JP2002039405A - 電動切換弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 消費電力を低減できるとともに、騒音がほと
んど発生せず、かつ、比較的簡素な構成で、装置コス
ト、製造コストを低く抑えることのでき、流出口に対す
る弁体のシール性を一層向上できる電動切換弁を提供す
る。 【解決手段】 キャン１１と、このキャン１１の外周に
取り付けられたステータ１３及び前記キャン１１の内周
に配在されたロータ１７等からなるステッピングモータ
１２と、前記ロータ１２の内周側にそれと一体回動可能
に設けられた回転弁体２０と、この回転弁体２０の一端
面側に対向配置された弁シート部材３０と、を有し、前
記弁シート部材３０のシート面３０ａに複数本の流出口
３２、３３が開口せしめられ、前記回転弁体２０に、前
記シート面３０ａに摺接しながら回転せしめられるとと
もに、その回転停止位置に応じて前記複数本の流出口３
２、３３を選択的に閉じる閉成用弁部２１が設けられ、
前記ロータ１７と前記回転弁体２０との間に、前記閉成
用弁部２１を前記シート面３０ａに直接押圧する付勢部
材としの圧縮コイルばね２５が介装されてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流路の切り換えを
行う切換弁に係り、特に、空調機や冷蔵庫等の冷媒循環
系に組み込んで使用するのに好適な、ステッピングモー
タを用いた電動切換弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、１本の流路Ａを流れる流体を２
本の流路Ｂ及び流路Ｃのいずれかに任意に切り換えて流
すようにする場合、通常、流路Ａと流路Ｂ、Ｃとの間に
三方切換弁を介装する。

【０００３】具体的には、例えば、冷蔵庫においては、
圧縮機からの冷媒が導入される流路Ａと、冷媒を冷凍室
側のエバポレータに導く流路Ｂと、冷媒を冷蔵室側のエ
バポレータに導く流路Ｃと、の間に、三方切換弁が介装
され、流路Ａに導入された冷媒は、三方切換弁により流
路Ｂと流路Ｃのいずれか一方のみに択一的に流される。
つまり、前記三方切換弁においては、流路Ａ（流入口）
は常時開かれ、流路Ｂ（第１の流出口）が開けられてい
るときは、流路Ｃ（第２の流出口）が閉じられ、逆に、
流路Ｂが閉じられているときは、流路Ｃが開けられる。
従来、前記三方切換弁としては、電磁式の開閉弁を２個
組み合わせたものを用いることが多い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電磁式の三方切換弁は、少なくとも、２本の流出口のう
ちの一方を開けている期間は、それに備えられるソレノ
イドを通電励磁しておかなければならないので、消費電
力が大きいという問題があった。また、流路切換時に
は、金属製の弁体（スプール等）が勢い良く弁座（弁ケ
ース等）に衝突して停止せしめられる構造となっている
ので、大きな騒音が発生するという問題等もあった。

【０００５】上記した如くの問題を解消できる切換弁と
して、弁シート部材のシート面（弁座）に１本の流入口
と複数本の流出口を開口させるとともに、弁体（弁部）
を付勢手段（押圧ばね）により前記シート面に押し付け
ながらステッピングモータにより回転させて、前記複数
本の流出口を択一的に開閉するようにしたものが考えら
れる。

【０００６】このように、ステッピングモータにより弁
体をシート面に摺接させながら回転させるようにした電
動切換弁では、ステッピングモータを用いたことで、弁
体を正確に所要の角度だけ回転させることができるとと
もに、起動、停止、逆転の応答性がよくなり、しかも、
停止時に高い保持トルクを持つことから、切り換え時以
外は、通電することを要さない。そのため、消費電力を
従来の電磁式のもの等に比して大幅に抑えることがで
き、また、オープンループ制御を行えるので、回転位置
を検出するセンサ類が必要なフィードバック制御を行う
場合に比して、トータルシステムが簡素となり、調整、
保守、点検等が容易となる、といった効果が期待でき
る。

【０００７】かかる効果に加えて、上記ステッピングモ
ータを用いた電動切換弁では、前記流出口に対する弁体
のシール性をより向上させることが要望されている。本
発明は、かかる要望に応えるべくなされたもので、その
目的とするところは、ステッピングモータにより弁体を
シート面に摺接させながら回転させるようにして、消費
電力を低減できるとともに、騒音がほとんど発生せず、
かつ、部品点数を削減して、装置コスト、製造コストを
低く抑えることのでき、しかも、流出口に対する弁体の
シール性を効果的に向上できるようにされた電動切換弁
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成すべ
く、本発明に係る電動流量調整弁は、基本的には、キャ
ンと、このキャンの外周に取り付けられたステータ及び
前記キャンの内周に配在されたロータ等からなるステッ
ピングモータと、前記ロータの内周側に該ロータと一体
回動可能に配在された回転弁体と、該回転弁体の一端側
に対向配置された弁シート部材と、を有し、前記弁シー
ト部材のシート面に複数本の流出口が開口せしめられ、
前記回転弁体に、前記シート面に摺接しながら回転せし
められるとともに、その回転停止位置に応じて前記複数
本の流出口を選択的に閉じる閉成用弁部が設けられてな
る。

【０００９】そして、前記ロータと前記回転弁体との間
に、前記閉成用弁部を前記シート面に直接押圧する圧縮
コイルばね等の付勢部材が介装されていることを特徴と
している。本発明の好ましい態様では、前記ロータもし
くは該ロータに一体回動可能に連結された弁ホルダと、
前記回転弁体と、の少なくとも一方に、前記付勢部材を
緩く内嵌し得る筒状部が設けられるか、あるいは、前記
付勢部材を緩く外嵌し得る凸状部が設けられる。

【００１０】前記のように、前記ロータと前記回転弁体
との間に圧縮コイルばね等の付勢部材を介装して、閉成
用弁部をシート面に直接押圧するようにしたことによ
り、ロータ（の回転軸線）の振れが前記付勢部材により
吸収されて前記回転弁体には伝わり難くされるで、流出
口に対する弁体（閉成用弁部）のシール性が一層向上す
る。

【００１１】また、前記のように圧縮コイルばね等の付
勢部材が内嵌あるいは外嵌される筒状部あるいは凸状部
が設けられることにより、前記付勢部材の偏心、位置ず
れ等が効果的に防止される。なお、前記回転弁体（前記
閉成用弁部）に対する前記圧縮コイルばね等の付勢部材
の押圧位置は、内周側、外周側のいずれでもよいが、外
周側ほど、言い換えれば、圧縮コイルばね等の外径が大
きいほど、回転弁体の不所望な挙動（振れ、浮き上がり
等）を効果的に抑えられる。

【００１２】他の好ましい態様では、前記弁シート部材
に１本の流入口と２本の流出口が設けられるとともに、
それらの流入口及び流出口の一端側に、それぞれ流体導
入管及び流体導出管が直接内嵌接合され、より好ましい
態様では、前記弁シート部材の底面側に、前記流体導入
管及び流体導出管が直接内嵌接合されるか、あるいは、
前記弁シート部材の周面側に、前記流体導入管及び又は
流体導出管が直接内嵌接合される。また、前記弁シート
部材に前記キャンの一端部が密封接合され、前記弁シー
ト部材と前記キャンとの間に弁室が形成される。

【００１３】以上の態様では、弁シート部材周りが簡素
となるとともに、部品点数及び組立て時の工数が削減さ
れ、コスト低減が図られ、さらに、設置場所の制約が少
なくなるとともに、配管系の引き廻し自由度等も向上す
る。上記以外の好ましい態様の幾つかを以下に挙げる。 ・前記ロータ又は前記弁ホルダに、前記回転弁体を遊び
間隙を介して一体回動可能に嵌合する。

【００１４】・前記ロータ又は前記弁ホルダと、前記回
転弁体と、のいずれか一方に、嵌合凸部を突設するとと
もに、他方に前記嵌合凸部が遊嵌される嵌合凹部を形成
する。以上の２態様では、ロータや弁ホルダの振れが前
記遊び間隙により吸収されるので、弁体のシール性が一
層向上する。

【００１５】・前記弁シート部材の中央に、前記ロー
タ、前記弁ホルダ、前記回転弁体等の回転部分が回動自
在に外嵌される回転支軸を垂設する。 ・前記弁シート部材のシート面上に、前記回転支軸とし
て機能するとともに、前記弁シート部材内に導入された
流体を前記回転弁体より上方の弁室上部空間（例えば、
前記ロータと前記キャンの頂部との間に形成される空
間）に導く流入口としても機能する管軸を突設する。

【００１６】・前記弁シート部材のシート面上に、前記
ロータ、前記弁ホルダ、前記回転弁体等の回転部分のう
ちの少なくとも前記回転弁体が回転自在に外嵌される管
軸を突設し、該管軸に横穴を形成するとともに、該管軸
の上端口を塞ぎ、前記弁シート部材内に導入された流体
を前記管軸及びそれに形成された前記横穴からなる流入
口を介して前記弁室に導出するようになす。

【００１７】・前記管軸の上端口に、そこを塞ぐよう
に、前記ロータ、前記弁ホルダ等の回転部分が回転自在
に外嵌される回転支軸を内嵌固定する。以上の態様で
は、回転弁体の振れが回転支軸（又は管軸）により抑え
られ、これにより、弁体のシール性が一層向上し、ま
た、前記管軸を流入口として利用して、流体を回転弁体
より上方の弁室上部空間に導いたり、横穴を介して回転
弁体に直交する方向に導くようにしたことにより、流体
の弁室への噴出による回転弁体に対する悪影響が小さく
なり、そのため、流体を回転弁体側に向けて噴出させる
ようにしたものに比して、流出口に対する弁体（閉成用
弁部）のシール性が向上する。

【００１８】・前記回転支軸又は管軸に、前記押圧用付
勢部材の付勢力による前記ロータの軸方向の上昇移動を
阻止するための係止部材を外嵌固定する。かかる態様で
は、前記係止部材により前記ロータの最上昇位置が一義
的に定まり、これによって、前記回転弁体に対する前記
押圧用付勢部材の押圧力が一定となり、流出口の開閉動
作が安定する。また、押圧用付勢部材の付勢力を前記キ
ャンの頂部で受け止める場合に比して、キャンに受け部
を設けなくて済むとともに、キャンにさほど厳密な寸法
精度を要求されなくなるので、その製作コストを低減で
きるとともに、キャンの組み付け時にキャンに押圧用付
勢部材の付勢力が作用しないので、組み付け性等も向上
する。

【００１９】・前記弁シート部材に、前記閉成用弁部が
接当せしめられる回転停止用ストッパを設ける。本発明
の電動切換弁では、供給パルス数に応じて回転角度が設
定されることから、回転停止用ストッパは、必ずしも必
要ではないが、これを設けることにより、回転弁体の回
転を確実に停止させることができ、しかも、たとえ、回
転停止用ストッパを設けたとしても、閉成用弁部がスト
ッパに接当したとき、騒音はほとんど発生しない。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照しながら説明する。 〔第１実施形態：図１〜図５〕図１は本発明に係る電動
切換弁の第１実施形態を示している。図示実施形態の電
動切換弁１は、逆立有底円筒状のキャン１１と、ステッ
ピングモータ１２と、を備えている。前記ステッピング
モータ１２は、前記キャン１１の外周に取り付けられた
ステータヨーク１３、このヨーク１３内に配設されたボ
ビン１４、このボビン１４に巻装された巻線（コイル）
１５を有し、前記ステータヨーク１３、ボビン１４及び
巻線１５の外周は樹脂モールド１６によりモールドさ
れ、前記キャン１１の内周には、後述する中心軸線Ｏ回
りに正逆両方向に回転せしめられるプラスチックマグネ
ットからなる円筒状のロータ１７が配在されている。

【００２１】前記キャン１１の一端部（下端部）は、図
２を参照すればよくわかるように、大径下部３０Ｂと小
径上端部３０Ａとからなる断面凸字状の段付き円柱状と
された、ステンレス製あるいは黄銅製等の弁シート部材
３０の上部段差部にリング状連結部材３７を介して溶接
等により密封接合されており、この弁シート部材３０の
小径上端部３０Ａと前記キャン１１との間に弁室３４が
形成されている。

【００２２】前記弁シート部材３０には、そのシート面
（上面）３０ａ側中央部に設けられた穴３８に、金属製
の回転支軸４０の下部が圧入等により内嵌固定され、ま
た、図２に加えて、図３、図４を参照すればよくわかる
ように、そのシート面（上面）３０ａに第１の流出口３
２及び第２の流出口３３が開口せしめられるとともに、
それらとは反対側寄りに流入口３１が開口せしめられ、
かつ、前記流入口３１と前記回転支軸４０との間に、後
述する閉成用弁部２１が接当停止せしめられる回転停止
用ストッパ３５が突設されている。

【００２３】前記流入口３１及び流出口３２、３３は、
前記弁シート部材３０を高さ方向に縦貫するように形成
されており、それらの大径下半部には、流体導入管４６
及び流体導出管４７、４８が圧入、ろー付け、溶接等に
より直接内嵌接合（接合部５１、５２、５３）されてい
る。

【００２４】前記第１の流出口３２及び第２の流出口３
３は、図４を参照すればよくわかるように、後述する回
転弁体２０の閉成用弁部２１により択一的に閉じられる
ように、回転支軸４０の中心軸線Ｏとを通る直線を挟ん
で対称配置されている。即ち、流出口３２及び３３の位
置は、印加するパルス数に応じて閉成用弁部２１により
択一的に閉じられるように定められる。

【００２５】一方、前記ロータ１７の上部には、金属製
のリング状連結部材１９がインサート成形により固設さ
れ、このリング状連結部材１９に、円柱部２７Ａと該円
柱部２７Ａから下方に突出する円筒部２７Ｂからなる金
属製の弁ホルダ２７の上部がカシメ加工（カシメ部２７
ａ）により一体的に連結されており、該弁ホルダ２７
（の中央に設けられた挿通穴２７ｃ）が、前記回転支軸
４０の上部に回転自在に外嵌されている。したがって、
前記ロータ１７と弁ホルダ２７とは、前記回転支軸４０
の中心線である回転軸線Ｏを中心として正逆両方向に一
体的に回動せしめられる。

【００２６】前記弁ホルダ２７は、前記カシメ部２７ａ
が設けられた円柱基体部２７Ａと、該円柱基体部２７Ａ
から下向きに突設された、前記円柱基体部２７Ａと同外
径の円筒部２７Ｂと、からなっており、前記円筒部２７
Ｂの一側下端部には、図２に加えて図３及び図５を参照
すればよくわかるように、後述する回転弁体２０に設け
られた嵌合凸部２２が遊び間隙Ｓを介して嵌合せしめら
れる嵌合凹部２７Ｃが形成されている。

【００２７】前記回転支軸４０の上端部、つまり、前記
リング状連結部材１９から上方に突出している部分に
は、後述する押圧用付勢部材としての圧縮コイルばね２
５の付勢力による前記ロータ１７及び弁ホルダ２７の軸
方向の上昇移動を阻止すべく、回転座がね２９を介して
円筒状の係止部材２８が外嵌固定されている。また、前
記回転支軸４０における前記弁シート部材３０と弁ホル
ダ２７との間には、合成樹脂製の回転弁体２０（に設け
られた円錐状の挿通穴２０ａ）が回転自在に外嵌されて
いる。

【００２８】前記回転弁体２０は、図２〜図５を参照す
ればよくわかるように、前記挿通穴２０ａが設けられた
円柱基体部２０Ａと、この円柱基体部２０Ａの下端一側
部に下向きに突設された横断面（図４）が扇形状の閉成
用弁部２１と、前記円柱基体部２０Ａの上端他側部に上
向きに突設された、前記弁ホルダ２７の嵌合凹部２７Ｃ
に遊び間隙Ｓを介して嵌合せしめられる嵌合凸部２２
と、からなっており、前記ロータ１７及び弁ホルダ２７
が正逆両方向に回転せしめられるとき、前記弁ホルダ２
７の嵌合凹部２７Ｃに押されるようにして、それらと一
体的に回動せしめられる。

【００２９】そして、前記弁ホルダ２７の円柱基体部２
７Ａ底面と前記回転弁体２０の円柱基体部２０Ａ上面と
の間に、前記閉成用弁部２１を前記弁シート部材３０の
シート面３０ａに直接押圧する押圧用付勢部材としての
圧縮コイルばね２５が介装されている。この圧縮コイル
ばね２５は、前記弁ホルダ２７の円筒部２７Ｂに緩く内
嵌せしめられるとともに、前記回転支軸４０に余裕をも
って外嵌されている。

【００３０】前記回転弁体２０の閉成用弁部２１は、前
記圧縮コイルばね２５の付勢力により、前記弁シート部
材３０のシート面３０ａに押しつけられており、したが
って、前記ロータ１７が回転せしめられるときには、前
記シート面３０ａを摺接しながら回転せしめられて、前
記回転停止用ストッパ３５に接当して停止せしめられ、
その回転停止位置に応じて、前記第１の流出口３２及び
前記第２の流出口３３を択一的に閉じるようになってい
る。

【００３１】前記閉成用弁部２１には、前記シート面３
０ａとの接触面積を減じるべく、その接触面（下面）か
ら上側に凹む、断面半月ないし扇形状の凹部２１ａが形
成されている。このような構成とされた本実施形態の電
動切換弁１においては、前記閉成用弁部２１が図４
（Ａ）に示される如くの第１の回転停止位置と図４
（Ｂ）に示される如くの第２の回転停止位置との二位置
をとるようにされる。

【００３２】すなわち、初期状態では、図４（Ａ）に示
される如くの第１の回転停止位置をとり、このときは、
閉成用弁部２１が第１の流出口３２の上に乗ってこれを
閉じた状態で回転停止用ストッパ３５の一側端面に接当
して停止せしめられており、かつ、第２の流出口３３上
には位置せず、これを閉じてはいない。そのため、かか
るときには、流入口３１から弁シート部材３０の上方に
噴出せしめられて弁室３４に導入された流体は第２の流
出口３３に流れ込む。

【００３３】前記初期状態（第１の回転停止位置）か
ら、ステッピングモータ１２に予め定められた設定パル
ス数のパルス信号を印加すると、前記ロータ１７及び前
記弁ホルダ２７と一緒に回転弁体２０が前記パルス数に
応じた角度α分、一方向に回転（正転）せしめられ、こ
れと一緒に、前記回転弁体２０の閉成用弁部２１も同角
度α分、前記回転軸線Ｏを中心として、前記シート面３
０ａに摺接しながら回転せしめられ、図４（Ｂ）の状態
となる。

【００３４】これにより、閉成用弁部２１が第２の流出
口３３の上に乗ってこれを閉じた状態となり、かつ、第
１の流出口３２上には位置していない状態（第２の回転
停止位置）となる。そのため、かかるときには、流入口
３１から弁シート部材３０の上方に噴出せしめられて弁
室３４に導入された流体は第１の流出口３２に流れ込
む。

【００３５】この第２の回転停止位置から、ステッピン
グモータ１２（の巻線１５）に前記設定パルス数のパル
ス信号を前記とは逆順序で通電すると、前記ロータ１７
及び弁ホルダ２７と一緒に前記回転弁体２０が前記パル
ス数に応じた角度α分、他方向に回転（逆転）せしめら
れ、これと一緒に、前記回転弁体２０の閉成用弁部２１
も同角度α分、前記回転軸線Ｏを中心として、前記シー
ト面３０ａに摺接しながら回転（逆転）せしめられ、回
転停止用ストッパ３５に接当して停止せしめられ、これ
により、前記閉成用弁部２１が図４（Ａ）に示される如
くの第１の回転停止位置に切り換えられる。

【００３６】このように本実施形態の電動切換弁１で
は、ステッピングモータ１２により弁体２０の閉成用弁
部２１を弁シート部材３０のシート面３０ａに摺接させ
ながら所定角度回転させて、２本の流出口３２、３３を
択一的に閉じるようにされる。この場合、ステッピング
モータ１２を用いたことで、弁体２０を正確に所要の角
度だけ回転させることができるとともに、起動、停止、
逆転の応答性がよくなり、しかも、停止時に高い保持ト
ルクを持つことから、切り換え時以外は、通電すること
を要さない。そのため、消費電力を従来の電磁式のもの
等に比して大幅に抑えることができる。

【００３７】また、オープンループ制御を行えるので、
回転位置を検出するセンサ類が必要なフィードバック制
御を行う場合に比して、トータルシステムが簡素とな
り、調整、保守、点検等が容易となる。さらに、供給パ
ルス数に応じて回転角度が設定されることから、回転停
止用ストッパ３５は、必ずしも必要ではないが、これが
存在することにより、回転弁体２０の回転を確実に停止
させることができる。

【００３８】上記に加え、本実施形態の電動切換弁１で
は、ロータ１７（弁ホルダ２７）と回転弁体２０との間
に押圧用付勢部材としての圧縮コイルばね２５を介装し
て、閉成用弁部２１をシート面３０ａに直接押圧するよ
うにされているので、ロータ１７（の回転軸線）の振れ
が前記圧縮コイルばね２５により吸収されて前記回転弁
体２０には伝わり難くされるで、流出口に対する弁体２
０（閉成用弁部２１）のシール性が一層向上する。

【００３９】また、弁ホルダ２７に押圧用付勢部材とし
ての圧縮コイルばね２５が内嵌される円筒部２７Ｂが設
けられていることにより、前記圧縮コイルばね２５の偏
心、位置ずれ等が効果的に防止される。さらに、前記弁
シート部材３０に１本の流入口３１と２本の流出口３
２、３３が設けられるとともに、それらの流入口３１及
び流出口３２、３３の一端側（下端側）に、それぞれ流
体導入管４６及び流体導出管４７、４８が直接内嵌接合
され、また、前記弁シート部材３０に前記キャン１１の
一端部が密封接合され、前記弁シート部材３０と前記キ
ャン１１との間に弁室３４が形成されることにより、弁
シート部材３０周りが簡素となるとともに、部品点数及
び組立て時の工数が削減され、コスト低減が図られ、さ
らに、設置場所の制約が少なくなるとともに、配管系の
引き廻し自由度等も向上する。

【００４０】また、前記弁ホルダ２７側に嵌合凹部２７
Ｃを設けるとともに、前記回転弁体２０側に前記嵌合凹
部２７Ｃに遊び間隙Ｓを介して嵌合せしめられる嵌合凸
部２２を設け、それら嵌合凹部２７Ｃと嵌合凸部２７と
を介してロータ１７の回転を回転弁体２０に伝達するよ
うにしたことにより、ロータ１７や弁ホルダ２７の振れ
が前記遊び間隙Ｓにより吸収されるので、弁体のシール
性が一層向上する。

【００４１】上記に加え、前記弁シート部材３０の中央
に、前記ロータ１７、前記弁ホルダ２７、前記回転弁体
２０等の回転部分が回動自在に外嵌される回転支軸を垂
設したことにより、回転弁体２０の振れが回転支軸４０
により抑えられ、これにより、弁体のシール性が一層向
上する。

【００４２】また、前記回転支軸４０に、前記圧縮コイ
ルばね２５の付勢力による前記ロータ１７の軸方向の上
昇移動を阻止するための係止部材２８を外嵌固定したこ
とにより、前記係止部材２８により前記ロータ１７の最
上昇位置が一義的に定まり、これによって、前記回転弁
体２０に対する前記圧縮コイルばね２５の押圧力が一定
となり、流出口の開閉動作が安定する。また、圧縮コイ
ルばね２５の付勢力を前記キャン１１の頂部で受け止め
る場合に比して、キャン１１に受け部を設けなくて済む
とともに、キャンにさほど厳密な寸法精度を要求されな
くなるので、その製作コストを低減できるとともに、キ
ャン１１の組み付け時にキャン１１に圧縮コイルばね２
５の付勢力が作用しないので、組み付け性等も向上す
る。

【００４３】さらに、前記閉成用弁部２１に、前記シー
ト面３０ａとの接触面積を減じるべく凹部２０ｂが設け
られていることにより、シート面３０ａと閉成用弁部２
１との接触面積が小さくなるため、シート面に対する閉
成用弁部２１の面圧が大きくなり、そのため、流出口３
２、３３に対する弁体２０（閉成用弁部２１）のシール
性が一層向上する。

【００４４】〔第２実施形態：図６〜図９〕図６、図７
は、本発明に係る電動切換弁２の第２実施形態の主要部
（キャン１１の内周側）を示しており、前記した第１実
施形態の図２及び図３に対応する図であり、該第１実施
形態の各部に対応する部分には同一の符号を付してそれ
らの詳細な説明を省略し、以下においては、相違点を重
点的に説明する。

【００４５】本実施形態の電動切換弁２では、弁ホルダ
２７は、前記カシメ部２７ａが設けられた円柱基体部２
７Ａと、該円柱基体部２７Ａから下向きに突設された、
前記円柱基体部２７Ａより小径の円柱部２７Ｄと、から
なっており、前記小径円柱部２７Ｄの一側下端部には、
図６に加えて図７及び図９を参照すればよくわかるよう
に、後述する回転弁体２０に設けられた嵌合凸部２３が
遊び間隙Ｋを介して嵌合せしめられる嵌合凹部２７Ｅが
形成されている。

【００４６】また、回転弁体２０は、図６〜図９を参照
すればよくわかるように、前記回転支軸４０に緩く外嵌
される挿通穴２０ａが設けられた円柱基体部２０Ａと、
この円柱基体部２０Ａの下端一側部に下向きに突設され
た横断面（図８）が扇形状の閉成用弁部２１と、前記円
柱基体部２０Ａの上端中央部付近から上向きに突設され
た、前記弁ホルダ２７の嵌合凹部２７Ｅに遊び間隙Ｋを
介して嵌合せしめられる嵌合凸部２３と、からなってお
り、前記ロータ１７及び弁ホルダ２７が正逆両方向に回
転せしめられるとき、前記弁ホルダ２７の嵌合凹部２７
Ｅに押されるようにして、それらと一体的に回動せしめ
られる。

【００４７】そして、前記弁ホルダ２７の円柱基体部２
７Ａ底面と前記回転弁体２０の円柱基体部２０Ａ上面と
の間に、前記閉成用弁部２１を前記弁シート部材３０の
シート面３０ａに直接押圧する押圧用付勢部材として
の、第１実施形態のものより大径の圧縮コイルばね２
５’が介装されている。この圧縮コイルばね２５’は、
前記弁ホルダ２７の小径円柱部２７Ｄに緩く外嵌せしめ
られるとともに、前記嵌合凸部２３に余裕をもって外嵌
されている。また、前記回転弁体２０の閉成用弁部２１
の回転を停止させるべく、弁シート面３０ａには、第１
実施形態と同様な回転停止ストッパ３５が突設されてい
る。

【００４８】このような構成とされた本実施形態の電動
切換弁２においても、回転弁体２０の閉成用弁部２１の
回転停止位置は、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示す如
く、図４に示す第１の実施形態の閉成用弁部２１と同じ
動作により切換えられる。即ち、前記閉成用弁部２１
は、前記圧縮コイルばね２５’の付勢力により、前記弁
シート部材３０のシート面３０ａに押し付けられてお
り、したがって、前記ロータ１７が回転せしめられると
きには、前記シート面３０ａを摺接しながら角度α分正
転及び逆転せしめられて、前記回転停止用ストッパ３５
に接当して停止せしめられ、その回転停止位置に応じ
て、前記第１の流出口３２及び前記第２の流出口３３を
択一的に閉じるようになっている。

【００４９】したがって、第２実施形態の電動切換弁２
においても、第１実施形態と同様な作用効果が得られる
ことに加えて、弁ホルダ２７に押圧用付勢部材としての
圧縮コイルばね２５’が外嵌される円柱部２７Ｄが設け
られていることにより、前記圧縮コイルばね２５の偏
心、位置ずれ等が効果的に防止される。この場合、前記
回転弁体２０（前記閉成用弁部２１）に対する前記圧縮
コイルばね２５’の押圧位置は、前記第１実施形態のも
のより外周側となるので、回転弁体２０の安全性を向上
させることができる。

【００５０】〔第３〜第６実施形態：図１０〜図１４〕
図１０、図１１、図１２、及び図１３は、それぞれ本発
明に係る電動切換弁の第３実施形態、第４実施形態、第
５実施形態、及び第６実施形態の主要部（キャン１１の
内周側）を示しており、前記した第１実施形態の各部に
対応する部分には同一の符号を付してそれらの詳細な説
明を省略し、以下においては、相違点を重点的に説明す
る。

【００５１】図１０に示される第３実施形態の電動切換
弁３は、弁シート部材３０のシート面３０ａ中央に、前
記ロータ１７、前記弁ホルダ２７、前記回転弁体２０等
の回転部分が回動自在に外嵌される管軸３０Ｃが垂直に
突設されている。この管軸３０Ｃは、前記回転支軸４０
として機能するとともに、前記弁シート部材３０（のシ
ート面３０ａより下側の内部流入口３１Ａ）に導入され
た流体を前記ロータ１７と前記キャン１１の頂部との間
の弁室上部空間３４ａに導く流入口３１’（上部流入口
３１Ｂ）としても機能するようになっている。

【００５２】前記管軸３０Ｃを設けることにより、回転
弁体２０の振れがこの管軸３０Ｃにより抑えられ、これ
により、弁体のシール性が一層向上し、また、前記管軸
３０Ｃを流入口として利用して、流体を回転弁体２０及
びロータ１７より上方の弁室上部空間３４ａに導くよう
にしたことにより、流体の弁室３４への噴出による回転
弁体２０に対する悪影響が小さくなり、そのため、流体
を回転弁体２０側に向けて噴出させるようにしたものに
比して、流出口３２、３３に対する弁体２０（閉成用弁
部２１）のシール性が向上する。

【００５３】なお、前記管軸３０Ｃを介して前記弁室上
部空間３４ａに導かれた流体は、前記ロータ１７とキャ
ン１１との間に形成される隙間や前記リング状連結部材
１９に形成された透孔４４、４４、…を介して前記第１
及び第２の流出口３２、３３に選択的に導かれる。

【００５４】図１０、図１１、図１２に示される第４、
第５、第６実施形態の電動切換弁３は、弁シート部材３
０のシート面３０ａ中央に、前記回転弁体２０が回転自
在に外嵌される短い管軸３０Ｄが突設され、該管軸３０
Ｄに横穴３１ｃ、３１ｃ、…が形成されるとともに、該
管軸３０Ｄの上端口３０ｃに、そこを塞ぐように、前記
ロータ１７、前記弁ホルダ２７等の回転部分が回転自在
に外嵌される回転支軸４０’が内嵌固定され、前記弁シ
ート部材３０（のシート面３０ａより下側の内部流入口
３１ａ）に導入された流体が前記管軸３０Ｄ（の上部流
入口３１ｂ）及びそれに形成された前記横穴３１ｃ、３
１ｃ、…からなる流入口３１’を介して前記弁室下部空
間３４ｂに導出されるようになされている。

【００５５】かかる構成としたことにより、回転弁体２
０の振れが管軸３０Ｄにより抑えられ、これにより、弁
体２０のシール性が一層向上し、また、前記管軸３０Ｄ
に横穴３１ｃ、３１ｃ、…を形成して、流体を回転弁体
２０に直交する方向に導くようにしたことにより、流体
の弁室３４への噴出による回転弁体２０に対する悪影響
が小さくなり、そのため、流体を回転弁体２０側に向け
て噴出させるようにしたものに比して、流出口３２、３
３に対する弁体２０（閉成用弁部２１）のシール性が向
上する。

【００５６】また、第３、第４実施形態の電動切換弁
３、４では、第１、第２実施形態の電動切換弁１、２と
同様に、前記弁シート部材３０の底面側に、前記流体導
入管４６及び流体導出管４７、４８が直接内嵌接合され
ているが、第５実施形態の電動切換弁５では、前記弁シ
ート部材３０の周面側に、前記流体導入管４６が、ま
た、第６実施形態の電動切換弁６では、前記弁シート部
材３０の周面側に、流体導出管４７、４８（図１４も参
照）が直接内嵌接合されている。このように、前記流体
導入管４６及び流体導出管４７、４８の接合位置を適宜
に設定することにより、設置場所の制約が少なくなると
ともに、配管系の引き廻し自由度等も向上する。

【００５７】なお、前記第３〜第６実施形態の電動切換
弁３〜６では、図１３（第６実施形態）のＺ−Ｚ矢視断
面図である図１４に代表して示される如くに、管軸３０
Ｃ、３０Ｄの根元部分（シート面３０ａ）に板状の回転
停止用ストッパ３５’が設けられている。

【００５８】

【発明の効果】以上の説明から理解されるように、本発
明の電動切換弁は、ステッピングモータにより弁体をシ
ート面に摺接させながら回転させるようにして、複数本
の流出口を択一的に閉じるようにされるので、消費電力
を低減できるとともに、騒音の発生を抑えられ、さら
に、部品点数を削減できて、装置コスト、製造コストを
低く抑えることができ、しかも、流出口に対する弁体の
シール性を効果的に向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電動切換弁の第１実施形態を示す
縦断面図。

【図２】図１に示される電動切換弁の主要部の拡大断面
図。

【図３】図１に示される電動切換弁の主要部の分解斜視
図。

【図４】図２のＸ−Ｘ矢視断面図。

【図５】図２のＵ−Ｕ矢視断面図。

【図６】本発明に係る電動切換弁の第２実施形態の主要
部を示す断面図。

【図７】図６に示される電動切換弁の主要部の分解斜視
図。

【図８】図６のＹ−Ｙ矢視断面図。

【図９】図６のＶ−Ｖ矢視断面図。

【図１０】本発明に係る電動切換弁の第３実施形態の主
要部を示す断面図。

【図１１】本発明に係る電動切換弁の第４実施形態の主
要部を示す断面図。

【図１２】本発明に係る電動切換弁の第５実施形態の主
要部を示す断面図。

【図１３】本発明に係る電動切換弁の第６実施形態の主
要部を示す断面図。

【図１４】図１３のＺ−Ｚ矢視断面図。

【符号の説明】

１〜６ 電動切換弁 １１ キャン １２ ステッピングモータ １７ ロータ ２０ 回転弁体 ２１ 閉成用弁部 ２５ 圧縮コイルばね（押圧用付勢部材） ２７ 弁ホルダ ３０ 弁シート部材 ３０ａ シート面 ３１ 流入口 ３２ 第１の流出口 ３３ 第２の流出口 ３４ 弁室 ３５ 回転停止用ストッパ ４０ 回転支軸 ３０Ｃ、３０Ｄ 管軸 ４６ 流体導入管 ４７、４８ 流体導出管 Ｏ 回転軸線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H062 AA07 AA13 BB28 BB30 BB33 CC02 DD01 FF39 HH04 HH08 HH09 3H067 AA13 CC02 CC32 CC60 DD03 DD12 DD32 EA01 FF17 GG23 GG24

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャンと、このキャンの外周に取り付け
   られたステータ及び前記キャンの内周に配在されたロー
   タ等からなるステッピングモータと、前記ロータの内周
   側に該ロータと一体回動可能に配在された回転弁体と、
   該回転弁体の一端側に対向配置された弁シート部材と、
   を有し、前記弁シート部材のシート面に複数本の流出口
   が開口せしめられ、前記回転弁体に、前記シート面に摺
   接しながら回転せしめられるとともに、その回転停止位
   置に応じて前記複数本の流出口を選択的に閉じる閉成用
   弁部が設けられてなる電動切換弁において、 前記ロータと前記回転弁体との間に、前記閉成用弁部を
   前記シート面に直接押圧する付勢部材が介装されている
   ことを特徴とする電動切換弁。
2. 【請求項２】 前記付勢部材は、圧縮コイルばねである
   ことを特徴とする請求項１に記載の電動切換弁。
3. 【請求項３】 前記ロータもしくは該ロータに一体回動
   可能に連結された弁ホルダと、前記回転弁体と、の少な
   くとも一方に、前記付勢部材を緩く内嵌し得る筒状部が
   設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載
   の電動切換弁。
4. 【請求項４】 前記ロータ又は前記弁ホルダと、前記回
   転弁体と、の少なくとも一方に、前記付勢部材を緩く外
   嵌し得る凸状部が設けられていることを特徴とする請求
   項１又は２に記載の電動切換弁。
5. 【請求項５】 前記弁シート部材に１本の流入口と２本
   の流出口が設けられるとともに、それらの流入口及び流
   出口の一端側に、流体導入管及び流体導出管が直接内嵌
   接合されていることを特徴とする請求項１ないし４のい
   ずれかに記載の電動切換弁。
6. 【請求項６】 前記弁シート部材の底面側に、前記流体
   導入管及び流体導出管が直接内嵌接合されていることを
   特徴とする請求項５に記載の電動切換弁。
7. 【請求項７】 前記弁シート部材の周面側に、前記流体
   導入管及び又は流体導出管が直接内嵌接合されているこ
   とを特徴とする請求項５に記載の電動切換弁。
8. 【請求項８】 前記弁シート部材に前記キャンの一端部
   が密封接合され、前記弁シート部材と前記キャンとの間
   に弁室が形成されていることを特徴とする請求項１ない
   し７のいずれか一項に記載の電動切換弁。
9. 【請求項９】 前記ロータ又は前記弁ホルダに、前記回
   転弁体が遊び間隙を介して一体回動可能に嵌合せしめら
   れていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか
   一項に記載の電動切換弁。
10. 【請求項１０】 前記ロータ又は前記弁ホルダと、前記
    回転弁体と、のいずれか一方に、嵌合凸部が突設される
    とともに、他方に前記嵌合凸部が遊嵌される嵌合凹部が
    形成されていることを特徴とする請求項９に記載の電動
    切換弁。
11. 【請求項１１】 前記弁シート部材の中央に、前記ロー
    タ、前記弁ホルダ、前記回転弁体等の回転部分が回動自
    在に外嵌される回転支軸が垂設されていることを特徴と
    する請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の電動切
    換弁。
12. 【請求項１２】 前記弁シート部材のシート面上に、前
    記回転支軸として機能するとともに、前記弁シート部材
    内に導入された流体を前記回転弁体より上方の弁室上部
    空間に導く流入口としても機能する管軸が突設されてい
    ることを特徴とする請求項１１に記載の電動切換弁。
13. 【請求項１３】 前記弁シート部材のシート面上に、前
    記ロータ、前記弁ホルダ、前記回転弁体等の回転部分の
    うちの少なくとも前記回転弁体が回転自在に外嵌される
    管軸が突設され、該管軸に横穴が形成されるとともに、
    該管軸の上端口が塞がれ、前記弁シート部材内に導入さ
    れた流体が前記管軸及びそれに形成された前記横穴から
    なる流入口を介して前記弁室に導出されるようになされ
    ていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか
    一項に記載の電動切換弁。
14. 【請求項１４】 前記管軸の上端口に、そこを塞ぐよう
    に、前記ロータ、前記弁ホルダ等の回転部分が回転自在
    に外嵌される回転支軸が内嵌固定されていることを特徴
    とする請求項１３に記載の電動切換弁。
15. 【請求項１５】 前記回転支軸又は管軸に、前記付勢部
    材の付勢力による前記ロータの軸方向の上昇移動を阻止
    するための係止部材が外嵌固定されていることを特徴と
    する請求項１１ないし１４のいずれか一項に記載の電動
    切換弁。
16. 【請求項１６】 前記弁シート部材に、前記閉成用弁部
    が接当せしめられる回転停止用ストッパが設けられてい
    ることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか一項に
    記載の電動切換弁。