図面 (/)

技術 急動弁

出願人 ディエトマルノイハウス
発明者 ディエトマルノイハウス
出願日 1998年12月28日 (21年4ヶ月経過) 出願番号 1998-373057
公開日 1999年10月5日 (20年6ヶ月経過) 公開番号 1999-270727
状態 特許登録済
技術分野 弁の操作手段一般;電気駆動弁
主要キーワード ホース管 マイクロシステム技術 衝撃面 収縮体 構造寸法 電気パルス信号 衛星制御 圧電素材
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1999年10月5日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (2)

課題

交換時間が短く、大きな弁の開口度が得られる弁の提供。

解決手段

弁は、ハウジング(10)の中に、弁体(19)により閉鎖される弁座(17)が配されているチャンバ(11)を有する。弁座(17)は、アクチュエータ(15)により急激に移動させられ、弁体(19)は自身の慣性のためにその動きに追随できず、弁座(17)がごくわずか開く。その後、弁体(19)は、アクチュエータ(15)によって、弁座(17)と一緒に動かされたプランジャ(20)にぶつかる。この衝撃によって、弁体(19)は弁座(17)から全く離され、その結果、流出口(13)が完全に開放される。それから、流れが、閉鎖位置に弁体(19)を追い戻す。

概要

背景

ある種の用途においては、液体を急激に流せるとともに、高頻度交換が可能な急動弁が必要である。このような弁の使用例としては、マイクロシステム技術の分野のみならず、体積を厳密に限定した気体試料分光分析にかける試料分光計、衛星制御ノズルへの電圧印加等がある。このような用途では、かなり短い交換時間と高い反復頻度の弁が要求される。

概要

交換時間が短く、大きな弁の開口度が得られる弁の提供。

弁は、ハウジング(10)の中に、弁体(19)により閉鎖される弁座(17)が配されているチャンバ(11)を有する。弁座(17)は、アクチュエータ(15)により急激に移動させられ、弁体(19)は自身の慣性のためにその動きに追随できず、弁座(17)がごくわずか開く。その後、弁体(19)は、アクチュエータ(15)によって、弁座(17)と一緒に動かされたプランジャ(20)にぶつかる。この衝撃によって、弁体(19)は弁座(17)から全く離され、その結果、流出口(13)が完全に開放される。それから、流れが、閉鎖位置に弁体(19)を追い戻す。

目的

本発明は、短時間で交換できる一方、弁体を弁座からかなりの距離離れさせ、その結果、弁の開口が完全に開放され、より長時間開放されている、気体及び液体のための急動弁の提供を目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

流入口と、流出口と、移動が可能な弁体により閉鎖される弁座とを有するチャンバを備えた急動弁において、弁座を支持し、作動信号に応じて、弁座を弁体に対して変位させるアクチュエータと、弁座につながっており、弁座が変位されることによって弁体に衝撃を加えるプランジャとを備えたことを特徴とする急動弁。

請求項2

アクチュエータが圧電体である請求項1記載の急動弁。

請求項3

アクチュエータが、それぞれの間に電極層が配された複数の圧電層を含む請求項2記載の急動弁。

技術分野

0001

本発明は、流入口と、流出口と、移動が可能な弁体によって閉鎖される弁座とを有するチャンバを備えた急動弁に関する。

背景技術

0002

ある種の用途においては、液体を急激に流せるとともに、高頻度交換が可能な急動弁が必要である。このような弁の使用例としては、マイクロシステム技術の分野のみならず、体積を厳密に限定した気体試料分光分析にかける試料分光計、衛星制御ノズルへの電圧印加等がある。このような用途では、かなり短い交換時間と高い反復頻度の弁が要求される。

発明が解決しようとする課題

0003

米国特許5,037,062 により、弁座に球が配置された急動玉弁が周知である。弁座を横切る方向に作動する作動装置使い、球に側面から衝撃を加えることによって球を取り除くことができる。球のこの変位により起きた流れが球を弁座の上に戻す。このタイプの弁は衝撃を加える装置の正確な心合わせを必要とし、また同じ衝撃を加える動作の再現が難しい。

0004

先行公報PCT/EP98/05091(後に公告)は、作動信号に応じて、弁体が追随できないほど速く弁座を弁体から離すアクチュエータによって弁座が支持されている急動弁を開示している。この設計では、弁座からの弁体の距離は、弁座が移動する量によって決まる。従って、これらの弁の開放時間は比較的短い時間でしかない。

0005

本発明は、短時間で交換できる一方、弁体を弁座からかなりの距離離れさせ、その結果、弁の開口が完全に開放され、より長時間開放されている、気体及び液体のための急動弁の提供を目的とする。

課題を解決するための手段

0006

第1発明の急動弁は、流入口と、流出口と、移動が可能な弁体により閉鎖される弁座とを有するチャンバを備えた急動弁において、弁座を支持し、作動信号に応じて、弁座を弁体に対して変位させるアクチュエータと、弁座につながっており、弁座が変位されることによって弁体に衝撃を加えるプランジャとを備えたことを特徴とする。即ち、本発明の急動弁は、弁体を収納し、弁座を指示するハウジングを備えており、その内部に前記チャンバを有する。

0007

第2発明の急動弁は、第1発明のアクチュエータが圧電体であることを特徴とする。

0008

第3発明の急動弁は、第2発明のアクチュエータが、それぞれの間に電極層が配された複数の圧電層を含むことを特徴とする。

0009

周知の弁と比べた場合、本発明の弁は、アクチュエータがプランジャと一緒に弁座を動かすことにより開放される。プランジャと弁座との間には関連した動作は起きない。球が、最初は自身の慣性だけで弁座から移動し、そしてプランジャにぶつかり、この一撃によって弁座から向こうへ押しやられるほど、弁座の動きが速い。アクチュエータの動きは、最初は弁座から球を離す役目をする。ここで、プランジャは、弁座から離れたばかりの球に、反対方向へ弁座から押しやるほどの強い一撃を加える。従って、球が弁座から完全に移動し、弁の開口は、開くだけではなく、単なる変位で開くであろうよりも大きく開放される。

0010

本発明の急動弁は、100 μs 以下のオーダーの短い交換時間が得られるように設計することができる。実際には、400 〜1000Hzの反復頻度が達成された。もちろん、応答速度と反復頻度とは弁の構造寸法によって決まり、特に弁体の質量によっても決まる。質量を小さくするためには、弁体の密度が低くなくてはならない。例えば、弁体が空洞であってもよい。

0011

本発明の弁は、特に気体の交換を意図している。しかし、液体の交換にも用いることができる。この弁は、例えば内燃機関燃料噴射に適している。

0012

弁座を支持しているアクチュエータは、作動信号に応じて収縮する圧電収縮体として設計されることが好ましい。代わりに、アクチュエータは、例えば電気機械的に作動するものであってもよい。弁座の加速度が、少しの時間、媒体の圧力により弁体に加わる加速度より高くなることが必要である。

発明を実施するための最良の形態

0013

弁は、周囲から密閉されているチャンバ11を囲むハウジング10を備えている。チャンバ11は、共通の軸線上に配列された流入口12と流出口13とを有する。流入口12は交換すべき媒体の圧力源(不図示)に連結しており、一方、流出口13は負荷もしくはユーザに連結している。

0014

ハウジング10を支持しているアクチュエータ15は、固定された搭載手段14の上に配置されている。さらに、搭載手段14は、流入口12に連結されている可撓性パイプ又はホース管16を固定する役目もしている。

0015

アクチュエータ15は、それぞれの間に薄い金属のシートが配された複数の圧電層を含む圧電収縮体である。従って、圧電素材により、複数のコンデンサ誘電体として形成されている。シートに電圧印加されると、シートの間の圧電層が膨張する。この電圧が下げられるか、遮断されると、層は再び収縮する。

0016

弁は流出口13の部分に弁座17を有し、弁座は、弁体19、本発明の場合は球、によって密封されることが可能である。ハウジング10には、固定されたピン形のプランジャ20が設けられており、弁体19である球が閉鎖位置にあるとき、プランジャ20は球の径方向に沿って中心に向く。プランジャ20はアクチュエータ15の軸方向に向けられており、言い換えれば、アクチュエータ15が衝撃を加える方向と同じ方向を向いている。閉鎖位置にある弁体19とプランジャ20との間には、数μmオーダーのすきま又はギャップ21が設けられている。弁体19及びプランジャ20は金属製であることが好ましい。

0017

図示した弁は以下のように動く。閉鎖位置において、管16から与えられた圧力がチャンバ11に達し、これにより、弁体19が弁座17に押し付けられる。従って、流出口13が閉鎖される。弁体19はプランジャ20のわずか上に位置している。弁を短時間開放するために、アクチュエータ15に電気パルス信号が与えられ、それによってアクチュエータ15は長手方向に急激に膨張する。それによって、ハウジング10は弁座17を横切る方向へ加速される。弁体19は、自身の慣性のために弁座17の動きに追随できず、その結果、弁座17をわずかに開放する。その後、プランジャ20が弁体19にぶつかる。この弾性衝撃のために、弁体19はプランジャ20と反対の方向へ弁座17から押しやられる。プランジャ20は弁座17の平面と平行方向に向けられており、プランジャ20の衝撃面又は端面は弁座17の平面と垂直な方向に展延している。プランジャ20の助力で弁座から弁体19を押しのけることによって弁が開き、いまや液体は弁体19を超え、流出口13を通って流れることができる。この流れの作用によって、弁体19は再び弁座17の方へ動かされ、ついには弁座を再び閉じる。励起電圧が遮断されると、アクチュエータ15は収縮状態に戻る。

0018

弁は、図中における水平方向だけの動きが可能なだけではなく、他のいかなる方向にも動く。これは、もしも、流入と流出との間に十分な差圧があるとすれば、弁座17の方向に弁体19を押し戻す流力が重力よりはるかに大きいという事実が理由である。

発明の効果

0019

本発明の急動弁は、短時間で交換できる一方、弁体を弁座からかなりの距離離れさせ、その結果、弁の開口が完全に開放され、より長時間開放されているという優れた効果を奏する。

図面の簡単な説明

0020

図1本発明の急動弁の長手方向断面の模式図である。

--

0021

10ハウジング
11チャンバ
12 流入口
13 流出口
14 搭載手段
15アクチュエータ
16ホース管
17弁座
19弁体
20プランジャ
21 ギャップ

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 株式会社不二工機の「 制御弁」が 公開されました。( 2020/02/13)

    【課題】制御弁の小型軽量化を可能にする制御弁およびその製造方法を提供する。【解決手段】制御弁1は、内部に弁室VSが形成された弁本体10と、弁本体に固着された接続部材20と、弁本体に固着されたキャン30... 詳細

  • マニェティ・マレリ・ソシエタ・ペル・アチオニの「 自動車用途向けフレキシブルリニア電動アクチュエータ」が 公開されました。( 2020/02/13)

    【課題】自動車用途向けアクチュエータを提供する。【解決手段】この発明の自動車用途向けアクチュエータは、モータ手段(12)を収容する本体(8)と、伝達手段(16)と、伝達手段(16)によってモータ手段に... 詳細

  • 日本ギア工業株式会社の「 バルブアクチュエータ」が 公開されました。( 2020/02/06)

    【課題】ローカルモードにおいて、制御情報を音声入力により設定・変更可能なバルブアクチュエータを提供することを課題とする。【解決手段】モータ2と、前記モータ2の回転を減速してバルブを駆動する歯車列3を収... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ