JP7228339B2 - バルブ駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、流体流量を調節するバルブを駆動するバルブ駆動装置に関するものである。

従来、冷蔵庫等の庫内を冷却するために、冷媒を供給する冷媒バルブ装置がある。この冷媒バルブ装置には、バルブを駆動させて庫内に供給する冷媒の供給量を調整するバルブ駆動装置を備えたものがある（特許文献１）。

特許５６１５９９３号公報

特許文献１に記載の冷媒バルブ装置は、冷媒入口、冷媒出口及び弁座面を備えた基台において、前記冷媒入口及び前記冷媒出口のいずれか一方の口に偏った位置を中心に回転可能な弁体と、当該弁体を回転させる弁体駆動機構を備えている。弁体駆動機構は、ステッピングモータ（以下、モータという）と、当該モータの駆動軸と一体に回転するピニオンと、当該ピニオンと噛合し、弁体と一体に回転する出力歯車とを備えている。

前記モータが回転すると、当該モータと一体に回転するピニオンを介して出力歯車、ひいては弁体も回転する。これにより、前記弁体は、前記冷媒入口及び前記冷媒出口のいずれか一方の口の開き具合を調整することができ、冷媒の供給量を調節することができる。

この弁体駆動機構では、前記ピニオンを正回転方向に回転させることで、前記出力歯車及び前記弁体を第１の回転規制位置からモータを正回転方向に回転させた位置である第２の回転規制位置まで回転させることができる。

ここで、冷媒の供給量を調整すべく前記モータを逆回転方向に回転させて第２の回転規制位置から第１の回転規制位置まで回転させると、前記出力歯車の腕部と前記ピニオンの被当接部とが当接し、ピニオンの前記逆回転方向への回転が規制された状態となる。これにより、前記逆回転方向への前記ピニオンの回転が規制された状態で前記モータが前記逆回転方向への回転を継続しようとするので、前記モータにおいて脱調が生じる。その結果、前記モータの脱調時に、前記腕部と前記被当接部とが衝突して騒音（衝突音）を発生させる場合がある。

前記弁体駆動機構において、例えば、前記第１の回転規制位置における前記ピニオンから前記出力歯車への動力の伝達を切断することにより、前記モータの脱調を防止し、前記騒音の発生を抑制できる構成の実現を検討している。

ところで、前記弁体駆動機構を前記第１の回転規制位置において前記ピニオンから前記出力歯車への動力の伝達を切断するように構成する場合、前記第１の回転規制位置から前記第２の回転規制位置へ前記出力歯車を回転させるために前記ピニオンと前記出力歯車とを噛合せて動力伝達が可能とする構成が望ましい。つまり、前記弁体駆動機構において動力切換手段を備えることが望ましい。この動力切換手段は、例えば、前記ピニオンを前記第１の回転規制位置において逆転方向に回転させた場合、前記ピニオンと前記出力歯車とを噛合わせず、前記ピニオンを前記正転方向に回転させた場合、前記ピニオンと前記出力歯車とが噛合するクラッチ機構等で構成することを検討している。

前記動力切換手段をクラッチ機構等で構成した場合、前記第１の回転規制位置において動力非伝達状態から動力伝達状態に切り換えるべく前記モータを励磁すると、前記ピニオンは、前記出力歯車に対して互いの歯が噛み合う最適な噛合いの位相からずれることが起こり得る。この場合、前記ピニオンが最適な噛合いの位相となるまで、前記ピニオンを回転させなければならず、前記動力伝達切換手段における動力切換までタイムラグが生じることになる。その結果、前記弁体駆動機構において、動力伝達切換時における応答性が低下することになる。

本発明は、上記検討に鑑みてなされたもので、動力切換時における動力切換の応答性を向上させることができるバルブ駆動装置を提供することを目的とする。

上記課題を達成するため、本発明に係るバルブ駆動装置は、流体入口、流体出口及び弁座面を備え、当該弁座面で前記流体入口及び前記流体出口の少なくとも一方が開口する基台と、前記弁座面との間に前記流体入口と前記流体出口とを連通させるバルブ室を区画しているカバーと、前記バルブ室内で前記流体入口及び前記流体出口のいずれか一方の口に設けられ、当該一方の口を開閉する、前記弁座面と摺動する接触面を備えた弁体と、前記弁体を回転駆動させる弁体駆動機構とを有するバルブ駆動装置であって、前記弁体駆動機構は、極歯を有するコア部材及び駆動コイルからなるステータと、駆動マグネットが設けられたロータとを有するモータと、前記ロータとともに回転する駆動側歯車と、前記駆動側歯車と噛合した状態において、前記駆動側歯車の回転により前記弁体を回転させる従動側歯車と、前記駆動側歯車と前記従動側歯車とが噛合した動力伝達状態と、前記駆動側歯車と前記従動側歯車との噛合状態が解除された動力非伝達状態とを切換可能な動力伝達切換部と、を備え、前記動力伝達切換部は、前記駆動側歯車に形成され、当該駆動側歯車の半径方向に向けて突出する複数の凸部と、前記従動側歯車に設けられ、前記凸部と係合することで前記動力非伝達状態から前記動力伝達状態へ切換を行う回転規制部と、を備え、前記凸部は、前記駆動マグネットのＮ極又はＳ極に応じて前記駆動側歯車に設けられ、前記動力非伝達状態において、前記ステータを初期励磁パターンで励磁した際、前記駆動マグネットの磁極が前記初期励磁パターンに対応する位置に位置し、前記凸部の１つが前記回転規制部に対応する位置に位置し、前記駆動側歯車と前記従動側歯車とが噛合わない状態である、ことを特徴とする。

本態様において、「前記凸部の１つが前記回転規制部に対応する位置に位置する」とは、前記凸部の１つが前記回転規制部と係合する直前の位置に位置していることを意味する。具体的には、前記凸部の１つが前記初期励磁パターンに対応する位置に位置する状態において前記ステータの励磁パターンを前記初期励磁パターンから他の励磁パターンに切り換えて前記ロータを回転させる際、前記初期励磁パターンから数パターン以内に前記凸部の１つが前記回転規制部と係合して前記駆動側歯車と前記従動側歯車とが噛み合い、前記駆動側歯車から前記従動側歯車へ動力が伝達される状態へ移行できる位置を意味している。

本態様によれば、前記動力伝達切換部は、前記駆動側歯車に形成され、当該駆動側歯車の半径方向に向けて突出する複数の凸部と、前記従動側歯車に設けられ、前記凸部と係合することで前記動力非伝達状態から前記動力伝達状態へ切換を行う回転規制部と、を備え、前記凸部は、前記駆動マグネットのＮ極又はＳ極に応じて前記駆動側歯車に設けられ、前記動力非伝達状態において、前記ステータを初期励磁パターンで励磁した際、前記駆動マグネットの磁極が前記初期励磁パターンに対応する位置に位置し、前記凸部の１つが前記回転規制部に対応する位置に位置し、前記駆動側歯車と前記従動側歯車とが噛合わない状態であるので、前記モータのステータを初期励磁パターンで励磁した際、前記凸部の１つを前記回転規制部に対応する位置に位置させることができる。これにより、前記ロータを回転させると前記凸部と前記回転規制部とを係合させることができ、動力非伝達状態から動力伝達状態へと切り換えることができる。したがって、前記弁体駆動機構における動力切換時における動力切換の応答性を向上させることができる。

本発明に係るバルブ駆動装置は、前記駆動マグネットの磁極の数は、前記コア部材に設けられた極歯の数の半分である、ことを特徴とする。
本態様によれば、上述した作用効果を得られる。

本発明に係るバルブ駆動装置は、前記ステータは、４つのコア部材を積層してなり、前記駆動マグネットの磁極の極数が８極である場合、各コア部材は４つの極歯を備えている、ことを特徴とする。

本態様によれば、前記ステータは、４つのコア部材を積層してなり、前記駆動マグネットの磁極の極数が８極である場合、各コア部材は４つの極歯を備えているので、駆動マグネットの極数はコア部材の極歯の数の２倍となる。その結果、所定のコア部材を励磁した際において、動力切換に対応する位置における極歯（例えばＮ極）に対向する位置に位置する前記駆動マグネットの磁極は前記極歯の極と反対の極である４つの磁極（例えばＳ極）のいずれかとなる。つまり、励磁した前記コア部材に対して、前記駆動マグネットは４通りの位置パターンのいずれかとなり、前記ステータに対する前記ロータの位置決めを容易に行うことができる。

本発明に係るバルブ駆動装置は、前記従動側歯車は、当該従動側歯車の円周方向に沿って歯が形成された噛合部と、前記円周方向において前記歯が形成されていない非噛合部とを有する、ことを特徴とする。
本態様によれば、上述した作用効果を得ることができる。

本発明に係るバルブ駆動装置は、前記噛合部は前記円周方向に沿って連続的に形成され、前記動力伝達状態から前記動力非伝達状態へ切り換わる際、前記駆動側歯車と前記従動側歯車との噛合いが解除される、ことを特徴とする。

本態様によれば、前記噛合部は前記円周方向に沿って連続的に形成され、前記動力伝達状態から前記動力非伝達状態へ切り換わる際、前記駆動側歯車と前記従動側歯車との噛合いが解除されるので、前記動力非伝達状態において前記駆動側歯車は、前記従動側歯車の歯が形成されていない非噛合部に位置することとなり、前記モータ、ひいては前記駆動側歯車が回転を継続しても、前記駆動側歯車は前記従動側歯車と接触しないので、前記駆動側歯車と前記従動側歯車との衝突を防止でき、衝突音の発生を防止できる。

本発明に係るバルブ駆動装置において前記回転規制部は、前記従動側歯車に対して回動可能に前記従動側歯車の前記非噛合部に取り付けられ、前記従動側歯車の半径方向外側に向けて付勢されるレバー部材であって、前記駆動側歯車が第１方向に回転した際に前記凸部と接触する第１接触部と、前記駆動側歯車が前記第１方向と反対の方向である第２方向に回転した際に前記凸部と接触する第２接触部と、を有し、前記凸部が前記第１接触部と接触した際、前記回転規制部が前記凸部に押圧されて前記従動側歯車を回転させ、前記駆動側歯車の歯と前記従動側歯車の歯とが噛み合い、前記動力伝達状態となり、前記凸部が前記第２接触部と接触した際、前記回転規制部は当該回転規制部を付勢する付勢力に抗して、前記半径方向内側に回動し、前記駆動側歯車の歯が前記従動側歯車の歯と噛合わずに前記駆動側歯車が空転して、前記動力非伝達状態を維持する、ことを特徴とする。

本態様によれば、レバー部材として構成される前記回転規制部は前記第１接触部及び前記第２接触部を有し、前記凸部が前記第１接触部と接触した際、前記回転規制部は前記凸部に押圧されて前記従動側歯車を回転させ、前記駆動側歯車の歯と前記従動側歯車の歯とが噛み合い、前記動力伝達状態となり、前記凸部が前記第２接触部と接触した際、前記回転規制部は当該回転規制部を付勢する付勢力に抗して、前記半径方向内側に回動し、前記駆動側歯車の歯が前記従動側歯車の歯と噛合わずに前記駆動側歯車が空転して、前記動力非伝達状態を維持するので、前記駆動側歯車の回転方向に応じて前記凸部と接触させる部位を切り換えるだけで前記モータから前記従動側歯車への動力の伝達又は切断を行うことができるので、前記回転規制部を簡素な構成とすることができる。

本発明に係るバルブ駆動装置は、前記回転規制部を前記従動側歯車の半径方向外側に向けて付勢する付勢部材を備える、ことを特徴とする。
本態様によれば、上述した作用効果を得ることができる。

本発明に係るバルブ駆動装置は、前記付勢部材は前記従動側歯車の軸部に保持されるねじりばねであり、前記従動側歯車には、前記ねじりばねの一端を保持する保持部が設けられ、前記ねじりばねの他端は、前記回転規制部を付勢している、ことを特徴とする。

本態様によれば、前記付勢部材は前記従動側歯車の軸部に保持されるねじりばねであり、前記従動側歯車には、前記ねじりばねの一端を保持する保持部が設けられ、前記ねじりばねの他端は、前記回転規制部を付勢しているので、前記従動側歯車における前記付勢部材の保持構成を簡素化することができる。

本発明に係るバルブ駆動装置は、前記駆動側歯車には、前記円周方向において前記凸部に対応する位置にロック回避歯が設けられ、前記ロック回避歯の歯先円直径は、前記ロック回避歯以外の歯の歯先円直径よりも小さい、ことを特徴とする。

ここで、例えば、前記駆動側歯車と前記従動側歯車とは、位相の関係で互いの歯の先端が接触して噛合わなくなるロック状態を起すことがある。本態様によれば、前記駆動側歯車には、前記円周方向において前記凸部に対応する位置にロック回避歯が設けられ、前記ロック回避歯の歯先円直径は、前記ロック回避歯以外の歯の歯先円直径よりも小さいので、前記駆動側歯車の歯と前記従動側歯車の歯とがロック状態を引き起こす位相において、前記駆動側歯車の歯の位置にロック回避歯を位置させることにより、前記ロック状態が引き起こされることを抑制することができ、前記駆動側歯車と前記従動側歯車とを円滑に噛合わせることができ、異常動作（指定ステップ位置のずれ）や動作不良の発生を抑制できる。

本発明によれば、前記モータのステータを初期励磁パターンで励磁した際、前記凸部の１つを前記回転規制部に対応する位置に位置させることができる。これにより、前記ロータを回転させると前記凸部と前記回転規制部とを係合させることができ、動力非伝達状態から動力伝達状態へと切り換えることができる。したがって、前記弁体駆動機構における動力切換時における動力切換の応答性を向上させることができる。

本実施形態に係るバルブ駆動装置の斜視図。 本実施形態に係るバルブ駆動装置の側断面図。 バルブ駆動装置における駆動コイルの斜視図。 駆動コイルを構成するコア部材の分解斜視図。 バルブ駆動装置においてバルブ室を区画するカバーの斜視図。 バルブ駆動装置における弁体駆動機構の斜視図。 バルブ駆動装置における弁体駆動機構の斜視図。 出力側歯車の斜視図。 出力側歯車の平面図。 弁体駆動機構における従動側部分の分解斜視図。 従動側歯車の斜視図。 回転規制部の斜視図。 弁体を弁座面と反対の側から見た斜視図。 弁体を座面側から見た斜視図。 各ステップにおける第１弁及び第２弁の開閉状態を示す図。 出力側歯車と従動側歯車との位相状態と弁体の状態を示す図。 出力側歯車と従動側歯車との位相状態と弁体の状態を示す図。 出力側歯車と従動側歯車との位相状態と弁体の状態を示す図。 原点復帰動作におけるモータの励磁状態と弁体駆動機構の状態を示す図。 原点復帰動作におけるモータの励磁状態と弁体駆動機構の状態を示す図。 原点復帰動作におけるモータの励磁状態と弁体駆動機構の状態を示す図。 弁体駆動時におけるモータの励磁状態と弁体駆動機構の状態を示す図。 弁体駆動時におけるモータの励磁状態と弁体駆動機構の状態を示す図。 原点位置における出力側歯車と従動側歯車との関係を示す図。 従動側歯車の斜視図。 駆動側歯車に対する従動側歯車の連れ回り回転を第２回転規制部で規制する状態を示す図。 従動側歯車に対する回転規制部の回動軸の中心位置の関係を示す図。 従動側歯車の他の実施形態を示す斜視図。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施例において同一の構成については、同一の符号を付し、最初の実施例においてのみ説明し、以後の実施例においてはその構成の説明を省略する。

図１は本実施形態に係るバルブ駆動装置の斜視図であり、図２は本実施形態に係るバルブ駆動装置の側断面図であり、図３はバルブ駆動装置における駆動コイルの斜視図であり、図４は駆動コイルを構成するコア部材の分解斜視図であり、図５はバルブ駆動装置においてバルブ室を区画するカバーの斜視図である。

図６及び図７はバルブ駆動装置における弁体駆動機構の斜視図であり、図８は出力側歯車の斜視図であり、図９は出力側歯車の平面図であり、図１０は弁体駆動機構における従動側部分の分解斜視図であり、図１１は従動側歯車の斜視図であり、図１２は回転規制部の斜視図である。

図１３は弁体を弁座面と反対の側から見た斜視図であり、図１４は弁体を弁座面側から見た斜視図であり、図１５は各ステップにおける第１弁及び第２弁の開閉状態を示す図であり、図１６、図１７及び図１８は出力側歯車と従動側歯車との位相状態と弁体の状態を示す図である。

図１９、図２０及び図２１は原点復帰動作におけるモータの励磁状態と弁体駆動機構の状態を示す図であり、図２２及び図２３は弁体駆動時におけるモータの励磁状態と弁体駆動機構の状態を示す図であり、図２４は原点位置における出力側歯車と従動側歯車との関係を示す図である。

図２５は従動側歯車の斜視図であり、図２６は駆動側歯車に対する従動側歯車の連れ回り回転を第２回転規制部で規制する状態を示す図であり、図２７は従動側歯車に対する回転規制部の回動軸の中心位置の関係を示す図であり、図２８は従動側歯車の他の実施形態を示す斜視図である。

＜＜＜実施形態＞＞＞
＜＜＜バルブ駆動装置の概要＞＞＞
図１ないし図６を参照して、本実施形態に係るバルブ駆動装置１０について説明する。バルブ駆動装置１０は、一例として冷蔵庫に搭載されて、庫内冷却用の冷媒（流体）の供給量を調整するものである。バルブ駆動装置１０は、バルブ本体１２と、バルブ本体１２から延びる流入管１４と、流入管１４に平行に延びる第１流出管１６及び第２流出管１８と、バルブ本体１２の上部を覆うカバー部材２０とを備えている。尚、以下の説明では、便宜上、流入管１４、第１流出管１６及び第２流出管１８の延設方向を上下方向とし、バルブ本体１２を上側、流入管１４、第１流出管１６及び第２流出管１８を下側として説明する。

図２において、バルブ本体１２は、ベース部材２２と、モータ２４と、「カバー」としての密封カバー２６と、基台本体２８と、弁体駆動機構３０とを備えている。基台本体２８は、上面２８ａを有している。基台本体２８には、流入管１４、第１流出管１６及び第２流出管１８がそれぞれ取り付けられている。基台本体２８の上部には、密封カバー２６（図５）が取り付けられている。基台本体２８と密封カバー２６とは、バルブ室３２を形成している。

図６に示すように上面２８ａには、流体入口２８ｂが形成されている。流体入口２８ｂは、基台本体２８に取りつけられた流入管１４と連通している。バルブ室３２内には流入管１４から冷媒（流体）が供給される。

一方で、基台本体２８には、弁座構成部材３４（図２、図７、図１０及び図１６ないし図１８参照）が取り付けられている。弁座構成部材３４には、第１流出管１６及び第２流出管１８がそれぞれ取り付けられ、第１流出管１６と連通する「流体出口」としての第１流体出口３４ａと、第２流出管１８と連通する「流体出口」としての第２流体出口３４ｂとが設けられている。流入管１４からバルブ室３２内に供給された流体は、第１流体出口３４ａから第１流出管１６へ流出し、あるいは第２流体出口３４ｂから第２流出管１８へ流出する。尚、本実施形態において、基台本体２８及び弁座構成部材３４は「基台」を構成している。

図２に示すように、モータ２４は、ステータ３６と、駆動マグネット３８が取り付けられたロータ４０とを備えている。ステータ３６は、密封カバー２６を挟んでロータ４０の周囲を取り囲むように配置されている。

本実施形態において、ステータ３６は、図４に示すように４つのコア部材４２を備えている。各コア部材４２には、４つの極歯４２ａが形成されている。したがって、本実施形態において、ステータ３６は１６極の極歯４２ａを有している。ステータ３６において積層されたコア部材４２には、駆動コイル３７として巻線が巻かれている。ステータ３６に巻かれた駆動コイル３７（巻線）の一端は、モータ端子４４（図３）の一端に絡げて繋がれている。モータ端子４４は、不図示のコネクタ、あるいは基板等と電気的に接続されることで、ステータ３６に電力を供給する。

図２及び図６に示すように、ロータ４０は、駆動マグネット３８と、駆動側歯車４６と、支軸４８とを備えている。支軸４８には、駆動側歯車４６と駆動マグネット３８とが支軸４８に対して回転可能に取り付けられている。駆動マグネット３８は、駆動側歯車４６に取り付けられている。支軸４８の上端は、密封カバー２６に形成された軸受部２６ａに支持され、支軸４８の下端は、基台本体２８に形成された軸受部２８ｃに支持されている。本実施形態では、ステータ３６（駆動コイル３７）が励磁されると、ロータ４０は駆動マグネット３８により支軸４８を回転中心としてバルブ室３２内で回転するように構成されている。

＜＜＜弁体駆動機構の概要＞＞＞
図６ないし図１４を参照して弁体駆動機構３０の構成について説明する。図６及び図７に示すように、弁体駆動機構３０は、モータ２４と、駆動側歯車４６と、従動側歯車５０と、動力伝達切換部５２とを備えている。動力伝達切換部５２は後述するが、駆動側歯車４６と従動側歯車５０との間における動力伝達を、動力を伝達する動力伝達状態と、動力を伝達しない動力非伝達状態とを切換可能に構成されている。

図８及び図９に示すように駆動側歯車４６は、下端部に歯車部４６ａが形成されている。
歯車部４６ａの上方には複数の凸部４６ｂが形成されている。駆動側歯車４６の円周方向において、凸部４６ｂに対応する歯車部４６ａの歯は、ロック回避歯４６ｃとして構成されている。

複数の凸部４６ｂは、駆動側歯車４６の本体４６ｄから駆動側歯車４６の半径方向外側に突出している。本実施形態において、凸部４６ｂは一例として平板状に形成されている。尚、凸部４６ｂの形状は平板状に限定されるものではなく、後述する回転規制部６２と係合可能な形状であればよい。本実施形態において、複数の凸部４６ｂは、駆動側歯車４６の円周方向において駆動マグネット３８のＮ極、またはＳ極に対応する位置にそれぞれ形成されている。

本実施形態において駆動マグネット３８の磁極の数は、一例として８極（図１９ないし図２３参照）として構成されている。したがって、本実施形態では、凸部４６ｂは、駆動側歯車４６において４箇所設けられている。具体的には凸部４６ｂは、駆動側歯車４６において駆動側歯車４６の円周方向に等間隔に設けられ、本実施形態において凸部４６ｂは４箇所形成されているので９０度ごとに設けられている。本実施形態において凸部４６ｂは、駆動側歯車４６の歯車部４６ａの歯の歯厚に対応する厚みに形成されている。

図９を参照するに、本実施形態においてロック回避歯４６ｃの歯先円直径はｄ１に設定されている。一方、歯車部４６ａにおいてロック回避歯以外の歯の歯先円直径はｄ２に設定されている。本実施形態では、歯先円直径ｄ１は歯先円直径ｄ２よりも小さくなるように設定されている。尚、図９における一点鎖線の円は、ロック回避歯４６ｃの歯先円直径を図示しており、二点鎖線の円はロック回避歯４６ｃ以外の歯の歯先円直径を図示している。

次いで、駆動側歯車４６に対して従動回転する従動側歯車５０の側の構成について説明する。図２に示すように、従動側歯車５０の半径方向中心には、支軸５４が挿入されている。従動側歯車５０は支軸５４に対して回転可能に構成されている。従動側歯車５０の下方には弁体５６が設けられている。本実施形態において弁体５６は、従動側歯車５０と一体に支軸５４に対して回転可能に構成されている。弁体５６の下方には弁座構成部材３４が設けられている。弁座構成部材３４の上面は弁座面３４ｃとして構成されている。

また、弁座構成部材３４の中心には貫通孔３４ｄが設けられ、支軸５４が挿入されている。尚、図７において支軸５４の図示を省略している。図７において、符号Ｒ１が付された矢印は、駆動側歯車４６における一方の回転方向である第１方向を示し、符号Ｒ２が付された矢印は、駆動側歯車４６における他方の回転方向である第２方向を示している。

従動側歯車５０の上部には、保持部材５８が取り付けられている。保持部材５８には、支軸５４が通されている。また、保持部材５８は、上部にフランジ部５８ａが形成された円筒状の部材として構成され、筒状部５８ｂに「付勢部材」としてのねじりばね６０が通されて保持されている。また、従動側歯車５０の上部には、レバー状の回転規制部６２が取り付けられている。

図７、図１０、図１１及び図２５を参照するに、従動側歯車５０には、外周部分に円周方向に沿って連続的に複数の歯が形成された噛合部５０ａと、歯が形成されていない非噛合部５０ｂとが形成されている。また、従動側歯車５０の外周部分において、噛合部５０ａの第２方向Ｒ２側の端部には、従動側歯車５０の第１方向Ｒ１側への回転を規制する第１回転規制部５０ｃが設けられ、噛合部５０ａの第１方向Ｒ１側の端部には、非噛合部５０ｂが設けられている。さらに、非噛合部５０ｂにおいて第１方向Ｒ１側の端部には、「連れ回り防止部」としての第２回転規制部５０ｋが設けられている。尚、図１１において、符号Ｒ１が付された矢印は、駆動側歯車４６が第１方向に回転した際の従動側歯車５０の従動回転方向を示し、符号Ｒ２が付された矢印は、駆動側歯車４６が第２方向に回転した際の従動側歯車５０の従動回転方向を示している。尚、図１６ないし図２３において第２回転規制部５０ｋの符号を省略している。

尚、本実施形態において、主に図１６のステップＳ０に示すように、駆動側歯車４６の基準円直径と従動側歯車５０の基準円直径とを比べると、従動側歯車５０の基準円直径の方が大きく形成されている。さらに、駆動側歯車４６の歯車部４６ａの歯の数は、従動側歯車５０の噛合部５０ａに形成された歯の数よりも少なく形成されている。したがって、駆動側歯車４６の歯車部４６ａと従動側歯車５０の噛合部５０ａとが噛合って回転する動力伝達状態において、モータ２４の回転を従動側歯車５０に減速させて伝達させることができるので、小さな動力源でも大きなトルクを得ることができ、後述する弁体５６を確実に駆動させることができる。

また、図１１に示すように、従動側歯車５０の中心部には、支軸５４が挿入される貫通孔５０ｄが設けられている。さらに、従動側歯車５０の上面において貫通孔５０ｄの周囲には、保持部材５８の一部を受け入れて、保持部材５８と係合する凹部５０ｅが形成されている。凹部５０ｅと係合した保持部材５８は、支軸５４とともに従動側歯車５０の軸部を構成し、ねじりばね６０を保持している。

加えて、従動側歯車５０の上面において凹部５０ｅを取り巻くように円弧状の保持部５０ｆが設けられている。図７に示すように保持部５０ｆは、ねじりばね６０の一端６０ａと係合し、一端６０ａを保持するように構成されている。また、従動側歯車５０の上面には、貫通孔５０ｇと、レバー回転規制部５０ｈが設けられている。

＜＜＜回転規制部について＞＞＞
図１２を参照するに、回転規制部６２は、回動軸６２ａと、レバー部６２ｂとを備えている。レバー部６２ｂには、第１接触部６２ｃと、第２接触部６２ｄと、ばね保持部６２ｅとが設けられている。ばね保持部６２ｅは、ばね接触部６２ｆと、ばね脱落防止部６２ｇとを備えている。

図７に示すように回転規制部６２は従動側歯車５０の上部に回動可能に取り付けられている。具体的には、従動側歯車５０の貫通孔５０ｇ（図１１）に回転規制部６２の回動軸６２ａが挿入されている。回転規制部６２は従動側歯車５０に対して回動軸６２ａを回動可能に構成されている。

回転規制部６２のレバー部６２ｂのばね保持部６２ｅのばね接触部６２ｆには、ねじりばね６０の他端６０ｂが接触し、ねじりばね６０の他端６０ｂに押圧されている。ばね保持部６２ｅにおいてばね脱落防止部６２ｇは、ねじりばね６０の他端６０ｂを挟んで、ばね接触部６２ｆの反対側に設けられている。ばね脱落防止部６２ｇは、ばね接触部６２ｆと接触しているねじりばね６０の他端６０ｂが回転規制部６２の回動状態によりばね接触部６２ｆから離間した際、ねじりばね６０の他端６０ｂがばね保持部６２ｅから脱落することを防止する。

本実施形態において、回転規制部６２は、レバー部６２ｂの第２接触部６２ｄが従動側歯車５０のレバー回転規制部５０ｈと接触してレバー回転規制部５０ｈを押圧するように、ねじりばね６０の付勢力を受けている。つまり、回転規制部６２のレバー部６２ｂは、ねじりばね６０の付勢力により、従動側歯車５０の半径方向外側に向かって付勢され、第２接触部６２ｄとレバー回転規制部５０ｈとが接触する位置で半径方向外側への回動を規制されている。

これに対し、第２接触部６２ｄをねじりばね６０の付勢力に抗して従動側歯車５０の半径方向内側に向かって押圧すると、回転規制部６２は回動軸６２ａを中心として従動側歯車５０の半径方向内側に向かって回動する。第２接触部６２ｄに対する半径方向内側への押圧を解除すると、レバー部６２ｂはねじりばね６０の付勢力により第２接触部６２ｄとレバー回転規制部５０ｈとが接触する位置まで回動して戻る。

本実施形態において従動側歯車５０には、半径方向外側及び厚み方向上方側に突出する凸状部５０ｎが形成されている。従動側歯車５０の円周方向において凸状部５０ｎの一方側には第１回転規制部５０ｃが形成され、他方側には第２回転規制部５０ｋが形成されている。凸状部５０ｎにおいて従動側歯車５０の半径方向内側には、レバー回転規制部５０ｈが形成されている。凸状部５０ｎにおいてレバー回転規制部５０ｈは、レバー状の回転規制部６２の回動軸６２ａの一部及びレバー部６２ｂの一部を受け入れるように半径方向外側に向かって凹状に形成されている。

＜＜＜弁体について＞＞＞
図１０、図１３及び図１４を参照して弁体５６について説明する。図１３及び図１４に示すように、弁体５６は円盤状の部材として構成されている。弁体５６の中央部には、貫通孔５６ａが設けられている。貫通孔５６ａには、支軸５４が挿入される。弁体５６の下面は、弁座構成部材３４の弁座面３４ｃと摺動する摺動面５６ｂとして構成されている。弁体５６において摺動面５６ｂの一部が切り取られ、切り欠き部５６ｃとして構成されている。

図１４に示すように、切り欠き部５６ｃは、弁体５６の摺動面５６ｂに対して上方側に凹んだ形状を成している。尚、切り欠き部５６ｃには２箇所の貫通孔５６ｄが設けられている。本実施形態では、一例として貫通孔５６ｄには、従動側歯車５０の下面から突出する不図示のボスが挿入され、従動側歯車５０と弁体５６とを一体に回転可能とするように構成されている。

また、弁体５６には、上下方向に貫通し、摺動面５６ｂにおいて開口するオリフィス５６ｅが設けられている。本実施形態において、オリフィス５６ｅは、流体の経路において第１流体出口３４ａ及び第２流体出口３４ｂよりも幅が狭い部位を有している。尚、より好ましくは、オリフィス５６ｅは、流体の経路において幅が最も狭い部位を有している。

以上が、バルブ駆動装置１０及び弁体駆動機構３０の主要な構成であり、以下において、弁体駆動機構３０による弁体５６の流体の制御、及び駆動側歯車４６と従動側歯車５０との動力伝達状態、動力非伝達状態について順次説明する。

＜＜＜弁体による流体制御について＞＞＞
図１５ないし図１８を参照して、流体入口２８ｂから第１流体出口３４ａ及び第２流体出口３４ｂの少なくとも一方への流体の流量制御について説明する。図１６のステップＳ０において、駆動側歯車４６は従動側歯車５０に対して原点位置に位置している。尚、原点位置における駆動側歯車４６の歯と従動側歯車５０の歯との関係については後述する。

図１６に示すようにステップＳ０（原点位置）において、弁体５６の切り欠き部５６ｃは、第１流体出口３４ａ及び第２流体出口３４ｂの上方に位置している。したがって、弁体５６が第１流体出口３４ａ及び第２流体出口３４ｂを閉じていない状態であるので、第１流体出口３４ａ及び第２流体出口３４ｂは開口した状態にある。これにより、流体入口２８ｂからバルブ室３２内に供給された流体は、第１流体出口３４ａ及び第２流体出口３４ｂを通して第１流出管１６及び第２流出管１８へ流出する（図１５の開閉モード参照）。

次いで、モータ２４を回転駆動させて、ロータ４０、ひいては駆動側歯車４６を第１方向Ｒ１に回転させる。この際、駆動側歯車４６と噛み合う従動側歯車５０も従動回転（図１６における時計周り方向）し、ステップＳ１（図１６の中央の図）の状態に移行する。従動側歯車５０の従動回転により、弁体５６は弁座構成部材３４に対して、摺動面５６ｂが弁座面３４ｃに密着状態で図１６における時計回り方向に摺動する。ステップＳ１においても、切り欠き部５６ｃが第１流体出口３４ａ及び第２流体出口３４ｂの上方に位置しているので、第１流体出口３４ａ及び第２流体出口３４ｂは開口した状態、すなわち、図１５における開モードとなる。

図１６の下の図に示すように、駆動側歯車４６を第１方向Ｒ１にさらに回転させるとステップＳ１の状態からステップＳ２の状態に移行する。この状態では、第１流体出口３４ａの上方にオリフィス５６ｅが位置し、切り欠き部５６ｃは第２流体出口３４ｂの上方に位置している。第１流体出口３４ａは、オリフィス５６ｅにより第１流体出口３４ａから流出する流体の流量が制限された状態となる。

つまり、ステップＳ０及びステップＳ１のように完全に開口した状態の第１流体出口３４ａから流出する流体の流量に比べてオリフィス５６ｅにより制限された状態の第１流体出口３４ａから流出する流体の流量は少なくなる。つまり、図１５のステップＳ２における微小開モードとなる。第２流体出口３４ｂは、開口した状態であるので、開モードとなる。

次いで、図１７の上の図に示すように、駆動側歯車４６を第１方向Ｒ１にさらに回転させるとステップＳ２の状態からステップＳ３の状態に移行する。この状態では、オリフィス５６ｅは、第１流体出口３４ａの上方に位置から外れている。第１流体出口３４ａは、弁体５６の摺動面５６ｂに覆われて閉じられている。したがって、第１流体出口３４ａは閉モード（図１５）となり、バルブ室３２から第１流出管１６への流体の経路が遮られる。一方、第２流体出口３４ｂの上方には切り欠き部５６ｃが位置している。したがって、第２流体出口３４ｂは開口しており、開モード（図１５）となる。

次いで、図１７の中央の図に示すように、駆動側歯車４６を第１方向Ｒ１にさらに回転させるとステップＳ３の状態からステップＳ４の状態に移行する。この状態では、第１流体出口３４ａは、弁体５６の摺動面５６ｂに覆われて閉じられている。したがって、第１流体出口３４ａは、ステップＳ３から継続して閉モード（図１５）状態を維持し、バルブ室３２から第１流出管１６への流体の経路が遮られた状態を維持している。

さらに、第２流体出口３４ｂの上方にはオリフィス５６ｅが位置している。したがって、第２流体出口３４ｂは、オリフィス５６ｅにより第２流体出口３４ｂから流出する流体の流量が制限された状態であり、図１５のステップＳ４における微小開モードとなる。

次いで、図１７の下の図に示すように、駆動側歯車４６を第１方向Ｒ１にさらに回転させるとステップＳ４の状態からステップＳ５の状態に移行する。ステップＳ５の状態では、第１流体出口３４ａ及び第２流体出口３４ｂは、弁体５６の摺動面５６ｂに覆われて閉じた状態となる。つまり、図１５のステップＳ５における閉モードとなる。この状態では、バルブ室３２から第１流出管１６及び第２流出管１８への流体の経路が遮られた状態となる。

次いで、図１８に示すように、駆動側歯車４６を第１方向Ｒ１にさらに回転させるとステップＳ５の状態からステップＳ６の状態に移行する。ステップＳ６の状態では、再度、切り欠き部５６ｃが第１流体出口３４ａの上方に位置する。したがって、第１流体出口３４ａは完全に開いた状態となり、図１５における開モードとなる。一方、第２流体出口３４ｂは、弁体５６の摺動面５６ｂに覆われて閉じた状態を維持するので、バルブ室３２から第２流出管１８への流体の経路が遮られた状態を維持する。つまり、図１５のステップＳ６において閉モードとなる。

本実施形態では、モータ２４により弁体５６を弁座構成部材３４に対して回転させることで、第１流体出口３４ａ及び第２流体出口３４ｂをそれぞれ開いた状態、微小に開いた状態、閉じた状態と切り換えることができ、バルブ室３２から第１流出管１６及び第２流出管１８のそれぞれに流出する流体の流量を調整することができる。

＜＜＜駆動コイルの励磁パターンについて＞＞＞
次いで、図１９ないし図２１において弁体駆動機構３０の動力伝達切換部５２の原点位置復帰動作について説明する。図１９ないし図２１の左側の各図において、左側の図はステータ３６の励磁パターンに対応する駆動マグネット３８の各磁極の位置を模式的に示しており、右側の図は、左側の図に対応した動力伝達切換部５２の状態を模式的に示している。尚、一例としてステータ３６及び駆動マグネット３８において黒のドットで塗られた部分はＳ極を示しており、黒色で塗りつぶされた部分はＮ極を示しており、ステータ３６において無色の部分は、励磁されていない状態を示している。

本実施形態において、ステータ３６の極歯４２ａは１６極設けられており、駆動マグネット３８の磁極は８極に設定されている。以下の説明では、ステータ３６の各極歯４２ａを８つの励磁パターンで励磁することで、ロータ４０を回転させている。以下、図１９ないし図２１においてステップＳ９及びステップＳ１７におけるステータ３６の励磁パターンを初期励磁パターンつまり第１励磁パターンとし、ステータ３６の第１励磁パターンにおける駆動マグネット３８の磁極の位置を原点位置とする。

図１９のステップＳ７から図２１のステップＳ１７まで、ロータ４０は第２方向Ｒ２に回転している。初期励磁パターンである第１励磁パターン（ステップＳ９参照）は、Ｓ極及びＮ極は４極ずつ励磁されており、Ｓ極に励磁された極歯４２ａとＮ極に励磁された極歯４２ａとの間には、励磁されていない極歯４２ａが１つ存在している励磁状態である。

次に第２励磁パターン（ステップＳ１０参照）は、Ｓ極又はＮ極に励磁されている極歯４２ａの第２方向Ｒ２側に位置する励磁されていない極歯４２ａを、Ｓ極又はＮ極に励磁する。具体的には、Ｓ極に励磁されている極歯４２ａの第２方向Ｒ２側に位置している極歯４２ａをＳ極に励磁し、Ｎ極に励磁されている極歯４２ａの第２方向Ｒ２側に位置している極歯４２ａをＮ極に励磁する。次いで、第３励磁パターン（図２０のステップＳ１１参照）では、第１励磁パターンで励磁されていた極歯を非励磁状態とする。これにより、第３励磁パターンは第１励磁パターンに対してロータ４０の回転方向である第２方向Ｒ２において極歯１つ分、極性が進んだ状態となる。

以後、ステップＳ１１の第３励磁パターンから、ステップＳ１２の第４励磁パターン、ステップＳ１３の第５励磁パターンへ進むと、ロータ４０の回転方向である第２方向Ｒ２において極歯１つ分、極性が進んだ状態となる。同様に、ステップＳ１３の第５励磁パターンから、ステップＳ１４の第６励磁パターン、ステップＳ１５の第７励磁パターンへ進むと、ロータ４０の回転方向である第２方向Ｒ２において極歯１つ分、極性が進み、ステップＳ１５の第７励磁パターンから、ステップＳ１６の第８励磁パターン、ステップＳ１７の第１励磁パターンへ進むと、ロータ４０の回転方向である第２方向Ｒ２において極歯１つ分、極性が進む。

本実施形態では、ステータ３６において、第１励磁パターン（ステップＳ９）から第８励磁パターン（ステップＳ１６）までの励磁を順次行うと励磁パターンが第１励磁パターンに戻る。８つの励磁パターンを行う間に第１励磁パターンでＳ極又はＮ極で励磁されている極歯４２ａは第２方向Ｒ２側に極歯４つ分、極性が進んだ状態となる。

これに対して、駆動マグネット３８は８極で構成されている。ステータ３６の第１励磁パターン（ステップＳ９）において、駆動マグネット３８は、ステータ３６の励磁された極歯４２ａの極性（例えば、Ｓ極の場合）と反対の極性（Ｎ極）を有する部位が極歯４２ａと対向する位置に位置する。ステップＳ９では、ステータ３６のＳ極に励磁された極歯４２ａは、駆動マグネット３８のＮ極の部位と対向し、ステータ３６のＮ極に励磁された極歯４２ａは、駆動マグネット３８のＳ極の部位と対向している。

第１励磁パターンから第２励磁パターンに切り換わると、ステータ３６において励磁された極歯４２ａが第２方向Ｒ２側に１つ増えるので、励磁された極歯１つ分、駆動マグネット３８も第２方向Ｒ２側に移動する。これにより、ステータ３６の励磁パターンが切り換わるたびに駆動マグネット３８が第２方向Ｒ２側に移動する。したがって、ステータ３６の第１励磁パターンから第８励磁パターンまでの励磁パターンを順次切り換えることで、駆動マグネット３８、ひいてはロータ４０が第２方向Ｒ２側に回転する。

＜＜＜動力伝達状態から動力非伝達状態への切換について＞＞＞
ステップＳ７において、駆動側歯車４６は第２方向Ｒ２に回転している。ステップＳ７の状態では、駆動側歯車４６の歯車部４６ａは従動側歯車５０の噛合部５０ａと噛合っている。尚、ステップＳ７は、駆動側歯車４６を第１方向Ｒ１側に回転させて従動側歯車５０を従動回転させた後、回転方向を第２方向側に切り換えて、原点位置に戻る途中の状態である。

さらにステップＳ８を経てステップＳ９に移行すると、駆動側歯車４６は従動側歯車５０に対して原点位置に戻る。ここで、原点位置とは、駆動側歯車４６の歯車部４６ａと従動側歯車５０の噛合部５０ａとの噛合状態が解除され、歯車部４６ａが従動側歯車５０の非噛合部５０ｂ内に位置している状態である。この状態において、駆動側歯車４６が第２方向に回転した場合、駆動側歯車４６から従動側歯車５０への動力伝達がなされない動力非伝達状態となる。

具体的には、ステップＳ９、ステップＳ１１、ステップＳ１３、ステップＳ１５及びステップＳ１７の右側の図を参照するに、駆動側歯車４６が第２方向Ｒ２側に回転すると、４つの凸部４６ｂも第２方向Ｒ２に回転する。ステップＳ９からステップＳ１１に進むにつれ、回転規制部６２の第２接触部６２ｄと対向している凸部４６ｂは、第２方向Ｒ２側への回転に伴って第２接触部６２ｄに接近し、ステップＳ１１において第２接触部６２ｄと接触する。

駆動側歯車４６が第２方向Ｒ２にさらに回転すると、第２接触部６２ｄと接触した凸部４６ｂも第２方向Ｒ２側に回転しようとする。この際、凸部４６ｂは、ステップＳ１３及びステップＳ１５の右の図に示すようにねじりばね６０の付勢力に抗して第２接触部６２ｄを押圧する。その結果、回転規制部６２は、回動軸６２ａ（図１２）を中心として従動側歯車５０の半径方向内側に向けて回動する。

その後、ステップＳ１５からステップＳ１７に示すように、駆動側歯車４６がさらに第２方向Ｒ２に回転すると、第２接触部６２ｄを押圧していた凸部４６ｂが、第２接触部６２ｄから離間する。その結果、回転規制部６２は、ねじりばね６０の付勢力により半径方向外側に向かって回動し、第２接触部６２ｄが従動側歯車５０のレバー回転規制部５０ｈ（図１１）と接触する位置まで回動する。

本実施形態において、駆動側歯車４６の歯車部４６ａが、従動側歯車５０の非噛合部５０ｂ内に位置している状態で、第２方向Ｒ２側に駆動側歯車４６を回転させると、凸部４６ｂが回転規制部６２の第２接触部６２ｄと間欠的に接触と離間とを繰り返す一方で、歯車部４６ａは非噛合部５０ｂ内で空転し続ける。したがって、動力非伝達状態における駆動側歯車４６の歯と従動側歯車５０の歯とが不用意に接触することを防止でき、歯同士が衝突した際の衝突音の発生を防止できる。

歯車部４６ａが非噛合部５０ｂ内で空転し続けることにより、駆動側歯車４６の歯車部４６ａと従動側歯車５０の噛合部５０ａとの噛合状態が解除された状態が継続する。その結果、駆動側歯車４６から従動側歯車５０へはモータ２４の動力が伝達されない動力非伝達状態が維持される。したがって、モータ２４において脱調が生じる虞を低減でき、脱調を起因とする騒音を抑制することができる。

図２６を参照して、第２回転規制部５０ｋについて説明する。図２６の上の図及び下の図は、ステップＳ１３ないしステップＳ１５における駆動側歯車４６と従動側歯車５０との関係を示している。図２６の上の図において、凸部４６ｂが回転規制部６２の第２接触部６２ｄと接触し、第２接触部６２ｄを押圧する際、凸部４６ｂは、第２方向Ｒ２側に回転することから、第２接触部６２ｄを図２６における反時計回り方向へ回転するように押圧する。

ここで、凸部４６ｂにより押圧された第２接触部６２ｄは、従動側歯車５０とともに図２６における反時計回り方向に回転しようとする。本実施形態において従動側歯車５０には、非噛合部５０ｂの第１方向Ｒ１方向側に第２回転規制部５０ｋが設けられている。従動側歯車５０が第２接触部６２ｄとともに図２６における反時計回り方向に回転すると、非噛合部５０ｂ内に位置する駆動側歯車４６の歯車部４６ａの歯車と接触する（図２６の上の図）。

第２回転規制部５０ｋが歯車部４６ａの歯と接触すると、従動側歯車５０の図２６における反時計回り方向への回転が規制される。さらに、この状態で駆動側歯車４６が第２方向Ｒ２側への回転を継続しても、第２回転規制部５０ｋが歯車部４６ａのいずれかの歯と接触した状態（図２６の下の図）を保つので、従動側歯車５０の回転規制状態が維持される。これにより、駆動側歯車４６の歯車部４６ａが、非噛合部５０ｂ内において空転することができ、動力非伝達状態を維持できる。

＜＜＜動力非伝達状態から動力伝達状態への切換について＞＞＞
次いで、図２２ないし図２４において動力非伝達状態から動力伝達状態への切換について説明する。本実施形態において、駆動側歯車４６の歯車部４６ａが従動側歯車５０の非噛合部５０ｂ内に位置している状態、つまり動力非伝達状態において、ステータ３６を初期励磁パターンである第１励磁パターンで励磁すると、駆動マグネット３８は、ステータ３６の第１励磁パターンに対応する磁極位置に移動する。その結果、駆動側歯車４６も駆動マグネット３８に応じた位置に位置する。

具体的に説明すると、本実施形態において、凸部４６ｂは、駆動マグネット３８のＮ極又はＳ極の磁極に応じて形成されている。本実施形態では、駆動マグネット３８は８極であるので、凸部４６ｂは４つ形成され、駆動側歯車４６の円周方向において等間隔に配置されている。本実施形態では、凸部４６ｂは、駆動マグネット３８のＳ極に応じて設けられている。

ステータ３６が第１励磁パターンで励磁すると、ステータ３６のＮ極に磁化された極歯４２ａと対向する位置に駆動マグネット３８のＳ極が位置する。その結果、駆動マグネット３８のＳ極に対応する位置に配置された凸部４６ｂは、回転規制部６２の第１接触部６２ｃに対応する位置に位置する（図２２のステップＳ１８）。この状態では、まだ、駆動側歯車４６の歯車部４６ａと従動側歯車５０の噛合部５０ａとは噛合っていない状態である。尚、本明細書において凸部４６ｂにおける回転規制部６２の第１接触部６２ｃに対応する位置とは、後述するように、励磁パターンを第１励磁パターンから数パターン切り換える間に凸部４６ｂが第１接触部６２ｃに接触して、動力非伝達状態から動力伝達状態へ切り換えることができる位置を意味している。

この状態で、ステータ３６の励磁パターンを第１励磁パターンから第８励磁パターンに切り換えると、駆動側歯車４６が第１方向Ｒ１側に回転し、回転規制部６２の第１接触部６２ｃに対応する位置に位置する凸部４６ｂが第１接触部６２ｃに接触する（図２２のステップＳ１９の右の図）。さらに、ステータ３６の励磁パターンを第８励磁パターンから第７励磁パターン（図２２のステップＳ２０）、第６励磁パターン（図２３のステップＳ２１）及び第５励磁パターン（図２３のステップＳ２２）の順に切り換えることで、駆動側歯車４６は第１方向Ｒ１側に回転し、第１接触部６２ｃと接触している凸部４６ｂは第１接触部６２ｃを図２３における時計回り方向に押圧する。

ここで、第１接触部６２ｃと接触する凸部４６ｂは、第１接触部６２ｃと交差する方向において回動軸６２ａの側に向けて第１接触部６２ｃを押圧するので、回転規制部６２は回動することができない。その結果、従動側歯車５０は、回転規制部６２の第１接触部６２ｃを介して凸部４６ｂに押圧されて、図２３における時計回り方向に回転する。これにより、駆動側歯車４６の歯車部４６ａが、従動側歯車５０の非噛合部５０ｂを抜け出して、噛合部５０ａと噛み合う。これにより、駆動側歯車４６から従動側歯車５０にモータ２４の動力が伝達される。つまり、従動側歯車５０において動力非伝達状態から動力伝達状態へと切り換えられる。

さらにステップＳ２３及びステップＳ２４に示すように駆動側歯車４６を第１方向Ｒ１側に回転させることで、従動側歯車５０を図２３における時計回り方向に回転させることができ、弁体５６におけるステップＳ１からステップＳ６までの動作を実行することができる。

次いで図２４を参照して、原点位置（図２２のステップＳ１８の状態）における駆動側歯車４６と従動側歯車５０との関係について説明する。本実施形態において、駆動側歯車４６が原点位置に位置すると、凸部４６ｂは回転規制部６２の第１接触部６２ｃに対応する位置に位置する。ここで、駆動側歯車４６の円周方向において凸部４６ｂに対応する位置には、ロック回避歯４６ｃが形成されている。

図２４において、二点鎖線で示す円弧は、駆動側歯車４６の歯車部４６ａにおけるロック回避歯４６ｃ以外の歯の歯先円を図示している。図２４において駆動側歯車４６が原点位置に位置した状態では、従動側歯車５０の噛合部５０ａと非噛合部５０ｂとの境目の歯５０ｊは、ロック回避歯４６ｃ以外の歯の歯先円と干渉する位置に位置している。

この状態において、ロック回避歯４６ｃの位置にロック回避歯４６ｃ以外の歯が配置されている場合、駆動側歯車４６が第１方向に回転しようとする際、従動側歯車５０の歯５０ｊとロック回避歯４６ｃの位置に配置されたロック回避歯４６ｃ以外の歯とが接触して駆動側歯車４６と従動側歯車５０とがロック状態となる場合がある。

本実施形態では、駆動側歯車４６が原点位置に位置する際、従動側歯車５０の歯５０ｊに、駆動側歯車４６のロック回避歯４６ｃが近接するように配置している。これにより、ロック回避歯４６ｃの歯先円はロック回避歯４６ｃ以外の歯先円よりも小さいので、従動側歯車５０の歯５０ｊと駆動側歯車４６のロック回避歯４６ｃとの間に隙間６４を設けることができる。隙間６４が形成されることにより、駆動側歯車４６と従動側歯車５０とのロック状態を回避できる。その結果、動力伝達切換部５２において駆動側歯車４６と従動側歯車５０との動力非伝達状態から動力伝達状態への切換を円滑に行うことができ、異常動作（励磁パターンに対する駆動側歯車４６の歯車部４６ａの位置のずれ）や動作不良の発生を抑制できる。

本実施形態では、駆動マグネット３８の磁極の数がコア部材４２の極歯４２ａの数の半分に設定されている。加えて、駆動マグネット３８のＮ極又はＳ極に応じて凸部４６ｂが形成されているので、ステータ３６が第１励磁パターンで励磁されると、複数の凸部４６ｂのうち１つの凸部４６ｂが、回転規制部６２の第１接触部６２ｃに対応する位置に必ず位置する。これにより、第１励磁パターンから第１方向に向けて順次励磁パターンを切り換えた際、数パターン以内で駆動側歯車４６の歯と従動側歯車５０の歯とが噛合い、動力伝達状態とすることができる。その結果、動力伝達切換部５２における動力伝達状態の切換の応答性を高めることができる。

また、本実施形態においてステータ３６は、４つのコア部材４２を積層して構成されている。駆動マグネット３８の磁極の極数が８極である場合、各コア部材４２は４つの極歯４２ａを備えているので、駆動マグネット３８の極数はコア部材４２の極歯４２ａの数の２倍となる。その結果、所定のコア部材４２を励磁した際において、動力切換に対応する位置における極歯４２ａ（例えばＮ極）に対向する位置に位置する駆動マグネット３８の磁極は極歯４２ａの極と反対の極である４つの磁極（例えばＳ極）のいずれかとなる。つまり、励磁したコア部材４２に対して、駆動マグネット３８は４通りの位置パターン（図１９のステップＳ９における駆動マグネット３８の磁極の位置を９０度おきにずらしたパターン）のいずれかとなる。駆動マグネット３８が４通りの位置パターンのいずれをとっても、所定のコア部材４２の極歯４２ａの磁極に対して反対の磁極となる。したがって、ステータ３６に対するロータ４０の位置決めを容易に行うことができる。

上述したように、本実施形態において、動力伝達切換部５２における回転規制部６２は、駆動側歯車４６が第１方向に回転した場合、従動側歯車５０の回転を許容し、駆動側歯車４６が第２方向に回転した場合、従動側歯車５０の回転を規制するように構成されている。つまり、クラッチ機構として構成されている。本実施形態における回転規制部６２を既知のクラッチ機構の構成を利用することで、設計時間の短縮及びコストダウンを図ることができる。

本実施形態における回転規制部６２は、駆動側歯車４６が第１方向に回転した際、駆動側歯車４６から従動側歯車５０へ動力を伝達させ、駆動側歯車４６が第２方向に回転した際、駆動側歯車４６から従動側歯車５０への動力伝達を切断するので、駆動側歯車４６の回転方向を切り換えるだけで、動力伝達状態を切り換えることができ、回転規制部６２の構成を簡素化することができる。

＜＜＜実施形態の変更形態＞＞＞
（１）本実施形態において「付勢部材」の一例としてねじりばね６０により回転規制部６２を付勢する構成としたが、この構成に代えて、付勢部材を板ばね等により構成してもよい。

（２）本実施形態において動力伝達切換部５２において凸部４６ｂと回転規制部６２との係合状態（第１接触部６２ｃまたは第２接触部６２ｄとの接触）の切換により動力伝達を切り換える構成としたが、この構成に代えて、回転規制部６２に既知のラチェット機構を設けて駆動側歯車４６を空転させる構成としてもよい。

（３）本実施形態において、駆動マグネット３８の磁極を８極とし、凸部４６ｂをＮ極及びＳ極のいずれか一方の極に対応して４箇所設ける構成としたが、駆動マグネット３８を４極とした場合、凸部４６ｂを２箇所設け、駆動マグネット３８を６極とした場合、凸部４６ｂを３箇所設け、駆動マグネット３８を１０極とした場合、凸部４６ｂを５箇所設ける構成としてもよい。

（４）本実施形態において第２回転規制部５０ｋは、従動側歯車５０の円周方向において凸状部５０ｎの他方側に設ける構成としたが、この構成に代えて、図２８に示すように従動側歯車６６の非噛合部６６ａに対応する位置において、従動側歯車６６の半径方向に突出する突出部６６ｂの先端に第２回転規制部６６ｃを設けても良い。本実施形態において第２回転規制部６６ｃは、駆動側歯車４６の本体部４６ｄと係合可能に構成され、一例として本体部４６ｄの外周と当接可能な曲面として構成されている。従動側歯車６６が駆動側歯車４６に連れ回りしそうになると、第２回転規制部６６ｃが駆動側歯車４６の本体４６ｄと接触し、従動側歯車６６の回転を規制し、従動側歯車６６の連れ回りを抑制する。

尚、本発明は上記実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。

１０ バルブ駆動装置、１２ バルブ本体、１４ 流入管、１６ 第１流出管、
１８ 第２流出管、２０ カバー部材、２２ ベース部材、２４ モータ、
２６ 密封カバー、２６ａ 軸受部、２８ 基台本体、２８ａ 上面、
２８ｂ 流体入口、２８ｃ 軸受部、３０ 弁体駆動機構、３２ バルブ室、
３４ 弁座構成部材、３４ａ 第１流体出口、３４ｂ 第２流体出口、
３４ｃ 弁座面、３４ｄ、５０ｄ、５０ｇ、５６ａ、５６ｄ 貫通孔、
３６ ステータ、３７ 駆動コイル、３８ 駆動マグネット、４０ ロータ、
４２ コア部材、４２ａ 極歯、４４ モータ端子、４６ 駆動側歯車、４６ａ 歯車部、４６ｂ 凸部、４６ｃ ロック回避歯、４６ｄ 本体、４８、５４ 支軸、
５０、６６ 従動側歯車、５０ａ 噛合部、５０ｂ、６６ａ 非噛合部、
５０ｃ 第１回転規制部、５０ｅ 凹部、５０ｆ 保持部、５０ｈ レバー回転規制部、５０ｊ 歯、５０ｋ、６６ｃ 第２回転規制部、５０ｍ 歯底円直径、５０ｎ 凸状部、５２ 動力伝達切換部、５６ 弁体、５６ｂ 摺動面、５６ｃ 切り欠き部、
５６ｅ オリフィス、５８ 保持部材、５８ａ フランジ部、５８ｂ 筒状部、
６０ ねじりばね、６０ａ 一端、６０ｂ 他端、６２ 回転規制部、６２ａ 回動軸、６２ｂ レバー部、６２ｃ 第１接触部、６２ｄ 第２接触部、６２ｅ ばね保持部、
６２ｆ ばね接触部、６２ｇ ばね脱落防止部、６４ 隙間、Ｃ１ 回動中心、
Ｒ１ 第１方向、Ｒ２ 第２方向、
Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ９、Ｓ１０、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ１５、Ｓ１６、Ｓ１７、Ｓ１８、Ｓ１９、Ｓ２０、Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ２３、Ｓ２４ ステップ、ｄ１、ｄ２ 歯先円直径

Claims (9)

1. 流体入口、流体出口及び弁座面を備え、当該弁座面で前記流体入口及び前記流体出口の少なくとも一方が開口する基台と、前記弁座面との間に前記流体入口と前記流体出口とを連通させるバルブ室を区画しているカバーと、前記バルブ室内で前記流体入口及び前記流体出口のいずれか一方の口に設けられ、当該一方の口を開閉する、前記弁座面と摺動する接触面を備えた弁体と、前記弁体を回転駆動させる弁体駆動機構とを有するバルブ駆動装置であって、
   前記弁体駆動機構は、
   極歯を有するコア部材及び駆動コイルからなるステータと、駆動マグネットが設けられたロータとを有するモータと、
   前記ロータとともに回転する駆動側歯車と、
   前記駆動側歯車と噛合した状態において、前記駆動側歯車の回転により前記弁体を回転させる従動側歯車と、
   前記駆動側歯車と前記従動側歯車とが噛合した動力伝達状態と、前記駆動側歯車と前記従動側歯車との噛合状態が解除された動力非伝達状態とを切換可能な動力伝達切換部と、
   を備え、
   前記動力伝達切換部は、前記駆動側歯車に形成され、当該駆動側歯車の半径方向に向けて突出する複数の凸部と、前記従動側歯車に設けられ、前記凸部と係合することで前記動力非伝達状態から前記動力伝達状態へ切換を行う回転規制部と、を備え、
   前記凸部は、前記駆動マグネットのＮ極又はＳ極に応じて前記駆動側歯車に設けられ、
   前記動力非伝達状態において、前記ステータを初期励磁パターンで励磁した際、前記駆動マグネットの磁極が前記初期励磁パターンに対応する位置に位置し、前記凸部の１つが前記回転規制部に対応する位置に位置し、前記駆動側歯車と前記従動側歯車とが噛合わない状態である、
   ことを特徴とするバルブ駆動装置。
2. 請求項１に記載のバルブ駆動装置において、前記駆動マグネットの磁極の数は、前記コア部材に設けられた極歯の数の半分である、
   ことを特徴とするバルブ駆動装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のバルブ駆動装置において、前記ステータは、４つのコア部材を積層してなり、
   前記駆動マグネットの磁極の極数が８極である場合、各コア部材は４つの極歯を備えている、
   ことを特徴とするバルブ駆動装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のバルブ駆動装置において、前記従動側歯車は、当該従動側歯車の円周方向に沿って歯が形成された噛合部と、前記円周方向において前記歯が形成されていない非噛合部とを有する、
   ことを特徴とするバルブ駆動装置。
5. 請求項４に記載のバルブ駆動装置において、前記噛合部は前記円周方向に沿って連続的に形成され、
   前記動力伝達状態から前記動力非伝達状態へ切り換わる際、前記駆動側歯車と前記従動側歯車との噛合いが解除される、
   ことを特徴とするバルブ駆動装置。
6. 請求項４に記載のバルブ駆動装置において、前記回転規制部は、前記従動側歯車に対して回動可能に前記従動側歯車の前記非噛合部に取り付けられ、前記従動側歯車の半径方向外側に向けて付勢されるレバー部材であって、
   前記駆動側歯車が第１方向に回転した際に前記凸部と接触する第１接触部と、
   前記駆動側歯車が前記第１方向と反対の方向である第２方向に回転した際に前記凸部と接触する第２接触部と、
   を有し、
   前記凸部が前記第１接触部と接触した際、前記回転規制部が前記凸部に押圧されて前記従動側歯車を回転させ、前記駆動側歯車の歯と前記従動側歯車の歯とが噛み合い、前記動力伝達状態となり、
   前記凸部が前記第２接触部と接触した際、前記回転規制部は当該回転規制部を付勢する付勢力に抗して、前記半径方向内側に回動し、前記駆動側歯車の歯が前記従動側歯車の歯と噛合わずに前記駆動側歯車が空転して、前記動力非伝達状態を維持する、
   ことを特徴とするバルブ駆動装置。
7. 請求項６に記載のバルブ駆動装置において、前記回転規制部を前記従動側歯車の半径方向外側に向けて付勢する付勢部材を備える、
   ことを特徴とするバルブ駆動装置。
8. 請求項７に記載のバルブ駆動装置において、前記付勢部材は前記従動側歯車の軸部に保持されるねじりばねであり、
   前記従動側歯車には、前記ねじりばねの一端を保持する保持部が設けられ、
   前記ねじりばねの他端は、前記回転規制部を付勢している、
   ことを特徴とするバルブ駆動装置。
9. 請求項４から請求項８のいずれか一項に記載のバルブ駆動装置において、前記駆動側歯車には、前記円周方向において前記凸部に対応する位置にロック回避歯が設けられ、前記ロック回避歯の歯先円直径は、前記ロック回避歯以外の歯の歯先円直径よりも小さい、
   ことを特徴とするバルブ駆動装置。
   

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