KR20010025106A

KR20010025106A - 전동밸브

Info

Publication number: KR20010025106A
Application number: KR1020007013227A
Authority: KR
Inventors: 고미야야스오; 나카노세이이치; 세키구치히데키; 야츠이도쿠지
Original assignee: 니시미 이치로; 가부시키가이샤 사기노미야세이사쿠쇼
Priority date: 1999-03-26
Filing date: 2000-03-24
Publication date: 2001-03-26
Also published as: JP3937029B2; CN1297518A; EP1087158A1; WO2000058652A1; JP2000346225A; US6561480B1; EP1087158A4; CN1176309C

Abstract

밸브체의 완전개방 및 완전폐쇄시에 로터의 회전을 정지시키는 스토퍼를 설치하지 않고, 부품수를 감소시키고, 충돌시의 소음의 발생을 방지시키는 전동밸브를 제공한다. 로터(17)에 고정되고 수나사(20)를 구비한 샤프트(18), 일단부에 니들밸브(5)를 구비하고 타단부에 상기 수나사(20)에 나사맞춤하는 암나사(18)를 형성하며 니들밸브(5)와 암나사를 연결하는 연결부(14)를 구비한 밸브체(6), 및 밸브체(6)의 회전을 멈추게 하고 축선방향으로 왕복운동 가능하게 안내하는 가이드부를 구비한 밸브본체(1)를 구비하며, 샤프트(18)의 상단부를 케이스(22)의 정상벽측에 설치한 지지부에 의해, 하단부를 밸브본체에 고정된 축받이부재(13)에 의해 회전자유로이 지지함으로써 전동밸브를 구성한 것이다.

Description

전동밸브{ELECTRICALLY OPERATED VALVE}

종래 히트펌프식 에어컨이나 냉동기 혹은 냉장고 등에 있어서의 냉동·냉장·공조사이클에 있어서는 그 냉매유로중에 냉매유량제어나 유로변환밸브로서 전동밸브가 편입되어 사용되고 있다. 이들 중 예를 들면 히트펌프식 에어컨에 있어서, 특히 전동식 팽창밸브는 실내의 온도제어를 적절히 행하기 위해 빈번하게 작동되고 있다. 종래의 이 종류의 밸브는 작동음이 크기 때문에 실내에 설치하는 것은 바람직하지 않고, 실외 열교환기를 설치한 실외기(室外機)측에 설치되어 있었다. 그 때문에 실내의 온도를 제어하기 위한 냉매유량을 제어하는 팽창밸브를 실내로부터 이격된 실외에 놓지 않으면 안되고, 응답성 등의 제어성이 불량한 것 이외에 냉방운전시에 팽창밸브에서 팽창하여 저온으로 된 냉매가 실외기로부터 실내기에 이르기까지 고온의 실외에 배관하지 않으면 안되고, 이 부분을 단열배관함에도 불구하고 많은 열량이 외기로 도피하기 때문에 열효율의 저하의 큰 원인으로 되고 있었다.

또한 상기와 같은 에어컨 외에, 예를 들면 냉장고에 관해서 보면, 근래의 대형냉장고의 보급, 혹은 빙온실, 야채실의 엄밀한 온도관리의 필요성 등에 의해 종래의 염가의 캐필러리튜브 등을 사용한 냉매유량제어로부터, 고가이기는 하지만 정밀한 제어를 행할 수 있는 전동식 팽창밸브를 사용하는 것이 많아지고 있다. 이와 같은 냉장고는 실내에 설치하여 사용하기 때문에 전동식 팽창밸브 등의 전동밸브도 실내에 설치하게 되어 이들의 전동밸브로부터의 작동음의 발생은 최대한 감소시키는 것이 요망되고 있다.

상기와 같은 장치에 사용되고 있는 전동밸브는 예를 들면 도 22에 도시하는 것이 사용되고, 밸브본체(60)에는 그 축선방향 바로 아래에 제 1 유로(61)를 접속하는 제 1 개구(64)를 설치하며, 그 근방의 측부에 제 2 유로(62)를 접속하는 제 2 개구(64)를 설치함과 동시에 밸브본체(60)의 상방으로부터 제 1 개구((62)와 제 2 개구(64)를 접속하도록 밸브실(65)을 형성하고 있다. 밸브본체(60)의 상부에는 아래덮개(66)를 하부에 설치한 케이스(67)를 덮어 씌우고 있다. 케이스(67)의 내부에는, 외주에 마그넷(68)을 구비하고 중심에 핀(70)을 구비한 수지제의 로터(71)를 설치하고 있으며, 로터(71)는 그 내부의 핀(70)과 함께 하방으로 뻗어서 밸브실(65)내에 삽입되어 있다. 핀(70)의 하단에는 니들밸브(72)를 설치하고 제 1 개구(62)에 진퇴자유로이 배치되어 있다.

니들밸브(72)의 상부외주는 밸브실(65)의 내벽과 회전자유로이 측면이 맞추어져 있으며 하부가이드부(79)를 구성하고 있다. 로터(71)의 하방으로 뻗는 돌출부(73)의 외주에는 로터(71) 수나사부(74)가 형성되고, 로터 수나사부(74)에 대향하는 밸브실 내벽에는 암나사부(75)가 형성되며, 양자는 나사맞춤되어 있다. 그것에 의해 로터(71)가 회전하면 암나사부(75)가 고정되어 있으므로 이것과 나사맞춤하는 로터(71)는 상하운동을 행하고 로터(71)와 일체화된 니들밸브(72)가 제 1 개구(62)내를 상하운동하여 유량제어를 행하고 있다.

핀(70)의 상단부(76)는 로터(71)로부터 돌출하고 케이스(67)의 윗덮개부(77)의 내면측에 대향하고 있다. 로터(71)의 외주와 마그넷(68)의 내주는 상부에서 편심하고 있는 제 1 원통부(78)와 그 하부에 있어서의 직경이 작은 제 2 원통부(80)에서 양자의 면이 대향하고 있고, 이 부분에서 양자는 회전불가능하게 결합되어 있다.

마그넷(68)의 하단의 일부는 밸브본체(60)의 로터받이부(84)의 외주로 뻗으며, 그 일부는 다시 하방으로 뻗어서 하방 돌출부(87)를 형성하고 있고, 이 하방 돌출부(87)는 밸브본체(60)에 고정된 스토퍼핀(88)에, 도 2에 도시하는 바와 같이 맞닿기 가능하게 되어 있다. 또 마그넷(68)의 상단의 일부는 상방으로 뻗어서 상방 돌출부(90)를 형성하고 있으며, 이 상방 돌출부(90)는 케이스(67)의 윗덮개부 내주에 고정된 스토퍼부재(91)에서 외주 하방으로 뻗는 상부 스토퍼(92)에 맞닿음 가능하게 되어 있다. 케이스(67)의 원통형상 외주에는 코일(93)이 고정되고, 커넥터(94)에 의해 외부와 접속되어 있다.

상기와 같이 구성된 니들밸브에 의한 유량제어식의 전동식 컨트롤밸브(95)에 있어서는 코일(93)로의 통전에 의한 마그넷(68)의 회전에 의해 로터(71)는 회전하고, 로터(71)의 돌출부(73)에 형성된 로터 수나사부(74)와 밸브실의 내벽에 형성된 암나사부(75)의 나사맞춤에 의해 로터(71)는 회전하면서 상하운동하고, 그것에 의해 로터(71)에 고정된 핀(70)에 형성되어 있는 니들밸브(72)는 상하운동하고, 제 1 개구(62)의 개구면적을 변경하여 유량의 제어를 행하고 있다.

로터(71)의 회전은 니들밸브(72)가 제 1 개구(62)를 완전폐쇄했을 때에 마그넷(68)의 하방 돌출부(87)가 스토퍼핀(88)에 맞닿으므로써, 또 완전개방했을 때에는 마그넷(68)의 상방 돌출부(90)가 스토퍼부재(91)의 상부 스토퍼(92)에 맞닿으므로써, 코일로의 펄스공급에 관계없이 강제적으로 그 회전이 정지되도록 되어 있다.

상기와 같은 냉동사이클 등에 사용되는 전동밸브로서는 상기와 같은 구조의 것 외에, 각종 전동밸브가 사용되고 있으며, 로터의 회전정지기구에 관해서는 예를 들면 일본국 특허출원공고공보 평성 4년 제68510호에 개시된 바와 같이 전동밸브에 있어서 케이스의 윗덮개부의 중앙에 심봉을 늘어뜨려 고정하고, 이것에 나선형상 안내링을 감아서 이 나선형상 안내링에 슬라이더를 회전운동과 동시에 상하운동 자유로이 걸어맞춤시켜 슬라이더의 외단부의 로터에 세워 설치된 걸음 로드를 걸어맞춤시킨 것도 널리 사용되고 있다.

도 22에 도시하는 상기 종래의 전동밸브에 있어서, 밸브를 완전개방 및 완전개방상태로 정지시키기 위해서는 상기와 같이 로터의 상방 및 하방으로 돌출부를 설치하고, 각각 로터의 케이스로서의 케이스에 고정된 스토퍼에 맞닿게 함으로써 로터의 회전을 정지시키고, 따라서 상하의 스토퍼부재를 필요로 하기 때문에 부품수가 증가하고, 조립공정수도 증가하는 결점이 있었다. 또 상기와 같이 윗덮개부에 심봉을 늘어뜨려 나선형상 링을 감고, 로터에 세워설치한 걸음 로드를 걸어맞춤시킨 것에 있어서는, 더 많은 부품을 필요로 하고, 조립공정수도 증가하는 결점이 있었다.

더욱이 밸브체의 개방방향 및 폐쇄방향의 정지작동을, 로터와 함께 회전하는 부재를 스토퍼에 맞닿게 함으로써 행하고 있었으므로, 로터의 정지위치와 밸브체의 정지위치는 양자가 나사맞춤하는 나사의 백래시 등에 의해 일치하지 않고 반드시 밸브체의 적절한 정지상태로 되지 않을 때도 있다.

또 로터의 회전을 정지시키는 스토퍼를 로터의 축선으로부터 반경방향으로 이격된 위치에 설치하고, 이것에 로터와 일체적으로 회전하는 걸음부재를 걸음시켜서 정지하는 구조로 하고 있기 때문에, 걸음부재가 스토퍼에 걸음하여 정지하고 있을 때에 로터의 회전방향이 역회전하는 반전펄스를 발생시킨 때에는, 스토퍼가 로터의 축선으로부터 반경방향으로 어긋나 있는 거리분량만큼 스토퍼에 접속분리되는 거리가 크게되기 때문에 걸음부재가 원주방향으로 크게 이동하고 스토퍼에 맞닿는 소음이 크게되는 결점도 있었다.

상기와 같은 반전펄스에 관해서는 밸브의 초기설정시에 밸브체의 완전폐쇄 혹은 완전개방상태로부터 다시 로터에 동일방향의 펄스를 공급할 필요가 있을때 혹은 통상작동시에 밸브의 완전개방 혹은 완전폐쇄후에 다시 동일방향의 펄스가 공급될 때에는 일시적으로 반전펄스가 생기기 때문에 특히 상기와 같은 스토퍼에 맞닿는 소음이 발생한다.

또한 이들 회전정지기구에 사용되는 스토퍼에 관해서는 치수관리, 내구성에 관해서 문제가 생기고, 이 스토퍼기구가 전동밸브의 신뢰성, 제작성을 저하시켜 원가상승의 원인으로도 되어 있다.

또 상기 전동밸브에 있어서는 어느것이나 밸브본체의 로터받이부에 형성된 나사, 로터, 및 일체로 회전하는 부재에 형성된 나사를 나사맞춤시켜, 로터의 회전운동을 밸브의 직선운동으로 변환시키는 구성으로 하고, 로터 전체를 이 나사부분에서 축지지하도록 하고 있기 때문에, 나사의 맞물림의 백래시 등에 의해 상하방향으로 진동을 일으키고, 또 회전시에 중심의 편향을 일으키기 때문에 소음을 발생하는 원인으로 되어 있다.

또한 공조장치에 사용되는 전동밸브로서 로터의 회전운동을 밸브체의 직선운동으로 변환할 때에 로터측으로부터의 구동축과 밸브체를 분리하고, 양자를 나사로 나사맞춤시킴과 동시에 로터를 상하운동시키지 않도록 지지하며, 또한 밸브체를 회전하지 않도록 상하운동시키도록 한 전동밸브도 제안되어 있다. 그렇지만 이 전동밸브에 있어서도, 밸브체의 완전개방 및 완전폐쇄시에 로터의 회전을 정지시키기 위한 스토퍼를 설치하는 점에서는 변화가 없으며 부품수의 증가, 조립공정수의 증가, 내구성 등의 점에서 문제를 일으키는 것에는 변함이 없었다.

따라서 본 발명은 특별한 스토퍼기구를 설치하지 않고 밸브체를 소정의 상태로 정지시킬 수 있고, 부품수 및 조립공정수를 삭감함과 동시에 진동을 감소시켜, 소음의 발생을 방지하도록 한 전동밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 판스프링을 축받이와 밸브체 사이에 설치하여 축받이에 니들밸브가 닿을 때의 충격음을 제거할 수 있도록 한 전동밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 냉장고, 에어컨, 냉동기 등의 냉동사이클에 편입되어 냉매유량제어나 유로의 개폐용으로서 사용되는 전동밸브에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 전동밸브의 실시예에 있어서, 밸브의 완전폐쇄상태의 단면도,

도 2는 상기 전동밸브의 밸브 완전개방상태의 단면도,

도 3은 상기 전동밸브의 축받이판부분을 평면으로 도시하는 전동밸브의 단면도이고, (a)는 축받이판의 제 1 실시예를 도시하며, (b)는 제 2 실시예를 도시하는 도면,

도 4는 상기 전동밸브의 밸브체에 축받이판을 편입시키는 방법의 예를 도시하는 사시도이고, (a)는 밸브체의 연결부의 공간에 축받이판을 삽입하는 상태를 도시하며, (b)는 그 후축받이판을 세팅하는 상태를 도시하는 도면,

도 5는 상기 전동밸브의 작동의 개요를 도시하는 모식도이고, (a)는 밸브의 완전개방상태를 도시하며, (b)는 밸브의 통상 사용상태를 도시하고, (c)는 니들밸브가 밸브시트에 위치한 상태를 도시하며, (d)는 그 후 다시 밸브폐쇄방향의 펄스가 공급된 상태를 도시하고, (e)는 다시 밸브폐쇄방향의 펄스가 공급된 상태를 도시하는 도면,

도 6은 본 발명의 전동밸브에 있어서 축받이부시를 사용한 실시예의 단면도,

도 7은 도 6의 전동밸브의 축받이부시 근방의 작동을 도시하는 단면도이고, (a)는 밸브의 완전개방상태로부터 니들밸브가 밸브시트에 위치한 상태까지의 도면이고, (b)는 니들밸브가 밸브시트에 위치한후 다시 밸브폐쇄방향의 펄스가 공급된 상태의 도면,

도 8은 본 발명의 전동밸브에 있어서 접시형상 판스프링을 사용한 실시예의 단면도,

도 9는 도 8의 전동밸브의 접시형상 판스프링 근방의 작동을 도시하는 단면도이고, (a)는 밸브의 완전개방상태로부터 니들밸브가 밸브시트에 위치한 상태까지의 도면이며, (b)는 니들밸브가 밸브시트에 위치한 후 다시 밸브폐쇄방향의 펄스가 공급된 상태의 도면,

도 10은 본 발명의 전동밸브에 있어서, 밸브체에 미끄럼이동부재를 적용한 실시예의 단면도,

도 11은 본 발명의 전동밸브의 또 다른 실시예를 도시하는 단면도,

도 12는 도 11의 전동밸브의 작동의 개요를 도시하는 모식도이고, (a)는 밸브의 완전개방상태를 도시하며, (b)는 밸브의 통상 사용상태를 도시하고, (c)는 니들밸브가 밸브시트에 위치한 상태를 도시하며, (d)는 그 후 다시 밸브폐쇄방향의 펄스가 공급된 상태를 도시하고, (e)는 다시 폐쇄방향의 펄스가 공급된 상태를 도시하며, (f)는 상기 전동밸브의 공급펄스수에 대한 유량, 및 니들의 이동량 및 로터의 이동량을 도시하는 그래프,

도 13은 본 발명의 전동밸브에 있어서, 밸브체 하방향 가압스프링을 적용한 실시예의 일부의 단면도,

도 14는 상기 밸브체 하방향 가압스프링을 적용한 다른 실시예를 도시 하는 단면도,

도 15는 본 발명의 전동밸브에 있어서 샤프트의 상승을 정지시키는 부분을 도시하는 단면도,

도 16은 본 발명의 또 다른 실시예를 도시하는 단면도,

도 17은 본 발명의 샤프트의 상단부를 지지하기 위한 부재의 실시예를 도시하고, (a)는 그 제 1 실시예, (b)는 제 2 실시예를 도시하는 도면,

도 18은 본 발명에 사용되는 축받이판의 다른 실시예를 도시하고, (a)는 평면도, (b)는 단면도,

도 19는 본 발명에 사용되는 축받이판의 또 다른 실시예를 도시하고, (a)는 평면도, (b)는 단면도,

도 20은 본 발명의 또 다른 실시예의 전동밸브에 있어서 완전개방상태를 도시하는 단면도,

도 21은 상기 실시예의 전동밸브에 있어서 완전폐쇄상태를 도시하는 단면도,

도 22는 종래의 전동밸브의 단면도,

도 23은 본 발명의 다른 실시예로서의 2단역할식 전동밸브의 완전폐쇄상태를 도시하는 단면도,

도 24는 본 발명의 제 2 실시형태의 전동밸브를 도시하고, (a)는 정단면도,(b)는 A-A 단면도, (c)는 B-B 화살표시도,

도 25는 도 24의 전동밸브의 완전개방상태를 도시하는 측단면도,

도 26은 상기 실시형태의 전동밸브에 있어서 판스프링 부착부를 도시하고, (a)는 단면도, (b)는 평면도, (c)는 조립순서의 모식도,

도 27은 상기 실시형태의 축받이의 조립순서의 모식도,

도 28의 (a)∼(e)는 상기 실시형태의 판스프링의 기능설명도,

도 29는 본 발명의 제 3 실시형태의 밸브본체의 단면도,

도 30은 도 29의 전동밸브의 변형예의 완전개방상태를 도시하는 측단면도,

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여 로터에 고정되고 수나사를 구비한 샤프트, 일단부에 니들밸브를 구비하고 타단부에 상기 수나사에 나사맞춤하는 암나사를 형성하고 니들밸브와 암나사를 연결하는 연결부를 구비한 밸브체, 및 밸브체의 회전을 멈추고 선방향으로 왕복운동 가능하게 안내하는 가이드부를 구비한 밸브본체를 구비하며, 샤프트의 상단부를 케이스의 정상(頂上)벽측에 설치한 지지부에 의해 하단부를 밸브본체에 고정된 축받이부재에 의해 회전자유로이 지지함으로써 전동밸브를 구성한 것이다.

또 로터에 고정되어 수나사를 구비한 샤프트, 일단부에 니들밸브를 구비하고 타단부에 상기 수나사에 나사맞춤하는 암나사를 형성하며 니들밸브와 암나사를 연결하는 연결부를 구비한 밸브체, 및 밸브시트를 구비함고 동시에 밸브체의 회전을 멈추게 하고 축선방향으로 왕복운동 가능하게 안내하는 가이드부를 구비한 밸브본체를 구비하고, 샤프트의 상단부를 케이스의 정상벽측에 설치한 지지부에 의해 하단부를 밸브본체에 고정된 축받이부재에 의해 회전자유로이 지지함으로써 전동밸브를 구성한 것이다.

더욱이 암나사를 합성수지제로 한 것이다.

또한 밸브체의 연결부는 서로 대향하는 2개의 봉형상으로 이루어지며, 상기 축받이부재는 상기 2개의 봉형상체를 미끄럼이동 자유로이 안내하는 가이드부를 구비하고, 이 가이드부에서 밸브체의 회전을 멈추게 한 것이며, 또 상기 축받이부재에는 밸브본체에 걸어맞춤되는 회전멈추기용의 돌기를 형성한 것이고, 또 상기 축받이부재에는 샤프트의 하단부를 끼워맞춤하는 관통구멍을 구비하고, 축받이부재의 양면으로 돌출하는 추력받이부를 구비한 탄성부재로 이루어지는 축받이부시를 설치한 것이며, 또 상기 축받이부재를 합성수지로 평판형상으로 형성하고, 중심에 샤프트의 하단부를 받는 구멍을 형성한 것이고, 또 상기 축받이부재에는 샤프트의 하단부를 상방으로 가압하는 스프링을 설치한 것이다.

또 상기 밸브체에는 외주에 형성된 오목부에 저마찰계수의 재질로 이루어지는 미끄럼이동부재를 설치한 것이고, 또 샤프트의 일단부를 케이스의 정상벽부에 형성된 오목부에 직접 끼워맞춤한 것이며, 또 샤프트의 일단부를 케이스의 정상벽부에 형성한 오목부에 끼워맞춤하는 돌기를 구비한 축지지부재에 의해 회전자유로이 지지한 것이고, 또 축지지부재와 로터의 상부 사이에 로터 하방향 가압스프링을 압축설치한 것이며, 또 밸브체와 밸브본체 사이에 밸브체를 하방으로 가압하는 밸브체 하방향 가압스프링을 압축설치한 것이고, 또 밸브체와 밸브본체 사이에 밸브체를 상방향으로 가압하는 밸브체 상방향 가압스프링을 압축설치한 것이며, 또 암나사부재를 밸브체와 별도부재에 의해 성형하여 일체화한 것이고, 또 니들밸브를 밸브체와 별도부재에 의해 성형하여 일체화한 것이며, 또 상단부에 빠짐멈춤부재, 중간부에 스프링받이를 각각 설치한 니들밸브를 밸브체의 하단에 미끄럼이동자유로이 설치하고, 상기 스프링받이와 밸브체 하단면 사이에 스프링을 압축설치한 것이며, 또 밸브체 완전폐쇄시에 밸브체의 연결부 상단 계단부가 축받이부재의 평면부와 맞닿으므로써 로터의 회전을 정지시킨 것이다.

또한 상기 암나사를 미리 수지성형해 놓고 이것을 인서트부품으로 하여 상기 밸브체를 동일재료로 성형하고 또 상기 축받이부재를 소결금속으로 형성한 것이다.

또 더욱이 상기 축받이부재와 니들밸브 사이에 초기설정시에 상기 밸브체를 하방향으로 가압하는 스프링특성을 갖는 판체를 부착한 것이다.

본 발명의 실시형태를 도면에 따라서 설명한다. 도 1은 본 발명의 전동밸브의 실시예를 도시하며, 밸브본체(1)에 설치된 1차입구(2)와 2차입구(3) 사이에는 밸브실(4)을 형성하고, 하단에 니들밸브(5)를 형성한 밸브체(6)를 밸브실(4)내에서 도면중 상하운동 자유로이 배치하고 있다.

밸브체(6)는 밸브본체(1)의 상방으로 뻗는 밸브체 지지부(7)에서 상하운동 자유로이 지지되고, 밸브체 지지부(7)의 상단부에는 축받이판(8)을 얹어 놓고 있다.

축받이판(8)은 도 3(a)에서 평면도로 도시하는 바와 같이 양측에 가이드 오목부(10)를 형성하고 있고, 외주 가장자리부(11)는 밸브체 지지부(7)의 상단부에 형성된 원환형상의 계단부(12)에 압입 또는 코킹에 의해 고정되고, 중심부에는 지지오목부(13)를 설치하고 있다.

축받이판(8)으로서는 예를 들면 도 3(b)에 도시하는 바와 같이 그 외주 가장자리부(11)로부터 돌출되는 걸음돌기(19)를 설치하고, 이 걸음돌기(19)를 밸브체 지지부(7)의 상단 외주에 형성된 걸음용 오목부에 걸어맞춤시키므로써 위치결정할 수도 있다.

축받이판(8)의 상기 각 가이드오목부(10)에는 밸브체(6)의 좌우 2개의 연결부(14)가 미끄럼이동 자유로이 끼워맞추어져 있다. 연결부(14)의 상방에는 암나사형성부(15)를 구비하고, 그 중심에 암나사(16)를 형성하며, 마그넷으로 이루어지는 로터(17)를 고정한 샤프트(18)의 수나사(20)와 나사맞춤하고 있다. 또 밸브체(6)의 하단에 형성된 니들밸브(5)는 밸브시트(9)에 대하여 진퇴자유로이 배치되어 있다.

밸브본체(1)의 상부에는 아랫덮개(21)를 납땜하여 고정하고, 이 아랫덮개(21)로 하방이 폐쇄되도록, 그리고 내부에 로터(17)가 근접하여 회전하도록 케이스(22)를 아랫덮개(21)에 대하여 용접 등으로 기밀하게 접합하여 고정되어 있다. 이 케이스(22)의 외주에는 코일이 감긴 스테이터(23)를 고정하고 있다. 케이스(22)의 정상벽부(24)의 중심에는 외측으로 돌출함으로써 내부에 대하여 오목부(25)를 형성하고, 이 오목부(25)에 샤프트(18)의 상단부(26)를 끼워맞추고, 또 샤프트(18)의 하단부(27)는 상기 축받이판(8)의 지지오목부(13)에 끼워맞추고 있다. 그것에 의해 로터(17)를 고정한 샤프트(18)의 상하단이 오목부에서 지지되고 로터(17) 전체가 크게 상하운동하지 않고 회전가능하게 지지되어 있다

상기 축받이판(8)을 밸브본체(1)의 밸브체 지지부(7)의 상단부에 고정할 때에는, 최초 도 4(a)에 도시하는 바와 같이 축받이판(8)을 수직으로 세우고 이것을 밸브체(6)의 연결부(14) 사이에 형성된 공간으로 삽입하며, 계속하여 도 4(b)에 도시하는 바와 같이 축받이판(8)을 수평으로 회전시키고, 축받이판(8)의 양측의 가이드 오목부(10)에 양 연결부(14)를 위치시킨다. 이와 같이 하여 조립된 밸브체(6)와 축받이판(8)을 밸브본체(1)의 밸브체 지지부(7)의 상방으로부터 삽입하고, 축받이판(8)의 외주 가장자리부(11)를 밸브체 지지부(7)의 상단부의 계단부(12)에 압입 등에 의해 조립한다.

상기와 같이 구성된 전동밸브에 있어서, 도 1에 도시하는 니들밸브(5)가 밸브시트(9)에 맞닿아 있는 밸브폐쇄상태로부터 코일에 대하여 밸브개방방향의 펄스를 공급하면, 그 펄스수에 따라서 로터(17)가 회전하고, 로터(17)와 일체화된 샤프트(18)가 상하 양단을 오목부에서 지지되어 회전한다. 밸브체(6)는 연결부(14)가 축받이판(8)의 양측의 가이드 오목부(10)에 끼워맞춤하여 회전멈춤이 되어 있으므로, 회전하지 않고 샤프트(18)에 형성된 수나사(20)와 나사맞춤하는 암나사(16)의 나사맞춤에 의해 상방으로 이동하고, 니들밸브(5)는 밸브시트(9)로부터 이격되어 밸브의 개방을 행한다.

또한 코일에 대하여 밸브개방방향의 펄스를 공급하면, 밸브체(6)는 상승을 계속하고 도 2에 도시하는 바와 같이 밸브체(6)에 있어서 연결부(14)가 상방으로 기립되는 부분의 중앙부에 형성되는 끝면(30)이 축받이판(8)의 이면중앙에 설치된 돌기(31)의 하단과 맞닿는다. 이 때의 수나사(20)와 암나사(16)의 나사맞춤의 상태는 도 5의 모식도에 있어서 밸브 완전개방상태를 도시하는 도 5(a)와 같이 암나사(16)가 수나사(20)의 위에 올라가 있는 상태로 수나사가 도면중 시계방향으로 R의 힘으로 다시 회전하려고 하면, 샤프트(18)의 하단부(27)와 밸브체(6)의 끝면(30)에 의해 축받이판(8)의 돌기(31)를 양측에서 끼워넣게 되고 그 때에는 도 5(a)에 도시하는 힘의 균형에 의해서 상기 회전력(R)에 의해 샤프트의 하방으로의 추력(T)과 이 추력에 대향하는 밸브체의 상방으로의 힘(F)이 생겨, 양자가 축받이판을 끼워 넣는 것으로 된다. 이 힘에 의한 샤프트(18)의 하단부(27)와 축받이판(8)의 마찰력에 의해 로터로의 밸브개방방향의 펄스의 공급에 관계없이 로터(17)의 회전은 정지된다.

이와 같이 밸브체의 개방은 특별한 스토퍼부재를 설치하지 않고 정지시킬 수 있다. 이 완전개방위치는 밸체로서 정확한 위치이므로 본 발명에 있어서는 이 위치를 밸브의 조정시에 있어서 기준위치로서의 초기설정위치로 하고 있다. 이 초기설정시에 있어서, 상기 밸브의 완전개방시로부터 다시 개방방향의 펄스를 공급할 때 일시적인 반응펄스가 발생하고, 로터가 역회전하려고 하는데, 상기와 같이 수나사(20)와 암나사(16)가 강한 힘으로 압접하고 있으므로, 양자간에 강한 마찰력이 생기고, 반전시의 힘을 약화시키기 때문에 소음의 발생을 감소시킬 수 있다.

이와 같은 밸브의 초기설정위치인 완전개방상태로부터 코일에 대하여 밸브폐쇄방향의 펄스를 공급하면, 로터는 도 5(b)에 도시하는 바와 같이 반시계방향으로 회전하고, 밸브체는 상기와 같이 회전멈춤이 되어 있으므로 회전하지 않고 강하하며, 니들밸브(5)가 밸브시트(9)의 개구면적을 감소시켜 밸브폐쇄작동을 행한다. 또한 도 5(b)∼(e)중의 로터의 회전방향은 밸브폐쇄방향의 회전을 도시하고 있다. 이 때의 샤프트(18)의 수나사(20)와 밸브체(6)의 암나사(16)와의 관계는 도 5(b)에 도시하는 바와 같이, 밸브체(6)의 자중에 의해 암나사(16)가 수나사(20)에 매달려있는 상태로 되어 있어 이 상태로 강하한다. 또한 코일에 대하여 밸브폐쇄방향으로 펄스를 공급하면, 밸브체(2)는 강하를 계속하고 도 1에 도시하는 바와 같이 니들밸브(5)가 밸브시트(9)에 맞닿아서 정지한다. 이 때 밸브체(6)가 회전하지 않고 강하하고 있으므로 니들밸브(5)도 회전하지 않고 밸브시트(9)에 맞닿을 수 있어 종래의 밸브체가 회전하면서 강하하는 전동밸브와 같이 밸브시트에 대하여 니들밸브가 비틀려 들어가지 않으므로 밸브시트를 마모시키지 않는다.

상기와 같은 밸브체(6)의 완전폐쇄상태의 최초는 도 6의 모식도에 도시하는 바와 같이 암나사(16)가 수나사(20)에 매달려 있는 상태로 니들밸브(5)가 밸브시트(9)에 맞닿는 것으로 되는데, 다시 로터(17)에 밸브폐쇄방향의 펄스를 공급하면 밸브체(6)는 그 이상 강하하는 일이 없는데 대하여, 로터(17)가 도면중 반시계방향으로 회전하므로 양 나사 사이의 백래시 분량을 로터가 반시계방향으로 자유로이 회전한다. 이 도중의 상태에 있어서는 도 5(d)에 도시하는 바와 같이 양나사의 일단이 이격되는 것으로 되는데 이 기간은 나사의 백래시 분량의 약간의 시간이고, 또 밸브의 자중에 의해 밸브를 폐쇄하고 있으므로 밸브폐쇄작용에는 큰 영향을 미치는 일은 없다.

상기와 같이 양 나사의 백래시 분량만큼 로터가 회전하면, 도 5(e)에 도시하는 바와 같이 샤프트(18)의 회전력(R')에 의해 밸브체(6)를 밸브시트(9)에 가압하는 힘(F')과 이 힘에 대향하는 힘으로서의 샤프트(18)를 상방향으로 가압하는 추력(T')을 발생시키고, 샤프트(18)의 상단부(26)를 지지하는 케이스(22)의 정상벽부(24)와 니들밸브(5)가 맞닿는 밸브시트(9) 사이에서 샤프트(18)와 밸브체(6)가 떠받치는 상태로 되고, 니들밸브(5)는 밸브시트(9)에 의해 가압되어 확실한 밸브폐쇄작용을 행할 수 있다. 또 이 때 니들밸브(5)는 밸브시트(9)에 대하여 회전하지 않고 가압되므로 밸브시트(9)와 마찰결합되는 일이 없고, 밸브시트(9)나 니들밸브(5)의 마모를 방지할 수 있다. 이와 같이 니들밸브(5)를 밸브시트(9)에 가압하는 힘에 의해 발생하는 양나사 사이의 마찰력에 의해 로터(17)에 밸브폐쇄방향의 펄스를 공급해도 로터(17)는 회전하는 일이 없고 로터(17)의 스토퍼의 작용을 행할 수 있다. `

또한 상기와 같은 밸브의 완전폐쇄위치를 이 전동밸브의 초기설정위치로 할 수도 있는데, 이 완전폐쇄위치에 있어서는 밸브체와 샤프트가 일체화하여 밸브시트와 케이스에 떠받치는 상태로 되어 있으므로 케이스의 정밀도 및 변형 등에 의해 반드시 정확한 위치로 되지 않는 것이 예상되므로 상기와 같이 밸브의 완전개방시를 초기설정위치로 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 상기 전동밸브에 있어서는 종래와 같은 스토퍼부재를 설치하지 않고 밸브의 완전개방 및 완전개방위치에서 로터의 회전을 정지시킬 수 있어, 그 때 니들밸브가 밸브시트에 대하여 회전하지 않고 압접되므로, 밸브의 완전폐쇄시에 니들밸브가 밸브시트를 파고 들지 않고 로터의 정지작동을 행할 수 있다. 또 상기 로터의 정지작동은 로터 및 밸브체의 축선위치에서 행하고 있기 때문에 밸브의 초기설정시 등에 있어서 밸브의 완전개방후 혹은 완전폐쇄후에 동일 방향의 구동펄스가 공급되므로써 로터가 일시적으로 반전하는 일이 있어도 종래와 같은 소음은 거의 발생하지 않게 된다. 또 이 실시예의 전동밸브에 있어서는 샤프트(18)의 상하단을 축지지하고 있으므로 양축 지지부 사이의 길이의 정밀도를 적절히 설정함으로써, 상기 로터의 반전시에 로터가 상하운동하려는 움직임을 제지할 수가 있어 이점에서도 소음의 발생을 방지할 수가 있다.

또한 상기 전동밸브에 있어서 밸브의 완전개방시 및 완전폐쇄시에 수나사와 암나사 사이에 큰 축선방향의 힘이 발생하고, 이것에 의해 나사맞춤부분에 큰 마찰력이 발생하게 되기 때문에, 이 상태에서 로터를 역회전하여 밸브의 폐쇄 혹은 개방작동을 행할 때 이 마찰력에 의해 로터가 회전될 수 없는 사태가 발생하는 것도 생각되는데 이 때에는 샤프트의 수나사 및 밸브체의 암나사로서 다수조의 나사를 사용함으로써 해소할 수 있다. 또 상기 구성의 전동밸브에 있어서 수나사(20)와 암나사(16)의 나사피치를 약간 변경하여 니들밸브가 위치한 후, 로터가 소정의 회전을 행했을 때에 양자의 피치 차이에 의해 회전이 정지되고, 반대로 밸브의 완전개방후에 로터가 소정회전을 행했을 때에도 양자의 피치 차이에 의해 그 회전을 정지시킬 수 있는 스토퍼기구로 할 수도 있다.

본 발명의 전동밸브에 있어서는 상기 실시예 외에, 도 6 및 그 축받이판부분의 일부확대도로서의 도 7에 도시하는 바와 같이 구성할 수도 있다. 즉 축받이판(8)의 중심에 구멍을 형성하고 그 구멍에 고무, 혹은 탄성합성수지제의 축받이부시(32)를 끼워맞춤한 것이며, 축받이부시(32)의 상부 플랜지(33)는 상부 추력받이부로서 기능하고, 하부 플랜지(34)는 하부 추력받이부로서 기능한다. 또 축받이부시(32)에는 중심에 관통구멍(5)을 형성하고 있으며, 이 관통구멍(35)에 상방에서 샤프트(18)의 하단부(27)를 회전자유로이 또한 상하운동 자유로이 끼워맞춤하고, 이 부분은 래이디얼 축받이부로서 기능하고 있다. 또한 도 7(a)는 밸브의 완전개방시, 도 7(b)는 통상작동시, (c)는 밸브의 완전개방시의 상태를 도시하고 있다.

이와 같이 구성함으로써 상기 실시예와 동일하게 밸브의 완전개방시에 있어서 밸브체(6)의 끝면(30)이 축받이판(8)에 접근할 때, 도 7(a)에 도시하는 바와 같이 그 끝면(30)은 축받이부시(32)의 하부 플랜지(34)의 하면에 맞닿게 된다. 또 이 때 샤프트(18)의 하단의 계단부(36)가 축받이부시(32)의 상부 플랜지(33)의 상면에 맞닿는다. 그 결과 밸브체(6)의 끝면(30)과 샤프트(18)의 하단에서 축받이를 끼워넣을 때에 양자 사이에 탄성재로 이루어지는 축받이부시(32)를 개재하는 것으로 되므로, 초기설정을 행할 때에 발생하는 반전펄스 등에 의해 생기는 이 부분에서의 소음의 발생을 저감할 수가 있다.

상기 실시예의 전동밸브에 있어서는 샤프트(18)의 하단부분은 계단부(36)가 축받이부시(32)의 상부 플랜지(33)의 상면에 맞닿으므로써 지지되어 있으므로 밸브체의 통상 작동시에는 도 7(b)의 상태로 로터 등의 하중을 이 추력받이부로 지지하게 된다. 또 밸브체의 완전개방시에는 도 6에 도시하는 바와 같이 또 도 7(c)에 부분확대도를 도시하는 바와 같이 니들밸브(5)가 밸브시트(9)에 맞닿은 후, 다시 로터가 동일방향으로 회전하면 그 후는 샤프트측이 상승하는 결과, 샤프트(18) 계단부(36)는 축받이부시(32)로부터 이격되고, 상기 도 5(e)와 동일한 작용에 의해 로터의 회전이 정지된다.

또한 상기 실시예의 전동밸브에 있어서는 상기 도 1 및 도 2에 도시하는 실시예의 전동밸브에 있어서 밸브실(4)을 별도로 설치하지 않고, 밸브체가 상하로 미끄럼이동하는 실(室)의 하부를 1차입구(2)와 2차입구(3)의 연통부로 하고, 2차입구(3)를 밸브본체(1)의 밸브체 미끄럼이동 측벽부에 형성하고 있다. 이와 같이 구성함으로써 전동밸브의 높이를 낮게 할 수 있고 전동밸브 전체를 소형화할 수 있다.

본 발명의 전동밸브로서 또한 도 8 및 그 축받이판부분의 일부확대도로서의 도 9에 도시하는 바와 같이 구성할 수도 있다. 즉 상기 도 6 및 도 7에 도시하는 전동밸브에 있어서 축받이부시(32)의 상부 플랜지(33)의 상면과, 샤프트(18)의 하단의 계단부(36) 사이에, 중심에 샤프트(18)의 하단부(27)가 관통하는 관통구멍을 구비한 접시형 판스프링(37)을 압축설치하고, 항상 샤프트(18)를 상방향으로 가압하는 방향의 힘을 부여한 것이다.

이와 같은 접시형 판스프링(37)을 설치함으로써 특히 도 8 및 도 9(b)에 도시하는 바와 같은 밸브의 완전폐쇄시에 샤프트(18)를 항상 상방향으로 가압하는 힘을 부여하고, 샤프트(18)에 대하여 마찰저항을 부여하고 있으므로, 밸브의 완전개방후 다시 밸브폐쇄방향의 펄스를 코일에 공급함으로써 생기는 반전펄스에 의해 로터가 일시 역회전하려고 할 때, 이 마찰력에 의해 역회전에 대한 부하를 부여함으로써 소음의 발생을 저감할 수 있다.

상기와 같은 접시형 판스프링(37)을 사용할 때에는 접시형 판스프링(37)의 스프링하중을 작게 설정하고 밸브의 통상의 작동시에는 로터 등의 자중에 의해 거의 눌려 찌부러져 있는 상태로 작동할 수 있도록 할 수가 있고, 또 필요에 따라서 이 스프링하중을 어느정도 크게 설정하고 통상작동시에는 얼마간 샤프트(18)를 상승시켜 샤프트(18)의 상하운동을 방지하도록 구성하는 것도 가능하다.

또 상기와 같은 접시형 판스프링(37)을 사용한 때의 밸브의 완전개방시에는 상기 도 6에 도시하는 전동밸브와 동일하게 밸브체의 끝면(30)과 샤프트(18)의 하단부분에 의해 축받이판(8)의 축받이부시(32)를 양측에서 끼우도록 작동하는데, 상기와 같은 접시형 판스프링(37)을 사용한 경우에는, 도 9(a)에 도시하는 바와 같이 접시형 판스프링(37)은 평판형상으로 눌려 찌부러지고 이것을 개재한 상태로 축받이부시(32)를 양측에서 끼우는 것으로 된다.

따라서 단순히 탄성체의 축받이부시(32)를 개재시킨 상기 도 7(a)에 도시하는 것 보다도 완충성이 향상되고 밸브완전개방시의 초기설정시 등에 생기는 반전작동시의 충격을 보다 좋게 완충할 수 있고 소음방지효과가 향상된다.

또한 상기와 같이 샤프트를 항상 상방으로 가압하는 스프링으로서는 상기와 같은 접시형 판스프링 외에 와셔형 판스프링을 사용할 수도 있고, 또 이와 같은 판스프링의 외주 및 내주로부터 번갈아 깊이 절삭하여 임의의 스프링하중으로 설정된 깊이 절삭된 판스프링을 사용할 수도 있다. 또한 이와 같은 판스프링을 상기와 같이 축받이부시에 대하여 부여하는 것 외에, 도 1에 도시하는 바와 같은 축받이부시를 사용하지 않는 축받이판에 대하여 사용할 수도 있다.

도 10에 도시하는 실시예의 전동밸브에 있어서는 상기 각 실시예 등에 도시하는 전동밸브의 밸브체(6)의 측벽에 홈(38)을 설치하고 그 중에 마찰저항이 적은 미끄럼이동부재(40)를 편입하고 있다. 이 전동밸브에 있어서는 밸브체(6)가 밸브본체(1) 내부의 미끄럼이동 안내면(41)으로 확실히 안내되어 미끄럼이동시킬 수 있으므로 밸브의 작동시에 있어서 밸브체(6)의 옆방향의 휘청거림을 방지할 수 있으며 밸브체(6)가 밸브본체(1)의 미끄럼이동 안내면(41)과 충돌, 혹은 미끄럼이동할 때의 소음의 발생을 저감할 수 있다.

도 11에 도시하는 실시예의 전동밸브에 있어서는 샤프트(18)의 하단부(27)가 축받이판(8)에 설치된 축받이부시(32)의 관통구멍(35)에 끼워맞춤하여 지지되어 있는 점은, 도 6에 도시하는 실시예의 전동밸브와 동일한데, 샤프트(18)의 상단부(26)는 축지지부재(43)에 의해 지지되고 로터(17) 및 샤프트(18)를 하방향으로 가압하는 로터 하방향 가압스프링(44)을 설치하고 있는 점에서 상이하다. 즉 축지지부재(43)는 상단부에 끼워맞춤돌기(45)를 구비하고, 케이스(22)의 정상벽부(24)의 오목부(25)에 끼워맞춤하고, 중심부에 설치된 축지지구멍(46)에 샤프트(18)의 상단부(26)를 끼워맞춤시키고, 외주에 설치된 스프링받이부(47)와 로터(17)의 상면(48) 사이에 로터 하방향 가압스프링(44)이 압축설치되어 있다.

상기와 같이 구성된 전동밸브에 있어서는, 전동밸브의 작동상태와 밸브를 흐르는 유체의 유량의 관계를 도시하는 도 12에서 (a)∼(e)의 전동밸브의 작동도에 도시하는 바와 같이 기본적으로는 상기 도 5에 도시하는 전동밸브의 작동과 동일한 작동을 행한다. 또한 도 12(a)∼(e)에 있어서, 상기 도 5(a)∼(e)와 동일한 부호 및 화살표는 동일한 의미로 사용되고 있다. 특히 이 전동밸브에 있어서는 도 12(c)에 도시하는 바와 같은 밸브의 완전폐쇄시에, 니들밸브(5)의 완전폐쇄후에 다시 밸브폐쇄방향의 펄스를 공급하여 니들밸브(5)를 밸브시트(9)에 가압할 때, 로터(17)가 그 반력으로 상승하고, 도 12(d)의 상태를 거쳐 도 11 및 그 약도로서의 도 12(e)에 도시하는 바와 같이, 도 17의 어깨부(50)가 축지지부재(43)의 하단면(51)에 맞닿는다. 이 때 축지지부재(43)는 로터 하방향 가압스프링(44)에 의해 상방으로 가압되어 있고, 그것에 의해 축지지부재(43)의 끼워맞춤 돌기(45)가 정상벽부(24)의 오목부(25)에 끼워맞춤되어 맞닿고 있으므로, 로터(17)의 상승은 정지함과 동시에 그 가압력에 의한 마찰에 의해 로터의 회전은 정지된다.

그 후에도 밸브폐쇄방향의 펄스가 다시 공급되어 계속될 때, 상기와 같이 로터(17)는 일시적으로 반전작동을 행한다. 이 때 샤프트(18)의 수나사(20)는 니들밸브(5)가 밸브시트(9)에 맞닿아서, 강하가 억제되어 있는 밸브체(6)의 암나사(16)에 나사맞춤되어 있으므로 샤프트(18)는 일시적으로 강하한다. 이 때 수나사(20)는 암나사(16)로부터 이격되려고 하는데, 본 실시예에 있어서는 샤프트(18)가 로터 하방향 가압스프링(44)에 의해 하방으로 가압되어 있으므로, 수나사(20)의 하면이 암나사(16)의 상면으로 가압되어 이격되는 일이 없고, 따라서 양자가 접속분리되므로써 소음의 발생을 방지할 수 있다.

또 상기와 같이 로터(17)의 상하운동이 생길 때, 수나사(20)와 암나사(16)는 로터 하방향 가압스프링(44)에 의해 항상 밀착되고 동시에 하방으로 가압되어 있으므로 밸브체(6)가 로터 하방향 가압 스프링(44)에 의해 항상 하방으로 가압되고, 그것에 의해 니들밸브(5)는 밸브시트(9)로부터 이격되지 않고 상기와 같은 로터(17)의 반전작동에 있어서도 유체의 누출을 일으키는 일이 없다.

도 12(h)는 상기 실시예의 전동밸브에 있어서, 코일에 공급되는 펄스에 대하여 로터의 움직임과 니들밸브(5)의 움직임 및 유량의 변화를 도시하는 그래프이다. 이 도 12에 있어서 도 (a)는 펄스수(s)로부터 펄스수(t), 도 (b)는 펄스수(q)로부터 펄스수(s), 도 (c)는 펄스수(q), 도 (d)는 펄스수(q)로부터 펄스수(p), 도 (e)는 펄수(o)의 상태이며, 더욱이 펄스수(r)는 니들밸브(5)의 선단이 밸브시트(9)로부터 빠져나온 상태, 펄스수(u)는 펄스수(o)로부터 마이너스방향의 펄스가 공급된 때의 상태를 각각 도시하고 있다.

이 도면으로부터 명백한 바와 같이 펄스수(q)로부터 니들밸브(5)는 상승을 개시하여 밸브를 개방하기 시작하고, 도 (f)중 일점쇄선으로 도시하는 니들의 상승과 함께 동일 도면중 실선으로 도시하는 바와 같이 유량도 비례하여 증대한다. 전동밸브의 통상의 작동은 이 부분에서 행해진다. 니들밸브(5)의 선단이 밸브시트(9)로부터 이격되는 펄스수(r) 이후는 동일 니들의 상승작동으로도 보다 많은 유체가 흐르게 된다. 펄스수(s)에서 도 (a)와 같이 축받이부시(32)를 샤프트(18)의 하단과 밸브체(6)의 끝면(30)으로 끼워 넣으므로써 니들의 상승은 정지된다. 이 이후 다시 펄스수(t)까지 여분의 펄스를 공급하고, 보다 견고한 끼워넣기상태로 하여 코일으로의 통전을 정지한다.

본 발명에 있어서는 이 밸브의 완전개방시를 밸브의 초기설정위치로 하고 있고, 따라서 초기설정시에는 이 상태로부터 다시 밸브개방방향의 펄스가 공급된다. 그 때에는 상기와 같이 로터(17)가 반전하는데, 로터(17)는 로터 하방향 가압스프링(44)에 의해 하방의 축받이부시(32)측으로 가압되어 있으므로 상하운동하는 일은 없고, 회전방향으로만의 움직임을 이루고, 공급되는 펄스의 방향에 의해 로터가 회전방향의 왕복운동만을 행한다. 또 이 때 수나사(20)와 암나사(16)의 나사맞춤에 의해 상기 로터(17)의 회전방향의 왕복운동에 의해 밸브체(6)가 상하운동하는데, 밸브완전개방점의 수 펄스 이전에 완전개방유량을 흐르게 하도록 설정해 놓으므로써 밸브체의 상하운동에 관계없이 유량이 변화하지 않도록 설정할 수 있다. 상기 펄스수(q)로부터 펄스수(t)까지의 작동중 로터는 항상 로터 하방향 가압스프링(44)에 의해 하방향으로 가압되어 있으므로 도 (f)중 점선으로 도시하는 바와 같이 최하방향의 위치로부터 움직이는 일은 없다.

한편 상기 밸브의 완전개방상태로부터의 밸브폐쇄방향으로 작동할 때에는 상기와 반대로 작동하여, 펄스수(q)의 위치에 이른다. 그 후 다시 밸브폐쇄방향의 펄스를 공급하면, 도 (d)와 같이 수나사(20)의 상면으로부터 암나사(16)의 하면이 이격되고, 도 (e)에 도시하는 바와 같이 수나사(20)의 하면이 암나사(16)의 상면에 접촉한다. 이 상태는 도 (f)에 있어서 펄스수(p)의 상태이고, 나사의 백래시분에 해당하는 약간의 펄스수이다. 이 사이에 로터(17)는 로터 하방향 가압스프링(44)에 의해 가압되어 이동하지 않고 니들도 이동하지 않는다.

다시 밸브폐쇄방향의 펄스가 공급되면 상기와 같이 샤프트가 상승하고 도 (f)중 점선으로 도시되도록 로터(17)가 상승한다. 그 후 펄스수(o)를 통하여 다시 마이너스의 펄스수인 펄스수(u)에 있어서, 도 (e)에 도시하는 바와 같이 로터(17)의 어깨부(50)가 축지지부재(43)의 하단면(51)에 맞닿으므로써 로터의 상승은 정지된다. 이 사이 니들밸브(5)는 밸브시트(9)에 가압되어 있으므로 도 (f)에 실선으로 도시하고 있는 바와 같이 이동하지 않는다. 또한 이 상태로부터 다시 밸브폐쇄방향의 펄스가 공급될 때에는 로터가 반전하는 작동을 행하고, 상기와 같이 샤프트(18)가 강하하고, 수나사(20)는 암나사(16)로부터 이격되려고 하는데 샤프트(18)가 로터 하방향 가압스프링(44)에 의해 하방향으로 가압되어 있으므로 수나사(20)의 하면이 암나사(16)의 상면에 가압되어 이격되지 않고, 소음의 발생을 방지하고 있다. 또 밸브체(6)가 로터 하방향 가압스프링(44)에 의해 항상 하방향으로 가압되므로 니들밸브(5)는 밸브시트(9)로부터 이격되지 않고 유체의 누출이 생기는 일이 없다.

또한 상기 실시예에 있어서, 밸브의 초기설정은 밸브의 완전개방상태에 있어서 행하도록 하고 있는데, 도 12(e)에 도시하는 밸브의 완전개방상태로 행하는 것도 가능하다. 그 때에는 밸브폐쇄방향의 펄스의 공급에 의해 상기와 같이 로터가 반전작동을 행할 때, 로터 하방향 가압 스프링(44)에 의해 수나사(20)가 암나사(16)에 대하여 가압되어서 압접되어 있으므로, 양자가 접속분리작동을 행하지 않고, 따라서 초기설정시의 소음의 발생이 감소된다.

그렇지만 이와 같이 밸브의 완전폐쇄시에 초기설정을 행하도록 할 때에는 니들밸브가 밸브시트에 압접하고 있는 점에서 케이스의 정상벽까지의 밸브본체(1), 니들밸브(5), 연결부(14), 샤프트(18), 축지지부재(43), 및 케이스(22)의 각부품의 오차가 집적되어 밸브의 개방위치가 결정되므로 정밀도가 높은 것으로 하는 것은 곤란하며, 또 밸브본체(1)나 케이스(22)에 대하여 서로 분리되는 방향으로 큰 힘이 작용하고, 변형을 발생시킬 수 있으므로, 그 점에서는 상기와 같은 밸브의 완전개방시에 축받이부시(32)를 끼워넣기상태로 초기설정을 행하는 편이 바람직하다.

또한 밸브의 완전개방상태로 초기설정을 행할 때에는 상기와 같이 밸브의 완전개방상태로 초기설정을 행할 때보다도 정밀도가 향상되는 한편, 로터의 반전작동시에 수나사(20)와 암나사(16)가 분리되어 재차 맞닿는 작동을 반복하고 소음을 발생하는 것도 고려되므로, 도 13에 도시하는 바와 같이 밸브체(6)의 하부 외주에 플랜지(53)를 설치하고 이 플랜지(53)와 밸브본체(1)의 축받이판 지지부(54) 사이에 밸브체 하방향 가압스프링(55)을 압축설치하는 것이 바람직하다. 이와 같은 밸브체 하방향 가압스프링(55)을 설치함으로써 상기와 같이 수나사(20)와 암나사(16)이 분리되려고 할 때, 암나사(16)를 수나사(20)에 대하여 항상 압접시켜서 놓을 수 있으며 상기 소음을 방지할 수 있다.

상기 작용을 행하는 밸브체 하방향 가압스프링으로서는 상기 도 13에 도시하는 것 외에, 도 14에 도시하는 바와 같이 밸브체(6)의 저벽에 스프링수납 오목부(56)를 형성하고, 이 스프링수납 오목부(56)의 저면과 축받이판(8)의 하면 사이에 밸브체 하방향 가압스프링(55)을 압축설치하여 배치해도 좋다.

상기 전동밸브에 있어서는 밸브의 완전폐쇄시의 로터(17)의 상승을, 로터(17)의 어깨부(50)가 축지지부재(43)의 하단면(51)에 맞닿게 함으로써 정지시킨 예를 도시했는데 그 밖에, 도 15에 도시하는 바와 같이 축지지부재(43)의 중심부에 설치된 축지지구멍(46)의 끝부(52)에 샤프트(18)의 상단부(26)가 부딪치므로써 정지시킬 수도 있다.

도 16에는 본 발명의 전동밸브의 또 다른 실시예를 도시고 있다. 이 전동밸브에 있어서는 샤프트(18)의 하단부(27)를 도 1의 전동밸브와 동일하게 축받이판(8)의 지지오목부(13)에 끼워맞춤하여 지지함과 동시에 상단부(26)는 도 11의 전동밸브와 동일하게 축지지부재(43)를 사용하고 있다. 즉 축지지부재(43)는 상단부에 끼워맞춤돌기(45)를 구비하고, 케이스(22)의 정상벽부(24)의 오목부(25)에 끼워맞춤하며 중심부에 설치된 축지지구멍(46)에 샤프트(18)의 상단부(26)를 끼워맞춤시키고, 외주에 설치된 스프링받이부(47)와 로터(17)의 상면(48) 사이에 로터 하방향 가압스프링(44)이 압축설치되어 있다. 또한 밸브체(6)의 상단부에 플랜지(39)를 설치하고 축받이판(8)의 상면과의 사이에 밸브체 상방향 가압스프링(58)이 압축설치되어 있다.

이와 같은 스프링을 배치한 전동밸브에 있어서는 로터 하방향 가압스프링(44)에 의해 항상 로터(17)를 축받이판(8)측으로 가압하고 로터의 세로방향 및 옆방향의 움직임을 멈추게 하고, 로터(17)의 진동을 억제하여 작동을 안정시킬 수 있다. 또 밸브의 폐쇄시에 다시 폐쇄방향의 펄스를 공급함으로써 반전펄스를 생기게 하고, 초기설정시와 동일하게 로터(17)가 일시 반전할 때, 로터(17)가 상하운동하여 니들밸브(5)도 상하운동하려고 할 때 이 로터 하방향 가압스프링(44)에 의해 니들밸브(5)를 밸브시트(9)에 가압하는 작용을 이루어 유체의 누출을 방지할 수 있다.

한편 밸브체 상방향 가압스프링(58)은 상기와 같이 로터 하방향 가압스프링(44)에 의하여 작동이 안정된 수나사(20)에 대하여 암나사(16)를 가압하는 작용을 이루고, 니들밸브(5)의 작동을 안정시키며, 소음의 발생도 방지할 수 있다. 또한 로터 하방향 가압스프링(44)은 밸브체 상방향 가압스프링(58)보다도 스프링하중이 큰 것을 사용하여, 샤프트의 하단부(27)가 축받이판(8)으로부터 이격되는 일이 없도록 한다. 또 밸브체 상방향 가압스프링(58)은 스프링하중이 충분히 작은 것을 사용하고, 밸브체(6)의 강하시에 큰 부하가 되지 않도록 설정된다.

도 16의 전동밸브에 있어서는 밸브체(6)의 암나사(16)를 암나사부재(49)로 하여 별도의 부재로 형성하고 있고, 또 니들밸브(5)도 밸브체(6)와는 별도부재로 형성되어 있으며, 따라서 밸브체(6)는 하방의 니들밸브(5)와 상방의 암나사부재(49)를 연결부재(14)로 연결한 구성을 이루고 있다. 이와 같이 암나사부재(49) 및 니들밸브(5)를 별도부재로 형성함으로써, 이들 부분에 있어서 요구되는 특성에 따라서 각종의 금속을 사용하여 정밀도가 좋게 가공할 수 있으며 또 큰 힘이 걸리는 부분을 내구성이 높은 부재로 형성할 수 있다.

상기 암나사부재(49) 및 니들밸브(5)를 별도부재로 성형한 후는 연결부(14)에 대하여 압입에 의해 고정할 수 있고, 또 밸브체(6)를 수지로 성형할 때에는 인서트성형에 의해 이들을 일체화할 수 있다. 또 이들 부재를 저마찰계수의 수지에 의해 성형하고 이것을 인서트성형 등으로 일체화할 수도 있다.

상기 실시예에 있어서 케이스(22)의 정상벽부(24)에 오목부를 형성함으로써 샤프트의 상단부 혹은 축지지부재(43)의 상단부를 지지하는 예를 도시하였는데, 예를 들면 도 17에 도시하는 바와 같이 끝부 지지부재를 설치할 수도 있다. 즉 도 17(a)에 도시하는 끝부 지지부재(100)는 상방으로 돌출하는 돌출부(101)와 하방에 서 외주방향으로 확대되는 플랜지부(102)와 하방으로 개구하는 오목절연부(103)를 구비하고 있고, 돌출부(101)를 정상벽부(24)에 형성된 구멍(104)에 내측에서 끼워맞춤하며, 플랜지부(102)를 정상벽부(24)의 내변에 맞닿게 한 상태로 정상벽부(24)의 구멍(104)의 주위와 끝부 지지부재(100)의 돌출부(101)의 외주부분을 납땜(105) 등에 의해 고정한 것이다. 또 도 17(b)에 도시하는 끝부 지지부재(106)는 중심에 관통구멍(107)을 형성한 짧은 원통형상의 부재로 이루어지며 이것을 정상벽부(24)의 내면에 맞닿게 하여 정상벽부(24)의 외측에서 스폿용접(108) 등에 의해 고정한 것이다.

또 상기 실시예에 있어서는 축받이판으로서 도 3에 도시하는 바와 같이, 양측에 가이드오목부(10)를 설치하고, 밸브체의 연결부에 끼워맞춤시킨 예를 도시하였는데, 예를 들면 도 18에 도시하는 바와 같이 이 가이드오목부(10) 대신에 양측을 단순히 평탄부(110)로 함으로써도, 밸브체의 회전멈춤 및 연결부의 미끄럼이동 안내작용에 관해서 상기 실시예와 동일한 작용을 이룰 수 있다. 또한 이 실시예의 축받이판에는 금속제로 중심부에 탄성체로 이루어지는 축받이부시(111)를 설치하고 있다. 이와 같이 양측을 평탄부(110)로 함으로써 축받이판의 조립시에 도 4에 도시하는 바와 같은 축받이판의 회전을 행할 필요가 없어진다.

더욱이 도 19에 도시하는 바와 같이 상기 도 18의 축받이판과 동일하게 양측을 평탄부(110)로 하고, 전체를 충분히 강도있는 합성수지에 의해 평판형상으로 형성하고, 중심에 샤프트의 하단부를 받는 구멍(112)을 형성한 것을 사용할 수도 있다. 이와 같이 형성함으로써 축받이부시를 사용할 필요가 없고, 부품수의 감소 및 조립공정수의 감소에 의해 염가의 것으로 할 수 있음과 동시에 밸브체의 연결부의 미끄럼이동 안내부분을 합성수지로 함으로써 미끄럼이동시의 의음(擬音)의 발생을 방지할 수 있다.

본 발명에 있어서는 예를 들면 도 20 및 도 21에 도시하는 바와 같은 전동밸브로 할 수 있다. 이 전동밸브에 있어서는 밸브체(6)의 하단에 설치되는 니들밸브(113)를 밸브체(6)와 별체로 성형하고, 또한 밸브체(6)의 하단부(114)의 관통입구(115)내에 미끄럼이동 자유로이 끼워맞추고 있다. 또한 이 니들밸브(113)의 상단부에는 빠짐멈춤부재(115)를 설치하고, 또 중간부에는 스프링받이(116)를 형성하고 있으며, 조립시에는 이 스프링받이(116)와 밸브체(6)의 하단부(114)의 끝면(117) 사이에 스프링(118)을 압축설치하고 있다. 이 스프링(118)에 의해 니들밸브(113)는 항상 하방으로 가압되고 밸브의 해방상태에 있어서는 빠짐멈춤부재(115)가 밸브체(6)의 끝면(30)에 맞닿고 있다.

이 전동밸브의 밸브폐쇄시에는 도 21에 도시하는 바와 같이 니들밸브(113)가 밸브시트(9)에 맞닿고, 다시 로터가 회전하여 밸브체(6)가 강하할 때 스프링(118)을 압축하면서 강하하기 때문에, 로터의 회전력은 니들밸브(113)와 밸브시트(9)의 접촉부에는 영향을 미치게 되지 않고, 니들밸브(113)가 밸브시트에 달라붙는 것을 방지 할 수 있다. 이 때문에 이들의 접촉부의 마모를 방지할 수 있고, 또 이 상태로부터의 밸브의 해방작동을 원활히 행할 수 있다.

상기 실시예의 전동밸브에 있어서는 축받이판으로서 상기 도 19에 도시하는 평탄한 축받이판(120)을 채용하고 있으며, 상기 밸브의 완전개방시에 있어서는 도 21에 도시하는 바와 같이 밸브체(6)의 연결부의 상단에 형성된 계단부(121)가 이 축받이판(120)의 상면(122)에 맞닿으므로써 정지된다. 또 밸브의 완전개방시에 있어서는 도 20에 도시하는 바와 같이 니들밸브(113)의 상단부(123)가 축받이판(120)의 하면(124)에 맞닿으므로써 정지된다.

이와 같이 밸브의 완전폐쇄 및 완전개방시의 스토퍼작용은 양쪽이 모두 서로 평탄면끼리가 접촉함으로써 행해지고, 특히 밸브의 완전폐쇄시에 있어서 상기 각 실시예는 니들밸브의 외주 테이퍼부와 밸브시트의 원주부가 접촉하므로 로터의 밸브폐쇄력에 의해 서로 떠받쳐 맞춘 상태로 되고, 그 반발력에 의해 축의 경사를 일으키는 것을 생각할 수 있는데, 상기와 같이 구성함으로서 이와 같은 축의 경사를 방지할 수 있으며, 암나사와 수나사를 항상 동축으로 유지할 수 있기 때문에 나사부분에서의 록킹의 발생을 방지할 수 있다.

또한 상기 실시예에 있어서는 밸브체의 회전을 멈추게 하면서 상하운동을 행하게 하는 부재로서 양측에 가이드오목부를 설치한 축받이판을 사용하고 있는데, 예를 들면 밸브체로부터 핀을 돌출시켜서 이 핀을 상하운동가능하게 안내하는 가이드부를 밸브본체에 형성하는 것, 혹은 밸브체에 설치된 축선방향의 홈에 밸브본체로부터의 돌출부를 걸어맞춤시키는 것 등, 종래로부터 여러가지 분야에서 사용되고 있는 로터의 회전을 축선방향의 왕복운동으로 변환하기 위한 여러가지 수단을 채용할 수 있다.

또한 도 23에 도시하는 다른 실시예에 관하여 설명한다.

이 실시예는 2단식 전동팽창밸브를 대상으로 하고 있고, 로터(17)에 고정되는 샤프트(18), 이 샤프트(18)에 형성된 수나사(16), 일단부에 니들밸브(5)를 구비하고 타단부에 수나사(16)에 나사맞춤하는 암나사(20)가 형성된 밸브체(6), 이 밸브체(6)에 스토퍼(151)를 통하여 상하방향으로 이동가능하게 부착됨과 동시에 니들밸브(5)가 맞닿기 가능한 제 1 밸브시트(152)를 구비한 주 밸브(150)와, 주 밸브(150)가 맞닿기 가능한 제 2 밸브시트(153)를 설치함과 동시에 밸브체(6)의 회전을 멈추게 하면서 밸브체(6)를 그 축선방향으로 왕복운동가능하게 안내하는 가이드부(154)를 구비한 밸브본체(1)를 구비하고, 샤프트(18)가 로터(17)를 뒤덮는 케이스(22)의 정상벽측에 형성된 오목부(25)에 의해 그 상단부를 회전가능하게 지지함과 동시에 밸브본체(1)에 고정된 축받이(8)에 의해 그 하점부를 회전가능하게 지지하여 구성되어 있다.

이 실시예에서도 도 11의 것과 동일한 로터 하방향 가압스프링(44)이 설치되어 있어, 이 로터 하방향 가압스프링(44)에 의해 앞에서 기재된 작용과 동일한 작용이 행해진다.

이와 같은 니들밸브(5)의 밸브시트(152)가 설치된 주 밸브(150)를 구비한 형식의 2단식 전동팽창밸브에 있어서도 상기의 각 실시예와 동일한 작용효과가 얻어지는 것은 말할 것도 없다.

이상 상세히 설명한 바와 같이 상기 각 실시예는 밸브가 축받이에 닿으면 초기설정시에 소음이 발생하는 것을 스프링을 설치하여 모터가 상하운동할 때의 충격음을 완화하도록 하고 있다.

다음에 설명하는 실시예(이하 제 2 실시예라 함)는 판스프링을 설치하여 축받이에 니들밸브가 닿을 때의 충격음을 제거하려고 하는 것이다.

이하 도 24∼도 28에 의해 본 발명의 제 2 실시형태에 관하여 설명한다.

이 제 2 실시예에서는 도 24, 도 25 및 축받이부분을 확대하여 도시하는 도 26에 도시하는 바와 같이 축받이(213)와 니들밸브(205) 사이에 초기설정시에 니들밸브(205)를 하방향으로 가압하는 판스프링(200)이 부착되어 있다. 또한 도 24∼도 28에서, 도 1과 동일한 부재에는 도 1의 부호의 머리에 200을 붙여서 양자사이의 관계를 명료하게 함과 동시에 도 1과 동일한 부재에 관해서는 설명을 간략화하는 경우가 있다.

판스프링(200)은 도 26(a), (b), (c)에 도시하는 바와 같이 기립부(200a)를 구비함과 동시에 이 기립부(200a)에서 축받이(213)에 고정된다. 즉 축받이(213)에는 큰 D형 절단부 2면과 작은 D형 절단부 2면을 가지고 있고, 작은 D형 절단부에는 오목부(213a)가 형성되어 있다. 그리고 판스프링(200)의 기립부(200a)가 이 오목부(213a)에 코킹되어 축받이(213)에 일체식으로 고착되는 구성으로 되어 있다.

도 26(c)에 도시하는 바와 같이 축받이(213)에 판스프링(200)을 달라붙게 한 상태의 조립품(200A)을 밸브본체(201)에 삽입하고, 그 후 밸브본체(201)의 상단부(201a)의 주위 전체를 코킹하여 축받이(213)와 니들밸브(205)가 일체화된다. 도 27은 이 코킹순서를 도시하고 있다.

판스프링(200)은 이 본체부(200b)가 축받이(213)의 하면에서 볼록돌출하는 형상으로 형성되어 있어, 이 본체부(200b)가 왕복운동하여 스프링기능을 이루도록 되어 있다.

여기서 판스프링의 기능을 설명한다.

도 28(a)∼(e)에서 중간상태에 있는 니들밸브(205)는 로터(217)(수나사(216))를 우회전시키므로써 밸브 완전개방방향으로(상방으로) 이동한다(a). 그리고 니들밸브 (205)의 상단이 축받이(213)에 닿고, 완전개방상태로 되어 정지한다. 여기가 초기설정이다(도 28 (b)).

이 때에 코일(223)에 통전을 계속하면, 반전하고(도 28(c)), 순간의 좌회전의 움직임으로 되어 로터(217)(수나사(216))가 좌회전하고 암나사(220)(니들밸브 (205))는 하향으로 움직인다.

이 움직임을 반복하면 나사의 덜거덕거리는 분량만큼 암나사(220) (니들밸브(205))에는 유극(도 28(c)에서「δ」)이 발생한다. 이 유극에 의한 진동도 초기설정 음(音)의 하나로 되는데, 이 실시예에서는 축받이(213)와 니들밸브(205) 사이에 설치된 판스프링(200)이 초기설정시에 수나사(216)를 일방향으로 가압하는 작용을 행하므로, 나사의 덜거덕거림이 억제되고, 상기 음을 적게할 수 있다. 도 28(d)는 완전개방시를, 도 28(e)는 반전시를 도시하고 있다.

이와 같이 이 제 2 실시형태에서는 판스프링(200)에 의해 항상 일방향으로 니들밸브(205)를 가압하도록 하였기 때문에, 로터(217)의 반전시에 니들밸브(205)가 상하로 움직이는 것을 억제할 수 있고, 그 결과 니들밸브의 상하운동에 따른 진동에 의한 소음의 발생을 방지할 수 있다.

다음에 제 3 실시형태를 설명한다.

이 제 3 실시형태는 상기 각 예에서 「암나사」를 합성수지로 형성하고 또 「축받이」를 소결금속제로 함으로써 축받이에 의해 큰 하중이 걸리는 경우의 강도를 높이고 또한 정음화(靜音化)를 가능하게 한 것이다.

도 29에서 부호 320은 합성수지로 형성된 암나사를 도시하고 있고, 이 예에서는 암나사(320)를 미리 수지성형해 놓고, 이것을 인서트부품으로서 밸브본체(301)를 동일 재료로 성형하여 전동밸브가 구성되어 있다.

이 예에서와 같이 암나사(320)를 합성수지로 형성할 때에 합성수지에서의 탄성에 의해 초기설정시에 발생되는 나사산 사이의 충격을 완화시킬 수 있으며, 또 암나사를 갖는 복잡한 형상을 만들 수 있다. 더욱이 나사를 죄인 때에 발생하는 하중의 크기는 나사면의 마찰계수에 따라 변화하므로 마찰이 적은 재료를 선택할 때, 보다 효율이 높은 액추에이터를 얻게 된다.

더욱이 암나사(320)를 미리 수지성형해 놓고 이것을 인서트부품으로서 밸브본체(301)를 동일한 재료로 성형하였으므로, 저원가화가 가능하게 된다.

그런데 도 29의 예와 같이 미끄럼이동을 겸하는 구조부재를 합성수지로 형성한 경우, 대용량에 대응하는 전동밸브로 했을 때에 강도가 부족할 때가 있다. 도 30에 도시한 예에서는 축받이(313)가 소결금속으로 형성되어 있다. 이와 같은 구성으로 함으로써 수지재료보다도 높은 내하중으로 마찰계수가 그다지 불량하지 않은 부품을 얻을 수 가 있다.

또 도 30의 예에서와 같이 축받이(313)를 밸브본체(301)에 부착할 때 큰 치수의 포트를 개폐할 수 있는 전동밸브의 제작이 가능하게 된다.

축받이(313)를 합성수지로 형성하고 이 축받이에 제 2 실시예와 동일하게 판스프링을 고정하고 축받이와 판스프링의 일체화부품을 밸브본체에 코킹하는 구성으로 할 때 합성수지제 축받이의 회전멈춤, 빠짐멈춤이 행해지는 것으로 되고, 세로방향의 하중을 받을 때에는 와셔의 작용을 하여 강도가 낮은 합성수지제 축받이의 지지로 되어 응력을 안정시키는 효과도 나타난다.

본원의 청구의 범위 1 및 2에 관한 발명은, 특별한 스토퍼부재를 설치하지 않고 로터 및 밸브체의 축선방향의 힘에 의해 로터의 회전을 멈추게 할 수 있고, 염가이며 또한 조립공정수가 적고, 더욱이 장기간 안정되게 작동하는 전동밸브로 할 수 있어, 종래의 스토퍼를 사용한 것과 같은 스토퍼부분에서의 소음의 발생도 방지할 수 있다. 더욱이 샤프트의 양단이 축지지되어 있으므로 로터는 안정되게 회전할 수 있고, 또 밸브체는 회전하지 않고 상하운동하여 니들밸브의 개폐작동을 행하므로, 니들밸브의 밸브폐쇄시에 밸브시트에 대하여 회전하지 않고 압접하며, 밸브시트 및 밸브체의 마모를 방지할 수 있다. 더욱이 샤프트의 상단부를 케이스의 정상벽부에 형성된 오목부에 의해 지지하고 있으므로 특별한 부재를 사용하지 않고 케이스에 대하여 지지할 수 있어, 염가로 할 수 있다.

청구의 범위 4에 관한 발명은, 밸브체의 연결부는 서로 대향하는 2개의 봉형상체로 이루어지며 상기 축받이부재는 상기 2개의 봉형상체를 미끄럼이동 자유로이 안내하는 가이드부를 구비하고, 이 가이드부에서 밸브체의 회전을 멈추게 하였으므로, 예를 들면 핀을 사용하여 회전멈춤을 행하게 하는 것과 비교하여 밸브체의 회전멈춤과 밸브체의 상하운동의 미끄럼이동의 안내부를, 특별한 부품을 필요로 하지 않고 용이하게 형성할 수 있고, 게다가 확실한 작동을 행할 수 있다.

또 청구의 범위 5에 관한 발명은, 상기 축받이부재에는 밸브본체에 걸어맞춤하는 회전멈춤용의 돌기를 형성하였으므로, 축받이부재의 외주를 원형으로 형성한 경우에도 축받이부재는 회전멈춤용의 돌기와 밸브본체의 걸어맞춤에 의해 회전하지 않고 간단한 구조의 축받이부재로 할 수 있다.

또 청구의 범위 6에 관한 발명에 있어서는, 상기 축받이부재에는 샤프트의 하단부를 끼워맞춤하여 추력을 받는 지지오목부를 구비하였으므로, 샤프트의 추력을 지지오목부에 의해 확실히 지지할 수 있어 안정되게 작동하는 전동밸브로 할 수 있다.

청구의 범위 7에 관한 발명은, 상기 축받이부재에는 샤프트의 하단부를 끼워맞춤하는 관통구멍을 구비하고, 축받이부재의 양면으로 돌출하는 추력받이부를 구비한 탄성부재로 이루어지는 축받이부시를 설치하였으므로, 밸브의 완전개방시에 샤프트의 하단부와 밸브체의 끝면에서 탄성체로 이루어지는 축받이부시를 끼워넣으므로써 회전이 정지되고, 축받이부재를 끼워넣을 때의 소음의 발생을 감소시킬 수 있다.

또 청구의 범위 8에 관한 발명에 있어서는, 상기 축받이부재를 합성수지로 평판형상으로 형성하고, 중심에 샤프트의 하단부를 받는 구멍을 형성하였으므로, 축받이판을 염가로 제조할 수 있으며, 또한 이 판이 스토퍼로서 기능할 때의 소음의 발생을 방지할 수가 있음과 동시에 밸브체의 연결부와의 미끄럼이동부가 합성수지부분으로 될 수 있으므로, 미끄럼이동음의 발생을 방지할 수 있다.

또 청구의 범위 9에 관한 발명에 있어서는, 상기 축받이부재에는 샤프트의 하단부를 상방으로 가압하는 스프링을 설치하였으므로, 밸브의 완전개방시에 밸브체를 가압하는 반력으로 로터가 상승할 때 반전펄스에 의해 로터가 역회전하려고 하는 힘을 그 마찰력에 의해 감소시킬 수 있어, 소음이 적은 전동밸브로 할 수 있다.

청구의 범위 10에 관한 발명은, 상기 밸브체에는 외주에 형성된 오목부에 저마찰계수의 재질로 이루어지는 미끄럼이동부재를 설치하였으므로, 밸브체는 옆으로 편향하지 않고 상하운동을 확실히 행할 수 있고, 또한 그 미끄럼이동시의 저항이 적게 되므로, 작은 힘으로 밸브체를 작동시킬 수 있음과 동시에 그 작동이 안정하다.

또 청구의 범위 11에 관한 발명에 있어서는, 샤프트의 일단부를 케이스의 정상벽부에 형성된 오목부에 직접 접합하고 있으므로, 특별한 부품을 조금도 필요로 하지 않고 샤프트의 상단부를 지지할 수 있어 염가의 장치로 할 수 있다.

청구의 범위 12에 관한 발명에 있어서는, 샤프트의 일단부를 케이스의 정상벽부에 형성된 오목부에 끼워맞춤되는 돌기를 구비한 축지지부재에 의해 회전자유로이 지지하고 있으므로, 축지지부재를 정밀하게 가공함으로써 이것과 걸어맞춤하는 샤프트의 회전을 안정화할 수 있고, 또 밸브의 완전폐쇄시의 스토퍼작용을 축지지부재와 로터, 혹은 샤프트와의 축선방향에서의 맞닿음에 의하여 행할 수 있어 확실한 스토퍼작용을 행할 수 있다.

또 청구의 범위 13에 관한 발명에 있어서는, 축지지부재와 로터의 상부 사이에 로터 하방향 가압스프링을 압축설치하였으므로, 니들밸브의 완전폐쇄후 다시 밸브폐쇄방향의 펄스가 계속공급될 때에 생기는 로터의 반전작동시, 샤프트가 로터 하방향 가압스프링에 의해 하방으로 가압되고, 수나사와 암나사가 접속분리되는 것을 저지하고 있으므로, 이 때의 소음의 발생을 방지할 수 있고, 더욱이 밸브체(6)도 하방으로 가압되어 니들밸브가 밸브시트로부터 분리되지 않고, 유체의 누출을 방지할 수 있다.

청구의 범위 14에 관한 발명에 있어서는, 밸브체와 밸브본체 사이에, 밸브체를 하방으로 가압하는 밸브체 하방향 가압스프링을 압축설치하였으므로, 밸브의 완전개방상태로 초기설정을 행할 때에 생기는 로터의 반전작동시에 수나사와 암나사가 접속분리되는 작동을 방지할 수 있어 소음의 발생을 방지할 수 있다.

또 청구의 범위 15에 관한 발명에 있어서는, 밸브체와 밸브본체 사이에 밸브체를 상방으로 가압하는 밸브체 상방향 가압스프링을 압축설치하고 있으므로, 밸브의 폐쇄상태에서 다시 폐쇄방향의 펄스가 공급될 때 생기는 로터의 반전작동시에 수나사와 암나사가 접속분리되는 작동을 방지할 수 있어 소음의 발생을 방지할 수 있다.

청구의 범위 16에 관한 발명에 있어서는, 암나사부재를 밸브체와 별도부재에 의해 성형하여 일체화 하였으므로, 밸브체를 합성수지 등, 비교적 내구성이 작은 재료로 재작한 경우에도, 암나사부분은 금속 등 내구성이 높은 재질의 것으로 제작할 수 있다. 또 밸브체 전체를 내구성이 높은 고가의 재질의 것으로 제작할 필요가 없게 되므로 염가의 밸브체로 할 수도 있다.

또 청구의 범위 17에 관한 발명에 있어서는, 니들밸브를 밸브체와 별도부재에 의해 성형하여 일체화하였으므로, 상기와 동일하게 벨브체를 내구성이 작은 재료로 제작한 경우에도 니들밸브는 내구성이 높은 재질의 것으로 제작할 수 있음과 동시에 정밀도가 요구되는 니들밸브의 부분만을 특히 정밀하게 가공하는 것이 용이하게 되어 신뢰성이 높은 밸브체로 할 수 있다.

청구의 범위 18에 관한 발명에 있어서는, 상단부에 빠짐멈춤부재, 중간부에 스프링받이를 각각 설치한 니들밸브를 밸브체의 하단에 미끄럼이동 자유로이 설치하고, 상기 스프링받이와 밸브체 하단면 사이에 스프링을 압축설치하였으므로, 밸브체의 밸브폐쇄시에 로터가 발생하는 추력을 밸브체에 걸지 않고 스프링의 가압력만으로 되기 때문에 니들밸브가 밸브시트에 침투되는 것을 방지할 수 있다.

또 청구의 범위 19에 관한 발명은, 밸브체 완전폐쇄시에 밸브체의 연결부 상단 단부가 축받이부재의 평면부와 맞닿으므로써 로터의 회전을 정지시켰으므로, 니들밸브부의 외주와 밸브시트의 내주면에서 접촉함으로써 정지시키는 것보다도 안정된 상태로 정지시킬 수 있고, 로터의 강제적인 정지시에 발생하는 떠받침에 의한 힘의 반발로 축의 경사를 일으키는 일이 없어지고, 암나사와 수나사의 동축을 유지함으로써 양자간의 록킹의 발생을 방지할 수 있다.

더욱이 제 2 및 제 3의 각 실시형태에 의하면 상기 효과 이외에 다음과 같은 효과를 얻게된다.

(1) 판스프링(200)에 의해 항상 일방향으로 니들밸브(205)를 가압하도록 하였기 때문에, 로터(217)의 반전시에 니들밸브(205)가 상하로 움직이는 것을 억제할 수 있고, 그 결과 니들밸브의 상하운동에 따른 진동에 의한 소음의 발생을 방지할 수 있다.

(2) 암나사(320)를 합성수지로 형성하였으므로, 합성수지에서의 탄성에 의해 초기설정시에 발생하는 나사산 사이의 충격을 완화시킬 수 있고, 또 복잡한 형상의 암나사의 제작이 가능하게 된다. 더욱이 나사를 죄었을 때에 발생하는 하중의 크기는 나사면의 마찰계수에 따라 변화하므로 마찰이 적은 재료를 선택할 때, 보다 효율이 높은 액추에이터를 얻게된다.

(3) 축받이(313)를 소결금속으로 형성하였으므로, 수지재료보다도 높은 내하중에서 마찰계수가 그다지 나쁘지 않은 부품을 얻을 수 있다.

Claims

로터에 고정되고 수나사를 구비한 샤프트,

일단부에 니들밸브를 구비하고, 타단부에 상기 수나사에 나사맞춤하는 암나사를 형성하며, 상기 니들밸브와 상기 암나사를 연결하는 연결부를 구비한 밸브체, 및

이 밸브체의 회전을 멈추게 하고, 밸브체를 축선방향으로 왕복운동 가능하게 안내하는 가이드부를 구비한 밸브본체를 구비하고 있으며,

상기 샤프트의 상단부를 케이스의 정상벽측에 설치된 지지부에 의해, 하단부를 상기 밸브본체에 고정된 축받이부재에 의해 회전자유로이 지지하는 것을 특징으로 하는 전동밸브.
로터에 고정되고 수나사를 구비한 샤프트,

일단부에 니들밸브를 구비하고, 타단부에 상기 수나사에 나사맞춤하는 암나사를 형성하며, 살기 니들밸브와 상기 암나사를 연결하는 연결부를 구비한 밸브체, 및

밸브시트를 구비함과 동시에 상기 밸브체의 회전을 멈추게 하고, 밸브체를 축선방향으로 왕복운동 가능하게 안내하는 가이드부를 구비한 밸브본체를 구비하고 있으며,

상기 샤프트의 상단부를 케이스의 정상벽측에 설치된 지지부에 의해 하단부를 상기 밸브본체에 고정된 축받이부재에 의해 회전자유로이 지지하는 것을 특징으로 하는 전동밸브.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 암나사가 합성수지제로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전동밸브.
제 1 항에 있어서, 상기 밸브체의 연결부는 서로 대향하는 2개의 봉형상체로 이루어지고, 상기 축받이부재는 상기 2개의 봉형상체를 미끄럼이동 자유로이 안내하는 가이드부를 구비하며, 이 가이드부에서 상기 밸브체의 회전을 멈추게 하는 것을 특징으로 하는 전동밸브.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 축받이부재는, 상기 밸브본체에 걸어맞춤되는 회전멈춤용의 돌기를 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전동밸브.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 축받이부재는, 상기 샤프트의 하단부를 끼워맞춤하여 추력을 받는 지지오목부를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전동밸브.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 축받이부재는, 상기 샤프트의 하단부를 끼워맞춤하는 관통구멍을 구비하고, 상기 축받이부재의 양면으로 돌출하는 추력받이부를 구비한 탄성부재로 이루어지는 축받이부시를 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전동밸브.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 축받이부재를 합성수지로 평판형상으로 형성하고, 중심에 상기 샤프트의 하단부를 받는 구멍을 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전동밸브.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 축받이부재는, 상기 샤프트의 하단부를 상방으로 가압하는 스프링을 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전동밸브.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브체는, 외주에 형성된 오목부에 저마찰계수의 재질로 이루어지는 미끄럼이동부재를 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전동밸브.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샤프트의 일단부를 상기 케이스의 정상벽부에 형성된 오목부에 직접 끼워맞춤하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전동밸브.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샤프트의 일단부를 상기 케이스의 정상벽부에 형성된 오목부에 끼워맞춤하는 돌기를 구비한 축지지부재에 의해 회전자유로이 지지하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전동밸브.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 축지지부재와 상기 로터의 상부 사이에 로터 하방향 가압스프링을 압축설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전동밸브.
제 13 항에 있어서, 상기 밸브체와 밸브본체 사이에 이 밸브체를 하방으로 가압하는 밸브체 하방향 가압스프링을 압축설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전동밸브.
제 13 항에 있어서, 상기 밸브체와 밸비본체 사이에 밸브체를 상방으로 가압하는 밸브체 상방향 가압스프링을 압축설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전동밸브.
제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 암나사부재를 상기 밸브체와 별도부재에 의해 성형하고 일체화하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전동밸브.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 니들밸브를 상기 밸브체와 별도부재에 의해 성형하고 일체화하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전동밸브.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상단부에 빠짐멈춤부재, 중간부에 스프링받이를 각각 설치한 니들밸브를 상기 밸브체의 하단에 미끄럼이동 자유로이 설치하고, 상기 스프링받이와 밸브체 하단면 사이에 스프링을 압축설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전동밸브.
제 18 항에 있어서, 밸브체의 완전폐쇄시에 상기 밸브체의 연결부 상단 계단부가 상기 축받이부재의 평면부와 맞닿으므로써 상기 로터의 회전을 정지시키는 것을 특징으로 하는 전동밸브.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 암나사를 미리 수지성형해 놓고, 이것을 인서트부품으로 하여 상기 밸브체를 동일재료로 성형하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전동밸브.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 축받이부재를 소결금속으로 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전동밸브.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 축받이부재와 니들밸브 사이에 초기설정시에 상기 밸브체를 하방으로 가압하는 스프링특성을 갖는 판체를 부착해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 전동밸브.