JP4128710B2 - Valve drive device - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータ等の駆動源により球体等で構成される弁体を駆動して、流路の開閉を行うバルブ駆動装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
冷蔵庫や空調機の冷媒の流路等を開閉して、流路に通じる室の温度制御等を行うための装置として、従来より、電磁弁（特開昭６２−２８８７８０号公報参照）やニードル弁を開閉弁として用いたバルブ駆動装置がある。
【０００３】
しかし、電磁弁を用いたバルブ駆動装置は、一般に、開閉動作時の音が大きいという問題がある。さらに、開あるい閉のいずれの状態にあっても、その状態を保持するには電磁弁を通電状態にしておく必要があり、消費電力の面でも問題がある。なお、この電磁弁方式のバルブ駆動装置は、構造上、２つの弁の状態を双方閉状態としたり、双方閉状態とすることが出来ないという欠点を有するものとなっている。
【０００４】
一方、ニードルを用いたバルブ駆動装置は、たとえば、ステッピングモータなどを駆動部として用い、そのステッピングモータの回転力をニードル弁の推力に変えて流路を開閉するものであり、電磁弁によるものに比べると、動作音の問題も少ない。
【０００５】
このニードル弁を用いたバルブ駆動装置は、通常、ステッピングモータの回転力をニードル弁の推力に変換するため、モータの回転軸の外周とこの回転軸の外側に配置される筒状部材の内周に、互いに噛み合うネジ部を形成する構造を有している。そして、モータの回転軸が筒状部材に螺合しながら回転することによりモータのロータが筒状部材に沿う方向に直線運動をする。この結果、モータの出力軸の先端部分に取り付けられたニードル弁が、出力軸と一体的に直線運動することとなり、このニードル弁の直線運動を利用して開口を開閉するようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなニードル弁を用いたバルブ駆動装置は、通常、モータとニードル弁とは１対１の関係になっているため、複数の弁体を１つのモータで開閉駆動することはできない。すなわち、このようなニードル弁を利用したバルブ駆動装置は、複数の流路（開口）を有する３方弁や４方弁には適用しにくい。また、このようなニードル弁を用いたバルブ駆動装置は、上述した筒状部材と出力軸の各ネジ部の成型が技術的に困難なものとなっている。すなわち、モータの出力軸が筒状部材に対してスムーズに回転するためには、筒状部材側のネジ溝と出力軸側のネジ溝とが、互いに高精度に加工されている必要があるからである。また、モータの回転軸の先端部分に取り付けられるニードル弁の中心位置と、このニードル弁が挿入される流路（開口）の中心位置との位置合わせ作業も微妙なものとなってくる。そのため、高精度な設計技術や組立時における経験的なノウハウが必要となってくるという問題点もある。
【０００７】
そこで本発明は、ネジ加工や弁体と開口の中心位置合わせ作業等の複雑でしかも経験的なノウハウが不必要であり、かつ、３方弁や４方弁にも適用可能なバルブ駆動装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、本発明では、気密状の内部空間を有する本体ケースと、この本体ケースの内部空間に開口するように連結されて上記本体ケースの内部空間に対して流体を流入及び流出させる流入管及び流出管と、上記流入管及び流出管の本体ケース内部空間への開口部を開閉するように配置された２つの弁体と、それらの２つの弁体に開閉駆動を行わせる駆動部と、を備えたバルブ駆動装置において、前記駆動部には、上記弁体を開閉作動させるように回転駆動されるカム面を備えたカム部材と、そのカム部材を回転駆動するステッピングモータと、前記カム部材の原点位置に相当する位置において上記ステッピングモータの回転側と固定側とを当接させて停止させる基準位置ロック部と、が設けられているとともに、前記カム部材のカム面は、上記基準位置ロック部と前記ステッピングモータとの間に前記ステッピングモータの分解能ステップの関係で生じる組立回転位置のバラツキを許容し、該組立回転位置のバラツキに相当する長さにわたって前記弁体の開閉動作の切り替わりを行わせないように構成されたものであって、前記カム部材が乗り上げるガイド部材が設けられ、当該ガイド部材には、前記カム部材を移動させて前記２つの弁体の双方を開放状態とする退避傾斜案内面が設けられた構成になされている。
【０００９】
上述したバルブ駆動装置は、ネジ加工や弁体と開口の中心位置合わせ作業等の煩わしい作業を必要とする複雑な構成ではなく、カム面を有するカム部材を駆動源により回転駆動することによって弁体を動作させるという単純な構成により、開口を弁体で開閉することが可能となる。また、弁体を複数設けると共にカム面の形状を若干工夫するだけで、本装置を複数の流出管に対応する３方弁装置や４方弁装置に適用することも可能となる。
【００１０】
また、特に本発明によれば、機械的構造の基準位置ロック部によりカム部材の原点位置を検出して、センサー等を用いることなく簡易な構成によりモータの初期設定が可能となるとともに、上記基準位置ロック部とモータとの間に生じる組立回転位置のバラツキを許容する誤差吸収面をカム部材のカム面に設けることによって、上記組立誤差に基づくカム部材の誤動作が防止されるようになっている。
【００１１】
また、本発明のように、基準位置ロック部の回転止め用突起を、本体ケース内のガイド部材に設けておけば、簡易な構成の基準位置ロック部とすることが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を熱機器に用いられる冷媒ガス切替用のバルブ駆動装置に適用した実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１乃至図８に示されている実施形態にかかるバルブ駆動装置１は、その外観上の構成を大きく分けて説明すると、冷媒ガスが流入・流出する本体ケース２と、この本体ケース２内において冷媒ガスの切り替えを行うように開閉する弁体を構成する２つの弁球体３ａ，３ｂと、これら２つの弁球体３ａ，３ｂを開閉駆動するための駆動部４と、から構成されている。
【００１４】
上記本体ケース２は、ステンレス（ＳＵＳ）材により形成された略カップ状のプレス絞り加工部品からなる主ケース２ａとケースカバー２ｂを、互いに対面するように突き合わせたものであって、これらの主ケース２ａとケースカバー２ｂとの突き合せ部分に設けられたフランジ部どうしが密着された状態で、ＴＩＧ（タングステンイナートガス）溶接部Ｔにより固着されていることによって、略円筒状の気密ガス収納空間が画成されている。
【００１５】
より具体的には、上記主ケース２ａは、略円形状を有する平坦状の底壁面２ａ１と、その底壁面２ａ１の外周側から環状に立ち上げられた側壁面２ａ２とを有しており、それら底壁面２ａ１及び側壁面２ａ２により、当該主ケース２ａの内部空間として図１上方側に開口する比較的浅い円筒状空間が画成されている。また、前記ケースカバー２ｂは、上記主ケース２ａより細長状の略カップ状をなしており、略円形状を有する平坦状の底壁面２ｂ１と、その底壁面２ｂ１の外周側から環状に立ち上げられた側壁面２ｂ２とを有し、当該ケースカバー２ｂの図１における下端側開口部を、上述した主ケース２ａの上端側開口部側に被せるように固定されている。
【００１６】
また、上記主ケース２ａの底壁面２ａ１には、冷媒ガスを本体ケース２内に流入させるための流入管５と、本体ケース２内の冷媒ガスを流出させるための２つの流出管６ａ，６ｂとがそれぞれ連結されている。すなわち、前記主ケース２ａは、その底壁面２ａ１に３つの開口を有していて、そのうちの１つは、流入管５に連結されており、流入管５を通して供給される冷媒ガスを主ケース２ａ内に取り込むためのものとなっている。残りの２つの開口は、上記主ケース２ａの内部空間と流出管６ａ，６ｂとを各々挿通させるためのものとなっており、主ケース２ａ内に取り込んだ冷媒ガスを各流出管６ａ，６ｂに送り込むためのものとなっている。このように本実施形態では、上記３つの各管部材５，６ａ，６ｂは、全て主ケース２ａの底壁面２ａ１に連結されており、当該底壁面２ａ１から、図示下方の同一の方向に向かって略平行に延在するように取り付けられている。これは、上述したように主ケース２ａをプレス品としたためのものであって、そのような平行配置関係としなれければ管連結ができないからである。
【００１７】
また、上記主ケース２ａの底壁面２ａ１における２つの開口と流出管６ａ，６ｂとの連結部位には、中心部に冷媒ガス通路孔を有する筒状のバルブ継手管７ａ，７ｂがそれぞれ嵌め込まれている。それらの各バルブ継手管７ａ，７ｂは、脱酸素鋼又は無酸素鋼（Ｃ１２２０，Ｃ１０２０）から形成された細長状の円筒状部材から形成されており、上記主ケース２ａの底壁面２ａ１を貫通するように装着されていて、前記主ケース２ａの底壁面２ａ１の外表面に対して、ニッケルロウ付け部Ｎにより固着されている。これら各バルブ継手管７ａ，７ｂにおける前記主ケース２ａへの嵌め込み部分から外方（図１の下方）に突出する部分は、比較的大径状に形成されており、その大径状の外方突出部分の内方側に、上述した流出管６ａ，６ｂがそれぞれ挿入されることにより固定されている。そして、これらバルブ継手管７ａ，７ｂの大径状部分と、流出管６ａ，６ｂとの間も、ニッケルロウ付け部Ｎによって固着されている。
【００１８】
一方、特に図５に示されているように、前記流入管５は、主ケース２ａに設けられたバーリング部Ｂを介して直接的に取り付けられているが、上述した流出管６ａ，６ｂも同様なバーリング部により連結させることも可能である。
【００１９】
一方、上記バルブ継手管７ａ，７ｂにおける前記主ケース２ａの内部空間側に突出する部分は、主ケース２ａの底壁面２ａ１から軸方向（図１の上方向）に向かって所定高さにわたって立設するように設けられており、当該バルブ継手管７ａ，７ｂの立設先端開口部のそれぞれに対して、上記弁球体３ａ，３ｂが各々載置されている。上記バルブ継手管７ａ，７ｂの立設先端開口部には、弁球体３ａ，３ｂの外表面に相当する部分球面形状をなすようにして弁口７ａｖ，７ｂｖ（特に図４，図５及び図７参照）が形成されており、その弁口７ａｖ，７ｂｖに対して、上記各弁球体３ａ，３ｂが密着状態となるように載置されている。
【００２０】
また、特に図７に示されているように、上記バルブ継手管７ａ，７ｂの冷媒ガス通路孔７ａ１，７ｂ１は、装置に必要な冷媒ガスの流量を確保し得る程度の細径寸法を有するように設定されているが、その冷媒ガス通路孔７ａ１，７ｂ１には、前記流入管５及び流出管６ａとの連結部分にロウ溜り部７ａ２，７ｂ２が設けられており、流入管５及び流出管６ａとの連結に用いたロウ付け部Ｎで余剰となったロウ剤を蓄えて、余剰となったロウ剤が冷媒ガス通路孔７ａ１，７ｂ１内へ流入することを防止している。
【００２１】
さらに、上記バルブ継手管７ａ，７ｂの外表面側における軸方向の略中央部分には、鍔形状の押え部７ａ３，７ｂ３がそれぞれ形成されており、それらの鍔状押え部７ａ３，７ｂ３の図１上方側面に対して、上記バルブ継手管７ａ，７ｂの外周部分に装着されたコイルバネ７ａ４，７ｂ４の端部が支持されている。これらのコイルバネ７ａ４，７ｂ４は、上記バルブ継手管７ａ，７ｂの上端部分からやや突出する長さを備えていて、上記各弁球体３ａ，３ｂを、バルブ継手管７ａ，７ｂの弁口７ａｖ，７ｂｖから上方側に押し上げるように付勢する機能を有している。
【００２２】
さらにまた、上記バルブ継手管７ａ，７ｂの鍔状押え部７ａ３，７ｂ３と、前記主ケース２ａとの間には、ステンレス（ＳＵＳ）材のプレス加工品からなるガイド部材２ｃのガイド基板２ｃ１が挟持されている。上記ガイド部材２ｃにおけるガイド基板２ｃ１は、前記主ケース２ａの底壁面２ａ１に密着するように配置されていて、上述したバルブ継手管７ａ，７ｂ及び弁球体３ａ，３ｂのそれぞれを位置規制する一対の弁支持枠２ｃ２，２ｃ３が、上記バルブ継手管７ａ，７ｂに沿うようにして立設されている。
【００２３】
すなわち、上記両弁支持枠２ｃ２，２ｃ３は、上記ガイド基板２ｃ１から略直角に立ち上がるように設けられていて、前記バルブ継手管７ａ，７ｂ及び弁球体３ａ，３ｂのそれぞれを三方から取り囲む平面略コの字状をなすように形成されている。そして、それらの各弁支持枠２ｃ２，２ｃ３における一対のコ字状の開放部どうしが、互いに中心側に向かって対向するように配置されており、当該各弁支持枠２ｃ２，２ｃ３の両壁面に対して、上記バルブ継手管７ａ，７ｂの鍔状押え部７ａ３，７ｂ３が当接することによって、予め決められた所定位置に位置ズレなきように保持されている。また、前記両弁球体３ａ，３ｂは、上記各弁支持枠２ｃ２，２ｃ３により画成された略矩形状の内方側空間内に、後述するような開閉移動の範囲内での移動が許容されつつ、前記バルブ継手管７ａ，７ｂの弁口７ａｖ，７ｂｖから脱落することのないよう保持されている。
【００２４】
上記弁球体３ａ，３ｂの開閉動作は、後述するように、当該弁球体３ａ，３ｂの上方側に接触するように配置された駆動部４のカム部材４ａによって行われる構成になされているが、前記ガイド部材２ｃには、そのカム部材４ａの全体を図１上方側の待避位置に上昇移動させることによって、上述した２つの弁球体３ａ，３ｂの双方を開放状態とする待避傾斜案内部２ｃ４（特に図６及び図８参照）が設けられている。また、その待避傾斜案内部２ｃ４の近傍には、上記カム部材４ａの回転移動時における原点位置となる回転止め用突起２ｃ５が設けられている。この回転止め用突起２ｃ５は、基準位置ロック部を構成するものであるが、これらの各部材に関する詳細な構成については後述する。
【００２５】
さらに、前述したようにガイド部材２ｃは、前記主ケース２ａの内部空間内に配置されているが、当該ガイド部材２ｃには、主ケース２ａの内周壁面に当接するラジアル方向の位置決め部が設けられている。このラジアル方向の位置決め部は、主ケース２ａの内周壁面に対して三点以上、本実施形態では五箇所にわたって当接しており、より具体的には、上記待避傾斜案内部２ｃ４から接線方向に折れ曲がるようにして第１位置決め板２ｃ６が一体的に延出しており、その第１位置決め板２ｃ６の延出側の先端縁部分が、上記主ケース２ａの内周面に当接している。また、上記各弁支持枠２ｃ２，２ｃ３の上縁部からは、図１の上方側に向かって第２位置決め板２ｃ７，２ｃ８が突出しており、それらの各第２位置決め板２ｃ７，２ｃ８における幅方向の両端縁部が、前記主ケース２ａの内周面に当接している。そして、これら第１位置決め板２ｃ６及び第２位置決め板２ｃ７，２ｃ８が、主ケース２ａの内周壁面に当接していることによって、ガイド部材２ｃの全体が、主ケース２ａに対してラジアル方向に容易かつ高精度に位置決めされるようになっている。
【００２６】
このとき、上記第２位置決め板２ｃ７，２ｃ８は、前述したケースカバー２ｂ側に連結される主ケース２ａのフランジ部とほぼ同一高さとなるように配置されており、上記ケースカバー２ｂ側のフランジ部に対して、主ケース２ａのフランジ部と同様に当接される配置関係になされている。
【００２７】
一方、上記駆動部４を構成するカム部材４ａは、上記弁球体３ａ，３ｂに当接する円盤状部材の第１のカム部材４ａ１と、その第１のカム部材４ａ１の中心側部分から図１の下方に向かって突出する第２のカム部材４ａ２とを備えており、特に図９に示されているように、上記第１のカム部材４ａ１の下端面側には、所定の凹凸形状からなるカム面４ａ３が設けられているとともに、上記第２のカム部材４ａ２の円筒状周面部にはカム面４ａ４が設けられている。カム部材４ａの構造については後述するが、前記駆動部４は、上記カム部材４ａを回転駆動させる駆動源となるステッピングモータ４ｂを備えており、当該ステッピングモータ４ｂにより上記第１及び第２のカム部材４ａ１，４ａ２を回転駆動させることによって、上記弁球体３ａ，３ｂが主ケース２ａ内の所定の範囲内で開閉動作させるように構成されている。
【００２８】
ステッピングモータ４ｂは、コイルが巻装されたステータ部４ｂ１と、このステータ部４ｂ１の内側に対向配置されたロータ部４ｂ２と、このロータ部４ｂ２の回転中心部分が回転自在に挿通された固定軸４ｂ３と、を備えた構成となっている。そして、電力供給部４ｂ４から上記ステータ部４ｂ１のコイルに電力が供給されると、これによりロータ部４ｂ２が固定軸４ｂ３を回転中心として回転するようになっている。
【００２９】
上記ステータ部４ｂ１は、所定の樹脂部材からなるステータケース４ｂ５内に収納されており、このステータケース４ｂ５は後述する固定用ブラケット４ｂ１２の係合・離脱作用によって、前記本体ケース２に対して着脱自在に取り付け可能となっている。なお、上記ステータ部４ｂ１では、前記コイルが、樹脂によってステータ部４ｂ１の極歯等と一体化されているとともに封止された構造になされている。
【００３０】
一方、上記ロータ部４ｂ２においては、ＰＢＴ（ポリプチレンテフタレート）で構成された樹脂成形材料にマグネット４ｂ６がインサート成形されおり、上記マグネット４ｂ６が、前記ステータ部４ｂ１に対して半径方向に対向するように配置されているとともに、当該ロータ部４ｂ２の中心部分は、前述した第１及び第２のカム部材４ａ１，４ａ２の回転中心軸となる固定軸４ｂ３に対して回転自在に装着されている。このロータ部４ｂ２は、上述した本体ケース２のケースカバー２ｂの内部空間に収納されており、そのケースカバー２ｂによって、上述したステータ部４ｂ１側に対して空間的に隔絶されている。
【００３１】
このようなロータ部４ｂ２が挿通された固定軸４ｂ３は、前述したガイド部材２ｃのガイド基板２ｃ１の略中央部分に圧入固定されることによって不動状態にて立設されており、当該固定軸４ｂ３の図１上端部分が、前記ケースカバー２ｂの底壁面２ｂ１の中心位置に形成された軸受け凹部２ｂ３内に遊嵌状態で挿入されているとともに、前記固定軸４ｂ３の図１の下端部分は、前記主ケース２ａの底壁面２ａ１の中心位置に形成された軸受け凹部２ａ３内に遊嵌状態で挿入されている。これら２つの軸受け凹部２ｂ３，２ａ３は、組み立て時における固定軸４ｂ３の位置決めとして用いられる。
【００３２】
また、上記ロータ部４ｂ２における図１上側の端面は、前記ケースカバー２ｂの底壁面２ｂ１と軸方向に対向するように配置されているが、当該ロータ部４ｂ２の上端面と、ケースカバー２ｂの底壁面２ｂ１との間には、上記ロータ部４ｂ２の全体を図１下方側である主ケース２ａ側へ向かって付勢するコイルバネ４ｂ７が圧縮状態で装着されていて、当該コイルバネ４ｂ７の付勢力によって、上記ロータ部４ｂ２が主ケース２ａ側に付勢されながら回転されるようになっている。すなわち、上述したバルブ継手管７ａ，７ｂのいずれかがカム部材４ａの作用によって開放された場合には、その開放されたバルブ継手管７ａ，７ｂを通して主ケース２ａ内に流れ込んでくる冷媒ガスの圧力によって、ロータ部４ｂ２が図１上方側であるケースカバー２ｂの底壁面２ｂ１側に押し込まれるが、上記コイルバネ４ｂ７は、その時のロータ部４ｂ２を押し戻すクッションの役割を果たす。
【００３３】
さらに、上記コイルバネ４ｂ７は、ロータ部４ｂ２の端面に対しては、平座金４ｂ８を介して圧接されているが、ケースカバー２ｂの底壁面２ｂ１に対しては、釣り鐘状の座金４ｂ９を介して圧接されている。この釣り鐘状座金４ｂ９は、ケースカバー２ｂの底壁面２ｂ１に当接する平坦面部４ｂ１０と、その平坦面部４ｂ１０の外周縁から一体的に立ち上がるように曲げ形成された円筒状部４ｂ１１とを有しており、上記平坦面部４ｂ１０の表面に対して上記コイルバネ４ｂ７が圧接されている。また、上記釣り鐘状座金４ｂ９の円筒状部分４ｂ１１は、コイルバネ４ｂ７の外方側を覆うように装着されている。
【００３４】
一方、前記ロータ部４ｂ２の他端側（図１の下端側）の端面には、上述したカム部材４ａの第１のカム部材４ａ１及び第２のカム部材４ａ２が、一体的に設けられていて、これら第１のカム部材４ａ１及び第２のカム部材４ａ２は、上記ステッピングモータ４ｂを駆動源として、ロータ部４ｂ２と一体的に回転されるようになっている。
【００３５】
このうち第１のカム部材４ａ１は、薄板円盤状の部材から形成されており、その中心が、上述のロータ部４ｂ２と同様に固定軸４ｂ３に挿通されている。そして、当該第１のカム部材４ａ１の図１下端面に設けられたカム面４ａ３は、上述した筒状のバルブ継手管７ａ，７ｂの先端面に対して直上位置から対向するように配置されていて、その第１のカム部材４ａ１のカム面４ａ３と、バルブ継手管７ａ，７ｂとの間に、バルブ継手管７ａ，７ｂを開閉する弁球体３ａ，３ｂが配置されている。
【００３６】
このとき、上記一対のバルブ継手管７ａ，７ｂ及び弁球体３ａ，３ｂは、前記第１のカム部材４ａ１及び第２のカム部材４ａ２の軸中心に対して略対称な位置関係となるように配置されており、上記一対のバルブ継手管７ａ，７ｂどうし、及び一対の弁球体３ａ，３ｂどうしが、それぞれ前記固定軸４ｂ３を中心として１８０°反対側の領域に配置されている。すなわち、これら一対のバルブ継手管７ａ，７ｂどうし、及び弁球体３ａ，３ｂどうしは、それぞれ略直線状の位置関係をなす配置関係にて構成されている。
【００３７】
このように一対の弁球体３ａ，３ｂを直線上に配置するのは、これら一対の弁球体３ａ，３ｂを単一のカム部材４ａで開閉作動させる際に、両弁球体３ａ，３ｂどうしの高さにバラツキがあったり、カム軸に多少のガタツキがあっても、それら一対の弁球体３ａ，３ｂをともに閉塞する動作を確実に行わせるためである。ただし、上記弁球体３ａ，３ｂの高さのバラツキや、カム軸のガタツキに対応して、カム部材４ａ自体が揺動するように構成しておけば、上述したように弁球体３ａ，３ｂを直線上に配置する必要はない。その場合のカム部材４ａの揺動支持構造としては、カム部材をエッジ状部分を支点として揺動可能に支持するなど、多種多様な揺動支持構造を採用することができる。
【００３８】
上記第１のカム部材４ａ１のカム面４ａ３は、前記バルブ継手管７ａ，７ｂに対向配置されるドーナツ形状を有しており、そのカム面４ａ３の面形状は、前記弁球体３ａ，３ｂをバルブ継手管７ａ，７ｂの上端部の弁口７ａｖ，７ｂｖ側に弁球体３ａ，３ｂを押し付けたり、上記弁球体３ａ，３ｂから離間させることによって開閉動作を行わせる形状になされている。
【００３９】
上述したように、第１カム部材４ａ１のカム面４ａ３によって動作させられる弁球体３ａ，３ｂは、付勢部材としてのコイルバネ７ａ４，７ｂ４の付勢力によって図１の上方側に押し上げられていることから、上記各弁球体３ａ，３ｂは、各コイルバネ７ａ４，７ｂ４の付勢力によって常にカム面４ａ３側に接触するように付勢されており、特に、バルブ継手管７ａ，７ｂを閉状態から開状態にする際には、上記各コイルバネ７ａ４，７ｂ４の上方付勢力を利用してバルブ継手管７ａ，７ｂから離間させる。また、このような構成によって、上記弁球体３ａ，３ｂのカム面４ａ３との当接は、常時確実なものとなされており、弁球体３ａ，３ｂが、カム面４ａ３の面形状に沿って確実に動作されるようになっている。次に、上記第１のカム部材４ａ１に設けられたカム面４ａ３の面形状、及び弁球体３ａ，３ｂの動作を詳細に説明する。
【００４０】
特に図９に示されているように、上記第１のカム部材４ａ１のカム面４ａ３は、弁球体３ａ，３ｂを開口を塞ぐ方向に動作させるための突出山部４ａ５と、弁球体３ａ，３ｂを開口を開く方向に動作させるための低面谷部４ａ６と、これらの突出山部４ａ５及び低面谷部４ａ６を連結する２つの斜面部４ａ７，４ａ７とを有している。上記突出山部４ａ５と低面谷部４ａ６は、固定軸４ｂ３の軸方向に凹凸形状を有するように形成されており、そのうちの突出山部４ａ５は、バルブ継手管７ａ，７ｂの弁口７ａｖ，７ｂｖに向かって突出するように形成されており、全周中心角３６０度のカム面４ａ３のうちの約２００度程度の中心角の範囲で形成されている。本実施形態では、上記突出山部４ａ５が、低面谷部４ａ６に対して０．７ｍｍの高さを有するものとなっているが、この高さについては設計条件に応じて任意のものとして良い。これによって前記各弁球体３ａ，３ｂは、上記突出山部４ａ５に対向して接触している際には、バルブ継手管７ａ，７ｂ側に押し付けられて、上記弁口７ａｖ，７ｂｖを閉塞する。
【００４１】
一方、低面谷部４ａ６は、カム面４ａ３の残りの１６０度のうちの約９０度程度の中心角の範囲で形成されている。各弁球体３ａ，３ｂは、この低面谷部４ａ６に対向している際には、上述したコイルバネ７ａ４，７ｂ４の付勢力によってバルブ継手管７ａ，７ｂから離れ、主ケース２ａの開口を開放する。また、上記両斜面部４ａ７，４ａ７は、それぞれ約３５度づつの範囲で形成されている。これらの斜面部４ａ７，４ａ７は、カム部材４ａ１が回転する際に、各弁球体３ａ，３ｂとの当接を、低面谷部４ａ６と突出山部４ａ５との間で滑らかに切り換えるためのものとなっている。
【００４２】
また、上記第１のカム部材４ａ１の外周面には、ロータ部４ｂ２の回転規制、すなわちロータ部４ｂ２を所定の範囲でのみ回転可能として原点検出を行う基準位置ロック部としての係合凸部４ａ８が、半径方向外方に向かって突出するように形成されている。この係合凸部４ａ８は、前述したガイド部材２ｃの待避傾斜案内部２ｃ４の最上位置に形成された回転止め用突起２ｃ５（特に図６及び図８参照）と当接可能な位置に形成されていて、上記第１のカム部材４ａ１がロータ部４ｂ２と一体的に回転されると、回転止め用突起２ｃ５と当接してロータ部４ｂ２のそれ以上の回転を阻止するように構成されている。本実施形態では、この動作を本装置の原点位置出しとして利用するようにしており、その原点位置からステッピングモータ４ｂを所定ステップ駆動することによって動作開始点を定め、両バルブ継手管７ａ，７ｂの開閉状態を制御するようになっている。この原点位置出し動作は、毎動作開始後に行うものとしてもよいし、数時間に１回行うようにしてもよい。
【００４３】
また、ロータ部４ｂ２が逆方向において所定位置まで回転した際も、当然に、上記係合凸部４ａ８は回転止め用突起２ｃ５にぶつかる。このとき、上記係合凸部４ａ８は、第１カム部材４ａ１の周面において中心角が２０度の範囲で形成されており、一方、上記主ケース２ａ側の回転止め用突起２ｃ５も、同様に中心角２０度の範囲に形成されている。そのため、前記ロータ部４ｂ２は、３２０度の範囲で回転可能となっている。なお、本実施の形態では、通常時、逆回転動作によっては、上記係合凸部４ａ８を回転止め用突起２ｃ５に当接させないようになっている。すなわち、係合凸部４ａ８が回転止め用突起２ｃ５に当接する前にステッピングモータ４ｂが停止するようにステップ数が定められていて、上記係合凸部４ａ８が回転止め用突起２ｃ５に当接する場合は、駆動開始時か、制御上何らかの必要性がある場合であり、トラブルが生じてオーバーステップ状態となった場合などにおいては、係合凸部４ａ８により原点位置出しが実行されるようになっている。
【００４４】
一方、前記第２のカム部材４ａ２は、上記固定軸４ｂ３に支承されており、第１のカム部材４ａ１と同様にロータ部４ｂ２と一体回転するものとなっている。この第２のカム部材４ａ２は、上述した第１のカム部材４ａ１と同軸上に配置されており、固定軸４ｂ３を回転中心として１８０度離れた位置に配置された両弁球体３ａ，３ｂの間に位置している。上記第２のカム部材４ａ２の外周部にはカム面４ａ４が形成されており、そのカム面４ａ４には、上記第１のカム部材４ａ１の低面谷部４ａ６の略中心部に向かって突出する頂部４ａ９が設けられている。この第２のカム部材４ａ２の頂部４ａ９が、前記弁体３ａ，３ｂに当接した際には、当該弁体３ａ，３ｂが半径方向外方側に向かって押しやられ（図１の弁体３ｂ参照）、これによってバルブ継手管７ａ，７ｂが開放されるようになっている。
【００４５】
すなわち、この第２のカム部材４ａ２の頂部４ａ９は、弁球体３ａ，３ｂが第１のカム部材４ａ１の低面谷部４ａ６に対向している際、その弁球体３ａ，３ｂを外側に押し出すためのものとなっていて、この構成により、上記弁球体３ａ，３ｂが低面谷部４ａ６に対向しバルブ継手管７ａ，７ｂから離間しているときには、上記第２のカム部材４ａ２の頂部４ａ９によって、弁球体３ａ，３ｂが開口を開閉するための動作方向（図１において左右方向）と直交する方向に移動されることとなる。従って、この第２のカム部材４ａ２は、弁球体３ａ，３ｂの外側方向への移動手段となっていて、これにより上記弁球体３ａ，３ｂは、確実にバルブ継手管７ａ，７ｂの開口を開放することができる。
【００４６】
このような構成としたのは、以下の理由による。すなわち、弁球体３ａ，３ｂは、常時コイルバネ７ａ４，７ｂ４によってカム部材４ａ１のカム面４ａ３側に付勢されているため、低面谷部４ａ６と対向した際にはその付勢力によってバルブ継手管７ａ，７ｂの開口から離れるようになっている。しかしながら、振動や冷媒ガスの脈動により主ケース２ａの内部に内圧が発生し、弁球体３ａ，３ｂが低面谷部４ａ６と対向しているにもかかわらず開口を塞いでしまう状態になるおそれがある。このような状態となると、内部の気圧が弁球体３ａ，３ｂを開口へ押しつけるように働くため、コイルバネ７ａ４，７ｂ４の付勢力だけでは弁球体３ａ，３ｂが開口から離れなくなる危険性が生ずる。
【００４７】
さらに、このような状態においてコイルバネ７ａ４，７ｂ４の付勢力のみで弁球体３ａ，３ｂを開口から離すような構成にする場合は、コイルバネ７ａ４，７ｂ４にかなり強い付勢力を持たせる必要が生じる。また、そのような強い付勢力を有するコイルバネ７ａ４，７ｂ４を用いるとすると、開から閉にする動作時には、逆にこの付勢力に抗して弁球体３ａ，３ｂをバルブ継手管７ａ，７ｂ側に移動させなければならず、この動作に多大なモータトルクが必要となってしまう。そこで、弁球体３ａ，３ｂが第１カム部材４ａ１のカム面４ａ３の低面谷部４ａ６と対向した際には、第２のカム部材４ａ２の突出山部４ａ５により、強制的に弁球体３ａ，３ｂを外側に押し出してバルブ継手管７ａ，７ｂから離す構成とし、モータトルク及びコイルバネ７ａ４，７ｂ４の付勢力をそれ程アップしなくとも、確実に弁球体３ａ，３ｂをバルブ継手管７ａ，７ｂから離し、開口を開放することができる。
【００４８】
なお、上記コイルバネ７ａ４，７ｂ４は、第２のカム部材４ａ２のカム面４ａ４の突出山部４ａ５によって、弁球体３ａ，３ｂが、固定軸４ｂ３を中心とした半径方向の外側に移動させられると、これを移動前の方向に戻すように働く。すなわち、上記コイルバネ７ａ４，７ｂ４は、弁球体３ａ，３ｂが外側に移動させられた際にその移動に伴って伸張する。その際、コイルバネ７ａ４，７ｂ４は、弁球体３ａ，３ｂとの当接状態は縦続し、かつ収縮しようとする。そのため、第２のカム部材４ａ２が回転し、カム面４ａ４の頂部４ａ９と弁球体３ａ，３ｂとの当接が外れ、弁球体３ａ，３ｂが外側に押し出されない状況となると、コイルバネ７ａ４，７ｂ４の収縮、及び第１のカム部材４ａ１のカム面４ａ３の押圧力によって弁球体３ａ，３ｂは、移動前の位置へ戻される。
【００４９】
このように本実施形態にかかるバルブ駆動装置１は、上述した３２０度の範囲にわたるロータ部４ｂ２の回転によって、両弁球体３ａ，３ｂをそれぞれ動作させるものであり、それによって、上記両弁球体３ａ，３ｂが、両バルブ継手管７ａ，７ｂを開閉し、両バルブ継手管７ａ，７ｂの開閉状態を４つの状態、すなわち、両方とも閉塞となる第１のモードと、一方が閉で他方が開となる第２，第３のモードと、両方とも開放となる第４のモードと、のいずれかにすることができるものとなっている。
【００５０】
まず、図１０（Ａ）に示す第１のモードでは、前述したガイド部材２ｃに設けられた待避傾斜案内部２ｃ４の最上位置に、カム部材４ａの係合凸部４ａ８が乗り上げており、カム部材４ａは、ロータ部４ｂ２とともに図１上方側の待避位置に上昇移動させられている。これによって、上記２つの弁球体３ａ，３ｂの双方は、ともに開放状態に維持されている。なお、この図１０（Ａ）に示す第１のモードは、係合凸部４ａ８を回転止め用突起２ｃ５に当接させて原点位置出しを行った状態となっているが、係合凸部４ａ８が回転止め用突起２ｃ５にぶつかる寸前にステッピングモータ４ｂを停止させ、その状態を第１のモードとすることも可能である。
【００５１】
また、図１０（Ｂ）に示す第２のモードは、第１のカム部材４ａ１の突出山部４ａ５の中間部分を弁球体３ａに当接させ、低面谷部４ａ６の中間部分を弁球体３ｂに当接させ、弁球体３ａでバルブ継手管７ａを閉塞し、弁球体３ｂをバルブ継手管７ｂから離してバルブ継手管７ｂを開放した状態となっている。なお、この図１０（Ｂ）に示す第２のモードは、原点位置から第１のカム部材４ａ１を矢示の方向へ９０度回転させた状態を示しているが、この第２のモードは、２００度にわたって形成されている突出山部４ａ５が弁球体３ａとのみ当接していればよいので、原点位置から見て１０度から１６０度の範囲の回転で良いが、本実施形態では、第１のカム部材４ａ１の回転角度と第２のカム部材４ａ２の回転角度との同期を取り、９０度回転した際に第２のカム部材４ａ２の頂部４ａ９が弁球体３ｂを外側に押しやってバルブ継手管７ｂを開放するようになっているので、９０度回転したときを第２のモードとしている。
【００５２】
さらに、図１０（Ｃ）に示す第３のモードは、第２のモードから第１のカム部材４ａ１を１８０度回転（原点位置から見ると２７０度回転）させた状態、すなわち突出山部４ａ５の中間部分を弁球体３ｂに当接させ、低面谷部４ａ６の中間部分を弁球体３ａに当接させ、弁球体３ｂでバルブ継手管７ｂを閉塞し、弁球体３ａをバルブ継手管７ａから離してバルブ継手管７ａを開放した状態となっている。なお、この図１０（Ｃ）に示す第３のモードは、上述の第２のモードからは１８０度、原点位置からは第１カム部材４ａ１を矢示方向へ２７０度回転させた状態を示しているが、この第３のモードは、２００度にわたり形成されている突出山部４ａ５が弁球体３ｂとのみ当接していればよいので、原点位置から見て１６０度から３２０度の範囲の回転ならば良いこととなるが、本実施形態では、第１のカム部材４ａ１の回転角度と第２のカム部材４ａ２の回転角度との同期を取り、２７０度回転した際に第２のカム部材４ａ２の頂部４ａ９が弁球体３ａを外側に押しやってバルブ継手管７ａを開放するようになっているので、２７０度回転したときを第３のモードとしている。
【００５３】
一方、図１０（Ｄ）に示す第４のモードは、上述した第１のモードと第２のモードとの中間状態であって、第１のモードから第１のカム部材４ａ１を９０度回転（原点位置から見ると１８０度回転）させた状態であるが、上記第１のカム部材４ａ１の２００度形成されている突出山部４ａ５の両端近傍で両弁球体３ａ，３ｂを両バルブ継手管７ａ，７ｂ側へ押し下げ、両バルブ継手管７ａ，７ｂをともに閉塞させた状態となっている。
【００５４】
ここで、上述したカム部材４ａ１，４ａ２の各カム面４ａ３，４ａ４には、上記第１のカム部材４ａ１に設けられた係合凸部４ａ８と、ステッピングモータ４ｂのステータ部４ｂ１との間に生じる組立回転位置のバラツキを許容するように誤差吸収面が余裕分として設けられている。すなわち、本実施形態においては、上述したステッピングモータ４ｂの回転の原点出しを行うに際して、互いに当接する係合凸部４ａ８と回転止め用突起２ｃ５とからなる基準位置ロック部を用いているが、これら係合凸部４ａ８と回転止め用突起２ｃ５との当接位置は、ステッピングモータ４ｂの分解能ステップとの関係でバラツキを生じる。例えば、４極モータの場合には、４ステップ又は８ステップ分に対応して、組み立て時から所定の理論ズレ量が生じ、各装置毎に個体差が発生することとなり、上述した８ステップのステッピングモータ４ｂの場合には、原点位置に初期設定していても、回転開始から最大±４ステップの位置ずれを生じる。
【００５５】
そこで、本実施形態では、上述したステッピングモータ４ｂの分解能ステップに対応した位置ずれ量、例えば±４ステップに相当する長さにわたって、上述したカム部材４ａ１のカム面４ａ３を延長することによって誤差吸収面としているとともに、カム部材４ａ２のカム面４ａ４に設けられた頂部４ａ９の先端部分に、例えば２ステップに相当する長さにわたっての誤差吸収面が設けられており、そのような各誤差吸収面に対して弁球体３ａ，３ｂが当接している間は、開閉動作の切り替わりを行わせないように構成している。
【００５６】
一方、前記ケースカバー２ｂの半径方向外方側には、ステッピングモータ４ｂのステータ部４ｂ１が配置されているが、そのステータ部４ｂ１は、ステータケース４ｂ５に収納された状態で本体ケース２に装着されているが、これらステータケース４ｂ５と本体ケース２とは、前記主ケース２ａ側に固定された弾性力を有する固定用ブラケット４ｂ１２を介して着脱自在に取り付けられている。
【００５７】
より具体的には、特に図２に示されているように、上記主ケース２ａの外周部に対して、略矩形状の薄板材からなる固定用ブラケット４ｂ１２に設けられた取付穴が圧入されており、その固定用ブラケット４ｂ１２の取付穴の開口縁部に折り曲げ形成された複数個の弾性片４ｂ１３が、前記主ケース２ａの外周面を締め付けた状態で固定用ブラケット４ｂ１２が固着されている。このとき、上記固定用ブラケット４ｂ１２の取付穴の開口縁には、主ケース２ａのフランジ部側に向かって軸方向に突出する位置決め突起４ｂ１４（図１参照）が、上記本体ケース２の軸方向に突出するように設けられており、この位置決め突起４ｂ１４の先端部が、上記主ケース２ａのフランジ部に当接することによって軸方向の位置決めが行われるようになっている。
【００５８】
一方、上記固定用ブラケット４ｂ１２の側縁部からは、略Ｌ字状に折れ曲がるようにして延出する係止爪４ｂ１５が設けられているとともに、上記ステータケース４ｂ５の外周面には、上記係止爪４ｂ１５が引っかかるような段部４ｂ１６が形成されていて、上記係止爪４ｂ１５が段部４ｂ１６に係合・離脱することによって、上記ステータケース４ｂ５と本体ケース２とが着脱されるようになっている。
【００５９】
また、上記固定用ブラケット４ｂ１２には、上述した取付穴から半径方向外方に向かって略直線状に延出する切欠き部４ｂ１７が設けられており、上記固定用ブラケット４ｂ１２を本体ケース２に対して着脱する場合に、前記流入管５及び流出管６ａ，６ｂの挿脱が、上記切欠き部４ｂ１７を通して行われるようになっている。
【００６０】
さらに、前記固定用ブラケット４ｂ１２の一端縁部には、バルブ駆動装置１の全体を、例えば冷蔵庫の枠体に取り付けるための固定板４ｂ１８が設けられている。この固定板４ｂ１８は、固定用ブラケット４ｂ１２の本体部分を略直角に折り曲げるようにして形成されており、当該固定板４ｂ１８に設けられた一対の取付孔４ｂ１９，４ｂ１９に、図示を省略した固定用のネジ等を貫通させることによって取付が行われる。
【００６１】
次に、上述したように構成された実施形態のバルブ駆動装置１におけるバルブの開閉動作について説明する。
【００６２】
まず、本装置を冷媒流通路等の所定の位置に取り付けた後、ステッピングモータ４ｂを所定ステップ駆動して原点位置出し動作を行う。すなわち、ステッピングモータ４ｂのステータ部４ｂ１のコイルを通電状態とし、所定ステップ分（３２０度回動するためのフルステップ分）にわたって上記ロータ部４ｂ２を所定の方向に回転する。これにより、第１及び第２のカム部材４ａ１，４ａ２がロータ部４ｂ２と一体的に回転して、原点位置まで回転すると、第１カム部材４ａ１の周面に形成された係合凸部４ａ８が、ガイド部材２ｃの待避傾斜案内部２ｃ４の最上位置に形成された回転止め用突起２ｃ５にぶつかる。これによって、第１カム部材４ａ１の回転が阻止され、ロータ部４ｂ２の回転も阻止される。このように回転阻止された状態で余分なステップを出力した位置を原点位置とする。
【００６３】
本実施の形態では、上記原点位置では、上述した第１のモード、すなわちバルブ継手管７ａ，７ｂがともに弁球体３ａ，３ｂによって開放された状態となっている（図１０（Ａ）参照）。このため、流入管５から本体ケース２内に冷媒ガスが流入されている場合には、その冷媒ガスが流出管６ａ，６ｂ側に流出されていくこととなるが、冷媒ガスが本体ケース２内に流入されていない場合には、バルブ継手管７ａ，７ｂと弁球体３ａ，３ｂとの間が離間するために、それら両部材どうしが空気層を介して互いに遮断される。この状態から、流出管６ｂ側のみを開放し、流出管６ａ側はそのまま閉塞状態を維持したい場合は、以下のように駆動する。
【００６４】
まず、ステータ部４ｂ１のコイルに通電してロータ部４ｂ２を原点位置から９０度回転するように駆動する。すると、第１及び第２のカム部材４ａ１，４ａ２は、ロータ部４ｂ２と一体的に、図１０（Ａ）において矢示方向へ回転し、図１０（Ｂ）の状態となる。この間、弁球体３ａは、第１のカム部材４ａ１の突出山部４ａ５との当接を維持し、バルブ継手管７ａ側に押し付けられたままの状態となっている。そのため、バルブ継手管７ａは閉塞状態を維持し、流出管６ａ側には冷媒ガスが流れないようになる。
【００６５】
一方、弁球体３ｂは、ロータ部４ｂ２の９０度の回転のうちの最初の１０度の回転で、まず第１のカム部材４ａ１の突出山部４ａ５との当接が解除される。そして、弁球体３ｂは、この最初の１０度の回転後における次の３５度の回転の際には、斜面部４ａ７と当接し、コイルバネ７ｂ４の付勢力によって徐々にバルブ継手管７ｂから離される。そして、このような計４５度の回転を経てから低面谷部４ａ６との当接が開始される。このとき、弁球体３ｂは、コイルバネ７ｂ４の付勢力によってさらにバルブ継手管７ｂから離され、バルブ継手管７ｂは開放状態となる。このため、冷媒ガスは、流出管６ｂ側に流れることとなる。
【００６６】
なお、弁球体３ｂは、低面谷部４ａ６との当接が開始され、さらにロータ部４ｂ２が４５度（原点位置から見て９０度）回転されたときには、第１のカム部材４ａ１の回転に同期している第２のカム部材４ａ２の頂部４ａ９により外側（図１０（Ｂ）において右側）に押し出される。このため、コイルバネ７ｂ４の付勢力によりバルブ継手管７ｂから離れない場合でも、第２のカム部材４ａ２によって確実にバルブ継手管７ｂから離れ、バルブ継手管７ｂは開放状態となる。この結果、原点位置から９０度ロータ部４ｂ２が回転すると、バルブ継手管７ａは閉塞することにより流出管６ａを閉尭状態、バルブ継手管７ｂは開放することにより流出管６ｂを開放状態の第２のモードとなる。
【００６７】
次に、この第２のモードとなっている状態から、開閉状態が逆となる流出管６ａを開放状態、流出管６ｂを閉塞状態とする第３のモードとする場合は、以下のように駆動する。
【００６８】
第２の状態（原点位置からロータ部４ｂ２が９０度回転した状態）からステータ部４ｂ１のコイルに通電してロータ部４ｂ２を、先ほどの原点位置から第２のモードとするときと同様の方向に回転するように駆動する。すると、第１及び第２のカム部材４ａ１，４ａ２は、ロータ部４ｂ２と一体的に、図１０（Ｂ）において矢示方向へ回転する。
【００６９】
弁球体３ａは、ロータ部４ｂ２の最初の１００度（原点位置から見て９０度から１９０度）の回転の間、第１のカム部材４ａ１の突出山部４ａ５との当接を維持し、バルブ継手管７ａ側に押し付けられたままの状態となっている。そして、ロータ部４ｂ２の回転が１００度（原点位置から見て１９０度）を超えると、弁球体３ａは、第１のカム部材４ａ１の突出山部４ａ５との当接が解除され、斜面部４ａ７との当接が開始される。弁球体３ａは、この斜面部４ａ７と当接した状態での３５度の回転の際には、コイルバネ７ａ４の付勢力によって徐々にバルブ継手管７ａから離される。そして、このような計１３５度（原点位置から見て２２５度）の回転を経てから低面谷部４ａ６との当接が開始される。このとき、弁球体３ａは、コイルバネ７ａ４の付勢力によってさらにバルブ継手管７ａから離され、バルブ継手管７ａは開放状態となる。このため、流出管６ａ側に冷媒ガスが流れることとなる。
【００７０】
なお、弁球体３ａは、低面谷部４ａ６との当接が開始され、さらにロータ部４ｂ２が４５度（原点位置から見て２７０度）回転されたときには、第１のカム部材４ａ１の回転に同期している第２のカム部材４ａ２の頂部４ａ９により外側（図１０（Ｃ）において左側）に押し出される。このため、コイルバネ７ｂ４の付勢力によりバルブ継手管７ａから離れない場合でも、第２のカム部材４ａ２によって確実にバルブ継手管７ａから離れ、バルブ継手管７ａは開放状態となる。
【００７１】
一方、弁球体３ｂは、ロータ部４ｂ２の最初の４５度（原点位置から見て９０度から１３５度）の回転の間、第１のカム部材４ａ１の低面谷部４ａ６との当接を維持し、バルブ継手管７ｂから離れた状態を維持する。この間、弁球体３ｂと第２のカム部材４ａ２の頂部４ａ９との当接は解除となる。そのため、弁球体３ｂは、コイルバネ７ｂ４の付勢力により、内側（図１０（Ｂ）において左側）方向へ移動し、頂部４ａ９に押し出される前の位置へ戻る。
【００７２】
そして、ロータ部４ｂ２の回転が４５度（原点位置から見て１３５度）を超えると、弁球体３ｂは、第１のカム部材４ａ１の低面谷部４ａ６との当接が解除され、斜面部４ａ７との当接が開始される。そして、弁球体３ｂは、この斜面部４ａ７と当接した状態で３５度の回転の際には、コイルバネ７ｂ４の付勢力に抗して徐々にバルブ継手管７ｂへ近づく。そして、このような計８０度（原点位置から見て１７０度）の回転を経てから、弁球体３ｂは突出山部４ａ５との当接が開始される。これによって、弁球体３ｂは、バルブ継手管７ｂに完全に当接してバルブ継手管７ｂを閉塞する。なお、ロータ部４ｂ２は、この後１００度（原点位置から見て１７０度から２７０度まで）回転する。この間、弁球体３ｂは、この突出山部４ａ５との当接を維持し、バルブ継手管７ｂは閉塞状態を維持する。そのため、流出管６ｂ側には冷媒ガスが流れない。
【００７３】
このように、原点位置から見てロータ部４ｂ２が２７０度回転すると、弁球体３ａは低面谷部４ａ６と当接すると共に第２カム部材４ａ２の頂部４ａ９で外側に押し出されてバルブ継手管７ａが開放し、弁球体３ｂは突出山部４ａ５と当接してバルブ継手管７ｂが閉塞状態となる。この結果、原点位置から２７０度ロータ部４ｂ２が回転すると、バルブ継手管７ａを開放することにより流出管６ａを開放状態、バルブ継手管７ｂを閉塞することにより流出管６ｂを閉塞状態の第３のモードとなる。
【００７４】
このようにして形成した第３のモードから再び第１のモードとする場合は、今までの方向と逆の方向に約２７０度ロータ部４ｂ２を回転すれば良い。なお、２７０度回転すると、第１のカム部材４ａ１の嵌合凸部４ａ８が主ケース２ａ側の回転止め用突起２ｃ５にぶつかってしまうので、これを避けるため、２６０度程度回転するようにしてもよい。その場合、その状態から第２のモードとするには、上述の動作より１０度少ない回転、すなわち第１のモードから８０度回転する。
【００７５】
また、上述した第２のモードと第３のモードとの中間位置、すなわち原点位置から見て１８０度の位置までロータ部４ｂ２が回転すると、両弁球体３ａ，３ｂは、ともに第１のカム部材４ａ１の突出山部４ａ５に当接し、バルブ継手管７ａ，７ｂ側に押し付けられた状態となっている。そのため、両バルブ継手管７ａ，７ｂは閉塞状態を維持する第４のモードとなり、両流出管６ａ，６ｂの双方に冷媒ガスが流れないようになる。
【００７６】
このような本実施形態では、機械的構造の基準位置ロック部４ａ８，２ｃ５によりカム部材４ａの原点位置を検出することによって、センサー等を用いることなく簡易な構成によりモータの初期設定が可能となるとともに、上記基準位置ロック部４ａ８，２ｃ５とモータとの間に生じる組立回転位置のバラツキを許容する誤差吸収面をカム部材４ａのカム面４ａ３，４ａ４に設けることによって、上記組立誤差に基づくカム部材４ａの誤動作が防止されるようになっている。
【００７７】
また、本実施形態のように、基準位置ロック部の回転止め用突起２ｃ５を、本体ケース２内のガイド部材２ｃに設けておけば、簡易な構成の基準位置ロック部とすることが可能となる。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のバルブ駆動装置は、駆動部にカム面を備えたカム部材を設け、このカム部材のカム面によって弁体を動作させて本体ケースの開口を開閉するようになっている。そのため、従来のバルブ駆動部材で用いられているネジ部が必要ない。その結果、ネジの高精度な加工や弁体と開口の中心位置合わせ作業等の煩わしい作業を必要せず、単純な構成により開口を弁体で開閉することが可能となるため、部品点数の減少に加えて組み立てコスト等の生産コストをも抑えることが可能となり、大量生産に適した安価なバルブ駆動装置とすることができる。
【００７９】
また、特に本発明では、機械的構造の基準位置ロック部によりカム部材の原点位置を検出することによって、センサー等を用いることなく簡易な構成によりモータの初期設定が可能となるとともに、上記基準位置ロック部とモータとの間に生じる組立回転位置のバラツキを許容する誤差吸収面をカム部材のカム面に設けることによって、上記組立誤差に基づくカム部材の誤動作を防止し、安定した開閉動作を得ることができる。
【００８０】
また、本発明のように、基準位置ロック部の回転止め用突起を、本体ケース内のガイド部材に設けておけば、上述した効果に加えて、簡易な構成の基準位置ロック部とすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態であるバルブ駆動装置の縦断面説明図である。
【図２】図１のバルブ駆動装置を矢示II方向から見た底面説明図である。
【図３】図１のバルブ駆動装置における本体ケース部分を拡大して表した縦断面説明図である。
【図４】図１のバルブ駆動装置における本体ケースの主ケースに対する管連結状態を正面側から拡大して表した縦断面説明図である。
【図５】図１のバルブ駆動装置における本体ケースの主ケースに対する管連結状態を側面側から拡大して表した縦断面説明図である。
【図６】図１のバルブ駆動装置における本体ケースの主ケースに対する管連結状態を平面側から拡大して表した縦断面説明図である。
【図７】本体ケースに固定されたバルブ継手管の構造を表した縦断面説明図である。
【図８】本体ケースに固定されたガイド部材の構造を表した側面説明図である。
【図９】図１のバルブ駆動装置におけるカム部材を矢示II方向から見た底面説明図である。
【図１０】図１のバルブ駆動装置におけるカム部材によるバルブ切り替え動作を表した平面透視図あって、（Ａ）は原点位置となる第１のモード時の、（Ｂ）は原点位置から矢示方向に９０度回転した状態となる第２のモード時の、（Ｃ）は原点位置から矢示方向に２７０度回転した状態となる第３のモード時の、（Ｄ）は原点位置から矢示方向に１８０度回転した状態となる第４のモード時のカム部材をそれぞれ示した図である。
【符号の説明】
１ バルブ駆動装置
２ 本体ケース
２ａ 主ケース
２ｂ ケースカバー
２ｂ２，２ａ３ 軸受け凹部
２ｃ ガイド部材
２ｃ２，２ｃ３ 弁支持枠
２ｃ４ 待避傾斜案内部
２ｃ５ 原点回転止め用突起
２ｃ６ 第１位置決め板
２ｃ７，２ｃ８ 第２位置決め板
３ａ，３ｂ 弁球体
４ 駆動部
４ａ カム部材
４ａ１ 第１のカム部材
４ａ２ 第２のカム部材
４ａ３ カム面
４ａ４ カム面
４ａ５ 突出部
４ａ６ 低面部
４ａ７ 斜面部
４ｂ ステッピングモータ
４ｂ１ ステータ部
４ｂ２ ロータ部
４ｂ３ 固定軸
４ｂ４ ステータケース
４ｂ５ マグネット
４ｂ６ 固定用ブラケット
４ｂ７ コイルバネ
４ｂ９ 釣り鐘状の座金
４ｂ１３ 切欠き部
４ｂ１４ 固定板
５ 流入管
６ａ，６ｂ 流出管
７ａ，７ｂ バルブ継手管
７ａｖ，７ｂｖ 弁口
７ａ１，７ｂ１ 冷媒ガス通路孔
７ａ２，７ｂ２ ロウ溜り部
７ａ３，７ｂ３ 鍔形状の押え部
７ａ４，７ｂ４ コイルバネ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement of a valve driving device that opens and closes a flow path by driving a valve body formed of a sphere or the like by a driving source such as a motor.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, electromagnetic valves (see Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-288780) and needle valves have been used as devices for opening and closing a refrigerant flow path or the like in a refrigerator or an air conditioner to control the temperature of a chamber communicating with the flow path. There is a valve drive device that uses as a switching valve.
[0003]
However, a valve driving device using an electromagnetic valve generally has a problem that the sound during opening and closing operations is loud. Furthermore, in order to maintain the state in either the open state or the closed state, it is necessary to keep the solenoid valve energized, which causes a problem in terms of power consumption. In addition, this solenoid valve type valve driving device has a drawback in that the two valves cannot be both closed or cannot be both closed.
[0004]
On the other hand, a valve driving device using a needle drives, for example, a stepping motor. Part The stepping motor is used to open and close the flow path by changing the rotational force of the stepping motor to the thrust force of the needle valve.
[0005]
In order to convert the rotational force of the stepping motor into the thrust force of the needle valve, the valve driving device using the needle valve usually converts the outer periphery of the motor rotation shaft and the inner periphery of the cylindrical member disposed outside the rotation shaft. Further, it has a structure for forming threaded portions that mesh with each other. And the rotor of a motor carries out a linear motion in the direction in alignment with a cylindrical member by rotating while rotating the rotating shaft of a motor to a cylindrical member. As a result, the needle valve attached to the tip of the output shaft of the motor linearly moves integrally with the output shaft, and the opening is opened and closed using the linear motion of the needle valve.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a valve driving device using a needle valve, since the motor and the needle valve are usually in a one-to-one relationship, a plurality of valve bodies cannot be driven to open and close by a single motor. That is, a valve driving device using such a needle valve is difficult to apply to a three-way valve or a four-way valve having a plurality of flow paths (openings). Further, in the valve driving device using such a needle valve, it is technically difficult to mold the cylindrical member and each screw portion of the output shaft. That is, in order for the output shaft of the motor to rotate smoothly with respect to the cylindrical member, the screw groove on the cylindrical member side and the screw groove on the output shaft side need to be processed with high accuracy. It is. Also, alignment work between the center position of the needle valve attached to the tip of the rotating shaft of the motor and the center position of the flow path (opening) into which the needle valve is inserted is also possible. subtle It will become something. Therefore, there is a problem that high-precision design technology and empirical know-how at the time of assembly are required.
[0007]
Therefore, the present invention eliminates the need for complicated and empirical know-how such as screw machining and center alignment of the valve body and the opening, and is applicable to a three-way valve or a four-way valve. The purpose is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, according to the present invention, a main body case having an airtight inner space is connected to the inner space of the main body case so as to open and flow fluid into and out of the inner space of the main body case. The inflow pipe and the outflow pipe to be opened, and the opening to the main body case internal space of the inflow pipe and the outflow pipe are arranged to open and close Two The disc and They of Two And a cam member provided with a cam surface that is rotationally driven so as to open and close the valve body. A stepping motor that rotationally drives the member, and a reference position lock unit that stops the rotation side and the fixed side of the stepping motor in contact with each other at a position corresponding to the origin position of the cam member, and The cam surface of the cam member allows a variation in the assembly rotation position caused by the resolution step of the stepping motor between the reference position lock portion and the stepping motor, and is a length corresponding to the variation in the assembly rotation position. Further, it is configured not to switch the opening / closing operation of the valve body. In addition, a guide member on which the cam member rides is provided, and the guide member is provided with a retraction inclined guide surface that moves the cam member to open both the two valve bodies. Constitution Nina Has been.
[0009]
The valve driving device described above is not a complicated configuration that requires troublesome operations such as screw machining and center alignment of the valve body and the opening, but the valve body is driven by rotating a cam member having a cam surface by a drive source. It is possible to open and close the opening with the valve body by a simple configuration of operating the valve. Further, the present apparatus can be applied to a three-way valve apparatus or a four-way valve apparatus corresponding to a plurality of outflow pipes by providing a plurality of valve bodies and slightly devising the shape of the cam surface.
[0010]
In particular, according to the present invention, the origin position of the cam member is detected by the reference position lock portion of the mechanical structure, and the motor can be initialized with a simple configuration without using a sensor or the like. By providing an error absorbing surface on the cam surface of the cam member that allows variation in the assembly rotation position generated between the position lock portion and the motor, the cam member is prevented from malfunctioning due to the assembly error. .
[0011]
In addition, as in the present invention, if the protrusion for rotation prevention of the reference position lock portion is provided on the guide member in the main body case, the reference position lock portion having a simple configuration can be obtained.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a refrigerant gas switching valve driving device used in a thermal apparatus will be described in detail with reference to the drawings.
[0013]
The valve drive device 1 according to the embodiment shown in FIG. 1 to FIG. 8 is roughly described in terms of its external configuration. A main body case 2 into which refrigerant gas flows in and out, and a main body case 2 in the main body case 2. It comprises two valve ball bodies 3a and 3b that constitute a valve body that opens and closes so as to switch the refrigerant gas, and a drive unit 4 that opens and closes the two valve ball bodies 3a and 3b.
[0014]
The main body case 2 is formed by abutting a main case 2a and a case cover 2b made of a substantially cup-shaped press-drawn part made of stainless steel (SUS) so as to face each other. 2a and the case cover 2b are joined to each other by a TIG (tungsten inert gas) welded portion T in a state where the flange portions provided in close contact with each other, thereby forming a substantially cylindrical airtight gas storage space. It is made.
[0015]
More specifically, the main case 2a has a flat bottom wall surface 2a1 having a substantially circular shape, and a side wall surface 2a2 raised in an annular shape from the outer peripheral side of the bottom wall surface 2a1, The bottom wall surface 2a1 and the side wall surface 2a2 define a relatively shallow cylindrical space that opens upward in FIG. 1 as the internal space of the main case 2a. The case cover 2b has a substantially cup shape that is longer than the main case 2a. The case cover 2b is raised in a ring shape from a flat bottom wall surface 2b1 having a substantially circular shape and an outer peripheral side of the bottom wall surface 2b1. 1 and is fixed so that the lower end opening in FIG. 1 of the case cover 2b covers the upper end opening of the main case 2a.
[0016]
The bottom wall surface 2a1 of the main case 2a has an inflow pipe 5 for allowing the refrigerant gas to flow into the main body case 2, and two outflow pipes 6a and 6b for allowing the refrigerant gas in the main body case 2 to flow out. Are connected to each other. That is, the main case 2a has three openings in the bottom wall surface 2a1, one of which is connected to the inflow pipe 5, and the refrigerant gas supplied through the inflow pipe 5 is supplied to the main case 2a. It is intended to be taken in. The remaining two openings are for inserting the internal space of the main case 2a and the outflow pipes 6a and 6b, respectively. The refrigerant gas taken into the main case 2a is supplied to the outflow pipes 6a and 6b. It is intended for sending in. As described above, in the present embodiment, the three pipe members 5, 6a, 6b are all connected to the bottom wall surface 2a1 of the main case 2a, and are directed from the bottom wall surface 2a1 in the same direction below the drawing. It is attached so as to extend substantially in parallel. This is because, as described above, the main case 2a is a press product, and pipe connection cannot be achieved unless such a parallel arrangement relationship is obtained.
[0017]
In addition, cylindrical valve joint pipes 7a and 7b each having a refrigerant gas passage hole at the center thereof are fitted into the connecting portion between the two openings in the bottom wall surface 2a1 of the main case 2a and the outflow pipes 6a and 6b. Yes. Each of the valve joint pipes 7a and 7b is formed of an elongated cylindrical member formed of deoxidized steel or oxygen-free steel (C1220, C1020), and penetrates the bottom wall surface 2a1 of the main case 2a. It is attached to the outer surface of the bottom wall surface 2a1 of the main case 2a by a nickel brazing portion N. A portion of each of the valve joint pipes 7a and 7b that protrudes outward (downward in FIG. 1) from the fitting portion into the main case 2a is formed to have a relatively large diameter. The above-described outflow pipes 6a and 6b are respectively inserted and fixed to the inner side of the protruding portion. The large-diameter portions of the valve joint pipes 7a and 7b and the outflow pipes 6a and 6b are also fixed by the nickel brazing portion N.
[0018]
On the other hand, as shown in FIG. 5 in particular, the inflow pipe 5 is directly attached via a burring portion B provided in the main case 2a, but the above-described outflow pipes 6a and 6b are also the same. It is also possible to connect with a simple burring part.
[0019]
On the other hand, portions of the valve joint pipes 7a and 7b that protrude toward the inner space of the main case 2a are erected over a predetermined height from the bottom wall surface 2a1 of the main case 2a in the axial direction (upward in FIG. 1). The valve ball bodies 3a and 3b are respectively mounted on the standing opening portions of the valve joint pipes 7a and 7b. Valve openings 7av and 7bv (particularly FIGS. 4, 5 and 7) are formed so that the front end opening portions of the valve joint pipes 7a and 7b have partial spherical shapes corresponding to the outer surfaces of the valve balls 3a and 3b. The valve ball bodies 3a, 3b are placed in close contact with the valve ports 7av, 7bv.
[0020]
In particular, as shown in FIG. 7, the refrigerant gas passage holes 7a1 and 7b1 of the valve joint pipes 7a and 7b have a small diameter enough to ensure the flow rate of the refrigerant gas necessary for the apparatus. However, the refrigerant gas passage holes 7a1 and 7b1 are provided with wax reservoirs 7a2 and 7b2 at the connecting portion between the inflow pipe 5 and the outflow pipe 6a, and the inflow pipe 5 and the outflow pipe 6a. The surplus brazing agent is stored in the brazing part N used for connection to the refrigerant gas to prevent the surplus brazing agent from flowing into the refrigerant gas passage holes 7a1 and 7b1.
[0021]
Further, hook-shaped presser portions 7a3 and 7b3 are formed at substantially central portions in the axial direction on the outer surface sides of the valve joint pipes 7a and 7b, respectively, and the hook-like presser portions 7a3 and 7b3 are shown in FIG. Ends of coil springs 7a4 and 7b4 mounted on the outer peripheral portions of the valve joint pipes 7a and 7b are supported on the upper side surface. The coil springs 7a4 and 7b4 have a length that slightly protrudes from the upper end portions of the valve joint pipes 7a and 7b. The valve ball bodies 3a and 3b are connected to the valve ports 7av and 7bv of the valve joint pipes 7a and 7b. It has a function of energizing to push upward from the top.
[0022]
Furthermore, a guide substrate 2c1 of a guide member 2c made of a pressed product of stainless steel (SUS) is sandwiched between the flange-like presser portions 7a3 and 7b3 of the valve joint pipes 7a and 7b and the main case 2a. Has been. A guide substrate 2c1 in the guide member 2c is disposed so as to be in close contact with the bottom wall surface 2a1 of the main case 2a, and a pair of positions for regulating the position of the valve joint pipes 7a and 7b and the valve ball bodies 3a and 3b described above. Valve support frames 2c2 and 2c3 are erected along the valve joint pipes 7a and 7b.
[0023]
That is, the valve support frames 2c2 and 2c3 are provided so as to rise from the guide substrate 2c1 at a substantially right angle, and are substantially planar planes surrounding the valve joint pipes 7a and 7b and the valve ball bodies 3a and 3b from three directions. It is formed so as to have a letter shape. A pair of U-shaped open portions of the valve support frames 2c2 and 2c3 are disposed so as to face each other toward the center side, and are formed on both wall surfaces of the valve support frames 2c2 and 2c3. On the other hand, when the flange-like presser portions 7a3 and 7b3 of the valve joint pipes 7a and 7b are in contact with each other, the valve joint pipes 7a and 7b are held so as not to be displaced at predetermined positions. The valve ball bodies 3a and 3b are allowed to move within a range of opening and closing movements, which will be described later, in a substantially rectangular inner space defined by the valve support frames 2c2 and 2c3. However, the valve joint pipes 7a and 7b are held so as not to drop out of the valve ports 7av and 7bv.
[0024]
As described later, the opening and closing operation of the valve ball bodies 3a and 3b is performed by the cam member 4a of the drive unit 4 disposed so as to contact the upper side of the valve ball bodies 3a and 3b. In the guide member 2c, the entire cam member 4a is moved upward to the retracted position on the upper side in FIG. 1 to thereby open both the above-described two valve ball bodies 3a and 3b in the open state. In particular, see FIG. 6 and FIG. Further, in the vicinity of the retractable inclination guide portion 2c4, there is provided a rotation stop projection 2c5 that becomes an origin position when the cam member 4a is rotationally moved. The rotation stop projection 2c5 constitutes a reference position lock portion, and a detailed configuration regarding each of these members will be described later.
[0025]
Further, as described above, the guide member 2c is disposed in the internal space of the main case 2a. The guide member 2c is provided with a radial positioning portion that abuts against the inner peripheral wall surface of the main case 2a. It has been. This radial positioning portion is in contact with three or more points on the inner peripheral wall surface of the main case 2a, in this embodiment, over five locations, and more specifically, in the tangential direction from the retracted inclination guide portion 2c4. The first positioning plate 2c6 extends integrally so as to be bent, and the leading end edge portion of the first positioning plate 2c6 is in contact with the inner peripheral surface of the main case 2a. Further, second positioning plates 2c7 and 2c8 protrude from the upper edge portions of the valve support frames 2c2 and 2c3 toward the upper side in FIG. 1, and the width direction of the second positioning plates 2c7 and 2c8 is determined in the width direction. Both end edges of the two are in contact with the inner peripheral surface of the main case 2a. Since the first positioning plate 2c6 and the second positioning plates 2c7 and 2c8 are in contact with the inner peripheral wall surface of the main case 2a, the entire guide member 2c is easily radial with respect to the main case 2a. And it is positioned with high accuracy.
[0026]
At this time, the second positioning plates 2c7 and 2c8 are arranged so as to be substantially the same height as the flange portion of the main case 2a connected to the case cover 2b described above, and the flange portion on the case cover 2b side. On the other hand, it is in an arrangement relationship in contact with the flange portion of the main case 2a.
[0027]
On the other hand, the cam member 4a that constitutes the drive unit 4 includes a first cam member 4a1 that is a disk-shaped member that contacts the valve ball bodies 3a and 3b, and a central side portion of the first cam member 4a1 in FIG. And a second cam member 4a2 projecting downward, and as shown in FIG. 9, the first cam member 4a1 has a cam having a predetermined concavo-convex shape on the lower end surface side. A surface 4a3 is provided, and a cam surface 4a4 is provided on the cylindrical peripheral surface portion of the second cam member 4a2. Although the structure of the cam member 4a will be described later, the drive unit 4 includes a stepping motor 4b serving as a drive source for rotationally driving the cam member 4a, and the first and second cams are driven by the stepping motor 4b. By rotating the members 4a1 and 4a2, the valve ball bodies 3a and 3b are configured to open and close within a predetermined range in the main case 2a.
[0028]
The stepping motor 4b includes a stator portion 4b1 around which a coil is wound, a rotor portion 4b2 disposed opposite to the inside of the stator portion 4b1, and a fixed shaft 4b3 into which a rotation center portion of the rotor portion 4b2 is rotatably inserted. And, it has a configuration comprising. When electric power is supplied from the power supply unit 4b4 to the coil of the stator unit 4b1, the rotor unit 4b2 rotates about the fixed shaft 4b3 as a rotation center.
[0029]
The stator portion 4b1 is housed in a stator case 4b5 made of a predetermined resin member. The stator case 4b5 is detachable from the main body case 2 by the engagement / disengagement action of a fixing bracket 4b12 described later. It can be attached to. In the stator portion 4b1, the coil is integrated with the pole teeth of the stator portion 4b1 and sealed with resin.
[0030]
On the other hand, in the rotor part 4b2, a magnet 4b6 is insert-molded in a resin molding material made of PBT (polypropylene terephthalate) so that the magnet 4b6 faces the stator part 4b1 in the radial direction. In addition, the central portion of the rotor portion 4b2 is rotatably attached to the fixed shaft 4b3 serving as the rotation center axis of the first and second cam members 4a1 and 4a2. The rotor portion 4b2 is housed in the internal space of the case cover 2b of the main body case 2 described above, and is spatially isolated from the stator portion 4b1 side by the case cover 2b.
[0031]
The fixed shaft 4b3 through which the rotor portion 4b2 is inserted is erected in an immobile state by being press-fitted and fixed to a substantially central portion of the guide substrate 2c1 of the guide member 2c described above, and the fixed shaft 4b3 1 is inserted into a bearing recess 2b3 formed at the center position of the bottom wall surface 2b1 of the case cover 2b in a loosely fitted state, and the lower end portion of the fixed shaft 4b3 in FIG. It is inserted into a bearing recess 2a3 formed at the center position of the bottom wall surface 2a1 of the case 2a in a loosely fitted state. These two bearing recesses 2b3 and 2a3 are used for positioning the fixed shaft 4b3 during assembly.
[0032]
Further, the upper end surface in FIG. 1 of the rotor portion 4b2 is disposed so as to face the bottom wall surface 2b1 of the case cover 2b in the axial direction, but the upper end surface of the rotor portion 4b2 and the bottom surface of the case cover 2b are arranged. Between the wall surface 2b1, a coil spring 4b7 that urges the entire rotor portion 4b2 toward the main case 2a, which is the lower side of FIG. 1, is mounted in a compressed state. By the urging force of the coil spring 4b7, The rotor portion 4b2 is rotated while being urged toward the main case 2a. That is, when any of the valve joint pipes 7a and 7b described above is opened by the action of the cam member 4a, the pressure of the refrigerant gas flowing into the main case 2a through the opened valve joint pipes 7a and 7b. Thus, the rotor portion 4b2 is pushed into the bottom wall surface 2b1 side of the case cover 2b on the upper side of FIG. 1, but the coil spring 4b7 serves as a cushion for pushing back the rotor portion 4b2 at that time.
[0033]
Further, the coil spring 4b7 is pressed against the end surface of the rotor portion 4b2 via a flat washer 4b8, but is pressed against the bottom wall surface 2b1 of the case cover 2b via a bell-shaped washer 4b9. Has been. The bell-shaped washer 4b9 has a flat surface portion 4b10 that comes into contact with the bottom wall surface 2b1 of the case cover 2b, and a cylindrical portion 4b11 that is bent so as to rise integrally from the outer peripheral edge of the flat surface portion 4b10. The coil spring 4b7 is pressed against the surface of the flat surface portion 4b10. The cylindrical portion 4b11 of the bell-shaped washer 4b9 is mounted so as to cover the outer side of the coil spring 4b7.
[0034]
On the other hand, the first cam member 4a1 and the second cam member 4a2 of the cam member 4a described above are integrally provided on the end surface on the other end side (the lower end side in FIG. 1) of the rotor portion 4b2. The first cam member 4a1 and the second cam member 4a2 are rotated integrally with the rotor portion 4b2 using the stepping motor 4b as a drive source.
[0035]
Of these, the first cam member 4a1 is formed of a thin disk-shaped member, and the center thereof is inserted through the fixed shaft 4b3 in the same manner as the rotor portion 4b2. The cam surface 4a3 provided on the lower end surface in FIG. 1 of the first cam member 4a1 is disposed so as to face the tip surfaces of the above-described cylindrical valve joint pipes 7a and 7b from a position immediately above. The valve ball bodies 3a and 3b for opening and closing the valve joint pipes 7a and 7b are arranged between the cam surface 4a3 of the first cam member 4a1 and the valve joint pipes 7a and 7b.
[0036]
At this time, the pair of valve joint pipes 7a and 7b and the valve ball bodies 3a and 3b are arranged so as to have a substantially symmetrical positional relationship with respect to the axial centers of the first cam member 4a1 and the second cam member 4a2. The pair of valve joint pipes 7a and 7b and the pair of valve ball bodies 3a and 3b are disposed in a region 180 ° opposite to the fixed shaft 4b3. That is, the pair of valve joint pipes 7a and 7b and the valve ball bodies 3a and 3b are configured in an arrangement relationship that forms a substantially linear positional relationship.
[0037]
The pair of valve ball bodies 3a and 3b are arranged in a straight line in this way when the pair of valve ball bodies 3a and 3b are opened and closed by a single cam member 4a. This is to ensure that the operation of closing both the pair of valve bodies 3a and 3b is performed even if the camshaft is uneven or the camshaft is somewhat loose. However, if the cam member 4a itself is configured to swing in response to variations in the height of the valve ball bodies 3a and 3b and backlash of the cam shaft, the valve ball bodies 3a and 3b can be mounted as described above. It is not necessary to arrange on a straight line. In this case, as the swing support structure of the cam member 4a, a wide variety of swing support structures can be employed, such as supporting the cam member so as to be swingable with the edge portion as a fulcrum.
[0038]
The cam surface 4a3 of the first cam member 4a1 has a donut shape opposed to the valve joint pipes 7a and 7b. The surface shape of the cam surface 4a3 is such that the valve balls 3a and 3b are valved. The valve ball bodies 3a and 3b are pressed against the valve ports 7av and 7bv at the upper end portions of the joint pipes 7a and 7b, or are opened and closed by being separated from the valve ball bodies 3a and 3b.
[0039]
As described above, the valve ball bodies 3a and 3b operated by the cam surface 4a3 of the first cam member 4a1 are pushed upward in FIG. 1 by the urging force of the coil springs 7a4 and 7b4 as the urging members. The valve ball bodies 3a, 3b are urged so as to always come into contact with the cam surface 4a3 side by the urging forces of the coil springs 7a4, 7b4. In particular, the valve joint pipes 7a, 7b are changed from the closed state to the open state. In doing so, the upper biasing force of the coil springs 7a4 and 7b4 is used to separate the valve springs 7a and 7b from each other. Also, with such a configuration, the valve ball bodies 3a and 3b are always in contact with the cam surface 4a3, and the valve ball bodies 3a and 3b are surely aligned with the surface shape of the cam surface 4a3. It is supposed to be operated. Next, the surface shape of the cam surface 4a3 provided on the first cam member 4a1 and the operation of the valve ball bodies 3a and 3b will be described in detail.
[0040]
In particular, as shown in FIG. 9, the cam surface 4a3 of the first cam member 4a1 includes a protruding ridge 4a5 for operating the valve ball bodies 3a and 3b in a direction to close the opening, and the valve ball bodies 3a and 3b. Has a low-surface valley portion 4a6 for operating in a direction to open the opening, and two slope portions 4a7 and 4a7 that connect the protruding mountain portion 4a5 and the low-surface valley portion 4a6. The protruding peak 4a5 and the lower valley 4a6 are formed to have an uneven shape in the axial direction of the fixed shaft 4b3, and the protruding peak 4a5 of the protruding peaks 4a5 is the valve ports 7av and 7b of the valve joint pipes 7a and 7b. It is formed so as to protrude toward 7 bv, and is formed in a range of a central angle of about 200 degrees out of the cam surface 4 a 3 having a central angle of 360 degrees on the entire circumference. In the present embodiment, the protruding mountain portion 4a5 has a height of 0.7 mm with respect to the lower surface valley portion 4a6, but this height may be arbitrary depending on the design conditions. . As a result, the valve ball bodies 3a and 3b are pressed against the valve joint pipes 7a and 7b to close the valve ports 7av and 7bv when they are in contact with the protruding ridges 4a5.
[0041]
On the other hand, the low surface valley portion 4a6 is formed in a range of a central angle of about 90 degrees out of the remaining 160 degrees of the cam surface 4a3. When the valve ball bodies 3a and 3b are opposed to the lower surface valley portion 4a6, they are separated from the valve joint pipes 7a and 7b by the biasing force of the coil springs 7a4 and 7b4 described above to open the opening of the main case 2a. . Further, both the slopes 4a7 and 4a7 are formed in a range of about 35 degrees. These inclined surface portions 4a7 and 4a7 are for smoothly switching the contact between the valve ball bodies 3a and 3b between the lower surface valley portion 4a6 and the protruding mountain portion 4a5 when the cam member 4a1 rotates. It has become.
[0042]
Further, on the outer peripheral surface of the first cam member 4a1, there is an engagement convex portion 4a8 as a reference position lock portion for restricting rotation of the rotor portion 4b2, that is, detecting the origin by making the rotor portion 4b2 rotatable only within a predetermined range. Is formed so as to protrude outward in the radial direction. The engaging protrusion 4a8 is formed at a position where it can abut against the rotation-preventing protrusion 2c5 (see particularly FIGS. 6 and 8) formed at the uppermost position of the retracting inclination guide portion 2c4 of the guide member 2c described above. When the first cam member 4a1 is rotated integrally with the rotor portion 4b2, the rotation stop projection 2c5 is brought into contact with the rotor portion 4b2 to prevent further rotation of the rotor portion 4b2. In the present embodiment, this operation is used as the origin position of the apparatus, and the operation start point is determined by driving the stepping motor 4b from the origin position by a predetermined step, and the both valve joint pipes 7a and 7b are operated. The open / close state is controlled. This origin position finding operation may be performed after the start of each operation or may be performed once every several hours.
[0043]
Also, when the rotor portion 4b2 rotates to the predetermined position in the reverse direction, the engaging convex portion 4a8 naturally hits the rotation stopping projection 2c5. At this time, the engaging convex portion 4a8 is formed with a central angle in the range of 20 degrees on the peripheral surface of the first cam member 4a1, while the anti-rotation protrusion 2c5 on the main case 2a side is similarly formed. It is formed in the range of a central angle of 20 degrees. Therefore, the rotor portion 4b2 can rotate within a range of 320 degrees. In the present embodiment, the engagement convex portion 4a8 is not brought into contact with the rotation-stopping projection 2c5 by a reverse rotation operation at normal times. That is, the number of steps is determined so that the stepping motor 4b stops before the engaging convex portion 4a8 contacts the anti-rotation projection 2c5, and the engaging convex portion 4a8 contacts the anti-rotation projection 2c5. Is when the drive is started or when there is some necessity for control, and when a trouble occurs and an overstep state occurs, the origin position determination is executed by the engagement convex portion 4a8. Yes.
[0044]
On the other hand, the second cam member 4a2 is supported by the fixed shaft 4b3, and rotates integrally with the rotor portion 4b2 in the same manner as the first cam member 4a1. The second cam member 4a2 is disposed coaxially with the first cam member 4a1 described above, and is between the valve ball bodies 3a and 3b disposed at a position 180 degrees away from the fixed shaft 4b3. Is located. A cam surface 4a4 is formed on the outer peripheral portion of the second cam member 4a2, and the cam surface 4a4 projects toward a substantially central portion of the lower surface valley portion 4a6 of the first cam member 4a1. A top 4a9 is provided. When the top 4a9 of the second cam member 4a2 comes into contact with the valve bodies 3a and 3b, the valve bodies 3a and 3b are pushed outward in the radial direction (the valve body 3b in FIG. 1). As a result, the valve joint pipes 7a and 7b are opened.
[0045]
That is, the top 4a9 of the second cam member 4a2 pushes the valve balls 3a and 3b outward when the valve balls 3a and 3b are opposed to the lower surface valley 4a6 of the first cam member 4a1. With this configuration, when the valve ball bodies 3a and 3b are opposed to the lower surface valley portion 4a6 and are separated from the valve joint pipes 7a and 7b, the top portion 4a9 of the second cam member 4a2 The valve balls 3a and 3b are moved in a direction orthogonal to the operation direction (left and right direction in FIG. 1) for opening and closing the opening. Therefore, the second cam member 4a2 serves as a means for moving the valve ball bodies 3a, 3b outward, so that the valve ball bodies 3a, 3b reliably open the openings of the valve joint pipes 7a, 7b. can do.
[0046]
The reason for this configuration is as follows. That is, since the valve ball bodies 3a and 3b are constantly urged toward the cam surface 4a3 side of the cam member 4a1 by the coil springs 7a4 and 7b4, the valve joint pipe 7a is urged by the urging force when facing the lower surface valley portion 4a6. , 7b. However, internal pressure is generated inside the main case 2a due to vibration or pulsation of the refrigerant gas, and there is a possibility that the valve balls 3a and 3b may be in a state of closing the opening despite facing the low valley portion 4a6. is there. In such a state, since the internal atmospheric pressure works to press the valve ball bodies 3a and 3b against the opening, there is a risk that the valve ball bodies 3a and 3b cannot be separated from the opening only by the urging force of the coil springs 7a4 and 7b4.
[0047]
Further, in such a state, when the valve ball bodies 3a and 3b are separated from the opening only by the urging force of the coil springs 7a4 and 7b4, it is necessary to give the coil springs 7a4 and 7b4 a considerably strong urging force. If coil springs 7a4 and 7b4 having such a strong urging force are used, the valve ball bodies 3a and 3b are opposed to the valve joint pipes 7a and 7b against the urging force during the operation of opening to closing. It must be moved, and a large amount of motor torque is required for this operation. Therefore, when the valve balls 3a and 3b face the lower valley 4a6 of the cam surface 4a3 of the first cam member 4a1, the valve balls 3a and 3b are forcibly forced by the protruding ridges 4a5 of the second cam member 4a2. 3b is pushed out and separated from the valve joint pipes 7a and 7b, and the valve ball bodies 3a and 3b are surely separated from the valve joint pipes 7a and 7b without increasing the motor torque and the urging force of the coil springs 7a4 and 7b4. , The opening can be opened.
[0048]
The coil springs 7a4, 7b4 are moved outward in the radial direction around the fixed shaft 4b3 by the protruding ridges 4a5 of the cam surface 4a4 of the second cam member 4a2. It works to return this to the direction before the movement. That is, the coil springs 7a4 and 7b4 expand with the movement of the valve ball bodies 3a and 3b. At that time, the coil springs 7a4 and 7b4 are in contact with the valve balls 3a and 3b in a cascaded manner and try to contract. Therefore, when the second cam member 4a2 rotates, the contact between the top 4a9 of the cam surface 4a4 and the valve balls 3a, 3b is released, and the valve balls 3a, 3b are not pushed outward, the coil springs 7a4, 7b4 The valve ball bodies 3a and 3b are returned to the positions before the movement by the contraction of the first cam member 4a1 and the pressing force of the cam surface 4a3 of the first cam member 4a1.
[0049]
As described above, the valve driving device 1 according to the present embodiment operates both the valve ball bodies 3a and 3b by the rotation of the rotor portion 4b2 over the above-described range of 320 degrees, and thereby the both valve ball bodies 3a. 3b opens and closes both valve joint pipes 7a and 7b, and opens and closes both valve joint pipes 7a and 7b in four states, that is, the first mode in which both are closed, one closed and the other opened. The second and third modes, and the fourth mode in which both are open, can be selected.
[0050]
First, in the first mode shown in FIG. 10A, the engaging convex portion 4a8 of the cam member 4a rides on the uppermost position of the retracted inclination guide portion 2c4 provided on the guide member 2c described above. 4a is moved up to the retracted position on the upper side of FIG. 1 together with the rotor portion 4b2. Thereby, both of the two valve ball bodies 3a and 3b are maintained in an open state. In the first mode shown in FIG. 10 (A), the engagement convex portion 4a8 is brought into contact with the rotation-preventing projection 2c5 and the origin is positioned. It is also possible to stop the stepping motor 4b just before it hits the rotation stop projection 2c5 and set the state to the first mode.
[0051]
Further, in the second mode shown in FIG. 10B, the intermediate portion of the protruding peak portion 4a5 of the first cam member 4a1 is brought into contact with the valve ball 3a, and the intermediate portion of the lower valley portion 4a6 is set to the valve ball 3b. The valve joint pipe 7a is closed with the valve ball 3a, the valve ball 3b is separated from the valve joint pipe 7b, and the valve joint pipe 7b is opened. In addition, although the 2nd mode shown in this FIG. 10 (B) has shown the state which rotated the 1st cam member 4a1 90 degrees from the origin position to the direction of an arrow, this 2nd mode is Since it is only necessary for the protruding ridge 4a5 formed over 200 degrees to be in contact with only the valve ball 3a, the rotation may be in the range of 10 degrees to 160 degrees as viewed from the origin position. The rotation angle of the cam member 4a1 and the rotation angle of the second cam member 4a2 are synchronized, and when rotated 90 degrees, the top portion 4a9 of the second cam member 4a2 pushes the valve ball 3b outward so that the valve joint pipe Since 7b is opened, the second mode is set when it is rotated 90 degrees.
[0052]
Further, in the third mode shown in FIG. 10C, the first cam member 4a1 is rotated 180 degrees (rotated 270 degrees when viewed from the origin position) from the second mode, that is, the protruding peak portion 4a5. The intermediate part is brought into contact with the valve ball 3b, the middle part of the lower valley 4a6 is brought into contact with the valve ball 3a, the valve joint pipe 7b is closed with the valve ball 3b, and the valve ball 3a is separated from the valve joint pipe 7a. Thus, the valve joint pipe 7a is opened. The third mode shown in FIG. 10C shows a state in which the first cam member 4a1 is rotated 270 degrees in the direction of the arrow from the above-mentioned second mode by 180 degrees and from the origin position. However, in this third mode, it is only necessary that the protruding ridge 4a5 formed over 200 degrees is in contact with the valve ball 3b, so that the rotation is within the range of 160 to 320 degrees when viewed from the origin position. In this embodiment, the rotation angle of the first cam member 4a1 and the rotation angle of the second cam member 4a2 are synchronized, and when the second cam member 4a2 is rotated by 270 degrees, Since the top 4a9 pushes the valve ball 3a outward to open the valve joint pipe 7a, the third mode is set when it rotates 270 degrees.
[0053]
On the other hand, the fourth mode shown in FIG. 10D is an intermediate state between the first mode and the second mode described above, and the first cam member 4a1 is rotated by 90 degrees from the first mode ( The valve ball bodies 3a and 3b are both valve joint pipes 7a in the vicinity of both ends of the protruding ridge 4a5 formed at 200 degrees of the first cam member 4a1. , 7b and the valve joint pipes 7a, 7b are both closed.
[0054]
Here, on the cam surfaces 4a3 and 4a4 of the cam members 4a1 and 4a2 described above, the engaging convex portion 4a8 provided on the first cam member 4a1 and the stator of the stepping motor 4b are provided. Part 4b1 An error absorbing surface is provided as a margin so as to allow variation in the assembly rotational position between the two. That is, in the present embodiment, when the origin of rotation of the stepping motor 4b described above is performed, the reference position lock portion including the engaging convex portion 4a8 and the rotation stopping projection 2c5 that are in contact with each other is used. The contact position between the engagement convex portion 4a8 and the rotation stop projection 2c5 varies depending on the resolution step of the stepping motor 4b. For example, in the case of a 4-pole motor, corresponding to 4 steps or 8 steps, a predetermined theoretical deviation occurs from the time of assembly, and individual differences occur for each device. In the case of the motor 4b, even if it is initially set to the origin position, a positional deviation of up to ± 4 steps from the start of rotation occurs.
[0055]
Therefore, in the present embodiment, the error absorbing surface is extended by extending the cam surface 4a3 of the cam member 4a1 over a length corresponding to the displacement amount corresponding to the resolution step of the stepping motor 4b, for example, ± 4 steps. In addition, an error absorbing surface over a length corresponding to, for example, two steps is provided at the tip of the top portion 4a9 provided on the cam surface 4a4 of the cam member 4a2, and for each such error absorbing surface, As long as the valve balls 3a and 3b are in contact with each other, the switching operation is not switched.
[0056]
On the other hand, the stator portion 4b1 of the stepping motor 4b is disposed on the outer side in the radial direction of the case cover 2b. The stator portion 4b1 is mounted on the main body case 2 while being accommodated in the stator case 4b5. However, the stator case 4b5 and the main body case 2 are detachably attached via a fixing bracket 4b12 having an elastic force fixed to the main case 2a side.
[0057]
More specifically, as shown in FIG. 2 in particular, a mounting hole provided in a fixing bracket 4b12 made of a substantially rectangular thin plate material is press-fitted into the outer peripheral portion of the main case 2a. The fixing bracket 4b12 is fixed in a state where a plurality of elastic pieces 4b13 bent at the opening edge of the mounting hole of the fixing bracket 4b12 are tightened on the outer peripheral surface of the main case 2a. At this time, positioning protrusions 4b14 (see FIG. 1) projecting in the axial direction toward the flange side of the main case 2a are formed in the opening edge of the mounting holes of the fixing bracket 4b12 in the axial direction of the main body case 2. It is provided so as to protrude, and the distal end portion of the positioning projection 4b14 comes into contact with the flange portion of the main case 2a so that axial positioning is performed.
[0058]
On the other hand, a locking claw 4b15 extending from the side edge of the fixing bracket 4b12 so as to be bent in a substantially L shape is provided, and the outer peripheral surface of the stator case 4b5 is provided with the locking claw 4b15. A step portion 4b16 is formed so that the claw 4b15 is hooked, and the stator case 4b5 and the main body case 2 are attached and detached when the locking claw 4b15 engages and disengages from the step portion 4b16. Yes.
[0059]
Further, the fixing bracket 4b12 is provided with a notch 4b17 extending substantially linearly outward from the mounting hole described above, and the fixing bracket 4b12 is connected to the main body case 2. When attaching and detaching, the inflow pipe 5 and the outflow pipes 6a and 6b are inserted / removed through the notch 4b17.
[0060]
Furthermore, a fixing plate 4b18 for attaching the entire valve driving device 1 to, for example, a frame of a refrigerator is provided at one end edge of the fixing bracket 4b12. The fixing plate 4b18 is formed so that the main body portion of the fixing bracket 4b12 is bent at a substantially right angle. The fixing plate 4b18 is fixed to a pair of mounting holes 4b19 and 4b19 provided in the fixing plate 4b18. Attachment is performed by passing a screw or the like.
[0061]
Next, the opening / closing operation of the valve in the valve drive device 1 of the embodiment configured as described above will be described.
[0062]
First, after the apparatus is attached to a predetermined position such as a refrigerant flow path, the stepping motor 4b is driven for a predetermined step to perform an origin position finding operation. That is, the coil of the stator portion 4b1 of the stepping motor 4b is energized, and the rotor portion 4b2 is rotated in a predetermined direction for a predetermined step (a full step for rotating 320 degrees). Accordingly, when the first and second cam members 4a1 and 4a2 rotate integrally with the rotor portion 4b2 and rotate to the origin position, the engagement convex portion 4a8 formed on the peripheral surface of the first cam member 4a1 is Then, it hits against a rotation-preventing protrusion 2c5 formed at the uppermost position of the retractable inclination guide portion 2c4 of the guide member 2c. Thereby, the rotation of the first cam member 4a1 is prevented and the rotation of the rotor portion 4b2 is also prevented. The position where the extra step is output in the state where the rotation is prevented in this way is set as the origin position.
[0063]
In the present embodiment, at the origin position, the first mode described above, that is, the valve joint pipes 7a and 7b are both opened by the valve ball bodies 3a and 3b (see FIG. 10A). For this reason, when the refrigerant gas flows into the main body case 2 from the inflow pipe 5, the refrigerant gas flows out to the outflow pipes 6 a and 6 b, but the refrigerant gas is in the main body case 2. When the valve joint pipes 7a and 7b and the valve ball bodies 3a and 3b are separated from each other, the two members are blocked from each other through the air layer. In this state, when only the outflow pipe 6b side is opened and the outflow pipe 6a side is to be kept closed as it is, it is driven as follows.
[0064]
First, the coil of the stator portion 4b1 is energized to drive the rotor portion 4b2 so as to rotate 90 degrees from the origin position. Then, the first and second cam members 4a1 and 4a2 rotate integrally with the rotor portion 4b2 in the direction indicated by the arrow in FIG. 10 (A) to be in the state of FIG. 10 (B). During this time, the valve ball 3a maintains contact with the protruding peak 4a5 of the first cam member 4a1, and remains pressed against the valve joint pipe 7a. For this reason, the valve joint pipe 7a maintains a closed state, and the refrigerant gas does not flow to the outflow pipe 6a side.
[0065]
On the other hand, the valve ball 3b is first released from contact with the protruding peak portion 4a5 of the first cam member 4a1 by the first 10 ° rotation of the 90 ° rotation of the rotor portion 4b2. The valve ball 3b is in contact with the inclined surface portion 4a7 and is gradually separated from the valve joint pipe 7b by the biasing force of the coil spring 7b4 during the next 35 ° rotation after the first 10 ° rotation. Then, after such a total rotation of 45 degrees, the contact with the low valley 4a6 is started. At this time, the valve ball 3b is further separated from the valve joint pipe 7b by the urging force of the coil spring 7b4, and the valve joint pipe 7b is opened. For this reason, refrigerant gas will flow to the outflow pipe 6b side.
[0066]
The valve ball 3b starts to contact the lower valley 4a6 and further rotates the first cam member 4a1 when the rotor 4b2 is rotated 45 degrees (90 degrees when viewed from the origin position). The second cam member 4a2 that is synchronized is pushed outward (to the right in FIG. 10B) by the top 4a9. For this reason, even when it is not separated from the valve joint pipe 7b by the urging force of the coil spring 7b4, it is surely separated from the valve joint pipe 7b by the second cam member 4a2, and the valve joint pipe 7b is opened. As a result, when the rotor portion 4b2 rotates 90 degrees from the origin position, the valve joint pipe 7a is closed to close the outflow pipe 6a, and the valve joint pipe 7b is opened to open the second outflow pipe 6b. Mode.
[0067]
Next, in the case where the second mode is changed to the third mode in which the outflow pipe 6a in which the open / close state is reversed is opened and the outflow pipe 6b is closed, the driving is performed as follows. To do.
[0068]
From the second state (the state in which the rotor portion 4b2 is rotated 90 degrees from the origin position), the coil of the stator portion 4b1 is energized so that the rotor portion 4b2 is set to the second mode from the previous origin position. Drive to rotate. Then, the first and second cam members 4a1 and 4a2 rotate integrally with the rotor portion 4b2 in the direction indicated by the arrow in FIG.
[0069]
The valve ball 3a maintains contact with the protruding peak 4a5 of the first cam member 4a1 during the first 100 degrees of rotation of the rotor 4b2 (90 to 190 degrees when viewed from the origin position). It remains pressed against the joint pipe 7a side. When the rotation of the rotor portion 4b2 exceeds 100 degrees (190 degrees when viewed from the origin position), the valve ball 3a is released from contact with the protruding mountain portion 4a5 of the first cam member 4a1, and the inclined surface portion 4a7. The contact with is started. The valve ball 3a is gradually separated from the valve joint pipe 7a by the urging force of the coil spring 7a4 during the rotation of 35 degrees in a state where it is in contact with the inclined surface portion 4a7. Then, after such a total rotation of 135 degrees (225 degrees when viewed from the origin position), the contact with the low valley 4a6 is started. At this time, the valve ball 3a is further separated from the valve joint pipe 7a by the biasing force of the coil spring 7a4, and the valve joint pipe 7a is opened. For this reason, refrigerant gas will flow to the outflow pipe 6a side.
[0070]
The valve ball 3a starts to contact the lower valley 4a6 and further rotates the first cam member 4a1 when the rotor 4b2 is rotated 45 degrees (270 degrees as viewed from the origin position). The second cam member 4a2 that is synchronized is pushed outward (to the left in FIG. 10C) by the top 4a9. For this reason, even if it is not separated from the valve joint pipe 7a by the urging force of the coil spring 7b4, it is surely separated from the valve joint pipe 7a by the second cam member 4a2, and the valve joint pipe 7a is opened.
[0071]
On the other hand, the valve ball 3b maintains contact with the lower valley 4a6 of the first cam member 4a1 during the first 45 degrees of rotation of the rotor portion 4b2 (90 degrees to 135 degrees when viewed from the origin position). Then, the state separated from the valve joint pipe 7b is maintained. During this time, the contact between the valve ball 3b and the top 4a9 of the second cam member 4a2 is released. Therefore, the valve ball 3b moves inward (left side in FIG. 10B) by the biasing force of the coil spring 7b4, and returns to the position before being pushed out by the top 4a9.
[0072]
When the rotation of the rotor portion 4b2 exceeds 45 degrees (135 degrees when viewed from the origin position), the valve ball 3b is released from contact with the lower valley portion 4a6 of the first cam member 4a1, and the slope portion Contact with 4a7 is started. The valve ball 3b gradually approaches the valve joint pipe 7b against the urging force of the coil spring 7b4 when rotating 35 degrees in contact with the inclined surface 4a7. Then, after such a total rotation of 80 degrees (170 degrees when viewed from the origin position), the valve ball 3b starts to contact the protruding ridge 4a5. As a result, the valve ball 3b completely contacts the valve joint pipe 7b and closes the valve joint pipe 7b. The rotor portion 4b2 then rotates 100 degrees (from 170 degrees to 270 degrees when viewed from the origin position). During this time, the valve ball 3b maintains contact with the protruding ridge 4a5, and the valve joint pipe 7b maintains the closed state. Therefore, refrigerant gas does not flow to the outflow pipe 6b side.
[0073]
As described above, when the rotor portion 4b2 rotates 270 degrees as viewed from the origin position, the valve ball 3a abuts on the lower surface valley portion 4a6 and is pushed outward by the top portion 4a9 of the second cam member 4a2, so that the valve joint pipe 7a is The valve ball 3b comes into contact with the protruding ridge 4a5 and the valve joint pipe 7b is closed. As a result, when the rotor portion 4b2 is rotated 270 degrees from the origin position, the third outlet valve 6a is opened by opening the valve joint pipe 7a, and the third outlet pipe 6b is closed by closing the valve joint pipe 7b. It becomes a mode.
[0074]
In the case of changing from the third mode thus formed to the first mode again, the rotor portion 4b2 may be rotated about 270 degrees in the direction opposite to the previous direction. In addition, if it rotates 270 degree | times, since the fitting convex part 4a8 of the 1st cam member 4a1 will collide with the protrusion 2c5 for rotation prevention by the side of the main case 2a, in order to avoid this, you may make it rotate about 260 degree | times. Good. In that case, in order to change from the state to the second mode, the rotation is 10 degrees less than the above-described operation, that is, the first mode is rotated by 80 degrees.
[0075]
Further, when the rotor portion 4b2 rotates to an intermediate position between the second mode and the third mode described above, that is, a position of 180 degrees when viewed from the origin position, both the valve ball bodies 3a, 3b are both the first cam members. 4a1 is in contact with the protruding ridge 4a5 and pressed against the valve joint pipes 7a and 7b. Therefore, both valve joint pipes 7a and 7b are in a fourth mode in which the closed state is maintained, and the refrigerant gas does not flow through both the outflow pipes 6a and 6b.
[0076]
In this embodiment, the initial position of the motor can be set with a simple configuration without using a sensor or the like by detecting the origin position of the cam member 4a with the reference position lock portions 4a8 and 2c5 having a mechanical structure. In addition, cam members based on the assembly error are provided by providing error absorbing surfaces on the cam surfaces 4a3 and 4a4 of the cam member 4a that allow variations in the assembly rotational position generated between the reference position lock portions 4a8 and 2c5 and the motor. The malfunction of 4a is prevented.
[0077]
Further, if the rotation stop protrusion 2c5 of the reference position lock portion is provided on the guide member 2c in the main body case 2 as in the present embodiment, a reference position lock portion having a simple configuration can be obtained. .
[0078]
【The invention's effect】
As described above, the valve drive device of the present invention is provided with the cam member having the cam surface in the drive portion, and the valve body is operated by the cam surface of the cam member to open and close the opening of the main body case. ing. Therefore, the screw part used with the conventional valve drive member is unnecessary. As a result, it is possible to open and close the opening with the valve body with a simple configuration without the need for complicated operations such as high-precision processing of screws and center alignment of the valve body and opening, reducing the number of parts. In addition, production costs such as assembly costs can be suppressed, and an inexpensive valve driving device suitable for mass production can be obtained.
[0079]
In particular, in the present invention, by detecting the origin position of the cam member by the reference position lock portion of the mechanical structure, the motor can be initialized with a simple configuration without using a sensor or the like, and the reference position By providing an error absorbing surface on the cam surface of the cam member that allows variation in the assembly rotation position that occurs between the lock portion and the motor, the cam member can be prevented from malfunctioning due to the assembly error, and a stable opening / closing operation can be obtained. be able to.
[0080]
In addition to the above-described effects, if the protrusion for rotation prevention of the reference position lock portion is provided on the guide member in the main body case as in the present invention, the reference position lock portion having a simple configuration can be obtained. It becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a valve drive device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory bottom view of the valve drive device of FIG. 1 as viewed from the direction of arrow II.
3 is an explanatory longitudinal cross-sectional view showing an enlarged main body case portion in the valve drive device of FIG. 1; FIG.
4 is an explanatory longitudinal cross-sectional view illustrating, from the front side, a pipe connection state of a main body case with respect to a main case in the valve driving device of FIG. 1;
5 is a longitudinal cross-sectional explanatory view showing, in an enlarged manner, a side face side of a pipe connection state of a main body case with respect to a main case in the valve drive device of FIG.
6 is a longitudinal cross-sectional explanatory view showing, in an enlarged manner, a pipe connection state of a main body case with respect to a main case in the valve drive device of FIG. 1; FIG.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view illustrating the structure of a valve joint pipe fixed to a main body case.
FIG. 8 is an explanatory side view showing the structure of the guide member fixed to the main body case.
9 is a bottom explanatory view of the cam member in the valve drive device of FIG. 1 as viewed from the direction of arrow II. FIG.
10 is a plan perspective view showing a valve switching operation by a cam member in the valve drive device of FIG. 1, in which (A) is in the first mode that is the origin position, (B) is an arrow from the origin position (C) is in the third mode when it is rotated 270 degrees in the direction indicated by the arrow from the origin position, and (D) is indicated by the arrow from the origin position. It is the figure which showed the cam member at the time of the 4th mode which will be in the state rotated 180 degree | times in the direction.
[Explanation of symbols]
1 Valve drive
2 Body case
2a Main case
2b Case cover
2b2, 2a3 Bearing recess
2c Guide member
2c2, 2c3 Valve support frame
2c4 Retreat slope guide
2c5 Protrusion for stopping rotation at origin
2c6 First positioning plate
2c7, 2c8 second positioning plate
3a, 3b Valve ball
4 Drive unit
4a Cam member
4a1 first cam member
4a2 Second cam member
4a3 Cam surface
4a4 Cam surface
4a5 Projection
4a6 Lower surface
4a7 Slope
4b Stepping motor
4b1 Stator part
4b2 Rotor part
4b3 fixed shaft
4b4 Stator case
4b5 magnet
4b6 Bracket for fixing
4b7 coil spring
4b9 bell-shaped washer
4b13 Notch
4b14 fixed plate
5 Inflow pipe
6a, 6b Outflow pipe
7a, 7b Valve joint pipe
7av, 7bv Valve port
7a1, 7b1 Refrigerant gas passage hole
7a2, 7b2 wax reservoir
7a3, 7b3 Foot-shaped presser part
7a4, 7b4 coil spring

Claims (3)

気密状の内部空間を有する本体ケースと、
この本体ケースの内部空間に開口するように連結されて上記本体ケースの内部空間に対して流体を流入及び流出させる流入管及び流出管と、
上記流入管及び流出管の本体ケース内部空間への開口部を開閉するように配置された２つの弁体と、
それらの２つの弁体に開閉駆動を行わせる駆動部と、
を備えたバルブ駆動装置において、
前記駆動部には、上記弁体を開閉作動させるように回転駆動されるカム面を備えたカム部材と、そのカム部材を回転駆動するステッピングモータと、前記カム部材の原点位置に相当する位置において上記ステッピングモータの回転側と固定側とを当接させて停止させる基準位置ロック部と、が設けられているとともに、
前記カム部材のカム面は、上記基準位置ロック部と前記ステッピングモータとの間に前記ステッピングモータの分解能ステップの関係で生じる組立回転位置のバラツキを許容し、該組立回転位置のバラツキに相当する長さにわたって前記弁体の開閉動作の切り替わりを行わせないように構成されたものであって、
前記カム部材が乗り上げるガイド部材が設けられ、当該ガイド部材には、前記カム部材を移動させて前記２つの弁体の双方を開放状態とする退避傾斜案内面が設けられていることを特徴とするバルブ駆動装置。A body case having an airtight inner space;
An inflow pipe and an outflow pipe that are connected to the internal space of the main body case so as to open and allow fluid to flow into and out of the internal space of the main body case
Two valve bodies arranged to open and close the opening to the main body case internal space of the inflow pipe and the outflow pipe;
A driving unit for its to perform opening and closing the two valve bodies these,
In a valve drive device comprising:
The drive unit includes a cam member having a cam surface that is rotationally driven to open and close the valve body, a stepping motor that rotationally drives the cam member, and a position corresponding to the origin position of the cam member. A reference position lock portion that stops the rotation side and the fixed side of the stepping motor by bringing them into contact with each other; and
The cam surface of the cam member allows a variation in the assembly rotation position caused by the resolution step of the stepping motor between the reference position lock portion and the stepping motor, and is a length corresponding to the variation in the assembly rotation position. It is configured not to perform switching of the opening and closing operation of the valve body ,
A guide member on which the cam member rides is provided, and the guide member is provided with a retraction inclined guide surface that moves the cam member to open both of the two valve bodies. Valve drive device. 気密状の内部空間を有する本体ケースと、
この本体ケースの内部空間に開口するように連結されて上記本体ケースの内部空間に対して流体を流入及び流出させる流入管及び流出管と、
上記流入管及び流出管の本体ケース内部空間への開口部を開閉するように配置された２つの弁体と、
それらの２つの弁体に開閉駆動を行わせる駆動部と、
を備えたバルブ駆動装置において、
前記駆動部には、上記弁体を開閉作動させるように回転駆動されるカム面を備えたカム部材と、そのカム部材を回転駆動するロータ及びステータを備えたステッピングモータと、前記カム部材の原点位置に相当する位置において上記ステッピングモータのロータ側に設けられた係合凸部をモータ外の固定側部材に設けられた回転止め用突起に当接させて停止させる基準位置ロック部と、が設けられているとともに、
前記カム部材のカム面は、上記ステッピングモータのロータに設けられた係合凸部とステータとの間に前記ステッピングモータの分解能ステップの関係で生じる組立回転位置のバラツキを許容し、該組立回転位置のバラツキに相当する長さにわたって前記弁体の開閉動作の切り替わりを行わせないように構成されたものであって、
前記カム部材が乗り上げるガイド部材が設けられ、当該ガイド部材には、前記カム部材を移動させて前記２つの弁体の双方を開放状態とする退避傾斜案内面が設けられていることを特徴とするバルブ駆動装置。A body case having an airtight inner space;
An inflow pipe and an outflow pipe that are connected to the internal space of the main body case so as to open and allow fluid to flow into and out of the internal space of the main body case
Two valve bodies arranged to open and close the opening to the main body case internal space of the inflow pipe and the outflow pipe;
A driving unit for its to perform opening and closing the two valve bodies these,
In a valve drive device comprising:
The drive unit includes a cam member having a cam surface that is rotationally driven to open and close the valve body, a stepping motor that includes a rotor and a stator that rotationally drive the cam member, and an origin of the cam member A reference position lock portion for stopping the engagement convex portion provided on the rotor side of the stepping motor at a position corresponding to the position by contacting a protrusion for rotation stop provided on the stationary member outside the motor. As well as
The cam surface of the cam member allows variation in the assembly rotation position caused by the resolution step of the stepping motor between the engagement convex portion provided on the rotor of the stepping motor and the stator, and the assembly rotation position. be one that is configured over a length corresponding to the variation so as not to perform the switching of the opening and closing operation of the valve body,
A guide member on which the cam member rides is provided, and the guide member is provided with a retraction inclined guide surface that moves the cam member to open both of the two valve bodies. Valve drive device. 前記回転止め用突起が、本体ケース内において流入管及び流出管並びに弁体を位置規制するように設けられたガイド部材の一部に設けられていることを特徴とする請求項２記載のバルブ駆動装置。  3. The valve drive according to claim 2, wherein the rotation stop protrusion is provided in a part of a guide member provided to position-control the inflow pipe, the outflow pipe, and the valve body in the main body case. apparatus.
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