WO2003006861A1 - Dispositif d'entrainement de soupape - Google Patents

Description

明 細 書 バルブ駆動装置 技術分野

本発明は、流体の流路を開閉制御するバルブ駆動装置に関し、例えば、 ヒートポンプ式冷凍サイクルの冷媒流量制御や通路切換に係わり、 より 具体的には電動制御による多方弁 （電動膨張弁） の構造に関する。 背景技術

ステッピングモータを使用してマイコン制御する電動膨張弁は各種考 案されている。 図 9にモ一夕式冷媒用三方弁の一例の概略を部分断面で 示し、 図 1 0に弁の開閉態様を図 9の X—X線に沿った平面図で示す。 三方弁 1 0 0は、 符号 2 0 0で示すステヅビングモータの直下に同心で 構成され、 ステ一夕 2 0 1の電流制御によって駆動される口一夕 2 0 2 と一体の回転軸 1 0 1の下端に一体で回転する樹脂製の弁体 1 0 2が同 軸上で軸方向に摺動自在に連結されている。 弁体 1 0 2は下面に突設し たリブ 1 0 3が圧縮スプリング 1 0 4によって弁座 1 0 5に圧接されて いる。

弁座 1 0 5には 2本のパイプ 1 0 6 a， 1 0 6 bへの連通孔 1 0 7 a， 1 0 7 bが弁室 1 0 9内に開口し、 弁室 1 0 9内で弁体 1 0 2を介して 流入口 1 1 0と選択的に連通する。 リブ 1 0 3は図 1 0に示されるよう に半月状の凹部 1 1 1を囲む形状で、回転軸 1 0 1の回転角度に応じて、 一個の弁体 1 0 2が連通孔 1 0 7 a, 1 0 7 bの仕切を 4モードに切替 える。 すなわち、 近接する二か所に設けた連通孔 1 0 7 a， 1 0 7わの いずれかまたは両方が半月状凹部 1 1 1に囲まれることによって、 流入 孔 1 1 0との流通が遮断 （閉） され、 回転軸 1 0 1の回転角度により、 二か所の連通孔 1 0 7 a , 1 0 7 bについて、 図 1 0に示す 4モードの 開閉態様を選択することができる。

図 1 0 ( a)は連通孔 1 0 7 a :閉一連通孔 1 0 7 b ：開、 図 1 0 ( b ) は連通孔 1 0 7 a, 1 0 7 bともに閉、 図 1 0 ( c ) は連通孔 1 0 7 a : 開、 連通孔 1 0 7 b ： 閉、 図 1 0 ( d ) は連通孔 1 0 7 a, 1 0 7 bと もに開を示す。 このように、 モ一夕の口一夕と同軸上に弁体 1 0 2を設 け、ロータと同速で弁座 1 0 5に圧接回転させ、 2個の連通孔 1 0 7 a， 1 0 7 bに対する上記 4モードの切替えを行う構成である。

ところで、 この構成においては、 1回転 3 6 0 ° の範囲内に 2個の連 通孔 1 0 7 a， 1 0 7 bの 4モードを組込むには、 閉閉モードで 2個の 連通孔 1 0 7 a , 1 0 7 bを相互に遮断可能な必要最小限の角度内に納 めなければならないから、 2本のパイプ 1 0 6 a， 1 0 6 bを密着させ て配置しなければならない。

このように、 パイプ 1 0 6 a， 1 0 6 bの配置がロー夕 1 0 1の周囲 の狭い範囲に制限され、途中からパイプを曲げないと イブ 1 0 6 a， 1 0 6 bに対する口一付などの作業が困難で、 連通孔 1 0 7 a， 1 0 7 bとしては小さな孔径しか穿設できないから、 ローが詰まったりするこ ともある上、 上記したように流量増加が困難である。 また、 1個の弁体 1 0 2で 2本のパイプ 1 0 6 a , 1 0 6 bを 3 6 0 ° 内で 4モードに分 割して、 短距離間で切替えを行うには、 高精度の部品が必要となってコ ストへの影響は避けられない。

さらには、 膨張弁で冷媒流量を遞減、 遲増して連続的に制御すると on/off 切替回数が少なくなるので製品寿命が伸びる上、 変動の少ない温 度管理が可能になることは公知である。 しかしながら図示の構成におい て、 2本のパイプ 1 0 6 a， 1 0 6 bの流路に対する全開または全閉の いずれかを選択するディジタル制御は可能であるが、 連通孔 1 0 7 a， 1 0 7 bを徐々に開きあるいは閉じて、 流量を回転軸 1 0 1の回転角度 でアナログ的に連続制御させることはできない。

しかも一個の弁体 1 0 2が、 媒体の漏洩防止に要するスプリング 1 0 4による圧着負荷に加えて、 二か所の連通孔 1 0 7 a， 1 0 7 bから流 出する流体の負圧に杭して強制的に回動されるため、 弁体リブ 1 0 3の 摩耗が問題になる。 さらに図示の構成では、 2室以上の温度管理が要求 された場合に、 一つの弁体 1 0 2では回転角度の割り振り上、 三方弁以 上の多方弁は製作が不可能である。

さらに、 一個の弁体 1 0 2で二か所の連通孔 1 0 7 a , 1 0 7 bを制 御する構成は、 相互に干渉しないように、 2本のパイプ 1 0 6 a， 1 0 6 bの流量を独立に制御することはできない。 また、 弁体の機械的回動 起点 （原点） を設定するロータ回転規制を狭い弁室 1 0 9内で処理しな ければならない面倒さがある。 そして流入孔 1 1 0は、 二か所の連通孔 1 0 7 a , 1 0 7 bと同一平面に併設が困難なために、 側面に切削加工 で設けられる。 従って、 上記の構成でコス ト削減のためのプレス加工に よる弁室や筐体の部品製作には、 気密性を損なわずに側面加工を施さな ければならない問題がある。

そこで本発明の目的は、 上記の問題を克服して、 ロータの周囲に配設 した複数の弁体を同時に駆動し、 各弁体それぞれが一対一で対応する各 弁口をそれそれ制御するようにした電動式多方弁の提供である。 発明の開示

上記の目的を達成するために、 本発明に係わるバルブ駆動装置は、 流 体を流入させる流入パイプおよび流体を流出させる流出パイプを有し、 前記流体の通路の一部をなし、 内部に前記流入パイプまたは前記流出パ ィプに連設された弁口を開閉して前記流体の流動を継断する弁体を内設 する本体と、 前記弁体を駆動する駆動手段とを有するバルブ駆動装置で あって、 前記弁口を複数設け、 一つの弁口毎に一つの弁体をそれぞれ対 応させたものである。 本発明によれば、 一本の流出パイプの制御に対し て、 弁体の一回転約 3 6 0 °C全部を相互の干渉なく広い自由度で有効に 機能させることができるので、 精密制御に適し全パイプの流量を独立で 制御することが可能になる。 しかも、 弁体の受圧面積が大きくとれるの で摩耗が減少し耐用寿命が延びる。 さらに弁口間の距離が長くできるこ とに伴いパイプ間の距離も長くなり、 パイプを曲げることなくロー付け 作業が可能となり生産性が上がる。 また弁口を大きくできるので溶接時 の口一材が目詰まりを起こすことはないし、 流体の流量を増加させるこ とも容易である。

そして、 前記複数の弁体をそれぞれに駆動する従動歯車が形成され、 この複数設けられた前記従動歯車の全てを共通に常時嚙合する配置で一 つの原動歯車の外周に配設し、 前記原動歯車を前記駆動手段で駆動して 前記複数の従動歯車を一斉に駆動するようにした。 好適には、 前記原動 歯車は、 所定位置にセッ トされた従動歯車を動かさないで、 原動歯車を 後から組み付けられる数に設定された歯車数を有している。 しかも、 前 記複数の従動歯車は前記原動歯車に対して減速される歯車列であって、 中心から離間した位置に開口部が設けられるため、 大流量の開閉が可能 となる。

さらに、 前記原動歯車または前記複数の従動歯車の少なくとも二つの 歯車に、 互いに干渉して回転を制限する阻止部を設け、 弁体の機械的回 動起点が確実に設定されるようにした。 また、 前記弁口および前記従動 歯車の回転軸は、 いずれも前記原動歯車の回転軸に対して等間隔に展開 配置すると好適である。 さらに好適には、 前記弁口の周辺で前記弁体が 当接する弁座は、 段差を設けて凹面とし、 この凹面を平滑な平面に形成 する。 また、 前記弁体の各々は、 ハートカム相当の輪郭によって、 弁口 それそれの開閉を前記従動歯車の回転角度に対応させて徐々に行うこと ができる。 図面の簡単な説明

図 1は本発明に係わるバルブ駆動装置を適用した三方弁の一実施例全 体を断面で示す側面図であり、 図 2は本発明に係わるバルブ駆動装置の 部分を断面で示す側面図であり、 図 3は図 2の III— III線に沿って示す 従動歯車と弁体パターンの一実施例を示す平面図であり、 図 4は本発明 に係わるバルブ駆動装置における弁体開閉モ一ドの説明図であり、 図 5 は本発明に係わるバルブ駆動装置における弁体開閉チヤ一トであり、 図 6は本発明に係わるバルブ駆動装置における二つの弁体の相対位置設定 治具のセッティ ングを説明する平面図であり、 図 7は本発明に係わるバ ルブ駆動装置を適用した四方弁 （第二実施例） の配置を説明する平面図 であり、 図 8は本発明に係わるバルブ駆動装置を適用した二方弁 （第三 実施例） の弁体パターンを説明する平面図であり、 図 9は従来の電動膨 張弁の一例を示す概略の部分断面図であり、 図 1 0は図 9に示す電動膨 張弁の開閉モ一ドの説明図である。 発明を実施するための最良の形態

以下に、 本発明に係わるバルブ駆動装置の実施の形態を図面に基づい て説明する。 図 1は、 電動膨張弁 1 0全体の概略の構造を縦断面で示し た側面図で、図 2は本発明に係わるバルブ駆動装置 1 1の実施例として、 三方弁に対する適用例を拡大図して縦断面で示した側面図である。 バル プ駆動装置 1 1は金属板をプレス成形した弁座プレート上に構成されて 密閉ケース 1 4で気密に封止され、 密閉ケース 1 4内の口一夕 1 5を密 閉ケース 1 4の外側に密着させて周設したステ一夕 1 6で回転駆動する ₍ ステ一夕 1 6の固定コイル 1 6 aに接続された導線 1 6 bにコンビュ一 夕 （図示しない） から駆動信号を入力して、 口一夕 1 5の所定角度にお ける回転/停止を制御する。

口一夕 1 5は外周にマグネッ ト 1 5 aがー体に固設され、 弁座プレー ト 1 3側の端部にはピニオン 1 7が形成されて、 固設したロータ支軸 1 8に回転自在に支持される。 密閉ケース 1 4は、 ロータ 1 5のマグネッ ト 1 5 aの外周面とステ一夕コイル 1 6 aの内周面が近接するように縮 径されて、 閉端側にロータ 1 5の支軸 1 8の一端に嵌合して中心位置に 安定に支持する凹部 1 4 aが設けられる。 密閉ケース 1 4の開端 1 4 b 側は拡径してステ一夕 1 6を載置する段部 1 4 cを設け、 拡径された開 端 1 4 bの内面は、 プレス成形した弁座プレート 1 3の段付き外周の縮 径周縁部 1 3 aと密に嵌合する。 密閉ケース 1 4の開端 1 4 bを弁座プ レート 1 3の縮径周縁部 1 3 aに嵌入すると、 弁座プレート 1 3の中心 孔 1 3 bと密閉ケース 1 4の固定軸支持凹部 1 4 aとは同一軸線上に整 合する。

弁座プレート 1 3の中心孔 1 3 bの両側でほぼ対称の二か所に、 口一 タピニオン 1 Ίを原動歯車として嚙合する二個の従動歯車 （図 3参照） 2 0 A , 2 0 8の支軸2 1 ， 2 1 Bの固設孔 1 3 cが穿設される。 従 動歯車 2 0 A， 2 0 Bは支軸 2 1 A , 2 1 Bによって回転自在に支持さ れる。 符号 Bは軸受ブッシュである。 また、 弁座プレ一ト 1 3にはプレ ス成形で、 従動歯車支軸固設孔 1 3 cを中心とし従動歯車 2 0 A , 2 0 Bの外径より僅かに大きな円周を境に段 1 3 dを設けて円内に平滑な平 面 1 3 eが凹設され弁座 2 3を形成する （図 2参照）。 これにより、 従動 歯車 2 0 A , 2 0 Bの下面に所定のパターンで凸設した弁体 2 の摺接 面 2 4 a (-A，- B)に当接する弁座 2 3の面粗度を確保することが容易に なる。

二つの弁座 2 3を画定する円内の所要位置にそれそれ連通孔 2 5 A , 2 5 Bが穿設され弁口を形成する。 また、 この連通孔 （弁口） 2 5 A， 2 5 Bを結ぶ線と直交する半径線上の適当位置に、 流入パイプ 2 6に通 じる別の連通孔 2 7が穿設される （図 4参照）。 これらの連通孔 2 5 A， 2 5 Bは弁座 2 3と反対のパイプ取付面 1 3 f に浅く凹設した、 第一、 第二流出パイプ 2 8 A， 2 8 Bおよび流入パイプ 2 6を嵌入する有底穴 2 9にそれぞれ連通させる。

弁座プレー ト 1 3の弁座 2 3と反対側の有底穴 2 9を設けたパイプ取 付面 1 3 f にパイプま持板 3 0を固着する。 プレス成形されたパイプ支 持板 3 0は薄い金属板で、 流入パイプ 2 6および第一、 第二流出パイプ 2 8 A， 2 8 Bを含む三か所のパイプ嵌入用有底穴 2 9の対応位置に折 曲げによる段部 3 0 aを設けて弁座プレート 1 3との固着面から離間す る面 3 0 bを形成し、 それそれのパイプ嵌入用有底穴 2 9との整合位置 には、 流入パイプ 2 6、 第一、 第二流出パイプ 2 8 A， 2 8 Bそれそれ の外径に密着してパイプを支持する突起をそれそれに備えた貫通孔 3 0 cが穿設される。 また、 弁座プレート 1 3の中心孔 1 3 bおよび支軸固 設孔 1 3 cとの対応位置には、 各支軸 1 8 , 2 1 A， 2 1 Bの外径に遊 嵌する貫通孔 3 0 dが穿設される。

弁座プレート 1 3の弁座 2 3と反対面 1 3 f から、 中心孔 1 3 bおよ び支軸固設孔 1 3 cにロータ支軸 （原動歯車支軸） 1 8と 2本の従動歯 車支軸 2 1 A , 2 1 Bの計 3本をそれぞれ圧入する。 さらに、 流入パイ プ 2 6および第一、 第二流出パイプ 2 8 A， 2 8 Bの計 3本を、 パイプ 支持板 3 0の各対応貫通孔 3 0 cに嵌揷して直立させ端面を弁座プレー ト 1 3のパイプ取付面 1 3 f に凹設した有底孔 2 9に着座させる。 上記 総計 6本の部材を外付する 6か所に対して、 弁座 23の反対面 1 3 か ら溶接またはロー付けを行い気密を確保する。 このように、 パイプ間距 離が長く とれ、 かつ同一のパイプ取付面 1 3 f に流入パイプ 2 6および 流出パイプ 2 8 A， 28 Bが全て配置されることによって、 同一方向か らの組立および口一付作業が容易となり、 作業性が向上するので品質が 安定する。

図 3は、 図 2の III一 III線に沿って弁座側から見た弁体 24 ( A, B ) を一体に形成された従動歯車 20 (A， B)と共に示す平面図であって、 軸に直角な歯車面と、 弁体 24 (A， B ) であるクロスハッチで示した 摺接面 24 a(-A,-B)とは段差が設けられ、摺接面 24 a(-A,-B)が弁座プ レート 1 3に凹設した平滑な弁座面 1 3 eに密着して摺動する。従って、 摺接面 24 a (-Α,-Β)に完全に覆われた連通孔 2 5 Α, 2 5 Βは、 弁室 2 2から流出パイプ 28 Α, 28 Βに通ずる流路は閉鎖され、 流入パイプ 2 6とは完全に遮断される。 また従動歯車 20 (Α， Β) は一部を欠歯 して、 原動歯車のロータピニオン 1 Ίと嚙合不能の突出部 32が設けて ある。 これにより、 従動歯車 20 (Α， Β) の回転を規制して起動の原 点を設定することができる。

従動歯車 2 0 ( A, Β ) の歯数は原動歯車 （口一夕ピニオン） 1 7の 歯数より多く、 ロータ 1 5の回転は減速されて従動歯車 20 (A, Β) を回転する。 また、 原動歯車 1 7の歯数は、 所定位置にセッ トされた従 動歯車を動かさないで、 原動歯車を後から組み付けられる数に設定され る。 従動歯車 20 (Α， Β) によって回転半径が大きく とれ、 しかも従 動歯車 20 (Α， Β) が各 1個の連通孔だけを専属に制御するので、 駆 動トルクおよび摩耗が減少し、 大口径の連通孔 2 5 Α， 25 Βを設けて 大流量を制御することが可能になる。このように、 1個の弁体 24 ( Α， Β )に連通孔 25 Α (25 Β)を 1個だけを対応させ、 連通孔 25 A ( 2 5 B)を弁体 2 4 (A， ： B)の移動半径内に設けて開閉制御することで、 1個の連通孔 2 5 A ( 2 5 B) に対して 1個の弁体 2 4 (A, B) の全 周 3 6 0 ° をフルに使って制御できることになるので、 多数の利点を得 ることができる。

図 4に第一弁体 （A) 2 4 Aと第二弁体 （B) 2 4 Bとで制御する第 一連通孔 2 5 Aと第二連通孔 2 5 Bの開閉モードが弁座プレート 1 3を 透視する態様で示される。 図 4 (a) は第一連通孔 2 5 A、 第二連通孔

2 5 Bともに開、 図 4 (b ) は、 第一連通孔 2 5 A ： 開、 第二連通孔 2 5 B ：閉、 図 4 ( c ) は第一連通孔 2 5 A、 第二連通孔 2 5 Bともに閉、 図 4 (d) は第一連通孔 2 5 A ： 閉、 第二連通孔 2 5 B ： 開を示す。 弁 体 2 4 (A, B) の外形を従動歯車 2 0 A， 2 0 B側面との段差で画定 する輪郭パターンには方向性があるから、 第一連通孔 2 5 A、 第二連通 孔 2 5 Bに対して上記 4モードの構成には、 二つの弁体 2 4 A, 2 4 B 相互の回転角度の相対位置関係を設定する必要がある。

そこで、 図 6に示す歯車相対位置設定治具 3 3が使用される。 この治 具 3 3はリング状で、 内径を画定する面 3 3 aが、 第一弁体 2 4 Aおよ び第二弁体 2 4 Bの従動歯車 2 O A, 2 0 Bにおける各外径の外接円に 沿って形成され、 この内径画定面 3 3 aの相当位置に、 従動歯車の起動 原点を設定する 2つの突出部 3 2を利用して設けた位置決め凹部 3 2 a に嵌合する突起 3 3 bを備える。 この治具 3 3を使用し、 各従動歯車 2 0 A, 2 0 Bの位置決め凹部 3 2 aを歯車相対位置設定治具 3 3の突起

3 3 bに合せて各従動歯車 2 0 A, 2 0 Bの相対的角度関係位置を設定 する。 具体的には、 歯車相対位置設定治具 3 3を弁座プレート 1 3にセ ヅ トして、 各従動歯車 2 0 A, 2 0 Bの弁体摺接面 2 4 a-A, 2 4 a -B を各弁座 2 3に向けて各従動歯車 2 0 A , 2 0 Bを弁座プレート 1 3に 固設した支軸 2 1 A， 2 1 Bに揷通する。 図 2に示すように、 各従動歯 車 2 0 A , 2 0 Bは下端部に空隙 Gが凹設されているので、 溶接ローが 支軸 2 1の根元に滲出して肉盛りを形成しても、 回転が干渉されること はない。

各従動歯車 2 0 A , 2 0 Bと一体に形成された弁体摺接面 2 4 a -A, 2 4 a -B を弁座 2 3に密着させるために一枚の板パネ部材 3 5の分岐 する腕 3 5 aが各従動歯車 2 0 A , 2 0 Bの上面に弾接するように装入 される （図 1および図 2参照）。 ロー夕ピニオン 1 7を一体に形成した口 一夕 1 5を弁座プレート 1 3中央に固設した支軸 1 8に揷通する。 原動 歯車であるロー夕ピニオン 1 7 と各従動歯車 2 0 A , 2 0 Bとを確実に 嚙合させてロー夕 1 5を組付け、歯車相対位置設定治具 3 3を取り外す。 密閉ケース 1 4で口一夕 1 5を含む弁座プレート 1 3の弁座 2 3側全 体を覆い、 密閉ケース 1 4の開端 1 4 b内面に弁座プレート 1 3の縮径 周縁部 1 3 aを嵌入して T I G溶接で一体化し封止することによって気 密な弁室 2 2が形成される。 先に装入された一枚の板パネ部材 3 5の放 射状に延在する分岐腕 3 5 aの自由端は密閉ケース 1 4の拡開段部 1 4 cの内面で押圧され、 複数の従動歯車 2 0 A， 2 0 Bを各上面から弾性 付勢し、 各弁体摺接面 2 4 a -A， 2 4 a -Bを弁座 2 3に密着させる。 さ らに密閉ケース 1 4は、 閉端側でロー夕支軸 1 8の一端を支持する凹部 1 4 aの外周に設けた座金 3 6でロー夕 1 5の上端を押圧し、 口一夕ピ 二オン 1 7下面に嵌挿したカラー 3 7を介してパネ座金 3 8を押圧する < 従って、 バネ座金 3 8の弾性変形がロータ 1 5の軸方向の遊隙を吸収し てロータ 1 5にガ夕のない円滑な回転を保証する。

それから、 弁座プレート 1 3に固定してあるパイプ支持板 3 0外面の 所定位置に電動膨張弁 1 0の取付座 4 0 aを兼用するステ一夕位置決め フレーム 4 0を固定して、 位置決め係止具 4 O bをステ一夕 1 6に特定 した凹部 1 6 cに係合させ、 最初に従動歯車 2 0 Aの回転規制突出部 3 2による機械的起動原点に対するステ一タ極歯 （図示しない） の位置関 係において、コンピュー夕入力信号の原点とのマツチングがとれた後は、 口一夕 1 5に対するステ一夕 1 6の位置関係が移動しないようにする。 40 cは電動膨張弁 10を図示しない別設の装置に取り付けるボルト孔 である。

次に、 図 4と図 5を対比しながら本発明に係わるバルブ駆動装置 1 1 による三方弁 1 2の動作を原動歯車のロータピニオン 1 7を時計回転さ せた場合について説明する。 図 4 (a) において、 第一従動歯車 （A) 2 OAは起動原点、 すなわち図 5のステップ 0に位置し、 第一連通孔 2 5 Aは開である。 これから第一従動歯車 （A) 2 O Aは反時計方向に回 転するが、 図 5の 7 2ステップまでは、 弁体摺接面 24 a -Aの輪郭パ夕 —ンは支軸 2 1 Aを中心とする円弧 sに沿っているため、 図 5の 60ス テヅプ付近を図示している図 4 (b) の第一従動歯車 （A) 2 O Aは、 第一連通孔 2 5 Aの開状態を維持する。

第一従動歯車 （A) 2 OAは図 4 (b) の位置から反時計方向に、 図 5に示す 7 2ステップまで回転した後、 ハートカム曲線 （アルキメデス スパイラル） tに沿って 1 08ステップまで、 第一連通孔 2 5 Aを回転 角度にほぼ比例するように開口面積を徐々に縮小して閉鎖していき、 1 08ステヅプ以後は、 図 4 ( c ) に図示される約 1 2 0ステヅプ位置を 経て、 図 4 (d) に図示されるように第二従動歯車 （B) 2 0 Bが突出 部 32に回転を規制される位置の手前までをコンピュー夕制御による回 転の限界として、 第一連通孔 2 5 Aの完全な閉鎖を維持する。

一方、 第二従動歯車 （B) 20 Bの弁体 24 Bは、 図 4 (a) で第一 従動歯車 （A) 20 Aが起動原点の 0ステップにあるとき、 第二連通孔 25 Bは開口されている。 それから、 第二従動歯車 （B) 2 0 Bは反時 計方向に回転して図 5の 1 2ステップからは、 ハートカム曲線 tに沿つ て第二連通孔 2 5 Bを回転角度にほぼ比例するように開口面積を徐々に 縮小して閉鎖していき、 図 4 (b) に図示される図 5の 6 0ステップ付 近では完全に第二連通孔 2 5 Bを閉鎖している。 そのまま第二連通孔 2 5 Bは図 5の 1 3 2ステヅプまで閉鎖状態が維持される。 図 5の 1 2 0 ステップ近傍を示す図 4 ( c ) では、 第二連通孔 2 5 Bが閉鎖状態にあ ることを示す。

さらなる回転で 1 6 8ステップまでは再びハートカム曲線 tに沿って 徐々に第二連通孔 2 5 Bの開口面積を回転角度にほぼ比例するように開 いて、 図 4 (d ) に図示される限界位置で全開となる。 このように、 弁 体 2 4の形状と回転角度とを第一従動歯車 2 O Aと第二従動歯車 2 0 B 相互の回転位相に組合わせて選択することによって、 第一、 第二連通孔 2 5 A, 2 5 Bに対して様々な開閉モードを構成することができる。 図 7は、 本発明に係わるバルブ駆動装置 1 1を四方弁 4 2に適用した 第二実施例の弁体 24 A, 2 4 B , 2 4 Cおよび連通孔 2 5 A, 2 5 B , 2 5 Cの配置で、 図 4と同じ方向からの平面図示である。 第一、 第二、 第三従動歯車 2 0 A, 2 0 B , 2 0 Cは口一夕ピニオン 1 7の支軸 1 8 を中心として放射状に等間隔で配設され、 第一、 第二、 第三連通孔 2 5 A， 2 5 B , 2 5 Cはそれそれの放射線上に配列される。 上記の三方弁 1 2に適用した実施例と共通する部材には同じ符号を使用して説明を省 略する。 また、 追加された、 第三連通孔 2 5 Cの関連部材は、 第一、 第 二連通孔で使用した末尾符号の A, Bに替えて Cで示す。 本実施例にお ける図示の放射状配列に基づいて、 従動歯車径の寸法や軸方向の嚙合位 置を変化させて、 さらに多数の制御回路に対応できる多方弁の構成に展 開することが可能であること容易に推測できる。

図 8は、 本発明に係わるバルブ駆動装置を二方弁 5 2に適用した第三 実施例で、 連通孔 5 5に対する開度調整角度範囲を上記三方弁 1 2や四 方弁 4 2 よ り大き く とることができるので、 連通孔 5 5は、 単なる ON/OFF制御でなく、 開口面積を回転角度にほぼ比例させて開閉するこ とを目的として、 弁体 5 4には弁座摺接パ夕一ン 5 4 aを形成する。 こ の構成を電動膨張弁に適用すると、 変動が少ない高精度の微細な温度調 整が可能になる。 この弁体 5 4の弁座摺接パターン 5 4 aとしては、 連 通孔 5 5を両側から徐々に絞り込みまたは拡開する二本のハートカム曲 線 t 1， t 2で溝部 5 6の両縁 5 6 a， 5 6 bを形成して、 溝部 5 6の拡 開端部に弁室に連通する開口 5 6 dを設けた。

以上、 本発明に係わるバルブ駆動装置の実施例として三方弁 1 2を主 体に、 そしてその応用例として四方弁 4 2および二方弁 5 2を説明した が、 本発明は図示の実施例に限定されるものではなく、 ロータピニオン 1 7の回りに放射状に弁体 2 4を配設して 1連通孔に 1弁体を対応させ る本発明の構成によれば、 必要に応じて四方弁 4 2からさらに多方弁へ の対応が可能であり、 その形状や構成等について、 本発明の必須の構成 要件から逸脱しない範囲で、 細部に関する多種多様な変更や部品の再構 成等の改変をなし得ることが予期される。 産業上の利用可能性

以上の説明で明らかなように、発明に係わるバルブ駆動装置によれば、 流体を流入させる流入パイプおよび流体を流出させる流出パイプを有し. 流体の通路の一部をなし、 内部に前記流入パイプまたは流出パイプに連 設された弁口を開閉して流体の流動を継断する弁体を内設する本体と、 弁体を駆動する駆動手段とを有するバルブ駆動装置であって、 弁口を複 数設け、 一つの弁口每に一つの弁体をそれぞれ対応しているので、 一本 の流出パイプの制御に対して、 弁体の一回転約 3 6 0 °C全部を相互の干 渉なく広い自由度で有効に機能させることができるので、 精密制御に適 し全パイプの流量を独立で制御することが可能になる。 しかも、 弁体の 受圧面積が大き く とれるので摩耗が減少し耐用寿命が延びる。 さらに弁 口間の距離が長くできることに伴いパイプ間の距離も長くなり、 パイプ を曲げることなく口一付作業が可能となり生産性が上がる。 また弁口を 大きくできるので溶接時の口一材が目詰ま りを起こすことはないし、 流 体の流量を増加させることも容易である。

Claims

請求の範囲

1 . 流体を流入させる流入パイプおよび流体を流出させる流出パイプを 有し、 前記流体の通路の一部をなし、 内部に前記流入パイプまたは前記 流出パイプに連設された弁口を開閉して前記流体の流動を継断する弁体 を内設する本体と、 前記弁体を駆動する駆動手段とを有するバルブ駆動 装置であって、 前記弁口を複数設け、 一つの弁口毎に一つの弁体をそれ それ対応させたことを特徴とするバルブ駆動装置。

2 . 前記複数の弁体をそれぞれに駆動する従動歯車が形成され、 この複 数設けられた前記従動歯車の全てを共通に常時嚙合する配置で一つの原 動歯車の外周に配設し、 前記原動歯車を前記駆動手段で駆動して前記複 数の従動歯車を一斉に駆動することを特徴とする請求の範囲第 1項に記 載のバルブ駆動装置。

3 . 前記複数の従動歯車は前記原動歯車に対して減速される歯車列であ ることを特徴とする請求の範囲第 2項に記載のバルブ駆動装置。

4 .前記原動歯車または前記複数の従動歯車の少なく とも二つの歯車に、 互いに干渉して回転を制限する阻止部を設けたことを特徴とする請求の 範囲第 2項に記載のバルブ駆動装置。

5 . 前記弁口および前記従動歯車の回転軸は、 いずれも前記原動歯車の 回転軸に対して等間隔に展開配置したことを特徴とする請求の範囲第 2 項に記載のバルブ駆動装置。

6 . 前記弁口の周辺で前記弁体が当接する弁座は、 段差を設けて凹面と し、 この凹面を平滑な平面に形成したことを特徴とする請求の範囲第 1 項に記載のバルブ駆動装置。

7 . 前記弁体の各々は、 ハートカム相当の輪郭により前記弁口それそれ の開閉を前記従動歯車の回転角度に対応させて徐々に行うことを特徴と する請求の範囲第 1項に記載のバルブ駆動装置。

8 .前記原動歯車は、所定位置にセッ トされた従動歯車を動かさないで、 原動歯車を後から組み付けられる数に設定された歯車数を有することを 特徴とする請求の範囲第 2項に記載のバルブ駆動装置。