特開 2023-73607 電空変換機構及び電空変換構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023073607

(43)【公開日】2023-05-26

(54)【発明の名称】電空変換機構及び電空変換構造

(51)【国際特許分類】

   F15B 5/00 20060101AFI20230519BHJP

【ＦＩ】

F15B5/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021186163

(22)【出願日】2021-11-16

(71)【出願人】

【識別番号】000006666

【氏名又は名称】アズビル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098394

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】野見山 隆

【テーマコード（参考）】

3H086

【Ｆターム（参考）】

3H086CA09

3H086CB01

3H086CB15

3H086CB18

3H086CC06

3H086CC07

3H086CC27

(57)【要約】

【課題】電空変換機構及びこれを備える電空変換構造を小型化する。
【解決手段】電空変換機構１０は、電気信号を空気圧信号に変換する。電空変換機構１０は、空気が供給される第１端Ｅ１及び前記空気を放出する第２端Ｅ２を備える第１空気流路Ｒ１と、第１空気流路Ｒ１の途中に接続された、第１空気流路Ｒ１内の空気圧の変化を空気圧信号として取り出すための第２空気流路Ｒ２と、を備える流路部材２０を備える。電空変換機構１０は、第１空気流路Ｒ１の第２端Ｅ２から放出される空気の放出量を変化させることで空気圧を変化させる可変絞り機構３０も備える。可変絞り機構３０は、変形することで前記空気の放出量を変化させるダイアフラム３１と、ダイアフラム３１上に形成され、電気信号により変形することでダイアフラムを変形させる圧電素子３２と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気信号を空気圧信号に変換する電空変換機構であって、
空気が供給される第１端及び前記空気を放出する第２端を備える第１空気流路と、前記第１空気流路の途中位置に接続された、前記第１空気流路内の空気圧の変化を空気圧信号として取り出すための第２空気流路と、を備える流路部材と、
前記第１空気流路の前記第１端と前記途中位置との間に設けられた固定絞りと、
前記第１空気流路の前記第２端から放出される前記空気の放出量を変化させることで前記空気圧を変化させる可変絞り機構と、を備え、
前記可変絞り機構は、変形することで前記放出量を変化させるダイアフラムと、当該ダイアフラム上に形成され、電気信号により変形することで前記ダイアフラムを変形させる圧電素子と、を備える、
電空変換機構。

【請求項2】

前記ダイアフラムは、前記第２端と前記途中位置との間の位置で前記第１空気流路を形成しており、変形することで前記第１空気流路の断面積を変化させ、これにより前記放出量を変化させる、
請求項１に記載の電空変換機構。

【請求項3】

前記可変絞り機構は、前記ダイアフラムを前記第２端と対向させた状態で支持する支持部をさらに備え、
前記ダイアフラムは、変形することで前記第２端との距離が変化し、これにより、前記放出量を変化させる、
請求項１に記載の電空変換機構。

【請求項4】

前記支持部は、前記ダイアフラムの前記圧電素子を挟んだ少なくとも両端と接続されている、
請求項３に記載の電空変換機構。

【請求項5】

前記ダイアフラムと前記支持部とが一体的に形成されている、
請求項３又は４に記載の電空変換機構。

【請求項6】

前記流路部材及び前記可変絞り機構がＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）の少なくとも一部である、
請求項１～５のいずれか１項に記載の電空変換機構。

【請求項7】

それぞれが請求項１～６のいずれか１項に記載の電空変換機構である複数の電空変換機構を有し、
前記複数の電空変換機構それぞれの前記第１空気流路は、前記空気の供給元に並列に接続されており、
前記複数の電空変換機構それぞれの前記第２空気流路は、前記空気圧信号の出力先に並列に接続されている、
電空変換構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気信号を空気圧信号に変換する電空変換機構及び電空変換構造に関する。

【背景技術】

【0002】

電気信号を空気圧信号に変換する電空変換機構には、ノズルフラッパ機構が用いられる。ノズルフラッパ機構は、特許文献１が開示するように、ノズルに対向するフラッパを電気信号に基づいて変位させることにより、ノズル内の圧力であるノズル背圧を変化させる。ノズル背圧の変化は、空気圧信号として取り出される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－２０７６４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１が開示するように、従来から利用されているノズルフラッパ機構には、フラッパを変位させるための励磁コイルなどが使用される。この励磁コイルなどは小型化に限界があり、従来のノズルフラッパ機構は大きくなってしまう傾向にある。

【0005】

本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、電空変換機構及びこれを備える電空変換構造を小型化することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため、本発明に係る電空変換機構は、電気信号を空気圧信号に変換する電空変換機構であって、空気が供給される第１端及び前記空気を放出する第２端を備える第１空気流路と、前記第１空気流路の途中位置に接続された、前記第１空気流路内の空気圧の変化を空気圧信号として取り出すための第２空気流路と、を備える流路部材と、前記第１空気流路の前記第１端と前記途中位置との間に設けられた固定絞りと、前記第１空気流路の前記第２端から放出される前記空気の放出量を変化させることで前記空気圧を変化させる可変絞り機構と、を備え、前記可変絞り機構は、変形することで前記放出量を変化させるダイアフラムと、当該ダイアフラム上に形成され、電気信号により変形することで前記ダイアフラムを変形させる圧電素子と、を備える。

【0007】

前記ダイアフラムは、前記第２端と前記途中位置との間の位置で前記第１空気流路を形成しており、変形することで前記第１空気流路の断面積を変化させ、これにより前記放出量を変化させる、ようにしてもよい。

【0008】

前記可変絞り機構は、前記ダイアフラムを前記第２端と対向させた状態で支持する支持部をさらに備え、前記ダイアフラムは、変形することで前記第２端との距離が変化し、これにより、前記放出量を変化させる、ようにしてもよい。

【0009】

前記支持部は、前記ダイアフラムの前記圧電素子を挟んだ少なくとも両端と接続されている、ようにしてもよい。

【0010】

前記支持部は、前記ダイアフラムの前記圧電素子を挟んだ少なくとも両端と接続されている、ようにしてもよい。

【0011】

前記ダイアフラムと前記支持部とが一体的に形成されている、ようにしてもよい。

【0012】

前記流路部材及び前記可変絞り機構がＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）の少なくとも一部である、ようにしてもよい。

【0013】

本発明に係る電空変換構造は、それぞれが上記の電空変換機構である複数の電空変換機構を有し、前記複数の電空変換機構それぞれの前記第１空気流路は、前記空気の供給元に並列に接続されており、前記複数の電空変換機構それぞれの前記第２空気流路は、前記空気圧信号の出力先に並列に接続されている。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、電空変換機構及びこれを備える電空変換構造が小型化される。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、本発明の第１実施形態に係る電空変換機構及びその周辺の構成を示す構成図である。

【図2】図２は、図１のＡ－Ａ断面及び周辺構成を示す構成図である。

【図3】図３は、図１のＢ－Ｂ断面図である。

【図4】図４は、第１実施形態の変形例を示す断面図である。

【図5】図５は、本発明の第２実施形態に係る電空変換機構の平面図である。

【図6】図６は、図５のＣ－Ｃ断面図である。

【図7】図７は、本発明の第３実施形態に係る電空変換機構の平面図である。

【図8】図８は、図７のＤ－Ｄ断面及び周辺構成を示す構成図である。

【図9】図９は、本発明の第４実施形態に係る電空変換構造の構成図である。

【図10】図１０は、本発明の第４実施形態に係る電空変換構造の構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施の形態に係る電空変換機構、及び、複数の電空変換機構を備える電空変換構造について、図面を参照しながら説明する。

【0017】

＜第１実施形態＞
図１及び図２に示すように、第１実施形態に係る電空変換機構１０は、電空変換器１に使用されている。電空変換器１は、電空変換機構１０の他、制御回路７０と、パイロットリレー（空気圧増幅器）８０と、を備える。制御回路７０は、マイクロコンピュータ又は論理回路などを含んで構成されている。制御回路７０は、上位装置Ｕから送られてくる設定空気圧と、制御対象である調節弁Ｖ（配管の途中に設けられたバルブなど）の操作器への出力空気圧との偏差を求める。出力空気圧は、当該出力空気圧の経路の途中に設けられたセンサＳにより測定される。制御回路７０は、求めた偏差に応じた電気信号を制御信号として生成し、電空変換機構１０に出力する。電空変換機構１０は、制御回路７０からの制御信号を空気供給源ＡＳからの空気を用いて空気圧信号に変換し、変換した空気圧信号をパイロットリレー８０に出力する。パイロットリレー８０は、電空変換機構１０から出力される空気圧信号を増幅し、増幅した空気圧信号を出力空気圧として調節弁Ｖの操作器へ出力する。そして、出力された出力空気圧により操作器が動作することで、調節弁Ｖの弁開度が操作される。

【0018】

電空変換機構１０は、第１空気流路Ｒ１及び第１空気流路Ｒ１の途中に接続された第２空気流路Ｒ２を備える流路部材２０と、流路部材２０に搭載された可変絞り機構３０と、を備える。

【0019】

図１～図３に示すように、流路部材２０は、ベースとなる第１部材２１と、第１部材２１に固定され第２部材２２と、を備える。第１部材２１は、直方体形状に形成されている。第１部材２１は、第２部材２２が固定される上面に開口する溝２１Ａを備える。第２部材２２は、板状に形成されており、第１部材２１の溝２１Ａを覆うように第１部材２１に固定されている。第２部材２２は、溝２１Ａを覆うことで、溝２１Ａの内面とともに、空気供給源ＡＳから供給される空気の流路である第１空気流路Ｒ１を形成している。第２部材２２には、貫通孔からなる第２空気流路Ｒ２が形成されている。第２空気流路Ｒ２は、第１空気流路Ｒ１の所定の途中位置に接続されている。

【0020】

第１空気流路Ｒ１は、直線状に形成されている。第１空気流路Ｒ１は、空気供給源ＡＳからの空気が流れる流路であり、当該空気が供給される第１端Ｅ１（図１の左端）と、当該第１端Ｅ１から流入した空気を第１空気流路Ｒ１の外部に放出する第２端Ｅ２と、を備える。流路部材２０は、第１空気流路Ｒ１の空気を放出する第２端Ｅ２をノズル口としたノズルとして構成されている。

【0021】

第２空気流路Ｒ２は、第１空気流路Ｒ１が延びる方向と直交する方向に延びている。第２空気流路Ｒ２には、第１空気流路Ｒ１内を流れる空気の一部が流入する。第２空気流路Ｒ２は、パイロットリレー８０に接続されている。第２空気流路Ｒ２は、第１空気流路Ｒ１内の空気圧（背圧ともいう）の変化を空気圧信号として取り出し、パイロットリレー８０に供給するように構成されている。空気圧信号は、パイロットリレー８０に供給されて増幅されてから調節弁Ｖに供給される。

【0022】

流路部材２０は、第１部材２１の溝２１Ａの内部に形成されたオリフィス２５及び２６も備える。オリフィス２５は、第１空気流路Ｒ１の断面積を減少させることで圧力損失を生じさせる固定絞りとして機能する。オリフィス２５及び２６は、溝２１Ａの底から溝２１Ａの開口方向つまり第２部材２２側に突出する凸部からなる。オリフィス２５及び２６は、第１空気流路Ｒ１の上下流方向に沿って間隔を空けて配置されている。オリフィス２５及び２６のうち、オリフィス２６が下流側に位置する。オリフィス２５は、第１空気流路Ｒ１の第１端Ｅ１と、第１空気流路Ｒ１の第２空気流路Ｒ２が接続されている途中位置との間に配置され、オリフィス２６は、前記途中位置と第１空気流路Ｒ１の第２端Ｅ２との間に配置されている。これらの配置によりオリフィス２５及び２６の間に第２空気流路Ｒ２が配置され、第１空気流路Ｒ１におけるオリフィス２５及び２６の間の空間の空気圧が第２空気流路Ｒ２を介して取り出される。

【0023】

第２部材２２のオリフィス２６と対向する部分には、孔２２Ａが形成されている。第２部材２２には、孔２２Ａを塞ぐように形成された可変絞り機構３０が配置されている。可変絞り機構３０は、第１空気流路Ｒ１のうちのオリフィス２６が形成されている部分の断面積を変化させて第１空気流路Ｒ１の第２端Ｅ２から放出される空気の放出量を変化させることで、第１空気流路Ｒ１内の空気圧を変化させる可変絞りを構成している。

【0024】

可変絞り機構３０は、孔２２Ａを塞ぎオリフィス２６と対向するダイアフラム３１と、ダイアフラム３１上に形成された圧電素子３２と、を備える。ダイアフラム３１は、外周端全部が第２部材２２に繋がっており、これにより、孔２２Ａを塞ぐ。ダイアフラム３１は、第２部材２２と一体的に形成されている。圧電素子３２は、制御回路７０と接続されており、制御回路７０からの上記制御信号としての電気信号により変形する。ダイアフラム３１は、図２の点線で示すように、圧電素子３２の変形により、オリフィス２６側に膨らむように変形する。ダイアフラム３１は、中央部が最もオリフィス２６に近付くように変形する。ダイアフラム３１の変形により、第１空気流路Ｒ１のオリフィス２６が形成されている部分の断面積が減少する。

【0025】

ダイアフラム３１の変形により第１空気流路Ｒ１のオリフィス２６が形成されている部分の断面積が減少すると、第１空気流路Ｒ１の第２端Ｅ２から放出される空気の放出量が減少する。このため、第１空気流路Ｒ１内のオリフィス２５と、ダイアフラム３１及びオリフィス２６との間の空気圧（背圧）が上昇する。この空気圧の上昇は、空気圧信号として第２空気流路Ｒ２を介して取り出され、パイロットリレー８０に出力される。これらにより、ダイアフラム３１を変形させる制御回路７０からの制御信号としての電気信号は、電空変換機構１０により空気圧信号に変換されることになる。

【0026】

この実施形態では、可変絞り機構３０を小型かつ薄型であるダイアフラム３１と圧電素子３２とにより構成したので、励磁コイルなどの比較的大型の部品から構成されるノズルフラッパ機構を採用した場合に比べて、電空変換機構１０の小型化が実現される。さらに、この実施形態では、可変絞り機構３０を構成するダイアフラム３１が第１空気流路上に配置されているため、従来のノズルフラッパ機構のようにフラッパが流路部材２０の外部に配置されることがなく、電空変換機構１０全体が小型化される。

【0027】

電空変換機構１０は、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）の少なくとも一部として形成されるとよい。このとき、制御回路７０も電空変換機構１０とともにＭＥＭＳとして構成されてもよい。この場合、電空変換機構１０は、制御回路７０も備えると捉えてもよい。図４に示すように、制御回路７０は、制御回路７０と圧電素子３２とを接続し、制御信号を伝送する配線Ｌ１とともに、電空変換機構１０を構成する部材上に形成されてもよい。図４の例では、制御回路７０は、流路部材２０（ここでは、第２部材２２）上に設けられている。配線Ｌ１は、流路部材２０とダイアフラム３１とにわたって設けられている。

【0028】

電空変換機構１０は、バルクマイクロマシニング、サーフェイスマイクロマシニングなどの任意のＭＥＭＳ製造プロセスにより形成可能である。例えば、図１などに示す第１部材２１とオリフィス２５及び２６とは、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）ウェハなどをエッチングなどにより加工することにより一体的に形成される。第２部材２２は、ＳＯＩウェハなどをエッチングなどにより加工することで、ダイアフラム３１と一体的に形成される。第２部材２２には、圧電素子３２、制御回路７０、これらを接続する配線なども成膜プロセスなどにより形成される。最後に第１部材２１と第２部材２２とを接合することで、制御回路７０が搭載された電空変換機構１０が形成される。電空変換機構１０は、図２の断面図に示すように、積層構造で形成され、１チップとして形成される。これにより、電空変換機構１０が小型化される。ＭＥＭＳの製造技術は、ダイアフラム３１の形成に好適である。従って、ダイアフラム３１を採用した電空変換機構１０は、ＭＥＭＳの製造技術により、容易に小型化される。ＭＥＭＳの製造技術によれば、第１空気流路Ｒ１の高さを、数１００μｍまたは数ｍｍとし、ダイアフラム３１変形時の第１空気流路Ｒ１の高さを、１０～１００μｍとすることができる。

【0029】

従来のノズルフラッパ機構は、機械加工により製造されるが、その主要構成部品である固定絞りの絞り穴は１０～１００μｍオーダーの微細な加工を要し、また、フラッパとノズル部により生じる可変のギャップの可動範囲（空気圧変換機能を発揮する範囲）もやはり１０～１００μｍオーダーであるため、その表面粗さ等の加工には注意を要する。また、その加工にいくら注意しても最終的な製品のばらつきの程度は大きく、組み立て後の調整作業が必須である。他方、電空変換機構１０をＭＥＭＳで形成することで、このような調整作業が生じない。さらに、シリコンウェハ上などで大量生産が可能となる。これらにより、ＭＥＭＳとしての電空変換機構１０の製造コストが削減される。

【0030】

＜第２実施形態＞
第２実施形態に係る電空変換機構１１０を、第１実施形態に係る電空変換機構１０と異なる点を中心にして説明する。なお、第２実施形態における、第１実施形態と同じ構造又は機能を有する要素については、適宜同じ符号を付し、その説明については第１実施形態に準じる。このことは、第３実施形態以降も同じである。

【0031】

図５及び図６に示すように、本実施形態に係る電空変換機構１１０の流路部材１２０は、第１実施形態のオリフィス２５の代わりに、オリフィス１２５を備える。オリフィス１２５は、第１部材２１の溝２１Ａの両側の内側面から突出した２つの凸部１２５Ａ及び１２５Ｂを備える。凸部１２５Ａ及び１２５Ｂは、三角柱形状に形成されている。このような形状のオリフィス１２５も、ＭＥＭＳの製造技術により容易に形成できる。電空変換機構１１０も電空変換機構１０の代わりに電空変換器１の一部として構成されている。

【0032】

＜第３実施形態＞
図７及び図８に示すように、第３実施形態に係る電空変換機構２１０は、上記流路部材２０及び可変絞り機構３０の代わりに流路部材２２０及び可変絞り機構２３０を備える。電空変換機構２１０も電空変換機構１０の代わりに電空変換器１の一部として構成されている。

【0033】

流路部材２２０は、流路部材２０と同様に、第１空気流路Ｒ１及び第２空気流路Ｒ２を備える。第１空気流路Ｒ１は、第１実施形態と同様に直線状に形成されている。第２空気流路Ｒ２は、第１実施形態と同様に第１空気流路Ｒ１が延びる方向と直交する方向に延びている。各空気流路Ｒ１及びＲ２の断面は、ここでは円形となっている。流路部材２２０は、第１空気流路Ｒ１の空気を放出する第２端Ｅ２をノズル口としたノズルとして構成されている。ノズル口を形成している周縁部Ｋは、凸形状（ここでは、円錐台から第１空気流路Ｒ１を構成する円柱をくりぬいた形状）に形成されている。

【0034】

流路部材２２０は、第１空気流路Ｒ１の固定絞りとしての円筒状のオリフィス２２５及び２２６も備える（図８）。オリフィス２２５及び２２６は、第１空気流路Ｒ１の上下流方向に沿って間隔を空けて配置されている。オリフィス２２５及び２２６の間に、第２空気流路Ｒ２が配置されており、第１空気流路Ｒ１におけるオリフィス２２５及び２２６の間の空間の空気圧（背圧）の変化が空気圧信号として第２空気流路Ｒ２を介して取り出される。

【0035】

可変絞り機構２３０は、ダイアフラム３１と、ダイアフラム３１上の圧電素子３２と、ダイアフラム３１を支持する支持部２３３と、を備える。支持部２３３は、流路部材２２０に固定されている。支持部２３３は、ダイアフラム３１を第１空気流路Ｒ１の第２端Ｅ２と対向させた状態で支持している。支持部２３３は、四角環状に形成されている。ダイアフラム３１は、支持部２３３の内周空間に配置されており、その全周にわたって支持部２３３と接続されている。従って、ダイアフラム３１は、支持部２３３の内周空間を塞いでいる。ここでは、支持部２３３とダイアフラム３１とが一体的に形成されている。支持部２３３及びダイアフラム３１の組み合わせは、第２端Ｅ２とその周囲の空間Ｓ１を覆っている。支持部２３３には、空間Ｓ１と連通する切り欠きＳ２が形成されている。第２端Ｅ２から放出される空気は、切り欠きＳ２を介して電空変換機構２１０の外部に放出される。支持部２３３は、ダイアフラム３１の圧電素子３２を挟んだ両端を少なくとも両端に接続され、当該両端を支持するものであればよい。このため、支持部２３３は、環状ではなく、Ｃの字状などであってもよい。

【0036】

支持部２３３上には制御回路７０が配置されている。制御回路７０は、圧電素子３２と配線Ｌ１を介して接続されている。圧電素子３２は、制御回路７０からの上記制御信号としての電気信号により変形する。ダイアフラム３１は、図７の点線で示すように、圧電素子３２の変形により、空気流路Ｒ１の第２端Ｅ２側に膨らむように変形する。ダイアフラム３１は、中央部が最も第２端Ｅ２に近付くように変形する。ダイアフラム３１は、変形例により、第２端Ｅ２を完全に塞いでもよいし、塞がなくてもよい。

【0037】

ダイアフラム３１の変形により、ダイアフラム３１と第１空気流路Ｒ１の第２端Ｅ２との間の距離が変化し、ダイアフラム３１の中央部が第１空気流路Ｒ１に近づく。その結果、この第２端Ｅ２から放出される空気の放出量が減少する。なお、ダイアフラム３１は、最大の変形時に、第２端Ｅ２を塞いでも塞がなくてもよい。このため、第１空気流路Ｒ１内のオリフィス１２５と、ダイアフラム３１及びオリフィス１２６との間の空気圧（背圧とも呼ばれる）が上昇する。空気圧の上昇は、空気圧信号として第２空気流路Ｒ２により取り出され、パイロットリレー８０に出力される。これらにより、ダイアフラム３１を変形させる制御回路７０からの制御信号としての電気信号は、電空変換機構１０により空気圧信号に変換されることになる。

【0038】

この実施形態でも、可変絞り機構２３０をダイアフラム３１と圧電素子３２とにより構成したので、励磁コイルなどの比較的大型の部品から構成されるノズルフラッパ機構を採用した場合に比べて、電空変換機構１０の小型化が実現される。

【0039】

電空変換機構２１０も、ＭＥＭＳの少なくとも一部として形成されるとよい。このとき、制御回路７０も電空変換機構２１０とともにＭＥＭＳとして構成されてもよい。この場合、電空変換機構２１０は、制御回路７０も備えると捉えてもよい。電空変換機構２１０も、任意のＭＥＭＳ製造プロセスにより形成可能である。例えば、図１などに示す流路部材２２０を空気流路Ｒ１及びＲ２の両中心軸を通る平面で切った２つの部材をＳＯＩウェハなどをエッチングなどにより加工することにより形成し、形成した２つの部材を接合することで、流路部材２２０を形成する。さらに、可変絞り機構２３０を、ＳＯＩウェハなどをエッチングなどにより加工することにより一体的に形成する。可変絞り機構２３０には、圧電素子３２、制御回路７０、これらを接続する配線Ｌ１なども成膜プロセスなどにより形成される。最後に流路部材２２０と可変絞り機構２３０とを接合することで、制御回路７０が搭載された電空変換機構２１０が形成される。電空変換機構２１０は、図８の断面図に示すように、積層構造で形成され、１チップとして形成される。これにより、電空変換機構１０が小型化される。

【0040】

＜第４実施形態＞
第４実施形態に係る電空変換構造３００は、図９に示すように、複数の電空変換機構１０を備える。電空変換機構１０の数は、複数であればよく、図９の三つに限定されない。電空変換構造３００も電空変換器１に使用される。複数の電空変換機構１０がそれぞれ有する複数の第１空気流路Ｒ１は、空気の供給元である空気供給源ＡＳに、空気供給源ＡＳに接続される流路を分岐する分岐流路Ｒ３（模式的に描いている）を介して並列に接続されている。従って、空気供給源ＡＳからの空気は、分岐流路Ｒ３により分割されて、各第１空気流路Ｒ１に供給される。各第１空気流路Ｒ１には同量の空気が供給されるとよい。複数の電空変換機構１０がそれぞれ有する複数の第２空気流路Ｒ２は、空気圧信号の出力先であるパイロットリレー８０に、各第２空気流路Ｒ２からの空気を合流させる合流流路Ｒ４（模式的に描いている）を介して並列に接続されている。従って、各第２空気流路Ｒ２により取り出される空気圧信号は、合流流路Ｒ４で足し合わされ、パイロットリレー８０に供給される。

【0041】

複数の電空変換機構１０をそれぞれ構成する複数の流路部材２０及び複数のダイアフラム３１は、例えば、ＭＥＭＳ製造技術により、一体的に形成されてもよい。また、複数の電空変換機構１０をそれぞれ構成する複数の圧電素子３２も、ＭＥＭＳ製造技術により、一括で形成されてもよい。制御回路７０も配線Ｌ２（模式的に示す）とＭＥＭＳ製造技術により流路部材２０上に形成されてもよい。１つの制御回路７０は、複数の圧電素子３２それぞれに制御信号（電気信号）を供給してもよい。なお、複数の圧電素子３２に対して複数の制御回路７０が一対一で形成されてもよい。

【0042】

図１０に示すように、電空変換構造３００の複数の電空変換機構１０の少なくとも一部を、１以上の電空変換機構１１０又は２１０に変更してもよい。図１０に示す例では、電空変換構造３００は、複数の電空変換機構１１０を備えるか、複数の電空変換機構２１０を備える。

【0043】

本実施形態によれば、複数の電空変換機構１０などを設けたので、電空変換機構１０などを１つ採用する場合より、空気圧信号を構成する空気の流量を大きく確保することができる。これは特に、電空変換機構１０などをＭＥＭＳとすることで、微細加工により第１空気流路Ｒ１の空気の流量を多く確保できないときに有用である。流量が多く確保できれば後段のパイロットリレーを高速に駆動することができる（電空変換器としての過渡応答特性が良くなる）。

【0044】

＜変形例＞
上記電空変換機構１０、１１０、及び２１０と電空変換構造３００などは、電空変換器１の代わりに電空ポジショナに採用されてもよい。電空変換機構１０、１１０、及び２１０を構成する部材などの要素の形状は任意である。例えば、電空変換機構１０、１１０の第１空気流路Ｒ１及び第２空気流路Ｒ２は、断面円形としてもよい。ダイアフラム３１は、第２部材２２、支持部２３３と別体に形成され、これらに取り付けられることで、これらに接続されてもよい。支持部２３３は、円環状などに形成されてもよい。電空変換機構１０において、ダイアフラム３１の変形量を十分確保できる場合などには、オリフィス２６が省略されてもよい。

【0045】

＜本発明の範囲＞
以上、実施の形態及び変形例を参照して本発明を説明したが、本発明は、上記の実施の形態及び変形例に限定されるものではない。例えば、本発明には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る、上記の実施の形態及び変形例に対する様々な変更が含まれる。上記実施の形態及び変形例に挙げた各構成は、矛盾の無い範囲で適宜組み合わせることができる。

【符号の説明】

【0046】

１…電空変換器、１０…電空変換機構、２０…流路部材、２１…第１部材、２１Ａ…溝、２２…第２部材、２２Ａ…孔、２５，２６…オリフィス、３０…可変絞り機構、３１…ダイアフラム、３２…圧電素子、７０…制御回路、８０…パイロットリレー、１１０…電空変換機構、１２０…流路部材、１２５，１２６…オリフィス、１２５Ａ，１２５Ｂ…凸部、２１０…電空変換機構、２２０…流路部材、２２５，２２６…オリフィス、２３０…可変絞り機構、２３３…支持部、３００…電空変換構造、ＡＳ…空気供給源、Ｅ１…第１端、Ｅ２…第２端、Ｋ…周縁部、Ｌ１，Ｌ２…配線、Ｒ１…第１空気流路、Ｒ２…第２空気流路、Ｒ３…分岐流路、Ｒ４…合流流路、Ｓ…センサ、Ｓ１…空間、Ｓ２…切り欠き、Ｕ…上位装置、Ｖ…調節弁。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】