JP7380638B2 - バルブ装置 - Google Patents

Description

本開示は、バルブ装置に関する。

従来、シャフトに連結されるバルブディスクとハウジングに回転不能に配置されたシールディスクとの相対的な位置関係を変化させることで、シールディスクに形成された流路孔の開度を調整するバルブ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第２０１４－７２３７９号公報

ところで、特許文献１の流量制御弁のようなバルブ装置では、シャフトおよび回転子であるバルブディスクが駆動部によって回転されると、ハウジングの入口から出口へ向かう流体が通過する流路孔の開度が増減される。

しかしながら、特許文献１の流量制御弁は、シャフトと回転子との間における周方向のガタツキを抑える対策が何ら為されていないので、流路孔の開度にバラツキが生じる。流路孔の開度のバラツキは、バルブ装置を通過する流体の流量のバラツキが生じる要因となることから好ましくない。このことは、本発明者らの鋭意検討の末に見出された。

本開示は、流路孔の開度バラツキを抑制してバルブ装置を通過する流体の流量を適切に調整可能なバルブ装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、
バルブ装置であって、
内部に流体を流通させる流体通路を形成するハウジング（１２）と、
ハウジングの内側に固定され、流体が通過する流路孔（１４１、１４２）が少なくとも１つ形成された流路形成部（１４）と、
回転力を出力する駆動部（１６）と、
回転力によって所定の軸心（ＣＬ）を中心に回転するシャフト（１８）と、
シャフトの回転に伴って流路孔の開度を増減する回転子（２０）と、
軸心を囲むように配置され、シャフトをハウジングに対してシャフトの軸心まわりの周方向に付勢するトーションスプリング（２８）と、を備え、
ハウジングには、シャフトが所定位置に回転した際にシャフトに当接してシャフトの回転駆動範囲を規制するストッパ（１２５ａ、１２５ｂ）が設けられており、
ストッパは、トーションスプリングの内側に設定されている。

これによると、トーションスプリングによってシャフトがハウジングに対して周方向に付勢されていれば、駆動部とシャフトとの間における周方向のガタツキが抑制される。加えて、ストッパがトーションスプリングの内側に設定されていれば、シャフトがストッパに突き当った際に、ハウジングやシャフトの意図しない撓みを抑制することができ、これに起因する流路孔の開度バラツキを抑えることもできる。

したがって、流路孔の開度バラツキを抑制してバルブ装置を通過する流体の流量を適切に調整することができる。

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態に係るバルブ装置の正面図である。 図１のＩＩで示す矢印の方向から見たバルブ装置の下面図である。 図１のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。 本体カバー部を軸心方向の他方側から見た際の斜視図である。 本体カバー部の下面図である。 固定ディスクの下面図である。 シャフト、回転子、およびレバーの組付体の平面図である。 図７のＶＩＩＩで示す矢印の方向から見たシャフト、回転子、およびレバーの組付体の斜視図である。 図７のＩＸで示す矢印の方向から見たシャフト、回転子、およびレバーの組付体の斜視図である。 図７のＸ－Ｘ断面図である。 回転子の平面図である。 駆動ディスクの平面図である。 固定ディスクの上に駆動ディスクを重ねた状態を示す平面図である。 本体カバー部にシャフト等を組付けた組付体の側面図である。 図１４のＸＶで示す矢印の方向から見た本体カバー部にシャフト等を組付けた組付体の下面図である。 第１トーションスプリングの基準位置、付勢範囲、および非付勢範囲を説明するための説明図である。 図１４のＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ断面を示すもので、シャフトが初期回転位置にある状態を示す図である。 図１４のＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ断面を示すもので、シャフトが最大回転位置にある状態を示す図である。 第１トーションスプリングとスプリングガイド部との位置関係を説明するための説明図である。 スプリングガイド部とフック係止部との位置関係を説明するための説明図である。 図３のＸＸＩ－ＸＸＩ断面図である。 バルブ装置のモータ制御部のブロック図である。 モータ制御部が実行するイニシャライズ処理の流れを示すフローチャートである。 第２実施形態に係るバルブ装置に用いるスプリングガイド部を説明するための説明図である。 スプリングガイド部の第１変形例を説明するための説明図である。 スプリングガイド部の第１変形例を説明するための説明図である。

以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態において、先行する実施形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合、構成要素の他の部分に関しては、先行する実施形態において説明した構成要素を適用することができる。以下の実施形態は、特に組み合わせに支障が生じない範囲であれば、特に明示していない場合であっても、各実施形態同士を部分的に組み合わせることができる。

（第１実施形態）
本開示の第１実施形態について図１～図２３に基づいて説明する。本実施形態では、本開示のバルブ装置１０を、電動車両における車室内空調および電池温調に供される温調機器に適用した例について説明する。電動車両の温調機器に用いるバルブ装置１０は、車室内および電池それぞれに応じた温度の微調整が必要であり、内燃機関であるエンジンの冷却水回路に用いるものに比べて、流体の流量を精度よく調整する必要がある。

図１に示すバルブ装置１０は、車室内および電池の温度を調整するための流体（本例では、冷却水）が循環する流体循環回路に適用される。バルブ装置１０は、流体循環回路のうちバルブ装置１０を介した流通経路における流体の流量を増減することができるとともに、当該流通経路における流体の流れを遮断することもできる。流体としては、例えばエチレングリコールを含むＬＬＣなどが用いられる。なお、ＬＬＣはLong Life Coolant の略称である。

図１、図２に示すように、バルブ装置１０は、内部に流体を流通させる流体通路を形成するハウジング１２を有する。バルブ装置１０は、流体が流入する入口部１２ａ、流体を流出させる第１出口部１２ｂ、流体を流出させる第２出口部１２ｃがハウジング１２に設けられた三方弁で構成されている。バルブ装置１０は、単に流路切替弁としての機能だけでなく、入口部１２ａから第１出口部１２ｂへ流れる流体と、入口部１２ａから第２出口部１２ｃへ流れる流体との流量割合を調整する流量調整弁としても機能する。

バルブ装置１０は、後述するシャフト１８の軸心ＣＬまわりに円盤状の弁体が回転することで、バルブ開閉動作を行うディスクバルブとして構成されている。なお、本実施形態は、後述するシャフト１８の軸心ＣＬに沿う方向を軸心方向ＤＲａとし、当該軸心方向ＤＲａに直交するとともに軸心ＣＬから放射状に拡がる方向を径方向ＤＲｒとして各種構成等を説明する。また、本実施形態は、軸心ＣＬまわりの方向を周方向ＤＲｃとして各種構成等を説明する。

図３に示すように、バルブ装置１０は、ハウジング１２の内側に固定ディスク１４、シャフト１８、回転子２０、コンプレッションスプリング２６、第１トーションスプリング２８、第２トーションスプリング３０等が収容される。また、バルブ装置１０は、ハウジング１２の外側に駆動部１６等が配置されている。

ハウジング１２は、回転しない非回転部材である。ハウジング１２は、例えば樹脂材料によって形成されている。ハウジング１２は、軸心方向ＤＲａに沿って延びる有底筒形状の本体部１２０と本体部１２０の開口部１２０ａを閉塞する本体カバー部１２４とを有している。

本体部１２０は、底面を形成する底壁部１２１および軸心ＣＬまわりを囲む側壁部１２２を有している。底壁部１２１および側壁部１２２は、一体に成型された一体成型物として構成されている。

底壁部１２１には、後述する固定ディスク１４の各流路孔１４１、１４２に合わせて段差が設けられている。すなわち、底壁部１２１は、後述する固定ディスク１４の各流路孔１４１、１４２に対向する部位が固定ディスク１４の各流路孔１４１、１４２に対向しない部位に比べて、本体カバー部１２４との距離が大きくなっている。

底壁部１２１は、固定ディスク１４の各流路孔１４１、１４２に対向する対向部位１２１ａおよび固定ディスク１４の各流路孔１４１、１４２に対向しない非対向部位１２１ｂを有する。底壁部１２１は、対向部位１２１ａが固定ディスク１４から大きく離れるとともに、非対向部位１２１ｂが固定ディスク１４に近接している。

側壁部１２２には、底壁部１２１よりも開口部１２０ａに近い位置に入口部１２ａが形成され、開口部１２０ａよりも底壁部１２１に近い位置に第１出口部１２ｂおよび第２出口部１２ｃが形成されている。入口部１２ａ、第１出口部１２ｂ、および第２出口部１２ｃは、内側に流路が形成された管状の部材で構成されている。

側壁部１２２の内側には、入口部１２ａが形成された部位と各出口部１２ｂ、１２ｃが形成された部位との間に、固定ディスク１４を載置するための載置部１２２ａが設けられている。載置部１２２ａは、固定ディスク１４における開口面１４０の裏面に当接する部位である。載置部１２２ａは、側壁部１２２において内径が変化する部位に形成されている。具体的には、載置部１２２ａは、径方向ＤＲｒに拡がる平坦な部位である。載置部１２２ａには、後述のガスケット１５を配置するための収容溝１２２ｂが形成されている。

また、側壁部１２２は、固定ディスク１４と径方向ＤＲｒに対向する第１ディスク対向部１２２ｃと、駆動ディスク２２と径方向ＤＲｒに対向する第２ディスク対向部１２２ｄとを有する。

図示しないが、第１ディスク対向部１２２ｃには、図６に示す固定ディスク１４の回り止め突起１４４を受け入れる受入溝が形成されている。なお、固定ディスク１４の回り止めは、回り止め突起１４４ではなく、例えば、回り止め用のピンによって実現されていてもよい。

第１ディスク対向部１２２ｃは、その内径Ｄｈが、固定ディスク１４のうち回り止め突起１４４を除く部位の外径Ｄｄよりも大きくなっている。これにより、固定ディスク１４を載置部１２２ａに設置した状態で、固定ディスク１４と側壁部１２２との間に隙間が形成される。換言すれば、固定ディスク１４は、側壁部１２２によって位置決めされていない。

第２ディスク対向部１２２ｄは、その内径が、第１ディスク対向部１２２ｃの内径よりも大きい。また、第２ディスク対向部１２２ｄの内径は、駆動ディスク２２の外径よりも大きい。これにより、駆動ディスク２２と側壁部１２２との間に隙間が形成される。すなわち、駆動ディスク２２は、側壁部１２２に接触せず、側壁部１２２によって位置決めされていない。なお、駆動ディスク２２の外径は、固定ディスク１４の外径Ｄｄと略同等になっている。

ハウジング１２の内側は、固定ディスク１４によって入口側空間１２ｄと出口側空間１２ｅとに仕切られている。入口側空間１２ｄは、ハウジング１２の内側にて入口部１２ａに連通する空間である。出口側空間１２ｅは、ハウジング１２内側にて第１出口部１２ｂおよび第２出口部１２ｃに連通する空間である。

図示しないが、本体部１２０の内側には、出口側空間１２ｅを第１流路孔１４１に連通する第１出口側空間と第２流路孔１４２に連通する第２出口側空間とに仕切る板状の仕切部が設定されている。この仕切部は、出口側空間１２ｅを径方向ＤＲｒに沿って横断するように設けられている。

本体カバー部１２４は、本体部１２０の開口部１２０ａを覆う蓋部材である。本体カバー部１２４は、板部１２４ａ、リブ部１２４ｂ、ボス部１２４ｃ、スプリングガイド部１２５を含んで構成されている。板部１２４ａ、リブ部１２４ｂ、ボス部１２４ｃ、スプリングガイド部１２５は、一体に成型された一体成型物として構成されている。

板部１２４ａは、径方向ＤＲｒに延びる円環形状の部位である。板部１２４ａは、本体カバー部１２４のうち、側壁部１２２および固定ディスク１４とともに、入口側空間１２ｄを形成する。

リブ部１２４ｂは、本体カバー部１２４のうち本体部１２０の開口部１２０ａに嵌め込まれる部位である。リブ部１２４ｂは、筒形状であって板部１２４ａの外周側に設けられている。リブ部１２４ｂは、板部１２４ａから底壁部１２１に向かって突き出るように設けられている。リブ部１２４ｂと側壁部１２２との間には、本体部１２０と本体カバー部１２４との隙間をシールするためのＯリング１２４ｄが配置されている。

ボス部１２４ｃは、内側にシャフト１８が挿通される部位である。ボス部１２４ｃは、筒形状であって板部１２４ａの内周側に設けられている。ボス部１２４ｃは、板部１２４ａから軸心方向ＤＲａの一方側に向かって突き出ている。ボス部１２４ｃは、内側にシャフトシール１２４ｅが設けられ、外側に駆動部１６との隙間をシールするＯリング１２４ｆが設けられている。シャフトシール１２４ｅは、シャフト１８との隙間をシールするリング状のシール部材である。また、ボス部１２４ｃの内側には、シャフト１８を回転可能に支持する軸受部１２４ｇが配置されている。

スプリングガイド部１２５は、第１トーションスプリング２８の機能が適切に発揮されるように第１トーションスプリング２８を適正位置に規制するガイド部材である。スプリングガイド部１２５は、第１トーションスプリング２８の内側において軸心ＣＬを囲むように配置されている。具体的には、スプリングガイド部１２５は、ボス部１２４ｃと同様に、板部１２４ａの内周側に設けられている。図４に示すように、スプリングガイド部１２５は、板部１２４ａから軸心方向ＤＲａの他方側に向かって突き出ている。図５に示すように、スプリングガイド部１２５は軸心ＣＬを中心に円弧状に湾曲している。

スプリングガイド部１２５には、周方向ＤＲｃの端部がシャフト１８の回転を規制する第１ストッパ１２５ａおよび第２ストッパ１２５ｂを構成している。各ストッパ１２５ａ、１２５ｂは、シャフト１８が所定位置に回転した際にシャフト１８に当接してシャフト１８の回転駆動範囲を規制する。

第１ストッパ１２５ａは、スプリングガイド部１２５のうち周方向ＤＲｃの一端部に設定され、シャフト１８の第１回転方向Ｒ１への回転を規制する。具体的には、第１ストッパ１２５ａは、シャフト１８を初期回転位置に回転させた際にシャフト１８の回転規制部１８９と当接する。

第２ストッパ１２５ｂは、スプリングガイド部１２５のうち周方向ＤＲｃの他端部に設定され、シャフト１８の第２回転方向Ｒ２への回転を規制する。具体的には、第２ストッパ１２５ｂは、シャフト１８を最大回転位置に回転させた際にシャフト１８の回転規制部１８９と当接する。

固定ディスク１４は、円盤状の部材で構成されている。固定ディスク１４は、軸心方向ＤＲａを厚み方向とする姿勢でハウジング１２の内側に配置されている。固定ディスク１４は、駆動ディスク２２が摺動する表面としての開口面１４０を有する。開口面１４０は、後述する駆動ディスク２２の摺動面２２０に接触する接触面である。

固定ディスク１４は、ハウジング１２の構成材料に比較して、線膨張係数が小さく、且つ、耐摩耗性に優れた材料で形成されていることが望ましい。固定ディスク１４は、ハウジング１２よりも硬度が高い高硬度材料で構成されている。具体的には、固定ディスク１４はセラミックで構成されている。固定ディスク１４は、セラミックの粉末をプレス機によって所望の形状に成型された粉末成型体である。なお、固定ディスク１４は、開口面１４０を形成する部位だけが、ハウジング１２の構成材料に比較して、セラミック等の線膨張係数が小さく、且つ、耐摩耗性に優れた材料で形成されていてもよい。

また、固定ディスク１４は、流体が通過する各流路孔１４１、１４２が形成された流路形成部を構成する。したがって、本実施形態のバルブ装置１０は、流路形成部である固定ディスク１４がハウジング１２とは別体の部材として構成されている。

図６に示すように、固定ディスク１４には、流体が通過する第１流路孔１４１および第２流路孔１４２が形成されている。第１流路孔１４１および第２流路孔１４２は、シャフト１８の軸心ＣＬと重ならないように、固定ディスク１４のうちシャフト１８の軸心ＣＬから離れた位置に形成されている。第１流路孔１４１および第２流路孔１４２は、セクタ状（すなわち、扇形状）の貫通孔であり、第１流路孔１４１および第２流路孔１４２は、入口側空間１２ｄと出口側空間１２ｅとを連通させる連通路として機能する。なお、第１流路孔１４１および第２流路孔１４２は円形状、楕円形状など他の形状であってもよい。

具体的には、第１流路孔１４１は、第１出口側空間に連通するように、固定ディスク１４のうち、第１出口側空間に対応する部位に設けられている。また、第２流路孔１４２は、第２出口側空間に連通するように、固定ディスク１４のうち、第２出口側空間に対応する部位に設けられている。

固定ディスク１４の略中心部分には、固定ディスク孔１４３が形成されている。固定ディスク孔１４３は、シャフト１８が挿通される固定側挿通孔である。固定ディスク孔１４３は、シャフト１８が摺動しないように、その内径がシャフト１８の直径よりも大きくなっている。

固定ディスク１４と載置部１２２ａとの間には、固定ディスク１４と載置部１２２ａとの隙間をシールするガスケット１５が配置されている。ガスケット１５は、ゴム製である。ガスケット１５は、載置部１２２ａに形成された収容溝１２２ｂに収容される。ガスケット１５は、固定ディスク１４に対向するシール面に２つ以上の突起が設けられ、載置部１２２ａに対向するシール面に２つ以上の突起が設けられている。具体的には、ガスケット１５には、軸心方向ＤＲａに向けて突き出る２つの突起が設けられている。このようなガスケット１５は、例えば、平坦なシール面に対して窪みを形成するといった簡易な手法によって得ることができる。

図３および図７に示すように、シャフト１８は、駆動部１６が出力する回転力によって所定の軸心ＣＬを中心に回転する回転軸である。シャフト１８は、軸心方向ＤＲａに沿って延びている。シャフト１８は、軸心方向ＤＲａの両側がハウジング１２に回転可能に支持されている。すなわち、シャフト１８は、両端支持構造になっている。シャフト１８は、固定ディスク１４および駆動ディスク２２を貫通してハウジング１２に対して回転可能に支持されている。具体的には、シャフト１８は、軸心方向ＤＲａの一方側が本体カバー部１２４の内側に設けられた軸受部１２４ｇによって回転可能に支持されている。また、シャフト１８は、軸心方向ＤＲａの他方側が本体部１２０の底壁部１２１に形成された軸受孔部１２１ｃに支持されている。軸受孔部１２１ｃは、滑り軸受で構成されている。なお、軸受孔部１２１ｃは、滑り軸受ではなく、玉軸受等で構成されていてもよい。

図３、図８、図９、図１０に示すように、シャフト１８は、金属製の軸心部１８１と、軸心部１８１に連結される樹脂製のホルダ部１８２と、を含んでいる。軸心部１８１およびホルダ部１８２は、一体に回転可能なように互いに連結されている。軸心部１８１およびホルダ部１８２は、インサート成型によって一体に成型されたインサート成型品である。

軸心部１８１は、シャフト１８の軸心ＣＬを含むとともに軸心方向ＤＲａに沿って延びている。軸心部１８１は、回転子２０の回転中心となる部位である。軸心部１８１は、真直度を確保するために、金属製の棒部材で構成されている。

ホルダ部１８２は、軸心部１８１の軸心方向ＤＲａの一方側に連結されている。ホルダ部１８２は、有底筒形状である。ホルダ部１８２は、軸心方向ＤＲａの一方側の先端部の内側に軸心部１８１が連結されている。換言すれば、軸心部１８１は、軸心方向ＤＲａの一方側の端部がホルダ部１８２の先端部の内側に位置する。ホルダ部１８２は、ハウジング１２の外側に突き出た先端部が駆動部１６のギア部１６２に連結されている。

ホルダ部１８２は、軸心方向ＤＲａの一方側から他方側に向かって内径が段階的に大きくなっている。具体的には、ホルダ部１８２は、軸心方向ＤＲａの一方側に位置する軸連結部１８３、軸連結部１８３に連なる中間部１８４、中間部１８４に連なる小径部１８５、小径部１８５に連なる大径部１８６を備える。そして、ホルダ部１８２は、軸連結部１８３、中間部１８４、小径部１８５、大径部１８６の順に内径が大きくなっている。

軸連結部１８３は、軸心方向ＤＲａの一方側に位置する先端部である。軸連結部１８３には軸心部１８１が連結される。軸連結部１８３は、ボス部１２４ｃの外側に突き出た部位の外側部分にギア部１６２の一部に噛み合うシャフトギア１８３ａが形成されている。軸連結部１８３は、ボス部１２４ｃの内側に位置する部位の外側部分が軸受部１２４ｇによって支持されている。

中間部１８４は、ボス部１２４ｃの内側に位置する部位である。中間部１８４は、軸心部１８１の外径に対して若干大きい内径を有している。中間部１８４の外側には、シール部材であるシャフトシール１２４ｅが配置されている。中間部１８４は、シール部材であるシャフトシール１２４ｅに当接する当接部位を構成している。

小径部１８５は、その内側に後述するコンプレッションスプリング２６を配置する空間を形成する。小径部１８５は、中間部１８４の内径に対して若干大きい内径を有している。中間部１８４と小径部１８５とをつなぐ接続端面１８５ａがコンプレッションスプリング２６の一方側の端部が接触する接触部となっている。小径部１８５の外側には、大径部１８６は接続されている。

大径部１８６は、小径部１８５の径方向ＤＲｒの外側に位置する。大径部１８６は、小径部１８５の内径に対して若干大きい内径を有している。大径部１８６は、筒形状の胴部１８６ａ、第１大径係止部１８６ｂ、第２大径係止部１８６ｃ、第１フランジ部１８７、第２フランジ部１８８を有する。

第１大径係止部１８６ｂは、後述する第１トーションスプリング２８のフック２８２が係止されるフック係止部である。図９に示すように、第１大径係止部１８６ｂは、胴部１８６ａの外側のうち軸心方向ＤＲａの一方側に設けられている。第１大径係止部１８６ｂは、第１トーションスプリング２８のフック２８２と周方向ＤＲｃに相対するように、胴部１８６ａから径方向ＤＲｒの外側に向けて突き出ている。

第２大径係止部１８６ｃは、後述する第２トーションスプリング３０のフック３０１が係止されるフック係止部である。図９に示すように、第２大径係止部１８６ｃは、胴部１８６ａの外側のうち第１大径係止部１８６ｂよりも軸心方向ＤＲａの他方側に設けられている。第２大径係止部１８６ｃは、第２トーションスプリング３０のフック３０１と周方向ＤＲｃに相対するように、胴部１８６ａから径方向ＤＲｒの外側に向けて突き出ている。

第１フランジ部１８７および第２フランジ部１８８は、シャフト１８を後述するレバー２４の係合部に係合させる係止片である。第１フランジ部１８７および第２フランジ部１８８は、胴部１８６ａの外側のうち第２大径係止部１８６ｃよりも軸心方向ＤＲａの他方側に設けられている。図７に示すように、第１フランジ部１８７および第２フランジ部１８８は、シャフト１８の軸心ＣＬに対して互いに略点対称となる形状を有している。第１フランジ部１８７および第２フランジ部１８８は、レバー２４の係合部と周方向ＤＲｃに相対するように、胴部１８６ａから径方向ＤＲｒの外側に向けて突き出ている。

このように構成されるホルダ部１８２は、第１大径係止部１８６ｂおよび第２大径係止部１８６ｃを有することで、第１トーションスプリング２８および第２トーションスプリング３０それぞれの付勢力を受ける。また、ホルダ部１８２は、第１フランジ部１８７および第２フランジ部１８８を有することで、シャフト１８がレバー２４に対して周方向ＤＲｃにおいて異なる箇所で接触している。すなわち、シャフト１８は、レバー２４に接触する当接部が周方向ＤＲｃにおける異なる箇所に設けられている。

また、ホルダ部１８２には、周方向ＤＲｃにおけるシャフト１８の回転駆動範囲を規制する回転規制部１８９が設けられている。回転規制部１８９は、ホルダ部１８２の中間部１８４のうち、シャフトシール１２４ｅに当接する当接部位の下方に設けられている。回転規制部１８９は、径方向ＤＲｒに突き出た凸部で構成されている。この回転規制部１８９が各ストッパ１２５ａ、１２５ｂの一方に突き当たることで、周方向ＤＲｃにおけるシャフト１８の回転駆動範囲を規制される。

ここで、回転規制部１８９は、周方向ＤＲｃにおいて各ストッパ１２５a、１２５ｂと重なり合うように、径方向ＤＲｒに突き出ている。回転規制部１８９は、各ストッパ１２５ａ、１２５ｂと同様に、第１トーションスプリング２８の内側に位置付けられている。そして、回転規制部１８９は、第１トーションスプリング２８の内側で各ストッパ１２５ａ、１２５ｂと当接する。これによると、回転規制部１８９が各ストッパ１２５ａ、１２５ｂに突き当たった際に回転規制部１８９および各ストッパ１２５ａ、１２５ｂに対して周方向ＤＲｃに加わる力が抑えられる。このため、回転規制部１８９が各ストッパ１２５ａ、１２５ｂに突き当たった際に回転規制部１８９および各ストッパ１２５ａ、１２５ｂが周方向ＤＲｃに撓んでしまうことが抑制される。

回転子２０は、駆動部１６の出力によってシャフト１８の軸心ＣＬを中心に回転する。回転子２０は、シャフト１８の回転に伴って固定ディスク１４の各流路孔１４１、１４２の開度を増減する。図１１に示すように、回転子２０は、弁体としての駆動ディスク２２と、シャフト１８に駆動ディスク２２を連結するレバー２４とを有している。

図１１、図１２、図１３に示す駆動ディスク２２は、シャフト１８の回転に伴って第１流路孔１４１の開度および第２流路孔１４２の開度を増減する弁体である。なお、第１流路孔１４１の開度は、第１流路孔１４１が開かれている度合いであり、第１流路孔１４１の全開を１００％、全閉を０％として表される。第１流路孔１４１の全開は、例えば、第１流路孔１４１が駆動ディスク２２に全く塞がれていない状態である。第１流路孔１４１の全閉は、例えば、第１流路孔１４１の全体が駆動ディスク２２に塞がれている状態である。第２流路孔１４２の開度は、第１流路孔１４１の開度と同様である。

駆動ディスク２２は、円盤状の部材で構成されている。駆動ディスク２２は、軸心方向ＤＲａを厚み方向とする姿勢でハウジング１２の内側に配置されている。駆動ディスク２２は、軸心方向ＤＲａにおいて固定ディスク１４に相対するように入口側空間１２ｄに配置されている。駆動ディスク２２は、固定ディスク１４の開口面１４０に相対する摺動面２２０を有する。摺動面２２０は、固定ディスク１４の開口面１４０をシールするシール面である。

駆動ディスク２２は、ハウジング１２の構成材料に比較して、線膨張係数が小さく、且つ、耐摩耗性に優れた材料で形成されていることが望ましい。駆動ディスク２２は、ハウジング１２よりも硬度が高い高硬度材料で構成されている。具体的には、駆動ディスク２２はセラミックで構成されている。駆動ディスク２２は、セラミックの粉末をプレス機によって所望の形状に成型された粉末成型体である。なお、駆動ディスク２２は、摺動面２２０を形成する部位だけが、ハウジング１２の構成材料に比較して、セラミック等の線膨張係数が小さく、且つ、耐摩耗性に優れた材料で形成されていてもよい。

ここで、セラミックは、線膨張係数が小さく、且つ、吸水による寸法変化が少ない材料であって、耐摩耗性も優れている。駆動ディスク２２をセラミックで構成すれば、駆動ディスク２２とシャフト１８との相対的な位置関係や駆動ディスク２２とハウジング１２との相対的な位置関係が安定する。この結果、流体の流量制御の精度を確保したり、意図しない流体漏れを抑えたりすることができる。

駆動ディスク２２には、シャフト１８の軸心ＣＬに対して偏心した位置に回転子孔２２１が形成されている。回転子孔２２１は、軸心方向ＤＲａに貫通する貫通孔である。回転子孔２２１は、駆動ディスク２２のシャフト１８の軸心ＣＬまわりを回転させた際に、駆動ディスク２２において第１流路孔１４１および第２流路孔１４２と軸心方向ＤＲａに重なり合う部位に形成されている。

駆動ディスク２２には、略中心部分にシャフト挿通孔２２３が形成されている。シャフト挿通孔２２３は、シャフト１８が挿通される駆動側挿通孔である。シャフト挿通孔２２３は、シャフト１８が摺動しないように、その内径がシャフト１８の直径よりも大きくなっている。駆動ディスク２２には、レバー２４の一部を圧入するための第１圧入溝２２４および第２圧入溝２２５が形成されている。

バルブ装置１０は、回転子孔２２１が第１流路孔１４１と軸心方向ＤＲａに重なり合う位置に駆動ディスク２２を回転させると、第１流路孔１４１が開放される。また、バルブ装置１０は、回転子孔２２１が第２流路孔１４２と軸心方向ＤＲａに重なり合う位置に駆動ディスク２２を回転させると、第２流路孔１４２が開放される。

駆動ディスク２２は、第１流路孔１４１を通過する流体および第２流路孔１４２を通過する流体の流量割合を調整可能に構成されている。すなわち、駆動ディスク２２は、第１流路孔１４１の開度が大きくなるにともなって第２流路孔１４２の開度が小さくなるように構成されている。

レバー２４は、シャフト１８に駆動ディスク２２を連結する連結部材である。レバー２４は、駆動ディスク２２に固定されるとともに、駆動ディスク２２をシャフト１８の軸心方向ＤＲａに変位可能な状態で駆動ディスク２２およびシャフト１８を一体に回転可能に連結する。

具体的には、レバー２４は、図１１に示すように、円盤部２４１、第１腕部２４２、および第２腕部２４３を有する。円盤部２４１、第１腕部２４２、および第２腕部２４３は、一体に成型された一体成型物として構成されている。

円盤部２４１は、その略中心部分にシャフト１８を挿通させる中間挿通孔２４１ａが形成されている。円盤部２４１は、軸心方向ＤＲａにおいてシャフト挿通孔２２３と重なり合わない大きさになっている。円盤部２４１には、第１腕部２４２および第２腕部２４３が接続されている。

第１腕部２４２および第２腕部２４３それぞれは、円盤部２４１から径方向ＤＲｒの外側に向けて突き出ている。第１腕部２４２および第２腕部２４３は、互いに逆向きに突き出ている。

具体的には、第１腕部２４２には、駆動ディスク２２に対向する対向面の反対側に軸心方向ＤＲａに向かって突き出る第１係合爪２４２ａおよび第２係合爪２４２ｂが設けられている。第１係合爪２４２ａおよび第２係合爪２４２ｂは、それぞれＬ字形状になっている。第１係合爪２４２ａおよび第２係合爪２４２ｂは、根元側が軸心方向ＤＲａに沿って延びるとともに、先端側が周方向ＤＲｃに突き出ている。第１係合爪２４２ａおよび第２係合爪２４２ｂは、先端側が互いに離れる方向に突き出ている。

第１係合爪２４２ａは、シャフト１８の第１フランジ部１８７に係合する。すなわち、第１係合爪２４２ａは、レバー２４においてシャフト１８に係合する係合部である。第１係合爪２４２ａは、軸心方向ＤＲａおよび周方向ＤＲｃそれぞれで第１フランジ部１８７に対向する部位を有している。また、第１係合爪２４２ａは、軸心方向ＤＲａにおいて第１フランジ部１８７との間に隙間があいた状態で第１フランジ部１８７に係合されている。これにより、レバー２４および駆動ディスク２２は、軸心方向ＤＲａに変位可能な状態でシャフト１８に連結される。

第２係合爪２４２ｂは、第２トーションスプリング３０のフック３０２が係止されるフック係止部である。第２係合爪２４２ｂに第２トーションスプリング３０のフック３０２が係止されることで、レバー２４には第２トーションスプリング３０の付勢力が作用する。これにより、第２トーションスプリング３０の付勢力によって第１係合爪２４２ａおよび第１フランジ部１８７の当接状態が維持される。第１係合爪２４２ａは、シャフト１８に接触する当接部である。

一方、第２腕部２４３には、駆動ディスク２２に対向する対向面の反対側に軸心方向ＤＲａに向かって突き出る第３係合爪２４３ａおよび第４係合爪２４３ｂが設けられている。第３係合爪２４３ａおよび第４係合爪２４３ｂは、第１係合爪２４２ａおよび第２係合爪２４２ｂと略同様に構成されている。

第３係合爪２４３ａは、シャフト１８の第２フランジ部１８８に係合する。すなわち、第３係合爪２４３ａは、シャフト１８に設けられた当接部に係合する係合部である。第３係合爪２４３ａは、軸心方向ＤＲａおよび周方向ＤＲｃそれぞれで第２フランジ部１８８に対向する部位を有している。図示しないが、第３係合爪２４３ａは、軸心方向ＤＲａにおいて第２フランジ部１８８との間に隙間があいた状態で第２フランジ部１８８に係合されている。これにより、レバー２４および駆動ディスク２２は、軸心方向ＤＲａに変位可能な状態でシャフト１８に連結される。

図示しないが、第１腕部２４２および第２腕部２４３には、駆動ディスク２２に対向する対向面に凸部が形成されている。各凸部は、駆動ディスク２２に形成された第１圧入溝２２４および第２圧入溝２２５に圧入可能なように、駆動ディスク２２に向けて突き出ている。

このように構成されるレバー２４は、各凸部が各圧入溝２２４、２２５に圧入されることによって駆動ディスク２２に固定されている。本実施形態のレバー２４は、中間挿通孔２４１ａに対して点対称となるように第１腕部２４２および第２腕部２４３が略同等の形状になっている。これにより、レバー２４を周方向ＤＲｃに１８０°回転させた状態でも、シャフト１８および駆動ディスク２２に対して組み付けることができる。

図３、図１０に示すコンプレッションスプリング２６は、回転子２０を固定ディスク１４に付勢する付勢部材である。コンプレッションスプリング２６は、シャフト１８の軸心方向ＤＲａに弾性変形する。コンプレッションスプリング２６は、軸心方向ＤＲａの一方側の端部がシャフト１８に接し、軸心方向ＤＲａの他方側の端部が回転子２０に接するように、軸心方向ＤＲａに圧縮された状態でハウジング１２の内側に配置されている。具体的には、コンプレッションスプリング２６は、軸心方向ＤＲａの一方側の端部がホルダ部１８２の内側の接続端面１８５ａに接し、軸心方向ＤＲａの他方側の端部が円盤部２４１に接するように配置されている。コンプレッションスプリング２６は、トーションスプリングとして機能しないように、回転子２０およびシャフト１８の少なくとも一方に対して固定されていない。

コンプレッションスプリング２６によって回転子２０が固定ディスク１４に押し付けられることで、固定ディスク１４の開口面１４０と駆動ディスク２２の摺動面２２０との接触状態が維持される。この接触状態は、固定ディスク１４の開口面１４０と駆動ディスク２２の摺動面２２０とが面接触した状態である。すなわち、バルブ装置１０は、駆動ディスク２２の姿勢を固定ディスク１４に接する姿勢に維持することができる。

具体的には、コンプレッションスプリング２６は、シャフト１８の軸心ＣＬを囲むように配置されている。換言すれば、シャフト１８は、コンプレッションスプリング２６の内側に配置されている。これによると、駆動ディスク２２に対するコンプレッションスプリング２６の荷重がシャフト１８の周方向ＤＲｃで偏ることが抑制されるので、摺動面２２０と開口面１４０との接触状態が維持され易くなる。

第１トーションスプリング２８は、シャフト１８をハウジング１２に対してシャフト１８の軸心ＣＬまわりの周方向ＤＲｃに付勢するスプリングである。第１トーションスプリング２８は、ハウジング１２とシャフト１８との間に配置されている。具体的には、第１トーションスプリング２８は、軸心方向ＤＲａの両端に径方向ＤＲｒの外側に突き出るフック２８１、２８２が設けられている。説明の便宜上、以下では、軸心方向ＤＲａの一方側のフック２８１を第１フック２８１と呼び、軸心方向ＤＲａの他方側のフック２８２を第２フック２８２と呼ぶ。本実施形態では、第１フック２８１が、ハウジング１２に対して係止される係止フックを構成している。

図１４、図１５に示すように、第２フック２８２は、ホルダ部１８２の第１大径係止部１８６ｂに対して係止されている。第２フック２８２は、回転部材である第１大径係止部１８６ｂに係止されるので、回転子２０が回転するとその位置が周方向ＤＲｃに変化する。

図１５に示すように、第１フック２８１は、本体カバー部１２４に形成された本体側係止部１２６に対して係止されている。本体側係止部１２６は、リブ部１２４ｂの内側に形成された凸部で構成されている。第１フック２８１は、非回転部材である本体カバー部１２４に係止されるので、回転子２０が回転してもその位置が変化しない。本体側係止部１２６は、本実施形態では、本体側係止部１２６が、第１フック２８１を係止するフック係止部である。

第１トーションスプリング２８は、基本的に、周方向ＤＲｃに捩られて弾性変形した状態で使用される。第１トーションスプリング２８の付勢力は、シャフト１８が回転している場合にも止まっている場合にもシャフト１８に作用する。そして、第１トーションスプリング２８の付勢力は、シャフト１８を介して駆動部１６のギア部１６２からモータ１６１に回転力として伝達される。このため、第１トーションスプリング２８をハウジング１２とシャフト１８との間に配置することで、駆動部１６とシャフト１８との間における周方向ＤＲｃのガタツキが抑制される。なお、第１トーションスプリング２８は、周方向ＤＲｃに捩じられているだけで軸心方向ＤＲａに圧縮されているわけではない。

ここで、周方向ＤＲｃにおけるシャフト１８の回転駆動範囲について説明する。シャフト１８の回転駆動範囲は、シャフト１８が軸心ＣＬまわりに回転することができる可動範囲である。

図１６に示すように、シャフト１８の回転駆動範囲は、第１トーションスプリング２８がシャフト１８を周方向ＤＲｃへ付勢する付勢範囲と、第１トーションスプリング２８がシャフト１８を周方向ＤＲｃへ付勢しない非付勢範囲とが含まれる。付勢範囲は、第２フック２８２が第１大径係止部１８６ｂに接し、シャフト１８に対して第１トーションスプリング２８の付勢力が作用する範囲である。また、非付勢範囲は、第２フック２８２が第１大径係止部１８６ｂから離間し、シャフト１８に対して第１トーションスプリング２８の付勢力が作用していない範囲である。なお、基準位置は、第２フック２８２が第１大径係止部１８６ｂから接している状態において、シャフト１８に作用する第１トーションスプリング２８の付勢力が最小となる位置である。

本実施形態のシャフト１８は、初期回転位置から最大回転位置までの間の回転駆動範囲で回転可能になっている。初期回転位置は、シャフト１８が第１回転方向Ｒ１に回転された際の端となる位置である。最大回転位置は、シャフト１８が第２回転方向Ｒ２に回転された際の端となる位置である。本実施形態では、シャフト１８の回転がハウジング１２に設けられた各ストッパ１２５ａ、１２５ｂとの接触によって規制される位置を初期回転位置および最大回転位置としている。

図１７に示すように、シャフト１８が第１回転方向Ｒ１に回転された際に第１ストッパ１２５ａに付き当たる位置をシャフト１８の初期回転位置としている。また、図１８に示すように、シャフト１８が第２回転方向Ｒ２に回転された際に第２ストッパ１２５ｂに付き当たる位置をシャフト１８の最大回転位置としている。

第１トーションスプリング２８は、モータ１６１によってシャフト１８が第１回転方向Ｒ１に向けて駆動されてシャフト１８が初期回転位置にある状態で、第２回転方向Ｒ２に向けてシャフト１８をハウジング１２に対して付勢する。すなわち、第１トーションスプリング２８は、初期回転位置にある状態で第１回転方向Ｒ１に捩られた状態となるように設置されている。これにより、シャフト１８が初期回転位置にある状態では、第１トーションスプリング２８による付勢力Ｆｔが第１回転方向Ｒ１と逆向きに作用することでシャフト１８がハウジング１２に対して第２回転方向Ｒ２に付勢される。

ここで、図１９に示すように、第１トーションスプリング２８は、第１フック２８１を起点に第１回転方向Ｒ１に巻き方向が設定されている。第１フック２８１には、第２回転方向Ｒ２に反力Ｆｒが作用する。また、第１トーションスプリング２８のうち、軸心ＣＬを挟んで第１フック２８１に対向する位置には、第１回転方向Ｒ１に力Ｆｔが作用する。
これらによって、第１トーションスプリング２８は、第１フック２８１から第１回転方向Ｒ１に略９０°となる部位が軸心ＣＬに近づくように変位しようとする。第１トーションスプリング２８を適正位置に規制するためには、少なくとも第１フック２８１から第１回転方向Ｒ１に９０°となるまでの範囲にスプリングガイド部１２５を設ける必要がある。

このことを加味して、バルブ装置１０は、図２０に示すように、少なくとも第１フック２８１から第１回転方向Ｒ１に９０°となるまでの範囲にスプリングガイド部１２５が設けられている。第１フック２８１の係止位置と軸心ＣＬ１とを結ぶ線を第１仮想線ＩＬ１とし、周方向ＤＲｃにおいて第１フック２８１の係止位置から第１トーションスプリング２８の捩り方向に９０°回転した位置と軸心ＣＬとを結ぶ線を第２仮想線ＩＬ２としたとする。このとき、スプリングガイド部１２５は、少なくとも第１仮想線ＩＬ１から第２仮想線ＩＬ２までの範囲に設けられている。換言すれば、スプリングガイド部１２５は、少なくとも第１トーションスプリング２８、第１仮想線ＩＬ１、および第２仮想線ＩＬ２で囲まれる範囲に配置されている。具体的には、スプリングガイド部１２５は、第１仮想線ＩＬ１から第２回転方向Ｒ２に所定角度（例えば、１０°～３０°）回転した位置に第１ストッパ１２５ａが設定されている。また、スプリングガイド部１２５は、第２仮想線ＩＬ２から第１回転方向Ｒ１に所定角度（例えば、１０°～３０°）回転した位置に第２ストッパ１２５ｂが設定されている。上記の所定角度は、一例であり上記した角度に限定されない。

また、バルブ装置１０は、スプリングガイド部１２５が設けられていない範囲でシャフト１８が回転可能になっている。これにより、シャフト１８の回転駆動範囲が確保されている。

さらに、バルブ装置１０は、ハウジング１２に対して本体側係止部１２６が一箇所設けられている。この本体側係止部１２６は、リブ部１２４ｂの内周に設けられている。本体側係止部１２６は、軸心ＣＬとの距離が第１フック２８１の先端から軸心ＣＬまでの距離よりも短くなるように軸心ＣＬに向かって突き出ている。リブ部１２４ｂのうち本体側係止部１２６以外の内周部位は、軸心ＣＬまでの距離が第１フック２８１の先端から軸心ＣＬまでの距離と略等しくなっている。これにより、本体カバー部１２４に第１トーションスプリング２８を組付けた際に、第１トーションスプリング２８の第１フック２８１が本体側係止部１２６以外の箇所で係止されないようになっている。

第２トーションスプリング３０は、レバー２４をシャフト１８に対して周方向ＤＲｃに付勢するスプリングである。第２トーションスプリング３０は、シャフト１８とレバー２４との間に配置されている。第２トーションスプリング３０は、第１トーションスプリング２８に比べて軸心方向ＤＲａの寸法および径方向ＤＲｒの寸法が小さくなっている。

第２トーションスプリング３０は、軸心方向ＤＲａの両端に径方向ＤＲｒの外側に突き出るフック３０１、３０２が設けられている。説明の便宜上、以下では、軸心方向ＤＲａの一方側のフック３０１を第３フック３０１と呼び、軸心方向ＤＲａの他方側のフック３０２を第４フック３０２と呼ぶ。

図９に示すように、第２トーションスプリング３０は、第３フック３０１がホルダ部１８２の第２大径係止部１８６ｃに対して係止されている。また、図８に示すように、第４フック３０２がレバー２４の第２係合爪２４２ｂに対して係止されている。

第２トーションスプリング３０は、基本的に、周方向ＤＲｃに捩られて弾性変形した状態で使用される。第２トーションスプリング３０の付勢力は、シャフト１８が回転している場合にも止まっている場合にもレバー２４に作用する。そして、第２トーションスプリング３０の付勢力は、レバー２４を介して駆動ディスク２２に回転力として伝達される。このため、第２トーションスプリング３０をシャフト１８とレバー２４との間に配置することで、シャフト１８とレバー２４の間における周方向ＤＲｃのガタツキが抑制される。そして、レバー２４は、駆動ディスク２２に固定されているので、第２トーションスプリング３０によってシャフト１８から駆動ディスク２２までの間における周方向ＤＲｃのガタツキが抑制される。なお、第２トーションスプリング３０は、周方向ＤＲｃに捩じられているだけで軸心方向ＤＲａに圧縮されているわけではない。

バルブ装置１０は、シャフト１８とレバー２４との間に第２トーションスプリング３０が介在させた状態でシャフト１８の各フランジ部１８７、１８８をレバー２４に係合させることで、これら３部品がサブアッシー化されている。

駆動部１６は、回転力を出力するための機器である。図３に示すように、駆動源としてのモータ１６１と、モータ１６１の出力をシャフト１８に伝達する動力伝達部材としてのギア部１６２とを有している。

モータ１６１は、初期回転位置と最大回転位置との間となる回転駆動範囲においてシャフト１８を初期回転位置に向かう第１回転方向Ｒ１および第１回転方向Ｒ１とは逆の第２回転方向Ｒ２に回転駆動する。モータ１６１は、ステッピングモータで構成されている。モータ１６１は、モータ１６１と電気的に連結したモータ制御部１６３からの制御信号に従って回転する。

ギア部１６２は、モータ１６１の出力を減速する減速機である。ギア部１６２は、出力ギア１６２ａを含むギア機構部で構成されている。出力ギア１６２ａは、図２２に示すように、シャフトギア１８３ａに噛み合う内歯ギアで構成されている。出力ギア１６２ａとシャフトギア１８３ａとの間には、両ギアのロックをさけるためにバックラッシュが設けられている。バックラッシュは、出力ギア１６２ａとシャフトギア１８３ａのピッチ円間にある隙間である。

モータ制御部１６３は、非遷移的実体的記憶媒体であるメモリ、およびプロセッサなどを有するコンピュータである。モータ制御部１６３は、メモリに記憶されたコンピュータプログラムを実行するとともに、コンピュータプログラムに従って種々の制御処理を実行する。

図２２に示すように、モータ制御部１６３の入力側には、起電圧計測部１６４や温調機器１００を制御する温調制御装置１１０が接続されている。起電圧計測部１６４は、モータ１６１のコイルに生ずる逆起電圧を計測する計測機器である。

ここで、モータ１６１によってシャフト１８が初期回転位置に回転されると、シャフト１８が第１ストッパ１２５ａに突き当たり、モータ１６１が脱調状態となる。モータ１６１が脱調状態になると、モータ１６１のコイルに生ずる逆起電圧が変動する。

このような現象を踏まえて、モータ制御部１６３は、シャフト１８が初期回転位置に回転されて第１ストッパ１２５ａに突き当てられた状態であるか否かを判定する。すなわち、モータ制御部１６３は、シャフト１８が第１回転方向Ｒ１に回転された際の起電圧計測部１６４で計測される逆起電圧に基づいて、シャフト１８が初期回転位置に回転されて第１ストッパ１２５ａに突き当てられた状態であるか否かを判定する。

モータ制御部１６３は、温調制御装置１１０からの要求等に応じてモータ１６１を制御する。モータ制御部１６３は、原点位置を基準にシャフト１８の位置を把握しつつ、モータ１６１を制御する。本実施形態のモータ制御部１６３は、シャフト１８が初期回転位置に回転されて第１ストッパ１２５ａに突き当てられた状態で原点位置を更新するイニシャライズ処理を実施する。原点位置の更新は、モータ制御部１６３が把握するシャフト１８の位置情報と実際のシャフト１８の位置とを整合して原点位置の学習を行うことである。イニシャライズ処理の詳細については後述する。

次に、本実施形態のバルブ装置１０の作動について説明する。バルブ装置１０は、図１、図２、図３に示すように、流体は、矢印Ｆｉのように入口部１２ａから入口側空間１２ｄへ流入する。そして、第１流路孔１４１が開いている場合には、流体が入口側空間１２ｄから第１流路孔１４１を介して第１出口側空間へ流れる。第１出口側空間へ流れ込んだ流体は、第１出口側空間から第１出口部１２ｂを介してバルブ装置１０の外部へ矢印Ｆ１ｏのように流出する。この場合、第１流路孔１４１を通過する流体の流量は、第１流路孔１４１の開度に応じて定まる。すなわち、入口部１２ａから第１流路孔１４１を介して第１出口部１２ｂへ流れる流体の流量は、第１流路孔１４１の開度が大きいほど大きくなる。

一方、第２流路孔１４２が開いている場合には、流体が入口側空間１２ｄから第２流路孔１４２を介して第２出口側空間へ流入する。第２出口側空間へ流れ込んだ流体は第２出口側空間から第２出口部１２ｃを介してバルブ装置１０の外部へ矢印Ｆ２ｏのように流出する。この場合、第２流路孔１４２を通過する流体の流量は、第２流路孔１４２の開度に応じて定まる。すなわち、入口部１２ａから第２流路孔１４２を介して第２出口部１２ｃへ流れる流体の流量は、第２流路孔１４２の開度が大きいほど大きくなる。

ここで、バルブ装置１０は、モータ１６１によるシャフト１８の位置調整によって各流路孔１４１、１４２の開度を調整することで、バルブ装置１０を通過する流体の流量を所望の流量に調整している。この種のバルブ装置１０において所望の流量を正確に得るためには、シャフト１８の原点位置の学習精度を高めることが重要である。

そこで、本実施形態のバルブ装置１０は、モータ制御部１６３が周期的または不定期にシャフト１８の原点位置を更新するイニシャライズ処理を実行する。イニシャライズ処理については、図２３を参照しつつ説明する。

図２３に示すように、モータ制御部１６３は、ステップＳ１００にて、起電圧計測部１６４からモータ１６１のコイルに生ずる逆起電圧の測定結果を取得する。そして、モータ制御部１６３は、ステップＳ１１０にて、逆起電圧の測定結果に基づいて、シャフト１８が初期回転位置であるか否かを判定する。すなわち、モータ制御部１６３は、モータ１６１のコイルに生ずる逆起電圧に基づいて、シャフト１８が初期回転位置に回転されて第１ストッパ１２５ａに突き当てられた状態であるか否かを判定する。

ステップＳ１１０の判定処理の結果、シャフト１８が初期回転位置でない場合、モータ制御部１６３は、本処理を抜ける。一方、シャフト１８が初期回転位置である場合、モータ制御部１６３は、ステップＳ１２０に移行する。

モータ制御部１６３は、ステップＳ１２０にて、シャフト１８の原点位置を更新する。具体的には、モータ制御部１６３は、現在のシャフト１８の位置である初期回転位置を原点位置として更新する。

前述したように、シャフト１８が初期回転位置にある状態では、第１トーションスプリング２８によってシャフト１８がハウジング１２に対して第２回転方向Ｒ２に付勢されている。これにより、バックラッシュに起因するシャフト１８の位置のバラツキが抑制されているので、上記のイニシャライズ処理によってシャフト１８の原点位置を適切に更新することができる。

以上説明したバルブ装置１０において、高精度なシャフト１８の位置制御（すなわち、各流路孔１４１、１４５の開度制御）を実施するためには、周方向ＤＲｃのガタツキ抑制による制御位置精度の向上およびシャフト１８の原点位置の学習精度が重要となる。

これに対して、バルブ装置１０は、第１トーションスプリング２８によってシャフト１８がハウジング１２に対して周方向ＤＲｃに付勢されている。これによると、駆動部１６とシャフト１８との間における周方向ＤＲｃのガタツキが抑制される。

また、バルブ装置１０は、第２トーションスプリング３０によってレバー２４がシャフト１８に対して周方向ＤＲｃに付勢されている。これによると、シャフト１８とレバー２４との間における周方向ＤＲｃのガタツキが抑制される。そして、レバー２４は駆動ディスク２２に固定されているので、第２トーションスプリング３０によってシャフト１８と駆動ディスク２２との間における周方向ＤＲｃのガタツキが抑制される。

したがって、駆動部１６から回転子２０までの間における周方向ＤＲｃのガタツキが抑制され、当該ガタツキに起因する各流路孔１４１、１４２の開度バラツキを抑えることができる。

また、シャフト１８の回転を規制する各ストッパ１２５ａ、１２５ｂが第１トーションスプリング２８の内側に設定されている。これによれば、シャフト１８が各ストッパ１２５ａ、１２５ｂに突き当った際に、ハウジング１２やシャフト１８の意図しない撓みを抑制することができる。これにより、シャフト１８を第１ストッパ１２５ａへ突き当てた状態で原点位置を学習するとき、高精度に位置出しすることができるので、シャフト１８の原点位置の学習精度を向上させることができる。すなわち、シャフト１８が第１ストッパ１２５ａに突き当った際に、ハウジング１２やシャフト１８の意図しない撓みを抑制することができ、シャフト１８等の意図しない撓みに起因する各流路孔１４１、１４２の開度バラツキを抑えることができる。

また、本実施形態のバルブ装置１０は、例えば、以下の効果を得ることができる。

（１）ハウジング１２には、第１トーションスプリング２８の内側において軸心ＣＬを囲むように配置されたスプリングガイド部１２５を含み、スプリングガイド部１２５における周方向ＤＲｃの端部に各ストッパ１２５ａ、１２５ｂが構成されている。このように、スプリングガイド部１２５の周方向ＤＲｃの端部によってシャフト１８の回転駆動範囲を規制する構成とすれば、スプリングガイド部１２５と各ストッパ１２５ａ、１２５ｂとが別個に構成されたものに比べて、簡素な構造にすることができる。このことは、バルブ装置１０の小型化に寄与する。

（２）スプリングガイド部１２５は、少なくとも第１仮想線ＩＬ１から第２仮想線ＩＬ２までの範囲に設けられている。このように、第１トーションスプリング２８が軸心ＣＬに近づくように変位し易い範囲にスプリングガイド部１２５を設定すれば、スプリングガイド部１２５によって第１トーションスプリング２８を適正位置に規制することができる。

また、必要最小限の範囲にスプリングガイド部１２５を配置する場合、第１トーションスプリング２８を適正位置に規制しつつ、シャフト１８の回転駆動範囲を拡大させることができる。この場合、バルブ開度指示の自由度が高まり、バルブ装置１０としての価値を向上させることができる。

（３）ハウジング１２には、第１トーションスプリング２８の第１フック２８１を係止する本体側係止部１２６が周方向ＤＲｃにおいて一箇所設けられている。これによると、ハウジング１２において第１フック２８１を係止可能な部位が１箇所となるので、第１フック２８１が意図しない位置で係止されるような第１トーションスプリング２８の誤組付を防止することができる。

（４）バルブ装置１０は、初期回転位置にある状態において第２回転方向Ｒ２に向けてシャフト１８がハウジング１２に対して付勢されている。これによれば、初期回転位置を起点とする高精度なシャフト１８の位置制御（すなわち、各流路孔１４１、１４２の開度制御）を実施することができる。

（５）駆動部１６は、原点位置を基準にシャフト１８の位置を把握しつつ、モータ１６１を制御するモータ制御部１６３を含んでいる。モータ制御部１６３は、シャフト１８が初期回転位置に回転されて第１ストッパ１２５ａに突き当てられた状態で原点位置を更新するイニシャライズ処理を実施する。これによれば、初期回転位置を起点とする高精度なシャフト１８の位置制御を実施することができる。

（６）具体的には、モータ１６１は、ステッピングモータが採用されている。そして、モータ制御部１６３は、モータ１６１のコイルに生ずる逆起電圧に基づいてシャフト１８が第１ストッパ１２５ａに突き当てられた状態であるか否かを判定する。このように、位置精度に優れたステッピングモータを採用すれば、初期回転位置を起点とする高精度なシャフト１８の位置制御（すなわち、各流路孔１４１、１４２の開度制御）を実施することができる。

（７）シャフト１８は、軸心ＣＬを含むとともに軸心方向ＤＲａに沿って延びる金属製の軸心部１８１と、軸心部１８１に連結されるとともに各トーションスプリング２８、３０の付勢力を受ける樹脂製のホルダ部１８２と、を含んでいる。これによると、シャフト１８全体が樹脂材料で構成される場合に比べて、シャフト１８の剛性および精度（すなわち真直度）を確保することができる。また、ホルダ部１８２を樹脂製とすることで、軽量であって複雑な形状のシャフト１８を実現することができる。特に、シャフト１８の真直度を確保できることで、軸受部１２４ｇ等のクリアランスを低減できるので、シャフト１８のラジアル方向（すなわち、径方向ＤＲｒ）の位置ズレを抑制することができる。

（８）シャフト１８は、固定ディスク１４および駆動ディスク２２を貫通してハウジング１２に対して回転可能に支持されている。このように、固定ディスク１４および駆動ディスク２２をシャフト１８が貫通する構造とすれば、固定ディスク１４および駆動ディスク２２を同一部材であるシャフト１８で芯出しすることが可能となる。これにより、固定ディスク１４および駆動ディスク２２のラジアル方向の位置ズレを抑制することができる。このことは、各流路孔１４１、１４２の開度バラツキを抑える上で有効である。

（９）周方向ＤＲｃにおけるシャフト１８の回転駆動範囲には、第１トーションスプリング２８がシャフト１８を周方向ＤＲｃへ付勢する付勢範囲と、第１トーションスプリング２８がシャフト１８を周方向ＤＲｃへ付勢しない非付勢範囲とが含まれている。これによると、例えば、第１トーションスプリング２８をハウジング１２およびシャフト１８に組み付ける際、シャフト１８の回転位置を非付勢範囲とすることで、第１トーションスプリング２８を捩った状態で組み付ける必要がなくなる。なお、第１トーションスプリング２８の組付け後にシャフト１８を或る程度回転させることで、第１トーションスプリング２８の捩り弾性変形が得られる。

（１０）バルブ装置１０は、駆動ディスク２２がシャフト１８の軸心方向ＤＲａに変位可能な状態でシャフト１８に連結されている。このため、シャフト１８とレバー２４との間に第２トーションスプリング３０を配置したとしても、駆動ディスク２２の摺動面２２０と固定ディスク１４との面接触を良好に維持することができる。

（１１）ここで、単一のトーションスプリングによって駆動部１６から回転子２０までの間における周方向ＤＲｃのガタツキを抑える場合、トーションスプリングの付勢力が過大となってしまうので、駆動部１６の負荷の増大が避けられない。これに対して、第１トーションスプリング２８および第２トーションスプリング３０によって駆動部１６から回転子２０までの間における周方向ＤＲｃのガタツキを抑える構造になっていれば、各トーションスプリング２８、３０の付勢力を抑えることができる。この結果、駆動部１６の負荷の増大を抑制することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、図２４を参照して説明する。本実施形態では、スプリングガイド部１２５に凸部１２５ｃが追加されている点が第１実施形態と相違している。本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について主に説明する。

図２４に示すように、スプリングガイド部１２５には、軸心ＣＬから離れる方向に向かって突き出る凸部１２５ｃが１つ設けられている。凸部１２５ｃは、スプリングガイド部１２５のうち第２ストッパ１２５ｂが設けられた端部に設定されている。スプリングガイド部１２５は、軸心ＣＬから離れる方向に突き出た凸部１２５ｃで第１トーションスプリング２８と接触する。

その他については、第１実施形態と同様である。本実施形態のバルブ装置１０は、第１実施形態と共通の構成または均等な構成から奏される効果を第１実施形態と同様に得ることができる。

また、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。

（１）スプリングガイド部１２５には、軸心ＣＬから離れる方向に向かって突き出る凸部１２５ｃが１つ設けられている。これによれば、第１トーションスプリング２８をガイドする部位の厚みが大きくなり、スプリングガイド部１２５の強度を充分に確保することができる。また、凸部１２５ｃを第１トーションスプリング２８に接触させる構成とすれば、第１トーションスプリング２８の中心をシャフト１８の軸心ＣＬに近づけることができるので、第１トーションスプリング２８をより適切な位置にガイドすることができる。

ここで、スプリングガイド部１２５の全体の厚みを大きくすることでもスプリングガイド部１２５の強度を高めることができるが、この場合、ハウジング１２の重量が増えてしまう。このため、スプリングガイド部１２５に対して凸部１２５ｃを追加する方が好ましい。

（第２実施形態の第１変形例）
第２実施形態では、スプリングガイド部１２５に１つの凸部１２５ｃが設けられているものを例示したが、スプリングガイド部１２５は、これに限定されない。スプリングガイド部１２５は、例えば、図２５に示すように、３つの凸部１２５ｃ、１２５ｄ、１２５ｅが設けられていてもよい。図２５に示す例では、凸部１２５ｄがスプリングガイド部１２５のうち第１ストッパ１２５ａが設けられた端部に設定されている。また、凸部１２５ｅがスプリングガイド部１２５のうち各ストッパ１２５ａの中間に設定されている。なお、凸部の数は、任意に設定することができる。

（第２実施形態の第２変形例）
第２実施形態では、スプリングガイド部１２５における円弧状の部位に凸部１２５ｃが設けられているものを例示したが、スプリングガイド部１２５は、これに限定されない。スプリングガイド部１２５は、例えば、図２６に示すように、円弧状の部位が省略され、３つの凸部１２５ｃ、１２５ｄ、１２５ｅで構成されていてもよい。この３つの凸部１２５ｃ、１２５ｄ、１２５ｅは、上記の第１変形例と同様である。

ここで、スプリングガイド部１２５は、各ストッパ１２５ａ、１２５ｂを構成する凸部１２５ｃ、１２５ｄがあれば、凸部１２５ｅが省略されていてもよい。なお、凸部の数は、任意に設定することができる。

（他の実施形態）
以上、本開示の代表的な実施形態について説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されない。また、バルブ装置１０の構成部品は、上述したものに限定されず、上述したものと異なっていてもよい。

上述の実施形態のスプリングガイド部１２５は、連続した円弧状に湾曲部で構成されているが、これに限らず、例えば、複数の柱状の部材が所定の間隔をあけて円弧状に並べられたもので構成されていてもよい。

上述の実施形態の如く、各ストッパ１２５ａ、１２５ｂは、スプリングガイド部１２５の周方向ＤＲｃの端部に構成されていることが望ましいが、これに限らず、例えば、スプリングガイド部１２５とは別体で構成されていてもよい。この場合、スプリングガイド部１２５は、必須ではなく、省略されていてもよい。

上述の実施形態の如く、ハウジング１２には、第１フック２８１を係止可能な部位が１箇所設けられていることが望ましいが、これに限らず、第１フック２８１を係止可能な部位が複数箇所設けられていてもよい。

イニシャライズ処理は、例えば、シャフト１８が最大回転位置に回転されて第２ストッパ１２５ｂに突き当てられた状態で実施されるようになっていてもよい。また、モータ１６１は、例えば、サーボモータで構成されていてもよい。また、モータ１６１の回転位置を検出するためのポジションセンサの出力に基づいて、シャフト１８が第１ストッパ１２５ａに突き当てられた状態であるか否かを判定するようになっていてもよい。

上述の実施形態の如く、シャフト１８は、金属製の軸心部１８１および樹脂製のホルダ部１８２を備えていることが望ましいが、これに限定されない。シャフト１８は、例えば、軸心部１８１およびホルダ部１８２が金属材料および樹脂材料の一方によって構成されていてもよい。

上述の実施形態の如く、バルブ装置１０は、第２トーションスプリング３０を備えていることが望ましいが、これに限らず、第２トーションスプリング３０が省略されていてもよい。

上述の実施形態では、シャフト１８の両端がハウジング１２に対して回転可能に支持されているものを例示したが、バルブ装置１０は、これに限定されない。バルブ装置１０は、例えば、シャフト１８の一端が固定ディスク１４に対して回転可能に支持されていてもよい。また、バルブ装置１０は、例えば、シャフト１８の一端だけがハウジング１２に回転可能に支持されていてもよい。

上述の実施形態では、コンプレッションスプリング２６によって回転子２０を固定ディスク１４に付勢しているが、バルブ装置１０は、これに限定されない。バルブ装置１０は、例えば、シャフト１８の軸心方向ＤＲａに弾性変形する円筒形状の弾性体によって、回転子２０を固定ディスク１４に付勢するようになっていてもよい。また、バルブ装置１０は、例えば、入口側空間１２ｄと出口側空間１２ｅとの圧力差によって、回転子２０を固定ディスク１４に付勢するようになっていてもよい。これらに示すように、コンプレッションスプリング２６は、バルブ装置１０において必須の構成部品ではない。

上述の実施形態の如く、バルブ装置１０は、シャフト１８の回転駆動範囲に非付勢範囲が含まれていることが望ましいが、これに限定されない。バルブ装置１０は、シャフト１８の回転駆動範囲に非付勢範囲が含まれていなくてもよい。

上述の実施形態の如く、バルブ装置１０は、レバー２４に対して、シャフト１８との間に第２トーションスプリング３０を介在させた状態でシャフト１８に係合する係合部が設けられていることが望ましいが、当該係合部が設けられていなくてもよい。

上述の実施形態では、バルブ装置１０として三方弁で構成されるものを例示したが、バルブ装置１０は三方弁に限定されない。本開示のバルブ装置１０は、例えば、１つの流体入口、１つの流体出口を有する流量調整弁または開閉弁として構成されていてもよい。この場合、固定ディスク１４には１つの流路孔が形成される。本開示のバルブ装置１０は、例えば、１つの流体入口および３つ以上の流体出口を有する多方弁、３つ以上の流体入口および１つの流体出口を有する多方弁、複数の流体入口および複数の流体出口を有する多方弁等で構成されていてもよい。

上述の実施形態では、本開示のバルブ装置１０を、車両に搭載される車両用の制御バルブに適用した例について説明したが、バルブ装置１０は、車両以外の他の機器の制御バルブにも適用可能である。

上述の実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

上述の実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。

上述の実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。

本開示の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータで、実現されてもよい。本開示の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータで、実現されてもよい。本開示の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせで構成された一つ以上の専用コンピュータで、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

１０ バルブ装置
１２ ハウジング
１２５ａ 第１ストッパ（ストッパ）
１２５ｂ 第２ストッパ（ストッパ）
１４ 固定ディスク（流路形成部）
１６ 駆動部
１８ シャフト
２０ 回転子
２８ 第１トーションスプリング（トーションスプリング）

Claims (5)

1. バルブ装置であって、
   内部に流体を流通させる流体通路を形成するハウジング（１２）と、
   前記ハウジングの内側に固定され、流体が通過する流路孔（１４１、１４２）が少なくとも１つ形成された流路形成部（１４）と、
   回転力を出力する駆動部（１６）と、
   前記回転力によって所定の軸心（ＣＬ）を中心に回転するシャフト（１８）と、
   前記シャフトの回転に伴って前記流路孔の開度を増減する回転子（２０）と、
   前記軸心を囲むように配置され、前記シャフトを前記ハウジングに対して前記シャフトの軸心まわりの周方向に付勢するトーションスプリング（２８）と、を備え、
   前記ハウジングには、前記シャフトが所定位置に回転した際に前記シャフトに当接して前記シャフトの回転駆動範囲を規制するストッパ（１２５ａ、１２５ｂ）が設けられており、
   前記ストッパは、前記トーションスプリングの内側に設定されている、バルブ装置。
2. 前記ハウジングには、前記トーションスプリングの内側において前記軸心を囲むように配置されたスプリングガイド部（１２５）を含み、前記スプリングガイド部における前記周方向の端部に前記ストッパが構成されている、請求項１に記載のバルブ装置。
3. 前記トーションスプリングは、前記ハウジングに対して係止される係止フック（２８１）を有し、
   前記ハウジングにおける前記係止フックの係止位置と前記軸心とを結ぶ線を第１仮想線（ＩＬ１）とし、前記周方向において前記係止位置から前記トーションスプリングの捩り方向に９０°回転した位置と前記軸心とを結ぶ線を第２仮想線（ＩＬ２）としたとき、
   前記スプリングガイド部は、少なくとも前記第１仮想線から前記第２仮想線までの範囲に設けられている、請求項２に記載のバルブ装置。
4. 前記ハウジングには、前記係止フックを係止するフック係止部（１２６）が前記周方向において一箇所設けられている、請求項３に記載のバルブ装置。
5. 前記スプリングガイド部は、前記軸心から離れる方向に突き出る少なくとも１つの凸部（１２５ｃ、１２５ｄ、１２５ｅ）が含まれている、請求項２ないし４のいずれか１つに記載のバルブ装置。

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