JP2011220369A - 多方切換弁 - Google Patents

Abstract

【課題】弁ハウジングの組立時に溶接等によるゆがみが生じても、弁体の切換動作に支障を来すことがないようにされた多方切換弁を提供する。
【構成】複数個の流体入出ポート１２、１３が形成された弁シート部２５を有する弁ハウジング２０と、前記弁シート部２５に接触しながら回動せしめられる弁体３０と、該弁体３０を回転駆動するアクチュエータ１５とを備え、前記弁ハウジング２０に流体導入ポート１１及び／又は流体導出ポート１４が形成されるとともに、前記弁体３０内に、前記流体導入ポート１１又は流体導出ポート１４と前記複数個の流体入出ポート１２、１３とを選択的に連通させるための通路３５が形成され、前記アクチュエータ１５により前記弁体３０を回動させて、前記流体導入ポート１１又は流体導出ポート１４と前記複数個の入出ポート１２、１３のいずれかとを前記弁体内通路３５を介して選択的に連通させることにより流路の切り換えを行なうようにされた多方切換弁であって、前記弁体３０が片持ち支持されてなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷凍サイクル（ヒートポンプ）等に用いられる三方切換弁や四方切換弁等の多方切換弁に係り、特に、流路の切り換えをモーター等のアクチュエータで弁体を回動させることにより行うロータリ式の多方切換弁に関する。

この種の多方切換弁として、本願の出願人は、先に、図４に示される如くの多方切換弁を提案している（特許文献１、２等を参照）。以下、図示の多方切換弁を簡単に説明する。

なお、図４においては、第１流体入出ポート１２及び第２流体入出ポート１３は、理解を助けるために中心軸Оの左右に描かれているが、実際には図５に示すレイアウトで設けられている。

図示例の多方切換弁１０’は、高圧流体導入ポート１１、第１流体入出ポート１２、第２流体入出ポート１３、及び低圧流体導出ポート１４を有する、ヒートポンプ装置に用いられるロータリー式の四方切換弁であり、流体として冷媒が用いられるもので、キャン１８の内周側に配在されたロータ１６とキャン１８の外周に外嵌固定されたステータ１７とからなる流路切換用アクチュエータとしてのステッピングモータ１５と、該ステッピングモータ１５により回動せしめられる弁体５０と、この弁体５０を回動可能に保持する弁ハウジング６０と、を備えている。

なお、前記モータ１５内には、遊星歯車式減速機構４０が付設され、モータ１５の出力軸（遊星歯車式減速機構４０の出力軸４５）の回転が前記弁体５０に直接伝達されるようになっている。

弁ハウジング６０は、３本のボルト９３により気密的に締結された上側箱状体（上側分割体）６０Ａと下側蓋状体（下側分割体）６０Ｂとからなり、これら上側箱状体６０Ａと下側蓋状体６０Ｂとで円筒状の弁室６１が画成されている。

上側箱状体６０Ａは、概略凸状の上側基体部６０ａと該上側基体部６０ａの下面外周部から下側に突出する主として弁室６１の周壁部を画成する円筒状壁部６０ｂとからなり、上側基体部６０ａの左右には、横穴と縦穴とからなる断面逆Ｌ形状の第１流体入出ポート１２と第２流体入出ポート１３とが設けられ、また、円筒状壁部６０ｂの上部の前面側には、前記弁室６１に連なる低温流体導出ポート１４が設けられている。

一方、下側蓋状体６０Ｂは、上記円筒状壁部６０ｂの下端部が外嵌される段付き厚板状とされ、その中央（回転軸線Ｏ上）には、それを貫通して前記弁室６１に開口する高圧流体導入ポート１１が設けられている。なお、軽量化等を図るため、弁ハウジング６０（上側箱状体６０Ａと下側蓋状体６０Ｂ）の材料にはアルミニウムが使用されている。

前記弁室６１の天井部には、第１流体入出ポート１２と第２流体入出ポート１３の下端開口部が形成された、弁シート部材６５が配設（ねじ止め）されている。

前記弁体５０は、上から順に、モータ１５内の遊星歯車式減速機構４０の出力軸４５に一体回転可能に連結された小径軸部５１、上側箱状体６０Ａに形成された中央孔６７及び弁シート部材６５の中央に形成された開口６９に挿通せしめられた中央軸部５２、及び高圧流体導入ポート１１内に挿入された大径円筒軸部５３を有するステンレス（ＳＵＳ）製の弁軸部材５０Ａと、該弁軸部材５０Ａの、前記弁室６１内に位置する中央軸部５２の下端部から大径円筒軸部５３の中央肉厚部５３ａ上端に至る段付き部分に外嵌固定された軸外部材５４とからなり、弁室６１内に位置する部分（中央軸部５２の下部、大径円筒軸部５３及び軸外部材５４）が逆Ｌ形ないしクランク状の切換弁体部５０Ｂとなっている。

前記弁軸部材５０Ａの中央軸部５２と大径円筒軸部５３の下端部は、それぞれスリーブ状の軸受部材８１、８２により摺動回転自在に支持されている。また、大径円筒軸部５３における中央肉厚部５３ａの下部円錐面部と高圧流体導入ポート１１の内周面との間には、テフロン（登録商標）製のリップシール８３が介装されている。

前記切換弁体部５０Ｂ内には、それと相似する逆Ｌ形ないしクランク状の弁体内通路５５が設けられている。

この弁体内通路５５の出口側端部には、弁シート部材６５に気密的に圧接するように、シール材としてのＯリング７４と角形リング７５とが装着されている。Ｏリング７４は、弁体内通路５５を流れる高圧流体により半径方向外方に押圧されて断面が円形から楕円状に変化するが、このＯリング７４の形状変化を利用して角形リング７５の一端面を弁シート部材６５に押し付けてシール効果を得る構成となっている。

なお、前記下側蓋状体６０Ｂの上面中央部に突設された円筒状突壁部６０ｄの外周には、前記弁体内通路５５の出口側端部（角形リング７５）を弁シート部材６５に押し付けるべく、前記弁体５０を上向きに付勢するコイルばね９２が縮装されている。また、流体の不所望な漏れが生じないようにすべく、各部材の対接面間等の要所、例えば、上側箱状体６０Ａの円筒状壁部６０ｂの下部内周面と下側蓋状体６０Ｂの上部外周面との間には、Ｏリング９５等のシール材が装着されている。

かかる構成を有する多方切換弁（四方切換弁）１０’では、弁体５０がモータ１５により回動せしめられて、弁体内通路５５の出口側端部（角形リング７５）が弁シート部材６５の第１流体入出ポート１２（の下端）の真下位置に達すると（図５（Ｂ）に示される状態）、高圧流体導入ポート１１と第１流体入出ポート１２とが弁体内通路５５を介して連通し、高温高圧の流体は、弁体内通路５５を介して第１流体入出ポート１２へと流れ、一方、第２流体入出ポート１３からの低温低圧の流体は、弁室６１を介して低温流体導出ポート１４へと流れる。

上記とは逆に、弁体内通路５５の出口側端部（角形リング７５）が弁シート部材６５の第２流体入出ポート１３（の下端）の真下位置に回動せしめられると（図５（Ａ）に示される状態）、高圧流体導入ポート１１と第２流体入出ポート１３とが弁体内通路５５を介して連通し、高温高圧の流体は、弁体内通路５５を介して第２流体入出ポート１３へと流れ、一方、第１流体入出ポート１２からの低温低圧の流体は、弁室６１を介して低温流体導出ポート１４へと流れる。

このように図示例の多方切換弁１０’は、弁体５０を回動させることによって、弁体内通路５５及び弁室６１を介して第１流体入出ポート１２及び第２流体入出ポート１３のいずれかと高圧流体導入ポート１１及び低温流体導出ポート１４のいずれかとを選択的に連通させることにより、流路の切り換えを行うようになっている。

特願２０１０−０１０３０９号 特願２００９−２０３９２６号

しかしながら、前記した如くのロータリ式四方切換弁１０’では、弁体５０の傾きによる切換動作不良を抑えるため、弁体５０（の弁軸部材５０Ａ）の上下２箇所（中央軸部５２と大径円筒軸部５３の下端部）をそれぞれスリーブ状の軸受部材８１、８２により支持（両持ち支持）するようにしている。

ここで、弁体５０（の弁軸部材５０Ａ）を両持ち支持するようにした場合、上下の軸受部材８１、８２は同軸性を保たれてなければならない。そのため、上側の軸受部材８１が装着固定された上側箱状体６０Ａと下側の軸受部材８２が装着固定された下側蓋状体６０Ｂとの同軸性を保つ必要がある。図４に示された構造では、上側箱状体６０Ａと下側蓋状体６０Ｂとは、Ｏリング９５でシールし、ボルト類９３で締結しているため、芯出し部の加工精度さえ確保できれば、組立においても要求される同軸精度が出やすい。

しかしながら、上側箱状体６０Ａと下側蓋状体６０Ｂとの気密性をさらに高めるべく、Оリング９５及びボルト類９３による締結に代えて、弁ハウジング６０を溶接により組み立てようとした場合（上側箱状体６０Ａと下側蓋状体６０Ｂとを溶接により締結した場合）、溶接により熱変形などのゆがみが発生するため、同軸性確保が極めて難しくなってしまう。

また、弁体５０（の弁軸部材５０Ａ）の上下２箇所を軸受部材８１、８２で支持しなければならないので、上側箱状体６０Ａ及び下側蓋状体６０Ｂのそれぞれの中心軸芯上（図５の符号６０で示された円形の中心を通る紙面と垂直な線上）に軸受部材８１、８２を配置する必要がある（そうしないと組立時に上下の軸受部材８１、８２の軸芯を合わせる（同軸性を高める）ことが極めて難しくなる）。

さらに、前記した如くのロータリ式四方切換弁１０’では、モータ１５の出力軸（遊星歯車式減速機構４０の出力軸４５）の回転が直接弁体５０に伝達されるようになっており、モータ１５の出力軸４５の回転軸線と弁体５０の回転軸線とが一致（共に回転軸線Ｏ）しており、さらに、この回転軸線Ｏ上に流体導入ポート１１が位置している。そのため、流路切換のためには、弁シート部６５（の径）を大きくとること（切換弁体部５０Ｂの回転半径の２倍近く）が要求され、さらに、弁室６１（弁シート部材６５）における流体入出ポート１２、１３が位置（開口）している側とは反対側に無駄なスペース（図５においてSで示されている部分）が生じ、切換弁１０'が比較的大きなものとなってしまうという問題があった。

また、上記構造では、上述のように回転軸線Ｏ上に流体導入ポート１１を配在せざるを得ず、各ポート１１、１２、１３、１４等のレイアウト自由度が低いという問題もあった。

本発明は、前記した如くの事情に鑑みてなされたもので、その主目的とするところは、弁ハウジングの組立時に溶接等によるゆがみが生じても、弁体の切換動作に支障を来すことがないようにされた多方切換弁を提供することにある。

他の目的とするところは、コンパクト化を図ることができるとともに、レイアウト自由度の向上、組立加工コストの低減等をも図り得る多方切換弁を提供することにある。

前記目的を達成すべく、本発明に係る多方切換弁の一つは、基本的には、弁室、並びに該弁室に連なる少なくとも３個のポートが設けられた弁ハウジングと、前記ポートのうちの一つと残りの複数個のポートのうちのいずれかとを選択的に連通させるべく、前記弁室内に回動自在に配在された弁体と、該弁体を回動させるためのアクチュエータとを備え、前記弁体が片持ち支持されていることを特徴としている。

より具体的には、複数個の流体入出ポートが形成された弁シート部を有する弁ハウジングと、前記弁シート部に接触しながら回動せしめられる弁体と、該弁体を回転駆動するアクチュエータとを備え、前記弁ハウジングに流体導入ポート及び／又は流体導出ポートが形成されるとともに、前記弁体内に、前記流体導入ポート又は流体導出ポートと前記複数個の流体入出ポートとを選択的に連通させるための通路が形成され、前記アクチュエータにより前記弁体を回動させて、前記流体導入ポート又は流体導出ポートと前記複数個の入出ポートのいずれかとを前記弁体内通路を介して選択的に連通させることにより流路の切り換えを行なうようにされ、前記弁体が片持ち支持されていることを特徴としている。

また、前記弁体は、好ましくはその回転軸線が前記弁ハウジングの中心から偏心した位置に配置される。

また、前記アクチュエータは、好ましくはその出力軸の回転軸線が前記弁ハウジングの中心から偏心した位置に配置される。

さらに、前記弁体は、その回転軸線が前記アクチュエータの出力軸の回転軸線から偏心した位置に配置される。

またこの場合、前記弁体の外周に外歯歯車が設けられ、前記アクチュエータの回転駆動力は前記外歯歯車に噛合する歯車を介して前記弁体に伝達されるようになっている。

さらに好ましくは、前記弁ハウジングに円筒状軸受部が設けられ、該円筒状軸受部の外周に前記弁体の一端又は両端が摺動回転自在に嵌挿されている。

この場合、さらに好ましくは、前記弁ハウジングは、上部体と下部体とこれらを連結すべく溶接接合された円筒状体とからなり、前記円筒状軸受部の上端部が前記上部体に固定されるとともに、前記弁体の上半部が前記円筒状軸受部の外周に回転自在に外挿され、かつ、前記下部体に凹部が設けられるとともに、前記弁体の下端部に、前記凹部に遊挿される下向き凸部が設けられ、前記凹部の内周面と前記下向き凸部の外周面との間に所定の隙間が形成されている。

前記弁ハウジングは、好ましくは、溶接により締結された複数の部材で構成される。

前記弁体は、好ましくは、側面視外形がＬ形ないしクランク状を呈している。

他の好ましい態様では、前記弁体における片持ち支持されていない側の端部に、前記弁体内通路から前記弁室内への流体漏れを防ぐべく、シール材が装着される。

他の好ましい態様では、前記弁体を前記弁シート側に付勢するばね部材が介装される。

他の好ましい態様では、前記アクチュエータ内に遊星歯車式減速機構が付設され、該遊星歯車式減速機構の出力軸の回転が前記弁体に伝達される。

他の好ましい態様では、前記弁体の回転軸線上に前記流体導入ポートが設けられる。

本発明に係る多方切換弁では、弁ハウジングに弁体を片持ち支持する構造を採用したので、弁ハウジングに弁体の一端のみを支持する軸受が配置されるだけで良く、これにより弁ハウジングの組立時に溶接によって上部体と下部体との間にゆがみ（軸芯のずれ）が生じても、弁体の切換動作に支障を来すことがないようにできる。

また、このように弁体を片持ち支持するようにしたので、弁ハウジングを構成する上部体と下部体の双方に弁体の軸受を設ける必要がなく、弁ハウジングの組立による２つの軸受の同軸度を考慮しなくて良い。このため該軸受を当該弁ハウジングの中心軸位置に設ける必要がなく、該中心軸位置から離れた位置（偏心した位置）に弁体を配置することができ、当該多方切換弁に設けられるべき流路のレイアウトの自由度が増す。またこれにより当該多方切換弁を小型化できると共に、組立加工コストの低減等も図ることができる。

さらに、弁体を駆動するアクチュエータも、弁ハウジングの中心軸位置から離れた位置（偏心した位置）に配置したので、当該多方切換弁に設けられるべき流路のレイアウトの自由度がさらに増し、当該多方切換弁を小型化できると共に、組立加工コストの低減等も図ることができる。

また、弁体の回転軸線が、アクチュエータの出力軸の回転軸線Ｏから側方に所定の距離だけ偏心せしめられるとともに、弁体の回転軸線Ｏ’上に流体導入ポートが設けられるので、弁シート部（の径）を弁体の回転半径の２倍近くもとる必要がなくなる。そのため、コンパクト化を図ることができるとともに、レイアウト自由度の向上、組立加工コストの低減等をも図ることができる。

本発明に係る多方切換弁の一実施形態を示す縦断面図。 図１に示される多方切換弁の平面図。 図１のＹ−Ｙ矢視線に従う断面図。 先に提案されている多方切換弁の一例を示す縦断面図。 図４のＸ−Ｘ矢視線に従う断面図。

以下、本発明の多方切換弁の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る多方切換弁の一実施形態を示す縦断面図、図２は、図１に示される多方切換弁の平面図、図３は、図１のＹ−Ｙ矢視線に従う断面図である。各図において、前述した図４、図５に示される多方切換弁１０’の各部に対応する部分には同一の符号を付してその説明を簡略にする。

図示例の多方切換弁１０も、図４、図５に示されるものと同様に、高圧流体導入ポート１１、第１流体入出ポート１２、第２流体入出ポート１３、及び低圧流体導出ポート１４を有する、ヒートポンプ装置に用いられるロータリー式の四方切換弁であり、流体として冷媒が用いられるもので、流路切換用アクチュエータとしてのステッピングモータ１５と、該ステッピングモータ１５により回動せしめられる弁体３０と、この弁体３０を回動可能に保持する弁ハウジング２０と、を備えている。弁体３０の回転軸線Ｏ’及びモータ１５の出力軸４５の回転軸線Ｏは、共に弁ハウジング２０の中心軸（図３の符号２０Ｃで示される円形の中心を通る紙面と垂直な線）から偏心した位置に配置されており、また弁体３０の回転軸線Ｏ’は、前記モータ１５の出力軸４５の回転軸線Ｏから側方に所定の距離Ｅaだけ偏心せしめられている。なお、前記モータ１５内には、遊星歯車式減速機構４０が付設され、モータ１５の出力軸４５（遊星歯車式減速機構４０の出力軸）の回転が平歯車列４１、４２、４３（後述）を介して前記弁体３０に伝達されるようになっている。この歯車列により、遊星歯車式減速機構４０の出力軸の回転がさらに減速されて前記弁体３０に伝達される。

弁ハウジング２０は、上部体２０Ａと底蓋状体（下部体）２０Ｂとこれらを連結すべくその端部が溶接接合された円筒状体２０Ｃとからなり、これら上部体２０Ａ、蓋状体２０Ｂ、及び円筒状体２０Ｃで円筒状の弁室２１が画成されている。上部体２０Ａの一側（図１の右側）には、縦孔２６が設けられ、この縦孔２６に装着されたスリーブ状の軸受部材２７により、前記出力軸４５に一体回転可能に連結された第１平歯車４１の軸部４１aが回転自在に支持されている。第１平歯車４１は、上部体２０Aに装着固定されたスプリングピン４９により支持された第２平歯車４２に噛合し、第２平歯車４３は、弁体３０の外周に設けられた第３平歯車４３に噛合している。

また、弁ハウジング２０の底蓋状体２０Ｂの一側上面は、弁シート部２５となっており、ここには、第１流体入出ポート１２、第２流体入出ポート１３、及び低圧流体導出ポート１４がほぼ９０度間隔で設けられている。一方、上部体２０Ａの他側（図１の左側）には、高圧流体導入ポート１１が設けられている。各ポート１１、１２、１３、１４には、導管（継手）８１、８２、８３、８４が連結されている。

前記上部体２０Ａにおける高圧流体導入ポート１１の下側には、有底円筒状の軸受部材３７の上端部３７ａが圧入・かしめ等により固定されており、この結果、該軸受部材３７は、弁ハウジング２０に片持ち支持されている。この円筒状軸受部材３７は、その上端部３７ａを除く上半分強が大径の軸受部３７ｂとされ、この軸受部３７ｂ下端から底部３７ｄにかけては小径部３７ｃとなっており、底部３７ｄには下向きに突出するばねガイド３７ｅが設けられ、その要所には透孔が形成されている。

一方、前記弁体３０は、下向き凸部３２を有する有底の円筒軸部３１と、該円筒軸部３１の下半分（弁室２１内に位置する部分）に外嵌固定された軸外部材３４とからなっていて、側面視外形がＬ形ないしクランク状を呈し、内部にその外形と概略相似する前記弁体内通路３５が設けられている。この弁体３０は、前記円筒状軸受部材３７を介して弁ハウジング２０に片持ち支持されている。具体的には、弁体３０の円筒軸部３１の上半部は、上部体２０Ａに設けられた前記軸受部材３７の外周に回転自在に外挿されており、また円筒軸部３１の下向き凸部３２は、円筒状軸受部材３７のばねガイド３７ｅの外周に回転自在に支持されている。前記底蓋状体２０Ｂには凹部２２が設けられるとともに、該凹部２２内に弁体３０の下端部に設けられた下向き凸部３２が配置され、前記凹部２２の内周面と前記下向き凸部３２の外周面との間に所定の隙間αが形成されている。また軸外部材３４の底面と弁シート部２５との間にも隙間βが形成されている。この隙間α及びβは、円筒状体２０Ｃを上部体２０Ａ及び底蓋状体２０Ｂに溶接を行った際に弁ハウジング２０にゆがみが生じても、下向き凸部３２及び凹部２２、あるいは軸外部材３４の下面及び弁シート部２５が接触しない程度に設定されている。前記弁体内通路３５は、円筒状軸受部材３７の内部３５ａ、軸受部材３７に形成された開口３５ｂ、前記小径部３７ｃと弁体３０の円筒軸部３１との間に形成された隙間３５ｃ、円筒軸部３１に形成された開口３５ｄ及び軸外部材３１に形成された開口３５ｅからなっている。

前記弁体３０における片持ち支持されていない側の端部、すなわち、弁体内通路３５の出口側端部には、弁体内通路３５から弁室２１内への流体漏れを防ぐべく、弁シート部２５に気密的に圧接するように、シール材としてのＯリング７４と角形リング７５とが装着されている。Ｏリング７４は、弁体内通路３５を流れる高圧流体により半径方向外方に押圧されて断面が円形から楕円状に変化するが、このＯリング７４の形状変化を利用して角形リング７５の一端面を弁シート部２５に押し付けてシール効果を得る構成となっている。

また、前記弁体内通路３５の出口側端部（角形リング７５）を弁シート部２５に押し付けるべく、円筒状軸受部材３７の底部３７ｄと弁体３０の下向き凸部３２の底部（ばねガイド３７ｅ内）との間には、前記弁体３０を下向きに付勢するコイルばね９２が縮装されている。

かかる構成を有する多方切換弁（四方切換弁）１０では、モータ１５の回転駆動力が遊星歯車式減速機構４０→第１平歯車（外歯歯車）４１、第２平歯車（外歯歯車）４２、第３平歯車（外歯歯車）４３からなる歯車列を介して弁体３０に伝達され、これにより弁体３０が回動せしめられて、弁体内通路３５の出口側端部（角形リング７５）が弁シート部２５の第１流体入出ポート１２の真上位置に達すると（図３）、高圧流体導入ポート１１と第１流体入出ポート１２とが弁体内通路３５を介して連通し、高温高圧の流体は、弁体内通路３５を介して第１流体入出ポート１２へと流れ、一方、第２流体入出ポート１３からの低温低圧の流体は、弁室２１を介して低温流体導出ポート１４へと流れる。

上記とは逆に、弁体内通路３５の出口側端部（角形リング７５）が弁シート部２５の第２流体入出ポート１３の真上位置に回動せしめられると、高圧流体導入ポート１１と第２流体入出ポート１３とが弁体内通路３５を介して連通し、高温高圧の流体は、弁体内通路３５を介して第２流体入出ポート１３へと流れ、一方、第１流体入出ポート１２からの低温低圧の流体は、弁室２１を介して低温流体導出ポート１４へと流れる。

このように本例の多方切換弁１０は、弁体３０を回動させることによって、弁体内通路３５及び弁室２１を介して第１流体入出ポート１２及び第２流体入出ポート１３のいずれかと高圧流体導入ポート１１及び低温流体導出ポート１４のいずれかとを選択的に連通させることにより、流路の切り換えを行うようになっている。

このような構成とされた本実施形態の多方切換弁１０においては、上部体２０Ａに片持ち支持された円筒状軸受部材３７に弁体３０が外挿されて、該弁体３０は該円筒状軸受部材３７を介して弁ハウジング２０に片持ち支持されているので、弁ハウジング２０の組立時に溶接によって上部体２０Ａと底蓋状体２０Ｂとの間にゆがみ（当該多方切換弁１０の中心軸に対する軸芯のずれ）が生じても、弁体３０の切換動作に支障を来すことがないようにできる。

また、弁体３０を片持ち支持構造としたので、弁ハウジング２０を構成する上部体２０Ａと下部体２０Ｂの双方に弁体の軸受を設ける必要がなく、弁ハウジング２０の組立による２つの軸受の同軸度を考慮しなくて良い。このため該軸受を当該弁ハウジング２０の中心軸位置に設ける必要がなく、該中心軸位置から離れた位置（偏心した位置）に弁体３０を配置することができ、当該多方切換弁に設けられるべき流路のレイアウトの自由度が増す。またこれにより当該多方切換弁を小型化できると共に、組立加工コストの低減等も図ることができる。

さらに、弁体を駆動するアクチュエータも、弁ハウジングの中心軸位置から離れた位置（偏心した位置）に配置したので、当該多方切換弁に設けられるべき流路のレイアウトの自由度がさらに増し、当該多方切換弁を小型化できると共に、組立加工コストの低減等も図ることができる。

また、流体導入ポート１１が設けられた弁体３０の回転軸線Ｏ’は、モータ１５の出力軸４５の回転軸線Ｏから側方に所定の距離Ｅaだけ偏心せしめられているので、図４、図５に示される多方切換弁１０’のように、弁シート部２５（の径）を弁体３０の回転半径の２倍近くもとる必要がなくなる。そのため、コンパクト化を図ることができるとともに、レイアウト自由度の向上、組立加工コストの低減等をも図ることができる。

さて、前述の説明においては、図１に示されるように底蓋状体２０Ｂに凹部２２が設けられ、該凹部２２内に弁体３０の下端部（下向き凸部３２）が配置されるものとした。このような構成により当該多方切換弁の高さ方向の寸法を短縮できる。しかし、本発明においては、底蓋状体２０Ｂに凹部２２を設けることなく、即ち下向き凸部３２の底面と軸外部材３４の底面とをほぼ面一として当該多方切換弁とを構成しても良いことは当然である。

また、前述の説明においては、図１に示されるように、円筒状軸受部材３７が弁ハウジング２０に片持ち支持され、弁体３０が前記円筒状軸受部材３７にその両端を支持されるものとした。このような構成により、円筒状軸受部材３７に対する弁体３０の支持が堅固に行われる。しかし、本発明はこのような構成に限定されることはなく、例えば円筒状軸受部材３７のばねガイド３７ｅと弁体３０の下向き凸部３２内壁との摺接構造を採用せずに、弁体３０を円筒状軸受部材３７に対して上部体２０Ａ側のみの支持とする片持ち支持構造とすることも可能である。さらにまた、円筒状軸受部材３７を配置することなく、弁体３０（円筒軸部３１）の上側部分を上部体２０Ａに設けられた軸受に挿入し、該弁体３０を直接弁ハウジング２０で片持ち支持することも可能である。

また、平歯車列４１、４２、４３により、遊星歯車式減速機構４０の出力軸の回転がさらに減速されて前記弁体３０に伝達されるものとして説明したが、その減速比は当該多方切換弁の用途に応じて適宜設定することが出来、また遊星歯車式減速機構４０の出力軸の回転を減速させることなくそのまま弁体３０に伝達する（前記出力軸の回転数と弁体３０の回転数を同じにする）ことも可能である。さらにまた、遊星歯車式減速機構４０を用いずに、ステッピングモータ１５の回転軸（ロータ１６の回転軸）に直接前記歯車列の一端（歯車４１）を連結するようにしても良いことは言うまでもない。

さらにまた、前述の説明においては、図１に示されるように、弁ハウジング２０は、上部体２０Ａと底蓋状体２０Ｂと円筒状体２０Ｃとを用い、これらを溶接して構成するものとしたが、本発明はこれに限定されることはなく、上部体２０Ａ又は底蓋状体２０Ｂに上記円筒状体２０Ｃを一体的に構成（例えば一体成型）し、該円筒状体の端部を底蓋状体２０Ｂ又は上部体２０Ａに溶接するようにしても良く、また弁ハウジングの構成はこれ以外の如何なるものであっても良い。

さらにまた、弁体３０を弁ハウジング２０に対して片持ち支持する構成にすることにより該弁体を当該弁ハウジングの中心軸芯から偏心させることが出来るから、弁ハウジングは必ずしも溶接により構成される必要はなく、シール材とねじ等の締結手段を用いて連結しても良い。

さらにまた、図１ないし図３より明らかなように、当該多方切換弁のアクチュエータ（ステッピングモータ１５）は、弁体３０の揺動範囲内に配置されているが、本発明はこれのみに限定されることはなく、当該多方切換弁のレイアウトを考慮して、前記揺動範囲を外れたいかなる位置に配置されても良い。

さらにまた、低圧流体導出ポート１４は弁ハウジング２０の側面に設けられても良い。

さらにまた、流体入出ポートは２つ設けられるものとしたが、これを３つ以上として、前記弁体３０の回動により高圧流体導入ポートをそれぞれの入出ポートに選択的に導通させるような構成をとることも可能である。

１０ 多方切換弁（四方切換弁）
１１ 高圧流体導入ポート
１２ 第１流体入出ポート
１３ 第２流体入出ポート
１４ 低圧流体導出ポート
１５ モータ（アクチュエータ）
２０ 弁ハウジング
２０Ａ 上部体
２０Ｂ 底蓋状体
２０Ｃ 円筒状体
３０ 弁体
３５ 弁体内通路
３７ 円筒状軸受部材
４０ 遊星歯車式減速機構
４１、４２、４３ 平歯車（外歯歯車）

Claims (14)

1. 弁室、並びに該弁室に連なる少なくとも３個のポートが設けられた弁ハウジングと、前記ポートのうちの一つと残りの複数個のポートのうちのいずれかとを選択的に連通させるべく、前記弁室内に回動自在に配在された弁体と、該弁体を回動させるためのアクチュエータとを備えた多方切換弁であって、
   前記弁体が片持ち支持されていることを特徴とする多方切換弁。
2. 複数個の流体入出ポートが形成された弁シート部を有する弁ハウジングと、前記弁シート部に接触しながら回動せしめられる弁体と、該弁体を回転駆動するアクチュエータとを備え、前記弁ハウジングに流体導入ポート及び／又は流体導出ポートが形成されるとともに、前記弁体内に、前記流体導入ポート又は流体導出ポートと前記複数個の流体入出ポートとを選択的に連通させるための通路が形成され、前記アクチュエータにより前記弁体を回動させて、前記流体導入ポート又は流体導出ポートと前記複数個の入出ポートのいずれかとを前記弁体内通路を介して選択的に連通させることにより流路の切り換えを行なうようにされた多方切換弁であって、
   前記弁体が片持ち支持されていることを特徴とする多方切換弁。
3. 前記弁体は、その回転軸線が前記弁ハウジングの中心から偏心した位置に配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の多方切換弁。
4. 前記アクチュエータは、その出力軸の回転軸線が前記弁ハウジングの中心から偏心した位置に配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の多方切換弁。
5. 前記弁体は、その回転軸線が前記アクチュエータの出力軸の回転軸線から偏心した位置に配置されていることを特徴とする請求項３又は４記載の多方切換弁。
6. 前記弁体の外周に外歯歯車が設けられ、前記アクチュエータの回転駆動力は前記外歯歯車に噛合する歯車を介して前記弁体に伝達されるようになっていることを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載の多方切換弁。
7. 前記弁ハウジングに円筒状軸受部が設けられ、該円筒状軸受部の外周に前記弁体の一端又は両端が摺動回転自在に嵌挿されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の流路切換弁。
8. 前記弁ハウジングは、上部体と下部体とこれらを連結すべく溶接接合された円筒状体とからなり、前記円筒状軸受部の上端部が前記上部体に固定されるとともに、前記弁体の上半部が前記円筒状軸受部の外周に回転自在に外挿され、かつ、前記下部体に凹部が設けられるとともに、前記弁体の下端部に、前記凹部に遊挿される下向き凸部が設けられ、前記凹部の内周面と前記下向き凸部の外周面との間に所定の隙間が形成されていることを特徴とする請求項７に記載の多方切換弁。
9. 前記弁ハウジングは、溶接により締結された複数の部材で構成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の多方切換弁。
10. 前記弁体は、側面視外形がＬ形ないしクランク状を呈していることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の多方切換弁。
11. 前記弁体における片持ち支持されていない側の端部に、前記弁体内通路から前記弁室内への流体漏れを防ぐべく、シール材が装着されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の流路切換弁。
12. 前記弁体を前記弁シート側に付勢するばね部材が介装されていることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の流路切換弁。
13. 前記アクチュエータ内に遊星歯車式減速機構が付設され、該遊星歯車式減速機構の出力軸の回転が前記弁体に伝達されるようになっていることを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の多方切換弁。
14. 前記弁体の回転軸線上に前記流体導入ポートが設けられていることを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載の多方切換弁。

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