DE102018131086A1

DE102018131086A1 - Motorbetätigtes Ventil

Info

Publication number: DE102018131086A1
Application number: DE102018131086.2A
Authority: DE
Inventors: Kazuhiro KANAMORI; Terumasa MITSU; Takayuki Sakai
Original assignee: Pacific Industrial Co Ltd; Taiheiyo Kogyo KK
Current assignee: Pacific Industrial Co Ltd; Taiheiyo Kogyo KK
Priority date: 2018-02-13
Filing date: 2018-12-05
Publication date: 2019-08-14
Also published as: JP6858145B2; JP2019138393A; CN110159792A; US20190250645A1

Abstract

Ein Gegenstand ist, ein kompakteres motorbetätigtes Ventil als herkömmliche vorzusehen. Das motorbetätigte Ventil (10) gemäß der vorliegenden Offenbarung weist eine erste Gehäusekammer (21), die einen ersten Ventilkörper (11) aufnimmt, eine zweite Gehäusekammer (22), die einen zweiten Ventilkörper (12) aufnimmt, und eine Zwischenkammer (23), die dazwischen eingefügt ist, die in einer Reihe angeordnet sind, auf. Eine Welle (50) ist zum Verbinden des ersten Ventilkörpers (11) und des zweiten Ventilkörpers (12) platziert. Der erste Ventilkörper (11) ist in einen ersten Passabschnitt (34) in der ersten Gehäusekammer (21) so eingepasst, dass er linear bewegbar ist. Der zweite Ventilkörper (12) ist in einen zweiten Passabschnitt (35) in der zweiten Gehäusekammer (22) und so eingepasst, dass er linear bewegbar ist. Eine Innenseite des ersten Passabschnitts (34) und eine Innenseite des zweiten Passabschnitts (35) stehen mit einer Innenseite der Zwischenkammer (23) durch einen Luftdurchlass (58), der in der Welle (50) vorgesehen ist, in Verbindung.

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein motorbetätigtes Ventil (Motorventil), in dem eine Antriebsquelle zwei Ventilkörper zum Öffnen und Schließen zweier Ventilöffnungen linear antreibt.
Herkömmlicherweise ist als ein motorbetätigtes Ventil dieser Art eines bekannt, in dem eine erste Gehäusekammer, die einen ersten Ventilkörper aufnimmt, eine zweite Gehäusekammer, die einen zweiten Ventilkörper aufnimmt, und eine Zwischenkammer, die dazwischen eingefügt ist, in einer Reihe angeordnet sind; die erste Ventilöffnung zwischen der ersten Gehäusekammer und der Zwischenkammer wird durch den ersten Ventilkörper geöffnet und verschlossen; und die zweite Ventilöffnung zwischen der zweiten Gehäusekammer und der Zwischenkammer wird durch den zweiten Ventilkörper geöffnet und verschlossen (siehe z.B. 9A und 9B der japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer JP 2016-089931 A ).
Jedoch wird mit dem oben beschriebenen herkömmlichen motorbetätigten Ventil die Kraft, die den Ventilkörper schiebt, die durch den Fluiddruck erzeugt wird, in größerem Maße durch den differenziellen Druck des Fluiddrucks, der von der Ventilöffnungsseite und der dazu entgegengesetzten Seite aufgenommen wird, beeinflusst. Um damit zurechtzukommen, muss die Antriebsquelle in dem herkömmlichen motorbetätigten Ventil vergrößert werden, und somit ist das motorbetätigte Ventil größer geworden. Aus diesem Grund ist eine Entwicklung eines motorbetätigten Ventils, das kompakter als die herkömmlichen ist, erforderlich.
Das motorbetätigte Ventil gemäß der vorliegenden Offenbarung ist ein motorbetätigtes Ventil (10) mit: einer Basis (90), die eine erste Gehäusekammer (21), die einen ersten Ventilkörper (11) aufnimmt, eine zweite Gehäusekammer (22), die einen zweiten Ventilkörper (12) aufnimmt, und eine Zwischenkammer (23) aufweist, welche erste Gehäusekammer (21), welche zweite Gehäusekammer (22) und welche Zwischenkammer (23) in einer Reihe angeordnet sind, so dass die Zwischenkammer (23) zwischen der ersten Gehäusekammer (21) und der zweiten Gehäusekammer (22) eingefügt ist; einer ersten Ventilöffnung (13), die zwischen der ersten Gehäusekammer (21) und der Zwischenkammer (23) ausgebildet ist und durch den ersten Ventilkörper (11) geöffnet und verschlossen wird; einer zweiten Ventilöffnung (14), die zwischen der zweiten Gehäusekammer (22) und der Zwischenkammer (23) ausgebildet ist und durch den zweiten Ventilkörper (12) geöffnet und verschlossen wird; einer ersten Öffnung (31), die mit der ersten Gehäusekammer (21) in Verbindung steht; einer zweiten Öffnung (32), die mit der zweiten Gehäusekammer (22) in Verbindung steht; einer dritten Öffnung (33), die mit der Zwischenkammer (23) in Verbindung steht; einem zusammengesetzten Ventilkörper (59), der durch Überbrücken einer Welle (50) zwischen dem ersten Ventilkörper (11) und dem zweiten Ventilkörper (12) ausgebildet ist; einer Antriebsquelle (60), die mit einem Ende des zusammengesetzten Ventilkörpers (59) verbunden ist, zum Bewegen des ersten Ventilkörpers (11) und des zweiten Ventilkörpers (12) zu einer Mehrzahl von Positionen einschließlich einer ersten Offenposition, in der die erste Ventilöffnung (13) geöffnet ist, und einer zweiten Offenposition, in der die zweite Ventilöffnung (14) geöffnet ist; einem ersten Passabschnitt (34), der in der ersten Gehäusekammer (21) vorgesehen ist und in den der erste Ventilkörper (11) so eingepasst ist, dass er linear bewegbar ist; einem zweiten Passabschnitt (35), der in der zweiten Gehäusekammer (22) vorgesehen ist und in den der zweite Ventilkörper (12) so eingepasst ist, dass er linear bewegbar ist; und einem Luftdurchlass (58), der in der Welle (50) ausgebildet ist und durch den eine Innenseite des ersten Passabschnitts (34), eine Innenseite des zweiten Passabschnitts (35) und eine Innenseite der Zwischenkammer (23) miteinander in Verbindung stehen.

1 ist eine seitliche Querschnittsansicht eines motorbetätigten Ventils gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 ist eine vergrößerte seitliche Querschnittsansicht eines ersten Ventilkörpers und einer ersten Gehäusekammer;
3 ist eine vergrößerte seitliche Querschnittsansicht eines zweiten Ventilkörpers und einer zweiten Gehäusekammer;
4 ist eine seitliche Querschnittsansicht des motorbetätigten Ventils eines ersten Modus;
5 ist eine seitliche Querschnittsansicht des motorbetätigten Ventils eines zweiten Modus;
6 ist eine seitliche Querschnittsansicht des motorbetätigten Ventils eines dritten Modus;
7 ist eine seitliche Querschnittsansicht eines motorbetätigten Ventils gemäß einer zweiten Ausführungsform;
8 ist eine seitliche Querschnittsansicht des motorbetätigten Ventils eines ersten Modus;
9 ist eine seitliche Querschnittsansicht des motorbetätigten Ventils eines zweiten Modus;
10 ist eine perspektivische Ansicht einer Welle gemäß einer Abwandlung;
11 ist eine perspektivische Ansicht einer Welle gemäß einer anderen Abwandlung; und
12 ist eine seitliche Querschnittsansicht eines motorbetätigten Ventils gemäß noch einer anderen Abwandlung.

Nachfolgend wird ein motorbetätigtes Ventil 10 gemäß der ersten Ausführungsform in Bezug auf 1 bis 6 beschrieben. Wie in 1 gezeigt ist, ist eine Basis 90 des motorbetätigten Ventils 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beispielsweise durch Montieren eines Stopfens 91 und eines Statorkörpers 92 in einem Mittelloch 99, das durch einen Basiskörper 90H in der vertikalen Richtung verläuft, ausgebildet.
Der Stopfen 91 weist eine zylindrische Struktur mit seinem geöffneten oberen Ende und geschlossenen unteren Ende auf und ist an dem unteren Ende des Mittellochs 99 montiert und befestigt. Ein O-Ring 91A ist zwischen der Außenumfangsoberfläche des Stopfens 91 und der Innenumfangsoberfläche des Mittellochs 99 vorgesehen, so dass das untere Ende des Mittellochs 99 hermetisch abgedichtet ist.
Der Statorkörper 92 wird durch Anbringen einer Hülse 92C, die ein geschlossenes oberes Ende aufweist, an dem oberen Ende einer zylindrischen Statorbasis 92B, die geöffnete obere und untere Enden aufweist, durch Löten (Hartlöten) ausgebildet. Dann wird die ganze Statorbasis 92B ausgenommen eines Teils davon in das obere Ende des Mittellochs 99 eingepasst und befestigt, und die Hülse 92C steht nach oben im Vergleich zu dem Basiskörper 90H vor. Ein O-Ring 92A ist auch zwischen der Außenumfangsoberfläche der Statorbasis 92B und der Innenumfangsoberfläche des Mittellochs 99 vorgesehen, so dass das obere Ende des Mittellochs 99 hermetisch abgedichtet ist.
Eine Zwischenkammer 23 ist zwischen einer mittleren unteren Position, die von der Mitte des Mittellochs 99 in der longitudinalen Richtung nach unten entfernt ist, und einer mittleren oberen Position, die von der Mitte in der longitudinalen Richtung nach oben entfernt ist, ausgebildet. Eine erste Gehäusekammer 21 ist unter der Zwischenkammer 23 ausgebildet, und eine zweite Gehäusekammer 22 ist über der Zwischenkammer 23 ausgebildet. Zudem ist der Innendurchmesser des Abschnitts des Mittellochs 99, der die zweite Gehäusekammer 22 darstellt, größer als der Innendurchmesser des Abschnitts, der die Zwischenkammer 23 darstellt, und der Innendurchmesser des Abschnitts, der die erste Gehäusekammer 21 darstellt, ist größer als der Innendurchmesser des Abschnitts, der die zweite Gehäusekammer 22 darstellt.
Ein laterales Loch 31A, das sich von der linken seitlichen Oberfläche in der Basis 90 in 1 horizontal erstreckt, steht mit der ersten Gehäusekammer 21 in Verbindung, und das öffnungsseitige Ende des lateralen Lochs 31A dient als eine erste Öffnung 31. Zudem steht ein laterales Loch 32A, das sich von der linken seitlichen Oberfläche der Basis 90 in 1 horizontal erstreckt, mit der zweiten Gehäusekammer 22 in Verbindung, und das öffnungsseitige Ende des lateralen Lochs 32A dient als eine zweite Öffnung 32. Ferner steht ein laterales Loch 33A, das sich von der rechten seitlichen Oberfläche der Basis 90 in 1 horizontal erstreckt, mit der Zwischenkammer 23 in Verbindung, und ein öffnungsseitiges Ende des lateralen Lochs 33A dient als eine dritte Öffnung 33.
Alle von der ersten Öffnung 31 bis dritten Öffnung 33 sind im Ganzen in einer abgestuften Weise in Bezug auf die lateralen Löcher 31A, 32A bzw. 33A vergrößert, und Gewinde sind auf den Innenumfangsoberflächen ausgebildet. Dann werden Rohrverbindungen (nicht gezeigt) an der ersten Öffnung 31 bis dritten Öffnung 33 angebracht. Zudem ist der Innendurchmesser des lateralen Lochs 33A an einem Abschnitt, der das Mittelloch 99 kreuzt, größer als der Innendurchmesser des Mittellochs 99, und das laterale Loch 33A kreuzt das Mittelloch 99 in einer Kreuzform.
Das untere Ende der Zwischenkammer 23 dient als eine erste Ventilöffnung 13 und öffnet sich zu der inneren Oberfläche der ersten Gehäusekammer 21. Ein zylindrischer Ventilsitz 13T steht von dem Öffnungsrand der ersten Ventilöffnung 13 auf der inneren Oberfläche der ersten Gehäusekammer 21 vor. Das obere Ende der Zwischenkammer 23 dient als eine zweite Ventilöffnung 14 und öffnet sich zu der inneren Oberfläche der zweiten Gehäusekammer 22. Dann steht ein zylindrischer Ventilsitz 14T von dem Öffnungsrand der zweiten Ventilöffnung 14 auf der inneren Oberfläche der zweiten Gehäusekammer 22 vor.
Wie in 2 gezeigt ist, ist ein erster Passabschnitt 34, der aus einem zylindrischen Abschnitt des Stopfens 91 ausgebildet ist, in der ersten Gehäusekammer 21 vorgesehen, und der Innendurchmesser D2 des ersten Passabschnitts 34 und der Innendurchmesser D1 der ersten Ventilöffnung 13 sind derselbe. Ähnlich ist, wie in 3 gezeigt ist, ein zweiter Passabschnitt 35, der aus einem zylindrischen Abschnitt der Statorbasis 92B ausgebildet ist, in der zweiten Gehäusekammer 22 vorgesehen, und der Innendurchmesser D4 des zweiten Passabschnitts 35 und der Innendurchmesser D3 der zweiten Ventilöffnung 14 sind derselbe. Der Innendurchmesser D3 der zweiten Ventilöffnung 14 ist kleiner als der Innendurchmesser D1 der ersten Ventilöffnung 13.
Wie in 2 gezeigt ist, ist ein erster Ventilkörper 11 in dem ersten Passabschnitt 34 so eingepasst, dass er linear bewegbar ist. Der erste Ventilkörper 11 weist einen zylindrischen Ventilkörperhauptkörper 11H, dessen oberes Ende durch eine Endwand 17 verschlossen ist und dessen unteres Ende geöffnet ist, auf. Ein ringförmiger Dichtungshalter 27 ist an dem unteren Ende des Ventilkörperhauptkörpers 11H montiert. Ein ringförmiges Dichtungsbauteil 11L ist sandwichartig zwischen dem Ventilkörperhauptkörper 11H und dem Dichtungshalter 27 eingefügt, und das ringförmige Dichtungsbauteil 11L ist in Gleitkontakt mit der Innenumfangsoberfläche des ersten Passabschnitts 34. Ferner kommt, selbst wenn er sich zu der geschlossenen Position, in der der erste Ventilkörper 11 in Kontakt mit dem Ventilsitz 13T kommt, bewegt hat, der erste Ventilkörper 11 nicht aus dem ersten Passabschnitt 34. Zudem ist eine erste Feder 81, die eine Druckschraubenfeder ist, zum Drängen des ersten Ventilkörpers 11 in Richtung auf die geschlossene Position in dem ersten Ventilkörper 11 aufgenommen.
Die Endwand 17 weist eine Scheibenform mit einem größeren Durchmesser als jenem der ersten Ventilöffnung 13 auf und steht lateral von dem gesamten ersten Ventilkörper 11 vor. Ein Mittelloch 15 verläuft durch den Mittelabschnitt der Endwand 17. Der Durchmesser des Mittellochs 15 reduziert sich von der oberen Seite zu der unteren Seite in einer abgestuften Weise und weist auf dem Weg eine abgestufte Oberfläche 15D auf. Eine Kleinzylinderwand 11B, die von dem Öffnungsrand des Mittellochs 15 vorsteht, und eine Großzylinderwand 11A, die von dem äußeren Rand vorsteht, sind auf der oberen Oberfläche der Endwand 17 vorgesehen. Ein Sitzabschnitt 11D, der in einer abgestuften Weise erhöht ist, ist auf der Seite der Kleinzylinderwand 11B in einem Bereich zwischen der Großzylinderwand 11A und der Kleinzylinderwand 11B vorgesehen. Eine scheibenförmige Dichtung 85, die aus Elastomer gemacht ist, wird zwischen den Sitzabschnitt 11D und die Großzylinderwand 11A gelegt, und eine scheibenförmige Halteplatte 85A wird auf den Sitzabschnitt 11D gelegt. Dann wird die Großzylinderwand 11A gesenkgeschmiedet, so dass der äußere Rand der Dichtung 85 gepresst wird. Auch wird die Kleinzylinderwand 11B gesenkgeschmiedet, so dass der innere Rand der Dichtung 85 über die Halteplatte 85A gepresst wird. Wenn sich der erste Ventilkörper 11 zu der geschlossenen Position bewegt, kommt der Ventilsitz 13T in Kontakt mit der Dichtung 85.
Wie in 3 gezeigt ist, ist ein zweiter Ventilkörper 12 in dem zweiten Passabschnitt 35 so eingepasst, dass er linear bewegbar ist. Der zweite Ventilkörper 12 weist einen zylindrischen Ventilkörperhauptkörper 12H auf, dessen unteres Ende durch eine Endwand 18 verschlossen ist und dessen oberes Ende im Gegensatz zu dem ersten Ventilkörper 11 geöffnet ist, und ein Dichtungshalter 28 ist auf dem oberen Ende montiert. Dann ist ein ringförmiges Dichtungsbauteil 12L sandwichartig zwischen dem Ventilkörperhauptkörper 12H und dem Dichtungshalter 28 eingefügt, und das ringförmige Dichtungsbauteil 12L ist in Gleitkontakt mit der Innenumfangsoberfläche des zweiten Passabschnitts 35. Ferner kommt, selbst wenn er sich zu der geschlossenen Position, in der der zweite Ventilkörper 12 in Kontakt mit dem Ventilsitz 14T kommt, bewegt hat, der zweite Ventilkörper 12 auch nicht aus dem zweiten Passabschnitt 35.
Die Endwand 18 weist eine Scheibenform auf, die einen größeren Durchmesser als jenen der zweiten Ventilöffnung 14 aufweist, und steht von dem gesamten zweiten Ventilkörper 12 lateral vor. Ähnlich der zuvor genannten Endwand 17 ist die Endwand 18 ebenfalls mit einer Großzylinderwand 12A, einer Kleinzylinderwand 12B und einer Halteplatte 86A zum Halten der Dichtung 86 versehen. Der Ventilsitz 14T kommt in Kontakt mit der Dichtung 86, wenn sich der zweite Ventilkörper 12 zu der geschlossenen Position bewegt.
Anders als das zuvor genannte Mittelloch 15 verläuft ein Mittelloch 16, das keine abgestufte Oberfläche aufweist, durch den Mittelabschnitt der Endwand 18. Ferner verschließt anders als der Dichtungshalter 27 des ersten Ventilkörpers 11 der Dichtungshalter 28 die Endöffnung des zweiten Ventilkörpers 12. Ein Mittelloch 28A ist ebenfalls in dem Mittelabschnitt des Dichtungshalters 28 ausgebildet, und eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 28B ist um das Mittelloch 28A ausgebildet.
Eine Trennplatte 29 ist an einer Position nahe an dem oberen Ende des zweiten Passabschnitts 35 montiert und befestigt. Eine zweite Feder 82, die eine Druckschraubenfeder ist, ist zwischen der Trennplatte 29 und dem Dichtungshalter 28 zum Drängen des zweiten Ventilkörpers 12 in Richtung auf die geschlossene Position aufgenommen. Ähnlich dem Dichtungshalter 28 sind ein Mittelloch 29A und eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 29B ebenfalls in der Trennplatte 29 ausgebildet. Eine Nut 29C ist an einer Position auf der Innenumfangsoberfläche des Mittellochs 29A ausgebildet.
Wie oben beschrieben wurde, stellt der Statorkörper 92 einen Teil der Basis 90 dar und stellt auch einen Teil der Antriebsquelle 60 dar. Die Antriebsquelle 60 ist ein Schrittmotor und weist einen Rotor 65 in der Hülse 92C des Statorkörpers 92 und einen ringförmigen Anker 66 außerhalb der Hülse 92C auf. Dann wird der Energetisierungszustand des Ankers 66 gesteuert, und der Rotor 65 wird bei einer beliebigen gewünschten Drehposition gesteuert. Ein Gewindeloch 65N ist in der Mitte des unteren Endes des Rotors 65 ausgebildet, und ein Gewindeabschnitt 61N, der an dem oberen Abschnitt einer Ausgangswelle 61 vorgesehen ist, ist hineingeschraubt. Ferner ist ein Vorsprung 61T, der von der Außenumfangsoberfläche vorsteht und sich in der vertikalen Richtung erstreckt, an einem mittleren Abschnitt in der longitudinalen Richtung der Ausgangswelle 61 vorgesehen. Die Ausgangswelle 61 verläuft durch das Mittelloch 29A der Trennplatte 29, und der Vorsprung 61 T kommt in Eingriff mit der Nut 29C des Mittellochs 29A. Aufgrund dessen bewegt sich, wenn sich der Rotor 65 dreht, die Ausgangswelle 61 linear nach oben und nach unten.
Das untere Ende der Ausgangswelle 61 ist in dem Mittelloch 28A des Dichtungshalters 28 eingepasst. Ferner weist das untere Ende der Ausgangswelle 61 eine zylindrische Form auf, und der obere Abschnitt eines Verbindungsstabs 62 ist hineingepresst. Ein Flansch 62F steht von einem mittleren Teil in der longitudinalen Richtung des Verbindungsstabs 62 vor und ist von unten in Kontakt mit dem Dichtungshalter 28 des zweiten Ventilkörpers 12.
Wie in 1 gezeigt ist, sind der erste Ventilkörper 11 und der zweite Ventilkörper 12 durch eine Welle 50 zum Ausbilden eines zusammengesetzten Ventilkörpers 59 miteinander verbunden. Wie in 2 gezeigt ist, weist die Welle 50 eine Rohrstruktur auf, und das untere Ende davon ist in das Mittelloch 15 des ersten Ventilkörpers 11 eingepasst und in einem Kontaktzustand mit der abgestuften Oberfläche 15D befestigt. Wie in 3 gezeigt ist, ist das obere Ende der Welle 50 in einem Zustand, in dem es durch das Mittelloch 16 des zweiten Ventilkörpers 12 verläuft, befestigt. Der Verbindungsstab 62 ist in das obere Ende der Welle 50 in dem zweiten Ventilkörper 12 gepresst und das obere Ende ist in Kontakt mit dem Flansch 62F gebracht. Infolgedessen wird der zusammengesetzte Ventilkörper 59 durch die Antriebsquelle 60 linear nach oben und nach unten angetrieben. Die Welle 50, der erste Ventilkörper 11 und der zweite Ventilkörper 12 sind durch Presspassung oder ein Haftmittel befestigt.
Eine Öffnung 50A ist an einem oberen Ende der Welle 50, das in dem zweiten Ventilkörper 12 positioniert ist, ausgebildet, und eine Öffnung 50B ist in einem mittleren Teil zwischen dem ersten Ventilkörper 11 und dem zweiten Ventilkörper 12 ausgebildet. Die Öffnungen 50A und 50B verlaufen von der Seite durch die Welle 50 und stehen mit einem Luftdurchlass 58 in der Welle 50 in Verbindung. Wie in 1 gezeigt ist, steht eine Öffnung 50C an dem unteren Ende der Welle 50 mit der Innenseite des ersten Ventilkörpers 11 durch das Mittelloch 15 in Verbindung. Somit weisen eine erste hintere Kammer 24, die durch den ersten Ventilkörper 11 und den ersten Passabschnitt 34 umgeben ist, und eine zweite hintere Kammer 25, die durch den zweiten Ventilkörper 12 und den zweiten Passabschnitt 35 umgeben ist, denselben Innendruck wie jenen in der Zwischenkammer 23 auf.
Die Ausgestaltung des motorbetätigten Ventils 10 der vorliegenden Ausführungsform ist oben beschrieben worden. Als Nächstes werden Betriebswirkungen des motorbetätigten Ventils 10 beschrieben. In dem motorbetätigten Ventil 10 der vorliegenden Ausführungsform wird der zusammengesetzte Ventilkörper 59, der durch Verbinden des ersten Ventilkörpers 11 und des zweiten Ventilkörpers 12 mit der Welle 50 ausgebildet ist, durch die Antriebsquelle 60 linear angetrieben. Wenn der zusammengesetzte Ventilkörper 59 an der ersten Offenposition, die in 4 gezeigt ist, angeordnet ist, ist die erste Ventilöffnung 13 geöffnet, und die zweite Ventilöffnung 14 ist geschlossen. Infolgedessen ist ein erster Modus begründet, in dem lediglich die erste Öffnung 31 und die dritte Öffnung 33 unter (aus) der ersten Öffnung 31 bis dritten Öffnung 33 verbunden sind.
Wenn der zusammengesetzte Ventilkörper 59 an der zweiten Offenposition, die in 5 gezeigt ist, angeordnet ist, ist die erste Ventilöffnung 13 geschlossen, und die zweite Ventilöffnung 14 ist geöffnet. Infolgedessen ist ein zweiter Modus begründet, in dem lediglich die zweite Öffnung 32 und die dritte Öffnung 33 unter (aus) der ersten Öffnung 31 bis dritten Öffnung 33 verbunden sind.
Ferner sind, wenn der zusammengesetzte Ventilkörper 59 an der Zwischenoffenposition, die in 6 gezeigt ist, angeordnet ist, sowohl die erste Ventilöffnung 13 als auch die zweite Ventilöffnung 14 geöffnet. Somit ist ein dritter Modus begründet, in dem die erste Öffnung 31 und die zweite Öffnung 32 mit der dritten Öffnung 33 verbunden sind.
Ob der dritte Modus beibehalten wird, kann durch Steuerung der Antriebsquelle 60 frei bestimmt werden. In 4 bis 6 kann, obwohl die Strömung des Fluids durch Pfeile angegeben ist, wenn die dritte Öffnung 33 als eine Eingangsöffnung verwendet wird und die erste Öffnung 31 und die zweite Öffnung 33 als Ausgangsöffnungen verwendet werden, die dritte Öffnung 33 als eine Ausgangsöffnung verwendet werden, und die erste Öffnung 31 und die zweite Öffnung 32 können als Eingangsöffnungen verwendet werden. D.h., jegliche von der ersten Öffnung 31 bis dritten Öffnung 33 kann als eine Eingangsöffnung oder eine Ausgangsöffnung verwendet werden.
Wie oben beschrieben wurde, können gemäß dem motorbetätigten Ventil 10 der vorliegenden Ausführungsform die erste Öffnung 31 bis dritte Öffnung 33 in drei Arten von Kombinationsmustem (das heißt drei Modi) verbunden/getrennt werden. Ferner sind, da sich die Fläche eines Öffnungsraums der ersten Ventilöffnung 13 von jener der zweiten Ventilöffnung 14 unterscheidet, eine kleine Strömungsratenänderung (Strömungsgeschwindigkeitsänderung) aufgrund eines Öffnens und Schließens der zweiten Ventilöffnung 14, die eine kleine Öffnungsfläche aufweist, und eine große Strömungsratenänderung aufgrund eines Öffnens und Schließens der ersten Ventilöffnung 13, die eine große Öffnungsfläche aufweist, möglich.
Hier ist der erste Ventilkörper 11 in den ersten Passabschnitt 34 in der ersten Gehäusekammer 21 so eingepasst, dass er linear bewegbar ist, und der zweite Ventilkörper 12 ist in den zweiten Passabschnitt 35 in der zweiten Gehäusekammer 22 so eingepasst, dass er linear bewegbar ist, und die Innenseite des ersten Passabschnitts 34 und die Innenseite des zweiten Passabschnitts 35 stehen mit der Innenseite der Zwischenkammer 23 durch den Luftdurchlass 58, der in der Welle 50 vorgesehen ist, in Verbindung. Aufgrund dessen werden der erste Ventilkörper 11 und der zweite Ventilkörper 12 in einem Zustand beibehalten, in dem derselbe Fluiddruck von jeder Seite der Ventilöffnungen 13 und 14 und der dazu entgegengesetzten Seite ausgeübt wird, und somit wird die Last, die auf den ersten Ventilkörper 11 und den zweiten Ventilkörper 12 in der linearen Bewegungsrichtung durch den Fluiddruck ausgeübt wird, unterdrückt. Infolgedessen kann die Größe der Antriebsquelle 60 reduziert werden, so dass das motorbetätigte Ventil 10 kompakt gemacht werden kann, und ein Leistungsverbrauch (Stromverbrauch) kann ebenfalls unterdrückt werden.
Außerdem sind der Innendurchmesser D1 der ersten Ventilöffnung 13 und der Innendurchmesser D2 des ersten Passabschnitts 34, in den der erste Ventilkörper 11 eingepasst ist, derselbe, wie in 2 gezeigt ist, und der Innendurchmesser D3 der zweiten Ventilöffnung 14 und der Innendurchmesser D4 des zweiten Passabschnitts 35, in den der zweite Ventilkörper 12 eingepasst ist, sind derselbe, wie in 3 gezeigt ist. Daher kann die Last, die der erste Ventilkörper 11 und der zweite Ventilkörper 12 in der linearen Bewegungsrichtung durch Fluiddruck (ausgenommen des dynamischen Drucks) aufnehmen, nahe an „0“ gebracht werden, so dass das Ventil auch in einer Situation verwendet werden kann, in der der Fluiddruck hoch ist.
Ferner besteht, da der Luftdurchlass 58 in der Welle 50 ausgebildet ist, kein Bedarf, einen Raum zum separaten Anordnen des Luftdurchlasses um den Abschnitt, in den die Welle 50 eingepasst ist, des ersten Ventilkörpers 11 und des zweiten Ventilkörpers 12 sicherzustellen. Dies ermöglicht, dass die Dichtungen 85 und 86 in den leeren Räumen des ersten Ventilkörpers 11 und des zweiten Ventilkörpers 12, wo eine separate Anordnung eines Luftdurchlasses nicht länger notwendig ist, befestigt werden, so dass die Luftdichtheit zu der Zeit eines Ventilschließens erhöht wird. Zudem kann, da ein Ende der Welle 50 mit der Ausgangswelle 61 der Antriebsquelle 60 verbunden ist, die Struktur vereinfacht werden, und das Gewicht des zusammengesetzten Ventilkörpers 59 kann reduziert werden.
Durch Ausbilden des Luftdurchlasses 58 in der Welle 50 ohne Vorsehen eines separaten Luftdurchlasses um die Welle 50 auf dem ersten Ventilkörper 11 und dem zweiten Ventilkörper 12 können eine Reduzierung der Größe, des Gewichts und der Herstellungskosten des ersten Ventilkörpers 11 und des zweiten Ventilkörpers 12 erreicht werden. Ferner kann, obwohl der Innendurchmesser D1 der ersten Ventilöffnung 13 und der Innendurchmesser D2 des ersten Passabschnitts 34 in der obigen Ausgestaltung derselbe sind, nicht alles, sondern lediglich ein Teil der Last, die auf den ersten Ventilkörper 11 in der linearen Bewegungsrichtung aufgrund des Fluiddrucks (ausgenommen des dynamischen Drucks) wirkt, durch Differenzieren (unterschiedliches Ausbilden) der Innendurchmesser D1 und D2 voneinander reduziert werden. Dasselbe gilt für die Innendurchmesser D3 und D4 der zweiten Ventilöffnung 14 und des zweiten Passabschnitts 35. Außerdem sind in der obigen Ausgestaltung die erste Feder 81 und die zweite Feder 82 zum Unterstützen der Antriebsquelle 60 vorgesehen, aber eine oder beide von diesen können beseitigt werden. Ferner kann, obwohl in der vorliegenden Ausführungsform die Welle 50 an dem ersten Ventilkörper 11 durch Haftmittel oder Presspassung befestigt ist, eine Ausgestaltung übernommen werden, in der der erste Ventilkörper 11 und die Welle 50 durch die Federkraft der ersten Feder 81 und des ersten Ventilkörpers 11 verbunden gehalten werden, und die Welle 50 kann getrennt werden, wenn es keine Federkraft der ersten Feder 81 gibt.
Ein motorbetätigtes Ventil 10V der zweiten Ausführungsform ist in 7 bis 9 gezeigt, und die Struktur des zusammengesetzten Ventilkörpers 59V unterscheidet sich von der Struktur des zusammengesetzten Ventilkörpers 59 der ersten Ausführungsform. Die Welle 50 ist in dem zusammengesetzten Ventilkörper 59V der vorliegenden Ausführungsform unabhängig von dem ersten Ventilkörper 11 und dem zweiten Ventilkörper 12 linear bewegbar. Insbesondere weist in der vorliegenden Ausführungsform ein Mittelloch 15V des ersten Ventilkörpers 11, das in der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, nicht die abgestufte Oberfläche 15D auf und weist einen einheitlichen Durchmesser auf. Ferner weist der Flansch 62F der Verbindungsstange 62 einen solchen Außendurchmesser auf, dass er nicht im Vergleich zu den Außenumfangsoberflächen der Ausgangswelle 61 und der Welle 50 vorsteht. Die Welle 50 bewegt sich linear in den Mittellöchern 15V und 16 des ersten Ventilkörpers 11 und des zweiten Ventilkörpers 12 und in dem Mittelloch 28A des Dichtungshalters 28, und die Ausgangswelle 61 bewegt sich ebenfalls linear in dem Mittelloch 28A. Zudem ist auf einem Abschnitt der Welle 50, der sandwichartig zwischen dem ersten Ventilkörper 11 und dem zweiten Ventilkörper 12 eingefügt ist, ein scheibenförmiger Kontaktabschnitt 51A an einer Position nahe an dem ersten Ventilkörper 11 befestigt, und ein scheibenförmiger Kontaktabschnitt 51B ist an einer Position nahe an dem zweiten Ventilkörper 12 befestigt. Da die anderen Ausgestaltungen dieselben wie jene des motorbetätigten Ventils 10 der ersten Ausführungsform sind, werden redundante Beschreibungen weggelassen.
In dem motorbetätigten Ventil 10V der vorliegenden Ausführungsform ist die Welle 50 unabhängig von dem ersten Ventilkörper 11 und dem zweiten Ventilkörper 12 linear bewegbar. Wie in 7 gezeigt ist, ist, wenn die Welle 50 an der Zwischenschließposition angeordnet ist, ein Zustand begründet, in dem der erste Ventilkörper 11 die erste Ventilöffnung 13 verschließt und der zweite Ventilkörper 12 die zweite Ventilöffnung 14 verschließt. Zu dieser Zeit grenzt ein Kontaktabschnitt 51A an den ersten Ventilkörper 11 an, und der andere Kontaktabschnitt 51B grenzt an den zweiten Ventilkörper 12 an.
Wenn sich die Welle 50 von der Zwischenschließposition zu der ersten Offenposition bewegt, wird der erste Ventilkörper 11 durch den einen Kontaktabschnitt 51A zum Öffnen der ersten Ventilöffnung 13 geschoben, und der andere Kontaktabschnitt 51B bewegt sich weg von dem zweiten Ventilkörper 12, so dass die zweite Ventilöffnung 14 durch den zweiten Ventilkörper 12 verschlossen gehalten wird, wie in 8 gezeigt ist.
Wenn sich die Welle 50 von der Zwischenschließposition zu der zweiten Offenposition bewegt, wird der zweite Ventilkörper 12 durch den anderen Kontaktabschnitt 51B zum Öffnen der zweiten Ventilöffnung 14 geschoben, und der eine Kontaktabschnitt 51A bewegt sich weg von dem ersten Ventilkörper 11, so dass die erste Ventilöffnung 13 durch den ersten Ventilkörper 11 verschlossen gehalten wird, wie in 9 gezeigt ist.
Wie oben beschrieben wurde, können auch mit dem motorbetätigten Ventil 10V der vorliegenden Ausführungsform die erste Öffnung 31 bis dritte Öffnung 33 in drei Arten von Kombinationsmustem (d.h. drei Modi) verbunden/getrennt werden. Zudem werden dieselben Wirkungen wie jene des motorbetätigten Ventils 10 der ersten Ausführungsform erzielt.
Zusätzlich zu den oben beschriebenen Ausführungsformen sind Ausgestaltungen, die unten beispielhaft angegeben werden, denkbar.

(1) Obwohl die Welle 50 der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform eine Rohrstruktur mit dem Luftdurchlass 58 darin aufweist, kann eine Ausgestaltung, in der ein nutförmiger Luftdurchlass 58X auf der äußeren Oberfläche vorgesehen ist, wie eine Welle 50X, die in 10 gezeigt ist, oder ein spiralnutförmiger Luftdurchlass 58Y auf der äußeren Oberfläche vorgesehen ist, wie eine Welle 50Y, die in 11 gezeigt ist, eingesetzt werden, und die Innenseite des ersten Passabschnitts 34 und die Innenseite des zweiten Passabschnitts 35 können mit der Innenseite der Zwischenkammer 23 durch diese Luftdurchlässe 58X und 58Y in Verbindung gebracht werden.
(2) Ferner ist, wie in einem motorbetätigten Ventil 10W, das in 12 gezeigt ist, das motorbetätigte Ventil 10V der zweiten Ausführungsform so abgewandelt, dass es einen verjüngten Abschnitt 18W auf der Endwand 18 des zweiten Ventilkörpers 12 aufweist, so dass eine Strömungsratensteuerung unter Verwendung der zweiten Ventilöffnung 14 durchgeführt werden kann. Ferner kann, obwohl es nicht dargestellt ist, ein verjüngter Abschnitt auch auf der Endwand 17 des ersten Ventilkörpers 11 vorgesehen sein, so dass eine Strömungsratensteuerung durch sowohl die erste Ventilöffnung 13 als auch die zweite Ventilöffnung 14 durchgeführt werden kann.
(3) In der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform kann anstelle der Welle 50 eine Welle, die durch Verlängern der Ausgangswelle 61 der Antriebsquelle 60, so dass sie durch den ersten Ventilkörper 11 und den zweiten Ventilkörper 12 verläuft, ausgebildet ist, als die „Welle“ verwendet werden.
(4) Obwohl der Innendurchmesser D3 (siehe 3) der zweiten Ventilöffnung 14 in der ersten Ausführungsform, der zweiten Ausführungsform und der Abwandlung, die in 12 gezeigt ist, kleiner als der Innendurchmesser D1 (siehe 2) der ersten Ventilöffnung 13 ist, kann der Innendurchmesser D3 der zweiten Ventilöffnung 14 größer als der Innendurchmesser D1 der ersten Ventilöffnung 13 sein, oder der Innendurchmesser D1 der ersten Ventilöffnung 13 und der Innendurchmesser D3 der zweiten Ventilöffnung 14 können derselbe sein.

Es wird explizit erklärt, dass alle Merkmale, die in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbart sind, dazu bestimmt sind, separat und unabhängig voneinander sowohl für den Zweck der ursprünglichen Offenbarung als auch für den Zweck der Beschränkung der beanspruchten Erfindung unabhängig von der Zusammenstellung der Merkmale in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen offenbart zu werden. Es wird explizit erklärt, dass alle Wertebereiche oder Angaben von Gruppen von Objekten jeden möglichen Zwischenwert oder jedes mögliche dazwischen liegende Objekt sowohl für den Zweck der ursprünglichen Offenbarung als auch für den Zweck der Beschränkung der beanspruchten Erfindung, insbesondere zur Bestimmung der Grenzen von Wertebereichen offenbaren.

10, 10V, 10W: Motorbetätigtes Ventil
11: Erster Ventilkörper
11A, 12A: Großzylinderwand
11B, 12B: Kleinzylinderwand
12: Zweiter Ventilkörper
13: Erste Ventilöffnung
14: Zweite Ventilöffnung
15, 15V, 16, 28A: Mittelloch
15D: Abgestufte Oberfläche
18W: Verjüngter Abschnitt
21: Erste Gehäusekammer
22: Zweite Gehäusekammer
23: Zwischenkammer
31: Erste Öffnung
32: Zweite Öffnung
33: Dritte Öffnung
34: Erster Passabschnitt
35: Zweiter Passab schnitt
50, 50X, 50Y: Welle
50A, 50B, 50C: Öffnung
51A, 51B: Kontaktabschnitt
58, 58X, 58Y: Luftdurchlass
59, 59V: Zusammengesetzter Ventilkörper
60: Antriebsquelle
81: Erste Feder
82: Zweite Feder
85, 86: Dichtung
90: Basis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2016 A [0002]

Claims

Motorbetätigtes Ventil (10) mit: einer Basis (90) mit einer ersten Gehäusekammer (21), die einen ersten Ventilkörper (11) aufnimmt, einer zweiten Gehäusekammer (22), die einen zweiten Ventilkörper (12) aufnimmt, und einer Zwischenkammer (23), welche erste Gehäusekammer (21), welche zweite Gehäusekammer (22) und welche Zwischenkammer (23) in einer Reihe angeordnet sind, so dass die Zwischenkammer (23) zwischen der ersten Gehäusekammer (21) und der zweiten Gehäusekammer (22) eingefügt ist; einer ersten Ventilöffnung (13), die zwischen der ersten Gehäusekammer (21) und der Zwischenkammer (23) ausgebildet ist und durch den ersten Ventilkörper (11) geöffnet und verschlossen wird; einer zweiten Ventilöffnung (14), die zwischen der zweiten Gehäusekammer (22) und der Zwischenkammer (23) ausgebildet ist und durch den zweiten Ventilkörper (12) geöffnet und verschlossen wird; einer ersten Öffnung (31), die mit der ersten Gehäusekammer (21) in Verbindung steht; einer zweiten Öffnung (32), die mit der zweiten Gehäusekammer (22) in Verbindung steht; einer dritten Öffnung (33), die mit der Zwischenkammer (23) in Verbindung steht; einem zusammengesetzten Ventilkörper (59), der durch ein Überbrücken der Welle (50) zwischen dem ersten Ventilkörper (11) und dem zweiten Ventilkörper (12) ausgebildet ist; einer Antriebsquelle (60), die mit einem Ende des zusammengesetzten Ventilkörpers (59) verbunden ist, zum Bewegen des ersten Ventilkörpers (11) und des zweiten Ventilkörpers (12) zu einer Mehrzahl von Positionen einschließlich einer ersten Offenposition, in der die erste Ventilöffnung (13) geöffnet ist, und einer zweiten Offenposition, in der die zweite Ventilöffnung (14) geöffnet ist; einem ersten Passabschnitt (34), der in der ersten Gehäusekammer (21) vorgesehen ist und in den der erste Ventilkörper (11) so eingepasst ist, dass er linear bewegbar ist; einem zweiten Passabschnitt (35), der in der zweiten Gehäusekammer (22) vorgesehen ist und in den der zweite Ventilkörper (12) so eingepasst ist, dass er linear bewegbar ist; und einem Luftdurchlass (58), der in der Welle (50) ausgebildet ist und durch den eine Innenseite des ersten Passabschnitts (34), eine Innenseite des zweiten Passabschnitts (35) und eine Innenseite der Zwischenkammer (23) miteinander in Verbindung stehen.
Motorbetätigtes Ventil (10) nach Anspruch 1, bei dem die Welle (50) mit dem ersten Ventilkörper (11) und dem zweiten Ventilkörper (12) integral bewegbar verbunden ist; und die Antriebsquelle (60) dazu ausgebildet ist, den zusammengesetzten Ventilkörper (59) zu der Mehrzahl von Positionen einschließlich der ersten Offenposition, in der die erste Ventilöffnung (13) geöffnet ist und die zweite Ventilöffnung (14) verschlossen ist, und der zweiten Offenposition, in der die erste Ventilöffnung (13) verschlossen ist und die zweite Ventilöffnung (14) geöffnet ist, zu bewegen.
Motorbetätigtes Ventil (10) nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit: einem Mittelloch (15), das durch einen Mittelabschnitt des ersten Ventilkörpers (11) verläuft; und einer abgestuften Oberfläche (15D), die an einem Zwischenabschnitt des Mittellochs (15) ausgebildet ist und mit der eine Endoberfläche der Welle (50) in Kontakt kommt.
Motorbetätigtes Ventil (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Welle (50) durch den zweiten Ventilkörper (12) verläuft, und ein Ende der Welle (50) mit der Antriebsquelle (60) verbunden ist.
Motorbetätigtes Ventil (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit: einer Großzylinderwand (11A, 12A) und einer Kleinzylinderwand (11B, 12B), die konzentrische zylindrische Formen aufweisen und von einer Endoberfläche des ersten Ventilkörpers (11) oder des zweiten Ventilkörpers (12) vorstehen; einer Dichtung (85, 86), die zwischen der Großzylinderwand (11A, 12A) und der Kleinzylinderwand (11B, 12B) angeordnet ist und durch Gesenkschmieden der Großzylinderwand (11A, 12A) und der Kleinzylinderwand (11B, 12B) befestigt ist; und einem ringförmigen Vorsprung (13T, 14T), der von einem Öffnungsrand der ersten Ventilöffnung (13) oder der zweiten Ventilöffnung (14) vorsteht und dazu ausgebildet ist, mit der Dichtung (85, 86) in Kontakt zu kommen, bei dem die Welle (50) in die Kleinzylinderwand (11B, 12B) passt.
Motorbetätigtes Ventil (10V, 10W) nach Anspruch 1 oder 4 oder 5, mit: der Welle (50), die durch den ersten Ventilkörper (11) und den zweiten Ventilkörper (12) verläuft, so dass sie linear bewegbar ist; einer ersten Feder (81), die den ersten Ventilkörper (11) zu einer geschlossenen Position drängt, in der die erste Ventilöffnung (13) verschlossen ist; einer zweiten Feder (82), die den zweiten Ventilkörper (12) zu einer geschlossenen Position drängt, in der die zweite Ventilöffnung (14) verschlossen ist; einem Kontaktabschnitt (51A, 51B), der auf einem Abschnitt der Welle (50) zwischen dem ersten Ventilkörper (11) und dem zweiten Ventilkörper (12) befestigt oder integral ausgebildet ist, und der Antriebsquelle (60), die mit dem Ende der Welle (50) zum Bewegen der Welle (50) zu der Mehrzahl von Positionen einschließlich der ersten Offenposition, in der der Kontaktabschnitt (51A) zum Öffnen der ersten Ventilöffnung (13) auf den ersten Ventilkörper (11) drückt, und der zweiten Position, in der der Kontaktabschnitt (51B) zum Öffnen der zweiten Ventilöffnung (14) auf den zweiten Ventilkörper (12) drückt, verbunden ist.
Motorbetätigtes Ventil (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem mindestens einer von dem ersten Ventilkörper (11) und dem zweiten Ventilkörper (12) einen verjüngten Abschnitt (18W) aufweist, der sich in Richtung auf die erste Ventilöffnung (13) oder die zweite Ventilöffnung (14) verjüngt.
Motorbetätigtes Ventil (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Welle (50) eine Rohrstruktur einschließlich des Luftdurchlasses (58) darin und eine Mehrzahl von Öffnungen (50A, 50B, 50C), die in Richtung auf die Innenseite des ersten Passabschnitts (34), die Innenseite des zweiten Passabschnitts (35) und die Innenseite der Zwischenkammer (23) geöffnet sind, aufweist.
Motorbetätigtes Ventil (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem Mittellöcher (15, 16), durch die die Welle (50) verläuft, an Mittelabschnitten des ersten Ventilkörpers (11) und des zweiten Ventilkörpers (12) ausgebildet sind; und der Luftdurchlass (58X, 58Y) in einem Abschnitt der Welle (50), wo die Welle (50) durch die Mittellöcher (15, 16) verläuft, in einer Nutform ausgebildet ist.
Motorbetätigtes Ventil (10) nach Anspruch 9, bei dem der Luftdurchlass (58Y) eine Spiralform aufweist.
Motorbetätigtes Ventil (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem Flächen von Öffnungsräumen der ersten Ventilöffnung (13) und der zweiten Ventilöffnung (14) voneinander verschieden sind.