KR102313161B1 - 유로 전환 밸브, 및 그 제조 방법 - Google Patents

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마사유키 코케츠
케이치 니시카와
야스히사 히로세
타카히로 미나타니
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시케이디 가부시키가이샤
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Abstract

유체의 유로를 전환하는 유로 전환 밸브는, 소정의 면(31a)에서 소정의 방향으로 소정의 길이로 개구하는 개구 유로(32)가 형성된 밸브체(31)와, 소정의 면에 대향하는 대향면(41a)으로 개구하는 복수의 포트가, 소정의 방향으로 소정의 길이보다 짧은 간격으로 나란히 형성되고, 또한 복수의 포트에 각각 접속된 접속 유로(42, 43, 44)가 형성된 본체(41)를 구비한다. 유로 전환 밸브는, 소정의 방향에서 밸브체의 양단부(36)에 각각 장착되고, 소정의 면과 대향면의 사이에 소정의 틈새가 형성되도록 밸브체를 지지하며, 소정의 방향으로의 밸브체의 이동량에 따라서 밸브체에 탄성력을 가하는 판 스프링(51)과, 밸브체를 소정의 방향으로 왕복 구동하는 액추에이터를 구비한다.

Description

유로 전환 밸브, 및 그 제조 방법
[관련 출원의 상호 참조]
본 출원은, 2016년 3월 30일에 출원된 일본 출원 번호 2016-068379호, 2016년 7월 25일에 출원된 일본 출원 번호 2016-145726호에 근거한 것으로, 여기에 그 기재 내용을 원용한다.
[기술 분야]
본 발명은 유체의 유로를 전환하는 유로 전환 밸브에 관한 것이다.
종래, 이런 종류의 유로 전환 밸브에 있어서, 외주면에 유체의 유로가 형성된 스풀(spool)과, 유체를 유출입시키는 복수의 포트가 형성되고, 스풀을 슬라이드 이동이 자유롭게 수용하는 슬리브를 구비하는 것이 있다(특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에 기재한 것으로는, 스풀을 축 방향으로 왕복 구동함으로써 유체의 유로를 전환시키고 있다.
일본 공개특허공보 2007-211857호
그런데 특허문헌 1에 기재한 것으로는, 유체의 유로를 전환할 때, 스풀과 슬리브가 스치게 된다. 이 때문에, 스풀을 구동할 때에 마찰력이 발생하여, 유체의 유로를 전환하는 응답성이 저하하게 된다.
본 개시는, 이러한 실정에 비추어 이루어진 것으로, 그 주된 목적은 유체의 유로를 전환하는 응답성을 향상시킬 수 있는 유로 전환 밸브를 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 이하의 수단을 채용했다.
제1 수단은, 유체의 유로를 전환하는 유로 전환 밸브로서, 소정의 면에 있어서 소정의 방향으로 소정의 길이로 개구하는 개구 유로가 형성된 밸브체와, 상기 소정의 면에 대향하는 대향면에 개구하는 복수의 포트가 상기 소정의 방향으로 상기 소정의 길이보다 짧은 간격으로 나란히 형성되고, 또한 상기 복수의 포트에 각각 접속된 접속 유로가 형성된 본체와, 상기 소정의 방향에서 상기 밸브체의 양단부에 각각 장착되어, 상기 소정의 면과 상기 대향면의 사이에 소정의 틈새가 형성되도록 상기 밸브체를 지지하며, 상기 소정의 방향으로의 상기 밸브체의 이동량에 따라서 상기 밸브체에 탄성력을 가하는 판 스프링과, 상기 밸브체를 상기 소정의 방향으로 왕복 구동하는 액추에이터를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 본체에 형성된 접속 유로를 통해서, 각 접속 유로에 접속된 각 포트에 대해서 유체를 유출입 시킬 수 있다. 밸브체에는, 소정의 면에서 소정의 방향으로 소정의 길이로 개구하는 개구 유로가 형성되어 있다. 본체에는, 상기 소정의 면에 대향하는 대향면으로 개구하는 복수의 포트가, 상기 소정의 방향으로 상기 소정의 길이보다 짧은 간격으로 나란히 형성되어 있다. 이 때문에, 액추에이터에 의해 밸브체를 상기 소정의 방향으로 왕복 구동함으로써, 복수의 포트가 밸브체의 개구 유로를 통해서 접속되는 상태, 즉 유체의 유로를 전환할 수 있다.
여기서, 상기 소정의 방향에서 밸브체의 양단부에 각각 판 스프링이 장착되어 있고, 판 스프링은 상기 소정의 면과 상기 대향면의 사이에 소정의 틈새가 형성되도록 밸브체를 지지한다. 이 때문에, 밸브체와 본체가 스치지 않는 상태에서, 밸브체를 왕복 구동할 수 있다. 따라서, 밸브체를 구동할 때에 마찰력이 발생하는 것을 억제할 수 있고, 유체의 유로를 전환하는 응답성을 향상시킬 수 있다. 게다가 판 스프링은, 상기 소정의 방향으로의 밸브체 이동량에 따라서 밸브체에 탄성력을 더하기 때문에, 밸브체의 이동량을 제어할 때에 판 스프링에 의한 탄성력을 이용할 수 있다.
제2 수단에서는, 상기 밸브체에서 상기 개구 유로는 상기 소정의 면과 상기 소정의 면의 반대측의 반대면과에 있어서 상기 소정의 방향으로 상기 소정의 길이로 개구하고 있고, 상기 본체는 상기 소정의 면에 대향하는 제1 대향면에 개구하는 복수의 포트가 상기 소정의 방향으로 상기 소정의 길이보다 짧은 간격으로 나란히 형성되며, 또한 상기 복수의 포트에 각각 접속된 접속 유로가 형성된 제1 본체와, 상기 반대면에 대향하는 제2 대향면에 개구하는 복수의 포트가 상기 소정의 방향으로 상기 소정의 길이보다 짧은 간격으로 나란히 형성되고, 또한 상기 복수의 포트에 각각 접속된 접속 유로가 형성된 제2 본체를 포함하며, 상기 판 스프링은 상기 소정의 면과 상기 제1 대향면의 사이에 제1 소정의 틈새가 형성되도록 상기 밸브체를 지지하고, 상기 반대면과 상기 제2 대향면의 사이에 제2 소정의 틈새가 형성되도록 상기 밸브체를 지지하고 있다.
판 스프링에 의해서 밸브체의 양단부가 지지를 받는 구성에서는, 포트로부터 밸브체를 향해서 흐르는 유체의 압력에 의해, 밸브체가 포트로부터 멀어지는 방향으로 변위할 우려가 있다.
이 점, 상기 구성에 의하면, 밸브체를 사이에 두고 양측으로 제1 본체와 제2 본체가 마련되어 있다. 그리고 제1 본체 및 제2 본체에는, 동일한 복수의 포트가 각각 형성되어 있다. 그래서 제1 본체의 포트와, 그 포트에 대응하는 제2 본체의 포트에 동일한 유체를 유통시킴에 따라서, 제1 본체의 포트로부터 밸브체를 향해서 흐르는 유체에 의한 압력과, 제2 본체의 포트로부터 밸브체를 향해서 흐르는 유체에 의한 압력을 상쇄할 수 있다. 따라서, 포트로부터 밸브체를 향해서 흐르는 유체의 압력에 의해서, 밸브체가 포트로부터 멀어지는 방향으로 변위하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 판 스프링은 상기 소정의 면과 제1 대향면의 사이에 제1 소정의 틈새가 형성되도록 밸브체를 지지하고, 상기 반대면과 제2 대향면의 사이에 제2 소정의 틈새가 형성되도록 밸브체를 지지하고 있다. 따라서, 밸브체와 제1 본체 및 제2 본체가 스치지 않는 상태에서 밸브체를 왕복 구동할 수 있다.
구체적으로는, 제3 수단과 같이, 상기 판 스프링은 가장 면적이 큰 주면이 상기 소정의 방향에 수직이 되도록 상기 본체에 장착되어 있다고 하는 구성을 채용할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 판 스프링은 밸브체의 소정의 면과 본체의 대향면 사이의 소정의 틈새를 유지하도록 밸브체를 지지하고, 또한 소정의 방향을 따른 탄성력만을 밸브체에 작용시키는 구성을 쉽게 실현할 수 있다.
제4 수단에서는, 상기 밸브체에서 상기 판 스프링 사이에 위치하는 부분에 가동자가 고정되어 있고, 상기 액추에이터는 상기 소정의 방향에서 상기 판 스프링 사이에 상기 가동자에 작용시키는 전자력에 의해서, 상기 밸브체를 비접촉으로 상기 소정의 방향으로 왕복 구동한다.
상기 구성에 의하면, 액추에이터에 의해서 밸브체에 고정된 가동자에 의해 작용되는 전자력으로 인하여, 밸브체가 비접촉으로 소정의 방향으로 구동된다. 그 결과, 밸브체를 구동할 때 마찰력이 발생하지 않고, 밸브체를 구동하는 응답성을 향상시킬 수 있다. 또, 전자력의 작용을 받는 가동자와 밸브체를 별개로 할 수 있고, 밸브체 설계의 자유도를 향상시킬 수 있다.
또한, 밸브체의 양단부가 판 스프링에 의해 지지되어 있고, 상기 소정의 방향에 있어서 판 스프링 사이에 전자력이 가동자에 의해 작용된다. 이 때문에, 구동될 때에 밸브체가 흔들리는 것을 억제할 수 있다.
제5 수단에서는, 상기 액추에이터에서 상기 판 스프링이 자연 상태로 상기 밸브체를 지지하는 상태에서의 상기 밸브체의 위치는, 상기 밸브체를 상기 소정의 방향으로 왕복 구동시키는 전자력을 작용시키지 않은 중립 위치에 설정되어 있다.
상기 구성에 의하면, 판 스프링이 자연 상태로 밸브체를 지지하고, 또한 액추에이터에 의해 전자력을 작용시키지 않은 상태에서 밸브체를 소정의 방향의 중립 위치에 유지할 수 있다. 이 때문에, 중립 위치를 기준으로 하여 가동자에 작용하는 전자력을 제어함으로써, 밸브체를 소정의 방향으로 쉽게 왕복 구동할 수 있다.
제6 수단에서는, 상기 액추에이터는 상기 판 스프링 및 상기 밸브체를 관통하여 상기 밸브체에 장착된 가동축을 구비하고, 상기 가동축을 상기 소정의 방향으로 왕복 구동한다.
상기 구성에 의하면, 액추에이터의 가동축은 판 스프링 및 밸브체를 관통하여 밸브체에 장착되어 있기 때문에, 밸브체의 소정의 면과 본체의 대향면을 평행하게 유지하기 쉬워진다.
제7 수단에서는, 상기 액추에이터는 전자력에 의해 상기 가동축을 비접촉으로 왕복 구동한다.
상기 구성에 의하면, 액추에이터의 가동축은 전자력에 의해서 비접촉으로 왕복 구동된다. 따라서, 밸브체를 구동할 때에 마찰력이 발생하는 것을, 액추에이터에서도 억제할 수 있고, 유체의 유로를 전환하는 응답성을 더욱 향상시킬 수 있다. 제8 수단에서는, 상기 액추에이터에서 상기 판 스프링이 자연 상태로 상기 밸브체를 지지하는 상태에서의 상기 가동축의 위치는 상기 가동축을 상기 소정의 방향으로 왕복 구동시키는 전자력을 작용시키지 않는 중립 위치에 설정되어 있다.
제8 수단에서는, 상기 액추에이터에 있어서, 상기 판 스프링이 자연 상태에서 상기 밸브체를 지지하는 상태에서의 상기 가동축 위치가, 상기 가동축을 상기 소정의 방향으로 왕복 구동시키는 전자력을 작용시키지 않는 중립 위치로 성정되어 있다.
상기 구성에 의하면, 판 스프링이 자연 상태에서 밸브체를 지지하고, 또한 액추에이터에 의해 전자력을 작용시키지 않은 상태에서, 가동축을 소정의 방향의 중립 위치에 유지시킬 수 있다. 이 때문에, 중립 위치를 기준으로 하여 가동 축에 작용시키는 전자력을 제어함으로써, 가동축 나아가서는 밸브체를 쉽게 왕복 구동할 수 있다.
제9 수단에서는, 상기 소정의 면 및 상기 대향면은 소정의 평면도에 마무리되어 있고, 상기 판 스프링은 상기 소정의 면과 상기 대향면이 소정의 평행도가 되도록 상기 밸브체를 지지하고 있다.
상기 구성에 의하면, 밸브체의 소정의 면 및 본체의 대향면의 평면도 및 평행도가 관리되고 있기 때문에, 소정의 면과 대향면의 사이에 형성되는 소정의 틈새의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
제10 수단은, 제9 수단의 유로 전환 밸브를 제조하는 방법으로써, 상기 소정의 면과 상기 대향면의 사이에, 상기 소정의 틈새의 폭에 근거하여 설정된 두께의 틈새 지그를 삽입한 상태에서, 상기 판 스프링을 상기 본체에 고정한 후, 상기 틈새 지그를 떼어내는 것을 특징으로 한다.
상기 공정에 의하면, 밸브체의 소정의 면과 본체의 대향면의 사이에, 소정의 틈새의 폭에 근거하여 설정된 두께의 틈새 지그가 삽입되기 때문에, 소정의 면과 대향면의 간격을 소정의 틈새로 쉽게 조절할 수 있다. 그리고 그 상태에서 판 스프링이 본체에 고정된 후에 틈새 지그가 떨어지기 때문에, 소정의 면과 대향면의 사이에 소정의 틈새를 쉽게 형성할 수 있다.
본 개시에 대한 상기 목적 및 그 외의 목적, 특징이나 이점은 첨부한 도면을 참조하면서 하기 상세한 기술에 의해 보다 명확하게 된다.
도 1은 유로 전환 밸브를 나타내는 사시 단면도.
도 2는 제1 실시형태의 밸브체, 본체, 판 스프링을 나타내는 사시도.
도 3은 제1 실시형태의 밸브체, 본체, 판 스프링을 나타내는 단면도.
도 4는 제1 실시형태의 밸브체, 본체를 나타내는 모식도.
도 5는 액추에이터를 나타내는 사시도.
도 6은 비여자상태의 액추에이터를 나타내는 사시 단면도.
도 7은 양의 방향의 여자상태의 액추에이터를 나타내는 사시 단면도.
도 8은 음의 방향의 여자상태의 액추에이터를 나타내는 사시 단면도.
도 9는 제1 실시형태의 판 스프링의 변형 상태를 나타내는 모식도.
도 10은 제1 실시형태의 코일에 흐르도록 하는 전류와 밸브체의 스트로크와의 관계를 나타내는 그래프.
도 11은 제1 실시형태의 코일에 흐르도록 하는 전류와 공기의 유량과의 관계를 나타내는 그래프.
도 12는 제2 실시형태의 밸브체, 본체, 판 스프링을 나타내는 사시도.
도 13은 제2 실시형태의 밸브체, 본체, 판 스프링을 나타내는 단면도.
도 14는 제2 실시형태의 밸브체, 본체를 나타내는 모식도.
도 15는 제2 실시형태의 코일에 흐르도록 하는 전류와 공기의 유량과의 관계를 나타내는 그래프.
도 16은 제2 실시형태의 유량의 입력값 및 출력값을 나타내는 타임 차트.
도 17은 제2 실시형태의 유량의 입력값 및 출력값을 나타내는 다른 타임 차트.
도 18은 제2 실시형태의 유량의 입력값 및 출력값을 나타내는 다른 타임 차트.
도 19는 제2 실시형태의 유량의 입력값 및 출력값을 나타내는 다른 타임 차트.
도 20은 제3 실시형태의 유로 전환 밸브를 나타내는 사시 단면도.
도 21은 제3 실시형태의 유로 전환 밸브를 나타내는 사시 단면도.
도 22는 제3 실시형태의 밸브 기구를 나타내는 사시 단면도.
도 23은 제3 실시형태의 비여자상태의 밸브 기구를 나타내는 정면에서 본 단면도.
도 24는 제3 실시형태에 있어서의 양의 방향의 여자상태의 밸브 기구를 나타내는 정면에서 본 단면도.
도 25는 제3 실시형태에 있어서의 음의 방향의 여자상태의 밸브 기구를 나타내는 정면에서 본 단면도.
도 26은 제3 실시형태에 있어서의 밸브 기구의 변경예를 나타내는 사시 단면도.
도 27은 제3 실시형태에 있어서의 구동 전류와 유량과의 관계의 일례를 나타내는 그래프.
도 28은 제3 실시형태에 있어서의 구동 전류와 유량과의 관계의 변경예를 나타내는 그래프.
도 29는 제3 실시형태에 있어서의 구동 전류와 유량과의 관계의 다른 변경예를 나타내는 그래프.
(제1 실시형태)
이하, 부하(용적)에 대해서 공기를 공급 및 배출하는 유로를 전환하는 유로 전환 밸브로 구현화 한 제1 실시형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1에 나타내듯이, 유로 전환 밸브(10)는 밸브 기구(20)와 액추에이터(70)를 갖추고 있다. 밸브 기구(20)와 액추에이터(70)는 접속 부재(24)를 통해서 접속되어 있다. 액추에이터(70)는 밸브 기구(20)를 구동한다.
밸브 기구(20)는 하우징(21), 밸브체(31), 본체(41), 판 스프링(51), 덮개(27) 등을 구비한다.
하우징(21)은 사각 통 모양으로 형성되어 있다. 하우징(21)에는, 가압된 공기(유체에 상당)를 공급하는 P0 포트(가압 포트), 부하에 대해서 공기를 공급 및 배출하는 A0 포트(출력 포트), 공기를 배출하는 R0 포트(배기 포트)가 형성되어 있다. 하우징(21)의 내부에는, P0 포트, A0 포트, R0 포트에 각각 접속되고, 하우징(21)의 내면에서 각각 개구하는 가압 유로, 출력 유로, 배기 유로가 형성되어 있다.
하우징(21)의 내부에는, 밸브체(31), 본체(41), 판 스프링(51) 등이 수용되어 있다. 도 2∼4에 나타내듯이, 본체(41)는 홈 형상(일면이 열린 사각 통 모양)으로 형성되어 있다. 본체(41)는 하우징(21)에 고정되어 있다. 밸브체(31)는 직육면체 모양으로 형성되어 있다. 본체(41)의 서로 대향하는 내측면(41b) 사이에 밸브체(31)가 배치되어 있다. 본체(41)의 내측면(41b)과 밸브체(31) 외측면의 사이에는 틈새가 형성되어 있다. 즉, 본체(41)의 내측면(41b)과 밸브체(31)의 외측면은 비접촉 상태이다.
도 4에 나타내듯이, 밸브체(31)의 소정의 면(31a(구체적으로는 아래면))에는, 밸브체(31)의 길이 방향(소정의 방향에 상당)에 소정의 길이(L1)로 개구하는 개구 유로(32)가 형성되어 있다. 개구 유로(32)는, 장축의 길이가 소정의 길이(L1)의 긴 구멍 모양의 오목부로 되어 있다. 도 2, 3에 나타내듯이, 밸브체(31)에는 길이 방향으로 관통하는 관통 구멍(33)이 형성되어 있다. 밸브체(31)에는, 상하 방향으로 관통하는 핀 구멍(34) 및 나사구멍(35)이 형성되어 있다. 또한, 본체(41) 하저부(下底部), 핀 구멍(34) 및 나사구멍(35)에 대응하는 위치에 각각 핀 구멍 및 나사구멍이 형성되어 있다.
본체(41)의 하저부에는, 밸브체(31)의 소정의 면(31a)에 대향하는 대향면(41a)으로 개구하는 P1b 포트, A1b 포트, R1b 포트(복수의 포트에 상당)가 형성되어 있다. P1b 포트, A1b 포트, R1b 포트는, 밸브체(31)의 길이 방향으로 소정의 길이(L1)보다 짧은 간격으로 나란히 형성되어 있다. 본체(41)의 하저부에는, P1b 포트, A1b 포트, R1b 포트에 각각 접속된 접속 유로(42, 43, 44)가 형성되어 있다. 접속 유로(42, 43, 44)는 각각 본체(41) 하저부의 아래면에서 개구하고 있다. 본체(41) 하저부의 아래면에서의 접속 유로(42, 43, 44)의 개구는, 각각 P1a 포트, A1a 포트, R1a 포트로 되어 있다. P1a 포트, A1a 포트, R1a 포트는 각각 상기 가압 유로, 출력 유로, 배기 유로에 접속되어 있다.
도 1, 2에 나타내듯이, 밸브체(31)의 길이 방향의 양단부(36)에는 판 스프링(51)이 각각 장착되어 있다. 판 스프링(51)은 스프링강 등의 스프링성 재료에 의해서, 직사각형 판 모양으로 형성되어 있다. 판 스프링(51)의 소정의 부분에는 슬릿(51a)이 형성되어 있다. 판 스프링(51)에 슬릿(51a)이 형성됨에 따라, 판 스프링(51)은 구불구불한 소정의 패턴으로 형성되어 있다. 판 스프링(51)의 두께는, 판 스프링(51)이 소정의 강성을 가지고, 판 스프링(51)이 소정의 탄성력을 발생하도록 설정되어 있다. 판 스프링(51)의 2개의 짧은 변 부분(51b)이 각각 본체(41)에 고정되어 있다. 판 스프링(51)은, 가장 면적이 큰 주면(도 2에서의 수직면)이 밸브체(31)의 길이 방향에 수직이 되도록 본체(41)에 장착되어 있다.
밸브체(31)의 소정의 면(31a) 및 본체(41)의 대향면(41a)은, 소정의 평면도로 마무리되어 있다. 또, 판 스프링(51)은 소정의 면(31a)과 대향면(41a)이 소정의 평행도가 되도록, 밸브체(31)를 지지하고 있다. 자세하게는, 밸브체(31)의 길이 방향의 양단부(36)가 판 스프링(51)의 중앙을 관통하여 각각 고정되어 있다. 도 4에 나타내듯이, 판 스프링(51)은 밸브체(31)의 소정의 면(31a)과 본체(41)의 대향면(41a)의 사이에 소정의 틈새(C1)가 형성되도록 밸브체(31)를 지지하고 있다. 소정의 틈새(C1)는 5㎛ 정도이다. 밸브체(31)에서 소정의 면(31a)과 반대측 면, 본체(41)와의 사이에는 틈새가 형성되어 있다. 즉, 밸브체(31)에는 다른 부재와 슬라이드 이동하는 부분이 존재하지 않는다.
그리고 판 스프링(51)은, 밸브체(31)의 길이 방향(판 스프링(51)의 주면에 수직인 방향)에 대한 밸브체(31)의 이동량에 따라서 밸브체(31)에 탄성력을 더한다. 자세하게는, 판 스프링(51)은 밸브체(31)의 길이 방향으로의 밸브체(31)의 이동량에 비례한 탄성력을 밸브체(31)에 가한다.
그 다음, 밸브 기구(20(유로 전환 밸브(10)))의 제조 방법을 설명한다.
우선, 본체(41) 하저부의 상면(대향면(41a))에 틈새 지그를 올려놓는다. 틈새 지그의 두께는, 상기 소정의 틈새(C1)의 폭에 근거하여 설정되어 있다. 즉, 틈새 지그의 두께는, 밸브 기구(20)를 조립한 후, 밸브체(31)의 소정의 면(31a)과 본체(41)의 대향면(41a) 사이에 소정의 틈새(C1)가 형성되도록 설정되어 있다.
계속해서, 본체(41)의 대향면(41a)과 밸브체(31)의 아래면(소정의 면(31a))에서 틈새 지그를 끼우듯이 틈새 지그 위에 밸브체(31)를 올려놓는다. 이 때, 본체(41)의 내측면(41b)과 밸브체(31)의 외측면 사이에 틈새를 형성한다.
계속해서, 판 스프링(51)의 중앙에 형성된 관통 구멍에 밸브체(31) 길이 방향의 단부(36)를 삽입한다. 그리고 판 스프링(51)의 중앙부를 밸브체(31)의 단부(36)에 용접으로 고정한다. 또, 판 스프링(51)의 짧은 변 부분(51b)을 본체(41)에 용접으로 고정한다.
계속해서, 틈새 지그를 본체(41) 및 밸브체(31)로부터 떼어낸다. 이상으로부터, 본체(41), 밸브체(31), 및 판 스프링(51)의 조립이 완료된다.
그 다음, 도 1, 5를 참조하여 액추에이터(70)의 구성을 설명한다. 액추에이터(70)는, 코어(71), 코일(72), 덮개(73), 자석(74, 75), 가동자(76), 가동축(81) 등을 구비하고 있다.
코어(71)는, 상자성체 재료에 의해서 사각기둥 모양으로 형성되어 있다. 코어(71)의 외주에는 코일(72)이 장착되어 있다. 코어(71) 및 코일(72)은 평행(병렬)하게 한 쌍이 마련되어 있다. 한 쌍의 코어(71)는 덮개(73)에 의해서 서로 연결되어 있다. 덮개(73)는 상자성체 재료에 의해 판 모양으로 형성되어 있다.
코어(71)의 일단부는 코일(72)의 내부로부터 돌출되어있다. 한 쌍의 코어(71)의 일단부에는 서로 평행한 평면인 평행부(71a)가 형성되어 있다.
한 쌍의 평행부(71a)에는 자석(74, 75)이 각각 장착되어 있다. 자석(74, 75)은 강자성체 재료에 의해 형성된 영구자석이다. 자석(74, 75)은 직육면체 모양으로 형성되어 있다. 자석(74, 75)은, 코어(71)의 축 방향(밸브체(31)의 길이 방향)으로 N극과 S극이 늘어서듯이, 코어(71)의 평행부(71a)에 각각 장착되어 있다. 자석(74)의 N극과 자석(75)의 S극이 대향하고 있고, 자석(74)의 S극과 자석(75)의 N극이 대향하고 있다. 즉, 자석(74)과 자석(75)은, 코어(71)의 축 방향에서 서로 자극의 방향이 반대가 되도록 배치되어 있다. 자석(74, 75)이 서로 대향하는 면은 평행하게 되어 있다.
자석(74)과 자석(75)의 사이에는, 상기 접속 부재(24)의 일부분을 통해서 가동자(76)가 배치되어 있다. 접속 부재(24)는 비자성체 재료에 의해 형성되어 있다. 접속 부재(24) 중 자석(74)과 자석(75)의 사이에 배치되는 부분은 자속(磁束)을 투과시키기 쉽도록 얇게 형성되어 있다. 가동자(76)는 상자성체 재료에 의해서 사각기둥 모양으로 형성되어 있다. 가동자(76)에는, 밸브체(31)의 길이 방향(가동자(76)의 축 방향)에 가동자(76)를 관통하는 관통 구멍(76a)이 형성되어 있다.
가동자(76)의 관통 구멍(76a)에는 액추에이터(70)의 가동축(81)이 삽입 통과되고 있다. 가동축(81)은 비자성체 재료에 의해서 원기둥 모양으로 형성되어 있다. 가동축(81)은 소경부와 중경부와 대경부를 구비하고 있다. 소경부가 2개의 판 스프링(51) 및 밸브체(31)의 관통 구멍(33)에 삽입 통과되어 있고, 중경부가 가동자(76)의 관통 구멍(76a)에 삽입 통과되어 있다. 소경부와 중경부의 단차부에 밸브체(31)의 단부(36)가 맞닿아 있다.
밸브체(31)의 길이 방향에 있어서, 가동자(76)는 자석(74, 75)의 자력에 의해 자석(74, 75)의 중앙 위치(중립 위치)에 배치하고 있다. 이 상태에서 가동자(76)가 가동축(81)에 고정되도록, 가동자(76)와 가동축(81)의 상대 위치가 스페이서(82)에 의해 조절되고 있다. 그리고 가동축(81)의 중경부와 대경부의 단차에 가동자(76) 또는 스페이서(82)를 맞닿게 하여 중경부에 너트(83)를 단단히 조임으로써, 가동축(81)에 가동자(76)가 장착되어 있다.
또, 2개의 판 스프링(51)이 자연 상태에서, 2개의 판 스프링(51) 및 밸브체(31)를 가동축(81)의 소경부가 관통한다. 이 상태에서 소경부의 선단에 너트(37)를 단단히 조임으로써, 소경부가 밸브체(31)에 장착되어 있다. 즉, 액추에이터(70)에 있어서, 판 스프링(51)이 자연 상태에서 밸브체(31)를 지지하는 상태에서의 가동자(76) 및 가동축(81)의 위치는, 가동축(81(가동자(76))을 밸브체(31)의 길이 방향으로 왕복 구동시키는 전자력을 작용시키지 않는 중립 위치에 설정되어 있다. 너트(37)와 덮개(27)의 사이에는 틈새가 형성되어 있고, 너트(37)와 덮개(27)는 비접촉 상태로 되어 있다.
가동축(81)의 대경부의 단부는 단부 부재(84)로 덮여있다. 단부 부재(84)는 비자성체 재료에 의해 형성되어 있다. 상기 덮개(27), 하우징(21), 접속 부재(24), 및 단부 부재(84)에 의해, 본체(41), 밸브체(31), 및 가동축(81), 가동자(76) 등을 수용하는 공간은 O링(85, 86, 87(실링 부재)에 의해 밀폐(실링)되어 있다. 가동축(81), 가동자(76), 스페이서(82), 및 너트(83)와, 접속 부재(24) 및 단부 부재(84)의 사이에는 틈새가 형성되어 있다. 즉, 가동축(81), 가동자(76), 스페이서(82), 및 너트(83)와, 접속 부재(24) 및 단부 부재(84)는 비접촉 상태이다.
그 다음, 도 6∼8을 참조하여, 액추에이터(70)에 의해 밸브체(31)의 길이 방향으로 가동축(81) 및 밸브체(31)를 왕복 구동하는 원리를 설명한다.
액추에이터(70)의 코일(72)에 전류를 흘리지 않은 비여자상태에서는, 도 6에 나타내듯이, 자석(74)의 N극으로부터 자석(75)의 S극을 향하는 자계, 및 자석(75)의 N극으로부터 자석(74)의 S극을 향하는 자계가 발생한다. 이 상태에서는, 가동자(76)는 가동축(81)의 축 방향(밸브체(31)의 길이 방향)에서 중립 위치에서 균형을 이루어 정지하고 있다. 이 상태에서는, 판 스프링(51)은 자연 상태로 되어 있고, 판 스프링(51)으로부터 가동축(81)으로 힘이 작용하고 있지 않다. 또, 이 상태에서는, 도 4에 나타내듯이, 본체(41)의 P1b 포트 및 R1b 포트는 밸브체(31)에 의해 닫혀져 있다.
액추에이터(70)의 코일(72)에 양의 방향의 전류를 흘린 양의 방향의 여자상태에서는, 도 7에 화살표(H1)로 나타내듯이, 위쪽 코어(71)의 평행부(71a)로부터 아래쪽 코어(71)의 평행부(71a)를 향하는 코일 자계가 발생한다. 이 때문에, 자석(74)의 N극으로부터 자석(75)의 S극으로 향하는 자계와 코일 자계는 서로 강하게 영향을 미치고, 자석(75)의 N극으로부터 자석(74)의 S극으로 향하는 자계와 코일 자계는 서로 약하게 한다. 그 결과, 가동자(76)는 밸브체(31) 방향으로 끌어당기는 자력을 받는다. 그리고 화살표(F1)로 나타내듯이, 가동자(76)와 함께 가동축(81) 및 밸브체(31)가 화살표(F1) 방향으로 이동한다. 이때, 액추에이터(70)는 전자력에 의해 가동축(81)을 비접촉으로 구동하고, 밸브체(31)도 본체(41)와 비접촉으로 구동된다. 이에 대해서, 도 9에 화살표(F3)로 나타내듯이, 판 스프링(51)은 밸브체(31)의 이동량에 비례한 항력을 밸브체(31)에 작용시킨다. 도 4에 있어서, 밸브체(31)가 왼쪽 방향(덮개(27)의 방향)으로 구동되면, 본체(41)의 A1b 포트와 R1b 포트가 밸브체(31)의 개구 유로(32)를 통해서 접속된다. 즉, 유로 전환 밸브(10)의 유로가 전환된다.
액추에이터(70)의 코일(72)에 음의 방향의 전류를 흘린 음의 방향의 여자상태에서는, 도 8에 화살표(H2)로 나타내듯이, 아래쪽 코어(71)의 평행부(71a)로부터 위쪽 코어(71)의 평행부(71a)를 향하는 코일 자계가 발생한다. 이 때문에, 자석(74)의 N극으로부터 자석(75)의 S극을 향하는 자계와 코일 자계는 서로를 약하게 하고, 자석(75)의 N극으로부터 자석(74)의 S극을 향하는 자계와 코일 자계는 서로 강하게 영향을 미친다. 그 결과, 가동자(76)는 단부 부재(84, 밸브체(31)와 반대)의 방향으로 끌어당기는 자력을 받는다. 그리고 화살표(F2)로 나타내듯이, 가동자(76)와 함께 가동축(81) 및 밸브체(31)가 화살표(F2) 방향으로 이동한다. 이 때, 액추에이터(70)는 전자력에 의해 가동축(81)을 비접촉으로 구동하고, 밸브체(31)도 본체(41)와 비접촉으로 구동된다. 이에 대해서, 판 스프링(51)은 밸브체(31)의 이동량에 비례한 항력을 밸브체(31)에 작용시킨다. 도 4에 있어서, 밸브체(31)가 오른쪽 방향(단부 부재(84) 방향)으로 구동되면, 본체(41)의 A1b 포트와 P1b 포트가 밸브체(31)의 개구 유로(32)를 통해서 접속된다. 즉, 유로 전환 밸브(10)의 유로가 전환된다.
판 스프링(51)이 발생하는 하중과 밸브체(31)의 스트로크는 비례한다. 또, 판 스프링(51)이 얇을 수록, 동일한 판 스프링 하중에 대한 스트로크가 길어진다.
도 10은 코일(72)에 흐르도록 하는 전류와 밸브체(31)의 스트로크의 관계를 나타내는 그래프이다. 양의 방향의 전류를 크게 할 수록 양의 방향의 스트로크가 커지고, 음의 방향의 전류를 크게 할 수록 음의 방향의 스트로크가 커진다.
도 11은 코일(72)에 흐르게 하는 전류와 공기의 유량과의 관계를 나타내는 그래프이다. 실선은 공기의 압력이 0.1MPa인 실험 결과를 나타내고 있고, 파선은 공기의 압력이 0.2MPa인 실험 결과를 나타낸다. 0.1MPa 및 0.2MPa의 어떤 압력에서도, 양의 방향의 전류를 크게 할수록 A포트(A0 포트)로부터 R포트(R0 포트)로의 유량이 커지고, 음의 방향의 전류를 크게 할 수록 P포트(P0 포트)로부터 A포트(A0 포트)로의 유량이 커지고 있다. 0.2MPa의 압력에서는 0.1MPa의 압력과 비교하여, 동일한 전류에 대한 유량이 커지고 있다.
이상, 상세하게 설명한 본 실시형태는, 이하의 이점을 가진다.
·밸브체(31)의 길이 방향(소정의 방향)에 있어서, 밸브체(31)의 양단부(36)에 각각 판 스프링(51)이 장착되어 있다. 판 스프링(51)은, 밸브체(31)의 소정의 면(31a)과 본체(41)의 대향면(41a)의 사이에 소정의 틈새(C1)가 형성되도록 밸브체(31)를 지지하고 있다. 이 때문에, 밸브체(31)와 본체(41)가 스치지 않는 상태에서 밸브체(31)을 왕복 구동할 수 있다. 따라서, 밸브체(31)를 구동할 때에 마찰력이 발생하는 것을 억제할 수 있어서, 공기의 유로를 전환하는 응답성을 향상시킬 수 있다. 게다가 판 스프링(51)은, 상기 소정의 방향으로의 밸브체(31)의 이동량에 따라서 밸브체(31)에 탄성력을 더하기 때문에, 밸브체(31)의 이동량을 제어할 때에 판 스프링(51)에 의한 탄성력을 이용할 수 있다.
·판 스프링(51)은, 가장 면적이 큰 주면이 소정의 방향에 수직이 되도록 본체(41)에 장착되어 있다. 이 때문에, 판 스프링(51)은 밸브체(31)의 소정의 면(31a)과 본체(41)의 대향면(41a)의 사이의 소정의 틈새(C1)를 유지하도록 밸브체(31)를 지지하고, 또한 소정의 방향을 따른 탄성력만을 밸브체(31)에 작용시키는 구성을 쉽게 실현할 수 있다.
·액추에이터(70)는 판 스프링(51) 및 밸브체(31)를 관통하여 밸브체(31)에 장착된 가동축(81)을 구비하고, 가동축(81)을 소정의 방향으로 왕복 구동한다. 이러한 구성에 의하면, 액추에이터(70)의 가동축(81)은 판 스프링(51) 및 밸브체(31)를 관통해서 밸브체(31)에 장착되어 있기 때문에, 밸브체(31)의 소정의 면(31a)과 본체(41)의 대향면(41a)을 평행하게 유지하기 쉬워진다.
·액추에이터(70)의 가동축(81)은 전자력에 의해 비접촉으로 왕복 구동된다. 따라서, 밸브체(31)를 구동할 때에 마찰력이 발생하는 것을 액추에이터(70)에서도 억제할 수 있어서, 공기의 유로를 전환하는 응답성을 더욱 향상시킬 수 있다.
·액추에이터(70)에 있어서, 판 스프링(51)이 자연 상태에서 밸브체(31)을 지지하는 상태에서의 가동축(81, 가동자(76))의 위치는, 가동축(81)을 소정의 방향으로 왕복 구동시키는 전자력을 작용시키지 않는 중립 위치로 설정되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 판 스프링(51)이 자연 상태에서 밸브체(31)를 지지하고, 또한 액추에이터(70)에 의해 전자력을 작용시키지 않은 상태에서, 가동축(81)을 소정의 방향의 중립 위치로 유지할 수 있다. 이 때문에, 중립 위치를 기준으로 하여 가동축(81)에 작용시키는 전자력을 제어함으로써, 가동축(81) 나아가서는 밸브체(31)를 쉽게 왕복 구동할 수 있다.
·밸브체(31)의 소정의 면(31a) 및 본체(41)의 대향면(41a)은 소정의 평면도로 마무리되어 있다. 판 스프링(51)은, 소정의 면(31a)과 대향면(41a)이 소정의 평행도가 되도록 밸브체(31)를 지지하고 있다. 이러한 구성에 의하면, 밸브체(31)의 소정의 면(31a) 및 본체(41)의 대향면(41a)의 평면도 및 평행도가 관리되고 있기 때문에, 소정의 면(31a)과 대향면(41a)의 사이에 형성되는 소정의 틈새(C1)의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
·밸브체(31)의 소정의 면(31a)과 본체(41)의 대향면(41a)의 사이에는 소정의 틈새(C1)가 형성되어 있기 때문에, 도 4에 나타내듯이, P1b 포트가 개구 유로(32)에 접속되어 있지 않은 상태라도, P1b 포트로부터 밸브체(31)를 향해서 흐르는 공기가 소정의 틈새(C1)를 통해서 새게 된다. 이 점, 소정의 틈새(C1)는 5㎛ 정도이기 때문에, 소정의 틈새(C1)를 통해서 새는 공기의 양을 줄일 수 있다.
·소정의 면(31a)과 대향면(41a)의 사이에, 소정의 틈새(C1)의 폭에 근거하여 설정된 두께의 틈새 지그가 삽입되기 때문에, 소정의 면(31a)과 대향면(41a)의 간격을 소정의 틈새(C1)로 쉽게 조절할 수 있다. 그리고 그 상태에서 판 스프링(51)이 본체(41)에 고정된 후에 틈새 지그가 제거되기 때문에, 소정의 면(31a)과 대향면(41a)의 사이에 소정의 틈새(C1)를 쉽게 형성할 수 있다.
·도 6에 나타내듯이, 자석(74, 75)은 직육면체 모양으로 형성되어 있다. 이 때문에, 도 8, 9에 나타내듯이, 액추에이터(70)를 여자상태로 한 경우, 가동자(76) 및 가동축(81)에는 화살표(F1, F2)로 나타내는 방향의 자력만이 작용하고, 밸브체(31)의 소정의 면(31a(도 8, 9에서의 지면)에 수직인 방향의 자력이 작용하지 않는다. 따라서, 가동축(81)이 소정의 면(31a)에 수직인 방향으로 어긋나는 것을 억제할 수 있다. 이에 대해서, 자석(74, 75)을 반원 통 모양으로 형성한 경우는, 가동자(76) 및 가동축(81)에 소정의 면(31a)에 수직인 방향의 자력이 작용해서, 그 자력의 불균형으로 인해 가동축(81)이 소정의 면(31a)에 수직인 방향으로 어긋날 우려가 있다.
상기 제1 실시형태에서는, 소정의 틈새(C1)를 5㎛ 정도로 함으로써, 소정의 틈새(C1)를 통해서 새는 공기의 양을 줄이고 있다. 그러나 도 11에 나타내듯이, 전류 0에서도 공기 누설에 의한 유량이 발생하고 있다. 특히, 공기의 압력이 0.2MPa인 경우는, 공기의 압력이 0.1MPa인 경우와 비교하여, 공기 누설에 의한 유량이 커지고 있다.
이 원인으로써, 판 스프링(51)에 의해 밸브체(31)의 양단부(36)가 지지되는 구성에서는, 도 4에 나타내듯이, P1b 포트, A1b 포트로부터 밸브체(31)를 향해서 흐르는 공기의 압력에 의해, 밸브체(31)가 P1b 포트, A1b 포트로부터 멀어지는 방향으로 변위하는 것을 생각할 수 있다. 즉, 밸브체(31)의 소정의 면(31a)과 본체(41)의 대향면(41a) 사이의 소정의 틈새(C1)가 공기의 압력에 의해 퍼지는 것을 생각할 수 있다.
(제2 실시형태)
여기서, 본 실시형태에서는, 도 12∼14에 나타내듯이, 밸브체(31)를 사이에 두고 양측에 제1 본체(41A)와 제2 본체(41B)를 마련하고 있다. 이하, 제1 실시형태와의 차이점을 중심으로 설명한다. 또한, 제1 실시형태의 부재와 대응하는 부재에 대해서는, 동일한 부호를 사용하여 설명을 생략한다.
밸브체(31)에 있어서, 개구 유로(32)는 밸브체(31)의 소정의 면(31a)과 소정의 면(31a)의 반대측의 반대면(31b)에서 밸브체(31)의 길이 방향(소정의 방향에 상당함)으로 소정의 길이(L1)로 개구하고 있다. 개구 유로(32)는 밸브체(31)에 있어서 소정의 면(31a)으로부터 반대면(31b)까지 관통한다. 또한, 개구 유로(32)가 밸브체(31)의 소정의 면(31a) 측과 반대면(31b) 측에 각각 형성되어 있고, 소정의 면(31a)으로부터 반대면(31b)까지 관통하지 않는 구성을 채용할 수도 있다.
제1 본체(41A)에는, 소정의 면(31a)에 대향하는 제1 대향면(45a)으로 개구하는 P1b 포트, A1b 포트, R1b 포트가 밸브체(31)의 길이 방향으로 소정의 길이(L1)보다 짧은 간격으로 나란히 형성되어 있다. 제2 본체(41B)에는, 반대면(31b)에 대향하는 제2 대향면(45b)으로 개구하는 P1b 포트, A1b 포트, R1b 포트가 밸브체(31)의 길이 방향으로 소정의 길이(L1)보다 짧은 간격으로 나란히 형성되어 있다. 제1 본체(41A)의 P1b 포트, A1b 포트, R1b 포트는 각각 제2 본체(41B)의 P1b 포트, A1b 포트, R1b 포트에 대향하고 있다. P1b 포트, A1b 포트, R1b 포트에는 각각 접속 유로(42, 43, 44)가 접속되어 있다.
제1 본체(41A)와 제2 본체(41B)의 사이에는 제3 본체(41C)가 마련되어 있다. 판 스프링(51)의 짧은 변 부분(51b)이 제3 본체(41C)의 길이 방향의 양단부에 각각 용접으로 고정되어 있다. 제1 본체(41A) 및 제2 본체(41B)는 나사(45)에 의해 제3 본체(41C)에 각각 고정되어 있다. 그리고 판 스프링(51)은 소정의 면(31a)과 제1 대향면(45a)의 사이에 제1 소정의 틈새(C1)가 형성되도록 밸브체(31)를 지지하고, 반대면(31b)과 제2 대향면(45b)의 사이에 제2 소정의 틈새(C2)가 형성되도록 밸브체(31)를 지지하고 있다. 본 실시형태에서는, 제1 소정의 틈새(C1)와 제2 소정의 틈새(C2)는 동일하게 설정되어 있다. 또한, 본체(41A, 41B, 41C), 밸브체(31), 및 판 스프링(51)은 제1 실시형태의 조립 방법에 준하는 조립 방법으로 조립할 수 있다.
여기서, 제1 본체(41A)의 P1b 포트와, 그 P1b 포트에 대응하는 제2 본체(41B)의 P1b 포트에 동일하게 가압한 공기를 유통시킨다. 이에 따라, 제1 본체(41A)의 P1b 포트로부터 밸브체(31)를 향해서 흐르는 공기에 의한 압력과, 제2 본체(41B)의 P1b 포트로부터 밸브체(31)를 향해서 흐르는 공기에 의한 압력이 상쇄된다.
도 15는, 코일(72)에 흐르도록 하는 전류와 공기의 유량과의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 15에서는, 도 11과 비교하여, 공기의 누설에 의한 유량이 감소하고 있다. 게다가 공기의 누설량이 감소하고 있는 점에서, 보다 낮은 압력의 공기라도 유량의 최대값을 크게 할 수 있다.
도 16∼19는, 유량의 입력값(input) 및 출력값(output)을 나타내는 흐름도이다.
도 16은, 유로 전환 밸브(10)가 공기를 공급 및 배출하는 대상 부하(용적)가 3cc이고, 계단 모양의 입력값(지령값)을 부여한 경우를 나타낸다. 입력값이 바뀐 순간에 약간 변동이 있지만, 그것을 제외하고 입력값에 출력값이 일치한다.
도 17은, 대상 부하가 3cc이고, 정현 파장의 입력값을 10Hz의 주파수로 부여한 경우를 나타낸다. 정현파의 극대값 및 극소값 부근에서 약간의 변동이 있지만, 그것을 제외하고 입력값에 출력값이 일치하고 있다.
도 18은, 대상 부하가 3cc이고, 정현 파장의 입력값을 2Hz의 주파수로 부여한 경우를 나타내낸다. 이 경우는 입력값에 출력값이 정밀도 좋게 일치하고 있다.
도 19는, 대상 부하가 80cc이고, 계단 모양의 입력값을 부여한 경우를 나타낸다. 이 경우는 입력값에 출력값이 정밀도 좋게 일치하고 있다.
이상 상술한 본 실시형태는, 이하의 이점을 가진다. 여기에서는, 제1 실시형태와 상이한 이점만을 설명한다.
·밸브체(31)를 사이에 두고 양측에 제1 본체(41A)와 제2 본체(41B)가 마련되어 있다. 그리고 제1 본체(41A) 및 제2 본체(41B)에는, 동일한 복수의 P1b 포트, A1b 포트, R1b 포트가 각각 형성되어 있다. 이 때문에, 제1 본체(41A)의 P1b 포트, A1b 포트, R1b 포트와 그 포트에 대응하는 제2 본체(41B)의 P1b 포트, A1b 포트, R1b 포트에 동일한 공기를 유통시킴에 따라, 제1 본체(41A)의 P1b 포트, A1b 포트로부터 밸브체(31)를 향해서 흐르는 공기에 의한 압력과, 제2 본체(41B)의 P1b 포트, A1b 포트로부터 밸브체(31)를 향해서 흐르는 공기에 의한 압력을 상쇄할 수 있다. 따라서, P1b 포트, A1b 포트로부터 밸브체(31)를 향해 흐르는 공기의 압력에 의해, 밸브체(31)가 P1b 포트, A1b 포트로부터 멀어지는 방향으로 변위하는 것을 억제할 수 있다.
·제1 본체(41A)의 포트로부터 밸브체(31)를 향해서 흐르는 공기에 의한 압력과, 제2 본체(41B)의 포트로부터 밸브체(31)를 향해서 흐르는 공기에 의한 압력을 상쇄할 수 있다. 이 때문에, 판 스프링(51)에 요구되는 강성을 저하시킬 수 있고, 제1 실시형태와 비교하여 얇은 판 스프링(51)을 채용할 수 있다.
·판 스프링(51)은, 밸브체(31)의 소정의 면(31a)과 제1 대향면(45a)의 사이에 제1 소정의 틈새(C1)가 형성되도록 밸브체(31)를 지지하고, 밸브체(31)의 반대면(31b)과 제2 대향면(45b)의 사이에 제2 소정의 틈새(C2)가 형성되도록 밸브체(31)를 지지하고 있다. 따라서, 밸브체(31)와 제1 본체(41A) 및 제2 본체(41B)가 스치지 않는 상태에서, 밸브체(31)를 왕복 구동할 수 있다.
또한, 상기 제1, 제2 실시형태를 이하와 같이 변경해서 실시할 수도 있다.
·본체(41, 41A, 41B, 41C), 밸브체(31) 및 판 스프링(51)을 조립할 때 이용하는 틈새 지그의 개수나 형상은 임의로 변경할 수 있다. 요컨데, 틈새 지그의 두께가 밸브체(31)의 소정의 면(31a)과 본체(41)의 대향면(41a(45a))과의 사이의 소정의 틈새(C1)의 폭에 근거하여 설정되어 있으면 좋다.
·소정의 틈새(C1)의 폭은 5㎛ 정도로 한정하지 않고, 1∼5㎛이거나, 6∼10㎛이거나, 10∼20㎛여도 좋다.
·가동축(81)이 밸브체(31)를 도중까지 관통하는 구성이나, 가동축(81)이 밸브체(31)의 일방의 단부(36)에 고정된 구성을 채용할 수도 있다.
·액추에이터(70)에 있어서, 판 스프링(51)이 자연 상태에서 밸브체(31)를 지지하는 상태에서의 가동축(81(가동자(76)))의 위치를, 가동축(81)을 밸브체(31)의 길이 방향으로 왕복 구동시키는 전자력을 작용시키지 않는 중립 위치 이외에 설정할 수도 있다.
·밸브체(31)의 양단부(36)에 각각 장착된 판 스프링(51)의 탄성력이 서로 동일하지 않은 구성을 채용할 수도 있다.
·판 스프링(51)의 가장 면적이 큰 주면이, 밸브체(31)의 길이 방향에 수직이 아니라, 기울어진 상태로 본체(41)에 장착되어 있는 구성을 채용할 수도 있다.
·액추에이터(70)로서 모터, 피에조 소자, 서멀 액추에이터 등을 채용할 수도 있다. 다만, 액추에이터(70)에 있어서도, 밸브체(31)를 구동할 때에 마찰력이 발생하지 않는 구성이 바람직하다. 또한, 액추에이터(70)에 있어서, 밸브체(31)를 구동할 때에 마찰력이 발생했다고 해도, 밸브체(31)와 본체(41)가 스치지 않는 상태에서 밸브체(31)를 왕복 구동함으로써, 종래와 비교하여 유로 전환 밸브(10)에서 유로를 전환하는 응답성을 향상시킬 수 있다.
·본체(41)에 형성되는 포트의 수는 3개로 한정하지 않고, 2개나 4개 이상이어도 좋다.
·유로 전환 밸브(10)에 의해 유로를 전환하는 유체는 공기로 한정하지 않고, 공기 이외의 기체나 액체를 채용할 수도 있다.
(제3 실시형태)
본 실시형태에서는, 상기 가동축(81)을 생략하고, 밸브체(31)와 가동자(76)를 일체로 구성한다. 이하, 제2 실시형태와의 차이점을 중심으로 설명한다. 또한, 제1, 제2 실시형태의 부재와 대응하는 부재에 대해서는, 동일한 부호를 사용함으로써 설명을 생략한다.
도 20∼22에 나타내듯이, 밸브 기구(20)는 하우징(21), 밸브체(31), 제3 본체(41C), 제4 본체(41D), 판 스프링(51), 덮개(27) 등을 구비하고 있다. 하우징(21), 밸브체(31), 제3 본체(41C), 제4 본체(41D), 판 스프링(51), 덮개(27)는 비자성체에 의해 형성되어 있다.
하우징(21)은 사각 통 모양으로 형성되어 있다. 하우징(21)에는 가압된 공기(유체에 상당함)를 공급하는 P0 포트(가압 포트), 부하에 대해서 공기를 공급 및 배출하는 A0 포트(출력 포트), 공기를 배출하는 R0 포트(배기 포트)가 마련되어 있다. P0 포트, A0 포트, R0 포트는 비자성체에 의해 형성되어 있다. P0 포트, A0 포트, R0 포트에는, 각각 가압 유로, 출력 유로, 배기 유로가 접속되어 있다. 가압 유로 및 배기 유로는 제3 본체(41C)에 접속되어 있다. 출력 유로는 하우징(21) 내면에서 개구한다.
하우징(21)의 내부에는, 밸브체(31), 본체(41C, 41D), 판 스프링(51), 자석(74A, 74B, 75A, 75B) 등이 수용되어 있다. 본체(41C, 41D)는 직육면체 모양(평판 모양)으로 형성되어 있다. 제3 본체(41C)는 하우징(21)에 고정되어 있다. 제4 본체(41D)는 제3 본체(41C)에 고정되어 있다. 밸브체(31)는 직육면체 모양(평판 모양)으로 형성되어 있다.
병렬로 배치된 제4 본체(41D) 사이에 밸브체(31)가 배치되어 있다. 제4 본체(41D)와 밸브체(31) 사이에는 틈새가 형성되어 있다. 즉, 제4 본체(41D)와 밸브체(31)는 비접촉 상태로 되어 있다.
밸브체(31)는 판 스프링(51)을 통해서 제4 본체(41D)에 고정되어 있다. 판 스프링(51)의 2개의 짧은 변 부분(51b)이 각각 제4 본체(41D)에 고정되어 있다. 판 스프링(51)은 가장 면적이 큰 주면(도 20, 21에서의 수직면)이 밸브체(31)의 길이 방향에 수직이 되도록 제4 본체(41D)에 장착되어 있다. 이러한 구성에 의해서, 밸브체(31, 가동 부재에 상당함)는 한 쌍의 판 스프링(51)에 의해 밸브체(31)의 길이 방향(소정의 방향에 상당함)으로 이동 가능하도록 지지되어 있다.
밸브체(31)의 소정의 면(31a)과 제4 본체(41D)의 제1면(41d)은 동일 평면상에 위치하고 있다. 도 22에 나타내듯이, 밸브체(31)의 소정의 면(31a)에 제3 본체(41C)의 대향면(41a)이 대향하고 있다. 그리고 제4 본체(41D)의 제1면(41d)은 제3 본체(41C)의 대향면(41a)에 대향하고 있다. 제4 본체(41D)의 제1면(41d)과 제3 본체(41C)의 대향면(41a)의 사이에 소정의 두께의 심(46(스페이서))이 나란히 2개 삽입된 상태에서, 제3 본체(41C)와 제4 본체(41D)가 고정되어 있다. 심(46)의 두께는 10㎛ 정도이다. 즉, 밸브체(31)의 소정의 면(31a)과 제3 본체(41C)의 대향면(41a)의 사이에는 심(46)의 두께에 상당하는 틈새(소정의 틈새)가 형성되어 있다. 이와 같이, 밸브체(31)에는 다른 부재와 슬라이드 이동하는 부분이 존재하지 않는다. 또한, 심(46)의 수는 2개로 한정되지 않고, 1개이거나, 3개 이상이어도 좋다.
도 22에 나타내듯이, 밸브체(31)의 소정의 면(31a)에는 밸브체(31)의 길이 방향(소정의 방향)으로 소정의 길이(L1)로 개구하는 개구 유로(32)가 2개 형성되어 있다. 개구 유로(32)는, 밸브체(31)를 소정의 면(31a)에 수직인 방향으로 관통하고, 장축의 길이가 소정의 길이(L1)의 긴 구멍으로 되어 있다. 또한, 개구 유로(32)가 밸브체(31)의 소정의 면(31a) 측에 각각 형성된 오목부로 되어 있어, 밸브체(31)를 관통하고 있지 않는 구성을 채용할 수도 있다.
각각의 제3 본체(41C)에는, 대향면(41a)에 개구하는 P1b 포트, A1b 포트, R1b 포트(복수의 포트에 상당함)가 형성되어 있다. P1b 포트, A1b 포트, R1b 포트는, 밸브체(31)의 길이 방향에 소정의 길이(L1)보다 짧은 간격(L2)으로 나란히 형성되어 있다. 제3 본체(41C)에는, P1b 포트, A1b 포트, R1b 포트에 각각 접속된 접속 유로(42, 43, 44)가 형성되어 있다. 접속 유로(42, 43, 44)는 각각 상기 가압 유로, 출력 유로, 배기 유로에 접속되어 있다. 또한, 접속 유로(43)는 하우징(21) 내의 공간을 통해서 출력 유로에 접속되어 있다. 하우징(21) 내의 공간은 밀봉 부재(47)에 의해 밀봉되어 있다.
그리고 판 스프링(51)은, 밸브체(31)의 길이 방향(판 스프링(51)의 주면에 수직인 방향)으로의 밸브체(31)의 이동량에 따라서, 밸브체(31)에 탄성력을 더한다. 자세하게는, 판 스프링(51)은 밸브체(31)의 길이 방향으로의 밸브체(31)의 이동량, 즉 판 스프링(51)의 변형량에 비례한 탄성력을 밸브체(31)에 가한다.
그 다음, 도 20, 21을 참조하여, 액추에이터(70)의 구성을 설명한다. 액추에이터(70)는 코어(71(71c, 71d)), 코일(72), 자석(74A, 74B, 75A, 75B) 등을 구비하고 있다.
코어(71)는 상자성체 재료에 의해서 「U」자 형상으로 형성되어 있다. 코어(71)에서의 「U」자 형상의 저부(71c)의 외주에는 코일(72)이 장착되어 있다. 코어(71)에서의 「U」자 형상의 한 쌍의 직선부(71d)는 서로 평행하게 되어 있다.
한 쌍의 직선부(71d)에는 자석(74A, 75A)과 자석(74B, 75B)이 각각 장착되어 있다. 자석(74A∼75B)은 강자성체 재료로 형성된 영구자석이다. 자석(74A∼75B)은 직육면체 모양으로 형성되어 있다. 자석(74A, 75B)은 코어(71)의 직선부(71d) 측에 S극이 위치하고, 밸브체(31(가동자(76))) 측에 N극이 위치하도록, 코어(71)의 직선부(71d)에 각각 장착되어 있다. 자석(74B, 75A)은 코어(71)의 직선부(71d) 측에 N극이 위치하고, 밸브체(31(가동자(76))) 측에 S극이 위치하도록, 코어(71)의 직선부(71d)에 각각 장착되어 있다. 자석(74A)의 N극과 자석(74B)의 S극이 대향하고, 자석(75A)의 S극과 자석(75B)의 N극이 대향하고 있다. 자석(74A, 74B)이 서로 대향하는 면은 평행하게 되어 있고, 자석(75A, 75B)이 서로 대향하는 면은 평행하게 되어 있다. 밸브체(31)의 길이 방향(이하, 「소정의 방향」이라고 한다)에 있어서, 자석(74A)과 자석(75A)이 소정의 간격으로 배치되어 있고, 자석(74B)과 자석(75B)이 마찬가지로 소정의 간격으로 배치되어 있다.
자석(74A, 75A)과 자석(74B, 75B)의 사이에는, 상기 하우징(21)의 일부분을 통해서 가동자(76)가 배치되어 있다. 하우징(21) 중에서, 자석(74A)과 자석(74B) 사이에 배치되는 부분, 및 자석(75A)과 자석(75B)의 사이에 배치되는 부분은 자속을 투과시키기 쉽도록 얇게 형성되어 있다. 가동자(76)는, 상자성체 재료에 의해서 사각 통 모양으로 형성되어 있다. 상기 소정의 방향에서의 가동자(76)의 폭(L3)은 자석(74B(74A))의 접속 부재(24) 측의 단면과 자석(75B(75A))의 덮개(27) 측의 단면의 간격(L4)보다 짧아진다. 가동자(76)의 중공부에는, 밸브체(31)가 삽입 통과되어 있다. 소정의 방향에서 밸브체(31)의 중앙에 가동자(76)가 고정되어 있다. 즉, 밸브체(31)에 있어서, 한 쌍의 판 스프링(51) 사이에 위치하는 부분에 가동자(76)가 고정되어 있다. 가동자(76)는 밸브체(31) 이외의 부재와는 접촉하지 않는다.
소정의 방향에 있어서, 가동자(76)는 자석(74A, 74B, 75A, 75B)의 자력에 의해 자석(74A(74B))과 자석(75A(75B))의 중앙 위치(중립 위치)에 배치되어 있다. 이 상태에서, 자연 상태의 한 쌍의 판 스프링(51)에 의해 지지된 밸브체(31)에 가동자(76)가 고정되어 있다. 즉, 액추에이터(70)에 있어서, 판 스프링(51)이 자연 상태에서 밸브체(31)를 지지하는 상태에서의 가동자(76)의 위치는, 밸브체(31(가동자(76)))를 소정의 방향으로 왕복 구동시키는 전자력을 작용시키지 않은 중립 위치로 설정되어 있다. 그리고 액추에이터(70)는 소정의 방향에 있어서 한 쌍의 판 스프링(51) 사이에서 가동자(76)에 작용시키는 전자력에 의해, 밸브체(31)를 비접촉으로 소정의 방향으로 구동한다.
그 다음, 도 23∼25를 참조하여, 액추에이터(70)에 의해 밸브체(31)의 길이 방향(소정의 방향)으로 밸브체(31)를 왕복 구동하는 원리를 설명한다.
액추에이터(70)의 코일(72)에 전류를 흘리지 않은 비여자상태에서는, 도 23에 나타내듯이, 자석(74A)의 N극으로부터 자석(74B)의 S극을 향하는 자계, 및 자석(75B)의 N극으로부터 자석(75A)의 S극을 향하는 자계가 발생한다. 이 상태에서는, 가동자(76)는 상기 소정의 방향에서 중립 위치에 균형을 이루어 정지하고 있다. 이 상태에서는, 한 쌍의 판 스프링(51)은 자연 상태로 되어 있어서, 한 쌍의 판 스프링(51)으로부터 밸브체(31)로 힘이 작용하지 않는다. 또한, 이 상태에서는, 도 22에 나타내듯이, 제3 본체(41C)의 P1b 포트 및 R1b 포트는 밸브체(31)에 의해 닫혀져 있다.
액추에이터(70)의 코일(72)에 양의 방향의 전류를 흘린 양의 방향의 여자상태에서는, 도 24에 화살표(H3)으로 나타내듯이, 코어(71)의 위쪽 직선부(71d)로부터 아래쪽 직선부(71d)를 향하는 코일 자계가 발생한다. 이 때문에, 자석(74A)의 N극으로부터 자석(74B)의 S극을 향하는 자계와 코일 자계는 서로 강하게 영향을 미치고, 자석(75B)의 N극으로부터 자석(75A)의 S극을 향하는 자계와 코일 자계는 서로 약하게 한다. 그 결과, 가동자(76)는 접속 부재(24)의 방향으로 끌어당기는 자력을 받는다. 그리고 화살표(F4)로 나타내듯이, 가동자(76)와 함께 밸브체(31)가 화살표(F4) 방향으로 이동한다. 이때, 액추에이터(70)는 전자력에 의해 밸브체(31)를 비접촉으로 구동하고, 밸브체(31)는 본체(41C, 41D)와 비접촉으로 구동된다. 이에 대해서, 한 쌍의 판 스프링(51)은, 밸브체(31)의 이동량에 비례한 항력을 밸브체(31)에 작용시킨다. 도 22에서, 밸브체(31)가 접속 부재(24)의 방향으로 구동되면, 제3 본체(41C)의 A1b 포트와 P1b 포트가 밸브체(31)의 개구 유로(32)를 통해서 접속된다. 즉, 유로 전환 밸브(10)의 유로가 전환된다.
여기서, 각각의 제3 본체(41C)의 P1b 포트에, 동일하게 가압한 공기를 유통시킨다. 이에 따라서, 각각의 제3 본체(41C)의 P1b 포트로부터 밸브체(31)를 향해 흐르는 공기에 의한 압력이 상쇄된다.
또, 액추에이터(70)의 코일(72)에 음의 방향의 전류를 흘린 음의 방향의 여자상태에서는, 도 25에 화살표(H4)로 나타내듯이, 코어(71)의 아래쪽 직선부(71d)로부터 위쪽 직선부(71d)를 향하는 코일 자계가 발생한다. 이 때문에, 자석(74A)의 N극으로부터 자석(74B)의 S극을 향하는 자계와 코일 자계는 서로 약하게 하고, 자석(75B)의 N극으로부터 자석(75A)의 S극을 향하는 자계와 코일 자계는 서로 강하게 영향을 미친다. 그 결과, 가동자(76)는 덮개(27) 방향에 끌어당기는 자력을 받는다. 그리고 화살표(F5)로 나타내듯이, 가동자(76)과 함께 밸브체(31)가 화살표(F5) 방향으로 이동한다. 이때, 액추에이터(70)는 전자력에 의해 밸브체(31)를 비접촉으로 구동하고, 밸브체(31)는 본체(41C, 41D)와 비접촉으로 구동된다. 이에 대해서, 한 쌍의 판 스프링(51)은 밸브체(31)의 이동량에 비례한 항력을 밸브체(31)에 작용시킨다. 도 22에 있어서, 밸브체(31)가 덮개(27) 방향으로 구동되면, 제3 본체(41C)의 A1b 포트와 R1b 포트가 밸브체(31)의 개구 유로(32)를 통해서 접속된다. 즉, 유로 전환 밸브(10)의 유로가 전환된다.
이상, 상세하게 설명한 본 실시형태는, 이하의 이점을 가진다.
·한 쌍의 판 스프링(51)에 의해서, 판 스프링(51)의 변형량에 따른 탄성력이 소정의 방향으로 더해진다. 밸브체(31)는, 한 쌍의 판 스프링(51)에 의해 상기 소정의 방향으로 이동 가능하도록 지지되어 있기 때문에, 밸브체(31)를 비슬라이드 이동으로 이동 가능하도록 지지할 수 있다. 그리고 액추에이터(70)에 의해 작용되는 전자력에 의해서, 밸브체(31)가 비접촉으로 소정의 방향으로 구동된다. 그 결과, 밸브체(31)를 구동할 때에 마찰력이 발생하지 않고, 밸브체(31)를 구동하는 응답성을 향상시킬 수 있다. 또, 밸브체(31)를 비슬라이드 이동으로 구동하기 때문에, 밸브체(31)에 마모가 생기지 않고, 슬라이드 이동을 수반하는 일반적인 밸브체와 비교하여 반영구적으로 사용할 수 있다.
·밸브체(31)는 한 쌍의 판 스프링(51)에 의해 지지되어 있고, 상기 소정의 방향에서 한 쌍의 판 스프링(51) 사이에서 전자력이 작용된다. 그래서 구동될 때에 밸브체(31)가 흔들리는 것을 억제할 수 있다.
·밸브체(31)에 고정된 가동자(76)에 전자력이 작용된다. 이 때문에, 전자력이 작용 당하는 가동자(76)와 밸브체(31)를 별개로 할 수 있고, 밸브체(31)의 설계 자유도를 향상시킬 수 있다.
·제3 본체(41C)에 형성된 접속 유로를 통해서, 각 접속 유로에 접속된 각 포트에 대해서 유체를 유출입 할 수 있다. 밸브체(31)에는, 소정의 면(31a)에서 소정의 방향으로 소정의 길이(L1)로 개구하는 개구 유로(32)가 형성되어 있다. 제3 본체(41C)에는, 상기 소정의 면(31a)에 대향하는 대향면(41a)으로 개구하는 복수의 포트가, 상기 소정의 방향으로 상기 소정의 길이(L1)보다 짧은 간격(L2)으로 나란히 형성되어 있다. 이 때문에, 액추에이터(70)에 의해 밸브체(31)를 상기 소정의 방향으로 구동함으로써, 복수의 포트가 밸브체(31)의 개구 유로(32)를 통해서 접속되는 상태, 즉 유체의 유로를 전환할 수 있다.
·밸브체(31)의 소정의 면(31a)과 제4 본체(41D)의 제1면(41d)은 동일 평면상에 위치하고 있고, 제3 본체(41C)의 대향면(41a)과 제4 본체(41D)의 제1면(41d) 사이에 소정의 두께의 심(46)이 삽입된 상태에서, 제3 본체(41C)와 제4 본체(41D)가 고정되어 있다. 이 때문에, 밸브체(31)의 소정의 면(31a)과 제3 본체(41C)의 대향면(41a)의 사이에, 심(46)의 두께 만큼의 틈새를 쉽게 형성할 수 있다.
·액추에이터(70)에 있어서, 판 스프링(51)이 자연 상태에서 밸브체(31)를 지지하는 상태에서의 밸브체(31(가동자(76)))의 위치는, 밸브체(31)를 소정의 방향으로 왕복 구동시키는 전자력을 작용시키지 않는 중립 위치로 설정되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 판 스프링(51)이 자연 상태에서 밸브체(31)를 지지하고, 또한 액추에이터(70)에 의해 전자력을 작용시키지 않은 상태에서 밸브체(31)를 소정의 방향의 중립 위치로 유지할 수 있다. 이 때문에, 중립 위치를 기준으로 하여 가동자(76)에 작용시키는 전자력을 제어함으로써, 밸브체(31)를 쉽게 재현성 좋게 왕복 구동할 수 있다. 또, 액추에이터(70)에 의해 전자력을 작용시키지 않은 상태에서의 유체의 유량을 일정하게 안정시킬 수 있다.
·밸브체(31)를 사이에 두고 양측에 제3 본체(41C)가 마련되어 있다. 그리고 각각의 제3 본체(41C)에는, 동일한 복수의 P1b 포트, A1b 포트, R1b 포트가 형성되어 있다. 이 때문에, 각각의 제3 본체(41C)의 P1b 포트, A1b 포트, R1b 포트에 같은 공기를 유통시켜서, 각각의 제3 본체(41C)의 P1b 포트, A1b 포트로부터 밸브체(31)를 향해서 흐르는 공기에 의한 압력을 상쇄할 수 있다. 따라서, P1b 포트, A1b 포트로부터 밸브체(31)를 향해 흐르는 공기의 압력에 의해서, 밸브체(31)가 P1b 포트, A1b 포트로부터 멀어지는 방향으로 변위하는 것을 억제할 수 있다. 또, 판 스프링(51)에 요구되는 강성을 저하시킬 수 있어서, 더욱 얇은 판 스프링(51)을 채용할 수 있다.
또한, 상기 제 3 실시형태를 이하와 같이 변경하여 실시할 수도 있다.
·한 쌍의 판 스프링(51)이 밸브체(31)의 양단부(36) 이외의 부분, 예를 들면 약간 중앙으로 치우친 부분을 지지하는 구성을 채용할 수도 있다.
·심(46)의 두께는 10㎛ 정도로 한정하지 않고, 5∼10㎛이거나, 10∼15㎛이거나, 15∼20㎛여도 좋다.
·도 26에 나타내듯이, 소정의 방향에 있어서, 2개의 개구 유로(32)가 서로 멀어진 쪽의 끝단끼리의 간격(L5)과, P1b 포트와 R1b 포트와의 간격(L6)의 관계를, 이하와 같이 변경할 수 있다. (1) L6≥L5. 이 경우는, 도 27에 나타내듯이, 전류 0mA 부근에 불감대를 가지는 유로 전환 밸브(10)로서 사용할 수 있고, 유체가 흐르기 시작할 때를 안정되게 할 수 있다. (2) L6＜L5. 이 경우는, 도 28에 나타내듯이, 전류 0mA 부근에 변함 없는 블리드 유량을 가지는 유로 전환 밸브(10)로서 사용할 수 있고, 유체의 유량을 변경하는 응답성을 향상시킬 수 있다. (3) L6＜＜L5. 이 경우는, 도 29에 나타내듯이, 포트 P로부터 포트 A에 흐르도록 하는 유체와, 포트 R로부터 포트A에 흐르도록 하는 유체를 혼합하는 혼합밸브로서 사용할 수 있다.
·가동자(76)와 밸브체(31)를 상자성체 재료에 의해 일체로 형성할 수도 있다. 이 경우, 가동자 자체에 의해서 밸브체(31, 가동 부재)가 구성되고, 가동자에 개구 유로(32)가 형성된다.
본 개시는, 실시예에 준거하여 기술되었지만, 본 개시는 상기 실시예나 구조로 한정되지 않는 것으로 이해된다. 본 개시는, 여러 가지 변형예나 균등 범위 내의 변형도 포함한다. 게다가, 여러 가지 조합이나 형태, 또 그것들에 한 요소만, 그 이상 혹은 그 이하를 포함하는 다른 조합이나 형태도, 본 개시 범주나 사상 범위에 들어가는 것이다.
10…유로 전환 밸브
20…밸브 기구
31…밸브체
31a…소정의 면
31b…반대면
32…개구 유로
36…양단부
41…본체
41A…제1 본체
41B…제2 본체
41C…제3 본체
41D…제4 본체
41a…대향면
41d…제1면
42…접속 유로
43…접속 유로
44…접속 유로
45a…제1 대향면
45b…제2 대향면
46…심
51…판 스프링
70…액추에이터
76…가동자
81…가동축

Claims (20)

  1. 유체의 유로를 전환하는 유로 전환 밸브로서,
    직육면체 모양으로 형성되고, 소정의 평면에서 소정의 방향으로 소정의 길이로 개구하는 개구 유로가 형성된 밸브체와,
    상기 소정의 평면에 대향하는 대향 평면으로 개구하는 복수의 포트가, 상기 소정의 방향으로 상기 소정의 길이보다 짧은 간격으로 나란히 형성되고, 또한 상기 복수의 포트에 각각 접속된 접속 유로가 형성된 본체와,
    상기 소정의 방향에서 상기 밸브체의 양단부에 각각 장착되어, 상기 소정의 평면과 상기 대향 평면의 사이에 소정의 틈새가 형성되도록 상기 밸브체를 지지하며, 상기 소정의 방향으로의 상기 밸브체의 이동량에 따라서 상기 밸브체에 탄성력을 가하는 판 스프링과,
    상기 밸브체를 상기 소정의 방향으로 왕복 구동하는 액추에이터를 구비하며,
    상기 밸브체에 있어서, 상기 개구 유로는, 상기 소정의 평면과 상기 소정의 평면의 반대측 반대 평면에서 상기 소정의 방향으로 상기 소정의 길이로 개구하고 있고,
    상기 본체는, 상기 소정의 평면에 대향하는 제1 대향 평면으로 개구하는 포트가, 상기 소정의 방향으로 상기 소정의 길이보다 짧은 간격으로 나란히 형성되며, 또한 상기 복수의 포트에 각각 접속된 접속 유로가 형성된 제1 본체와, 상기 반대 평면에 대향하는 제2 대향 평면으로 개구하며, 또한 상기 제1 본체의 복수의 포트와 동일한 복수의 포트가, 상기 소정의 방향으로 상기 소정의 길이보다 짧은 간격으로 나란히 형성되고, 또한 상기 제1 본체의 복수의 포트와 동일한 복수의 포트에 각각 접속된 접속 유로가 형성된 제2 본체를 포함하며,
    상기 판 스프링은, 상기 소정의 면과 상기 제1 대향 평면의 사이에 제1 소정의 틈새가 형성되도록 상기 밸브체를 지지하고, 상기 반대 평면과 상기 제2 대향 평면의 사이에 제2 소정의 틈새가 형성되도록 상기 밸브체를 지지하고 있는 것을 특징으로 하는 유로 전환 밸브
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 판 스프링은, 가장 면적이 큰 주면이 상기 소정의 방향에 수직이 되도록 상기 본체에 장착되어 있는 유로 전환 밸브.
  4. 삭제
  5. 유체의 유로를 전환하는 유로 전환 밸브로서,
    직육면체 모양으로 형성되고, 소정의 평면에서 소정의 방향으로 소정의 길이로 개구하는 개구 유로가 형성된 밸브체와,
    상기 소정의 평면에 대향하는 대향 평면으로 개구하는 복수의 포트가, 상기 소정의 방향으로 상기 소정의 길이보다 짧은 간격으로 나란히 형성되고, 또한 상기 복수의 포트에 각각 접속된 접속 유로가 형성된 본체와,
    상기 소정의 방향에서 상기 밸브체의 양단부에 각각 장착되어, 상기 소정의 평면과 상기 대향 평면의 사이에 소정의 틈새가 형성되도록 상기 밸브체를 지지하며, 상기 소정의 방향으로의 상기 밸브체의 이동량에 따라서 상기 밸브체에 탄성력을 가하는 판 스프링과,
    상기 밸브체를 상기 소정의 방향으로 왕복 구동하는 액추에이터를 구비하며,
    상기 밸브체에서, 상기 판 스프링의 사이에 위치하는 부분에 가동자가 고정되어 있고,
    상기 액추에이터는 상기 소정의 방향에서 상기 판 스프링의 사이에 상기 가동자에 작용시키는 전자력에 의해서, 상기 밸브체를 비접촉으로 상기 소정의 방향으로 왕복 구동하는 것을 특징으로 하는 유로 전환 밸브.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제5항에 있어서,
    상기 액추에이터에 있어서, 상기 판 스프링이 자연 상태에서 상기 밸브체를 지지하는 상태에서의 상기 밸브체의 위치는, 상기 밸브체를 상기 소정의 방향으로 왕복 구동시키는 전자력을 작용시키지 않은 중립 위치로 설정되어 있는 유로 전환 밸브.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 액추에이터는 상기 판 스프링 및 상기 밸브체를 관통하여 상기 밸브체에 장착된 가동축을 구비하고, 상기 가동축을 상기 소정의 방향으로 왕복 구동하는 유로 전환 밸브.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 액추에이터는 전자력에 의해 상기 가동축을 비접촉으로 왕복 구동하는 유로 전환 밸브.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 액추에이터에 있어서, 상기 판 스프링이 자연 상태에서 상기 밸브체를 지지하는 상태에서의 상기 가동축의 위치는, 상기 가동축을 상기 소정의 방향으로 왕복 구동시키는 전자력을 작용시키지 않은 중립 위치로 설정되어 있는 유로 전환 밸브.
  13. 제1항, 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소정의 평면 및 상기 대향 평면은 소정의 평면도로 마무리되어 있고,
    상기 판 스프링은, 상기 소정의 평면과 상기 대향 평면이 소정의 평행도가 되도록, 상기 밸브체를 지지하고 있는 유로 전환 밸브.
  14. 유체의 유로를 전환하는 유로 전환 밸브를 제조하는 방법으로써,
    상기 유로 전환 밸브는,
    직육면체 모양으로 형성되고, 소정의 평면에서 소정의 방향으로 소정의 길이로 개구하는 개구 유로가 형성된 밸브체와,
    상기 소정의 평면에 대향하는 대향 평면으로 개구하는 복수의 포트가, 상기 소정의 방향으로 상기 소정의 길이보다 짧은 간격으로 나란히 형성되고, 또한 상기 복수의 포트에 각각 접속된 접속 유로가 형성된 본체와,
    상기 소정의 방향에서 상기 밸브체의 양단부에 각각 장착되어, 상기 소정의 평면과 상기 대향 평면의 사이에 소정의 틈새가 형성되도록 상기 밸브체를 지지하며, 상기 소정의 방향으로의 상기 밸브체의 이동량에 따라서 상기 밸브체에 탄성력을 가하는 판 스프링과,
    상기 밸브체를 상기 소정의 방향으로 왕복 구동하는 액추에이터를 구비하고,
    상기 밸브체에 있어서, 상기 개구 유로는, 상기 소정의 평면과 상기 소정의 평면의 반대측 반대 평면에서 상기 소정의 방향으로 상기 소정의 길이로 개구하고 있고,
    상기 본체는, 상기 소정의 평면에 대향하는 제1 대향 평면으로 개구하는 복수의 포트가, 상기 소정의 방향으로 상기 소정의 길이보다 짧은 간격으로 나란히 형성되며, 또한 상기 복수의 포트에 각각 접속된 접속 유로가 형성된 제1 본체와, 상기 반대 평면에 대향하는 제2 대향 평면으로 개구하며, 또한 상기 제1 본체의 복수의 포트와 동일한 복수의 포트가, 상기 소정의 방향으로 상기 소정의 길이보다 짧은 간격으로 나란히 형성되고, 또한 상기 제1 본체의 복수의 포트와 동일한 복수의 포트에 각각 접속된 접속 유로가 형성된 제2 본체를 포함하며,
    상기 소정의 평면 및 상기 대향 평면은 소정의 평면도로 마무리되어 있으며,
    상기 판 스프링에 의해서, 상기 소정의 평면과 상기 대향 평면이 소정의 평행도가 되도록, 상기 밸브체를 지지하고,
    상기 판 스프링에 의해서, 상기 소정의 평면과 상기 제1 대항 평면의 사이에 제1 소정의 틈새가 형성되도록 상기 밸브체를 지지하고, 상기 반대 평면과 상기 제2 대향 평면의 사이에 제2 소정의 틈새가 형성되도록 상기 밸브체를 지지하고,
    상기 소정의 평면과 상기 대향 평면의 사이에 상기 소정의 틈새의 폭에 근거하여 설정된 두께의 틈새 지그를 삽입한 상태에서, 상기 판 스프링을 상기 본체에 고정한 후, 상기 틈새 지그를 떼어내는 것을 특징으로 하는 유로 전환 밸브의 제조 방법.
  15. 삭제
  16. 제14항에 있어서,
    상기 밸브체에서, 상기 판 스프링의 사이에 위치하는 부분에 가동자가 고정되어 있고,
    상기 액추에이터는 상기 소정의 방향에서 상기 판 스프링의 사이에 상기 가동자에 작용시키는 전자력에 의해서, 상기 밸브체를 비접촉으로 상기 소정의 방향으로 왕복 구동하는 유로 전환 밸브의 제조 방법.
  17. 제14항 또는 제16항에 있어서,
    상기 판 스프링은, 가장 면적이 큰 주면이 상기 소정의 방향에 수직이 되도록 상기 본체에 장착되어 있고,
    상기 액추에이터는 상기 판 스프링 및 상기 밸브체를 관통하여 상기 밸브체에 장착된 가동축을 구비하며, 상기 가동축을 상기 소정의 방향으로 왕복 구동하는 유로 전환 밸브의 제조 방법.
  18. 제5항에 있어서,
    상기 밸브체에 있어서, 상기 개구 유로는, 상기 소정의 평면과 상기 소정의 평면의 반대측 반대 평면에서 상기 소정의 방향으로 상기 소정의 길이로 개구하고 있고,
    상기 본체는, 상기 소정의 평면에 대향하는 제1 대향 평면으로 개구하는 복수의 포트가, 상기 소정의 방향으로 상기 소정의 길이보다 짧은 간격으로 나란히 형성되며, 또한 상기 복수의 포트에 각각 접속된 접속 유로가 형성된 제1 본체와, 상기 반대 평면에 대향하는 제2 대향 평면으로 개구하며, 또한 상기 제1 본체의 복수의 포트와 동일한 복수의 포트가, 상기 소정의 방향으로 상기 소정의 길이보다 짧은 간격으로 나란히 형성되고, 또한 상기 제1 본체의 복수의 포트와 동일한 복수의 포트에 각각 접속된 접속 유로가 형성된 제2 본체를 포함하며,
    상기 판 스프링은, 상기 소정의 평면과 상기 제1 대향 평면의 사이에 제1 소정의 틈새가 형성되도록 상기 밸브체를 지지하고, 상기 반대 평면과 상기 제2 대향 평면의 사이에 제2 소정의 틈새가 형성되도록 상기 밸브체를 지지하고 있는 유로 전환 밸브.
  19. 제5항에 있어서,
    상기 판 스프링은, 가장 면적이 큰 주면이 상기 소정의 방향에 수직이 되도록 상기 본체에 장착되어 있는 유로 전환 밸브.
  20. 제5항에 있어서,
    상기 밸브체에 있어서, 상기 개구 유로는, 상기 소정의 평면과 상기 소정의 평면의 반대측 반대 평면에서 상기 소정의 방향으로 상기 소정의 길이로 개구하고 있고,
    상기 본체는, 상기 소정의 평면에 대향하는 제1 대향 평면으로 개구하는 복수의 포트가, 상기 소정의 방향으로 상기 소정의 길이보다 짧은 간격으로 나란히 형성되며, 또한 상기 복수의 포트에 각각 접속된 접속 유로가 형성된 제1 본체와, 상기 반대 평면에 대향하는 제2 대향 평면으로 개구하며, 또한, 상기 제1 본체의 복수의 포트와 동일한 복수의 포트가, 상기 소정의 방향으로 상기 소정의 길이보다 짧은 간격으로 나란히 형성되고, 또한 상기 제1 본체의 복수의 포트와 동일한 복수의 포트에 각각 접속된 접속 유로가 형성된 제2 본체를 포함하며,
    상기 판 스프링은, 상기 소정의 평면과 상기 제1 대향 평면의 사이에 제1 소정의 틈새가 형성되도록 상기 밸브체를 지지하고, 상기 반대 평면과 상기 제2 대향 평면의 사이에 제2 소정의 틈새가 형성되도록 상기 밸브체를 지지하고 있고,
    상기 판 스프링은, 가장 면적이 큰 주면이 상기 소정의 방향에 수직이 되도록 상기 본체에 장착되어 있는 유로 전환 밸브.
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