JP2002089730A - 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ができ、開閉の確実
性、弁体のシール性、汎用性等の向上を図り得るように
された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に第１及び第２の
流出口３２、３３が開口せしめられ、前記回転弁体２０
が、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、前記第１及び
第２の流出口を択一的に閉じるとともに、前記第１及び
第２の流出口の両方を同時に開閉することのできる閉成
用弁部２０Ｂを備えてなる。

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。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。

【０００３】

【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。

【０００４】さらに、前記第１及び第２の流出口を択一
的に閉じることに加えて、それら両方を同時に開閉し得
るようになすこと、言い換えれば、第１の流出口のみを
閉、第２の流出口のみを閉、前記第１及び第２の流出口
の両方を共に開、及び、前記第１及び第２の流出口の両
方を共に閉、の四パターンをとり得るようにすること、
並びに、開閉の確実性、弁体のシール性、汎用性等の向
上を図ることも課題となっていた。

【０００５】本発明は、上記ような課題に鑑みてなされ
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、さらに、前記
第１及び第２の流出口を択一的に閉じることに加えて、
前記第１及び第２の流出口の両方を同時に開閉し得ると
ともに、開閉の確実性、弁体のシール性、汎用性等の向
上を図り得るようにされた電動切換弁を提供することに
ある。

【０００６】

【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第１及び第２の流出口が開口せしめ
られ、前記回転弁体が、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、
前記第１及び第２の流出口を択一的に閉じるとともに、
前記第１及び第２の流出口の両方を同時に開閉すること
のできる閉成用弁部を備えていることを特徴としてい
る。

【０００７】好ましい態様では、前記閉成用弁部が、前
記第１及び第２の流出口の両方を共に開く第１の回転停
止位置、前記第１の流出口のみを閉じる第２の回転停止
位置、前記第１及び第２の流出口の両方を共に閉じる第
３の回転停止位置、及び、前記第２の流出口のみを閉じ
る第４の回転停止位置、の四位置にて停止せしめられる
ようにされる。より好ましい態様では、前記閉成用弁部
を前記第１ないし第４の回転停止位置のうちの少なくと
も一位置にて停止させるべく、前記弁シート部材に、前
記回転弁体が接当せしめられる回転停止用ストッパが設
けられる。

【０００８】上記のように本発明に係る電動切換弁で
は、ステッピングモータにより弁体の閉成用弁部を弁シ
ート部材のシート面に摺接させながら所定角度回転させ
て、前記第１及び第２の流出口を択一的に閉じることに
加えて、それら両方を同時に開閉し得るようになすこ
と、言い換えれば、第１の流出口のみを閉、第２の流出
口のみを閉、前記第１及び第２の流出口の両方を共に
開、及び、前記第１及び第２の流出口の両方を共に閉、
の四パターンをとり得るようにされている。

【０００９】この場合、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
とができる。

【００１０】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。

【００１１】また、２本の流出口を同時に開閉できるよ
うにもされていることから、電動切換弁としての機能、
汎用性が増し、用途を拡大できる。具体的には、例え
ば、当該電動切換弁を冷蔵庫の冷凍サイクルに組み込ん
だ場合等において、流体（冷媒）を循環させる必要のな
いとき（例えばコンプレッサ停止時）、２本の流出口を
共に閉じておくことで、冷媒がサイクル側に不所望に流
出することが防がれ、省エネルギー化等が図られる。

【００１２】ここで、本発明の電動切換弁の如くの、ス
テッピングモータを備えた電動切換弁においては、回転
弁体が回転停止用ストッパに接当して停止せしめられた
ときにおける、ステッピングモータのステータ（コイ
ル）とロータとの位置関係、言い換えれば、それらの磁
極配列に基づく磁力による吸引反発の関係に起因して、
ロータがそれまでの回転方向とは反対方向に多少戻され
る現象（反転戻り現象）が生じる場合がある。このよう
に、ロータに反転戻り現象が生じると、それに伴って回
転弁体も前記回転停止用ストッパから離れる方向に反転
せしめられ、その停止位置が適正な停止位置（回転停止
用ストッパに接当した位置）からずれてしまい、流出口
の開閉が適正に行われなくなるおそれがある。そこで、
上記の如くの問題を生じないようにすべく、本発明に係
る電動切換弁の好ましい態様では、前記ロータ又は該ロ
ータに一体回動可能に連結された弁ホルダに、前記回転
弁体が、所定の回転角度分に相当する遊び間隙を介して
一体回動可能に連結される。

【００１３】より好ましい態様では、前記ロータ又は前
記弁ホルダと前記回転弁体のうちのいずれか一方に、両
面平行面取り形（レーストラック形）等の非円形断面の
嵌合凸部が突設されるとともに、他方に前記嵌合凸部が
遊嵌される非円形断面の嵌合凹部が形成される。この場
合、前記遊び間隙により形成される所定の回転角度分
は、好ましくは、前記ロータが前記反転戻り現象により
反転せしめられる場合に予測される反転戻り角度の最大
値に設定される。

【００１４】このように、前記ロータ又は弁ホルダに、
前記回転弁体が、前記ロータの反転戻り角度の最大値で
ある所定の回転角度分に相当する遊び間隙を介して一体
回動可能に嵌合せしめられることにより、前記ロータに
前記反転戻り現象が生じても、該現象が前記遊び間隙に
より吸収されるので、前記回転弁体は適正な停止位置
（回転停止用ストッパに接当した位置）から動かず、し
たがって、流出口の開閉は常時適正に行われることにな
る。また、前記遊び間隙は、ロータや弁ホルダの回転時
の振れをも吸収することになるので、弁体のシール性を
向上させるという効果も得られる。

【００１５】本発明の電動切換弁の上記以外の好ましい
態様では、前記弁シート部材の側面に、前記弁シート部
材の高さ方向に形成された縦穴と、該縦穴から側方に伸
びる横穴と、からなる流入口が形成され、さらに、好ま
しくは、前記弁シート部材を縦貫するように前記縦穴が
形成されるとともに、該縦穴の前記シート面側を塞ぐよ
うに、前記回転停止用ストッパの基端側が嵌入される。

【００１６】このような構成とされることにより、流体
は流入口を形成する縦穴及び横穴を介して、回転弁体側
ではなく、それに直交する方向に噴出せしめられるの
で、回転弁体に及ぼす影響が小さくなり、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。

【００１７】また、流入口を、前記弁シート部材を縦貫
する縦穴と該縦穴から側方に伸びる横穴とで形成し、前
記縦穴のシート面側を回転停止用ストッパで塞ぐように
なすことにより、弁シート部材及び回転停止用ストッパ
の加工組立が容易となり、コスト低減が図られる。他の
好ましい態様では、前記閉成用弁部に、前記シート面と
の接触面積を減じるべく凹部が設けられる。このように
して、シート面と閉成用弁部との接触面積を小さくする
ことより、シート面に対する閉成用弁部の面圧が大きく
なり、そのため、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。

【００１８】さらに上記以外の好ましい態様を、以下に
挙げる。 ・前記弁シート部材における前記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を直接内嵌接合す
る。 ・前記弁シート部材に前記キャンの一端部を密封接合
し、前記弁シート部材と前記キャンとの間に弁室を形成
する。 以上の２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
低減が図られる。

【００１９】・前記ロータと前記回転弁体との間に、該
回転弁体の閉成用弁部を前記シート面に直接押圧する付
勢部材を介装する。この態様では、コイルばね等の付勢
部材により閉成用弁部がシート面に直接押圧され、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。

【００２０】・前記弁シート部材の中央に、回転支軸を
圧入固定し、この回転支軸に、前記ロータ、前記弁ホル
ダ、前記回転弁体等の回転部分を回動自在に外嵌する。
この態様では、回転弁体（従動回転部材、連動回転部
材）の振れが回転支軸により抑えられ、これにより、弁
体のシール性が一層向上する。

【００２１】

【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。図１は本発明に係る電動切換弁
の一実施形態を示している。図示実施形態の電動切換弁
１０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１
４、このボビン１４に巻装された巻線１５、及び、それ
らの外周を覆う樹脂モールド１６からなるステータ１２
Ａと、前記キャン１１の内周に配在されて、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ロータ１７と、からなってい
る。

【００２２】前記キャン１１の一端部（下端部）は、大
径下半部３０Ｂと小径上半部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の中間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の小径上半部３０Ａと前記キャン１１
との間に弁室３４が形成されている。

【００２３】前記弁シート部材３０には、図２、図３を
参照すればよくわかるように、そのシート面（上面）３
０ａ側中央部に、金属製の回転支軸４０の下部が圧入等
により挿着固定され、また、そのシート面（上面）３０
ａに第１の流出口３２及び第２の流出口３３が開口せし
められるとともに、その小径上半部３０Ａの前記第１の
流出口３２が形成されている側とは反対側の周側面に流
入口３１が開口せしめられている。

【００２４】前記流入口３１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た段付きの縦穴３
１ａと、該縦穴３１ａから側方（真横）に伸びる横穴３
１ｂと、からなっており、前記縦穴３１ａの前記シート
面３０ａ側を塞ぐように、後述する回転停止用ストッパ
３５の基端側が圧入されている。また、前記縦穴３１の
うち、前記弁シート部材３０の大径下半部３０Ｂに位置
する大径部には、流体導入管４６が圧入、ろー付け、溶
接等により直接内嵌接合（接合部５１）されている。

【００２５】前記第１の流出口３２及び第２の流出口３
３は、それぞれ前記弁シート部材３０を高さ方向に縦貫
するように形成された、下側から順次、大径部、中径
部、小径部からなる段付きの挿通穴からなっており、前
記弁シート部材３０の大径下半部３０Ｂに位置する大径
部には、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５２、５３）されてい
る。

【００２６】これら第１の流出口３２及び第２の流出口
３３は、後述する回転弁体２０の下端部を構成する扇形
状断面の閉成用弁部２０Ｂにより、例えば図４〜図７に
示される如くに、択一的に閉じられるとともに、両方が
同時に開閉されるように配置されている。詳細には、第
１の流出口３２は、前記流入口３１（回転停止用ストッ
パ３５の中心線））と前記弁シート部材３０、回転支軸
４０等の中心軸線Ｏとを通る直線Ｋ上に配置されてお
り、第２の流出口３３は、第１の流出口３２及び回転停
止用ストッパ３５と同一円周上で、かつ、第１の流出口
３２と回転停止用ストッパ３５との間における若干第１
の流出口３２寄りに配置されている。

【００２７】一方、前記ロータ１７の上部には、金属製
のリング状部材１９がインサート成形により固設され、
このリング状部材１９に、円柱部２７Ａと該円柱部２７
Ａから下方に突出する両面平行面取り形（断面レースト
ラック形）の嵌合凸部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２７ａ）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２７Ａ）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。

【００２８】前記回転支軸４０の上部、つまり、前記弁
ホルダ２７と前記キャン１１の頂面との間には、座金２
９を介してカラー２８が介装されている。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２
７との間には、合成樹脂製の回転弁体２０（の底壁部２
０Ｃに設けられた挿通穴２０ｃ）が回転自在に外嵌され
ている。

【００２９】前記回転弁体２０は、図２、図３に加えて
図４（Ｂ）を参照すればよくわかるように、前記弁ホル
ダ２７の嵌合凸部２７Ｂが遊び間隙Ｓ（後述）を介して
遊嵌される、それと相似形（両面平行面取り形）の嵌合
穴２０ａを有する基体スリーブ２０Ａと、該基体スリー
ブ２０Ａの下側に連設された所定の中心角の扇形状断面
（図４（Ａ）参照）の閉成用弁部２０Ｂと、該閉成用弁
部２０Ｂと前記基体スリーブ２０Ａとを連結する底壁部
２０Ｃ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、図４〜図
７に示される如くに、前記弁ホルダ２７の嵌合凸部２７
Ｂ（の対角線上に位置する二つのコーナー部）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。

【００３０】そして、前記弁ホルダ２７の嵌合凸部２７
Ｂ内には、下面開口のばねガイド穴２７ｄが形成され、
該ばねガイド穴２７ｄの上面と前記回転弁体２０の底壁
部２０Ｃとの間に、前記閉成用弁部２０Ｂを前記弁シー
ト部材３０のシート面３０ａに直接押圧する付勢部材と
しての押圧用コイルばね２５が介装されている。前記底
壁部２０Ｃと前記押圧用コイルばね２５との間にはばね
受け座金２６が介装されている。

【００３１】前記回転弁体２０の閉成用弁部２０Ｂは、
前記押圧用コイルばね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
られる。ここでは、前記閉成用弁部２０Ｂは、図４
（Ａ）に示される如くの、前記第１及び第２の流出口３
２、３３の両方を共に開く第１の回転停止位置、図５
（Ａ）に示される如くの、前記第１の流出口３２のみを
閉じる第２の回転停止位置、図６に示される如くの、前
記第１及び第２の流出口３２、３３の両方を共に閉じる
第３の回転停止位置、及び、図７に示される如くの、前
記第２の流出口３３のみを閉じる第４の回転停止位置、
の四位置にて停止せしめられるようにされている。

【００３２】なお、前記閉成用弁部２０Ｂには、前記シ
ート面３０ａ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、該閉成用弁部２０の断面外形
より若干小さい扇形状の凹部２２が形成されている。こ
こで、ステッピングモータ１２を備えた本実施形態の電
動切換弁１０においては、前記回転弁体２０が回転停止
用ストッパ３５に接当して停止せしめられたとき（図
４、図７参照）における、ステッピングモータ１２のス
テータ（コイル）１２Ａとロータ１７との位置関係、言
い換えれば、それらの磁極配列に基づく磁力による吸引
反発の関係に起因して、ロータ１７がそれまでの回転方
向とは反対方向に多少戻される現象（反転戻り現象）が
生じる場合がある。このように、ロータ１７に反転戻り
現象が生じると、それに伴って回転弁体２０も前記回転
停止用ストッパ３５から離れる方向に反転せしめられ、
その停止位置が適正な停止位置（回転停止用ストッパ３
５に接当した位置）からずれてしまい、流出口３２、３
３の開閉が適正に行われなくなるおそれがある。

【００３３】そこで、上記の如くの問題を生じないよう
にすべく、本実施形態では、図４（Ｂ）、図７（Ｂ）に
示される如くに、前記弁ホルダ２７の嵌合凸部２７Ｂと
前記回転弁体２０の嵌合穴２０ａとの間に、前記ロータ
１７が前記反転戻り現象により反転せしめられる場合に
予測される反転戻り角度の最大値θｍａｘに相当する遊
び間隙Ｓが形成されている。

【００３４】このような構成とされた本実施形態の電動
切換弁１０においては、前記閉成用弁部２０Ｂが、図４
（Ａ）に示される如くの第１の回転停止位置と、図５
（Ａ）に示される如くの第２の回転停止位置と、図６
（Ａ）に示される如くの第３の回転位置、及び、図７
（Ａ）に示される如くの第４の回転停止位置、の四位置
をとるようにされる。

【００３５】すなわち、閉成用弁部２０Ｂが第１の回転
停止位置（起点）をとるときには、図４（Ａ）に示され
る如くに、該閉成用弁部２０Ｂが第１及び第２の流出口
３２、３３の両方から外れた位置にあり、それらを共に
開い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いる。そのため、かかるときに
は、流入口３１から弁室３４に導入された流体は第１及
び第２の流出口３２、３３の両方に流れ込む。

【００３６】この場合、前記ロータ１７の反転戻り現象
が発生せず、従って、反転戻り角度θが０である場合に
は、図４（Ｂ）において一点鎖線で示される如くに、弁
ホルダ２７の嵌合凸部２７Ｂの右上及び左下のコーナー
部が回転弁体２０の嵌合穴２０ａに接当した位置にて停
止せしめられる。それに対し、前記ロータ１７の反転戻
り現象が発生した場合には、図４（Ｂ）において実線で
示される如くに、前記ロータ１７が反時計回りに最大で
θｍａｘ分（反転戻り角度θの最大値）だけ反転せしめ
られるが、本実施形態では、前記弁ホルダ２７の嵌合凸
部２７Ｂと前記回転弁体２０の嵌合穴２０ａとの間に、
前記ロータ１７が前記反転戻り現象により反転せしめら
れる場合に予測される反転戻り角度の最大値θｍａｘに
相当する遊び間隙Ｓが形成されているので、前記ロータ
１７に前記反転戻り現象が生じても、該現象が前記遊び
間隙Ｓにより吸収される。そのため、前記回転弁体２０
の閉成用弁部２０Ｂは適正な停止位置（回転停止用スト
ッパ３５に接当した位置）から動かず、したがって、第
１及び第２の流出口３２、３３は共に開いた状態で維持
される。

【００３７】一方、前記閉成用弁部２０Ｂが前記第１の
回転停止位置にあるとき、ステッピングモータ１２のス
テータ１２Ａに予め定められた第１の設定パルス数のパ
ルス信号を通電すると、前記ロータ１７及び弁ホルダ２
７が前記第１の設定パルス数に応じた角度αだけ一方向
（反時計回り）に回転（正転）せしめられる。この場
合、前記ロータ１７の回転初期、つまり、前記弁ホルダ
２７の嵌合凸部２７Ｂ（のコーナー部）が前記回転弁体
２０の嵌合穴２０ａに接当するまでは、前記回転弁体２
０は回転せしめられず、前記嵌合凸部２７Ｂ（のコーナ
ー部）が前記嵌合穴２０ａに接当した後、前記回転弁体
２０が前記弁ホルダ２７の嵌合凸部２７Ｂに押されるよ
うにして、前記第１の設定パルス数に応じた角度から前
記反転戻り角度θを減じた角度分だけ回転せしめられ、
これと一緒に閉成用弁部２０Ｂも同角度分、前記シート
面３０ａに摺接しながら回転せしめられ、該閉成用弁部
２０Ｂが、図５（Ａ）に示される如くに、第１の流出口
３２のみを閉じる第２の回転停止位置にて停止せしめら
れる。そのため、かかるときには、流入口３１から弁室
３４に導入された流体は第２の流出口３３に流れ込む。

【００３８】なお、図５（Ａ）、（Ｂ）において、閉成
用弁部２０Ｂ及び嵌合凸部２７Ｂは、前記反転戻り角度
θが最大値θｍａｘの場合が実線で、前記反転戻り角度
θが０の場合が一点鎖線で示されており、いずれの場合
でも、閉成用弁部２０Ｂが第１の流出口３２のみを閉
じ、第２の流出口３３を開いた位置にて停止せしめられ
る。

【００３９】また、前記閉成用弁部２０Ｂが前記第２の
回転停止位置にあるとき、ステッピングモータ１２のス
テータ１２Ａに予め定められた第２の設定パルス数のパ
ルス信号を通電すると、前記ロータ１７及び弁ホルダ２
７が前記第２の設定パルス数に応じた角度βだけ一方向
（反時計回り）に回転（正転）せしめられる。これと一
緒に閉成用弁部２０Ｂも同角度分、前記シート面３０ａ
に摺接しながら回転せしめられ、該閉成用弁部２０Ｂ
が、図６（Ａ）に示される如くに、第１及び第２の流出
口３２、３３の両方を共に閉じる第３の回転停止位置に
て停止せしめられる。そのため、かかるときには、流入
口３１から弁室３４に導入された流体は第１及び第２の
流出口３２、３３には流れ込まず、それらの間の流通が
遮断された状態となる。

【００４０】なお、図６（Ａ）、（Ｂ）においても、閉
成用弁部２０Ｂ及び嵌合凸部２７Ｂは、前記反転戻り角
度θが最大値θｍａｘの場合が実線で、前記反転戻り角
度θが０の場合が一点鎖線で示されており、いずれの場
合でも、閉成用弁部２０Ｂが第１及び第２の流出口３
２、３３を共に閉じた位置にて停止せしめられる。

【００４１】同様に、前記閉成用弁部２０Ｂを第３の回
転停止位置から第４の回転停止位置に移動させるには、
ステッピングモータ１２のステータ１２Ａに予め定めら
れた第３の設定パルス数のパルス信号を通電する。この
場合、前記第３の設定パルス数は、前記反転戻り角度θ
が０の場合でも、前記閉成用弁部２０Ｂが回転停止用ス
トッパ３５の他側面に接当するように設定されている。
そのため、前記ロータ１７及び弁ホルダ２７に押される
ようにして、前記回転弁体２０の閉成用弁部２０Ｂは、
前記シート面３０ａに摺接しながら、図７（Ａ）に示さ
れる如くに、前記回転停止用ストッパ３５の他側面に接
当するまで回転せしめられ、これにより、閉成用弁部２
０Ｂが第２の流出口３３のみを閉じる第４の回転停止位
置にて停止せしめられる。そのため、かかるときには、
流入口３１から弁室３４に導入された流体は第１の流出
口３２に流れ込む。

【００４２】なお、この第４の回転停止位置にて回転弁
体２０が停止せしめられたときにおいても、前記ロータ
１７の反転戻り現象が全く発生せず、従って、反転戻り
角度θが０である場合には、図７（Ｂ）において実線で
示される如くに、弁ホルダ２７の嵌合凸部２７Ｂの右下
及び左上のコーナー部が回転弁体２０の嵌合穴２０ａに
接当した位置にて停止せしめられる。それに対し、前記
ロータ１７の反転戻り現象が発生した場合には、図７
（Ｂ）において２点鎖線で示される如くに、前記ロータ
１７が時計回りに最大でθｍａｘ分（反転戻り角度θの
最大値）だけ反転せしめられるが、本実施形態では、前
記弁ホルダ２７の嵌合凸部２７Ｂと前記回転弁体２０の
嵌合穴２０ａとの間に、前記ロータ１７が前記反転戻り
現象により反転せしめられる場合に予測される反転戻り
角度の最大値θｍａｘに相当する遊び間隙Ｓが形成され
ているので、前記ロータ１７に前記反転戻り現象が生じ
ても、該現象が前記遊び間隙Ｓにより吸収される。その
ため、前記回転弁体２０の閉成用弁部２０Ｂは適正な停
止位置（回転停止用ストッパ３５に接当した位置）から
動かず、したがって、第２の流出口３３は閉じた状態で
維持される。

【００４３】また、閉成用弁部２０Ｂを前記第１の回転
停止位置以外の第２、第３、及び第４の回転停止位置か
ら前記第１の回転停止位置（起点）に戻す場合には、ス
テッピングモータ１２のステータ１２Ａに所定パルス数
のパルス信号を印加して、前記ロータ１７を前記とは逆
方向（時計回り）に回転させればよい。さらに、以上述
べた四位置において、例えば第３位置から第２位置に戻
す場合にも所定パルス信号を印加して回転させればよい
のである。

【００４４】上記のように本実施形態の電動切換弁１０
では、ステッピングモータ１２により弁体２０の閉成用
弁部２０Ｂ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、前記第１及び第２の流
出口３２、３３を択一的に閉じることに加えて、それら
両方を同時に開閉し得るようになすこと、言い換えれ
ば、第１の流出口３２のみを閉、第２の流出口３３のみ
を閉、第１及び第２の流出口３２、３３の両方を共に
開、及び、第１及び第２の流出口３２、３３の両方を共
に閉、の四パターンをとり得るようにされている。

【００４５】この場合、ステッピングモータを用いたこ
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。

【００４６】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。

【００４７】また、２本の流出口を同時に開閉できるよ
うにもされていることから、電動切換弁としての機能、
汎用性が増し、用途を拡大できる。具体的には、例え
ば、当該電動切換弁を冷蔵庫の冷凍サイクルに組み込ん
だ場合等において、流体（冷媒）を循環させる必要のな
いとき（例えばコンプレッサ停止時）、２本の流出口を
共に閉じておくことで、冷媒がサイクル側に不所望に流
出することが防がれ、省エネルギー化等が図られる。

【００４８】また、弁ホルダ２７に、前記回転弁体２０
が、前記ロータ１７の反転戻り角度の最大値である所定
の回転角度分に相当する遊び間隙Ｓを介して一体回動可
能に嵌合せしめられることにより、前記ロータ１７に前
記反転戻り現象が生じても、該現象が前記遊び間隙Ｓに
より吸収されるので、前記回転弁体は適正な停止位置
（回転停止用ストッパ３５に接当した位置）から動か
ず、したがって、第１及び第２の流出口３２、３３の開
閉は常時適正に行われることになる。また、前記遊び間
隙Ｓは、ロータ１７や弁ホルダ２７の回転時の振れをも
吸収することになるので、弁体２０のシール性を向上さ
せるという効果も得られる。

【００４９】上記に加え、本実施形態の電動切換弁１０
では、流入口３１が、弁シート部材３０を高さ方向に縦
貫する縦穴３１ａと該縦穴３１ａから側方に伸びる横穴
３１ｂとで形成され、かつ、前記縦穴３１ａの前記シー
ト面３０ａ側を塞ぐように、回転停止用ストッパ３５の
基端側が嵌入されているので、流体は流入口３１を形成
する縦穴３１ａ及び横穴３１ｂを介して、回転弁体２０
側ではなく、それに直交する方向に噴出せしめられる。
このため、流体が回転弁体に及ぼす影響が小さくなり、
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３２、３３に対する弁体２０
（閉成用弁部２０Ｂ）のシール性が向上する。

【００５０】また、流入口３１を上記のように形成した
ことにより、弁シート部材３０及び回転停止用ストッパ
３５の加工組立が容易となり、コスト低減も図られる。
さらに、前記閉成用弁部２０Ｂに、前記シート面３０ａ
との接触面積を減じるべく凹部２２が設けられているこ
とにより、シート面３０ａと閉成用弁部２０Ｂ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の
面圧が大きくなり、そのため、流出口３２、３３に対す
る弁体２０（閉成用弁部２０Ｂ）のシール性が一層向上
する。

【００５１】また、本実施形態の電動切換弁１０では、
以下の如くの作用効果も得られる。すなわち、前記弁シ
ート部材３０における前記流入口３１及び流出口３２、
３３の一端側（下端側）に、流体導入管４６及び流体導
出管４７、４８を直接内嵌接合し、さらに、前記弁シー
ト部材３０にキャン１１の一端部（下端部）をリング状
連結部材３７を介して溶接等により密封接合し、前記弁
シート部材３０と前記キャン１１との間に弁室３４を形
成したことにより、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
スト低減が図られる。

【００５２】前記弁ホルダ２７と前記回転弁体２０との
間に、押圧用コイルばね２５を介装して、回転弁体２０
の閉成用弁部２０Ｂを前記シート面３０ａに直接押圧す
るようにしたことにより、ロータ２０（の回転軸線）の
振れが前記押圧用コイルばね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３２、３
３に対する弁体２０（閉成用弁部２０Ｂ）のシール性が
一層向上する。

【００５３】前記弁シート部材３０の中央に、回転支軸
４０を圧入固定し、この回転支軸４０に、前記ロータ１
７、前記弁ホルダ２７、前記回転弁体２０等の回転部分
を回動自在に外嵌したことにより、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２０
のシール性が一層向上する。

【００５４】

【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所定角度回転させて、第１の流
出口のみを閉、第２の流出口のみを閉、前記第１及び第
２の流出口の両方を共に開、及び、前記第１及び第２の
流出口の両方を共に閉、の四パターンをとり得るように
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ができ、さらに、開閉
の確実性、弁体のシール性、汎用性等の向上を図ること
ができ、さらに、ロータに反転戻り現象が生じても、該
現象がロータ又は弁ホルダと回転弁体との間に形成され
た遊び間隙により吸収されるので、前記回転弁体は適正
な停止位置（回転停止用ストッパに接当した位置）から
動かず、したがって、流出口の開閉を常時適正に行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電動切換弁の一実施形態を示す縦
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】回転弁体の閉成用弁部が第１の回転停止位置に
ある状態を示し、（Ａ）は図２のＵ−Ｕ矢視線に従う断
面図、（Ｂ）は図２のＶ−Ｖ矢視線に従う断面図。

【図５】回転弁体の閉成用弁部が第２の回転停止位置に
ある状態を示し、（Ａ）は図２のＵ−Ｕ矢視線に従う断
面図、（Ｂ）は図２のＶ−Ｖ矢視線に従う断面図。

【図６】回転弁体の閉成用弁部が第３の回転停止位置に
ある状態を示し、（Ａ）は図２のＵ−Ｕ矢視線に従う断
面図、（Ｂ）は図２のＶ−Ｖ矢視線に従う断面図。

【図７】回転弁体の閉成用弁部が第４の回転停止位置に
ある状態を示し、（Ａ）は図２のＵ−Ｕ矢視線に従う断
面図、（Ｂ）は図２のＶ−Ｖ矢視線に従う断面図。

【符号の説明】

１０ 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 ２０ａ嵌合穴 ２０Ｂ閉成用弁部 ２７ 弁ホルダ ２７ 嵌合凸部 ３０ 弁シート部材 ３０ａ シート面 ３１ 流入口 ３１ａ 縦穴 ３１ｂ 横穴 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 ４６ 流体導入管 ４７、４８ 流体導出管 Ｓ 遊び間隙 Ｏ 回転軸線 θ 反転戻り角

Claims (12)

【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第１及び第２の
   流出口が開口せしめられ、前記回転弁体が、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、前記第１及び第２の流出口を択一的
   に閉じるとともに、前記第１及び第２の流出口の両方を
   同時に開閉することのできる閉成用弁部を備えているこ
   とを特徴とする電動切換弁。
2. 【請求項２】 前記閉成用弁部が、前記第１及び第２の
   流出口の両方を共に開く第１の回転停止位置、前記第１
   の流出口のみを閉じる第２の回転停止位置、前記第１及
   び第２の流出口の両方を共に閉じる第３の回転停止位
   置、及び、前記第２の流出口のみを閉じる第４の回転停
   止位置、の四位置にて停止せしめられるようにされてい
   ることを特徴とする電動切換弁。
3. 【請求項３】 前記閉成用弁部を前記第１ないし第４の
   回転停止位置のうちの少なくとも一位置にて停止させる
   べく、前記弁シート部材に、前記回転弁体が接当せしめ
   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２に記載の電動切換弁。
4. 【請求項４】 前記ロータ又は該ロータに一体回動可能
   に連結された弁ホルダに、前記回転弁体が、所定の回転
   角度分に相当する遊び間隙を介して一体回動可能に連結
   されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれ
   かに記載の電動切換弁。
5. 【請求項５】 前記ロータ又は前記弁ホルダと前記回転
   弁体のうちのいずれか一方に、非円形断面の嵌合凸部が
   突設されるとともに、他方に前記嵌合凸部が遊嵌される
   非円形断面の嵌合凹部が形成されていることを特徴とす
   る請求項４に記載の電動切換弁。
6. 【請求項６】 前記弁シート部材の側面に流入口が開口
   せしめられ、該流入口は、前記弁シート部材の高さ方向
   に形成された縦穴と、該縦穴から側方に伸びる横穴と、
   からなっていることを特徴とする請求項１乃至５のいず
   れかに記載の電動切換弁。
7. 【請求項７】 前記弁シート部材を縦貫するように前記
   縦穴が形成されるとともに、該縦穴の前記シート面側を
   塞ぐように、前記回転停止用ストッパの基端側が嵌入さ
   れていることを特徴とする請求項６に記載の電動切換
   弁。
8. 【請求項８】 前記閉成用弁部に、前記シート面との接
   触面積を減じるべく、凹部が形成されていることを特徴
   とする請求項１ないし７のいずれかに記載の電動切換
   弁。
9. 【請求項９】 前記弁シート部材における前記流入口及
   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８
   のいずれかに記載の電動切換弁。
10. 【請求項１０】 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９のいずれかに記載の電動切換弁。
11. 【請求項１１】 前記ロータと前記回転弁体との間に、
    該回転弁体の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請求項１な
    いし１０のいずれかに記載の電動切換弁。
12. 【請求項１２】 前記弁シート部材の中央に、回転支軸
    が圧入固定され、この回転支軸に、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
    れていることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれ
    かに記載の電動切換弁。