JP2019213273A - モータ及びバルブ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マグネットの磁極の位置とロータ本体と一体に回転する一体回転部の回転位置（例えばピニオンの歯の位置）との相対位置について、各ロータ毎にバラツキが出ることを抑制すること。【解決手段】モータ１は、マグネット３がロータ本体５の外周に固定され、ロータ本体５に一体回転部１２が組み付けられているロータ７と、ロータ７を回転可能に支持する支軸９と、備え、マグネット３は、ロータ本体５をマグネット３に固定する際の位置決め用目印８５を有し、一体回転部１２とロータ本体５は、設定された相対配置で組付け可能に構成されている。【選択図】図７

Description

本発明は、モータに関し、詳しくは、ロータを支軸に回転可能に支持するモータ、更に該モータを備えたバルブ駆動装置に関するものである。

この種のモータとして、特許文献１に記載されているモータが挙げられる。このモータは、円筒形状のマグネットの内周にロータ本体が固定され、前記ロータ本体にピニオンが組付けられているロータと、前記ロータを回転可能に支持する支軸とを備える。前記ロータは、通常、周方向にＮ極とＳ極が交互に着磁された前記マグネットに樹脂材よりなる前記ロータ本体をインサート成形して固定し、そのロータ本体に前記ピニオンを嵌め込んで固定することで製造される。

特許第５６１５９９３号公報

モータのロータは、円筒形状の着磁前基材（フェライト材等）にＮ極とＳ極を周方向に交互の配置になるように着磁してマグネットを作る際に各磁極の着磁位置について誤差（製造時の誤差）が出る。次に、各磁極が着磁されたマグネットに前記ロータ本体をインサート成形で固定する際にも誤差（製造時の誤差）が出る。更に、前記マグネットに固定された状態の前記ロータ本体に前記ピニオンを嵌め込んで組付けるが、その組付けの際にも誤差（組付け時の誤差）が出る。
従来は、上記誤差の内、製造時の誤差は考慮されている。しかし、組み付け時の誤差については考慮されていない。
その結果、前記「製造時の誤差」と「組み付け時の誤差」が組み合わさることよる位置ずれについて従来は考慮されていない。
そのため、前記マグネットの磁極の位置と前記ピニオンの歯の相対位置は、各ロータ毎にバラツキが出る問題がある。
例えば冷蔵庫の冷媒バルブ等の流路切り換え用の弁体を回転するために用いられるモータは、前記ロータの回転量に対する前記ピニオンの歯の位置を高精度で合わせることが必要となる場合がある。このような用途の場合に、従来のロータを有するモータでは対応するのが難しい。

本発明の目的は、マグネットの磁極の位置とロータ本体と一体に回転する一体回転部の回転位置（例えばピニオンの歯の位置）との相対位置について、各ロータ毎にバラツキが出ることを抑制することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係るモータは、マグネットがロータ本体の外周に固定され、前記ロータ本体に一体回転部が組付けられているロータと、前記ロータを回転可能に支持する支軸と、を備え、前記マグネットは、前記ロータ本体を該マグネットに固定する際の位置決め用目印を有し、前記一体回転部と前記ロータ本体は、設定された相対配置で組付け可能に構成されていることを特徴とする。

ここで、「設定された相対配置で組付け可能」とは、前記一体回転部と前記ロータ本体は、両者の相対配置が自由な配置で組付けることはできず、少なくとも一つの限られた相対配置で組付けできることを意味する。

本態様によれば、前記マグネットは、前記ロータ本体を該マグネットに固定する際の位置決め用目印を有しているので、この位置決め用目印を基準位置として、円筒形状の着磁前基材にＮ極とＳ極を周方向に交互の配置になるように着磁して作ることで、前記位置決め用目印という一つの基準位置に対して各磁極を配置させることが可能となる。これにより、各磁極の着磁位置のバラツキを低減することができる。
そして、各磁極が着磁されたマグネットに対してロータ本体をインサート成形等によって一体化して固定することで、前記マグネットの磁極の位置に対する当該ロータ本体の位置を、前記位置決め用目印という一つの基準位置に対して配置させることが可能となる。
更に、ピニオン等の前記一体回転部と前記ロータ本体は、設定された相対配置で組付け可能に構成されているので、該一体回転部は前記ロータ本体部を介して前記マグネットの磁極の位置に対する当該一体回転部の位置を、前記位置決め用目印という一つの基準位置に対して配置させることが可能となる。
従って、前記「製造時の誤差」と「組み付け時の誤差」が組み合わさることによる位置ずれを抑制することができる。即ち、前記マグネットの磁極の位置と前記一体回転部、例えばピニオンの歯等との相対位置について、各ロータ毎にバラツキが出ることを抑制することができる。

本発明に係る上記モータにおいて、前記ロータ本体は、前記マグネットにインサート成形で固定されていることを特徴とする。

ロータ本体がマグネットにインサート成形で固定されている構造のロータを備えるモータに効果的に適用することができる。

本発明に係る上記モータにおいて、前記位置決め用目印は前記マグネットに形成された切欠きであることを特徴とする。

本態様によれば、前記位置決め用目印は切欠きという機械的な構造のものであるので、目印として使いやすい。

本発明に係る上記モータにおいて、前記位置決め用目印は、前記マグネットの周方向において磁極の切り替わる位置に設けられていることを特徴とする。

一つの磁極の位置に前記切欠きを設けると、仮にその切欠きから少しの割れが発生した場合に、同極同士の反発力が発生してマグネットが破損しやすくなる問題がある。しかし、本態様によれば、前記位置決め用目印は、前記マグネットの周方向において磁極の切り替わる位置に設けられているので、前記問題が生じる虞は少ない。

本発明に係る上記モータにおいて、前記一体回転部と前記ロータ本体は、凹部と凸部の嵌め込みで固定されていることを特徴とする。

本態様によれば、前記一体回転部と前記ロータ本体は、凹凸の嵌め込みで固定されているので、固定構造がシンプルである。

本発明に係る上記モータにおいて、前記ロータ本体に凹部が形成され、前記一体回転部に凸部が形成されていることを特徴とする。

本態様によれば、前記ロータ本体に凹部が形成され、前記一体回転部に凸部が形成されているので、固定構造がシンプルである。

本発明に係る上記モータにおいて、前記凹部及び前記凸部はそれぞれ複数形成され、複数の前記凹部の内の一つの凹部が他の凹部と形状を異にし、複数の前記凸部の内の一つの凸部が他の凸部と形状を異にし、前記一体回転部と前記ロータ本体は、前記一つの凹部と前記一つの凸部が互いに嵌り合う相対配置で組付け可能であることを特徴とする。

本態様によれば、前記一体回転部と前記ロータ本体が設定された相対配置で組付け可能となる構造を容易に実現することができる。

本発明に係る上記モータにおいて、前記凹部及び前記凸部はそれぞれ複数形成され、複数の前記凹部の内の一組の周方向における間隔が他の間隔と長さを異にし、複数の前記凸部の内の一組の周方向における間隔が他の間隔と長さを異にし、前記一体回転部と前記ロータ本体は、前記長さの異なる間隔を挟んで存在する一組の凹部と前記一組の凸部が互いに嵌り合う相対配置で組付け可能である、ことを特徴とする。

本態様によれば、前記態様と同様、前記一体回転部と前記ロータ本体が設定された相対配置で組付け可能となる構造を容易に実現することができる。また、前記態様と組み合わせた場合には、前記設定された相対配置での前記一体回転部と前記ロータ本体との組付けが一層確実になる。

本発明に係る上記モータにおいて、前記一体回転部はピニオンを備える動力出力部材であり、該ピニオンの歯が存在する面と干渉しない部位に凸部を少なくとも一つ備えていることを特徴とする。

本態様によれば、前記一体回転部はピニオンを備える動力出力部材であり、該ピニオンの歯が存在する面と干渉しない部位に当接用凸部を少なくとも一つ備えている。この構造では前記当接用凸部も前記ピニオンの歯と同様に前記磁極に対する前記組み付け時の誤差が出るが、本態様によれば、前記位置決め用目印という一つの基準位置に対して前記当接用凸部を配置させることが可能となる。これにより、前記当接用凸部を有する一体回転部とロータ本体間の組付け時の誤差を低減することができる。

本発明に係るバルブ駆動装置は、流体入口、流体出口および弁座面を備え、前記弁座面で前記流体入口および前記流体出口のうちの少なくとも一方の口が開口する基台と、前記弁座面との間に前記流体入口および前記流体出口が連通するバルブ室を区画しているカバーと、前記バルブ室内に回転可能に配置され、前記弁座面と摺動する接触面を備え、回転することで前記流体の流路の切り換えが行われる弁体と、前記弁座面と直交する軸線回りに前記弁体を回転させる弁体駆動機構と、を備えるバルブ駆動装置であって、前記弁体駆動機構は、上記態様に記載されているモータを動力源として前記弁体を回転させることを特徴とする。

本態様によれば、流体の流量を調整する弁体駆動機構を備えるバルブ駆動装置において、上記いずれか一つの態様のモータを前記弁体駆動機構の動力源として前記弁体を回転させることで、前記各態様の効果を得ることができる。

本発明に係る上記バルブ駆動装置において、モータの前記支軸は、一端部が前記基台に回転不能に固定され、前記支軸の前記一端側であって、前記基台と前記ロータ本体との間にピニオンを備える動力出力部材が配置され、前記ピニオンと噛み合う減速歯車を介して、前記弁体が回転するように構成されていることを特徴とする。

本態様によれば、前記ピニオンと噛み合う減速歯車を介して、前記弁体が回転するように構成されている。これにより、減速歯車によりモータの回転を減速して伝達することが可能になる。

本発明によれば、マグネットの磁極の位置とロータ本体と一体に回転する一体回転部の回転位置（例えばピニオンの歯の位置）との相対位置について、各ロータ毎にバラツキが出ることを抑制することができるモータ及びそれを備えるバルブ駆動装置を提供することができる。

本発明の実施形態を示す図で、バルブ駆動装置の外観を表す斜視図。 本発明の実施形態を示す図で、バルブ駆動装置の内部構造を表す分解斜視図。 本発明の実施形態を示す図で、バルブ駆動装置を一部破断して表す斜視図。 本発明の実施形態を示す図で、モータとバルブ駆動装置を表す側断面図。 本発明の実施形態を示す図で、第２軸受部材を表す斜視図。 本発明の実施形態を示す図で、マグネットとロータ本体が組み付けられたロータを表す下面を上にした状態の斜視図。 本発明の実施形態を示す図で、ロータに一体回転部を組付ける状態を表す斜め下方からの分解斜視図。 本発明の実施形態を示す図で、ロータに一体回転部を組付けた状態を表す平面図。 本発明の実施形態の変形例を示す図で、ロータに一体回転部を組付けた状態を表す平面図。 本発明の実施形態を示す図で、ロータと一体回転部と弁体駆動機構を組付けた状態を表す斜め下方からの斜視図。 本発明の実施形態を示す図で、ロータに組み付けられたステータの外観を表す斜視図。 本発明の実施形態を示す図で、マグネットとステータコアと位置決め用目印の位置関係を表す平面図。 本発明の実施形態を示す図で、バルブ駆動装置を表すカバーを取り外した状態の斜視図。 本発明の実施形態を示す図で、弁体駆動機構を表す分解斜視図。 本発明の実施形態を示す図で、基台と弁体の位置関係を表す斜視図。 本発明の実施形態を示す図で、弁体を表す底面側からの斜視図。 本発明の実施形態を示す図で、弁体の回転角度（ｓｔｅｐ数）と弁体の開閉動作の関係を表すグラフ。 本発明の実施形態を示す図で、弁体が原点位置から図１６の各ステップ回転した状態の弁体と弁座面の位置関係を表す平断面図。

以下、本発明の実施形態に係るモータ及びバルブ駆動装置を、図１〜図７、図８Ａ〜図８Ｂ、図９〜図１６、図１７に表す実施形態を例にとって、これらの図面に基づいて詳細に説明する。
尚、以下の説明では最初に図１〜図８Ｂに基づいて本実施形態のモータの概略の構成と、該モータを備える本実施形態のバルブ駆動装置の概略の構成について説明する。
次に、図３〜図１１に基づいて本実施形態のモータの具体的構成と、その作用、効果について説明する。

次に、図１〜図４に及び図１２〜図１５に基づいて本実施形態のバルブ駆動装置の具体的構成について説明し、続いて図１６〜図１７に基づいて本実施形態のバルブ駆動装置の作動態様を、弁体の回転角度（ｓｔｅｐ数）と弁体の開閉動作の関係を中心に説明し、その後、本実施形態のバルブ駆動装置の作用、効果に言及する。
最後に、このようにして構成される本実施形態とは部分的構成を異にする本発明の他の実施形態について簡単に説明する。

（１）モータの概略の構成（図１〜図８Ｂ参照）
本発明の実施形態に係るモータ１は、マグネット３がロータ本体５の外周に固定され、ロータ本体５に一体回転部１２が組付けられているロータ７と、ロータ７を回転可能に支持する支軸９と、を備える。
そして、マグネット３は、ロータ本体５をマグネット３に固定する際の位置決め用目印８５を有しており、一体回転部１２とロータ本体５は、設定された相対配置で組付け可能に構成されている。
ここで、「設定された相対配置で組付け可能」とは、一体回転部１２とロータ本体５は、両者の相対配置が自由な配置で組付けることができず、少なくとも一つの限られた相対配置で組付けることができることを意味する。具体的には、一体回転部１２とロータ本体５は、周方向Ｒには相対位置を変化させることができず、設定された一義的に定まる相対配置でのみ組み付けることができることを意味している。

また、図示のモータ１では、一体回転部１１は、ロータ７の支軸９の長手方向Ｚにおける一端Ａ側において支軸９に対して一例としてクリアランスを有する状態で摺動可能に設けられている第１軸受部１１の下方に位置している。
また、ロータ７の支軸９の長手方向Ｚにおける他端Ｂ側には、支軸９に対して弾性的に押し付けられた状態で摺動可能に接触する一例として弾性軸受部１５を備えた第２軸受部１３が設けられている。

また、第１軸受部１１と第２軸受部１３を介してロータ７が取り付けられた支軸９は、一端Ａ側がモータ１の一例として円板状の基台２に対して回転不能な状態（固定状態）で固定されている。一方、支軸９の他端Ｂ側は、基台２の周縁部から図３及び図４中、上方に立ち上げられているカバー４の天板に形成さられている凹部４ａに嵌まって回転方向Ｒに非固定な状態で取り付けられている。

また、カバー４を挟んでロータ７の外周には、ステータコア１８とコイル１９を備えたステータ１７が配置されている。ステータ１７の外方には、ステータ１７の上面の一部と外周面を覆うハウジング２１が一例として設けられている。
また、本実施形態では、一体回転部１２は、図３及び図４中において上方の位置に、ロータ本体５に設けた係合凹部６に係合する凸部２３が設けられており、これら係合凹部６と凸部２３を備える凹凸の嵌め込み構造２２によってロータ本体５と一体回転部１２の相対配置が一義的に定まって両者が一体になって支軸９を回転中心として回転するように構成されている。
更に、一体回転部１２は、図３及び図４中において下方の位置に、モータ１によって生起された回転動を外部に出力する動力出力部材の主要な構成であるピニオン２５が一体に設けられている。

（２）バルブ駆動装置の概略の構成（図１〜図４参照）
本実施形態に係るバルブ駆動装置３１は、流体入口３３、流体出口３５および弁座面３７を有する弁座３６を備え、弁座面３７で流体入口３３および流体出口３５のうちの少なくとも一方の口が開口する基台２と、弁座面３７との間に流体入口３３および流体出口３５が連通するバルブ室２７を区画しているカバー４と、バルブ室２７内に回転可能に配置され、弁座面３７と摺動する接触面３９を備える。更に、回転することで流体Ｓの流路の切り換えが行われる弁体３８と、弁座面３７と直交する軸線Ｌ１（図４、図９、図１３、図１４）の回りに弁体３８を回転させる弁体駆動機構４１と、を備えている。
そして、弁体駆動機構４１は、その動力源として前述したロータ７、支軸９及び一体回転部１２を備える本実施形態に係るモータ１を使用している。

また、本実施形態では、基台２の中心からモータ１の支軸９が立ち上げられており、支軸９の外方領域に流体入口３３と、弁座３６を取り付けるための開口２９と、が形成されている。
開口２９に取り付けられる弁座３６には、第１流体出口３５Ａと、第２流体出口３５Ｂと、の二つの流体出口３５が形成されている。そして、流体入口３３、第１流体出口３５Ａおよび第２流体出口３５Ｂには、図３及び図４に表したように、下方に延びる一本の流入管４３と二本の流出管４５Ａ、４５Ｂがそれぞれ接続されている。

（３）モータの具体的構成（図３〜図１１参照）
本実施形態では、モータ１は一例としてステッピングモータによって構成されている。モータ１の第２軸受部１３は、図示のように上部に、水平方向に張り出すフランジ部４７が形成された一例として円筒状の本体部４６と、弾性軸受部１５と、を備えている。弾性軸受部１５は、本体部４６の中心には、所定深さの凹部４８が形成されている。そして、凹部４８の底面から支軸９の長手方向Ｚで且つ一体回転部１２から離れる方向（図３、図４中、上方）に、一例として３つの弾性アーム部４９が延設されることで弾性軸受部１５が構成されている。
弾性アーム部４９は、支軸９の軸線Ｌを中心とする円弧状に湾曲した板材によって構成されており、該板材の幅寸法と厚みは一例として凹部４８の底面に接続される基部側で幾分大きく、支軸９に対して摺動可能に接触するアーム先端側の接触部５１で幾分小さくなるように形成されている。

また、３つの弾性アーム部４９の先端の接触部５１の内面の径は、支軸９が挿入される前の状態では、支軸９の外径よりも幾分小さめに形成されている。これにより、３つの弾性アーム部４９は、支軸９が３つの弾性アーム部４９で囲われる内側に挿入されると支軸９の外径に接触部５１が接触するため、該外径に倣って外側に撓み変形し、この撓み変形の反力によって接触部５１が支軸９に対して押し付けられるように構成されている。
また、３つの弾性アーム部４９は、支軸９の周方向に等分割されて位置しており、本実施形態では、周方向に角度が１２０°間隔で三分割されて設けられている。

また、本体部４６のフランジ部４７の上面には、凹部４８の周面に沿って上方に立ち上げられ、３つの弾性アーム部４９を外方から囲う囲い部５３が備えられている。
そして、本実施形態では、弾性アーム部４９の延設の方向を高さ方向としたときの弾性アーム部４９のアーム先端位置の高さＨ１が囲い部５３の高さＨ２よりも低くなるように形成されている。

また、本実施形態では、ロータ本体５は、マグネット３に対して一例としてインサート成形により一体成形されている。
また、本実施形態では位置決め用目印８５は、マグネット３に形成された切欠き８６によって構成されている。具体的にはマグネット３の下面（一端Ａ側の端面）の１８０°対向する位置に設けられる２つのＵ字形の溝部によって形成される切欠き８６によって位置決め用目印８５は構成されている。

また、本実施形態では、位置決め用目印８５は、図１１に表したように、マグネット３の周方向Ｒにおいて磁極の切り替わる位置に設けられている。具体的には、マグネット３の周方向Ｒにおいて４つずつ、Ｎ極８７と、Ｓ極８９が交互に配置されている場合に、図中上部のＤ点で示すＮ極８７とＳ極８９の境界位置と、図中下部のＥ点で示すＳ極８９とＮ極８７の境界位置と、の２ケ所に切欠き８６によって構成されている位置決め用目印８５が形成されている。
尚、図１１中、１８ａ〜１８ｄで示すステータコアは、図１０中のステータコア１８ａ〜１８ｄに対応している。

また、本実施形態では係合凹部６と凸部２３は、それぞれ複数形式されている。複数の係合凹部６の内の一つの係合凹部６ａが他の係合凹部６ｂ、６ｃと形状を異にし、複数の凸部２３の内の一つの凸部２３ａが他の凸部２３ｂ、２３ｃと形状を異にし、一体回転部１２とロータ本体５は、前記一つの係合凹部６ａと一つの凸部２３ａが互いに嵌り合う相対配置で組付けることが可能に構成されている。
具体的には、図８Ａに表すように３つの係合凹部６ａ、６ｂ、６ｃと、３つの凸部２３ａ、２３ｂ、２３ｃと、が周方向Ｒに等間隔で設けられており、このうち一組の係合凹部６ａと凸部２３ａの周方向Ｒの長さを表す角度θ１が１００°、残りの二組の係合凹部６ｂと凸部２３ｂ及び係合凹部６ｃと凸部２３ｃの周方向Ｒの長さを表す角度θ２、θ３がそれぞれ８５°に設定されている。
このような係合凹部６と凸部２３を採用することによって一体回転部１２とロータ本体５の周方向Ｒにおける相対配置が一義的に定まる。

また、図８Ｂの変形例に表すように、係合凹部６と凸部２３をそれぞれ３つずつ形成し、これらの形状をすべて同じにするが、３組の係合凹部６と凸部２３の内の一組の周方向Ｒにおける間隔９１ａを他の間隔９１ｂ、９１ｃと長さを異にすることで、一体回転部１２とロータ本体部５の周方向Ｒの相対配置を一義的に定めることも可能である。
因みに、図８Ｂでは、前記一組の間隔９１ａの周方向Ｒの長さを表す角度がα１、残りの二組の間隔９１ｂ、９１ｃの周方向Ｒの長さを表す角度がα２、α３であり、それぞれの関係はα１≠α２＝α３になっている。

また、本実施形態では、図３、図４に表したように、第２軸受部１３とカバー４の天板の内面との間に一例として板バネ様のバネ座金によって構成される弾性部材５５が縮設されている。
そして、図５に表したように、第２軸受部１３の囲い部５３の上面が、弾性部材５５が当接する受部５７になっている。そして、この受け部５７によって弾性部材５５が有する一端Ａ側への付勢力を受け、以って第２軸受部１３の上方への脱落や移動を規制するように構成されている。

また、３つの弾性アーム部４９の先端の接触部５１における内面の曲率半径は、接触する支軸９の外径の曲率半径とほぼ同じになるように設定されている。これにより、弾性軸受部１５は支軸９に対して面接触するように構成されている。
また、本実施形態では、第２軸受部１３は、ロータ本体５と別体の部材によって形成されており、ロータ本体５に係合されて一体に回転するように構成されている。即ち、第２軸受部１３の本体部４６をロータ本体５に形成された凹部８に挿入して両者を係合させることで、第２軸受部１３がロータ本体５と一体になって回転するように構成されている。
また、一体回転部１２も、ロータ本体５と別体の部材によって形成されている。上記したように、一体回転部１２の凸部２３を凹凸の嵌め込み構造２２の他の構成部材であるロータ本体５に形成された係合凹部６に挿入して両者を係合させることで、一体回転部１２がロータ本体５と一体になって回転するように構成されている。

また、本実施形態では、図５に表したように、ロータ本体５の凹部８の内周面には、係合される第２軸受部１３の本体部４６の外周面に圧接状態で接触することで第２軸受部１３を保持して、第２軸受部１３のロータ本体５に対する位置を決める（固定された状態にする）複数の凸部５９が周方向に間隔をあけて設けられている。
更に、本実施形態ではロータ本体５の支軸９の外周面と対向する部分であって第１軸受部１１と第２軸受部１３の間の領域には、支軸９と接触しないように第１軸受部１１の内径よりも内径が大径に形成される逃げ部６１が設けられている。

そして、このようにして構成される本実施形態に係るモータ１によれば、位置決め用目印８５である切欠き８６が形成されているマグネット３の位置を基準位置として、マグネット３とロータ本体５をインサート成形等により一体化して固定することができる。これにより、円筒形状の着磁前基材に対してＮ極８７とＳ極８９を周方向Ｒに交互に配置する着磁の段階と、マグネット３とロータ本体５をインサート成形等により一体化する段階と、で発生するマグネット３の磁極（Ｎ極８７とＳ極８９）の位置とロータ本体５の周方向Ｒにおける製造時の位置ずれを低減することが可能である。
また、一体回転部１２とロータ本体５に設けた凹凸の嵌め込み構造２２の採用によって、一体回転部１２とロータ本体５は、設定された相対配置で組付け可能になっているので、一体回転部１２はロータ本体５を介してマグネット３の磁極（Ｎ極８７とＳ極８９）の位置に対する一体回転部１２の位置を、位置決め用目印８５（切欠き８６）という一つの基準位置に対して配置させることが可能となる。即ち、一体回転部１２とロータ本体５の周方向Ｒの位置ずれを小さくし、組付け時の誤差を小さくして、モータ１の正確な回転を安定して継続することが可能になる。

（４）バルブ駆動装置の具体的構成（図１〜図４及び図１２〜図１５参照）
本実施形態に係るバルブ駆動装置３１は、例えば冷蔵庫の庫内冷却用の冷媒（流体）Ｓの供給量を調節するために使用される。図１に表したように、バルブ駆動装置３１は、モータ１、基台２、カバー４、弁座３６、弁体３８及び弁体駆動機構４１が収容されているバルブ本体６３と、バルブ本体６３から平行に延びる一本の流入管４３と、二本の流出管４５Ａ、４５Ｂと、を有している。
また、バルブ本体６３には、外部に設けられる制御装置との電気的な接続を確保するための図示しないコネクタと、バルブ駆動装置３１を冷蔵庫内等に取り付けるための取付けプレート６５と、が備えられている。

バルブ本体６３の内部には、前述したように一例として円板状の基台２と、基台２を覆い、下部で径が大きく上部で径の小さな段付きカップ状で一例として非磁性材料（例えばステンレス鋼製）のカバー４が設けられている。また、基台２とカバー４によって密閉された内部空間がバルブ室２７になっている。また、基台２には開口２９が形成されており、この開口２９を利用して弁座３６が取り付けられている。
また、基台２の外周縁には環状の段部６７が形成されていて、この段部６７にカバー４の開口した底部外周縁に形成されているフランジ部４ｂが係合して取り付けられるように構成されている。

弁座３６は、一例として上部が小径、下部が大径の段付きの円板状の部材で、弁座３６には支軸９の長手方向Ｚに貫通する二つの流体出口３５Ａ、３５Ｂが形成されている。
また、弁座３６の平坦な上面は弁座面３７になっており、流体出口３５Ａ、３５Ｂに対して下方から二本の流出管４５Ａ、４５Ｂがそれぞれ取り付けられている。

また、弁座３６の中心には、弁座面３７と交差する支軸９の長手方向Ｚに平行に延びる取付け軸６９が立ち上げられている。取り付け軸６９の上端部は、バルブ室２７内に配置される図示しない支持プレートによって一例として支持されている。尚、取付け軸６９の軸線Ｌ１は、支軸９の軸線Ｌと平行で一定距離オフセットされた基台２の外周寄りの位置に設けられている。
取付け軸６９には、円板状の弁体３８が回転可能な状態で取付けられている。この弁体３８は、取付け軸６９の軸線Ｌ１回りに回転可能な状態で弁座面３７上に載置されている。

弁体３８は、図１４及び図１５に表したように、上部と下部で異なる断面形状を有しており、上部の断面形状は円形、下部の断面形状は円形の一部（例えば１６０°位の範囲）を切除した扇形に形成されている。
また、扇形に形成された弁体３８の底面が弁座面３７と接触する接触面３９になっており、この扇形部分が当該弁体３８の閉領域Ｃ、残りの切除された部分が開領域Ｏになっている。この他、弁体３８の閉領域Ｃには、冷媒Ｓの流量を微調整するための絞り孔７１が形成されている。

弁体駆動機構４１は、駆動源としてモータ１を使用しており、該モータ１の支軸９の一端Ａ側において、一体回転部１２に一体に設けられているピニオン２５と、ピニオン２５と噛み合う減速歯車７３と、更に弁体３８と、を備えることによって一例として構成されている。
尚、減速歯車７３は、ピニオン２５よりも大径で歯数が多く形成されており、これにより出力歯車７３とピニオン２５は減速機構を構成している。

また、図１３に表したように、本実施形態では、弁体３８が原点に復帰する時に生じる衝撃音を小さくするための機構としてロータ脱調抑制機構７５が設けられている。そして、このロータ脱調抑制機構７５は、減速歯車７３に設けられ回動軸Ｌ２を中心に回動するレバー７７と、ピニオン２５の上部において支軸９の長手方向Ｚと平行に延びる一例として４つの当接用凸部７９と、常時レバー７７をピニオン２５側に圧接するように付勢する一例として捩じりコイルバネによって構成される付勢バネ８１と、を備えることによって一例として構成されている。

一体回転部１２はピニオン２５を備える動力出力部材であり、ピニオン２５の歯が存在する面と干渉しない部位に当接用凸部７９を上記の通り一つ以上備えている。この構造では当接用凸部７９もピニオン２５の歯と同様に磁極（Ｎ極８７とＳ極８９）に対する前記組み付け時の誤差が出るが、本実施形態によれば、位置決め用目印８５という一つの基準位置に対して当接用凸部７９を配置させることが可能となる。これにより、当接用凸部７９を有する一体回転部１２とロータ本体５間の組付け時の誤差を低減することができる。

さらに、レバー７７が取り付けられる部位の減速歯車７３には欠歯部８３が形成されていて、この欠歯部８３とピニオン２５が対向したときに、ピニオン２５が空転して減速歯車７３に回転が伝達されないように構成されている。即ち、ロータ７と一体にピニオンが回転を継続しても、この回転は前記欠歯部８３の存在によって空転となり、減速歯車７３には伝わらない。この空転時には、ピニオン２５の上部に位置する凸部７９がレバー７７を付勢バネ８１のバネ力に抗して押して後退させることで、脱調なくピニオン２５の回転が継続される。
弁体３８の開閉動作を行うために、ピニオンを前記と逆方向（正転方向）に回転させると、先ずは凸部７９がレバー７７の被当接部に当接し、該レバー７７が押され、これにより減速歯車７３が回転し始め、ピニオン２５が減速歯車７３の欠歯部８３ではない歯車部分と対向する位置関係になって噛み合い、その後はピニオン２５から動力伝達されて減速歯車７３が回転し、弁体３８の開閉動作が行われる。
また、減速歯車７３の下面側と弁体３８の上面側には、両者を一体に係合するための図示しない凹凸係合構造が設けられている。

（５）バルブ駆動装置の作動態様（図１６〜図１７参照）
次に、このようにして構成される本実施形態に係るバルブ駆動装置の作動態様を、弁体３８の回転角度（ｓｔｅｐ数）と弁体３８の開閉動作の関係を中心に説明する。
バルブ駆動装置３１の駆動源となるモータ１に電力を供給し、コイル１９に所定の方向の電流を流すと、ロータ７は正転方向に回転を始める。ロータ７の回転は、ロータ本体５に形成されている係合凹部６と一体回転部１２に設けられている凸部２３を備える凹凸の嵌め込み構造２２を介して一体回転部１２の下端部に設けられているピニオン２５に伝達される。

ピニオン２５の回転は、ピニオン２５に噛み合う減速歯車７３に減速された状態で伝達され、減速歯車７３と一体になって回転する弁体３８に伝達される。
そして、弁体３８の回転角度（ｓｔｅｐ数）と弁体３８の開閉動作の関係は、図１６に表すようになっている。先ず、弁体３８が原点位置に位置している状態では、弁体３８と弁座面３７の位置関係は図１７に表すようになっており、弁座面３７の第１流体出口３５Ａと第２流体出口３５Ｂは、共に開状態になっている。

従って、流入管４５を通って、流体入口３３からバルブ室２７内に流入した冷媒Ｓは、二つの流体出口３５Ａ、３５Ｂ及び二本の流出管４５Ａ、４５Ｂを通って所定の流量が冷蔵庫の冷却管路に供給される。
尚、この状態は図１７に表す弁体３８が原点位置（ｓｔｅｐＳ０）からｓｔｅｐＳ１正転方向に回転した位置でも継続される。

弁体３８が図１７に表す原点位置からｓｔｅｐＳ２正転方向に回転した位置では、第１流体出口３５Ａは依然として開状態であるが、第２流体出口３５Ｂは弁体３８の接触面３９によって、その多くの部分が閉塞される。
ただし、この位置では弁体３８に形成されている絞り孔７１が第２流体出口３５Ｂと連通しているため、第２流体出口３５Ｂには、絞り孔７１を通って流れる流量が制限された冷媒Ｓが流れ込む。

更に、弁体３８が正転方向に回転して、図１７に表す原点位置からｓｔｅｐＳ３回転した位置に来ると、絞り孔７１と第２流体出口３５Ｂの位置がずれるため、第１流体出口３５Ａは開状態、第２流体出口３５Ｂは閉状態となる。
更に、弁体３８が正転方向に回転して、図１７に表す原点位置からｓｔｅｐＳ４回転した位置に来ると、今度は絞り孔７１と第１流体出口３５Ａの位置が一致し、絞り孔７１を通って流れる流量が制限された冷媒Ｓが第１流体出口３５Ａに流れ込む。尚、第２流体出口３５Ｂは依然として閉状態である。

更に、弁体３８が正転方向に回転して、図１７に表す原点位置からｓｔｅｐＳ５回転した位置に来ると、絞り孔７１と第１流体出口３５Ａの位置がずれるため、第１流体出口３５Ａと第２流体出口３５Ｂは、共に閉状態になる。
そして、弁体３８が正転方向に回転して、図１７に表す原点位置からｓｔｅｐＳ６回転した位置に来ると、弁体３８の接触面３９によって閉塞されていた第２流体出口３５Ｂが開状態となり、第１流体出口３５Ａは引き続き閉状態になって弁体３８による一連の開閉動作が終了する。

図１７に表す原点位置から正転方向にｓｔｅｐＳ６回転した位置に弁体３８が到達すると、モータ１の回転方向が逆になって弁体３８は逆転方向に回転するようになる。そして、弁体３８が図１７に表す原点位置に戻り、更に弁体３８を逆転方向に回転させると、ピニオン2５は減速歯車７３の欠歯部８３と対向する状態になって両者の噛み合いが解除され、前述したロータ脱調抑制機構７５が作動して弁体３８の原点復帰時の衝撃を小さくして騒音（ノイズ）の発生を抑制する。
次に、モータ１を正転方向に回転させると、ロータ脱調抑制機構７５を介して出力歯車７３に動力が伝わって回転し、図１７のピニオン２５と減速歯車７３が噛み合う状態に戻る。

このようにして構成される本実施形態に係るバルブ駆動装置３１によれば、マグネット３の着磁時、マグネット３とロータ本体５との一体成形時及びロータ本体５と一体回転部１１の組付け時における誤差の少ないモータ１を有するバルブ駆動装置３１が提供できるようになる。
また、モータ１の前記バラツキの少ない製造と組み立てによって、弁体３８の円滑で騒音（ノイズ）の小さな弁動作が実行されるようになる。

[他の実施形態]
本発明に係るモータ１及びバルブ駆動装置３１は、以上述べたような構成を有することを基本とするものであるが、本願発明の要旨を逸脱しない範囲内での部分的構成の変更や省略等を行うことも勿論可能である。

例えば、弾性アーム部４９の数は、前記実施形態では３つとしたが、２つでもよいし、４つ以上であってもよい。また、弾性軸受部１５を弾性アーム部４９以外の他の構成（例えば弾性変形可能な合成ゴムやウレタンゴム等）によって構成することも可能である。
また、前記実施形態では第２軸受部１３とロータ本体５を別部材によって構成したが、第２軸受部１３とロータ本体５を一体成形によって成形することも可能である。

また、前記実施形態では、片持ち式の支軸９に対して第１軸受部１１と第２軸受部１３を介して設けられるロータ本体５に一体回転部１２を適用したが、両持ち式の支軸９に対して設けられるロータ本体５に一体回転部１２を適用することも可能である。
また、前記実施形態では、弁座面３７に対して流体出口３５を設ける構成が採用されているが、弁座面３７に対して流体入口３３を設けて、基台２の他の部位に流体出口３５を設ける構成を採用することも可能である。

また、前記実施形態では、弁体駆動機構４１としてピニオン２５と減速歯車７３を使用してモータ１の出力を減速して弁体３８に伝える減速方式の構成が採用されているが、ピニオン２５と減速歯車７３を省略して、ロータ７の回転を直接弁体３８に伝える直動方式の弁体駆動機構４１を採用することも可能である。
そして、この場合には、前述した構成のロータ脱調抑制機構７５は使用できない。従って、弁体３８を原点に戻すときに衝撃が発生する場合には、その衝撃を小さくするための他の構成が必要になってくる。

また、位置決め用目印８５は、前述した実施形態ではＵ字形断面の溝部によって構成される切欠き８６を採用したが、Ｖ字形断面、台形の底辺と上辺を天地逆にした形状の断面、あるいは矩形断面の溝部によって構成される切欠き８６でもよい。更に、マグネット３の下面側ではなく、上面側に位置決め用目印８５を設けてもよく、マグネット３の下面側と上面側の両方に位置決め用目印８５を設けてもよい。また、このような切欠き部８６に代えて種々の形状の凹部や孔部あるいは凸部によって位置決め用目印８５を構成することも可能である。
更に、位置決め用目印８５は、このような視覚によって確認できる目印の他、視覚によって確認できない目印であってもよい。具体的には、着磁機や成形機の構造を磁力によって位置決めできるように認識できる目印であってもよいし、光の透過や反射によってマグネット３とロータ本体５間の周方向Ｒの位置決めができる目印であってもよい。

また、ロータ本体５の係合凹部６に嵌まる一体回転部１２の凸部２３の形状は前述した実施形態では湾曲した板形状が採用されていたが、この他、平板形状や種々の横断面形状の棒形状の凸部２３であってもよい。
また、前記実施形態の説明の中で述べた図８Ａに示す構成と図８Ｂに示す構成を組み合わせた構成のモータ１や該モータ１を備えるバルブ駆動装置３１とすることも可能である。また、ロータ本体５に設けた係合凹部６と、一体回転部１２に設けた凸部２３の数は、少なくとも一つずつあればよく、前記実施形態のように３つずつ設ける場合に限られない。

１…モータ、２…基台、３…マグネット、４…カバー、４ａ…凹部、
４ｂ…フランジ部、５…ロータ本体、６…凹部、７…ロータ、８…凹部、
９…支軸、１１…第１軸受部、１２…一体回転部（動力出力部材）、
１３…第２軸受部、１５…弾性軸受部、１７…ステータ、１８…ステータコア、
１９…コイル、２１…ハウジング、２２…凹凸の嵌め込み構造、２３…凸部、
２５…ピニオン、２７…バルブ室、２９…開口、３１…バルブ駆動装置、
３３…流体入口、３５…流体出口、３６…弁座、３７…弁座面、３８…弁体、
３９…接触面、４１…弁体駆動機構、４３…流入管、４５…流出管、４６…本体部、
４７…フランジ部、４８…凹部、４９…弾性アーム部、５１…接触部、
５３…囲い部、５５…弾性部材、５７…受け部、５９…凸部、６１…逃げ部、
６３…バルブ本体、６５…取付けプレート、６７…段部、６９…取付け軸、
７１…絞り孔、７３…減速歯車、７５…ロータ脱調抑制機構、
７７…レバー、７９…当接用凸部、８１…付勢バネ、８３…欠歯部、
８５…位置決め用目印、８６…切欠き、８７…Ｎ極、８９…Ｓ極、９１…間隔、
Ｚ…長手方向、Ａ…一端、Ｂ…他端、Ｒ…回転方向（周方向）、Ｓ…流体（冷媒）、
Ｌ…軸線（回転軸）、Ｈ…高さ、 Ｃ…閉領域、Ｏ…開領域、Ｄ…点、Ｅ…点、
θ…角度、α…角度

Claims (11)

1. マグネットがロータ本体の外周に固定され、前記ロータ本体に一体回転部が組付けられているロータと、
   前記ロータを回転可能に支持する支軸と、を備え、
   前記マグネットは、前記ロータ本体を該マグネットに固定する際の位置決め用目印を有し、
   前記一体回転部と前記ロータ本体は、設定された相対配置で組付け可能に構成されている、ことを特徴とするモータ。
2. 請求項１に記載されたモータにおいて、
   前記ロータ本体は、前記マグネットにインサート成形で固定されている、ことを特徴とするモータ。
3. 請求項１又は２に記載されたモータにおいて、
   前記位置決め用目印は前記マグネットに形成された切欠きである、ことを特徴とするモータ。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載されたモータにおいて、
   前記位置決め用目印は、前記マグネットの周方向において磁極の切り替わる位置に設けられている、ことを特徴とするモータ。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載されたモータにおいて、
   前記一体回転部と前記ロータ本体は、凹部と凸部の嵌め込みで固定されている、ことを特徴とするモータ。
6. 請求項５に記載されたモータにおいて、
   前記ロータ本体に凹部が形成され、前記一体回転部に凸部が形成されている、ことを特徴とするモータ。
7. 請求項５又は６に記載されたモータにおいて、
   前記凹部及び前記凸部はそれぞれ複数形成され、
   複数の前記凹部の内の一つの凹部が他の凹部と形状を異にし、
   複数の前記凸部の内の一つの凸部が他の凸部と形状を異にし、
   前記一体回転部と前記ロータ本体は、前記一つの凹部と前記一つの凸部が互いに嵌り合う相対配置で組付け可能である、ことを特徴とするモータ。
8. 請求項５から７のいずれか一項に記載されたモータにおいて、
   前記凹部及び凸部はそれぞれ複数形成され、
   複数の前記凹部の内の一組の周方向における間隔が他の間隔と長さを異にし、
   複数の前記凸部の内の一組の周方向における間隔が他の間隔と長さを異にし、
   前記一体回転部と前記ロータ本体は、前記長さの異なる間隔を挟んで存在する一組の凹部と前記一組の凸部が互いに嵌り合う相対配置で組付け可能である、ことを特徴とするモータ。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載されたモータにおいて、
   前記一体回転部はピニオンを備える動力出力部材であり、該ピニオンの歯が存在する面と干渉しない部位に当接用凸部を少なくとも一つ備えている、ことを特徴とするモータ。
10. 流体入口、流体出口および弁座面を備え、前記弁座面で前記流体入口および前記流体出口のうちの少なくとも一方の口が開口する基台と、
    前記弁座面との間に前記流体入口および前記流体出口が連通するバルブ室を区画しているカバーと、
    前記バルブ室内に回転可能に配置され、前記弁座面と摺動する接触面を備え、回転することで前記流体の流路の切り換えが行われる弁体と、
    前記弁座面と直交する軸線回りに前記弁体を回転させる弁体駆動機構と、を備えるバルブ駆動装置であって、
    前記弁体駆動機構は、請求項１から９のいずれか一項に記載されているモータを動力源として前記弁体を回転させる、ことを特徴とするバルブ駆動装置。
11. 請求項１０に記載されたバルブ駆動装置において、
    モータの前記支軸は、一端部が前記基台に回転不能に固定され、
    前記支軸の前記一端側であって、前記基台と前記ロータ本体との間にピニオンを備える動力出力部材が配置され、
    前記ピニオンと噛み合う減速歯車を介して、前記弁体が回転するように構成されている、ことを特徴とするバルブ駆動装置。

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