KR20050062459A

KR20050062459A - 밸브 장치

Info

Publication number: KR20050062459A
Application number: KR1020040108499A
Authority: KR
Inventors: 오자와시게루; 하라테츠히코
Original assignee: 가부시기가이샤 산교세이기 세이사꾸쇼
Priority date: 2003-12-19
Filing date: 2004-12-20
Publication date: 2005-06-23
Also published as: CN1629528A; KR100690156B1; US7284571B2; CN1329685C; US20050150558A1; JP2005180592A

Abstract

[과제] 밸브체를 동작시켜서 각종 유체의 유로의 개폐를 행하는 밸브 장치에 있어서, 간이한 구성으로 밸브체 구동 수단을 구성하는 모터 구동부의 필요 토크의 변동, 증가를 최소한으로 억제하고, 안정된 개폐 제어가 가능해지는 밸브체 개폐 기구를 제공한다.

[해결 수단] 밸브 장치(1)는, 유입 파이프(2)와 유출 파이프(3)가 접속된 본체 케이스(4)와, 유출 파이프(3)에 연통하는 유출 개구부(42b)를 개폐하기 위해 본체 케이스(4)의 내측에 배치된 밸브체(5)와, 모터 구동부(6)를 가지며 밸브체(5)를 개폐 구동하는 밸브체 구동 수단(8)을 구비한다. 밸브체(5)는, 밸브체 구동 수단(8)과의 사이에 구성된 자기 구동 수단에 의해 유출 개구부(42b)의 개폐를 행하도록 구성된다.

Description

밸브 장치 {VALVE APPARATUS}

본 발명은 밸브체를 동작시켜서 각종 유체의 유로의 개폐를 행하는 밸브 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 밸브 장치의 밸브체 개폐 기구에 관한 것이다.

냉장고나 공조기의 냉매 등의 각종 유체의 유로를 개폐하고, 유로에 통하는 챔버 등의 온도 제어를 행하는 밸브 장치로서, 유체를 유입시키는 유입 파이프와 유체를 유출시키는 유출 파이프가 접속되고, 유입 파이프로부터 유입한 유체를 유출 파이프에 유도하는 유체 유로가 내부에 형성된 본체 케이스와, 유출 파이프에 연통하는 본체 케이스의 유출 개구부를 개폐하기 위해 본체 케이스의 내측에 배치된 밸브체와, 모터 구동부를 가지고 밸브체를 개폐 구동하는 밸브체 구동 수단을 구비한 밸브 장치가 알려져 있다.

이런 종류의 밸브 장치에 있어서는, 기어를 통한 모터 구동부의 회전 토크를 이용하여, 소정의 슬라이딩면을 갖는 디스크 형상의 밸브체를, 유출 개구부가 설치된 본체 케이스(밸브 시트 플레이트) 상에서 슬라이딩 접촉시키면서 회전 구동시키는 밸브체 구동 수단에 의해, 본체 케이스에 설치된 유출 개구부의 개폐를 행하는 이른바 디스크 타입의 밸브체 개폐 기구가 사용되고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 또, 유출 개구부 상에 압접된 구(球) 형상의 밸브체를, 모터 구동되는 회전 부재에 설치된 캠에 의해 이동시키는 밸브체 구동 수단에 의해, 유출 개구부의 개폐를 행하는 이른바 볼 타입의 밸브체 개폐기구도 사용되고 있다(예를 들면, 특허 문헌 2 참조).

[특허 문헌 1] 특개 2003-21254호 공보

[특허 문헌 2] 특개 2002-349741호 공보

그렇지만, 디스크 타입의 밸브체 개폐기구에 있어서는, 일반적으로 디스크 형상의 밸브체가 수지로 형성되는 동시에 밸브 시트 플레이트가 스텐레스강 등의 금속으로 형성되며, 밸브체와 밸브 시트 플레이트의 사이에 슬라이딩면이 구성되어 있다. 그 때문에, 슬라이딩면의 면조도(面組度)나 평면도 등의 영향으로 밸브체와 밸브 시트 플레이트와의 슬라이딩 저항이 변동하며, 기동시, 개폐 동작시의 모터 구동부의 필요 토크가 변동하고 만다. 또, 슬라이딩면의 경년 변화에 의해 슬라이딩 저항이 증가하고, 기동시, 개폐 동작시의 모터 구동부의 필요 토크가 증가되고 만다. 따라서, 안정된 밸브체의 개폐 제어가 곤란하게 된다.

또, 볼 타입의 밸브체 개폐 기구에 있어서는, 구 형상의 밸브체가 유체의 압력에 의해 유출 개구부에 압접되어 있기 때문에, 캠이 밸브체에 접촉하여 밸브체를 이동시킬 때에는, 유체의 압력에 저항할 뿐인 회전 토크가 모터 구동부에 요구된다. 그를 위해, 유체의 압력이 변동하면 캠과 밸브체와의 접촉 저항이 변동하여 모터 구동부의 필요 토크가 변동하고 만다. 특히 유체압이 높으면 모터 구동부의 필요 토크가 증가되고 말아, 큰 회전 토크를 갖는 모터 구동부를 사용하지 않으면 안정된 밸브체의 개폐 제어가 곤란해진다.

그래서, 본 발명의 과제는, 밸브체를 동작시켜서 각종 유체의 유로의 개폐를 행하는 밸브 장치에 있어서, 간이한 구성에 의해 모터 구동부의 필요 토크의 변동을 억제하고, 밸브체의 안정된 개폐 동작을 실현 가능한 구성을 제공하는 것에 있다.

상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명에서는 유체를 유입시키는 유입 파이프와 유체를 유출시키는 유출 파이프가 접속되고, 상기 유입 파이프로부터 유입한 유체를 상기 유출 파이프에 유도하는 유체 유로가 내부에 형성된 본체 케이스와, 상기 유출 파이프에 연통하는 상기 본체 케이스의 유출 개구부를 개폐하기 위해 상기 본체 케이스의 내측에 배치된 밸브체와, 상기 밸브체를 개폐 구동하기 위한 모터 구동부를 구비한 밸브체 구동 수단을 갖는 밸브 장치로서, 상기 밸브체 구동 수단은, 영구자석끼리 발생시키는 자기적인 흡인력 및 반발력 중 적어도 한쪽을 이용하여 상기 밸브체를 개방방향 및 폐쇄방향 중 적어도 한쪽으로 변위하는 방향의 가압력을 발생시키는 자기 구동 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는, 자기 구동 수단에 의해 밸브체에 개방방향 혹은 폐쇄방향의 가압력을 작용시키기 위해, 밸브체와 밸브체 구동 수단의 모터 구동부와의 기구적인 접속을 단절한 상태로 밸브체에 유출 개구부의 개폐를 행하게 할 수 있다. 그 때문에, 밸브체에 가해지는 슬라이딩 저항이나 유체압 등의 부하가 변동한 경우라도, 모터 구동부에 있어서의 필요 토크가 일정하도록 할 수 있다. 그러므로, 과대한 토크를 발생시키는 모터 구동부를 사용하지 않아도, 안정된 밸브체의 개폐 제어가 가능하다.

본 발명에 있어서, 상기 밸브체 구동 수단은 상기 자기 구동 수단에서 발생하는 힘을 흡인력과 반발력으로 전환함으로써 상기 가압력의 방향을 반전시켜서, 상기 밸브체에 대한 개방방향으로의 구동, 및 상기 밸브체에 대한 폐쇄방향으로의 구동을 행하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 밸브체 구동 수단은 예를 들면, 상기 밸브체에 대향하는 회전 부재를 구비하고, 상기 자기 구동 수단은 상기 영구자석으로서 상기 회전 부재측의 다른 각도 위치에 N극 및 S극을 구비한 회전측 자석부와, 상기 밸브체측의 밸브체측 자석부로 구성되며, 상기 자기 구동 수단은, 상기 회전 부재의 회전에 의해 상기 회전측 자석부와 상기 밸브체측 자석부와의 사이에 생기는 힘을 흡인력과 반발력으로 전환함으로써, 상기 밸브체의 개방방향으로의 구동, 및 상기 밸브체의 폐쇄방향으로의 구동을 행한다. 이와 같이 구성하면, 밸브체와 회전 부재와의 사이에 기구적인 접속을 단절한 상태로, 밸브체에 개방방향 및 폐쇄방향의 변위를 행하게 할 수 있다. 그 때문에, 밸브체에 가해지는 슬라이딩 저항이나 유체압 등의 부하가 변동한 경우에도, 모터 구동부에 있어서의 필요 토크의 변동을 억제할 수 있다. 그 때문에, 과대한 토크를 발생시키는 모터 구동부를 사용하지 않아도, 안정된 밸브체의 개폐 제어가 가능하다.

본 발명에 있어서, 상기 밸브체는 상기 유출 개구부로부터 떠오르는 개방방향, 및 상기 유출 개구부를 막는 폐쇄방향으로 변위 가능하게 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 밸브체는, 슬라이딩하지 않고 유체 개구부의 개폐를 행하기 때문에, 슬라이딩면의 면조도, 평면도, 경시 열화 등의 영향을 받는 일이 없다. 따라서, 안정된 밸브체의 개폐 제어가 가능하게 된다. 또, 회전 부재와 밸브체는 자기적으로 결합하지만, 기구적으로는 분리되어 있으므로, 밸브체에 큰 유체압이 가해지고 있을 때에도, 모터 구동부의 필요 토크에의 영향을 억제할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 밸브체 구동 수단은, 상기 회전측 자석부와 상기 밸브체측 자석부와의 반발력으로 상기 밸브체를 폐쇄방향으로 구동하고, 상기 회전측 자석부와 상기 밸브체측 자석부와의 흡인력으로 상기 밸브체를 개방방향으로 구동하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 회전 부재는, 적어도 폐쇄상태에 있는 상기 밸브체에 계합하여 해당 밸브체가 개방위치를 향하여 변위하는 계기를 만드는 캠을 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 유체압이 높은 경우에도, 밸브체의 개방동작을 원활히 행할 수 있다. 또, 캠은 밸브체에 개방동작의 계기를 부여하는 것에 지나지 않으므로, 캠에 의한 모터 구동부의 필요 토크에의 영향은 작고, 또, 캠에 경사면을 형성하고 이 경사면에 의해 밸브체의 개방동작의 계기를 부여하도록 해 두면, 캠에 의한 모터 구동부의 필요 토크에의 영향은 거의 무시할 수 있게 된다.

본 발명에 있어서, 상기 유출 개구부가 형성된 상기 본체 케이스의 개구면과 상기 밸브체와의 사이에는 탄성 부재로 이루어지는 실(seal) 부재가 배치되어 있는 것이 바람직하다.

<발명을 실시하기 위한 최상의 형태>

이하, 본 발명을 실시하기 위한 최상의 형태를 도면에 의거하여 설명한다.

[전체 구성]

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관련되는 밸브 장치를 나타내는 종단면도이며, 밸브체가 개방위치에 있는 상태를 나타내고 있다. 도 2는 도 1에 나타내는 밸브 장치의 주요 부분의 분해 사시도이다.

본 발명을 적용한 밸브 장치(1)는, 예를 들면 냉장고의 냉매의 유로를 개폐하여 유로에 통하는 냉장실 등의 온도 제어를 행하는 것이며, 냉매를 유입시키는 1개의 유입 파이프(2)와 냉매를 유출시키는 2개의 유출 파이프(3)가 접속되고, 유입 파이프(2)로부터 유입한 냉매를 유출 파이프(3)에 유도하는 유체 유로(43)가 내부에 형성된 본체 케이스(4)와, 유출 파이프(3)에 연통하는 본체 케이스(4)의 유출 개구부(42b)를 개폐하기 위해 본체 케이스(4)의 내측에 배치된 밸브체(5)와, 밸브체(5)를 개폐 구동하기 위한 모터 구동부(6)를 구비한 밸브체 구동 수단(8)을 구비하고 있다. 또, 본체 케이스(4)의 내부에는, 유출 개구부(42b)에 대응하는 위치에 밸브체(5)를 유지하는 동시에 밸브체(5)를 개폐 방향으로 안내하는 유지 부재(9)와, 본체 케이스(4)의 내부로부터 유출 파이프(3)로의 냉매의 유출을 방지하기 위해, 유출 개구부(42b)가 형성된 본체 케이스(4)의 개구면부(42a)와 밸브체(5)와의 사이에 배치된 탄성 부재로 이루어지는 실 부재(10)가 설치되어 있다. 또한, 본 형태에 있어서는, 유입 파이프(2)가 1개이며, 유출 파이프(3)가 2개이지만, 각 파이프의 수는 이것에 한정되는 것은 아니다.

본체 케이스(4)는, 스텐레스 강판을 프레스 죄임 가공하여 형성한 대략 컵 형상의 제1 케이스 부재(41)와 제2 케이스 부재(42)로 구성되어 있다. 제1 케이스 부재(41)와 제2 케이스 부재(42)는 연결부(4a)에 있어서, 각각 설치된 플랜지부가 대어진 상태로 TlG(텅스텐 이너트가스) 용접에 의해 밀착 상태로 연결되고 있고, 그 내부에 유체 유로(43)로 되는 냉매 수납 공간이 형성되어 있다.

제1 케이스 부재(41)는, 저면측에 형성된 소경부(41a)와, 개구측에 소경부(41a) 보다 대경으로 형성된 대경부(41b)를 구비하고, 소경부(41a)와 대경부(41b)와의 사이에는 계단부(41c)가 형성되어 있다. 또, 저면 부분에는 밸브체 구동 수단(8)을 구성하는 샤프트(14)를 지지하는 凹부(41d)가 형성되어 있다.

제2 케이스 부재(42)는, 그 저면 부분이 개구면부(42a)로 되어 있는 대략 컵 형상을 갖고 있다. 개구면부(42a)에는, 유출 파이프(3)에 연통하는 유출 개구부(42b)와, 유입 파이프(2)에 연통하는 유입 개구부(42c)와, 실 부재(10)를 위치 결정하는 위치 결정 핀(42d)과, 밸브체 구동 수단(8)을 구성하는 샤프트(14)의 설치구멍(42e)이 형성되어 있다(도 2 참조). 본 형태에 있어서, 유출 개구부(42b)는 2개소에 형성되며, 유입 개구부(42c)는 1개소에 형성되어 있다. 유출 개구부(42b)에는, 제2 케이스 부재(42)의 뒷면을 향하여 뻗어서 유출 파이프(3)가 외삽되는 통 형상부(42f)가 형성되고 있다(도 1 참조). 또, 유입 개구부(42c)에는 제2 케이스 부재(42)의 뒷면을 향하여 뻗어서 유입 파이프(2)가 내삽되는 통 형상부(42g)가 형성되어 있다(도 1 참조).

밸브체 구동 수단(8)은, 모터 구동부(6)와, 회전 부재(12)와, 샤프트(14)를 구비하고 있다. 모터 구동부(6)는 스테핑 모터를 구성하고 있고, 제1 케이스 부재(41)의 소경부(41a)의 외주면에 끼워 넣어진 스테이터부(17)와, 소경부(41a)의 내주측에 회전이 자유롭게 배치된 로터부(18)로 구성된다. 스테이터부(17)는, 코어(19), 코일 보빈(20), 및 코일 보빈(20)에 감겨진 코일(21)로 이루어지는 스테이터 조를 2단으로 겹쳐서 구성되어 있으며, 도시를 생략하는 홀더에 고정되어 있다. 로터부(18)는, 통 형상의 로터 자석(22)과, 이 로터 자석(22)을 인서트 성형에 의해 유지하는 수지 성형 재료로 형성된 통 형상의 자석 유지 부재(23)로 구성되어 있다. 그리고, 스테이터부(17)의 코어(19)와 로터부(18)의 로터 자석(22)이 제1 케이스 부재(41)의 소경부(41a)를 통하여 대향 배치되어 있다.

로터부(18)는, 자석 유지 부재(23)의 내주면이 샤프트(14)에 삽통되며, 샤프트(14)에 대하여 회전이 자유롭게 되어 있다. 또, 로터부(18)는, 스테이터부(17)에 대향하는 소정의 위치에서 회전하도록, 제1 케이스 부재(41)의 내부의 저면측에 배치된 가압 부재(15)에 의해 제2 케이스 부재(42)측으로 항상 가압되고 있다. 샤프트(14)는, 일단이 제1 케이스 부재(41)의 凹부(41d)에서 지지되며, 타단이 제2 케이스 부재(42)의 설치구멍(42e)에서 지지되어 있다.

회전 부재(12)는, 대략 원통 형상으로 형성되고, 그 일단측이 자석 유지 부재(23)에 고정되는 동시에, 그 축 구멍에 샤프트(14)가 삽통되며, 로터부(18)와 일체로 샤프트(14)에 대하여 회전이 자유롭게 되어 있다. 또, 회전 부재(12)는, 자석 유지 부재(23)를 통하여 가압 부재(15)에 의해 제2 케이스 부재(42)측으로 가압되어 있고, 자석 유지 부재(23)에 고정된 일단 측에 대하는 타단측이 와셔(16)를 통하여 제2 케이스 부재(42)의 개구면부(42a)에 접촉하고 있다. 회전 부재(12)의 상세한 구성에 대해서는 후술한다.

유지 부재(9)는, 수지 성형 재료에 의해, 원통 형상의 통부(9a)와 원반 형상의 중간 저부(底部)(9b)를 갖는 종단면이 대략 H 형상으로 형성되어 있다. 통부(9a)에는 외측으로 뻗는 위치 결정용의 플랜지부(9c)가 복수 형성되고 있고, 플랜지부(9c)의 선단이 제1 케이스 부재(41)의 대경부(41b)의 내주면 혹은 제2 케이스 부재(42)의 내주면에 접촉되는 것으로 유지 부재(9)는 직경 방향으로 위치 결정되어 있다. 또, 유지 부재(9)는, 통부(9a)의 도시 상단이 제1 케이스 부재(41)의 단부(41c)에 압접되고, 하단이 제2 케이스 부재(42)의 개구면(42a)에 실 부재(10)를 통하여 압접되는 것으로 축방향으로 위치 결정되어 있다.

중간 저부(9b)에는, 유출 개구부(42b)에 대응하는 위치의 각각에 밸브체(5)를 유지하는 동시에 밸브체(5)를 개폐방향으로 안내하는 2개의 밸브체 유지구멍(9d)과, 유입 파이프(2)의 일단이 고정되는 1개의 고정구멍(9e)과, 샤프트(14)에 삽통된 회전 부재(12)를 삽통하는 삽통 구멍(9f)이 형성되어 있다. 고정구멍(9e)의 도시 상면측의 개구부 주변에는, 유입 파이프(2)로부터의 냉매의 유입을 원활히 행하게 하기 위한 유로를 확보하기 위해, 계단부(9g)가 형성되어 있다. 또, 중간 저부(9b)의 도시 상면측에는, 회전 부재(12)의 회전 방향의 기준 위치를 결정하는 凸 형상의 위치 결정부(9h)가 형성되어 있다.

실 부재(10)는, 고무 재료나 수지 재료 등의 탄성 부재에 의해 원반 형상으로 형성되어 있다. 본 실시 형태에 있어서의 실 부재(10)는, 냉매에 대한 내약품성을 고려하여 수소화 니트릴고무(HNBR) 등으로 형성되어 있다. 실 부재(10)에는, 제2 케이스 부재(42)의 유출 개구부(42b)에 대응하는 위치에 설치된 2개의 유출 개구 구멍(10a)과, 유입 개구부(42c)에 대응하는 위치에 설치된 1개의 유입 개구구멍(10b)과, 위치 결정 핀(42d)이 삽통되는 위치 결정구멍(10c)과, 샤프트(14)에 삽통된 회전 부재(12)를 삽통하는 삽통 구멍(10d)이 형성되며, 2개의 유출 개구구멍(10a)은, 어느 쪽도 실 부재(10)에 의해 주위를 둘러 싸여진 상태로 있다. 또, 실 부재(10)는, 외측단 가장자리 부분이 통부(9a)의 하단과 개구면(42a)에 의해 가압되는 것으로, 유출 개구구멍(10a)으로부터의 냉매가 유출하도록 구성되어 있다(도 1 참조).

[밸브체 구동 수단(8)의 자기 구동 수단 및 캠의 구성]

도 3의 (A), (B), (C)는 각각 도 1에 나타내는 밸브 장치의 회전 부재를 나타내는 종단면도, X-X 단면을 나타내는 단면도, 및 화살표 Y 방향에서 본 부분 측면도이다.

본 형태에 있어서, 밸브체 구동 수단(8)은 이하에 설명하는 자기 구동 수단과 캠을 구비하고 있다. 먼저, 회전 부재(12)는 수지 성형 재료로 형성되는 동시에, 직경 방향으로 뻗어서 밸브체(5)의 개폐방향으로 밸브체(5)와 대향하는 팽출부(膨出部)(12a)를 구비하고 있다. 또, 회전 부재(12)에 있어서, 팽출부(12a)의 도시 하부 위치에는, 폐쇄상태에 있는 밸브체(5)와 접촉하여 밸브체(5)에 개방동작의 계기를 부여하는 캠(12b)이 형성되어 있다. 여기서, 회전 부재(12)는 그 축선 주위로 회전함으로써, 팽출부(12a)가 중간 저부(9b)보다 위쪽에 있어서의 유지 부재(9)의 내주측에서 회전하며, 캠(12b)이 중간 저부(9b)보다 아래쪽에 있어서의 유지 부재(9)의 내주측에서 회전하도록 구성되어 있다.

팽출부(12a)에는 자석 유지구멍(12c)이 형성되어 있고, 본 형태에 있어서, 자석 유지구멍(12c)은 원주 방향을 따라서 거의 등각도로 4개소에 형성되어 있다. 또, 팽출부(12a)에는, 유지 부재(9)에 형성된 위치 결정부(9h) 에 부딪쳐서, 회전 부재(12)의 회전 방향의 기준 위치를 결정하는 도당(度當)용의 위치 결정 돌기(12d)가 원주 방향 바깥쪽으로 뻗도록 형성되어 있다(도 2 참조).

캠(12b)은, 소정의 각도 범위에 있어서 회전 부재(12)의 직경 방향 외측으로 뻗어 나오는 플랜지부 형상으로 형성되어 있고, 평탄면(12f)과 평탄면(12f)의 둘레 방향에 있어서의 양측으로 소정의 경사 각도를 구비한 경사면(12e)으로 구성되어 있다. 캠(12b)은 원주 방향으로 약 180°의 각도 범위에 걸쳐서 형성되어 있다.

자석 유지구멍(12c)에는, 원기둥 형상의 회전측 자석(25a, 25b, 25C, 25d)이 끼워 고정되어 있고, 이들 회전측 자석(25a, 25b, 25c, 25d)에 의해, 팽출부(12a)에는, 도시 하부의 면, 즉, 밸브체(5)와의 대향면에 둘레 방향을 따라 N극과 S극이 교호적으로 배치된 회전측 자석부가 구성되어 있다. 본 형태에서는, 회전측 자석(25a, 25b)은, 도시 하부측, 즉 밸브체(5)측의 면이 N극에 착자(着磁)되어 있는데 대하여, 회전측 자석(25c, 25d)은 도시 하부측, 즉 밸브체(5)측의 면이 S극에 착자되어 있다.

밸브체(5)는, 수지 성형 재료에 의해 바닥이 있는 원통 형상으로 형성되어 있고 플랜지부(5a)를 구비하고 있다. 밸브체(5)는, 유출 개구부(42b)에 대응하는 위치에서, 중간 저부(9b)보다 아래쪽에 있어서의 유지 부재(9)의 내주측에 2개 배치되며, 유지 부재(9)의 밸브체 유지구멍(9d)에 따라 도시 상하 방향으로 직선적으로 변위 가능하게 되어 있다. 본 형태에서는, 2개의 밸브체(5)는 샤프트(14)를 중심으로 서로 90°를 이루도록 배치되어 있다. 밸브체(5)의 내측에는 팽출부(12a)와의 대향면에 단극(單極)을 갖는 원기둥 형상의 밸브체측 자석(26a, 26b)이 끼워 넣기 고정되어 있고, 이들 밸브체측 자석(26a, 26b)에 의해 밸브체측 자석부가 구성되어 있다. 본 형태에 있어서는, 2개의 밸브체측 자석(26a, 26b)은 모두, 팽출부(12a)와의 대향면측의 면이 함께 S극에 착자되어 있다.

이와 같이 하여, 본 형태에서는 회전 부재(12)의 측에 배치된 회전측 자석(25a, 25b, 25c, 25d)과 밸브체(5)측에 배치된 밸브체측 자석(26a, 26b)에 의해, 영구자석끼리 발생시키는 자기적인 흡인력 및 반발력으로 밸브체(5)를 개방방향 및 폐쇄방향으로 변위하는 방향의 가압력을 발생시키는 자기 구동 수단이 구성되어 있다.

[밸브체의 개폐 동작]

도 4는, 도 1에 나타내는 밸브 장치의, 밸브체가 폐쇄위치에 있을 때 상태를 나타내는 종단면도이다. 도 5는, 회전 부재의 회전에 수반하는 2개의 밸브체의 개폐 상태를 모식적으로 나타낸 밸브체의 개폐 동작 설명도이며, (A), (B), (C), (D), (E), (F)는 각각 회전 부재가 원점 위치로부터 0스텝, 4스텝, 28스텝, 52스텝, 76스텝, 87스텝 회전했을 때의 2개의 밸브체의 개폐 상태를 모식적으로 나타낸 밸브체의 개폐 동작 설명도이다. 도 6은, 회전 부재의 회전에 수반하는 2개의 밸브체의 개폐 상태를 나타내는 타이밍 차트이다.

본 형태에 있어서의 밸브 장치(1)에서는, 2개의 밸브체(5)가 각각, 유출 개구부(42b)로부터 부상하도록 축방향을 따라 직선적으로 상하 이동하는 것으로 유출 개구부(42b)의 개폐가 행해진다. 즉, 밸브체(5)의 플랜지부(5a)의 도시 상면과 유지 부재(9)의 중간 저부(9b)의 도시 하면이 접촉하는 위치가 개방위치로 된다(도 1 참조). 이 때, 캠(12b)의 평탄면(12f)과 플랜지부(5a)가 축방향에 있어서 겹치는 상태로 되지만, 도 1에 나타내는 바와 같이 플랜지부(5a)의 도시 하면과 평탄면(12f)과의 사이에는 축방향으로 간극이 확보되어 있어서, 플랜지부(5a)의 도시 하면과 평탄면(12f)과는 비접촉 상태로 되어 있다.

또, 밸브체(5)의 도시 하단면(下端面)과 실 부재(10)가 접촉하는 위치가 폐쇄위치로 된다(도 4 참조). 밸브체(5)의 개폐 동작은, 회전측 자석부를 구성하는 회전측 자석(25a~25d)과 밸브체측 자석부를 구성하는 밸브체측 자석(26a 또는 26b)과의 사이에 생기는 자기적인 흡인력과 반발력이 회전 부재(12)의 회전으로 전환됨으로써, 밸브체(5)가 개방위치와 폐쇄위치와의 사이를 축방향으로 대략 직선적으로 이동하는 것으로 행해진다. 또, 회전 부재(12)에 설치된 캠(12b)의 경사면(12e) 및 평탄면(12f)이, 폐쇄상태에 있는 밸브체(5)의 플랜지부(5a)와 접촉하여 밸브체(5)에 개방동작의 계기를 부여한다.

이하, 도 5 및 도 6을 사용하여 구체적으로 밸브체(5)의 개폐 동작을 설명한다. 본 형태에 있어서는, 스테핑 모터를 구성하는 모터 구동부(6)에 의해, 회전 부재(12)는 87스텝으로 거의 1회전을 하여 밸브체(5)의 개폐 동작을 제어한다. 또한, 설명의 편의를 위해, 도 5에 있어서는, 위치 결정부(9h)에 대하여 반시계 회전 방향 90°의 위치에 배치된 밸브체(5)를 제1의 밸브체(51), 반시계 회전 방향 180°의 위치에 배치된 밸브체(5)를 제2의 밸브체(52)로 하고, 각 모드는 이하에 나타내는 상태

「개-폐 모드」 : 제1의 밸브체(51)가 개방, 제2의 밸브체(52)가 폐쇄

「개-개 모드」 : 제1의 밸브체(51)가 개방, 제2의 밸브체(52)가 개방

「폐-개 모드」 : 제1의 밸브체(51)가 폐쇄, 제2의 밸브체(52)가 개방

「폐-폐 모드」 : 제1의 밸브체(51)가 폐쇄, 제2의 밸브체(52)가 폐쇄에 대응한다. 또, 각 자석의 참조 부호에 괄호 쓰기 한 N과 S는, 각각 회전측 자석(25a, 25b, 25C, 25d), 및 밸브체측 자석(26a, 26b)의 서로 대향하는 측의 면의 자극, 즉, N극과 S극을 나타낸다.

(원점 위치)

도 5의 (A) 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 원점 위치(0스텝)에 있어서는, 유지 부재(9)의 위치 결정부(9h)에 대하여 회전 부재(12)의 위치 결정 돌기(12d)가 시계 회전 방향으로 접촉하고 있고, 회전측 자석(25a)(N극)과 밸브체측 자석(26a)(S극)이 근접해 있다. 따라서, 회전측 자석(25a)과 밸브체측 자석(26a)과의 사이에 자기적인 흡인력이 발생하고, 제1의 밸브체(51)의 플랜지부(5a)와 중간 저부(9b)가 접촉하는 개방위치로 되어 유출 개구부(42b)가 개방 상태로 되어 있다(도 1 참조). 이 때, 캠(12b)과 플랜지부(5a)는 축방향에 있어서 겹치는 상태로 되지만, 플랜지부(5a)의 도시 하면과 캠(12b)과는 비접촉 상태에 있다. 이하에 있어서도 동일하게, 밸브체(51, 52)가 개방 상태에 있을 때는, 플랜지부(5a)의 도시 하면과 평탄면(12f)과는 비접촉 상태로 되어 있다.

도 5의 (A)에 있어서, 제2의 밸브체(52)측에서는 회전측 자석(25d)(S극)과 밸브체측 자석(26b)(S극)이 근접하고 있다. 따라서, 회전측 자석(25d)과 밸브체측 자석(26b)과의 사이에 자기적인 반발력이 발생하고, 밸브체(52)의 도시 하단면과 실 부재(10)가 접촉하는 폐쇄위치로 되어 유출 개구부(42b)가 폐쇄상태로 되어 있다(도 4 참조). 또한, 밸브체(51 또는 52)가 폐쇄위치에 있을 때, 냉매에 의하여 밸브체(51 또는 52)에는 유출 개구부(42b)에 밀어붙이는 방향의 압력이 작용하고 있다.

(개-폐 모드)

도 5의 (B) 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 회전 부재(12)가 원점 위치로부터 반시계 회전 방향으로 4스텝분 회전했을 때에는, 제1의 밸브체(51)의 측에서는, 회전측 자석(25a)(N극)과 밸브체측 자석(26a)(S극)이 축방향에서 완전히 겹쳐지고, 양 자석간에는 자기적인 흡인력이 발생하고 있기 때문에, 제1의 밸브체(51)측은 개방위치에 있다.

제2의 밸브체(52) 측에서는, 회전측 자석(25d)(S극)과 밸브체측 자석(26b)(S극)이 축방향에서 완전히 겹쳐지고, 양 자석간에는 자기적인 반발력이 발생하고 있기 때문에, 제2의 밸브체(52)는 폐쇄위치인 채로 있다.

(개-폐 모드로부터 개-개 모드로의 이행)

도 6에 나타내는 바와 같이, 회전 부재(12)가, 원점 위치로부터 반시계 회전 방향으로 19스텝분 회전했을 때, 제2의 밸브체(52)는, 폐쇄위치로부터 개방위치로 이행한다. 즉, 제1의 밸브체(51) 측에서는, 회전측 자석(25b)(N극)과 밸브체측 자석(26a)(S극)이 근접하고, 자기적인 흡인력이 발생한다. 따라서, 계속하여, 제1의 밸브체(51)는 개방상태로 된다.

한편, 제2의 밸브체(52)측에서는, 회전측 자석(25a)(N극)과 밸브체측 자석(26b)(S극)이 근접하여 자기적인 흡인력이 발생한다. 따라서, 회전측 자석(25a)과 밸브체측 자석(26b)과의 사이의 자기적인 흡인력에 의해, 밸브체(52)의 플랜지부(5a)와 중간 저부(9b)가 접촉하는 개방위치로 밸브체(52)가 대략 직선적으로 이동하는 개방동작을 하여 유출 개구부(42b)가 개방상태로 된다. 그 때에는, 캠(12b)의 경사면(12e)이, 밸브체(52)의 플랜지부(5a)와 접촉하여 밸브체(52)에 있어서 도시 상부 방향의 힘을 부여하여 밸브체(52)를 부상하게 하여 개방동작의 계기를 부여한다. 단, 제2의 밸브체(52)에 있어서, 회전측 자석(25a)과 밸브체측 자석(26b)과는 자기적인 흡인력에 의해 개방위치로 이동하기 때문에, 회전 부재(12)의 경사면(12e)과 플랜지부(5a)가 계속 슬라이딩 접촉하는 일은 없다.

(개-개 모드)

도 5의 (C) 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 회전 부재(12)가 원점 위치로부터 반시계 회전 방향으로 28스텝분 회전했을 때에는, 제1의 밸브체(51)의 측에서는 회전측 자석(25b)(N극)과 밸브체측 자석(26a)(S극)이 축방향에서 완전히 겹쳐지며, 양 자석 사이에는 자기적인 흡인력이 발생하고 있기 때문에, 밸브체(51)측은 개방상태로 된다.

제2의 밸브체(52)의 측에서는, 회전측 자석(25a)과 밸브체측 자석(26b)의 중심이 축방향에서 완전히 겹쳐지며, 양 자석 사이에는 자기적인 흡인력이 발생하고 있기 때문에, 밸브체(52)측은 개방상태이다.

(개-개 모드로부터 폐-개 모드로의 이행)

도 6에 나타내는 바와 같이, 회전 부재(12)가 원점 위치로부터 반시계 회전 방향으로 37스텝분 회전했을 때, 제1의 밸브체(51)는 개방위치로부터 폐쇄위치로 이행한다. 즉, 회전측 자석(25c)(S극)과 밸브체측 자석(26a)(S극)이 근접하여 자기적인 반발력이 발생한다. 따라서, 밸브체(51)의 도시 하단면과 실 부재(10)가 접촉하는 폐쇄위치에 밸브체(51)가 대략 직선적으로 이동하는 폐쇄동작이 행해져서 유출 개구부(42b)가 개방상태로 된다. 그 때, 캠(12b)과 플랜지부(5a)는 축방향으로 겹치지 않는 위치가 되기 때문에, 캠(12b)이 밸브체(51)의 폐쇄동작의 방해로 되는 일은 없다.

한편, 제2의 밸브체(52)측에서는, 회전측 자석(25b)(N극)과 밸브체측 자석(26b)(S극)이 근접하여 자기적인 흡인력이 발생한다. 따라서, 계속하여 밸브체(52)측은 개방상태로 된다.

(폐-개 모드)

도 5의 (D) 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 회전 부재(12)가 원점 위치로부터 반시계 회전 방향으로 52스텝분 회전했을 때에는, 제1의 밸브체(51)의 측에서는 회전측 자석(25c)(S극)과 밸브체측 자석(26a)(S극)이 축방향에서 완전히 겹쳐지며, 양 자석간에는 자기적인 반발력이 발생하고 있기 때문에, 밸브체(51)측은 폐쇄상태이다.

제2의 밸브체(52)의 측에서는, 회전측 자석(25b)(N극)과 밸브체측 자석(26b)(S극)이 축방향에서 완전히 겹쳐지며, 양 자석 사이에는 자기적인 흡인력이 발생하고 있기 때문에 밸브체(52)측은 개방상태이다.

(폐-개 모드로부터 폐-폐 모드로의 이행)

도 6에 나타내는 바와 같이, 회전 부재(12)가 원점 위치로부터 반시계 회전 방향으로 61스텝분 회전했을 때, 제2의 밸브체(52)는 개방위치로부터 폐쇄위치로 이행한다. 즉, 제1의 밸브체(51)측에서는, 회전측 자석(25d)(S극)과 밸브체측 자석(26a)(S극)이 근접하여 자기적인 반발력이 발생하는 위치에서 대향한다. 따라서, 계속하여 밸브체(51)측은 폐쇄상태로 된다.

제2의 밸브체(52)의 측에서는, 회전측 자석(25c)(S극)과 밸브체측 자석(26b)(S극)이 근접하여, 자기적인 반발력에 의해 밸브체(52)의 도시 하단면과 실 부재(10)가 접촉하는 폐쇄위치에 밸브체(52)가 대략 직선적으로 이동하는 폐쇄동작이 행해져서, 유출 개구부(42b)가 폐쇄상태로 된다. 또, 이 경우에 있어서도 상기와 같이, 캠(12b)이 밸브체(52)의 폐쇄동작의 방해로 되는 일은 없다.

(폐-폐 모드)

도 5의 (E) 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 회전 부재(12)가 원점 위치로부터 반시계 회전 방향으로 76스텝분 회전했을 때에는, 제1의 밸브체(51)의 측에서는 회전측 자석(25d)(S극)과 밸브체측 자석(26a)(S극)이 축방향에서 완전히 겹쳐지며, 양 자석 사이에는 자기적인 반발력이 발생하고 있기 때문에, 밸브체(51)측은 폐쇄상태이다.

제2의 밸브체(52)의 측에서는, 회전측 자석(25c)(S극)과 밸브체측 자석(26b)(S극)이 축방향에서 완전히 겹쳐지며, 양 자석 사이에는 자기적인 반발력이 발생하고 있기 때문에 밸브체(52)측은 폐쇄상태이다.

(종점 위치)

도 5의 (F) 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 회전 부재(12)가, 원점 위치로부터 반시계 회전 방향으로 87스텝분 회전했을 때, 즉, 회전 부재(12)가 1회전 종료했을 때, 제1의 밸브체(51), 및 제2의 밸브체(52) 측은 폐쇄상태이다.

(반전동작)

또, 이 상태로부터 회전 부재(12)가 시계 회전 방향으로 회전했을 때는, 상기와 반대로, 밸브체(51) 폐쇄·밸브체(52) 폐쇄(폐-폐 모드) → 밸브체(51) 폐쇄·밸브체(52) 개방(폐-개 모드) → 밸브체(51) 개방·밸브체(52) 개방(개-개 모드) → 밸브체(51) 개방·밸브체(52) 폐쇄(개-폐 모드)의 흐름으로 밸브체(51, 52)의 개폐동작이 행해진다. 또, 회전 부재(12)는, 도중 위치에서 반전했을 경우도, 모드의 전환이 가역적으로 행해진다.

(본 실시 형태의 효과)

이상 설명한 바와 같이, 본 형태에 있어서의 밸브 장치(1)에서는, 밸브체 구동 수단(8)에 구성된 자기 구동 수단, 즉, 회전측 자석부를 구성하는 회전측 자석(25a∼25d)과 밸브체측 자석부를 구성하는 밸브체측 자석(26a, 26b)에 의해 유출 개구부(42b)의 개폐를 행하고 있다. 그 때문에, 밸브체(5)와 회전 부재(12)나 모터 구동부(6)를 비접촉 상태로 유지하면서 밸브체(5)의 개폐 동작을 할 수 있다. 그 결과, 종래의 밸브 개폐 장치에서 발생하던 밸브체의 슬라이딩 저항 혹은 밸브체와 밸브체 구동 수단과의 접촉 저항의 변동이라고 하는 모터 구동부(6)의 필요 토크의 변동 요인을 배제할 수 있어서, 밸브체(5)의 개폐동작에 수반하는 모터 구동부(6)의 필요 토크의 변동을 억제할 수 있다.

특히 본 형태에서는, 밸브체 구동 수단(8)은, 지름 방향으로 뻗어 나와서 밸브체(5)의 개폐 방향에서 밸브체(5)와 대향하는 팽출부(12a)를 갖는 회전 부재(12)를 구비하는 동시에, 팽출부(12a)는 밸브체(5)와의 대향면에 2개의 N극과 2개의 S극의 4극을 갖는 회전측 자석부(회전측 자석(25a∼25d))를 구비하고 있다. 또, 밸브체(5)는 팽출부(12a)와의 대향면에 S극을 갖는 밸브체측 자석부(밸브체측 자석(26a 또는 26b))를 구비하고 있다. 또한, 밸브체(5)는, 회전측 자석부를 구성하는 회전측 자석(25a∼25d)과 밸브체측 자석부를 구성하는 밸브체측 자석(26a 또는 26b)과의 사이에 발생하는 자기적인 흡인력과 반발력이 회전 부재(12)의 회전으로 전환됨으로써, 개방위치와 폐쇄위치의 사이를 대략 직선적으로 이동하여 유출 개구부(42b)의 개폐를 행하고 있다. 그 때문에, 밸브체(5)의 개폐 동작에 모터 구동부(6)의 회전 토크가 직접 이용되지 않게 된다. 따라서, 밸브체(5)의 개폐동작에 수반하는 모터 구동부(6)의 필요 토크에의 영향을 억제할 수 있어서 안정된 밸브체(5)의 개폐 제어가 가능하게 된다.

또, 본 형태에서는, 밸브체(5)는 회전측 자석부를 구성하는 회전측 자석(25a∼25d)과 밸브체측 자석부를 구성하는 밸브체측 자석(26a 또는 26b)과의 반발력으로 유출 개구부(42b)를 폐쇄상태로 하는 동시에, 회전측 자석부와 밸브체측 자석부와의 흡인력으로 유체 개구부(42b)를 개방상태로 하고 있다. 그 때문에, 회전 부재(12)에 설치된 회전측 자석부와 밸브체(5)에 설치된 밸브체측 자석부를 대향 배치한다고 하는 간이한 구성으로, 상술한 효과를 가지면서 밸브체(5)의 개폐동작을 행할 수 있다.

여기서, 밸브체(5)가 폐쇄위치에 있을 때, 냉매에 의해 밸브체(5)에는 유출 개구부(42b)에 밀어붙이는 방향의 압력이 작용하고 있다. 그 때문에, 회전측 자석(25a∼25d)과 밸브체측 자석(26a 또는 26b) 사이의 자기적인 흡인력만으로는, 개방동작이 확실하게 행해지지 않을 가능성도 있다. 그런데 본 형태에서는, 회전 부재(12)는 밸브체(5)와 접촉하여 밸브체(5)에 개폐동작의 계기를 부여하는 캠(12b)을 구비하고 있다. 즉, 캠(12b)의 경사면(12e)이, 밸브체(5)의 플랜지부(5a)와 접촉하여 밸브체(5)에 대하여 도시 상부 방향의 힘을 부여하여 밸브체(5)에 개방동작의 계기를 부여한다. 그 때문에, 밸브체(5)의 개폐동작을 원활하게 행할 수 있다. 또, 본 형태에서는, 개방동작의 계기가 부여된 밸브체(5)는, 회전측 자석(25a∼25d)과 밸브체측 자석(26a 또는 26b)과의 자기적인 흡인력에 의해 개방위치로 이동하기 때문에, 회전 부재(12)가 더욱 회전을 계속해도 경사면(12e)이나 평탄면(12f)과 플랜지부(5a)가 슬라이딩 접촉하는 일은 없다. 따라서, 캠(5)에 의한 모터 구동부(6)의 필요 토크에의 영향은 거의 무시할 수 있다.

또한, 본 형태에서는, 유출 개구부(42b)가 형성된 제2 케이스 부재(42)의 개구면부(42a)와 밸브체(5)와의 사이에는 탄성 부재로 이루어지는 원반 형상의 실 부재(10)가 설치되어 있다. 그 때문에, 밸브체(5)가 폐쇄위치에 있을 때는, 냉매의 압력 및 회전측 자석(25a∼25d)과 밸브체측 자석(26a 또는 26b)과의 자기적인 반발력으로 밸브체(5)와 실 부재(10)가 축방향으로 압접된다고 하는 간이한 구성으로, 본체 케이스(4) 내의 기밀성이 확보된다. 따라서, 밸브체(5)나 실 부재(10)의 부품 정밀도가 필요 없게 되어, 제품 코스트를 낮출 수 있다. 특히 본 형태에서는, 밸브체(5)는 축방향으로 직선적으로 이동하여 개폐 동작하는 것으로부터, 탄성 부재로 이루어지는 실 부재(10)를 설치해도, 밸브체(5)의 개폐동작에 수반하는 모터 구동부(6)의 필요 토크에의 영향을 배제할 수 있다.

[다른 실시의 형태]

상술한 형태는, 본 발명의 매우 적합한 형태의 일례이지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에 있어서 여러 가지 변형이 가능하다. 예를 들면, 상술한 형태에서는, 팽출부(12a)의 자석 유지구멍(12c)에 원기둥 형상의 회전측 자석(25a∼25d)이 끼워 넣어져서 회전측 자석부가 구성되어 있지만, 도 7에 나타내는 바와 같이 원주 방향으로, 예를 들면 2개의 N극과 2개의 S극의 4극을 갖는 링 형상 자석으로 이루어지는 회전측 자석(25)을 팽출부(12a)에 고정하는 것으로 회전측 자석부를 구성해도 된다. 또, 회전측 자석부는 밸브체(5)와의 대향면에 N극과 S극의 2극을 구비하고 있어도 되며, 또, 밸브체(5)의 수나 배치 위치에 의하여 회전측 자석부의 극 수도 적절히 변경할 수 있다.

또, 상술한 형태에서는, 회전 부재(12)에는 캠(12b)이 형성되고 있었으나, 냉매의 압력과의 관계에 따라서는 캠(12b)을 사용하지 않고 회전측 자석부와 밸브체측 자석부와의 흡인력만으로 밸브체(5)의 개방동작을 행할 수도 있다. 또한, 회전측 자석(25a∼25d)의 배치나 캠(12b)의 형상을 변경시키는 것으로, 밸브체(5)의 개폐 순서나 개폐시의 원점 위치로부터의 스텝 수는 자유롭게 설정할 수 있다.

또한, 상기 형태에서는, 자기 구동 수단에 의해 밸브체(5)의 개폐 동작을 행하였으나, 자기 구동 수단이 발생하는 가압력을 밸브체(5)의 개폐 동작의 보조력으로서 사용함으로써, 모터 구동부(6)의 필요 토크의 변동을 억제하도록 구성해도 된다.

또, 상술한 형태에서는, 밸브 장치(1)를 냉장고의 냉매의 유로를 개폐하여 유로에 통하는 냉장실 등의 온도 제어를 행하기 위해 사용하였으나, 공조기 등의 다른 기기에 사용하는 것도 가능하다. 또, 유체는 냉매에 한정되지 않고, 여러 가지의 유체에 대하여 본 발명에 관련되는 밸브 장치를 적용할 수 있다.

본 발명에서는, 자기 구동 수단에 의해 밸브체에 개방방향 혹은 폐쇄방향의 가압력을 작용시키기 위해, 밸브체와 밸브체 구동 수단의 모터 구동부와의 기구적인 접속을 단절한 상태로 밸브체에 유출 개구부의 개폐를 행하게 할 수 있다. 그 때문에, 밸브체에 가해지는 슬라이딩 저항이나 유체압 등의 부하가 변동한 경우라도, 모터 구동부에 있어서의 필요 토크에의 영향을 억제할 수 있다. 그러므로, 과대한 토크를 발생시키는 모터 구동부를 사용하지 않아도, 안정된 밸브체의 개폐 제어가 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관련되는 밸브 장치를 나타내는 종단면도이다.

도 2는 도 1에 나타내는 밸브 장치의 주요 부분의 분해 사시도이다.

도 3의 (A), (B), (C)는 각각 도 1에 나타내는 밸브 장치의 회전 부재를 나타내는 종단면도, X-X 단면을 나타내는 단면도 및 화살표 Y 방향에서 본 부분 측면도이다.

도 4는 도 1에 나타내는 밸브 장치의, 밸브체가 폐쇄위치에 있을 때의 상태를 나타내는 종단면도이다.

도 5는 도 1에 나타내는 밸브 장치에 있어서, 회전 부재의 회전에 수반하는 2개의 밸브체의 개폐 상태를 모식적으로 나타낸 밸브체의 개폐 동작 설명도이며, (A), (B), (C), (D), (E), (F)는 각각 회전 부재가 원점 위치로부터 0스텝, 4스텝, 28스텝, 52스텝, 76스텝, 87스텝 회전했을 때의 2개의 밸브체의 개폐 상태를 모식적으로 나타낸 밸브체의 개폐 동작 설명도이다.

도 6은 도 1에 나타내는 밸브 장치에 있어서, 회전 부재의 회전에 수반하는 2개의 밸브체의 개폐 상태를 나타내는 타이밍 차트이다.

도 7은 도 1에 나타내는 밸브 장치에 있어서, 회전측 자석부의 다른 형태를 나타내는 평면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 밸브 장치 2 : 유입 파이프

3 : 유출 파이프 4 : 본체 케이스

5 : 밸브체 6 : 모터 구동부

8 : 밸브체 구동 수단 10 : 실 부재

12 : 회전 부재 12a : 팽출부

12b : 캠

25(25a, 25b, 25C, 25d) : 회전측 자석(회전측 자석부)

26(26a, 26b) : 밸브체측 자석(밸브체측 자석부)

41 : 제1 케이스 부재 42 : 제2 케이스 부재

42a : 개구면 42b : 유출 개구부

43 : 유체 유로

Claims

유체를 유입시키는 유입 파이프와 유체를 유출시키는 유출 파이프가 접속되고, 상기 유입 파이프로부터 유입한 유체를 상기 유출 파이프에 유도하는 유체 유로가 내부에 형성된 본체 케이스와, 상기 유출 파이프에 연통하는 상기 본체 케이스의 유출 개구부를 개폐하기 위해 상기 본체 케이스의 내측에 배치된 밸브체와, 상기 밸브체를 개폐 구동하기 위한 모터 구동부를 구비한 밸브체 구동 수단을 갖는 밸브 장치로서,

상기 밸브체 구동 수단은, 영구자석 끼리 발생시키는 자기적인 흡인력 및 반발력 중 적어도 한쪽을 이용하여 상기 밸브체를 개방방향 및 폐쇄방향 중 적어도 한쪽으로 변위하는 방향의 가압력을 발생시키는 자기 구동 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
제1항에 있어서,

상기 밸브체 구동 수단은, 상기 자기 구동 수단에서 발생하는 힘을 흡인력과 반발력으로 전환함으로써 상기 가압력의 방향을 반전시켜서, 상기 밸브체에 대한 개방방향으로의 구동, 및 상기 밸브체에 대한 폐쇄방향으로의 구동을 행하는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
제2항에 있어서,

상기 밸브체 구동 수단은 상기 밸브체에 대향하는 회전 부재를 구비하고,

상기 자기 구동 수단은, 상기 영구자석으로서 상기 회전 부재측의 다른 각도 위치에 N극 및 S극을 구비한 회전측 자석부와, 상기 밸브체측의 밸브체측 자석부로 구성되며,

상기 자기 구동 수단은, 상기 회전 부재의 회전에 의해 상기 회전측 자석부와 상기 밸브체측 자석부와의 사이에 생기는 힘을 흡인력과 반발력으로 전환함으로써, 상기 밸브체의 개방방향으로의 구동, 및 상기 밸브체의 폐쇄방향으로의 구동을 행하는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
제3항에 있어서,

상기 밸브체는, 상기 유출 개구부로부터 이간한 개방방향, 및 상기 유출 개구부를 막는 폐쇄방향으로 변위 가능하게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
제4항에 있어서,

상기 밸브체 구동 수단은, 상기 회전측 자석부와 상기 밸브체측 자석부와의 반발력으로 상기 밸브체를 폐쇄방향으로 구동하고, 상기 회전측 자석부와 상기 밸브체측 자석부와의 흡인력으로 상기 밸브체를 개방방향으로 구동하는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
제4항 또는 제5항에 있어서,

상기 회전 부재는, 적어도 폐쇄 상태에 있는 상기 밸브체에 계합하여 해당 밸브체가 개방위치를 향하여 변위를 개시시키는 캠을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
제1항에 있어서,

상기 유출 개구부가 형성된 상기 본체 케이스의 개구면부와 상기 밸브체와의 사이에는 탄성 부재로 이루어지는 실 부재가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
유체를 유입시키는 유입 파이프와 유체를 유출시키는 유출 파이프가 접속되고, 상기 유입 파이프로부터 유입한 유체를 상기 유출 파이프에 유도하는 유체 유로가 내부에 형성된 본체 케이스와, 상기 유출 파이프에 연통하는 상기 본체 케이스의 유출 개구부를 개폐하기 위해 상기 본체 케이스의 내측에 배치된 밸브체와, 상기 밸브체를 개폐 구동하기 위한 모터와, 이 모터에 의해 구동되는 밸브체 구동 수단을 갖는 밸브 장치에 있어서,

상기 밸브체 구동 수단은, 상기 모터에 의해 회전되는 회전 부재와, 이 회전 부재에 장착된 회전측 영구자석을 가지며,

상기 밸브체는, 밸브체측 영구자석을 갖는 동시에, 밸브체용의 유지 부재에, 상기 유출 개구부를 개방 상태로 시키는 개방위치와 상기 유출 개구부를 폐쇄상태로 시키는 폐쇄위치와의 사이에서 이동 가능하도록 설치되며,

상기 모터가 회전함으로써 상기 회전측 영구자석과 밸브체측 영구자석과의 자기적인 흡인력 및 반발력에 의해, 상기 밸브체를 개방방향 및 폐쇄방향으로 가압하여, 상기 밸브체를 상기 개방위치와 폐쇄위치 사이에서 이동시키도록 한 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
제8항에 있어서,

상기 밸브체는, 상기 회전 부재의 회전 방향에 대하여 직교 방향으로 이동하고 상기 개방위치와 상기 폐쇄위치로 되도록 상기 유지 부재에 장착되며, 상기 회전측 영구자석과 밸브체측 영구자석과는 상기 회전 부재의 회전축 방향으로 대향하고 있는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
제9항에 있어서,

상기 회전 부재와 일체로, 상기 폐쇄위치에 있는 밸브체에 접촉하고 상기 밸브체의 개방방향으로의 이동을 개시시키기 위한 경사면을 갖는 캠을 설치한 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
제8항에 있어서,

상기 유출 개구부는 2개소 설치되는 동시에, 상기 밸브체는 상기 유출 개구부에 대응하는 상기 회전 부재의 회전축 방향의 위치에 2개소 설치되며, 상기 회전 부재가 1회전하는 사이에, 상기 2개의 유출 개구부는 「개-폐 모드」, 「개-개 모드」, 「폐-개 모드」, 「폐-폐 모드」의 4모드로 되는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
제11항에 있어서,

상기 유출 개구부와 상기 밸브체는, 각각 상기 회전 부재의 회전축에 대하여, 약 90도의 각도로 되도록 2개소씩 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
제8항에 있어서,

상기 회전 부재의 회전 방향의 기준 위치를 결정하는 위치 결정부가 상기 본체 케이스 측에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
제8항에 있어서,

상기 유출 개구부가 형성된 상기 본체 케이스의 개구면부와 상기 밸브체와의 사이에는 탄성 부재로 이루어지는 실 부재가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
제14항에 있어서,

상기 밸브체용의 유지 부재는, 상기 유출 개구부에 대응하는 위치에 상기 밸브체를 개폐 방향으로 안내하도록 유지하는 밸브체 유지구멍을 갖는 중간 저부와, 이 중간 저부의 외측에 형성된 원통 형상의 통부를 가지며, 상기 실 부재는, 상기 밸브체용의 유지 부재의 상기 통부에 의해 상기 본체 케이스의 개구면부에 밀어붙여지는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.