该压电阀10安装在长形基板60上(参照图1)。在基板60的下部形成把该基板60安装到其它部件上的断面大致为T形的安装槽62。另外，在基板60的上面划分形成断面大致为L形的槽部64a、64b，杆部20a、20b的卡合爪22a、22b可与该槽部64a、64b的壁部自由卡合。即是说，通过让杆部20a、20b相互接近地挠曲，把其卡合爪22a、22b插入前述槽部64a、64b中，这时，若杆部20a、20b张开的话，前述卡合爪22a、22b与前述槽部64a、64b配合，可以防止压电阀10被拔出。在基板60上沿长度方向划分形成压力流体供给通路66，该供给通路66与图中未示的压缩空气供给源连通。供给通路66与在基板60的上面开口的供给孔68连通，在供给孔68上可拆卸地安装压电阀10的一个输入口管14a。另外，在基板60的上面划分形成安装另一输入口管14b的孔部70和安装输出口管16的输出孔72。输出孔72与基板60侧方开口的输出口74连通。
第一实施例的压电阀10基本上采用上述构成，下文叙述其动作。
当没有把驱动信号从控制装置(图中未示)通过连接器50施加给压电元件42时，压电元件42不变形，而且只要隔膜室24a、24b内的压力与通路54内的压力相同，或达到稍高于通路54内的压力的程度，隔膜38不储存弹性能量，并保持平坦的状态。这时，隔膜38与阀座52接触，关闭通路54。
当图中未示的压缩空气供给源施加能量、把压缩空气供给基板60的供给通路66时，压缩空气通过输入口管14a被导入隔膜室24a、24b中。也就是说，通过隔膜38的缘部与隔膜室24a、24b的壁部间的间隙45使隔膜室24a与24b连通。这时，隔膜室24a、24b内的压力因压缩空气而高于通路54内的压力，所以压缩空气的压力沿箭头A方向作用在隔膜38上(参照图3)。
通路54的直径为D时，压缩空气的压力P引起的作用在隔膜38上的沿箭头A方向的力Fp的大小为Fp＝π/4×D2×P一方面，隔膜38虽然有弹力，但由于隔膜38由阀座52支持，所以压缩空气的压力作用不会使隔膜38变形，而是保持平坦的状态，不储蓄弹性能量。因此作用在隔膜38上的沿箭头B方向的恢复力Fs的大小为Fs＝0压缩空气的压力P变化时的力Fp、恢复力Fs的变化如图15所示。即使这时的压缩空气的压力P变动，力Fp的大小始终大于恢复力Fs，因此，只要隔膜室24a、24b内的压力与通路54内的压力相同或达到高于通路54内的压力的程度，可以保持隔膜38与阀座52接触的状态。由于阀座52与隔膜38接触的部位作成平滑状的，且隔膜38的表面为平滑面43，也是作成平滑状的，所以阀座52与隔膜38在无间隙的状态下密封接触，从而不会把压缩空气从隔膜室24a、24b内导出到通路54中。
另一方面，把来自控制装置(图中未示)的驱动信号通过连接器50施加给压电元件42时，压电元件42挠曲，产生使隔膜38沿箭头B方向变位的力。该力较压缩空气作用在隔膜38上的力Fp与通路54内的压力作用在隔膜38上的力之间的压差大时，隔膜38离开阀座52，使隔膜室24a与通路54连通。因此压缩空气从通路54经过输出口管16导出到输出口74。
驱动信号继续施加给压电元件42、使压电元件42过分地挠曲时，压电元件42本身会冲击地进行接触，这种情况有破坏压电元件42的可能。但是，在本实施例中，通过让压电元件42与缓冲部件56接触，可以缓和冲击，同时可阻止压电元件42过分地挠曲，克服上述的使压电元件42破坏的可能性。
此外，当该压电元件42与缓冲部件56接触时，压电元件42与缓冲部件56贴紧，会带来压电元件42不能沿箭头A方向复位的问题，但是，由于压缩空气从缓冲部件56上所形成的槽部58进入压电元件42与缓冲部件56之间，因此阻止了压电元件42与缓冲部件56的贴紧，消除了该压电元件42恢复到原位的障碍。
根据上述本发明第一实施例的压电阀10，在没有把驱动信号施加给压电元件42的状态下，即使导入隔膜室24a、24b的压缩空气的压力发生变动，由于隔膜38始终与阀座52接触，因而，可以消除压力变动引起的压缩空气从隔膜室24a、24b导出到通路54中的危险。
此外，当驱动信号施加给压电元件42使其发生挠曲时，压电元件42与缓冲部件56接触，可阻止其发生过分变形，消除了损伤压电元件42之虞。
进一步，构成隔膜室24a的壁部与隔膜38的缘部之间形成有间隙45，使隔膜室24a与24b连通，因而，压缩空气可在隔膜38的一侧面与另一侧面(即隔膜室24a与24b之间)自由地流动。结果，不需要另外设置使压缩空气导入前述一侧面与另一侧面所使用的通路，可以简单地构成这种压电阀10。
再者，由于阀座52与隔膜38接触的部位作成平滑结构，而且，隔膜38与阀座52接触的面也作成平滑面43，因而，隔膜38与阀座52接触时，两者是以无间隙接触，从而避免了流体从隔膜室24a向通路54的漏出。
下文，参照图6说明第二实施例的压电阀100。此外，与第一实施例相同的构成要素用相同的参考符号表示，其详细说明省略。
压电阀100上所设置的盖部件102的内壁部划分形成有凹部104，在该凹部104嵌入由树脂、橡胶等有弹性的材料形成的大致为圆盘状的缓冲部件106。在缓冲部件106的一个面上形成如图7所示的凸部108，在凸部108上呈放射状地划分形成数个槽部110。此外，在缓冲部件106的中央划分形成孔部112。
如图6及图7所示，在缓冲部件106的缘部附近，形成台阶部107。螺旋弹簧(弹性部件)114的一端座落在该台阶部107上，螺旋弹簧114的另一端装在固定于压电元件42的支承部件116上。支承部件116由树脂、橡胶等有弹性的材料大体制成圆盘状，其缘部向缓冲部件106方向弯曲。通过采用这种结构，螺旋弹簧114始终沿箭头A给压电元件42施力，同时可消除由螺旋弹簧114损伤压电元件42之虞。
第二实施例的压电阀100采用上述基本构成，下文叙述其动作。
来自控制装置(图中未示)的驱动信号未施加给压电元件42时，压电元件42不变形，而且只要隔膜室24a、24b内的压力与通路54内的压力相同，或达到稍高于通路54内的压力，隔膜38就不储存弹性能量，并保持平坦的状态。这时，隔膜38与阀座52接触，关闭通路54。另外，隔膜38在螺旋弹簧114弹力的作用下可靠地与阀座52接触，可避免空气等从隔膜室24a漏出到通路54中。
当从输入口管14a、14b供给压缩空气(参照图2)时，压缩空气被导入隔膜室24a、24b中，压缩空气的压力沿箭头A方向作用在隔膜38上。
作用在隔膜38上的箭头A方向的力F的大小为压缩空气的压力P所产生的力Fp与螺旋弹簧114的弹力f之和，因而，在螺旋弹簧114的弹性系数为k2、螺旋弹簧114配设在缓冲部件106与支承部件116之间时该螺旋弹簧114的退缩长度为x2的条件下，有下式成立F＝Fp+f＝π/4×D2×P+k2×x2
这里，Fp＝π/4×D2×P，而f＝k2×x2。一方面，隔膜38虽然有弹力，但由于隔膜38由阀座52所支持并保持成平坦状，并不储蓄弹性能量。因此作用在隔膜38上的沿箭头B方向的恢复力Fs的大小为Fs＝0压缩空气的压力P变化时的力F、恢复力Fs的变化如图16所示。即使这时的压缩空气的压力P变动时，力F始终大于恢复力Fs，所以可维持隔膜38与阀座52的接触状态。另外，即使隔膜室24a、24b内的压力P降低、与通路54内的压力大致相同，螺旋弹簧114弹力的作用也会把隔膜38压向箭头A所示的方向。结果，即使隔膜室24a、24b或通路54内的压力变动，隔膜38也能可靠地关闭通路54。
另一方面，把来自控制装置(图中未示)的驱动信号施加给压电元件42时，压电元件42挠曲，产生使隔膜38沿箭头B方向变位的力。该力较压缩空气作用在隔膜38上的力Fp和螺旋弹簧114的弹力f之和与通路54内的压力作用在隔膜38上的力之间的差大时，隔膜38离开阀座52，使隔膜室24a与通路54连通。因此压缩空气从通路54导出到输出口管16。
驱动信号继续施加给压电元件42、使压电元件42过分地挠曲时，压电元件42本身会冲击地接触，这种情况有破坏压电元件42的可能。但是，由于压电元件42通过支承部件116与缓冲部件106接触，可以缓和冲击，同时可阻止压电元件42过分地挠曲，克服上述的使压电元件42破坏的可能性。
此外，当支承部件116与缓冲部件106接触时，支承部件116与缓冲部件106贴紧，会带来压电元件42不能沿箭头A方向复位的问题。但是，由于螺旋弹簧114沿箭头A方向给压电元件42施加偏置力，压缩空气从缓冲部件106上所形成的槽部110进入支承部件116与缓冲部件106之间，因此阻止了支承部件116与缓冲部件106的贴紧。
根据第二实施例的压电阀100，由于螺旋弹簧114朝阀座52的方向给压电元件42施力，在没有驱动压电元件42的场合，隔膜38可靠地与阀座52接触，并使通路54关闭。
下文，参照图8及图9叙述本发明的第三实施例的压电阀200。
构成该压电阀200的壳体202具有相互对峙地固定着的第一阀体204、第二阀体206以及固定在第一阀体204、第二阀体206下部的口座208。
第一阀体204、第二阀体206上分别划分形成有凹部210、212，并形成与凹部210、212相互连通的隔膜室214a、214b。在第一阀体204与第二阀体206之间，如图9所示，围绕隔膜室214a、214b设置有垫圈216。该垫圈216可防止压力流体从第一阀体204与第二阀体206之间泄漏。在构成隔膜室214a、214b的壁部，每偏位90°朝向隔膜室214a、214b的中央突出地形成数个支持部218。在垫圈216上面对前述隔膜室214a、214b形成夹持部220(参照图8)。
在支持部218上，在第一阀体204侧设置有第一隔膜222，在第二阀体206侧设置有第二隔膜224。第一隔膜222与第二隔膜224由夹持部220在彼此隔开规定间隔的位置支持着。第一隔膜222与第二隔膜224由有弹性的不锈钢等金属制成，其缘部与构成隔膜室214a、214b的壁部之间形成间隙225。在第一隔膜222与第二隔膜224的两个面上，分别固定有平面大致为圆形的压电元件226a～226d。在固定着压电元件226a、226b中一个的面的第一隔膜222上连接有电线228a，在压电元件226a与226b另一个面上连接有电线228b。各电线228a、228b通过连接器230与图中未示的控制装置连接。此外，在固定着压电元件226c、226d中一个的面的第二隔膜224上连接有电线228c，在压电元件226c与226d另一个面上连接有电线228d。各电线228c、228d通过连接器232与控制装置(图中未示)连接。这样，由控制装置输入的驱动信号施加给压电元件226a～226d的一个面与另一个面上。在这种场合，第一隔膜222、第二隔膜224及压电元件226a～226d也可以如图10所示那样，只与一个连接器233连接。
在构成凹部210、212的底部形成可与第一隔膜222、第二隔膜224的压电元件226a、226d接触的环状第一阀座236、第二阀座238。在第一阀座236、第二阀座238的中央，形成通路240、242。通路240、242分别通过口座208上所形成的第一输出口管244、第二输出口管246连通。
在口座208上形成输入口管250，输入口管250内的通路在口座208内分叉(图中未示)，并与通路254、256连通(参照图11)。通路254、256与第一阀体204、第二阀体206上划分形成的隔膜室214a、214b连通。此外，在第一阀体204、第二阀体206上划分形成与隔膜室214a、214b连通的通路253、255，在口座208转动180°的情况下，并当该口座208安装在第一阀体204、第二阀体206上时，通路253、255与输入口管250连通。在口座208上形成安装于第一阀体204、第二阀体206上的板状部251。在该板状部251的短尺寸的短边缘部，如图12所示，自第一阀体204、第二阀体206倾斜并突出地形成安装部252a、252b，在该安装部252a、252b上划分形成螺钉257a、257b插入用的孔部258a、258b。
该压电阀200安装在长形基板260上，通过把螺钉257a、257b拧入螺钉孔262a、262b，由此便把压电阀200固定在基板260上。在基板260上沿其长度方向划分形成压力流体(最好是压缩空气)的供给通路264，该供给通路264与图中未示的压缩空气供给源连通。供给通路264与朝基板260上面开口的供给孔266连通，在供给孔266中装有压电阀200的输入口管250。此外，在基板260的上面划分形成安装第一口管244的第一输出孔270和安装第二口管246的第二输出孔272，第一输出孔270、第二输出孔272弯曲地形成，朝基板260侧方开口。
在基板260上，以能安装数个压电阀200的方式划分形成数个供给孔266、第一输出孔270、第二输出孔272。
第三实施例的压电阀200采用以上基本构成，下文叙述其动作。
来自控制装置(图中未示)驱动信号未通过连接器230、232施加给压电元件226a～226d时，压电元件226a～226d不变形，而且只要隔膜室214a、214b内的压力与通路240、242内的压力相同，或达到稍高于通路240、242内的压力，第一隔膜222、第二隔膜224就不储存弹性能量，并保持平坦的状态。这时，固定在第一隔膜222、第二隔膜224上的压电元件226a、226d分别与第一阀座236、第二阀座238接触，关闭通路240、242。
当图中未示的压缩空气供给源赋能而把压缩空气供给基板260的供给通路264时，压缩空气通过输入口管250被导入隔膜室214a、214b中。这时，隔膜室214a、214b内的压力因压缩空气而高于通路240、242内的压力，所以压缩空气的压力分别朝向第一阀座236、第二阀座238的方向，作用于第一隔膜222及第二隔膜224上，即、沿箭头A1所示的方向作用在第一隔膜222上，沿箭头A2所示的方向作用在第二隔膜224上。
另一方面，第一隔膜222及第二隔膜224虽然有弹力，但由于第一隔膜222及第二隔膜224分别由第一阀座236、第二阀座238支持，所以压缩空气的压力作用不会使各隔膜222、224变形，而是让其保持平坦的状态，不储蓄弹能。
这样，分别沿箭头A1、A2方向作用到第一隔膜222、第二隔膜224上的力Fp以及朝相反方向的箭头B1、B2方向的恢复力Fs的大小，与第一实施例同样，在第一、第二隔膜222、224上有下式成立Fp＝π/4×D2×PFs＝0如图15所示，即使压缩空气的压力P变化时，由于力Fp的大小始终大于恢复力Fs，因此，只要隔膜室214a、214b内的压力与通路240、242内的压力相同或达到高于通路240、242内的压力，则可以保持第一、第二隔膜222、224与第一阀座236、第二阀座238接触的状态。使通路240、242关闭。
把来自控制装置(图中未示)的驱动信号施加给第一隔膜222的压电元件226a、226b时，压电元件226a、226b挠曲，产生使第一隔膜222沿箭头B1方向变位的力。该力较压缩空气作用在第一隔膜222上的力Fp与通路240内的压力作用在第一隔膜222上的力之间的压差大时，第一隔膜222离开阀座236，使隔膜室214a与通路240连通。因此压缩空气从通路240经过第一输出口管244导出到第一输出孔270。
另外，把驱动信号施加给第二隔膜224的压电元件226c、226d时，与前述同样，产生使第二隔膜224沿箭头B2方向变位的力。把压缩空气从通路242导出到第二输出孔272。
进一步，当把驱动信号施加给第一隔膜222的压电元件226a、226b与第二隔膜224的压电元件226c、226d的双方时，第一隔膜222、第二隔膜224分别沿箭头B1、B2方向变位，把压缩空气同时导出到第一输出孔270、第二输出孔272双方的里面。
如上文所述，根据第三实施例的压电阀200，用一个压电阀200，就可以使压缩空气从第一输出口管244与第二输出口管246的任何一方或双方导出。
工业上的应用性根据本发明的压电阀，具有能得到以下效果的优点。在没有把驱动力施加给压电元件的状态下，即使导入隔膜室中的流体压力发生变动，由于隔膜始终能与阀座接触，所以消除了漏出流体之虞。即使在压电元件过分变形的场合，由于压电元件与缓冲部件接触，所以，避免了损伤压电元件的问题发生。从而提高了压电阀的可靠性。
此外，流体经过隔膜的缘部与隔膜室的壁部之间的间隙流动，因而不需要设置把流体导入隔膜的一侧面与另一侧面所使用的通路，可以简化该压电阀的构成，降低压电阀的制造费用。
进一步，通过用弹性部件朝阀座方向向压电部件施力，在不驱动压电元件的场合，能使压电元件可靠地与隔膜接触，可避免压力流体的泄漏，进一步提高了压电阀的可靠性。
再者，由于设置了数个隔膜，各个隔膜可有选择地变位，因而，通过一个压电阀，就能控制导出到数个输出口的压缩空气的流动，不需要准备数个压电阀，可以简化使用该压电阀的机器构成。
权利要求
1.一种压电阀(10、100)，其特征是，包括配设在供给来自输入口管(14a、14b)流体的隔膜室(24a、24b)中并构成阀体的隔膜(38)；设置在上述隔膜(38)一个面上、使该隔膜(38)变位的压电元件(42)；与上述压电元件(42)相对的、设置在形成上述隔膜室(24a、24b)的壳体(12)上的缓冲部件(56、106)；设置在开口于上述壳体(12)内的输出口管(16)上、可与上述隔膜(38)的另一个面接触的阀座(52)，其中，在没有把驱动电力施加给上述压电元件(42)的状态下，上述隔膜(38)不储蓄弹性能量，与上述阀座(52)接触，使上述输出口管(16)处于闭合状态。
2.根据权利要求1所记载的压电阀(10、100)，其特征是，在上述隔膜(38)与上述壳体(12)之间形成与隔膜(38)分成两个的上述隔膜室(24a、24b)连通的间隙(45)，导入上述隔膜室(24a、24b)的流体经过上述间隙(45)自由地流动。
3.根据权利要求1所记载的压电阀(10、100)，其特征是，上述阀座(52)的与隔膜(38)接触的部位作成平滑状，另外，上述隔膜(38)由有弹性的金属板形成，隔膜(38)与阀座(52)接触的部位也作成平滑状。
4.根据权利要求3所记载的压电阀(10、100)，其特征是，在上述压电元件(42)的固定于由金属板形成的隔膜(38)的面上，通过该隔膜(38)施加驱动信号。
5.根据权利要求1所记载的压电阀(10、100)，其特征是，上述隔膜(38)由不锈钢，例如金属板制成。
6.根据权利要求1所记载的压电阀(10、100)，其特征是，在上述缓冲部件(56、106)上，在面对上述压电元件(42)的面上形成用于防止该缓冲部件(56、106)与该压电元件(42)粘合贴紧的槽部(58、110)。
7.根据权利要求1所记载的压电阀(10、100)，其特征是，上述缓冲部件(56、106)嵌入上述壳体(12)上所形成的凹部(57、104)中。
8.根据权利要求1所记载的压电阀(10、100)，其特征是，上述缓冲部件(56、106)由有弹性的树脂或橡胶制成。
9.根据权利要求1所记载的压电阀(10、100)，其特征是，上述压电元件(42)与壳体(12)之间设置有向阀座(52)的方向对隔膜(38)施加偏置力的弹性部件(114)，另外，在上述压电元件(42)上设有用于安装上述弹性部件(114)的支承部件(116)。
10.根据权利要求9所记载的压电阀(100)，其特征是，上述弹性部件(114)是螺旋弹簧。
11.根据权利要求9所记载的压电阀(100)，其特征是，上述支承部件(116)由有弹性的树脂、橡胶等材料制成。
12.根据权利要求1所记载的压电阀(10、100)，其特征是，在上述壳体(12)上朝隔膜室(24a、24b)突出地设置有支持部(30)，上述隔膜(38)由该支持部(30)保持。
13.根据权利要求1所记载的压电阀(10、100)，其特征是，在上述壳体(12)上设置有用于安装压电阀(10、100)的弹性的且可自由挠曲的杆部(20a、20b)，在杆部(20a、20b)上形成与安装上述压电阀(10、100)的机器配合的卡合爪(22a、22b)。
14.一种压电阀(200)，其特征是，包括配设在供给来自输入口管(250)流体的隔膜室(214a、214b)中并构成阀体的数个隔膜(222、224)；分别设置在上述隔膜(222、224)上、使该隔膜(222、224)变位的压电元件(226a～226d)；设置在开口形成上述的隔膜室(214a、214b)的壳体(202)内的数个输出口管(244、246)上、分别可与上述隔膜(222、224)接触的阀座(236、238)，在没有把驱动电力施加给上述压电元件(226a～226d)的状态下，上述隔膜(222、224)不储蓄弹性能量，与上述阀座(236、238)接触，使上述输出口管(244、246)处于闭合状态，同时，使上述数个隔膜(222、224)有选择地变位或同时变位，由此，有选择地或同时把上述流体导出到上述数个输出口管(244、246)中。
15.根据权利要求14所记载的压电阀(200)，其特征是，上述隔膜(222、224)、输出口管(244、246)及阀座(236、238)分别各设置两个，而且，上述两个阀座(236、238)相对地配置着，在上述两个阀座(236、238)之间相互平行地配设上述两个隔膜(222、224)。
16.根据权利要求14所记载的压电阀(200)，其特征是，在上述隔膜(222、224)与壳体(202)之间形成与由该隔膜(222、224)划分成两个的上述隔膜室(214a、214b)连通的间隙(225)，导入上述隔膜室(214a、214b)的流体可通过该间隙(225)自由地流动。
17.根据权利要求14所记载的压电阀(200)，其特征是，上述隔膜(222、224)由有弹性的金属板制成。
18.根据权利要求17所记载的压电阀(200)，其特征是，在上述压电元件(226a～226d)的固定于由金属板形成的隔膜(222、224)的面上，通过该隔膜(222、224)施加驱动信号。
19.根据权利要求14所记载的压电阀(200)，其特征是，上述隔膜(222、224)由不锈钢的例如金属板制成。
全文摘要
一种压电阀,具有隔膜,在没有把驱动信号施加给压电元件的状态下,上述隔膜与上述阀座接触,把隔膜室与通路隔开,即使引入隔膜室中的流体压力发生变化,隔膜不会产生任何变形,能可靠地与阀座接触。通路由盖部件可靠地封闭着,由此,能减少流体泄漏。另一方面,当驱动信号施加给压电元件时,隔膜产生挠曲,允许隔膜室与通路连通,把流体导入通路中。如果使压电元件过分地挠曲,由于压电元件与缓冲部件接触,可防止压电元件过分地变形,减少了损坏压电元件的可能。
文档编号F16K15/18GK1247593SQ98802496
公开日2000年3月15日 申请日期1998年12月11日 优先权日1997年12月12日
发明者宫添真司, 石川诚 申请人:Smc株式会社