(57)【要約】  【課題】耐久性および液密性を向上した電動弁を提供する。  【解決手段】弁室６の弁室底面部11に向けて付勢した状態で弁室底面部11に面接触する弁体53をステッピングモータ３のロータ36にそれぞれ取り付ける。ロータ36の回動により弁体53が弁室底面部11上を摺動して流出口16のそれぞれの開閉状態を変化させる。各弁体53が弁室底面部11を傷つけることを抑制して耐久性を向上できる。互いに別個に設けた弁体53にて流出口16をそれぞれ確実に閉塞することが可能となり、液密性を向上できる。  【選択図】図１
2005042821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面状の底面部を有する弁室、この弁室に連通する流入口、および、前記弁室の底面部に開口した複数の流出口を備えた弁本体と、
前記弁室に回動可能に設けられた回動子を備え、この回動子を回動させる駆動部と、
前記回動子にそれぞれ取り付けられ、前記流出口に対応して互いに別個に設けられた複数の弁体とを具備し、
前記各弁体は、前記弁室の底面部に向けて付勢された状態でこの底面部に面接触し、かつ前記回動子の回動により前記弁室の底面部上を摺動して前記各流出口のそれぞれの開閉状態を変化させる
ことを特徴とした切換弁。
【請求項２】
駆動部は、ステッピングモータである
ことを特徴とした請求項１記載の切換弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弁室を有する弁本体を備えた切換弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の切換弁としては、弁室を備えた弁本体に、弁室の底面部に開口した流入口と一対の流出口とが設けられ、弁室内に位置したモータのロータの下端部にボール弁体が取り付けられ、かつロータの回動によりボール弁体が一対の流出口の開閉状態をそれぞれ変化させる構成が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、弁室を備えた弁本体に、弁室に連通した流入口と弁室の底面部に開口した一対の流出口とが設けられ、弁室内に位置したモータのロータの下端部に平面視略凹字状に一つの弁体が設けられ、かつロータの回動により弁体が一対の流出口の開閉状態をそれぞれ変化させる構成も知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００１−１１６１５２号公報（第４−１２頁、図１）
【特許文献２】特開２００２−１２２３６６号公報（第６−９頁、図２−図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の特許文献１に記載された切換弁では、流出口を確実に閉塞するためにボール弁体の下端部を弁室の底面部よりも若干下側に位置させているので、ロータを弁室内で回動させた際にボール弁体が弁室の底面部を傷つけたり、流出口にかじりついたりするおそれがあり、弁室の底面部の磨耗などにより耐久性および液密性を向上することが容易でないという問題点を有している。
【０００５】
また、上述の特許文献２に記載された切換弁では、一つの弁体で一対の流出口をそれぞれ閉塞していることにより、弁体が弁室に対してがたついた際などに、一度に両方の流出口から液漏れが生じるおそれがあり、液密性を向上することが容易でないという問題点を有している。
【０００６】
本発明はこのような点に鑑みなされたもので、耐久性および液密性を向上した切換弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の切換弁は、平面状の底面部を有する弁室、この弁室に連通する流入口、および、前記弁室の底面部に開口した複数の流出口を備えた弁本体と、前記弁室に回動可能に設けられた回動子を備え、この回動子を回動させる駆動部と、前記回動子にそれぞれ取り付けられ、前記流出口に対応して互いに別個に設けられた複数の弁体とを具備し、前記各弁体は、前記弁室の底面部に向けて付勢された状態でこの底面部に面接触し、かつ前記回動子の回動により前記弁室の底面部上を摺動して前記各流出口のそれぞれの開閉状態を変化させるものである。
【０００８】
そして、弁室の底面部に向けて付勢された状態でこの底面部に面接触する複数の弁体を駆動部の回動子にそれぞれ取り付け、これら弁体が、回動子の回動により底面部上を摺動して弁室の底面部に開口した複数の流出口のそれぞれの開閉状態を変化させるため、各弁体が弁室の底面部を傷つけることなどを抑制して耐久性が向上するとともに、互いに別個に設けられた各弁体にて複数の流出口をそれぞれ確実に閉塞することが可能となり、液密性が向上する。
【０００９】
請求項２記載の切換弁は、請求項１記載の切換弁において、駆動部は、ステッピングモータであるものである。
【００１０】
そして、駆動部をステッピングモータとすることで、回動子の回動を繊細に調整できるので、複数の流出口の開閉状態を繊細に調整できる。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の切換弁によれば、弁室の底面部に向けて付勢された状態でこの底面部に面接触する複数の弁体を駆動部の回動子にそれぞれ取り付け、これら弁体が、回動子の回動により底面部上を摺動して弁室の底面部に開口した複数の流出口のそれぞれの開閉状態を変化させるため、各弁体が弁室の底面部を傷つけることなどを抑制して耐久性を向上できるとともに、互いに別個に設けられた各弁体にて複数の流出口をそれぞれ確実に閉塞することが可能となり、液密性を向上できる。
【００１２】
請求項２記載の切換弁によれば、駆動部をステッピングモータとすることで、回動子の回動を繊細に調整できるので、複数の流出口の開閉状態を繊細に調整できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の切換弁の一実施の形態の構成を図面を参照して説明する。
【００１４】
図１ないし図７に示すように、１は切換弁としての電動式切換弁、すなわち電動弁である。この電動弁１は、弁本体２と、この弁本体２に取り付けられる駆動部としてのステッピングモータ３とを備えている。
【００１５】
弁本体２は、図１に示すように、下ケース４と、キャップ状に設けられ下ケース４の上部に液密な状態で固着される上ケース５とを有している。したがって、弁本体２の下ケース４と上ケース５との間には、液密な空間である弁室６が設けられている。
【００１６】
下ケース４は、略円柱状に設けられ、上端部が弁室６の底面部としての平面状の弁室底面部11となっている。この弁室底面部11の周縁には、フランジ部12が圧入されて一体となっている。このフランジ部12は、下ケース４から上方向および径方向に突出して、上ケース５の下端部に一体に設けられた上側フランジ部13に密着して固定されている。
【００１７】
また、下ケース４の弁室底面部11には、下ケース４を上下方向に貫通して流入口15、流出口としての第１の流出口16、および流出口としての第２の流出口17が設けられている。したがって、これら流入口15、および、一対の流出口16，17は、弁室６および弁本体２の外部に連通している。
【００１８】
流入口15は、図２ないし図７に示すように、下ケース４の平面視の中心から径方向に離間された位置に設けられ、流出口16，17よりも径寸法が大きく形成されている。また、流入口15の下部には、図示しない流動体が流入する流入管21が連通接続されている。
【００１９】
第１の流出口16は、下ケース４の平面視の中心に対して下ケース４の径方向に沿って流入口15と反対側の位置に設けられている。したがって、第１の流出口16の中心と流入口15の中心とは、下ケース４の平面視の中心を通る中心線上に位置している。また、第１の流出口16は、下ケース４の平面視の中心からの距離が、流入口15の下ケース４の平面視の中心からの距離よりも小さい位置に設けられている。すなわち、第１の流出口16は、流入口15よりも下ケース４の平面視の中心に近い位置に設けられている。
【００２０】
第２の流出口17は、第１の流出口16と略等しい形状に設けられている。すなわち、第２の流出口17は、第１の流出口16と略等しい径寸法を有している。また、第２の流出口17は、図２に示すように、下ケース４の平面視の中心に対して第１の流出口16と同心円上に位置している。さらに、第２の流出口17は、図２ないし図７に示すように、第１の流出口16を、下ケース４の平面視の中心に対して約９０°、図２に示す下側に、周方向に沿って離間された位置に設けられている。したがって、下ケース４の平面視の中心および第１の流出口16の中心を通る中心線と、下ケース４の平面視の中心および第２の流出口17の中心を通る中心線とは、互いに略直交している。
【００２１】
そして、流出口16，17の下部には、それぞれ流動体が流出する流出管22が連通接続されている。
【００２２】
また、下ケース４の弁室底面部11には、ステッピングモータ３の回動位置を制限する略円筒状のストッパ24が、垂直上方向に沿って突設されている。このストッパ24は、流入口15および第１の流出口16の中心を通る下ケース４の平面視の中心線に対して第２の流入口17と反対側、すなわち図２に示す上側の位置に設けられている。さらに、このストッパ24は、流入口15よりも下ケース４の外周寄りの位置に設けられている。そして、ストッパ24は、中心軸を通る下ケース４の平面視の中心線が、流出口16，17の中間の位置を通るように設けられている。
【００２３】
一方、上ケース５は、図１に示すように、円形キャップ状に設けられており、下ケース４と中心軸を一致させた状態でこの下ケース４に固着されている。また、上ケース５の下端部には、径方向に突出した上側フランジ部13が一体に設けられている。さらに、上ケース５の内部の上端部の平面視の中心域には、円形状の上側嵌合凹部31が上側に窪んで設けられている。この上側嵌合凹部31には、ステッピングモータ３の回動軸32の上端部が挿入されている。この回動軸32は、上ケース５の中心軸、すなわち弁本体２の中心軸に沿って設けられ、下ケース４の弁室底面部11の平面視の中心に設けられた円形凹状の嵌合凹部33に下端部が挿入されている。この結果、回動軸32は、弁室６内で周方向に沿って回動可能に軸支されている。
【００２４】
ステッピングモータ３は、弁本体２の上ケース５の外周に沿って設けられた円筒状のステータ35と、このステータ35の内周側に回動可能に設けられた回動子としてのロータ36とを備えている。
【００２５】
ステータ35は、弁本体２と同軸状のコイルボビン状に形成された鉄心41にリード線42を巻回したコイル部43を複数有している。これらコイル部43は、図示しない制御回路などに電気的に接続されている。そして、ステッピングモータ３は、これらコイル部43に図示しない制御回路からパルス電流を送信することにより、ロータ36の回動角度を微細に制御している。
【００２６】
また、ロータ36は、磁石で設けられており、図１および図３などに示すように、上ケース５内に回動可能に収容されている。すなわち、ロータ36は、弁室６に回動可能に設けられている。このロータ36は、上ケース５の中心軸と一致した中心軸を有する略円筒状の本体部45と、この本体部45と一体に設けられた突出部46とを有している。
【００２７】
本体部45は、中心軸に回動軸32が挿通されている。また、本体部45は、平面視で流入口15の中心を通る外径寸法を有している。したがって、本体部45は、平面視で流出口16，17よりも外方に外周縁部を有している。
【００２８】
突出部46は、本体部45から平面視で径方向に突出し、本体部45の外周縁部から、本体部45の外周縁に沿って約１８０°に亘って設けられている。また、この突出部46は、外周縁部がロータ36の中心軸を中心とする円弧状に設けられ、弁室６の内周壁の近傍に亘って延設されている。この突出部46の両端部には、ロータ36の回動によりストッパ24の側部に当接する第１の当接部47および第２の当接部48が設けられている。
【００２９】
さらに、本体部45の下端部には、平面視円形状の第１の嵌合孔部51および第２の嵌合孔部52が穿設されている。これら嵌合孔部51，52は、本体部45の下端部から本体部45の上下方向の略中心域近傍に亘って連続して設けられている。
【００３０】
嵌合孔部51，52は、本体部45の平面視の中心、すなわち下ケース４の平面視の中心として流出口16，17の中心を通る円周上に位置している。言い換えると、嵌合孔部51，52は、流出口16，17に平面視で対応した位置に設けられている。
【００３１】
第１の嵌合孔部51は、第１の当接部47寄りの位置に設けられ、第２の嵌合孔部52は、第２の当接部48寄りの位置に設けられている。また、これら嵌合孔部51，52は、下ケース４の平面視の中心に対して周方向に約９０°互いに離間された位置に設けられている。
【００３２】
嵌合孔部51，52の下端部には、それぞれ弁体としての第１の弁体53および第２の弁体54が挿入されている。
【００３３】
弁体53，54は、嵌合孔部51，52の径寸法と略等しい外径寸法を有する円柱状の軸部55と、これら軸部55の下端部に一体に設けられた閉塞部56とをそれぞれ備えている。
【００３４】
軸部55は、嵌合孔部51，52よりも軸寸法が小さく形成されており、この軸部55の上端部には、付勢手段としてのコイルスプリング57が当接している。このコイルスプリング57は、嵌合孔部51，52内の上端部と軸部55の上端部との間に位置し、弁体53，54を弁室６の弁室底面部11に対して付勢している。
【００３５】
閉塞部56は、ロータ36の回動により流出口16，17の開閉状態を変化させるもので、軸部55および流出口16，17よりも径大に形成されている。すなわち、閉塞部56は、嵌合孔部51，52内に挿入不可能な形状となっている。また、各弁体53，54の閉塞部56の外径寸法は、流出口16，17の少なくとも一部を同時には閉塞不可能な大きさとなっている。言い換えると、各弁体53，54は、閉塞部56は、流出口16，17のいずれか一方の少なくとも一部を閉塞した状態では、流出口16，17のいずれか他方には接触しない大きさに形成されている。さらに、この閉塞部56は、下端面が平面状に形成され、弁室底面部11に対して面接触している。このため、弁体53，54の閉塞部56は、ロータ36の回動により弁室底面部11上を摺動する。
【００３６】
次に、上記一実施の形態の動作を説明する。
【００３７】
以下、図３に示す状態、すなわち第１の当接部47がストッパ24に当接している状態を初期状態として説明する。図３に示すように、初期状態、すなわちパルス数が０の状態においては、第２の弁体54が第１の流出口16を完全に閉塞した状態、すなわち全閉状態となっており、第２の流出口17が全開状態となっている。
【００３８】
この状態から、ステッピングモータ３のコイル部43にパルス電流を送信すると、図４に示すように、回動軸32を中心としてロータ36が平面視で時計回り方向に回動し、第２の弁体54が第１の流出口16から時計回り方向にずれて、第１の流出口16の開口状態が変化する。図４に示す状態は、例えばパルス数が１０の状態であり、ロータ36が初期状態から約４５°回動し、流出口16，17はともに全開状態となっている。
【００３９】
次いで、ステッピングモータ３にさらにパルス電流を送信すると、図５に示すように、回動軸32を中心としてロータ36が平面視で時計回り方向に回動し、第１の弁体53が第２の流出口17の開閉状態を、第２の弁体54が第１の流出口16の開閉状態を、それぞれ変化させる。図５に示す状態は、例えばパルス数が２０の状態であり、ロータ36が初期状態から約９０°回動し、流出口16，17はともに全閉状態となっている。
【００４０】
さらに、ステッピングモータ３にパルス電流を送信すると、図６に示すように、回動軸32を中心としてロータ36が平面視で時計回り方向に回動し、第１の弁体53が第２の流出口17から、第２の弁体54が第１の流出口16から、それぞれずれて、流出口16，17の開閉状態をそれぞれ変化させる。図６に示す状態は、例えばパルス数が３０の状態であり、ロータ36が初期状態から約１３５°回動し、流出口16，17はともに開状態となっている。
【００４１】
そして、ステッピングモータ３にパルス電流を送信すると、図７に示すように、回動軸32を中心としてロータ36が平面視で時計回り方向に回動し、第１の弁体53が第１の流出口17の開口状態を変化させる。図７に示す状態は、例えばパルス数が４０の状態であり、ロータ36が初期状態から約１８０°回動して第２の当接部48がストッパ24に当接し、第１の流出口16が全閉状態となっており、第２の流出口17が全開状態となっている。
【００４２】
なお、図３ないし図７に示す各状態のそれぞれの間の状態では、ロータ36の回転角度に対して、流出口16，17の開閉状態が各図に示す状態の間で略リニアに変化している。
【００４３】
また、ステッピングモータ３に対してパルス電流を逆の順序で送信した場合には、ロータ36は、ストッパ24に第１の当接部47が当接するまで反時計回りに回動する。
【００４４】
上述したように、上記一実施の形態では、弁室６の弁室底面部11に向けて付勢された状態でこの弁室底面部11に面接触する一対の弁体53，54をステッピングモータ３のロータ36にそれぞれ取り付け、これら弁体53，54が、ロータ36の回動により弁室底面部11上を摺動して一対の流出口16，17のそれぞれの開閉状態を変化させる構成とした。
【００４５】
このため、弁体をボール弁などにした場合と比較して、各弁体53，54が弁室６の弁室底面部11を傷つけることなどを抑制して耐久性を向上できるとともに、弁体を一体に設けた場合と比較して、互いに別個に設けられた各弁体53，54にて一対の流出口16，17をそれぞれ確実に閉塞することが容易に可能となり、液密性を向上できる。
【００４６】
また、弁体53，54をコイルスプリング57にて下方向に向けて付勢する比較的簡単な構成とすることで、製造コストを抑制できるなど、製造性を向上できる。
【００４７】
さらに、駆動部をステッピングモータ３とすることで、ロータ36の回動をパルス電流にて繊細に調整できるので、一対の流出口16，17の開閉状態を繊細に調整できる。
【００４８】
そして、ロータ36の回動角度を規制するストッパ24を設けることで、例えばステッピングモータ３などが損傷した際などにでも、ロータ36が必要以上に回動して電動弁１内を破損することなどをも確実に防止できる。
【００４９】
なお、上記一実施の形態において、駆動部は、ロータ36を所望の角度に回動させることができれば、ステッピングモータ３以外の構成も可能である。
【００５０】
また、流出口は、弁室６に連通して弁室底面部11に３つ以上設けてもよい。この場合には、弁体を、流出口に対応した個数、ロータ36に設ける。
【００５１】
さらに、ステッピングモータ３の単位パルス当たりの回転角度は、上記構成以外のものも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の切換弁の一実施の形態を示す縦断側面図である。
【図２】同上切換弁の弁本体を示す図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】同上切換弁の弁本体を示す図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】同上切換弁の回動子の回動状態を示す図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】同上切換弁の回動子の他の回動状態を示す図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】同上切換弁の回動子のさらに他の回動状態を示す図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】同上切換弁の回動子のさらに他の回動状態を示す図１のＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１    切換弁としての電動弁
２    弁本体
３    駆動部としてのステッピングモータ
６    弁室
11    底面部としての弁室底面部
15    流入口
16    流出口としての第１の流出口
17    流出口としての第２の流出口
36    回動子としてのロータ
53    弁体としての第１の弁体
54    弁体としての第２の弁体
【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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【図７】
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