專利名稱：閥驅動裝置、閥驅動裝置的控制方法及泵的制作方法
技術領域：
本發明涉及通過電動機驅動使閥保持構件移動對流路進行開閉的閥驅動裝置、閥驅動裝置的控制方法及泵。
背景技術：
以往，冰箱和空調機設有通過利用步進電動機等的驅動源使閥芯移動對制冷劑流路進行開閉從而對與流路共處的室進行溫度控制的閥驅動裝置。另外，近年來作為筆記本個人計算機等的隨身設備的電源，雖開發有甲醇型燃料電池，但在將成為還原劑的燃料(甲醇和水)供給于該甲醇型燃料電池的燃料電極層(單元)時，也使用閥驅動裝置以調節其流量。
如此，目前閥驅動裝置用于各種領域，隨著所搭載的裝置小型化，如何精度良好地控制制冷劑和燃料等流體流量已成為重要的技術問題。作為精度良好地控制流體流量的對策之一，可舉出提高閥芯關閉性能(密封性)的對策(例如參照專利文獻1及專利文獻2)。
專利文獻1揭示了一種提高閥芯在關閉狀態下的密閉性(密封性)的控制閥。現具體進行說明，專利文獻1揭示了這樣一種閥驅動裝置使步進電動機的驅動軸正反旋轉，使升降體上下直線移動，并利用編碼器對電動機的失速進行檢測，控制膜片(控制閥)的開度。并且，在該閥驅動裝置中，在流體的流入孔周圍形成有突起，該突起與控制閥嵌合。因此，可提高閥芯關閉狀態的密封性。
而專利文獻2揭示了使藥液噴嘴的排出精度提高的基板處理裝置及排出控制方法。現具體進行說明，專利文獻2揭示了這樣一種基板處理裝置，即其具有對通過藥液的藥液配管進行開閉的流量控制閥和編碼器。在該基板處理裝置中，利用編碼器對電動機的失速進行檢測，將流量控制閥作成關閉狀態，或根據藥液的性質對流量控制閥的移動量(行程)進行調節，就可提高藥液噴嘴的排出精度。
如此，專利文獻1和專利文獻2所記載的發明是，利用編碼器對電動機的失速進行檢測，由控制閥或流量控制閥關閉流路并使突起和控制閥嵌合，或調節流量控制閥的行程，從而提高閥芯的密封性。
專利文獻1日本特開2005-54954號公報(圖1)專利文獻2日本特開2004-327775號公報(圖4)但是，專利文獻1及專利文獻2所記載的發明由于是如上所述那樣，利用編碼器對電動機的失速進行檢測，通過電動機的掣子轉矩維持閥的關閉狀態，故從電動機及轉子到閥的各構件的偏差重疊(累積)，其結果，閥芯在關閉狀態的密封性不穩定。
例如，在控制閥或流量控制閥等的閥芯與流體的流入孔(或流出孔)抵接將流路關閉的狀態下，由于電動機失速，故關閉流體的流入孔(或流出孔)的關閉力在閥芯的彈性變形行程內且電動機的掣子極數的范圍內會發生偏差(每次關閉流路，關閉力都不同)。其結果，閥芯的關閉性能發生偏差，閥芯的關閉狀態下的密封性不穩定。
另外，當關閉流路時，若閥芯受到過強的力的按壓，則閥芯的彈性力因滯后作用而產生變化，或抵接部分持續磨損，結果，更引起上述的閥芯的關閉性能的偏差，閥芯的關閉狀態的密封性越加不穩定。
如此，以往的閥驅動裝置因閥芯的關閉狀態的密封性難以穩定，故在閥芯關閉性能的可靠性方面欠佳。
發明內容
本發明是鑒于上述問題而作的，其目的在于，提供一種可使閥芯關閉狀態的密封性穩定化進而可提高閥芯關閉性能的可靠性的閥驅動裝置、閥驅動裝置的控制方法及泵。
為實現上述的目的，本發明提供如下一種閥驅動裝置。
(1)閥驅動裝置具有與利用電動機旋轉的旋轉構件卡合的直線移動構件；將上述旋轉構件的旋轉變換為直線移動的使上述直線移動構件直線移動的變換裝置；隨著上述直線移動構件的直線移動而將開口部開閉的膜片閥，其特征是，具有通過將由彈性體形成的上述膜片閥以施力狀態與上述開口部抵接從而將所述開口部關閉的施力構件，所述變換裝置是，將所述旋轉構件與所述直線移動構件卡合而將所述旋轉構件的旋轉變換為直線移動，并將所述旋轉構件與所述直線移動構件作成非卡合，所述開口部由所述膜片閥關閉。
采用本發明，由于在閥驅動裝置中具有將旋轉構件的旋轉變換為直線移動并使直線移動構件進行直線移動的變換裝置、和具有彈性且隨著直線移動構件的直線移動將開口部開閉的膜片閥、以及通過以施力狀態將膜片閥與開口部抵接從而將開口部關閉的施力構件，利用受到施力構件施力的膜片閥將旋轉構件與直線移動構件作成非卡合而將開口部關閉，因此，可使膜片閥的關閉狀態的密封性穩定化。
即，本發明的閥驅動裝置設有施力構件，其通過以施力狀態將膜片閥與開口部(例如流體的流入孔或流出孔)的周圍抵接而將該開口部關閉。因此，在膜片閥的關閉狀態下，即使旋轉構件與直線移動構件是非卡合狀態，通過該施力構件，也可穩定地獲得將開口部關閉的關閉力。其結果，可將膜片閥的關閉狀態中的密封性穩定化，進而可提高膜片閥的關閉性能的可靠性。
另外，如上所述，在膜片閥的關閉狀態下，由于旋轉構件與直線移動構件為非卡合狀態，故不會將剩余的力施加在膜片閥上使膜片閥的彈力因滯后作用而產生變化或抵接部分持續磨損。因此，可防止膜片閥的關閉性能因這些原因而產生偏差，進而有利于提高膜片閥的關閉性能的可靠性。另外，通過防止抵接部分繼續磨損，從而可有利于提高耐久性。
此外，在以往的閥驅動裝置中，關閉開口部的關閉力在閥芯的彈性變形行程內且在電動機掣子極數的范圍內發生偏差，故預測正確的關閉力是困難的，但采用本發明，由于從施力構件獲得該關閉力，故可正確地設定該關閉力。另外，在以往的閥驅動裝置中，從電動機及轉子到閥的各構件的誤差重疊(累積)，結果，閥芯的關閉狀態的密封性不穩定，但采用本發明，由于利用施力構件的施力將開口部關閉，故可減少上述的累積誤差(可減少涉及關閉的零件個數)，進而可使密封性穩定。
這里，“施力構件”只要可將膜片閥以施力狀態與開口部的周圍抵接，可以是任何構件，例如可舉出螺旋彈簧、板簧、磁性彈簧、橡膠等構件。另外，大小、形狀、截面積等其種類如何都不論。
另外，在本發明中，在膜片閥的關閉狀態下，旋轉構件和直線移動構件處于“非卡合”狀態，其不僅包含旋轉構件與直線移動構件完全不接觸的場合，還包含旋轉構件與直線移動構件一部分接觸的場合。即，即使旋轉構件與直線移動構件一部分接觸，只要該接觸部位是不影響關閉開口部的關閉力的部位，也可包含在該“非卡合”之內。另外，該“非卡合”也包含即使旋轉構件與直線移動構件接觸也不作用負荷的場合。
(2)在(1)所述的閥驅動裝置中，其特征在于，所述直線移動構件具有與所述旋轉構件卡合而受到按壓的被按壓部，通過按壓該被按壓部而使其直線移動。
采用本發明，上述的直線移動構件具有與旋轉構件卡合而受到按壓的被按壓部，通過按壓該被按壓部而使其直線移動，因此，直到膜片閥處于關閉狀態為止，被按壓部被旋轉構件按壓，使直線移動構件直線移動，另一方面，在膜片閥處于關閉狀態的場合，旋轉構件與被按壓部處于非卡合狀態。并且，在該場合，通過上述的施力構件可穩定地獲得對開口部進行關閉的力，進而可提高膜片閥關閉性能的可靠性。
這里，“被按壓部”只要是與旋轉構件卡合而被按壓的部位，任何構件都可以，例如在旋轉構件是外螺紋的場合，也可是與該外螺紋接觸的內螺紋的斜面，只要旋轉構件具有凸緣，也可是由該凸緣按壓的部位(構件)。
(3)在(2)所述的閥驅動裝置中，其特征在于，所述旋轉構件與所述被按壓部通過螺紋結合或凸輪結合而卡合。
采用本發明，由于上述的旋轉構件和被按壓部通過螺紋結合(外螺紋和內螺紋或齒輪齒條副)或凸輪結合而卡合，故直到膜片閥處于關閉狀態為止，例如內螺紋的被按壓部(與外螺紋接觸的斜面)由外螺紋的旋轉構件按壓，使直線移動構件直線移動，另一方面，在膜片閥處于關閉狀態的場合，外螺紋的旋轉構件與內螺紋的被按壓部處于非卡合狀態。并且，在該場合，通過上述施力構件可穩定地獲得將開口部關閉的力，進而可提高膜片閥關閉性能的可靠性。
(4)在(2)所述的閥驅動裝置中，其特征在于，所述旋轉構件與所述被按壓部具有使兩者形成非卡合并利用所述膜片閥使所述開口部關閉的間隙。
采用本發明，由于上述的旋轉構件與被按壓部具有使兩者形成非卡合并利用所述膜片閥使開口部關閉的間隙，故通過使具有被按壓部的直線移動構件向與按壓被按壓部的方向相反的方向進行直線移動，從而可簡單地作成旋轉構件與被按壓部的非卡合狀態。其結果，與上述相同，通過施力構件可穩定地獲得將開口部關閉的力，進而可提高膜片閥關閉性能的可靠性。
在本發明的閥驅動裝置中，所述電動機是步進電動機，所述旋轉構件是固定在所述電動機旋轉軸上的絲桿，所述直線移動構件可作成通過向軸向具有間隙的螺紋結合而與所述絲桿卡合并受到止轉的結構。在該場合，最好作成這種結構所述直線移動構件可作成對所述膜片閥進行保持的閥保持構件，該閥保持構件形成為與所述絲桿同心狀，在內部形成與所述絲桿卡合的螺紋部，并在外周部設有支承所述施力構件的彈簧支承部。若如此構成，則可將本發明的閥驅動裝置作成小型的結構。在本發明的閥驅動裝置中，當所述開口部通過所述膜片閥而被關閉時，所述閥保持構件的螺紋部的螺紋只要利用與所述絲桿的軸向的間隙設定在不與所述絲桿的螺紋卡合的中間位置，就可將所述膜片閥作成僅利用所述施力構件的施力將所述開口部關閉的結構。
(5)一種閥驅動裝置的控制方法，是所述(1)至(4)中任一項所述的閥驅動裝置的控制方法，其特征在于，驅動所述直線移動構件直到利用所述施力構件將所述膜片閥與所述開口部抵接關閉為止，并停止在所述旋轉構件與所述直線移動構件的非卡合的位置。
采用本發明，由于是上述的閥驅動裝置的控制方法，驅動直線移動構件，直到利用施力構件將膜片閥與開口部抵接、關閉，并使其停止在旋轉構件與直線移動構件的非卡合的位置，故在膜片閥的關閉狀態下，通過上述的施力構件可穩定地獲得關閉開口部的關閉力，進而可提高膜片閥關閉性能的可靠性。
(6)在(5)所述的閥驅動裝置的控制方法中，其特征在于，驅動所述直線移動構件直到利用所述施力構件將所述膜片閥與所述開口部抵接、關閉，并在利用所述直線移動構件使所述膜片閥抵接關閉后，使所述旋轉構件逆旋轉并使其停止在所述旋轉構件與所述直線移動構件的非卡合的位置。
采用本發明，由于驅動直線移動構件，直到利用施力構件將膜片閥與開口部抵接、關閉，在利用直線移動構件使膜片閥抵接關閉后，使旋轉構件逆旋轉并使其停止在旋轉構件與直線移動構件的非卡合的位置，因此，只要控制電動機的旋轉方向，就可簡單地作成旋轉構件與直線移動構件的非卡合狀態。并且在該非卡合狀態下，通過上述的施力構件可簡單且穩定地獲得將開口部關閉的力。
具體地說，所述電動機是步進電動機，所述旋轉構件是固定在所述電動機旋轉軸上的絲桿，所述直線移動構件是對所述膜片閥進行保持的閥保持構件，其通過在軸向具有間隙的螺紋結合而與所述絲桿卡合并受到止轉，通過使所述電動機旋轉而使所述絲桿旋轉，使與該絲桿卡合的所述閥保持構件直線移動，使所述膜片閥與所述開口部抵接，然后，通過使所述電動機逆旋轉，利用與所述閥保持構件的所述軸向的間隙使所述絲桿停止在非卡合的位置，可作成僅利用所述施力構件的施力使所述膜片閥與所述開口部抵接并關閉的結構。
(7)在(5)所述的閥驅動裝置的控制方法中，其特征在于，驅動所述直線移動構件，直到利用所述施力構件將所述膜片閥與所述開口部抵接、關閉，并利用所述直線移動構件使所述膜片閥在即將抵接關閉之前停止，并停止在所述旋轉構件與所述直線移動構件的非卡合的位置。
采用本發明，由于將直線移動構件驅動而直到利用施力構件將膜片閥與開口部抵接并關閉，并利用直線移動構件使膜片閥在即將抵接關閉之前停止，停止在旋轉構件與直線移動構件的非卡合的位置，因此，可簡單地作成旋轉構件與直線移動構件的非卡合狀態。尤其，由于與上述的控制方法不同，不必改變電動機的旋轉方向，故可將控制電動機的控制程序簡單化，并可穩定地獲得關閉開口部的力。
具體地說，所述電動機是步進電動機，所述旋轉構件是固定在所述電動機旋轉軸上的絲桿，所述直線移動構件是對所述膜片閥進行保持的閥保持構件，其通過沿軸向具有間隙的螺紋結合而與所述絲桿卡合并受到止轉，通過使所述電動機旋轉而使所述絲桿旋轉，并使與該絲桿卡合的所述閥保持構件直線移動，在所述膜片閥與所述開口部抵接后，使所述絲桿利用與所述閥保持構件的所述軸向的間隙而停止在非卡合的位置，就可僅利用所述施力構件的施力而使所述膜片閥與所述開口部抵接、關閉。
(8)一種泵，是具有前述的閥驅動裝置的泵，其特征在于，包括與流入孔連通的流入道；配置在所述流入道內的流入側的所述閥驅動裝置；與所述流入道連接的泵室；配置在所述泵室內的泵機構；從所述泵室延伸并與多個流出孔分別連通的多個流出道；分別配置在所述多個流出道內的流出側的所述閥驅動裝置。
采用本發明，由于泵設有流入道及流出道、配置在流入道內的流入側的所述閥驅動裝置、與流入道連接的泵室、配置在泵室內的泵機構、和分別配置在多個流出道內的流出側的所述閥驅動裝置，故可提供一種使膜片閥關閉性能的可靠性提高的泵。
采用本發明的閥驅動裝置、閥驅動裝置的控制方法及泵，不是利用電動機的掣子轉矩，而是利用設在閥驅動裝置上的施力構件穩定獲得對開口部進行關閉的關閉力，因此，可使膜片閥關閉狀態的密封性穩定化，進而可提高膜片閥關閉性能的可靠性。另外，可防止因膜片閥的滯后作用或磨損造成膜片閥的關閉性能偏差。此外，可正確設定膜片閥的關閉力。
圖1是本發明實施形態的閥驅動裝置的縱剖視圖。
圖2是本發明實施形態的閥驅動裝置的分解圖。
圖3是將圖1所示的閥驅動裝置的中心部放大后的放大圖。
圖4是表示圖1所示的閥驅動裝置開口部被開閉狀態的示圖。
圖5是將圖4所示的閥驅動裝置的中心部放大后的放大圖。
圖6是用來說明本發明實施形態的閥驅動裝置控制方法的說明圖。
具體實施例方式
下面，根據
實施本發明用的最佳形態。下面說明的閥驅動裝置可搭載在具有流入道、流出道、泵室及泵機構等的泵上。
(機械結構)圖1是本發明實施形態的閥驅動裝置10的縱剖視圖。圖2是本發明實施形態的閥驅動裝置10的分解圖。圖2的左半部分表示各零件的縱剖視圖，圖2的右半部分表示各零件的俯視剖視圖。
在圖1及圖2中，閥驅動裝置10包括作為驅動源的步進電動機(下面僅稱為電動機)1；內設有電動機1的殼體6；形成流體的流入口(流入孔)8a及流體的流出口(流出孔)8b并與殼體6卡合的殼體8。
在電動機1的旋轉軸1a上壓入固定有例如由右螺紋構成的絲桿2，該絲桿2向與電動機1的旋轉方向相同的方向進行旋轉。并且，在絲桿2上螺紋嵌合有閥保持構件3的內螺紋3a。即，相當于直線移動構件的一個例子的閥保持構件3相對于相當于旋轉構件的一個例子的絲桿2而形成同心狀，通過形成在內部的內螺紋3a而與絲桿2卡合。因此，當從絲桿2側看電動機1向CCW方向(逆時針方向)旋轉時，閥保持構件3就靠近電動機1，而當從絲桿2側看電動機1向CW方向(順時針方向)旋轉時，閥保持構件3就遠離電動機1。如此，因絲桿2與閥保持構件3通過螺紋結合而卡合，閥保持構件3受到止轉，因此，絲桿2的旋轉被變換為直線移動。
在閥保持構件3的外周側，同心狀設有彈簧支承部3b，由該彈簧支承部3b和電動機1保持彈簧4。彈簧4由壓縮螺旋彈簧構成，向離開電動機1的方向對閥保持構件3進行施力。在本實施形態中，雖采用了壓縮螺旋彈簧，但也可采用例如“拉伸螺旋彈簧”。在該場合，閥保持構件3的彈簧支承部3b的相反面可保持拉伸螺旋彈簧。
在閥保持構件3的中央部設有凸狀的膜片保持部3c，該膜片保持部3c與膜片閥5的凹部5a嵌合。另外，在閥保持構件3中，在彈簧支承部3b與膜片保持部3c之間的凸緣部形成有3個圓弧狀的止轉孔部3d(參照圖2)。
在內設有電動機1的殼體6上形成有立起部6a，該立起部6a被三分割以與上述的止轉孔部3d卡合(參照圖2)。另外如圖2所示，殼體6上開設有使構成閥的膜片閥5的背壓向電動機1側釋放用的背壓釋放孔6b和將電動機1運轉時的熱量予以釋放的熱量釋放孔6c，并設有對電動機1進行安裝定位用的板簧7可進入的槽6d，穿過電動機1的給電用配線的槽6e。另外，作為使絲桿2的旋轉變換為直線移動而使閥保持構件3直線移動的“變換裝置”，可考慮立起部6a和與其卡合的止轉孔部3d。板簧7具有嵌入電動機1兩側的止脫部7a、彈簧部7b及彈簧部7c，利用這些各部分的作用而將電動機1安裝在殼體6上。
另一方面，在殼體6與殼體9之間，夾裝有由具有橡膠彈性的彈性體形成的膜片閥5。更具體地說，膜片閥5的外周部5b夾入殼體6與殼體9之間被固定(參照圖1)，同時，邊緣5e也被夾入固定。邊緣5e可防止流體從殼體6與殼體9之間的間隙漏出，提高密封性。由于膜片閥5的膜部5c容易變形，故其形成圓弧狀以使應力不集中。
在夾裝了膜片閥5、殼體9及密封環11后，殼體8與殼體6卡合。殼體9上形成有使從流入口8a流入的流體通過的流路9a和使流出到流出口8b的流體流通的流路9b。這里，由膜片閥5和殼體9形成流路的一部分。因此，從流入口8a流入、通過流路9a的流體通過開口部20后，經由膜片閥5和殼體9構成的流路而到流路9b。密封環11配置成被夾在殼體8與殼體9之間，防止流體從殼體8與殼體9之間漏出，提高密封性。
接著，根據圖3詳細說明閥驅動裝置10的中心部(膜片閥5附近)。圖3是將圖1所示的閥驅動裝置10的中心部放大后的放大圖。
如圖3所示，在膜片閥5凹部5a的與電動機1相反側的面上形成有尖細的同心狀的邊緣5d。該邊緣5d的與殼體9抵接的面是關閉開口部20時的密封面。另外，膜片保持部3c的直徑小于尖細的邊緣5d的直徑。由此，在邊緣5d上由膜片保持部3c作用著充分的壓力，以稍許的力就可獲得穩定的高可靠性的密封性。
另外，在圖3中，在閥處于開口狀態下，絲桿2和膜片保持部3c的內螺紋3a，其螺距和螺紋牙角度是相同的。在旋轉軸1a的軸向產生間隙Z。
這里，在本實施形態的閥驅動裝置10中，如上所述，閥保持構件3受到彈簧4的向離開電動機1的方向的施力。因此，當閥保持構件3進行直線移動動作時，絲桿2(的螺紋部)的電動機1側的斜面和閥保持構件3的內螺紋3a中的與電動機1相反側的斜面被保持成接觸的狀態，即絲桿2與閥保持構件3被保持成卡合的狀態。
另一方面，當由膜片閥5的邊緣5d關閉開口部20時，絲桿2(的螺紋部)中的與電動機1側相反側的斜面和閥保持構件3的內螺紋3a中的電動機1側的斜面被保持成不接觸的狀態，即絲桿2和閥保持構件3在與間隙Z之間被保持成非卡合的狀態。
現根據圖4及圖5詳細說明對于關閉開口部20的狀態。圖4是表示圖1所示的閥驅動裝置10的開口部20被開閉的狀態的示圖。圖5是將圖4所示的閥驅動裝置10的中心部放大后的放大圖。圖4(a)及圖5(a)分別是與圖1及圖3相同的示圖。
如圖4(a)及圖5(a)所示，當閥保持構件3作直線移動時，絲桿2與閥保持構件3受到彈簧4的施力而卡合。
另一方面，如圖4(b)及圖5(b)所示，當由膜片閥5(的邊緣5d)將開口部20關閉時，彈簧4的施力與膜片閥5受到的來自殼體9的反作用的力處于平衡，絲桿2和閥保持構件3在間隙Z之間處于非卡合狀態。即，膜片閥5(的邊緣5d)因彈簧4而以施力狀態抵接在開口部20的周圍，其結果，開口部20被關閉。
(本實施形態的效果)采用本實施形態的閥驅動裝置10，由于利用彈簧4可穩定地獲得將開口部20關閉的關閉力，故可使膜片閥5的關閉狀態的密封性穩定化，進而可提高膜片閥5的關閉性能的可靠性。
另外，在膜片閥5的關閉狀態下，由于在間隙Z之間絲桿2和閥保持構件3處于非卡合狀態，故不會有過剩的力作用于膜片閥5，可防止因膜片閥5的滯后作用或磨損造成關閉性能的偏差。而通過預先計測彈簧4的施力，從而可正確地設定膜片閥5在關閉狀態下關閉力有多大。
此外，采用本實施形態的閥驅動裝置10，由于將彈簧4設在外側，將絲桿2設在內側，故絲桿2成為彈簧4的軸心的一部分，結果，可防止彈簧4偏斜，進而可獲得穩定的關閉力。由于將閥保持構件3的膜片保持部3c作成比開口部20還小的小徑，故當凹部5a關閉時，膜片閥5均勻地進行變形，進而可獲得穩定的高可靠性的密封性。
再有，由于對電動機1的定位固定方法采用利用板簧7從一個方向進行固定的方法，故可容易地安裝電動機1，并可防止制造成本上升。
(其它實施形態)在本實施形態中，絲桿2和閥保持構件3通過外螺紋和內螺紋3a而卡合，但例如也可通過齒輪齒條副卡合。另外，在本實施形態中，作為與絲桿2卡合并受到按壓的被按壓部的一個例子，可考慮閥保持構件3的內螺紋3a，但本發明不限于此。例如，在將絲桿2置換成凸輪的場合，作為被按壓部，與該凸輪抵接的部位(構件)成為被按壓部。
本實施形態的閥驅動裝置10與圖1～圖4所示的閥驅動裝置10不同，可作各種變形流入口8a與流出口8b既可相反，也可兩者不是圓孔，是四方孔等，絲桿2也可與旋轉軸1a一體，閥保持構件3與膜片閥5的結合狀態也可是凹凸相反，膜片閥5中的邊緣5d也可是帶有圓形的形狀，也可是邊緣形成在殼體9側，而不是形成在膜片閥5側。
(控制方法)圖6是用來說明本發明實施形態的閥驅動裝置10的控制方法的說明圖。
首先用圖4(a)及圖5(a)說明，當閥保持構件3向離開電動機1的方向進行直線移動動作時，絲桿2(的螺紋部)中的電動機1側的斜面和閥保持構件3的內螺紋3a中的與電動機1側相反側的斜面因彈簧4的施力而成為接觸的狀態(參照圖6(a))。更具體地說，當向電動機1賦予脈沖電壓、使絲桿2向CCW方向旋轉時，閥保持構件3就向離開電動機1的方向前進，此時，絲桿2和閥保持構件3卡合。
并且，當閥保持構件3的邊緣5d與殼體9抵接時，膜片閥5開始受到殼體9的反作用的力，當該反作用的力和彈簧4的施力平衡時，絲桿2(的螺紋部)中的與電動機1側相反側的斜面和閥保持構件3的內螺紋3a中的電動機1側的斜面轉變成非接觸的狀態(圖6(b))。
如此，本控制方法是，驅動膜片閥5的邊緣5d直到與開口部20抵接、關閉，并驅動電動機1直到邊緣5d沉入的位置的前端，同時在利用閥保持構件3使膜片閥5沉入的跟前，使閥保持構件3的直線移動停止。即，從利用彈簧4將邊緣5d壓扁一定量而關閉膜片閥5的位置使絲桿2稍許前進、停止(圖6(a)→圖6(b))。由此，可將絲桿2和閥保持構件3作成非卡合狀態，進而可穩定地獲得將開口部20關閉的關閉力。另外，要使閥保持構件3的直線移動停止在所需的位置，則只要適當調節賦予電動機1的脈沖電壓(脈沖數)即可，不必改變電動機1的旋轉方向，故可將控制電動機1的控制程序簡單化，并可穩定地獲得將開口部20關閉的關閉力。
接著，用圖6(c)及圖6(d)說明閥驅動裝置10的另一控制方法。
首先，與上述相同，使絲桿2和閥保持構件3從卡合的狀態轉變成在間隙Z之間的非卡合的狀態(參照圖6(a)→圖6(b))。并且，再將規定行程動作以上的脈沖電壓賦予電動機1，從而將絲桿2(的螺紋部)中的與電動機1相反側的斜面和閥保持構件3的內螺紋3a中的電動機1側的斜面轉變為接觸的狀態(圖6(b)→圖6(c))。即，絲桿2和閥保持構件3再卡合。此時，膜片閥5的邊緣5d的前端與開口部20的周圍抵接并被壓扁(參照圖6(c))。
然后，以規定的時間在間隙Z的范圍內使電動機1向CW方向旋轉(反轉)。更具體地說，例如以將向CCW方向旋轉的規定數的脈沖電壓賦予電動機1并結束后為契機，對電動機1賦予向CW方向旋轉的4～5步進數的脈沖電壓。由此，在間隙Z的范圍內可使電動機1稍許(例如將旋轉軸1a作成約90度)反轉。在本實施形態中，由于不需要編碼器，故可降低制造成本，有助于電動機1的小型化。但也可在電動機1上設置編碼器，由此以檢測出電動機1失速為契機，賦予上述的4～5步進數的脈沖電壓。
當在間隙Z的范圍內使電動機1稍許反轉時，在閥保持構件3因彈簧4的施力而受到按壓的狀態下，閥處于關閉狀態。即，絲桿2(的螺紋部)中的與電動機1側相反側的斜面和閥保持構件3的內螺紋3a中的電動機1側的斜面轉變為非接觸的狀態(圖6(d))。此時，邊緣5d因彈力(復原力)而復原到膜片閥5受到殼體9的反作用力與彈簧4的施力平衡的位置，邊緣5d的前端處于稍許凹入的狀態。
如此，本控制方法，在利用彈簧4將膜片閥5的邊緣5d與開口部20的周圍抵接并使電動機1驅動直到沉入邊緣5d的位置的前端并利用閥保持構件3使膜片閥5沉入后，在使其后退并處于絲桿2和閥保持構件3的非卡卡合的位置，使閥保持構件3的直線移動停止(圖6(c)→圖6(d))。由此，可穩定地獲得將開口部20關閉的關閉力。另外，本控制方法只要控制電動機1的旋轉方向，就可簡單地作成絲桿2與閥保持構件3的非卡合狀態，故可簡單而容易且穩定地獲得將開口部20關閉的關閉力。
如上所述，采用上述的閥驅動裝置10的控制方法，可不利用電動機轉矩確保密封性，而可利用彈簧4的施力確保穩定的密封性，并可提供在膜片閥5、絲桿2上不殘留較大應力的高耐久性的閥。此外，可穩定地獲得利用彈簧4的施力將開口部20關閉的關閉力，故可提高膜片閥5關閉性能的可靠性。
在圖6(d)所示的狀態下，在進一步使電動機1向CW方向旋轉的場合，閥保持構件3在圖6(a)所示的狀態下被拉到電動機1側，閥被打開。這樣，也可通過賦予電動機1的脈沖數來控制閥的開度。
產業上的實用性本發明的閥驅動裝置、閥驅動裝置的控制方法及泵，作為可提高閥芯關閉性能的可靠性是有用的。
權利要求
1.一種閥驅動裝置，具有與利用電動機旋轉的旋轉構件卡合的直線移動構件；將所述旋轉構件的旋轉變換為直線移動的使所述直線移動構件直線移動的變換裝置；隨著所述直線移動構件的直線移動而將開口部開閉的膜片閥，其特征在于，具有施力構件，該施力構件將用由彈性體形成的所述膜片閥以施力狀態與所述開口部抵接而將所述開口部關閉，所述變換裝置使所述旋轉構件與所述直線移動構件卡合而將所述旋轉構件的旋轉變換為直線移動，使所述旋轉構件與所述直線移動構件形成非卡合而用所述膜片閥關閉所述開口部。
2.如權利要求1所述的閥驅動裝置，其特征在于，所述直線移動構件具有與所述旋轉構件卡合而受到按壓的被按壓部，通過按壓該被按壓部而使其直線移動。
3.如權利要求2所述的閥驅動裝置，其特征在于，所述旋轉構件與所述被按壓部通過螺紋結合或凸輪結合而卡合。
4.如權利要求2所述的閥驅動裝置，其特征在于，所述旋轉構件與所述被按壓部具有使兩者形成非卡合并利用所述膜片閥使所述開口部關閉的間隙。
5.如權利要求1所述的驅動裝置，其特征在于，所述電動機是步進電動機，所述旋轉構件是固定在所述電動機旋轉軸上的絲桿，所述直線移動構件通過在軸向具有間隙的螺紋結合而與所述絲桿卡合并受到止轉。
6.如權利要求5所述的驅動裝置，其特征在于，所述直線移動構件是對所述膜片閥進行保持的閥保持構件，該閥保持構件與所述絲桿形成同心狀，并在內部形成有與所述絲桿卡合的螺紋部，在外周部設有支承所述施力構件的彈簧支承部。
7.如權利要求6所述的驅動裝置，其特征在于，當所述開口部被所述膜片閥關閉時，所述閥保持構件的螺紋部的螺紋通過與所述絲桿之間在軸向的間隙而設定在不與所述絲桿的螺紋卡合的中間位置，所述膜片閥僅利用所述施力構件的施力將所述開口部關閉。
8.一種閥驅動裝置的控制方法，對權利要求1至4中任一項所述的閥驅動裝置進行控制，其特征在于，驅動所述直線移動構件，直到利用所述施力構件將所述膜片閥與所述開口部抵接關閉為止，并在所述旋轉構件與所述直線移動構件間非卡合的位置上停止。
9.如權利要求8所述的閥驅動裝置的控制方法，其特征在于，驅動所述直線移動構件，直到利用所述施力構件將所述膜片閥與所述開口部抵接、關閉為止，并在利用所述直線移動構件將所述膜片閥抵接關閉后，使所述旋轉構件逆旋轉并使其在所述旋轉構件與所述直線移動構件間非卡合的位置上停止。
10.如權利要求9所述的閥驅動裝置的控制方法，其特征在于，所述電動機是步進電動機，所述旋轉構件是固定在所述電動機旋轉軸上的絲桿，所述直線移動構件是對所述膜片閥進行保持的閥保持構件，其通過軸向具有間隙的螺紋結合而與所述絲桿卡合并受到止轉，通過使所述電動機旋轉而使所述絲桿旋轉，以使與該絲桿卡合的所述閥保持構件直線移動，使所述膜片閥與所述開口部抵接，然后，通過使所述電動機逆旋轉而利用與所述閥保持構件的所述軸向的間隙使所述絲桿在非卡合的位置上停止，僅利用所述施力構件的施力而使所述膜片閥與所述開口部抵接、關閉。
11.如權利要求8所述的閥驅動裝置的控制方法，其特征在于，驅動所述直線移動構件，直到利用所述施力構件將所述膜片閥與所述開口部抵接、關閉為止，并利用所述直線移動構件在所述膜片閥即將抵接關閉之前停止，以停止在所述旋轉構件與所述直線移動構件間非卡合的位置。
12.如權利要求11所述的閥驅動裝置的控制方法，其特征在于，所述電動機是步進電動機，所述旋轉構件是固定在所述電動機旋轉軸上的絲桿，所述直線移動構件是對所述膜片閥進行保持的閥保持構件，其通過軸向具有間隙的螺紋結合而與所述絲桿卡合并受到止轉，通過使所述電動機旋轉而使所述絲桿旋轉，并使與該絲桿卡合的所述閥保持構件直線移動，所述膜片閥與所述開口部抵接后，利用與所述閥保持構件間的所述軸向的間隙使所述絲桿停止在非卡合的位置，僅利用所述施力構件的施力而使所述膜片閥與所述開口部抵接、關閉。
13.一種泵，具有權利要求1至7中任一項所述的閥驅動裝置，其特征在于，包括與流入孔連通的流入道；配置在所述流入道內的流入側的所述閥驅動裝置；與所述流入道連接的泵室；配置在所述泵室內的泵機構；從所述泵室延伸并與多個流出孔分別連通的多個流出道；分別配置在各個所述流出道內的流出側的所述閥驅動裝置。
全文摘要
一種閥驅動裝置、閥驅動裝置的控制方法及泵，對于閥驅動裝置(10)，設有通過以施力狀態將由具有橡膠彈性的彈性體形成的膜片閥(5)(的邊緣5d)與開口部(20)的周圍(殼體9)抵接而將開口部(20)關閉的施力構件(彈簧4)，絲桿(2)和閥保持構件(3)卡合而將絲桿(2)的旋轉變換為直線移動，同時，將絲桿(2)與閥保持構件(3)作成非卡合狀態，開口部(20)由膜片閥(5)關閉，采用本發明，可使閥芯關閉狀態的密封性穩定化，進而可提高閥芯關閉性能的可靠性。
文檔編號B30B15/02GK1978186SQ20061016890
公開日2007年6月13日 申請日期2006年12月8日 優先權日2005年12月9日
發明者村松健次 申請人:日本電產三協株式會社