KR100449406B1

KR100449406B1 - 밸브구동장치

Info

Publication number: KR100449406B1
Application number: KR10-2002-0048778A
Authority: KR
Inventors: 하시모토카츠오; 오자와시게루
Original assignee: 가부시기가이샤 산교세이기 세이사꾸쇼
Priority date: 2001-08-20
Filing date: 2002-08-19
Publication date: 2004-09-18
Also published as: CN1224791C; US6769445B2; JP2003056734A; CN1401927A; JP4208441B2; US20030034472A1; KR20030016176A

Abstract

용접열의 회피기구를 갖는 전동팽창밸브의 밸브구동장치를 제공하는 것을 그 과제로 한다.

이를 해결하기 위한 수단으로 피니온(17)과 맞물리는 치차(20A)가 밸브시트 플레이트(13)의 밸브시트(23)에 접접하는 밸브체(24A)의 회전각도를 제어하여 유출파이프(28A)의 연통공(25A)를 개폐제어한다. 밸브시트 플레이트(13)와 케이스체(14)를 외주(S)에서 밀봉하는 용접중, 계지부(34)에 치차상부의 갈고리부(20b)를 계지하여 밸브체(24A)를 밸브시트(23)로부터 이간시킨다. 밸브체(24A)는 밸브시트 플레이트(13) 사이의 공기층(50)에 의해 용접열로부터 보호된다. 자연 방냉(放冷)후, 전동으로 피니온(17)을 원격적으로 조작하여 치차(20A)를 회전시키고 고정을 해제한다. 탄성팔부(35d)는 부세력으로 치차(20A)를 계지부(34)로부터 이탈시키고, 밸브체(24A)를 밸브시트(23)에 압접하여 개폐조작을 원활하게 기능시킨다.

Description

밸브구동장치{VALVE DRIVING DEVICE}

본 발명은 전동팽창밸브에 관하며 더욱 구체적으로는 밸브체에 미치게 되는 용접열의 회피기구에 관한 것이다.

일반적으로 전동팽창밸브는 밸브기구를 구성하는 본체와, 밸브기구를 밀봉하는 케이스체로 이루어진다. 예를들면 도 13에 도시하는 전동팽창밸브(100)에서의 3방밸브(100a)는 로터(101)의 선단에 배치한 한개의 밸브체(102)로 2개의 유출파이프(106a)(106b)를 개폐제어하고 있기 때문에 케이스체(104)와 본체(105)를 기밀하게 봉지(封止)하는 TIG용접위치(104a)의 열이 밸브체(102)의 접접면(102a)에 악영향을 미치지 않도록 케이스체 외주의 용접위치(104a)로부터 더욱 멀어지는 본체(105)의 중심부에 밸브체(102)를 배치하고, 또한 유출파이프(106a)(106b)의 용접개소(105b)로부터의 용접열을 수지제 밸브체(102)에 전달하기 어렵도록 하기 위해 금속제의 밸브시트 플레이트부에 열용량이 큰 두꺼운 절삭부품을 사용하고 있다.

또 밸브시트(105a)에는 2개의 유출파이프(106a)(106b)로의 연통공(107a)(107b)이 밸브실(109)내에 개구하고, 밸브실(109)내에서 밸브체(102)를 통해 유입구(110)와 선택적으로 연통한다. 리브(103)는 도 14와 같이 반달모양의 오목부(11)를 둘러싸는 형상으로 스테이터 코일(112)에 보내지는 전기신호에 의해 변위하는 회전축(101)의 회전각도에 따라 한개의 밸브체(102)가연통공(107a)(107b)의 경계를 4모드로 변환한다. 즉 도 14(a)는 연통공(107a) :폐/연통공(107b) : 개, 도 14(b)는 연통공(107a)(107b) 모두 폐, 도 14(c)는 연통공(107a) : 개/연통공(107b) : 폐, 도 14(d)는 연통공(107a)(107b)모두 개를 나타낸다.

이와같이 한개의 밸브체(102)로 2개의 유출파이프(106a)(106b)를 개폐제어하는 도 13의 기구는 제 1로, 2개의 유출파이프(106a)(106b)사이의 거리가 좁고, 부품가공이나 남땜용접작업이 곤란하다. 제 2로, 한개의 밸브체(102)를 일회전시키는 동안에 도 14와 같이 4모드의 변환(개폐, 폐개, 개개, 폐폐)을 행하기 위해 공간적인 여유가 없고, 4방밸브 이상의 다방밸브를 구성할 수 없다.

제 3으로, 2개의 유출파이프(106a)(106b)의 유량제어 패턴을 독립적으로 변화시키지 않고 개폐변환만의 단순한 것이 된다. 제 4로 수지제 밸브체(102)는 본체(105)의 밸브시트(105a)에 스프링(108)으로 가압접촉시키고 있기 때문에 금속이 고온이 되면 수지면에 요철이 생기거나 열에 의한 수지의 표면조밀도가 망가짐이 일어나거나 하여 전 폐(閉)상태로 누설이 발생한다. 따라서 용접열을 회피하기 위해 TIG 용접을 단시간에 끝내고 용접후는 급속히 냉각하여 수지제 밸브체로의 영향을 최소한으로 억제할 필요가 있다. 그 때문에 작업은 숙련을 요하며 품질의 안정성이나 신뢰성에 불안이 남는다.

본 과제를 해결하기 위해 밸브실(209)에서 유입파이프(210)와 선택적으로 연통하는 각 유출파이프(206a)(206b)의 개구(207a)(207b)에 개별로 밸브체(202a)(202b)를 배치하고, 스테이터 코일(212)의 전기신호입력에 따라 밸브체(202a)(202b)를 회전시켜 개구(207a)(207b)를 개폐제어하는 도 15의 구성에 의한 전동팽창밸브(200)의 3방밸브(200a)가 고안되었다.

그러나 2개의 유출파이프(206a)(206b)에 대해 로터(201)와 일체로 형성된 피니온(203)으로부터 치차연결로 방사모양으로 배치된 밸브체(202a)(202b)의 위치가 케이스체(204)와 본체베이스 플레이트(205)를 기밀하게 봉지(封止)하는 TIG용접의 가열을 받는 외주부위(204a)에 가까워 지므로 판스프링(208)으로 밸브시트(205a)에 압접되는 수지제의 밸브체(202a)(202b)가 용접열에 직접 노출되어 변질 또는 변형하여 기능불량을 초래할 가능성이 있다.

또 유출파이프(206a)(206b)을 기밀하게 접속하는 용접열의 영향을 받는 것을 고려해야 한다. 밸브체(202a)(202b)에 대한 이와같은 용접열의 영향을 회피하는 데는 밸브시트를 포함하는 금속제 본체베이스 플레이트(205)의 외주를 크게하거나, 두께를 두껍게 하여 열용량을 크게할 필요가 있어 원가나 소형화 면에서 문제가 있다.

그래서 본 발명의 목적은 조립초기의 상태에서 밸브체를 고정하여 밸브시트 사이에 간격을 두어 공기단열층을 형성하는 것이다.

도 1은 본 발명에 관한 밸브구동장치를 포함하는 전동팽창밸브의 일 실시예를 단면으로 도시하는 측면도이다.

도 2는 본 발명에 관한 밸브구동장치에서의 밸브시트 플레이트로 (a)는 윗면으로부터의 평면도, (b)는 (a)에서의 b-b선을 따른 단면도, (c)는 (b)에서의 c-c선을 따른 뒷면으로부터의 평면도이다.

도 3은 본 발명에 관한 밸브구동장치에서의 외장부재의 장착 설명도로서, (a)는 파이프 고정부재와 밸브시트와의 접합평면도, (b)는 스테이터 위치결정 프레임과 파이프 고정부재와의 접합평면도, (c)는 (b)에서의 c-c선을 따른 단면도, (d)는 (b)에서의 d-d선을 따른 단면도.

도 4는 본 발명에 관한 밸브구동장치에서의 밸브고정수단의 부품도이며, (a)는 평면도, (b)는 (a)의 b-b선을 따른 단면도.

도 5는 본 발명에 관한 밸브구동장치에서의 밸브체 고정수단으로 밸브체를 계지한 상태를 설명하는 사시도.

도 6은 본 발명에 관한 밸브구동장치에서의 밸브체 고정수단의 밸브체 계지부에 계지된 치차와 피니온과의 맞물림 관게를 설명하는 부분평면도.

도 7은 본 발명에 관한 밸브구동장치에서의 밸브체 고정수단과 치차와의 부분조립도로 계지위치에 있는 치차와 밸브체를 단면으로 설명하는 측면도.

도 8은 본 발명에 관한 밸브구동장치를 확대하여 단면으로 도시한 측면도.

도 9는 본 발명에 관한 밸브구동장치에서의 밸브체와 치차의 부분조립도로, (a)는 평면도, (b)는 (a)에서의 b-b선을 따른 단면도.

도10은 본 발명에 관한 밸브구동장치에서의 치차의 부품도로, (a)는 밑면에서의 평면도, (b)는 (a)에서의 b-b선을 따른 단면도, (c)는 윗면으로부터의 평면도이다.

도11은 본 발명에 관한 밸브구동장치에서의 밸브체의 부품도이며 (a)는 밑면에서의 평면도, (b)는 (a)에서의 b-b선을 따른 단면도, (c)는 (b)의 c-c선을 따른 윗면으로부터의 평면도이다.

도12는 본 발명에 관한 밸브구동장치에서의 밸브체의 개폐모드를 도시하는 설명도이며, (a)는 밸브 A 개(開)- 밸브 B개, (b)는 밸브 A개 - 밸브 B폐(閉), (C)는 밸브 A폐 - 밸브 B폐, (d)는 밸브 A폐 - 밸브 B개를 각각 도시하는 평면도.

도13은 종래의 전동팽창밸브의 일 실시예의 부분을 단면으로 도시하는 측면도.

도14은 도13의 XIV-XIV선을 따른 도시로서 (a)(b)(c)(d)는 밸브의 각 개폐모드를 설명하는 평면도.

도15는 종래의 전동팽창밸브의 다른 실시예를 단면으로 도시하는 측면도.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 관한 밸브구동장치는 유체유로내에설치되어 유입파이프 또는 유출파이프에 연통하는 여러개의 개구부를 구비한 본체는, 상기 개구부를 개폐하는 밸브체와, 이 밸브체를 구동하는 구동수단과, 이 구동수단으로부터 상기 밸브체에 회전을 전달하는 회전전달부재와, 상기 개구부가 형성되고, 이 개구부를 개폐하도록 상기 밸브체가 압접하여 접동되는 밸브시트 플레이트를 구비하며, 이 밸브시트 플레이트 및 상기 밸브체를 상기 구동수단 및 상기 회전전달부재와 함께 기밀하게 봉지하여 밀폐공간을 구성하는 케이스체로 이루어지는 다방향 제어방식의 밸브구동장치로서, 상기 밸브체는 상기 밸브시트 플레이트로부터 이간가능하고, 상기 밸브시트 플레이트와 상기 케이스체를 용접할 때 상기 밸브체를 상기 밸브시트 플레이트로부터 이간한 이간위치에 일시적으로 계지하는 고정수단을 배치했다. 이 때문에 밸브시트와 밸브시트 플레이트 사이에 열절연의 극히 뛰어난 공기층의 형성으로 밸브체를 용접열로부터 보호하고, 접접면의 변형을 방지하므로 밸브체의 씨일특성을 양호하게 유지할 수 있다.

본 발명에 있어서 상기 고정수단은 상기 밸브체를 상기 밸브시트 플레이트에 압접하는 부세수단에 맞서 상기 밸브체를 상기 밸브시트 플레이트로부터 이간시키고, 용접후에 상기 고정수단에 의한 계지를 해제하며, 상기 부세수단에 의해 상기 밸브시트 플레이트와의 접촉위치로 복귀시킨 상기 밸브체는 개폐회전동작이 상기 고정수단에 간섭되지 않는 위치에 이간한다. 이와같이 밸브체가 초기설정의 시동을 행하기 전의 계지상태에서는 공기절연층이 확보되면서 파이프 배관의 용접을 행할 수 있게 되고, 또 고정수단의 계지는 불가역적으로 한번 해제된 밸브체는 고정수단으로부터 완전 또는 확실하게 이탈하며, 계지해제후의 밸브체는 밸브시트 플레이트와 밀착하여 개구부가 충분히 기밀성을 유지하여 개폐회전동작은 완전 자유로이 지장없이 행할 수 있다.

또한 상기 고정수단에 각 밸브체를 계지하는 고정조작은 각 밸브체의 회동에 의해 행해지고, 소정의 회동각도로 회동을 저지하는 규제위치를 배치했다. 즉 회동에 의한 밸브체의 고정조작으로 회동의 규제위치를 설정함으로써 어떠한 회전전달부재(치차)도 구동수단(피니온)과의 연동상태에 있는 위치(맞물림 위치)에서 계지되고, 구동수단(피니온)은 회전전달부재(치차)와 서로 간섭하지 않아 매끄럽게 연결시킬 수 있다. 조립시에 치차상호의 회전각을 조정할 필요가 없기 때문에 치차조립지그가 불필요하게 되어 조립공정이 간략화된다.

또 상기 부세수단과 상기 밸브체와의 계지해제는 상기 밸브체 자체의 작동에 의해 행해지므로 밸브구동장치를 케이스체 안에 기밀하게 봉지한 후 외부로부터의 전기적 원격조작에 의해 확실하게 계지를 해제할 수 있다. 역으로 전기적 조작에 의하지 않으면 기계적 계지를 해제할 수 없으므로 배선전은 외장에 열적처리를 가해도 밸브체의 씨일특성이 감퇴하는 경우는 없다.

또한 상기 규제위치에 의해 상기 각 밸브체의 기동원점과, 이 기동원점에서 회전을 기계적으로 저지하기 위해 상기 회전전달부재에 배치한 저지부와의 상대적 각도관계를 일의적으로 위치를 정했다. 이와같이 규제위치에 의해 부품서로의 조립으로 자동적으로 치차 정식각도위치를 확보할 수 있음으로써, 스테이터로부터의 펄스구동에 의한 로터의 전기적 원점까지의 펄스수는 미리 설정할 수 있기 때문에 밸브구동장치를 케이스체 안에 기밀하게 봉지한 후 각 밸브체의 기계적 기동원점과의 매칭을 목시(目視)에 의하지 않고 용이하게 할 수 있게 된다.

적절하게는 상기 회전전달부재는 치차이다.

다음에 본 발명에 관한 밸브구동장치의 실시예를 도면을 기초로 설명한다. 도 1은 전동팽창밸브(10)의 일 실시예의 전체를 종단면으로 도시하는 측면도로서, 본 발명에 관한 밸브구동장치(11)를 포함한다. 밸브구동장치(11)는 금속판을 프레스 성형한 밸브시트 플레이트(13)(도 2참조)상에 구성되어 케이스체(14)로 기밀하게 봉지되고, 로터(15)를 케이스체(14)의 외측에 밀착시켜 주설한 스테이터(16)로 회전구동한다. 스테이터(16)의 스테이터 코일(16a)에 접속된 도선(16b)에 컴퓨터(도시하지 않음)로부터 구동신호를 입력하고, 로터(15)의 소정각도에서의 회전/정지를 제어한다.

로터(15)는 외주에 마그네트(15a)가 일체로 고설되고, 밸브시트 플레이트(13)측의 단부에는 피니온(17)이 형성되며, 고설한 로터지축(18)에 회전이 자유롭도록 지승된다. 케이스체(14)는 로터(15)의 마그네트(15a)의 외주면과 스테이터 코일(16a)의 내주면이 근접하도록 지름이 축경(縮經)되고, 폐단측에 로터(15)의 지축(18)의 일단에 감합하여 중심위치에 안정적으로 지지하는 오목부(14a)가 배치된다. 케이스체(14)의 개단(14b)측은 확경(擴徑)하여 스테이트(16)를 올려놓는 단부(14c)를 배치하고, 확경된 개단(14b)의 내면은 프레스 성형한 밸브시트 플레이트(13)의 단이 있는 외주의 확경주연부(13a)와 세밀하게 감합한다. 케이스체(14)의 개단(14b)을 밸브시트 플레이트(13)의 확경주연부(13a)에 감입하면 밸브시트 플레이트(13)의 중심공(13b)과 케이스체(14)의 고정축 지지오목부(14a)와는 동일 축선상에 정합한다.

도 2(a)는 밸브시트(23)측에서 본 밸브시트 플레이트(13)의 평면도, 도 2(b)는 (a)의 b-b선을 따른 단면도, 도 2(c)는 (b)의 c-c선을 따른 이면도이다. 밸브시트 플레이트(13)에는 중심공(13b)이 관통되고 로터지축(18)을 밸브시트(23)와 반대측의 이면(13f)측으로부터 압입하여 밸브시트 플레이트(13)를 관통하고, 밸브시트(23)측에서 케이스체(14)의 중앙의 오목부(14a)와 감합하는 높이로 입설한다.

밸브시트 플레이트(13)의 중심공(13b)의 양측에서 거의 대칭의 2개소에 로터피니온(17)에 맞물리는 2개의 동형 치차(도 9 및 도 10참조)(20A)(20B)의 지축(21A)(21B)의 고설공(13c)이 천설된다. 치차(20A)(20B)는 회전전달부재로서 지축(21A)(21B)에 회전이 자유롭도록 지지된다. 또 밸브시트 플레이트(13)에는 프레스 성형으로 치차지축 고설공(13c)과 동심으로 치차(20A)(20B)의 외경과 같은 정도의 원형단(13d)을 프레스 성형으로 얕게 형을 눌러 평활한 평면(13c)을 새겨 장착하여 밸브시트(23)로 한다(도 2(a)(b) 참조). 오목면(13e)의 깊이는 과장하여 도시하고 있다. 이에 따라 치차(20A)(20B)의 밑면에 소정의 패턴으로 볼록하게 배치한 밸브체(24)의 접접면(24a)(A,B)(도 11참조)에 접촉하는 밸브시트(23)를 밸브시트 플레이트(13)의 한정된 일부에 소요의 면조밀도를 확보할 수 있다.

이 밸브시트(23)내에서 밸브시트 플레이트(13) 외연에 가까운 적당한 위치에 유출파이프(28)(A,B)에 연통하는 소경의 연통공(25)(A,B)을 개구시킨다. 또 밸브시트(23)와 간섭하지 않는 장소에 유입파이프(26)에 연통하는 연통공(27)을 개구시킨다. 그리고 밸브시트 플레이트의 이면(13f)측에는 각 연통공(25A)(25B)(27)과거의 동심으로 유출파이프(28A)(28B) 및 유입파이프(26)의 외경에 감합하는 얕은 단이 있는 구멍(29)이 각각 프레스형 누름에 의해 새겨져 장착된다(도시는 과장하고 있다). 또한 이면(13f)측 3개소로부터 위치결정 돌기(13g)를 수직으로 쳐낸다.

도 3(a)(b)은 밸브시트 플레이트의 이면(13f)측에서의 도시로, 단이 있는 구멍(29)을 배치한 밸브시트 플레이트(13)의 뒷면(13f)에 위치결정 돌기(13g)에 대응시켜 천설한 넉(knok)구멍(30b)을 감합시키고, 도 3(a)에 도시하는 파이프 지지판(30)을 겹치며, 위치결정 돌기(13g)를 코킹으로 밸브시트 플레이트(13)에 고착한다. 파이프 지지판(30)은 프레스 성형된 얇은 금속판으로 유입파이프(26) 및 제 1, 제 2유출 파이프(28A)(28B)를 포함하는 3개소의 파이프 감입용 단이 있는 구멍(29)의 대응위치에 도 3(c)(d)에 도시하는 절곡에 의한 단부(30a)를 배치하여 밸브시트 플레이트(13)와의 고착면에서 이간하는 고정브라켓(30b)을 형성하고, 각각의 파이프 감입용 단이 있는 구멍(29)과의 정합위치에는 유입파이프(26), 제 1, 제 2 유출파이프(28A)(28B) 각각의 외경에 밀착하여 파이프의 측면에 지지하며, 단이 있는 구멍(29)과 협동으로 파이프를 직립상태로 유지하는 관통공(30c)이 천설된다.

각 관통공(30c)으로부터 키홀모양의 측홈(30c)을 연재시켜 용접납의 주입을 용이하게 하여, 기밀한 봉지가 확실하게 행해지도록 하고 있다. 또 밸브시트 플레이트(13)의 중심공(13b) 및 지축고설공(13c)과의 대응위치에는 각 지지축(18)(21A)(21B)의 외경을 크게 둘러싸는 여유있게 끼우는 구멍(30d)이 천설되고, 각 지지축(18)(21A)(21B)의 외주와 밸브시트 플레이트 이면(13f)과의 접합부에 납재를 두껍게 하여 기밀한 확보를 용이하게 한다.

또한 파이프 지지판(30)에는 계지편(30g)이 잘라 세워지며, 도 3(b)과 같이 스테이터 위치결정 프레임(40)은 가늘고 긴 각(角)구멍(40d)을 이 계지편(30g)에 삽통하여 파이프 지지판(30)에 겹쳐 계지편(30g)을 절곡하여 결합한다. 스테이터 위치결정 프레임(40)은 도 1과 같이 스테이터 코일(16a)의 설치방향을 특정하는 오목부(16c)와 탄성결합하는 위치결정 계지구(40b)가 입설된다.

이에 따라 밸브시트 플레이트(13)와의 위치관계를 위치결정돌기(13g)에 의해 고정된 파이프 지지판(30)은 계지편(30g)에 의해 스테이터 위치결정 프레임(40)과의 위치관계를 확정하기 때문에 스테이터 위치결정 프레임의 계지구(40b)에 의해 설정되는 스테이터 코일(16a)의 설치방향과 각 치차(20A)(20B)의 회전각도에 대한 배치관계가 기계적으로 확정된다. 또 스테이터 위치결정 프레임(40)에는 외연의 연재부를 절곡하여 전동팽창밸브(10)의 부착시트(40a)가 형성되고, 고정볼트(도시하지 않음)를 삽통하는 부착공(40c)이 2개소에 천설된다.

도 3(c)(d)은 도 3(b)의 c-c선 및 d-d선을 따른 단면으로, 도 1의 도시방향에 대해 도립(倒立)시킨 도시이다. 밸브시트 플레이트 이면(13f) 방향으로부터 중심공(13b) 및 지축고설공(13c)에 로터지축(18)과 2개의 치차지축(21A)(21B)의 총 3개를 각각 압입한다. 또한 유입파이프(26) 및 제 1, 제 2유출파이프(28A)(28B)의 총 3개를 파이프 지지판(30)의 각 대응관통공(30c)에 끼워 삽입하여 직립시키고 단면을 밸브시트 플레이트(13)의 이면(13f)에 오목하게 배치한 단이 있는 구멍(29)에 착좌시킨다. 상기 총 모두 6개의 부재를 바깥으로 부착하는 6개소에 대해 밸브시트 플레이트의 이면(13f)으로부터 용접 또는 납땜을 행함과 동시에 기밀을 확보한다. 이와같이 파이프간 거리가 길어지며 또한 동일한 이면(13f)에 유입파이프(26) 및 유출파이프(28A)(28B)가 모두 배치됨으로써 동일 방향에서의 조립 및 납땜작업이 용이하게 되어 작업성이 향상되므로 품질이 안정된다.

도 4에 부호 35로 도시하는 판스프링 부재는 다기능의 밸브체 고정수단으로 (a)는 평면도, (b)는 (a)의 b-b선을 따른 단면도이다. 밸브체 고정수단(35)은 기체(35a)가 중앙에 로터(15)로부터 연재하는 피니온(17)의 여유있게 끼우는 구멍(35b)을 개구하는 환모양으로, 외주로부터 거의 대칭위치에 연재하는 띠모양 부를 도 4(b)와 같이 아래쪽에 직각으로 절곡하여 다리부(35c)를 형성하고, 치차지축(21A)(21B)과의 대응위치에는 치차지축(21A)(21B)을 끼워 삽입하는 투공(透孔)(35e)이 천설된다.

환상기체(35a)에는 2개의 활모양 홈(35g)의 잘라냄에 의해 투공(35e)을 선단원형 육부(陸部)(35f)의 중앙에 둘러싸는 활모양의 탄성팔부(35d)를 잘라내고, 한쪽지지 탄성다리를 형성한다. 활모양 홈(35g)은 환상기체(35a)의 외부에 연통시켜 외연부를 절리(切離)하고, 마찬가지로 한쪽지지 탄성다리를 형성하여 밸브체 계지부(34)로 한다. 밸브체 계지부(34)의 선단은 치차(20A)(20B)의 톱니를 특정방향으로 설정하는 길이로 완성규제위치(34a)를 형성한다.

즉 밸브체 고정수단(35)은 다리부(35c)에 의해 환상기체(35a)를 밸브시트 플레이트(13)로부터 특정의 높이로 지지하는 기능과, 밸브체 계지부(34)에 의해 도 9에 도시하는 밸브체(24A)(24B)를 환상기체(35a)의 높이로 계지하는 기능과, 밸브체 계지부(34)의 규제위치(34a)에 의해 치차(20A)(20B)의 톱니를 특정방향으로 위치를정하는 지그기능과, 탄성팔부(35d)에 의해 치차(20A)(20B)를 통해 밸브체(24A)(24B)를 밸브시트(23)에 압착하는 기능의 4기능을 아울러 갖는다.

도 5는 지축(21A)에 삽통된 치차(20A)의 위에서 투공(35e)을 삽통한 탄성팔부(35d)가 밸브시트(23) 방향으로 치차 보스단부(20a)를 압착하는 부세력에 맞서 치차(20A)를 들어올려 밸브체 고정수단의 밸브체 게지부(34)로 계지한 양태를 도시하는 사시도이다. 치차(20A)는 지축(21A)에 회전이 자유롭도록 지지됨과 동시에 지축(21A)을 따라 접동이 자유롭게 된다. 도시를 간략화하기 위해 치차(20A)만을 확대도시했지만 치차(20B)에 대해서도 마찬가지이다. 치차(20A)는 각각 밸브체 계지부(34)가 그 탄성에 맞서 치차상부에 오목하게 배치한 포켓모양 갈고리부(20b)의 하측에 강제적으로 삽입되고, 안쪽 장벽(20c)이 밸브체 계지부(34) 선단의 규제위치(34a)에 접촉할 때 까지 회동된다. 각 치차(20A)(20B)는 각각 탄성팔부(35d)와 밸브체 게지부(34)의 탄성복원력에 의해 협지되고, 이 상태에서 서로 회전각에 대해 관계위치가 방향을 잡게 된다.

도 6은 이 상대위치를 관계를 부여한 치차(20A)(20B) 쌍방에 대해 위에서 로터지축(18)에 삽통하여 강하시킨 피니온(17)은 동시에 서로 간섭하지 않고 원활하게 맞물리게 할 수 있는 것을 도시하고 있다. 즉 규제위치(34a)로 각 치차(20A)(20B)를 방향잡는 것에 의해 피니온(17)과의 맞물림은 서로 톱니의 위치를 정합하지 않고 행할 수 있다.

도 7은 치차(20A)가 탄성팔부(35d)에 보스단부(20a)를 아래쪽으로 압착하고, 그 부세력에 맞서 밸브체 계지부(34)가 그 탄성으로 치차(20A)(20B)의갈고리부(20b)를 밑에서 부터 들어 올려, 결과적으로 밸브시트 플레이트(13)로부터 이간한 중공으로 협지된 상태에 있는 치차(20A)에 피니온(17)이 서로 톱니의 관계위치를 조정하지 않고 맞물리는 상태를 측면에서 일부 단면으로 모식적으로 도시한 것이다. 도 7에는 도시가 복잡하게 되는 것을 피해 치차(A)만을 확대 도시했지만 치차(B)에 대해서도 마찬가지이다.

도 5 및 도 7과 같이 치차(20A)와 일체로 마찰결합에 의해 지지되는 밸브체(24A)는 밸브시트 플레이트(13) 위쪽의 이간위치에 고정되고, 쌍방 사이에 공기 절연층(50)이 형성된다. 그래서 로터(15)를 포함하는 밸브시트 플레이트(13)상의 구동수단의 피니온(17), 회전전달수단인 치차(20A)(20B) 및 밸브체(24A)(24B) 의 전부를 케이스체(14)로 피복하고, 개단(14a)을 밸브시트 플레이트(13)의 주연부(13a)에 감합시켜 단면 끼리를 밀착시킨다.

도 8과 같이 케이스체(14) 상부의 로터(15)와 동심으로 지축지지오목부(14a)의 외주에 설치한 판스프링(36)은 로터(15)를 축방향으로 부세하여 쓰러스트 방향의 여유간극을 없앰과 동시에 로터(15)의 열적 신축을 흡수하도록 작용한다. 또 로터(15)의 하단(37)은 세라믹계 단열재에 의한 좌금(38)으로 지지된다.

밸브체 고정수단(35)은 환상기체(35a)가 케이스체(14)의 확경단부(14c) 내면에 압접하므로 안정되게 고정된다. 밸브체(24A)(24B)를 밸브체 고정수단(35)에 계지하고, 밸브시트(23)사이에 공간(50)을 유지한 상태로 케이스체(14)의 개단(14b)과 밸브시트 플레이트(13)의 주연부(13a)와의 접합부(S)를 전 둘레에 걸쳐 TIG용접으로 기밀하게 봉지한다. 밸브체(24A)(24B)와 밸브시트 플레이트(13) 사이의 공기층(50)이 단열효과를 발휘하므로 용접은 시간을 들어 기밀씨일을 확실하게 행할 수 있고, 계속해서 자연방열이 가능하기 때문에 용접품질이 향상된다.

용접열이 완전히 방냉(放冷)된 후, 밸브구동장치(11)의 외장이 실시된다(도 1참조). 케이스체(14)의 외주에 스테이터(16)가 끼워져 장착되고, 스테이터 위치결정 프레임(40)의 계지구(40b)가 결합하는 오목부(16c)에 의해 스테이터 코일(16a)의 설치방향이 특정된다. 도선(16b)에 의해 스테이터 코일(16a)에 전원 및 제어펄스신호를 투입하고, 로터(15)를 소정의 스테이터수 만큼 회전시키며, 치차(20A)(20B)를 갈고리부(20b)가 밸브체 계지부(34)로부터 이탈하는 방향으로 구동한다. 치차(20A)(20B)는 갈고리부(20b)가 밸브체 계지부(34)로부터 벗어난 순간에 탄성팔부(35d)에 눌려움직이고, 밸브체 계지부(34)로부터 간섭되지 않는 충분히 이간한 아래쪽 위치로 이동하며, 밸브체(24A)(24B)) 각각의 접접면(24a)을 각 밸브시트(23)에 압접한다. 또한 자유롭게 된 치차(20A)(20B)는 비(非)치차의 돌출부(32)가 피니온(17)에 접촉하기 직전의 위치까지 선회하여 정지한다(도 12(a) 참조).

이 정지위치가 기계적 기동원점을 결정한다. 따라서 동 방향에서 이러한 회전을 강행하는 펄스를 스테이터 코일(16a)에 보내도 치차(20A)는 비치차 돌출부(32)가 피니온(17)에 접촉하여 회전은 기계적으로 저지된다. 그래서 이 정지위치에 전기신호 펄스의 원점을 설정한다. 스테이터 코일(16a)의 설치방향과, 치차기동원점과의 관계위치는 스테이터 위치결정 프레임(40)의 계지구(40b)가 스테이터 코일(16a)의 방향을 특정하는 오목부(16c)와의 결합을 유지하는 한 무너지지는 않는다. 치차(20A)(20B)는 밸브체 고정수단(35)과 관계없이 어떤 방향으로도원활하게 회동가능하다. 치차기동원점은 로터(15)의 회전각의 원점을 기계적으로 결정하기 때문에 펄스신호의 원점을 정합시킨 후는 밸브체(24A)(24B)를 자유롭게 선회시켜 접접면(24a)의 패턴에 의해 연통공(25)(A,B)의 개구부를 피복하는 면적을 밸브체(24A)(24B)의 회동각도에 따라 변화시키고, 소정의 패턴에 따라 확실한 유량제어를 행할 수 있다.

혹시 측정할 수 없는 사태에서 스테이터(16)가 계지구(40b)와의 결합을 해제하여 빠져도 스테이터(16)의 방향특정오목부(16c)와 계지구(40b)와의 결합을 복원하여 치차(20A)의 비치차 돌출부(32)가 피니온(17)에 접촉하여 회전이 기계적으로 저지되는 위치를 검지함으로써 신호펄스 원점의 복귀는 가능하다.

도 9(a)는 밸브시트측에서 본 밸브체(24)(A,B)와 치차(20)(A,B)를 복합한 평면도이며, 도 9(b)는 도 9(a)의 b-b선을 따른 단면도이다. 도 10(a)은 치차(20)(A,B)의 평면도, 도 10(b)는 도 10(a)의 b-b선을 따른 단면도이다. 그리고 도 10(c)은 도 10(a)의 이면도이다. 치차(20)(A,B)는 일부를 잘라내어 피니온(17)과 맞물림 불가능한 비치차 돌출부(32)가 배치된다. 이에 따라 치차(20)(A,B)의 회전이 규제되어 기동원점을 설정할 수 있다.

치차(20)(A,B)의 중심에는 지축(21)(A,B)에 여유있게 끼워진 관통공(20d)이 천설되고, 양단의 개구부에는 지축(21)(A,B)와 회전이 자유롭도록 접접하는 베어링 푸시(B)가 압입된다. 그리고 치차(20)에는 밸브체(24)(A,B)의 바닥이 있는 구멍(24b)에 감합하여 래디얼방향을 규제하는 구동핀(20e)을 구비한다. 치차(20)(A,B)는 밸브체(24)(A,B)를 밸브시트(23)에 압접하면서 밸브체(24)(A,B)와일체로 지축(21)(A,B)을 중심으로 회동한다.

도 11(a)은 밸브체(24)(A,B)의 평면도, 도 11(b)는 도 11(a)의 b-b선을 따른 단면도이다. 그리고 도 11(C)는 도 11(b)의 c-c선을 따른 이면도이다. 밸브체(24)(A,B)의 축직각면과, 크로스 하치로 도시하는 접접면(24a)(-A,-B)와는 단차가 배치되고, 접접면(24a)(-A,-B)이 밸브시트 플레이트(13)에 오목하게 배치된 평활한 밸브시트면(13e)에 밀착하여 접동한다. 따라서 접접면(24a)(-A,-B)에 완전하게 피복된 연통공(25A)(25B)은 밸브실(22)로부터 유출파이프(28A)(28B)를 지나는 유로가 폐쇄되어 유입파이프(26)와는 완전히 차단된다. 접접면(24a)(A,-B)의 단차패턴에 의해 연통공(25A)(25B)은 치차(20)(A,B)의 회전각에 따라 전 개와 전 폐 사이가 서서히 이행되고, 유량조정이 행해진다.

밸브체(24)(A,B)의 중앙은 지축(A,B)의 외경보다 크게 확경되어 공간부(G)가 형성된다. 공간부(G)는 지축(21)(A,B) 압입시에 생기는 평면도의 문제점이나, 지축(A,B)이 있는 용접납의 새어듬에 간섭되지 않고, 접접면(24a)(-A,-B)에서의 필요부분의 밀착성을 유지할 수 있다. 이와같이 밸브체(24)(A,B)를 종동치차(20)(A,B)와 분리함으로써 접접부분을 균일한 형상으로 두껍게 형성할 수 있고, 접접면(24a)(-A,-B)에 필요로 하는 평면도, 면 조밀도가 확보된다. 또한 밸브체(24)(A,B)는 평활면의 형성이 용이한 몰드에 의한 작제가 가능하게 되고, 내열성이 요구되지 않는 재질로의 선택이 자유로우며, 치차와는 무관계로 적정한 경도와 탄성으로 성형할 수 있기 때문에 자체 탄성에 의한 밀착성의 양호한 재질로 형성할 수 있다.

다음에 전동팽창밸브(10)의 동작을 도 12를 기초로 간단히 설명한다. 도 12(a)는 도 1의 XII-XII선을 따라 밸브시트 플레이트(13)를 투시한 양태의 도시이다. 접접면(24aA)(24a-B)의 윤곽패턴이 연통공(25A)(25B)을 개페하는 4모드를 도 12(a)~(d)에 도시한다. 도 12(a)는 제 1연통공(25A), 제 2연통공(25B) 모두 개, 도 12(b)는 제 1연통공(25A) : 개, 제 2연통공(25B) : 도 3(c)는 제 1연통공(25A), 제 2연통공(25B) 모두 폐, 도 3(d)는 제 1연통공(25A) : 폐, 제 2연통공(25B) : 개를 도시한다.

이상 실시예에 대해 설명했지만 본 발명은 도시한 실시예에 한정되는 것은 아니고 그 형상이나 구성 등에 대해 본 발명의 구성요건에서 벗어나지 않는 범위에서 세부에 관한 다양한 변경이나 부품의 재구성 등의 개선을 행할 수 있다. 예를들면 밸브체에 지붕부 등을 배치하여 스프링으로 직접 상승시키거나 치차와 밸브체 사이에 L자형 금형모양의 다른 부재를 넣고, 그 다른 부재를 스프링과 결합시켜 밸브체를 상승시켜도 좋다. 또 본 발명의 요지는 종래예로서 인용한 전동팽창밸브에도 당연 대응가능하다.

이상 설명에서 알 수 있는 것과 같이 본 발명에 관한 밸브구동장치에 의하면 밸브체는 밸브시트 플레이트로부터 이간가능하고, 밸브시트 플레이트와 케이스체를 용접할 때 밸브체를 밸브시트 플레이트로부터 이간위치에 일시적으로 계지하는 고정수단을 배치했다. 이 때문에 밸브체와 밸브시트 플레이트 사이에 열절연이 극히뛰어난 공기층의 형성으로 밸브체를 용접열로부터 보호하고, 접접면의 변형을 방지하므로 밸브체의 씨일특성을 양호하게 유지할 수 있다.

Claims

유체유로내에 설치되어 유입파이프 또는 유출파이프에 연통하는 여러개의 개구부를 구비한 본체가 상기 개구부를 개폐하는 밸브체와, 이 밸브체를 구동하는 구동수단과, 이 구동수단으로부터 상기 밸브체에 회전을 전달하는 회전전달부재와, 상기 개구부가 형성되고, 이 개구부를 개폐하도록 상기 밸브체가 압접하여 접동되는 밸브시트 플레이트를 구비하며, 이 밸브시트 플레이트 및 상기 밸브체를 상기 구동수단 및 상기 회전전달부재와 함께 기밀하게 봉지(封止)하여 밀폐공간을 구성하는 케이스체로 이루어지는 밸브구동장치로서, 상기 밸브체는 상기 밸브시트 플레이트로부터 이간가능하고, 상기 밸브시트 플레이트와 상기 케이스체를 용접할 때 상기 밸브체를 상기 밸브시트 플레이트로부터 이간한 이간위치에 일시적으로 계지하는 고정수단을 배치한 것을 특징으로 하는 밸브구동장치.
제 1항에 있어서,

상기 고정수단은 상기 밸브체를 상기 밸브시트 플레이트에 압접하는 부세수단에 맞서 상기 밸브체를 상기 밸브시트 플레이트로부터 이간시키고, 용접후에 상기 고정수단에 의한 계지를 해제하며, 상기 부세수단에 의해 상기 밸브시트 플레이트와의 접촉위치로 복귀시킨 상기 밸브체는 개폐회전동작이 상기 고정수단으로부터 간섭되지 않는 위치에 이간하는 것을 특징으로 하는 밸브구동장치.
제 2항에 있어서,

상기 고정수단에 상기 각 밸브체를 계지시키는 고정조작은 상기 각 밸브체의 회동에 의해 행해지고, 소정의 회동각도로 회동을 저지하는 규제위치를 배치한 것을 특징으로 하는 밸브구동장치.
제 2항에 있어서,

상기 부세수단과 상기 밸브체와의 계지해제는 상기 밸브체 자체의 작동에 의해 행해지는 것을 특징으로 하는 밸브구동장치.
제 3항에 있어서,

상기 규제위치에 의해 상기 각 밸브체의 기동원점과, 이 기동원점에서 회전을 기계적으로 저지하기 위해 상기 회전전달부재에 배치한 저지부와의 상대적 각도관계를 일의적으로 위치를 정한 것을 특징으로 하는 밸브구동장치.
제 3항에 있어서,

상기 회전전달부재는 치차인 것을 특징으로 하는 밸브구동장치.