WO2020209122A1 - 流路切換弁およびその組立方法 - Google Patents

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WO2020209122A1
WO2020209122A1 PCT/JP2020/014527 JP2020014527W WO2020209122A1 WO 2020209122 A1 WO2020209122 A1 WO 2020209122A1 JP 2020014527 W JP2020014527 W JP 2020014527W WO 2020209122 A1 WO2020209122 A1 WO 2020209122A1
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WO
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valve
shaft
rotation angle
flow path
valve body
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PCT/JP2020/014527
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望月　健一
近藤　大介
原　聖一
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株式会社不二工機
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    • F16K11/08—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks
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    • F16K37/0025—Electrical or magnetic means
    • F16K37/0041—Electrical or magnetic means for measuring valve parameters

Definitions

  • the present invention relates to a flow path switching valve that switches the connection of the flow path by rotating the valve body, and an assembly method thereof.
  • This flow path switching valve is used as a rotary type three-way switching valve.
  • This flow path switching valve is composed of a valve body having a valve chamber, a cylindrical valve body rotatably arranged in the valve chamber, a rotation drive unit that rotates the valve body around a rotation axis, and a rotation drive unit. It is equipped with a valve shaft that transmits rotational force to the valve body.
  • a protrusion with a D-cut for attaching a rotation angle sensor for detecting the rotation angle of the valve body is integrally provided on the upper end surface of the valve shaft.
  • an object of the present invention is to provide a flow path switching valve capable of effectively improving the accuracy of the rotation position of the valve body, and a method for assembling the flow path switching valve.
  • the flow path switching valve is rotatably housed in a valve chamber, a valve body provided with a plurality of flow paths leading to the valve chamber, and the valve chamber.
  • a valve body that switches the connection of the flow path according to the rotation position, a valve shaft attached to the valve body along the rotation axis of the valve body, and a drive that rotates the valve body via the valve shaft.
  • a flow path switching valve having a portion, which detects a rotation angle output shaft press-fitted into a mounting hole provided on an end surface of the valve shaft, and a rotation angle of the rotation angle output shaft around the rotation axis. It has a rotation angle detection unit, and the rotation angle output shaft is rotatably supported around the rotation axis in the mounting hole in an inserted state before being press-fitted into the mounting hole.
  • the mounting hole has a press-fitting portion into which a part of the rotation angle output shaft is press-fitted, and a guide portion in which the other portion of the rotation angle output shaft is slidably contacted in the insertion direction and the circumferential direction. Is preferable.
  • the rotation angle detection unit includes a rotor and a signal output unit that outputs a signal corresponding to the rotation angle of the rotor, and the rotor is provided at one end of the rotation angle output shaft. It is preferable that a fitting hole through which the fitting shaft portion is formed is provided, and the fitting shaft portion is fitted into the fitting hole so that the rotor rotates together with the fitting shaft portion.
  • the flow path switching valve further has a base body to which the rotation angle detection unit is attached, and the base body is fixed to the valve body and at a position where the rotation angle detection unit is attached. It is preferable that a through hole through which the rotation angle output shaft is passed is provided.
  • the method of assembling the flow path switching valve includes a valve chamber, a valve body provided with a plurality of flow paths leading to the valve chamber, and the valve chamber.
  • a valve body that is rotatably accommodated and switches the connection of the flow path according to the rotation position, a valve shaft attached to the valve body along the rotation axis of the valve body, and the valve via the valve shaft.
  • a drive unit that rotates the body, a rotation angle output shaft that is press-fitted into a mounting hole provided on the end surface of the valve shaft, and a rotation angle detection unit that detects the rotation angle of the rotation angle output shaft around the rotation axis.
  • a method of assembling a flow path switching valve having the above wherein the rotation angle output shaft inserted into the mounting hole of the valve shaft is rotated around the rotation axis to align the rotation angle output shaft, and then the rotation angle output shaft is aligned. It is characterized in that the insertion is further advanced and press-fitted into the mounting hole.
  • the rotation angle output shaft press-fitted into the mounting hole provided on the end surface of the valve shaft is rotatably supported around the rotation axis in the mounting hole in the inserted state before being press-fitted into the mounting hole. ing. Therefore, in the state where the rotation angle output shaft is inserted into the mounting hole, the rotation angle output shaft can be rotated around the rotation axis to perform alignment. As a result, the deviation of the output of the rotation angle detection unit due to the tolerances of the valve body, the valve shaft, and the rotation angle detection unit can be further reduced. Therefore, the accuracy of the rotation position of the valve body can be effectively improved.
  • FIG. 1 It is a perspective view which includes a partial cross section of the flow path switching valve which concerns on one Embodiment of this invention. It is sectional drawing which follows the AA line of FIG. It is a hexagonal view of the ball valve body included in the flow path switching valve of FIG. It is a figure explaining the assembling method of the flow path switching valve of FIG. 1, and is the figure which shows the state of attaching the gear after attaching the valve shaft to a valve body. It is a figure explaining the assembling method of the flow path switching valve of FIG. 1, and is the figure which shows the state of inserting the potentiometer shaft into the mounting hole of a valve shaft. It is a figure explaining the assembling method of the flow path switching valve of FIG.
  • FIG. 1 is a perspective view including a partial cross section of the flow path switching valve according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
  • FIG. 3 is a six-view view of the ball valve body included in the flow path switching valve of FIG.
  • "up / down / left / right” is used to indicate the relative positional relationship of each member in each figure, and does not indicate an absolute positional relationship.
  • the left-right direction is the X-axis direction
  • the front-back direction is the Y-axis direction
  • the up-down direction is the Z-axis direction.
  • the X-axis, Y-axis, and Z-axis are orthogonal to each other.
  • the flow path switching valve 1 of the present embodiment includes a valve body 10, a ball valve body 20, seat members 30, 30, sealing members 31, 31 and a drive unit 40. And a valve shaft 50. Further, the flow path switching valve 1 has a potentiometer shaft 60 which is a rotation angle output shaft, a potentiometer base 70 which is a base body, and a potentiometer 80 which is a rotation angle detection unit.
  • the valve body 10 is formed in a substantially cubic box shape using synthetic resin as a material.
  • the left side wall portion 10a of the valve body 10 is provided with a substantially L-shaped first flow path 11.
  • a linear second flow path 12 is provided on the front wall portion 10b of the valve body 10.
  • the right side wall portion 10c of the valve body 10 is provided with a substantially L-shaped third flow path 13 that is plane-symmetrical with the first flow path 11.
  • the opening 11a of the first flow path 11, the opening 12a of the second flow path 12, and the opening 13a of the third flow path 13 are directed to the front side (front of the paper in FIG. 1, below in FIG. 2). ..
  • the first flow path 11, the second flow path 12, and the third flow path 13 communicate with a valve chamber 14 provided in the valve body 10. Two or four or more flow paths may be provided as the flow paths leading to the valve chamber 14.
  • the ball valve body 20 is formed in a hollow ball shape (spherical shape) using, for example, a metal or a synthetic resin as a material.
  • the ball valve body 20 is rotatably supported by the seat members 30 and 30, which will be described later, and is housed in the valve chamber 14.
  • the ball valve body 20 has a first opening 21 opened toward the left side, a second opening 22 opened toward the front, and a third opening opened toward the right side at the rotation position shown in FIG. 23 and are provided.
  • a switching flow path 25 for connecting the first opening 21, the second opening 22, and the third opening 23 to each other is provided inside the ball valve body 20, a switching flow path 25 for connecting the first opening 21, the second opening 22, and the third opening 23 to each other is provided.
  • the switching flow path 25 is formed in a substantially T shape in a plan view.
  • the ball valve body 20 has, for example, only the first opening 21 and the second opening 22, and at the rotation position shown in FIG. 2, the ball valve body 20 has a substantially L-shape in a plan view connecting the first opening 21 and the second opening 22 to each other.
  • the switching flow path 25 may be provided.
  • the ball valve body 20 is used as the valve body in this embodiment, a columnar valve body may be used.
  • the switching flow path 25 is configured to switch the connection between the first flow path 11, the second flow path 12, and the third flow path 13 according to the rotation position. Specifically, the switching flow path 25 connects the first flow path 11, the second flow path 12, and the third flow path 13 when the ball valve body 20 is in the rotational position shown in FIG. The switching flow path 25 connects the first flow path 11 and the second flow path 12 when the ball valve body 20 is in a rotation position rotated 90 degrees clockwise in a plan view from the rotation position shown in FIG. .. The switching flow path 25 connects the second flow path 12 and the third flow path 13 when the ball valve body 20 is in a rotation position rotated 90 degrees counterclockwise in a plan view from the rotation position shown in FIG. To do.
  • a valve shaft insertion hole 24 into which a valve shaft 50, which will be described later, is inserted is provided in the upper part of the ball valve body 20.
  • the valve shaft insertion hole 24 is formed so that the ball valve body 20 rotates around the axis L, which is the rotation axis, as the valve shaft 50 rotates.
  • the valve shaft insertion hole 24 is formed in the same shape as the cross-sectional shape (cross-sectional shape) of the prism portion 52 of the valve shaft 50 in the direction orthogonal to the axial direction.
  • the valve shaft insertion hole 24 is formed in a regular hexagonal shape (FIG. 3).
  • the sheet members 30 and 30 are formed in an annular shape using, for example, a synthetic resin such as polytetrafluoroethylene (PTFE) as a material.
  • the seat members 30, 30 are paired.
  • the seat members 30 and 30 are housed in the valve chamber 14.
  • the seat members 30, 30 are arranged so as to face each other at intervals in the X-axis direction.
  • the seat members 30 and 30 rotatably support the ball valve body 20 in the valve chamber 14 with the ball valve body 20 sandwiched between them.
  • the sealing members 31 and 31 are O-rings made of an elastic material such as a rubber material.
  • the sealing member 31 is arranged so as to be sandwiched between one of the seat members 30 and the left side wall portion 10a of the valve body 10 so as to be in a compressed state.
  • the sealing member 31 is arranged so as to be sandwiched between the other seat member 30 and the right side wall portion 10c of the valve body 10 so as to be in a compressed state.
  • the sealing member 31 is mounted in the annular groove 30a provided in the sheet member 30. A part of the sealing member 31 protrudes from the annular groove 30a.
  • the sealing members 31, 31 together with the seat members 30, 30 seal (seal) between the valve body 10 and the ball valve body 20. It should be noted that the sealing members 31 and 31 may be omitted, and the sheet members 30 and 30 made of an elastic material such as a rubber material and having the function of the sealing member may be adopted.
  • the drive unit 40 has a drive mechanism that combines a motor and a speed reducer including a gear 41 (not shown), and a resin lower case 43 and an upper case (not shown) that accommodate the drive mechanism.
  • the upper case is attached to the lower case 43 by a mounting structure such as a screwing structure or a snap-fit structure.
  • the drive unit 40 rotates the ball valve body 20 around the axis L via a valve shaft described later.
  • the lower case 43 integrally has a cylindrical bearing portion 45 in the center of the bottom wall 43a.
  • the valve shaft 50 is inserted into the bearing portion 45.
  • the bearing portion 45 rotatably supports the valve shaft 50.
  • a square tubular inner peripheral wall portion 43b is provided on the bottom wall 43a of the lower case 43.
  • the inner peripheral wall portion 43b is arranged inside the valve body 10 and is combined with the upper end portion of the valve body 10.
  • the inner peripheral wall portion 43b and the valve body 10 are joined (ultrasonic welding in this embodiment).
  • the lower case 43 and the valve body 10 may be assembled to each other by a screwing structure or the like.
  • the valve shaft 50 is made of synthetic resin and is formed in a column shape extending linearly as a whole.
  • the valve shaft 50 has a columnar portion 51 and a prismatic portion 52 coaxially connected to the lower end of the columnar portion 51.
  • the valve shaft 50 is arranged along the axis L.
  • the cylindrical portion 51 is provided with an annular stopper portion 53 projecting outward in the radial direction at the lower end portion thereof.
  • the stopper portion 53 is formed so that its outer diameter is larger than the inner diameter of the bearing portion 45.
  • a groove is provided over the entire circumference at a position above the stopper portion 53.
  • An O-ring 54 formed in an annular shape using a rubber material or the like as a material is fitted in this groove.
  • the cylindrical portion 51 is inserted into the bearing portion 45 and rotatably supported by the bearing portion 45.
  • the outer diameter of the cylindrical portion 51 is slightly smaller than the inner diameter of the bearing portion 45.
  • a gear 41 included in the drive mechanism of the drive unit 40 is attached to the upper end of the cylindrical portion 51 by press fitting. Further, a flat surface portion 51a for suppressing idling of the press-fitted gear 41 is provided at the upper end portion of the cylindrical portion 51.
  • the gear 41 may be attached to the valve shaft 50 by a method other than press fitting.
  • the prism portion 52 is formed in a columnar shape having a regular hexagonal cross-sectional shape.
  • the prism portion 52 is inserted into the valve shaft insertion hole 24 of the ball valve body 20 and is attached to the ball valve body 20 along the axis L.
  • the axis L of the ball valve body 20 serves as the rotation axis of the valve shaft 50.
  • the valve shaft 50 is rotated around the axis L as the gear 41 rotates.
  • the valve shaft insertion hole 24 is formed in a regular hexagonal shape that is the same as the cross-sectional shape of the prism portion 52. Therefore, the valve shaft insertion hole 24 and the prism portion 52 fit into each other.
  • the ball valve body 20 is rotated around the axis L as the valve shaft 50 rotates.
  • the prism portion 52 is formed so that its outer diameter is smaller than that of the stopper portion 53.
  • the prismatic portion 52 may be a polygonal columnar shape such as a triangular columnar column or a quadrangular columnar shape, or a columnar column having a D-shaped cross section in which a part of the side surface of the column is flat.
  • the valve shaft insertion hole 24 is also formed to have the same shape as the cross-sectional shape of the prism portion 52.
  • a mounting hole 55 is provided in the center of the end surface 51b of the cylindrical portion 51 facing upward.
  • the mounting hole 55 has a substantially columnar inner space along the axis L.
  • the mounting hole 55 has a guide portion 56 and a press-fit portion 57 coaxially connected below the guide portion 56 (FIG. 9).
  • the guide portion 56 and the press-fit portion 57 have a circular cross-sectional shape.
  • the mounting hole 55 is formed so that the diameter of the guide portion 56 is larger than the diameter of the press-fit portion 57.
  • a step portion 58 is provided between the guide portion 56 and the press-fitting portion 57.
  • a small diameter portion 64 which is a part of the potentiometer shaft 60 described later, is press-fitted into the press-fitting portion 57.
  • the large diameter portion 63 which is another portion of the potentiometer shaft 60, is slidably contacted in the axis L direction (insertion direction) and the circumferential direction.
  • the potentiometer shaft 60 is made of, for example, a metal such as stainless steel or brass or a synthetic resin such as polyphenylene sulfide (PPS).
  • the potentiometer shaft 60 is a separate component from the valve shaft 50.
  • the potentiometer shaft 60 is press-fitted into the mounting hole 55 of the valve shaft 50.
  • the potentiometer shaft 60 is coaxially fixed and attached to the valve shaft 50 by press fitting.
  • the potentiometer shaft 60 has a fitting shaft portion 61, an intermediate portion 62, a large diameter portion 63, and a small diameter portion 64 in this order from upward to downward along the axial direction thereof.
  • the fitting shaft portion 61 is formed in a columnar shape (so-called D-cut shape) having a D-shaped cross section with a part of the side surface of the columnar surface flat.
  • the fitting shaft portion 61 is provided at one end of the potentiometer shaft 60 and is fitted with the rotor 81 of the potentiometer 80 described later. At least the tip of the fitting shaft portion 61 protrudes from the mounting hole 55.
  • the intermediate portion 62 is formed in a columnar shape.
  • the intermediate portion 62 connects the fitting shaft portion 61 and the large diameter portion 63.
  • the large diameter portion 63 is formed in a columnar shape having the same diameter (including substantially the same diameter) as the diameter of the guide portion 56 of the mounting hole 55.
  • the small diameter portion 64 is formed in a columnar shape having a diameter smaller than the diameter of the large diameter portion 63 and larger than the diameter of the press-fitting portion 57 of the mounting hole 55.
  • the potentiometer base 70 is made of synthetic resin.
  • the potentiometer base 70 integrally includes a base main body portion 71 and a meter mounting portion 72.
  • the base main body 71 is formed in a substantially flat plate shape.
  • the base main body 71 is fixed to the bosses 43c and 43c protruding upward from the bottom wall 43a of the lower case 43 by screws 78 and 78.
  • the meter mounting portion 72 has a disc-shaped bottom wall portion 72a and a peripheral wall portion 72b erected above the peripheral edge of the bottom wall portion 72a.
  • a recess 72c is provided in the center of the bottom wall portion 72a.
  • the recess 72c is a place where the potentiometer 80, which will be described later, is attached.
  • a through hole 72d is provided in the recess 72c.
  • the fitting shaft portion 61 of the potentiometer shaft 60 is passed through the through hole 72d.
  • the diameter of the through hole 72d is larger than the diameter
  • the potentiometer 80 is a rotation angle sensor for detecting the rotation angle.
  • the potentiometer 80 has a disc-shaped rotor 81 and a meter main body 82.
  • the meter body 82 rotatably supports the rotor 81.
  • the meter main body 82 is a signal output unit that outputs a signal (voltage) according to the rotation angle of the rotor 81.
  • a D-shaped fitting hole 81a in a plan view is provided in the center of the rotor 81.
  • the fitting shaft portion 61 of the potentiometer shaft 60 penetrates the fitting hole 81a.
  • the fitting shaft portion 61 is fitted into the fitting hole 81a so that the rotor 81 rotates together with the fitting shaft portion 61.
  • the rotor 81 is rotated as the fitting shaft portion 61 rotates.
  • the potentiometer 80 detects the rotation angle of the potentiometer axis 60 around the axis L.
  • the rotation of the motor of the drive unit 40 is output to the valve shaft 50 through the gear 41.
  • the valve shaft 50 is rotated around the axis L.
  • the ball valve body 20 is rotated around the axis L and is positioned at each rotation position.
  • the connection of the flow path according to the rotation position is realized.
  • the potentiometer shaft 60 is rotated around the axis L together with the valve shaft 50.
  • a signal corresponding to the rotation angle of the potentiometer shaft 60 is output from the potentiometer 80.
  • the rotational position of the ball valve body 20 can be monitored based on the signal output from the potentiometer 80.
  • FIG. 4 to 9 are views for explaining the method of assembling the flow path switching valve of FIG. 1, and in order, (1) a perspective view showing a state in which a gear is attached after the valve shaft is attached to the valve body, (2). ) A perspective view showing how the potentiometer shaft is inserted into the mounting hole of the valve shaft, (3) a perspective view showing how the potentiometer base is fixed to the valve body, and (4) a perspective view showing how the potentiometer is attached to the potentiometer base. (5) A perspective view showing how the position of the potentiometer is adjusted after mounting the potentiometer on the potentiometer base, and (6) a cross-sectional view showing how the potentiometer shaft is press-fitted into the mounting hole of the valve shaft.
  • FIG. 9A shows a state in which the potentiometer shaft is inserted into the mounting hole of the valve shaft (inserted state before press-fitting), and FIG. 9B shows a state in which the potentiometer shaft is press-fitted into the mounting hole of the valve shaft and fixed. Indicates the state of
  • the ball valve body 20, the seat members 30, 30 and the sealing members 31, 31 are housed in the valve chamber 14 of the valve body 10. Then, a jig (not shown) is inserted from the second flow path 12 to align the ball valve body 20.
  • the prism portion 52 of the valve shaft 50 is inserted into the valve shaft insertion hole 24, and the valve shaft 50 is attached to the ball valve body 20.
  • the valve shaft 50 is arranged along the axis L (Z-axis direction).
  • the valve body 10 and the lower case 43 are combined while inserting the cylindrical portion 51 of the valve shaft 50 into the bearing portion 45. Ultrasonic waves are applied to the lower case 43, and the lower case 43 is ultrasonically welded to the valve body 10.
  • the cylindrical portion 51 of the valve shaft 50 is press-fitted into the gear 41, and other parts (not shown) constituting the drive mechanism are incorporated into the lower case 43.
  • the potentiometer shaft 60 is inserted into the mounting hole 55 of the valve shaft 50. Specifically, the potentiometer shaft 60 is inserted into the mounting hole 55 from the small diameter portion 64, and the large diameter portion 63 is inserted into the mounting hole 55 following the small diameter portion 64.
  • the diameter of the large diameter portion 63 of the potentiometer shaft 60 is the same as the diameter of the guide portion 56.
  • the outer peripheral surface of the large diameter portion 63 slidably contacts the inner peripheral surface of the guide portion 56 in the insertion direction and the circumferential direction.
  • the potentiometer shaft 60 is coaxial with the valve shaft 50 and is guided along the axis L. Then, the potentiometer shaft 60 is inserted until the small diameter portion 64 abuts on the stepped portion 58 of the mounting hole 55. At this time, the potentiometer shaft 60 is in the inserted state before being press-fitted. Further, the fitting shaft portion 61 of the potentiometer shaft 60 projects from the mounting hole 55.
  • the fitting shaft portion 61 of the potentiometer shaft 60 is passed through the through hole 72d provided in the meter mounting portion 72 of the potentiometer base 70.
  • the potentiometer base 70 is placed on top of the bosses 43c and 43c of the lower case 43.
  • the screws 78 and 78 are screwed into the bosses 43c and 43c to fix the potentiometer base 70 to the lower case 43.
  • the lower case 43 is joined to the valve body 10 by ultrasonic welding. Therefore, the potentiometer base 70 is fixed to the valve body 10.
  • the fitting shaft portion 61 of the potentiometer shaft 60 is passed through the fitting hole 81a provided in the rotor 81 of the potentiometer 80, and the fitting shaft portion 61 is fitted into the fitting hole 81a. match.
  • the potentiometer 80 is arranged in the recess 72c of the meter mounting portion 72 of the potentiometer base 70.
  • the potentiometer 80 is attached and fixed by soldering or the like. After the potentiometer 80 is attached to the potentiometer base 70, the potentiometer base 70 may be fixed to the lower case 43.
  • the potentiometer axis 60 is aligned around the axis L. That is, as shown in FIGS. 8 and 9A, the potentiometer fitted with the fitting hole 81a of the rotor 81 is fitted so that the correct signal is output from the potentiometer 80 with respect to the rotational position of the ball valve body 20.
  • the shaft 60 is rotated around the axis L in the mounting hole 55.
  • the potentiometer shaft 60 is further inserted and pushed downward. In this way, the small diameter portion 64 of the potentiometer shaft 60 is press-fitted into the press-fitting portion 57 of the mounting hole 55, and the potentiometer shaft 60 is fixed to the valve shaft 50 in a aligned state.
  • the potentiometer shaft 60 to be press-fitted into the mounting hole 55 provided in the end surface 51b of the valve shaft 50 is in the inserted state before being press-fitted into the mounting hole 55. It is rotatably supported around the axis L in the mounting hole 55. Therefore, in the state where the potentiometer shaft 60 is inserted into the mounting hole 55, the potentiometer shaft 60 can be rotated around the axis L for alignment. As a result, the deviation of the output of the potentiometer 80 due to the tolerances of the ball valve body 20, the valve shaft 50, the potentiometer 80, and the like can be further reduced. Therefore, the accuracy of the rotation position of the ball valve body 20 can be effectively improved.
  • the flow path switching valve 2 includes a valve body 10, a ball valve body 20, seat members 30, 30, sealing members 31, 31, a drive unit 40A, and a valve shaft. It has 50, a potentiometer shaft 60 which is a rotation angle output shaft, a potentiometer base 70 which is a base body, and a potentiometer 80 which is a rotation angle detection unit.
  • the flow path switching valve 2 has the same configuration as the flow path switching valve 1 except that the flow path switching valve 1 described above has a drive unit 40A instead of the drive unit 40.
  • the drive unit 40A will be described below.
  • the ball valve body 20, the seat members 30 and 30, and the sealing members 31 and 31 are not shown.
  • the drive unit 40A has a lower case 43 and a drive mechanism 44.
  • the drive mechanism 44 includes a motor 46, a drive gear 47, a first intermediate gear 48, a second intermediate gear 49, and a gear 41.
  • a drive gear 47 is attached to the rotating shaft 46a of the motor 46.
  • the first intermediate gear 48 has a shaft portion 48a, a large diameter gear portion 48b, a small diameter gear portion 48c, and a small diameter disc portion 48d.
  • the second intermediate gear 49 has a shaft portion 49a, a spur tooth gear portion 49b, a worm portion 49c, and a large-diameter disk portion 49d.
  • the large-diameter gear portion 48b of the first intermediate gear 48 meshes with the drive gear 47, and the small-diameter gear portion 48c meshes with the spur tooth gear portion 49b of the second intermediate gear 49.
  • the worm portion 49c of the second intermediate gear 49 meshes with the gear 41.
  • peripheral surface 48e of the small-diameter disk portion 48d of the first intermediate gear 48 and the peripheral surface 49e of the large-diameter disk portion 49d of the second intermediate gear 49 are in contact with each other. As a result, the distance between the shafts of the first intermediate gear 48 and the second intermediate gear 49 is secured, and noise, poor lubrication, damage and wear of the gear can be suppressed.
  • the present invention is not limited to these examples.
  • the present invention also includes those skilled in the art with appropriate additions, deletions, and design changes to the above-described embodiments, and those appropriately combined with the features of the embodiments, unless contrary to the gist of the present invention. Is included in the range of.
  • Potential shaft 61 ... Fitting Shaft part, 62 ... Intermediate part, 63 ... Large diameter part, 64 ... Small diameter part, 70 ... Potential base, 71 ... Base body part, 72 ... Meter mounting part, 72a ... Bottom wall part, 72b ... Peripheral wall part, 72c ... Recess , 72d ... through hole, 80 ... potential meter, 81 ... rotor, 81a ... fitting hole, 82 ... meter body

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Abstract

【課題】弁体の回転位置の精度を効果的に向上できる流路切換弁、および、この流路切換弁の組立方法を提供する。 【解決手段】流路切換弁（１）は、弁本体（１０）の弁室（１４）内に回転可能に収容されるボール弁体（２０）と、ボール弁体（２０）が取り付けられる弁軸（５０）と、を有している。また、弁軸（５０）の端面（５１ｂ）に設けられた取付穴（５５）に圧入されることにより弁軸（５０）に固定され、取付穴（５５）から嵌合軸部（６１）が突出するように構成されたポテンショ軸（６０）と、ポテンショ軸（６０）の軸線（Ｌ）周りの回転角を検出するポテンショメーター（８０）と、をさらに有している。そして、ポテンショ軸（６０）は、取付穴（５５）に圧入される前の挿入状態において当該取付穴（５５）に軸線（Ｌ）周りに回転可能に支持される。

Description

流路切換弁およびその組立方法
　本発明は、弁体を回転させることにより流路の接続を切り換える流路切換弁およびその組立方法に関する。
　従来の流路切換弁の一例が特許文献１に開示されている。この流路切換弁は、ロータリー形の三方切換弁として使用される。この流路切換弁は、弁室を有する弁本体と、弁室内に回転自在に配在された円筒状の弁体と、弁体を回転軸線周りで回転させる回転駆動部と、回転駆動部の回転力を弁体に伝達する弁軸と、を備えている。弁軸の上端面には、弁体の回転角検知用の回転角センサーを取り付けるためのＤカット付きの突起が一体的に設けられている。
特開２０１７－２２３２９９号公報
　しかしながら、このような流路切換弁では、弁体や弁軸、回転角センサーなどの公差の積み上げによって弁体の回転位置に対する回転角センサーの出力にずれが生じてしまうことがあった。そのため、流路切換動作における弁体の回転位置の精度について改善の余地があった。
　そこで、本発明は、弁体の回転位置の精度を効果的に向上できる流路切換弁、および、この流路切換弁の組立方法を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る流路切換弁は、弁室および当該弁室に通じる複数の流路が設けられた弁本体と、前記弁室内に回転可能に収容され、回転位置に応じて前記流路の接続を切り換える弁体と、前記弁体の回転軸線に沿うように当該弁体に取り付けられる弁軸と、前記弁軸を介して前記弁体を回転させる駆動部と、を有する流路切換弁であって、前記弁軸の端面に設けられた取付穴に圧入される回転角出力軸と、前記回転角出力軸の前記回転軸線周りの回転角を検出する回転角検出部と、を有し、前記回転角出力軸は、前記取付穴に圧入される前の挿入状態において当該取付穴内で前記回転軸線周りに回転可能に支持されることを特徴とする。
　本発明において、前記取付穴は、前記回転角出力軸の一部分が圧入される圧入部と、前記回転角出力軸の他部分が挿入方向および周方向に摺動可能に接するガイド部と、を有することが好ましい。
　本発明において、前記回転角検出部は、ローターと、前記ローターの回転角に応じた信号を出力する信号出力部と、を有し、前記ローターは、前記回転角出力軸の一端部に設けられた嵌合軸部が貫通する嵌合孔が設けられ、前記嵌合孔は、前記嵌合軸部とともに当該ローターが回転するように当該嵌合軸部が嵌め合わされることが好ましい。
　本発明において、前記流路切換弁は、前記回転角検出部が取り付けられるベース体をさらに有し、前記ベース体は、前記弁本体に対して固定され、前記回転角検出部が取り付けられる箇所に前記回転角出力軸が通される貫通孔が設けられていることが好ましい。
　上記目的を達成するために、本発明の他の一態様に係る流路切換弁の組立方法は、弁室および当該弁室に通じる複数の流路が設けられた弁本体と、前記弁室内に回転可能に収容され、回転位置に応じて前記流路の接続を切り換える弁体と、前記弁体の回転軸線に沿うように当該弁体に取り付けられる弁軸と、前記弁軸を介して前記弁体を回転させる駆動部と、前記弁軸の端面に設けられた取付穴に圧入される回転角出力軸と、前記回転角出力軸の前記回転軸線周りの回転角を検出する回転角検出部と、を有する流路切換弁の組立方法であって、前記弁軸の取付穴に挿入された前記回転角出力軸を前記回転軸線周りに回転させて位置合わせを行ったのち、前記回転角出力軸の挿入をさらに進めて前記取付穴に圧入することを特徴とする。
　本発明によれば、弁軸の端面に設けられた取付穴に圧入される回転角出力軸が、取付穴に圧入される前の挿入状態において当該取付穴内で回転軸線周りに回転可能に支持されている。このようにしたことから、回転角出力軸を取付穴に挿入した状態において、回転角出力軸を回転軸線周りに回転させて位置合わせを行うことができる。これにより、弁体、弁軸および回転角検出部の公差による回転角検出部の出力のずれをより小さくすることができる。そのため、弁体の回転位置の精度を効果的に向上できる。
本発明の一実施形態に係る流路切換弁の一部断面を含む斜視図である。 図１のＡ－Ａ線に沿う断面図である。 図１の流路切換弁が有するボール弁体の六面図である。 図１の流路切換弁の組立方法を説明する図であって、弁体に弁軸を取り付けた後にギヤを取り付ける様子を示す図である。 図１の流路切換弁の組立方法を説明する図であって、弁軸の取付穴にポテンショ軸を挿入する様子を示す図である。 図１の流路切換弁の組立方法を説明する図であって、弁本体にポテンショベースを固定する様子を示す図である。 図１の流路切換弁の組立方法を説明する図であって、ポテンショベースにポテンショメーターを取り付ける様子を示す図である。 図１の流路切換弁の組立方法を説明する図であって、ポテンショベースにポテンショメーターを取り付けたあとにポテンショ軸の位置を調整する様子を示す図である。 図１の流路切換弁の組立方法を説明する図であって、弁軸の取付穴にポテンショ軸を圧入する様子を示す図である。 図１の流路切換弁の変形例の構成を示す斜視図である。 図１０の流路切換弁が有する駆動部を示す斜視図である。
　以下、本発明の一実施形態に係る流路切換弁の構成について、図１～図３を参照して説明する。
　図１は、本発明の一実施形態に係る流路切換弁の一部断面を含む斜視図である。図２は、図１のＡ－Ａ線に沿う断面図である。図３は、図１の流路切換弁が有するボール弁体の六面図である。以下の説明において、「上下左右」は各図において各部材の相対的な位置関係を示すために用いており、絶対的な位置関係を示すものではない。各図において、左右方向をＸ軸方向、手前－奥方向をＹ軸方向、上下方向をＺ軸方向としている。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は互いに直交している。
　図１、図２に示すように、本実施形態の流路切換弁１は、弁本体１０と、ボール弁体２０と、シート部材３０、３０と、封止部材３１、３１と、駆動部４０と、弁軸５０と、を有している。また、流路切換弁１は、回転角出力軸であるポテンショ軸６０と、ベース体であるポテンショベース７０と、回転角検出部であるポテンショメーター８０と、を有している。
　弁本体１０は、合成樹脂を材料として略立方体箱状に形成されている。弁本体１０における左側壁部１０ａには、略Ｌ字状の第１流路１１が設けられている。弁本体１０の正面壁部１０ｂには、直線状の第２流路１２が設けられている。弁本体１０の右側壁部１０ｃには、第１流路１１と面対称となる略Ｌ字状の第３流路１３が設けられている。第１流路１１の開口１１ａと、第２流路１２の開口１２ａと、第３流路１３の開口１３ａとは、正面側（図１の紙面手前、図２の下方）に向けられている。第１流路１１と第２流路１２と第３流路１３とは、弁本体１０内に設けられた弁室１４に通じている。弁室１４に通じる流路として、２つまたは４つ以上の複数の流路が設けられていてもよい。
　ボール弁体２０は、例えば、金属や合成樹脂などを材料として、中空ボール状（球体状）に形成されている。ボール弁体２０は、後述するシート部材３０、３０に回転可能に支持されて弁室１４に収容されている。ボール弁体２０は、図２に示す回転位置において、左側に向けて開口された第１開口２１と、正面に向けて開口された第２開口２２と、右側に向けて開口された第３開口２３と、が設けられている。ボール弁体２０の内部には、第１開口２１と第２開口２２と第３開口２３とを互いにつなげる切換流路２５が設けられている。切換流路２５は、平面視で略Ｔ字状に形成されている。なお、ボール弁体２０は、例えば、第１開口２１および第２開口２２のみ有し、図２に示す回転位置において、第１開口２１と第２開口２２とを互いにつなげる平面視で略Ｌ字状の切換流路２５が設けられていてもよい。また、本実施形態では弁体としてボール弁体２０を用いているが、柱状の弁体を用いてもよい。
　切換流路２５は、回転位置に応じて第１流路１１と第２流路１２と第３流路１３との接続を切り換えるように構成されている。具体的には、切換流路２５は、ボール弁体２０が図２に示す回転位置にあるとき、第１流路１１と第２流路１２と第３流路１３とを接続する。切換流路２５は、ボール弁体２０が図２に示す回転位置から平面視で時計回りに９０度回転された回転位置にあるとき、第１流路１１と第２流路１２とを接続する。切換流路２５は、ボール弁体２０が図２に示す回転位置から平面視で反時計回りに９０度回転された回転位置にあるとき、第２流路１２と第３流路１３とを接続する。
　ボール弁体２０の上部には、後述する弁軸５０が挿入される弁軸挿入孔２４が設けられている。弁軸挿入孔２４は、弁軸５０の回転に伴ってボール弁体２０が回転軸線である軸線Ｌ周りに回転するように形成されている。具体的には、弁軸挿入孔２４は、弁軸５０の角柱部５２における軸方向と直交する方向の断面形状（横断面形状）と同一の形状に形成されている。本実施形態では、弁軸挿入孔２４は正六角形状に形成されている（図３）。
　シート部材３０、３０は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの合成樹脂を材料として、円環状に形成されている。シート部材３０、３０は、対をなしている。シート部材３０、３０は、弁室１４に収容されている。シート部材３０、３０は、Ｘ軸方向に間隔をあけて対向して配置されている。シート部材３０、３０は、弁室１４内においてボール弁体２０を間に挟んで回転可能に支持している。
　封止部材３１、３１は、例えば、ゴム材などの弾性材料からなるＯリングである。封止部材３１は、一方のシート部材３０と弁本体１０の左側壁部１０ａとの間に圧縮状態となるように挟まれて配置されている。封止部材３１は、他方のシート部材３０と弁本体１０の右側壁部１０ｃとの間に圧縮状態となるように挟まれて配置されている。本実施形態において、封止部材３１は、シート部材３０に設けられた環状溝３０ａに装着されている。封止部材３１の一部が環状溝３０ａから突出している。封止部材３１、３１は、シート部材３０、３０とともに弁本体１０とボール弁体２０との間をシール（封止）している。なお、封止部材３１、３１を省略して、ゴム材などの弾性材料からなる、封止部材の機能を兼ね備えたシート部材３０、３０を採用した構成としてもよい。
　駆動部４０は、図示しないモーターおよびギヤ４１を含む減速機を組み合わせた駆動機構と、この駆動機構を収容する樹脂製の下ケース４３および図示しない上ケースと、を有している。上ケースは、ねじ止め構造やスナップフィット構造などの取付構造により下ケース４３に取り付けられる。駆動部４０は、後述する弁軸を介してボール弁体２０を軸線Ｌ周りに回転させる。
　下ケース４３は、底壁４３ａの中央に円筒状の軸受部４５を一体的に有している。軸受部４５は、弁軸５０が挿入される。軸受部４５は、弁軸５０を回転可能に支持する。下ケース４３の底壁４３ａに四角筒形状の内側周壁部４３ｂが設けられている。内側周壁部４３ｂは、弁本体１０の内側に配置され、弁本体１０の上端部と組み合わされる。内側周壁部４３ｂと弁本体１０とは、接合（本実施形態では、超音波溶着）されている。なお、下ケース４３と弁本体１０とは、ねじ止め構造などにより互いに組み付けられていてもよい。
　弁軸５０は、合成樹脂製であり、全体的に直線状に延びる柱形状に形成されている。弁軸５０は、円柱部５１と、円柱部５１の下端に同軸に連なる角柱部５２と、を有している。弁軸５０は軸線Ｌに沿うように配置される。
　円柱部５１は、その下端部に、径方向外側に突出した環状のストッパ部５３が設けられている。ストッパ部５３は、その外径が軸受部４５の内径より大きくなるように形成されている。
　また、円柱部５１の下端部には、ストッパ部５３より上方の位置に全周にわたって溝が設けられている。この溝には、ゴム材などを材料として環状に形成されたＯリング５４がはめ込まれている。円柱部５１は、軸受部４５に挿入されて、軸受部４５に回転可能に支持される。円柱部５１の外径は、軸受部４５の内径より若干小さい。円柱部５１が軸受部４５に挿入されると、Ｏリング５４が弁軸５０と軸受部４５との隙間を封止する。これにより、弁室１４内の流体が外部に漏れることを防止する。
　円柱部５１の上端部には、駆動部４０の駆動機構が有するギヤ４１が圧入により取り付けられている。また、円柱部５１の上端部には、圧入されたギヤ４１の空回りを抑制する平面部５１ａが設けられている。ギヤ４１は、圧入以外の方法で弁軸５０に取り付けられていてもよい。
　角柱部５２は、横断面形状が正六角形状となる柱状に形成されている。角柱部５２は、ボール弁体２０の弁軸挿入孔２４に挿入され、軸線Ｌに沿うようにボール弁体２０に取り付けられる。ボール弁体２０の軸線Ｌが弁軸５０の回転軸となる。弁軸５０は、ギヤ４１の回転に伴って軸線Ｌ周りに回転される。弁軸挿入孔２４は、角柱部５２の横断面形状と同一の正六角形状に形成されている。そのため、弁軸挿入孔２４と角柱部５２とが嵌まり合う。ボール弁体２０は、弁軸５０の回転に伴って軸線Ｌ周りに回転される。角柱部５２は、その外径がストッパ部５３より小さくなるように形成されている。
　角柱部５２は、正六角形状以外にも、例えば、三角形柱状や四角形柱状などの多角形柱状や、円柱の側面の一部を平面にした断面Ｄ字状の柱状でもよい。この場合、弁軸挿入孔２４も、角柱部５２の横断面形状と同一の形状に形成される。
　また、円柱部５１における上方を向く端面５１ｂの中央には、取付穴５５が設けられている。取付穴５５は、軸線Ｌに沿う略円柱状の内側空間を有する。取付穴５５は、ガイド部５６と、ガイド部５６の下方に同軸に連なる圧入部５７と、を有している（図９）。ガイド部５６および圧入部５７は、横断面形状が円形状である。取付穴５５は、ガイド部５６の径が圧入部５７の径より大きくなるように形成されている。ガイド部５６と圧入部５７との間には、段部５８が設けられている。
　圧入部５７は、後述するポテンショ軸６０の一部分である小径部６４が圧入される。ガイド部５６は、ポテンショ軸６０の他部分である大径部６３が軸線Ｌ方向（挿入方向）および周方向に摺動可能に接する。
　ポテンショ軸６０は、例えば、ステンレスや真ちゅうなどの金属製またはポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）などの合成樹脂製である。ポテンショ軸６０は、弁軸５０と別部品である。ポテンショ軸６０は、弁軸５０の取付穴５５に圧入される。ポテンショ軸６０は、圧入により弁軸５０に同軸に固定して取り付けられる。ポテンショ軸６０は、その軸方向に沿って上方から下方に向かって順に、嵌合軸部６１と、中間部６２と、大径部６３と、小径部６４と、を有している。
　嵌合軸部６１は、円柱の側面の一部を平面にした断面Ｄ字状となる柱状（いわゆるＤカット形状）に形成されている。嵌合軸部６１は、ポテンショ軸６０の一端部に設けられ、後述するポテンショメーター８０のローター８１と嵌め合わされる。嵌合軸部６１は、少なくともその先端が取付穴５５から突出している。中間部６２は、円柱状に形成されている。中間部６２は、嵌合軸部６１と大径部６３とを接続する。大径部６３は、取付穴５５のガイド部５６の径と同じ径（略同一径を含む）となる円柱状に形成されている。小径部６４は、大径部６３の径より小さくかつ取付穴５５の圧入部５７の径より大きい径となる円柱状に形成されている。
　ポテンショベース７０は、合成樹脂製である。ポテンショベース７０は、ベース本体部７１と、メーター取付部７２と、を一体的に有している。ベース本体部７１は、略平板状に形成されている。ベース本体部７１は、下ケース４３の底壁４３ａから上方に突出するボス４３ｃ、４３ｃにねじ７８、７８によって固定される。メーター取付部７２は、円板状の底壁部７２ａと、底壁部７２ａの周縁から上方に立設した周壁部７２ｂと、を有している。底壁部７２ａの中央には、凹み７２ｃが設けられている。凹み７２ｃは、後述するポテンショメーター８０が取り付けられる箇所である。また、凹み７２ｃ内には、貫通孔７２ｄが設けられている。貫通孔７２ｄは、ポテンショ軸６０の嵌合軸部６１が通される。貫通孔７２ｄの径は、嵌合軸部６１の径より大きい。
　ポテンショメーター８０は、回転角を検出するための回転角センサーである。ポテンショメーター８０は、円板状のローター８１と、メーター本体部８２と、を有している。メーター本体部８２は、ローター８１を回転可能に支持する。メーター本体部８２は、ローター８１の回転角に応じた信号（電圧）を出力する信号出力部である。ローター８１の中央には、平面視Ｄ字状の嵌合孔８１ａが設けられている。嵌合孔８１ａは、ポテンショ軸６０の嵌合軸部６１が貫通する。嵌合孔８１ａは、嵌合軸部６１とともにローター８１が回転するように、嵌合軸部６１が嵌め合わされる。ローター８１は、嵌合軸部６１の回転に伴って回転される。これにより、ポテンショメーター８０は、ポテンショ軸６０の軸線Ｌ周りの回転角を検出する。
　流路切換弁１は、駆動部４０のモーターの回転がギヤ４１を通じて弁軸５０に出力される。弁軸５０が軸線Ｌ周りに回転される。この弁軸５０の回転に伴ってボール弁体２０が軸線Ｌ周りに回転されて、各回転位置に位置づけられる。これにより、回転位置に応じた流路の接続が実現される。また、弁軸５０とともにポテンショ軸６０が軸線Ｌ周りに回転される。ポテンショ軸６０の回転角に応じた信号がポテンショメーター８０から出力される。ポテンショメーター８０から出力された信号に基づいて、ボール弁体２０の回転位置を監視することができる。
　次に、本実施形態の流路切換弁１の組立方法の一例を、図４～図９を参照して説明する。
　図４～図９は、図１の流路切換弁の組立方法を説明する図であって、順に、（１）弁体に弁軸を取り付けた後にギヤを取り付ける様子を示す斜視図、（２）弁軸の取付穴にポテンショ軸を挿入する様子を示す斜視図、（３）弁本体にポテンショベースを固定する様子を示す斜視図、（４）ポテンショベースにポテンショメーターを取り付ける様子を示す斜視図、（５）ポテンショベースにポテンショメーターを取り付けたあとにポテンショ軸の位置を調整する様子を示す斜視図、および、（６）弁軸の取付穴にポテンショ軸を圧入する様子を示す断面図である。図９（ａ）は、弁軸の取付穴にポテンショ軸を挿入した状態（圧入する前の挿入状態）を示し、図９（ｂ）は、弁軸の取付穴にポテンショ軸を圧入して固定した状態を示す。
　まず、ボール弁体２０、シート部材３０、３０および封止部材３１、３１を弁本体１０の弁室１４に収容する。そして、第２流路１２から図示しない治具を挿入してボール弁体２０の位置合わせを行う。弁軸挿入孔２４に弁軸５０の角柱部５２を挿入してボール弁体２０に弁軸５０を取り付ける。この状態において、弁軸５０は軸線Ｌ（Ｚ軸方向）に沿って配置されている。そして、弁軸５０の円柱部５１を軸受部４５に挿入しつつ、弁本体１０と下ケース４３とを組み合わせる。下ケース４３に超音波を与え、下ケース４３を弁本体１０に超音波溶着する。
　次に、図４に示すように、弁軸５０の円柱部５１をギヤ４１に圧入するとともに、駆動機構を構成する他の部品（図示なし）を下ケース４３に組み込む。
　次に、図５に示すように、弁軸５０の取付穴５５にポテンショ軸６０を挿入する。具体的には、ポテンショ軸６０を小径部６４から取付穴５５に挿入し、小径部６４に続いて大径部６３を取付穴５５に挿入する。ポテンショ軸６０の大径部６３の径は、ガイド部５６の径と同じ径である。大径部６３の外周面がガイド部５６の内周面に挿入方向および周方向に摺動可能に接する。このように、大径部６３およびガイド部５６を有することにより、ポテンショ軸６０が弁軸５０に対して傾いて挿入されてしまうことを抑制できる。ポテンショ軸６０が弁軸５０と同軸となって軸線Ｌに沿って案内される。そして、小径部６４が取付穴５５の段部５８に突き当たるまでポテンショ軸６０の挿入を進める。このとき、ポテンショ軸６０は、圧入される前の挿入状態となっている。また、ポテンショ軸６０の嵌合軸部６１が、取付穴５５から突出している。
　次に、図６に示すように、ポテンショベース７０のメーター取付部７２に設けられた貫通孔７２ｄにポテンショ軸６０の嵌合軸部６１を通す。ポテンショベース７０を下ケース４３のボス４３ｃ、４３ｃに重ねて配置する。そして、ねじ７８、７８をボス４３ｃ、４３ｃに螺合して、ポテンショベース７０を下ケース４３に固定する。下ケース４３は、弁本体１０に超音波溶着により接合されている。そのため、ポテンショベース７０は、弁本体１０に対して固定されている。
　次に、図７に示すように、ポテンショメーター８０のローター８１に設けられた嵌合孔８１ａにポテンショ軸６０の嵌合軸部６１を貫通して、嵌合孔８１ａに嵌合軸部６１を嵌め合わせる。ポテンショメーター８０をポテンショベース７０のメーター取付部７２の凹み７２ｃ内に配置する。ポテンショメーター８０を、はんだ付けなどにより取り付けて固定する。なお、ポテンショメーター８０をポテンショベース７０に取り付けたあとに、ポテンショベース７０を下ケース４３に固定するようにしてもよい。
　次に、ポテンショ軸６０の軸線Ｌ周りの位置合わせを行う。すなわち、図８および図９（ａ）に示すように、ボール弁体２０の回転位置に対してポテンショメーター８０から正しい信号が出力されるように、ローター８１の嵌合孔８１ａと嵌め合わせられたポテンショ軸６０を取付穴５５内で軸線Ｌ周りに回転させる。そして、ポテンショ軸６０の位置合わせが完了したのち、図９（ｂ）に示すように、ポテンショ軸６０の挿入をさらに進めて下方に向けて押し込む。このようにして、ポテンショ軸６０の小径部６４を取付穴５５の圧入部５７に圧入し、ポテンショ軸６０が位置合わせされた状態で弁軸５０に固定する。
　最後に、下ケース４３に図示しない上ケースを取り付けて、流路切換弁１が完成する。
　以上より、本実施形態の流路切換弁１によれば、弁軸５０の端面５１ｂに設けられた取付穴５５に圧入されるポテンショ軸６０が、取付穴５５に圧入される前の挿入状態において当該取付穴５５内で軸線Ｌ周りに回転可能に支持されている。このようにしたことから、ポテンショ軸６０を取付穴５５に挿入した状態において、ポテンショ軸６０を軸線Ｌ周りに回転させて位置合わせを行うことができる。これにより、ボール弁体２０、弁軸５０およびポテンショメーター８０などの公差によるポテンショメーター８０の出力のずれをより小さくすることができる。そのため、ボール弁体２０の回転位置の精度を効果的に向上できる。
　次に、図１０、図１１に示す、上述した流路切換弁１の変形例となる流路切換弁２について説明する。
　この流路切換弁２は、流路切換弁１と同様に、弁本体１０と、ボール弁体２０と、シート部材３０、３０と、封止部材３１、３１と、駆動部４０Ａと、弁軸５０と、回転角出力軸であるポテンショ軸６０と、ベース体であるポテンショベース７０と、回転角検出部であるポテンショメーター８０と、を有している。流路切換弁２は、上述した流路切換弁１において駆動部４０に代えて駆動部４０Ａを有している以外は、当該流路切換弁１と同様の構成を有している。以下に、駆動部４０Ａについて説明する。なお、図１０、図１１において、ボール弁体２０、シート部材３０、３０および封止部材３１、３１は図示していない。
　駆動部４０Ａは、下ケース４３と、駆動機構４４と、を有している。そして、駆動機構４４は、モーター４６と、駆動ギヤ４７と、第１中間ギヤ４８と、第２中間ギヤ４９と、ギヤ４１と、を有している。
　モーター４６の回転軸４６ａには駆動ギヤ４７が取り付けられている。第１中間ギヤ４８は、軸部４８ａと、大径ギヤ部４８ｂと、小径ギヤ部４８ｃと、小径円板部４８ｄと、を有している。第２中間ギヤ４９は、軸部４９ａと、平歯ギヤ部４９ｂと、ウォーム部４９ｃと、大径円板部４９ｄと、を有している。
　第１中間ギヤ４８の大径ギヤ部４８ｂは駆動ギヤ４７と噛み合い、小径ギヤ部４８ｃは第２中間ギヤ４９の平歯ギヤ部４９ｂと噛み合う。第２中間ギヤ４９のウォーム部４９ｃは、ギヤ４１と噛み合う。これにより、回転軸４６ａの回転が、駆動ギヤ４７、第１中間ギヤ４８、第２中間ギヤ４９を介してギヤ４１に伝達される。ギヤ４１は、弁軸５０に圧入により固定されており、ギヤ４１が回転されることにより弁軸５０が回転される。そして、弁軸５０に取り付けられたボール弁体２０が回転されて、各回転位置に位置づけられる。
　また、第１中間ギヤ４８の小径円板部４８ｄにおける周面４８ｅと、第２中間ギヤ４９の大径円板部４９ｄにおける周面４９ｅと、が接している。これにより、第１中間ギヤ４８と第２中間ギヤ４９との軸間距離が確保され、騒音や潤滑不良、ギヤの破損や摩耗を抑制することができる。
　上記に本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。前述の実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、実施形態の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の趣旨に反しない限り、本発明の範囲に含まれる。
　１、２…流路切換弁、１０…弁本体、１０ａ…左側壁部、１０ｂ…正面壁部、１０ｃ…右側壁部、１１…第１流路、１２…第２流路、１３…第３流路、１１ａ、１２ａ、１３ａ…開口、１４…弁室、２０…ボール弁体、２１…第１開口、２２…第２開口、２３…第３開口、２４…弁軸挿入孔、２５…切換流路、３０…シート部材、３０ａ…環状溝、３１…封止部材、４０…駆動部、４１…ギヤ、４３…下ケース、４３ａ…底壁、４３ｂ…内側周壁部、４４…駆動機構、４５…軸受部、４６…モーター、４６ａ…回転軸、４７…駆動ギヤ、４８…第１中間ギヤ、４８ａ…軸部、４８ｂ…大径ギヤ部、４８ｃ…小径ギヤ部、４８ｄ…小径円板部、４８ｅ…周面、４９…第２中間ギヤ、４９ａ…軸部、４９ｂ…平歯ギヤ部、４９ｃ…ウォーム部、４９ｄ…大径円板部、４９ｅ…周面、５０…弁軸、５１…円柱部、５１ａ…平面部、５１ｂ…端面、５２…角柱部、５３…ストッパ部、５４…Ｏリング、５５…取付穴、５６…ガイド部、５７…圧入部、６０…ポテンショ軸、６１…嵌合軸部、６２…中間部、６３…大径部、６４…小径部、７０…ポテンショベース、７１…ベース本体部、７２…メーター取付部、７２ａ…底壁部、７２ｂ…周壁部、７２ｃ…凹み、７２ｄ…貫通孔、８０…ポテンショメーター、８１…ローター、８１ａ…嵌合孔、８２…メーター本体部

Claims (5)

  1. 　弁室および当該弁室に通じる複数の流路が設けられた弁本体と、前記弁室内に回転可能に収容され、回転位置に応じて前記流路の接続を切り換える弁体と、前記弁体の回転軸線に沿うように当該弁体に取り付けられる弁軸と、前記弁軸を介して前記弁体を回転させる駆動部と、を有する流路切換弁であって、
    　前記弁軸の端面に設けられた取付穴に圧入される回転角出力軸と、
    　前記回転角出力軸の前記回転軸線周りの回転角を検出する回転角検出部と、を有し、
    　前記回転角出力軸は、前記取付穴に圧入される前の挿入状態において当該取付穴内で前記回転軸線周りに回転可能に支持されることを特徴とする流路切換弁。
  2. 　前記取付穴は、前記回転角出力軸の一部分が圧入される圧入部と、前記回転角出力軸の他部分が挿入方向および周方向に摺動可能に接するガイド部と、を有する、請求項１に記載の流路切換弁。
  3. 　前記回転角検出部は、ローターと、前記ローターの回転角に応じた信号を出力する信号出力部と、を有し、
    　前記ローターは、前記回転角出力軸の一端部に設けられた嵌合軸部が貫通する嵌合孔が設けられ、
    　前記嵌合孔は、前記嵌合軸部とともに当該ローターが回転するように当該嵌合軸部が嵌め合わされる、請求項１または請求項２に記載の流路切換弁。
  4. 　前記回転角検出部が取り付けられるベース体をさらに有し、
    　前記ベース体は、前記弁本体に対して固定され、前記回転角検出部が取り付けられる箇所に前記回転角出力軸が通される貫通孔が設けられている、請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の流路切換弁。
  5. 　弁室および当該弁室に通じる複数の流路が設けられた弁本体と、前記弁室内に回転可能に収容され、回転位置に応じて前記流路の接続を切り換える弁体と、前記弁体の回転軸線に沿うように当該弁体に取り付けられる弁軸と、前記弁軸を介して前記弁体を回転させる駆動部と、前記弁軸の端面に設けられた取付穴に圧入される回転角出力軸と、前記回転角出力軸の前記回転軸線周りの回転角を検出する回転角検出部と、を有する流路切換弁の組立方法であって、
    　前記弁軸の前記取付穴に挿入された前記回転角出力軸を前記回転軸線周りに回転させて位置合わせを行ったのち、前記回転角出力軸の挿入をさらに進めて前記取付穴に圧入することを特徴とする流路切換弁の組立方法。
     
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