JP6278684B2 - 弁体駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、弁体駆動装置に関する。

特許文献１には、冷媒ガス切替用の弁体駆動装置が開示されている。

特開２００１−１１６１５２号公報

この特許文献１に開示された弁体駆動装置では、当該弁体駆動装置を固定側部材に取り付けるための取付部材が、ロータ部を収容する筒状のケースの外周に嵌合して設けられている。
取付部材は、ケースの外周に押しつけられる弾性片を複数有しており、ケースは、当該ケースの外周に押しつけられた弾性片により、ロータ部の回転軸周りの周方向の位置決めがされた状態で、取付部材に保持されている。

ここで、取付部材を樹脂材料から構成すると、弾性片に強い弾性力を持たせることが困難になり、取付部材におけるケースの保持が弱くなって、ケース（弁体駆動装置）の周方向の位置決めを正確に行えなくなる。

そこで、取付部材を樹脂材料から構成した場合でも、弁体駆動装置の周方向の位置決めを正確に行えるようにすることが求められている。

本発明は、
ケース内に設けた弁体をモータにより駆動して、前記ケース内に導入された流体の流路を切り替える弁体駆動装置であって、
前記ケースは、底板部の一方の面に有底円筒形状の隔壁を固定して形成され、
前記ケースを固定側部材に固定する樹脂製の取付部材を、前記ケースの前記底板部側に嵌合させて設け、
前記ケースと前記取付部材の各々に、互いに係合して前記ケースと前記取付部材との相対回転を規制する係合部を設け、
前記ケースの係合部は、径方向に開口した開口部を含み、
前記取付部材の係合部は、前記取付部材の外周側から径方向に延び、前記開口部に径方向外側から係合する係合片を含む構成の弁体駆動装置とした。

本発明によれば、取付部材を樹脂材料から構成した場合でも、ケースと取付部材との相対回転を規制できるので、弁体駆動装置の周方向の位置決めを正確に行うことができる。

実施形態にかかる弁体駆動装置の断面図である。 図１におけるＸ１−Ｘ１断面図である。 弁体駆動装置の要部を分解して示す斜視図である。 弁体駆動装置のモータ側を分解して示す斜視図である。 弁体駆動装置における弁部周りを説明する図である。 弁体駆動装置の動作を説明する図である。 下カバー部材を説明する図である。 下カバー部材を説明する図である。 下カバー部材を説明する図である。 下カバー部材におけるケースの回り止めを説明する図である。

以下、本発明の実施形態について、本発明を、冷蔵庫の冷媒の流路を開閉する弁装置の弁体駆動装置（ギアユニット）に適用した場合を例に挙げて、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付して示すと共に重複した説明を省略する。
以下の説明では、図１に示した弁体駆動装置１のロータ３０の回転軸の軸線Ｘを基準として、軸線Ｘの軸方向におけるロータ３０側を上方、流体導出管３、４側を下方として、弁体駆動装置の各構成要素の位置関係を適宜説明する。

図１は、実施形態にかかる弁体駆動装置１の断面図である。図２は、図１におけるＸ１−Ｘ１断面図である。図３は、弁体駆動装置１のモータＭ側の分解斜視図である。
なお、図３では、ステータアッセンブリ４０における樹脂で形成された部分をハッチングして示している。

図１および図２に示すように、本発明の実施形態にかかる弁体駆動装置１は、外部装置である冷蔵庫（図示せず）との間に流体（ここでは、冷媒）が循環可能な流路を構成し、冷蔵庫から流体導入管２を介して流体室Ｓ内へ導入された流体を、流体導出管３、４を介して冷蔵庫へ導出する弁装置である。
この弁体駆動装置１では、モータＭにより弁部７０を駆動して、流体室Ｓ内に導入された流体を、流体導出管３、４から冷蔵庫側に導出するようになっており、この弁体駆動装置１のモータＭとして、一対のステータ組５０Ａ、５０Ｂ（Ａ相のコイルとＢ相のコイル）がロータ３０の軸方向に並べて配置されたクローポール型ステッピングモータが採用されている。

弁体駆動装置１では、底板部１０の上面に有底円筒形状の隔壁２０をＴＩＧ溶接により固定して形成される密閉ケース（以下、ケース５）内に、流体室Ｓが形成されている。
弁体駆動装置１において隔壁２０は、底部２０ａを底板部１０とは反対側の上方に向けて設けられている。隔壁２０は、底部２０ａから離れる方向で２段に拡径した外形を有しており、底部２０ａ側の小径部２０１と、底板部１０側の大径部２０２と、を備えて構成される。
底板部１０の外周縁には、大径部２０２の先端２０２ａが外嵌する段部１１が、全周に亘って設けられており、隔壁２０は、大径部２０２の先端２０２ａを段部１１に嵌合させて、底板部１０に固定されている。
また、弁体駆動装置１は、モータＭのロータ３０を上側、流体室Ｓを下側に向けた配置で使用される。

図１に示すように、小径部２０１の内側には、モータＭのロータ３０が、軸部材２１に外挿された状態で設けられている。
弁体駆動装置１において軸部材２１は、ロータ３０の回転軸の軸線Ｘに沿って設けられており、この軸部材２１の一端２１ａは、底部２０ａの凹部２０ｂで支持されており、他端２１ｂは、底板部１０の孔部１０ａでロウ付けされており、軸部材２１は、回り止めされた状態で設けられている。
軸部材２１においてロータ３０は、回転可能に支持されており、モータＭの駆動時に、軸線Ｘ周りに回転するようになっている。

ロータ３０は、円筒状の軸受部３１ａを有する基部３１と、軸線Ｘ周りの周方向でＮ相とＳ相とが交互に配置された磁石３２と、を備えて構成されており、軸受部３１ａを軸部材２１に外挿して、軸部材２１に取り付けられている。
磁石３２は、ロータ３０を樹脂成形する際に、インサート成型によりロータ３０と一体に形成されており、基部３１において磁石３２は、軸線Ｘ周りの周方向で全周に亘って設けられている。

基部３１の底板部１０側の下部には、ロータ３０の回転を後記する弁部７０（図２参照）に伝達する伝達軸３３が、軸受部３１ａと基部３１の間に挿入されて固定されている。伝達軸３３は、ロータ３０と同様に、軸部材２１に回転可能に支持されており、ロータ３０と一体に軸線Ｘ周りに回転するようになっている。

伝達軸３３は、軸線Ｘに沿って底板部１０側の下方に延びており、その先端部３３ａを、底板部１０の上面１０ｂに当接させている。
実施の形態においてロータ３０は、軸部材２１の一端２１ａ側に外挿したスプリングＳｐにより、底板部１０側の下方に付勢されており、このスプリングＳｐの付勢力により、伝達軸３３の先端部３３ａが、底板部１０の上面１０ｂに常時当接させられて、ロータ３０の軸線Ｘの軸方向の位置決めがされている。

伝達軸３３における先端部３３ａの上側は、当該先端部３３ａよりも径が大きい大径部３３ｂとなっており、この大径部３３ｂの外周には、後記するギヤ７１の外周に設けた歯部７１０ａに噛合する歯部３３ｃが設けられている。

ロータ３０を収容する隔壁２０の小径部２０１は、ロータ３０の磁石３２を所定間隔で囲む筒状に形成されており、この小径部２０１の外周には、ステータアッセンブリ４０が外挿されて取り付けられている。
実施の形態では、小径部２０１と大径部２０２を接続する円板部２０３が、軸線Ｘに直交して設けられており、この円板部２０３により、小径部２０１に外挿したステータアッセンブリ４０の位置決めがされて、ロータ３０（磁石３２）の径方向外側に、２つのステータ組５０Ａ、５０Ｂが配置されるようになっている。
なお、ロータ３０の磁石３２は、隔壁２０を介して後述のステータアッセンブリ４０からの磁力によって駆動されるため、隔壁２０は非磁性体で構成される。また流体室Ｓの圧力に耐えられるよう、隔壁２０は金属で構成される。このため、隔壁２０は非磁性金属であるステンレスで構成される。

ステータアッセンブリ４０は、軸線Ｘの軸方向に重ねて配置された２つのステータ組５０Ａ、５０Ｂを備えており、このステータアッセンブリ４０には、ステータ組５０Ａ、５０Ｂの外周を囲む外ステータコア５９が外挿して取り付けられている。
外ステータコア５９は、後記する内ステータコア５１、５２（図２参照）と同様に、磁性体の板体をプレス加工することで形成されており、ステータ組５０Ａ、５０Ｂに外挿して取り付けた際に、外ステータコア５９と内ステータコア５１、５２とが互いに接触した状態で設けられて、外ステータコア５９と内ステータコア５１、５２とで磁路が構成されるようになっている。

図２に示すように、ステータ組５０Ａ、５０Ｂの各々は、軸方向に間隔をあけて配置された一対の内ステータコア５１、５２の間に、ボビン５３の外周に巻き付けられた駆動コイル５４を配置した基本構成を有している。
ステータアッセンブリ４０においてボビン５３は、その内部にステータ組５０Ａ、５０Ｂの内ステータコア５１、５２がインサート成形により埋め込まれた樹脂成形体（絶縁体）であり、コイル端子５６を支持する端子保持部５５（５５Ａ、５５Ｂ）と一体に形成されている（図１参照）。

図１および図３に示すように、端子保持部５５（５５Ａ、５５Ｂ）は、軸線Ｘの軸方向に間隔を開けて設けられており、端子保持部５５（５５Ａ、５５Ｂ）の各々には、複数のコイル端子５６が圧入により支持されている。
コイル端子５６は、直線状に延びる棒形状を成す導電性のピンであり、端子保持部５５（５５Ａ、５５Ｂ）においてコイル端子５６は、軸線Ｘ周りの周方向に、所定間隔で複数設けられている。

実施の形態では、図中上側に位置する端子保持部５５Ｂのコイル端子５６に、ステータ組５０Ｂの駆動コイル５４（Ｂ相のコイル）から引き出された巻き線の端部（図示せず）が絡げられており、図中下側に位置する端子保持部５５Ａのコイル端子５６に、ステータ組５０Ａの駆動コイル５４（Ａ相のコイル）から引き出された巻き線の端部（図示せず）が絡げられている。

コイル端子５６の各々は、ステータアッセンブリ４０から径方向外側に突出して設けられている。そのため、図３に示すように、ステータアッセンブリ４０に外挿して取り付けられる外ステータコア５９では、ステータ組５０Ａ、５０Ｂの外周を囲む周壁部５９２に、コイル端子５６との干渉を避けるための切欠き５９３が設けられている。

ここで、外ステータコア５９は、有底円筒形状を有しており、底部５９１の中央部に、隔壁２０の底部２０ａ側を挿通可能とする開口５９１ａが設けられている。そして、底部５９１の全周に亘って設けられた周壁部５９２は、ステータ組５０Ａ、５０Ｂを全周に亘って取り囲む円筒形状を成している。

実施の形態では、外ステータコア５９に外挿して、上カバー部材９０が取り付けられるようになっており、上カバー部材９０の開口部９２ａ（図１参照）を貫通して径方向外側に延びるコイル端子５６の各々は、上カバー部材９０と一体に形成されたコネクタカバー部９３（収容部９５）内で、可撓性を有する共通のプリント基板６０（以下、基板６０とも表記する）を介して、それぞれ対応するコネクタ端子６１に接続されている（図１参照）。
なお、コイル端子５６の各々は、基板６０における駆動コイル５４とは反対側の面で、基板６０に設けられた配線のうちの対応する配線に、半田付けにより接続されている。

図３に示すように、上カバー部材９０は、モータＭのステータアッセンブリ４０と外ステータコア５９を収容する部材であり、ステータアッセンブリ４０の上面を覆うカバー部９１と、外ステータコア５９の外周を囲む周壁部９２と、を有しており、周壁部９２には、コネクタカバー部９３のコネクタ部９４が一体に形成されている。

カバー部９１の中央には、軸方向から見てリング状の膨出部９１ａが設けられており、この膨出部９１ａの中央には、膨出部９１ａ内に位置する隔壁２０を視認可能とする開口９１ｂが設けられている。
カバー部９１における膨出部９１ａとは反対側には、リング状の嵌合壁９１ｃ（図１参照）が下方に突出して形成されており、この嵌合壁９１ｃは、ステータアッセンブリ４０の上部に設けられた略リング形状の取付部５７の内周に嵌合している。

上カバー部材９０の周壁部９２は、軸線Ｘの軸方向から見て環状を成しており、外ステータコア５９の外周に沿って、後記する下カバー部材８０側の下方に延びている（図２参照）。
周壁部９２の下端９２ｂは、下カバー部材８０の周壁部８２の嵌合部８２ａの外周に嵌合しており、上カバー部材９０と下カバー部材８０の周壁部８２とで囲まれた空間を密閉している。そのため、この囲まれた空間内に位置するコイル端子５６や駆動コイル５４などの導電部に、周壁部９２に掛かった水が及ばないようになっている。

図１に示すように周壁部９２では、径方向から見て、前記したコイル端子５６と干渉する領域が切り欠かれており、この切り欠かれた領域が、ステータアッセンブリ４０から径方向に延びるコイル端子５６が通過する開口部９２ａとなっている。
開口部９２ａは、周壁部９２の下端からカバー部９１の近傍までの高さ範囲に形成されており、径方向から見て開口部９２ａは、略矩形形状を成している。

上カバー部材９０の周壁部９２の外周面には、下カバー部材８０の係合腕８４が係合する被係合部９２２が、径方向外側に突出して形成されており、被係合部９２２は、軸線Ｘ周りの周方向で、９０度間隔で３つ設けられている（図３参照）。

図３に示すように、上カバー部材９０の周壁部９２では、開口部９２ａの径方向外側に、コネクタカバー部９３が設けられている。
コネクタカバー部９３は、周壁部９２の径方向外側から下方に延出しており、開口部９２ａよりも下側に位置するコネクタ部９４と、このコネクタ部９４のコネクタ端子６１と前記したコイル端子５６とを接続する基板６０の収容部９５と、収容部９５の開口を封止するキャップ９６とを有している。

図１に示すように、コネクタ部９４では、前記した大径部２０２の径方向外側となる位置に、端子支持部９４０が設けられている。この端子支持部９４０では、前記したコネクタ端子６１が、軸線Ｘ周りの周方向に間隔をあけて複数設けられている。
コネクタ端子６１の各々は、端子支持部９４０を厚み方向（軸線Ｘ方向）に貫通して設けられており、径方向から見てコネクタ端子６１の各々は、前記したコイル端子５６よりも下方に位置すると共に、コイル端子５６に対して略直交する向きで設けられている。

コネクタ端子６１の各々は、基板６０を介して、対応するコイル端子５６と接続されており、コネクタ端子６１の各々は、基板６０における端子支持部９４０とは反対側の面で、基板６０に設けられた配線のうちの対応する配線に、半田付けにより接続されている。
コネクタ端子６１と基板６０との接続部（半田付け部）は、コイル端子５６と基板６０との接続部（半田付け部）から軸線Ｘ方向に所定高さｈ下方にオフセットした位置となっており、収容部９５内において基板６０は、基板６０の側面からみて略Ｌ字形状となるように湾曲した状態で、コイル端子５６とコネクタ端子６１とを接続している。

図１に示すように、端子支持部９４０は、端子支持部９４０から下方に突出したコネクタ端子６１の外周を囲む周壁部９４１を有している。この周壁部９４１は、端子支持部９４０の長手方向における両側に設けられた側壁部９４２、９４２と、端子支持部９４０の径方向外側の側縁に沿って設けられた外壁部９４３と、径方向内側の側縁に沿って設けられた内壁部９４４とから構成されており、この周壁部９４１の内側で、相手側コネクタ（図示せず）がコネクタ端子６１に接続されるようになっている。

図１に示すように、コネクタカバー部９３の収容部９５は、コネクタ部９４の上側に隣接して設けられている。収容部９５は、上壁部９５１と、側壁部９５２、９５２と、コネクタ部９４の端子支持部９４０とから、開口部９２ａを囲むように設けられている。

上壁部９５１と側壁部９５２、９５２は、周壁部９２の外周面から径方向外側に突出しており、軸線Ｘの径方向から見て、周壁部９２に設けた開口部９２ａの上側と両側を囲むように設けられている。
側壁部９５２の下端部側は、下側に向かうに連れて周壁部９２から離れる方向に膨出しており、この膨出した部分の下端に、前記した端子支持部９４０が一体に連結されている。

そのため、端子支持部９４０を有するコネクタ部９４は、側壁部９５２、９５２により、周壁部９２の外周から径方向外側に離間した位置で保持されており、端子支持部９４０と上壁部９５１は、軸線Ｘの径方向にオフセットしている。
よって、端子支持部９４０が下側に位置する収容部９５は、軸線Ｘの径方向外側と上方に開口しており、この開口を封止するためのキャップ９６が、上壁部９５１と側壁部９５２、９５２の外側面に嵌合するようになっている。

キャップ９６は、収容部９５の開口を塞ぐ壁部９７と、壁部９７の幅方向における両側部から同方向に延びる嵌合壁部９８、９８と、を有している。
壁部９７は、軸線Ｘの軸方向に延びる側壁部９７１の上部側を、軸線Ｘに直交する方向に湾曲させた形状を成している。この側壁部９７１の軸線Ｘに直交する方向に延びる部分は、収容部９５の上部側の開口を塞ぐ上壁部９７２となっており、この上壁部９７２の先端には、下方に突出して係止部９７ａ（図３参照）が設けられている。
係止部９７ａは、上壁部９７２の幅方向の全長に亘って設けられており、キャップ９６を収容部９５に取り付けた際に、上壁部９５１と上カバー部材９０の周壁部９２との間の凹溝９５１ａに係止されて、キャップ９６の径方向外側への脱落が阻止されるようになっている。

さらに、上壁部９７２の先端側の両側部には、下方に延びる係合部９９が設けられており、この係合部９９には、側壁部９５２の外側面に設けた係止用の突起９５６を係合させる係合孔９９ａが、長手方向に沿って形成されている。
そのため、キャップ９６を収容部９５に取り付けた際に、側壁部９５２側の突起９５６に、係合部９９の係合孔９９ａが係合することで、キャップ９６の上方側への脱落が阻止されるようになっている（図３参照）。

次に、モータＭにより駆動される弁部７０を説明する。
図４は、弁体駆動装置１における下カバー部材８０、弁部７０、弁体付勢部材８６およびモータＭの部分の分解斜視図である。図５は、弁部７０におけるギヤ７１と弁体７２との噛み合いを説明する図であり、（ａ）は、図２における弁部７０周りを拡大して示す図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。

弁体駆動装置１の弁部７０は、モータＭにより後述する断面棒状の軸部材７３における中心軸方向の軸線Ｘ２周りに回転駆動される部材であり、ギヤ７１と、弁体７２と、を備えて構成される。
ギヤ７１の基部７１０の中心には、軸部材７３を貫通させる貫通孔７１ａが、基部７１０を厚み方向に貫通して形成されている。
基部７１０の外周面には、周方向に沿って歯部７１０ａが設けられており、弁体駆動装置１の流体室Ｓ内においてギヤ７１は、モータＭの伝達軸３３の外周に設けられた歯部３３ｃに噛合している。

弁体７２の底面には、切欠７２ｄが形成されている。弁体７２の底面のうち、切欠７２ｄが形成されていない部位は、流体導出管３、４の開口（図６参照）を閉塞可能に構成されている。また、切欠７２ｄは、接続部材１５から離れる方向に凹んだ形状となっている。

ギヤ７１および弁体７２は互いに係合して固定されている。
図５の（ａ）に示すように、ギヤ７１と弁体７２は、貫通孔７１ａと孔部７２ａを挿通させた軸部材７３で回転可能に支持されており、軸部材７３の下端７３ｂは、底板部１０に固定された接続部材１５の穴部１５ａでロウ付けされており、軸部材７３は、回り止めされた状態で設けられている。また、軸部材７３の上端７３ａは、弁体付勢部材８６の支持孔８９ａに挿通されており、軸部材７３は、弁体付勢部材８６の位置決めをしている。

接続部材１５は、底板部１０に設けられた貫通穴１０ｃに、モータＭとは反対側の下方から嵌入して設けられている。
接続部材１５の中央部には、軸部材７３を支持するための穴部１５ａが、流体室Ｓ側に開口して形成されている。したがって、穴部１５ａは、底板部１０の貫通穴１０ｃに嵌入している接続部材１５を介して、底板部１０を貫通するように設けられている。また、接続部材１５において、この穴部１５ａの径方向外側の位置には、流体導出管３と流体導出管４を挿入するための挿入孔１５ｂ、１５ｃが設けられている（図９の（ｂ）参照）。

これら挿入孔１５ｂ、１５ｃは、上部側（流体室Ｓ側）が、下部側よりも小径に形成されており、これら挿入孔１５ｂ、１５ｃの下部側に挿入された流体導出管３、４は、挿入孔１５ｂ、１５ｃを介して、底板部１０の上方に形成される流体室Ｓに連通している。
実施の形態において流体導出管３、４は、ロウ付けにより接続部材１５に固定されており、この接続部材１５の軸線Ｘ方向の厚みは、底板部１０の軸線Ｘ方向の厚みよりも厚くなっている。そのため、接続部材１５における流体導出管３、４の支持強度が確保されている。
また、接続部材１５における弁体７２側の面は研磨加工されており、弁体７２と接続部材１５の摺動面の面粗度を高めることで、接続部材１５と弁体７２の摺動抵抗を減らしている。

図２に示すように、底板部１０では、中央の孔部１０ａを挟んで貫通穴１０ｃとは反対側の位置に、貫通穴１０ｄが設けられており、この貫通穴１０ｄを囲むボス部１０ｅが、底板部１０の下側の面に形成されている。流体導入管２の上端は、ボス部１０ｅ側から貫通穴１０ｄに挿入されており、流体導入管２は流体室Ｓ内に開口している。

図４および図１０の（ａ）に示すように、底板部１０には、弁体付勢部材８６が載置されており、この弁体付勢部材８６は、台部８７と、台部８７の周縁部から下方側に延びる複数の脚部８８（８８ａ、８８ｂ）と、を備えて構成される。
台部８７では、前記した伝達軸３３を挿通させる穴部８７ａがその中央部に形成されており、この穴部８７ａの径方向外側には、支持孔８９ａを備える腕部８９が、軸線Ｘまわりの周方向に沿って設けられている。

実施の形態では、底板部１０に隔壁２０を固定した際に、隔壁２０の円板部２０３が台部８７に当接して、脚部８８ａを底板部１０に当接させる位置まで、底板部１０側の下方に押し込むようになっている。
この際、脚部８８ｂは脚部８８ａよりも径方向外側に突出して設けられているので、弁体付勢部材８６は、脚部８８ｂを隔壁２０の大径部２０２の内周に押し当てた状態で、隔壁２０内で保持されるようになっている。

また、弁部７０の軸部材７３を支持する腕部８９は、台部８７とは独立に軸方向に変形可能となっており、弁体付勢部材８６が底板部１０側の下方に押し込まれた際に、弁体７２を底板部１０側の下方に付勢するようになっている。また、腕部８９の支持孔８９ａは、弁部７０の軸部材７３に外嵌して位置決めされている。そのため、弁部７０の弁体７２は、腕部８９により底板部１０の上面に常時当接させられて、軸方向の位置決めがされている。

図７は、弁体駆動装置１から下カバー部材８０側を取り外した状態を示す斜視図であって、底板部１０に固定された補強板７５を説明する図である。

底板部１０の下カバー部材８０側の下面には、金属製の補強板７５がロウ付けにより固定されている。補強板７５は、軸線Ｘの軸方向から見て、円形を成す板状の部材であり、底板部１０の外径Ｄｂよりも小さい外径Ｄａで形成されている。
補強板７５の中央には、底板部１０から下方に突出した軸部材２１との干渉を避けるための逃げ穴７６が形成されており、この逃げ穴７６の径方向外側に、底板部１０から下方に突出した接続部材１５を囲む、切欠穴７７が形成されており、これら逃げ穴７６と切欠穴７７は、底板部１０の直径線Ｌｍ上で連なって形成されている。

切欠穴７７の逃げ穴７６とは反対側には、補強板７５の周縁部を切り欠いて形成した開口部７５ａとなっており、この開口部７５ａには、下カバー部材８０の後記する係合片８１４が係合するようになっている。

逃げ穴７６を挟んで、切欠穴７７の反対側には、前記した底板部１０から下方に突出するボス部１０ｅを囲む切欠穴７８が設けられている。この切欠穴７７の径方向外側にも、補強板７５の周縁部を切り欠いて形成した開口部７５ｂが形成されている。

さらに、補強板７５では、中央の逃げ穴７６から径方向外側に所定距離離間した位置に、補強板７５を厚み方向（軸線Ｘの軸方向）に貫通して貫通孔７９が形成されている。この貫通孔７９は、逃げ穴７６（軸線Ｘ）周りの周方向に、所定間隔で複数設けられており、複数の貫通孔７９のうちの一つには、底板部１０から下方に突出した円筒状の位置決め突起１０ｆが係合している。

［下カバー部材８０］
図８は、下カバー部材８０を説明する図であって、（ａ）は、平面図、（ｂ）は、上方から見た斜視図である。図９は、下カバー部材８０を説明する図であって、（ａ）は、下方から見た斜視図、（ｂ）は、下カバー部材８０を、図４における面Ｂで切断した断面図である。図１０は、下カバー部材８０における補強板７５の回り止めを説明する図であって、（ａ）は、弁体駆動装置１における下カバー部材８０周りの要部断面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）における要部拡大図である。

図２に示すように、下カバー部材８０は、ケース５が載置される板状の載置部８１を有しており、この載置部８１の上面には、ケース５の底板部１０側を所定間隔で囲む周壁部８２が設けられている。
図８に示すように、周壁部８２は、載置部８１から上方に突出して形成されており、軸線Ｘの軸方向から見て環状の内周面８２１を有している。
周壁部８２の上部には、周壁部８２よりも小さい外径の嵌合部８２ａが設けられており、下カバー部材８０と上カバー部材９０とを組み付けた際に、嵌合部８２ａが、前記した上カバー部材９０の周壁部９２の内周に嵌合するようになっている。

図８に示すように、周壁部８２の軸線Ｘ周りの周方向における一部には、径方向外側に延出して延出部８２２が形成されている。延出部８２２は、軸線Ｘの軸方向から見て矩形形状を有しており、周壁部８２に設けた嵌合部８２ａは、延出部８２２の部分で、延出部８２２の両側部を径方向外側に延びる嵌合部８２２ａに接続している。

実施の形態では、下カバー部材８０と上カバー部材９０とを組み付けた際に、コネクタカバー部９３の収容部９５を構成する側壁部９５２、９５２の内周に延出部８２２に設けた嵌合部８２ａが嵌合して、コネクタカバー部９３の下方の開口が、延出部８２２により封止されるようになっている。

周壁部８２の内側における中央には、底板部１０を貫通した軸部材２１の他端２１ｂ（下端）との干渉を避けるための凹穴８１１が形成されており、この凹穴８１１の径方向外側には、底板部１０に固定された接続部材１５の収容穴８１２が形成されている。
収容穴８１２は、軸線Ｘの軸方向から見て円形を成しており、凹穴８１１と連通して形成されている。収容穴８１２は、接続部材１５の外径よりも僅かに大きい内径を有しており、下カバー部材８０と上カバー部材９０とを組み付けた際に、底板部１０から下方に突出する接続部材１５が、収容穴８１２内に挿入されるようになっている。

実施の形態では、収容穴８１２の内周面に、径方向内側に突出する突起８１２ａが設けられている。突起８１２ａは、周方向に等間隔で三つ設けられており、これら突起８１２ａは、収容穴８１２内に接続部材１５が挿入された際に、接続部材１５の外周に圧接して、接続部材１５の軸線Ｘ２周りの回転が規制されるようになっている。

軸線Ｘの軸方向から見て、収容穴８１２内では、凹穴８１１とは反対側に、流体導出管３、４を挿通させる開口８１２ｂが形成されている。
図９の（ｂ）に示すように、開口８１２ｂは、載置部８１を厚み方向に貫通して形成されており、載置部８１の下面における開口８１２ｂの延長上の位置には、載置部８１から離れるにつれて外径が小さくなる形状の配管支持部８５Ａが設けられている。
流体導出管３、４は、接続部材１５との接続部から下方にオフセットした位置が、配管支持部８５Ａの支持穴８５Ａ１で支持されており、流体導出管３、４の配管支持部８５Ａから下方に突出した部分に曲げ応力が作用しても、かかる応力が、流体導出管３、４と接続部材１５との接続部に直接作用しないようになっている。

図８に示すように、載置部８１における、凹穴８１１を挟んで収容穴８１２の反対側の位置には、流体導入管２を挿通させる開口８１３が形成されている。開口８１３もまた載置部８１を厚み方向（軸線Ｘの軸方向）に貫通して形成されており、載置部８１の下面における開口８１３の延長上の位置には、載置部８１から離れるにつれて外径が小さくなる形状の配管支持部８５Ｂが設けられている（図２参照）。
図２に示すように、流体導入管２は、底板部１０との接続部から下方にオフセットした位置が、配管支持部８５Ｂの支持穴８５Ｂ１で支持されており、流体導入管２の配管支持部８５Ｂから下方に突出した部分に曲げ応力が作用しても、かかる応力が、流体導入管２と底板部１０とのとの接続部に直接作用しないようになっている。

図８の（ａ）に示すように、周壁部８２の内周面８２１には、径方向内側に突出する突起８２３、８２３が、収容穴８１２の中心を通る周壁部の直径線Ｌｎを挟んで対称となる位置に設けられており、これら突起８２３、８２３は、下カバー部材８０と上カバー部材９０とを組み付けた際に、ケース５を構成する底板部１０の外周（図８の（ａ）仮想線参照）に当接して、ケース５を周壁部８２内の所定位置に位置決めするようになっている。

実施の形態では、開口８１３と収容穴８１２と、凹穴８１１とが、周壁部８２の直径線Ｌｎ上に位置しており、収容穴８１２の周壁部８２側には、直径線Ｌｎに沿って径方向に延びる係合片８１４が設けられている。
係合片８１４は、補強板７５の開口部７５ａに係合可能な幅Ｗを有しており、下カバー部材８０と上カバー部材９０とを組み付けた際に、係合片８１４が補強板７５の開口部７５ａに係合することで、ケース５を下カバー部材８０に対して回り止めするようになっている。

周壁部８２の外周側には、軸線Ｘと直交する方向で両端が周壁部８２の外側まで伸びる取付部８３が設けられており、載置部８１から下方に所定高さｈａ（図４参照）で延びている。
図４に示すように、取付部８３には、当該取付部８３を厚み方向に貫通する貫通孔８３ｂ、８３ｂが、取付部８３の幅方向に間隔を開けて設けられており、下カバー部材８０は、これら貫通孔８３ｂ、８３ｂを挿通させた図示しないボルトなどにより、冷蔵庫などの固定側部材に取り付けられるようになっている。

図９に示すように、載置部８１の下面には、取付部８３に対して直交する方向に延びる補強リブ８３ａ、８３ｃが、載置部８１と取付部８３とに跨って形成されており、載置部８１における取付部８３の剛性強度が、これら補強リブ８３ａ、８３ｃにより高められている。

載置部８１では、周壁部８２を挟んで対称となる位置に係合腕８４、８４が設けられている。これら係合腕８４、８４は、周壁部８２の直径線Ｌｎ上に位置から上方に延出して形成されており、係合腕８４、８４の上端部の互いの対向面には、係止爪８４ａ、８４ａが設けられている。
係止爪８４ａ、８４ａは、互いに対向する方向に突出しており、係合腕８４の係止爪８４ａは、下カバー部材８０と上カバー部材９０とを組み付けた際に、上カバー部材９０の周壁部９２に設けた被係合部９２２に係合して、下カバー部材８０の上カバー部材９０からの脱落が阻止されるようになっている。

以下、図６を参照して、弁体駆動装置１の動作例について説明する。
図６は、弁体駆動装置１の動作を説明するための図であって、弁体７２を接続部材１５側から見て、流体導出管３、４を仮想線で示した図であり、（ａ）は、流体導出管３、４の両方が弁体７２で閉じられた閉弁状態を、（ｂ）は、流体導出管４が弁体７２で閉じられた第一の閉弁状態を、（ｃ）は、流体導出管３、４の両方が開かれた第二の閉弁状態を、（ｄ）は、流体導出管３が弁体７２で閉じられた第三の閉弁状態を示す図である。

弁体駆動装置１では、コネクタ端子６１、基板６０およびコイル端子５６を介した駆動コイル５４への通電によって、ステータ組５０Ａ、５０Ｂの駆動コイル５４が励磁され、かかる磁力によってロータ３０を回転させるようになっている。そして、ロータ３０の回転は、伝達軸３３の歯部３３ｃを介して弁体７２に伝達されて、弁体７２が軸線Ｘ２周りに回転駆動する。

ここで、実施の形態にかかる弁体駆動装置１では、ギヤ７１に設けた度当たり７１１の当接面７１１ａ、７１２の当接面７１２ａが、伝達軸３３の大径部３３ｂ１に当接する角度範囲内で、弁体７２を軸線Ｘ２周りに回転させて、流体導出管３、４を開閉するようになっている。

＜閉弁状態＞
図６（ａ）に示すように、切欠７２ｄが流体導出管３、４以外の位置にある状態では、弁体７２は、流体導出管３、４を閉塞する閉弁状態（全閉）であり、流体室Ｓから流体導出管３、４への流体の導出が遮断される。

＜第一の開弁状態＞
図６（ｂ）に示すように、閉弁状態からギヤ７１および弁体７２が時計回りに回転し、切欠７２ｄが流体導出管３の位置に達した状態では、弁体７２は、流体導出管３を開放すると共に流体導出管４を閉塞する第一の開弁状態（一部開）であり、流体室Ｓから流体導出管３への流体の導出が許容されると共に流体導出管４への流体の導出が遮断される。

＜第二の開弁状態＞
図６（ｃ）に示すように、第一の開弁状態からギヤ７１および弁体７２がさらに時計回りに回転し、切欠７２ｄが流体導出管３、４の位置に達した状態では、弁体７２は、流体導出管３、４を開放する第二の開弁状態（全開）であり、流体室Ｓから流体導出管３、４への流体の導出が許容される。

＜第三の開弁状態＞
図６（ｄ）に示すように、第二の開弁状態からギヤ７１および弁体７２がさらに時計回りに回転し、切欠き４２ｄが流体導出管３の位置を通り過ぎた状態では、弁体７２は、流体導出管３を閉塞すると共に流体導出管４を開放する第三の開弁状態（一部開）であり、流体室Ｓから流体導出管３への流体の導出が遮断されるとともに流体導出管４への流体の導出が許容される。

なお、実施の形態では、弁体駆動装置１を組み立てた際に、ギヤ７１の度当たり７１１の当接面７１１ａを伝達軸３３の大径部３３ｂ１に当接させた角度位置に配置して、弁体７２の初期位置を設定するようになっている。

以上の通り、実施の形態では、
（１）ケース５内に設けた弁体７２をモータＭにより駆動して、ケース５内に導入された流体の流路を切り替える弁体駆動装置１であって、
ケース５は、底板部１０の一方の面である上面１０ｂに有底円筒形状の隔壁２０を固定して形成され、
ケース５を固定側部材に固定する樹脂製の下カバー部材８０（取付部材）を、ケース５の底板部１０側に嵌合させて設け、
ケース５と下カバー部材８０の各々に、互いに係合してケース５と下カバー部材８０との相対回転を規制する係合部を設けた構成とした。

このように構成すると、下カバー部材８０を樹脂材料から構成した場合でも、ケース５と下カバー部材８０との相対回転を規制できるので、弁体駆動装置１の周方向の位置決めを正確に行うことができる。

（２）モータＭは、隔壁２０内に回転可能に設けられたロータ３０と、隔壁２０に外挿されてロータ３０の外周を囲むステータアッセンブリ４０（ステータ）と、から構成され、
ステータアッセンブリ４０は、下カバー部材８０に固定支持されている構成とした。

このように構成すると、ステータアッセンブリ４０が、固定側部材に固定された下カバー部材８０に固定支持されるので、ステータアッセンブリ４０がロータ３０の回転軸（軸線Ｘ）周りに回転してロータ３０が正常に回転しなくなることを防止できる。

特に、ステータアッセンブリ４０は、当該ステータアッセンブリ４０を囲む周壁部９２を有する上カバー部材９０に固定支持されており、
下カバー部材８０は、周壁部９２の外周に設けた被係合部９２２に係合して、上カバー部材９０と下カバー部材８０とを相対回転不能に結合する係合腕８４を有している構成とした。

このように構成すると、ステータアッセンブリ４０がロータ３０の回転軸（軸線Ｘ）周りに回転することを確実に規制できる。ステータアッセンブリ４０がロータ３０の回転軸（軸線Ｘ）周りに回転すると、ロータ３０を正常に回転させることができなくなって、弁体７２による流路の切り替えを正確に行えなくなる虞がある。
上記のように構成することで、ステータアッセンブリ４０の軸線Ｘ周りの回転を規制できるので、ロータ３０を正常に回転させて、弁体７２を精密に駆動できる。

さらに、下カバー部材８０は、隔壁２０の外周を全周に亘って囲む周壁部８２を有しており、下カバー部材８０側の周壁部８２を、上カバー部材９０の周壁部９２の内周に嵌合させて、下カバー部材８０と上カバー部材９０とを組み付ける構成とした。

このように構成すると、上カバー部材９０の周壁部９２と下カバー部材８０の周壁部８２とで囲まれた空間が密閉されるので、この囲まれた空間内に位置するコイル端子５６や駆動コイル５４などの導電部に、周壁部９２に掛かった水が及ぶことを好適に防止できる。

（３）モータＭは、ステッピングモータであり、ケース５内において前記弁体７２は、ロータ３０の回転軸（軸線Ｘ）に平行な軸部材７３（支持軸）で回転可能に支持されており、弁体７２は、ロータ３０の回転が伝達されて駆動される構成とした。

このように構成すると、ステッピングモータへの駆動パルスにより、ロータ３０を正確に回転させることができる。上記のように、ステータアッセンブリ４０の回転が規制されているので、ステッピングモータとすることで、ロータ３０をより正確に回転させることができ、弁体７２の位置制御の精度が向上する。

（４）ケース５内における底板部１０の中心に、ロータ３０を回転可能に支持する軸部材２１を支持する孔部１０ａが設けられており、
流体の流路を構成する流体導入管２および流体導出管３、４が、ロータ３０の回転軸方向（軸線Ｘ方向）から下カバー部材８０の載置部８１とケース５の底板部１０とを貫通して、ケース５内に形成された流体室Ｓに開口しており、
ケース５内において流体導入管２および流体導出管３、４は、孔部１０ａの径方向外側に開口している構成とした。

流体導入管２および流体導出管３、４が、下カバー部材８０の載置部８１とケース５の底板部１０とを貫通して設けられているので、ケース５と下カバー部材８０とが相対回転すると、ケース５と下カバー部材８０とに跨がって配置されている流体導入管２および流体導出管３、４の変形や破損が生ずる虞がある。
上記のように構成すると、ケース５と下カバー部材８０との相対回転が規制されているので、流体導入管２および流体導出管３、４の変形や破損の発生を好適に防止できる。

（５）載置部８１には、流体導入管２および流体導出管３、４を挿通支持させる配管支持部８５Ａ、８５Ｂ（支持部）が、底板部１０とは反対側に延出して形成されており、配管支持部８５Ａ、８５Ｂにおいて流体導入管２および流体導出管３、４は、載置部８１から下方にオフセットした位置が支持されている構成とした。

このように構成すると、流体導入管２および流体導出管３、４の配管支持部８５Ａ、８５Ｂから下方に突出した部分に曲げ応力が作用しても、かかる応力は、配管支持部８５Ａ、８５Ｂにおける流体導入管２および流体導出管３、４の支持点（支持穴８５Ａ１、８５Ｂ１）に作用するので、ロウ付けで固定された流体導入管２および流体導出管３、４と載置部８１との接続部に直接作用しない。
そのため、流体導出管３、４と載置部８１との接続部に隙間などが生じてかかる隙間から流体が漏出する事態の発生を好適に防止できる。

（６）流体導出管３、４は、流体導出管３、４を回転軸方向に貫通させた接続部材１５（取付部材）を介して底板部１０に取り付けられており、
底板部１０には、接続部材１５が回転軸方向から嵌入する貫通穴１０ｃ（嵌入孔）が、厚み方向に貫通して形成されており、回転軸方向の接続部材１５の厚みを、底板部１０の回転軸方向の厚みよりも厚くした構成とした。

このように構成すると、接続部材１５と流体導出管３、４との接合面積を大きくすることができるので、接続部材１５における流体導出管３、４の支持強度を確保できる。

（７）底板部１０の下カバー部材８０側の面には補強板７５（耐圧プレート）がロウ付けにより取り付けられており、
ケース５側の係合部は、補強板７５に設けられて径方向に開口した開口部７５ａ（切欠き）であり、載置部８１側の係合部は、開口部７５ａに径方向外側から係合する係合片８１４である構成とした。

このように構成すると底板部１０に切欠き状の係合部を設ける場合には、底板部１０の厚みがその部分だけ薄くなるので、底板部１０の膨らみに対する強度が弱くなる。底板部１０とは別体に設けた補強板７５に切欠き状の係合部（開口部７５ａ）を設けることで、底板部１０の膨らみに対する強度を弱めることなく、ケース５と下カバー部材８０との相対回転を規制できる。
さらに、回転中心（軸線Ｘ）から離れた位置に係合部が設けられているので、ロータ３０の回転時に係合部に作用する回転トルクは、回転中心側よりも弱くなる。そうすると、相対回転の規制に必要な係合部の大きさは、回転中心側に設ける場合よりも小さくなるので、切欠き状の開口部７５ａを設けたことに起因する補強板７５の機能低下を好適に抑えることができる。

底板部１０には、補強板７５に設けた貫通孔７９に回転軸方向から嵌合する突起１０ｆが設けられており、底板部１０と補強板７５との相対回転が、貫通孔７９に嵌合させた突起１０ｆにより規制される構成とした。

このように構成すると、ケース５側の係合部をケース５とは別体の補強板７５に設けた場合に、ケース５と補強板７５との相対回転を規制することができ、ケース５と下カバー部材８０との相対回転を防止できる。

（８）なお、前記下実施の形態では、ケース５と下カバー部材８０との相対回転を規制する係合部が、ケース５側と下カバー部材８０側にそれぞれ一つ設けられている場合を例示したが、底板部１０に設けた係合部と、下カバー部材８０に設けた係合部のうちの少なくとも一方は、複数設けられている構成としても良い。

このように構成すると、軸線Ｘ周りの周方向におけるケース５と下カバー部材８０との相対的な角度位置の関係を、選択可能な複数の角度位置のうちの任意の角度位置に設定することが可能になる。そのため、弁体駆動装置１を固定側部材（例えば、冷蔵庫）の本体に取り付けた状態での、流体導出管３、４や流体導入管２の配置位置の自由度が増すので、これら流体導出管３、４や流体導入管２が延びる方向の自由度が増すことになる。

１ 弁体駆動装置
２ 流体導入管
３、４ 流体導出管
５ ケース
１０ 底板部
１５ 接続部材
２０ 隔壁
３０ ロータ
３１ 基部
３２ 磁石
３３ 伝達軸
４０ ステータアッセンブリ
５０Ａ、５０Ｂ ステータ組
５１、５２ 内ステータコア
５３ ボビン
５４ 駆動コイル
５５（５５Ａ、５５Ｂ） 端子保持部
５６ コイル端子
５９ 外ステータコア
６０ プリント基板（基板）
６１ コネクタ端子
７０ 弁部
７１ ギヤ
７２ 弁体
７３ 軸部材
７５ 補強板
８０ 下カバー部材
８１ 載置部
８２ 周壁部
８３ 取付部
８４ 係合腕
８５Ａ、８５Ｂ 配管支持部
８５Ａ１、８６Ｂ１ 支持穴
８６ 弁体付勢部材
８７ 台部
８８ 脚部
８９ 腕部
９０ 上カバー部材
９１ カバー部
９２ 周壁部
９３ コネクタカバー部
９４ コネクタ部
９５ 収容部
９６ キャップ
９７ 壁部
９８ 嵌合壁部
９９ 係合部
２０１ 小径部
２０２ 大径部
２０３ 円板部
８１１ 凹穴
８１２ 収容穴
８１３ 開口
８１４ 係合片
８２１ 内周面
８２２ 延出部
８２３ 突起
９２２ 被係合部
９４０ 端子支持部
９４１ 周壁部
９４２ 側壁部
９４３ 外壁部
９４４ 内壁部
９５１ 上壁部
９５２ 側壁部
９５３ 外周部
９５４ 段部
９５５ 内側嵌合壁部
９５６ 突起
９７１ 側壁部
９７２ 上壁部
９７３ 段部
９７４ 嵌合壁部
９８１ 段部
９８２ 外側嵌合壁部
Ｍ モータ
Ｓ 流体室
Ｓｐ スプリング

Claims (8)

1. ケース内に設けた弁体をモータにより駆動して、前記ケース内に導入された流体の流路を切り替える弁体駆動装置であって、
   前記ケースは、底板部の一方の面に有底円筒形状の隔壁を固定して形成され、
   前記ケースを固定側部材に固定する樹脂製の取付部材を、前記ケースの前記底板部側に嵌合させて設け、
   前記ケースと前記取付部材の各々に、互いに係合して前記ケースと前記取付部材との相対回転を規制する係合部を設け、
   前記ケースの係合部は、径方向に開口した開口部を含み、
   前記取付部材の係合部は、前記取付部材の外周側から径方向に延び、前記開口部に径方向外側から係合する係合片を含むことを特徴とする弁体駆動装置。
2. 前記モータは、前記隔壁内に回転可能に設けられたロータと、前記隔壁に外挿されて前記ロータの外周を囲むステータと、から構成され、
   前記ステータは、前記取付部材に固定支持されていることを特徴とする請求項１に記載の弁体駆動装置。
3. 前記モータは、ステッピングモータであり、
   前記ケース内において前記弁体は、前記ロータの回転軸に平行な支持軸で回転可能に支持されており、前記弁体は、前記ロータの回転が伝達されて駆動されることを特徴とする請求項２に記載の弁体駆動装置。
4. 前記ケース内における前記底板部の中心に、前記ロータの支持部が設けられており、
   前記流体の流路を構成する配管が、前記ロータの回転軸方向から前記取付部材と前記底板部とを貫通して、前記ケース内における前記支持部の径方向外側に開口していることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の弁体駆動装置。
5. 前記取付部材には、前記配管を挿通支持させる支持部が、前記底板部とは反対側に延出して形成されており、
   前記配管を挿通支持させる支持部において前記配管は、前記底板部から前記配管を挿通支持させる支持部の延出方向側にオフセットした位置で支持されていることを特徴とする請求項４に記載の弁体駆動装置。
6. 前記配管は、当該配管を前記回転軸方向に貫通させた取付部材を介して前記底板部に取り付けられており、
   前記底板部には、前記回転軸方向に貫通させた取付部材が前記回転軸方向から嵌入する嵌入孔が、厚み方向に貫通して形成されており、前記回転軸方向の前記回転軸方向に貫通させた取付部材の厚みを、前記底板部の前記回転軸方向の厚みよりも厚くしたことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の弁体駆動装置。
7. 前記ケース側の前記係合部は、前記底板部に設けた耐圧プレートに設けられていることを特徴とする請求項１から請求項６の何れか一項に記載の弁体駆動装置。
8. 前記底板部に設けた係合部と、前記取付部材に設けた係合部のうちの少なくとも一方は、複数設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の弁体駆動装置。

Images