KR20200007704A - 밸브 구동 장치 - Google Patents

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KR20200007704A
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사토루 요코에
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니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤
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Abstract

소음을 저감함과 함께 회동축의 기울기를 억제함으로써 원활한 동력 전달 전환을 행할 수 있는 동력 전달 전환부를 구비하는 밸브 구동 장치를 제공한다.
밸브체 구동 기구를 갖는 밸브 구동 장치에 있어서, 밸브체 구동 기구는 모터와 구동측 기어와 종동측 기어와, 동력 전달 상태와 동력 비전달 상태를 전환 가능한 동력 전달 전환부를 구비하고, 동력 전달 전환부는 구동측 기어에 형성되는 적어도 하나의 볼록부와, 종동측 기어에 대하여 회동 가능하게 종동측 기어에 설치되며, 볼록부와 계합 가능한 회전 규제부를 구비하고, 회전 규제부는, 종동측 기어에 삽입되어 있는 회동축과, 회동축의 축선 방향에 있어서 회동축의 일단측에 마련되며, 종동측 기어의 반경 방향 외측을 향하여 밀어붙여져 있는 레버부와, 회동축의 축선 방향에 있어서 회동축의 타단측에 설치되어 있는 발부를 갖고, 발부는 레버부를 밀어붙이는 밀어붙임 힘에 의한 상기 회동축의 기울기를 규제한다.

Description

밸브 구동 장치{VALVE DRIVE DEVICE}
본 발명은, 유체 유량을 조절하는 밸브를 구동하는 밸브 구동 장치에 관한 것이다.
종래, 냉장고 등의 고내를 냉각하기 위해, 냉매를 공급하는 냉매 밸브 장치가 있다. 이 냉매 밸브 장치에는, 밸브를 구동시켜 고내에 공급하는 냉매의 공급량을 조정하는 밸브 구동 장치를 구비한 것이 있다(특허문헌 1).
일본 특허 제5615993호 공보
특허문헌 1에 기재된 냉매 밸브 장치는, 냉매 입구, 냉매 출구 및 밸브 시트면을 구비한 기대에 있어서, 상기 냉매 입구 및 상기 냉매 출구 중 어느 한쪽 구멍에 치우친 위치를 중심으로 회전 가능한 밸브체와, 당해 밸브체를 회전시키는 밸브체 구동 기구를 구비하고 있다. 밸브체 구동 기구는, 스테핑 모터(이하, 모터라 함)와, 당해 모터의 구동축과 일체로 회전하는 피니언과, 당해 피니언과 맞물려, 밸브체와 일체로 회전하는 출력 기어를 구비하고 있다.
상기 모터가 회전하면, 당해 모터와 일체로 회전하는 피니언을 통해 출력 기어, 나아가서는 밸브체도 회전한다. 이에 의해, 상기 밸브체는, 상기 냉매 입구 및 상기 냉매 출구 중 어느 한쪽의 개방 상태를 조정할 수 있어, 냉매의 공급량을 조절할 수 있다.
이 밸브체 구동 기구에서는, 상기 피니언을 정회전 방향으로 회전시킴으로써, 상기 출력 기어 및 상기 밸브체를 제1 회전 규제 위치로부터 모터를 정회전 방향으로 회전시킨 위치인 제2 회전 규제 위치까지 회전시킬 수 있다.
여기서, 냉매의 공급량을 조정하기 위해 상기 모터를 역회전 방향으로 회전시켜 제2 회전 규제 위치로부터 제1 회전 규제 위치까지 회전시키면, 상기 출력 기어의 암부와 상기 피니언의 피맞닿음부가 맞닿아, 피니언의 상기 역회전 방향으로의 회전이 규제된 상태가 된다. 이에 의해, 상기 역회전 방향으로의 상기 피니언의 회전이 규제된 상태에서 상기 모터가 상기 역회전 방향으로의 회전을 계속하려고 하기 때문에, 상기 모터에 있어서 탈조가 발생한다. 그 결과, 상기 모터의 탈조 시에, 상기 암부와 상기 피맞닿음부가 충돌하여 소음(충돌음)을 발생시키는 경우가 있다.
상기 밸브체 구동 기구에 있어서, 예를 들어 상기 제1 회전 규제 위치에 있어서의 상기 피니언으로부터 상기 출력 기어로의 동력의 전달을 절단함으로써, 상기 모터의 탈조를 방지하고, 상기 소음의 발생을 억제할 수 있는 구성의 실현을 검토하고 있다.
그런데, 상기 밸브체 구동 기구를 상기 제1 회전 규제 위치에 있어서 상기 피니언으로부터 상기 출력 기어로의 동력의 전달을 절단하도록 구성하는 경우, 상기 제1 회전 규제 위치로부터 상기 제2 회전 규제 위치로 상기 출력 기어를 회전시키기 위해 상기 피니언과 상기 출력 기어를 맞물리게 하여 동력 전달을 가능하게 하는 구성이 바람직하다. 즉, 상기 밸브체 구동 기구에 있어서 동력 전환 수단을 구비하는 것이 바람직하다. 이 동력 전환 수단은, 예를 들어 상기 피니언을 상기 제1 회전 규제 위치에 있어서 역회전 방향으로 회전시킨 경우, 상기 피니언과 상기 출력 기어를 맞물리게 하지 않고, 상기 피니언을 상기 정전 방향으로 회전시킨 경우, 상기 피니언과 상기 출력 기어가 맞물리는 클러치 기구 등으로 구성하는 것을 검토하고 있다.
여기서, 상기 클러치 기구에 있어서, 동력 전달 상태의 전환을 행하는 구성의 하나로서, 예를 들어 상기 출력 기어측에 마련되며, 상기 피니언을 향하여 밀어붙여지는 레버 부재를 회동시킴으로써 레버 부재와 상기 피니언의 접촉 상태와, 비접촉 상태를 전환하여 동력 전달 상태의 전환을 행하는 구성을 검토하고 있다.
이 구성에서는, 회동축을 중심으로 상기 레버 부재를 회동 가능하게 하고, 상기 피니언을 향하여 상기 레버 부재를 밀어붙임으로써, 상기 레버 부재가 상기 피니언과 접촉한 상태와, 상기 레버 부재를 밀어붙이는 밀어붙임 힘에 저항하여 상기 피니언으로부터 이격된 상태를 전환할 수 있다. 이와 같은 구성에서는, 상태를 전환하기 위해, 상기 피니언을 향하여 밀어붙여진 레버 부재를 원활하게 회동시키는 것이 바람직하다.
그러나, 상기 회동축의 축선 방향에 있어서, 레버 부재에 있어서 상기 밀어붙임 힘이 작용하는 부위와, 상기 회동축의 축선 방향에 있어서의 상기 회동축의 중심이 어긋난 위치에 있으면, 상기 회동축은, 상기 밀어붙임 힘에 의해 상기 축선 방향에 있어서 쓰러짐이 발생하여, 상기 축선 방향에 있어서 상기 회동축에 기울기가 발생하는 경우가 있다. 그 결과, 상기 레버 부재의 회동에 매끄럽지 못한 부분이 발생하는 것이나 상기 레버 부재가 회동할 때에 있어서의 상기 출력 기어와의 마찰력이 증대됨으로써, 상기 레버 부재의 원활한 회동이 방해되게 된다.
본 발명은, 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 소음을 저감함과 함께 회동축의 기울기를 억제함으로써 원활한 동력 전달 전환을 행할 수 있는 동력 전달 전환부를 구비하는 밸브 구동 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명에 관한 밸브 구동 장치는, 밸브체를 구동시키는 밸브체 구동 기구를 갖는 밸브 구동 장치이며, 상기 밸브체 구동 기구는, 모터와, 상기 모터에 의해 회전 구동되는 구동측 기어와, 상기 구동측 기어와 맞물린 상태에 있어서, 상기 구동측 기어의 회전에 의해 상기 밸브체를 회전시키는 종동측 기어와, 상기 구동측 기어가 상기 종동측 기어와 맞물려 상기 모터의 동력을 상기 종동측 기어에 전달하는 동력 전달 상태와, 상기 구동측 기어와 상기 종동측 기어의 맞물림 상태가 해제된 동력 비전달 상태를 전환 가능한 동력 전달 전환부를 구비하고, 상기 동력 전달 전환부는, 상기 구동측 기어에 형성되며, 당해 구동측 기어의 반경 방향을 향하여 돌출되는 적어도 하나의 볼록부와, 상기 종동측 기어에 대하여 회동 가능하게 상기 종동측 기어에 설치되며, 상기 볼록부와 계합 가능한 회전 규제부를 구비하고, 상기 회전 규제부는, 상기 종동측 기어에 삽입되어 있는 회동축과, 상기 회동축의 축선 방향에 있어서 당해 회동축의 일단측에 마련되며, 상기 종동측 기어의 반경 방향 외측을 향하여 밀어붙여져 있는 레버부와, 상기 회동축의 축선 방향에 있어서 당해 회동축의 타단측에 마련되어 있는 발부를 갖고, 상기 발부는, 상기 레버부를 밀어붙이는 밀어붙임 힘에 의한 상기 회동축의 기울기를 규제하는 것을 특징으로 한다.
본 양태에 있어서의 상기 회전 규제부는, 상기 종동측 기어에 삽입되어 있는 회동축과, 상기 회동축의 축선 방향에 있어서 당해 회동축의 일단측에 마련되며, 상기 종동측 기어의 반경 방향 외측을 향하여 밀어붙여져 있는 레버부와, 상기 회동축의 축선 방향에 있어서 당해 회동축의 타단측에 마련되어 있는 발부를 갖고, 상기 발부는, 상기 레버부를 밀어붙이는 밀어붙임 힘에 의한 상기 회동축의 기울기를 규제하므로, 상기 회동축의 기울기를 억제할 수 있어, 동력 전달 전환부에 있어서의 동력 전달 전환을 원활하게 할 수 있다.
또한, 본 양태에서는, 동력 전달 전환부에 있어서 구동측 기어와 종동측 기어의 맞물림 상태를 전환함으로써 동력 전달의 상태를 전환할 수 있어, 상기 모터를 탈조시킬 필요가 없으므로, 소음을 저감시킬 수 있다.
본 발명에 관한 밸브 구동 장치에 있어서, 상기 발부는 상기 레버부가 밀어붙여지는 방향과 반대의 방향으로 연장되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 양태에 있어서 「상기 레버부가 밀어붙여지는 방향과 반대의 방향으로 연장되어 있다」란, 밀어붙임 방향에 대하여 180도 반전된 방향으로만 한정되는 것은 아니고, 밀어붙임 방향에 대하여 반대 방향으로 작용하는 힘의 벡터 성분을 포함하는 방향으로 연장되어 있는 것도 포함하고 있다.
여기서, 상기 레버부는 밀어붙임 힘에 의해 밀어붙여져 있다. 이에 의해 상기 회동축에는, 상기 밀어붙임 힘에 의해 상기 회동축을 축선 방향에 대하여 기울어지게 하는 회전 모멘트가 발생한다. 본 양태에 있어서의 상기 발부는 상기 레버부가 밀어붙여지는 방향과 반대의 방향으로 연장되어 있으므로, 상기 회전 모멘트에 의해 상기 회전축이 기울려고 하면, 상기 발부가 상기 종동측 기어에 압박되게 되므로, 상기 회전축이 기울려고 하는 것을 확실하게 규제할 수 있다.
본 양태에 있어서의 상기 발부는 상기 회동축으로부터 상기 종동측 기어의 반경 방향 내측을 향하여 연장되어 있는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 회전 규제부는, 상기 레버부를 구동측 기어의 볼록부와 계합 가능한 구성으로 하기 때문에, 상기 종동측 기어에 있어서 당해 종동측 기어의 반경 방향 외주측에 가까운 위치에 마련할 필요가 있다. 따라서, 상기 발부를 상기 회동축으로부터 상기 종동측 기어의 반경 방향 외측을 향하여 연장시키는 구성으로 하면, 상기 발부의 길이가 짧아진다.
본 양태에 의하면, 상기 발부가 상기 회동축으로부터 상기 종동측 기어의 반경 방향 내측을 향하여 연장되어 있으므로, 상기 발부를 상기 반경 방향 외측으로 연장시킨 경우에 비해 상기 발부의 길이를 길게 할 수 있다. 그 결과, 상기 회동축을 쓰러지기 어렵게 할 수 있다.
본 발명에 관한 밸브 구동 장치에 있어서, 상기 종동측 기어에는, 반경 방향 외측, 또한 상기 종동측 기어의 축선 방향에 있어서 상기 종동측 기어의 일방측의 면으로부터 돌출되는 볼록형부가 형성되고, 상기 종동측 기어의 축선 방향에 있어서 상기 종동측 기어를 관통하는 구멍부가 형성되고, 상기 구멍부의 일부는, 상기 볼록형부에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 양태에 있어서의 상기 종동측 기어에는, 반경 방향 외측, 또한 상기 종동측 기어의 축선 방향에 있어서 상기 종동측 기어의 일방측의 면으로부터 돌출되는 볼록형부가 형성되고, 상기 종동측 기어의 축선 방향에 있어서 상기 종동측 기어를 관통하는 구멍부가 형성되고, 상기 구멍부의 일부는, 상기 볼록형부에 형성되어 있으므로, 상기 회전 규제부의 상기 회동축을 상기 종동측 기어의 상기 반경 방향 외주측에 가까운 위치에 배치할 수 있어, 상기 발부의 길이를 보다 길게 할 수 있다. 그 결과, 상기 회동축의 쓰러짐을 확실하게 억제할 수 있다.
본 발명에 관한 밸브 구동 장치에 있어서, 상기 구멍부의 일부는, 상기 종동측 기어의 톱니의 치저원보다도 상기 종동측 기어의 반경 방향 외측에 위치하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 양태에서는, 상기 회전 규제부의 상기 회동축의 일부를 상기 종동측 기어의 치저원의 외측에 배치할 수 있어, 상기 발부의 길이를 보다 길게 할 수 있다. 그 결과, 상기 회동축의 쓰러짐을 확실하게 억제할 수 있다.
본 발명에 관한 밸브 구동 장치에 있어서, 상기 볼록형부에는, 상기 구멍부에 대응하는 위치에, 상기 종동측 기어의 축선 방향을 따라서 연장되어, 상기 회동축을 지지하는 지지면이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 양태에 있어서의 상기 볼록형부에는, 상기 구멍부에 대응하는 위치에, 상기 종동측 기어의 축선 방향을 따라서 연장되어, 상기 회동축을 지지하는 지지면이 형성되어 있으므로, 상기 발부에 더하여, 상기 지지면도 상기 회동축을 지지하여 상기 회동축의 쓰러짐을 억제할 수 있다. 그 결과, 상기 회전 규제부의 상기 회동축을 중심으로 한 회동을 보다 원활하게 할 수 있다.
본 발명에 관한 밸브 구동 장치에 있어서, 상기 종동측 기어에는, 상기 구멍부와 연통하고, 상기 발부를 삽입 가능한 슬릿부가 형성되고, 상기 종동측 기어의 축선 방향에 있어서 상기 일방측의 면과 반대측의 타방측의 면에는, 상기 슬릿부에 연통하고, 상기 발부를 수용함과 함께, 상기 회전 규제부의 회동에 따르는 상기 발부의 회동을 허용하는 발부 수용부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 양태에 있어서의 상기 종동측 기어에는, 상기 구멍부와 연통하고, 상기 발부를 삽입 가능한 슬릿부가 형성되고, 상기 종동측 기어의 축선 방향에 있어서 상기 일방측의 면과 반대측의 타방측의 면에는, 상기 슬릿부에 연통하고, 상기 발부를 수용함과 함께, 상기 회전 규제부의 회동에 따르는 상기 발부의 회동을 허용하는 발부 수용부가 형성되어 있다. 따라서, 상기 발부는, 상기 종동측 기어의 타방측의 면에 마련된 발부 수용부에 수용되어 있으므로, 상기 축선 방향에 있어서의 상기 밸브체 구동 기구의 사이즈의 소형화를 도모할 수 있다.
본 발명에 관한 밸브 구동 장치에 있어서, 상기 회전 규제부를 상기 종동측 기어의 반경 방향 외측을 향하여 밀어붙이는 밀어붙임 부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 양태에 의하면, 상술한 작용 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 관한 밸브 구동 장치에 있어서, 상기 밀어붙임 부재는 상기 종동측 기어의 축부에 보유 지지되는 비틀림 스프링이며, 상기 종동측 기어에는, 상기 비틀림 스프링의 일단을 보유 지지하는 보유 지지부가 마련되고, 상기 비틀림 스프링의 타단은, 상기 회전 규제부를 밀어붙이고 있는 것을 특징으로 한다.
본 양태에 있어서의 상기 밀어붙임 부재는 상기 종동측 기어의 축부에 보유 지지되는 비틀림 스프링이며, 상기 종동측 기어에는, 상기 비틀림 스프링의 일단을 보유 지지하는 보유 지지부가 마련되고, 상기 비틀림 스프링의 타단은, 상기 회전 규제부를 밀어붙이고 있으므로, 상기 종동측 기어에 있어서의 상기 밀어붙임 부재의 보유 지지 구성을 간소화할 수 있다.
본 발명에 관한 밸브 구동 장치에 있어서, 상기 회전 규제부의 레버부는, 상기 구동측 기어가 제1 방향으로 회전하였을 때 상기 볼록부와 접촉하는 제1 접촉부 및 상기 구동측 기어가 상기 제1 방향과 반대의 방향인 제2 방향으로 회전하였을 때 상기 볼록부와 접촉하는 제2 접촉부를 구비하고, 상기 볼록부가 상기 제1 접촉부와 접촉하였을 때, 상기 회전 규제부가 상기 볼록부에 밀려서 압박되어 상기 종동측 기어를 회전시켜, 상기 구동측 기어의 톱니와 상기 종동측 기어의 톱니가 맞물려, 상기 동력 전달 상태가 되고, 상기 볼록부가 상기 제2 접촉부와 접촉하였을 때, 상기 회전 규제부는 당해 회전 규제부를 밀어붙이는 밀어붙임 힘에 저항하여, 상기 반경 방향 내측으로 회동하여, 상기 구동측 기어의 톱니가 상기 종동측 기어의 톱니와 맞물리지 않고 상기 구동측 기어가 공회전하여, 상기 동력 비전달 상태를 유지하는 것을 특징으로 한다.
본 양태에 있어서의 상기 회전 규제부의 레버부는, 상기 구동측 기어가 제1 방향으로 회전하였을 때 상기 볼록부와 접촉하는 제1 접촉부 및 상기 구동측 기어가 상기 제1 방향과 반대의 방향인 제2 방향으로 회전하였을 때 상기 볼록부와 접촉하는 제2 접촉부를 구비하고, 상기 볼록부가 상기 제1 접촉부와 접촉하였을 때, 상기 회전 규제부가 상기 볼록부에 밀려서 압박되어 상기 종동측 기어를 회전시켜, 상기 구동측 기어의 톱니와 상기 종동측 기어의 톱니가 맞물려, 상기 동력 전달 상태가 되고, 상기 볼록부가 상기 제2 접촉부와 접촉하였을 때, 상기 회전 규제부는 당해 회전 규제부를 밀어붙이는 밀어붙임 힘에 저항하여, 상기 반경 방향 내측으로 회동하여, 상기 구동측 기어의 톱니가 상기 종동측 기어의 톱니와 맞물리지 않고 상기 구동측 기어가 공회전하여, 상기 동력 비전달 상태를 유지한다. 따라서, 상기 구동측 기어의 회전 방향에 따라서 상기 볼록부와 접촉시키는 부위를 전환하는 것만으로 상기 모터로부터 상기 종동측 기어로의 동력의 전달 또는 절단을 행할 수 있으므로, 상기 회전 규제부를 간소한 구성으로 할 수 있다.
본 발명에 관한 밸브 구동 장치에 있어서, 상기 종동측 기어는, 상기 볼록부가 상기 제2 접촉부와 접촉하여, 상기 회전 규제부가 당해 회전 규제부를 밀어붙이는 밀어붙임 힘에 저항하여, 상기 반경 방향 내측으로 회동할 때, 상기 제2 접촉부가 상기 볼록부에 의해 당해 볼록부의 회전 방향으로 눌려 상기 종동측 기어가 상기 구동측 기어의 회전 방향에 따른 회전 방향으로 회전하는 것을 규제하는 동반 회전 방지부를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 양태에서는, 동반 회전 방지부에 의해 상기 구동측 기어에 의한 상기 종동측 기어의 동반 회전을 규제할 수 있어, 상기 구동측 기어의 공회전 상태를 유지하여, 상기 동력 비전달 상태를 확실하게 유지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 발부가, 상기 레버부를 밀어붙이는 밀어붙임 힘에 의한 상기 회동축의 기울기를 규제하므로, 상기 회동축의 기울기를 억제할 수 있어, 동력 전달 전환부에 있어서의 동력 전달 전환을 원활하게 할 수 있다. 게다가, 본 발명에 있어서의 동력 전달 전환부는 구동측 기어와 종동측 기어의 맞물림 상태를 전환함으로써 동력 전달의 상태를 전환할 수 있어, 상기 모터를 탈조시킬 필요가 없으므로, 소음을 저감시킬 수 있다.
도 1은 본 실시 형태에 관한 밸브 구동 장치의 사시도.
도 2는 본 실시 형태에 관한 밸브 구동 장치의 측단면도.
도 3은 밸브 구동 장치에 있어서의 밸브체 구동 기구의 사시도.
도 4는 밸브 구동 장치에 있어서의 밸브체 구동 기구의 사시도.
도 5는 출력측 기어의 사시도.
도 6은 출력측 기어의 평면도.
도 7은 밸브체 구동 기구에 있어서의 종동측 부분의 분해 사시도.
도 8은 종동측 기어를 상면측으로부터 본 사시도.
도 9는 종동측 기어를 상면측으로부터 본 사시도.
도 10은 종동측 기어를 저면측으로부터 본 사시도.
도 11은 회전 규제부의 사시도.
도 12는 회전 규제부의 발부와 종동측 기어의 발부 수용부의 관계를 도시하는 사시도.
도 13의 (A)는 밸브체를 밸브 시트면과 반대의 측으로부터 본 사시도이며, (B)는 밸브체를 시트면측으로부터 본 사시도.
도 14는 각 스텝에 있어서의 제1 밸브 및 제2 밸브의 개폐 상태를 도시하는 도면.
도 15는 출력측 기어와 종동측 기어의 위상 상태와 밸브체의 상태를 도시하는 도면.
도 16은 출력측 기어와 종동측 기어의 위상 상태와 밸브체의 상태를 도시하는 도면.
도 17은 출력측 기어와 종동측 기어의 위상 상태와 밸브체의 상태를 도시하는 도면.
도 18은 원점 복귀 동작에 있어서의 밸브체 구동 기구의 상태를 도시하는 도면.
도 19는 원점 복귀 동작에 있어서의 밸브체 구동 기구의 상태를 도시하는 도면.
도 20은 밸브체 구동 시에 있어서의 밸브체 구동 기구의 상태를 도시하는 도면.
도 21은 밸브체 구동 시에 있어서의 밸브체 구동 기구의 상태를 도시하는 도면.
도 22는 원점 위치에 있어서의 출력측 기어와 종동측 기어의 관계를 도시하는 도면.
도 23의 (A) 및 (B)는 구동측 기어에 대한 종동측 기어의 동반 회전을 제2 회전 규제부로 규제하는 상태를 도시하는 도면.
도 24는 종동측 기어에 대한 회전 규제부의 회동축의 중심 위치의 관계를 도시하는 도면.
도 25는 회전 규제부에 작용하는 밀어붙임 힘과 발부의 관계를 설명하는 모식도.
도 26의 (A) 및 (B)는 레버부의 제2 접촉부를 곡면으로 구성하는 것에 의한 효과를 설명하는 모식도.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다. 또한, 각 실시예에 있어서 동일한 구성에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고, 최초의 실시예에 있어서만 설명하고, 이후의 실시예에 있어서는 그 구성의 설명을 생략한다.
<<<실시 형태>>>
<<<밸브 구동 장치의 개요>>>
도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 실시 형태에 관한 밸브 구동 장치(10)에 대하여 설명한다. 밸브 구동 장치(10)는, 일례로서 냉장고에 탑재되어, 고내 냉각용 냉매(유체)의 공급량을 조정하는 것이다. 밸브 구동 장치(10)는, 밸브 본체(12)와, 밸브 본체(12)로부터 연장되는 유입관(14)과, 유입관(14)에 평행하게 연장되는 제1 유출관(16) 및 제2 유출관(18)과, 밸브 본체(12)의 상부를 덮는 커버 부재(20)를 구비하고 있다. 또한, 이하의 설명에서는, 편의상, 유입관(14), 제1 유출관(16) 및 제2 유출관(18)의 연장 설치 방향을 상하 방향으로 하고, 밸브 본체(12)를 상측, 유입관(14), 제1 유출관(16) 및 제2 유출관(18)을 하측으로서 설명한다.
도 2에 있어서, 밸브 본체(12)는, 베이스 부재(22)와, 모터(24)와, 밀봉 커버(26)와, 기대 본체(28)와, 밸브체 구동 기구(30)를 구비하고 있다. 기대 본체(28)는 상면(28a)을 갖고 있다. 기대 본체(28)에는, 유입관(14), 제1 유출관(16) 및 제1 유출관(16)이 각각 설치되어 있다. 기대 본체(28)의 상부에는, 밀봉 커버(26)가 설치되어 있다. 기대 본체(28)와 밀봉 커버(26)는, 밸브실(32)을 형성하고 있다.
도 3에 도시한 바와 같이 상면(28a)에는, 유체 입구(28b)가 형성되어 있다. 유체 입구(28b)는, 기대 본체(28)에 설치된 유입관(14)과 연통하고 있다. 밸브실(32) 내에는 유입관(14)으로부터 냉매(유체)가 공급된다.
한편, 기대 본체(28)에는, 밸브 시트 구성 부재(34)(도 2, 도 3, 도 7 및 도 15 내지 도 17 참조)가 설치되어 있다. 밸브 시트 구성 부재(34)에는, 제1 유출관(16) 및 제2 유출관(18)이 각각 설치되며, 제1 유출관(16)과 연통하는 제1 유체 출구(34a)와, 제2 유출관(18)과 연통하는 제2 유체 출구(34b)가 마련되어 있다. 유입관(14)으로부터 밸브실(32) 내에 공급된 유체는, 제1 유체 출구(34a)로부터 제1 유출관(16)으로 유출되거나, 혹은 제2 유체 출구(34b)로부터 제2 유출관(18)으로 유출된다.
도 2에 도시한 바와 같이, 모터(24)는 스테이터(36)와, 구동 마그네트(38)가 설치된 로터(40)를 구비하고 있다. 스테이터(36)는, 밀봉 커버(26)를 사이에 두고 로터(40)의 주위를 둘러싸도록 배치되어 있다.
본 실시 형태에 있어서, 스테이터(36)는, 도 2에 도시한 바와 같이 코어 부재(42)를 구비하고 있다. 스테이터(36)의 코어 부재(42)에는, 구동 코일(37)로서 권선이 감겨 있다. 스테이터(36)에 감긴 구동 코일(37)(권선)의 일단은, 도시하지 않은 모터 단자의 일단에 얽혀 연결되어 있다. 도시하지 않은 모터 단자는, 도시하지 않은 커넥터, 혹은 기판 등과 전기적으로 접속됨으로써, 스테이터(36)에 전력을 공급한다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 로터(40)는, 구동 마그네트(38)와, 구동측 기어(46)와, 지지축(48)을 구비하고 있다. 지지축(48)에는, 구동측 기어(46)와 구동 마그네트(38)가 지지축(48)에 대하여 회전 가능하게 설치되어 있다. 구동 마그네트(38)는, 구동측 기어(46)에 설치되어 있다. 지지축(48)의 상단은, 밀봉 커버(26)에 형성된 베어링부(26a)에 지지되고, 지지축(48)의 하단은, 기대 본체(28)에 형성된 베어링부(28c)에 지지되어 있다. 본 실시 형태에서는, 스테이터(36)(구동 코일(37))가 여자되면, 로터(40)는 구동 마그네트(38)에 의해 지지축(48)을 회전 중심으로 하여 밸브실(32) 내에서 회전하도록 구성되어 있다.
<<<밸브체 구동 기구의 개요>>>
도 3 내지 도 12를 참조하여 밸브체 구동 기구(30)의 구성에 대하여 설명한다. 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 밸브체 구동 기구(30)는, 모터(24)와, 구동측 기어(46)와, 종동측 기어(50)와, 동력 전달 전환부(52)를 구비하고 있다. 동력 전달 전환부(52)는 후술하지만, 구동측 기어(46)와 종동측 기어(50) 사이에 있어서의 동력 전달을, 동력을 전달하는 동력 전달 상태와, 동력을 전달하지 않는 동력 비전달 상태를 전환 가능하게 구성되어 있다. 본 실시 형태에 있어서 동력 전달 전환부(52)는, 후술하는 구동측 기어(46)의 볼록부(46b)와 회전 규제부(62)를 구비하고 있다.
도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이 구동측 기어(46)는, 하단부에 기어부(46a)가 형성되어 있다. 기어부(46a)의 상방에는 복수의 볼록부(46b)가 형성되어 있다. 구동측 기어(46)의 원주 방향에 있어서, 볼록부(46b)에 대응하는 기어부(46a)의 이는, 로크 회피 톱니(46c)로서 구성되어 있다.
복수의 볼록부(46b)는, 구동측 기어(46)의 본체(46d)로부터 구동측 기어(46)의 반경 방향 외측으로 돌출되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 볼록부(46b)는 일례로서 평판형으로 형성되어 있다. 또한, 볼록부(46b)의 형상은 평판형에 한정되는 것은 아니고, 후술하는 회전 규제부(62)와 계합(係合) 가능한 형상이면 된다. 본 실시 형태에 있어서, 복수의 볼록부(46b)는, 구동측 기어(46)의 원주 방향에 있어서 구동 마그네트(38)의 N극, 또는 S극에 대응하는 위치에 각각 형성되어 있다.
본 실시 형태에 있어서 구동 마그네트(38)의 자극의 수는, 일례로서 8극으로서 구성되어 있다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 볼록부(46b)는, 구동측 기어(46)에 있어서 4개소 마련되어 있다. 구체적으로는 볼록부(46b)는, 구동측 기어(46)에 있어서 구동측 기어(46)의 원주 방향으로 등간격으로 마련되며, 본 실시 형태에 있어서 볼록부(46b)는 4개소 형성되어 있으므로 90도마다 마련되어 있다(도 18 내지 도 21 참조). 본 실시 형태에 있어서 볼록부(46b)는, 구동측 기어(46)의 기어부(46a)의 톱니의 톱니 두께에 대응하는 두께로 형성되어 있다.
도 6을 참조하면, 본 실시 형태에 있어서 로크 회피 톱니(46c)의 치선원 직경은 d1로 설정되어 있다. 한편, 기어부(46a)에 있어서 로크 회피 톱니 이외의 톱니의 치선원 직경은 d2로 설정되어 있다. 본 실시 형태에서는, 치선원 직경 d1은 치선원 직경 d2보다도 작아지도록 설정되어 있다. 또한, 도 6에 있어서의 일점쇄선의 원은, 로크 회피 톱니(46c)의 치선원 직경을 도시하고 있고, 이점쇄선의 원은 로크 회피 톱니(46c) 이외의 톱니의 치선원 직경을 도시하고 있다.
계속해서, 구동측 기어(46)에 대하여 종동 회전하는 종동측 기어(50) 측의 구성에 대하여 설명한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 종동측 기어(50)의 반경 방향 중심에는, 지지축(54)이 삽입되어 있다. 종동측 기어(50)는 지지축(54)에 대하여 회전 가능하게 구성되어 있다. 종동측 기어(50)의 하방에는 밸브체(56)가 마련되어 있다. 본 실시 형태에 있어서 밸브체(56)는, 종동측 기어(50)와 일체로 지지축(54)에 대하여 회전 가능하게 구성되어 있다. 밸브체(56)의 하방에는 밸브 시트 구성 부재(34)가 마련되어 있다. 밸브 시트 구성 부재(34)의 상면은 밸브 시트면(34c)으로서 구성되어 있다.
또한, 밸브 시트 구성 부재(34)의 중심에는 관통 구멍(34d)이 마련되며, 지지축(54)이 삽입되어 있다. 또한, 도 4에 있어서 지지축(54)의 도시를 생략하였다. 도 4에 있어서, 부호 R1이 부여된 화살표는, 구동측 기어(46)에 있어서의 한쪽 회전 방향인 제1 방향을 나타내고, 부호 R2가 부여된 화살표는, 구동측 기어(46)에 있어서의 다른 쪽 회전 방향인 제2 방향을 나타내고 있다.
종동측 기어(50)의 상부에는, 보유 지지 부재(58)가 설치되어 있다. 보유 지지 부재(58)에는, 지지축(54)이 관통되어 있다. 또한, 보유 지지 부재(58)는, 상부에 플랜지부(58a)가 형성된 원통형 부재로서 구성되며, 통형부(58b)에 「밀어붙임 부재」로서의 비틀림 스프링(60)이 관통되어 보유 지지되어 있다. 또한, 종동측 기어(50)의 상부에는, 레버형 회전 규제부(62)가 설치되어 있다.
<<<종동측 기어에 대하여>>>
도 4, 도 7 내지 도 10을 참조하면, 종동측 기어(50)에는, 외주 부분에 원주 방향을 따라서 연속적으로 복수의 톱니가 형성된 맞물림부(50a)와, 톱니가 형성되어 있지 않은 비맞물림부(50b)가 형성되어 있다. 또한, 종동측 기어(50)의 외주 부분에 있어서, 맞물림부(50a)의 제2 방향 R2측의 단부에는, 종동측 기어(50)의 제1 방향 R1측으로의 회전을 규제하는 제1 회전 규제부(50c)가 마련되고, 맞물림부(50a)의 제1 방향 R1측의 단부에는, 비맞물림부(50b)가 마련되어 있다.
또한, 비맞물림부(50b)에 있어서 제1 방향 R1측의 단부에는, 「동반 회전 방지부」로서의 제2 회전 규제부(50k)가 마련되어 있다. 또한, 도 8 및 도 9에 있어서, 부호 R1이 부여된 화살표는, 구동측 기어(46)가 제1 방향으로 회전하였을 때의 종동측 기어(50)의 종동 회전 방향을 나타내고, 부호 R2가 부여된 화살표는, 구동측 기어(46)가 제2 방향으로 회전하였을 때의 종동측 기어(50)의 종동 회전 방향을 나타내고 있다. 또한, 도 18 내지 도 21에 있어서 제2 회전 규제부(50k)의 부호를 생략하였다.
또한, 본 실시 형태에 있어서, 주로 도 15의 스텝 S0에 나타내는 바와 같이, 구동측 기어(46)의 기준원 직경과 종동측 기어(50)의 기준원 직경을 비교하면, 종동측 기어(50)의 기준원 직경쪽이 크게 형성되어 있다. 또한, 구동측 기어(46)의 기어부(46a)의 톱니의 수는, 종동측 기어(50)의 맞물림부(50a)에 형성된 톱니의 수보다도 적게 형성되어 있다. 따라서, 구동측 기어(46)의 기어부(46a)와 종동측 기어(50)의 맞물림부(50a)가 맞물려 회전하는 동력 전달 상태에 있어서, 모터(24)의 회전을 종동측 기어(50)에 감속시켜 전달시킬 수 있으므로, 작은 동력원으로도 큰 토크를 얻을 수 있어, 후술하는 밸브체(56)를 확실하게 구동시킬 수 있다.
또한, 도 7 내지 도 10에 도시한 바와 같이, 종동측 기어(50)의 중심부에는, 지지축(54)이 삽입되는 관통 구멍(50d)이 마련되어 있다. 또한, 종동측 기어(50)의 상면(50p)에 있어서 관통 구멍(50d)의 주위에는, 보유 지지 부재(58)의 일부를 수용하여, 보유 지지 부재(58)와 계합하는 오목부(50e)가 형성되어 있다. 오목부(50e)와 계합한 보유 지지 부재(58)는, 지지축(54)과 함께 종동측 기어(50)의 축부를 구성하고, 비틀림 스프링(60)을 보유 지지하고 있다.
게다가, 종동측 기어(50)의 상면(50p)에 있어서 오목부(50e)를 둘러싸도록 원호형 보유 지지부(50f)가 마련되어 있다. 도 4에 도시한 바와 같이 보유 지지부(50f)는, 비틀림 스프링(60)의 일단(60a)과 계합하여, 일단(60a)을 보유 지지하도록 구성되어 있다. 또한, 종동측 기어(50)의 상면(50p)에는, 「구멍부」로서의 관통 구멍(50g)과, 레버 회동 규제부(50h)와, 슬릿부(50q)가 마련되어 있다. 슬릿부(50q)는, 관통 구멍(50g)과 연통하고, 일례로서 종동측 기어(50)의 반경 방향 내측을 향하여 관통 구멍(50g)으로부터 연장되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 슬릿부(50q)는, 후술하는 회전 규제부(62)의 발부(62h)를 삽입 가능한 사이즈로 설정되어 있다.
도 10에 있어서, 종동측 기어(50)의 하면(50r)에는, 발부 수용부(50s)가 형성되어 있다. 발부 수용부(50s)는, 하면(50r)에 있어서, 관통 구멍(50g) 및 슬릿부(50q)에 연통하고 있다. 발부 수용부(50s)는, 슬릿부(50q)를 통과한 회전 규제부(62)의 발부(62h)를, 회동축(62a)을 지지점으로 회동시켰을 때, 발부(62h)의 회동을 허용하도록 형성되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 발부 수용부(50s)는 하면(50r)에 있어서 관통 구멍(50g)을 중심으로 하여 종동측 기어(50)의 반경 방향 내측으로 연장되는 부채형 오목부로서 형성되어 있다. 본 실시 형태에 있어서 하면(50r)에 오목형 발부 수용부(50s)를 마련하였기 때문에, 발부(62h)가 하면(50r)으로부터 돌출되는 것을 방지할 수 있어, 밸브체 구동 기구(30)의 소형화를 도모할 수 있다.
도 8, 도 9 및 도 24에 있어서, 종동측 기어(50)에는, 상면(50p)으로부터 상방으로 돌출됨과 함께 반경 방향 외측을 향하여 돌출되는 볼록형부(50n)가 형성되어 있다. 종동측 기어(50)의 원주 방향에 있어서 볼록형부(50n)의 일방측에는 제1 회전 규제부(50c)가 형성되고, 타방측에는 제2 회전 규제부(50k)가 형성되어 있다. 볼록형부(50n)에 있어서 종동측 기어(50)의 반경 방향 내측에는, 레버 회동 규제부(50h)가 형성되어 있다. 볼록형부(50n)에 있어서 레버 회동 규제부(50h)는, 레버형 회전 규제부(62)의 회동축(62a)의 일부 및 레버부(62b)의 일부를 수용하도록 반경 방향 외측을 향하여 오목형으로 형성되어 있다.
볼록형부(50n)에 있어서 반경 방향 외측을 향하여 오목형으로 형성된 부위에는, 관통 구멍(50g)의 적어도 일부가 들어가 있다. 여기서, 도 24에 있어서 부호 50m이 부여된 이점쇄선의 원은, 종동측 기어(50)의 맞물림부(50a)의 톱니의 치저원을 나타내고 있다. 본 실시 형태에 있어서, 관통 구멍(50g)의 일부가 치저원(50m)보다도 반경 방향 외측에 위치하고 있다. 이에 의해, 관통 구멍(50g)을 종동측 기어(50)의 반경 방향에 있어서 외주에 가까운 부위에 배치할 수 있어, 후술하는 회전 규제부(62)의 발부(62h)의 길이를 길게 할 수 있다.
또한, 볼록형부(50n)에 있어서, 레버 회동 규제부(50h)의 제1 방향 R1측에는 릴리프부(50t)와, 릴리프부(50t)의 제1 방향 R1측에 지지면(50u)이 형성되어 있다. 도 24에 도시한 바와 같이, 릴리프부(50t)는, 볼록형부(50n)에 있어서 회전 규제부(62)의 회동축(62a)과 접촉하지 않도록 종동측 기어(50)의 반경 방향 외측에 레버 회동 규제부(50h)보다도 오목해지도록 구성되어 있다. 이에 의해, 도 24에 도시한 바와 같이 회전 규제부(62)가 레버 회동 규제부(50h)와 접촉하고 있는 상태에 있어서, 회동축(62a)과 릴리프부(50t) 사이에는 간극(50v)이 형성된다. 또한, 도 18 내지 도 21에 있어서 간극(50v)의 도시를 생략하였다.
도 24에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서, 간극(50v)을 마련함으로써, 레버 회동 규제부(50h)와 회동축(62a)을 이격한 상태로 하여, 레버 회동 규제부(50h)와 회전 규제부(62)의 제2 접촉부(62d)의 접촉 위치를 회동축(62a)으로부터 이격된 위치로 할 수 있다.
여기서, 릴리프부(50t)를 마련하지 않는 경우, 회동축(62a)과 레버 회동 규제부(50h)가 접촉하게 되어, 회동축(62a)의 제조상의 치수의 변동에 의해, 레버부(62b)의 선단 위치가 회동 방향에 대하여 불안정해진다. 그 결과, 구동측 기어(46)의 볼록부(46b)와의 접촉 위치가 불안정해져, 동력 전달 전환부(52)에 있어서의 동력 비전달 상태의 유지를 불안정하게 한다. 본 실시 형태에서는, 릴리프부(50t)가 회동축(62a)과의 사이에 간극(50v)을 형성하므로, 회동축(62a)의 제조상의 치수의 변동의 영향을 저감시킬 수 있어, 레버부(62b)의 선단 위치를 안정시킬 수 있다.
지지면(50u)은, 관통 구멍(50g)의 내주면의 일부와 동일한 높이의 면으로서 형성되며, 관통 구멍(50g)으로부터 관통 구멍(50g)의 상부에 위치하는 볼록형부(50n)의 상부까지 연장되어 있다. 따라서, 회동축(62a)은, 축선 방향을 따라서 지지면(50u)에 지지되어 있다.
<<<회전 규제부에 대하여>>>
도 11을 참조하면, 회전 규제부(62)는 회동축(62a)과, 레버부(62b)와, 발부(62h)를 구비하고 있다. 레버부(62b)에는, 제1 접촉부(62c)와, 제2 접촉부(62d)와, 스프링 보유 지지부(62e)가 마련되어 있다. 스프링 보유 지지부(62e)는 「밀어붙임 부재 접촉부」로서의 스프링 접촉부(62f)와, 스프링 탈락 방지부(62g)를 구비하고 있다.
도 4에 도시한 바와 같이 회전 규제부(62)는 종동측 기어(50)의 상부에 회동 가능하게 설치되어 있다. 구체적으로는, 종동측 기어(50)의 관통 구멍(50g) 및 슬릿부(50q)(도 8)에 회전 규제부(62)의 회동축(62a) 및 발부(62h)가 삽입되어 있다. 회전 규제부(62)는 종동측 기어(50)에 대하여 회동축(62a)을 회동 가능하게 구성되어 있다.
부호 C1이 부여된 점은, 회전 규제부(62)의 회동축(62a)의 회동 중심을 나타내고 있다. 본 실시 형태에 있어서, 회전 규제부(62)는, 회동축(62a)의 회동 중심이 종동측 기어(50)의 치저원(50m)의 반경 방향 내측에 위치하도록, 종동측 기어(50)에 설치되어 있다.
도 11 및 도 24에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서, 회동축(62a)의 축선 방향에 있어서의 일단측에 레버부(62b)가 마련되고, 타단측에 발부(62h)가 마련되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 레버부(62b)는 회동축(62a)으로부터 연장되는 원호형 레버로서 형성되어 있다. 종동측 기어(50)에 회전 규제부(62)가 설치되었을 때, 레버부(62b)에 있어서 종동측 기어(50)의 반경 방향 외측에는 제2 접촉부(62d)가 형성되어 있다. 본 실시 형태에 있어서 제2 접촉부(62d)는, 종동측 기어(50)의 원주 방향을 따라서 연장되는 곡면으로서 구성되어 있다. 레버부(62b)의 선단에는, 제1 접촉부(62c) 및 스프링 보유 지지부(62e)가 형성되어 있다.
도 24에 도시한 바와 같이, 회전 규제부(62)의 레버부(62b)의 스프링 보유 지지부(62e)의 스프링 접촉부(62f)에는, 비틀림 스프링(60)의 타단(60b)이 접촉되어, 비틀림 스프링(60)의 타단(60b)에 밀려서 압박되어 있다. 스프링 보유 지지부(62e)에 있어서 스프링 탈락 방지부(62g)는, 비틀림 스프링(60)의 타단(60b)을 사이에 두고, 스프링 접촉부(62f)의 반대측에 마련되어 있다. 스프링 탈락 방지부(62g)는, 스프링 접촉부(62f)와 접촉하고 있는 비틀림 스프링(60)의 타단(60b)이 회전 규제부(62)의 회동 상태에 의해 스프링 접촉부(62f)로부터 이격되었을 때, 비틀림 스프링(60)의 타단(60b)이 스프링 보유 지지부(62e)로부터 탈락되는 것을 방지한다. 따라서, 간소한 구성으로 비틀림 스프링(60)을 보유 지지할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서, 스프링 접촉부(62f)는 레버부(62b)의 선단에 마련되어 있다. 여기서, 스프링 접촉부(62f)를 밀어붙이는 비틀림 스프링(60)의 밀어붙임 힘은, 도 24에 있어서의 시계 방향의 회전 모멘트를 회전 규제부(62)에 부여한다. 이 회전 모멘트는, 회동축(62a)의 중심 C1로부터 스프링 접촉부(62f)까지의 거리와 비틀림 스프링(60)의 밀어붙임 힘에 의해 크기가 결정된다. 본 실시 형태에서는, 스프링 접촉부(62f)를 레버부(62b)의 선단에 마련함으로써, 비틀림 스프링(60)의 밀어붙임 힘이 작아도 큰 토크를 얻을 수 있다. 이에 의해, 회전 규제부(62)의 레버부(62b)가 볼록부(46b)와 이격되었을 때, 비틀림 스프링(60)의 밀어붙임 힘에 의해 레버부(62b)의 선단을, 볼록부(46b)와 접촉하기 전의 위치인, 레버 회동 규제부(50h)에 규제된 위치로 확실로 되돌릴 수 있다.
본 실시 형태에 있어서, 회전 규제부(62)는, 레버부(62b)의 제2 접촉부(62d)가 종동측 기어(50)의 레버 회동 규제부(50h)와 접촉하여 레버 회동 규제부(50h)를 압박하도록, 비틀림 스프링(60)의 밀어붙임 힘을 받고 있다. 즉, 회전 규제부(62)의 레버부(62b)는, 비틀림 스프링(60)의 밀어붙임 힘에 의해, 종동측 기어(50)의 반경 방향 외측을 향하여 밀어붙여져, 제2 접촉부(62d)와 레버 회동 규제부(50h)가 접촉하는 위치에서 반경 방향 외측으로의 회동이 규제되고 있다.
이에 반해, 제2 접촉부(62d)를 비틀림 스프링(60)의 밀어붙임 힘에 저항하여 종동측 기어(50)의 반경 방향 내측을 향하여 압박하면, 회전 규제부(62)는 회동축(62a)을 중심으로 하여 종동측 기어(50)의 반경 방향 내측을 향하여 회동한다. 제2 접촉부(62d)에 대한 반경 방향 내측으로의 압박을 해제하면, 레버부(62b)는 비틀림 스프링(60)의 밀어붙임 힘에 의해 제2 접촉부(62d)와 레버 회동 규제부(50h)가 접촉하는 위치까지 회동하여 되돌아간다.
도 24에 있어서, 부호 F1이 부여된 화살표는, 비틀림 스프링(60)이 스프링 접촉부(62f)를 밀어붙이는 방향을 나타내고 있다. 본 실시 형태에 있어서, 회전 규제부(62)의 발부(62h)는, 비틀림 스프링(60)의 타단(60b)에 있어서의 밀어붙임 방향 F1에 대하여 반대의 방향을 향하여 회동축(62a)으로부터 연장되어 있다. 구체적으로는, 발부(62h)는 종동측 기어(50)의 반경 방향 내측 방향으로 회동축(62a)으로부터 연장되어 있다. 여기서, 밀어붙임 방향 F1에 대한 반대의 방향이란 밀어붙임 방향 F1을 180도 반전시킨 방향뿐만 아니라, 힘의 벡터 성분으로서 밀어붙임 방향 F1에 대하여 반대의 방향의 벡터 성분을 포함하는 것도 반대의 방향으로 한다.
도 25에 있어서, 비틀림 스프링(60)이 스프링 접촉부(62f)를 밀어붙이면, 회전 규제부(62)는, 회동축(62a)의 축선 방향에 있어서의 중심 C2를 중심으로 도 25에 있어서의 시계 방향 방향으로 회동하려고 한다. 그러나, 본 실시 형태에 있어서, 회전 규제부(62)가 시계 방향 방향으로 회동하려고 하면, 밀어붙임 방향 F1과 반대의 방향을 향하여 연장되는 발부(62h)는, 발부 수용부(50s)에 압박되게 되어, 회동축(62a)의 쓰러짐을 억제하고, 회전 규제부(62)의 회동을 규제한다. 또한, 지지면(50u)도 발부(62h)와 마찬가지로, 회전 규제부(62)의 회동을 규제하고, 회동축(62a)을 지지함으로써 회동축(62a)이 시계 방향으로 쓰러지는 것을 규제한다.
또한, 발부(62h)를 종동측 기어(50)의 반경 방향 내측 방향으로 회동축(62a)으로부터 연장되도록 구성함으로써, 발부(62h)를 종동측 기어(50)의 반경 방향 외측 방향으로 연장한 경우에 비해 발부(62h)의 길이를 길게 할 수 있다. 그 결과, 회동축(62a)을 쓰러지기 어렵게 할 수 있다.
<<<밸브체에 대하여>>>
도 7, 도 13의 (A) 및 도 13의 (B)를 참조하여 밸브체(56)에 대하여 설명한다. 도 13의 (A) 및 도 13의 (B)에 도시한 바와 같이, 밸브체(56)는 원반형 부재로서 구성되어 있다. 밸브체(56)의 중앙부에는, 관통 구멍(56a)이 마련되어 있다. 관통 구멍(56a)에는, 지지축(54)이 삽입된다. 밸브체(56)의 하면은, 밸브 시트 구성 부재(34)의 밸브 시트면(34c)과 미끄럼 이동하는 미끄럼 이동면(56b)으로서 구성되어 있다. 밸브체(56)에 있어서 미끄럼 이동면(56b)의 일부가 절취되어, 절결부(56c)로서 구성되어 있다.
도 13의 (B)에 도시한 바와 같이, 절결부(56c)는, 밸브체(56)의 미끄럼 이동면(56b)에 대하여 상방측으로 오목해진 형상을 이루고 있다. 또한, 절결부(56c)에는 2개소의 관통 구멍(56d)이 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 일례로서 관통 구멍(56d)에는, 종동측 기어(50)의 하면으로부터 돌출되는 도시하지 않은 보스가 삽입되어, 종동측 기어(50)와 밸브체(56)를 일체로 회전 가능하게 하도록 구성되어 있다.
또한, 밸브체(56)에는, 상하 방향으로 관통하며, 미끄럼 이동면(56b)에 있어서 개구되는 오리피스(56e)가 마련되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 오리피스(56e)는, 유체의 경로에 있어서 제1 유체 출구(34a) 및 제2 유체 출구(34b)보다도 폭이 좁은 부위를 갖고 있다. 또한, 보다 바람직하게는, 오리피스(56e)는, 유체의 경로에 있어서 폭이 가장 좁은 부위를 갖고 있다.
이상이, 밸브 구동 장치(10) 및 밸브체 구동 기구(30)의 주요한 구성이며, 이하에 있어서, 밸브체 구동 기구(30)에 의한 밸브체(56)의 유체 제어, 및 구동측 기어(46)와 종동측 기어(50)의 동력 전달 상태, 동력 비전달 상태에 대하여 순차적으로 설명한다.
<<<밸브체에 의한 유체 제어에 대하여>>>
도 14 내지 도 17을 참조하여, 유체 입구(28b)로부터 제1 유체 출구(34a) 및 제2 유체 출구(34b) 중 적어도 한쪽으로의 유체의 유량 제어에 대하여 설명한다. 도 15의 스텝 S0에 있어서, 구동측 기어(46)는 종동측 기어(50)에 대하여 원점 위치에 위치하고 있다. 또한, 원점 위치에 있어서의 구동측 기어(46)의 톱니와 종동측 기어(50)의 톱니의 관계에 대해서는 후술한다.
도 15에 도시한 바와 같이 스텝 S0(원점 위치)에 있어서, 밸브체(56)의 절결부(56c)는, 제1 유체 출구(34a) 및 제2 유체 출구(34b)의 상방에 위치하고 있다. 따라서, 밸브체(56)가 제1 유체 출구(34a) 및 제2 유체 출구(34b)를 폐쇄하지 않은 상태이므로, 제1 유체 출구(34a) 및 제2 유체 출구(34b)는 개구된 상태에 있다. 이에 의해, 유체 입구(28b)로부터 밸브실(32) 내에 공급된 유체는, 제1 유체 출구(34a) 및 제2 유체 출구(34b)를 통해 제1 유출관(16) 및 제2 유출관(18)으로 유출된다(도 14의 개폐 모드 참조).
계속해서, 모터(24)를 회전 구동시켜, 로터(40), 나아가서는 구동측 기어(46)를 제1 방향 R1로 회전시킨다. 이때, 구동측 기어(46)와 맞물리는 종동측 기어(50)도 종동 회전(도 15에 있어서의 시계 방향)하여, 스텝 S1(도 15의 중앙의 도면)의 상태로 이행한다. 종동측 기어(50)의 종동 회전에 의해, 밸브체(56)는 밸브 시트 구성 부재(34)에 대하여, 미끄럼 이동면(56b)이 밸브 시트면(34c)에 밀착 상태로 도 15에 있어서의 시계 방향으로 미끄럼 이동한다. 스텝 S1에 있어서도, 절결부(56c)가 제1 유체 출구(34a) 및 제2 유체 출구(34b)의 상방에 위치하고 있으므로, 제1 유체 출구(34a) 및 제2 유체 출구(34b)는 개구된 상태, 즉, 도 14에 있어서의 개방 모드가 된다.
도 15의 하부의 도면에 도시한 바와 같이, 구동측 기어(46)를 제1 방향 R1로 더 회전시키면 스텝 S1의 상태로부터 스텝 S2의 상태로 이행한다. 이 상태에서는, 제1 유체 출구(34a)의 상방에 오리피스(56e)가 위치하고, 절결부(56c)는 제2 유체 출구(34b)의 상방에 위치하고 있다. 제1 유체 출구(34a)는, 오리피스(56e)에 의해 제1 유체 출구(34a)로부터 유출되는 유체의 유량이 제한된 상태가 된다.
즉, 스텝 S0 및 스텝 S1과 같이 완전히 개구된 상태의 제1 유체 출구(34a)로부터 유출되는 유체의 유량에 비해 오리피스(56e)에 의해 제한된 상태의 제1 유체 출구(34a)로부터 유출되는 유체의 유량은 적어진다. 즉, 도 14의 스텝 S2에 있어서의 미소 개방 모드가 된다. 제2 유체 출구(34b)는, 개구된 상태이므로, 개방 모드가 된다.
계속해서, 도 16의 상부의 도면에 도시한 바와 같이, 구동측 기어(46)를 제1 방향 R1로 더 회전시키면 스텝 S2의 상태로부터 스텝 S3의 상태로 이행한다. 이 상태에서는, 오리피스(56e)는, 제1 유체 출구(34a)의 상방에 위치로부터 벗어나 있다. 제1 유체 출구(34a)는, 밸브체(56)의 미끄럼 이동면(56b)에 덮여 폐쇄되어 있다. 따라서, 제1 유체 출구(34a)는, 폐쇄 모드(도 14)가 되어, 밸브실(32)로부터 제1 유출관(16)으로의 유체의 경로가 차단된다. 한편, 제2 유체 출구(34b)의 상방에는 절결부(56c)가 위치하고 있다. 따라서, 제2 유체 출구(34b)는 개구되어 있어, 개방 모드(도 14)가 된다.
계속해서, 도 16의 중앙의 도면에 도시한 바와 같이, 구동측 기어(46)를 제1 방향 R1로 더 회전시키면 스텝 S3의 상태로부터 스텝 S4의 상태로 이행한다. 이 상태에서는, 제1 유체 출구(34a)는, 밸브체(56)의 미끄럼 이동면(56b)에 덮여 폐쇄되어 있다. 따라서, 제1 유체 출구(34a)는, 스텝 S3부터 계속해서 폐쇄 모드(도 14) 상태를 유지하여, 밸브실(32)로부터 제1 유출관(16)으로의 유체의 경로가 차단된 상태를 유지하고 있다.
또한, 제2 유체 출구(34b)의 상방에는 오리피스(56e)가 위치하고 있다. 따라서, 제2 유체 출구(34b)는, 오리피스(56e)에 의해 제2 유체 출구(34b)로부터 유출되는 유체의 유량이 제한된 상태이며, 도 14의 스텝 S4에 있어서의 미소 개방 모드가 된다.
계속해서, 도 16의 하부의 도면에 도시한 바와 같이, 구동측 기어(46)를 제1 방향 R1로 더 회전시키면 스텝 S4의 상태로부터 스텝 S5의 상태로 이행한다. 스텝 S5의 상태에서는, 제1 유체 출구(34a) 및 제2 유체 출구(34b)는, 밸브체(56)의 미끄럼 이동면(56b)에 덮여 폐쇄된 상태로 된다. 즉, 도 14의 스텝 S5에 있어서의 폐쇄 모드가 된다. 이 상태에서는, 밸브실(32)로부터 제1 유출관(16) 및 제2 유출관(18)으로의 유체의 경로가 차단된 상태가 된다.
계속해서, 도 17에 도시한 바와 같이, 구동측 기어(46)를 제1 방향 R1로 더 회전시키면 스텝 S5의 상태로부터 스텝 S6의 상태로 이행한다. 스텝 S6의 상태에서는, 다시, 절결부(56c)가 제1 유체 출구(34a)의 상방에 위치한다. 따라서, 제1 유체 출구(34a)는 완전히 개방된 상태가 되어, 도 14에 있어서의 개방 모드가 된다. 한편, 제2 유체 출구(34b)는, 밸브체(56)의 미끄럼 이동면(56b)에 덮여 폐쇄된 상태를 유지하므로, 밸브실(32)로부터 제2 유출관(18)으로의 유체의 경로가 차단된 상태를 유지한다. 즉, 도 14의 스텝 S6에 있어서 폐쇄 모드가 된다.
본 실시 형태에서는, 모터(24)에 의해 밸브체(56)를 밸브 시트 구성 부재(34)에 대하여 회전시킴으로써, 제1 유체 출구(34a) 및 제2 유체 출구(34b)를 각각 개방한 상태, 미소하게 개방한 상태, 폐쇄한 상태로 전환할 수 있어, 밸브실(32)로부터 제1 유출관(16) 및 제2 유출관(18)의 각각으로 유출되는 유체의 유량을 조정할 수 있다.
<<<동력 전달 전환부에 있어서의 동력 전달 상태로부터 동력 비전달 상태로의 전환에 대하여>>>
도 18 및 도 19에 있어서 밸브체 구동 기구(30)의 동력 전달 전환부(52)의 원점 위치 복귀 동작에 대하여 설명한다. 스텝 S7에 있어서, 구동측 기어(46)는 제2 방향 R2로 회전하고 있다. 스텝 S7의 상태에서는, 구동측 기어(46)의 기어부(46a)는 종동측 기어(50)의 맞물림부(50a)와 맞물려 있다. 또한, 스텝 S7은, 구동측 기어(46)를 제1 방향 R1측으로 회전시켜 종동측 기어(50)를 종동 회전시킨 후, 회전 방향을 제2 방향측으로 전환하여, 원점 위치로 되돌리는 도중의 상태이다.
또한 스텝 S7로부터 스텝 S8로 이행하면, 구동측 기어(46)는 종동측 기어(50)에 대하여 원점 위치로 되돌아간다. 여기서, 원점 위치란, 구동측 기어(46)의 기어부(46a)와 종동측 기어(50)의 맞물림부(50a)의 맞물림 상태가 해제되어, 기어부(46a)가 종동측 기어(50)의 비맞물림부(50b) 내에 위치하고 있는 상태이다. 이 상태에 있어서, 구동측 기어(46)가 제2 방향으로 회전한 경우, 구동측 기어(46)로부터 종동측 기어(50)로의 동력 전달이 이루어지지 않는 동력 비전달 상태가 된다.
구체적으로는, 스텝 S7 내지 스텝 S12의 도면을 참조하면, 구동측 기어(46)가 제2 방향 R2측으로 회전하면, 4개의 볼록부(46b)도 제2 방향 R2로 회전한다. 스텝 S7로부터 스텝 S9로 진행됨에 따라, 회전 규제부(62)의 제2 접촉부(62d)와 대향하고 있는 볼록부(46b)는, 제2 방향 R2측으로의 회전에 수반하여 제2 접촉부(62d)에 접근하고, 스텝 S9에 있어서 제2 접촉부(62d)와 접촉한다.
구동측 기어(46)가 제2 방향 R2로 더 회전하면, 제2 접촉부(62d)와 접촉한 볼록부(46b)도 제2 방향 R2측으로 회전하려고 한다. 이때, 볼록부(46b)는, 스텝 S10 및 스텝 S11에 나타낸 바와 같이 비틀림 스프링(60)의 밀어붙임 힘에 저항하여 제2 접촉부(62d)를 압박한다. 그 결과, 회전 규제부(62)는 회동축(62a)을 중심으로 하여 종동측 기어(50)의 반경 방향 내측을 향하여 회동한다.
그 후, 스텝 S11 및 스텝 S12에 나타낸 바와 같이, 구동측 기어(46)가 더 제2 방향 R2로 회전하면, 제2 접촉부(62d)를 압박하였던 볼록부(46b)가, 제2 접촉부(62d)로부터 이격된다. 그 결과, 회전 규제부(62)는, 비틀림 스프링(60)의 밀어붙임 힘에 의해 반경 방향 외측을 향하여 회동하여, 제2 접촉부(62d)가 종동측 기어(50)의 레버 회동 규제부(50h)와 접촉하는 위치까지 회동한다.
본 실시 형태에 있어서, 구동측 기어(46)의 기어부(46a)가, 종동측 기어(50)의 비맞물림부(50b) 내에 위치하고 있는 상태에서, 제2 방향 R2측으로 구동측 기어(46)를 회전시키면, 볼록부(46b)가 회전 규제부(62)의 제2 접촉부(62d)와 간헐적으로 접촉과 이격을 반복하는 한편, 기어부(46a)는 비맞물림부(50b) 내에서 계속해서 공회전한다. 따라서, 동력 비전달 상태에 있어서의 구동측 기어(46)의 톱니와 종동측 기어(50)의 톱니가 예기치 않게 접촉하는 것을 방지할 수 있어, 이끼리가 충돌하였을 때의 충돌음의 발생을 방지할 수 있다.
기어부(46a)가 비맞물림부(50b) 내에서 계속해서 공회전함으로써, 구동측 기어(46)의 기어부(46a)와 종동측 기어(50)의 맞물림부(50a)의 맞물림 상태가 해제된 상태가 계속된다. 그 결과, 구동측 기어(46)로부터 종동측 기어(50)로는 모터(24)의 동력이 전달되지 않는 동력 비전달 상태가 유지된다. 따라서, 모터(24)에 있어서 탈조가 발생할 우려를 저감할 수 있어, 탈조를 기인으로 하는 소음을 억제할 수 있다.
<<<제2 회전 규제부에 대하여>>>
도 23의 (A) 및 도 23의 (B)를 참조하여, 제2 회전 규제부(50k)에 대하여 설명한다. 도 23의 (A) 및 도 23의 (B)는, 스텝 S10으로부터 스텝 S11까지의 사이에 있어서의 구동측 기어(46)와 종동측 기어(50)의 관계를 도시하고 있다. 도 23의 (A)에 있어서, 볼록부(46b)가 회전 규제부(62)의 제2 접촉부(62d)와 접촉하여, 제2 접촉부(62d)를 압박할 때, 볼록부(46b)는 제2 방향 R2측으로 회전하기 때문에, 제2 접촉부(62d)를 도 23의 (A)에 있어서의 반시계 방향으로 회전하도록 압박한다.
여기서, 볼록부(46b)에 의해 압박된 제2 접촉부(62d)는, 종동측 기어(50)와 함께 도 23의 (A) 및 도 23의 (B)에 있어서의 반시계 방향 방향으로 회전하려고 한다. 본 실시 형태에 있어서 종동측 기어(50)에는, 비맞물림부(50b)의 제1 방향 R1 방향측으로 제2 회전 규제부(50k)가 마련되어 있다. 종동측 기어(50)가 제2 접촉부(62d)와 함께 도 23의 (A)에 있어서의 반시계 방향으로 회전하면, 제2 회전 규제부(50k)는 비맞물림부(50b) 내에 위치하는 구동측 기어(46)의 기어부(46a)의 기어와 접촉한다(도 23의 (A)).
제2 회전 규제부(50k)가 기어부(46a)의 톱니와 접촉하면, 종동측 기어(50)의 도 23의 (A) 및 도 23의 (B)에 있어서의 반시계 방향으로의 회전이 규제된다. 또한, 이 상태에서 구동측 기어(46)가 제2 방향 R2측으로의 회전을 계속해도, 제2 회전 규제부(50k)가 기어부(46a)의 어느 톱니와 접촉한 상태(도 23의 (B))를 유지하므로, 종동측 기어(50)의 회전 규제 상태가 유지된다. 이에 의해, 구동측 기어(46)의 기어부(46a)가, 비맞물림부(50b) 내에 있어서 공회전할 수 있어, 동력 비전달 상태를 유지할 수 있다.
<<<제2 접촉부에 대하여>>>
또한, 도 26의 (A) 및 도 26의 (B)에 있어서, 제2 접촉부(62d)를 곡면으로서 구성한 이점에 대하여 설명한다. 도 26의 (A)는, 제2 접촉부를 직선형으로 형성한 회전 규제부(66)를 도시하고 있다. 회전 규제부(66)는, 회동축(66a)과, 레버부(66b)와, 제2 접촉부(66c)를 구비하고 있다. 도 26의 (A)는, 직선형 레버부(66b)를 갖는 회전 규제부(66)의 회동 상태의 변위를 도시하고, 도 26의 (B)는 본 실시 형태에 관한 회전 규제부(62)의 회동 상태의 변위를 도시하고 있다.
도 26의 (A)에 있어서, 직선형 제2 접촉부(66c)는, 볼록부(46b)와 접촉하면 종동측 기어(50)의 반경 방향 내측으로 회동한다. 제2 접촉부(66c)와 접촉한 볼록부(46b)는, 직선형 제2 접촉부(66c)를 따라서 제2 방향 R2측으로 회동한다. 이때, 직선형 제2 접촉부(66c)는 볼록부(46b)와 이격되기 직전까지 종동측 기어(50)의 반경 방향 내측으로 압입된 상태가 된다. 볼록부(46b)가 제2 접촉부(66c)와 이격되면, 회전 규제부(66)는, 도시하지 않은 비틀림 스프링(60)의 밀어붙임 힘에 의해 제2 접촉부(66c)가 레버 회동 규제부(50h)와 접촉하는 위치까지 회동량 W1만큼 회동한다. 또한, 도 26의 (A)에 있어서의 이점쇄선은, 레버 회동 규제부(50h)와 접촉하는 제2 접촉부(66c)와, 그 상태에 있어서의 볼록부(46b)의 위치를 모식적으로 도시하고 있다.
한편, 도 26의 (B)에 있어서, 곡면으로서 구성된 제2 접촉부(62d)는, 볼록부(46b)와 접촉하면, 종동측 기어(50)의 반경 방향 내측으로 회동된다. 구동측 기어(46)가 제2 방향 R2측으로 회동하면, 볼록부(46b)는 제2 접촉부(62d)와 미끄럼 이동하면서 이동한다. 이때, 제2 접촉부(62d)는 종동측 기어(50)의 원주 방향을 따른 곡면이므로, 볼록부(46b)의 제2 방향 R2측의 회동과 함께, 종동측 기어(50)의 반경 방향 내측으로 압입된 상태로부터 반경 방향 외측으로 서서히 되돌아간다. 그리고, 볼록부(46b)가 제2 접촉부(62d)로부터 이격되면, 제2 접촉부(62d)가 레버 회동 규제부(50h)와 접촉하는 위치까지 회동량 W2만큼 되돌아간다. 또한, 도 26의 (B)에 있어서의 이점쇄선은, 레버 회동 규제부(50h)와 접촉하는 제2 접촉부(62d)와, 그 상태에 있어서의 볼록부(46b)의 위치를 모식적으로 도시하고 있다.
여기서, 회전 규제부(62)는 볼록부(46b)가 제2 접촉부(62d)로부터 이격되기 전의 상태로부터 반경 방향 외측을 향하여 회동을 개시하고 있으므로, 회전 규제부(66)의 회동량 W1에 비해 볼록부(46b)가 제2 접촉부(62d)와 이격되었을 때에 있어서의 반경 방향 외측으로의 회동량 W2를 작게 할 수 있다. 그 결과, 제2 접촉부(62d)가 레버 회동 규제부(50h)와 접촉할 때 있어서의 충격을 완화시킬 수 있어, 충격음(소음)을 억제할 수 있다.
<<<동력 비전달 상태로부터 동력 전달 상태로의 전환에 대하여>>>
계속해서, 도 20 및 도 21에 있어서 동력 비전달 상태로부터 동력 전달 상태로의 전환에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에 있어서, 스텝 S13에 나타낸 바와 같이, 구동측 기어(46)의 기어부(46a)가 종동측 기어(50)의 비맞물림부(50b) 내에 위치하고 있는 상태, 즉 동력 비전달 상태에 있어서, 구동측 기어(46)를 원점 위치에 맞춘다. 또한, 구동측 기어(46)의 원점 위치 결정은, 스테이터(36)를 소정의 여자 패턴으로 여자함으로써 행해진다.
스텝 S14에 있어서 구동측 기어(46)가 제1 방향 R1측의 회전을 개시하면, 볼록부(46b)가 회전 규제부(62)의 제1 접촉부(62c)와 접촉하여, 회전 규제부(62), 나아가서는 종동측 기어(50)를 도 20에 있어서의 시계 방향으로 압박한다. 여기서, 제1 접촉부(62c)와 접촉하는 볼록부(46b)는, 제1 접촉부(62c)와 교차하는 방향에 있어서 회동축(62a)의 측을 향하여 제1 접촉부(62c)를 압박하므로, 회전 규제부(62)는 회동할 수 없다. 그 결과, 종동측 기어(50)는, 회전 규제부(62)의 제1 접촉부(62c)를 통해 볼록부(46b)에 밀려서 압박되어, 도 20에 있어서의 시계 방향으로 회전한다.
이에 의해, 스텝 S15에 나타낸 바와 같이, 구동측 기어(46)의 기어부(46a)의 톱니가 종동측 기어(50)의 비맞물림부(50b)로부터 빠져나와 맞물림부(50a)의 톱니와 맞물림을 개시한다. 이에 의해 동력 전달 전환부(52)는, 동력 비전달 상태로부터 동력 전달 상태로 전환된다. 또한, 구동측 기어(46)가 제1 방향 R1측으로 회동하면, 스텝 S16에 나타낸 바와 같이 기어부(46a)의 톱니와 맞물림부(50a)의 톱니의 맞물림에 의해 종동측 기어(50)는 도 21에 있어서의 시계 방향으로의 회동을 계속한다.
또한 스텝 S17에 나타낸 바와 같이 구동측 기어(46)를 제1 방향 R1측으로 회전시킴으로써, 종동측 기어(50)를 도 21에 있어서의 시계 방향으로 회전시킬 수 있어, 밸브체(56)에 있어서의 스텝 S1부터 스텝 S6까지의 동작을 실행할 수 있다.
계속해서 도 22를 참조하여, 원점 위치(도 20의 스텝 S13의 상태)에 있어서의 구동측 기어(46)와 종동측 기어(50)의 관계에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에 있어서, 구동측 기어(46)가 원점 위치에 위치하면, 볼록부(46b)는 회전 규제부(62)의 제1 접촉부(62c)에 대응하는 위치에 위치한다. 여기서, 구동측 기어(46)의 원주 방향에 있어서 볼록부(46b)에 대응하는 위치에는, 로크 회피 톱니(46c)가 형성되어 있다.
도 22에 있어서, 이점쇄선으로 나타내는 원호는, 구동측 기어(46)의 기어부(46a)에 있어서의 로크 회피 톱니(46c) 이외의 톱니의 치선원을 도시하고 있다. 도 22에 있어서 구동측 기어(46)가 원점 위치에 위치한 상태에서는, 종동측 기어(50)의 맞물림부(50a)와 비맞물림부(50b)의 경계선의 톱니(50j)는, 로크 회피 톱니(46c) 이외의 톱니의 치선원과 간섭하는 위치에 위치하고 있다.
이 상태에 있어서, 로크 회피 톱니(46c)의 위치에 로크 회피 톱니(46c) 이외의 톱니가 배치되어 있는 경우, 구동측 기어(46)가 제1 방향으로 회전하자고 할 때, 종동측 기어(50)의 톱니(50j)와 로크 회피 톱니(46c)의 위치에 배치된 로크 회피 톱니(46c) 이외의 톱니가 접촉하여 구동측 기어(46)와 종동측 기어(50)가 로크 상태가 되는 경우가 있다.
본 실시 형태에서는, 구동측 기어(46)가 원점 위치에 위치할 때, 종동측 기어(50)의 톱니(50j)에, 구동측 기어(46)의 로크 회피 톱니(46c)가 근접하도록 배치되어 있다. 이에 의해, 로크 회피 톱니(46c)의 치선원은 로크 회피 톱니(46c) 이외의 치선원보다도 작으므로, 종동측 기어(50)의 톱니(50j)와 구동측 기어(46)의 로크 회피 톱니(46c) 사이에 간극(64)을 마련할 수 있다. 간극(64)이 형성됨으로써, 구동측 기어(46)와 종동측 기어(50)의 로크 상태를 피할 수 있다. 그 결과, 동력 전달 전환부(52)에 있어서 구동측 기어(46)와 종동측 기어(50)의 동력 비전달 상태로부터 동력 전달 상태로의 전환을 원활하게 행할 수 있어, 이상 동작(여자 패턴에 대한 구동측 기어(46)의 기어부(46a)의 위치의 어긋남)이나 동작 불량의 발생을 억제할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서, 동력 전달 전환부(52)에 있어서의 회전 규제부(62)는, 구동측 기어(46)가 제1 방향으로 회전한 경우, 종동측 기어(50)의 회전을 허용하고, 구동측 기어(46)가 제2 방향으로 회전한 경우, 종동측 기어(50)의 회전을 규제하도록 구성되어 있다. 즉, 클러치 기구로서 구성되어 있다. 본 실시 형태에 있어서의 회전 규제부(62)를 기지의 클러치 기구의 구성을 이용함으로써, 설계 시간의 단축 및 비용 절감을 도모할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서의 회전 규제부(62)는, 구동측 기어(46)가 제1 방향으로 회전하였을 때, 구동측 기어(46)로부터 종동측 기어(50)로 동력을 전달시키고, 구동측 기어(46)가 제2 방향으로 회전하였을 때, 구동측 기어(46)로부터 종동측 기어(50)로의 동력 전달을 절단하므로, 구동측 기어(46)의 회전 방향을 전환하는 것만으로, 동력 전달 상태를 전환할 수 있어, 회전 규제부(62)의 구성을 간소화할 수 있다.
<<<실시 형태의 변경 형태>>>
(1) 본 실시 형태에 있어서 「밀어붙임 부재」의 일례로서 비틀림 스프링(60)에 의해 회전 규제부(62)를 밀어붙이는 구성으로 하였지만, 이 구성 대신에, 밀어붙임 부재를 판 스프링 등에 의해 구성해도 된다.
(2) 본 실시 형태에 있어서 동력 전달 전환부(52)에 있어서 볼록부(46b)와 회전 규제부(62)의 계합 상태(제1 접촉부(62c) 또는 제2 접촉부(62d)와의 접촉)의 전환에 의해 동력 전달을 전환하는 구성으로 하였지만, 이 구성 대신에, 회전 규제부(62)에 기지의 래칫 기구를 마련하여 구동측 기어(46)를 공회전시키는 구성으로 해도 된다.
(3) 본 실시 형태에 있어서, 종동측 기어(50)의 하면(50r)에 발부 수용부(50s)를 마련하여 발부(62h)를 수용하는 구성으로 하였지만, 이 구성 대신에, 하면(50r)에 발부 수용부(50s)를 마련하지 않고 발부(62h)를 하면(50r)으로부터 돌출시켜 하면(50r)에 접촉하도록 회동 가능하게 배치하는 구성으로 해도 된다.
(4) 본 실시 형태에 있어서 발부(62h)를 비틀림 스프링(60)의 밀어붙임 방향과 반대 방향으로 연장되는 단일의 발부로서 구성하였지만, 이 구성 대신에, 복수의 발부를 구비하는 구성으로 해도 되고, 예를 들어 비틀림 스프링(60)의 밀어붙임 방향으로 연장되는 발부를 구비하고 있어도 된다.
또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 특허 청구 범위에 기재한 발명의 범위 내에서, 다양한 변형이 가능하고, 그것들도 본 발명의 범위 내에 포함되는 것인 것은 물론이다.

Claims (11)

  1. 밸브체를 구동시키는 밸브체 구동 기구를 갖는 밸브 구동 장치이며,
    상기 밸브체 구동 기구는,
    모터와,
    상기 모터에 의해 회전 구동되는 구동측 기어와,
    상기 구동측 기어와 맞물린 상태에 있어서, 상기 구동측 기어의 회전에 의해 상기 밸브체를 회전시키는 종동측 기어와,
    상기 구동측 기어가 상기 종동측 기어와 맞물려 상기 모터의 동력을 상기 종동측 기어에 전달하는 동력 전달 상태와, 상기 구동측 기어와 상기 종동측 기어의 맞물림 상태가 해제된 동력 비전달 상태를 전환 가능한 동력 전달 전환부
    를 구비하고,
    상기 동력 전달 전환부는,
    상기 구동측 기어에 형성되며, 당해 구동측 기어의 반경 방향을 향하여 돌출되는 적어도 하나의 볼록부와,
    상기 종동측 기어에 대하여 회동 가능하게 상기 종동측 기어에 설치되며, 상기 볼록부와 계합 가능한 회전 규제부를 구비하고,
    상기 회전 규제부는,
    상기 종동측 기어에 삽입되어 있는 회동축과,
    상기 회동축의 축선 방향에 있어서 당해 회동축의 일단측에 마련되며, 상기 종동측 기어의 반경 방향 외측을 향하여 밀어붙여져 있는 레버부와,
    상기 회동축의 축선 방향에 있어서 당해 회동축의 타단측에 마련되어 있는 발부를 갖고,
    상기 발부는, 상기 레버부를 밀어붙이는 밀어붙임 힘에 의한 상기 회동축의 기울기를 규제하는 것을 특징으로 하는 밸브 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발부는 상기 레버부가 밀어붙여지는 방향과 반대의 방향으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브 구동 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 발부는 상기 회동축으로부터 상기 종동측 기어의 반경 방향 내측을 향하여 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브 구동 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 종동측 기어에는, 반경 방향 외측, 또한 상기 종동측 기어의 축선 방향에 있어서 상기 종동측 기어의 일방측의 면으로부터 돌출되는 볼록형부가 형성되고,
    상기 종동측 기어의 축선 방향에 있어서 상기 종동측 기어를 관통하는 구멍부가 형성되고,
    상기 구멍부의 일부는, 상기 볼록형부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브 구동 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 구멍부의 일부는, 상기 종동측 기어의 톱니의 치저원보다도 상기 종동측 기어의 반경 방향 외측에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 밸브 구동 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 볼록형부에는, 상기 구멍부에 대응하는 위치에, 상기 종동측 기어의 축선 방향을 따라서 연장되어, 상기 회동축을 지지하는 지지면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브 구동 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 종동측 기어에는, 상기 구멍부와 연통하고, 상기 발부를 삽입 가능한 슬릿부가 형성되고,
    상기 종동측 기어의 축선 방향에 있어서 상기 일방측의 면과 반대측의 타방측의 면에는, 상기 슬릿부에 연통하고, 상기 발부를 수용함과 함께, 상기 회전 규제부의 회동에 따르는 상기 발부의 회동을 허용하는 발부 수용부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브 구동 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 회전 규제부를 상기 종동측 기어의 반경 방향 외측을 향하여 밀어붙이는 밀어붙임 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 밸브 구동 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 밀어붙임 부재는 상기 종동측 기어의 축부에 보유 지지되는 비틀림 스프링이며,
    상기 종동측 기어에는, 상기 비틀림 스프링의 일단을 보유 지지하는 보유 지지부가 마련되고,
    상기 비틀림 스프링의 타단은, 상기 회전 규제부를 밀어붙이고 있는 것을 특징으로 하는 밸브 구동 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 회전 규제부의 레버부는, 상기 구동측 기어가 제1 방향으로 회전하였을 때 상기 볼록부와 접촉하는 제1 접촉부 및 상기 구동측 기어가 상기 제1 방향과 반대의 방향인 제2 방향으로 회전하였을 때 상기 볼록부와 접촉하는 제2 접촉부를 구비하고,
    상기 볼록부가 상기 제1 접촉부와 접촉하였을 때, 상기 회전 규제부가 상기 볼록부에 밀려서 압박되어 상기 종동측 기어를 회전시켜, 상기 구동측 기어의 톱니와 상기 종동측 기어의 톱니가 맞물려, 상기 동력 전달 상태가 되고,
    상기 볼록부가 상기 제2 접촉부와 접촉하였을 때, 상기 회전 규제부는 당해 회전 규제부를 밀어붙이는 밀어붙임 힘에 저항하여, 상기 반경 방향 내측으로 회동하여, 상기 구동측 기어의 톱니가 상기 종동측 기어의 톱니와 맞물리지 않고 상기 구동측 기어가 공회전하여, 상기 동력 비전달 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 밸브 구동 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 종동측 기어는, 상기 볼록부가 상기 제2 접촉부와 접촉하여, 상기 회전 규제부가 당해 회전 규제부를 밀어붙이는 밀어붙임 힘에 저항하여, 상기 반경 방향 내측으로 회동할 때, 상기 제2 접촉부가 상기 볼록부에 의해 당해 볼록부의 회전 방향으로 눌려져 상기 종동측 기어가 상기 구동측 기어의 회전 방향에 따른 회전 방향으로 회전하는 것을 규제하는 동반 회전 방지부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 밸브 구동 장치.
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