JP6193202B2 - 電動切換弁 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和機や冷蔵庫等の冷凍サイクル内に用いられる流路の切換を行う電動切換弁に関する。

一般に、モータとして、例えばステッピングモータを用い、そのロータのシャフトの下端部に歯車を設け、この歯車と弁体を駆動する歯車との螺合による歯車の駆動力により弁体を弁シート面上にて摺動回転させ、上記弁シート面上に開口する流路の一方を塞ぐ弁が知られている(特許文献１)。また、上述のごとく、歯車の駆動力により、上記弁シート面上で摺動回転する弁体によって上記開口の開度を制御する弁も知られている(特許文献２)。
特開平３−２８５８３号公報 特開２０００−３４６２２７号公報

従来の上述した弁シート面上で摺動回転する弁体を利用した弁においては、上記弁体と歯車とを収納するハウジングと上記モータのロータを内部に有するキャンとが一体化されて構成されているので、上記キャンを形成する非磁性材料、例えばステンレス材が肉厚となる場合が生じ、上記キャンが厚くなると、ステッピンングモータの磁気特性を低下させ、モータトルクが減少するので、所定のモータトルクを得るため、ステッピンングモータの大出力化が必要となる。その結果、電動切換弁の大型化を招くこととなり、冷凍サイクルの構成に際して、電動切換弁による占有スペースの拡大化を生じさせる問題点があった。

また、従来の摺動回転する弁体においては、弁体の形状について、弁シート面上での摺動を容易にかつ円滑に行うことが可能な弁体の形状について配慮がなされていないという問題点があった。

そこで、本発明の課題は、上記問題点に鑑みなされたものであって、電動切換弁として、コイルの大型化を回避して、電動切換弁による占有スペースの縮小化を実現できると共に、バランスのよい弁体形状により、弁シート面上での弁体の回転方向の摺動を確実に行うことが出来る電動切換弁を提示することにある。

本発明の電動切換弁は、弁シート面の面上に開口して設けられた流入ポート及び所定の間隔で配置された複数の開口を有する流出ポートと、モータの駆動力により上記弁シート面上で回転摺動する弁体とを具え、上記回転弁体が上記複数の出力ポートを選択的に開閉する電動切換弁であって、上記モータは、冷媒の導入される円筒状ハウジングの上端面外方に装着され、上記弁シートは、上記円筒状ハウジングの下端開口部に固着され、上記弁体は、上記モータの駆動力を伝達する上記円筒状ハウジング内に配在された歯車装置によって駆動され、上記弁体は、中央部を円板状弁体で構成すると共に、その円板外周から外方に突出して設けられた鍔部を対称的に具備し、上記鍔部の一方をストッパ部とし、上記鍔部の他方に突起部を設け、上記突起部を上記歯車装置に形成した凸部にはめ込まれており、上記鍔部の一方をストッパ部とし、上記鍔部の他方に突起部を設け、上記突起部を上記歯車装置に形成した凸部に嵌め込まれており、且つ上記弁体は、上記突起部と上記円板状の弁体の中央基部との間に平面を有しているとともに上記凸部はその対向面に平面を有しており、上記突起部の平面と上記凸部の平面とが互いにはめ込まれていることを特徴とする電動切換弁を構成するものである。

以上のように、本発明によれば、弁シート面に設けられた流出ポートを選択して開閉する電動切換弁が、モータ部とモータ部によって駆動される歯車装置及び上記歯車装置を介して回転駆動される弁体を収納した円筒状ハウジングとを別体にして構成されるので、上記モータ部を構成するコイルの大型化を回避して電動切換弁の大型化を招くことなく、占有スペースの縮小化を実現して、流出ポートの選択的な開閉を正確に実施できる電動切換弁を提供することが出来る。

本発明の一実施例を図面に基づき詳細に説明する。図１に示す本発明の電動切換弁１０は、金属材料、例えばステンレス材の円筒形状のハウジング１１とモータ部１２とから構成されている。上記モータ部１２は、非磁性の金属材料、例えばステンレス材からなる円筒形状のキャン１３と上記キャン１３内に配設されるロータ１４及びロータシャフト１４aと上記キャン１３の外側に外嵌されて上記ロータ１４を駆動するステータとなる固定コイル１５とからなり、上記モータ部１２は、上記ハウジング１１とは別体として、図中、上記ハウジング１１の外側に上方向に設けられている。

また、上記ハウジング１１は、金属材料、例えばステンレス材の円盤形状の弁シート面１１aと、上記弁シート面１１aに対向配置されて上端面となる金属材料、例えばステンレス材の円盤形状の平面板11bとこれら弁シート面１１aと平面板11bとの間に設けられる円筒状側壁11cとで構成される。

そして、上記円筒状側壁11cは、金属材料、例えばステンレス材で形成され、その円周縁１１c’が上記弁シート面１１aの円周端11a’及び上記平面板11bの円周端1１b’とに溶接、例えばレーザ溶接により上記弁シート面１１aと上記平面板11bとに固着される。この結果、上記ハウジング１１は、気密性のある弁室11dを形成する。

また、上記モータ部１２の上記キャン１３は、金属材料、例えばステンレス材により円盤形状に形成された上蓋13aと円筒形状に形成された非磁性金属材料、例えばステンレス材のケース13cとからなり、上記上蓋13aは後述する凹所13bが形成されていて、上記上蓋13aの円周端13a’と上記ケース13cの一方の円周端13c’とが溶接、例えばレーザ溶接により固着され、上記ケース13cの他方の円周端13c’’が上記ハウジング１１の上記平面板11bの中央に形成された大径の中央凹部11eの段部１１e1に当接されて、上記他方の円周端13c’’が上記大径の中央凹部11e内に設けられる。また、平面板11bは、上記大径の中央凹部11eの上記段部１１e1に連続して形成される小径の開口部11e2 を上記平面板11bの中央に形成している。

そして、上記ケース１３ｃの他方の円周端13c’’は、上記平面板11bの上記中央凹部11eに溶接、例えばレーザ溶接され、上記ケース１３は上記平面板11bに固着される。かくして、上記上蓋13aと上記ケース１３cとからなる密閉ケースを形成する上記キャン１３が上記ハウジング１１の上方向に立設して設けられることなり、上記密閉ケースを形成する上記キャン１３は、上記ハウジング１１に別体として取り付けられて、上記ハウジング１１の上方向、つまり上記上端面となる上記平面板11bから外側に存在して装着される。更に、上記キャン１３内に収納される上記ロータ１４は、中心部にロータシャフト１４aが回転保持されて、上記ロータ１４は、上記キャン１３内に配在されて、上記キャン１３の外周部にステータとなる固定コイル１５が装着されており、上記固定コイル１５の電磁力によって上記ロータ１４が回転して、上記ロータシャフト14も一体となって回転し、ステッピングモータとなるモータ部１２が構成される。なお、上記コイル１５は、特許文献１及び特許文献２に開示されている公知の構成である。

また、上記ロータ１４は、外周面が円筒形状部材１４ｂに形成されると共に、上記円筒形状部材１４ｂの中央に形成された横軸１４ｃを有して構成され、上記横軸１４ｃの中央を貫通して上記横軸１４ｃに、例えばインサート成形により設けられた上記ロータシャフト１４ａ中央部が設けられる。上記ロータシャフト１４ａの上端１４ａ１が、上記キャン１３の円盤形状の上蓋１３ａに形成された上記凹所１３ｂに挿入され、上記凹所１３ｂの底部に設けられたベアリング１３ｆに当接し、上記凹所１３ｂは軸受け部として上記ロータシャフト１４ａを支持する。そして、上記ロータシャフト１４ａはその下部が支持部材１４ｄに支持されると共に上記ロータシャフト１４ａの下端１４ａ２が連結部材１６に支持される。上記支持部材１４ｄは、例えばステンレス材またはＰＰＳ樹脂にて形成され、図１Ａ及び図１Ｂに示すような構成で上記ロータ１４の上記横軸１４ｃと上記連結部材１６との間に配置される。即ち、図１Ａ及び図１Ｂに示すごとく、大径の円盤部１４ｄ１とこの円盤部１４ｄ１の外周に突出して形成された凸部１４ｄ２に立設して一体に設けられた小径の円筒部１４ｄ３とからなる。なお、図１Ａは上記支持部材１４ｄの斜視図を示し、図１Ｂは図１Ａの断面図である。図１Ａ及び図１Ｂにおいて、上記支持部材１４ｄにおいては、上記円筒部１４ｄ３の内部の貫通孔１４ｄ４が、上記円盤部１４ｄ１の中心部に到るまで貫通しており、上記円筒部１４ｄ３の上端１４ｄ５と上記円盤部１４ｄ１の下端１４ｄ６とが、上記ロータ１４の上記横軸１４ｃと上記連結部材１６とに当接して、上記支持部材１４ｄが上記ロータ１４の上記横軸１４ｃと上記連結部材１６との間に配置される。

しかも、上記支持部材１４ｄの上記凸部１４ｄ２と上記ハウジング１１の上記平面板１１ｂに形成された上記段部１１ｅ１との間に支持スプリング１４ｄ７が配置されて、上記スプリング１４ｄ７は、上記支持部材１４ｄを上方に支持していることになる。而して、上記支持部材１４ｄの上記貫通孔１４ｄ４に上記ロータシャフト１４が挿入されて、上記支持部材１４ｄは上記ロータシャフト１４の下部を支持する支持筒となり、上記ロータシャフト１４の回転を支持する。そして、上記ロータシャフト１４は、貫通孔１４ｄ４を貫通して上記ロータシャフト１４の下端１４ａ２が上記連結部材１６に支持される。

即ち、上記連結部材１６は金属材料、例えばステンレス材により段付き部を設けた円柱形状に形成されて、図２Ａ及び図２Ｂに示すように構成されている。なお、図２Ａは、上記連結部材１６の斜視図を示し、図２Ｂは、その縦断面図を示す。
図２Ａ及び図２Ｂに示すように、上記連結部材１６は大径の円柱部１６ａが段部１６ｂに連続して中径の円柱部１６ｃが形成され、上記中径の円柱部１６ｃは段部１６ｄに連続して小径の円柱部１６ｅが形成されており、上記大径の円柱部１６ａは平面１６ａ１の中央部に有底の円筒孔１６ａ２が設けられている。そして、上記連結部材１６は、上記モータ部１３と上記ハウジング１１とを連結して、上記キャン１３ｃを上記ハウジング１１に別体として取り付けられる。即ち、図１に示すように、上記キャン１３ｃは、上記ハウジング１１とは別体として、上記ハウジング１１の上記平面板１１ｂの上記中央凹所１１ｅに立設して上記ハウジング１１の外側に装着される。

図１において、上記連結部材１６の上記大径の円柱部１６ａが、上記平面板１１ｂの上記凹所１１ｅに設けた上記段部１１ｅ1に載置され、かつ上記中径の円柱部１６cが上記ハウジング１１の上記平面板１１ｂの上記開口部１１ｅ２に間隙を有して差し込まれ、上記小径の円柱部１６ｅが上記ハウジングの上記弁室１１ｄ内に突出して配置されている。更に、上記連結部材１６の上記大径の円柱部１６ａの有底の円形孔１６ａ２には、上記ロータシャフト１４ａが圧入により嵌め込まれており、上記連結部材１６は上記ロータシャフト１４ａにより回転駆動される状態で取り付けられる。そして上記小径の円柱部１６ｅの外周に第１の歯車１７が圧入により嵌め込まれている。

したがって、上記構成により、上記ロータ１４、上記ロータシャフト１４ａ、上記連結部材１６及び上記第１の歯車１７は、一体となって回転可能となっている。なお、図１においては、上記ロータシャフト１４ａの下部を支持する支持筒として、上記連結部材１６側に配置された上記支持部材１４ｄを設けたが、上記支持部材１４ｄを設けない状態で、上記ロータシャフト１４ａが回転できるのは勿論である。

更にまた、図１に示すように、上記ハウジング１１の上記弁室１１ｄ内には、上記第１の歯車１７と噛み合う第２の歯車１８が設けられ、上記第２の歯車１８と噛み合う第３の歯車１９が円柱形状の軸受け部材２１の回りに形成されている。上記第３の歯車１９は上下２段の歯車１９ａと１９ｂとで形成されており、上記第２の歯車１８は、上記上段の歯車１９ａと噛み合って回転する。そして、上記軸受け部材２１は、前記上記ハウジングの上記平面板１１ｂと上記弁シート面１１ａとの間に、上記軸受け部材２１の両端２１ａ及び２１ｂにより固定される。なお、上記軸受け部材２１は金属材料、例えばステンレス材により形成され、上記両端２１ａ及び２１ｂは上記平面板１１ｂと上記弁シート面１１ａに設けられた上軸穴２１ａ１と下軸穴２１ｂ１とに圧入により嵌め込まれて固定されている。

そして、上記第３の歯車１９の上記下段の歯車１９ｂは、第４の歯車２０と噛み合って、上記第４の歯車２０が回転し、この回転は台座２２に伝達される。而して、上記台座２２は金属材料、例えばステンレス材により形成され、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、大径の円盤状に形成された基台部２２ａと上記基台部２２ａに立設された円筒部２２ｂとから構成されており、上記円筒部２２ｂは、その内部２２ｂ１が同一径で、上記基台部２２ａの貫通孔２２ａ２に連続して形成されて、上記基台部２２と一体に構成される。また、上記基台部２２ａには貫通孔２２ａ１が上記円筒部２２ｂに隣接して半径方向に形成されて設けられ、上記貫通孔２２ａ１は軸穴となる。更に、上記円筒部２２ｂの外周には、第４の歯車２０が、圧入または溶接、例えばレーザ溶接により固定されて設けられ、上記第４の歯車２０の回転が上記台座２２に伝達される。なお、図３Ａは、上記台座２２の斜視図を示し、図３Ｂはその断面図を示している。

かくして、上記第１の歯車１７、上記第２の歯車１８、上記第３の歯車１９及び第４の歯車２０により上記ハウジング１１内に歯車列が構成されることになる。そして上記、図３Ａ及び図３Ｂに示される構成の上記台座２２と上記ハウジング１１の上記弁シート面１１ａとの間に挟まれた弁体２３が配置されている。上記弁体２３は、金属材料、例えばステンレス材で形成され、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、円盤形状の中央基部２３ａとこの中央基部２３ａの外周側から径方向に突設している一方の鍔部２３ｂ及び他方の鍔部２３ｃとが対称的に上記中央基部２３ａに設けられ、上記鍔部２３ａ及び上記鍔部２３ｃは正方形状に形成されて構成される。なお、図４Ａは上記弁体２３の斜視図を示し、図４Ｂは図４Ａを矢印Ｒ方向から見た断面図である。

そして上記一方の鍔部２３ｂ及び他方の鍔部２３ｃは、上記中央基部２３ａの上面２３ａ１と同一平面である上面２３ｂ１と２３ｃ３を有するが、上記一方の鍔部２３ｂの下面２３ｂ２は、上記中央基部２３とより厚さが若干薄く形成され、窪み部２３ｂ３を有しており、上記他方の窪み部は上記中央基部２３ａと同一の厚みで形成されている。更に、上記他方の鍔部２３ｃは、上記中央基部２３ａに隣接して貫通孔２３ｃ１が設けられると共に上記貫通孔２３ｃ１に隣接して切り欠き形状の凹所２３ｃ２が形成されている。
而して、図１に示すように、上記台座２２の上記小径の円筒部２２ｂの上記内部２２ｂ１と上記基台部２２ａの貫通孔２２ａ２とを挿通して設けられるシャフト２４が上記弁体２３の他方の鍔部２３ｃの上記貫通孔２３ｃ１を貫通して設けられ、上記シャフト２４は上記弁座シート面１１ａに形成されるシャフト受け穴１１fに圧入により固定される。更に、台座２２の大径の基台部２２ａに形成された上記貫通孔２２ａ１を貫通するシャフト２５が、上記弁体２３の上記他方の鍔部２３ｃの凹所２３ｃ２を挿通して上記弁座シート面１１ａに設けられる。また上記シャフト２５はその一端２５ａが上記弁座シート面１１ａに当接することなく若干短く形成されると共に、上記シャフト２５の他端２５ｂが上記第４の歯車２０に当接して設けられている。かかる上記シャフト２４及び上記シャフト２５により、上記弁体２３は、上記台座２２と上記弁シート面１１ａとの間に挟まれて回転自在に配置される。

次に、本発明の電動切換弁の動作を上記弁体２３の作用により説明する。
図５は、上記弁座シート面１１ａ及び上記弁体２３の構成を示す斜視図であり、他の構成を示す部分は省略している。
図５においては、上記弁座シート面１１ａは、上記弁座シート面１１ａの上記弁体２３の側に開口する冷媒の入力ポートＰ，冷媒の流出する第１の出力ポートＰ１及び第２の出力ポートＰ２が設けられている。更に図５には、これらポートに接続される金属板、例えば銅材で形成せれる入力パイプＰＡ，出力パイプＰ１Ｂ及び出力パイプＰ２Ｂが示されている。なお、上記第１の出力ポートＰ１は、図１に示すように、上記弁座シート面１１ａに導出孔Ｐ１Ａとして形成され、上記導出孔Ｐ１Ａに接続される上記出力パイプＰ２Ｂは、図１に示すように、上記弁座シート面１１ａの上記弁体２３と対向する側の面から上記弁座シート面１１ａに挿入して設けられ、かつ上記弁座シート面１１ａに溶接されて固定される。

そして、上記入力パイプＰＡと入力ポートＰとの接続は、上述した上記出力パイプＰ１Ｂの接続と同様に行われる。また、本発明の電動切換弁においては、必要に応じてストッパ機構を設けることが出来る。例えば、図５に示すピン２６Ａ及び２６Ｂはストッパピンであり、金属材料としてステンレス材で形成され、上記弁座シート面１１ａに圧入して固定される。

そして、図１の固定コイル１５に入力されるパルス信号によりステッピングモータ１３の上記ロータ１４が必要量だけ回転し、上述した歯車列の回転伝達によって上記弁体２３の上記他方の鍔部２３ｃが上記台座２２と共に上記シャフト２４及び上記シャフト２５の回りを回動し、例えば図５Ａに示す反時計回りの方向に上記弁体２３を上記弁座シート面１１ａで摺動回転させる。そして、上記反時計回りの方向に上記弁体２３の上記中央基部２３ａが上記出力ポートＰ１を塞ぎ、上記出力ポートＰ１が閉じられ、上記入力ポートＰから上記ハウジング１１の上記弁室１１ｄに流入する。冷媒の上記出力パイプＰ１Ｂからの
流出が止められると共に、上記出力ポートＰ１から上記出力パイプＰ２Ｂに上記冷媒が流出する。かかる際、上記ストッパピン２６Ａにより、上記弁体２３の一方の鍔部２３ｂが上記ストッパピン２６Ａに当接することで上記弁体２３からの摺動回転を確実に停止させることが出来る。

また、上記パルス信号により上記ロータ１４が必要量だけ回転し、上記弁体２３を図５Ｂに示す時計回りの方向に上記弁座シート面１１ａで摺動回転させることにより、上記弁体２３の上記中央基部２３ａが上記出力ポートＰ２を塞ぎ、上記出力ポートＰ２が閉じられ、上記流入ポートＰから上記ハウジング１１の上記弁室１１ｄに流入する冷媒の上記出力パイプＰ２Ｂからの流出が止められると共に上記出力ポートＰ１から上記出力パイプＰ１Ｂに流出することになる。しかも上記ストッパピン２６Ｂにより上記弁体２３の他方の鍔部２３ｂが上記ストッパピン２６Ｂに当接して、上記弁体２３の摺動回転を確実に停止させることが出来る。したがって、上記ストッパピン２６Ａ及び２６Ｂによって、上記弁体２３が上記出力ポートＰ１及び出力ポートＰ２を確実に塞ぐことが可能となる。なお、図５Ａ及び図５Ｂは図５の平面図である。

かかる上記弁体２３によれば、上記弁体２３は上記中央基部２３ａ、一方の鍔部２３ｂと他方の鍔部２３ｃとで構成され、上記一方の鍔部２３ｂをストッパ部として作用させると共に、上記他方の鍔部２３ｃを上記シャフト２４及び上記シャフト２５の回りを回動する回動部として作用させることができ、しかも上記中央基部２３ａを上記出力ポートＰ１とＰ２を塞ぐ弁部として用いることが出来るので、上記弁体２３はバランスの取れた形状の状態にて円滑に時計回りまたは反時計回りに摺動回転を実現できる。
かくして、上記弁体２３により、上記出力ポートＰ１と上記出力ポートＰ２とを選択的に開閉することを正確に実施することが出来る電動切換弁が提供される。

更に、本発明は、上記キャン１３Ｃを別体として上記ハウジング１１に装置する場合の電動切換弁１０の他の実施例を図６に示す。
即ち、図６は、本発明の他の実施例の構成を示す縦断面図であり、図６において、図１と同一部分または対応する部分には、同一符号を付して説明を省略する。

図６において、上記ロータ１４のロータシャフト１４ａ’は図１の上記ロータシャフト１４ａよりも比較的長軸のシャフトとして形成されており、上記ロータシャフト１４ａ’は、例えば焼結フライト磁石で形成される円筒状支持部材１４ａ１の中心に挿入して配置され固定される。そして上記円筒状支持部材１４ａ１は、上記ロータ１４の上記円筒形状部材１４ｂの中心に配置されて、樹脂、例えばＰＰＳにより射出成形されることにより、上記円筒形状部材１４ｂに固定されて上記ロータ１４が構成される。なお、上記ロータ１４において、符号１４ａ２は、上記樹脂による射出成形部を示している。更に上記ロータシャフト１４ａ’の上端１４ａ’１が上記キャン１３の一方の円周端１３ｃ’に設けられた円盤形状の上蓋１３ａに形成された上記凹所１３ｂに上記ベアリング１３ｆを介して支持されると共に、上記ロータシャフト１４ａ’の下端１４ａ’２は、上記キャン１３を形成する上記ケース１３ｃに設けられた金属製、例えばステンレス材の円盤形状のエンドカバー２７の中心を貫通して上記弁室１１ｄ内に突出して挿入されている。その上記エンドカバー２７は、上記ケース１３ｃの上記他方の円周端１３ｃ’’に圧入または溶接、例えばレーザ溶接により固定されている。そして、上記エンドカバー２７上に載置される支持部材１４ｄにより支持されている。

そして、上記支持部材１４ｄは、円盤部１４ｄ１とこれに段部１４ｄ２を介して連続して一体に形成された円柱部１４ｄ３とからなり、上記円柱部１４ｄ３の外周にバネ１４ｄ４が巻回されている。また、上記ロータシャフト１４ａ’は、上記円柱部１４ｄ３及び上記円盤部１４ｄ１とを貫通して設けられ、上記円盤部１４ｄ１は、上記エンドカバー２７上に載置され、上記バネ１４ｄ４は、上記ロータシャフト１４ａ’の上記ロータ１４の射出成形部１４ａ２と上記段部１４ｄ２との間に設けられて、上記ロータ１４ａを支持している。

さらに、上記弁室１１ｄを構成する円筒状ハウジング１１０は、一方の開口部１１１と天井部１１２とを有する金属材料、例えばステンレス材の側壁１１３とからなり、上記天井部１１２は、上記一方の開口部１１１から連続して形成された肩部１１４を介して形成されている。而して、上記天井部１１２は、その先端部１１２ａが、上記弁室１１ｄ内に折れ曲がって円筒状壁部１１２ｂを形成し、上記円筒状壁部１１２ｂによって上記天井部１１２は、上記天井部１１２の中心に他方の開口部１１２ｃを設けている。かかる他方の開口部１１２ｃ内に上記キャン１３の上記ケース１３ｃに形成される上記他方の円周端１３ｃ“とこれに固定されている上記エンドカバー２７とが、図６に示すように挿入されて、上記他方の円周端１３ｃ”とが溶接されることとなるので、上記モータ部１２を形成する上記キャン１３は、上記円筒状ハウジング１１０に強固に固定されて上記他方の開口部１１２ｃ内に設けられる。この結果、上記モータ部１２を形成している上記キャン１３は、別体として、上記円筒状ハウジング１１０に装着されることとなる。しかも、上記キャン１３の上記ケース１３ｃに形成される上記他方の円周端１３ｃ”と上記円筒状壁部１１２ｂとが溶接されることとなるので、上記モータ部１２を形成する上記キャン１３は上記円筒状ハウジング１１０に強固に固定されて、上記円筒状ハウジング１１０の外方に立設して装着されることとなる。

更に、上記円筒状ハウジング１１０によって構成される上記弁室１１ｄにおいて、上記弁室１１ｄ内に突出して設けられた上記ロータシャフト１４ａ’の上記下端１４ａ’２は，第１の歯車１７が上記下端１４ａ’２外周に圧入またはレーザ溶接により嵌め込められており、次いで、上記第１の歯車１７と噛み合う上記第２の歯車１８及び上記第２の歯車１８と噛み合う上記第３の歯車１９’と噛み合う第４の歯車２０が図１と同様に構成されている。但し、図６では、上記第３の歯車１９’は図１と異なり、図１に示す上段及び下段の歯車１９ａ及び１９ｂは、歯車の動作に別段問題がない場合として省略されており、単一の歯車のみによって構成されている。

かかる上記第３の歯車１９’は、記第２の歯車１８の回転に追従して回転するように上記軸受け部材２１’の外周に装着されている。そして、上記軸受け部材２１’は、図１に示す上記軸受け部材２１と異なり、上記軸受け部材２１よりも短縮して形成されており、上記軸受け部材２１’の下端２１ｂ’が、上記弁シート１１ａに圧入により嵌め込まれて固定されている。なお、その固定は、溶接、例えばレーザ溶接によって行うことも出来る。更に、上記軸受け部材２１’には、金属、例えばステンレス材の軸カバー２１’ａが圧入によって設けられて上記３の歯車１９’を支持しており、上記軸カバー２１’ａは上記３の歯車１９’と上記弁シート１１ａとの間に配置されている。

かくして、上記第１の歯車１７、上記第２の歯車１８、上記第３の歯車１９’及び上記第４の歯車２０により、上記ハウジング１１０内に歯車列が構成されることとなり、図１に示す固定コイル１５に入力されるパルス信号によりステッピングモータ１２の上記ロータの回転に伴う上記ロータシャフト１４ａ’の回転により、上述した歯車列の回転伝達が行われ、上記弁体２３が上記弁座シート面１１ａで摺動回転することとなる。
この結果、図６に示す電動切換弁１０は、図５Ａ及び図５Ｂに示すのと同様に、上記出力ポートＰ１と上記出力ポートＰ２とを、選択的に開閉することを実現する。しかも、図６に示す実施例により、上記ハウジング１１０の構成を簡易化でき、更に上記歯車１９’または上記軸受け部材２１’等を内蔵する上記弁室１１ｄの構成も簡易化できるので、部品点数を減少し、組み立て性を向上し、かつ低コストを実現して、上記出力ポートＰ１と上記出力ポートＰ２とを、選択的に開閉する電動切換弁を提供することが出来る。

次いで、図６に示す実施例において、上記弁体２３の上記摺動回転により上記弁体２３が当接する上記ピン２６Ａ及び２６Ｂ（図示せず）の上記弁シート１１ａでの固定強度を更に向上すると共に、上記軸受け部材２１’の上記弁シート１１ａでの固定強度を更に向上するため、上記ピン２６Ａ及び２６Ｂまたは上記軸受け部材２１’を押圧する押圧板２８を上記弁室１１ｄ内に配置することが出来る。即ち、上記押圧板２８は、図７に示すように、金属、例えばステンレス材の比較的薄い板状により形成された略台形形状に構成されている。図７において、上記押圧板２８は、その一辺に切り欠き部２８ａが形成されており、図６に示すように、上記ロータシャフト１４ａ’が上記切り欠き部２８ａを貫通して上記弁室１１ｄ内に配置されている。

更に、上記押圧板２８は、図６に示す電動切換弁１０の要部を示す図８の斜視図のように配置されている。即ち、上記押圧板２８は上記弁シート１１ａに下端が圧入して固定されている。上記ピン２６Ａ及び２６Ｂの上端それぞれに当接していると共に、上記軸受け部材２１’の上端にも当接して設けられている。また、上記押圧板２８の一方の側辺２８ｂが上記円筒状ハウジング１１０の上記側壁１１３の内面に当接し、上記押圧板２８の他方の側辺２８ｃは上記側壁１１３の内面と所定の間隔で離れて設けられている。なお、上記押圧板２８の側辺２８ｂは、上記側壁１１３に当接することなく設けても良い。かくして、上記押圧板は、上記ハウジング１１０の上記弁室１１ｄ内に位置決めされて上記ピン２６Ａ及び２６Ｂまたは上記軸受け部材２１’と上記エンドカバー２７との間に配置され、上記弁室１１ｄ内に設けられることとなる。また、図７及び図８において、符号２６Ａ’及び２６Ｂ’は、それぞれ上記ストッパピン２６Ａ及び上記ストッパピン２６Ｂと上記押圧板２８との当接部を示し、符号２１ａ’は、上記軸受け部材２１’と上記押圧板２８との当接部を示しており、上記当接部２６Ａ’、２６Ｂ’及び２１ａ’は、溶接、例えばレーザ溶接により形成されている。したがって、上記ストッパピン２６Ａ及び２６Ｂまたは上記軸受け部材２１’は上記押圧板２８に強固に支持されることとなる。

この結果、上記ストッパピン２６Ａ及び２６Ｂまたは上記軸受け部材２１’は、上記弁シート１１ａに強固に固定されると共に、上記押圧板２８により強固に保持されることとなるので、上記ストッパピン２６Ａ及び２６Ｂまたは上記軸受け部材２１’は、上記弁シート１１ａでの設定位置を正確に長期間維持されることとなる。したがって、上記電動切換弁１０の上記弁体２３による上記出力ポートＰ１と上記出力ポートＰ２との選択的開閉動作を変動することがなく、安定して行うことが出来るので、電動切換弁１０は正確な開閉動作を長期間実現できる。

更にまた、本発明の他の実施例の要部の構成を図９（Ａ）に示す。図９（Ａ）は、上記押圧板２８に比較的薄い板バネ２９を、上記押圧板２８に溶接、例えばスポット溶接またはピンにより取り付けた実施例を示す斜視図である。かかる板バネ２９は、図９（Ｂ）に示すように、平面板の基部２９Ａとバネ部２９Ｂとからなり、上記バネ部２９Ｂは、その先端に平面部２９Ｂ１が形成され、その平面部２９Ｂには、半球形の凸部２９Ｂ２が設けられている。その上記凸部２９Ｂに向かって上記バネ部２９Ｂは、上記基部２９Ａから同一形状かあるいは板幅が拡大する幅の形状に構成されている。但し、図では、上記バネ部２９Ｂは、同一形状を示している。なお、符号２８Ｃ’及び２８Ｄ’は、上記基板２９Ａの溶接部を示し、図では、上記板バネ２９が上記基板２９Ａにより上記押圧板２８Ａに、例えばスポット溶接により固定されている状態を示している。

かかる構成によれば、上記押圧部２８と上記板バネ２９とにより、図８に示すように、上記凸部２９Ｂ２（図示せず）を上記板バネ２９の弾性により上記弁体２３に当接させて、上記弁体２３が上記弁シート１１ａ上で摺動する際に、その摺動を安定して確実に行うことが可能となる。したがって、上記弁体２３による上記出力ポートＰ１と上記出力ポートＰ２との選択的開閉動作が安定して実現させることとなる。この結果、電動切換弁１０は、より一層正確な開閉動作をより長期間実施できる。

また、本発明の更に他の実施例の要部の構成を図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示す。図１０（Ａ）は図６に示す電動切換弁の第４の歯車２０を第４の歯車として符号２０’のように形成している。図１０（Ａ）において、第４の歯車２０’は、歯車２０’の下面即ち図面の下側２０’Ａの内側に歯車２０’を形成している歯２０’Ｂから所定の間隔Ｄからなる略半月状の凸部２０’Ｃ１と略半月状の凸部２０’Ｃ２とが設けられている。この略半月状の凸部２０’Ｃ１と凸部２０’Ｃ２とは互いに同一の高さを有して平面部２０’Ｃ１１と２０’Ｃ２１とが内面側に形成され、上記貫通孔２０’を挟んで互いに対向してつまり対称的に設けられているとともに上記半月状の凸部２０’Ｃ１と２０’Ｃ２の外面側２０’Ｃ２２と２０’Ｃ１２と上記第４の歯車２０’の円周とほぼ同一に形成されている。また、上記半月状の凸部２０’Ｃ１と２０’Ｃ２の上面側２０’Ｃ１３と２０’Ｃ２３は互いに平面状に設けられている。

かかる上記凸部２０’Ｃ１及び凸部２０’Ｃ２と上記歯２０’Ｂとから構成される上記第４の歯車２０’は、例えば銅材の粒子からなる粉末を用いた焼結により形成されている。そして、上記凸部２０’Ｃ１及び凸部２０’Ｃ２には、図１０（Ｃ）に示す弁体２３‘が嵌合される。図１０（Ｃ）に示す弁体２３’は、中央基部２３’ａ及び一方の鍔部２３’Ｃ１と他方の鍔部２３’Ｃ２とからなり、上記他方の鍔部２３’Ｃ２の端部23’Ｃ２には略台形状の突起２３’Ｃ２１と略台形状の突起２３’Ｃ２２とが形成されている。そして、上記他方の鍔部２３’Ｃ２には、上記及び突起２３’Ｃ２２とは、上記弁体23’と一体、例えば銅材の粒子からなる粉末を用いた焼結により一体に形成される。

また、上記略台形状の突起２３’Ｃ２１及び上記略台形状の突起２３’Ｃ２２の高さは、両者ともに上記略半月状の凸部２０’Ｃ１及び上記略半月状の凸部２０’Ｃ２の高さと等しく形成されている。しかも、上記弁体２３’の上記鍔部２３’Ｃ２には、上記弁体２３’を回転摺動するための凹部（図４の凹所Ｃ２で示す）を形成することなく、上記弁体２３’を構成できる。したがって、上記弁体２３’により組立性を一層向上した電動切換弁を実現できることとなる。なお、２３’Ｃａ１は弁体２３’の回転摺動により冷媒が上記出力ポートＰ1又は上記出力ポートＰ２から流出するための小孔である。

かかる上記弁体２３’に形成されている上記突起２３’Ｃ２１と突起２３’Ｃ２２とが、図10（Ｃ）に示すように、上記第4の歯車２０’の上記略半月状の凸部２０’Ｃ１及び略半月状の凸部２０’Ｃ２に嵌め込まれている。即ち、図１０（Ｃ）において、上記略半月状の凸部２３’Ｃ１と上記突起２３’Ｃ２２とが嵌め込まれ、且つ上記略半月状の凸部２０‘Ｃ２と上記突起２３’Ｃ２１とが嵌め込まれている。この嵌めこみは、上記弁体２３’の上記中央基部２３’ａと上記突起２３’Ｃ２２との間に形成され、平面２３’と２４と上記凸部２０’Ｃ２の平面２０‘Ｃ２１とが嵌め込まれ、且つ上記中央基部２３’ａと上記突起２３’Ｃ２１との間に形成され、平面２３’Ｃ２４と上記凸部２０’Ｃ２の平面２０’Ｃ２１とが嵌め込まれ、且つ上記中央基部２０’Ｃ２３とが嵌め込まれて行われることにより上記弁体２３’が上記歯車２０’に固定される。

しかして、上記平面２３’Ｃ２4と上記平面２０’Ｃ２１との嵌め込み及び上記平面２３’Ｃ２３と上記平面２０’Ｃ２３との嵌め込みは、上記平面２３’Ｃ２4と上記平面２３’Ｃ２３との間の距離が上記平面２０’Ｃ２３と上記平面２３’Ｃ２４との間の距離よりも若干小さいことにより実施されるのである。

したがって、、上記平面２３’Ｃ２4と上記平面２０’Ｃ２１とが嵌め込まれ且つ平面２３’Ｃ２３と上記平面２０’Ｃ２とが嵌め込まれることにより、上記弁体２３’は上記歯車２０’により一層強固に固定されることとなる。

この結果、上記弁体２３’は上記歯車２０’により一層強固に固定されることになり、上記弁体２３’は上記弁座シート面１１ａにて摺動回転を円滑にし、一層安定して確実に行うことができる。したがって、上記押圧板28と上記板バネ29を用いることなく上記弁体２３’によって正確な開閉動作を安定して長期間実施できる。また、図11に示すように、上記押圧板28と上記板バネ29を用いて、上記弁体２３’の摺動回転を実施してもよいのは勿論である。

本発明の一実施例の構成を示す電動切換弁の縦断面図。 電動切換弁の支持部材を示す斜視図。 電動切換弁の支持部材を示す縦断面図。 電動切換弁の要部の連結部材を示す斜視図。 電動切換弁の要部の連結部材を示す縦断面図。 電動切換弁の要部の台座部材を示す斜視図。 電動切換弁の要部の台座部材を示す縦断面図。 電動切換弁の要部の弁体を示す斜視図。 電動切換弁の要部の弁体を示す縦断面図。 電動切換弁の要部の弁体及び弁シート面を示す平面図。 電動切換弁の弁体の動作を示す平面図。 電動切換弁の弁体の動作を示す平面図。 本発明の他の実施例を示す電動切換弁の縦断面図。 図６の実施例に示される押圧板を示す平面図。 図６の実施例の要部を示す斜視図。 本発明の他の実施例の要部を示す斜視図。 本発明の他の実施例の要部を示す斜視図。 本発明の他の実施例の要部を示す斜視図。 本発明の更に他の実施例の要部を示す斜視図。 本発明の他の実施例と弁体とを嵌合させた構成を示す図。 本発明の他の実施例と弁体とを嵌合させた構成をを示す斜視図。 本発明の他の実施例を示す図１０Aの要部を示す斜視図。

１１ ハウジング
１１ａ 弁シート面
１２ モータ
１３ キャン
１４ ロータ
１５ ステータ
１７ 第１歯車
１８ 第２歯車
１９‘ 第３歯車
２０ 第４歯車
２０’Ｃ１ 凸部
２０’Ｃ２ 凸部
２３ 弁体
２３’Ｃ１ ストッパー部
２３’Ｃ２ 突起部
２６Ａ ストッパピン
２６Ｂ ストッパピン

Claims (1)

1. 弁シート面の面上に開口して設けられた流入ポート及び所定の間隔で配置された複数の開口を有する流出ポートと、モータの駆動力により上記弁シート面上で回転摺動する弁体とを具え、
   上記回転弁体が上記複数の出力ポートを選択的に開閉する電動切換弁であって、
   上記モータは、冷媒の導入される円筒状ハウジングの上端面外方に装着され、
   上記弁シートは、上記円筒状ハウジングの下端開口部に固着され、
   上記弁体は、上記モータの駆動力を伝達する上記円筒状ハウジング内に配在された歯車装置によって駆動され、
   上記弁体は、中央部を円板状弁体で構成すると共に、その円板外周から外方に突出して設けられた鍔部を対称的に具備し、
   上記鍔部の一方をストッパ部とし、上記鍔部の他方に突起部を設け、上記突起部を上記歯車装置に形成した凸部に嵌め込まれており、
   且つ上記弁体は、上記突起部と上記円板状の弁体の中央基部との間に平面を有しているとともに上記凸部はその対向面に平面を有しており、上記突起部の平面と上記凸部の平面とが互いにはめ込まれていることを特徴とする電動切換弁。

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