JPS61153075A - ロ−タリ弁切換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ロータリソレノイド等の回転駆動装置と一体
に固定されて、その回転出力軸によって流路を切換える
ロータリ弁を有するロータリ弁切換装置に関するもので
あって、例えば油路等を切換える小型のロータリ弁とし
て用いて有効である。

〔従来の技術〕

従来、ハウジング内にあるロータリ弁の回転軸を外部よ
り回転操作するものは、ハウジングと回転軸との間より
流体が漏れない様にするため、その間にシール用のＯリ
ングを配設する構成であった。特に、ロータリ弁と一体
にロータリソレノイドを設けて、このロータリソレノイ
ドの出力軸によってロータリ弁の回転軸を回転駆動する
ものにおいては、流体がその弁付近からソレノイド内に
漏れて流入しないように、ロータリ弁とロータリソレノ
イドの間を確実に流体をシールするためのシール部材が
、前記出力軸もしくは回転軸の外周に設けられる構成で
あった。

このため、ロータリ弁の回転軸の外周に設けられるシー
ル部材（０リング等）は、回転軸の回転力に対して摩擦
力、すなわち負荷トルクとして作用する。特に、ロータ
リ弁を回転駆動装置で回転駆動する場合は、上記負荷ト
ルクが大きな問題となり、回転駆動装置を小型にするこ
とができないという問題となっていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上記の点に鑑みてなされ、るものであって、上
記回転軸に作用する負荷トルクを低減して、ロータリ弁
が円滑に回転可能となるロータリ弁切換装置を提供する
ことにある。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで本発明は、上記問題点を解決するための手段とし
て、ロータリ弁のハウジングと一体に固定されるケース
内にある励磁コイル及び固定磁極によって、その内側に
設けられた永久磁石ロータでもってロータリ弁体を回転
駆動するとともに、流体の漏れない袋状部材の開口端を
前記ケースもしくはハウジングに固定して永久磁石ロー
タを覆うことを特徴とする。

［作　用〕 ハウジングとロータリ弁体の間より洩れる流体は前記袋
状部材の内部空間を満たすが、ケース内の励磁コイル及
び固定磁極の設けられる空間には浸入しなくなり、０リ
ングがなくても確実にシールすることが可能となる。

〔実施例〕

以下図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明のロータリ弁装置の縦断面図、第２図は
第１図においてＩ−Ｉ線に沿う断面図である。

ロータリ弁装置は、回転駆動装置の構成部品を収納する
ケース１と、ロータリ弁を収納するバルブハウジング２
０と、回転駆動装置の出力軸７及びこの出力軸７と一体
のロータリ弁体７ａを回転自在に支持するインナハウジ
ング９と、ケース１とインチハウジング９によって開口
端が固定されて、永久磁石ロータ６及び出力軸７を覆う
袋状部材すなわちシールキャップ１２とを具備する。

ケースｌは非磁性材よりなる円筒形のケースで、バルブ
ハウジング２０と一体に固定されている。

ケース１内には、両端に一対の固定磁極片３ａ。

３ｂを有する固定磁極３と、固定磁極３を励磁する励磁
コイル２が固定されている。励磁コイル２は、ターミナ
ル１３と接続されグロメットカバー１４を貫通するリー
ド線１５より通電される。

永久磁石ロータ６は、固定磁極片３ａ、３ｂの内部にあ
って、ロータリ弁体７ａを回転駆動する。

このロータ６は、第２図に示すように２平面６　ａ　＋
６ｂを有する非円形状のロータであって、その半径方向
に着磁されている。ロータ６は非磁性材からなる固定部
材１１によって、出力軸７と同軸的に、かつ一体に固定
されている。

またロータ６の回転中心からロータの最外端面までの外
径距１ｉｌＩＤは、ロータ６の回転中心から固定磁極片
３ａ、３ｂの内端面までの内径距離ｄより大きくなって
いる。また、固定磁極片３ａ、３ｂの内側にはロータ６
の回転角度を規制し、且つ所定の角度にロータを静止さ
せるための当接面３Ｃ，３６＋　　３　ｅｔ　　３　ｆ
が設けられている。

インナハウジング９は、ケース１及びハウジング２０の
内側にＯリング１３ａを介して一体に固定されている。

インナハウジング９には軸受８が固定されており、軸受
８は前記ロータ６によって回転する出力軸７を回転自在
に支持している。

シールキャップ１２は非磁性材よりなり一端が閉塞され
た袋状であって、その開口端はケース１及びインナハウ
ジング９によって固定されている。

インナハウジング９とシールキャンプ１２との間にはシ
ール用０リング１３が設けられている。シールキャップ
１２は、第２図、第４図に示す様に固定磁極片３ａ、３
ｂの内面と接触する形状で、かつロータ６及び出力軸７
を完全に覆い包むものである。故に第１図に示すように
ケース１内はシールキャップ１２によってロータ６及び
出力軸７の設けられる空間１２′と、励磁コイル２及び
固定磁極３等の設けられる空間とに区画され、上記空間
１２′内には流体が浸入するが、他の空間には流体が浸
入しない構造である。

出力軸７は、ハウジング２０内に回転自在に収納された
弁体７ａと一体に回転する。弁体７ａには、ハウジング
２０に設けられた流入ボー）２０ａ及び２つの流出ボー
）２０ｂを切換えるため、２つの切換ボー）７ｂ及び流
路７Ｃが形成されている。具体的には第３図に示すよう
に、ロータ６が（イ）の位置では、流入ポート２０ａと
流出ポート２０ｂが弁体７ａの切換ポート７ｂ、７ｃに
よって連通し、ロータ６が（ロ）の位置では、両ボー）
２０ａ、２０ｂは非連通となる。

また出力軸７及び弁体７ａ内には、シールキャンプ１２
によって区画される空間１２′と流入ポート２０ａとを
、流路７ｃを介して連通ずるバランス通路７ｄが形成さ
れている。これは、弁体７ａによって切換えられる流入
ホード２０ａの流体の圧力と、上記空間１２′内圧力と
を等しくし、弁体７ａに作用する軸方向の力を相殺する
ためのものである。

次に上述の構成に基づいて作動を説明する。励磁コイル
２への通電によって、第３図の（イ）に示す様に固定磁
極片３ａにＮｐｉ、固定磁極片３ｂにＳ極を励磁すると
、永久磁石ロータ６は第３図の（イ）の位置になる。こ
のときロータ６は、シールキャップ１２を介して当接面
３ｃ、３ｆと当接して大きな静止トルクを得る。この状
態では、弁体７ａは流入ボー）（２０ａ）と流出ポート
２ｏｂを連通ずる。

次に、励磁コイル２への上述とは逆方向に通電すると、
第３図の（ロ）に示すように、固定磁極片３ａにＳ極、
固定磁極片３ｂにＮ極が励磁されて、ロータ６は図中反
時計回りに回転し、固定磁極３の当接面３ｄ、３ｅと当
接静止する。この状態では、弁体７ａは流入ポート（２
０ａ）と流出ポート２０ｂを非連通にする。

次にシールキャップ１２を設けたことによる作用を説明
する。

シールキャップ１２によってロータ６及び出力軸１２を
覆う空間１２′を形成したことにより、出力軸７と軸受
８の間から漏れる流体は、上記空間１２′内には流入す
るものの、他の空間に浸入することがなくなる。このた
め、従来では軸受８の付近において、出力軸７の外周に
シールを目的として設けられていた０リングを廃止する
ことが可能となる。従来ではこの０リングによる摩擦力
により、出力軸７には０．２〜Ｑ、４　ｋｇ−ｃｍ程度
の負荷トルクが作用していたが、上述実施例においては
そのトルクは実質的に零にすることができる。

このため、出力軸７を回転駆動する回転駆動装置に必要
な回転トルクが、軽減されるので、回転駆動装置自体を
小型のものにすることが可能となる。

また、従来のものにおいて、流入ポート２０ａにて流体
圧力が３０〜１００ｋｇ／ｃｓｉ程度の比較的高圧の流
体をロータリ弁で切換える場合には、弁体７ａ及び出力
軸７に高圧の流体圧力が作用し、出力軸７にスラスト力
が発生した。このスラスト力は、軸受８等と出力軸７の
摺動抵抗として作用し、出力軸７の負荷トルクを増大す
る原因となっていた。このためロータリ弁を駆動する回
転駆動装置は、減速機構を介して回転トルクを増大して
弁体７ａを駆動していた。ところが、上述の実施例にお
いては、シールキャップ１２内の空間１２′と流入ポー
ト２０ａ側とは、出力軸７のバランス通路７ｄによって
連通しているため、切換られる流体圧力と空間１２′内
圧力は等しい圧力となる。

このため、弁体７ａ及び出力軸７作用する圧力は相殺し
合うので、出力軸７にはスラスト力が発生しない構成と
なる。故に、比較的高圧な流体を切換える場合でも出力
軸７を駆動するに要する回転トルクを著しく低減するこ
とが可能となる。すなわち減速機構を介すことなく小さ
な回転力の回転駆動装置によって直接的に弁体７ａを駆
動することが可能となる。

尚、上述の実施例において説明した回転駆動装置は、例
えばステッピングモータ、一般の可動永久磁石モータ等
であって良いことは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上述べた様に、袋状部材であるシールキャップを設け
ることにより、従来の０リングを廃止しても確実に流体
のシールが確保できるとともに、０リングの廃止によっ
て出力軸の負荷トルクが著しく低減される。このため、
出力軸及びロータリ弁を駆動するに要する回転トルクを
小さくすることが可能となるため、小型の回転駆動装置
によって、円滑に回転駆動することが可能になるといっ
た優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すロータリ弁切換装置の
縦断面図、第２図は第１図におけるＩ−■線に沿う断面
図、第３図は作動の説明に供する図、第４図はシールキ
ャップ部品図である。 １・・・ケース、２・・・励磁コイル、３・・・固定磁
極、６・・・永久磁石ロータ、７・・・出力軸、７ａ・
・・ロータリ弁体、１２・・・シールキャップ（袋状部
材）、２０・・・ハウジング、２０ａ・・・流入ポート
、２０ｂ・・・流出ポート。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ハウジングに形成される流入・流出ポートと、ハ
   ウジング内に回転自在に収納されて前記流入・流出ポー
   トを切換えるロータリ弁体と、前記ハウジングと固定さ
   れるケース内に設けられる固定磁極と、この固定磁極を
   励磁する励磁コイルと、前記固定磁極の内側に回転自在
   に支持されて前記ロータ弁体を回転駆動する永久磁石ロ
   ータと、前記ケースもしくはハウジングに開口端が固定
   されて、前記固定磁極の内側にて前記永久磁石ロータを
   覆うとともに流体が漏れないよう設けられる袋状部材と
   を具備することを特徴とするロータリ弁切換装置。
2. （２）前記ロータリ弁体には、前記袋状部材によって区
   画される空間と、上記流入ポートとを連通するバランス
   通路が形成されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項先のロータリ弁切換装置。