KR20070061403A

KR20070061403A - 밸브 구동 장치, 밸브 구동 장치의 제어 방법, 및 펌프

Info

Publication number: KR20070061403A
Application number: KR1020060123605A
Authority: KR
Inventors: 겐지 무라마츠
Original assignee: 니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤
Priority date: 2005-12-09
Filing date: 2006-12-07
Publication date: 2007-06-13
Also published as: JP4892697B2; US7703743B2; CN1978186A; JP2007162511A; US20070181838A1; CN1978186B

Abstract

밸브 본체의 폐지(閉止) 상태에 있어서의 밀봉성을 안정화시킬 수 있고, 나아가서는 밸브 본체의 폐지 상태에 관한 신뢰성을 향상시키는 것이 가능한 밸브 구동 장치, 밸브 구동 장치의 제어 방법, 및 펌프를 제공한다.

밸브 구동 장치(10)는, 고무 탄성을 가진 탄성체에 의해 형성된 다이어프램 밸브(diaphragm)(5)(의 비드(5d))를 개구부(20)의 주위(케이스 9)에 가압 상태로 맞닿는 것에 의해, 개구부(20)를 폐쇄시키는 가압 부재(스프링(4))을 설치하고, 리드 스크류(lead screw)(2)와 밸브 유지 부재(3)가 맞물려서, 리드 스크류(2)의 회전을 직동(直動)으로 변환함과 동시에, 리드 스크류(2)와 밸브 유지 부재(3)를 맞물리지 않음으로 하여, 개구부(20)가 다이어프램 밸브(5)에 의해 폐쇄된다.

Description

밸브 구동 장치, 밸브 구동 장치의 제어 방법, 및 펌프{VALVE ACTUATOR, CONTROL METHOD OF VALVE ACTUATOR AND PUMP}

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 밸브 구동 장치의 종단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시 형태에 관한 밸브 구동 장치의 분해도이다.

도 3은 도 1에 나타내는 밸브 구동 장치의 중심부를 확대한 확대도이다.

도 4는 도 1에 나타내는 밸브 구동 장치의 개구부가 개폐되는 모습을 나타내는 도이다.

도 5는 도 4에 나타내는 밸브 구동 장치의 중심부를 확대한 확대도이다.

도 6은 본 발명의 실시 형태에 관한 밸브 구동 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 설명도이다.

<부호의 설명>

1 모터

2 리드 스크류

3 밸브 유지 부재

4 스프링

5 다이어프램 밸브

6, 8, 9 케이스

7 판 스프링

10 밸브 구동 장치

11 씰 링

<기술 분야>

본 발명은, 모터 구동에 의해서, 밸브 유지 부재를 이동시켜 유로의 개폐를 실시하는 밸브 구동 장치, 밸브 구동 장치의 제어 방법, 및 펌프에 관한 것이다.

<배경 기술>

종래부터, 냉장고나 공조기에는, 스텝핑 모터(stepping motor) 등의 구동원에 의해서 밸브 본체를 이동시키고, 냉매의 유로를 개폐하는 것에 의해, 유로에 통하는 실(室)의 온도 제어를 실시하는 밸브 구동 장치가 설치되어 있다. 또, 최근에는, 노트북 컴퓨터 등의 모바일 기기의 전원으로서, 메탄올형 연료 전지가 개발되고 있지만, 이 메탄올형 연료 전지의 연료 전극 층(셀)에, 환원제가 되는 연료(메탄올이나 물)를 공급할 때에도, 그 유량을 조절하기 위해서 밸브 구동 장치가 이용되고 있다.

이와 같이, 현재, 밸브 구동 장치는 여러 가지 분야에서 이용되고 있지만, 탑재되는 장치가 소형화함에 수반하여, 냉매나 연료 등의 유체의 유량을 어떻게 정밀도 좋게 컨트롤하는지, 가 중요한 기술 과제가 되고 있다. 유체의 유량을 정밀도 좋게 컨트롤하는 방책(方策) 중 하나로서, 밸브 본체의 폐지(閉止) 성능(밀봉성)의 향상을 들 수 있다(예를 들면 특허문헌 1 및 특허문헌 2 참조).

특허문헌 1에는, 밸브 본체의 폐지 상태에 있어서의 밀폐성(밀봉성)을 향상시키는 컨트롤 밸브가 개시되어 있다. 구체적으로 설명하면, 특허문헌 1에는, 스텝핑 모터의 구동축을 정역회전(正逆回轉)시켜서, 승강체를 상하로 직동(直動)시킴과 동시에, 엔코더에 의해 모터의 탈조(脫調)를 검출하여, 다이어프램(diaphragm)(컨트롤 밸브)의 개도(開度)를 제어하는 밸브 구동 장치가 개시되어 있다. 그리고, 이 밸브 구동 장치에서는, 유체의 유입 구멍의 주위에 돌기가 형성되고, 이 돌기와 컨트롤 밸브가 끼워 맞추게 되어 있다. 이 때문에, 밸브 본체의 폐지 상태에 있어서의 밀봉성을 향상시키는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 특허문헌 2에는, 약액(藥液) 노즐의 토출 정밀도를 향상시키는 기판 처리 장치 및 토출 제어 방법이 개시되어 있다. 구체적으로 설명하면, 특허문헌 2에는, 약액이 유통하는 약액 배관을 개폐하는 유량 제어 밸브와, 엔코더를 가지는 기판 처리 장치가 개시되어 있다. 그리고, 이 기판 처리 장치에서는, 엔코더에 의해 모터의 탈조를 검출하여, 유통 제어 밸브를 폐지 상태로 하거나, 약액의 성질에 따라 유량 제어 밸브의 이동량(스트로크)을 조절하거나 하여, 약액 노즐의 토출 정도를 향상시키는 것이 가능하게 되어 있다.

이와 같이, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재된 발명은, 엔코더에 의해 모터의 탈조를 검출하여, 컨트롤 밸브나 유량 제어 밸브로 유로를 폐지함과 동시에, 돌기와 컨트롤 밸브와 끼워 맞춤시키거나, 유량 제어 밸브의 스트로크를 조절하거나 하여, 밸브 본체의 밀봉성을 향상시킬 수 있는 것으로 되어 있다.

[특허문헌 1] 특개2005-54954호 공보(도 1)

[특허문헌 2] 특개2004-327775호 공보(도 4)

<발명이 해결하려고 하는 과제>

그렇지만, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재된 발명은, 상술대로, 엔코더에 의해 모터의 탈조를 검출하여, 모터의 디텐트 토크(detent torque)에 의해서 밸브의 폐지 상태를 유지하려고 하고 있기 때문에, 모터, 및 로터로부터 밸브까지의 각부재의 오차가 중첩해 버리는(쌓아 올려져 버린다) 결과, 밸브 본체의 폐지 상태에 있어서의 밀봉성이 안정되지 않는다.

예를 들면, 컨트롤 밸브나 유통 제어 밸브 등의 밸브 본체가 유체의 유입 구멍(혹은 유출 구멍)에 맞닿아, 유로를 폐지하고 있는 상태에서는, 모터가 탈조하고 있기 때문에, 유체의 유입 구멍(혹은 유출 구멍)을 폐지하는 폐지력은, 밸브 본체의 탄성 변형 스트로크 내에서, 한편, 모터의 디텐트 극수의 범위 내에서, 불균형이 생기게 된다(유로를 폐지할 때마다 폐지력이 다르게 된다). 그 결과, 밸브 본체의 폐지 성능에 불균형이 생겨, 밸브 본체의 폐지 상태에 있어서의 밀봉성이 안정되지 않는다.

또, 유로를 폐지하고 있을 때, 너무나 강한 힘으로 밸브 본체가 밀러붙여지면, 히스테리시스(hysteresis)에 의해서 밸브 본체의 탄성력이 변화하거나, 맞닿는 부분의 마모가 진행되거나 하는 결과, 상술한 밸브 본체의 폐지 성능의 불균형을 더욱 야기시키고, 밸브 본체의 폐지 상태에 있어서의 밀봉성이 더욱 더 안정되지 않게 된다.

이와 같이, 종래의 밸브 구동 장치는, 밸브 본체의 폐지 상태에 있어서의 밀봉성이 안정되기 어렵기 때문에, 밸브 본체의 폐지 성능에 관한 신뢰성이 부족하게 되고 있었다.

본 발명은, 이상의 점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 밸브 본체의 폐지 상태에 있어서의 밀봉성을 안정화시킬 수 있고, 나아가서는 밸브 본체의 폐지 성능에 관한 신뢰성을 향상시키는 것이 가능한 밸브 구동 장치, 밸브 구동 장치의 제어 방법, 및 펌프를 제공하는 것이다.

<과제를 해결하기 위한 수단>

이상과 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은, 이하의 것을 제공한다.

(1) 모터에 의해서 회전되는 회전 부재에 맞물린 직동 부재와, 상기 회전 부재의 회전을 직동으로 변환하여 상기 직동 부재를 직동시키는 변환 수단과, 상기 직동 부재의 직동 동작에 수반하여 개구부를 개폐하는 다이어프램 밸브를 가지는 밸브 구동 장치에 있어서, 탄성체에 의해 형성된 상기 다이어프램 밸브를 상기 개구부에 가압 상태로 맞닿는 것에 의해, 상기 개구부를 폐쇄시키는 가압 부재를 구비하고, 상기 변환 수단은, 상기 회전 부재와 상기 직동 부재가 맞물림하여 상기 회전 부재의 회전을 직동으로 변환함과 동시에, 상기 회전 부재와 상기 직동 부재를 맞물리지 않고 상기 개구부가 상기 다이어프램 밸브에 의해서 폐쇄되는 것을 특 징으로 하는 밸브 구동 장치.

본 발명에 의하면, 회전 부재의 회전을 직동으로 변환하여 직동 부재를 직동시키는 변환 수단과, 탄성을 가지고, 직동 부재의 직동 동작에 수반하여 개구부를 개폐하는 다이어프램 밸브과, 다이어프램 밸브를 개구부에 가압 상태로 맞닿는 것에 의해, 개구부를 폐쇄시키는 가압 부재가 설치된 밸브 구동 장치로, 가압 부재로 가압된 다이어프램 밸브에 의해서, 회전 부재와 직동 부재를 맞물리지 않고 개구부가 폐쇄됨으로써, 다이어프램 밸브의 폐지 상태에 있어서의 밀봉성을 안정화시킬 수 있다.

즉, 본 발명에 관한 밸브 구동 장치에는, 다이어프램 밸브를 개구부(예를 들면 유체의 유입 구멍이나 유출 구멍)의 주위에 가압 상태로 맞닿는 것에 의해, 그 개구부를 폐쇄시키는 가압 부재가 설치되어 있다. 따라서, 다이어프램 밸브의 폐지 상태에 있어서, 회전 부재와 직동 부재가 맞물리지 않고 있어도, 이 가압 부재에 의해, 개구부를 폐지하는 폐지력을 안정적으로 얻을 수 있다. 그 결과, 다이어프램 밸브의 폐지 상태에 있어서의 밀봉성을 안정화시킬 수 있고, 나아가서는 다이어프램 밸브의 폐지 성능에 관한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또, 상술대로, 다이어프램 밸브의 폐지 상태에 있어서는, 회전 부재와 직동 부재와는 맞물리지 않고 있기 때문에, 과잉인 힘이 다이어프램 밸브에 가해져서, 히스테리시스에 기인하여 다이어프램 밸브의 탄성력이 변화하거나, 맞닿는 부분의 마모가 진행되거나 하지 않는다. 따라서, 이들이 원인으로, 다이어프램 밸브의 폐지 성능이 흐트러지는 것을 막을 수 있고, 나아가서는 다이어프램 밸브의 폐지 성 능에 관한 신뢰성 향상에 기여할 수 있다. 또한, 맞닿는 부분의 마모가 진행되는 것을 막는 것으로, 내구성 향상에 기여할 수도 있다.

또한, 종래의 밸브 구동 장치에서는, 개구부를 폐지하는 폐지력은, 밸브 본체의 탄성 변형 스트로크 내에서, 한편, 모터의 디텐트 극수의 범위 내에서 불균형이 생기고 있기 때문에, 정확한 폐지력의 예측은 곤란하였으나, 본 발명에 의하면, 이 폐지력을 가압 부재로부터 얻고 있기 때문에, 정확하게 설정할 수 있다. 또, 종래의 밸브 구동 장치에서는, 모터, 및 로터로부터 밸브까지의 각 부재의 오차가 중첩해 버리는(쌓아 올려져 버린다) 결과, 밸브 본체의 폐지 상태에 있어서의 밀봉성이 안정되지 않았지만, 본 발명에 의하면, 가압 부재의 가압력에 의해서 개구부를 폐지하는 것으로 하고 있으므로, 상술한 쌓아 올려 오차를 줄일 수 있고(폐지에 관련되는 부품수를 줄일 수 있고), 나아가서는 밀봉성을 안정시킬 수 있다.

여기서, 「가압 부재」는, 다이어프램 밸브를 개구부의 주위에 가압 상태로 맞닿을 수 있는 것이면 어떤 것이어도 좋고, 예를 들면, 코일 스프링, 판 스프링, 자기 스프링, 고무 등의 부재를 들 수 있다. 또, 크기·형상·단면적 등, 그 종류의 여하도 묻지 않는다.

또, 본 발명에 있어서, 다이어프램 밸브의 폐지 상태에서는, 회전 부재와 직동 부재와는 「맞물리지 않음」으로 되어 있지만, 이것은, 회전 부재와 직동 부재가 전혀 접촉하지 않는 경우가 포함되는 것은 물론, 회전 부재와 직동 부재가 일부에서 접촉하는 경우도 포함되는 것이다. 즉, 회전 부재와 직동 부재가 일부에서 접촉하고 있어도, 그 접촉 개소가 개구부를 폐지하는 폐지력에 영향을 주지 않는 개 소이면, 여기서 말하는 「맞물리지 않음」에 포함되는 것이다. 또, 이 「맞물리지 않음」에는, 회전 부재와 직동 부재가 접촉하고 있어도 부하가 걸리지 않은 경우가 포함되는 것으로 한다.

(2) 상기 직동 부재는, 상기 회전 부재에 맞물려 눌러지는 피가압부를 가지고, 이 피가압부가 눌러지는 것에 의해 직동하는 것을 특징으로 하는 (1) 기재의 밸브 구동 장치.

본 발명에 의하면, 상술한 직동 부재는, 회전 부재에 맞물려 눌러지는 피가압부를 가지고, 이 피가압부가 눌러지는 것에 의해서 직동하는 것으로 함으로써, 다이어프램 밸브가 폐지 상태에 이를 때까지는, 회전 부재에 의해 피가압부가 눌러지고, 직동 부재를 직동시키는 한편으로, 다이어프램 밸브가 폐지 상태가 된 경우에는, 회전 부재와 피가압부가 맞물리지 않게 된다. 그리고, 이 경우, 상술한 가압 부재에 의해서, 개구부를 폐지하는 힘을 안정적으로 얻을 수 있고, 나아가서는 다이어프램 밸브의 폐지 성능에 관한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

여기서, 「피가압부」는, 회전 부재와 맞물려 눌러지는 것이면 어떤 것이어도 좋고, 예를 들면, 회전 부재가 수나사인 경우에는, 이 수나사와 접촉하는 암나사의 경사면으로도 좋으며, 회전 부재가 플랜지를 가지고 있으면, 그 플랜지에 의해 눌러지는 부위(부재)로 하여도 좋다.

(3) 상기 회전 부재와 상기 피가압부는, 나사 결합 혹은 캠 결합에 의해서 맞물리고 있는 것을 특징으로 하는 (2) 기재의 밸브 구동 장치.

본 발명에 의하면, 상술한 회전 부재와 피가압부는, 나사 결합(수나사와 암 나사 혹은 락 앤드 피니언) 혹은 캠 결합에 의해서 맞물리고 있는 것으로 함으로써, 다이어프램 밸브가 폐지 상태에 이를 때까지는, 예를 들면 수나사의 회전 부재에 의해 암나사의 피가압부(수나사와 접촉하는 경사면)가 눌러지고, 직동 부재를 직동시키는 한편으로, 다이어프램 밸브가 폐지 상태가 되었을 경우에는, 수나사의 회전 부재와 암나사의 피가압부가 맞물리지 않게 된다. 그리고, 이 경우, 상술한 가압 부재에 의해서, 개구부를 폐지하는 힘을 안정적으로 얻을 수 있고, 나아가서는 다이어프램 밸브의 폐지 성능에 관한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

(4) 상기 회전 부재와 상기 피가압부는, 양자를 맞물리지 않고 상기 개구부를 상기 다이어프램 밸브에 의해서 폐쇄시키는 틈새를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 (2) 기재의 밸브 구동 장치.

본 발명에 의하면, 상술한 회전 부재와 피가압부는, 양자를 맞물리지 않고 개구부를 다이어프램 밸브에 의해서 폐쇄시키는 틈을 가지고 있는 것으로 함으로써, 피가압부를 가지는 직동 부재를, 피가압부를 누르는 방향과는 역방향으로 직동시키는 것에 의해서, 회전 부재와 피가압부와의 맞물리지 않는 상태를 간단하고 쉽게 만들어 낼 수 있다. 그 결과, 상술과 마찬가지로, 가압 부재에 의해서 개구부를 폐지하는 힘을 안정적으로 얻을 수 있고, 나아가서는 다이어프램 밸브의 폐지 성능에 관한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 밸브 구동 장치에 있어서는, 상기 모터는 스텝핑 모터이고, 상기 회전 부재는 상기 모터의 회전축에 고정된 리드 스크류(lead screw)이며, 상기 직동 부재는, 상기 리드 스크류와 축 방향으로 유격을 가지는 나사 결합에 의해서 맞 물리고 있음과 동시에 회전 저지되어 있도록 구성할 수 있다. 이 경우, 상기 직동 부재는, 상기 다이어프램 밸브를 유지하는 밸브 유지 부재로 할 수 있고, 이 밸브 유지 부재는 상기 리드 스크류와 동심상(同心狀)으로 형성되어 내부에 상기 리드 스크류와 맞물리는 나사부를 형성함과 동시에 외주부에는 상기 가압 부재를 받는 스프링 받이부가 설치되어 있도록 구성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 본 발명의 밸브 구동 장치를 소형인 구성으로 완성할 수 있다. 또, 본 발명의 밸브 구동 장치에 있어서, 상기 개구부가 상기 다이어프램 밸브에 의해서 폐쇄되어 있을 때는, 상기 밸브 유지 부재의 나사부의 나사는, 상기 리드 스크류와의 축 방향의 유격에 의해, 상기 리드 스크류의 나사와 맞물리지 않는 중간 위치로 설정되도록 하여 두면, 상기 다이어프램 밸브를 확실히 상기 가압 부재의 가압력에 의해서만 상기 개구부를 폐쇄하도록 할 수 있다.

(5) 상기 (1)로부터(4) 중 어느 하나에 기재한 밸브 구동 장치의 제어 방법으로서, 상기 직동 부재는, 상기 다이어프램 밸브를 상기 가압 부재에 의해 상기 개구부에 맞닿아 폐쇄할 때까지 구동하고, 상기 회전 부재와 상기 직동 부재와의 맞물리지 않는 위치에서 정지시킨 것을 특징으로 하는 밸브 구동 장치의 제어 방법.

본 발명에 의하면, 상술한 밸브 구동 장치의 제어 방법으로서, 직동 부재는, 다이어프램 밸브를 가압 부재에 의해 개구부에 맞닿아 폐쇄할 때까지 구동함과 동시에, 회전 부재와 직동 부재와의 맞물리지 않는 위치에서 정지시킴으로써, 다이어프램 밸브의 폐지 상태에 있어서, 상술한 가압 부재에 의해 개구부를 폐지하는 폐 지력을 안정적으로 얻을 수 있고, 나아가서는 다이어프램 밸브의 폐지 성능에 관한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

(6) 상기 직동 부재는, 상기 다이어프램 밸브를 상기 가압 부재에 의해 상기 개구부에 맞닿아 폐쇄할 때까지 구동하여 상기 직동 부재에 의해 상기 다이어프램 밸브를 맞닿아 폐쇄한 후, 상기 회전 부재를 역회전시켜 상기 회전 부재와 상기 직동 부재와의 맞물리지 않는 위치에서 정지시킨 것을 특징으로 하는, (5) 기재의 밸브 구동 장치의 제어 방법.

본 발명에 의하면, 직동 부재는, 다이어프램 밸브를 가압 부재에 의해 개구부에 맞닿아 폐쇄할 때까지 구동하여, 직동 부재에 의해 다이어프램 밸브를 맞닿아 폐쇄한 후, 회전 부재를 역전시켜 회전 부재와 직동 부재와의 맞물리지 않는 위치에서 정지시킴으로써, 모터의 회전 방향을 제어하는 것만으로, 회전 부재와 직동 부재와의 맞물리지 않는 상태를 간단하고 쉽게 만들어 낼 수 있다. 그리고, 이 맞물리지 않는 상태에 있어서, 상술한 가압 부재에 의해 개구부를 폐지하는 힘을 간단하고 쉬우며 또한 안정적으로 얻을 수 있다.

구체적으로는, 상기 모터는 스텝핑 모터이고, 상기 회전 부재는 상기 모터의 회전축에 고정된 리드 스크류이며, 상기 직동 부재는, 상기 리드 스크류와 축 방향으로 유격을 가지는 나사 결합에 의해서 맞물리고 있음과 동시에 회전 저지되어 있는 상기 다이어프램 밸브를 유지하는 밸브 유지 부재이고, 상기 모터를 회전시키는 것에 의해 상기 리드 스크류를 회전시켜, 이 리드 스크류에 맞물린 상기 밸브 유지 부재를 직동시켜서, 상기 개구부에 상기 다이어프램 밸브를 맞닿게 하고, 그 후, 상기 모터를 역회전시키는 것에 의해 상기 리드 스크류를 상기 밸브 유지 부재의 상기 축 방향의 유격에 의해 맞물리지 않는 위치에서 정지시켜, 상기 다이어프램 밸브를 상기 개구부에 상기 가압 부재의 가압력에 의해서만 맞닿게 하여 폐쇄하도록 할 수 있다.

(7) 상기 직동 부재는, 상기 다이어프램 밸브를 상기 가압 부재에 의해 상기 개구부에 맞닿아 폐쇄할 때까지 구동하여 상기 직동 부재에 의해 상기 다이어프램 밸브를 맞닿아 폐쇄하는 앞에서 정지시키고, 상기 회전 부재와 상기 직동 부재와의 맞물리지 않는 위치에서 정지시킨 것을 특징으로 하는, (5) 기재의 밸브 구동 장치의 제어 방법.

본 발명에 의하면, 직동 부재는, 다이어프램 밸브를 가압 부재에 의해 개구부에 맞닿아 폐쇄할 때까지 구동하고, 직동 부재에 의해 다이어프램 밸브를 맞닿아 폐쇄하는 앞에서 정지시키고, 회전 부재와 직동 부재와의 맞물리지 않는 위치에서 정지시킴으로써, 회전 부재와 직동 부재와의 맞물리지 않는 상태를 간단하고 쉽게 만들어 낼 수 있다. 특히, 상술한 제어 방법과 달리, 모터의 회전 방향을 바꿀 필요가 없으므로, 모터를 제어하는 제어 프로그램을 간이화(簡易化) 하면서, 개구부를 폐지하는 힘을 안정적으로 얻을 수 있다.

구체적으로는, 상기 모터는 스텝핑 모터이고, 상기 회전 부재는 상기 모터의 회전축에 고정된 리드 스크류이며, 상기 직동 부재는, 상기 리드 스크류와 축 방향으로 유격을 가지는 나사 결합에 의해서 맞물리고 있음과 동시에 회전 저지되어 있는 상기 다이어프램 밸브를 유지하는 밸브 유지 부재이고, 상기 모터를 회전시키는 것에 의해 상기 리드 스크류를 회전시켜, 이 리드 스크류에 맞물린 상기 밸브 유지 부재를 직동시키고, 상기 다이어프램 밸브가 상기 개구부에 맞닿은 후에 있어서, 상기 리드 스크류를 상기 밸브 유지 부재의 상기 축 방향의 유격에 의해 맞물리지 않는 위치에서 정지시켜, 상기 다이어프램 밸브를 상기 개구부에 상기 가압 부재의 가압력에 의해서만 맞닿게 하여 폐쇄하도록 할 수 있다.

(8) 상술한 밸브 구동 장치를 가지는 펌프로서, 유입 구멍에 연통하는 유입로(流入路)와, 상기 유입로에 배치된 유입 측의 상기 밸브 구동 장치와, 상기 유입로에 접속된 펌프실과, 상기 펌프실에 배치된 펌프 기구와, 상기 펌프실로부터 연장하여 복수의 유출 구멍의 각각에 연통하는 복수의 유출로와, 상기 복수의 유출로의 각각에 배치된 유출 측의 상기 밸브 구동 장치로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 펌프.

본 발명에 의하면, 펌프에, 유입로 및 유출로와, 유입로에 배치된 유입 측의 상기 밸브 구동 장치와, 유입로에 접속된 펌프실과, 펌프실에 배치된 펌프 기구와, 복수의 유출로의 각각에 배치된 유출 측의 상기 밸브 구동 장치를 설치하는 것으로 함으로써, 다이어프램 밸브의 폐지 성능에 관한 신뢰성을 향상시킨 펌프를 제공할 수 있다.

<발명의 효과>

본 발명에 관한 밸브 구동 장치, 펄프 구동 장치의 제어 방법, 및 펌프에 의하면, 모터의 디텐트 토크로서는 아니고, 밸브 구동 장치에 설치된 가압 부재에 의해, 개구부를 폐지하는 폐지력을 안정적으로 얻고 있으므로, 다이어프램 밸브의 폐 지 상태에 있어서의 밀봉성을 안정화시킬 수 있고, 나아가서는 다이어프램 밸브의 폐지 성능에 관한 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또, 다이어프램 밸브의 히스테리시스나 마모에 의해서, 다이어프램 밸브의 폐지 성능이 흐트러지는 것을 막을 수 있다. 또한, 다이어프램 밸브의 폐지력이 정확하게 설정할 수 있다.

<발명을 실시하기 위한 바람직한 형태>

이하, 본 발명을 실시하기 위한 바람직한 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하에서 설명하는 밸브 구동 장치는, 유입로, 유출로, 펌프실 및 펌프 기구 등을 가지는 펌프에 탑재하는 것이 가능하다.

[기계 구성]

도 1은, 본 발명의 실시 형태에 관한 밸브 구동 장치(10)의 종단면도이다. 도 2는, 본 발명의 실시 형태에 관한 밸브 구동 장치(10)의 분해도이다. 또한, 도 2의 왼쪽 반에는, 각 부품의 종단면도를 나타내고 있고, 도 2의 오른쪽 반에는, 각부품의 평면 단면도를 나타내고 있다.

도 1 및 도 2에 있어서, 밸브 구동 장치(10)는, 주로, 구동원이 되는 스텝핑 모터(이하, 간단히 「모터」라고 한다)(1)와, 모터(1)를 내설(內設)하는 케이스(6)와, 유체의 유입구(유입 구멍)(8a) 및 유체의 유출구(유출 구멍)(8b)가 형성되고, 케이스 6과 맞물리는 케이스 8로 구성되어 있다.

모터(1)의 회전축(1a)에는, 예를 들면 오른쪽 나사로 이루어지는 리드 스크류(2)가 압입(壓入) 고정되어 있고, 이 리드 스크류(2)는, 모터(1)의 회전 방향과 같은 방향으로 회전한다. 그리고, 리드 스크류(2)에는, 밸브 유지 부재(3)의 암나 사(3a)가 나사 맞춤되어 있다. 즉, 직동 부재의 일례에 상당하는 밸브 유지 부재(3)는, 회전 부재의 일례에 상당하는 리드 스크류(2)에 대하여 동심상으로 형성되고, 내부에 형성된 암나사(3a)를 통하여 리드 스크류(2)에 맞물리고 있다. 따라서, 모터(1)가 리드 스크류(2) 측에서 보아 CCW의 방향(반시계 방향)으로 회전하면, 밸브 유지 부재(3)는 모터(1)에 접근하는 한편으로, 모터(1)가 리드 스크류(2) 측에서 보아 CW의 방향(시계 방향)으로 회전하면, 밸브 유지 부재(3)는 모터(1)로부터 멀어지게 된다. 이와 같이, 리드 스크류(2)의 회전은, 리드 스크류(2)와 밸브 유지 부재(3)가 나사 결합에 의해서 맞물리고, 밸브 유지 부재(3)는 회전 방지되어 있기 때문에, 직동으로 변환된다.

밸브 유지 부재(3)의 외주 측에는, 스프링 받이부(3b)가 동심상으로 설치되어 있고, 이 스프링 받이부(3b)와 모터(1)에 의해서, 스프링(4)이 유지되고 있다.스프링(4)은 압축 코일 스프링로 이루어지고, 밸브 유지 부재(3)를 모터(1)로부터 이반(離反)하는 방향으로 가압하고 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 압축 코일 스프링을 채용하였으나, 예를 들면 「끌어당김 코일 스프링」을 채용할 수도 있다. 이 경우, 밸브 유지 부재(3)의 스프링 받이부(3b)의 반대면에, 끌어당김 코일 스프링을 유지할 수 있다.

밸브 유지 부재(3)의 중앙부에는, 오목 형상의 다이어프램 유지부(3c)가 설치되어 있고, 이 다이어프램 유지부(3c)는, 다이어프램 밸브(5)의 언더컷부(5a)와 끼워맞춰져 있다. 또, 밸브 유지 부재(3)에 있어서, 스프링 받이부(3b)와 다이어프램 유지부(3c)와의 사이의 플랜지부에는, 3개소의 원호 모양의 회전 방지 구멍 부(3d)가 형성되어 있다(도 2 참조).

모터(1)를 내설하는 케이스(6)에는, 일어서는 부분(6a)이 형성되어 있고, 이 일어서는 부분(6a)은, 상술한 회전 방지 구멍부(3d)와 맞물리도록 3분할 되어 있다(도 2 참조). 또, 도 2에 나타내는 바와 같이, 케이스(6)에는, 밸브로 이루어지는 다이어프램 밸브(5)의 배압을 모터(1) 측으로 놓아주기 위한 배압 놓음 구멍(6b)과, 모터(1)의 운전시의 열을 놓아주는 열 놓음 구멍(6c)이 열려 있고, 모터(1)의 설치, 위치 결정용의 판 스프링(7)이 비집고 들어가는 홈(6d)과, 모터(1)의 급전용 배선을 통하는 홈(6e)이 설치되어 있다. 또한, 리드 스크류(2)의 회전을 직동으로 변환하여 밸브 유지 부재(3)를 직동시키는 「변환 수단」으로서, 일어서는 부분(6a)과, 이것에 맞물리는 회전 방지 구멍부(3d)를 생각할 수 있다. 또, 판 스프링(7)은, 모터(1)의 양측에 끼워 넣는 리테이닝(retaining)부(7a), 스프링부 7b 및 스프링부 7c를 가지고 있고, 이들 각부의 작용에 의해서 모터(1)가 케이스(6)에 장착되게 되어 있다.

한편으로, 케이스 6과 케이스 9의 사이에는, 고무 탄성을 가지는 탄성체로 형성된 다이어프램 밸브(5)가 개재(介在)되어 있다. 더욱 구체적으로는, 다이어프램 밸브(5)의 외주부(5b)가, 케이스 6과 케이스 9에 끼워 고정되고(도 1 참조), 동시에, 비드(bead)(5e)도 사이에 두어 고정된다. 비드(5e)는, 유체가 케이스 6과 케이스 9와의 틈으로부터 빠져나오는 것을 막아, 밀봉성의 향상에 공헌하고 있다. 또, 다이어프램 밸브(5)의 막(膜)부(5c)는 변형하기 쉽기 때문에, 응력이 집중하지 않게 원호 모양으로 형성되어 있다.

케이스 8은, 다이어프램 밸브(5),케이스 9 및 씰 링(seal ring)(11)을 개재시킨 다음, 케이스 6과 맞물린다. 케이스 9에는, 유입구(8a)로부터 유입하는 유체를 유통시키는 유로(9a)와, 유출구(8b)에 유출하는 유체를 유통시키는 유로(9b)가 형성되어 있다. 여기서, 다이어프램 밸브(5)와 케이스 9에 의해서, 유로의 일부를 형성하고 있다. 그러므로, 유입구(8a)로부터 유입하여, 유로(9a)를 통과한 유체가, 개구부(20)를 통과한 후, 다이어프램 밸브(5)와 케이스 9에 의해서 구성된 유로를 거쳐 유로(9b)에 도달하게 되어 있다. 씰 링(11)은, 케이스 8과 케이스 9 사이에 끼워지도록 배치되고, 유체가 케이스 8과 케이스 9와의 틈으로부터 빠져나오는 것을 막아, 밀봉성의 향상에 공헌하고 있다.

다음에, 밸브 구동 장치(10)의 중심부(다이어프램 밸브(5)의 근방)에 대하여, 도 3을 이용하여 상술한다.

도 3은, 도 1에 나타내는 밸브 구동 장치(10)의 중심부를 확대한 확대도이다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 다이어프램 밸브(5)의 언더컷부(5a)의 모터(1)과는 반대 측의 면에는, 가늘고 날카로운 동심상의 비드(5d)가 형성되어 있다. 이 비드(5d)가 케이스 9와 맞닿는 면은, 개구부(20)를 폐지할 때의 밀봉면이 된다. 또, 다이어프램 유지부(3c)의 직경은, 가늘고 날카로운 비드(5d)의 직경보다 작아지도록 하고 있다. 이것에 의해, 비드(5d)에, 다이어프램 유지부(3c)로부터 충분한 압력이 가해지게 되어, 약간의 힘으로도 안정된 신뢰성이 높은 밀봉성을 얻을 수 있다.

또, 도 3에 있어서, 밸브는 개구 상태로, 리드 스크류(2)와, 다이어프램 유지부(3c)의 암나사(3a)는, 나사 피치와 나사산 각도가 같다. 또한, 회전축(1a)의 축 방향으로 유격(틈새)(Z)이 생겨 있다.

여기서, 본 실시 형태에 관한 밸브 구동 장치(10)에서는, 상술한 바와 같이, 스프링(4)에 의해서, 밸브 유지 부재(3)가 모터(1)로부터 이반하는 방향으로 가압 되고 있다. 따라서, 밸브 유지 부재(3)가 직동 동작하고 있을 때는, 리드 스크류(2)(의 나사부)에 있어서의 모터(1) 측의 경사면과 밸브 유지 부재(3)의 암나사(3a)에 있어서의 모터(1) 측과 반대 측의 경사면이 접촉한 상태, 즉 리드 스크류(2)와 밸브 유지 부재(3)가 맞물린 상태로 유지된다.

한편으로, 개구부(20)가 다이어프램 밸브(5)의 비드(5d)에 의해서 폐쇄되고 있을 때는, 리드 스크류(2)(의 나사부)에 있어서의 모터(1) 측과 반대 측의 경사면과, 밸브 유지 부재(3)의 암나사(3a)에 있어서의 모터(1) 측의 경사면이 접촉하고 있지않는 상태, 즉 리드 스크류(2)와 밸브 유지 부재(3)가 유격(Z)과의 사이에서 맞물리지 않은 상태로 유지된다.

개구부(20)를 폐쇄하는 형태에 대해서, 도 4 및 도 5를 이용하여 상술한다. 도 4는, 도 1에 나타내는 밸브 구동 장치(10)의 개구부(20)가 개폐되는 모습을 나타내는 도이다. 도 5는, 도 4에 나타내는 밸브 구동 장치(10)의 중심부를 확대한 확대도이다. 또한, 도 4(a) 및 도 5(a)는, 각각 도 1 및 도 3과 같은 도이다.

도 4(a) 및 도 5(a)에 나타내는 바와 같이, 밸브 유지 부재(3)가 직동 동작하고 있을 때는, 스프링(4)의 가압력에 의해서, 리드 스크류(2)와 펄프 유지 부 재(3)가 맞물리고 있다.

한편, 도 4(b) 및 도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 개구부(20)가 다이어프램 밸브(5)(의 비드 5d)에 의해서 폐쇄되고 있을 때는, 스프링(4)의 가압력과, 다이어프램 밸브(5)가 케이스 9로부터 받는 반작용의 힘이 균형을 맞추어, 리드 스크류(2)와 밸브 유지 부재(3)가 유격(Z)의 사이에 맞물리지 않게 되어 있다. 즉, 다이어프램 밸브(5)(의 비드 5d)는, 스프링(4)에 의해서 개구부(20)의 주위에 가압 상태로 맞닿게 되어 있고, 그 결과, 개구부(20)가 폐쇄되고 있다.

[본 실시 형태의 효과]

본 실시 형태에 관한 밸브 구동 장치(10)에 의하면, 스프링(4)에 의해, 개구부(20)를 폐지하는 폐지력을 안정적으로 얻을 수 있으므로, 다이어프램 밸브(5)의 폐지 상태에 있어서의 밀봉성을 안정화시킬 수 있고, 나아가서는 다이어프램 밸브(5)의 폐지 성능에 관한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또, 다이어프램 밸브(5)의 폐지 상태에 있어서, 리드 스크류(2)와 밸브 유지 부재(3)가 유격(Z)의 사이에서 맞물리지 않고 있기 때문에, 다이어프램 밸브(5)에 과잉인 힘이 가해지지 않고, 다이어프램 밸브(5)의 히스테리시스나 마모에 기인하여 폐지 성능이 흐트러지는 것을 막을 수 있다. 또, 스프링(4)의 가압력을 미리 계측해 두는 것에 의해서, 다이어프램 밸브(5)의 폐지 상태에 있어서의 폐지력이 어느 정도로 되는지를 정확하게 설정할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 관한 밸브 구동 장치(10)에 의하면, 스프링(4)을 외측으로, 리드 스크류(2)를 내측으로 하고 있으므로, 리드 스크류(2)가 스프링(4)의 축심의 일부가 되는 결과, 스프링(4)의 편향(偏向)을 막을 수 있고, 나아가서는 안정된 폐지력을 얻을 수 있다. 또, 밸브 유지 부재(3)의 다이어프램 유지부(3c)를 개구부(20)보다 작은 지름으로 하고 있으므로, 언더컷부(5a)가 폐지되고 있을 때, 다이어프램 밸브(5)가 균등하게 변형하게 되고, 나아가서는 안정된 신뢰성의 높은 밀봉제를 얻을 수 있다.

더욱이 또한, 모터(1)의 위치 결정 고정 방법을 판 스프링(7)으로 한방향으로부터 고정할 수 있도록 하고 있으므로, 모터(1)를 용이하게 부착할 수 있음과 동시에, 제조 코스트가 상승하는 것을 막을 수 있다.

[다른 실시 형태]

본 실시 형태에서는, 리드 스크류(2)와 밸브 유지 부재(3)와는, 수나사와 암나사(3a)에 의해서 맞물리고 있지만, 예를 들면 락 앤드 피니언에 의해서 맞물리고 있어도 좋다. 또, 본 실시 형태에서는, 리드 스크류(2)에 맞물려 눌러지는 피가압부의 일례로서, 밸브 유지 부재(3)의 암나사(3a)를 고려하고 있지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 리드 스크류(2)를 캠에 옮겨놓은 경우에는, 피가압부로서는, 그 캠과 맞닿는 부위(부재)가 피가압부가 된다.

또, 본 실시 형태에 관한 밸브 구동 장치(10)는, 도1 ~ 도 4에 나타내는 밸브 구동 장치(10)과 달리, 유입구(8a)와 유출구(8b)가 반대로 되어 있어도 좋고, 양자가 원형 구멍이 아니라 사각 구멍 등으로 되어 있어도 좋으며, 리드 스크류(2)가 회전축(1a)과 일체로 되어 있어도 좋고, 밸브 유지 부재(3)와 다이어프램 밸브(5)의 결합 상태가 요철(凹凸)이 반대로 되고 있어도 좋으며, 다이어프램 밸 브(5)에 있어서의 비드(5d)가 동그람을 띤 형상으로 되어 있어도 좋고, 다이어프램 밸브(5) 측은 아니고 케이스 9 측에 비드가 형성되어 있어도 좋으며, 여러 가지 변경 가능하다.

[제어 방법]

도 6은, 본 발명의 실시 형태에 관한 밸브 구동 장치(10)의 제어 방법을 설명하기 위한 설명도이다.

우선, 도 4(a) 및 도 5(a)를 이용해 설명한 바와 같이, 밸브 유지 부재(3)가 모터(1)로부터 이반하는 방향으로 직동 동작하고 있을 때는, 스프링(4)의 가압력에 의해서, 리드 스크류(2)(의 나사부)에 있어서의 모터(1) 측의 경사면과, 밸브 유지 부재(3)의 암나사(3a)에 있어서의 모터(1) 측과 반대 측의 경사면이 접촉한 상태가 되어 있다(도 6(a) 참조). 보다 구체적으로는, 모터(1)에 펄스 전압을 주어, 리드 스크류(2)를 CCW의 방향으로 회전시키면, 밸브 유지 부재(3)가 모터(1)로부터 이반하는 방향으로 전진하지만, 이 때, 리드 스크류(2)와 밸브 유지 부재(3)는 맞물리고 있다.

그리고, 밸브 유지 부재(3)의 비드(5d)가 케이스 9에 맞닿으면, 다이어프램 밸브(5)가 케이스 9로부터 반작용의 힘을 받기 시작하고, 이 반작용의 힘과 스프링(4)의 가압력이 균형을 이룰 때, 리드 스크류(2)(의 나사부)에 있어서의 모터(1) 측과 반대 측의 경사면과 밸브 유지 부재(3)의 암나사(3a)에 있어서의 모터(1) 측의 경사면은, 비접촉 상태로 천이(遷移)한다(도 6(b)).

이와 같이, 본 제어 방법은, 다이어프램 밸브(5)의 비드(5d)를 개구부(20)에 맞닿아 폐쇄할 때까지 구동하여, 비드(5d)가 깊이 가라앉는 위치보다 앞까지 모터(1)를 구동시킴과 동시에, 밸브 유지 부재(3)에 의해 다이어프램 밸브(5)를 깊게 가라앉히는 앞에서, 밸브 유지 부재(3)의 직동을 정지시킨다. 즉, 스프링(4)에 의해서, 비드(5d)를 소정량 무너뜨려 다이어프램 밸브(5)가 폐쇄한 위치보다, 리드 스크류(2)를 약간 진행해 정지시킨다(도 6(a) → 도 6(b)). 이것에 의해, 리드 스크류(2)와 밸브 유지 부재(3)를 맞물리지 않음으로 할 수 있고, 나아가서는 개구부(20)를 폐지하는 폐지력을 안정적으로 얻을 수 있다. 또, 밸브 유지 부재(3)의 직동을 소망한 위치에서 정지시키려면, 모터(1)에 주는 펄스 전압(펄스 수)을 적당히 조정하면 좋고, 모터(1)의 회전 방향을 바꿀 필요가 없으므로, 모터(1)를 제어하는 제어 프로그램을 간이화하면서, 개구부(20)를 폐지하는 폐지력을 안정적으로 얻을 수 있다.

다음에, 이어서 도 6(c) 및 도 6(d)을 이용하여, 밸브 구동 장치(10)의 다른 제어 방법에 대하여 설명한다.

우선, 상술한 바와 같이, 리드 스크류(2)와 밸브 유지 부재(3)를, 맞물리고 있는 상태로부터 유격(Z)의 사이에 맞물리지 않는 상태에 천이한다(도 6(a) → 도 6(b) 참조). 그리고, 또한 규정 스트로크 동작 이상의 펄스 전압을 모터(1)에게 줌으로써, 리드 스크류(2)(의 나사부)에 있어서의 모터(1)와 반대 측의 경사면과 밸브 유지 부재(3)의 암나사(3a)에 있어서의 모터(1) 측의 경사면이, 접촉한 상태로 천이한다(도 6(b) → 도 6(C)). 즉, 리드 스크류(2)와 밸브 유지 부재(3)는, 다시 맞물린다. 이 때, 다이어프램 밸브(5)의 비드(5d)의 선단은, 개구부(20)의 주위에 맞닿아 무너지고 있다(도 6(c) 참조).

그 후, 소정의 타이밍으로, 유격(Z)의 범위 내에서 모터(1)를 CW 방향으로 회전(반전)시킨다. 보다 구체적으로는, 예를 들면, CCW 방향으로 회전시키는 소정수의 펄스 전압을 모터(1)에게 주어 끝난 것을 계기로서, 모터(1)에 대해, CW 방향으로 회전시키는 4 ~ 5 스텝수의 펄스 전압을 준다. 이것에 의해, 유격(Z)의 범위에서 모터(1)를 약간(예를 들면 회전축(1a)을 약 90도) 반전시킬 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 엔코더가 불필요하고 있으므로, 제조 코스트 삭감, 모터(1)의 소형화에 이바지할 수 있다. 다만, 모터(1)에 엔코더를 설치하고, 이것에 의해 모터(1)의 탈조를 검출한 것을 계기로서 상술한 4 ~ 5 스텝수의 펄스 전압을 주는 것으로 하여도 상관없다.

유격(Z)의 범위에서 모터(1)를 약간 반전시키면, 밸브 유지 부재(3)는 스프링(4)의 가압력에 의해 밀어붙인 채로, 밸브는 폐지 상태가 된다. 즉, 리드 스크류(2)(의 나사부)에 있어서의 모터(1) 측과 반대 측의 경사면과 밸브 유지 부재(3)의 암나사(3a)에 있어서의 모터(1) 측의 경사면은, 비접촉 상태로 천이한다(도 6(d)). 이 때, 비드(5d)는, 다이어프램 밸브(5)가 케이스 9로부터 받는 반작용의 힘과 스프링(4)의 가압력이 균형을 이루는 위치까지 탄성력(복원력)에 의해서 복원하고, 그 선단은, 조금 패인 상태가 된다.

이와 같이, 본 제어 방법은, 스프링(4)에 의해서 다이어프램 밸브(5)의 비드(5d)를 개구부(20)의 주위에 맞닿아서, 비드(5d)가 깊이 들어가는 위치보다 앞까지 모터(1)를 구동시킴과 동시에, 밸브 유지 부재(3)에 의해 다이어프램 밸브(5)를 깊게 들어가게 한 후, 후퇴시켜 리드 스크류(2)와 밸브 유지 부재(3)와의 맞물리지 않는 위치로, 밸브 유지 부재(3)의 직동을 정지시킨다(도 6(c) → 도 6(d)). 이것에 의해, 개구부(20)를 폐지하는 폐지력을 안정적으로 얻을 수 있다. 또, 본 제어 방법은, 모터(1)의 회전 방향을 제어하는 것만으로, 리드 스크류(2)와 밸브 유지 부재(3)와의 맞물리지 않는 상태를 간단하고 쉽게 만들어 낼 수 있는 것이므로, 개구부(20)를 폐지하는 힘을 간단하고 쉬우며 또한 안정적으로 얻을 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 상술한 밸브 구동 장치(10)의 제어 방법에 의하면, 모터 회전력에 의해 밀봉성을 확보하는 것이 아니라, 스프링(4)의 가압력에 의한 안정된 밀봉성을 확보할 수 있다. 또, 다이어프램 밸브(5), 리드 스크류(2)에 큰 응력을 남기지 않고 내구성이 높은 밸브를 제공할 수 있다. 또한, 스프링(4)의 가압력에 의해서, 개구부(20)를 폐지하는 폐지력을 안정적으로 얻을 수 있으므로, 다이어프램 밸브(5)의 폐지 성능에 관한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 도 6(d)에 나타내는 상태에 있어서, 또한 모터(1)를 CW 방향으로 회전시킨 경우에는, 밸브 유지 부재(3)는, 도 6(a)에 나타내는 상태로 모터(1) 측에 끌어들일 수 있어, 밸브가 개방된다. 이와 같이 하여, 모터(1)에 주는 펄스 수에 의해서, 밸브의 개도를 제어하는 것도 가능하다.

[산업상의 이용 가능성]

본 발명에 관한 밸브 구동 장치, 밸브 구동 장치의 제어 방법, 및 펌프는, 밸브 본체의 폐지 성능에 관한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 것으로서 유용하다.

본 발명에 관한 밸브 구동 장치, 펄프 구동 장치의 제어 방법, 및 펌프에 의하면, 모터의 디텐트 토크로서는 아니고, 밸브 구동 장치에 설치된 가압 부재에 의해, 개구부를 폐지하는 폐지력을 안정적으로 얻고 있으므로, 다이어프램 밸브의 폐지 상태에 있어서의 밀봉성을 안정화시킬 수 있고, 나아가서는 다이어프램 밸브의 폐지 성능에 관한 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또, 다이어프램 밸브의 히스테리시스나 마모에 의해서, 다이어프램 밸브의 폐지 성능이 흐트러지는 것을 막을 수 있다. 또한, 다이어프램 밸브의 폐지력이 정확하게 설정할 수 있다.

Claims

모터에 의해 회전되는 회전 부재에 걸어 맞춤한 직동(直動) 부재와,

상기 회전 부재의 회전을 직동으로 변환하여 상기 직동 부재를 직동시키는 변환 수단과,

상기 직동 부재의 직동 동작에 수반하여 개구부를 개폐하는 다이어프램(diaphragm) 밸브를 가지는 밸브 구동 장치에 있어서,

탄성체로 형성된 상기 다이어프램 밸브를 상기 개구부에 가압 상태로 맞닿음으로써, 상기 개구부를 폐쇄시키는 가압 부재를 구비하고,

상기 변환 수단은, 상기 회전 부재와 상기 직동 부재가 걸어 맞춤하여 상기 회전 부재의 회전을 직동으로 변환함과 동시에, 상기 회전 부재와 상기 직동 부재를 걸어 맞춤하지 않고 상기 개구부가 다이어프램 밸브에 의해 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 밸브 구동 장치.
제 1항에 있어서,

상기 직동 부재는, 상기 회전 부재에 걸어 맞춤하여 눌려지는 피가압부를 가지고, 이 피가압부가 눌려지는 것에 의해 직동하는 것을 특징으로 하는 밸브 구동 장치.
제 2항에 있어서,

상기 회전 부재와 상기 피가압부는, 나사 결합 혹은 캠 결합에 의해 걸어 맞춤하고 있는 것을 특징으로 하는 밸브 구동 장치.
제 2항에 있어서,

상기 회전 부재와 상기 피가압부는, 양자(兩者)를 걸어 맞춤하지 않고 상기 개구부를 다이어프램 밸브에 의해 폐쇄시키는 틈을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 밸브 구동 장치.
제 1항에 있어서,

상기 모터는 스테핑(stepping) 모터이고, 상기 회전 부재는 상기 모터의 회전축에 고정된 리드 스크류(lead screw)이며, 상기 직동 부재는, 상기 리드 스크류와 축 방향으로 유격을 가지는 나사 결합에 의해 걸어 맞춤하고 있음과 동시에 회전 정지되고 있는 것을 특징으로 하는 밸브 구동 장치.
제 5항에 있어서,

상기 직동 부재는, 상기 다이어프램 밸브를 유지하는 밸브 유지 부재이고, 이 밸브 유지 부재는 상기 리드 스크류와 동심상(同心狀)에 형성되어 내부에 상기 리드 스크류와 걸어 맞춤하는 나사부를 형성함과 동시에 외주부에는 상기 가압 부재를 받는 스프링 받이부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브 구동 장치.
제 6항에 있어서,

상기 개구부가 상기 다이어프램 밸브에 의해 폐쇄되어 있을 때에는, 상기 밸브 유지 부재의 나사부의 나사는, 상기 리드 스크류와의 축 방향의 유격에 의해, 상기 리드 스크류의 나사와 걸어 맞춤하지 않는 중간 위치에 설정되고, 상기 다이어프램 밸브는 상기 가압 부재의 가압력에 의해서만 상기 개구부를 폐쇄하고 있는 것을 특징으로 하는 밸브 구동 장치.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 기재한 밸브 구동 장치의 제어 방법에 있어서,

상기 직동 부재는, 상기 다이어프램 밸브를 상기 가압 부재에 의해 상기 개구부에 접하여 폐쇄하기까지 구동하고, 상기 회전 부재와 상기 직동 부재와의 걸어 맞춤하지 않는 위치에서 정지시킨 것을 특징으로 하는 밸브 구동 장치의 제어 방법.
제 8항에 있어서,

상기 직동 부재는, 상기 다이어프램 밸브를 상기 가압 부재에 의해 상기 개구부에 접하여 폐쇄하기까지 구동하여 상기 직동 부재에 의해 상기 다이어프램 밸브를 접하여 폐쇄한 후, 상기 회전 부재를 역회전시켜서 상기 회전 부재와 상기 직동 부재와의 걸어 맞춤하지 않는 위치에서 정지시킨 것을 특징으로 하는 밸브 구동 장치의 제어 방법.
제 9항에 있어서,

상기 모터는 스테핑 모터이고, 상기 회전 부재는 상기 모터의 회전축에 고정된 리드 스크류이며, 상기 직동 부재는, 상기 리드 스크류와 축 방향에 유격을 가지는 나사 결합에 의해 걸어 맞춤하고 있음과 동시에 회전 정지되어 있는 상기 다이어프램 밸브를 유지하는 밸브 유지 부재이고,

상기 모터를 회전시키는 것에 의해 상기 리드 스크류를 회전시켜, 이 리드 스크류에 걸어 맞춤한 상기 밸브 유지 부재를 직동시켜서, 상기 개구부에 상기 다이어프램 밸브를 접하게 하며,

그 후, 상기 모터를 역회전시키는 것에 의해 상기 리드 스크류를 상기 밸브 유지 부재와의 상기 축 방향의 유격에 의해 걸어 맞춤하지 않는 위치에서 정지시키고,

상기 다이어프램 밸브를 상기 개구부에 상기 가압 부재의 가압력에 의해서만 접하게 하여 폐쇄하도록 한 것을 특징으로 하는 밸브 구동 장치의 제어 방법.
제 8항에 있어서,

상기 직동 부재는, 상기 다이어프램 밸브를 상기 가압 부재에 의해 상기 개구부에 접하여 폐쇄하기까지 구동하여 상기 직동 부재에 의해 상기 다이어프램 밸브를 접하여 폐쇄하기 직전에 정지시켜서, 상기 회전 부재와 상기 직동 부재와의 걸어 맞춤하지 않는 위치에서 정지시킨 것을 특징으로 하는 밸브 구동 장치의 제어 방법.
제 11항에 있어서,

상기 모터는 스테핑 모터이고, 상기 회전 부재는 상기 모터의 회전축에 고정된 리드 스크류이며, 상기 직동 부재는, 상기 리드 스크류와 축 방향에 유격을 가진 나사 결합에 의해 걸어 맞추고 있음과 동시에 회전 정지되어 있는 상기 다이어프램 밸브를 유지하는 밸브 유지 부재이고,

상기 모터를 회전시키는 것에 의해 상기 리드 스크류를 회전시켜서, 이 리드 스크류에 걸어 맞춤한 상기 밸브 유지 부재를 직동시키며,

상기 다이어프램 밸브가 상기 개구부에 접한 후에 있어서, 상기 리드 스크류를 상기 밸브 유지 부재와의 상기 축 방향의 유격에 의해 걸어 맞춤하지 않게 되는 위치에서 정지시키고,

상기 다이어프램 밸브를 상기 개구부에 상기 가압 부재의 가압력에 의해서만 접하게 하여 폐쇄하도록 한 것을 특징으로 하는 밸브 구동 장치의 제어 방법.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 기재한 밸브 구동 장치를 가진 펌프에 있어서,

유입 구멍에 연통하는 유입로와,

상기 유입로에 배치된 유입 측의 상기 밸브 구동 장치와,

상기 유입로에 접속된 펌프실과,

상기 펌프실에 배치된 펌프 기구와,

상기 펌프실에서부터 연장하여 복수의 유출 구멍의 각각에 연통하는 복수의 유출로와,

상기 복수의 유출로의 각각에 배치된 유출 측의 상기 밸브 구동 장치로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 펌프.