(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体流路内に設置されて、流入パイプまたは流出パイプに連通する複数の開口部を備えた本体が、前記開口部を開閉する弁体と、この弁体を駆動する駆動手段と、この駆動手段から前記弁体に回転を伝達する回転伝達部材と、前記開口部が形成され、この開口部を開閉するように前記弁体が圧接して摺動される弁座プレートとを有し、この弁座プレートおよび前記弁体を前記駆動手段および前記回転伝達部材とともに気密に封止して密閉空間を構成するケース体とからなる多方向制御方式のバルブ駆動装置であって、
前記弁座プレートと前記ケース体とを溶接によって機密に封止し、
前記回転伝達部材としての歯車は、モールドにより形成された前記弁体と分離して形成されるとともに摺動面が前記開口部に重なって前記開口部を完全に覆う前記弁体を、この弁体自身の弾性によって前記弁座プレートに密着可能に圧接しながら前記弁体と一体で回転し、
前記弁体を前記弁座プレートから離間した離間位置に一時的に係止する保持手段を設けることにより、前記弁体を前記溶接による溶接熱に抗する耐熱性が要求されない材質によって形成したことを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項２】
前記保持手段は、前記弁体を前記弁座プレートに圧接する付勢手段に抗して前記弁体を前記弁座プレートから離間させ、溶接後に前記保持手段による係止を不可逆的に解除して、前記付勢手段によって前記弁座プレートとの当接位置に復帰させた前記弁体は、開閉回転動作が前記保持手段から干渉されない位置に離間することにより再び前記弁体が前記保持手段により係止されないことを特徴とする請求項１に記載のバルブ駆動装置。
【請求項３】
前記保持手段には、前記弁体を弁座プレートに圧接しながら該弁体と一体で回転させるように前記歯車を押圧する弾性腕部と、該弾性腕部により前記歯車を押圧する付勢力に抗して前記歯車を持ち上げて該歯車を係止する弁体係止部とを有することを特徴とする請求項１または２に記載のバルブ駆動装置。
【請求項４】
前記弁体係止部は、前記弾性腕部により前記歯車を押圧する付勢力に抗して前記歯車を持ち上げて前記歯車を回転させることにより前記歯車に係止され、前記歯車の回転を所定の回動角度で阻止する規制位置を設け、該規制位置により、前記弁体の起動原点と、この起動原点で回転を機械的に阻止するために前記歯車に設けた障壁との相対的角度関係を一義的に位置付けたことを特徴とする請求項３に記載のバルブ駆動装置。
【請求項５】
流体流路内に設置されて、流入パイプまたは流出パイプに連通する複数の開口部を備えた本体が、前記開口部を開閉する弁体と、この弁体を駆動する駆動手段と、この駆動手段から前記弁体に回転を伝達する回転伝達部材と、前記開口部が形成され、この開口部を開閉するように前記弁体が圧接して摺動される弁座プレートとを有し、この弁座プレートおよび前記弁体を前記駆動手段および前記回転伝達部材とともに気密に封止して密閉空間を構成するケース体とからなる多方向制御方式のバルブ駆動装置の製造方法であって、
前記弁座プレートと前記ケース体とを溶接によって機密に封止し、
前記回転伝達部材としての歯車は、モールドにより形成された前記弁体と分離して形成されるとともに摺動面が前記開口部に重なって前記開口部を完全に覆う前記弁体を、この弁体自身の弾性によって前記弁座プレートに密着可能に圧接しながら前記弁体と一体で回転し、
前記弁体を前記弁座プレートから離間した離間位置に一時的に係止する保持手段を設け、該保持手段によって前記弁体を前記弁座プレートから離間した状態で前記弁座プレートと前記ケース体とを溶接することにより、前記弁体を前記溶接による溶接熱に抗する耐熱性が要求されない材質によって形成したことを特徴とするバルブ駆動装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動膨張弁に係わり、より具体的には、弁体に及ぼされる溶接熱の回避機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に電動膨張弁は、弁機構を構成する本体と、弁機構を密封するケース体からなる。例えば、図１３に示す電動膨張弁１００における三方弁１００ａは、ロータ１０１の先端に設けた１個の弁体１０２で２本の流出パイプ１０６ａ，１０６ｂを開閉制御しているため、ケース体１０４と本体１０５とを気密に封止するＴＩＧ溶接位置１０４ａの熱が弁体１０２の摺接面１０２ａに悪影響を及ぼさないように、ケース体外周の溶接位置１０４ａから最も遠くなる本体１０５の中心部に弁体１０２を配置し、さらに、流出パイプ１０６ａ，１０６ｂの溶接箇所１０５ｂからの溶接熱を樹脂製弁体１０２に伝え難くするために、金属製の弁座プレート部に熱容量の大きな肉厚の切削部品を使用している。
【０００３】
また、弁座１０５ａには２本の流出パイプ１０６ａ，１０６ｂへの連通孔１０７ａ，１０７ｂが弁室１０９内に開口し、弁室１０９内で弁体１０２を介して流入口１１０と選択的に連通する。リブ１０３は図１４に示されるように半月状の凹部１１１を囲む形状で、ステータコイル１１２に送られる電気信号により変位する回転軸１０１の回転角度に応じて、一個の弁体１０２が連通孔１０７ａ，１０７ｂの仕切を４モードに切替える。すなわち、図１４（ａ）は連通孔１０７ａ：閉／連通孔１０７ｂ：開、図１４（ｂ）は連通孔１０７ａ，１０７ｂともに閉、図１４（ｃ）は連通孔１０７ａ：開／連通孔１０７ｂ：閉、図１４（ｄ）は連通孔１０７ａ，１０７ｂともに開を示す。
【０００４】
このように１個の弁体１０２で２本の流出パイプ１０６ａ，１０６ｂを開閉制御する図１３の機構は、第一に、二本の流出パイプ１０６ａ，１０６ｂ間の距離が狭く、部品加工やロー付溶接作業が困難である。第二に、一個の弁体１０２を一回転させる間に図１４のような４モードの切換え（開閉、閉開、開開、閉閉）を行うために、スペースに余裕がなく、４方弁以上の多方弁が構成できない。
【０００５】
第三に、２本の流出パイプ１０６ａ，１０６ｂの流量制御パターンを独立に変化させられず、開閉切替のみの単純なものとなる。第四に、樹脂製弁体１０２は、本体１０５の弁座１０５ａにスプリング１０８で加圧接触させてあるため、金属が高温になると樹脂面に凹凸ができたり、熱による樹脂の表面粗度に崩れが生じたりして、全閉状態で漏れが発生する。従って、溶接熱を回避するために、ＴＩＧ溶接を短時間で済ませ、溶接後は急速に冷却して樹脂製弁体への影響を最小限に止どめる必要がある。そのため、作業は熟練を要し、品質の安定性や信頼性に不安が残る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この課題を解決するため、弁室２０９で流入パイプ２１０と選択的に連通する各流出パイプ２０６ａ，２０６ｂの開口２０７ａ，２０７ｂに、個別に弁体２０２ａ，２０２ｂを設け、ステータコイル２１２の電気信号入力に従って弁体２０２ａ，２０２ｂを回転させ開口２０７ａ，２０７ｂを開閉制御する図１５の構成による電動膨張弁２００の三方弁２００ａが考案された。
【０００７】
しかしながら、２本の流出パイプ２０６ａ，２０６ｂに対してロータ２０１と一体に形成されたピニオン２０３から歯車連結で放射状に配置された弁体２０２ａ，２０２ｂの位置が、ケース体２０４と本体ベースプレート２０５とを気密に封止するＴＩＧ溶接の加熱を受ける外周部位２０４ａに近くなるため、板バネ２０８で弁座２０５ａに圧接されている樹脂製の弁体２０２ａ、２０２ｂが溶接熱に直接曝されて変質あるいは変形し、機能不良を招く可能性がある。
【０００８】
また、流出パイプ２０６ａ，２０６ｂを気密に接続する溶接熱の影響を受けることを考慮しなければならない。弁体２０２ａ，２０２ｂに対するこのような溶接熱の影響を回避するには、弁座を含む金属製本体ベースプレート２０５の外周を大きくしたり、肉厚を厚くして熱容量を大きくする必要があり、コストや小形化の面で問題がある。
【０００９】
そこで本発明の目的は、組立初期の状態で弁体を保持して弁座との間に隙間を持たせ、空気断熱層を形成することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係わるバルブ駆動装置は、流体流路内に設置されて、流入パイプまたは流出パイプに連通する複数の開口部を備えた本体が、前記開口部を開閉する弁体と、この弁体を駆動する駆動手段と、この駆動手段から前記弁体に回転を伝達する回転伝達部材と、前記開口部が形成され、この開口部を開閉するように前記弁体が圧接して摺動される弁座プレートとを有し、この弁座プレートおよび前記弁体を前記駆動手段および前記回転伝達部材とともに気密に封止して密閉空間を構成するケース体とからなる多方向制御方式のバルブ駆動装置であって、前記弁座プレートと前記ケース体とを溶接によって機密に封止し、前記回転伝達部材としての歯車は、モールドにより形成された前記弁体と分離して形成されるとともに摺動面が前記開口部に重なって前記開口部を完全に覆う前記弁体を、この弁体自身の弾性によって前記弁座プレートに密着可能に圧接しながら前記弁体と一体で回転し、前記弁体を前記弁座プレートから離間した離間位置に一時的に係止する保持手段を設けることにより、前記弁体を前記溶接による溶接熱に抗する耐熱性が要求されない材質によって形成したことを特徴とする。次に、本発明に係わるバルブ駆動装置の製造方法は、流体流路内に設置されて、流入パイプまたは流出パイプに連通する複数の開口部を備えた本体が、前記開口部を開閉する弁体と、この弁体を駆動する駆動手段と、この駆動手段から前記弁体に回転を伝達する回転伝達部材と、前記開口部が形成され、この開口部を開閉するように前記弁体が圧接して摺動される弁座プレートとを有し、この弁座プレートおよび前記弁体を前記駆動手段および前記回転伝達部材とともに気密に封止して密閉空間を構成するケース体とからなる多方向制御方式のバルブ駆動装置の製造方法であって、前記弁座プレートと前記ケース体とを溶接によって機密に封止し、前記回転伝達部材としての歯車は、モールドにより形成された前記弁体と分離して形成されるとともに摺動面が前記開口部に重なって前記開口部を完全に覆う前記弁体を、この弁体自身の弾性によって前記弁座プレートに密着可能に圧接しながら前記弁体と一体で回転し、前記弁体を前記弁座プレートから離間した離間位置に一時的に係止する保持手段を設け、該保持手段によって前記弁体を前記弁座プレートから離間した状態で前記弁座プレートと前記ケース体とを溶接することにより、前記弁体を前記溶接による溶接熱に抗する耐熱性が要求されない材質によって形成したことを特徴とする。
【００１１】
しかも前記保持手段は、前記弁体を前記弁座プレートに圧接する付勢手段に抗して前記弁体を前記弁座プレートから離間させ、溶接後に前記保持手段による係止を不可逆的に解除して、前記付勢手段によって前記弁座プレートとの当接位置に復帰させた前記弁体は、開閉回転動作が前記保持手段から干渉されない位置に離間することにより再び前記弁体が前記保持手段により係止されないようにする。
【００１２】
さらに、前記保持手段には、前記弁体を弁座プレートに圧接しながら該弁体と一体で回転させるように前記歯車を押圧する弾性腕部と、該弾性腕部により前記歯車を押圧する付勢力に抗して前記歯車を持ち上げて該歯車を係止する弁体係止部とを有する。また、前記弁体係止部は、前記弾性腕部により前記歯車を押圧する付勢力に抗して前記歯車を持ち上げて前記歯車を回転させることにより前記歯車に係止され、前記歯車の回転を所定の回動角度で阻止する規制位置を設け、前記規制位置により、前記弁体の起動原点と、この起動原点で回転を機械的に阻止するために前記歯車に設けた障壁との相対的角度関係を一義的に位置付けた。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係わるバルブ駆動装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は電動膨張弁１０の一実施例の全体を縦断面で示す側面図で、本発明に係わるバルブ駆動装置１１を含む。バルブ駆動装置１１は金属板をプレス成形した弁座プレート１３（図２参照）上に構成されてケース体１４で気密に封止され、ロータ１５をケース体１４の外側に密着させて周設したステータ１６で回転駆動する。ステータ１６のステータコイル１６ａに接続された導線１６ｂにコンピュータ（図示しない）から駆動信号を入力して、ロータ１５の所定角度における回転／停止を制御する。
【００１４】
ロータ１５は外周にマグネット１５ａが一体に固設され、弁座プレート１３側の端部にはピニオン１７が形成されて、固設したロータ支軸１８に回転自在に支承される。ケース体１４は、ロータ１５のマグネット１５ａの外周面とステータコイル１６ａの内周面が近接するように縮径されて、閉端側にロータ１５の支軸１８の一端に嵌合して中心位置に安定に支持する凹部１４ａが設けられる。ケース体１４の開端１４ｂ側は拡径してステータ１６を載置する段部１４ｃを設け、拡径された開端１４ｂの内面は、プレス成形した弁座プレート１３の段付き外周の周縁部１３ａと密に嵌合する。ケース体１４の開端１４ｂを弁座プレート１３の周縁部１３ａに嵌入すると、弁座プレート１３の中心孔１３ｂとケース体１４の固定軸支持凹部１４ａとは同一軸線上に整合する。
【００１５】
図２（ａ）は、弁座２３側から見た弁座プレート１３の平面図、図２（ｂ）は、（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面図、図２（ｃ）は（ｂ）のｃ−ｃ線に沿った裏面図である。弁座プレート１３には中心孔１３ｂが貫通され、ロータ支軸１８を弁座２３と反対側の裏面１３ｆ側から圧入して弁座プレート１３を貫通し、弁座２３側でケース体１４の中央の凹部１４ａと嵌合する高さに立設する。
【００１６】
弁座プレート１３の中心孔１３ｂの両側でほぼ対称の２箇所に、ロータピニオン１７に噛合する二個の同形歯車（図９および図１０参照）２０Ａ，２０Ｂの支軸２１Ａ，２１Ｂの固設孔１３ｃが穿設される。歯車２０Ａ，２０Ｂは回転伝達部材として、支軸２１Ａ，２１Ｂに回転自在に支持される。また、弁座プレート１３にはプレス成形で、歯車支軸固設孔１３ｃと同心で歯車２０Ａ，２０Ｂの外径と同程度の円形段１３ｄをプレス成形で浅く型押しして平滑な平面１３ｅを刻装し弁座２３とする（図２（ａ），（ｂ）参照）。凹面１３ｅの深さは誇張して図示してある。これにより、歯車２０Ａ，２０Ｂの下面に所定のパターンで凸設した弁体２４の摺接面２４ａ(-A,-B)（図１１参照）に当接する弁座２３を弁座プレート１３の限定された一部に所要の面粗度確保することができる。
【００１７】
この弁座２３内で弁座プレート１３外縁に近くの適当な位置に流出パイプ２８（Ａ，Ｂ）に連通する小径の連通孔２５（Ａ，Ｂ）を開口させる。また、弁座２３と干渉しない場所に流入パイプ２６に連通する連通孔２７を開口させる。そして、弁座プレートの裏面１３ｆ側には、各連通孔２５Ａ，２５Ｂ，２７とほぼ同心に流出パイプ２８Ａ，２８Ｂおよび流入パイプ２６の外径に嵌合する浅い段付孔２９がそれぞれプレス型押しにより刻装される（図示は誇張されている）。さらに、裏面１３ｆ側３箇所から位置決め突起１３ｇを垂直に打ち出す。
【００１８】
図３（ａ），（ｂ）は、弁座プレートの裏面１３ｆ側からの図示で、段付孔２９を設けた弁座プレート１３の裏面１３ｆに位置決め突起１３ｇに対応させて穿設したノック孔３０ｈを嵌合させて、図３（ａ）に示すようなパイプ支持板３０を重ね、位置決め突起１３ｇをカシメて弁座プレート１３に固着する。プレス成形されたパイプ支持板３０は薄い金属板で、流入パイプ２６および第一、第二流出パイプ２８Ａ，２８Ｂを含む３箇所のパイプ嵌入用段付孔２９の対応位置に図３（ｃ），（ｄ）に示すような折曲げによる段部３０ａを設けて弁座プレート１３との固着面から離間する保持ブラケット３０ｂを形成し、それぞれのパイプ嵌入用段付孔２９との整合位置には、流入パイプ２６、第一、第二流出パイプ２８Ａ，２８Ｂそれぞれの外径に密着してパイプの側面を支持し、段付孔２９と協働でパイプを直立状態に保持する貫通孔３０ｃが穿設される。
【００１９】
各貫通孔３０ｃからキーホール状の側溝３０ｅを延在させて溶接ローの注入を容易にし、気密な封止が確実に行えるようにしている。また、弁座プレート１３の中心孔１３ｂおよび支軸固設孔１３ｃとの対応位置には、各支持軸１８，２１Ａ，２１Ｂの外径を大きく囲む遊挿孔３０ｄが穿設され、各支持軸１８，２１Ａ，２１Ｂの外周と弁座プレート裏面１３ｆとの接合部にロー材を肉盛りして気密の確保を容易にする。
【００２０】
さらに、パイプ支持板３０には係止片３０ｇが切り起こされ、図３（ｂ）に示されるように、ステータ位置決めフレーム４０は細長い角孔４０ｄをこの係止片３０ｇに挿通してパイプ支持板３０に重ね係止片３０ｇを折曲げて耳板結合する。ステータ位置決めフレーム４０は、図１に示されるように、ステータコイル１６ａの設置方向を特定する凹部１６ｃと弾性係合する位置決め係止具４０ｂが立設される。
【００２１】
これにより、弁座プレート１３との位置関係を位置決め突起１３ｇにより固定されたパイプ支持板３０は、係止片３０ｇによってステータ位置決めフレーム４０との位置関係を確定するから、ステータ位置決めフレームの係止具４０ｂによって設定されるステータコイル１６ａの設置方向と各歯車２０Ａ，２０Ｂの回転角度に対する配置関係が機械的に確定される。また、ステータ位置決めフレーム４０には外縁の延在部を折り曲げて電動膨張弁１０の取付座４０ａが形成され、固定ボルト（図示しない）を挿通する取付孔４０ｃが２箇所に穿設される。
【００２２】
図３（ｃ），（ｄ）は、図３（ｂ）のｃ−ｃ線およびｄ−ｄ線に沿った断面で、図１の図示方向に対して倒立させた図示である。弁座プレート裏面１３ｆ方向から、中心孔１３ｂおよび支軸固設孔１３ｃにロータ支軸１８と２本の歯車支軸２１Ａ，２１Ｂの計３本をそれぞれ圧入する。さらに、流入パイプ２６および第一、第二流出パイプ２８Ａ，２８Ｂの計３本を、パイプ支持板３０の各対応貫通孔３０ｃに嵌挿して直立させ端面を弁座プレート１３の裏面１３ｆに凹設した段付孔２９に着座させる。上記総計６本の部材を外付する６箇所に対して、弁座プレートの裏面１３ｆから溶接またはロー付を行うとともに気密を確保する。このように、パイプ間距離が長くとれ、かつ同一の裏面１３ｆに流入パイプ２６および流出パイプ２８Ａ，２８Ｂが全て配置されることによって、同一方向からの組立およびロー付作業が容易となり、作業性が向上するので品質が安定する。
【００２３】
図４に符号３５で示す板バネ部材は多機能の弁体保持手段で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面図である。弁体保持手段３５は、基体３５ａが中央にロータ１５から延在するピニオン１７の遊挿孔３５ｂを開口する環状で、外周からほぼ対称位置に延在する帯状部を図４（ｂ）に示すように下方に直角に折り曲げて脚部３５ｃを形成し、歯車支軸２１Ａ，２１Ｂとの対応位置には歯車支軸２１Ａ，２１Ｂを遊挿する透孔３５ｅが穿設される。
【００２４】
環状基体３５ａには、２本の弧状溝３５ｇの切抜きによって透孔３５ｅを先端円形陸部３５ｆの中央に囲む弧状の弾性腕部３５ｄを切り出し、片持弾性梁を形成する。弧状溝３５ｇは環状基体３５ａの外部に連通させて外縁部を切り離し、同様に片持弾性梁を形成し弁体係止部３４とする。弁体係止部３４の先端は、歯車２０Ａ，２０Ｂの歯を特定方向に設定する長さに仕上げ規制位置３４ａを形成する。
【００２５】
すなわち弁体保持手段３５は、脚部３５ｃによって環状基体３５ａを弁座プレート１３から特定の高さに支持する機能と、弁体係止部３４によって図９に示す弁体２４Ａ，２４Ｂを環状基体３５ａの高さに係止する機能と、弁体係止部３４の規制位置３４ａによって歯車２０Ａ，２０Ｂの歯を特定方向に位置付ける治具機能と、弾性腕部３５ｄによって歯車２０Ａ，２０Ｂを介して弁体２４Ａ，２４Ｂを弁座２３に圧着する機能との４機能を併せ持つ。
【００２６】
図５は、支軸２１Ａに挿通された歯車２０Ａの上から透孔３５ｅを挿通した弾性腕部３５ｄが弁座２３方向に歯車ボス端部２０ａを押圧する付勢力に抗して、歯車２０Ａを持ち上げて弁体保持手段の弁体係止部３４で係止した態様を示す斜視図である。歯車２０Ａは支軸２１Ａに回転自在に支持されるとともに、支軸２１Ａに沿って摺動自在である。図示を簡略化するために歯車２０Ａのみを拡大図示したが、歯車２０Ｂについても同様である。歯車２０Ａは、それぞれ弁体係止部３４がその弾性に抗して歯車上部に凹設したポケット状鉤部２０ｂの下側に強制的に挿入され、奥の障壁２０ｃが弁体係止部３４先端の規制位置３４ａに当接するまで回動される。各歯車２０Ａ，２０Ｂは、それぞれ弾性腕部３５ｄと弁体係止部３４の弾性復元力によって挟持され、この状態で相互の回転角について関係位置が方向付けられる。
【００２７】
図６は、この相対位置を関係付けた歯車２０Ａ，２０Ｂ双方に対して、上からロータ支軸１８に挿通して降下させたピニオン１７が、同時に互いに干渉し合うことなく円滑に噛合させることができることを示している。すなわち、規制位置３４ａで各歯車２０Ａ，２０Ｂを方向付けたことによって、ピニオン１７との噛合は互いに歯の位置を調整し合うことなく行うことができる。
【００２８】
図７は、歯車２０Ａが弾性腕部３５ｄにボス端部２０ａを下方に押圧し、その付勢力に抗して弁体係止部３４がその弾性で歯車２０Ａ，２０Ｂの鉤部２０ｂを下から持ち上げ、結果的に弁座プレート１３から離間した中空で挟持された状態にある歯車２０Ａにピニオン１７が互いに歯の関係位置を調整することなく噛合する態様を、側面から一部断面で模式的に図示したものである。図７には図示が複雑になるのを避けて歯車Ａのみを拡大図示したが、歯車Ｂについても同様である。
【００２９】
図５および図７に示されるように、歯車２０Ａと一体で摩擦結合により支持されている弁体２４Ａは弁座プレート１３上方の離間位置に保持され、双方の間に空気絶縁層５０が形成される。そこで、ロータ１５を含む弁座プレート１３上の駆動手段のピニオン１７、回転伝達手段である歯車２０Ａ，２０Ｂおよび弁体２４Ａ，２４Ｂの全てをケース体１４で覆い、開端１４ａを弁座プレート１３の周縁部１３ａに嵌合させて端面同士を密着させる。
【００３０】
図８に示すように、ケース体１４上部のロータ１５と同心で支軸支持凹部１４ａの外周に設置した板バネ３６は、ロータ１５を軸方向に付勢してスラスト方向の遊隙を無くすとともに、ロータ１５の熱的伸縮を吸収するように作用する。また、ロータ１５の下端３７はセラミック系断熱材による座金３８で支持される。弁体保持手段３５は、環状基体３５ａがケース体１４の拡径段部１４ｃ内面に圧接するので安定に保持される。弁体２４Ａ，２４Ｂを弁体保持手段３５に係止して、弁座２３との間に空隙５０を維持したままケース体１４の開端１４ｂと弁座プレート１３の周縁部１３ａとの接合部Ｓを全周にわたってＴＩＧ溶接で気密に封止する。弁体２４Ａ，２４Ｂと弁座プレート１３の間の空気層５０が断熱効果を発揮するので、溶接は時間をかけて気密シールを確実に行うことができ、引き続き自然放熱が可能なために溶接品質が向上される。
【００３１】
溶接熱が完全に放冷された後、バルブ駆動装置１１の外装が施される（図１参照）。ケース体１４の外周にステータ１６が嵌装され、ステータ位置決めフレーム４０の係止具４０ｂが係合する凹部１６ｃによってステータコイル１６ａの設置方向が特定される。導線１６ｂによりステータコイル１６ａに電源および制御パルス信号を投入して、ロータ１５を所定のステップ数だけ回転させ、歯車２０Ａ，２０Ｂを鉤部２０ｂが弁体係止部３４から離脱する方向に駆動する。歯車２０Ａ，２０Ｂは鉤部２０ｂが弁体係止部３４から外れた瞬間に、弾性腕部３５ｄに押動されて、弁体係止部３４から干渉されない十分離間した下方位置に移動し、弁体２４Ａ，２４Ｂそれぞれの摺接面２４ａを各弁座２３に圧接する。さらに、自由になった歯車２０Ａ，２０Ｂは非歯車の突出部３２がピニオン１７に当接する直前の位置まで旋回して停止する（図１２（ａ）参照）。
【００３２】
この停止位置が機械的起動原点を決定する。従って、同方向にさらなる回転を強行するパルスをステータコイル１６ａに送っても、歯車２０Ａは非歯車突出部３２がピニオン１７に当接して回転は機械的に阻止される。そこで、この停止位置に電気信号パルスの原点を設定する。ステータコイル１６ａの設置方向と、歯車起動原点との関係位置は、ステータ位置決めフレーム４０の係止具４０ｂがステータコイル１６ａの方向を特定する凹部１６ｃとの係合を維持する限り崩れることはない。歯車２０Ａ，２０Ｂは弁体保持手段３５と関係なくいずれの方向にも円滑に回動できる。歯車起動原点はロータ１５の回転角の原点を機械的に決定するから、パルス信号の原点とを整合させた後は、弁体２４Ａ，２４Ｂを自由に旋回させて、摺接面２４ａのパターンにより、連通孔２５（Ａ，Ｂ）の開口部を覆う面積を弁体２４Ａ，２４Ｂの回動角度に応じて変化させ、所定のパターンに従って確実な流量制御を行うことができる。
【００３３】
もし不測の事態でステータ１６が係止具４０ｂとの係合を解除して抜き取られても、ステータ１６の方向特定凹部１６ｃと係止具４０ｂとの係合を復元して歯車２０Ａの非歯車突出部３２がピニオン１７に当接して回転が機械的に阻止される位置を検知することによって、信号パルス原点の復旧は可能である。
【００３４】
図９（ａ）は、弁座側から見た弁体２４（Ａ，Ｂ）と歯車２０（Ａ，Ｂ）とを複合した平面図で、図９（ｂ）は図９（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面図である。図１０（ａ）は歯車２０（Ａ，Ｂ）の平面図、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面図である。そして、図１０（ｃ）は図１０（ａ）の背面図である。歯車２０（Ａ，Ｂ）は一部を欠歯して、ピニオン１７と噛合不能の非歯車突出部３２が設けてある。これにより、歯車２０（Ａ，Ｂ）の回転が規制され起動原点を設定することができる。
【００３５】
歯車２０（Ａ，Ｂ）の中心には支軸２１（Ａ，Ｂ）に遊嵌する貫通孔２０ｄが穿設され、両端の開口部には支軸２１（Ａ，Ｂ）と回転自在に摺接する軸受ブッシュＢが圧入されている。そして、弁体２４（Ａ，Ｂ）の有底孔２４ｂに嵌合してラジアル方向を規制する駆動ピン２０ｅを備える。歯車２０（Ａ，Ｂ）は弁体２４（Ａ，Ｂ）を弁座２３に圧接しながら弁体２４（Ａ，Ｂ）と一体で支軸２１（Ａ，Ｂ）を中心に回転する。
【００３６】
図１１（ａ）は弁体２４（Ａ，Ｂ）の平面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面図である。そして、図１１（ｃ）は図１１（ｂ）のｃ−ｃ線に沿った裏面図である。弁体２４（Ａ，Ｂ）の軸直角面と、クロスハッチで示した摺接面２４ａ(-A,-B)とは段差が設けられ、摺接面２４ａ(-A,-B)が弁座プレート１３に凹設した平滑な弁座面１３ｅに密着して摺動する。従って、摺接面２４ａ(-A,-B)に完全に覆われた連通孔２５Ａ，２５Ｂは、弁室２２から流出パイプ２８Ａ，２８Ｂに通ずる流路が閉鎖され、流入パイプ２６とは完全に遮断される。摺接面２４ａ(-A,-B)の段差パターンにより、連通孔２５Ａ，２５Ｂは、歯車２０（Ａ，Ｂ）の回転角に応じて全開と全閉の間が徐々に移行され、流量調整が行われる。
【００３７】
弁体２４（Ａ，Ｂ）の中央は、支軸２１（Ａ，Ｂ）の外径より大きく拡径されて空間部Ｇが形成される。空間部Ｇは、支軸２１（Ａ，Ｂ）圧入時に生じる平面度の不具合や、支軸２１（Ａ，Ｂ）付根の溶接ローの滲出しに干渉されることなく、摺接面２４ａ(-A,-B)における必要部分の密着性を維持することができる。このように、弁体２４（Ａ，Ｂ）を従動歯車２０（Ａ，Ｂ）と分離することによって、摺接部分を均一な形状と肉厚に形成することができ、摺接面２４ａ(-A,-B)に所要の平面度、面粗度が確保できる。しかも、弁体２４（Ａ，Ｂ）は平滑面の形成が容易なモールドによる製作が可能であり、耐熱性が要求されない材質での選択が自由で、歯車とは無関係に適正な硬度と弾性で成型できるから、自らの弾性による密着性の良好な材質で形成することができる。
【００３８】
次に電動膨張弁１０の動作を図１２に基づいて簡単に説明する。図１２（ａ）は図１のXII−XII線に沿って弁座プレート１３を透視した態様の図示である。摺接面２４ａ-A，２４ａ-Bの輪郭パターンが連通孔２５Ａ，２５Ｂを開閉する４モードを、図１２（ａ）〜（ｄ）に示す。図１２（ａ）は第一連通孔２５Ａ、第二連通孔２５Ｂともに開、図１２（ｂ）は、第一連通孔２５Ａ：開、第二連通孔２５Ｂ：閉、図３（ｃ）は第一連通孔２５Ａ、第二連通孔２５Ｂともに閉、図３（ｄ）は第一連通孔２５Ａ：閉、第二連通孔２５Ｂ：開を示す。
【００３９】
以上、実施例について説明したが、本発明は図示の実施例に限定されるものではなく、その形状や構成等について、本発明の構成要件から逸脱しない範囲で、細部に関する多様な変更や部品の再構成等の改変をなし得ることが予期される。例えば、弁体に屋根部などを設けてバネで直接上昇させたり、歯車と弁体の間にＬ型座金形状の別部材を入れ、その別部材をバネと係合させて弁体を上昇させてもよい。また本発明の要旨は、従来例として引用した電動膨張弁にも当然対応可能である。
【００４０】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、請求項１に記載の本発明に係わるバルブ駆動装置によれば、流体流路内に設置されて、流入パイプまたは流出パイプに連通する複数の開口部を備えた本体が、前記開口部を開閉する弁体と、この弁体を駆動する駆動手段と、この駆動手段から前記弁体に回転を伝達する回転伝達部材と、前記開口部が形成され、この開口部を開閉するように前記弁体が圧接して摺動される弁座プレートとを有し、この弁座プレートおよび前記弁体を前記駆動手段および前記回転伝達部材とともに気密に封止して密閉空間を構成するケース体とからなる多方向制御方式のバルブ駆動装置であって、前記弁座プレートと前記ケース体とを溶接によって機密に封止し、前記回転伝達部材としての歯車は、モールドにより形成された前記弁体と分離して形成されるとともに摺動面が前記開口部に重なって前記開口部を完全に覆う前記弁体を、この弁体自身の弾性によって前記弁座プレートに密着可能に圧接しながら前記弁体と一体で回転し、前記弁体を前記弁座プレートから離間した離間位置に一時的に係止する保持手段を設けることにより、前記弁体を前記溶接による溶接熱に抗する耐熱性が要求されない材質によって形成されている。このため弁体と弁座プレートとの間に熱絶縁の極めて優れた空気層の形成で弁体を溶接熱から保護し、摺接面の変形を防止するので弁体のシール特性を良好に維持することができる。
【００４１】
請求項２に記載の本発明に係わるバルブ駆動装置によれば、前記保持手段は、前記弁体を前記弁座プレートに圧接する付勢手段に抗して前記弁体を前記弁座プレートから離間させ、溶接後に前記保持手段による係止を不可逆的に解除して、前記付勢手段によって前記弁座プレートとの当接位置に復帰させた前記弁体は、開閉回転動作が前記保持手段から干渉されない位置に離間することにより再び前記弁体が前記保持手段により係止されない。このように、係止が解除されるまでは空気絶縁層が確保されており、弁体が初期設定の始動を行う前の係止状態でパイプ配管の溶接を行うことが可能であるから、パイプ長や位置決めなどの選択の自由度が拡大し経済効果が期待できる。また、保持手段の係止は不可逆的で、一度解除された弁体は、保持手段から完全かつ確実に離脱し、係止解除後の弁体は弁座プレートと密着して開口部十分に気密性を維持し、開閉回転動作は全く自由で支障なく行うことができる。
【００４２】
請求項４に記載の本発明に係わるバルブ駆動装置によれば、前記弁体係止部は、前記弾性腕部により前記歯車を押圧する付勢力に抗して前記歯車を持ち上げて前記歯車を回転させることにより前記歯車に係止され、前記歯車の回転を所定の回動角度で阻止する規制位置を設け、該規制位置により、前記弁体の起動原点と、この起動原点で回転を機械的に阻止するために前記歯車に設けた障壁との相対的角度関係を一義的に位置付けた。すなわち、回動による弁体の保持操作で、回動の規制位置を設定したことによって、いずれの回転伝達部材（歯車）も駆動手段（ピニオン）との連動状態にある位置（噛合位置）で係止されており、駆動手段（ピニオン）は回転伝達部材（歯車）と互いに干渉し合うことなく、滑らかに連結させることができる。組立時に歯車相互の回転角を調整する必要がないから、歯車組立治具が不要となり、組立工程が簡略化される。しかも、このように規制位置によって、部品同士の組立で自動的に歯車正式角度位置が確保できることにより、ステータからのパルス駆動によるロータの電気的原点までのパルス数はあらかじめ設定することができるから、バルブ駆動装置をケース体の中に気密に封止した後、各弁体の機械的起動原点とのマッチングを目視によらずに容易にとることができるようになる。
【００４６】
上記したように本発明に係わるバルブ駆動装置によれば、コストがかかる鋳造品、ダイキャスト品、ロストワックス鋳造品、鍛造品や、生産性が良好とはいえない切削加工品を使用することなく、生産効率がよく、経済性に優れたプレス加工で、安定した高い溶接品質で十分に信頼性のある気密室が確実に構成でき、しかも、シール性、耐久性に優れた良質の弁体の使用が可能で、各流路を個別に細かく流量制御でき、かつ配管に無理のないコンパクトな多方弁方式の電動膨張弁を低コストで提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるバルブ駆動装置を含む電動膨張弁の一実施例を断面で示す側面図である。
【図２】本発明に係わるバルブ駆動装置における弁座プレートで（ａ）は上面からの平面図、（ｂ）は（ａ）におけるｂ−ｂ線に沿った断面図、（ｃ）は（ｂ）におけるｃ−ｃ線に沿った裏面からの平面図である。
【図３】本発明に係わるバルブ駆動装置における外装部材の装着説明図で（ａ）はパイプ保持部材と弁座プレートとの接合平面図、（ｂ）はステータ位置決めフレームとパイプ保持部材との接合平面図、（ｃ）は（ｂ）におけるｃ−ｃ線に沿った断面図、（ｄ）は（ｂ）におけるｄ−ｄ線に沿った断面図である。
【図４】本発明に係わるバルブ駆動装置における弁体保持手段の部品図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面図である。
【図５】本発明に係わるバルブ駆動装置における弁体保持手段で弁体を係止した状態を説明する斜視図である。
【図６】本発明に係わるバルブ駆動装置における弁体保持手段の弁体係止部に係止された歯車とピニオンとの噛合関係を説明する部分平面図である。
【図７】本発明に係わるバルブ駆動装置における弁体保持手段と歯車との部分組立図で係止位置にある歯車と弁体を断面で説明する側面図である。
【図８】本発明に係わるバルブ駆動装置を拡大して断面で示した側面図である。
【図９】本発明に係わるバルブ駆動装置における弁体と歯車の部分組立図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるｂ−ｂ線に沿った断面図である。
【図１０】本発明に係わるバルブ駆動装置における歯車の部品図で、（ａ）は下面からの平面図、（ｂ）は（ａ）におけるｂ−ｂ線に沿った断面図、（ｃ）は上面からの平面図である。
【図１１】本発明に係わるバルブ駆動装置における弁体の部品図で、（ａ）は下面からの平面図、（ｂ）は（ａ）におけるｂ−ｂ線に沿った断面図、（ｃ）は（ｂ）のｃ−ｃ線に沿った上面からの平面図である。
【図１２】本発明に係わるバルブ駆動装置における弁体の開閉モードを示す説明図で、（ａ）は弁Ａ開−弁Ｂ開、（ｂ）は弁Ａ開−弁Ｂ閉、（ｃ）は弁Ａ閉−弁Ｂ閉、（ｄ）は弁Ａ閉−弁Ｂ開をそれぞれ示す平面図である。
【図１３】従来の電動膨張弁の一実施例の部分を断面で示す側面図である。
【図１４】図１３のXIV-XIV線に沿った図示で（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は弁の各開閉モードを説明する平面図である。
【図１５】従来の電動膨張弁の別の実施例を断面で示す側面図である。
【符号の説明】
１０  電動膨張弁
１１  バルブ駆動装置
１３  弁座プレート
１４  ケース体
１５  ロータ
１７  ピニオン
１８  ロータ支軸
２０  歯車
２０ｂ  鉤部
２１  歯車支軸
２３  弁座
２４  弁体
２５  連通孔
２６  流入パイプ
２８  流出パイプ
３０  パイプ支持板
３４  弁体係止部
３４ａ  規制位置
３５  弁体保持手段
３５ｄ  弾性腕部
３５ｆ  円形陸部
４０  ステータ位置決めフレーム
５０  空気層
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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