方向切換弁
【課題】二つの流出口を選択的に開閉することができるとともに、二つの流出口を共に全開にさせ得、かつ、流路切り換えの迅速化・省エネ化等を図ることのできる方向切換弁を提供する。
【解決手段】流入口１０と二つの流出口１１、１２との間に、パイロット式の弁形態をとる二つの制御弁２１、２２が配在され、この二つの制御弁２１、２２とステッピングモータ１５との間に、前記二つの制御弁２１、２２を相互に逆方向に開閉駆動するための、送り方向が逆の二つのねじ送り機構５５、５６を持つ逆動装置が設けられている。
【解決手段】流入口１０と二つの流出口１１、１２との間に、パイロット式の弁形態をとる二つの制御弁２１、２２が配在され、この二つの制御弁２１、２２とステッピングモータ１５との間に、前記二つの制御弁２１、２２を相互に逆方向に開閉駆動するための、送り方向が逆の二つのねじ送り機構５５、５６を持つ逆動装置が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ式冷暖房システム等に使用するのに好適な方向切換弁に係り、特に、一つの流入口と二つの流出口とを有し、この二つの流出口を選択的に開閉可能な方向切換弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
カーエアコン等のヒートポンプ式冷暖房システムにおいて、圧縮機からの冷媒を同時に二つの熱交換機に分配することが要求される場合があり、従来においては、例えば特許文献１（特に図２の電磁弁４及び１３参照）に見られるように、電磁弁（ＯＮ／ＯＦＦ弁）を２個用いる等して上記ニーズに応えるようにしている。
【０００３】
また、方向切換弁としては、一つの流入口と二つの流出口とを有し、ステッピングモータ等の回転駆動源で弁体を回動させる等して、二つの流出口を選択的に開閉することにより方向（流路）の切り換えを行うようにされた三方切換弁がよく知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２９５５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記電磁弁を２個用いる手法では、圧縮機からの冷媒を同時に二つの熱交換機に分配する際には２個の電磁弁を共に全開状態で維持する必要があり、そのため、２個の電磁弁に長時間継続して通電しなければならず、消費電力が大きくなる等の問題がある。
【０００６】
また、ステッピングモータ等の回転駆動源で弁体を回動させる等して二つの流出口を選択的に開閉することにより方向（流路）の切り換えを行うようにされた従来の一般的な三方切換弁は、流路切り換えに比較的長時間を要するという課題の他、通常、二つの流出口を共に全開させることはできないため、上記ニーズ（圧縮機からの冷媒を同時に二つの熱交換機に分配すること）には応えられず、仮にできたとしても、両流出口を共に全開するまでにステッピングモータ等の回転駆動源を相当長い時間回転させなければならないという問題がある。
【０００７】
さらに、圧縮機からの冷媒を、同時にあるいは選択的に三つ以上の熱交換機に分配する際においても同様の問題がある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、二つ又は複数の流出口を選択的に開閉することができるとともに、二つ又は複数の流出口を共に全開にさせ得、かつ、流路切り換えの迅速化・省エネ化等を図ることのできる方向切換弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成すべく、本発明に係る方向切換弁は、基本的には、流入口及び二つの流出口が設けられた弁本体と、前記流入口と二つの流出口との間に各々配設された二つの制御弁と、該二つの制御弁を開閉駆動するための単一の回転駆動源とを備え、前記回転駆動源と前記二つの制御弁との間に、前記二つの制御弁を相互に逆方向に開閉駆動するための、送り方向が逆の二つのねじ送り機構を持つ逆動装置が設けられていることを特徴としている。
【００１０】
好ましい態様では、前記逆動装置を特定状態で停止させることにより、前記二つの制御弁を共に全開にできるようにされる。
【００１１】
前記逆動装置は、好ましくは、左ねじからなる第１おねじ部材及び第１めねじ部材を有する第１ねじ送り機構と、右ねじからなる第２おねじ部材及び第２めねじ部材とを有する第２ねじ送り機構と、前記回転駆動源により回転駆動される直歯平歯車からなる駆動歯車と、前記第１おねじ部材に設けられ前記駆動歯車に噛合する第１従動歯車と、前記第２おねじ部材に設けられ前記駆動歯車に噛合する第２従動歯車とを有し、前記第１及び第２従動歯車は、それぞれ前記第１及び第２ねじ送り機構の推力により前記駆動歯車に噛合しながら軸方向に摺動するようにされる。
【００１２】
他の好ましい態様では、前記二つの制御弁のうちの少なくとも一方は直動式のニードル弁の態様をとるようにされる。
【００１３】
さらに他の好ましい態様では、前記二つの制御弁のうちの少なくとも一方はパイロット式の弁形態をとるようにされる。
【００１４】
前記パイロット式の弁形態をとる制御弁は、好ましくは、ピストン型の主弁体と、該主弁体が摺動自在に嵌挿されるとともに、該主弁体により背圧室と主弁室とに仕切られた嵌挿室と、前記背圧室の圧力を前記流出口へ逃がすためのパイロット通路と、前記パイロット通路を開閉するためのパイロット弁体と、を備え、前記パイロット弁体が前記ねじ送り機構のおねじ部材を構成するようにされる。
【００１５】
他の好ましい態様では、前記回転駆動源と前記逆動装置との間に減速機構が設けられる。
他の好ましい態様では、前記減速機構は不思議遊星歯車式減速機構とされる。
【００１６】
他の好ましい態様では、前記回転駆動源としてステッピングモータが用いられる。
他の好ましい態様では、前記回転駆動源としてステッピングモータが用いられ、前記不思議遊星歯車式減速機構は、前記ステッピングモータ内に付設される。
【００１７】
また、本発明に係る方向切換弁は、複数の制御弁と、該複数の制御弁を駆動するための単一の回転駆動源とを備え、前記回転駆動源と前記複数の制御弁との間に、予め２つのグループに分けられた複数の制御弁を、グループ毎に相互に逆方向に駆動するための、送り方向が逆の２種のねじ送り機構を持つ逆動装置が設けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る方向切換弁の好ましい態様では、ステッピングモータ等の回転駆動源と二つの制御弁との間に、二つの制御弁を相互に逆方向に開閉駆動すべく、送り方向が逆の二つねじ送り機構を持つ逆動装置が設けられているので、回転駆動源の回転を例えば駆動歯車→従動歯車→ねじ送り機構→制御弁の弁体へと伝達することにより、二つの制御弁の弁体が相互に逆方向に移動する。これにより、二つの流出口を選択的に開閉できるとともに、逆動装置を特定状態、例えば二つの制御弁の弁体がねじ送り機構により原点位置から所定ピッチ分送られた状態、で停止させることにより、二つの制御弁（二つの流出口）を共に全開にすることができる。
【００１９】
そのため、前述した如くの、圧縮機からの冷媒を同時に二つの熱交換機に分配することが要求されるヒートポンプ式冷暖房システムに本発明の方向切換弁を２個の電磁弁に代えて用いることができる。この場合、本発明の方向切換弁では、二つの流出口を共に全開にした後は、通電せずとも全開状態が維持されるので、２個の電磁弁を用いる場合に比して省エネ化等が図られる。
【００２０】
また、制御弁としてパイロット式の弁形態をとるものを採用することにより、小さな駆動力で大口径の流出口を開閉することができる上、二つの制御弁（流出口）を開くには、パイロット弁体を少しだけリフトさせればよいので、回転駆動源として比較的小型（小出力）のステッピングモータ（＋遊星歯車式減速機構）を用いても、従来型の三方切換弁等に比して、流路切り換えを迅速に行うことができ、流路切り換え応答性が向上する。
【００２１】
さらに、本発明に係る方向切換弁では、二つのグループに分けられた複数の制御弁の弁体が各グループ毎に相互に逆方向に移動するので、複数の制御弁を選択的に開閉できるとともに、各制御弁を全開とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る方向切換弁の一実施形態（第１実施例）の動作状態（第１流出口全開、第２流出口全閉）を示す縦断面図。
【図２】第１実施例の動作状態（第１流出口全閉、第２流出口全開）を示す断面図。
【図３】第１実施例の動作状態（第１流出口及び第２流出口が共に全開）を示す断面図。
【図４】本発明に係る方向切換弁の第２実施例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１、図２、図３は、本発明に係る方向切換弁の一実施形態（第１実施例）の異なる動作状態を示す縦断面図である。
【００２４】
図示第１実施例の方向切換弁１は、例えば、圧縮機からの冷媒を同時に二つの熱交換機に分配することが要求されるカーエアコン等のヒートポンプ式冷暖房システムにおいて前述した２個の電磁弁に代えて用いられるもので、流入口１０と二つの流出口（第１流出口１１及び第２流出口１２）を有する弁本体２と、回転駆動源としてのステッピングモータ１５とを備えている。
【００２５】
弁本体２は、有底円筒状のモータ取付部２Ａと該穴付き円柱状の基体部２Ｂとからなり、モータ取付部２Ａには、ステッピングモータ１５が取り付けられている。このステッピングモータ１５は、モータ取付部２Ａに螺合固定された断面凸字状外形を有する基台部４１と、該基台部４１に圧入固定された円筒状の保持案内部材４２と、前記基台部４１にその下端部が溶接接合された冷媒密封用のキャン１８と、このキャン１８の内周側に配在されたロータ１６と、キャン１８の外周に外嵌されたステータコイル１７とを有し、ステータコイル１７とロータ１６との間には、エアギャップαが形成されている。該モータ１５内には、不思議遊星歯車式減速機構４０が付設され、モータ１５の出力軸４３（不思議遊星歯車式減速機構４０の出力軸）の回転が中央挿通穴４１ａ内で連接された連接回転軸４５に伝達されるようになっている。なお、本例では遊星歯車式減速機構４０により、ロータ１６の回転を１／４５程度に減速して出力するようになっている。
【００２６】
連接回転軸４５は、モータ取付部２Ａの下部円筒部４１ｂ内を通り、その下端部がモータ取付部２Ａの底部２ｂ中央に設けられたピボット穴５３に支持されるとともに、その外周には直歯平歯車からなる駆動歯車５０が一体に固定されている（連接回転軸４５は駆動歯車５０の軸部となっている）。駆動歯車５０は、モータ取付部２Ａの底部２ｂ上に摺動回転自在に乗せられている。
【００２７】
弁本体２の基体部２Ｂには、上下に貫通する段付き縦穴４が左右に並設されている。図３において左側の縦穴４には、第１制御弁２１が配在されるとともに、その下部に弁座１１ａ付きの第１流出口１１が設けられた弁座部材５が螺合固定され、右側の縦穴４には、第２制御弁２２が配在されるとともに、その下部に弁座１２ａ付きの第２流出口１２が設けられた弁座部材５が螺合固定されている。また、基体部２Ｂの正面側（図の手前側）には、横穴状の流入口１０が前記左右の縦穴４に共に連なるように設けられている。
【００２８】
第１制御弁２１と第２制御弁２２は、基本構成は同じで、それぞれパイロット式の弁形態をとる。以下、第１制御弁２１の方を主体に（代表して）説明する。第１制御弁２１（２２）は、ピストン型の主弁体２３と、該主弁体２３が摺動自在に嵌挿されるとともに、該主弁体２３により背圧室２６と主弁室２５とに仕切られた嵌挿室２４と、前記背圧室２６の圧力を前記流出口１１（１２）へ逃がすためのパイロット通路２７と、前記パイロット通路２７を開閉するためのパイロット弁体３１（３２）と、を備えている。
【００２９】
より詳細には、前記嵌挿室２４の上部には、主弁体２３（の上部大径部２３ａ）が摺動自在に嵌挿されるスリーブ２４ｓが内嵌固定され、嵌挿室２４における主弁体２３より上側に背圧室２６が形成され、主弁体２３より下側に主弁室２５が形成されている。主弁体２３は、上部大径部２３ａと、中間小径部２３ｂと、弁体部２３ｃとを有し、弁体部２３ｃの下面側には、弁座１１ａ（１２ａ）に離接して流入口１１（１２）を開閉する、ゴムあるいはテフロン（登録商標）等からなる円環状のシール材２３ｄが例えばかしめ固定されている。また、主弁体２３の大径部２３ａの上端外周部には、嵌挿室２４の天井面に接当して主弁体２３の最大リフト位置を定める円環状凸部２３ｓが突設され、さらに、大径部２３ａの外周にはシール材（ピストンリング）２３ｆが装着されている。また、主弁体２３を上方（開弁方向）に付勢すべく、上部大径部２３ａと弁座１１ａ（１２ａ）外周部との間には、圧縮コイルばねからなる開弁ばね２８が縮装されている。
【００３０】
一方、主弁体２３の中央部には、背圧室２６の圧力を流出口１１（１２）へ逃がすための弁座２７ａ付きパイロット通路２７が貫設されており、このパイロット通路２７を開閉すべくその弁座２７ａに離接するようにパイロット弁体３１（３２）が配在されている。
【００３１】
パイロット弁体３１（３２）は、弁座２７ａに離接してパイロット通路２７を開閉する、ゴムあるいはテフロン（登録商標）等からなる円形状のシール材３０ｄがその下面にかしめ固定された弁体部３０ａと、弁棒部３０ｂと、上端小径軸部３０ｃとを有する。
【００３２】
そして、第１制御弁２１のパイロット弁体３１における弁棒部３０ｂには、左ねじからなるおねじ部（以下、左おねじ部３１ｅと称する）が設けられており、この左おねじ部３１ｅは、左側の縦穴４の小径段付き上縦穴部４ａに圧入等により固着された固定ナット部材３３の左ねじからなるめねじ部（以下、左めねじ部３３ｉと称する）に螺合せしめられている。本実施例では、上記左おねじ部３１ｅが設けられたパイロット弁体３１と左めねじ部３３ｉが設けられた固定ナット部材３３とで、左回り（反時計回り）に回転させると下方に移動し、右回り（時計回り）に回転させると上方に移動する左ねじ送り機構５５が構成されている。
【００３３】
また、第１制御弁２１のパイロット弁体３１の上端小径軸部３０ｃには、前記駆動歯車５０に噛合する直歯平歯車からなる第１従動歯車５１が一体に固定されている。
【００３４】
一方、第２制御弁２２のパイロット弁体３２における弁棒部３０ｂには、右ねじからなるおねじ部（以下、右おねじ部３２ｅと称する）が設けられており、この右おねじ部３２ｅは、右側の縦穴４の小径段付き上縦穴部４ａに圧入等により固着された固定ナット部材３４の左ねじからなるめねじ部（以下、左めねじ部３４ｉと称する）に螺合せしめられている。本実施例では、上記左おねじ部３２ｅが設けられたパイロット弁体３２と左めねじ部３４ｉが設けられた固定ナット部材３４とで、右回り（時計回り）に回転させると下方に移動し、左回り（反時計回り）に回転させると上方に移動する、前記左ねじ送り機構５５とは送り方向が逆の右ねじ送り機構５６が構成されている。
【００３５】
また、第２制御弁２２のパイロット弁体３２の上端小径軸部３０ｃには、前記駆動歯車５０に噛合する直歯平歯車からなる第２従動歯車５２が一体に固定されている。
【００３６】
したがって、本実施例では、前記左ねじ送り機構５５と、右ねじ送り機構５６と、駆動歯車５０と、第１従動歯車５１と、第２従動歯車５２とで逆動装置が構成され、第１及び第２従動歯車５１、５２は、それぞれ前記第１及び第２ねじ送り機構５５、５６のねじ送り推力により駆動歯車５０に噛合しながら軸方向に摺動する。
【００３７】
また、本実施例の方向切換弁１では、第１制御弁２１及び第１制御弁２２の主弁室２５-２５間に流入口１０が形成されており、流入口１０は第１制御弁２１及び第１制御弁２２の主弁室２５、２５にそれぞれ連通するとともに、パイロット通路２７、２７（二つのうちの一方は必ず開いている）やねじ送り機構５５、５６のおねじ-めねじ間隙等を介して上縦穴部４ａやモータ取付部２Ａの下部円筒部４１ｂ内にも連通しており、したがって、流入口１０、左右の両主弁室２５、２５、上縦穴部４ａ、4ａや下部円筒部４１ｂ内等は、高圧（等圧）の冷媒が充満することになる。
【００３８】
また、それぞれパイロット式の弁形態をとる第１制御弁２１及び第１制御弁２２において、主弁室２５の圧力をＰ１、背圧室２６の圧力をＰ２、流出口１１、１２の圧力をＰ３、背圧室２６の水平断面積（主弁体２３の受圧面積）をＡｐ、流出口１１、１２の水平断面積をＡv、開弁ばね２８の付勢力をＰｆとし、主弁体２３を押し上げる力を開弁力、主弁体２３を押し下げる力を閉弁力とすれば、第１制御弁２１及び第１制御弁２２の開弁条件は、
閉弁力 ＝ Ｐ２×Ａｐ＜開弁力 ＝ Ｐ１×（Ａｐ-Ａv）＋Ｐ３×Ａv＋Ｐｆ
となる。
【００３９】
このような構成とされた方向切換弁１においては、モータ１５に所定態様で通電して駆動歯車５０を例えば反時計回りに回転させると、従動歯車５１、５２は時計回りに回転しながら軸方向（上下方向）に摺動し、これにより、第１制御弁２１のパイロット弁体３１は左ねじ送り機構５５のねじ送りにより上方に移動し、第２制御弁２２のパイロット弁体３２は右ねじ送り機構５６により下方に移動する。
【００４０】
いま、図１に示される如くに、第１制御弁２１のパイロット弁体３１が最上昇位置まで引き上げられてパイロット通路２７を開き、第２制御弁２２のパイロット弁体３２がパイロット通路２７を閉じて、第１制御弁２１（第１流出口１１）が全開の状態（この状態では、流入口１０からの冷媒は第２流出口１２へのみ流れる）とすると、この状態から、モータ５０に所定態様で通電して駆動歯車５０を所定角度時計回りに回転させると、図２に示される如くに、第１制御弁２１のパイロット弁体３１は左ねじ送り機構５５のねじ送りにより最下降位置まで移動してパイロット通路２７を閉じ、第２制御弁２２のパイロット弁体３２は右ねじ送り機構５６により最上昇位置へ移動してパイロット通路２７を開く。これにより、第２制御弁２２においては［閉弁力＜開弁力］となり、主弁体２３は、その円環状凸部２３ｓが天井ストッパ部３５ｓに接当する最大リフト位置まで上昇し、第２流出口１２が全開となる。それに対し、第１制御弁２１においては、［閉弁力＞開弁力］となり、主弁体２３は第１流出口１１を閉じる。そのため、この状態では、流入口１０からの冷媒は第２流出口１２へのみ流れる。なお、主弁体２３は、［閉弁力＞開弁力］となる以前に、パイロット弁体３１の押圧により弁座１１ａに着座されることもできる。
【００４１】
次に、上記パイロット弁体３２が最上昇位置にある状態（第２流出口１２のみが開いている状態）から、モータ５０に所定態様で通電して駆動歯車５０を前記所定角度の半分程度反時計回りに回転させると、第１制御弁２１のパイロット弁体３１は左ねじ送り機構５５のねじ送りにより上方に前記した開閉動作時の半分程度移動し、第２制御弁２２のパイロット弁体３２は右ねじ送り機構５６により下方に前記した開閉動作時の半分程度移動し、両パイロット弁体３１、３２の高さ位置が略同じとなり、両パイロット通路２７が開かれた状態となる。そのため、このときは、第１制御弁２１、第２制御弁２２が共に全開とされ、流入口１０からの冷媒は第１流入口１１及び第２流出口１２の両方へ流れる。
【００４２】
なお、前記した開閉動作終了後、モータ１５への通電は停止されるが、二つの制御弁２１、２２は上記状態を維持する。
【００４３】
以上のように、本実施例の方向切換弁１においては、ステッピングモータ１５と二つの制御弁２１、２２との間に、二つの制御弁２１、２２を相互に逆方向に開閉駆動すべく、送り方向が逆の二つねじ送り機構５５、５６を持つ逆動装置が設けられているので、二つの制御弁２１、２２のパイロット弁体３１、３２を相互に逆方向に移動させることができ、これにより、二つの流出口１１、１２を選択的に開閉できるとともに、二つのねじ送り機構５５、５６を特定状態で停止させることにより、二つの制御弁２１、２２（二つの流出口１１、１２）を共に全開にすることができる。
【００４４】
そのため、前述した如くの、圧縮機からの冷媒を同時に二つの熱交換機に分配することが要求されるヒートポンプ式冷暖房システムに本実施形態の方向切換弁１を２個の電磁弁に代えて用いることができる。この場合、本実施形態の方向切換弁１では、二つの流出口１１、１２を共に全開にした後は、通電せずとも全開状態が維持されるので、２個の電磁弁を用いる場合に比して省エネ化等が図られる。
【００４５】
また、制御弁としてパイロット式の弁形態をとるものを採用することにより、小さな駆動力で大口径の流出口を開閉することができる上、二つの制御弁２１、２２（流出口１１、１２）を開くには、パイロット弁体３１、３２を少しだけリフトさせればよいので、回転駆動源として比較的小型（小出力）のステッピングモータ（１５＋遊星歯車式減速機構４０）を用いても、従来型の三方切換弁等に比して、流路切り換えを迅速に行うことができ、流路切り換え応答性が向上する。
【００４６】
なお、本発明に係る方向切換弁は、上記した第１実施例の方向切換弁１の構成に限られないことは勿論であり、様々な変更を加えることができる。
【００４７】
例えば、上記第１実施例では、二つの制御弁２１、２２は共にパイロット式の弁形態をとるものであったが、図４に示される第２実施例の方向切換弁１’のように、二つの制御弁２１’、２２’としてニードル弁体３１’、３２’を持つ直動型のものを採用し、小口径の流出口１１’、１２’を開閉するようにしてもよく、この場合も二つの制御弁２１’、２２’（二つの流出口１１’、１２’）を共に全開にすることができ、第１実施例と同様な効果を奏する。
【００４８】
また、一つの電動弁にパイロット式制御弁（第１実施例）と直動型のニードル弁（第２実施例）を混在させて設けても良い。
【００４９】
さらに、左ねじ送り機構及び右ねじ送り機構の昇降又は回転により駆動されるものであれば、各ねじ送り機構により駆動される弁の形態は、上記の第１及び第２実施例以外のいかなる形態の弁であっても良い。すなわち、例えば回転することにより流路を切り換えるボール弁等のロータリー弁を、該ロータリー弁が昇降することなく左ねじ送り機構及び／あるいは右ねじ送り機構と連結するようにしても良い。例えば、左ねじ送り機構及び／あるいは右ねじ送り機構の先端（雄ねじ部の先端）とロータリー弁との一方に、該ロータリー弁の回転中心軸方向に突出する横断面矩形の凸部を設け、その他方に、前記凸部に係合する凹部を設ければ、ねじ送り機構の回転がロータリー弁に伝達される際、前記凸部又は凹部が該ロータリー弁の中心軸方向に摺動して、ねじ送り機構の回転のみがロータリー弁に伝達され、ロータリー弁はその昇降が防止される。
【００５０】
さらにまた、前述の説明においては、駆動歯車５０には、２つの従動歯車（第１従動歯車５１及び第２従動歯車５２）が歯合し、２つのねじ送り機構（左及び右送りねじ機構５５、５６）を介して２つの制御弁が駆動されるものとしたが、本発明はこれのみに限定されることはなく、３つ以上の複数の制御弁を複数の左及び右ねじ送り機構を用いて駆動制御することも可能である。すなわち、複数の制御弁を予め２つのグループに分けておき、一方のグループの各制御弁の駆動には個別に左ねじ送り機構を用い、また他方のグループの各制御弁の駆動には個別に右ねじ送り機構を用い、そして各ねじ送り機構の従動歯車を駆動歯車５０に歯合させても良い。この場合、各ねじ送り機構は、駆動歯車５０の回転軸を中心とする円の周上に配置される。
【符号の説明】
【００５１】
１ 方向切換弁
２ 弁本体
１０ 流入口
１１ 第１流出口
１２ 第２流出口
１５ ステッピングモータ
２１ 第１制御弁
２２ 第２制御弁
２３ 主弁体
２４ 嵌挿室
２５ 主弁室
２６ 背圧室
２７ パイロット通路
２８ 開弁ばね
３１ パイロット弁体
３１ｅ 左おねじ部
３２ パイロット弁体
３２ｅ 右おねじ部
３３ 固定ナット部材
３３ｉ 左めねじ部
３４ 固定ナット部材
３４ｉ 右めねじ部
４０ 遊星歯車式減速機構
４３ 出力軸
４５ 連結回転軸
５０ 駆動歯車
５１ 第１従動歯車
５２ 第２従動歯車
５５ 左ねじ送り機構
５６ 右ねじ送り機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ式冷暖房システム等に使用するのに好適な方向切換弁に係り、特に、一つの流入口と二つの流出口とを有し、この二つの流出口を選択的に開閉可能な方向切換弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
カーエアコン等のヒートポンプ式冷暖房システムにおいて、圧縮機からの冷媒を同時に二つの熱交換機に分配することが要求される場合があり、従来においては、例えば特許文献１（特に図２の電磁弁４及び１３参照）に見られるように、電磁弁（ＯＮ／ＯＦＦ弁）を２個用いる等して上記ニーズに応えるようにしている。
【０００３】
また、方向切換弁としては、一つの流入口と二つの流出口とを有し、ステッピングモータ等の回転駆動源で弁体を回動させる等して、二つの流出口を選択的に開閉することにより方向（流路）の切り換えを行うようにされた三方切換弁がよく知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２９５５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記電磁弁を２個用いる手法では、圧縮機からの冷媒を同時に二つの熱交換機に分配する際には２個の電磁弁を共に全開状態で維持する必要があり、そのため、２個の電磁弁に長時間継続して通電しなければならず、消費電力が大きくなる等の問題がある。
【０００６】
また、ステッピングモータ等の回転駆動源で弁体を回動させる等して二つの流出口を選択的に開閉することにより方向（流路）の切り換えを行うようにされた従来の一般的な三方切換弁は、流路切り換えに比較的長時間を要するという課題の他、通常、二つの流出口を共に全開させることはできないため、上記ニーズ（圧縮機からの冷媒を同時に二つの熱交換機に分配すること）には応えられず、仮にできたとしても、両流出口を共に全開するまでにステッピングモータ等の回転駆動源を相当長い時間回転させなければならないという問題がある。
【０００７】
さらに、圧縮機からの冷媒を、同時にあるいは選択的に三つ以上の熱交換機に分配する際においても同様の問題がある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、二つ又は複数の流出口を選択的に開閉することができるとともに、二つ又は複数の流出口を共に全開にさせ得、かつ、流路切り換えの迅速化・省エネ化等を図ることのできる方向切換弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成すべく、本発明に係る方向切換弁は、基本的には、流入口及び二つの流出口が設けられた弁本体と、前記流入口と二つの流出口との間に各々配設された二つの制御弁と、該二つの制御弁を開閉駆動するための単一の回転駆動源とを備え、前記回転駆動源と前記二つの制御弁との間に、前記二つの制御弁を相互に逆方向に開閉駆動するための、送り方向が逆の二つのねじ送り機構を持つ逆動装置が設けられていることを特徴としている。
【００１０】
好ましい態様では、前記逆動装置を特定状態で停止させることにより、前記二つの制御弁を共に全開にできるようにされる。
【００１１】
前記逆動装置は、好ましくは、左ねじからなる第１おねじ部材及び第１めねじ部材を有する第１ねじ送り機構と、右ねじからなる第２おねじ部材及び第２めねじ部材とを有する第２ねじ送り機構と、前記回転駆動源により回転駆動される直歯平歯車からなる駆動歯車と、前記第１おねじ部材に設けられ前記駆動歯車に噛合する第１従動歯車と、前記第２おねじ部材に設けられ前記駆動歯車に噛合する第２従動歯車とを有し、前記第１及び第２従動歯車は、それぞれ前記第１及び第２ねじ送り機構の推力により前記駆動歯車に噛合しながら軸方向に摺動するようにされる。
【００１２】
他の好ましい態様では、前記二つの制御弁のうちの少なくとも一方は直動式のニードル弁の態様をとるようにされる。
【００１３】
さらに他の好ましい態様では、前記二つの制御弁のうちの少なくとも一方はパイロット式の弁形態をとるようにされる。
【００１４】
前記パイロット式の弁形態をとる制御弁は、好ましくは、ピストン型の主弁体と、該主弁体が摺動自在に嵌挿されるとともに、該主弁体により背圧室と主弁室とに仕切られた嵌挿室と、前記背圧室の圧力を前記流出口へ逃がすためのパイロット通路と、前記パイロット通路を開閉するためのパイロット弁体と、を備え、前記パイロット弁体が前記ねじ送り機構のおねじ部材を構成するようにされる。
【００１５】
他の好ましい態様では、前記回転駆動源と前記逆動装置との間に減速機構が設けられる。
他の好ましい態様では、前記減速機構は不思議遊星歯車式減速機構とされる。
【００１６】
他の好ましい態様では、前記回転駆動源としてステッピングモータが用いられる。
他の好ましい態様では、前記回転駆動源としてステッピングモータが用いられ、前記不思議遊星歯車式減速機構は、前記ステッピングモータ内に付設される。
【００１７】
また、本発明に係る方向切換弁は、複数の制御弁と、該複数の制御弁を駆動するための単一の回転駆動源とを備え、前記回転駆動源と前記複数の制御弁との間に、予め２つのグループに分けられた複数の制御弁を、グループ毎に相互に逆方向に駆動するための、送り方向が逆の２種のねじ送り機構を持つ逆動装置が設けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る方向切換弁の好ましい態様では、ステッピングモータ等の回転駆動源と二つの制御弁との間に、二つの制御弁を相互に逆方向に開閉駆動すべく、送り方向が逆の二つねじ送り機構を持つ逆動装置が設けられているので、回転駆動源の回転を例えば駆動歯車→従動歯車→ねじ送り機構→制御弁の弁体へと伝達することにより、二つの制御弁の弁体が相互に逆方向に移動する。これにより、二つの流出口を選択的に開閉できるとともに、逆動装置を特定状態、例えば二つの制御弁の弁体がねじ送り機構により原点位置から所定ピッチ分送られた状態、で停止させることにより、二つの制御弁（二つの流出口）を共に全開にすることができる。
【００１９】
そのため、前述した如くの、圧縮機からの冷媒を同時に二つの熱交換機に分配することが要求されるヒートポンプ式冷暖房システムに本発明の方向切換弁を２個の電磁弁に代えて用いることができる。この場合、本発明の方向切換弁では、二つの流出口を共に全開にした後は、通電せずとも全開状態が維持されるので、２個の電磁弁を用いる場合に比して省エネ化等が図られる。
【００２０】
また、制御弁としてパイロット式の弁形態をとるものを採用することにより、小さな駆動力で大口径の流出口を開閉することができる上、二つの制御弁（流出口）を開くには、パイロット弁体を少しだけリフトさせればよいので、回転駆動源として比較的小型（小出力）のステッピングモータ（＋遊星歯車式減速機構）を用いても、従来型の三方切換弁等に比して、流路切り換えを迅速に行うことができ、流路切り換え応答性が向上する。
【００２１】
さらに、本発明に係る方向切換弁では、二つのグループに分けられた複数の制御弁の弁体が各グループ毎に相互に逆方向に移動するので、複数の制御弁を選択的に開閉できるとともに、各制御弁を全開とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る方向切換弁の一実施形態（第１実施例）の動作状態（第１流出口全開、第２流出口全閉）を示す縦断面図。
【図２】第１実施例の動作状態（第１流出口全閉、第２流出口全開）を示す断面図。
【図３】第１実施例の動作状態（第１流出口及び第２流出口が共に全開）を示す断面図。
【図４】本発明に係る方向切換弁の第２実施例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１、図２、図３は、本発明に係る方向切換弁の一実施形態（第１実施例）の異なる動作状態を示す縦断面図である。
【００２４】
図示第１実施例の方向切換弁１は、例えば、圧縮機からの冷媒を同時に二つの熱交換機に分配することが要求されるカーエアコン等のヒートポンプ式冷暖房システムにおいて前述した２個の電磁弁に代えて用いられるもので、流入口１０と二つの流出口（第１流出口１１及び第２流出口１２）を有する弁本体２と、回転駆動源としてのステッピングモータ１５とを備えている。
【００２５】
弁本体２は、有底円筒状のモータ取付部２Ａと該穴付き円柱状の基体部２Ｂとからなり、モータ取付部２Ａには、ステッピングモータ１５が取り付けられている。このステッピングモータ１５は、モータ取付部２Ａに螺合固定された断面凸字状外形を有する基台部４１と、該基台部４１に圧入固定された円筒状の保持案内部材４２と、前記基台部４１にその下端部が溶接接合された冷媒密封用のキャン１８と、このキャン１８の内周側に配在されたロータ１６と、キャン１８の外周に外嵌されたステータコイル１７とを有し、ステータコイル１７とロータ１６との間には、エアギャップαが形成されている。該モータ１５内には、不思議遊星歯車式減速機構４０が付設され、モータ１５の出力軸４３（不思議遊星歯車式減速機構４０の出力軸）の回転が中央挿通穴４１ａ内で連接された連接回転軸４５に伝達されるようになっている。なお、本例では遊星歯車式減速機構４０により、ロータ１６の回転を１／４５程度に減速して出力するようになっている。
【００２６】
連接回転軸４５は、モータ取付部２Ａの下部円筒部４１ｂ内を通り、その下端部がモータ取付部２Ａの底部２ｂ中央に設けられたピボット穴５３に支持されるとともに、その外周には直歯平歯車からなる駆動歯車５０が一体に固定されている（連接回転軸４５は駆動歯車５０の軸部となっている）。駆動歯車５０は、モータ取付部２Ａの底部２ｂ上に摺動回転自在に乗せられている。
【００２７】
弁本体２の基体部２Ｂには、上下に貫通する段付き縦穴４が左右に並設されている。図３において左側の縦穴４には、第１制御弁２１が配在されるとともに、その下部に弁座１１ａ付きの第１流出口１１が設けられた弁座部材５が螺合固定され、右側の縦穴４には、第２制御弁２２が配在されるとともに、その下部に弁座１２ａ付きの第２流出口１２が設けられた弁座部材５が螺合固定されている。また、基体部２Ｂの正面側（図の手前側）には、横穴状の流入口１０が前記左右の縦穴４に共に連なるように設けられている。
【００２８】
第１制御弁２１と第２制御弁２２は、基本構成は同じで、それぞれパイロット式の弁形態をとる。以下、第１制御弁２１の方を主体に（代表して）説明する。第１制御弁２１（２２）は、ピストン型の主弁体２３と、該主弁体２３が摺動自在に嵌挿されるとともに、該主弁体２３により背圧室２６と主弁室２５とに仕切られた嵌挿室２４と、前記背圧室２６の圧力を前記流出口１１（１２）へ逃がすためのパイロット通路２７と、前記パイロット通路２７を開閉するためのパイロット弁体３１（３２）と、を備えている。
【００２９】
より詳細には、前記嵌挿室２４の上部には、主弁体２３（の上部大径部２３ａ）が摺動自在に嵌挿されるスリーブ２４ｓが内嵌固定され、嵌挿室２４における主弁体２３より上側に背圧室２６が形成され、主弁体２３より下側に主弁室２５が形成されている。主弁体２３は、上部大径部２３ａと、中間小径部２３ｂと、弁体部２３ｃとを有し、弁体部２３ｃの下面側には、弁座１１ａ（１２ａ）に離接して流入口１１（１２）を開閉する、ゴムあるいはテフロン（登録商標）等からなる円環状のシール材２３ｄが例えばかしめ固定されている。また、主弁体２３の大径部２３ａの上端外周部には、嵌挿室２４の天井面に接当して主弁体２３の最大リフト位置を定める円環状凸部２３ｓが突設され、さらに、大径部２３ａの外周にはシール材（ピストンリング）２３ｆが装着されている。また、主弁体２３を上方（開弁方向）に付勢すべく、上部大径部２３ａと弁座１１ａ（１２ａ）外周部との間には、圧縮コイルばねからなる開弁ばね２８が縮装されている。
【００３０】
一方、主弁体２３の中央部には、背圧室２６の圧力を流出口１１（１２）へ逃がすための弁座２７ａ付きパイロット通路２７が貫設されており、このパイロット通路２７を開閉すべくその弁座２７ａに離接するようにパイロット弁体３１（３２）が配在されている。
【００３１】
パイロット弁体３１（３２）は、弁座２７ａに離接してパイロット通路２７を開閉する、ゴムあるいはテフロン（登録商標）等からなる円形状のシール材３０ｄがその下面にかしめ固定された弁体部３０ａと、弁棒部３０ｂと、上端小径軸部３０ｃとを有する。
【００３２】
そして、第１制御弁２１のパイロット弁体３１における弁棒部３０ｂには、左ねじからなるおねじ部（以下、左おねじ部３１ｅと称する）が設けられており、この左おねじ部３１ｅは、左側の縦穴４の小径段付き上縦穴部４ａに圧入等により固着された固定ナット部材３３の左ねじからなるめねじ部（以下、左めねじ部３３ｉと称する）に螺合せしめられている。本実施例では、上記左おねじ部３１ｅが設けられたパイロット弁体３１と左めねじ部３３ｉが設けられた固定ナット部材３３とで、左回り（反時計回り）に回転させると下方に移動し、右回り（時計回り）に回転させると上方に移動する左ねじ送り機構５５が構成されている。
【００３３】
また、第１制御弁２１のパイロット弁体３１の上端小径軸部３０ｃには、前記駆動歯車５０に噛合する直歯平歯車からなる第１従動歯車５１が一体に固定されている。
【００３４】
一方、第２制御弁２２のパイロット弁体３２における弁棒部３０ｂには、右ねじからなるおねじ部（以下、右おねじ部３２ｅと称する）が設けられており、この右おねじ部３２ｅは、右側の縦穴４の小径段付き上縦穴部４ａに圧入等により固着された固定ナット部材３４の左ねじからなるめねじ部（以下、左めねじ部３４ｉと称する）に螺合せしめられている。本実施例では、上記左おねじ部３２ｅが設けられたパイロット弁体３２と左めねじ部３４ｉが設けられた固定ナット部材３４とで、右回り（時計回り）に回転させると下方に移動し、左回り（反時計回り）に回転させると上方に移動する、前記左ねじ送り機構５５とは送り方向が逆の右ねじ送り機構５６が構成されている。
【００３５】
また、第２制御弁２２のパイロット弁体３２の上端小径軸部３０ｃには、前記駆動歯車５０に噛合する直歯平歯車からなる第２従動歯車５２が一体に固定されている。
【００３６】
したがって、本実施例では、前記左ねじ送り機構５５と、右ねじ送り機構５６と、駆動歯車５０と、第１従動歯車５１と、第２従動歯車５２とで逆動装置が構成され、第１及び第２従動歯車５１、５２は、それぞれ前記第１及び第２ねじ送り機構５５、５６のねじ送り推力により駆動歯車５０に噛合しながら軸方向に摺動する。
【００３７】
また、本実施例の方向切換弁１では、第１制御弁２１及び第１制御弁２２の主弁室２５-２５間に流入口１０が形成されており、流入口１０は第１制御弁２１及び第１制御弁２２の主弁室２５、２５にそれぞれ連通するとともに、パイロット通路２７、２７（二つのうちの一方は必ず開いている）やねじ送り機構５５、５６のおねじ-めねじ間隙等を介して上縦穴部４ａやモータ取付部２Ａの下部円筒部４１ｂ内にも連通しており、したがって、流入口１０、左右の両主弁室２５、２５、上縦穴部４ａ、4ａや下部円筒部４１ｂ内等は、高圧（等圧）の冷媒が充満することになる。
【００３８】
また、それぞれパイロット式の弁形態をとる第１制御弁２１及び第１制御弁２２において、主弁室２５の圧力をＰ１、背圧室２６の圧力をＰ２、流出口１１、１２の圧力をＰ３、背圧室２６の水平断面積（主弁体２３の受圧面積）をＡｐ、流出口１１、１２の水平断面積をＡv、開弁ばね２８の付勢力をＰｆとし、主弁体２３を押し上げる力を開弁力、主弁体２３を押し下げる力を閉弁力とすれば、第１制御弁２１及び第１制御弁２２の開弁条件は、
閉弁力 ＝ Ｐ２×Ａｐ＜開弁力 ＝ Ｐ１×（Ａｐ-Ａv）＋Ｐ３×Ａv＋Ｐｆ
となる。
【００３９】
このような構成とされた方向切換弁１においては、モータ１５に所定態様で通電して駆動歯車５０を例えば反時計回りに回転させると、従動歯車５１、５２は時計回りに回転しながら軸方向（上下方向）に摺動し、これにより、第１制御弁２１のパイロット弁体３１は左ねじ送り機構５５のねじ送りにより上方に移動し、第２制御弁２２のパイロット弁体３２は右ねじ送り機構５６により下方に移動する。
【００４０】
いま、図１に示される如くに、第１制御弁２１のパイロット弁体３１が最上昇位置まで引き上げられてパイロット通路２７を開き、第２制御弁２２のパイロット弁体３２がパイロット通路２７を閉じて、第１制御弁２１（第１流出口１１）が全開の状態（この状態では、流入口１０からの冷媒は第２流出口１２へのみ流れる）とすると、この状態から、モータ５０に所定態様で通電して駆動歯車５０を所定角度時計回りに回転させると、図２に示される如くに、第１制御弁２１のパイロット弁体３１は左ねじ送り機構５５のねじ送りにより最下降位置まで移動してパイロット通路２７を閉じ、第２制御弁２２のパイロット弁体３２は右ねじ送り機構５６により最上昇位置へ移動してパイロット通路２７を開く。これにより、第２制御弁２２においては［閉弁力＜開弁力］となり、主弁体２３は、その円環状凸部２３ｓが天井ストッパ部３５ｓに接当する最大リフト位置まで上昇し、第２流出口１２が全開となる。それに対し、第１制御弁２１においては、［閉弁力＞開弁力］となり、主弁体２３は第１流出口１１を閉じる。そのため、この状態では、流入口１０からの冷媒は第２流出口１２へのみ流れる。なお、主弁体２３は、［閉弁力＞開弁力］となる以前に、パイロット弁体３１の押圧により弁座１１ａに着座されることもできる。
【００４１】
次に、上記パイロット弁体３２が最上昇位置にある状態（第２流出口１２のみが開いている状態）から、モータ５０に所定態様で通電して駆動歯車５０を前記所定角度の半分程度反時計回りに回転させると、第１制御弁２１のパイロット弁体３１は左ねじ送り機構５５のねじ送りにより上方に前記した開閉動作時の半分程度移動し、第２制御弁２２のパイロット弁体３２は右ねじ送り機構５６により下方に前記した開閉動作時の半分程度移動し、両パイロット弁体３１、３２の高さ位置が略同じとなり、両パイロット通路２７が開かれた状態となる。そのため、このときは、第１制御弁２１、第２制御弁２２が共に全開とされ、流入口１０からの冷媒は第１流入口１１及び第２流出口１２の両方へ流れる。
【００４２】
なお、前記した開閉動作終了後、モータ１５への通電は停止されるが、二つの制御弁２１、２２は上記状態を維持する。
【００４３】
以上のように、本実施例の方向切換弁１においては、ステッピングモータ１５と二つの制御弁２１、２２との間に、二つの制御弁２１、２２を相互に逆方向に開閉駆動すべく、送り方向が逆の二つねじ送り機構５５、５６を持つ逆動装置が設けられているので、二つの制御弁２１、２２のパイロット弁体３１、３２を相互に逆方向に移動させることができ、これにより、二つの流出口１１、１２を選択的に開閉できるとともに、二つのねじ送り機構５５、５６を特定状態で停止させることにより、二つの制御弁２１、２２（二つの流出口１１、１２）を共に全開にすることができる。
【００４４】
そのため、前述した如くの、圧縮機からの冷媒を同時に二つの熱交換機に分配することが要求されるヒートポンプ式冷暖房システムに本実施形態の方向切換弁１を２個の電磁弁に代えて用いることができる。この場合、本実施形態の方向切換弁１では、二つの流出口１１、１２を共に全開にした後は、通電せずとも全開状態が維持されるので、２個の電磁弁を用いる場合に比して省エネ化等が図られる。
【００４５】
また、制御弁としてパイロット式の弁形態をとるものを採用することにより、小さな駆動力で大口径の流出口を開閉することができる上、二つの制御弁２１、２２（流出口１１、１２）を開くには、パイロット弁体３１、３２を少しだけリフトさせればよいので、回転駆動源として比較的小型（小出力）のステッピングモータ（１５＋遊星歯車式減速機構４０）を用いても、従来型の三方切換弁等に比して、流路切り換えを迅速に行うことができ、流路切り換え応答性が向上する。
【００４６】
なお、本発明に係る方向切換弁は、上記した第１実施例の方向切換弁１の構成に限られないことは勿論であり、様々な変更を加えることができる。
【００４７】
例えば、上記第１実施例では、二つの制御弁２１、２２は共にパイロット式の弁形態をとるものであったが、図４に示される第２実施例の方向切換弁１’のように、二つの制御弁２１’、２２’としてニードル弁体３１’、３２’を持つ直動型のものを採用し、小口径の流出口１１’、１２’を開閉するようにしてもよく、この場合も二つの制御弁２１’、２２’（二つの流出口１１’、１２’）を共に全開にすることができ、第１実施例と同様な効果を奏する。
【００４８】
また、一つの電動弁にパイロット式制御弁（第１実施例）と直動型のニードル弁（第２実施例）を混在させて設けても良い。
【００４９】
さらに、左ねじ送り機構及び右ねじ送り機構の昇降又は回転により駆動されるものであれば、各ねじ送り機構により駆動される弁の形態は、上記の第１及び第２実施例以外のいかなる形態の弁であっても良い。すなわち、例えば回転することにより流路を切り換えるボール弁等のロータリー弁を、該ロータリー弁が昇降することなく左ねじ送り機構及び／あるいは右ねじ送り機構と連結するようにしても良い。例えば、左ねじ送り機構及び／あるいは右ねじ送り機構の先端（雄ねじ部の先端）とロータリー弁との一方に、該ロータリー弁の回転中心軸方向に突出する横断面矩形の凸部を設け、その他方に、前記凸部に係合する凹部を設ければ、ねじ送り機構の回転がロータリー弁に伝達される際、前記凸部又は凹部が該ロータリー弁の中心軸方向に摺動して、ねじ送り機構の回転のみがロータリー弁に伝達され、ロータリー弁はその昇降が防止される。
【００５０】
さらにまた、前述の説明においては、駆動歯車５０には、２つの従動歯車（第１従動歯車５１及び第２従動歯車５２）が歯合し、２つのねじ送り機構（左及び右送りねじ機構５５、５６）を介して２つの制御弁が駆動されるものとしたが、本発明はこれのみに限定されることはなく、３つ以上の複数の制御弁を複数の左及び右ねじ送り機構を用いて駆動制御することも可能である。すなわち、複数の制御弁を予め２つのグループに分けておき、一方のグループの各制御弁の駆動には個別に左ねじ送り機構を用い、また他方のグループの各制御弁の駆動には個別に右ねじ送り機構を用い、そして各ねじ送り機構の従動歯車を駆動歯車５０に歯合させても良い。この場合、各ねじ送り機構は、駆動歯車５０の回転軸を中心とする円の周上に配置される。
【符号の説明】
【００５１】
１ 方向切換弁
２ 弁本体
１０ 流入口
１１ 第１流出口
１２ 第２流出口
１５ ステッピングモータ
２１ 第１制御弁
２２ 第２制御弁
２３ 主弁体
２４ 嵌挿室
２５ 主弁室
２６ 背圧室
２７ パイロット通路
２８ 開弁ばね
３１ パイロット弁体
３１ｅ 左おねじ部
３２ パイロット弁体
３２ｅ 右おねじ部
３３ 固定ナット部材
３３ｉ 左めねじ部
３４ 固定ナット部材
３４ｉ 右めねじ部
４０ 遊星歯車式減速機構
４３ 出力軸
４５ 連結回転軸
５０ 駆動歯車
５１ 第１従動歯車
５２ 第２従動歯車
５５ 左ねじ送り機構
５６ 右ねじ送り機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入口及び二つの流出口が設けられた弁本体と、前記流入口と二つの流出口との間に各々配設された二つの制御弁と、該二つの制御弁を開閉駆動するための単一の回転駆動源とを備え、前記二つの制御弁によって前記二つの流出口を選択的に開閉可能な方向切換弁であって、
前記回転駆動源と前記二つの制御弁との間に、前記二つの制御弁を相互に逆方向に開閉駆動するための、送り方向が逆の二つのねじ送り機構を持つ逆動装置が設けられていることを特徴とする方向切換弁。
【請求項２】
前記逆動装置を特定状態で停止させることにより、前記二つの制御弁を共に全開にできるようにされていることを特徴とする請求項１に記載の方向切換弁。
【請求項３】
前記逆動装置は、左ねじからなる第１おねじ部材及び第１めねじ部材を有する第１ねじ送り機構と、右ねじからなる第２おねじ部材及び第２めねじ部材とを有する第２ねじ送り機構と、前記回転駆動源により回転駆動される直歯平歯車からなる駆動歯車と、前記第１おねじ部材に設けられ前記駆動歯車に噛合する第１従動歯車と、前記第２おねじ部材に設けられ前記駆動歯車に噛合する第２従動歯車とを有し、前記第１及び第２従動歯車は、それぞれ前記第１及び第２ねじ送り機構の推力により前記駆動歯車に噛合しながら軸方向に摺動するようにされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の方向切換弁。
【請求項４】
前記二つの制御弁のうちの少なくとも一方は、直動式のニードル弁であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の方向切換弁。
【請求項５】
前記二つの制御弁のうちの少なくとも一方はパイロット式の弁形態をとることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の方向切換弁。
【請求項６】
前記パイロット式の弁形態をとる制御弁は、ピストン型の主弁体と、該主弁体が摺動自在に嵌挿されるとともに、該主弁体により背圧室と主弁室とに仕切られた嵌挿室と、前記背圧室の圧力を前記流出口へ逃がすためのパイロット通路と、前記パイロット通路を開閉するためのパイロット弁体と、を備え、前記パイロット弁体が前記ねじ送り機構のおねじ部材を構成していることを特徴とする請求項５に記載の方向切換弁。
【請求項７】
前記回転駆動源と前記逆動装置との間に減速機構が設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の方向切換弁。
【請求項８】
前記減速機構は、不思議遊星歯車式減速機構であることを特徴とする請求項７に記載の方向切換弁。
【請求項９】
前記回転駆動源としてステッピングモータが用いられていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の方向切換弁。
【請求項１０】
前記回転駆動源としてステッピングモータが用いられており、前記不思議遊星歯車式減速機構は、前記ステッピングモータ内に付設されていることを特徴とする請求項８に記載の方向切換弁。
【請求項１１】
複数の制御弁と、該複数の制御弁を駆動するための単一の回転駆動源とを備えた方向切換弁であって、
前記回転駆動源と前記複数の制御弁との間に、予め２つのグループに分けられた複数の制御弁を、グループ毎に相互に逆方向に駆動するための、送り方向が逆の２種のねじ送り機構を持つ逆動装置が設けられていることを特徴とする方向切換弁。
【請求項１】
流入口及び二つの流出口が設けられた弁本体と、前記流入口と二つの流出口との間に各々配設された二つの制御弁と、該二つの制御弁を開閉駆動するための単一の回転駆動源とを備え、前記二つの制御弁によって前記二つの流出口を選択的に開閉可能な方向切換弁であって、
前記回転駆動源と前記二つの制御弁との間に、前記二つの制御弁を相互に逆方向に開閉駆動するための、送り方向が逆の二つのねじ送り機構を持つ逆動装置が設けられていることを特徴とする方向切換弁。
【請求項２】
前記逆動装置を特定状態で停止させることにより、前記二つの制御弁を共に全開にできるようにされていることを特徴とする請求項１に記載の方向切換弁。
【請求項３】
前記逆動装置は、左ねじからなる第１おねじ部材及び第１めねじ部材を有する第１ねじ送り機構と、右ねじからなる第２おねじ部材及び第２めねじ部材とを有する第２ねじ送り機構と、前記回転駆動源により回転駆動される直歯平歯車からなる駆動歯車と、前記第１おねじ部材に設けられ前記駆動歯車に噛合する第１従動歯車と、前記第２おねじ部材に設けられ前記駆動歯車に噛合する第２従動歯車とを有し、前記第１及び第２従動歯車は、それぞれ前記第１及び第２ねじ送り機構の推力により前記駆動歯車に噛合しながら軸方向に摺動するようにされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の方向切換弁。
【請求項４】
前記二つの制御弁のうちの少なくとも一方は、直動式のニードル弁であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の方向切換弁。
【請求項５】
前記二つの制御弁のうちの少なくとも一方はパイロット式の弁形態をとることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の方向切換弁。
【請求項６】
前記パイロット式の弁形態をとる制御弁は、ピストン型の主弁体と、該主弁体が摺動自在に嵌挿されるとともに、該主弁体により背圧室と主弁室とに仕切られた嵌挿室と、前記背圧室の圧力を前記流出口へ逃がすためのパイロット通路と、前記パイロット通路を開閉するためのパイロット弁体と、を備え、前記パイロット弁体が前記ねじ送り機構のおねじ部材を構成していることを特徴とする請求項５に記載の方向切換弁。
【請求項７】
前記回転駆動源と前記逆動装置との間に減速機構が設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の方向切換弁。
【請求項８】
前記減速機構は、不思議遊星歯車式減速機構であることを特徴とする請求項７に記載の方向切換弁。
【請求項９】
前記回転駆動源としてステッピングモータが用いられていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の方向切換弁。
【請求項１０】
前記回転駆動源としてステッピングモータが用いられており、前記不思議遊星歯車式減速機構は、前記ステッピングモータ内に付設されていることを特徴とする請求項８に記載の方向切換弁。
【請求項１１】
複数の制御弁と、該複数の制御弁を駆動するための単一の回転駆動源とを備えた方向切換弁であって、
前記回転駆動源と前記複数の制御弁との間に、予め２つのグループに分けられた複数の制御弁を、グループ毎に相互に逆方向に駆動するための、送り方向が逆の２種のねじ送り機構を持つ逆動装置が設けられていることを特徴とする方向切換弁。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２２５４９６（Ｐ２０１２−２２５４９６Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９６４０６（Ｐ２０１１−９６４０６）
【出願日】平成２３年４月２２日（２０１１．４．２２）
【出願人】（３９１００２１６６）株式会社不二工機 (451)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２２日（２０１１．４．２２）
【出願人】（３９１００２１６６）株式会社不二工機 (451)
【Ｆターム（参考）】
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