JP6858145B2 - 電動弁 - Google Patents

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Description

本発明は、１つの駆動源で２つの弁体を直線的に駆動して２つの弁口を開閉する電動弁に関する。
従来、この種の電動弁として、第１弁体を収容する第１収容部屋と第２弁体を収容する第２収容部屋とを中間部屋を挟んで一列に並べて備え、第１収容部屋と中間部屋との間の第１弁口を第１弁体で開閉し、第２収容部屋と中間部屋との間の第２弁口を第２弁体で開閉するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１６−０８９９３１号（図９Ａ、図９Ｂ）
しかしながら、上記した従来の電動弁では、弁体が流体圧にて押される力が、弁口側とその反対側とから受ける流体圧の差圧により大きな影響を受ける。これに対応するために従来の電動弁では駆動源を大きくせざるを得ないという問題があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、従来よりコンパクトな電動弁の提供を目的とする。
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明は、第１弁体（１１）を収容する第１収容部屋（２１）と第２弁体（１２）を収容する第２収容部屋（２２）とを中間部屋（２３）を挟んで一列に並べて備えるベース部（９０）と、前記第１収容部屋（２１）と前記中間部屋（２３）との間に形成され、前記第１弁体（１１）によって開閉される第１弁口（１３）と、前記第２収容部屋（２２）と前記中間部屋（２３）との間に形成され、前記第２弁体（１２）によって開閉される第２弁口（１４）と、前記第１収容部屋（２１）に連通する第１ポート（３１）と、前記第２収容部屋（２２）に連通する第２ポート（３２）と、前記中間部屋（２３）に連通する第３ポート（３３）と、前記第１弁体（１１）と前記第２弁体（１２）とをパイプ構造のシャフト（５０）で連結してなる複合弁体（５９）と、前記複合弁体（５９）の一端部に連結されて前記複合弁体（５９）を直線的に駆動し、前記第１弁口（１３）が開きかつ前記第２弁口（１４）が閉じる第１開位置と、前記第１弁口（１３）が閉じかつ前記第２弁口（１４）が開く第２開位置とを含む複数位置に前記複合弁体（５９）を移動する駆動源（６０）と、前記第１収容部屋（２１）内に設けられて、前記第１弁体（１１）が直動可能に嵌合する第１嵌合部（３４）と、前記第２収容部屋（２２）内に設けられて、前記第２弁体（１２）が直動可能に嵌合する第２嵌合部（３５）と、前記シャフト（５０）の内側に形成され、前記第１嵌合部（３４）内と前記第２嵌合部（３５）内と前記中間部屋（２３）内とに向かって開口する複数の開口（５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ）を有し、前記第１嵌合部（３４）内と前記第２嵌合部（３５）内と前記中間部屋（２３）内とを連絡する通気路（５８）と、前記第１弁体（１１）の中心部を貫通する中央孔（１５）と、前記中央孔（１５）の途中部分に形成され、前記シャフト（５０）の端面が当接する段差面（１５Ｄ）と、を有する電動弁（１０）である。
請求項２の発明は、第１弁体（１１）を収容する第１収容部屋（２１）と第２弁体（１２）を収容する第２収容部屋（２２）とを中間部屋（２３）を挟んで一列に並べて備えるベース部（９０）と、前記第１収容部屋（２１）と前記中間部屋（２３）との間に形成され、前記第１弁体（１１）によって開閉される第１弁口（１３）と、前記第２収容部屋（２２）と前記中間部屋（２３）との間に形成され、前記第２弁体（１２）によって開閉される第２弁口（１４）と、前記第１収容部屋（２１）に連通する第１ポート（３１）と、前記第２収容部屋（２２）に連通する第２ポート（３２）と、前記中間部屋（２３）に連通する第３ポート（３３）と、前記第１弁体（１１）と前記第２弁体（１２）とをシャフト（５０Ｘ，５０Ｙ）で連結してなる複合弁体（５９）と、前記複合弁体（５９）の一端部に連結されて前記複合弁体（５９）を直線的に駆動し、前記第１弁口（１３）が開きかつ前記第２弁口（１４）が閉じる第１開位置と、前記第１弁口（１３）が閉じかつ前記第２弁口（１４）が開く第２開位置とを含む複数位置に前記複合弁体（５９）を移動する駆動源（６０）と、前記第１収容部屋（２１）内に設けられて、前記第１弁体（１１）が直動可能に嵌合する第１嵌合部（３４）と、前記第２収容部屋（２２）内に設けられて、前記第２弁体（１２）が直動可能に嵌合する第２嵌合部（３５）と、前記第１弁体（１１）及び前記第２弁体（１２）の中心部に形成され、前記シャフト（５０Ｘ，５０Ｙ）が貫通する中央孔（１５，１６）と、前記シャフト（５０Ｘ，５０Ｙ）のうち前記中央孔（１５，１６）を貫通する部分に溝状に形成され、前記第１嵌合部（３４）内と前記第２嵌合部（３５）内と前記中間部屋（２３）内とを連絡する通気路（５８Ｘ，５８Ｙ）と、を備える電動弁（１０）である。
請求項３の発明は、前記通気路（５８Ｙ）は、螺旋状になっている請求項２に記載の電動弁（１０）である。
請求項４の発明は、前記シャフト（５０）の一端部は、前記第２弁体（１２）を貫通して前記駆動源（６０）に連結されている請求項１乃至３の何れか１の請求項に記載の電動弁（１０）である。
請求項５の発明は、前記第１弁口（１３）と前記第２弁口（１４）との開口面積が異なる請求項１乃至４の何れか１の請求項に記載の電動弁（１０）である。
請求項６の発明は、前記第１弁体（１１）又は前記第２弁体（１２）の端面から突出する同心円状の大円筒壁（１１Ａ，１２Ａ）及び小円筒壁（１１Ｂ，１２Ｂ）と、前記大円筒壁（１１Ａ，１２Ａ）及び前記小円筒壁（１１Ｂ，１２Ｂ）との間に配置され、前記大円筒壁（１１Ａ，１２Ａ）及び前記小円筒壁（１１Ｂ，１２Ｂ）のカシメにより固定されるパッキン（８５，８６）と、前記第１弁口（１３）又は前記第２弁口（１４）の開口縁から突出して前記パッキン（８５，８６）に当接する環状突条（１３Ｔ，１４Ｔ）とを備え、前記シャフト（５０）が前記小円筒壁（１１Ｂ，１２Ｂ）の内側に嵌合している請求項１乃至５の何れか１の請求項に記載の電動弁（１０）である。
請求項７の発明は、第１弁体（１１）を収容する第１収容部屋（２１）と第２弁体（１２）を収容する第２収容部屋（２２）とを中間部屋（２３）を挟んで一列に並べて備えるベース部（９０）と、前記第１収容部屋（２１）と前記中間部屋（２３）との間に形成され、前記第１弁体（１１）によって開閉される第１弁口（１３）と、前記第２収容部屋（２２）と前記中間部屋（２３）との間に形成され、前記第２弁体（１２）によって開閉される第２弁口（１４）と、前記第１収容部屋（２１）に連通する第１ポート（３１）と、前記第２収容部屋（２２）に連通する第２ポート（３２）と、前記中間部屋（２３）に連通する第３ポート（３３）と、前記第１弁体（１１）と前記第２弁体（１２）とをシャフト（５０）で連結してなる複合弁体（５９）と、前記複合弁体（５９）の一端部に連結されて前記複合弁体（５９）を直線的に駆動し、前記第１弁口（１３）が開きかつ前記第２弁口（１４）が閉じる第１開位置と、前記第１弁口（１３）が閉じかつ前記第２弁口（１４）が開く第２開位置とを含む複数位置に前記複合弁体（５９）を移動する駆動源（６０）と、前記第１収容部屋（２１）内に設けられて、前記第１弁体（１１）が直動可能に嵌合する第１嵌合部（３４）と、前記第２収容部屋（２２）内に設けられて、前記第２弁体（１２）が直動可能に嵌合する第２嵌合部（３５）と、前記シャフト（５０）に形成されて、前記第１嵌合部（３４）内と前記第２嵌合部（３５）内と前記中間部屋（２３）内とを連絡する通気路（５８）と、前記第１弁体（１１）又は前記第２弁体（１２）の端面から突出する同心円状の大円筒壁（１１Ａ，１２Ａ）及び小円筒壁（１１Ｂ，１２Ｂ）と、前記大円筒壁（１１Ａ，１２Ａ）及び前記小円筒壁（１１Ｂ，１２Ｂ）との間に配置され、前記大円筒壁（１１Ａ，１２Ａ）及び前記小円筒壁（１１Ｂ，１２Ｂ）のカシメにより固定されるパッキン（８５，８６）と、前記第１弁口（１３）又は前記第２弁口（１４）の開口縁から突出して前記パッキン（８５，８６）に当接する環状突条（１３Ｔ，１４Ｔ）とを備え、前記シャフト（５０）が前記小円筒壁（１１Ｂ，１２Ｂ）の内側に嵌合している電動弁（１０）である。
請求項８の発明は、第１弁体（１１）を収容する第１収容部屋（２１）と第２弁体（１２）を収容する第２収容部屋（２２）とを中間部屋（２３）を挟んで一列に並べて備えるベース部（９０）と、前記第１収容部屋（２１）と前記中間部屋（２３）との間に形成され、前記第１弁体（１１）によって開閉される第１弁口（１３）と、前記第２収容部屋（２２）と前記中間部屋（２３）との間に形成され、前記第２弁体（１２）によって開閉される第２弁口（１４）と、前記第１収容部屋（２１）に連通する第１ポート（３１）と、前記第２収容部屋（２２）に連通する第２ポート（３２）と、前記中間部屋（２３）に連通する第３ポート（３３）と、前記第１弁体（１１）を前記第１弁口（１３）を閉じる閉位置へと付勢する第１スプリング（８１）と、前記第２弁体（１２）を前記第２弁口（１４）を閉じる閉位置へと付勢する第２スプリング（８２）と、前記第１弁体（１１）と前記第２弁体（１２）とを直動可能に貫通するシャフト（５０）と、前記シャフト（５０）のうち前記第１弁体（１１）と前記第２弁体（１２）とに挟まれた部分に固定又は一体形成される当接部（５１Ａ，５１Ｂ）と、前記シャフト（５０）の一端部に連結されて前記シャフト（５０）を直線的に駆動し、前記当接部（５１Ａ，５１Ｂ）が前記第１弁体（１１）を押圧して前記第１弁口（１３）を開く第１開位置と、前記当接部（５１Ａ，５１Ｂ）が前記第２弁体（１２）を押圧して前記第２弁口（１４）を開く第２開位置とを含む複数位置に前記シャフト（５０）を移動する駆動源（６０）と、前記第１収容部屋（２１）内に設けられて、前記第１弁体（１１）が直動可能に嵌合する第１嵌合部（３４）と、前記第２収容部屋（２２）内に設けられて、前記第２弁体（１２）が直動可能に嵌合する第２嵌合部（３５）と、前記シャフト（５０）に形成されて、前記第１嵌合部（３４）内と前記第２嵌合部（３５）内と前記中間部屋（２３）内とを連絡する通気路（５８）と、を備え、前記第１弁体（１１）と前記第２弁体（１２）との少なくとも何れか一方は、前記第１弁口（１３）又は前記第２弁口（１４）に向かって先細りになったテーパー部（１８Ｗ）を有する電動弁（１０Ｗ）である。
請求項１，２，７の電動弁（１０）には、第１弁体（１１）を収容する第１収容部屋（２１）と第２弁体（１２）を収容する第２収容部屋（２２）とが中間部屋（２３）を挟んで一列に並べられている。そして、第１弁体（１１）と第２弁体（１２）とをシャフト（５０）で連結してなる複合弁体（５９）が駆動源（６０）により直線的に駆動されて、第１弁口（１３）及び第２弁口（１４）が開閉される。ここで、第１弁体（１１）は、第１収容部屋（２１）内の第１嵌合部（３４）に直動可能に嵌合し、第２弁体（１２）は第２収容部屋（２２）内の第２嵌合部（３５）に直動可能に嵌合し、それら第１嵌合部（３４）内と第２嵌合部（３５）内とが、シャフト（５０）に備えた通気路（５８）によって中間部屋（２３）内に連通している。これにより、各弁体（１１，１２）は、各弁口（１３，１４）側とその反対側とから同じ流体圧を付与され、弁体（１１，１２）が流体圧により直動方向に受ける負荷が抑えられる。その結果、駆動源（６０）を小型化して電動弁（１０）をコンパクトにすることができる。
請求項１の電動弁（１０）のように、シャフト（５０）をパイプ構造にして、その内側を通気路（５８）としてもよいし、請求項２の電動弁（１０）のように、シャフト（５０）の外面に溝状の通気路（５８）を形成してもよい。また、通気路（５８）を溝状とした場合、直線状の溝状でもよいし、螺旋状の溝状でもよい（請求項３の発明）。さらに、シャフト（５０）をパイプ構造とした場合、請求項１の発明のように、第１弁体（１１）の中央孔（１５）に段差面（１５Ｄ）を形成し、そこにシャフト（５０）の端面を突き当てれば、シャフト（５０）を第１弁体（１１）に容易に位置決めすることができる。
駆動源（６０）にて複合弁体（５９）を駆動するために、駆動源（６０）を第２弁体（１２）に連結してもよいし、請求項４の発明のように、シャフト（５０）の一端部を第２弁体（１２）に貫通させて、そのシャフト（５０）の一端部を駆動源（６０）に連結してもよい。そのようにすれば、駆動源（６０）を第２弁体（１２）に連結する場合に比べて構造が簡素になる。
請求項５の電動弁（１０）は、第１弁口（１３）と第２弁口（１４）との開口面積が異なるので小流量の変更と大流量の変更とを分けて行うことができる。
本発明の電動弁（１０）では、シャフト（５０）に通気路（５８）を形成したので、第１弁体（１１）及び第２弁体（１２）のうちシャフト（５０）が嵌合する部分の周囲に別途通気路を配置するスペースを確保する必要がなくなる。これにより、請求項６及び７の電動弁（１０）のように、第１弁体（１１）又は第２弁体（１２）における第１弁口（１３）又は第２弁口（１４）との対向面にパッキン（８５，８６）を固定するために大小の円筒壁（１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂ）を配置することができ、閉弁時の密閉性を高くすることができる。
請求項８の電動弁（１０Ｖ）には、第１弁体（１１）を収容する第１収容部屋（２１）と第２弁体（１２）を収容する第２収容部屋（２２）とが中間部屋（２３）を挟んで一列に並べて備えられると共に、第１弁体（１１）と第２弁体（１２）とが各スプリング（８１，８２）によって閉位置側に付勢されている。そして、第１弁体（１１）と第２弁体（１２）とを貫通するシャフト（５０）が駆動源（６０）により直線的に駆動されて、シャフト（５０）の当接部（５１Ａ，５１Ｂ）が第１弁体（１１）又は第２弁口（１４）の何れかを押すことで、第１弁口（１３）又は第２弁口（１４）が開く。ここで、第１収容部屋（２１）内には、第１弁体（１１）が直動可能に嵌合する第１嵌合部（３４）が備えられると共に、第２収容部屋（２２）内には、第２弁体（１２）を直動可能に収容する第２嵌合部（３５）が備えられている。そして、それら第１嵌合部（３４）内と第２嵌合部（３５）内と中間部屋（２３）内とが、シャフト（５０）に備えた通気路（５８）によって連通している。これにより、各弁体（１１，１２）は、各弁口（１３，１４）側とその反対側とから同じ流体圧を付与され、弁体（１１，１２）が流体圧により直動方向に受ける負荷が抑えられる。その結果、駆動源（６０）を小型化して電動弁（１０）をコンパクトにすることができる。
請求項８の電動弁（１０Ｗ）は、第１弁体（１１）と第２弁体（１２）との少なくとも一方にテーパー部（１８Ｗ）を備えているので、流量制御弁として利用することができる。
第１実施形態に係る電動弁の側断面図 第１弁体と第１収容部屋の拡大側断面図 第２弁体と第２収容部屋の拡大側断面図 第１モードの電動弁の側断面図 第２モードの電動弁の側断面図 第３モードの電動弁の側断面図 第２実施形態の電動弁の側断面図 第１モードの電動弁の側断面図 第２モードの電動弁の側断面図 本発明の変形例に係るシャフトの斜視図 本発明の変形例に係るシャフトの斜視図 本発明の変形例に係る電動弁の側断面図
［第１実施形態］
以下、本発明に係る第１実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。図１に示すように、本実施形態の電動弁１０のベース部９０は、例えばベース本体９０Ｈを上下方向に貫通するセンター孔９９に詰栓９１とステータボディ９２とを組み付けてなる。
詰栓９１は、上端開放、下端有底の筒形構造をなし、センター孔９９の下端部に嵌合した状態に固定されている。また、詰栓９１の外周面とセンター孔９９の内周面との間には、Ｏリング９１Ａが備えられて、センター孔９９の下端部が密閉されている。
ステータボディ９２は、上下の両端部が開口した筒状のステータベース９２Ｂの上端部に、上端が閉塞されたスリーブ９２Ｃを蝋付けしてなる。そして、ステータベース９２Ｂの一部を除く全体がセンター孔９９の上端部に嵌合した状態に固定され、スリーブ９２Ｃがベース本体９０Ｈより上方に突出している。また、ステータベース９２Ｂの外周面とセンター孔９９の内周面との間にもＯリング９２Ａが備えられて、センター孔９９の上端部が密閉されている。
センター孔９９のうち長手方向の中央から下側に離れた中央下寄り位置と上側に離れた中央上寄り位置との間は中間部屋２３になっていて、その中間部屋２３より下側は第１収容部屋２１になっていて、中間部屋２３より上側は第２収容部屋２２になっている。また、センター孔９９のうち中間部屋２３を構成する部分の内径より、第２収容部屋２２を構成する部分の内径が大きく、それより第１収容部屋２１を構成する部分の内径の方が大きくなっている。
第１収容部屋２１には、ベース部９０の図１における左側面から水平に延びる横孔３１Ａが連通し、その横孔３１Ａの開口側端部が第１ポート３１になっている。また、第２収容部屋２２にも、ベース部９０の図１における左側面から水平に延びる横孔３２Ａが連通し、その横孔３２Ａの開口側端部が第２ポート３２になっている。さらに、中間部屋２３には、ベース部９０の図１における右側面から水平に延びる横孔３３Ａが連通し、その横孔３３Ａの開口側端部が第３ポート３３になっている。
なお、第１ポート３１〜第３ポート３３は、何れも横孔３１Ａ，３２Ａ，３３Ａの全体に対して段付き状に拡径され、内周面に螺子が形成されている。そして、第１ポート３１〜第３ポート３３に図示しないパイプジョイントが取り付けられる。また、横孔３３Ａのうちセンター孔９９との交差部分は、センター孔９９の内径より横孔３３Ａの内径の方が大きくなっていて、センター孔９９と十字に交差している。
中間部屋２３の下端部は第１弁口１３となって第１収容部屋２１の内面に開口している。また、第１収容部屋２１の内面のうち第１弁口１３の開口縁からは、円筒状の弁座１３Ｔが突出している。一方の、中間部屋２３の上端部は第２弁口１４となって第２収容部屋２２の内面に開口している。そして、第２収容部屋２２の内面のうち第２弁口１４の開口縁からは、円筒状の弁座１４Ｔが突出している。
また、図２に示すように、第１収容部屋２１内には、詰栓９１の筒状部分で構成される第１嵌合部３４が備えられ、その第１嵌合部３４の内径Ｄ２と第１弁口１３の内径Ｄ１とが同じになっている。これと同様に、図３に示すように、第２収容部屋２２内には、ステータベース９２Ｂの筒状部分で構成される第２嵌合部３５が備えられ、その第２嵌合部３５の内径Ｄ４と第２弁口１４の内径Ｄ３とが同じになっている。また、第２弁口１４の内径Ｄ３は、第１弁口１３の内径Ｄ１より小さくなっている。
図２に示すように、第１嵌合部３４の内側には、第１弁体１１が直動可能に嵌合している。第１弁体１１は、上端を端部壁１７にて閉塞され、下端が開放した円筒状の弁体本体１１Ｈを有する。弁体本体１１Ｈの下端部には、環状のシール押え２７が嵌合されている。弁体本体１１Ｈとシール押え２７との間には環状シール部材１１Ｌが挟持され、その環状シール部材１１Ｌが第１嵌合部３４の内周面に摺接する。また、第１弁体１１は弁座１３Ｔと当接する閉位置まで移動しても第１嵌合部３４から抜けないようになっている。さらに、第１弁体１１の内側には、圧縮コイルバネである第１スプリング８１が収容されて、第１弁体１１を閉位置に向けて付勢している。
端部壁１７は、第１弁口１３より径が大きな円板状をなし、第１弁体１１全体から側方に張り出している。また、端部壁１７の中心部には、中央孔１５が貫通している。中央孔１５は、上側より下側が段付き状に縮径され、途中に段差面１５Ｄを有する。端部壁１７の上面には、中央孔１５の開口縁から突出する小円筒壁１１Ｂと、外縁部から突出する大円筒壁１１Ａとが備えられている。また、大円筒壁１１Ａと小円筒壁１１Ｂとの間の小円筒壁１１Ｂ側には、段付き状に高くなった台座部１１Ｄが備えられている。そして、台座部１１Ｄと大円筒壁１１Ａとの間には、エラストマー製で円板状のパッキン８５が敷設され、台座部１１Ｄの上には、円板状の押え板８５Ａが敷設されている。そして、大円筒壁１１Ａがカシメられてパッキン８５の外縁部が押さられると共に、小円筒壁１１Ｂがカシメられて押え板８５Ａを介してパッキン８５の内縁部が押さえられている。そして、第１弁体１１が閉位置まで移動すると弁座１３Ｔがパッキン８５に当接する。
図３に示すように、第２嵌合部３５の内側には、第２弁体１２が直動可能に嵌合している。第２弁体１２は、第１弁体１１とは逆に、下端が端部壁１８にて閉塞される一方、上端が開放した円筒状の弁体本体１２Ｈを有し、その上端部にシール押え２８が嵌合されている。そして、弁体本体１２Ｈとシール押え２８との間に環状シール部材１２Ｌが挟持されて、その環状シール部材１２Ｌが第２嵌合部３５の内周面に摺接する。また、第２弁体１２も弁座１４Ｔと当接する閉位置まで移動しても第２嵌合部３５から抜けないようになっている。
端部壁１８は、第２弁口１４より径が大きな円板状をなし、第２弁体１２全体から側方に張り出している。また、前述の端部壁１７と同様に、端部壁１８にも大円筒壁１２Ａと小円筒壁１２Ｂと押え板８６Ａが備えられてパッキン８６が保持され、第２弁体１２が閉位置まで移動すると弁座１４Ｔがパッキン８６に当接するようになっている。
端部壁１８の中心部には、前述の中央孔１５とは異なり、段差面を有しない中央孔１６が貫通している。また、シール押え２８は、第１弁体１１のシール押え２７と異なり、第２弁体１２の端部開口を閉塞している。そして、シール押え２８の中心部にも中央孔２８Ａが形成されると共に、その周りには複数の貫通孔２８Ｂが形成されている。
第２嵌合部３５の上端寄り位置には、仕切盤２９が嵌合した状態に固定されている。そして、仕切盤２９とシール押え２８との間に、圧縮コイルバネである第２スプリング８２が収容されて、第２弁体１２を閉位置に向けて付勢している。また、仕切盤２９にも、シール押え２８と同様に中央孔２９Ａと複数の貫通孔２９Ｂとが形成されている。また、中央孔２９Ａの内周面の一箇所には、溝２９Ｃが形成されている。
ステータボディ９２は、前述したようにベース部９０の一部を構成すると共に、駆動源６０の一部も構成している。駆動源６０は、ステッピングモータであって、ステータボディ９２のスリーブ９２Ｃ内にロータ６５を備え、スリーブ９２Ｃの外側に環状の電機子６６を備える。そして、電機子６６の通電状態が制御されて、ロータ６５が任意の回転位置に制御される。また、ロータ６５の下端部の中心には、螺子孔６５Ｎが形成され、そこに出力シャフト６１の上部に備えた螺子部６１Ｎが螺合している。さらに、その出力シャフト６１の長手方向の中間部分には、外周面から突出しかつ上下方向に延びる突条６１Ｔが備えられている。そして、出力シャフト６１が仕切盤２９の中央孔２９Ａを貫通すると共に、突条６１Ｔが中央孔２９Ａの溝２９Ｃに係合している。これにより、ロータ６５の回転に伴い、出力シャフト６１が上下に直動する。
出力シャフト６１の下端部は、シール押え２８の中央孔２８Ａに嵌合されている。また、出力シャフト６１の下端部は、円筒状をなし、そこにジョイントバー６２の上部が圧入されている。また、ジョイントバー６２の長手方向の中間部からはフランジ６２Ｆが張り出していて、第２弁体１２のシール押え２８に下方から当接している。
図１に示すように、第１弁体１１と第２弁体１２とは、シャフト５０によって連結されて複合弁体５９になっている。図２に示すように、シャフト５０は、パイプ構造をなし、その下端部は、第１弁体１１の中央孔１５内に嵌合されかつ段差面１５Ｄに突き当てられた状態に固定されている。また、図３に示すように、シャフト５０の上端部は、第２弁体１２の中央孔１６を貫通した状態に固定されている。そして、シャフト５０の上端部が第２弁体１２内でジョイントバー６２に圧入されてフランジ６２Ｆに突き当てられている。これにより、複合弁体５９が、駆動源６０によって上下に直線的に駆動される。なお、シャフト５０と第１弁体１１及び第２弁体１２との固定は、圧入又は接着剤によって行われている。
シャフト５０には、第２弁体１２内に位置する上端部に開口５０Ａが形成されると共に、第１弁体１１と第２弁体１２とに挟まれた中間部に開口５０Ｂが形成されている。開口５０Ａ，５０Ｂがシャフト５０を側方から貫通して、シャフト５０内の通気路５８と連通している。また、図１に示すように、シャフト５０の下端の開口５０Ｃは、中央孔１５を通して第１弁体１１内に連通している。これにより、第１弁体１１と第１嵌合部３４とに包囲された第１背面部屋２４と、第２弁体１２と第２嵌合部３５とに包囲された第２背面部屋２５とが、中間部屋２３内と同じ内圧になっている。
本実施形態の電動弁１０の構成に関する説明は以上である。次に、この電動弁１０の作用効果について説明する。本実施形態の電動弁１０では、第１弁体１１と第２弁体１２とをシャフト５０で連結してなる複合弁体５９が駆動源６０により直線的に駆動される。そして、図４に示した第１開位置に複合弁体５９が配置されると、第１弁口１３が開きかつ第２弁口１４を閉じる。これにより、第１ポート３１〜第３ポート３３のうち、第１おＰ-ト３１と第３ポート３３の間のみが接続された第１モードになる。
また、図５に示した第２開位置に複合弁体５９が配置されると、第１弁口１３が閉じかつ第２弁口１４が開く。これにより、第１ポート３１〜第３ポート３３のうち第２ポート３２と第３ポート３３の間のみが接続された第２モードになる。
さらに、図６に示した中間開位置に複合弁体５９が配置されると、第１弁口１３と第２弁口１４とが共に開く。これにより、第１ポート３１と第２ポート３２が第３ポート３３に接続された第３モードになる。
なお、第３モードで維持するかしないかは、駆動源６０の制御によって任意に選択すればよい。また、図４〜図６では、第３ポート３３を入力ポート、第１ポート３１及び第２ポート３２を出力ポートとして使用した場合の流体の流れを矢印で示したが、第３ポート３３を出力ポート、第１ポート３１及び第２ポート３２を入力ポートとして使用してもよい。即ち、第１ポート３１〜第３ポート３３の何れを入力ポート又は出力ポートとしてもよい。
このように本実施形態の電動弁１０によれば、第１ポート３１〜第３ポート３３を３種類の組み合わせパターン（即ち、３つのモード）で接続／遮断することができる。また、第１弁口１３と第２弁口１４との開口面積が異なるので、開口面積が小さい第２弁口１４の開閉による小さい流量の変更と、開口面積が大きい第１弁口１３の開閉による大きな流量の変更とを行うことができる。
ここで、第１弁体１１は、第１収容部屋２１内の第１嵌合部３４に直動可能に嵌合し、第２弁体１２は第２収容部屋２２内の第２嵌合部３５に直動可能に嵌合し、それら第１嵌合部３４内と第２嵌合部３５内とが、シャフト５０に備えた通気路５８によって中間部屋２３内に連通している。これにより、第１弁体１１及び第２弁体１２は、各弁口１３，１４側とその反対側とから同じ流体圧を付与された状態に維持され、第１弁体１１と第２弁体１２が流体圧により直動方向に受ける負荷が抑えられる。その結果、駆動源６０を小型化して電動弁１０をコンパクトにすることができかつ消費電力も抑えることができる。
しかも、図２に示すように、第１弁口１３の内径Ｄ１と第１弁体１１が嵌合している第１嵌合部３４の内径Ｄ２とが同じであると共に、図３に示すように、第２弁口１４の内径Ｄ３と第２弁体１２が嵌合している第２嵌合部３５の内径Ｄ４とが同じであるから、第１弁体１１と第２弁体１２が流体圧（動圧は除く）により直動方向に受ける負荷を「０」に近づけることができ、流体圧が高い状況下での使用も可能になる。
また、通気路５８をシャフト５０に形成したので、第１弁体１１及び第２弁体１２のうちシャフト５０が嵌合する部分の周囲に別途通気路を配置するスペースを確保する必要がなくなる。これにより、別途通気路を配置する必要がなくなった第１弁体１１及び第２弁体１２の空きスペースにパッキン８５，８６を固定することが可能になり閉弁時の密閉性を高くすることができる。また、シャフト５０の一端部が駆動源６０の出力シャフト６１に連結されているので、簡素な構造にすることができ複合弁体５９の軽量化が図られる。
なお、第１弁体１１及び第２弁体１２のうちシャフト５０の周囲に別途通気路を設けずにシャフト５０に通気路５８を形成したことで、第１弁体１１及び第２弁体１２の小型・軽量化及び製造コストの低減を図ってもよい。また、上記構成では第１弁口１３と第１嵌合部３４の内径Ｄ１，Ｄ２は同一であったが、それら内径Ｄ１，Ｄ２が異なっていて、第１弁体１１が流体圧（動圧は除く）により直動方向に受ける負荷の全部ではなく一部が軽減される構成としてもよい。第２弁口１４と第２嵌合部３５の内径Ｄ３，Ｄ４に関しても同様である。さらには、上記構成では、駆動源６０をアシストするために第１スプリング８１及び第２スプリング８２が備えられていたが、それらの一方又は両方を排除した構成としてもよい。また、本実施形態では、第１弁体１１にシャフト５０が接着剤又は圧入によって固定されていたが、第１スプリング８１の弾発力によって第１弁体１１とシャフト５０とが連結された状態に維持され、第１スプリング８１の弾発力がないと、第１弁体１１とシャフト５０とが離間する構成としてもよい。
［第２実施形態］
本実施形態の電動弁１０Ｖは、図７〜図９に示されており、シャフト５０が第１弁体１１及び第２弁体１２とは別個に直動可能な点が第１実施形態と異なる。具体的には、本実施形態では、第１実施形態で説明した第１弁体１１の中央孔１５Ｖが、段差面１５Ｄを有さず、均一径をなしている。また、ジョイントバー６２のフランジ６２Ｆが、出力シャフト６１及びシャフト５０の外周面から突出しない外径をなしている。そして、シャフト５０が、第１弁体１１及び第２弁体１２の中央孔１５Ｖ，１６内とシール押え２８の中央孔２８Ａ内と直動し、出力シャフト６１も中央孔２８Ａ内を直動するようになっている。また、シャフト５０のうち第１弁体１１と第２弁体１２とに挟まれた部分の第１弁体１１寄り位置に円板状の当接部５１Ａが固定されると共に、第２弁体１２寄り位置に円板状の当接部５１Ｂが固定されている。その他の構成に関しては、第１実施形態の電動弁１０と同じであるので重複した説明は省略する。
本実施形態の電動弁１０Ｖでは、シャフト５０を第１弁体１１及び第２弁体１２とは別個に直動させることができる。そして、図７に示すように、シャフト５０が中間閉位置に配置されると、第１弁体１１が第１弁口１３を閉じかつ第２弁体１２が第２弁口１４を閉じた状態になる。このとき一方の当接部５１Ａは、第１弁体１１に隣接し、他方の当接部５１Ｂは、第２弁体１２に隣接する。
そして、シャフト５０が中間閉位置から第１開位置に移動すると、図８に示すように、第１弁体１１が一方の当接部５１Ａに押されて第１弁口１３が開き、他方の当接部５１Ｂが第２弁体１２から離間し、第２弁口１４は第２弁体１２によって閉じられた状態に維持される。
また、シャフト５０が中間閉位置から第２開位置に移動すると、図９に示すように、第２弁体１２が他方の当接部５１Ｂに押されて第２弁口１４が開き、一方の当接部５１Ａが第１弁体１１から離間し、第１弁口１３は第１弁体１１によって閉じられた状態に維持される。
このように本実施形態の電動弁１０Ｖによっても、第１ポート３１〜第３ポート３３を３種類の組み合わせパターン（即ち、３つのモード）で接続／遮断することができ、その他にも第１実施形態の電動弁１０と同様の効果を奏する。
［他の実施形態］
前記実施形態以外にも以下に例示する構成が考えられる。
（１）前記第１実施形態及び第２実施形態のシャフト５０は、パイプ構造になって内側に通気路５８を備えていたが、図１０に示したシャフト５０Ｘのように外面に溝状の通気路５８Ｘを備えた構成や、図１１に示したシャフト５０Ｙのように外面に螺旋溝状の通気路５８Ｙを備えた構成とし、これら通気路５８Ｘ，５８Ｙにより、第１嵌合部３４内と第２嵌合部３５内とを、中間部屋２３内に連通させてもよい。
（２）また、図１２に示した電動弁１０Ｗのように、第２実施形態の電動弁１０Ｖを変形して第２弁体１２の端部壁１８にテーパー部１８Ｗを設けて、第２弁口１４にて流量制御を行えるようにしてよい。また、図示しないが第１弁体１１の端部壁１７にもテーパー部を設けて、第１弁口１３と第２弁口１４の両方で流量制御を行えるようにしてもよい。
(３）前記第１実施形態及び第２実施形態において、シャフト５０に代えて、駆動源６０の出力シャフト６１を延長して第１弁体１１と第２弁体１２とを貫通するものを「シャフト」として使用してもよい。
(４）前記第１実施形態、第２実施形態及び図１２に示された変形例では、第１弁口１３の内径Ｄ１（図２参照）より第２弁口１４の内径Ｄ３（図３参照）が小さくなっていたが、第１弁口１３の内径Ｄ１より第２弁口１４の内径Ｄ３が大きくてもよいし、第１弁口１３の内径Ｄ１と第２弁口１４の内径Ｄ３とが同じであってもよい。
１０，１０Ｖ，１０Ｗ 電動弁
１１ 第１弁体
１１Ａ，１２Ａ 大円筒壁
１１Ｂ，１２Ｂ 小円筒壁
１２ 第２弁体
１３ 第１弁口
１４ 第２弁口
１５，１５Ｖ，１６，２８Ａ 中央孔
１５Ｄ 段差面
１８Ｗ テーパー部
２１ 第１収容部屋
２２ 第２収容部屋
２３ 中間部屋
３１ 第１ポート
３２ 第２ポート
３３ 第３ポート
３４ 第１嵌合部
３５ 第２嵌合部
５０，５０Ｘ，５０Ｙ シャフト
５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ 開口
５１Ａ，５１Ｂ 当接部
５８，５８Ｘ，５８Ｙ 通気路
５９ 複合弁体
６０ 駆動源
８１ 第１スプリング
８２ 第２スプリング
８５，８６ パッキン
９０ ベース部

Claims (8)

  1. 第１弁体（１１）を収容する第１収容部屋（２１）と第２弁体（１２）を収容する第２収容部屋（２２）とを中間部屋（２３）を挟んで一列に並べて備えるベース部（９０）と、
    前記第１収容部屋（２１）と前記中間部屋（２３）との間に形成され、前記第１弁体（１１）によって開閉される第１弁口（１３）と、
    前記第２収容部屋（２２）と前記中間部屋（２３）との間に形成され、前記第２弁体（１２）によって開閉される第２弁口（１４）と、
    前記第１収容部屋（２１）に連通する第１ポート（３１）と、
    前記第２収容部屋（２２）に連通する第２ポート（３２）と、
    前記中間部屋（２３）に連通する第３ポート（３３）と、
    前記第１弁体（１１）と前記第２弁体（１２）とをパイプ構造のシャフト（５０）で連結してなる複合弁体（５９）と、
    前記複合弁体（５９）の一端部に連結されて前記複合弁体（５９）を直線的に駆動し、前記第１弁口（１３）が開きかつ前記第２弁口（１４）が閉じる第１開位置と、前記第１弁口（１３）が閉じかつ前記第２弁口（１４）が開く第２開位置とを含む複数位置に前記複合弁体（５９）を移動する駆動源（６０）と、
    前記第１収容部屋（２１）内に設けられて、前記第１弁体（１１）が直動可能に嵌合する第１嵌合部（３４）と、
    前記第２収容部屋（２２）内に設けられて、前記第２弁体（１２）が直動可能に嵌合する第２嵌合部（３５）と、
    前記シャフト（５０）の内側に形成され、前記第１嵌合部（３４）内と前記第２嵌合部（３５）内と前記中間部屋（２３）内とに向かって開口する複数の開口（５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ）を有し、前記第１嵌合部（３４）内と前記第２嵌合部（３５）内と前記中間部屋（２３）内とを連絡する通気路（５８）と、
    前記第１弁体（１１）の中心部を貫通する中央孔（１５）と、
    前記中央孔（１５）の途中部分に形成され、前記シャフト（５０）の端面が当接する段差面（１５Ｄ）と、を有する電動弁（１０）。
  2. 第１弁体（１１）を収容する第１収容部屋（２１）と第２弁体（１２）を収容する第２収容部屋（２２）とを中間部屋（２３）を挟んで一列に並べて備えるベース部（９０）と、
    前記第１収容部屋（２１）と前記中間部屋（２３）との間に形成され、前記第１弁体（１１）によって開閉される第１弁口（１３）と、
    前記第２収容部屋（２２）と前記中間部屋（２３）との間に形成され、前記第２弁体（１２）によって開閉される第２弁口（１４）と、
    前記第１収容部屋（２１）に連通する第１ポート（３１）と、
    前記第２収容部屋（２２）に連通する第２ポート（３２）と、
    前記中間部屋（２３）に連通する第３ポート（３３）と、
    前記第１弁体（１１）と前記第２弁体（１２）とをシャフト（５０Ｘ，５０Ｙ）で連結してなる複合弁体（５９）と、
    前記複合弁体（５９）の一端部に連結されて前記複合弁体（５９）を直線的に駆動し、前記第１弁口（１３）が開きかつ前記第２弁口（１４）が閉じる第１開位置と、前記第１弁口（１３）が閉じかつ前記第２弁口（１４）が開く第２開位置とを含む複数位置に前記複合弁体（５９）を移動する駆動源（６０）と、
    前記第１収容部屋（２１）内に設けられて、前記第１弁体（１１）が直動可能に嵌合する第１嵌合部（３４）と、
    前記第２収容部屋（２２）内に設けられて、前記第２弁体（１２）が直動可能に嵌合する第２嵌合部（３５）と、
    前記第１弁体（１１）及び前記第２弁体（１２）の中心部に形成され、前記シャフト（５０Ｘ，５０Ｙ）が貫通する中央孔（１５，１６）と、
    前記シャフト（５０Ｘ，５０Ｙ）のうち前記中央孔（１５，１６）を貫通する部分に溝状に形成され、前記第１嵌合部（３４）内と前記第２嵌合部（３５）内と前記中間部屋（２３）内とを連絡する通気路（５８Ｘ，５８Ｙ）と、を備える電動弁（１０）。
  3. 前記通気路（５８Ｙ）は、螺旋状になっている請求項２に記載の電動弁（１０）。
  4. 前記シャフト（５０）の一端部は、前記第２弁体（１２）を貫通して前記駆動源（６０）に連結されている請求項１乃至３の何れか１の請求項に記載の電動弁（１０）。
  5. 前記第１弁口（１３）と前記第２弁口（１４）との開口面積が異なる請求項１乃至４の何れか１の請求項に記載の電動弁（１０）。
  6. 前記第１弁体（１１）又は前記第２弁体（１２）の端面から突出する同心円状の大円筒壁（１１Ａ，１２Ａ）及び小円筒壁（１１Ｂ，１２Ｂ）と、
    前記大円筒壁（１１Ａ，１２Ａ）及び前記小円筒壁（１１Ｂ，１２Ｂ）との間に配置され、前記大円筒壁（１１Ａ，１２Ａ）及び前記小円筒壁（１１Ｂ，１２Ｂ）のカシメにより固定されるパッキン（８５，８６）と、
    前記第１弁口（１３）又は前記第２弁口（１４）の開口縁から突出して前記パッキン（８５，８６）に当接する環状突条（１３Ｔ，１４Ｔ）とを備え、
    前記シャフト（５０）が前記小円筒壁（１１Ｂ，１２Ｂ）の内側に嵌合している請求項１乃至５の何れか１の請求項に記載の電動弁（１０）。
  7. 第１弁体（１１）を収容する第１収容部屋（２１）と第２弁体（１２）を収容する第２収容部屋（２２）とを中間部屋（２３）を挟んで一列に並べて備えるベース部（９０）と、
    前記第１収容部屋（２１）と前記中間部屋（２３）との間に形成され、前記第１弁体（１１）によって開閉される第１弁口（１３）と、
    前記第２収容部屋（２２）と前記中間部屋（２３）との間に形成され、前記第２弁体（１２）によって開閉される第２弁口（１４）と、
    前記第１収容部屋（２１）に連通する第１ポート（３１）と、
    前記第２収容部屋（２２）に連通する第２ポート（３２）と、
    前記中間部屋（２３）に連通する第３ポート（３３）と、
    前記第１弁体（１１）と前記第２弁体（１２）とをシャフト（５０）で連結してなる複合弁体（５９）と、
    前記複合弁体（５９）の一端部に連結されて前記複合弁体（５９）を直線的に駆動し、前記第１弁口（１３）が開きかつ前記第２弁口（１４）が閉じる第１開位置と、前記第１弁口（１３）が閉じかつ前記第２弁口（１４）が開く第２開位置とを含む複数位置に前記複合弁体（５９）を移動する駆動源（６０）と、
    前記第１収容部屋（２１）内に設けられて、前記第１弁体（１１）が直動可能に嵌合する第１嵌合部（３４）と、
    前記第２収容部屋（２２）内に設けられて、前記第２弁体（１２）が直動可能に嵌合する第２嵌合部（３５）と、
    前記シャフト（５０）に形成されて、前記第１嵌合部（３４）内と前記第２嵌合部（３５）内と前記中間部屋（２３）内とを連絡する通気路（５８）と、
    前記第１弁体（１１）又は前記第２弁体（１２）の端面から突出する同心円状の大円筒壁（１１Ａ，１２Ａ）及び小円筒壁（１１Ｂ，１２Ｂ）と、
    前記大円筒壁（１１Ａ，１２Ａ）及び前記小円筒壁（１１Ｂ，１２Ｂ）との間に配置され、前記大円筒壁（１１Ａ，１２Ａ）及び前記小円筒壁（１１Ｂ，１２Ｂ）のカシメにより固定されるパッキン（８５，８６）と、
    前記第１弁口（１３）又は前記第２弁口（１４）の開口縁から突出して前記パッキン（８５，８６）に当接する環状突条（１３Ｔ，１４Ｔ）とを備え、
    前記シャフト（５０）が前記小円筒壁（１１Ｂ，１２Ｂ）の内側に嵌合している電動弁（１０）。
  8. 第１弁体（１１）を収容する第１収容部屋（２１）と第２弁体（１２）を収容する第２収容部屋（２２）とを中間部屋（２３）を挟んで一列に並べて備えるベース部（９０）と、
    前記第１収容部屋（２１）と前記中間部屋（２３）との間に形成され、前記第１弁体（１１）によって開閉される第１弁口（１３）と、
    前記第２収容部屋（２２）と前記中間部屋（２３）との間に形成され、前記第２弁体（１２）によって開閉される第２弁口（１４）と、
    前記第１収容部屋（２１）に連通する第１ポート（３１）と、
    前記第２収容部屋（２２）に連通する第２ポート（３２）と、
    前記中間部屋（２３）に連通する第３ポート（３３）と、
    前記第１弁体（１１）を前記第１弁口（１３）を閉じる閉位置へと付勢する第１スプリング（８１）と、
    前記第２弁体（１２）を前記第２弁口（１４）を閉じる閉位置へと付勢する第２スプリング（８２）と、
    前記第１弁体（１１）と前記第２弁体（１２）とを直動可能に貫通するシャフト（５０）と、
    前記シャフト（５０）のうち前記第１弁体（１１）と前記第２弁体（１２）とに挟まれた部分に固定又は一体形成される当接部（５１Ａ，５１Ｂ）と、
    前記シャフト（５０）の一端部に連結されて前記シャフト（５０）を直線的に駆動し、前記当接部（５１Ａ，５１Ｂ）が前記第１弁体（１１）を押圧して前記第１弁口（１３）を開く第１開位置と、前記当接部（５１Ａ，５１Ｂ）が前記第２弁体（１２）を押圧して前記第２弁口（１４）を開く第２開位置とを含む複数位置に前記シャフト（５０）を移動する駆動源（６０）と、
    前記第１収容部屋（２１）内に設けられて、前記第１弁体（１１）が直動可能に嵌合する第１嵌合部（３４）と、
    前記第２収容部屋（２２）内に設けられて、前記第２弁体（１２）が直動可能に嵌合する第２嵌合部（３５）と、
    前記シャフト（５０）に形成されて、前記第１嵌合部（３４）内と前記第２嵌合部（３５）内と前記中間部屋（２３）内とを連絡する通気路（５８）と、を備え、
    前記第１弁体（１１）と前記第２弁体（１２）との少なくとも何れか一方は、前記第１弁口（１３）又は前記第２弁口（１４）に向かって先細りになったテーパー部（１８Ｗ）を有する電動弁（１０Ｗ）。
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