特開 2024-166643 切換弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024166643

(43)【公開日】2024-11-29

(54)【発明の名称】切換弁

(51)【国際特許分類】

   F16K 11/074 20060101AFI20241122BHJP

【ＦＩ】

F16K11/074 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023082861

(22)【出願日】2023-05-19

(71)【出願人】

【識別番号】000101879

【氏名又は名称】イーグル工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098729

【弁理士】

【氏名又は名称】重信 和男

(74)【代理人】

【識別番号】100204467

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 好文

(74)【代理人】

【識別番号】100148161

【弁理士】

【氏名又は名称】秋庭 英樹

(74)【代理人】

【識別番号】100195833

【弁理士】

【氏名又は名称】林 道広

(74)【代理人】

【識別番号】100206911

【弁理士】

【氏名又は名称】大久保 岳彦

(72)【発明者】

【氏名】近藤 真次

(72)【発明者】

【氏名】小川 法行

(72)【発明者】

【氏名】東堂園 英樹

(72)【発明者】

【氏名】村田 直樹

(72)【発明者】

【氏名】谷川 弘典

(72)【発明者】

【氏名】浦川 亮太

【テーマコード（参考）】

3H067

【Ｆターム（参考）】

3H067AA13

3H067CC32

3H067DD03

3H067DD12

3H067DD32

3H067DD45

3H067EA16

3H067EB07

3H067ED02

3H067ED13

3H067ED15

3H067FF11

(57)【要約】

【課題】構成が簡便な切換弁を提供する。
【解決手段】ハウジング１０に設けられたハウジング側架設部６０と、ロータ５０において回転軸８０ａから離間した位置に設けられたロータ側架設部５５との間に引張バネ７０が架設され、複数の回動位置のうち、一つの回動位置における引張バネ７０の長さは他の回動位置における引張バネ７０の長さと異なり、複数の回動位置のうち引張バネ７０が最も縮んだ状態となる回動位置が基準位置となる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハウジングと、
前記ハウジングの内部に形成される弁室に配置され、回転軸回りに回動するロータと、
前記ロータを動かす駆動手段と、を備え、
前記ハウジングには、前記弁室に連通し流体を導入する導入ポートと、前記弁室に連通し流体を導出する導出ポートと、が形成されており、
前記ロータが前記ハウジングに対して回動することにより複数の回動位置をとり、各回動位置に応じて前記導入ポートと前記導出ポートとの間の流路を切り換える切換弁であって、
前記ハウジングに設けられたハウジング側架設部と、前記ロータにおいて前記回転軸から離間した位置に設けられたロータ側架設部との間に引張バネが架設され、
前記複数の回動位置のうち、一つの前記回動位置における引張バネの長さは他の前記回動位置における引張バネの長さと異なり、
前記複数の回動位置のうち前記引張バネが最も縮んだ状態となる前記回動位置が基準位置となる切換弁。

【請求項2】

前記基準位置における前記引張バネは自然長である請求項１に記載の切換弁。

【請求項3】

前記ロータは前記基準位置よりも回転方向両側に回動可能となっている請求項１に記載の切換弁。

【請求項4】

前記切換弁は、６ポート３位置型弁である請求項３に記載の切換弁。

【請求項5】

前記ハウジングに設けられているハウジング側マグネットと、前記ロータに設けられているロータ側マグネットと、をさらに備え、
前記ハウジング側マグネットは、前記複数の回動位置のうち少なくとも一つの回動位置において前記ロータ側マグネットと軸方向で重なる位置に配置されている請求項１に記載の切換弁。

【請求項6】

前記ロータの回動範囲で描かれる前記引張バネの軌跡は、周方向で連続している請求項１に記載の切換弁。

【請求項7】

前記引張バネは、前記ロータに形成された区画室内に配置されている請求項１に記載の切換弁。

【請求項8】

前記ハウジング側架設部は、軸方向に延びるハウジング側ピンであり、前記ロータ側架設部は、軸方向に延びるロータ側ピンである請求項１に記載の切換弁。

【請求項9】

前記ロータにおける座面および前記ハウジングにおける当接面のうち少なくとも一方は、低摩擦材料である請求項１ないし８のいずれかに記載の切換弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、切換弁、例えば流体が流れる流路を切り換える切換弁に関する。

【背景技術】

【0002】

様々な産業分野において、流体供給源と、流体作動装置、熱交換器等の流体負荷とが流路によって接続された流体回路が用いられている。このような流体回路には、作動流体の流路を切り換える切換弁を設けることで、一つの流体回路によって流体負荷を作動させるモードを複数実現させたものもある。

【0003】

例えば、特許文献１の切換弁は、ケーシングによって形成されている弁室内に弁体が配置されている。また、弁体は、電磁力を利用して回動可能となっている。ケーシングには、１つの供給ポートと、２つの制御ポートと、１つの排出ポートが形成されている。弁体には、２つの円筒穴が形成されている。

【0004】

このような特許文献１の切換弁は、中立位置において２つの円筒穴が供給ポートおよび排出ポートに対して非連通であり、流体の流れを停止させる。また、中立位置から弁体を一方側に回動させると、一方の円筒穴を通じて供給ポートから一方の制御ポートに向かって流体が流れ、他方の円筒穴を通じて他方の制御ポートから排出ポートに向かって流体が流れる。また、中立位置から弁体を他方側に回動させると、一方の円筒穴を通じて一方の制御ポートから排出ポートに向かって流体が流れ、他方の円筒穴を通じて供給ポートから他方の制御ポートに向かって流体が流れる。このように、特許文献１の切換弁は、３か所の回動位置に切り換え可能となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平１－２８３４８３号公報（第７－１１頁、第２１図）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

このような特許文献１の切換弁においては、角度変位検出器が設けられており、弁体の位置を特定することが可能となっている。この特定した弁体の位置情報に基づいて、各回動位置に弁体を正確に回動させることができる。しかしながら、角度変位検出器を用いることにより、角度変位検出器そのものばかりでなく、位置情報特定、出力信号算出などの各種演算を行うためのプログラムや、これらを円滑かつ迅速に処理可能な演算回路などが必要となるため、コスト高になるという問題があった。

【0007】

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、構成が簡便な切換弁を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記課題を解決するために、本発明の切換弁は、
ハウジングと、
前記ハウジングの内部に形成される弁室に配置され、回転軸回りに回動するロータと、
前記ロータを動かす駆動手段と、を備え、
前記ハウジングには、前記弁室に連通し流体を導入する導入ポートと、前記弁室に連通し流体を導出する導出ポートと、が形成されており、
前記ロータが前記ハウジングに対して回動することにより複数の回動位置をとり、各回動位置に応じて前記導入ポートと前記導出ポートとの間の流路を切り換える切換弁であって、
前記ハウジングに設けられたハウジング側架設部と、前記ロータにおいて前記回転軸から離間した位置に設けられたロータ側架設部との間に引張バネが架設され、
前記複数の回動位置のうち、一つの前記回動位置における引張バネの長さは他の前記回動位置における引張バネの長さと異なり、
前記複数の回動位置のうち前記引張バネが最も縮んだ状態となる前記回動位置が基準位置となる。
これによれば、切換弁は、非稼働時に、引張バネの復帰力を利用してロータを基準位置に自動復帰させることができる。これにより、流路を切り替えるために必要な構成を簡便にすることができる。

【0009】

前記基準位置における前記引張バネは自然長であってもよい。
これによれば、切換弁は、安定してロータを基準位置に自動復帰させることができる。

【0010】

前記ロータは前記基準位置よりも回転方向両側に回動可能となっていてもよい。
これによれば、切換弁は、基準位置以外のいずれの回動位置にロータが回動されても、引張バネの復帰力を利用して基準位置に自動復帰させることができる。

【0011】

前記切換弁は、６ポート３位置型弁であってもよい。
これによれば、切換弁は、基準位置以外のいずれの回動位置にロータが回動されても、引張バネの復帰力のみを利用して基準位置に自動復帰させることができる。

【0012】

前記ハウジングに設けられているハウジング側マグネットと、前記ロータに設けられているロータ側マグネットと、をさらに備え、
前記ハウジング側マグネットは、前記複数の回動位置のうち少なくとも一つの回動位置において前記ロータ側マグネットと軸方向で重なる位置に配置されていてもよい。
これによれば、切換弁は、ロータを一の回動位置に精度よく配置することができる。

【0013】

前記ロータの回動範囲で描かれる前記引張バネの軌跡は、周方向で連続していてもよい。
これによれば、いずれの回動位置においても引張バネが回転軸と干渉することが防止されるため、切換弁は、基準位置以外のいずれの回動位置であってもロータを安定して基準位置に自動復帰させることができる。

【0014】

前記引張バネは、前記ロータに形成された区画室内に配置されていてもよい。
これによれば、切換弁は、引張バネを流体から隔離して保護することができる。

【0015】

前記ハウジング側架設部は、軸方向に延びるハウジング側ピンであり、前記ロータ側架設部は、軸方向に延びるロータ側ピンであってもよい。
これによれば、簡便な構成でありながら、引張バネを保持し続けることができる。

【0016】

前記ロータにおける座面および前記ハウジングにおける当接面のうち少なくとも一方は、低摩擦材料であってもよい。
これによれば、ロータ回動時に生じる摩擦を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明に係る実施例１の切換弁の断面図である。

【図2】ケースの上面図である。

【図3】ステータの上面図である。

【図4】ロータの上面図である。

【図5】ロータの下面図である。

【図6】（ａ）はロータの第１回動位置における切換弁の流路パターンを示す図であり、（ｂ）はロータの第１回動位置における切換弁の要部を示す図である。

【図7】（ａ）はロータの第２回動位置における切換弁の流路パターンを示す図であり、（ｂ）はロータの第２回動位置における切換弁の要部を示す図である。

【図8】（ａ）はロータの第３回動位置における切換弁の流路パターンを示す図であり、（ｂ）はロータの第３回動位置における切換弁の要部を示す図である。

【図9】本発明に係る実施例２の切換弁におけるロータの上面図である。

【図10】実施例２の切換弁におけるステータの上面図である。

【図11】本発明に係る実施例３の切換弁の断面図である。

【図12】実施例３の切換弁における要部を一部破断して示す上面図である。

【図13】実施例３の切換弁における要部の変形例を示す上面図である。

【図14】本発明に係る実施例４の切換弁における要部を示す図である。

【図15】本発明に係る実施例５の切換弁における要部を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明に係る切換弁を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。

【実施例0019】

実施例１に係る切換弁につき、図１から図８を参照して説明する。以下、図１の上下を切換弁の上下として説明する。詳しくは、モータが配置される紙面上側を切換弁の上側、その反対側である紙面下側を切換弁の下側として説明する。

【0020】

図１に示されるように、本発明の切換弁Ｖ１は、流体回路を複数の回動位置のうちの一の回動位置を選択し、作動流体が流れる流路を切り換えるために使用されるものである。実施例の切換弁Ｖ１は電動モータ式回動弁である。

【0021】

図１に示されるように、切換弁Ｖ１は、固定側部材としてのハウジング１０と、ロータ５０と、ハウジング側架設部であるハウジング側ピン６０と、引張バネ７０と、駆動手段としての駆動ユニット８０と、から主に構成されている。なお、図１では、ロータ５０は後述する第１回動位置にある状態を図示しており、図２～図５は、図１を元に図示している。

【0022】

ハウジング１０は、下向きに開口する有天井円筒状のケース２０と、円柱状のステータ３０と、から構成されている。ケース２０およびステータ３０は金属材料または樹脂材料により形成されている。ケース２０とステータ３０との間の空間は、後述するロータ５０が配置される弁室４０となっている。

【0023】

ケース２０は外周面下端に外径側に突出するフランジ部２０ａが周方向に離間して複数設けられている。ステータ３０はその外周面に外径側に突出するフランジ部３０ａが周方向に離間して複数設けられている。ケース２０とステータ３０は、フランジ部２０ａおよびフランジ部３０ａが図示しないボルトにより締結されることにより接続固定されている。

【0024】

図１，図２に示されるように、ケース２０における天井部２１には、挿通孔２２と、第１ポートＰ１が設けられている。

【0025】

挿通孔２２は、上面視円形状をなし、天井部２１の中心を上下方向に貫通している。挿通孔２２は、後述するように回転軸８０ａが挿通されるようになっている。

【0026】

第１ポートＰ１は、上面視円形状をなし、挿通孔２２より上面視略９時の位置を上下方向に貫通している。第１ポートＰ１は、図示しない外部の流体負荷から吐出される作動流体を切換弁Ｖ１内に導入する導入ポートとして機能している。

【0027】

図１，図３に示されるように、ステータ３０は円柱状の基部３１を備えている。基部３１には、大径凹部３２と、小径凹部３３と、第２ポートＰ２と、第３ポートＰ３と、第４ポートＰ４と、第５ポートＰ５と、第６ポートＰ６が設けられている。

【0028】

大径凹部３２は、基部３１における上端面３１ａの中心を下方に向かって凹設されており、上方側に開放されている。大径凹部３２には、後述する回転軸８０ａの下端が図示しない軸受と共に挿入されている（図１参照）。

【0029】

小径凹部３３は、基部３１における上端面３１ａの大径凹部３２より上面視略３時の位置を下方に向かって凹設されており、上方側に開放されている。小径凹部３３は、大径凹部３２よりも小径である。小径凹部３３には、円柱状のハウジング側ピン６０が圧入固定されている（図１参照）。

【0030】

なお、ハウジング側ピンは、ケース２０やステータ３０のようなハウジングの一部として一体成形されていてもよい。また、ハウジング側ピンは、ハウジングに固定された別部材に形成されていてもよく、ハウジングに設けられている別部材に固定されていてもよい。このように、本発明におけるハウジングに設けられたハウジング側架設部とは、ハウジングと一体であってもよく、ハウジングと別体であってもよく、ハウジングと一体に設けられている別部材に固定されていてもよい。これは、後述するハウジングに設けられているハウジング側マグネットについても同様である。

【0031】

第２ポートＰ２と、第３ポートＰ３と、第４ポートＰ４と、第５ポートＰ５と、第６ポートＰ６は、上面視円形状をなし、基部３１の中心を中心軸とした、かつ小径凹部３３より外径側の同一円周上の各所にて基部３１を上下方向に貫通している。

【0032】

詳しくは、図３に示されるように、第５ポートＰ５は上面視で略３時の位置に設けられている。第６ポートＰ６は上面視で略１時の位置に設けられている。第２ポートＰ２は上面視で略１１時の位置に設けられている。第３ポートＰ３は上面視で略９時の位置に設けられている。第４ポートＰ４は上面視で略７時の位置に設けられている。

【0033】

第６ポートＰ６は、切換弁Ｖ１内の作動流体を図示しない外部の流体負荷に導出する導出ポートとして機能している。

【0034】

第２ポートＰ２～第５ポートＰ５は、導入ポートとしての機能と導出ポートとしての機能が適宜切り替えられる制御ポートとして機能している。

【0035】

図１に示されるように、基部３１における外周面には、周方向に亘って延びる環状の溝が形成されており、この溝にはパッキンが配置されている。このパッキンにより、ケース２０とステータ３０との間は密封されている。

【0036】

図１，図２，図４，図５に示されるように、ロータ５０は、円板状の基部５１と、基部５１の中央より上方側に突出する凸部５２を有する側断面倒立Ｔ字状を成している。ロータ５０には、貫通孔５３と、スリット５４と、連通口Ａ１と、第１連通溝Ｇ１と、第２連通溝Ｇ２と、第３連通溝Ｇ３と、ロータ側架設部であるロータ側ピン５５が設けられている。

【0037】

貫通孔５３は、上面視矩形状をなし、凸部５２における上端面から基部５１における下端面５１ａに亘って上下方向に貫通している。

【0038】

スリット５４は、上面視逆向きＣ字状をなし、ロータ５０が第１回動位置にあるときの基部５１における上面視略１１時方向から略５時方向までの範囲に亘って上下方向に貫通している。

【0039】

より詳しくは、スリット５４は、同心円弧状に延びる内周壁と外周壁およびこれらに連なる側壁５４ａ，５４ｂを有している。詳しくは、側壁５４ａは上面視略５時方向に位置し略径方向に延び、その両端は内周壁と外周壁それぞれの上面視略５時方向に位置する端に連接されている。また、側壁５４ｂは上面視略１１時方向に位置し略径方向に延び、その両端は内周壁と外周壁それぞれの上面視略１１時方向に位置する端に連接されている。

【0040】

スリット５４には、ハウジング側ピン６０が遊挿されている（図１参照）。

【0041】

図４に示されるように、連通口Ａ１は、上面視円形状をなし、ロータ５０が第１回動位置にあるときの基部５１におけるスリット５４より外径側の上面視略１１時の位置を上下方向に貫通している。

【0042】

図５に示されるように、第１連通溝Ｇ１と、第２連通溝Ｇ２と、第３連通溝Ｇ３は、基部５１の中心を中心軸とした略同一円周上に沿って形成されている。この同一円周上には、連通口Ａ１も形成されている。

【0043】

より詳しくは、第１連通溝Ｇ１は、ロータ５０が第１回動位置にあるときの基部５１における下面視略２時方向から４時方向に亘って形成されている下面視矩形状をなしている。第１連通溝Ｇ１は、基部５１における下端面５１ａから上方に向かって凹設されており、下方側に開放されている。

【0044】

第２連通溝Ｇ２は、ロータ５０が第１回動位置にあるときの基部５１における下面視略６時方向から８時方向に亘って形成されている下面視湾曲した矩形状をなしている。第２連通溝Ｇ２は、基部５１における下端面５１ａから上方に向かって凹設されており、下方側に開放されている。

【0045】

第３連通溝Ｇ３は、ロータ５０が第１回動位置にあるときの基部５１における下面視略９時方向から１１時方向に亘って形成されている下面視矩形状をなしている。第３連通溝Ｇ３は、基部５１における下端面５１ａから上方に向かって凹設されており、下方側に開放されている。

【0046】

基部５１における下端面５１ａは、ステータ３０における基部３１の座面としての上端面３１ａに当接する当接面である（図１参照）。

【0047】

また、基部５１における下端面５１ａには、第１連通溝Ｇ１の外側を囲う溝と、第２連通溝Ｇ２の外側を囲う溝と、第３連通溝Ｇ３の外側を囲う溝が形成されており、各溝にはパッキンが配置されている（図１参照）。

【0048】

図４に示されるように、ロータ側ピン５５は、円柱状であり、基部５１に一体成形されている。ロータ側ピン５５は、ロータ５０が第１回動位置にあるときの基部５１におけるスリット５４より外径側の上面視略３時の位置から上方側に突出している。また、ロータ側ピン５５は、連通口Ａ１と同じ同一円周上に形成されている。

【0049】

なお、ロータ側ピンは、ロータ５０と別体であってもよい。また、ロータ側ピンは、ロータに固定された別部材に形成されていてもよく、ロータに設けられている別部材に固定されていてもよい。このように、本発明におけるロータに設けられたロータ側架設部とは、ロータと一体であってもよく、ロータと別体であってもよく、ロータと一体に設けられている別部材に固定されていてもよい。これは、後述するロータに設けられているロータ側マグネットについても同様である。

【0050】

図１に戻って、ロータ側ピン５５と、スリット５４に遊挿されているハウジング側ピン６０におけるロータ５０よりも上方に突出している上端部には、引張バネ７０が架設されている。

【0051】

引張バネ７０は、長手方向の各端部７０ａ，７０ｂがＣ字状に形成されている。端部７０ａは、ロータ側ピン５５に外挿されて、ロータ側ピン５５回りに回動可能となっている。端部７０ｂは、ハウジング側ピン６０に外挿されて、ハウジング側ピン６０回りに回動可能となっている。

【0052】

なお、引張バネは、ロータ側ピンやハウジング側ピンに対して相対回動不能に固定されていてもよい。このような構成であれば、ロータ側ピンやハウジング側ピンがそれぞれの軸回りに回動可能に設けられていることが好ましい。

【0053】

駆動ユニット８０は、ハウジング１０に密封状に固定されており、ロータ５０を回動駆動させるようになっている。具体的には、駆動ユニット８０は、複数のギアと、ギアに噛み合う回転軸８０ａと、それらを駆動させるモータと、がケーシングされている。

【0054】

次に、ロータ５０の一つの回動位置としての第１回動位置、他の回動位置としての第２回動位置、他の回動位置としての第３回動位置について図６～図８を用いて説明する。なお、説明の便宜上、ケース２０の図示を省略している。さらになお、ロータ５０の連通溝Ｇ１～Ｇ３をドットで示している。

【0055】

ここで、本発明における回動位置とは、第１回動位置、第２回動位置、第３回動位置のように、ロータ５０が停止する位置を示すものであり、ロータ５０が回動している途中の位置については含まない。

【0056】

図６に示される切換弁Ｖ１の第１回動位置における流路パターンにあっては、切換弁Ｖ１が用いられる流体回路は第１のモードで運転される。図７に示される切換弁Ｖ１の第２回動位置における流路パターンにあっては、切換弁Ｖ１が用いられる流体回路は第２のモードで運転される。図８に示される切換弁Ｖ１の第３回動位置における流路パターンにあっては、切換弁Ｖ１が用いられる流体回路は第３のモードで運転される。

【0057】

図１を参照して、弁室４０には、第１ポートＰ１より流体が導入される。この流体の圧力はロータ５０の背圧として作用する。背圧を受けるロータ５０がステータ３０に向かって押圧されることで、ロータ５０における下端面５１ａがステータ３０における上端面３１ａに当接される。さらに、ロータ５０に設けられている各パッキンが上端面３１ａに圧着される。これにより、切換弁Ｖ１の第１回動位置における流路パターンにあって、連通するように設定されているポートに、それ以外のポートから切換弁Ｖ１に導入された流体が混入することが防止されている。これは、第２回動位置、第３回動位置についても同様である。

【0058】

図６（ａ）に示されるように、切換弁Ｖ１の第１回動位置における流路パターンにあっては、第１ポートＰ１は、連通口Ａ１を通じて第２ポートＰ２に連通している。第３ポートＰ３は、第１連通溝Ｇ１を通じて第４ポートＰ４に連通している。第５ポートＰ５は、第３連通溝Ｇ３を通じて第６ポートＰ６に連通している。

【0059】

切換弁Ｖ１の第１回動位置における流路パターンにあっては、第１ポートＰ１から第２ポートＰ２に向かって流体が流れる。第３ポートＰ３から第４ポートＰ４に向かって流体が流れる。第５ポートＰ５から第６ポートＰ６に向かって流体が流れる。

【0060】

ロータ５０の第１回動位置では、駆動ユニット８０は非通電状態にある。また、第１回動位置での、ロータ側ピン５５とハウジング側ピン６０との位置関係は、後述する第２回動位置および第３回動位置での位置関係と比較して、最も近接した状態にある。そのため、引張バネ７０は本実施例における複数の回動位置の中で最も縮んだ状態にある。つまり、第１回動位置が基準位置となる。

【0061】

この状態で、引張バネ７０は、自然長よりもわずかに引き伸ばされた状態にある。

【0062】

これにより、第１回動位置においても引張力が生じるため、引張バネ７０は、ロータ５０を第１回動位置に保持し続けることができる。なお、この状態で引張バネ７０は自然長であってもよい。このような構成であっても、一定以上の初張力を有する引張バネであればロータ５０を第１回動位置に保持し続けることができる。

【0063】

また、第１回動位置では、ハウジング側ピン６０は、スリット５４における各側壁５４ａ，５４ｂから離間している。

【0064】

ロータ５０が第１回動位置ある状態において、駆動ユニット８０に第１所定値の通電がなされるとモータは回転軸８０ａを上面視時計回り方向に回動させる。これにより、ロータ５０は、図６（ｂ）から図７（ｂ）に移行するように、上面視時計回り方向に回動される。そして、図７（ｂ）に示されるように、スリット５４における側壁５４ｂがハウジング側ピン６０に当接する第２回動位置にて停止する。

【0065】

また、第１所定値として設定されている通電量を超える通電がなされても、スリット５４における側壁５４ｂがハウジング側ピン６０に当接することでその回動が停止されるため、ロータ５０を第２回動位置にて停止させることができる。このことから、第１所定値として設定されている通電量は、第１回動位置から第２回動位置に到達するために必要な最小限の通電量よりもやや大きい値が設定されていることが好ましい。

【0066】

図７（ａ）に示されるように、切換弁Ｖ１の第２回動位置における流路パターンにあっては、第１ポートＰ１は、連通口Ａ１を通じて第５ポートＰ５に連通している。第２ポートＰ２は、第１連通溝Ｇ１を通じて第６ポートＰ６に連通している。第４ポートＰ４は、第２連通溝Ｇ２を通じて第３ポートＰ３に連通している。

【0067】

切換弁Ｖ１の第２回動位置における流路パターンにあっては、第１ポートＰ１から第５ポートＰ５に向かって流体が流れる。第２ポートＰ２から第６ポートＰ６に向かって流体が流れる。第４ポートＰ４から第３ポートＰ３に向かって流体が流れる。

【0068】

引張バネ７０は、ロータ５０が第１回動位置から第２回動位置に到達するまでの間、第２回動位置側に回動することに応じて引き伸ばされ続ける。言い換えれば、引張バネ７０は、第２回動位置側に回動することに応じて復帰力が高められる。

【0069】

また、引張バネ７０は、ロータ５０が第１回動位置から第２回動位置に到達するまでの間、ロータ５０における凸部５２から離間した位置を、ロータ５０における下端面５１ａやステータ３０における上端面３１ａと略平行に引き伸ばされながら移動する。

【0070】

このことから、引張バネ７０は、ロータ５０が第１回動位置から第３回動位置に到達するまでの間、直線形状を保ち続けることができる。すなわち引張バネ７０は屈曲することが防止されている。これにより、切換弁Ｖ１は安定して引張バネ７０の復帰力をロータ５０に作用させることができる。

【0071】

さらに、引張バネ７０は、端部７０ａがロータ側ピン５５に対して回動可能であり、各端部７０ｂがハウジング側ピン６０に対して回動可能である。そのため、引張バネ７０は、ロータ５０が第１回動位置から第３回動位置に到達するまでの間、円滑に伸長できる。

【0072】

ロータ５０が第２回動位置で停止している状態において、第２回動位置における引張バネ７０の長さは、第１回動位置における引張バネ７０の長さよりも長くなる。すなわち、第２回動位置における引張バネ７０の長さは、第１回動位置における引張バネ７０の長さと異なっている。

【0073】

駆動ユニット８０への通電が停止されると、引張バネ７０の復帰力によってロータ５０は、第２回動位置から第１回動位置に向かって移動し、引張バネ７０が最も縮んだ状態となる第１回動位置にて停止される。

【0074】

ロータ５０が第１回動位置ある状態において、駆動ユニット８０に第２所定値の通電がなされるとモータは回転軸８０ａを上面視反時計回り方向に回動させる。これにより、ロータ５０は、図６（ｂ）から図８（ｂ）に移行するように、上面視反時計回り方向に回動される。そして、図８（ｂ）に示されるように、スリット５４における側壁５４ａがハウジング側ピン６０に当接する第３回動位置にて停止する。

【0075】

また、第２所定値として設定されている通電量を超える通電がなされても、スリット５４における側壁５４ａがハウジング側ピン６０に当接することでその回動が停止されるため、ロータ５０を第３回動位置にて停止させることができる。このことから、第２所定値として設定されている通電量は、第１回動位置から第３回動位置に到達するために必要な最小限の通電量よりもやや大きい値が設定されていることが好ましい。

【0076】

図８（ａ）に示されるように、切換弁Ｖ１の第３回動位置における流路パターンにあっては、第１ポートＰ１は、連通口Ａ１を通じて第３ポートＰ３に連通している。第２ポートＰ２は、第３連通溝Ｇ３を通じて第６ポートＰ６に連通している。第４ポートＰ４は、第１連通溝Ｇ１に連通しているものの、第１連通溝Ｇ１は他のポートに対して非連通である。第５ポートＰ５は、第２連通溝Ｇ２に連通しているものの、第２連通溝Ｇ２は他のポートに対して非連通である。すなわち、第４ポートＰ４と第５ポートＰ５は閉塞されている。

【0077】

切換弁Ｖ１の第３回動位置における流路パターンにあっては、第１ポートＰ１から第３ポートＰ３に向かって流体が流れる。第２ポートＰ２から第６ポートＰ６に向かって流体が流れる。第４ポートＰ４と第５ポートＰ５からは外部への流体の流通が停止されている。

【0078】

引張バネ７０は、ロータ５０が第１回動位置から第３回動位置に到達するまでの間、第３回動位置側に回動することに応じて引き伸ばされ続け、復帰力が高められる。

【0079】

また、引張バネ７０は、ロータ５０が第１回動位置から第３回動位置に到達するまでの間、ロータ５０における凸部５２から離間した位置を、ロータ５０における下端面５１ａやステータ３０における上端面３１ａと略平行に引き伸ばされながら移動する。

【0080】

このことから、引張バネ７０は、ロータ５０が第１回動位置から第３回動位置に到達するまでの間、直線形状を保ち続け、引張バネ７０は屈曲することが防止されている。これにより、切換弁Ｖ１は安定して引張バネ７０の復帰力をロータ５０に作用させることができる。

【0081】

さらに、引張バネ７０は、端部７０ａがロータ側ピン５５に対して回動可能であり、各端部７０ｂがハウジング側ピン６０に対して回動可能である。そのため、引張バネ７０は、ロータ５０が第１回動位置から第３回動位置に到達するまでの間、円滑に伸長できる。

【0082】

ロータ５０が第３回動位置で停止している状態において、第３回動位置における引張バネ７０の長さは、第１回動位置における引張バネ７０の長さよりも長くなる。すなわち、第３回動位置における引張バネ７０の長さは、第１回動位置における引張バネ７０の長さと異なっている。

【0083】

なお、図７，図８を参照して、本実施例では、第３回動位置における引張バネ７０の長さは、第２回動位置における引張バネ７０の長さよりも短い構成であるが、これに限られず、第３回動位置における引張バネ７０の長さは、第２回動位置における引張バネ７０の長さよりも長い構成であってもよく、第３回動位置における引張バネ７０の長さは、第２回動位置における引張バネ７０の長さと同じ構成であってもよい。

【0084】

駆動ユニット８０への通電が停止されると、引張バネ７０の復帰力によってロータ５０は、第３回動位置から第１回動位置に向かって回動し、引張バネ７０が最も縮んだ状態となる第１回動位置にて停止される。

【0085】

以上説明したように、本実施例の切換弁Ｖ１は、非稼働時、すなわち非通電時に、引張バネ７０の復帰力を利用してロータ５０を基準位置としての第１回動位置に自動復帰させることができる。これにより、第１回動位置を基準として、第２回動位置や第３回動位置に到達するための回動量を決定することができる。そのため、ロータ５０の位置を都度検出するためのセンサや制御を省略することができる。このように、切換弁Ｖ１は、流路を切り替えるために必要な構成を簡便にすることができる。

【0086】

また、切換弁Ｖ１は、ロータ５０の復帰手段として引張バネ７０を採用しているため、１つの引張バネ７０のみでロータ５０を自動復帰させることができる。

【0087】

例えば、復帰手段として圧縮バネを採用する場合には、第２回動位置から第１回動位置に復帰させるための圧縮バネと、第３回動位置から第１回動位置に復帰させるための圧縮バネがそれぞれ必要となる。また、各圧縮バネを保持するための構造が必要となる。このように、部品点数増につながる。

【0088】

さらに、圧縮バネを採用する構成において、ロータを第１回動位置に停止させた状態を保持し続けるためには、第２回動位置から第１回動位置に復帰させるための圧縮バネからロータに作用する付勢力と、第３回動位置から第１回動位置に復帰させるための圧縮バネからロータに作用する付勢力とが釣り合う位置を、第１回動位置に位置合わせする必要がある。このことから、製造される部材それぞれの公差を加味して、各付勢力を精度よく調整する必要があるため、製造コスト増につながる。

【0089】

これらに対して、本実施例の切換弁Ｖ１は、１つの引張バネ７０のみでロータ５０を自動復帰させることができる。そのため、切換弁Ｖ１は、部品点数を少なくすることができる上に、製造コストも低減することができる。

【0090】

さらに、切換弁Ｖ１は、経年変化などにより引張バネ７０の引張力が変化しても、第１回動位置にロータ５０が位置している状態が最も縮んだ状態であり続ける。そのため、切換弁Ｖ１は、製品寿命に優れている。

【0091】

また、切換弁Ｖ１は、引張バネ７０の復帰力を第２回動位置または第３回動位置から第１回動位置に復帰させるために利用している構成である。例えば、先に弾性変形させた引張バネの復帰力を利用して第１回動位置から第２回動位置にロータを移動させるような構成と比較して、本実施例の切換弁Ｖ１は、回動位置を精度よく切り換えることができる。

【0092】

また、引張バネ７０は、ロータ５０の第１回動位置において最も縮んだ状態となる。そのため、切換弁Ｖ１は、安定してロータ５０を第１回動位置に自動復帰させることができる。

【0093】

さらに、引張バネ７０は、上述したようにロータ５０の第１回動位置においても復帰力が生じているため、第２回動位置や第３回動位置に到達するまでに駆動ユニット８０への通電が停止されても、確実にロータ５０を第１回動位置に自動復帰させることができる。

【0094】

また、ロータ５０は、第１回動位置から回転方向両側に回動可能である。言い換えれば、第１回動位置は、第２回動位置と第３回動位置との間に設けられている。これにより、ロータ５０が第２回動位置側に回動されても、第３回動位置側に回動されても、引張バネ７０は復帰力が高められる。そのため、切換弁Ｖ１は、第２回動位置であっても第３回動位置であっても、ロータ５０を第１回動位置に自動復帰させることができる。

【0095】

また、後述する実施例４のように、第１回動位置から周方向一方側にのみ回動可能とし、かつその途中に後述する実施例５のようなストッパＳ１，Ｓ２などの回動位置保持手段を配置して第１回動位置以外の複数の回動位置を設けたような構成と比較して、引張バネ７０が最も引き伸ばされているときの長さを短くしやすくなっている。そのため、本実施例１の切換弁Ｖ１は引張バネ７０が疲労しにくく、製品寿命に優れている。加えて、引張バネ７０がロータ５０における凸部５２などの他の部材に干渉しにくくすることができる。さらに、部品定数を少なくすることができる。そのため、本実施例１の切換弁Ｖ１は製造コストのさらなる低減を達成することができる。

【0096】

また、切換弁Ｖ１は、第１ポートＰ１から第６ポートＰ６を備え、ロータ５０の位置を第１から第３回動位置のいずれかに切り換えることのできる６ポート３位置型弁である。これにより、切換弁Ｖ１は、第２回動位置や第３回動位置にロータ５０が回動されても、引張バネ７０の復帰力のみを利用して第１回動位置に自動復帰させることができる。

【0097】

さらに、本実施例１の切換弁Ｖ１は、ロータ５０を回動させるにあたり、後述する実施例５のストッパＳ１，Ｓ２などを通過させるために必要な通電量を省力化することができる。

【0098】

また、図７，図８にて第１回動位置における引張バネ７０（図６参照）を基準として仮想線で示すように、ロータ５０の回動範囲で描かれる引張バネ７０の軌跡Ｔ１，Ｔ２は、軸方向かつ周方向で屈曲することなく滑らかに連続している。言い換えると、引張バネ７０はロータ５０の回動範囲で屈曲することなく直線状をなしている。これにより、引張バネ７０は、切換弁Ｖ１の動作時に、ロータ側ピン５５やハウジング側ピン６０以外の構造に接触して動作が不安定にならないようになっている。

【0099】

このように、いずれの回動位置においても引張バネ７０が回転軸８０ａと干渉することが防止されるため、切換弁Ｖ１は、第２回動位置、第３回動位置のいずれであっても、ロータ５０を安定して第１回動位置に自動復帰させることができる。

【0100】

また、引張バネ７０は、回転軸８０ａと略平行に軸方向に延びるハウジング側ピン６０とロータ側ピン５５に架設されている。このことから、切換弁Ｖ１は、簡便な構成でありながら、引張バネ７０を保持し続けることができる。

【0101】

また、ステータ３０における上端面３１ａには、低摩擦材料でコーティングがなされている。これにより、ロータ５０回動時に生じる摩擦を低減することができる。

【0102】

なお、ステータにおける座面を含む一部またはステータ全体が低摩擦材料で形成されていてもよい。

【0103】

また、ロータ５０における当接面が低摩擦材料で形成またはコーティングされていてもよい。このような構成であれば、パッキンはステータ側に設けられていることが好ましい。

【0104】

さらに、座面と当接面の両方が低摩擦材料で形成またはコーティングされていてもよい。

【0105】

また、本実施例のように、ロータ５０の回り止めと引張バネ７０の保持をハウジング側ピン６０が兼ねている構成に限られず、後述する実施例４のように、ロータの回止を行うピンと、引張バネの保持をするためのハウジング側ピンのような回止手段が別体であってもよい。

【0106】

また、ロータの上面視形状は、本実施例のような円板状に限られず、後述する実施例４のように、円板の４分の１が切り取られた形状であってもよく、扇状であってもよく、多角形状であってもよく、適宜変更されてもよい。

【実施例0107】

次に、実施例２に係る切換弁につき、図９，図１０を参照して説明する。なお、前記実施例１と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

【0108】

図９，図１０に示されるように、本実施例２の切換弁は、ロータ１５０に１つのロータ側マグネットＭ１１が埋設されており、ステータ１３０に３つのハウジング側マグネットＭ２１，Ｍ２２，Ｍ２３が埋設されている。

【0109】

ハウジング側マグネットＭ２１は、ロータ１５０が第１回動位置に到達した際にそのマグネットＭ１１と軸方向に重なる位置に埋設されている。ハウジング側マグネットＭ２２は、ロータ１５０が第２回動位置に到達した際にそのマグネットＭ１１と軸方向に重なる位置に埋設されている。ハウジング側マグネットＭ２３は、ロータ１５０が第３回動位置に到達した際にそのマグネットＭ１１と軸方向に重なる位置に埋設されている。

【0110】

これによれば、ロータ１５０が第１回動位置に自動復帰するにあたって、マグネットＭ１１，Ｍ２１同士が誘引しあうため、確実にマグネットＭ１１，Ｍ２１同士を磁着させることができる。そのため、本実施例の切換弁は、精度よくロータ１５０を第１回動位置に自動復帰させることができる。

【0111】

また、マグネットＭ１１，Ｍ２１同士を軸方向で磁着させることにより、ロータ５０に設けられている各パッキンを上端面３１ａに効率よく圧着させることができる。そのため、本実施例の切換弁は、背圧のみを利用する前記実施例１よりもロータ１５０とステータ１３０の間の密封性能を高めることができる。これは、マグネットＭ１１，Ｍ２２同士を磁着させた場合、マグネットＭ１１，Ｍ２３同士を磁着させた場合についても同様である。

【0112】

また、ロータ１５０が第２回動位置に回動するにあたって、マグネットＭ１１，Ｍ２２同士が誘引しあうため、確実にマグネットＭ１１，Ｍ２２同士を磁着させることができる。そのため、本実施例の切換弁は、精度よくロータ１５０を第２回動位置に停止させることができる。

【0113】

同様に、マグネットＭ１１，Ｍ２３同士を磁着させることにより、本実施例の切換弁は、精度よくロータ１５０を第３回動位置に停止させることができる。

【0114】

また、ステータ１３０における上端面３１ａには、低摩擦材料でコーティングがなされている。これにより、ロータ側マグネットＭ１１とハウジング側マグネットＭ２１～Ｍ２３のいずれかが誘引しあっている状態であっても、ロータ１５０を円滑に回動させることができる。

【0115】

なお、ロータ側マグネットやハウジング側マグネットの数は適宜変更されてもよい。例えば、第１回動位置にて２つ以上のロータ側マグネットとハウジング側マグネットが磁着されてもよい。

【0116】

また、ロータ側マグネットとハウジング側マグネットは、少なくとも一箇所の回動位置にのみ対応する位置に設けられていてもよく、すべての回動位置よりも少ない回動位置に対応する位置に配置されていてもよく、配置箇所と回動位置との対応関係は適宜変更されてもよい。

【0117】

また、各マグネットは、埋設に限られず、ロータまたはステータに接着剤などで固定されていてもよく、露出されていてもよい。

【0118】

また、マグネットＭ１１，Ｍ２２同士を磁着させること、マグネットＭ１１，Ｍ２３同士を磁着させることにより、第２回動位置や第３回動位置にロータ１５０を停止させ続けてもよい。このような構成であれば、第２回動位置や第３回動位置にロータ１５０を停止させ続けるために必要な電力を低減することができる。また、このような構成であれば、ロータ側マグネットＭ１１をハウジング側マグネットＭ２２，Ｍ２３から引き離すに足る通電を行うことで第１回動位置に復帰させることができる。