(57)【要約】【課題】吸入口と排出口とを連絡する複数の流路の開閉制御を行なうことができ、しかも構造が簡単で小型化を実現できるバルブ装置の提供。【解決手段】１つの吸入口１２と４つの排出口１３，１４，１５，１６との間に形成される４つの流路のそれぞれに配置され、流路の一部を形成する通路１８ｂを有する弁体１８と、これらの弁体１８をそれぞれ駆動する複数のスライド部材２１と、これらのスライド部材２１を駆動する４つのカム部８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄを有するドラム８とを備えるとともに、ドラム８のカム部８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄを、ドラム８の軸方向に沿って所定の距離をおいてそれぞれ設け、また、ドラム８の周方向に対して互いにずらした位置に設けた構成にしてある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を吸入する吸入口と吸入された上記流体を排出する排出口とを連絡する流路を開閉する弁体を備えたものにあって、
上記流路を複数有し、これらの複数の流路に上記弁体をそれぞれ配置するとともに、
これらの弁体をそれぞれ駆動するスライド部材と、
これらのスライド部材を駆動するカム部を有するドラムと、
このドラムを回転させるモータとを備えたことを特徴とするバルブ装置。
【請求項２】
上記請求項１記載の発明において、
上記ドラムの上記カム部を、上記スライド部材のそれぞれに対応させて複数設け、
これらのカム部を上記ドラムの軸方向に沿って所定の距離をおいてそれぞれ設けるとともに、上記ドラムの周方向に対して互いにずらした位置に設けたことを特徴とするバルブ装置。
【請求項３】
上記請求項１または２記載の発明において、
上記弁体のそれぞれに、上記流路の一部を形成する通路を設けたことを特徴とするバルブ装置。
【請求項４】
上記請求項１〜３のいずれか１記載の発明において、
上記吸入口を１つ設け、上記排出口を複数設けたことを特徴とするバルブ装置。
【請求項５】
上記請求項１〜４のいずれか１項記載の発明において、
上記ドラムの回転角度を検出する検出手段を備えたことを特徴とするバルブ装置。
【請求項６】
上記請求項５記載の発明において、
上記検出手段は、上記ドラムと同軸に設けたスリット板と、透過性のフォトセンサとから成ることを特徴とするバルブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体を吸入する吸入口と吸入された流体を排出する排出口とを連絡する流路を開閉する弁体を備えたバルブ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来技術として、特許文献１〜３に示されるものがある。特許文献１には、ガス入口とガス出口とを連絡するガス通路を開閉する弁座と、この弁座を駆動するプランジャとを備えた電磁バルブが開示されている。特許文献２にも、弁体すなわちバルブによって通路を開閉する内燃機関のバルブアクチュエータが開示されている。さらに、特許文献３にも、弁体すなわちバルブによって排気ポートを開閉する内燃機関等に設けられる電磁バルブの駆動装置が開示されている。
【特許文献１】特開２０００４−１８３６７８公報
【特許文献２】特表２００４−５０６８２６公報
【特許文献３】特開平１１−１０１１１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した従来技術のそれぞれは、ガス等の流体を吸入する吸入口と吸入された流体を排出する排出口とを連絡する１つの流路を開閉する弁体を備えた構成になっている。ところで昨今、上述のような流路が複数設けられるものであって、これらの流路の開閉制御を実施させたいという要望がある。例えば、吸入口が１つであって、排出口が複数あり、吸入口と排出口との間に、複数の流路が形成されるものにあって、これらの流路の開閉制御を行いたいというような要望がある。
【０００４】
このような要望に対し、上述した従来技術の考え方を採用しようとすれば、複数の流路のそれぞれ毎に個別のバルブ装置を設けることになる。すなわち、複数のバルブ装置を設ける必要がある。しかし、このように複数のバルブ装置を設けると、全体の形状が大型になって、配置設計に制約を与えやすい。また、全体の構造が複雑になって、製作費が高くなってしまう問題も生じる。
【０００５】
本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、吸入口と排出口とを連絡する複数の流路の開閉制御を行なうことができ、しかも構造が簡単で小型化を実現できるバルブ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するために、本発明は、流体を吸入する吸入口と吸入された上記流体を排出する排出口とを連絡する流路を開閉する弁体を備えたものにあって、上記流路を複数有し、これらの複数の流路に上記弁体をそれぞれ配置するとともに、これらの弁体をそれぞれ駆動するスライド部材と、これらのスライド部材を駆動するカム部を有するドラムと、このドラムを回転させるモータとを備えたことを特徴としている。
【０００７】
このように構成した本発明は、モータを駆動してドラムを回転させることにより、ドラムのカム部を介して該当するスライド部材が駆動し、そのスライド部材によって該当する弁体が駆動し、その弁体が配置されている流路が開閉する。すなわち、吸入口と排出口とを連絡する複数の流路の開閉制御をドラムの回転によって行うことができる。しかも、各弁体に対してドラムは共用部材を形成するので、部品数を少なくすることができ、構造が簡単で小型化を実現できる。
【０００８】
また、本発明は、上記発明において、上記ドラムの上記カム部を、上記スライド部材のそれぞれに対応させて複数設け、これらのカム部を上記ドラムの軸方向に沿って所定の距離をおいてそれぞれ設けるとともに、上記ドラムの周方向に対して互いにずらした位置に設けたことを特徴としている。
【０００９】
このように構成した本発明は、カム部をドラムの軸方向に沿って所定の距離をおいてそれぞれ設けたことから、複数のカム部の位置に対応させて、弁体のそれぞれをドラムの軸方向に沿って配置することができる。また、カム部をドラムの周方向に対して互いにずらした位置に設けたことから、各弁体の駆動とドラムの回転角度とを関連付けることができる。これらにより、ドラムの回転角度に応じた弁体の駆動制御を実現できる。
【００１０】
また、本発明は、上記発明において、上記弁体のそれぞれに、上記流路の一部を形成する通路を設けたことを特徴としている。このように構成した本発明は、弁体を流路の形成に活用できる。
【００１１】
また、本発明は、上記発明において、上記吸入口を１つ設け、上記排出口を複数設けたことを特徴としている。このように構成した本発明は、複数の排出口に連なる複数の流路の開閉制御を実現できる。
【００１２】
また、本発明は、上記発明において、上記ドラムの回転角度を検出する検出手段を備えたことを特徴としている。このように構成した本発明は、ドラムの回転角度に応じた弁体の駆動制御を高い精度で実現できる。
【００１３】
また、本発明は、上記発明において、上記検出手段は、上記ドラムと同軸に設けたスリット板と、透過性のフォトセンサとから成ることを特徴としている。このように構成した本発明は、ドラムの回転に伴うスリット板の回転をフォトセンサによって検出できる。すなわち、ドラムの回転角度をスリット板とフォトセンサの組み合わせによって確実に検出できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、ドラムのカム部によってスライド部材を駆動させ、これに伴って複数の流路のそれぞれに配置した弁体のうちの該当するものを駆動して、複数の流路のうちの該当する流路を開閉させる構成にしてあることから、ドラムの回転に伴って吸入口と排出口とを連絡する複数の流路の開閉制御を行うことができる。しかも、部品数が少なく構造が簡単で従来に比べて製作費を安くすることができる。さらに、装置の小型化を実現でき、これに伴って配置設計に与える制約を従来よりも緩和させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下，本発明に係るバルブ装置を実施するための最良の形態を図に基づいて説明する。
【００１６】
［本実施形態の構成］
図１は本発明のバルブ装置の一実施形態を示す斜視図、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。
【００１７】
これらの図１，２に示すように、本実施形態に係るバルブ装置は、第１ケース１と、この第１ケース１に接合される第２ケース２と、この第２ケース２に接合される第３ケース３と、この第３ケース３に固定される枠体４とを備えている。
【００１８】
枠体４には、ステッピングモータ５と、このステッピングモータ５の出力軸に接続された減速機構６と、この減速機構６の出力軸に取り付けられるピニオンギヤ７とが保持されている。さらに、回転可能なドラム８と、このドラム８に取り付けられ、ピニオンギヤ７と係合するギヤ９と、ドラム８と同軸に設けられ、ドラム８と一体に回転するスリット板１０と、このスリット板１０に形成されたスリットに対向可能に配置されるフォトセンサ１１とが枠体４に保持されている。
【００１９】
上述したスリット板１０と、フォトセンサ１１とは、ドラム８の回転角度を検出する検出手段を構成している。
【００２０】
図３は本実施形態に備えられる第１ケースを示す図で、（ａ）図は正面図、（ｂ）図は側面図、（ｃ）図は背面図、（ｄ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ断面図である。
【００２１】
この図３に示すように、上述した第１ケース１は、例えば流体が吸入される１つの吸入口１２と、この吸入口１２から吸入された流体を排出する複数、例えば４つの排出口１３，１４，１５，１６とを設けてある。これらの吸入口１２と、排出口１３，１４，１５，１６との間には、流体が導かれる４つの流路が形成されている。
【００２２】
同図３の（ｄ）図に示すように、この第１ケース１には、吸入口１２に連通する通路１２ａと、排出口１３，１４，１５，１６のそれぞれ該当するものに連通する通路１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａとを形成してある。
【００２３】
図４は本実施形態に備えられる第２ケースを示す図で、（ａ）図は正面図、（ｂ）図は背面図、（ｃ）図は（ａ）図のＣ−Ｃ断面図である。
【００２４】
この図４に示すように、上述した第２ケース２には、第１ケース１の通路１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａのそれぞれ該当するものに連通する通路１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂ，１６ｂを形成してある。また特に、同図４の（ｂ）図に示すように、吸入口１２に連通する通路１２ｂと、排出口１３，１４，１５，１６のそれぞれに連通可能な通路１３ｂ，１４ｂ，１５ｂ，１６ｂとを連通させる共通通路１７を形成してある。
【００２５】
図５は本実施形態に備えられる弁体を示す図で、（ａ）図は側面図、（ｂ）図は（ａ）図のＤ−Ｄ断面図である。
【００２６】
上述した図２に示すように、例えば排出口１４に対応させて、上述の共通通路１７及び通路１４ａ，１４ｂを含む流路を開閉する弁体１８を備え、図５に示すように、この弁体１８は、図２に示すＯリング１９が係止される頸部１８ｃを、第１ケース１の通路１４ａに配置される弁頭１８ａに連設させてあるとともに、共通通路１７に連通する通路１４ｂと排出口１４に連通する通路１４ａとを、弁体１８の開弁動作に応じて連通させる通路１８ｂを有している。この弁体１８に形成された通路１８ｂは、該当する流路の一部を形成している。
【００２７】
図２に示すように、弁体１８が閉状態にあるときには、Ｏリング１９は弁体１８の弁頭１８ａと第２ケース２の端面とによって挟圧された状態に保持される。したがって、このＯリング１９によって弁体１８に形成された通路１８ｂと排出口１４に連通する通路１４ａとの間が、すなわち吸入口１２と排出口１４とを連通する流路が遮断状態に保たれる。
【００２８】
また、図２に示すように、弁体１８が圧入されるスライド部材２１を、第３ケース３に摺動自在に設けてあるとともに、弁体１８が流路を閉じる方向にスライド部材２１を付勢するばね２２を第３ケース３に設けてある。すなわち、ばね２２の付勢力に抗して、スライド部材２１の摺動と一体に弁体１８が開弁方向に駆動するように構成してある。
【００２９】
第１ケース１の端面と第２ケース２の端面との間には、これらの端面間を密封するゴム製のシール部材２３を設けてあり、第２ケース２の端面と第３ケース３の端面との間には、これらの端面間を密封するゴム製のシール部材２４を設けてある。
【００３０】
なお上記では、排出口１４に対応して設けられる弁体１８、スライド部材２１、及びばね２２について説明したが、他の排出口１３，１５，１６のそれぞれに対しても、上述と同様の弁体１８、スライド部材２１、及びばね２２の組み合わせを設けてある。
【００３１】
図６は本実施形態に備えられるドラムを示す図で、（ａ）図は正面図、（ｂ）図は（ａ）図のＥ方向から見た拡大図である。
【００３２】
この図６に示すように、上述したドラム８は、４つのスライド部材２１のそれぞれ該当するものを駆動する４つのカム部８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄを備えている。これらのカム部８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄは同図６の（ａ）図に示すように、ドラム８の軸方向に沿って所定の距離をおいてそれぞれ設けてあるとともに、同図６の（ｂ）図に示すように、ドラム８の周方向に対して互いにずらした位置に設けてある。これらの４つのカム部８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄのそれぞれは、排出口１３，１４，１５，１６に関連して設けられるスライド部材２１のそれぞれ該当するものに係合可能な位置に配置してある。ドラム８の回転に伴って、これらのカム部８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄが、対応して設けられているスライド部材２１にそれぞれ係合することにより、スライド部材２１と弁体１８とが一体的に駆動して該当する流路を閉状態から開状態に変化させる。
【００３３】
上述のように、吸入口１２と排出口１３との間には、通路１２ａ、通路１２ｂ、共通通路１７、通路１３ｂ、弁体１８の通路１８ｂ、通路１３ａを含む流路が形成され、この流路が排出口１３に対応して設けられた弁体１８の駆動によって開閉制御されるようになっている。
【００３４】
また、吸入口１２と排出口１４との間には、通路１２ａ、通路１２ｂ、共通通路１７、通路１４ｂ、弁体１８の通路１８ｂ、通路１４ａを含む流路が形成され、この流路が排出口１４に対応して設けられた弁体１８の駆動によって開閉制御されるようになっている。
【００３５】
また、吸入口１２と排出口１５との間には、通路１２ａ、通路１２ｂ、共通通路１７、通路１５ｂ、弁体１８の通路１８ｂ、通路１５ａを含む流路が形成され、この流路が排出口１５に対応して設けられた弁体１８の駆動によって開閉制御されるようになっている。
【００３６】
さらに、吸入口１２と排出口１６との間には、通路１２ａ、通路１２ｂ、共通通路１７、通路１６ｂ、弁体１８の通路１８ｂ、通路１６ａを含む流路が形成され、この流路が排出口１６に対応して設けられた弁体１８の駆動によって開閉制御されるようになっている。
【００３７】
すなわち、本実施形態は、吸入口１２と排出口１３，１４，１５，１６との間に４つの流路を形成してあり、これらの流路をそれぞれ開閉する４つの弁体１８を備えた構成にしてある。
【００３８】
［本実施形態の動作］
このように構成した本実施形態は、ステッピングモータ５を駆動すると、減速機構６を介してピニオンギヤ７が回転する。このピニオンギヤ７の回転に伴ってピニオンギヤ７と係合するギヤ９が回転し、このギヤ９と一体にドラム８が回転する。ドラム８の回転角度は、このドラム８と一体に回転するスリット板１０とフォトセンサ１１の組み合わせにより検出され、その検出信号がステッピングモータ５の駆動制御、すなわちドラム８の回転制御に活用されるようになっている。
【００３９】
上述のようにしてドラム８が回転し、図６の（ｂ）図に示すドラム８の例えばカム部８ａが、図１，２に示す排出口１３に関連して設けられたスライド部材２１に係合すると、そのスライド部材２１がばね２２の付勢力に抗して摺動する。このときスライド部材２１と一体に弁体１８が移動し、第２ケース２の通路１３ｂと第１ケース１の通路１３ａとが弁体１８の通路１８ｂを介して連通する。すなわち、開弁状態が形成される。これによって、吸入口１２と排出口１３とが連通し、この吸入口１２と排出口１３を連絡する流路に、吸入口１２から吸入された流体が導かれ、この導かれた流体を排出口１３から排出させることができる。
【００４０】
ドラム８のさらなる回転に伴って、ドラム８のカム部８ａと、排出口１３に関連して設けられたスライド部材２１との係合が解かれると、ばね２２の付勢力によってスライド部材２１が待機位置に復帰するように摺動する。これに伴って弁体１８が移動し、この弁体１８の弁頭１８ａと第２ケース２の端面間において、ばね２２の付勢力によってＯリング１９が挟圧され、閉弁状態が形成される。これによって、吸入口１２と排出口１３との間が遮断される。したがって、吸入口１２から吸入された流体の排出口１３からの排出が阻止される。
【００４１】
以下、同様にして、ドラム８の回転に伴ってカム部８ｂ，８ｃ，８ｄが、排出口１４，１５，１６のそれぞれに関連して設けられたスライド部材２１の該当するものに係合すると、そのスライド部材２１と、そのスライド部材２１に関連して設けられた弁体１８が開弁方向に移動し、それぞれ開弁状態が形成される。これにより、吸入口１２と、排出口１４，１５，１６のうちの該当するものとが連通し、吸入口１２から導かれた流体を排出口１４，１５，１６の該当するものから排出させることができる。また、ドラム８のカム部８ｂ，８ｃ，８ｄと、排出口１４，１５，１６のそれぞれに関連して設けられるスライド部材２１の該当するものとの係合が解かれると、そのスライド部材２１と、そのスライド部材２１に関連して設けられた弁体１８が閉弁方向に移動し、Ｏリング１９によって閉弁状態が形成される。これにより、吸入口１２から吸入された流体の排出口１４，１５，１６の該当するものからの排出が阻止される。
【００４２】
［本実施形態の効果］
本実施形態によれば、上述したように、吸入口１２と、排出口１３，１４，１５，１６の該当するものとを連絡する４つの流路の開閉制御をドラム８の回転に伴う弁体１８の駆動によって行うことができる。しかも、４つの弁体１８に対してドラム８は共用部材を形成するので、部品数が少なく構造が簡単で製作費を安くすることができる。さらに、装置の小型化を実現でき、これに伴って、このバルブ装置が配置される所定の場所に対する配置設計に与える制約を緩和させることができる。
【００４３】
また、本実施形態は、４つのカム部８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄをドラム８の軸方向に沿って所定の距離をおいてそれぞれ設けたことから、４つのカム部８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄの位置に対応させて、弁体１８のそれぞれをドラム８の軸方向に沿って配置することができる。また、カム部８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄをドラム８の周方向に対して互いにずらした位置に設けたことから、４つの弁体１８の駆動とドラム８の回転角度とを関連付けることができる。これらにより、ドラム８の回転角度に応じた弁体１８の駆動制御を実現でき、信頼性の高いバルブ装置を得ることができる。
【００４４】
また、４つの弁体１８のそれぞれに、該当する流路の一部を形成する通路１８ｂを設けたことから、弁体１８を流路の形成に活用でき、さらなる小型化の実現に貢献する。
【００４５】
また、１つの吸入口１２と、４つの排出口１３，１４，１５，１６のそれぞれとに連絡される４つの流路の開閉制御を実現でき、吸入口１２から吸入された流体に対する優れた誘導性能を確保できる。
【００４６】
また、ドラム８の回転角度を検出する検出手段、例えばスリット板１０とフォトセンサ１１との組み合わせから成る検出手段を設けたことから、ドラム８の回転角度を確実に検出でき、ドラム８の回転角度に応じた弁体１８の精度の高い駆動制御の実現に貢献する。
【００４７】
［他の実施形態］
上記実施形態では、吸入口１２と、排出口１３，１４，１５，１６との間に形成される４つの流路に対応させて、４組の弁体１８、スライド部材２１、及びばね２２の組み合わせを設けてあるが、本発明は、このように構成することには限られない。２つ、あるいは３つの流路、さらには５つ以上の流路が設けられる場合には、それぞれの流路に応じた組数の弁体１８、スライド部材２１、及びばね２２の組み合わせを設ければよい。
【００４８】
また、上記では、１つの吸入口１２と、４つの排出口１３，１４，１５，１６とを設けてあるが、本発明は、このように構成することには限定されない。吸入口を複数設けてもよく、排出口を１つ、あるいは本実施形態におけるような４つを除く複数設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明のバルブ装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本実施形態に備えられる第１ケースを示す図で、（ａ）図は正面図、（ｂ）図は側面図、（ｃ）図は背面図、（ｄ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】本実施形態に備えられる第２ケースを示す図で、（ａ）図は正面図、（ｂ）図は背面図、（ｃ）図は（ａ）図のＣ−Ｃ断面図である。
【図５】本実施形態に備えられる弁体を示す図で、（ａ）図は側面図、（ｂ）図は（ａ）図のＤ−Ｄ断面図である。
【図６】本実施形態に備えられるドラムを示す図で、（ａ）図は正面図、（ｂ）図は（ａ）図のＥ方向から見た拡大図である。
【符号の説明】
【００５０】
１    第１ケース
２    第２ケース
３    第３ケース
４    枠体
５    ステッピングモータ
６    減速機構
７    ピニオンギヤ
８    ドラム
８ａ  カム部
８ｂ  カム部
８ｃ  カム部
８ｄ  カム部
９    ギヤ
１０    スリット板（検出手段）
１１    フォトセンサ（検出手段）
１２    吸入口
１２ａ  通路
１２ｂ  通路
１３    排出口
１３ａ  通路
１３ｂ  通路
１４    排出口
１４ａ  通路
１４ｂ  通路
１５    排出口
１５ａ  通路
１５ｂ  通路
１６    排出口
１６ａ  通路
１６ｂ  通路
１７    共通通路
１８    弁体
１８ａ  弁頭
１８ｂ  通路
１８ｃ  頸部
１９    Ｏリング
２１    スライド部材
２２    ばね
２３    シール部材
２４    シール部材
【図１】
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【図２】
2007170521.tif 000004
【図３】
2007170521.tif 000005
【図４】
2007170521.tif 000006
【図５】
2007170521.tif 000007
【図６】
2007170521.tif 000008