| 【発明の名称】 |
流体制御バルブの開閉装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】岩▲崎▼ 善輔
【氏名】新澤 善一
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| 【要約】 |
【課題】バルブを直接的に駆動する構成で開閉の応答性が良く、取付姿勢に制約を受けずに取付けでき、バルブ開閉の途中開度で停止および保持可能なバルブ開閉装置の提供を目的とする。
【解決手段】流体制御バルブ１の開閉装置１０において、バルブボディ３に取付けられたブラケット１１と、ブラケット１１に固定される超音波リニアモータ１５，１５とを有し、リニアモータ１５はバタフライバルブ５の軸部５ａの外周に所定の押圧力で当接するセラミックスペーサ１９を備え，バタフライバルブ５の全開と全閉およびその途中開度での停止および該停止開度に保持可能であることを特徴とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 管路中に配設され該管路にほぼ直交する回転軸を有すると共に該回転軸の回転により該管路を開閉して移送流体を制御する流体制御バルブの開閉装置であって、前記管路または前記制御バルブの本体に取付けられた支持部材と、前記支持部材に固定される超音波リニアモータとを有し、前記超音波リニアモータは、前記回転軸と一体回転する部材に所定の押圧力で当接する振動子を備えることを特徴とする流体制御バルブの開閉装置。
【請求項２】 請求項１に記載の流体制御バルブの開閉装置であって、前記振動子は、前記制御バルブと一体に回転する回転部材の円筒面に当接することを特徴とする流体制御バルブの開閉装置。
【請求項３】 請求項１に記載の流体制御バルブの開閉装置であって、前記振動子は、前記回転軸と一体に回転する板状の回転部材の少なくとも一方の面に当接することを特徴とする流体制御バルブの開閉装置。
【請求項４】 管路中に配設され該管路にほぼ直交する軸部を有すると共に該軸部の軸方向の進退により該管路を開閉して移送流体を制御する流体制御バルブの開閉装置であって、前記管路または前記制御バルブの本体に取付けられた支持部材と、前記支持部材に固定される超音波リニアモータとを有し、前記超音波リニアモータは、前記制御バルブの軸部の外周に所定の押圧力で当接する振動子を備えることを特徴とする流体制御バルブの開閉装置。
【請求項５】 管路中に配設され該管路にほぼ直交する軸部を有すると共に該軸部の軸方向の進退により該管路を開閉して移送流体を制御する流体制御バルブの開閉装置であって、前記管路または前記制御バルブの本体に取付けられた支持部材と、前記支持部材に固定される超音波リニアモータと、前記軸部と前記支持部材とはそれぞれ互いに係合するねじ部とを有し、前記振動子は、前記軸部と一体に回転する回転部材の円筒面に当接することを特徴とする流体制御バルブの開閉装置。
【請求項６】 請求項５に記載の流体制御バルブの開閉装置であって、前記振動子は、前記軸部と一体に回転する板状の回転部材の少なくとも一方の面に当接することを特徴とする流体制御バルブの開閉装置。
【請求項７】 請求項１〜６のいずれかに記載の流体制御バルブの開閉装置であって、互いの振動子を対向して配置されるか互いの振動子を逆向きに配置される対の超音波リニアモータを有し、前記支持部材は、一方の超音波リニアモータの反振動子側端部を押圧する押圧部材を備える一方の壁部を有すると共に他方の超音波リニアモータの反振動子側端部に当接支持する他方の壁部を有することを特徴とする流体制御バルブの開閉装置。
【請求項８】 請求項１〜７のいずれかに記載の流体制御バルブの開閉装置であって、前記超音波リニアモータは、前記管路への取付姿勢に制約を受けずに取付け可能であると共に前記制御バルブの全開と全閉との途中開度での停止および該停止開度に保持可能であることを特徴とする流体制御バルブの開閉装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、流体制御バルブの開閉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の流体制御バルブとしては、例えば図１２に示すようなものが、シーケーディ株式会社、昭和６３年５月発行の商品カタログの２４０〜２４１ページに記載されている。これは一般流体用のうちの水用に用いられるパイロットキック式の電磁弁であり、ソレノイドの吸引力と流体（水）圧力とによって作動する構造のものである。
【０００３】この電磁弁１０１は、コイル１０３に通電されないときは、図示のように主弁１０５先端のゴム部１０５ａがバルブボディ１０７の入口１０７ａ側と出口１０７ｂ側とを連通する弁口１０９に着座して閉じている。バルブボディ１０７の上部のコイル１０３に通電されるとプランジャ１１１がコアアッセンブリ１１３に吸着されて弁座１１５が開き、主弁１０５内部の水が主弁１０５の軸心の孔１０５ｂを通って出口１０７ｂ側へ流れる。これにより主弁室１０５ｃ内の圧力が入口１０７ａ側の圧力よりも低くなり、主弁１０５が弁口１０９から浮き上り入口１０７ａ側と出口１０７ｂ側とが連通される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この電磁弁１０１の配管への取付け姿勢は、図１２示のようにコアアッセンブリ１１３を上にした鉛直姿勢に限定され、コアアッセンブリ１１３が配管の軸周りに水平より下向きに傾斜して取付けられると、重量の大きなプランジャ１１１が自重により通電時のようにコアアッセンブリ１１３側へ移動し、弁座１１５が開いたままになって、入口１０７ａ側と出口１０７ｂ側とが連通されたままになってしまうという問題がある。
【０００５】また、電磁弁１０１の開閉には、コイル１０３への通電、非通電により、重量の大きいプランジャ１１１を吸引しているので、応答性がよくない。
【０００６】そこで、本発明は、バルブを直接的に駆動する簡単な構成で開閉の応答性が良く、取付姿勢に制約を受けずに取付けでき、バルブ開閉の途中開度で停止および保持可能なバルブ開閉装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、管路中に配設され該管路にほぼ直交する回転軸を有すると共に該回転軸の回転により該管路を開閉して移送流体を制御する流体制御バルブの開閉装置であって、前記管路または前記制御バルブの本体に取付けられた支持部材と、前記支持部材に固定される超音波リニアモータとを有し、前記超音波リニアモータは、前記回転軸と一体回転する部材に所定の押圧力で当接する振動子を備えることを特徴とする。
【０００８】したがって、超音波領域の周波数の電圧が超音波リニアモータに印加されると、楕円運動する振動子が当接相手の、回転軸と一体回転する部材を直接回転させる簡単な駆動構成により、応答性良く回転軸が回転して管路が開閉され、例えば移送流体の流量が応答性良く制御される。
【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の流体制御バルブの開閉装置であって、前記振動子は、前記回転軸と一体に回転する回転部材の円筒面に当接することを特徴とする。
【００１０】したがって、請求項１の発明と同等の作用・効果が得られると共に、円筒面の内外いずれの面に振動子を当接させる構成にしてもよく、例えば円筒面の半径を増減して形成すれば、それに応じて増減した駆動トルクを回転部材に与えることが可能である。
【００１１】さらに、リニアモータを放射状に配置し、配置個数を増減して、各リニアモータで回転部材を同一方向に駆動し、駆動トルクを調整することも可能で、駆動トルク選定の自由度が向上する。
【００１２】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の流体制御バルブの開閉装置であって、前記振動子は、前記回転軸と一体に回転する板状の回転部材の少なくとも一方の面に当接することを特徴とする。
【００１３】したがって、請求項１の発明と同等の作用・効果が得られると共に、例えば板状の回転部材の両面にリニアモータの振動子を対向して配置すれば、両リニアモータの押圧力が相殺され、板状の回転部材を撓ませるような無理な負荷がかからないようにすることができる。
【００１４】また、板状の回転部材を用いることにより、配置するリニアモータの個数の増減や配置する半径位置の増減による駆動トルクの調整は一層容易になる。
【００１５】請求項４に記載の発明は、管路中に配設され該管路にほぼ直交する軸部を有すると共に該軸部の軸方向の進退により該管路を開閉して移送流体を制御する流体制御バルブの開閉装置であって、前記管路または前記制御バルブの本体に取付けられた支持部材と、前記支持部材に固定される超音波リニアモータとを有し、前記超音波リニアモータは、前記制御バルブの軸部の外周に所定の押圧力で当接する振動子を備えることを特徴とする。
【００１６】したがって、超音波領域の周波数の電圧が超音波リニアモータに印加されると楕円運動する振動子が当接相手のバルブの軸部を直接軸方向に進退させるので、管路が応答性良く開閉され、例えば移送流体の流量が応答性良く制御される。
【００１７】請求項５に記載の発明は、管路中に配設され該管路にほぼ直交する軸部を有すると共に該軸部の軸方向の進退により該管路を開閉して移送流体を制御する流体制御バルブの開閉装置であって、前記管路または前記制御バルブの本体に取付けられた支持部材と、前記支持部材に固定される超音波リニアモータと、前記軸部と前記支持部材とはそれぞれ互いに係合するねじ部とを有し、前記振動子は、前記軸部と一体に回転する回転部材の円筒面に当接することを特徴とする。
【００１８】したがって、リニアモータが軸部と一体回転する円筒面を直接回転させると、固定の支持部材とねじ係合している軸部が回転しながら軸方向に往復運動して、応答性良く制御バルブを開閉し、例えば移送流体の流量が応答性良く制御される。
【００１９】また、円筒面の内外いずれの面に振動子を当接させる構成にしてもよく、例えば円筒面の半径を増減して形成すれば、それに応じて増減した駆動トルクを回転部材に与えることが可能である。
【００２０】さらに、リニアモータを放射状に配置し、配置個数を増減して、各リニアモータで回転部材を同一方向に駆動し、駆動トルクを調整することも可能で、駆動トルク選定の自由度が向上する。
【００２１】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の流体制御バルブの開閉装置であって、前記振動子は、前記軸部と一体に回転する板状の回転部材の少なくとも一方の面に当接することを特徴とする。
【００２２】したがって、請求項５の発明と同等の作用・効果が得られると共に、例えば板状の回転部材の両面にリニアモータの振動子を対向して配置すれば、両モータの押圧力が相殺され、板状の回転部材を撓ませるような無理な負荷がかからないようにすることができる。
【００２３】また、板状の回転部材を用いることにより、配置するリニアモータの個数の増減や配置する半径位置の増減による駆動トルクの調整は一層容易になる。
【００２４】請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の流体制御バルブの開閉装置であって、互いの振動子を対向して配置されるか互いの振動子を逆向きに配置される対の超音波リニアモータを有し、前記支持部材は、一方の超音波リニアモータの反振動子側端部を押圧する押圧部材を備える一方の壁部を有すると共に他方の超音波リニアモータの反振動子側端部に当接支持する他方の壁部を有することを特徴とする。
【００２５】したがって、請求項１〜６のいずれかの発明と同等の作用・効果が得られると共に、リニアモータ支持部材の一方の壁部にだけ振動子を被駆動部材に押圧する押圧部材を備え、他方の壁部は反振動子側端部に当接し該端部を支持するだけという、より簡単な構成で振動子を被駆動部材に押圧できるので、部品点数、加工工数の低減と共に、装置の組み付けも容易となり、コストが低減される。
【００２６】請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれかに記載の流体制御バルブの開閉装置であって、前記超音波リニアモータは、前記管路への取付姿勢に制約を受けずに取付け可能であると共に前記制御バルブの全開と全閉との途中開度での停止および該停止開度に保持可能であることを特徴とする。
【００２７】したがって、請求項１〜７のいずれかの発明と同等の作用・効果が得られると共に、リニアモータは取付姿勢を選ばないので、前記従来例と異なり、取付けの自由度が向上する。
【００２８】また、例えばセンサ等によりバルブの回転角を検出して所望の開度にバルブの駆動を停止可能で、かつその停止状態に保持可能であり、移送流体の流量を無段階に可変制御することが可能となる。
【００２９】
【発明の実施の形態】［第１実施形態］本発明の第１実施形態を図１〜図３により説明する。図１は本実施形態の開閉装置１０を流体制御バルブ１に取り付けた状態の概略構成を示し、図１は図２のＡ−Ａ断面図であり、図２は図１のＢ−Ｂ断面図である。また、図３は図２のＣ−Ｃ断面図である。
【００３０】図１〜図３に示すように、制御バルブ１のバルブボディ（バルブの本体）３は、流体としての空気を移送する図外の配管（管路）に介装され、流量制御するバタフライバルブ５がその上下の軸部（回転軸）５ａを介してバルブボディ３内に回転自在に支持されている。バタフライバルブ５の軸部５ａにはスリーブ７が圧入、固定されている。スリーブ７の外周は表面硬化されている。
【００３１】そして、開閉装置１０のブラケット（支持部材）１１がバルブボディ３に固定され、ブラケット１１の中心部をバタフライバルブ５の軸部５ａが貫通している。なお、ブラケット１１は図外の配管に固定してもよい。
【００３２】開閉装置１０は駆動源として一対の超音波リニアモータ１５，１５（以下リニアモータ１５と略す）を備えている。リニアモータ１５は薄い矩形の圧電セラミックからなり、箱形の保持具１７に内蔵されている。
【００３３】また、圧電セラミックの先端側（軸部５ａ側）には硬質の９９％アルミナからなるセラミックスペーサ（振動子）１９，１９が接着され、セラミックスペーサ１９は止めねじ（押圧部材）２１により押圧され，所定の押圧力で軸部５ａのスリーブ７の外周に当接している。この当接した状態で、各保持具１７がブラケット１１にボルト２３により取り付けられている。
【００３４】こうして、一対のリニアモータ１５がバタフライバルブ５の軸部５ａを挟んでセラミックスペーサ１９を対向させて対称配置されている。
【００３５】なお、図２では、バタフライバルブ５の軸部５ａは鉛直に配置され、リニアモータ１５，１５（開閉装置１０）が水平状態に取付けられているが、開閉装置１０の取付姿勢、すなわちこの場合の軸部５ａの方向は制約を受けずに３６０度いずれの方向に配置されてもよい。また、所用の駆動トルクが得られれば、リニアモータ１５は１個だけ使用してもよい。
【００３６】つぎに、制御バルブ１および開閉装置１０の作用を説明する。
【００３７】圧電セラミックに取り付けられた所定の電極に超音波領域の周波数の電圧を印加すると、圧電セラミックがその周波数に共振し、縦方向の共振運動と横方向の共振運動とが合成され、バタフライバルブ５のスリーブ７に当接しているセラミックスペーサ１９の先端が楕円運動する。当接している両者１９，７間の摩擦により一対のリニアモータ１５，１５が同一方向にスリーブ７（軸部５ａ）を回転させ、バタフライバルブ５が流路を開閉作動する。開閉作動の速度の変更は電圧を変えることにより可能で、そのときの開閉速度変更のタイムラグもない。また軸部５ａの回転角度をセンサにより検出して開閉のストローク途中で開閉作動を停止することも可能で、その場合に、スリーブ７に当接しているセラミックスペーサ１９の押圧力により、バタフライバルブ５をその停止時開度に保持することができる。
【００３８】なお、一対のリニアモータ１５，１５が軸部５ａを挟んで対称配置されているので、軸部５ａの駆動トルクはリニアモータ１５が１個の場合の２倍の駆動トルクが得られると共に、軸部５ａに作用するセラミックスペーサ１９，１９の押圧力がバランスし、軸部５ａには曲げ負荷がかからない。
【００３９】また、軸部５ａに表面硬化したスリーブ７を設けているので、当接面に十分な耐摩耗性が得られる。
【００４０】こうして、本実施形態によれば、リニアモータ１５のセラミックスペーサ１９が直接バタフライバルブ５の軸部５ａを駆動する簡単な構成でバタフライバルブ５の開閉作用が応答性良く得られる。
【００４１】また、リニアモータ１５は取付姿勢を選ばないので、前記従来例と異なり、取付けの自由度が向上する。
【００４２】また、例えばセンサ等によりバタフライバルブ５の回転角を検出して所望の開度でバタフライバルブ５を停止可能で、かつその停止状態に保持可能であり、移送流体の流量を無段階に可変制御することが可能となる。
【００４３】なお、リニアモータ１５を１個用いることも可能である。
【００４４】［第２実施形態］本発明の第２実施形態を図４、図５により説明する。図４、図５は本実施形態の開閉装置３０部の概略構成を示し、図４ａは図４ｂのＤ−Ｄ断面図であり、図４ｂは図４ａのＥ−Ｅ断面図である。また、図５は図４ｂのＦ−Ｆ断面図である。
【００４５】この開閉装置３０は、超音波リニアモータ１５，１５（以下リニアモータ１５と略す）の支持構造およびリニアモータ１５による駆動構造が上記第１実施形態と異なり、その他の構成については第１実施形態と同じである。したがって、相違点を説明し、重複する説明は省略する。
【００４６】図４、図５に示すように、開閉装置３０のブラケット３１の中心部を貫通しているバタフライバルブ５の軸部（回転軸）５ｂの上端部にドラム（回転部材）３３がスプリングピン３５により固定されている。ドラム３３の内周面（円筒面）３３ａには表面硬化処理が施されている。一対のリニアモータ１５，１５は軸部５ｂを挟んで背中合せ（各セラミックスペーサ１９が互いに逆向き）に対称位置に配置され、セラミックスペーサ（振動子）１９，１９はドラム３３の内周面３３ａに所定の押圧力で当接している。なお、一対のリニアモータ１５，１５をドラム３３の外周側に配置し、セラミックスペーサ１９をドラム３３の外周面に当接させてもよい。
【００４７】このような構成により、本実施形態によれば、上記第１実施形態と同等の作用・効果が得られると共に、ドラム３３の内周面３３ａの半径を増減して形成すれば、それに応じた駆動トルクを軸部５ｂに与えることが可能である。
【００４８】さらに、リニアモータ１５を放射状に配置し、配置個数を増減して、各リニアモータ１５でドラム３３を同一方向に駆動し、駆動トルクを調整することも可能で、駆動トルク選定の自由度が向上する。
【００４９】また、リニアモータ１５を１個用いることも可能である。
【００５０】［第３実施形態］本発明の第３実施形態を図６により説明する。図６は本実施形態の開閉装置５０部の概略構成を示し、図６ａは図６ｂのＨ矢視図であり、図６ｂは図６ａのＧ−Ｇ断面図である。
【００５１】この開閉装置５０は、超音波リニアモータ１５，１５（以下リニアモータ１５と略す）による駆動構造が上記第１実施形態と異なり、その他の構成については第１実施形態と同じである。したがって、相違点を説明し、重複する説明は省略する。
【００５２】図６ｂに示すように、バタフライバルブ５の軸部（回転軸）５ｃに円板（回転部材）５１がスプリングピン３５により固定されている。一方、ブラケット（支持部材）５５がスリット５５ａ等により半径方向張り出し量を調整可能にバルブボディ３に固定され、リニアモータ１５，１５が円板５１を挟んで上下方向に対向してブラケット５５に取付けられている。電圧の印加時にはリニアモータ１５，１５は円板５１を同一方向に駆動する。
【００５３】このように、本実施形態によれば、上記第１実施形態と同等の作用・効果が得られると共に、円板５１の両面にリニアモータ１５のセラミックスペーサ（振動子）１９を対向して配置しているので、両リニアモータ１５，１５の押圧力が相殺され、円板５１を撓ませるような無理な負荷がかからない。
【００５４】また、円板５１を用いることにより、配置するリニアモータ１５の個数の増減やスリット５５ａ等によるブラケット５５の半径位置の増減により駆動トルクの調整は一層容易になる。
【００５５】なお、リニアモータ１５を１個用いることも可能である。
【００５６】［第４実施形態］本発明の第４実施形態を図７、図８により説明する。図７は本実施形態の開閉装置６０および流体制御バルブ２の概略構成を示し、図７ａは平面図であり、図７ｂは図７ａのＪ−Ｊ断面図である。図８は図７ｂのＫ−Ｋ断面図である。
【００５７】図７、図８に示すように、制御バルブ２が仕切りバルブ式である点が上記第１実施形態のバタフライバルブ式と異なり、その他の構成はほぼ同じである。したがって、相違点を主に説明し、重複する説明は省略する。
【００５８】制御バルブ２のバルブボディ（バルブの本体）４は、流体としての空気を移送する図外の配管（管路）に介装され、バルブボディ４の中央の仕切部４ａには入口側４ｂと出口側４ｃとを連通するポート４ｄが設けられている。バルブボディ４内には配管に対してほぼ垂直方向に進退可能にプランジャ６が支持されている。
【００５９】プランジャ６の軸部６ａは中間部材８を介してバルブボディ４に支持され、プランジャ６の頭部６ｂはバルブボディ４のポート４ｄのシート面４ｅに当接可能に配置されている。中間部材８にはシール８ａ，８ｂが配置され、それぞれバルブボディ４との間および軸部６ａとの間をシールしている。また、プランジャ６の軸部６ａにはスリーブ７ａが圧入、固定されている。スリーブ７ａの外周は角柱状に形成され、表面硬化されている。
【００６０】開閉装置６０のブラケット（支持部材）６１がバルブボディ４にボルト６３により固定され、ブラケット６１の中心部をプランジャ６の軸部６ａが貫通している。なお、ブラケット６１は図外の配管に固定してもよい。
【００６１】そして、一対の超音波リニアモータ１５，１５（以下リニアモータ１５と略す）は、それぞれ止めねじ２１によりプランジャ６の軸部６ａに向けて押圧され、セラミックスペーサ（振動子）１９，１９は所定の押圧力でスリーブ７ａの外周に当接している。この当接状態で各リニアモータ１５はブラケット６１にボルト２３により固定されている。こうして、セラミックスペーサ１９，１９は対向配置されている。
【００６２】なお、図７、図８では、プランジャ６の軸部６ａは鉛直に配置され、リニアモータ１５，１５（開閉装置６０）が水平状態に取付けられているが、開閉装置６０の取付姿勢、すなわちこの場合の軸部６ａの取付方向は制約を受けずに、３６０度いずれの方向に配置されてもよい。また、所用の駆動トルクが得られれば、リニアモータ１５は１個だけ使用してもよい。
【００６３】つぎに、制御バルブ２および開閉装置６０の作用を説明する。
【００６４】圧電セラミックに取り付けられた所定の電極に超音波領域の周波数の電圧を印加すると、圧電セラミックがその周波数に共振し、縦方向の共振運動と横方向の共振運動とが合成され、プランジャ軸部６ａのスリーブ７ａに当接しているセラミックスペーサ１９の先端が楕円運動する。当接している両者１９，７ａ間の摩擦によりスリーブ７ａと共に軸部６ａは図７、図８において上下方向に応答性良く駆動される。軸部６ａすなわちプランジャ６が下方へ移動し、頭部６ｂがポート４ｄのシート面４ｅに当接したところで、制御バルブ２は閉じる。プランジャ６が逆方向に移動すると、頭部６ｂがシート面４ｅから離れ制御バルブ２は開く。
【００６５】この開閉作動の速度の変更は電圧を変えることにより可能で、そのときの速度変更のタイムラグもない。また軸部６ａの移動量をセンサにより検出して開閉のストローク途中で開閉作動を停止することも可能で、その場合に、スリーブ７ａに当接しているセラミックスペーサ１９の押圧力により、プランジャ６をその停止時の開度に保持することができる。
【００６６】なお、一対のリニアモータ１５，１５が軸部を挟んで対称配置されているので、軸部を駆動する力はリニアモータ１５が１個の場合の２倍の駆動力が得られると共に、軸部６ａに作用するセラミックスペーサ１９，１９の押圧力がバランスし、軸部６ａには曲げ負荷がかからない。
【００６７】また、軸部６ａに表面硬化したスリーブ７ａを設けているので、当接面に十分な耐摩耗性が得られる。
【００６８】こうして、本実施形態によれば、リニアモータ１５のセラミックスペーサ１９が直接プランジャ６の軸部６ａを駆動する簡単な構成で制御バルブ２の開閉作用が応答性良く得られる。
【００６９】また、リニアモータ１５は取付姿勢を選ばないので、前記従来例と異なり、取付けの自由度が向上する。
【００７０】また、例えばセンサ等によりプランジャ６の移動量を検出して所望の開度でプランジャ６を停止可能で、かつその停止状態に保持可能であり、移送流体の流量を無段階に可変制御することが可能となる。
【００７１】なお、リニアモータ１５を１個用いることも可能である。
【００７２】［第５実施形態］本発明の第５実施形態を図９により説明する。図９は本実施形態の開閉装置６０および流体制御バルブ２の概略構成を示す断面図である。
【００７３】この実施形態は、プランジャ９が、超音波リニアモータ１５（以下リニアモータ１５と略す）により回転駆動される点と、バルブボディ４（固定側）とねじ係合されている点が上記第４実施形態と異なり、その他の構成は第４実施形態と同じである。したがって、相違点を主に説明し、重複する説明は省略する。
【００７４】図９に示すように、開閉装置６０のブラケット（支持部材）７１は、バルブボディ４の上端部４ｆにねじ結合され、固定されている。また、バルブボディ４の上端部４ｆの内径側には、めねじを有するねじ部材１２がバルブボディ４に一体化されている。そして、リニアモータ１５，１５は図示しないボルト２３（図７参照）によりブラケット７１に取付けられている。
【００７５】一方、プランジャ９の軸部９ａには、ねじ部材１２とねじ係合するおねじ部９ｂが形成されている。また、プランジャ９の軸部９ａの上端部はドラム３３にスプリングピン３５により一体化されている。そして、ドラム３３の内周面（円筒面）３３ａには表面硬化処理が施されている。
【００７６】一対のリニアモータ１５，１５は軸部９ａを挟んで背中合せに対称位置に配置され、セラミックスペーサ（振動子）１９，１９はドラム３３の内周面３３ａに所定の押圧力で当接している。なお、一対のリニアモータ１５，１５をドラム３３の外周側に配置し、セラミックスペーサ１９をドラム３３の外周面に当接させてもよい。
【００７７】このような構成により、リニアモータ１５，１５によりドラム３３が回転駆動されると、ドラム３３と一体化されているプランジャ９が回転し、プランジャ９は固定側のバルブボディ４とねじ部材１２を介してねじ係合しているので、プランジャ９はドラム３３と共に応答性良く上下方向に移動する。図９は、プランジャ９の下降のストロークエンドでポート４ｄが閉じた状態を示す。逆に、プランジャ９が上昇するとポート４ｄが開く。なお、プランジャ９は上下移動のストロークの途中で無段階に停止可能であり、またその停止位置に保持可能である。
【００７８】こうして、本実施形態によれば、上記第４実施形態（図７、図８）と同様の作用・効果が得られると共に、ドラム３３の内周面３３ａの半径を増減して形成すれば、それに応じた駆動トルクを軸部９ａに与えることが可能である。
【００７９】さらに、リニアモータ１５を放射状に配置し、配置個数を増減して、各リニアモータ１５でドラム３３を同一方向に駆動し、駆動トルクを調整することも可能で、駆動トルク選定の自由度が向上する。
【００８０】また、リニアモータ１５を１個用いることも可能である。
【００８１】［第６実施形態］本発明の第６実施形態を図１０により説明する。図１０は本実施形態の開閉装置８０および流体制御バルブ２の概略構成を示す断面図である。
【００８２】この実施形態は、超音波リニアモータ１５，１５（以下リニアモータ１５と略す）によるプランジャ１４の駆動構造が上記第４実施形態と異なり、その他の構成については第４実施形態（図７、図８）と同じである。したがって、相違点を説明し、重複する説明は省略する。
【００８３】図１０に示すように、プランジャ１４の軸部１４ａの上端部に円板（回転部材）５１がスプリングピン３５により固定されている。そして、リニアモータ１５，１５が円板５１を挟んで上下方向に対向してブラケット８１に取付けられている。ブラケット（支持部材）８１はバルブボディ４の上端部４ｆにねじ結合され、固定されている。電圧の印加時にはリニアモータ１５，１５は円板５１を同一方向に回転駆動する。
【００８４】一方、プランジャ１４の軸部１４ａには、ねじ部材１２とねじ係合するおねじ部１４ｂが形成されている。リニアモータ１５，１５により円板５１が回転駆動されると、プランジャ１４の軸部１４ａは円板５１と共に回転しつつ、上下動する。このとき、リニアモータ１５，１５はブラケット８１の縦壁８１ａと共に、ブラケット８１の図示しない縦レールに沿って上下動する。
【００８５】このような構成により、本実施形態によれば、上記第４実施形態と同等の作用・効果が得られると共に、円板５１の両面にリニアモータ１５のセラミックスペーサ（振動子）１９を対向して配置しているので、両リニアモータ１５，１５の押圧力が相殺され、円板５１を撓ませるような無理な負荷がかからない。
【００８６】また、円板５１を用いることにより、配置するリニアモータ１５の個数の増減や配置する半径位置の増減により駆動トルクの調整は一層容易になる。
【００８７】なお、リニアモータ１５を１個用いることも可能である。
【００８８】［第７実施形態］本発明の第７実施形態を図１１により説明する。図１１は本実施形態の開閉装置９０の超音波リニアモータ１５，１５（以下リニアモータ１５と略す）の取付構造の概略を示し、図１１ａは平面図であり、図１１ｂは図１１ａのＬ−Ｌ断面図である。
【００８９】本実施形態では、開閉装置９０のリニアモータ１５のブラケット（支持部材）９１への取付構造が上記第４実施形態（図７、図８）と相違し、その他の構成は第４実施形態と同じである。したがって、相違点を主に説明し、重複する説明は省略する。
【００９０】図１１に示すように、この開閉装置９０では、リニアモータ１５，１５の各セラミックスペーサ（振動子）１９をプランジャ軸部６ａのスリーブ７ａに所定の押圧力で押圧する止めねじ（押圧部材）２１がブラケット９１の右方壁部９１ａにだけ取付けられている。
【００９１】このような構成により、止めねじ２１により右方のリニアモータ１５のセラミックスペーサ１９をスリーブ７ａに所定の押圧力で当接させると、その反力がブラケット８１の左方壁部９１ｂの内側面９１ｃを介して左方のリニアモータ１５のセラミックスペーサ１９に作用し、そのセラミックスペーサ１９を同じ押圧力でスリーブ７ａに当接させる。
【００９２】こうして、本実施形態によれば、上記第４実施形態と同等の作用・効果が得られると共に、止めねじ２１をブラケット９１の右方壁部９１ａにだけ取付けることで済むので、それだけ部品点数および加工工数が低減されると共に取付作業が容易になる。
【００９３】なお、一対のリニアモータ１５のセラミックスペーサ１９を対向させて取付ける構成の駆動装置（開閉装置）の場合には、本実施形態の止めねじ２１による押圧構造を適用することができる。また、駆動が回転駆動のみではなく、リニア駆動にも適用することができる。
【００９４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、超音波領域の周波数の電圧が超音波リニアモータに印加されると、楕円運動する振動子が当接相手の、回転軸と一体回転する部材を直接回転させる簡単な駆動構成により、応答性良く回転軸が回転して管路が開閉され、例えば移送流体の流量が応答性良く制御される。
【００９５】こうして、超音波リニアモータの振動子が直接バルブの回転軸と一体回転する部材を駆動する簡単な構成で上記の効果が得られる。
【００９６】請求項２に記載の発明によれば、請求項１の発明と同等の効果が得られると共に、円筒面の内外いずれの面に振動子を当接させる構成にしてもよく、例えば円筒面の半径を増減して形成すれば、それに応じて増減した駆動トルクを回転部材に与えることが可能である。
【００９７】さらに、リニアモータを放射状に配置し、配置個数を増減して、各リニアモータで回転部材を同一方向に駆動し、駆動トルクを調整することも可能で、駆動トルク選定の自由度が向上する。
【００９８】請求項３に記載の発明によれば、請求項１の発明と同等の効果が得られると共に、例えば板状の回転部材の両面にリニアモータの振動子を対向して配置すれば、両モータの押圧力が相殺され、板状の回転部材を撓ませるような無理な負荷がかからないようにすることができる。
【００９９】また、板状の回転部材を用いることにより、配置するリニアモータの個数の増減や配置する半径位置の増減による駆動トルクの調整は一層容易になる。
【０１００】請求項４に記載の発明によれば、超音波領域の周波数の電圧が超音波リニアモータに印加されると楕円運動する振動子が当接相手のバルブの軸部を直接軸方向に進退させるので、管路が応答性良く開閉され、例えば移送流体の流量が応答性良く制御される。
【０１０１】こうして、超音波リニアモータの振動子が直接バルブの軸部を軸方向に往復駆動する簡単な構成で上記の効果が得られる。
【０１０２】請求項５に記載の発明によれば、リニアモータが回転部材、すなわち軸部を回転させると、固定の支持部材とねじ係合している軸部が回転しながら軸方向に往復運動して、応答性良く制御バルブを開閉し、例えば移送流体の流量が応答性良く制御される。
【０１０３】また、円筒面の内外いずれの面に振動子を当接させる構成にしてもよく、例えば円筒面の半径を増減して形成すれば、それに応じて増減した駆動トルクを回転部材に与えることが可能である。
【０１０４】さらに、リニアモータを放射状に配置し、配置個数を増減して、各リニアモータで回転部材を同一方向に駆動し、駆動トルクを調整することも可能で、駆動トルク選定の自由度が向上する。
【０１０５】こうして、超音波リニアモータの振動子が直接バルブの軸部を軸方向に往復駆動する簡単な構成で上記の効果が得られる。
【０１０６】請求項６に記載の発明によれば、請求項５の発明と同等の効果が得られると共に、例えば板状の回転部材の両面にリニアモータの振動子を対向して配置すれば、両モータの押圧力が相殺され、板状の回転部材を撓ませるような無理な負荷がかからないようにすることができる。
【０１０７】また、板状の回転部材を用いることにより、配置するリニアモータの個数の増減や配置する半径位置の増減による駆動トルクの調整は一層容易になる。
【０１０８】請求項７に記載の発明によれば、請求項１〜６のいずれかの発明と同等の効果が得られると共に、リニアモータ支持部材の一方の壁部にだけ振動子を被駆動部材に押圧する押圧部材を備え、他方の壁部は反振動子側端部に当接し該端部を支持するという、より簡単な構成で振動子を被駆動部材に押圧できるので、部品点数、加工工数の低減と共に、装置の組み付けも容易となり、コストが低減される。
【０１０９】請求項８に記載の発明によれば、請求項１〜７のいずれかの発明と同等の効果が得られると共に、リニアモータは取付姿勢を選ばないので、前記従来例と異なり、取付けの自由度が向上する。
【０１１０】また、例えばセンサ等によりバルブの回転角を検出して所望の開度でバルブの駆動を停止可能で、かつその停止状態に保持可能であり、移送流体の流量を無段階に可変制御することが可能となる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９７０５１２３０
【氏名又は名称】ピーアンドシー株式会社
【識別番号】５９７０５１２４１
【氏名又は名称】新澤 善一
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）４月１５日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 秀和 （外８名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−３０４０３２ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１１月５日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−１０４９４７ |
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