(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに独立した３つの収納部を備えた自動販売機において、前記各収納部にそれぞれ取り付けられた３つの冷却器と、該３つの冷却器に冷媒を供給可能な冷凍サイクルと、前記３つの冷却器毎への前記冷媒の供給を接断可能な弁とを備え、該弁が、ステッピングモータを駆動源とする回転式切換弁で構成され、該回転式切換弁が、本体と、前記ステッピングモータで回転される弁とにより構成され、前記本体に、前記弁と対向する弁シ−ト面が形成されるとともに、該弁シート面に、前記冷媒の流入口と前記３つの冷却器にそれぞれ連通する３つの弁ポートとが形成され、前記弁に、該弁の回転角に対応して前記冷媒の流入口を接続すべき前記弁ポートを選択する弁体が設けられ、前記弁体には、前記弁シート面と対向する側に、２個の弁体部を突設して設け、第１の弁体部は、前記３つの弁ポートのすべてを同時に覆うことができる形状とし、前記第１の弁体部と離れた位置に設けた第２の弁体部は、前記３つの弁ポートのうちの１つの弁ポートのみを覆うことができる形状とし、前記弁の回転角に応じ、前記３つの弁ポートの開閉の８つの組み合わせの内のいずれか１つが選択される構成とすることで８モード制御を行なうことを特徴とする自動販売機用電動式切換弁。
【請求項２】
前記弁が、前記本体の前記弁シート面にばねで常時押圧されていることを特徴とする請求項１に記載の自動販売機用電動式切換弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内部に、夏・冬商品（飲料）を保温（保冷）状態で貯蔵する複数の独立した貯蔵部を有する自動販売機において、前記各貯蔵部の冷却器に冷媒を切換え供給するための自動販売機用電動式切換弁に関し、特に前記複数の貯蔵部の各冷却器に供給する冷媒をＯＮ−ＯＦＦ切換え制御して、前記複数の貯蔵部の中のいずれかの貯蔵部を、「冷」あるいは「暖」状態に設定し、その組み合わせによって自動販売機を複数モードに運用できるようにした自動販売機用電動式切換弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、３つの貯蔵部を、当該貯蔵部の各冷却器に供給する冷媒のＯＮ−ＯＦＦ切換えにより、８モードの運用を可能にした自動販売機として、図６の回路図に示すような冷媒回路を有するものが知られている。
【０００３】
すなわち、図６において、符号１は冷凍サイクルを構成するコンプレッサ、２は凝縮器をそれぞれ示しており、凝縮器２から取出された冷媒は、第１貯蔵部の蒸発器３、第２貯蔵部の蒸発器４及び第３貯蔵部の蒸発器５にそれぞれ分配されるようになっている。そのために凝縮器２の取出口に３本の分岐管３ａ，４ａ，５ａが取り付けられ、各分岐管３ａ，４ａ，５ａにそれぞれ電磁弁３ｂ，４ｂ，５ｂが取り付けらており、各電磁弁３ｂ，４ｂ，５ｂは、それぞれキャピラリチューブ３ｃ，４ｃ，５ｃを介して第１貯蔵部の蒸発器３、第２貯蔵部の蒸発器４及び第３貯蔵部の蒸発器５にそれぞれ接続されている。
【０００４】
前記構成において、冷却（冷凍）を必要とする貯蔵部（例えば第１貯蔵部及び第２貯蔵部）については、その電磁弁３ｂ，４ｂをＯＮにして冷却を行い、一方加温（加熱）を必要とする貯蔵部（例えば第３貯蔵部）については、その電磁弁５ｂをＯＦＦにして冷媒の流入を停止するとともに第３貯蔵部に付設の電熱器（ヒータ、図示せず）を作動させることにより、各貯蔵部を所望温度に設定できるようになっている。なお、図示しないが、各貯蔵部には蒸発器のほか、電熱器（ヒータ）及びそのスイッチが付設されていて、どの貯蔵部も、冷却と加温との選択が可能となっている。従って、自動販売機における各貯蔵部の冷却と加温とを組合わせることにより、自動販売機を８モードに運用することが可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記の従来の自動販売機では、各冷却器にそれぞれ専用の電磁弁を用いる構成であるため、３台の電磁弁を必要とする。その結果、各電磁弁への配線、制御系が必要となるとともに、取付けスペ−スの確保や弁開時（＝冷却時）、常に電流を消費し省エネ性に反するとともに、開閉作動音（騒音）を発生するなどの問題点がある。
【０００６】
本発明は、このような問題点の解消を図るもので、前記従来例における３つの電磁弁を、それと同一の機能を有する回転式切換弁で構成するとともに、該回転式切換弁の切換えをステッピングモータの回転で行い、かつ、該ステッピングモータへの通電は、弁切換え操作時のみとする構成とすることにより、省エネ性と低騒音化を可能にした自動販売機用電動式切換弁を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の自動販売機用電動式切換弁は、互いに独立した３つの収納部を備えた自動販売機において、前記各収納部にそれぞれ取り付けられた３つの冷却器と、該３つの冷却器に冷媒を供給可能な冷凍サイクルと、前記３つの冷却器毎への前記冷媒の供給を接断可能な弁とを備え、該弁が、ステッピングモータを駆動源とする回転式切換弁で構成され、該回転式切換弁が、本体と、前記ステッピングモータで回転される弁とにより構成され、前記本体に、前記弁と対向する弁シ−ト面が形成されるとともに該弁シート面に、前記冷媒の流入口と前記３つの冷却器にそれぞれ連通する３つの弁ポートとが形成され、前記弁に、該弁の回転角に対応して前記冷媒の流入口を接続すべき前記弁ポートを選択する弁体が設けられ、前記弁体には、前記弁シート面と対向する側に、２個の弁体部を突設して設け、第１の弁体部は、前記３つの弁ポートのすべてを同時に覆うことができる形状とし、前記第１の弁体部と離れた位置に設けた第２の弁体部は、前記３つの弁ポートのうちの１つの弁ポートのみを覆うことができる形状とし、前記弁の回転角に応じ、前記３つの弁ポートの開閉の８つの組み合わせの内のいずれか１つが選択される構成とすることで８モード制御を行なうことを特徴としている。
また、前記弁は、前記本体の前記弁シート面にばねで常時押圧されていることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態について説明する。
【０００９】
図１は、本発明に係る電動回転式切換弁２０を用いた自動販売機の冷媒回路図であって、この自動販売機においても、内部に、夏・冬商品（飲料）を保温（保冷）状態で貯蔵する３つの独立した貯蔵部が設けられ、更に、冷凍サイクルを構成するコンプレッサ１、凝縮器２を備え、凝縮器２から取出された冷媒を、第１貯蔵部（Ｂ室）の蒸発器３、第２貯蔵部（Ｃ室）の蒸発器４及び第３貯蔵部（Ｄ室）の蒸発器５にそれぞれ分配するために、電動回転式切換弁２０が設けられている。なお、図示しないが、各貯蔵部には蒸発器のほか、電熱器（ヒ−タ）及びそのスイッチが付設されていて、どの貯蔵部も、冷却と加温との選択が可能となっている。そして、自動販売機における各貯蔵部の冷却と加温とを組合わせることにより、当該自動販売機を８モードに使用することが可能となる。
【００１０】
次に、電動回転式切換弁２０について説明する。図２に示すように、この電動回転式切換弁２０は、ステッピングモータＳをその駆動源としており、継手等を有する本体１０と、マグネット１、ロータ２等を有するロータ組立体１５と、ロータ組立体１５を被覆するためのキャン（ケース）３と、キャン３の外周に取り付けられたコイル部１３等を備えて構成されている。
【００１１】
マグネット１と一体的に動作させるべく、キー溝状の構成としてロータ２が組立てられてロータ組立体１５が形成され、ロ−タ２の上部がケ−ス３の凹部３ａと本体１０の内径部１０ａとにより同芯で組立てられる。
【００１２】
弁本体６はロ−タ２と同芯とし、ロ−タ２は本体１０の中心孔１０ｂ内に密接摺動回転可能に挿入されるとともに、ロ−タ２の中心に引っかけ構造として挿入されている。弁本体６の下面に弁９が嵌合されており、更に、常に弁本体６の弁９を本体１０の弁シート面（弁座面）１６に押しつけて、弁漏れを防止すべくばね７が、ロ−タ２下部と弁本体６との間に設けられている。
【００１３】
このステッピングモータＳは、コイル部１３を有していて、このコイル部１３に規定励磁を行うことにより、マグネット１を正転・逆転の回転を行うことができるようになっている。マグネット１の基点及び回転停止位置の設定は、マグネット１の凸部と蓋５に形成された「Ｌ」部５ａに弾性材で作られたキャップ４との当接により設定される。特に、基点（０パルス）位置は、コイル部１３の基準励磁相（例えばＡ相）位置と弁本体１０、すなわちスプリングピン８とブラケット１４との相関を一致させて設計されている。なお、キャップ４をゴム製としたとき、これにマグネット１が当接した時の騒音を、１０〜１５ｄＢ（ａｔ１５ｃｍ）低減することができる。
【００１４】
弁９は弁本体６との位置（角度）関係を同様に保ちつつ、同芯で取り付けられるよう、また弁漏れ性の確保を目的としたシ−ル材料で成形されている。
【００１５】
本体１０の弁シート面（弁座面）１６には、図３に示すように、その中心部に冷媒流入口としての入口Ａが開口され、この入口Ａを中心として同心円状に、冷媒流出口としての弁ポートＢ、弁ポートＣ及び弁ポートＤが反時計回りに開口している。そして、入口Ａ、弁ポートＢ、弁ポートＣ及び弁ポートＤのそれぞれに冷媒管ａ，ｂ，ｃ，及びｄが本体１０を貫通して接続されている。この実施形態では、冷媒管ａ，ｂ，ｄは本体１０の下方に延長される継手１２内に収納され、冷媒管ｃは、本体の側方に延長されている継手１１内に収納されている。
【００１６】
これらの冷媒流入口としての入口Ａ、冷媒流出口としての弁ポートＢ、弁ポートＣ及び弁ポートＤが、図１の回路図における、電動式切換弁２０の各符号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにそれぞれ対応する。
【００１７】
弁９は、その全体形状を円柱形に形成されており、本体１０の円筒状の孔内に密接摺動回転可能に嵌合されている。そして、その下面、即ち弁シート面（弁座面）１６に対向する面、図３では上面には、２個の弁体部１７，１８が下方に向かって突設されている。従って、弁９の下面と弁シート面１６との間には、２個の弁体部１７，１８及び本体１０の円筒状の孔内壁とで囲まれた空間Ｐが形成され、この空間Ｐに冷媒流入口としての入口Ａが開口されている。なお弁体部１７の突出高さと弁体部１８の突出高さとは同一寸法となっていて、弁９がばね７で弁シート面１６に押圧されても、弁９が傾くおそれがないように構成されている。
【００１８】
第１の弁体部１７は、全体形状を中心角ほぼ１７０°の円弧状に形成され、内部にほぼ同形の円弧状の連続した溝１７ａが形成されている。第２の弁体部１８は第１弁体部１７から離れた場所に突設され、全体形状を円柱状に形成され、中心部に円形の窪み１８ａが形成されている。
【００１９】
電動式切換弁２０が組立てられた時、弁９は弁シート面（弁座面）１６に上方から密接摺動可能に当接する。図４は両者の相対関係を示す１例である。
【００２０】
図５は、ステッピングモータＳにパルスが供給されて弁９が回転する時の、弁９の回転位置と弁ポートＢ，Ｃ，Ｄとの関係を示すもので、（ａ）は０パルス時（モード１）を示しており、この時、弁シート面（弁座面）１６の各弁ポートＢ，Ｃ，Ｄは、いずれも弁体部１７の溝１７ａに通じているものの、これらは入口Ａ（冷媒流入口）には通じていない。従って、この時、冷媒は各蒸発器３，４及び５には流れず、弁９は「弁閉」状態となっている。この時、各貯蔵部（室Ｂ，Ｃ，Ｄ）には加熱用電流が自動的に供給されて、これら各貯蔵部は「暖」モードとなる。
【００２１】
図５（ａ）の「弁閉」状態において、ステッピングモータＳにパルスが供給されると、ロ−タ２は反時計方向に回転する。８パルスの供給を受けた時（モード２）には、（ａ）の位置から３０°回転し、（ｂ）に示す状態、すなわち、弁ポ−トＢのみが入口Ａに連通し、蒸発器３のみが「冷」モードとなる状態に至る。
【００２２】
ステッピングモータＳにパルスが供給されると、ロ−タ２は８パルスで３０°回転するので、１６パルスの供給時（モード３）には、（ｃ）に示す状態、すなわち、弁ポートＢ，Ｃが入口Ａに連通し、蒸発器３，４が「冷」モードとなる状態に至る。
【００２３】
ステッピングモータＳにパルスを供給し続けると、２４パルスの供給時（モード４）には、（ｄ）に示す状態（全蒸発器３，４，５が入口Ａに連通する）となり、以下、３２パルスの供給時（モード５）には（ｅ）に示す状態、４０パルスの供給時（モード６）には（ｆ）に示す状態、４８パルスの供給時（モード７）には（ｇ）に示す状態、５６パルスの供給時（モード８）には（ｈ）に示す状態となる。その後は、ステッピングモータＳは逆回転となる。前記の各動作時における各弁ポートＢ、Ｃ，Ｄの入口Ａに対する連通関係は、図５中に矢印で示した通りである。
【００２４】
これを示したものが、次の表１である。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
自動販売機の飲料の温度の、「ホット（暖）」と「クール（冷）」の割合いは、季節や設置場所により、大きく変わる。例えば、夏場の海岸の自動販売機の場合、電動式切換弁２０をモード４に設定して、全蒸発器３，４，５に冷媒を流し、Ｂ室，Ｃ室，Ｄ室すべての飲料を冷却状態にする。
【００２７】
逆に、寒い時には、電動式切換弁２０をモード２に設定して蒸発器３にのみ冷媒を流し、Ｂ室だけ冷却して一部の飲料だけ冷却し、残りはホット飲料とする、というように、室Ｂ，Ｃ，Ｄの「冷」、「暖」を、電動式切換弁２０の操作で切り換えることができ、その組み合わせによって、室Ｂ，Ｃ，Ｄを８種の冷、暖状態に設定することが可能となる。
【００２８】
しかも、前記の操作は、１基の電動式切換弁をステッピングモータＳで回転することで行えるため、従来例のように、３台の電磁弁を必要としない。その結果、この実施形態のものでは、省スペ−ス性に富み、かつ、配線、配管などの設置コストも抑制できて、コスト面で有利である。更にステッピングモータＳには、ロ−タ２の回転時のみ通電される構成であるため、省エネ性に優れているばかりでなく、弁を回転して弁の開閉を行う構成であるため、弁の開閉騒音を低減することができる。
【００２９】
さらに、弁９は、ばね７で常に弁シート面１６に押圧さているため、長期間に亘り液漏れのおそれがなく、また、弁体部１７，１８は凹型断面形状に形成されて、弁ポートＢ，Ｃ，Ｄをそれらの上方からすっぽり覆うことができるため、外圧に対するシ−ル性も増加する。
【００３１】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、次のような効果が得られる。
（１）互いに独立した３つの収納部を備えた自動販売機において、これら３つの収納部に取り付けられた３つの冷却器で組み合わされる８モードに対応した切換弁を、１基の電動式切換弁で得ることができる。
（２）前記８モードを、１基の電動式切換弁をステッピングモータで回転することで行うことができるため、３つの電磁弁を必要とする従来例のものに比べて、省スペ−ス性に富み、かつ、配線、配管などの設置コストも抑制できて、コスト面で有利である。
（３）ステッピングモータには、ロ−タの回転時のみ通電される構成であるため、省エネ性に優れているばかりか、弁を回転して弁の開閉が行われる構成であるため、弁の開閉騒音を、従来のものに比べてはるかに低減することができる。
（４）弁は、ばねで常に弁シート面に押圧さているため、長期間に亘り液漏れのおそれがなく、また、弁体は凹型断面形状に形成されているので、外圧に対するシ−ル性を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施の形態に係る電動式切換弁を備えた自動販売機の冷凍サイクルの回路図である。
【図２】図１の実施の形態に係る電動式切換弁の断面図である。
【図３】該弁の上下逆視投影図である。
【図４】該弁と弁シート部との相関関係の１例を示す平面図である。
【図５】（ａ）〜（ｈ）は作動説明のための図４と同じ平面図である。
【図６】従来の自動販売機の冷凍サイクルの回路図である。
【符号の説明】
１          マグネット
２          ロ−タ
３          ケ−ス
４          キャップ
５          蓋
６          弁本体
７          ばね
８          スプリングピン
９          弁
１０        本体
１１        継手
１２        継手
１３        コイル部
１４        ブラケット
１５        ロ−タ組立体
１６        弁シート面
１７，１８  弁体部
１７ａ      溝
２０        電動式切換弁
Ａ          冷媒流入口としての入口
Ｂ，Ｃ，Ｄ  弁ポート
ａ，ｂ，ｃ，ｄ  冷媒管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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