KR101556037B1

KR101556037B1 - 로터리식 밸브 장치

Info

Publication number: KR101556037B1
Application number: KR1020130129972A
Authority: KR
Inventors: 야스마사 다카다
Original assignee: 가부시키가이샤 사기노미야세이사쿠쇼
Priority date: 2012-12-10
Filing date: 2013-10-30
Publication date: 2015-09-25
Also published as: JP6122287B2; JP2014114865A; KR20140074821A

Abstract

(과제) 보다 소형의 로터리식 밸브 장치를 제공한다.
(해결 수단) 유로 전환 밸브(1)는, 밸브 시트부(20)가 밸브 본체(10)의 내측에 설치된 밸브실(A)에 면한 평면형의 밸브 시트면(22a) 및 상기 밸브 시트면(22a)에 개구되는 복수의 밸브 포트를 구비하고, 밸브 부재(30)가, 밸브 시트면(22a)에 슬라이딩 회전 가능하게 중첩되어 밸브실(A) 내에 배치되고, 정지 위치에 따라 정해지는 복수의 밸브 포트의 접속 관계를 회전에 의해 전환하도록 구성되어 있다. 회전축부(40)의 일단부(41)가 밸브 부재(30)에 부착되며, 또한, 회전축부(40)의 타단부(42)가 밸브 본체(10)의 제2 부분(12)을 관통하여 밸브 본체(10)의 외부에 돌출되어 있다. 회전축부(40)는, 밸브 시트면(22a)과 직교하는 축(L) 방향에 평행한 방향을 축으로 하여 회전 가능하도록 밸브 본체(10)의 베어링부(14)로 지지되어 있다. 그리고, 회전 구동부(50)가, 밸브 본체(10)의 외부에 배치되고, 회전축부(40)의 타단부(42)에 접속되어 그 회전축부(40)를 회전시킨다.

Description

로터리식 밸브 장치{ROTARY TYPE VALVE APPARATUS}

본 발명은, 밸브 부재의 정지 위치에 따라 정해지는 복수의 밸브 포트의 접속 관계를 그 밸브 부재의 회전에 의해 전환하는 로터리식 밸브 장치에 관한 것이다.

종래의 로터리식 밸브 장치로서, 예컨대, 특허문헌 1에 개시되어 있는 4로 전환 밸브는, 도 6에 도시한 바와 같이, 대직경 원통형의 밸브 케이스(811)와, 밸브 케이스(811)의 상단측에 일체로 연접되며 또한 상단이 막힌 소직경 원통형의 모터 케이스(812)와, 밸브 케이스(811)의 타단측 개구를 밀폐하도록 상기 밸브 케이스(811)에 부착된 평판형의 밸브 시트(813)와, 밸브 시트(813)에서의 밸브 케이스(811) 내측을 향하는 밸브 시트면(813a)에 중첩되어 배치된 로터리식의 밸브체(814)와, 밸브 케이스(811) 내의 공간을 도면 중 상하 방향으로 구획하여, 압력 밸런스실(808) 및 밸브실(809)을 형성하는 격벽(807)과, 밸브 케이스(811) 내의 압력 밸런스실(808)에 내장된 유성 기어 감속기(815)와, 스테핑 모터(820)를 갖고 있다.

밸브 시트(813)에는, 제1 전환 포트(C1) 및 제2 전환 포트(C2), 및 이들 전환 포트(C1, C2)에 가역적으로 연통되는 제1 고정 포트(F1) 및 제2 고정 포트(F2)가 설치되어 있다.

밸브체(814)는, 밸브 케이스(811)에 수용되어 있고, 그 원기둥부(814a)가 격벽(807)의 중앙에 형성된 관통 구멍(807a)에 회전 가능하게 지지되고, 원기둥부(814a)에 일체로 연접된 스커트부(814b)가 밸브 시트면(813a)에 중첩되어 배치되어 있다. 이 스커트부(814b)에는, 제2 고정 포트(F2)에 항상 연통하는 기밀 연통 구멍(814c)이 형성되어 있다. 밸브체(814)는, 유성 기어 감속기(815)의 출력축(815a)이 접속되어 있어, 출력축(815a)의 회전에 따라 회전된다.

스테핑 모터(820)는, 모터 케이스(812)에 내장되며 또한 유성 기어 감속기(815)에 접속된 모터 샤프트(816)와, 모터 샤프트(816)에 동축으로 고정된 로터(817)와, 모터 케이스(812)의 외측에 끼워 맞춰진 스테이터 코일(818)을 갖고 있다.

이 4로 전환 밸브(801)는, 스테이터 코일(818)에 펄스 신호를 공급함으로써, 로터(817)에 회전력이 발생하여 모터 샤프트(816)가 회전되고, 이 회전이 유성 기어 감속기(815)를 통해 밸브체(814)에 전달되어, 밸브체(814)가, 정지 위치를 전환하도록 회전된다. 이에 따라, 밸브체(814)는, 하나의 정지 위치에 있을 때, 기밀 연통 구멍(814c)에 의해 제2 고정 포트(F2)와 제2 전환 포트(C2)를 연통하여 접속하며, 또한, 제1 고정 포트(F1)와 제1 전환 포트(C1)를 밸브실(809)에 노출시켜 이들 포트를 접속한다. 또한, 밸브체(814)는, 다른 정지 위치에 있을 때, 기밀 연통 구멍(814c)에 의해 제2 고정 포트(F2)와 제1 전환 포트(C1)를 연통하여 접속하며, 또한, 제1 고정 포트(F1)와 제2 전환 포트(C2)를 밸브실(809)에 노출시켜 이들 포트를 접속한다. 이와 같이 하여, 각 포트의 접속 관계가 전환된다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2001-141093호 공보

상술한 4로 전환 밸브(801)에서는, 스테핑 모터(820)를 구성하는 로터(817)와 스테이터 코일(818) 사이에 모터 케이스(812)가 개재되어 있다. 그 때문에, 스테핑 모터(820)에 있어서, 로터(817)와 스테이터 코일(818) 사이의 거리를 어느 정도 이상 근접시킬 수 없기 때문에, 스테핑 모터(820)의 토크를 크게 할 수 없다. 그래서, 4로 전환 밸브(801)는, 스테핑 모터(820)의 토크를 보충하기 위해, 스테핑 모터(820)와 밸브체(814) 사이에 유성 기어 감속기(815)를 설치하고 있다.

그러나, 이 4로 전환 밸브(801)는, 유성 기어 감속기(815)가 밸브 케이스(811) 내의 압력 밸런스실(808) 내에 배치되는 바, 유성 기어 감속기(815)가 압력 밸런스실(808) 내의 유체에 침지되어 버리기 때문에, 이 유체에 의해 유성 기어 감속기(815) 내의 그리스 등의 윤활제가 흘러 내구성이 악화되어 버리는 것을 방지하기 위해, 유성 기어 감속기(815)를 밀폐 구조로 할 필요가 있다. 그 때문에, 유성 기어 감속기(815)가 대형화되어, 4로 전환 밸브(801)가 더욱 커져 버린다는 문제가 있었다.

그래서, 본 발명은, 보다 소형의 로터리식 밸브 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

청구항 1에 기재된 발명은, 상기 목적을 달성하기 위해, 밸브실이 내측에 설치된 밸브 본체와, 상기 밸브실에 면한 평면형의 밸브 시트면 및 그 밸브 시트면에 개구되는 복수의 밸브 포트를 구비한 밸브 시트부와, 상기 밸브 시트면에 슬라이딩 회전 가능하게 중첩되어 상기 밸브실 내에 배치되고, 정지 위치에 따라 정해지는 상기 복수의 밸브 포트의 접속 관계를 회전에 의해 전환하는 밸브 부재와, 상기 밸브 부재에 일단부가 부착되며 또한 상기 밸브 본체에서의 상기 밸브 시트면과 대향하는 개소를 관통하여 그 밸브 본체의 외부에 타단부가 돌출되고, 상기 밸브 시트면과 직교하는 방향에 평행한 방향을 축으로 하여 회전 가능하도록 상기 밸브 본체에 지지된 회전축부와, 상기 밸브 본체의 외부에 배치되고, 상기 회전축부의 타단부에 접속되어 상기 회전축부를 회전시키는 회전 구동부를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 로터리식 밸브 장치이다.

청구항 2에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 발명에 있어서, 상기 밸브 본체와 상기 회전축부 사이를 밀봉하는 1 또는 복수의 시일 부재를 더 갖고, 상기 밸브 부재는, 상기 밸브 시트면과의 사이에 밀폐 공간을 형성하며 또한 그 밀폐 공간에 의해 상기 밸브 부재의 정지 위치에 따라 정해진 조합의 상기 복수의 밸브 포트를 접속하는 1 또는 복수의 밀폐 연통로를 구비하고, 또한, 상기 밸브 부재가, 상기 밸브 본체에서의 상기 밸브 시트면과 대향하는 개소측에 상기 밸브실의 일부를 밀폐하도록 구획한 배압실을 형성하도록 배치되고, 상기 밸브 본체 또는 상기 밸브 부재가, 상기 밀폐 연통로 중 어느 하나와 상기 배압실을 접속하는 균압로를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 3에 기재된 발명은, 청구항 2에 기재된 발명에 있어서, 상기 밸브 시트부가, 상기 복수의 밸브 포트로서 제1 고정 포트, 제2 고정 포트, 제1 전환 포트 및 제2 전환 포트를 구비하고, 상기 밸브 부재는, 하나의 상기 밀폐 연통로를 구비하고, 상기 밸브 부재의 정지 위치에 따라 상기 밀폐 연통로에 의해 상기 제1 고정 포트와 상기 제1 전환 포트 또는 제2 전환 포트를 접속하며, 또한, 상기 제2 고정 포트와 상기 제1 전환 포트 및 제2 전환 포트 중 상기 제1 고정 포트와 연통되어 있지 않은 한쪽이, 상기 밸브실에서의 상기 배압실과 구획된 다른 일부 또는 상기 밸브실의 상기 다른 일부에 통하는 공간에 노출되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 4에 기재된 발명은, 청구항 3에 기재된 발명에 있어서, 상기 밸브 부재가, 원기둥부와, 상기 원기둥부의 일단에 연접되고 상기 원기둥부의 반경 방향으로 돌출된 스커트부를 구비하고, 상기 원기둥부는, 상기 회전축부와 축이 중복되며 또한 상기 일단과 반대의 타단측에 상기 배압실을 형성하도록 상기 밸브실 내에 배치되고, 상기 스커트부는, 상기 밸브실에서의 상기 배압실과 구획된 상기 다른 일부 내에 배치되며, 또한, 상기 원기둥부와 반대측에 상기 밸브 시트면에 중첩되어 배치되는 단부면을 구비하고, 상기 밀폐 연통로는, 상기 스커트부의 상기 단부면에 형성되며, 또한，상기 밸브 시트면과 직교하는 방향으로부터의 평면에서 보아, 상기 원기둥부의 외측에 일방향을 향하여 연장되는 제1 연장 부분과, 상기 원기둥부의 외측에 상기 일방향과 반대의 타방향을 향하여 연장되는 제2 연장 부분을 포함하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 5에 기재된 발명은, 청구항 4에 기재된 발명에 있어서, 상기 밀폐 연통로는, 상기 밸브 시트면과 직교하는 방향으로부터의 평면에서 보아, 상기 회전축부의 축에 관해 점대칭으로 형성되거나, 또는, 상기 회전축부의 축에 대하여 직교하는 직선에 관해 선대칭으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 6에 기재된 발명은, 청구항 3∼5 중 어느 한 항에 기재된 발명에 있어서, 상기 제1 고정 포트를 흐르는 유체의 압력이, 상기 제2 고정 포트를 흐르는 유체의 압력보다 낮아지도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 7에 기재된 발명은, 청구항 1∼6 중 어느 한 항에 기재된 발명에 있어서, 상기 밸브 부재를 상기 밸브 시트면을 향하여 압박하는 압박 부재를 더 갖고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 1에 기재된 발명에 의하면, 밸브 시트부가, 밸브 본체의 내측에 설치된 밸브실에 면한 평면형의 밸브 시트면 및 그 밸브 시트면에 개구되는 복수의 밸브 포트를 구비하고, 밸브 부재가, 밸브 시트면에 슬라이딩 회전 가능하게 중첩되어 밸브실 내에 배치되고, 정지 위치에 따라 정해지는 복수의 밸브 포트의 접속 관계를 회전에 의해 전환하도록 구성되어 있다. 또한, 회전축부의 일단부가 밸브 부재에 부착되며, 또한, 회전축부의 타단부가 밸브 본체에서의 밸브 시트면과 대향하는 개소를 관통하여 밸브 본체의 외부에 돌출되어 있다. 또한, 회전축부는, 밸브 시트면과 직교하는 방향에 평행한 방향을 축으로 하여 회전 가능하도록 밸브 본체에 지지되어 있다. 그리고, 회전 구동부가, 밸브 본체의 외부에 배치되고, 회전축부의 타단부에 접속되어 그 회전축부를 회전시킨다. 이와 같이 구성했기 때문에, 밸브 본체 외부에 배치된 회전 구동부에 의해 회전축부를 통해 밸브 부재를 회전시켜, 복수의 밸브 포트의 접속 관계를 전환할 수 있다. 그 때문에, 회전 구동부에, 예컨대, 직류 모터 등의 비교적 소형이며 토크가 큰 모터를 이용하는 것이 가능하며 또한 밀폐 구조가 불필요해지기 때문에, 밸브 본체 내에 밀폐 구조의 유성 기어 감속기 등을 설치하지 않고, 소형의 회전 구동부에 의해 큰 토크를 얻을 수 있어, 로터리식 밸브 장치를 소형화할 수 있다. 또한, 회전 구동부가 밸브 본체의 외부에 배치되어 있기 때문에, 회전 구동부의 메인터넌스나 교환 등을 용이하게 행할 수 있다.

청구항 2에 기재된 발명에 의하면, 밸브 본체와 회전축부 사이를 밀봉하는 1 또는 복수의 시일 부재를 더 갖고, 밸브 부재가, 밸브 시트면과의 사이에 밀폐 공간을 형성하며 또한 그 밀폐 공간에 의해 회전에 따라 정해진 조합의 복수의 밸브 포트를 접속하는 1 또는 복수의 밀폐 연통로를 구비하고, 또한, 밸브 부재가, 밸브 본체에서의 밸브 시트면과 대향하는 개소측에 밸브실의 일부를 밀폐하도록 구획한 배압실을 형성하도록 배치되고, 밸브 본체 또는 밸브 부재가, 밀폐 연통로 중 어느 하나와 배압실을 접속하는 균압로를 구비하고 있다. 이와 같이 구성했기 때문에, 밸브 부재에 의해, 밸브실의 일부를 밀폐하도록 구획하여 밸브 본체에서의 밸브 시트면과 대향하는 개소측에 배압실이 형성되고, 밸브 본체에서의 밸브 시트면과 대향하는 개소를 관통하는 회전축부와 밸브 본체 사이가 시일 부재에 의해 밀봉된다. 이에 따라, 배압실은 밸브실의 다른 일부 및 밸브 본체 외부와 차단되어 밀폐된 공간이 된다. 또한, 균압로에 의해 하나의 밀폐 연통로 내의 밀폐 공간의 유체 압력과 배압실의 유체 압력을 균일하게 하여, 유체에 의해 밸브 본체에서의 밀폐 연통로측(즉, 밸브 시트면측)에 가해지는 힘과, 유체에 의해 밸브 본체에서의 배압실측(즉, 밸브 시트면측과 반대측)에 가해지는 힘을 근접시킬 수 있다. 그 때문에, 밸브 본체에 대하여 밸브 시트면에 직교하는 방향으로 가해지는 힘의 일부 또는 전부를 상쇄하여, 밸브 본체에 대하여 밸브 시트면에 직교하는 방향으로 작용하는 힘을 작게 하거나 또는 없애어, 밸브 본체를 회전시키기 위해 필요한 힘을 작게 할 수 있다. 이에 따라, 회전 구동부를 보다 소형으로 할 수 있기 때문에, 로터리식 밸브 장치를 더욱 소형화할 수 있다.

청구항 3에 기재된 발명에 의하면, 밸브 시트부가, 복수의 밸브 포트로서 제1 고정 포트, 제2 고정 포트, 제1 전환 포트 및 제2 전환 포트를 구비하고 있다. 그리고, 밸브 부재가, 하나의 밀폐 연통로를 구비하고, 밸브 부재의 정지 위치에 따라 밀폐 연통로에 의해 제1 고정 포트와 제1 전환 포트 또는 제2 전환 포트를 접속하며, 또한，제2 고정 포트와 제1 전환 포트 및 제2 전환 포트 중 제1 고정 포트와 연통되어 있지 않은 한쪽이, 밸브실에서의 배압실과 구획된 다른 일부 또는 이 다른 일부에 통하는 공간에 노출되도록 형성되어 있다. 이와 같이 구성했기 때문에, 제1 고정 포트 및 제2 고정 포트에 대하여 제1 전환 포트 및 제2 전환 포트를 배타적으로 전환하여 접속하는 사방 전환 밸브로서의 로터리식 밸브 장치를 더욱 소형화할 수 있다.

청구항 4에 기재된 발명에 의하면, 밸브 부재가, 원기둥부와, 이 원기둥부의 일단에 연접되고, 원기둥부의 반경 방향으로 돌출된 스커트부를 구비하고 있다. 원기둥부가, 회전축부와 축이 중복되며 또한 스커트부에 연접된 일단과 반대의 타단측에 배압실을 형성하도록 밸브실 내에 배치되어 있다. 스커트부가, 밸브실에서의 배압실과 구획된 다른 일부 내에 배치되며, 또한，스커트부가, 원기둥부와 반대측에 밸브 시트면에 중첩되어 배치되는 단부면을 구비하고 있다. 밀폐 연통로가, 스커트부의 상기 단부면에 형성되어 있다. 또한, 밀폐 연통로가, 밸브 시트면과 직교하는 방향으로부터의 평면에서 보아, 원기둥부의 외측에 일방향을 향하여 연장되는 제1 연장 부분과, 원기둥부의 외측에 상기 일방향과 반대의 타방향을 향하여 연장되는 제2 연장 부분을 포함하여 형성되어 있다. 예컨대, 밀폐 연통로가 제1 연장 부분만 갖는 구성의 경우에, 밀폐 연통로의 내외에 압력이 상이한 유체가 존재하면, 제1 연장 부분에 대하여 밸브 시트면에 누르는 힘(밀폐 연통로 내의 유체 압력<밀폐 연통로 외의 유체 압력) 또는 밸브 시트면으로부터 떼어내는 힘(밀폐 연통로 내의 유체 압력>밀폐 연통로 외의 유체 압력)이 가해져, 밸브 부재의 단부면에 있어서 밸브 시트면과의 밀착 정도에 변동이 생기고, 그 때문에, 밸브 부재와 밸브 시트면 사이의 밀폐성(밸브 누출 방지 성능)이 저하되어 버릴 우려가 있다. 그리고, 본 발명에서는, 밀폐 연통로에, 제1 연장 부분의 반대측으로 연장되는 제2 연장 부분을 형성함으로써, 제2 연장 부분에 관해 제1 연장 부분에 가해지는 힘과 동일한 힘이 가해지기 때문에, 밸브 부재의 단부면에서의 밸브 시트면과의 밀착 정도의 변동(불균일)을 억제하여, 밸브 부재와 밸브 시트면 사이의 밀폐성이 저하되는 것을 억제할 수 있다.

청구항 5에 기재된 발명에 의하면, 밀폐 연통로가, 밸브 시트면과 직교하는 방향으로부터의 평면에서 보아, 회전축부의 축에 관해 점대칭으로 형성되거나, 또는, 회전축부의 축에 대하여 직교하는 직선에 관해 선대칭으로 형성되어 있다. 이와 같이 구성했기 때문에, 유체에 의해 제1 연장 부분과 제2 연장 부분에 가해지는 힘이 동일해져, 밸브 부재의 단부면에서의 밸브 시트면과의 밀착 정도의 변동을 보다 억제하여, 밸브 부재와 밸브 시트면 사이의 밀폐성이 저하되는 것을 더욱 억제할 수 있다.

청구항 6에 기재된 발명에 의하면, 제1 고정 포트를 흐르는 유체의 압력이, 제2 고정 포트를 흐르는 유체의 압력보다 낮아지도록 되어 있다. 이와 같이 구성했기 때문에, 밸브실의 일부인 배압실의 유체 압력을, 밸브실의 다른 일부의 유체 압력보다 작게 할 수 있기 때문에, 예컨대, 배압실의 유체 압력이 밸브실의 다른 일부의 유체 압력보다 크게 된 구성에 비해, 배압실과 밸브 본체 외부(통상, 대기)의 압력차를 작게 할 수 있다. 그 때문에, 예컨대, 3개의 시일 부재를 이용한 3중 시일 구조가 필요했던 곳을, 2개의 시일 부재를 이용한 2중 시일 구조로 할 수 있는 등, 보다 시일 부재의 밀봉성의 정도를 낮추어도 회전축부와 밸브 본체 사이를 충분히 밀봉할 수 있어, 로터리식 밸브 장치를 더욱 소형화할 수 있다.

청구항 7에 기재된 발명에 의하면, 밸브 부재를 밸브 시트면을 향하여 압박하는 압박 부재를 더 갖고 있다. 이러한 구성으로 함으로써, 예컨대, 유체를 유동시키는 컴프레서 등이 정지되어 있는 경우 등, 유체에 의한 밸브 부재에 대하여 밸브 시트면에 직교하는 방향으로 작용하는 힘이 발생하지 않은 경우 등에 있어서, 밸브 부재를 밸브 시트면에 누를 수 있고, 그 때문에, 밸브 부재와 밸브 시트면 사이의 밀폐성(밸브 누출 방지 성능)을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 관련된 로터리식 밸브 장치의 제1 실시형태인 유로 전환 밸브의 종단면도이다.
도 2는 도 1의 X-X선을 따른 단면도로서, (a)는, 밸브 부재가 제1 정지 위치에 있는 상태를 도시하고, (b)는, 밸브 부재가 제2 정지 위치에 있는 상태를 도시한다.
도 3은 본 발명에 관련된 로터리식 밸브 장치의 제2 실시형태인 유로 전환 밸브의 종단면도이다.
도 4는 도 3의 Y-Y선을 따른 단면도로서, (a)는, 밸브 부재가 제1 정지 위치에 있는 상태를 도시하고, (b)는, 밸브 부재가 제2 정지 위치에 있는 상태를 도시한다.
도 5는 유체에 의해 밸브 부재에 가해지는 힘을 모식적으로 도시한 종단면도로서, (a)는, 밀폐 연통로에 제1 연장 부분만 형성된 구성을 도시하고, (b)는, 밀폐 연통로에 제1 연장 부분과 그 제1 연장 부분보다 작은 제2 연장 부분이 형성된 구성을 도시하고, (c)는, 밀폐 연통로에 제1 연장 부분과 그 제1 연장 부분과 동일한 크기의 제2 연장 부분이 형성된 구성을 도시한다.
도 6은 종래의 로터리식 밸브 장치의 종단면도이다.

(제1 실시형태)

이하에, 본 발명의 로터리식 밸브 장치의 제1 실시형태로서 유로 전환 밸브를, 도 1, 도 2를 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 관련된 로터리식 밸브 장치의 제1 실시형태인 유로 전환 밸브의 종단면도이다. 도 2는 도 1의 X-X선을 따른 단면도로서, (a)는, 밸브 부재가 제1 정지 위치에 있는 상태를 도시하고, (b)는, 밸브 부재가 제2 정지 위치에 있는 상태를 도시한다. 한편, 이하의 설명에서의 「상하」의 개념은, 도 1에서의 상하에 대응하고 있고, 각 부재의 상대적인 위치 관계를 나타내는 것이며, 절대적인 위치 관계를 나타내는 것은 아니다.

제1 실시형태의 유로 전환 밸브(각 도면 중, 부호 1로 나타냄)는, 예컨대, 에어컨의 실내기와 실외기 사이를, 유체인 열교환 매체의 유동 방향을 전환 가능하게 접속하기 위해서 등에 이용되는 사방 전환 밸브이다.

유로 전환 밸브(1)는, 밸브 본체(10)와, 밸브 시트부(20)와, 밸브 부재(30)와, 회전축부(40)와, 회전 구동부(50)와, 제1 시일 링(61), 제2 시일 링(62)과, 코일 스프링(63)을 갖고 있다.

밸브 본체(10)는, 예컨대, 알루미늄 합금 등을 재료로 하여 구성되고, 대략 원통 형상의 제1 부분(11)과, 제1 부분(11)의 도면 중 상측의 일단부를 막도록 하여 상기 제1 부분(11)에 고정하여 부착된 대략 원판형의 제2 부분(12)을 갖고 있다.

제2 부분(12)의 중앙부에는, 그것을 관통하는 평면에서 보아 원형인 원형 관통 구멍(13)이 형성되어 있다. 이 원형 관통 구멍(13)은, 그 축(L)이 후술하는 밸브 시트부(20)의 밸브 시트면(22a)과 직교하는 방향에 평행해지도록 형성되어 있다. 원형 관통 구멍(13) 내의 도면 중 상측의 부분 공간(13a)에는, 후술하는 회전축부(40)를 회전 가능하게 지지하는 베어링부(14)가 삽입되고, 상기 베어링부(14)가 제2 부분(12)에 고정되어 설치되어 있다.

제1 부분(11)의 내측 공간(11a) 및 그것에 연통하는 제2 부분(12)의 원형 관통 구멍(13) 내의 도면 중 하측의 부분 공간(13b)에 의해, 밸브 본체(10) 내측에 밸브실(A)이 형성되어 있다. 제1 부분(11)과 제2 부분(12) 사이는, 시일 링(16)에 의해 밀봉되고, 베어링부(14)와 제2 부분(12) 사이는, 시일 링(17)에 의해 밀봉되어 있다.

밸브 시트부(20)는, 밸브 본체(10)의 제1 부분(11)의 도면 중 하측의 타단부를 막도록 상기 제1 부분(11)과 일체로 설치된 밸브 시트부 본체(21)와, 밸브 시트부 본체(21)에서의 밸브실(A)측을 향하는 평면에 고정하여 중첩된 박판 부재(22)를 갖고 있다.

또한, 밸브 시트부(20)는, 밸브 시트부 본체(21) 및 박판 부재(22)를 관통하여 설치된 제1 고정 포트(F1), 제2 고정 포트(F2), 제1 전환 포트(C1), 및 제2 전환 포트(C2)가 설치되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 밸브 시트면(22a)에 직교하는 방향으로부터의 평면에서 보아, 제1 고정 포트(F1)는, 원형 관통 구멍(13)의 축(L)에 중첩되어 배치되고, 제2 고정 포트(F2), 제1 전환 포트(C1) 및 제2 전환 포트(C2)는, 축(L)을 중심으로 하는 원주(대략 원주 포함) 상에 배치되어 있다. 제1 고정 포트(F1)에는, 본 실시형태의 유로 전환 밸브(1)에 의해 유로가 전환되는 열교환 매체(유체)를 유동시키는 컴프레서(도시 생략)의 흡입부가 접속된다. 또한, 제2 고정 포트(F2)에는, 상기 컴프레서의 토출부가 접속된다. 이에 따라, 제1 고정 포트(F1)에서의 유체 압력은, 제2 고정 포트(F2)에서의 유체 압력보다 낮게 되어 있다.

밸브 시트부(20)의 박판 부재(22)는, 예컨대, 스테인리스 등을 재료로 하여 구성되어 있고, 밸브실(A)에 면한 평면형의 밸브 시트면(22a)을 구비하고 있다. 이 밸브 시트면(22a)은, 밸브 본체(10)의 제2 부분(12)과 간격을 두고 대향하여 배치되어 있다.

밸브 부재(30)는, 원기둥부(31)와, 원기둥부(31)의 도면 중 하측의 단부(즉, 원기둥부(31)의 일단)에 연접된 스커트부(33)를 일체로 갖고 있고, 밸브 본체(10)의 밸브실(A) 내에 수용되어 있다.

원기둥부(31)는, 그 외경이, 밸브 본체(10)의 제2 부분(12)에 형성된 원형 관통 구멍(13)의 도면 중 하측의 부분 공간(13b)의 직경과 대략 동일하게 형성되어 있다. 원기둥부(31)는, 그 축이 원형 관통 구멍(13)의 축(L)과 중복되도록 하여 상기 부분 공간(13b)에 삽입하여 배치되어 있다. 이에 따라, 원기둥부(31)는, 제2 부분(12)에 의해 원형 관통 구멍(13)의 축(L) 방향을 중심으로 하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 원기둥부(31)와 제2 부분(12) 사이는, 시일 링(18)에 의해 회전 가능하게 밀봉되어 있다.

또한, 원기둥부(31)는, 그 길이가 원형 관통 구멍(13)의 부분 공간(13b)의 길이보다 짧게 되어 있다. 이에 따라, 원기둥부(31)가 상기 부분 공간(13b) 내에 배치되면, 원기둥부(31)의 도면 중 상측의 상단면(31a)(즉, 원기둥부(31)의 타단)측에 밀폐된 공간(이하, 「배압실(H)」이라고 함)이 형성된다. 즉, 밸브 부재(30)는, 그 상단면(31a)측에, 밸브 본체(10)의 제2 부분(12)과의 사이에 밸브실(A)의 일부를 밀폐하도록 구획한 배압실(H)을 형성하도록 배치되어 있다. 또한, 밸브 부재(30)는, 밸브실(A) 내에 배치됨으로써, 밸브실(A)의 다른 일부인 밸브 본체(10)의 제1 부분(11)의 내측 공간(11a)을, 배압실(H)과 구획한다.

또한, 원기둥부(31)는, 후술하는 회전축부(40)의 일단부(41)가 부착되는 회전축부 부착 구멍(32)이, 상단면(31a)에 개구되어 형성되어 있다. 이 회전축부 부착 구멍(32)은, 소직경부(32a)와, 소직경부보다 직경이 큰 대직경부(32b)가 상하 방향으로 이어져 형성되어 있다. 소직경부(32a)의 직경은, 회전축부(40)의 일단부(41)의 외경보다 약간 크게 되어 있다. 대직경부(32b)의 직경은, 코일 스프링(63)의 외경보다 약간 크게 되어 있다.

스커트부(33)는, 원기둥부(31)의 반경 방향으로 돌출된, 평면에서 보아 원 형상으로 형성되어 있고, 밸브 본체(10)의 내측 공간(11a) 내에 배치되어 있다. 스커트부(33)의 하단면(33a)은 평면형으로 형성되고, 밸브 시트부(20)의 밸브 시트면(22a)에 슬라이딩 회전 가능하게 긴밀하게 중첩되어 있다. 스커트부(33)의 하단면(33a)에는, 상기 스커트부(33) 내측으로 넓어지는 밀폐 연통로(34) 및 개방 연통로(35)가 형성되어 있다.

밀폐 연통로(34)는, 밸브 시트면(22a)과의 사이에 밀폐 공간(K1)을 형성하도록, 스커트부(33)의 하단면(33a)에 중앙 부분으로부터 반경 방향으로 연장하여 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 밀폐 연통로(34)가, 축(L) 방향으로부터 본 평면에서 보아, 띠 형상(대략 띠 형상 포함)으로 형성되고, 원기둥부(31)의 외측에 일방향을 향하여 연장되는 연장 부분(340)을 갖고 있다. 또한, 밀폐 연통로(34)의 개구 면적(즉, 밀폐 공간(K1)의 평면에서 본 면적)은, 밸브 부재(30)의 원기둥부(31)의 상단면(31a)의 평면에서 본 면적과 대략 동일하게 되어 있다. 물론, 이들 면적이 상이한 구성으로 해도 좋지만, 이들 면적이 동일 또는 동일에 가까운 구성 쪽이 바람직하다.

개방 연통로(35)는, 스커트부(33)의 하단면(33a)에 밀폐 연통로(34)를 둘러싸는 대략 C자 형상의 공간(K2)을 형성하도록 형성되어 있다. 스커트부(33)에는, 개방 연통로(35)와 내측 공간(11a)을 접속하는 접속 구멍(33b)이 형성되어 있다. 이에 따라, 개방 연통로(35)의 공간(K2)은, 접속 구멍(33b)에 의해 밸브실(A)의 다른 일부인 내측 공간(11a)에 통해 있다.

스커트부(33)에 의해, 밸브 본체(10)의 내측 공간(11a)은, 밀폐 연통로(34) 내의 밀폐 공간(K1)과, 개방 연통로(35)를 포함하는 그 이외의 부분 공간으로 서로 밀폐 상태로 구획되어 있다.

또한, 밸브 부재(30)에는, 원기둥부(31)의 회전축부 부착 구멍(32)과 밀폐 연통로(34)를 연통하는 균압로(36)가 형성되어 있다. 이 균압로(36)에 의해, 회전축부 부착 구멍(32)을 통하여 밀폐 연통로(34)의 밀폐 공간(K1)과 배압실(H)이 연통되어 접속된다.

밸브 부재(30)는, 도 2의 (a)에 도시한 제1 정지 위치에 있을 때, 밀폐 연통로(34)의 밀폐 공간(K1)에 의해 제1 고정 포트(F1)와 제1 전환 포트(C1)를 연통하여 접속하며, 또한, 개방 연통로(35)의 공간(K2)에 제2 고정 포트(F2)와 제2 전환 포트(C2)를 노출시켜 이들 포트를 접속한다. 또한, 도 2의 (a)의 제1 정지 위치로부터 도 2의 (b)에 도시한 제2 정지 위치까지 회전시키면, 밸브 부재(30)는, 밀폐 연통로(34)에 의해 형성되는 밀폐 공간(K1)에 의해 제1 고정 포트(F1)와 제2 전환 포트(C2)를 연통하여 접속하며, 또한, 개방 연통로(35)의 공간(K2)에 제2 고정 포트(F2)와 제1 전환 포트(C1)를 노출시켜 이들 포트를 접속한다.

밸브 본체(10)와 밸브 부재(30)는, 밸브 부재(30)가 제1 정지 위치 및 제2 정지 위치를 넘어 회전되는 것을 규제하는, 도시하지 않은 한쌍의 회전 스토퍼 기구가 설치되어 있다. 또는, 밸브 부재(30)의 회전 각도 등을 검출하는 센서 등을 포함하는 검출부를 형성하고, 상기 검출부에 의해 검출된 밸브 부재(30)의 회전 각도 등에 기초하여, 밸브 부재(30)를 제1 정지 위치 및 제2 정지 위치에 정지시키 도록, 후술하는 회전 구동부(50)를 제어하는 구성 등이어도 좋다. 이에 따라, 밸브 부재(30)는, 제1 정지 위치로부터 도면 중 반시계 방향으로 회전되어 제2 정지 위치에서 정지하고, 제2 정지 위치로부터 도면 중 시계 방향으로 회전되어 제1 정지 위치에서 정지한다.

회전축부(40)는, 원기둥형으로 형성되어 있고, 일단부(41)가 밸브 부재(30)에 부착되고, 타단부(42)가, 밸브 본체(10)의 제2 부분(12)을 관통하여 외부에 돌출되어 있다. 또한, 회전축부(40)의 축이 원형 관통 구멍(13)의 축(L)과 중복되도록 하여, 회전축부(40)의 중앙부(43)가, 밸브 본체(10)의 제2 부분(12)에 설치된 베어링부(14)에 의해 회동 가능하게 지지되어 있다.

회전축부(40)의 일단부(41)는, 코일 스프링(63)의 내측에 삽입 관통되고, 밸브 부재(30)의 회전축부 부착 구멍(32)에 삽입하여 배치되어 있다. 이 때 코일 스프링(63)은, 회전축부(40)에 설치된 플랜지형의 스프링 받이부(44)와 회전축부 부착 구멍(32)에서의 소직경부(32a)와 대직경부(32b) 사이의 단차부(32c) 사이에 압축 상태로 끼워져 있다. 이에 따라, 밸브 부재(30)는, 코일 스프링(63)에 의해 밸브 시트면(22a)을 향하여 압박된다.

또한, 회전축부(40)의 일단부(41)에는, 그 외주면에 형성된, 도시하지 않은 볼록부가 형성되어 있고, 회전축부 부착 구멍(32)의 소직경부(32a)의 내주면에는, 이 볼록부가 축(L)을 중심으로 한 회전 방향으로 걸리도록 형성된, 도시하지 않은 오목부가 형성되어 있다. 이에 따라, 회전축부(40)는, 밸브 부재(30)에 대하여 축(L) 방향으로 이동 가능하며, 또한, 회전축부(40)가 축(L)을 중심으로 하여 회전되면, 상기 볼록부와 상기 오목부가 걸려 회전축부(40)와 함께 밸브 부재(30)가 회전된다.

회전축부(40)에는, 스프링 받이부(44)의 도면 중 상측에 간격을 두고 제1 플랜지부(45)가 설치되고, 제1 플랜지부(45)의 도면 중 상측에 간격을 두고 제2 플랜지부(46)가 설치되어 있다. 제1 플랜지부(45) 및 제2 플랜지부(46)의 외경은, 밸브 본체(10)의 베어링부(14)의 내경과 대략 동일하게 되어 있다. 스프링 받이부(44)와 제1 플랜지부(45) 사이에는, 제1 시일 링(61)이 배치되고, 제1 플랜지부(45)와 제2 플랜지부(46) 사이에는, 제2 시일 링(62)이 배치되고, 이들 제1 시일 링(61) 및 제2 시일 링(62)에 의해 베어링부(14)와 회전축부(40) 사이를 밀봉하고 있다.

제1 시일 링(61) 및 제2 시일 링(62)은, 예컨대, 니트릴 고무나 실리콘 고무 등의 비교적 연질의 탄성 재료로 구성되어 있다. 제1 시일 링(61) 및 제2 시일 링(62)은, 외부에서 힘이 가해지고 있지 않은 상태(탄성 변형하지 않은 상태)에서 원환형(링형)이 되도록 형성되어 있고, 그 내경이 회전축부(40)의 중앙부(43)의 외경보다 약간 작으며, 또한, 그 외경이 베어링부(14)의 내경보다 약간 크게 되어 있다.

회전 구동부(50)는, 밸브 본체(10)의 제2 부분(12)의 상면(12a)에서의 회전축부(40)가 돌출된 개소 부근에 설치되어 있다. 회전 구동부(50)는, 직류 모터를 포함하는 모터부(51)와, 모터부(51)의 모터 샤프트(51a)에 고정하여 부착된 제1 기어(52)와, 제1 기어(52)와 맞물리도록 하여 회전축부(40)의 타단부(42)에 고정하여 부착된 제2 기어(53)를 갖고 있다. 회전 구동부(50)는, 모터부(51)에 전력이 공급되면, 모터 샤프트(51a)를 회전시키고, 이 회전이 제1 기어(52) 및 제2 기어(53)를 통하여, 회전축부(40)를 축(L)을 중심으로 하여 회전시킨다. 본 실시형태에 있어서, 한쌍의 기어(제1 기어(52) 및 제2 기어(53))에 의해 감속 기구를 구성하고 있지만, 더욱 많은 기어에 의해 감속 기구를 구성해도 좋다.

다음으로, 본 실시형태의 유로 전환 밸브(1)에서의 동작의 일례에 관해, 도 2의 (a), (b)를 참조하여 설명한다.

유로 전환 밸브(1)에 있어서, 밸브 본체(10)의 밸브실(A) 내에 배치된 밸브 부재(30)는, 밸브 본체(10)의 외부에 설치된 회전 구동부(50)에 의해 회전축부(40)를 통하여 회전된다.

그리고, 밸브 부재(30)가, 도면 중 시계 방향으로 회전되어, 도 2의 (a)에 도시한 제1 정지 위치에 위치되면, 밸브 부재(30)의 밀폐 연통로(34)의 밀폐 공간(K1)에 의해 제1 고정 포트(F1)와 제1 전환 포트(C1)가 접속되고, 동시에, 개방 연통로(35)의 공간(K2)에 의해 제2 고정 포트(F2)와 제2 전환 포트(C2)가 접속된다.

또한, 밸브 부재(30)가, 도면 중 반시계 방향으로 회전되어, 도 2의 (b)에 도시한 제2 정지 위치에 위치되면, 밸브 부재(30)의 밀폐 연통로(34)의 밀폐 공간(K1)에 의해 제1 고정 포트(F1)와 제2 전환 포트(C2)가 접속되고, 동시에, 개방 연통로(35)의 공간(K2)에 의해 제2 고정 포트(F2)와 제1 전환 포트(C1)가 접속된다.

또한, 밸브 부재(30)는, 균압로(36)에 의해 밀폐 연통로(34)의 밀폐 공간(K1)과 배압실(H)이 접속되어 있다. 그 때문에, 밀폐 공간(K1)의 유체 압력과 배압실(H)의 유체 압력이 균일해지고, 또한, 밀폐 연통로(34)의 개구 면적과, 밸브 부재(30)의 원기둥부의 상단면(31a)의 평면에서 본 면적이 대략 동일하게 형성되어 있기 때문에, 제1 고정 포트(F1)를 흐르는 유체에 의해 밸브 부재(30)에서의 밀폐 연통로(34)측에 가해지는 힘과, 그 유체에 의해 밸브 부재(30)에서의 배압실(H) 측에 가해지는 힘이 대략 동일하게 되어 상쇄되고, 밸브 부재(30)에 대하여 축(L) 방향으로 작용하는 힘이 작아진다.

또한, 제1 고정 포트(F1)를 흐르는 유체의 압력이, 제2 고정 포트(F2)를 흐르는 유체의 압력보다 작게 되어 있다. 그 때문에, 배압실(H)의 유체 압력과 밸브 본체(10)의 외부(대기)의 압력차가 비교적 낮아지고, 이에 따라, 제1 시일 링(61) 및 제2 시일 링(62)에 요구되는 밀봉성을 낮게 할 수 있다.

또한, 밸브 부재(30)가 코일 스프링(63)에 의해 밸브 시트면(22a)에 눌려지고 있다. 그 때문에, 예컨대, 도시하지 않은 컴프레서가 정지되어 있는 경우 등, 유체에 의한 밸브 부재(30)에 대하여 축(L) 방향으로 작용하는 힘이 발생하지 않은 경우 등에 있어서도, 밸브 부재(30)를 밸브 시트면(22a)에 누를 수 있다.

이상으로부터, 본 실시형태의 유로 전환 밸브(1)에 의하면, 밸브 시트부(20)가, 밸브 본체(10)의 내측에 설치된 밸브실(A)에 면한 평면형의 밸브 시트면(22a) 및 상기 밸브 시트면(22a)에 개구되는 복수의 밸브 포트를 구비하고, 밸브 부재(30)가, 밸브 시트면(22a)에 슬라이딩 회전 가능하게 중첩되어 밸브실(A) 내에 배치되고, 정지 위치에 따라 정해지는 복수의 밸브 포트의 접속 관계를 회전에 의해 전환하도록 구성되어 있다. 또한, 회전축부(40)의 일단부(41)가 밸브 부재(30)에 부착되며, 또한, 회전축부(40)의 타단부(42)가 밸브 본체(10)의 제2 부분(12)을 관통하여 밸브 본체(10)의 외부에 돌출되어 있다. 또한, 회전축부(40)는, 밸브 시트면(22a)과 직교하는 축(L) 방향에 평행한 방향을 축으로 하여 회전 가능하도록 밸브 본체(10)의 베어링부(14)로 지지되어 있다. 그리고, 회전 구동부(50)가, 밸브 본체(10)의 외부에 배치되고, 회전축부(40)의 타단부(42)에 접속되어 그 회전축부(40)를 회전시킨다.

이에 따라, 밸브 본체(10) 외부에 배치된 회전 구동부(50)에 의해 회전축부(40)를 통해 밸브 부재(30)를 회전시켜, 복수의 밸브 포트의 접속 관계를 전환할 수 있다. 그 때문에, 회전 구동부(50)에, 예컨대, 직류 모터 등의 비교적 소형이며 토크가 큰 모터를 이용하는 것이 가능하며 또한 밀폐 구조가 불필요해지기 때문에, 밸브 본체(10) 내에 밀폐 구조의 유성 기어 감속기 등을 설치하지 않고, 소형의 회전 구동부에 의해 큰 토크를 얻을 수 있어, 유로 전환 밸브(1)를 소형화할 수 있다. 또한, 회전 구동부(50)가 밸브 본체(10)의 외부에 배치되어 있기 때문에, 회전 구동부(50)의 메인터넌스나 교환 등을 용이하게 행할 수 있다.

또한, 유로 전환 밸브(1)는, 밸브 본체(10)의 베어링부(14)와 회전축부(40) 사이를 밀봉하는 제1 시일 링(61) 및 제2 시일 링(62)을 더 갖고, 밸브 부재(30)가, 밸브 시트면(22a)과의 사이에 밀폐 공간(K1)을 형성하며 또한 상기 밀폐 공간(K1)에 의해 회전에 따라 정해진 조합의 복수의 밸브 포트를 접속하는 하나의 밀폐 연통로(34)를 구비하고, 또한, 밸브 부재(30)가, 밸브 본체(10)의 제2 부분(12)측에 밸브실(A)의 일부를 밀폐하도록 구획한 배압실(H)을 형성하도록 배치되고, 밸브 부재(30)가, 밀폐 연통로(34)와 배압실(H)을 접속하는 균압로(36)를 구비하고 있다.

이에 따라, 밸브 부재(30)에 의해, 밸브실(A)의 일부를 밀폐하도록 구획하여 밸브 본체(10)의 제2 부분(12)측에 배압실(H)이 형성되고, 밸브 본체(10)의 제2 부분(12)을 관통하는 회전축부(40)와 밸브 본체(10)의 베어링부(14) 사이가 제1 시일 링(61) 및 제2 시일 링(62)에 의해 밀봉된다. 그 때문에, 배압실(H)은 밸브 본체(10)의 제1 부분(11)의 내측 공간(11a) 및 밸브 본체(10) 외부와 차단되어 밀폐된 공간이 된다. 또한, 균압로(36)에 의해 하나의 밀폐 연통로(34)의 밀폐 공간(K1)의 유체 압력과 배압실(H)의 유체 압력을 균일하게 하여, 제1 고정 포트(F1)를 흐르는 유체에 의해 밸브 본체(10)에서의 밀폐 연통로(34)측(즉, 밸브 시트면(22a)측)에 가해지는 힘과, 유체에 의해 밸브 본체(10)에서의 배압실(H)측(즉, 밸브 시트면(22a)측과 반대측)에 가해지는 힘을 근접시킬 수 있다. 그 때문에, 밸브 본체(10)에 대하여 축(L) 방향으로 가해지는 힘의 일부를 상쇄하여, 밸브 본체(10)에 대하여 축(L) 방향으로 작용하는 힘을 작게 하여, 밸브 본체(10)를 회전시키기 위해 필요한 힘을 작게 할 수 있다. 이에 따라, 회전 구동부(50)를 보다 소형으로 할 수 있기 때문에, 유로 전환 밸브(1)를 더욱 소형화할 수 있다.

또한, 유로 전환 밸브(1)는, 밸브 시트부(20)가, 복수의 밸브 포트로서 제1 고정 포트(F1), 제2 고정 포트(F2), 제1 전환 포트(C1) 및 제2 전환 포트(C2)를 구비하고 있다. 그리고, 밸브 부재(30)가, 하나의 밀폐 연통로(34)를 구비하고, 밸브 부재(30)의 정지 위치에 따라 밀폐 연통로(34)에 의해 제1 고정 포트(F1)와 제1 전환 포트(C1) 또는 제2 전환 포트(C2)를 접속하며, 또한, 제2 고정 포트(F2)와 제1 전환 포트(C1) 및 제2 전환 포트(C2) 중 제1 고정 포트(F1)와 연통되어 있지 않은 한쪽이 개방 연통로(35)의 공간(K2)에 노출되도록 형성되어 있다. 또한, 제1 고정 포트(F1)를 흐르는 유체의 압력이, 제2 고정 포트(F2)를 흐르는 유체의 압력보다 낮아지도록 되어 있다.

이에 따라, 밸브실(A)의 일부인 배압실(H)의 유체 압력을, 밸브실(A)의 다른 일부인 밸브 본체(10)의 제1 부분(11)의 내측 공간(11a)의 유체 압력보다 작게 할 수 있기 때문에, 예컨대, 배압실(H)의 유체 압력이 상기 내측 공간(11a)의 유체 압력보다 크게 된 구성에 비해, 배압실(H)과 밸브 본체(10) 외부(대기)의 압력차를 작게 할 수 있다. 그 때문에, 예컨대, 3개의 시일 링을 이용한 3중 시일 구조가 필요했던 곳을, 2개의 제1 시일 링(61) 및 제2 시일 링(62)을 이용한 2중 시일 구조로 할 수 있는 등, 보다 시일 링의 밀봉성의 정도를 낮추어도 회전축부(40)와 밸브 본체(10) 사이를 충분히 밀봉할 수 있어, 유로 전환 밸브(1)를 더욱 소형화할 수 있다.

또한, 유로 전환 밸브(1)는, 밸브 부재(30)를 밸브 시트면(22a)을 향하여 압박하는 코일 스프링(63)을 더 갖고 있다. 이에 따라, 예컨대, 유체를 유동시키는, 도시하지 않은 컴프레서가 정지되어 있는 경우 등, 유체에 의한 밸브 부재(30)에 대하여 축(L) 방향으로 작용하는 힘이 발생하지 않은 경우 등에 있어서, 밸브 부재(30)를 밸브 시트면(22a)에 누를 수 있고, 그 때문에, 밸브 부재(30)의 밀폐성(밸브 누출 방지 성능)을 향상시킬 수 있다.

(제2 실시형태)

이하에, 본 발명의 로터리식 밸브 장치의 제2 실시형태로서 유로 전환 밸브를, 도 3∼도 5를 참조하여 설명한다.

도 3은 본 발명에 관련된 로터리식 밸브 장치의 제2 실시형태인 유로 전환 밸브의 종단면도이다. 도 4는 도 3의 Y-Y선을 따른 단면도로서, (a)는, 밸브 부재가 제1 정지 위치에 있는 상태를 도시하고, (b)는, 밸브 부재가 제2 정지 위치에 있는 상태를 도시한다. 한편, 이하의 설명에서의 「상하」의 개념은, 도 3에서의 상하에 대응하고 있고, 각 부재의 상대적인 위치 관계를 나타내는 것이며, 절대적인 위치 관계를 나타내는 것은 아니다.

제2 실시형태의 유로 전환 밸브(각 도면 중, 부호 1A로 나타냄)도, 제1 실시형태의 유로 전환 밸브(1)와 마찬가지로, 예컨대, 에어컨의 실내기와 실외기 사이를, 유체인 열교환 매체의 유동 방향을 전환 가능하게 접속하기 위해서 등에 이용되는 사방 전환 밸브이다.

유로 전환 밸브(1A)는, 밸브 본체(10)와, 밸브 시트부(20)와, 밸브 부재(30A)와, 회전축부(40)와, 회전 구동부(50)와, 제1 시일 링(61), 제2 시일 링(62)과, 코일 스프링(63)을 갖고 있다. 제2 실시형태의 유로 전환 밸브(1A)는, 상술한 제1 실시형태의 유로 전환 밸브(1)에 있어서, 밸브 부재(30) 대신에 밸브 부재(30A)를 구비하는 것 이외에는, 제1 실시형태와 동일한 구성이기 때문에, 동일한 구성 부분에는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

밸브 부재(30A)는, 원기둥부(31)와, 원기둥부(31)의 도면 중 하측의 단부(端部)에 연접된 스커트부(33A)를 일체로 갖고 있고, 밸브 본체(10)의 밸브실(A) 내에 수용되어 있다.

원기둥부(31)는, 상술한 제1 실시형태에서의 밸브 부재(30)의 원기둥부(31)와 동일하게 구성되어 있다.

스커트부(33A)는, 원기둥부(31)의 하나의 반경 방향 및 그 반대의 다른 반경 방향으로 돌출된, 평면에서 보아 띠 형상(I자 형상)으로 형성되어 있고, 밸브 본체(10)의 내측 공간(11a) 내에 배치되어 있다. 스커트부(33A)는, 축(L)에 관해 점대칭으로 형성되어 있는 것이 바람직하고, 또는, 축(L) 방향으로부터 평면에서 보아 축(L)에 직교하는 직선에 관해 선대칭으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 스커트부(33A)의 하단면(33a)은 평면형으로 형성되고, 밸브 시트부(20)의 밸브 시트면(22a)에 슬라이딩 회전 가능하게 긴밀하게 중첩되어 있다. 스커트부(33A)의 하단면(33a)에는, 상기 스커트부(33A) 내측으로 넓어지는 밀폐 연통로(34A)가 형성되어 있다.

밀폐 연통로(34A)는, 밸브 시트면(22a)과의 사이에 밀폐 공간(K11)을 형성하도록, 스커트부(33A)의 하단면(33a)에 중앙 부분으로부터 하나의 반경 방향 및 그 반대의 다른 반경 방향으로 연장되어 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 밀폐 연통로(34A)가, 축(L) 방향으로부터의 평면에서 보아, 띠 형상으로 형성되고, 원기둥부(31)의 외측에 일방향을 향하여 연장되는 제1 연장 부분(341)과, 원기둥부(31)의 외측에 일방향과 반대의 타방향을 향하여 연장되는 제2 연장 부분(342)과, 제1 연장 부분(341)과 제2 연장 부분(342) 사이에 끼워진 중간 부분(343)을 갖고 있다.

또한, 밀폐 연통로(34A)는, 밸브 시트면(22a)과 직교하는 방향으로부터의 평면에서 보아, 축(L)에 관해 점대칭으로 형성되거나, 또는, 축(L)에 대하여 직교하는 직선에 관해 선대칭으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 본 실시형태에서는, 밀폐 연통로(34A)는, 밸브 시트면(22a)과 직교하는 방향으로부터의 평면에서 보아, 축(L)에 관해 점대칭으로 형성되고, 축(L)에 대하여 직교하는 직선(F)에 관해 선대칭으로 형성되어 있다.

본 실시형태에 있어서, 밀폐 연통로(34A)의 개구 면적(즉, 밀폐 공간(K11)의 평면에서 본 면적)은, 밸브 부재(30A)의 원기둥부(31)의 상단면(31a)의 평면에서 본 면적과 대략 동일하게 되어 있다. 물론, 이들 면적이 상이한 구성으로 해도 좋지만, 이들 면적이 동일 또는 동일에 가까운 구성 쪽이 바람직하다.

스커트부(33A)에 의해, 밸브 본체(10)의 내측 공간(11a)은, 밀폐 연통로(34A) 내의 밀폐 공간(K11)과, 그 이외의 부분 공간으로 서로 밀폐 상태로 구획되어 있다.

또한, 밸브 부재(30A)에는, 원기둥부(31)의 회전축부 부착 구멍(32)과 밀폐 연통로(34A)를 연통하는 균압로(36)가 형성되어 있다. 이 균압로(36)에 의해, 회전축부 부착 구멍(32)을 통하여 밀폐 연통로(34A)의 밀폐 공간(K11)과 배압실(H)이 연통되어 접속된다.

밸브 부재(30A)는, 도 4의 (a)에 도시한 제1 정지 위치에 있을 때, 밀폐 연통로(34A)의 밀폐 공간(K11)에 의해 제1 고정 포트(F1)와 제1 전환 포트(C1)를 연통하여 접속하며, 또한, 밸브 본체(10)의 내측 공간(11a)에 제2 고정 포트(F2)와 제2 전환 포트(C2)를 노출시켜 이들 포트를 접속한다. 또한, 도 4의 (a)의 제1 정지 위치로부터 도 4의 (b)에 도시한 제2 정지 위치까지 도면 중 시계 방향으로 회전시키면, 밸브 부재(30A)는, 밀폐 연통로(34A)에 의해 형성되는 밀폐 공간(K11)에 의해 제1 고정 포트(F1)와 제2 전환 포트(C2)를 연통하여 접속하며, 또한, 밸브 본체(10)의 내측 공간(11a)에 제2 고정 포트(F2)와 제1 전환 포트(C1)를 노출시켜 이들 포트를 접속한다.

밸브 본체(10)와 밸브 부재(30A)에는, 제1 실시형태와 마찬가지로, 밸브 부재(30A)가 제1 정지 위치 및 제2 정지 위치를 넘어 회전되는 것을 규제하는, 도시하지 않은 한쌍의 회전 스토퍼 기구가 설치되어 있다. 또는, 밸브 부재(30A)의 회전 각도를 검출하는 검출부를 형성하고, 상기 검출부에 의해 검출된 밸브 부재(30A)의 회전 각도에 기초하여, 밸브 부재(30A)를 제1 정지 위치 및 제2 정지 위치에 정지시키도록, 후술하는 회전 구동부(50)를 제어하는 구성이어도 좋다. 이에 따라, 밸브 부재(30A)는, 제1 정지 위치로부터 도면 중 시계 방향으로 회전되어 제2 정지 위치에서 정지하고, 제2 정지 위치로부터 도면 중 반시계 방향으로 회전되어 제1 정지 위치에서 정지한다. 밸브 부재(30A)가 이와 같이 회전됨으로써, 밸브 부재(30A)의 회전 도중에 제1 고정 포트(F1)와 제2 고정 포트(F2)가 연통되는 경우가 없다.

다음으로, 본 실시형태의 유로 전환 밸브(1A)에서의 동작(작용)에 관해, 도 5의 (a)∼(c)를 참조하여 설명한다.

도 5는 유체에 의해 밸브 부재에 가해지는 힘을 모식적으로 도시한 종단면도로서, (a)는, 밀폐 연통로에 제1 연장 부분만 형성된 구성을 도시하고, (b)는, 밀폐 연통로에 제1 연장 부분과, 상기 제1 연장 부분보다 작은 제2 연장 부분이 형성된 구성을 도시하고, (c)는, 밀폐 연통로에 제1 연장 부분과, 상기 제1 연장 부분과 동일한 크기의 제2 연장 부분이 형성된 구성을 도시한다.

도 5의 (a)에 도시한 밸브 부재(30X)는, 밀폐 연통로(34X)에, 축(L) 방향으로부터의 평면에서 보아, 원기둥부(31)의 외측에 일방향을 향하여 연장되는 제1 연장 부분(341X)만이 형성되어 있다. 이 구성에 있어서, 예컨대, 밀폐 연통로(34X) 내의 유체 압력이, 밀폐 연통로(34X) 외의 유체 압력보다 작은 경우, 유체에 의해 밸브 부재(30X)의 스커트부(33X)에서의 제1 연장 부분(341X)이 형성된 개소에 밸브 시트면(22a)에 누르는 힘(도면 중 화살표로 나타내고, 화살표의 수가 많을수록 힘이 큰 것을 나타냄)이 작용하지만, 상술한 배압실(H)과 밀폐 연통로(34X) 내의 밀폐 공간이 연통하고 있기 때문에, 제1 연장 부분(341X)과 축(L)을 사이에 둔 반대측에는 이러한 힘이 작용하지 않는다. 그 때문에, 밸브 부재(30X)의 하단면(33a)에서, 제1 연장 부분(341X)의 선단 근방의 개소(E1)와, 개소(E1)로부터 축(L)을 사이에 둔 반대측의 개소(E2) 사이에서, 밸브 시트면(22a)과의 밀착 정도에 변동(불균일)이 생겨 버린다.

도 5의 (b)에 도시한 밸브 부재(30Y)는, 밀폐 연통로(34Y)에, 축(L) 방향으로부터의 평면에서 보아, 원기둥부(31)의 외측에 일방향을 향하여 연장되는 제1 연장 부분(341Y)이 형성되고, 원기둥부(31)의 외측에 일방향과 반대의 타방향을 향하여 연장되는 제2 연장 부분(342Y)이 형성되어 있다. 제2 연장 부분(342Y)의 평면에서 본 길이는, 제1 연장 부분(341Y)의 평면에서 본 길이보다 짧게 되어 있다. 이 구성에 있어서, 예컨대, 밀폐 연통로(34Y) 내의 유체 압력이, 밀폐 연통로(34Y) 외의 유체 압력보다 작은 경우, 유체에 의해 밸브 부재(30Y)의 스커트부(33Y)에서의 제1 연장 부분(341Y)이 형성된 개소에 밸브 시트면(22a)에 누르는 힘이 작용하고, 그리고, 이 힘보다는 약해지지만, 스커트부(33Y)에서의 제2 연장 부분(342Y)이 형성된 개소에도 밸브 시트면(22a)에 누르는 힘이 작용한다. 그 때문에, 도 5의 (a)의 구성에 비해, 밸브 부재(30Y)의 하단면(33a)에서의 제1 연장 부분(341Y)의 선단 근방의 개소(E1)와, 개소(E1)로부터 축(L)을 사이에 둔 반대측의 제2 연장 부분(342Y)의 선단 근방의 개소(E2) 사이에서, 밸브 시트면(22a)과의 밀착 정도에 변동을 개선할 수 있다.

도 5의 (c)는, 제2 실시형태의 밸브 부재(30A)의 구성이다. 밸브 부재(30A)는, 밀폐 연통로(34A)에, 축(L) 방향으로부터의 평면에서 보아, 원기둥부(31)의 외측에 일방향을 향하여 연장되는 제1 연장 부분(341)이 형성되고, 원기둥부(31)의 외측에 일방향과 반대의 타방향을 향하여 연장되는 제2 연장 부분(342)이 형성되어 있다. 제2 연장 부분(342)의 평면에서 본 길이는, 제1 연장 부분(341)의 평면에서 본 길이와 동일하게 되어 있다. 이 구성에 있어서, 예컨대, 밀폐 연통로(34A) 내의 유체 압력이, 밀폐 연통로(34A) 외의 유체 압력보다 작은 경우, 유체에 의해 밸브 부재(30A)의 스커트부(33A)에서의 제1 연장 부분(341)이 형성된 개소에 밸브 시트면(22a)에 누르는 힘이 작용하고, 이 힘과 동일한 강도로, 스커트부(33A)에서의 제2 연장 부분(342)이 형성된 개소에도 밸브 시트면(22a)에 누르는 힘이 작용한다. 그 때문에, 도 5의 (a)의 구성에 비해, 밸브 부재(30A)의 하단면(33a)에서의 제1 연장 부분(341)의 선단 근방의 개소(E1)와, 개소(E1)로부터 축(L)을 사이에 둔 반대측의 제2 연장 부분(342)의 선단 근방의 개소(E2) 사이에서, 밸브 시트면(22a)과의 밀착 정도에 변동을 더욱 개선할 수 있다.

이러한 동작 이외에, 제2 실시형태의 유로 전환 밸브(1A)는, 상술한 제1 실시형태의 유로 전환 밸브(1)에서의 동작에 관해서도 일례로서 행하는 것이다.

이상으로부터, 본 실시형태에 의하면, 상술한 제1 실시형태의 효과에 덧붙여, 다음과 같은 효과를 나타낸다. 즉, 본 실시형태에서는, 밸브 부재(30A)가, 원기둥부(31)와, 이 원기둥부(31)의 일단에 연접되고, 원기둥부(31)의 반경 방향으로 돌출된 스커트부(33A)를 구비하고 있다. 원기둥부(31)가, 회전축부(40)와 축이 중복되며 또한 스커트부(33A)에 연접된 일단과 반대의 상단면(31a)측에 배압실(H)을 형성하도록 밸브실(A) 내에 배치되어 있다. 스커트부(33A)가, 밸브실(A)에서의 배압실(H)과 구획된 내측 공간(11a) 내에 배치되며, 또한, 스커트부(33A)가, 원기둥부(31)와 반대측에 밸브 시트면(22a)에 중첩되어 배치되는 하단면(33a)을 구비하고 있다. 밀폐 연통로(34A)가, 스커트부(33A)의 하단면(33a)에 형성되어 있다. 또한, 밀폐 연통로(34A)가, 밸브 시트면(22a)과 직교하는 방향으로부터의 평면에서 보아, 띠 형상으로 형성되고, 원기둥부(31)의 외측에 일방향을 향하여 연장되는 제1 연장 부분(341)과, 원기둥부(31)의 외측에 상기 일방향과 반대의 타방향을 향하여 연장되는 제2 연장 부분(342)을 갖고 있다. 예컨대, 밀폐 연통로(34A)가 제1 연장 부분(341)만 갖는 구성의 경우에, 밀폐 연통로(34A)의 내외에 압력이 상이한 유체가 존재하면, 제1 연장 부분(341)에 대하여 밸브 시트면(22a)에 누르는 힘(밀폐 연통로 내의 유체 압력<밀폐 연통로 외의 유체 압력) 또는 밸브 시트면(22a)으로부터 떼어내는 힘(밀폐 연통로 내의 유체 압력>밀폐 연통로 외의 유체 압력)이 가해져, 밸브 부재(30A)의 하단면(33a)에서 밸브 시트면(22a)과의 밀착 정도에 변동이 생기고, 그 때문에, 밸브 부재(30A)와 밸브 시트면(22a) 사이의 밀폐성(밸브 누출 방지 성능)이 저하되어 버릴 우려가 있다. 그리고, 본 발명에서는, 밀폐 연통로(34A)에, 제1 연장 부분(341)의 반대측으로 연장되는 제2 연장 부분(342)을 형성함으로써, 제2 연장 부분(342)에 관해 제1 연장 부분(341)에 가해지는 힘과 동일한 힘이 가해지기 때문에, 밸브 부재(30A)의 하단면(33a)에서의 밸브 시트면(22a)과의 밀착 정도의 변동(불균일)을 억제하여, 밸브 부재(30A)와 밸브 시트면(22a) 사이의 밀폐성이 저하되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 밀폐 연통로(34A)가, 밸브 시트면(22a)과 직교하는 방향으로부터의 평면에서 보아, 축(L)에 관해 점대칭으로 형성되고, 축(L)에 대하여 직교하는 직선(F)에 관해 선대칭으로 형성되어 있다. 이와 같이 구성했기 때문에, 유체에 의해 제1 연장 부분(341)과 제2 연장 부분(342)에 가해지는 힘이 동일해져, 밸브 부재(30A)의 하단면(33a)에서의 밸브 시트면(22a)과의 밀착 정도의 변동을 억제하여, 밸브 부재(30A)와 밸브 시트면(22a) 사이의 밀폐성이 저하되는 것을 더욱 억제할 수 있다.

이상, 본 발명에 관해, 바람직한 실시형태를 들어 설명했지만, 본 발명의 로터리식 밸브 장치는 상기 실시형태의 구성에 한정되는 것은 아니다.

예컨대, 상기 실시형태는, 4개의 유로를 전환하는 유로 전환 밸브(사방 전환 밸브)였지만, 이것에 한정되지 않고, 예컨대, 3개의 유로를 전환하는 구성이나, 5개 이상의 유로를 전환하는 구성의 유로 전환 밸브여도 좋다. 또한, 본 발명은, 2개의 유로를 접속 및 차단하는 유량 제어 밸브에 적용해도 좋다.

또한, 상기 실시형태에서는, 밸브 부재(30)에 형성한 균압로(36)에 의해, 밀폐 연통로(34)와 배압실(H)을 접속하는 구성이었지만, 이것에 한정되지 않고, 예컨대, 균압로(36) 대신에, 밸브 본체(10)에 제1 고정 포트(F1)와 배압실(H)을 접속하는 다른 균압로를 형성하고, 이 다른 균압로에 의해, 밀폐 연통로(34)와 배압실(H)을 접속하는 구성으로 해도 좋다.

또한, 상기 실시형태에서는, 밸브 부재(30)의 상단면(31a)측에 배압실(H)을 설치하고, 균압로(36)에 의해 밀폐 연통로(34)와 접속하는 구성이었지만, 이것에 한정되지 않고, 배압실(H) 및 균압로(36)를 생략한 구성으로 해도 좋다.

또한, 상기 실시형태에서는, 하나의 밀폐 연통로를 갖는 구성이었지만, 이것에 한정되지 않고, 2개 이상의 밀폐 연통로를 갖는 구성으로 해도 좋다. 예컨대, 상기 실시형태에 있어서, 밸브 부재(30)의 접속 구멍(33b)을 생략하고 개방 연통로(35)를 밀폐 연통로로서 구성해도 좋다.

또한, 상기 실시형태에서는, 밸브 부재(30)의 스커트부(33)에, 밀폐 연통로(34)와 개방 연통로(35)를 형성한 구성이었지만, 이것에 한정되지 않고, 예컨대, 스커트부(33)에 밀폐 연통로(34)만 형성하고, 개방 연통로(35)를 형성하는 개소를 삭제한 구성으로 해도 좋다. 이러한, 개방 연통로(35)를 생략한 구성으로 해도, 밸브 부재(30)의 각 정지 위치에 있어서, 제2 고정 포트(F2)와 제1 전환 포트(C1) 및 제2 전환 포트(C2) 중의 제1 고정 포트(F1)에 접속되어 있지 않은 한쪽이, 밸브실(A)의 다른 일부인 내측 공간(11a)에 노출되어 이들 포트가 접속되어, 밸브 포트의 접속 관계를 전환할 수 있다.

또, 상기 실시형태에서는, 비교적 연질의 탄성 재료로 구성된 제1 시일 링(61) 및 제2 시일 링(62)을 갖는 것이었지만, 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 제1 시일 링(61)보다 밸브 본체(10)의 외부 쪽에 배치된 제2 시일 링(62)을, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 등의 불소 수지 등의 비교적 경질의 합성 수지로 구성해도 좋고, 본 발명의 목적에 반하지 않는 한, 제1 시일 링(61) 및 제2 시일 링(62)의 구성은 임의이다. 또한, 제1 시일 링(61)만으로 밀봉성을 충분히 확보할 수 있는 것이라면, 제2 시일 링(62)을 생략한 구성으로 해도 좋다.

또한, 상기 실시형태에서는, 밸브 부재(30)를 밸브 시트면(22a)을 향하여 압박하는 코일 스프링(63)을 갖고 있는 구성이었지만, 이것에 한정되지 않고, 예컨대, 항상 유체가 유동하고 있고, 이 유체의 압력에 의해 밸브 부재(30)에 밸브 시트면(22a)을 향하여 압박하는 힘이 항상 발생하고 있는 경우 등에 있어서는, 코일 스프링(63)을 생략하여 구성해도 좋다.

또, 상술한 실시형태는 본 발명의 대표적인 형태를 나타낸 것에 불과하며, 본 발명은 실시형태에 한정되지 않는다. 즉, 당업자는, 종래 공지된 지견에 따라, 본 발명의 골자를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지로 변형하여 실시할 수 있다. 이러한 변형에 의해서도 또한 본 발명의 로터리식 밸브 장치의 구성을 구비하는 한, 물론, 본 발명의 범주에 포함되는 것이다.

1 : 유로 전환 밸브(로터리식 밸브 장치)
10 : 밸브 본체 11 : 제1 부분
11a : 제1 부분의 내측 공간(밸브실에서의 배압실과 구획된 다른 일부)
12 : 제2 부분(밸브 본체에서의 밸브 시트면에 대향하는 개소)
20 : 밸브 시트부 22a : 밸브 시트면
30 : 밸브 부재 31 : 원기둥부
33 : 스커트부 34 : 밀폐 연통로
35 : 개방 연통로 36 : 균압로
40 : 회전축부 41 : 회전축부의 일단부
42 : 회전축부의 타단부 50 : 회전 구동부
61 : 제1 시일 링(시일 부재) 62 : 제2 시일 링(시일 부재)
63 : 코일 스프링(압박 부재) A : 밸브실
C1 : 제1 전환 포트(밸브 포트) C2 : 제2 전환 포트(밸브 포트)
F1 : 제1 고정 포트(밸브 포트) F2 : 제2 고정 포트(밸브 포트)
H : 배압실 K1 : 밀폐 공간
K2 : 공간(밸브실의 다른 일부에 통하는 공간)
L : 원형 관통 구멍의 축(밸브 시트면에 직교하는 방향)

Claims

밸브실이 내측에 설치된 밸브 본체와,
상기 밸브실을 향하는(facing) 평면형의 밸브 시트면 및 상기 밸브 시트면에 개구되는 복수의 밸브 포트를 구비한 밸브 시트부와,
상기 밸브 시트면에 슬라이딩 회전 가능하게 중첩되어 상기 밸브실 내에 배치되고, 정지 위치에 따라 정해지는 상기 복수의 밸브 포트의 접속 관계를 회전에 의해 전환하는 밸브 부재와,
상기 밸브 부재에 일단부가 부착되며, 상기 밸브 본체에서의 상기 밸브 시트면과 대향하는 개소를 관통하여 그 밸브 본체의 외부에 타단부가 돌출되고, 상기 밸브 시트면과 직교하는 방향에 평행한 방향을 축으로 하여 회전 가능하도록 상기 밸브 본체에 지지된 회전축부와,
상기 밸브 본체의 외부에 배치되고, 상기 회전축부의 타단부에 접속되어 상기 회전축부를 회전시키는 회전 구동부
를 포함하고,
상기 밸브 부재는, 상기 밸브 시트면과의 사이에 밀폐 공간을 형성하며, 그 밀폐 공간에 의해 상기 밸브 부재의 정지 위치에 따라 정해진 조합의 상기 복수의 밸브 포트를 접속하는 1 또는 복수의 밀폐 연통로를 구비하고, 또한, 상기 밸브 부재는, 상기 밸브 본체에서의 상기 밸브 시트면과 대향하는 개소측에 상기 밸브실의 일부를 밀폐하도록 구획한 배압실을 형성하도록 배치되고,
상기 밸브 본체 또는 상기 밸브 부재는, 상기 밀폐 연통로 중 어느 하나와 상기 배압실을 접속하는 균압로를 구비하고,
상기 밸브 부재는, 원기둥부와, 상기 원기둥부의 일단에 연접되고 그 원기둥부의 반경 방향으로 돌출된 스커트부를 구비하고,
상기 원기둥부는, 상기 회전축부와 축이 중복되며, 상기 일단과 반대의 타단측에 상기 배압실을 형성하도록 상기 밸브실 내에 배치되고,
상기 스커트부는, 상기 밸브실에서의 상기 배압실과 구획된 다른 일부 내에 배치되며, 상기 원기둥부와 반대측에 상기 밸브 시트면에 중첩되어 배치되는 단부면을 구비하고,
상기 밀폐 연통로는, 상기 스커트부의 상기 단부면에 형성되며, 상기 밸브 시트면과 직교하는 방향으로부터의 평면에서 보아, 상기 원기둥부의 외측에 일방향을 향하여 연장되는 제1 연장 부분과, 상기 원기둥부의 외측에 상기 일방향과 반대의 타방향을 향하여 연장되는 제2 연장 부분을 포함하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 로터리식 밸브 장치.
제1항에 있어서, 상기 밸브 본체와 상기 회전축부 사이를 밀봉하는 1 또는 복수의 시일 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리식 밸브 장치.
제2항에 있어서, 상기 밸브 시트부는, 상기 복수의 밸브 포트로서 제1 고정 포트, 제2 고정 포트, 제1 전환 포트 및 제2 전환 포트를 구비하고,
상기 밸브 부재는, 하나의 상기 밀폐 연통로를 구비하고, 상기 밸브 부재의 정지 위치에 따라 상기 밀폐 연통로에 의해 상기 제1 고정 포트와 상기 제1 전환 포트 또는 제2 전환 포트를 접속하며, 또한, 상기 제2 고정 포트와 상기 제1 전환 포트 및 제2 전환 포트 중 상기 제1 고정 포트와 연통되어 있지 않은 한쪽이, 상기 밸브실에서의 상기 배압실과 구획된 다른 일부 또는 상기 밸브실의 상기 다른 일부에 통하는 공간에 노출되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 로터리식 밸브 장치.
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제3항에 있어서, 상기 밀폐 연통로는, 상기 밸브 시트면과 직교하는 방향으로부터의 평면에서 보아, 상기 회전축부의 축에 관해 점대칭으로 형성되거나, 또는, 상기 회전축부의 축에 대하여 직교하는 직선에 관해 선대칭으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 로터리식 밸브 장치.
제3항 또는 제5항에 있어서, 상기 제1 고정 포트를 흐르는 유체의 압력은, 상기 제2 고정 포트를 흐르는 유체의 압력보다 낮아지도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 로터리식 밸브 장치.
제1항 내지 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브 부재를 상기 밸브 시트면을 향하여 압박하는 압박 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리식 밸브 장치.