WO2015146871A1

WO2015146871A1 - バルブ装置

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Publication number: WO2015146871A1
Application number: PCT/JP2015/058655
Authority: WO
Inventors: 悟横江
Original assignee: 日本電産サンキョー株式会社
Priority date: 2014-03-27
Filing date: 2015-03-23
Publication date: 2015-10-01
Also published as: JP2015190483A; CN104948756A; US9903479B2; EP3124837A4; CN104948756B; JP6309323B2; EP3124837B1; EP3124837A1; CN204512488U; US20170108137A1

Abstract

流体の微小流量の設定を可能としつつ、異物により流路が妨げられることを防止することができるバルブ装置を提供する。具体的には、駆動源と、前記駆動源の駆動力を受けて回動する回動部材と、前記回動部材と軸方向の端面同士が接触した状態で前記回動部材に固定され、前記回動部材と一体に回動する弁体と、前記弁体の前記回動部材と接触する端面の反対側の端面が摺接する弁座と、を備えるバルブ装置であって、前記弁座は、前記バルブ装置を通過する流体の流出孔を少なくとも一つ有し、前記弁体はその回動角度の一部において前記流出孔と連通される微小穴である絞り部を有し、前記回動部材と前記弁体との対向面には、前記絞り部と前記流体の流入孔とを連通させ、前記絞り部を通過不能な大きさの個体の流入を遮る開口部を有する流路が設けられるバルブ装置により解決する。

Description

バルブ装置

　本発明はバルブ装置に関し、さらに詳しくは、微小流量の設定が可能なバルブ装置に関する。

　下記特許文献１には、ガス器具のガスバーナーへの燃料ガスの供給量を制御するガスバルブ１が開示されている。特許文献１のガスバルブ１は、閉弁状態からステッピングモータ６４を正方向に回転させて第２スライダ６３を前方向に移動させることにより、連動して操作ロッド２がガス開閉弁３を開弁させると共に、第１スライダ５を前方向に押動してディスク部材４６を正方向に回転させる。そして、内部通路１３から長孔４２を経てディスク収容室４１に流入した燃料ガスは、ディスク部材４６の第２連通孔４７ｂにより第２連通路１５に連通され、ガス流出口１６を通ってガスバーナーの混合管へ流出し、ガスバーナーの点火が行われる。ガスバーナーの点火後には、ステッピングモータ６４を正または逆方向に回転させてディスク部材４６を回転させ、開口４３に重ねる連通孔４７ａ、４７ｂ、４７ｃを選択することでガス流出口１６へのガス流量が調節される。

　ガスバルブ１は、ガスバーナーの火炎が消えない程度の最小ガス流量をガス種に応じて設定できるようにするため、ディスク部材４６を各ガス種に対応した所定の開口面積の第１連通孔４７ａを有するものに適宜交換することができる。ディスク部材４６の連通孔の開口面積は、第３連通孔４７ｃ、第２連通孔４７ｂ、第１連通孔４７ａの順に小さくなり、第３連通孔４７ｃを開口４３に連通させることによりガスバーナーが強火状態に設定され、第２連通孔４７ｂを開口４３に連通させることにより中火状態に、そして最も開口面積の小さい第１連通孔４７ａを開口４３に連通させることにより、全開状態でガスバーナーの火炎が消えない程度の最小ガス流量に設定される。

特開２００２－３０３４１８号公報

　上記ガスバーナーを最小ガス流量に設定して使用すべく、ディスク部材４６の第１連通孔４７ａを開口４３に連通させているときに、ガスバルブ１内を流通する燃料ガスに、外部から侵入した塵埃や、ガスバルブ１内で生じた構成部材の破片、剥落片等の異物が混入した場合、小孔である第１連通孔４７ａにその異物が流入して第１連通孔４７ａを塞ぐことにより、ガスバーナーの火力が不安定となるおそれがある。

　このような問題に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、流体の微小流量の設定を可能としつつ、異物により流路が妨げられることを防止することができるバルブ装置を提供することにある。

　上記課題を解決するため、本発明のバルブ装置は、駆動源と、前記駆動源の駆動力を受けて回動する回動部材と、前記回動部材と軸方向の端面同士が接触した状態で前記回動部材に固定され、前記回動部材と一体に回動する弁体と、前記弁体の前記回動部材と接触する端面の反対側の端面が摺接する弁座と、を備えるバルブ装置であって、前記弁座は、前記バルブ装置を通過する流体の流出孔を少なくとも一つ有し、前記弁体はその回動角度の一部において前記流出孔と連通される微小穴である絞り部を有し、前記回動部材と前記弁体との対向面には、前記絞り部と前記流体の流入孔とを連通させ、前記絞り部を通過不能な大きさの個体の流入を遮る開口部を有する流路が設けられることを要旨とする。

　微小孔である絞り部に至る流路において、絞り部を通過することができない大きさの異物は侵入することができない開口部を設けることにより、かかる異物が絞り部へ流入することが阻止され、異物により流路が妨げられることを防止することができる。

　この場合、前記流路は、前記対向面における、前記弁体側の外周縁または前記回動部材側の外周縁に形成された段差部であり、前記段差部の前記開口部の軸方向高さは、前記絞り部の最小径よりも小さく、前記段差部の前記開口部の周方向長さは、前記軸方向高さに乗じて得た前記開口部の面積が、前記絞り部の開口面積よりも大きくなる長さであることが望ましい。言い換えれば、前記開口部は、前記回動部材における前記弁体側の前記対向面と前記弁体における前記回動部材側の前記対向面との間に形成された隙間であり、前記隙間の軸方向の幅は、前記絞り部の最小径よりも小さく、前記隙間の周方向の長さは、前記隙間を介して流入する前記流体の流量が、前記絞り部を通過可能な流量よりも大きくなるように設定されていることが好ましい。この場合、前記開口部としての前記隙間は、前記弁体における前記回動部材に当接する面の外周縁の部分を全周にわたり薄くすることにより形成されたものであり、前記絞り部を取り囲む凹部を前記弁体に形成し、前記凹部を前記隙間に連通させて前記開口部から流入する前記流体が前記凹部を介して前記絞り部に流入するように構成することができる。

　絞り部へ至る流路である段差部の開口部の総面積を、絞り部の開口面積よりも大きくすることにより、絞り部を通過できない大きさの異物の侵入を防ぎつつ、絞り部の最大流量を維持することが可能となる。

　また可能であれば、前記段差部は、前記弁体側の外周縁または前記回動部材側の外周縁の全周に設けられることが望ましい。

　段差部が外周縁の全周に設けられることにより、開口部に複数の異物が滞留した場合でも、絞り部の流量を維持することが可能となる。

　また、前記開口部には、その開口の一部を塞ぐ遮蔽部が少なくとも一つ形成されていることが望ましい。

　段差部は狭小な間隙が周方向に連続したものであるため、開口部の軸方向の高さには満たなくても、周方向の長さが絞り部の径よりも長い異物が侵入するおそれがある。例えば髪の毛のような糸状の異物や塗膜の剥落片のような薄板状の異物である。開口部に適宜遮蔽部を設けることにより、これら異物の侵入余地を低減することができる。

　また、前記回動部材は周面に歯部を備える歯車部材である場合、前記段差部は、前記弁体に設けられていることが望ましい。
　また、前記段差部は、前記絞り部と連通する事が望ましい。

　歯車部材である回動部材に段差部を設ける場合、段差部の分だけ歯部を軸方向にずらすことによる回動部材の大型化や、歯部の一部を段差部の分だけ切り欠くことによる噛合精度の劣化またはトルクの低減を招くおそれがあるためである。

　また、前記弁体は、前記弁座との対向面に前記弁体の外周から回動中心側に向かって切り欠かれた切欠き部を有し、前記切欠き部は、前記弁体の回動角度の一部において前記流出孔の少なくとも一つの全周を露出させ、前記流入孔と前記流出孔とを連通させる構成を備えても良い。
　また、前記切欠き部は、前記絞り部とは異なる位置に配置され、前記流出孔の少なくとも一つの全周を露出させることができる大きさであり、前記切欠き部が前記流出孔と対向した位置では、前記切欠き部を介して前記流入孔と前記流出孔とを連通させる構成を備えても良い。

　切欠き部による流路を別途形成することにより、絞り部による微小流量の流通のみならず、流出孔の開口径に応じた流量の流通も可能となり、バルブ装置の汎用性が高められる。さらに、バルブ装置に混入した異物が流出孔からバルブ装置外へ流出していくため、絞り部への流路の開口部付近に異物が累積的に滞留することを防ぐこともできる。

　また、前記回動部材の前記弁体との対向面には、前記弁体側に突出する凸部が、前記弁体の前記回動部材との対向面には、前記凸部と嵌合される凹部が少なくとも一対形成され、前記凹部のうち少なくとも一つは前記切欠き部に貫通された貫通孔であり、該貫通孔である凹部に嵌合された前記凸部が、前記切欠き部側でかしめられることにより、前記弁体は前記回動部材に固定される構成としても良い。

　また、前記絞り部は、前記弁体の軸方向両端に設けられた、前記絞り部よりも大径の、前記弁体の軸方向に重なる凹部の間の薄肉部に形成され、前記絞り部はすり鉢状の開口となっていることが望ましい。

　絞り部は小径であるため、弁体の僅かな変形によってもその流量に影響が生ずる。そのため、変形量の大きい軸方向の両端側を避け、軸方向の内側に形成することにより、弁体の変形による影響を低減し、また、絞り部をすり鉢状の開口とすることにより、金型の細径ピンの長さが最小化され、金型の耐久性向上に資することができる。

バルブ装置の具体的構成としては、前記弁座が固定された基台と、カップ状の密閉カバーとを有し、前記密閉カバーは、前記基台に被せられて、前記流体の流入孔、前記駆動源を構成するモータのロータ、前記回動部材、前記弁体、および前記弁座の弁座面を被い、前記基台と共に前記流入孔および前記流出孔を備えるバルブ室を区画し、前記モータにより前記弁体の前記絞り部が前記流出孔と対向する位置に回動されたときに、前記流体は、前記開口部から前記絞り部を通過して前記流出孔から流出するように構成することができる。この場合、前記駆動源はステッピングモータであり、前記ステッピングモータのロータは前記密閉カバーの内側に配置されており、前記ロータは、上端が密閉カバーの底部に固定され、下端が基台の中心に固定されたロータ支軸に回転可能に支持されており、前記ロータのピニオンと噛合する歯部を備える前記回動部材と前記弁体とは、前記弁座に固定された支軸に回動可能に支持されており、前記弁体の底面および前記弁座面は平坦に研磨加工されることで隙間なく密着しているように構成することができる。

　本発明にかかるバルブ装置によれば、流体の微小流量の設定を可能としつつ、異物により流路が妨げられることを防止することが可能となる。

本実施形態における冷媒バルブ装置の斜視図である。冷媒バルブ装置の底面図である。冷媒バルブ装置の図２におけるＸ－Ｘ線断面図である。弁体駆動機構を示す斜視図である。弁体駆動機構を上方および下方から見た分解斜視図である。弁体を上方および下方から見た斜視図である。絞り部連通状態を示す断面図である。切欠き部連通状態を示す断面図である。段差部の開口部における遮蔽部実装例を示す図である。冷媒流通量の制御動作の説明図である。

（全体構成）
　以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は本実施形態における冷媒バルブ装置１の斜視図である。冷媒バルブ装置１は、冷蔵庫内の冷媒流路における圧縮器と冷却器との間に配設され、庫内を冷却する冷媒の供給量を調節する。

　冷媒バルブ装置１は、バルブ本体２と、流体である冷媒がバルブ本体２に流入する流入管３と、冷媒がバルブ本体２から流出する第一の流出管４１および第二の流出管４２（以下、これらを総称して「流出管４」ともいう。）と、外部の制御装置との電気的な接続を確保するためのコネクタ５と、冷媒バルブ装置１を冷蔵庫内に取り付けるための取付プレート６とを備えている。なお、以下の説明では、便宜上、流入管３および流出管４の延設方向を上下方向とし、バルブ本体２側を上側、流入管３および流出管４側を下側として説明する。

　図２は冷媒バルブ装置１を流入管３および流出管４の側から見た底面図であり、図３は冷媒バルブ装置１を図２のＸ－Ｘ線で切断した断面図である。図４は弁体駆動機構を示す斜視図である。図３に示すように、バルブ本体２は、円盤形状の基台１０と、開口を下に向けて上方から基台１０に被せられたカップ状の密閉カバー１１とを有している。図４に示すように、基台１０には冷媒の流入孔である冷媒入口１２と弁座１５が装着される弁座装着孔１４が形成され、弁座１５は基台１０に固定されている。基台１０の外周縁には上面が下げられることにより板厚が薄く形成された環状の基台側フランジ１６が形成されている。冷媒入口１２には流入管３が接続されている。

　図５（ａ）は弁体駆動機構の要部を上方から見た分解斜視図であり、図５（ｂ）はこれらを下方から見た分解斜視図である。図５に示すように、弁座１５は、軸線Ｌ１方向から見た平面形状が円形をしており、弁座１５の上面は平坦な弁座面２４となっている。弁座１５の中心軸線から外れた位置には、冷媒バルブ装置１を通過する冷媒の流出孔である第一の冷媒出口２２１と第二の冷媒出口２２２（以下、これらを総称して「冷媒出口２２」ともいう。）が形成されている。尚、冷媒出口２２には流出管４が接続されている。

　図３に示すように、密閉カバー１１は、上方から下方に向かって円形の底部３１と、底部３１の外周縁から下方に延びる小径筒部３２と、小径筒部３２よりも大径の大径筒部３３と、大径筒部３３の下端縁（開口縁）から外周側に広がるケース側フランジ３４を備えている。小径筒部３２と大径筒部３３の間には基台１０の中心軸線Ｌ０と交差する方向に延びて小径筒部３２と大径筒部３３を連続させている環状部３５が設けられている。密閉カバー１１は、大径筒部３３の下端開口縁の内側に基台１０の上側部分が挿入され、ケース側フランジ３４が基台側フランジ１６に上方から当接した状態で基台１０に固定されている。密閉カバー１１は、基台１０に被せられて、冷媒入口１２、ロータ６１、弁体駆動歯車５１、弁体２７、および弁座面２４を被い、基台１０と共に冷媒入口１２および冷媒出口２２を備えるバルブ室３６を区画している。

　ここで、バルブ本体２には、密閉カバー１１の内外を利用して、弁体２７を駆動する駆動源としてのステッピングモータ６０が構成されている。ステッピングモータ６０のロータ６１は、密閉カバー１１の内側に配置されている。ロータ６１は、上端が密閉カバー１１の底部３１に固定され、下端が基台１０の中心に固定されたロータ支軸６２に回転可能に支持されている。ロータ支軸６２の軸線は基台１０の中心軸線Ｌ０と一致しており、弁座１５に取り付けられた支軸２５と平行に延びている。ロータ６１には環状の駆動マグネット６３が搭載されている。

　一方、ステッピングモータ６０のステータ６４は、密閉カバー１１の環状部３５に載置されて、密閉カバー１１の外周側に配置されている。ステータ６４は駆動コイル６５を搭載しており、駆動コイル６５は密閉カバー１１の小径筒部３２を介してロータ６１の駆動マグネット６３と対向している。駆動コイル６５はコネクタ５と電気的に接続されており、ステッピングモータ６０はコネクタ５を介して接続される外部の制御装置によって駆動制御される。ステータ６４およびコネクタ５は外装ケース４６の内側に収納されている。

（弁体駆動機構）
　本実施形態における冷媒バルブ装置１の弁体駆動機構は、図４に示すように、駆動源であるステッピングモータ６０のロータ６１と、ロータ６１のピニオン構成部材５４に設けられたピニオン５０と噛合する歯部５９を備える回動部材である弁体駆動歯車５１と、弁体駆動歯車５１の下側に位置し、弁体駆動歯車５１と軸線方向の端面同士が接触した状態で弁体駆動歯車５１に固定され、弁体駆動歯車５１と一体に回動する弁体２７と、弁体２７の下側に位置し、弁体２７の底面が摺接する弁座面２４を備える弁座１５と、からなる。弁体２７の底面および弁座面２４は平坦に研磨加工されることで隙間なく密着可能とされ、弁体２７の底面と弁座面２４との摺接面の隙間から冷媒が漏出してしまうことが防止されている。弁体駆動歯車５１および弁体２７は、弁座１５の中心に固定された支軸２５に回動可能に支持されており、回動中心（Ｌ１）を同じくしている。

　図５に示すように、弁体駆動歯車５１の周方向の一箇所からは、径方向外側に突出する腕部５５１が設けられている。腕部５５１は、弁体駆動歯車５１が回動して所定の角度位置に達したときに、ピニオン構成部材５４の被当接部５５に軸線Ｌ１回りの一方側あるいは他方側から当接して、弁体駆動歯車５１の回動可能範囲を規制する。

　図６（ａ）は弁体２７を上方から見た斜視図であり、図６（ｂ）は弁体２７を下方から見た斜視図である。図７は後述する弁体２７の絞り部６７と冷媒出口２２が軸線Ｌ１方向に重なることで冷媒入口１２と冷媒出口２２とが連通された、微小流量の状態における弁体駆動歯車５１、弁体２７および弁座１５の縦断面図であり、図８は後述する弁体２７の切欠き部７９と冷媒出口２２が軸線Ｌ１方向で重なることで冷媒入口１２と冷媒出口２２とが連通された、大流量の状態における弁体駆動歯車５１、弁体２７および弁座１５の縦断面図である。

　図６および図７に示すように、弁体２７はその回動角度の一部において冷媒出口２２と連通される微小穴である絞り部６７を有し、弁体２７の弁体駆動歯車５１と対向する面（上面）の外周縁には、絞り部６７と冷媒入口１２とを連通させる微小流量時の流路となる段差部７３が形成されている。この段差部７３は、弁体２７が弁体駆動歯車５１に当接する面（上面）の外周縁の部分を全周にわたり薄くして外周部に隙間が形成されるようにしたものであり、弁体２７の弁体駆動歯車５１と対向する対向面と弁体駆動歯車５１の弁体２７と対向する対向面との間には微小な隙間が形成されている。絞り部６７は、絞り部６７を取り囲むように形成された凹部６７１を介して段差部７３である弁体２７と弁体駆動歯車５１との間に形成された微小な隙間と連通している。絞り部６７は、冷媒入口１２から第一の冷媒出口２２１および第二の冷媒出口２２２に連通する冷媒の流路のうち、断面積がもっとも小さい。

　弁体２７の上面が弁体駆動歯車５１の弁体２７との対向面に覆われることで、段差部７３の外周縁側に形成された隙間は流路の開口部７３１となる。開口部７３１（隙間）の軸方向高さは絞り部６７の開口径よりも小さく、開口部７３１は弁体２７上面の外周縁全周にわたって設けられている。

　絞り部６７に至る流路である段差部７３において、絞り部６７を通過不能な大きさの個体（以下、「異物」という。）が侵入することができない開口部７３１を設けることにより、即ち、開口部７３１（隙間）の軸方向高さを絞り部６７の開口径よりも小さく設定することにより、異物が絞り部６７へ流入することが阻止され、異物により流路が妨げられることが防止される。さらに、開口部７３１が弁体２７上面の外周縁全周に設けられていることにより、開口部７３１の総面積が、絞り部６７の開口面積よりも大きくなるため、異物の侵入を防ぎつつ、絞り部６７の流量を維持することが可能となっている。また、開口部７３１に複数の異物が滞留した場合でも、最大限絞り部６７の流量が確保される。開口部７３１（隙間）の周方向の長さは、開口部７３１（隙間）を介して流入する流体の流量が、絞り部６７を通過可能な流量よりもある程度大きくなるように設定されていればよいが、開口部７３１に複数の異物が滞留した場合を想定すれば、開口部７３１（隙間）の周方向の長さは、開口部７３１（隙間）を介して流入する流体の流量は、絞り部６７を通過可能な流量よりも充分大きくなるように設定しておくことが好ましい。

　開口部７３１を外周縁の全周に設けた場合、開口部７３１には、図９に示すように、その開口の一部を塞ぐ遮蔽部７３２が形成されていることが好ましい。段差部７３は狭小な間隙が周方向に連続したものであるため、開口部７３１の軸方向の高さには満たなくても、例えば髪の毛のような糸状の異物や塗膜の剥落片のような薄板状の異物などのように、周方向の長さが絞り部６７の径よりも長い異物が侵入するおそれがあるためである。遮蔽部７３２を周方向に適宜配置することによりこのような異物の侵入余地を低減することができる。また、遮蔽部７３２を絞り部６７の最小径よりも短い間隔で配置するにより、絞り部６７を通過できない一切の異物の侵入を防止することができる。さらに、開口部７３１は、遮蔽部７３２が支柱となり軸方向に支えられるため、バルブ室３６内における冷媒の流動などにより弁体２７や弁体駆動歯車５１が傾いて開口部７３１が塞がれることを防ぐことができるという効果も奏する。

　弁体２７は、弁座１５との対向面に、弁体２７の外周から回動中心側に向かって切り欠かれた切欠き部７９を有し、切欠き部７９は、弁体２７の回動角度の一部において冷媒出口２２をバルブ室３６内に露出させ、冷媒出口２２と冷媒入口１２とを連通させる。また、切欠き部７９は、弁座面２４の半面に周方向に並べて配置された第一の冷媒出口２２１および第二の冷媒出口２２２両方の全周を同時に露出させることができる大きさで切り欠かれており、切欠き部７９が第一の冷媒出口２２１および第二の冷媒出口２２２と対向した位置では、切欠き部７９を介して流入孔と流出孔とを連通させる、即ち、冷媒入口１２から流入した冷媒が切欠き部７９を通って第一の冷媒出口２２１および第二の冷媒出口２２２の両方から流出することができる面積を有する。

　図８に示すように、切欠き部７９による流路が別途形成されることにより、絞り部６７による微小流量の流通のみならず、冷媒出口２２の開口径に応じた大流量の流通も可能となり、冷媒バルブ装置１の汎用性が高められている。さらに、冷媒バルブ装置１に混入した異物が切欠き部７９を通って冷媒出口２２から冷媒バルブ装置１外へ流出していくため、開口部７３１付近に異物が累積的に滞留することが防がれる。

　図５に示すように、弁体駆動歯車５１の弁体２７との対向面には、弁体２７側に突出した凸部６１、６２、６３が周方向に等間隔に形成されており、弁体２７の弁体駆動歯車５１との対向面には、凸部６１、６２、６３と嵌合される凹部７０、７１、７２が形成されている。凹部７２は切欠き部７９に貫通された貫通孔であり、凹部７２に嵌合された凸部６３は、切欠き部７９側でかしめられる。凸部６３がかしめられることにより、弁体駆動歯車５１は弁体２７にガタ付きなく固定され、ステッピングモータ６０によって高い精度で弁体２７の回動を制御することができる。また、かしめ作業を行う対象が、切欠き部７９に設けられた凹部７２に嵌合される凸部６３であることから、研磨加工された弁体２７底面の擦傷や変形が防止されている。

　図６、図７に示すように、弁体２７に設けた絞り部６７の軸方向両端には、軸線Ｌ１方向に重なる凹部６７１、６７２が設けられる。絞り部６７は、凹部６７１、６７２の間の薄肉部６７３に形成され、薄肉部６７３を貫通して両端が凹部６７１、６７２に連通する。絞り部６７は内径が一定の細管部と、該細管部の上端から上方に向かって内径寸法が拡大するすり鉢状の開口となっている。そのため、弁体２７が何らかの外圧により変形したときの絞り部６７の流量への影響が低減され、また、絞り部６７を成形する金型の細径ピンの長さが最小化されることで、金型の耐久性向上に資することができる。

（冷媒流通量の制御動作）
　外部の制御装置によりステッピングモータ６０が駆動されると、ステッピングモータ６０の回転はピニオン５０および弁体駆動歯車５１に伝達される。弁体駆動歯車５１が回動すると、弁体２７は弁座面２４上で支軸２５（軸線Ｌ１）回りを弁体駆動歯車５１と一体に回動する。

　ここで図７に示すように、弁体駆動歯車５１が所定の角度に回動することにより絞り部６７と冷媒出口２２とが軸線方向に重なると、即ち、絞り部６７が流出孔である冷媒出口２２と対向する位置に回動すると、絞り部６７を介して冷媒出口２２と冷媒入口１２とが連通され、絞り部６７の径に応じた微量の冷媒が冷媒出口２２から流出する（以下、かかる状態を「絞り部連通状態」ともいう。）。

　また、図８に示すように、弁体駆動歯車５１が他の所定の角度に回動することにより切欠き部７９が冷媒出口２２を露出させることにより、冷媒出口２２と冷媒入口１２とが連通され、冷媒出口２２の径に応じた流量の冷媒が冷媒出口２２から流出する（以下、かかる状態を「切欠き部連通状態」ともいう。）。

　図１０は冷媒流通量の制御動作の説明図である。図１０の上段のグラフは冷媒バルブ装置１を介して第一の冷媒出口２２１または第二の冷媒出口２２２へ流出する冷媒流量を示すグラフであり、縦軸が流量、横軸が弁体２７を原点位置から回動させるステッピングモータ６０の駆動ステップ数を示している。

　弁体２７が原点位置にあるときには、弁体駆動歯車５１の腕部５５１は軸線Ｌ１回りのＣＷ方向側からピニオン構成部材５４の被当接部５５に当接した状態となっている。このため、原点位置にある弁体２７は、ステッピングモータ６０のＣＷ方向への駆動による回動が規制されている。

　弁体２７が原点位置からＣＣＷ方向に４ステップ分回動した時点では、第一の冷媒出口２２１および第二の冷媒出口２２２はともに、絞り部連通状態にも切欠き部連通状態にもないため、冷媒は流出しない。

　弁体２７が原点位置からＣＣＷ方向に３０ステップ分回動した時点では、第二の冷媒出口２２２が絞り部連通状態となり、第二の冷媒出口２２２からは微量の冷媒が流出する。
一方、第一の冷媒出口２２１は絞り部連通状態にも切欠き部連通状態にもないため、冷媒は流出しない。

　弁体２７が原点位置からＣＣＷ方向に６５ステップ分回動した時点では、第二の冷媒出口２２２が切欠き部連通状態となり、第二の冷媒出口２２２からは開口径に応じた量の冷媒が流出する。一方、第一の冷媒出口２２１は絞り部連通状態にも切欠き部連通状態にもないため、冷媒は流出しない。

　弁体２７が原点位置からＣＣＷ方向に９１ステップ分回動した時点では、第二の冷媒出口２２２は切欠き部連通状態であるため、第二の冷媒出口２２２からは開口径に応じた量の冷媒が流出する。一方、第一の冷媒出口２２１も絞り部連通状態となり、第一の冷媒出口２２１からは微量の冷媒が流出する。

　弁体２７が原点位置からＣＣＷ方向に１３２ステップ分回動した時点では、第一の冷媒出口２２１および第二の冷媒出口２２２はともに切欠き部連通状態となり、第一の冷媒出口２２１および第二の冷媒出口２２２からは開口径に応じた量の冷媒が流出する。

　弁体２７が原点位置からＣＣＷ方向に１８４ステップ分回動した時点では、第二の冷媒出口２２２は絞り部連通状態にも切欠き部連通状態にもないため、冷媒は流出しない。
一方、第一の冷媒出口２２１は切欠き部連通状態であるため、第一の冷媒出口２２１からは開口径に応じた量の冷媒が流出する。

　弁体２７が原点位置からＣＣＷ方向に２００ステップ分回動した時点では、第二の冷媒出口２２２は絞り部連通状態にも切欠き部連通状態にもないため、冷媒は流出しない。
一方、第一の冷媒出口２２１は切欠き部連通状態であるため、第一の冷媒出口２２１からは開口径に応じた量の冷媒が流出する。この時点で、弁体駆動歯車５１の腕部５５１は軸線Ｌ１回りのＣＣＷ方向側からピニオン構成部材５４の被当接部５５に当接した状態となっている。よって、弁体駆動歯車５１のこれ以上のＣＣＷ方向への回動が規制される。

　以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

１　冷媒バルブ装置
２　バルブ本体
３　流入管
４　流出管
１０　基台
１２　冷媒入口
１５　弁座
２２　冷媒出口
２２１　第一の冷媒出口
２２２　第二の冷媒出口
２４　弁座面
２７　弁体
３６　バルブ室
４１　第一の流出管
４２　第二の流出管
５１　弁体駆動歯車
５５１　腕部
６０　ステッピングモータ
６１　ロータ
６７　絞り部
７３　段差部
７３１　開口部
７３２　遮蔽部

Claims

　駆動源と、
　前記駆動源の駆動力を受けて回動する回動部材と、
　前記回動部材と軸方向の端面同士が接触した状態で前記回動部材に固定され、前記回動部材と一体に回動する弁体と、
　前記弁体の前記回動部材と接触する端面の反対側の端面が摺接する弁座と、を備えるバルブ装置であって、
　前記弁座は、前記バルブ装置を通過する流体の流出孔を少なくとも一つ有し、
　前記弁体はその回動角度の一部において前記流出孔と連通される微小穴である絞り部を有し、
　前記回動部材と前記弁体との対向面には、前記絞り部と前記流体の流入孔とを連通させ、前記絞り部を通過不能な大きさの個体の流入を遮る開口部を有する流路が設けられることを特徴とするバルブ装置。
　前記流路は、前記対向面における、前記弁体側の外周縁または前記回動部材側の外周縁に形成された段差部であり、
　前記段差部の前記開口部の軸方向高さは、前記絞り部の最小径よりも小さく、
　前記段差部の前記開口部の周方向長さは、前記軸方向高さに乗じて得た前記開口部の面積が、前記絞り部の開口面積よりも大きくなる長さであることを特徴とする請求項１に記載のバルブ装置。
　前記段差部は、前記弁体側の外周縁または前記回動部材側の外周縁の全周に設けられることを特徴とする請求項２に記載のバルブ装置。
　前記開口部には、その開口の一部を塞ぐ遮蔽部が少なくとも一つ形成されていることを有することを特徴とする請求項２または請求項３に記載のバルブ装置。
　前記回動部材は周面に歯部を備える歯車部材であり、
　前記段差部は、前記弁体に設けられていることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一項に記載のバルブ装置。
　前記段差部は、前記絞り部と連通することを特徴とする請求項５に記載のバルブ装置。
　前記弁体は、前記弁座との対向面に、前記弁体の外周から回動中心側に向かって切り欠かれた切欠き部を有し、
　前記切欠き部は、前記弁体の回動角度の一部において前記流出孔の少なくとも一つの全周を露出させ、
　前記流入孔と前記流出孔とを連通させることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のバルブ装置。
　前記切欠き部は、前記絞り部とは異なる位置に配置され、前記流出孔の少なくとも一つの全周を露出させることができる大きさであり、
　前記切欠き部が前記流出孔と対向した位置では、前記切欠き部を介して前記流入孔と前記流出孔とを連通させることを特徴とする請求項７に記載のバルブ装置。
　前記回動部材の前記弁体との対向面には、前記弁体側に突出する凸部が、前記弁体の前記回動部材との対向面には、前記凸部と嵌合される凹部が少なくとも一対形成され、
　前記凹部のうち少なくとも一つは前記切欠き部に貫通された貫通孔であり、該貫通孔である凹部に嵌合された前記凸部が、前記切欠き部側でかしめられることにより、前記弁体は前記回動部材に固定されることを特徴とする請求項７に記載のバルブ装置。
　前記絞り部は、前記弁体の軸方向両端に設けられた、前記絞り部よりも大径の、前記弁体の軸方向に重なる凹部の間の薄肉部に形成され、
　前記絞り部はすり鉢状の開口となっていることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のバルブ装置。
　前記開口部を有する前記流路は、前記回動部材と前記弁体との前記対向面における、前記弁体側の外周縁または前記回動部材側の外周縁に形成された段差部であり、
　前記段差部の前記開口部の軸方向高さは、前記絞り部の最小径よりも小さく、
　前記段差部の前記開口部の周方向長さは、前記軸方向高さに乗じて得た前記開口部の面積が、前記絞り部の開口面積よりも大きくなる長さであることを特徴とする請求項７に記載のバルブ装置。
前記バルブ装置は、更に、前記弁座が固定された基台と、カップ状の密閉カバーとを有し、
前記密閉カバーは、前記基台に被せられて、前記流体の流入孔、前記駆動源を構成するモータのロータ、前記回動部材、前記弁体、および前記弁座の弁座面を被い、前記基台と共に前記流入孔および前記流出孔を備えるバルブ室を区画し、
前記モータにより前記弁体の前記絞り部が前記流出孔と対向する位置に回動されたときには、前記流体は、前記開口部から前記絞り部を通過して前記流出孔から流出することを特徴とする請求項１に記載のバルブ装置。
　前記開口部は、前記回動部材における前記弁体側の前記対向面と前記弁体における前記回動部材側の前記対向面との間に形成された隙間であり、
前記隙間の軸方向の幅は、前記絞り部の最小径よりも小さく、
前記隙間の周方向の長さは、前記隙間を介して流入する前記流体の流量が、前記絞り部を通過可能な流量よりも大きくなるように設定されていることを特徴とする請求項１２に記載のバルブ装置。
前記開口部としての前記隙間は、前記弁体における前記回動部材に当接する面の外周縁の部分を全周にわたり薄くすることにより形成されたものであり、
前記絞り部を取り囲む凹部を前記弁体に形成し、前記凹部を前記隙間に連通させて前記開口部から流入する前記流体が前記凹部を介して前記絞り部に流入するようにしたことを特徴とする請求項１３に記載のバルブ装置。
前記駆動源はステッピングモータであり、前記ステッピングモータのロータは前記密閉カバーの内側に配置されており、
前記ロータは、上端が前記密閉カバーの底部に固定され、下端が前記基台の中心に固定されたロータ支軸に回転可能に支持されており、
前記ロータのピニオンと噛合する歯部を備える前記回動部材と前記弁体とは、前記弁座に固定された支軸に回動可能に支持されており、
前記弁体の底面および前記弁座面は平坦に研磨加工されることで隙間なく密着していることを特徴とする請求項１３に記載のバルブ装置。
　前記弁体は、前記弁座との対向面であって前記絞り部とは異なる位置において前記弁体の外周から回動中心側に向かって切り欠かれた切欠き部を有し、
　前記切欠き部は、前記弁体の回動角度の一部において前記流出孔の全周を露出させることができる大きさで切り欠かれており、
前記切欠き部が前記流出孔と対向した位置では、前記切欠き部を介して前記流入孔と前記流出孔とを連通させることを特徴とする請求項１３に記載のバルブ装置。