(57)【要約】【課題】従来より安価なモータ駆動弁を提供する。【解決手段】本開示のモータ駆動弁１０Ａは、以下の作用効果を奏する。即ち、本実施形態のモータ駆動弁１０Ａでは、第１系統と第２系統の流路７１，７２を、それぞれシャフト４０を収容するシャフト収容孔１７の一部を含むように形成して、シャフト４０に連結された第１及び第２の弁体６１，６２でそれら流路７１，７２の各弁口を開閉する構成としたことで、それら第１及び第２の弁体６１，６２の駆動源となるモータ３０が共有され、モータ駆動弁１０Ａのコストダウンを図ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線状に延びるシャフト収容孔を有するバルブボディと、
前記シャフト収容孔に収容されるシャフトと、
前記バルブボディに取り付けられるモータと、
前記シャフトに形成される第１螺子部及び断面非円形の係合軸部と、
前記モータのロータに形成され、前記第１螺子部と螺合する第２螺子部と、
前記バルブボディに設けられ、前記係合軸部が回転不能かつ直線移動可能に貫通する断面非円形の係合孔と、
前記シャフト収容孔の軸方向の複数位置を縮径してなる複数の弁座及びそれら弁座の内側の複数の弁口と、
前記シャフトに連結され、前記シャフトの直線移動に伴って前記複数の弁口を開閉する複数の弁体と、
前記弁口毎に前記バルブボディに形成され、各前記弁口を含む前記シャフト収容孔の一部とそれに交差する分岐路とを有してなり、両端が前記バルブボディの外面に開口する複数系統の流路と、
系統が異なる前記流路同士の間に配置され、前記シャフトの外面と摺接する摺接シール部と、
前記シャフトを前記弁体毎に分割してなり、互いに螺合結合される複数のショートシャフトと、を備えるモータ駆動弁。
【請求項２】
前記ショートシャフトの端部には、螺合操作用の工具を係合するための工具係合部が備えられている請求項１に記載のモータ駆動弁。
【請求項３】
前記バルブボディは、ボディ本体を貫通する下孔の内部に複数のボディ構成部品を固定してなり、前記シャフト収容孔は、前記下孔の一部と前記複数のボディ構成部品の一部又は全部を貫通する中心孔とからなり、
前記複数のボディ構成部品、前記複数のショートシャフト及び前記複数の弁体には、前記下孔にその一端側から組み付けられる第１ボディ構成部品、第１ショートシャフト及び第１弁体と、前記下孔にその他端側から組み付けられる第２ボディ構成部品、第２ショートシャフト及び第２弁体とが含まれ、前記第１ショートシャフトに前記第１弁体が連結される一方、前記第２ショートシャフトに前記第２弁体が連結され、前記第１ボディ構成部品は、前記モータのステータの一部を構成すると共に前記係合孔を有して前記第１ショートシャフトを支持している請求項１又は２に記載のモータ駆動弁。
【請求項４】
前記バルブボディに設けられ、前記複数の弁体が直線移動可能に嵌合している複数の弁体支持部と、
各前記弁体と各前記弁体支持部との間をシールする嵌合シール部と、
各前記弁体のうち前記弁座と当接する部分より中心寄り位置を貫通する通気孔と、を備える請求項１乃至３の何れか１の請求項に記載のモータ駆動弁。
【請求項５】
各前記弁体と各前記弁座との当接部分の内側の開口面積と、各前記弁体支持部の内側の開口面積とが略同一になっている請求項４に記載のモータ駆動弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、モータを駆動源として備えるモータ駆動弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のモータ駆動弁として、例えばエアコンやロボットハンド等の流体制御機器の複数箇所に使用されるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許６０３１９３１号公報（図１，段落［００４０］，［００４４］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した流体制御機器のメーカーやユーザーから、モータ駆動弁のコストダウンが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するためになされた請求項１の発明は、直線状に延びるシャフト収容孔を有するバルブボディと、前記シャフト収容孔に収容されるシャフトと、前記バルブボディに取り付けられるモータと、前記シャフトに形成される第１螺子部及び断面非円形の係合軸部と、前記モータのロータに形成され、前記第１螺子部と螺合する第２螺子部と、前記バルブボディに設けられ、前記係合軸部が回転不能かつ直線移動可能に貫通する断面非円形の係合孔と、前記シャフト収容孔の軸方向の複数位置を縮径してなる複数の弁座及びそれら弁座の内側の複数の弁口と、前記シャフトに連結され、前記シャフトの直線移動に伴って前記複数の弁口を開閉する複数の弁体と、前記弁口毎に前記バルブボディに形成され、各前記弁口を含む前記シャフト収容孔の一部とそれに交差する分岐路とを有してなり、両端が前記バルブボディの外面に開口する複数系統の流路と、系統が異なる前記流路同士の間に配置され、前記シャフトの外面と摺接する摺接シール部と、前記シャフトを前記弁体毎に分割してなり、互いに螺合結合される複数のショートシャフトと、を備えるモータ駆動弁である。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１実施形態に係るモータ駆動弁の側断面図
【図２】モータ駆動弁のうち第２系統の流路を含む部分の拡大側断面図
【図３】モータ駆動弁のうち第１系統の流路を含む部分の拡大側断面図
【図４】第１ショートシャフト、仕切部材、Ｅリングの斜視図
【図５】第２実施形態に係るモータ駆動弁の側断面図
【図６】３つの弁体を有するモータ駆動弁の側断面図
【発明を実施するための形態】
【０００７】
［第１実施形態］
以下、図１〜図４を参照して第１実施形態のモータ駆動弁１０Ａについて説明する。このモータ駆動弁１０Ａは、使用時の姿勢に制限はないが、以下、説明の便宜上、図１〜図４における上側をモータ駆動弁１０Ａにおける上側といい、その反対側を下側ということとする。
【０００８】
図１に示すように、モータ駆動弁１０Ａのバルブボディ１１は、ボディ本体１２に第１〜第４のボディ構成部品２１，２２，２３，２４等を組み付けてなる。ボディ本体１２は例えば直方体状をなし、上下方向に下孔１８が貫通している。下孔１８は、上下方向の途中位置に、内径が最も小さい最小内径部１８Ａを有する。また、下孔１８には、最小内径部１８Ａから上方に向かって徐々に拡径するように第１内径部１８Ｂ、螺子部１８Ｃが形成されると共に、最小内径部１８Ａから下側に向かって徐々に拡径するように第２内径部１８Ｄ、第３内径部１８Ｆ，第４内径部１８Ｇが形成されている。さらに、第２内径部１８Ｄの下端部には中間螺子部１８Ｅが形成され、第４内径部１８Ｇの下端部には他端側螺子部１８Ｈが形成されている。
【０００９】
ボディ本体１２には、第１側面１２Ａから第１内径部１８Ｂの下端部まで延びる分岐路７１Ａと、第１側面１２Ａから第３内径部１８Ｆの中間部まで延びる分岐路７２Ａと、第１側面１２Ａの反対側又は隣の第２側面１２Ｂから最小内径部１８Ａの中間部まで延びる分岐路７１Ｂとが備えられている。そして、分岐路７１Ａ，７１Ｂと、それらの間を連絡する下孔１８の一部とから第１系統の流路７１が形成されると共に、分岐路７２Ａと、下孔１８の第３内径部１８Ｆと、後述する第２ボディ構成部品２２の中心孔２２Ａとによって第２系統の流路７２が形成されている。
【００１０】
なお、ボディ本体１２は、直方体状に限定されるものではなく、例えば、円柱状、楕円柱状、六角柱状その他の多角柱状であってもよい。また、流路７１に含まれる１対の分岐路７１Ａ，７１Ｂのように同じ流路に含まれる１対の分岐路同士の開き角は、図１に示した例のような１８０度でなくてもよく、任意の角度でよい。
【００１１】
以下、図２を参照してモータ駆動弁１０Ａのうち最小内径部１８Ａより下側部分の構造について詳説する。前述した第２ボディ構成部品２２は、上方に向かって段階的に外径が縮径したスリーブ状をなし、その外側面には、下から上に向かって順番に大外径部２２Ｇ１、中外径部２２Ｇ２、小外径部２２Ｇ３が備えられ、内側面には、中外径部２２Ｇ２と小外径部２２Ｇ３の内側に連続する小内径部２２Ｎ２と、大外径部２２Ｇ１の内側に位置する大内径部２２Ｎ１とが備えられている。また、大外径部２２Ｇ１の下端部には、螺子部２２Ｍが形成され、大外径部２２Ｇ１の上端部には、Ｏリング溝が形成されて、そこにＯリング２２Ｓが収容されている。
【００１２】
そして、第２ボディ構成部品２２の中外径部２２Ｇ２と小外径部２２Ｇ３との段差面と、下孔１８の第３内径部１８Ｆと第４内径部１８Ｇとの段差面との当接によって第２ボディ構成部品２２がボディ本体１２に位置決めされ、螺子部２２Ｍと他端側螺子部１８Ｈとの螺合により第２ボディ構成部品２２がボディ本体１２に固定されている。
【００１３】
また、第２ボディ構成部品２２のうち小外径部２２Ｇ３と小内径部２２Ｎ２とに挟まれた部分は、第２系統の流路７２の途中に位置する第２弁座５２をなし、その第２弁座５２の内側が第２弁口５２Ａになっている。なお、第２弁座５２の断面形状は、上方に膨出した半円形になっているが、そうでなくてもよく、上方に向かって尖った三角形や、平坦な上面を有する断面形状であってもよい。
【００１４】
下孔１８内のうち第２ボディ構成部品２２より最小内径部１８Ａ側には第３と第４のボディ構成部品２３，２４が固定されている。第３ボディ構成部品２３は、下端が開放し、上端に端部壁２３Ｇを有する筒状をなしている。その端部壁２３Ｇは、中心に貫通孔２３Ｈを有し、それと同心円状の陥没部２３Ｊを上面に備える。また、第３ボディ構成部品２３の外面の下端部には螺子部２３Ｎが形成され、第３ボディ構成部品２３の外面の上端寄り位置にＯリング溝が形成されて、そこにＯリング２３Ｓが収容されている。
【００１５】
第４ボディ構成部品２４は、中心孔２４Ａを有する円盤状をなし、その外側面は、大外径部２４Ｇ１と小外径部２４Ｇ２とに分かれ、それら間に段差面２４Ｇ３を備える。そして、大外径部２４Ｇ１が、第３ボディ構成部品２３の陥没部２３Ｊに嵌合され、段差面２４Ｇ３が第３ボディ構成部品２３の上面と面一になっている。そして、第４ボディ構成部品２４の小外径部２４Ｇ２が最小内径部１８Ａの下端部に嵌合されかつ、第３及び第４のボディ構成部品２３，２４の上面と、下孔１８の最小内径部１８Ａと第２内径部１８Ｄとの段差面との当接によって第３及び第４のボディ構成部品２３，２４がボディ本体１２に位置決めされ、螺子部２３Ｎと下孔１８の中間螺子部１８Ｅとの螺合により第２ボディ構成部品２２がボディ本体１２に固定されている。
【００１６】
第４ボディ構成部品２４の下面には、外縁部より内側部分を上方に僅かに陥没させた陥没部２４Ｋ１が形成されている。また、第４ボディ構成部品２４の中心孔２４Ａには、下側部分を段付き状に僅かに拡径してなる拡径部２４Ｋ２が形成されている。そして、中心孔を有する円板状のシール部材２４Ｓ（特許請求の範囲の「摺接シール部」に相当する）が陥没部２４Ｋ１に受容されて第３及び第４のボディ構成部品２３，２４に挟持されている。また、シール部材２４Ｓの内縁部は、中心孔２４Ａ内に張り出し、中心孔２４Ａに下方から挿入される第２ショートシャフト４２に押されて筒状に変形した状態で密着し、拡径部２４Ｋ２に受容されている。そして、これらシール部材２４Ｓと前述のＯリング２３Ｓとによって第１系統の流路７１と第２系統の流路７２との間がシールされている。
【００１７】
第３ボディ構成部品２３の内側部分は、第２弁体６２が直線移動可能に嵌合している第２弁体支持部２３Ｂになっていて、第２弁体支持部２３Ｂの内側の開口面積と、第２弁体６２と第２弁座５２との当接部分の内側の開口面積とが略同一になっている。第２弁体６２は、上端が開放し、下端に底壁６２Ｇを有する筒状をなしている。また、第２弁体６２の上端部には、内側を拡径してなる圧入部６２Ｋ１と、外側を僅かに縮径してなる拡径部６２Ｋ２とが形成されている。そして、上端部にフランジ６２Ｘを有するシール押え筒６２Ｚが圧入部６２Ｋ１に圧入され、第２弁体６２の上端面とフランジ６２Ｘとの間に、円板状のシール部材６２Ｓの内縁部が挟持されている。また、シール部材６２Ｓの外縁部は、第２弁体６２の側方に張り出し、第２弁体６２が第２弁体支持部２３Ｂに下方から嵌合されることで筒状に変形して密着する嵌合シール部６２Ｕになって、拡径部６２Ｋ２に受容されている。
【００１８】
第２弁体６２の下端部にはフランジ部６２Ｆが備えられて、第２弁体６２の下面が側方に拡張されている。また、第２弁体６２の下面外縁部には同心円状に１対の筒壁６２Ｗが形成され、それらの間に円環状のシール部材６２Ｐが収容されてカシメ固定されている。そして、第２弁体６２は、シール部材６２Ｐが第２弁座５２に当接して第２弁口５２Ａが閉じられた閉弁位置と、シール部材６２Ｐが第２弁座５２から離間して第２弁口５２Ａが開いた開弁位置との間を移動する。また、第２弁体６２の底壁６２Ｇと第３ボディ構成部品２３の端部壁２３Ｇとの間には、圧縮コイルバネ２９が受容され、第２弁体６２が閉弁位置に向けて付勢されている。
【００１９】
底壁６２Ｇの中心部には貫通孔６２Ｈが形成され、そこを前述の第２ショートシャフト４２が貫通している。また、底壁６２Ｇには貫通孔６２Ｈの周りに複数の通気孔６２Ｊが形成されている。これにより、第２弁体６２は、閉弁位置で上方と下方とから同じ流体圧力を受ける。そして、前述の通り、第２弁体支持部２３Ｂの内側の開口面積と、第２弁体６２と第２弁座５２との当接部分の内側の開口面積とが略同一で、閉弁位置の第２弁体６２が上方から流体圧力を受ける受圧面積と、下方から流体圧力を受ける受圧面積とが同じになるので、閉弁位置の第２弁体６２が、流体圧力によって上方と下方とから受ける力が略相殺され、第２弁体６２を開くときの動力が軽減される。
【００２０】
具体的には、第２系統の流路７２の一方の分岐路７２Ａ側が上流側となり、他方の分岐路７２Ｂ側が下流側となった状態では、閉弁位置の第２弁体６２が、下流側の低い流体圧力によって上方と下方とから受ける力は同じになる。また、第２弁体６２が、上流側の高い流体圧力によって上方と下方とから受ける力は略同一であり、それらに差があるとしても、第２弁体６２に対する第２弁座５２の当接面積の差の分だけであって微差である。よって、上述の如く、閉弁位置の第２弁体６２が、流体圧力によって上方と下方とから受ける力は略相殺される。これにより、第２弁体６２を閉弁位置に保持するための圧縮コイルバネ２９の弾発力を小さくすることができ、その結果、第２弁体６２を閉弁位置から開弁位置に移動する際に必要となる動力を抑えることができる。
【００２１】
なお、第２弁体支持部２３Ｂの内側に開口面積と、第２弁体６２と第２弁座５２との当接部分の内側の開口面積とが同一でない構成としてもよく、そのような構成でも、閉弁位置の第２弁体６２が、流体圧力によって上方と下方とから受ける力の一部が相殺されるので第２弁体６２を開くときの動力が軽減される。第１弁体６１に関しても同様である。
【００２２】
第２弁体６２に対する動力は、後述するモータ３０から第２ショートシャフト４２を介して第２弁体６２に伝達され、そのために第２ショートシャフト４２の下端寄り位置から当接フランジ４２Ｆが張り出している。そして、モータ３０によって第２ショートシャフト４２が上方に駆動されることで、第２弁体６２が当接フランジ４２Ｆに押されて開弁位置側に移動する。なお、第２ショートシャフト４２の当接フランジ４２Ｆに関しては、後述する第１ショートシャフト４１の当接フランジ４１Ｆと併せて説明する。
【００２３】
モータ駆動弁１０Ａのうち最小内径部１８Ａより下側部分の構造の説明は、以上である。次に、図３及び４を参照してモータ駆動弁１０Ａのうち最小内径部１８Ａより上側部分の構造について詳説する。図３に示すように、最小内径部１８Ａと第１内径部１８Ｂとの段差面の開口縁からは、円筒状の第１弁座５１が上方に突出している。そして、第１弁座５１の内側が第１弁口５１Ａをなし、その第１弁口５１Ａを開閉する第１弁体６１が第１弁座５１の上方に配置されて、第１ボディ構成部品２１によって直線移動可能に支持されている。
【００２４】
ここで、第１弁体６１は、前述した第２弁体６２と同じ構造をなしているので、第１弁体６１のうち第２弁体６２と同じ構造の各部位に関しては、第２弁体６２の各部位の符号に含まれる「６２」を「６１」に置き換えた符号を図１及び図３に記載することで重複した説明を省略する。
【００２５】
第１ボディ構成部品２１は、下方に向かって段階的に縮径したスリーブ状をなし、その外側面には、下端から上端に向かって順番に第１外径部２１Ｇ１、第２外径部２１Ｇ２、第３外径部２１Ｇ３が備えられている。また、第１外径部２１Ｇ１の軸方向の中間部分には、Ｏリング溝が形成されてそこにＯリング２１Ｓが収容され、第２外径部２１Ｇ２の軸方向の中間部分には、螺子部２１Ｍが形成されている。そして、第１外径部２１Ｇ１と第２外径部２１Ｇ２との段差面と、下孔１８の第１内径部１８Ｂと螺子部１８Ｃとの段差面との当接によって、第１ボディ構成部品２１がボディ本体１２に対して位置決めされ、螺子部２１Ｍと下孔１８の他端側螺子部１８Ｈとの螺合により第１ボディ構成部品２１がボディ本体１２に対して固定されている。
【００２６】
第１ボディ構成部品２１の内側には、上下方向の途中位置に仕切部材２５が備えられている。そして、第１ボディ構成部品２１の内側部分のうち仕切部材２５より下側が第１弁体支持部２１Ｂをなし、そこに第１弁体６１の上端部が直線移動可能に嵌合している。そして、仕切部材２５と第１弁体６１との間に収容された圧縮コイルバネ２８により、第１弁体６１が閉弁位置に付勢されている。また、第１弁体支持部２１Ｂの内径と第１弁口５１Ａの内径は、同じになっている。
【００２７】
図４に示すように、仕切部材２５は、加工の便宜上、第１ボディ構成部品２１の本体と別体に形成され、図３に示すように、第１ボディ構成部品２１の本体の内側面に形成された圧入部２１Ｎ１に圧入固定されて第１ボディ構成部品２１の一部になっている。また、図４に示すように、仕切部材２５には、中心部に係合孔２５Ａが形成されると共に、その周囲に複数の通気孔２５Ｃが形成されている。係合孔２５Ａは、円の一部を平坦にカットしたＤ字形になっている。そして、第１弁体６１の貫通孔６１Ｈと仕切部材２５の係合孔２５Ａとを第１ショートシャフト４１が貫通している。その第１ショートシャフト４１のうち係合孔２５Ａを貫通した部分は、係合孔２５Ａに対応したＤ字形の断面形状を有する係合軸部４１Ｅになっている。即ち、第１ショートシャフト４１は、第１ボディ構成部品２１（詳細には、仕切部材２５）の係合孔２５Ａによって回転を規制されてかつ直動を許容された状態に支持されている。
【００２８】
図３に示すように、第１ショートシャフト４１の下端寄り位置からは当接フランジ４１Ｆが張り出して第１弁体６１の貫通孔６１Ｈの開口縁に下方から対向している。具体的には、図４に示すように、第１ショートシャフト４１の下端寄り位置に係合溝４１Ｇが形成され、そこに側方からＥリング９１が圧入されて上記した当接フランジ４１Ｆが形成されている。第２ショートシャフト４２の当接フランジ４２Ｆに関しても同様の構造をなしている。そして、第１ショートシャフト４１が上方に移動すると、第１弁体６１が当接フランジ４１Ｆに下方から押されて、第１弁座５１が開弁位置側に移動する。
【００２９】
図３に示すように、第１ショートシャフト４１の下端部には、下面に開口する螺子孔４１Ｂが形成されている。一方、図１に示すように、第２ショートシャフト４２の上端部は、段付き状の縮径され、その外面に雄螺子４２Ａが形成されている。そして、螺子孔４１Ｂに雄螺子４２Ａが螺合結合され、シャフト４０が第１ショートシャフト４１と第２ショートシャフト４２とから構成されている。これにより、シャフト４０の直線移動によって第１弁体６１と第２弁体６２とが、閉弁位置と開弁位置との間を移動する。
【００３０】
なお、第２ショートシャフト４２の下面には溝状の工具係合部４２Ｃ（特許請求の範囲の「工具係合部」に相当する）が備えられている。そして、そこにマイナスドライバー等を係合して第２ショートシャフト４２を容易に螺合操作することができる。また、本実施形態では、第１弁体６１及び第２弁体６２が共に閉弁位置に配置されている状態からシャフト４０が上方に移動することで、第１弁体６１及び第２弁体６２が略同時に開くようになっているが、第１弁体６１及び第２弁体６２の一方が他方より遅れて開くようにしてもよい。
【００３１】
図３に示すように、第１ボディ構成部品２１は、モータ３０のステータ３２の一部になっている。具体的には、第１ボディ構成部品２１の内側には、仕切部材２５より上側に向かって段階的に拡径するように第１嵌合部２１Ｎ２、第２嵌合部２１Ｎ３が形成されている。そして、第２嵌合部２１Ｎ３に円筒体３１が嵌合されて蝋付け等によってシールされて固定されている。また、円筒体３１の上端部には、蓋体３１Ａが嵌合されて蝋付け等によってシールされて固定されている。そして、蓋体３１Ａの下面の突部に嵌合したベアリング３０Ｂと、第１嵌合部２１Ｎ２に嵌合したベアリング３０Ｂとによって、モータ３０のロータ３５が回転可能に支持されている。なお、ロータ３５の外周面には複数のマグネット３５Ｇが埋設されている。また、円筒体３１の外側には、複数の電磁コイル３６Ｇを内臓した環状の電機子３６が嵌合されている。このように、本実施形態では、モータ３０のステータ３２が、第１ボディ構成部品２１とそれに直接的又は間接的に固定される円筒体３１，蓋体３１Ａ、電機子３６等によって構成されている。
【００３２】
また、ロータ３５の中心部には、第２螺子部３５Ｎが形成されている。そして、第１ショートシャフト４１の上端部に形成された第１螺子部４１Ｎが第２螺子部３５Ｎに螺合している。これにより、ロータ３５が回転するとシャフト４０が直線移動する。即ち、本実施形態では、ロータ３５の回転をシャフト４０の直線移動に変換する動力変換機構９０が、第１及び第２の螺子部３５Ｎ，４１Ｎと係合孔２５Ａと係合軸部４１Ｅの係合部分を含んでなる。そして、シャフト４０の直線移動によって第１弁体６１と第２弁体６２とが、閉弁位置と開弁位置との間を移動する。
【００３３】
なお、本実施形態のモータ３０は、ステッピングモータであるが、ステッピングモータ以外のモータでもよく、例えば、ブラシモータ、ブラシレスモータ、エアーモータであってもよい。
【００３４】
本実施形態のモータ駆動弁１０Ａの構成に関する説明は以上である。このモータ駆動弁１０Ａは、以下のようにして製造される。シャフト４０は、第１ショートシャフト４１と第２ショートシャフト４２とに分けられた状態で用意される。そして、ボディ本体１２に上側から組み付けられる全ての構成部品が、ボディ本体１２とは別にして、モータユニット３０Ｕとして組み付けられる。また、ボディ本体１２には、下側から組み付けられる構成部品のうち第２ショートシャフト４２を除く全ての構成部品が組み付けられる。そして、ボディ本体１２に上方からモータユニット３０Ｕが組み付けられる。これにより、ボディ本体１２と第１〜第４のボディ構成部品２１〜２４とによってバルブボディ１１が形成される。また、下孔１８と第１〜第４のボディ構成部品２１〜２４の中心孔とからシャフト収容孔１７が形成される。そして、第２ショートシャフト４２がシャフト収容孔１７に下方から挿入され、第１ショートシャフト４１に螺合連結されてモータ駆動弁１０Ａが完成する。
【００３５】
本実施形態のモータ駆動弁１０Ａは、以下の作用効果を奏する。即ち、本実施形態のモータ駆動弁１０Ａでは、第１系統と第２系統の流路７１，７２を、それぞれシャフト４０を収容するシャフト収容孔１７の一部を含むように形成して、シャフト４０に連結された第１及び第２の弁体６１，６２でそれら流路７１，７２の各弁口を開閉する構成としたことで、それら第１及び第２の弁体６１，６２の駆動源となるモータ３０が共有され、モータ駆動弁１０Ａのコストダウンを図ることができる。
【００３６】
また、上述したように、ボディ本体１２に上側から組み付けられる全ての構成部品をモータユニット３０Ｕにしてからボディ本体１２に上方から組み付け、その反対側から第２ショートシャフト４２を組み付けて、モータユニット３０Ｕの一部である第１ショートシャフト４１と螺合結合させて組付けが完了するので、組み付け作業を容易に行うことができる。しかも、モータユニット３０Ｕに含まれる動力変換機構９０によって第１ショートシャフト４１は回り止めされるので、第１と第２のショートシャフト４１，４２の螺合操作を容易に行うことができる。
【００３７】
また、動力変換機構９０としては、ラックアンドピニオン構造でもよいが、本実施形態では、シャフト４０の回転を規制してモータ３０のロータ３５に螺合させた構造としたので、シャフト４０と同軸上にモータ３０が配置されてコンパクトになる。
【００３８】
［第２実施形態］
以下、図５及び図６を参照して、第２実施形態のモータ駆動弁１０Ｂ，１０Ｃについて説明する。本実施形態のモータ駆動弁１０Ｂ，１０Ｃのバルブボディ１１Ｖは、同一形状スモールボディ１１Ｘを複数個連結してなる。
【００３９】
図５に示すように、スモールボディ１１Ｘは、例えば前記第１実施形態のバルブボディ１１（図１参照）を、下孔１８の第２内径部１８Ｄの上端寄り位置で水平に切断し、その切断面より上側部分に残る第２内径部１８Ｄの内径を、第１ボディ構成部品２１の第３外径部２１Ｇ３の外径より大きい下面凹部１８Ｘにした構造になっている。そして、モータ駆動弁１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれを構成する複数のスモールボディ１１Ｘのうち第１のスモールボディ１１Ｘに、第１実施形態のモータユニット３０Ｕが組み付けられる。
【００４０】
第２のスモールボディ１１Ｘには、第５ボディ構成部品７５が組み付けられる。第５ボディ構成部品７５は、第１実施形態の第１ボディ構成部品２１を、第２と第３の外径部２１Ｇ２，Ｇ３の境界部分で水平に切断し、仕切部材２５の代わりに仕切壁７５Ａを一体に備える。また、第５ボディ構成部品７５は、内側に第１弁体６１（図３参照）と同一形状の弁体６１Ｂが嵌合されかつ圧縮コイルバネ２８を受容した状態で、第１ボディ構成部品２１と同様に第２のスモールボディ１１Ｘの下孔１８に組み付けられる。そして、第５ボディ構成部品７５の上部がスモールボディ１１Ｘの上面から突出した状態になる。
【００４１】
第５ボディ構成部品７５の上面には、第１実施形態の第３ボディ構成部品２３の陥没部２３Ｊと同一形状の陥没部７５Ｂが形成され、その陥没部７５Ｂの底部が仕切壁７５Ａになっている。また、陥没部７５Ｂには、第１実施形態の第４ボディ構成部品２４の大外径部２４Ｇ１が嵌合されて、第４と第５のボディ構成部品２４，７５の間にシール部材２４Ｓが挟持される。さらに、第５ボディ構成部品７５の上面のうち陥没部７５Ｂの周りにはＯリング溝が形成されて、そこにＯリング７５Ｓが収容される。
【００４２】
このように第４及び第５のボディ構成部品２４，７５等が組み付けられた第２のスモールボディ１１Ｘは、第１のスモールボディ１１Ｘの下面に重ね合わされ、第４ボディ構成部品２４の小外径部２４Ｇ２が第１のスモールボディ１１Ｘの下孔１８の最小内径部１８Ａに嵌合される。そして、この状態で第１と第２のスモールボディ１１Ｘ同士がボルトにて固定され、第２ショートシャフト４２がスモールボディ１１Ｘの下方が挿入される。そして、その第２ショートシャフト４２の雄螺子４２Ａが、第１のスモールボディ１１Ｘにモータユニット３０Ｕの第１ショートシャフト４１の螺子孔４１Ｂに螺合連結される。そして、第２のスモールボディ１１Ｘの下面凹部１８ＸにＯリング７６Ｓと共に蓋体７６を装着してボルト固定すれば、図５に示すように２系統の流路７１，７２を有するモータ駆動弁１０Ｂが完成する。
【００４３】
また、本実施形態の第２ショートシャフト４２の下端部には、第１ショートシャフト４１の螺子孔４１Ｂと同じ螺子孔４２Ｂが形成されている。そこで、第２のスモールボディ１１Ｘの下面凹部１８Ｘに蓋体７６を装着せずに、第２のスモールボディ１１Ｘと同一構造の第３のスモールボディ１１Ｘを、第２のスモールボディ１１Ｘの下面に重ねてボルト固定し、第３のスモールボディ１１Ｘの下面凹部１８Ｘに蓋体７６を装着してボルト固定すれば、図６に示すように３系統の流路７１，７２，７３を有し、それらのモータ駆動弁１０Ｃが完成する。
【００４４】
なお、この場合、第２及び第３のスモールボディ１１Ｘを貫通するボルトを第１のスモールボディ１１Ｘの螺子孔に螺合して３つのスモールボディ１１Ｘを固定すればよい。
このように、本実施形態のモータ駆動弁１０Ｂ，１０Ｃは、スモールボディ１１Ｘの連結数を変更して、流路７１，７２，７３の系統数を任意に変更することができる。
【００４５】
［他の実施形態］
（１）前記実施形態では、第１及び第２の弁体６１，６２が閉弁状態で上流側と下流側とから受ける流体圧力と受圧面積とが同じであったが、それらの何れか又は両方が異なっていてもよい。
【００４６】
（２）第１及び第２の弁体６１，６２の形状は、前記実施形態の形状に限定されるものではなく、その他の形状の一例として、錐形（例えば、円錐、多角錐、円錐台、角錐台）、球形、半球形、円柱形等が挙げられる。また、前記実施形態では、第１及び第２の弁体６１，６２にシール部材６１Ｐ，６２Ｐが設けられていたが、弁座５１，５２にシール部材を設けてもよい。さらに、弁体と弁座とを共に金属にして一方が他方の金属に食い込む、所謂、メタルタッチにしてもよい。また、モータにて第１及び第２の弁体の位置を制御することによって流体の流量を制御してもよい。
【００４７】
（３）前記実施形態では、シャフト４０は、第１と第２のショートシャフト４１，４２に分割されていたが、分割されていなくてもよい。
【００４８】
（４）前記実施形態のバルブボディ１１は、ボディ本体１２に第１〜第４のボディ構成部品２１，２２，２３，２４等を組み付けてなる複数部品のアッシ構造をなしていたが、バルブボディ１１は、アッシ構造ではなく、分解不能な完全一体構造であっていてもよい。また、バルブボディ１１の構成部品の１つである第１ボディ構成部品２１は、第１ボディ構成部品２１の本体の圧入部２１Ｎ１に仕切部材２５を圧入固定してなるアッシ構造をなしていたが、第１ボディ構成部品２１も、本体と仕切部材２５とに分解不能な完全一体構造であってもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ    モータ駆動弁
１１，１１Ｖ    バルブボディ
１１Ｘ    スモールボディ
１２    ボディ本体
１７    シャフト収容孔
１８    下孔
２１，２２，２３，２４，７５    第１〜第５のボディ構成部品
２１Ｂ  第１弁体支持部
２２Ａ，２４Ａ    中心孔
２３Ｂ  第２弁体支持部
２４Ｓ    シール部材（摺接シール部）
２５Ａ    係合孔
３０      モータ
３２      ステータ
３５      ロータ
３５Ｎ    第２螺子部
４０      シャフト
４１      第１ショートシャフト
４１Ｅ    係合軸部
４１Ｎ    第１螺子部
４２      第２ショートシャフト
４２Ｃ    工具係合部
５１      第１弁座
５１Ａ    第１弁口
５２      第２弁座
５２Ａ    第２弁口
６１      第１弁体
６１Ｂ    弁体
６１Ｕ，６２Ｕ  嵌合シール部
６２      第２弁体
７１，７２    流路
７１Ａ，７１Ｂ，７２Ａ，７２Ｂ    分岐路
９０    動力変換機構
【図１】
2020194578.tif 000003
【図２】
2020194578.tif 000004
【図３】
2020194578.tif 000005
【図４】
2020194578.tif 000006
【図５】
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【図６】
2020194578.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】令和2年9月10日(2020.9.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボディ本体を貫通する下孔の内部に複数のボディ構成部品を固定してなるバルブボディと、
前記下孔の一部と前記複数のボディ構成部品の一部又は全部を貫通する中心孔とからなる直線状に延びるシャフト収容孔と、
前記シャフト収容孔に収容されるシャフトと、
前記バルブボディに取り付けられるモータと、
前記シャフトに形成される第１螺子部及び断面非円形の係合軸部と、
前記モータのロータに形成され、前記第１螺子部と螺合する第２螺子部と、
前記バルブボディに設けられ、前記係合軸部が回転不能かつ直線移動可能に貫通する断面非円形の係合孔と、
前記シャフト収容孔の軸方向の複数位置を縮径してなる複数の弁座及びそれら弁座の内側の複数の弁口と、
前記シャフトに連結され、前記シャフトの直線移動に伴って前記複数の弁口を開閉する複数の弁体と、
前記弁口毎に前記バルブボディに形成され、各前記弁口を含む前記シャフト収容孔の一部とそれに交差する分岐路とを有してなり、前記バルブボディの外面に開口する複数系統の流路と、
系統が異なる前記流路同士の間に配置され、前記シャフトの外面と摺接する摺接シール部と、
前記シャフトを前記弁体毎に分割してなり、互いに螺合結合される複数のショートシャフトと、を備えるモータ駆動弁。
【請求項２】
前記ショートシャフトの端部には、螺合操作用の工具を係合するための工具係合部が備えられている請求項１に記載のモータ駆動弁。
【請求項３】
前記複数のボディ構成部品、前記複数のショートシャフト及び前記複数の弁体には、前記下孔にその一端側から組み付けられる第１ボディ構成部品、第１ショートシャフト及び第１弁体と、前記下孔にその他端側から組み付けられる第２ボディ構成部品、第２ショートシャフト及び第２弁体とが含まれ、前記第１ショートシャフトに前記第１弁体が連結される一方、前記第２ショートシャフトに前記第２弁体が連結され、前記第１ボディ構成部品は、前記モータのステータの一部を構成すると共に前記係合孔を有して前記第１ショートシャフトを支持している請求項１又は２に記載のモータ駆動弁。
【請求項４】
前記バルブボディに設けられ、前記複数の弁体が直線移動可能に嵌合している複数の弁体支持部と、
各前記弁体と各前記弁体支持部との間をシールする嵌合シール部と、
各前記弁体のうち前記弁座と当接する部分より中心寄り位置を貫通する通気孔と、を備える請求項１乃至３の何れか１の請求項に記載のモータ駆動弁。
【請求項５】
各前記弁体と各前記弁座との当接部分の内側の開口面積と、各前記弁体支持部の内側の開口面積とが略同一になっている請求項４に記載のモータ駆動弁。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
上記課題を解決するためになされた請求項１の発明は、ボディ本体を貫通する下孔の内部に複数のボディ構成部品を固定してなるバルブボディと、前記下孔の一部と前記複数のボディ構成部品の一部又は全部を貫通する中心孔とからなる直線状に延びるシャフト収容孔と、前記シャフト収容孔に収容されるシャフトと、前記バルブボディに取り付けられるモータと、前記シャフトに形成される第１螺子部及び断面非円形の係合軸部と、前記モータのロータに形成され、前記第１螺子部と螺合する第２螺子部と、前記バルブボディに設けられ、前記係合軸部が回転不能かつ直線移動可能に貫通する断面非円形の係合孔と、前記シャフト収容孔の軸方向の複数位置を縮径してなる複数の弁座及びそれら弁座の内側の複数の弁口と、前記シャフトに連結され、前記シャフトの直線移動に伴って前記複数の弁口を開閉する複数の弁体と、前記弁口毎に前記バルブボディに形成され、各前記弁口を含む前記シャフト収容孔の一部とそれに交差する分岐路とを有してなり、前記バルブボディの外面に開口する複数系統の流路と、系統が異なる前記流路同士の間に配置され、前記シャフトの外面と摺接する摺接シール部と、前記シャフトを前記弁体毎に分割してなり、互いに螺合結合される複数のショートシャフトと、を備えるモータ駆動弁である。
【国際調査報告】
2020194578.tif 000009
2020194578.tif 000010
2020194578.tif 000011