具体实施方式

以下，参照图1至图8对本发明的阀装置的一实施例所涉及的流路切换阀进行说明。

图1是本发明的一实施例所涉及的流路切换阀的立体图。图2是沿图1的流路切换阀的阀轴的轴向的剖视图(纵剖视图)。图3是沿图2的A-A线的剖视图。图4是表示图1的流路切换阀中去除了齿轮箱的上壁部的状态的俯视图。图5是沿图4的B-B线的剖视图。图6是表示安装于图1的流路切换阀所具有的电机的驱动轴的第一蜗杆的图。图6的(a)是第一蜗杆的分解立体图。图6的(b)是第一蜗杆的立体图。图7是从下方观察图1的流路切换阀的电机壳体的立体图。图8是说明图1的流路切换阀的电机壳体的装配方法的剖视图。图8的(a)表示电机壳体的壳体主体与盖体进行装配前的图。图8的(b)表示壳体主体的凸起插通盖体的贯通孔的状态。图8的(c)表示壳体主体与盖体通过红外线铆接加工而结合的状态。在图1至图5中，将X轴方向设为左右方向，将Y轴方向设为跟前-里侧方向(正面-背面方向)，将Z轴方向设为上下方向。X轴、Y轴、Z轴彼此正交。

如各图所示，本实施例的流路切换阀1具有阀主体10、作为阀芯的球阀芯20、阀座部件30、30以及阀轴40。另外，流路切换阀1具有壳体50、驱动部70以及旋转位置检测部80。

阀主体10例如以聚苯硫醚(PPS)等合成树脂作为材料，且阀主体10形成为上端开口的大致立方体箱状。阀主体10设置有：大致L字形的第一流路11、直线状的第二流路12以及大致L字形的第三流路13。第一流路11、第二流路12以及第三流路13与设置于阀主体10内的阀室14相通。合成树脂制成的圆环状的阀座部件30、30以在左右方向上彼此隔开间隔且相对的方式配置于阀室14。

球阀芯20例如以金属、合成树脂等作为材料，且形成为中空球状(球体状)。球阀芯20被阀座部件30、30支承为能够旋转并被收容于阀室14。本实施例中使用球阀芯20作为阀芯，但是也可以使用柱状的阀芯。

在球阀芯20的上部设置有阀轴插入孔24。在阀轴插入孔24插入有阀轴40。阀轴插入孔24以球阀芯20伴随着阀轴40的旋转而绕着作为旋转轴线的轴线L进行旋转的方式形成。球阀芯20通过绕轴线L进行旋转而切换第一流路11、第二流路12以及第三流路13的连接。在本实施例中，阀轴插入孔24形成为正六边形。

阀轴40为合成树脂制成。阀轴40形成为整体沿直线状延伸的柱形状。阀轴40具有圆柱部41和棱柱部42，棱柱部42与圆柱部41的下端同轴地相连。阀轴40沿轴线L配置。

在圆柱部41的下端部遍及整周地设置有槽。O型圈44嵌入该槽。O型圈44以橡胶材料等弹性部件作为材料且形成为环状。在圆柱部41的上端部同轴地安装有驱动部70的大径齿轮77。另外，在圆柱部41中的朝向上方的端面41a的中央设置有沿着轴线L的大致圆柱状的安装孔45。旋转位置检测部80的电位计轴81被压入于安装孔45。

棱柱部42与轴线L正交的截面形状(横截面形状)形成为与阀轴插入孔24相同的正六边形的柱状。棱柱部42插入球阀芯20的阀轴插入孔24，且以沿着轴线L的方式安装于该球阀芯20。棱柱部42的横截面形状形成为与阀轴插入孔24相同的正六边形，且棱柱部42与阀轴插入孔24嵌合。球阀芯20伴随着阀轴40的旋转而绕轴线L进行旋转。

壳体50例如以聚苯硫醚(PPS)等合成树脂作为材料而构成。壳体50安装于阀主体10。壳体50收容驱动部70。壳体50具有齿轮箱52和电机壳体60。

齿轮箱52具有底壁部53、上壁部54以及周壁部55。底壁部53形成为平板状。电机壳体60的壳体主体61与底壁部53设置为一体。上壁部54配置成与底壁部53在上下方向上相对。周壁部55连结底壁部53与上壁部54。在本实施例中，底壁部53与周壁部55设置为一体。上壁部54通过未图示的螺纹固定构造、卡扣构造等而被安装于周壁部55的上端。齿轮箱52收容驱动部70的第一蜗杆72、中间齿轮体73以及大径齿轮77。齿轮箱52也收容旋转位置检测部80。

齿轮箱52具有圆筒状的轴承部56。轴承部56与底壁部53设置为一体。阀轴40的圆柱部41插入轴承部56。轴承部56将圆柱部41支承为能够旋转。另外，齿轮箱52具有大致四方筒状的内侧周壁部57。内侧周壁部57设置为从底壁部53向下方突出。内侧周壁部57插入阀主体10的内侧并通过超声波熔焊等而与阀主体10接合。此外，齿轮箱52也可以通过螺纹固定构造等而被安装于阀主体10。

电机壳体60形成为大致有底圆筒状。电机壳体60收容驱动部70的电机71。电机壳体60具有：壳体主体61、盖体62、作为密封用弹性部件的第一O型圈63以及作为位置固定用弹性部件的第二O型圈64。

壳体主体61为合成树脂制成。壳体主体61形成为圆筒状。壳体主体61的下端开口且壳体主体61的上端连接设置于齿轮箱52的底壁部53。多个朝下方突出的圆柱状的凸起61a以等角度间隔的方式设置于壳体主体61的下端面。本实施例中，四个凸起61a以90度间隔的方式配置。

盖体62一体地具有：内侧圆筒部62a、外侧圆筒部62b、上壁部62c、底壁部62d、凸缘部62e以及多个安装突部62f。

内侧圆筒部62a与外侧圆筒部62b配置为同轴。上壁部62c形成为圆环状且配置为连结内侧圆筒部62a的上端与外侧圆筒部62b的上端。内侧圆筒部62a和外侧圆筒部62b以及上壁部62c在壳体主体61的内侧配置为与该壳体主体61同轴。此外，也可以是省略上壁部62c，设为将内侧圆筒部62a与外侧圆筒部62b一体化的圆筒部。底壁部62d形成为圆板状且配置为封闭内侧圆筒部62a的下端。凸缘部62e形成为圆环状。凸缘部62e配置为从外侧圆筒部62b的下端向侧方突出。多个安装突部62f从凸缘部62e的侧面突出且与壳体主体61的多个凸起61a对应地以等角度间隔的方式配置。在本实施例中，四个安装突部62f以90度间隔的方式配置。在各安装突部62f设置有供凸起61a插通的贯通孔62g。贯通孔62g的直径与凸起61a的直径相同或略大。插通于安装突部62f的贯通孔62g的凸起61a的顶端部通过红外线铆接加工而被扩径，从而变形为半球状。由此，将盖体62安装于该壳体主体61，以封闭壳体主体61的下端的开口。

第一O型圈63例如以橡胶材料等弹性部件作为材料而构成。在盖体62的外侧圆筒部62b的外周面设置有环状的凹槽62h。第一O型圈63嵌入凹槽62h。第一O型圈63以压缩状态配置于壳体主体61的内周面与盖体62的外侧圆筒部62b的外周面之间。第一O型圈63是将壳体主体61与盖体62之间密封以使水等不会浸入电机壳体60的内侧的密封部件。

第二O型圈64例如以橡胶材料等的弹性部件作为材料而构成。在盖体62的上壁部62c的上表面设置有圆环状的凹槽62i。第二O型圈64嵌入凹槽62i。第二O型圈64以压缩的状态配置于电机71的下表面与盖体62的上壁部62c的上表面之间。另外，电机71的下表面与上壁部62c的上表面接触。第二O型圈64对电机71施加向上方推起的力。由此，电机71被夹在齿轮箱52的底壁部53与盖体62之间，并且通过第二O型圈64而被按压于底壁部53。因此，电机71不松动地收容于电机壳体60。另外，能够通过电机71与第二O型圈64之间的摩擦力来抑制在电机71动作时该电机71以驱动轴71a为中心进行旋转。此外，作为位置固定用弹性部件，例如也可以在上壁部62c的上表面以等角度间隔的方式设置多个凹部，并在各凹部内配置球状、立方体状的弹性部件来代替第二O型圈64。

驱动部70经由阀轴40而驱动球阀芯20进行旋转。驱动部70具有：电机71；以及构成减速机的第一蜗杆72、中间齿轮体73及大径齿轮77。

电机71收容于电机壳体60。电机71的驱动轴71a从设置于齿轮箱52的底壁部53的贯通孔向齿轮箱52内突出。在驱动轴71a的顶端安装有第一蜗杆72。

如图6所示，第一蜗杆72具有合成树脂制成的大致圆柱状的齿轮主体72a和黄铜等的金属制成的大致直方体形状的止转部件72b。在齿轮主体72a设置有在轴向上贯通的轴孔72c。电机71的驱动轴71a插入轴孔72c。轴孔72c的直径与驱动轴71a的直径相同或者略大，以使在驱动轴71a插入轴孔72c时齿轮主体72a不变形。在齿轮主体72a的轴向的中央部设置有一条或者多条螺旋状的螺纹齿72d。在齿轮主体72a的电机71侧的端面设置有供止转部件72b压入的槽72e。槽72e沿齿轮主体72a的径向延伸。另外，在止转部件72b设置有供电机71的驱动轴71a压入的安装孔72f。

在第一蜗杆72中，止转部件72b压入齿轮主体72a的槽72e。然后，电机71的驱动轴71a压入止转部件72b的安装孔72f并插入齿轮主体72a的轴孔72c。由此，在将第一蜗杆72安装于电机71的驱动轴71a时，能够抑制螺纹齿72d的变形。另外，由于止转部件72b压入齿轮主体72a的槽72e，因此能够抑制齿轮主体72a与止转部件72b之间的松动。

中间齿轮体73配置于齿轮箱52内。中间齿轮体73具有轴部74、小径齿轮75(第一蜗轮)、以及第二蜗杆76。小径齿轮75设置于轴部74的一端部74a。小径齿轮75与第一蜗杆72啮合。第二蜗杆76设置于轴部74的另一端部74b。第二蜗杆76与大径齿轮77(第二蜗轮)啮合。

大径齿轮77配置于齿轮箱52内。在大径齿轮77的中央设置有贯通孔。阀轴40的圆柱部41压入该贯通孔。

驱动部70通过第一蜗杆72、中间齿轮体73以及大径齿轮77而将电机71的驱动轴71a的旋转力传递至阀轴40，从而使阀轴40绕轴线L旋转。由此，使球阀芯40定位于希望的旋转位置。

旋转位置检测部80具有电位计轴81、电位计基座82、以及作为旋转角传感器的电位计85。

电位计轴81例如为不锈钢、黄铜等金属制成或者聚苯硫醚(PPS)等合成树脂制成。电位计轴81与阀轴40分体设置。电位计轴81被压入于阀轴40的安装孔45，并同轴地固定安装于阀轴40。设置于电位计轴81的上端部的D切割形状的嵌合轴部81a与电位计85的转子86嵌合。此外，也可以省略安装孔45以及电位计轴81，而将与转子86嵌合的嵌合轴部一体地设置于阀轴40的端面41a。

电位计基座82为合成树脂制成，且一体地具有基座主体部83和传感器支承部84。基座主体部83形成为大致平板状，且通过螺纹件95、95而被固定于从齿轮箱52的底壁部53向上方突出的凸起(未图示)。传感器支承部84形成为相比大径齿轮77小径的大致圆板状，且电位计85安装于传感器支承部84的中央。传感器支承部84在齿轮箱52内配置成重合于大径齿轮77的上方。

电位计85是用于检测旋转角的旋转角传感器。电位计85具有圆板状的转子86和电位计主体部87。电位计主体部87将转子86支承为能够旋转。电位计主体部87是根据转子86的旋转角而输出信号(电压)的信号输出部。在转子86的中央设置有俯视观察时为D字形的嵌合孔。在嵌合孔嵌合有电位计轴81的嵌合部轴81a。嵌合轴部81a配置为贯通嵌合孔。转子86伴随着嵌合轴部81a的旋转而旋转。由此，电位计85检测电位计轴81(即，阀轴40以及球阀芯20)绕轴线L的旋转角。

在流路切换阀1中，具有驱动部70的电机71的驱动轴71a的旋转力经由大径齿轮77等而向阀轴40输出，从而阀轴40绕轴线L旋转。球阀芯20伴随着该阀轴40的旋转而绕轴线L旋转，并定位于各旋转位置。由此，实现与旋转位置对应的流路连接。另外，电位计轴81与阀轴40一同绕轴线L旋转，并从电位计85输出与电位计轴81的旋转角对应的信号。根据从电位计85输出的信号，能够监视球阀芯20的旋转位置。

接着，参照图8对上述流路切换阀1所具有的电机壳体60的装配方法进行说明。

如图8的(a)所示，从壳体主体61的下端开口向内侧收容电机71，且使电机71的上表面碰到齿轮箱52的底壁部53(参照图5)。第一O型圈63嵌入盖体62的凹槽62h。第二O型圈64嵌入盖体62的凹槽62i。然后，使盖体62接近壳体主体61。此时，将盖体主体61的多个凸起61a插入与各凸起61a对应地设置于盖体62的多个贯通孔62g。

然后，如图8的(b)所示，继续使盖体62接近壳体主体61而向多个凸起61a的多个贯通孔62g插入，并且使盖体62的上壁部62c碰到电机71。此时，盖体62的内侧圆筒部62a、外侧圆筒部62b以及上壁部62c配置于壳体主体61的内侧。第一O型圈63被夹在壳体主体61的内周面与盖体62的外侧圆筒部62b的外周面之间而成为压缩状态。第二O型圈被夹在电机71的下表面与盖体62的上壁部62c的上表面之间而成为压缩状态。

然后，如图8的(c)所示，通过对多个凸起61a的顶端部进行红外线铆接加工而使多个凸起61a的顶端部扩径而变形为半球状，从而将盖体62安装于壳体本体61。这样，电机壳体60被装配。

通过上述，根据本实施例的流路切换阀1分别具有以压缩状态配置于电机壳体60的壳体主体61与盖体62之间的第一O型圈63和以压缩状态配置于电机71与盖体62之间的第二O型圈64。因此，由于第一O型圈63仅受到来自壳体主体61与盖体62这两个部件的压缩力，因此能够抑制其变形为歪曲的形状。另外，在选定第一O型圈63时，仅需要考虑壳体主体61与盖体62之间的间隙的大小即可，因此，能够根据该间隙的大小容易地选定第一O型圈63。由此，能够以适当的力压缩第一O型圈63，能够将壳体主体61与盖体62之间适当地密封。同样地，第二O型圈64由于受到来自电机71与盖体62这两个部件的压缩力，因此能够抑制其变形为歪曲的形状。另外，在选定第二O型圈64时，仅需要考虑将电机71推起的弹性力即可，因此，无需考虑壳体主体61的内径就能够根据该弹性力容易地选定第二O型圈64。由此，能够以适当的力推压电机71，且能够抑制因蠕动变形等而引起的松动。因此，能够有效地密闭电机壳体60。

另外，盖体62具有多个贯通孔62g。壳体主体61具有多个凸起61a，该多个凸起61a插通于盖体62的多个贯通孔62g。多个凸起61a的顶端部通过红外线铆接而被扩径。由此，通过这些多个贯通孔62g与多个凸起61a能够将盖体62安装于壳体主体61。因此，相比通过螺纹件而将盖体62安装于壳体主体61的结构，螺纹件不会被紧固至超过必要的强度，并且能够减小蠕动变形的影响。因此，能够更为有效地密闭电机壳体60。

另外，第二O型圈64配置于在盖体62的上壁部62c设置的凹槽62i，且与电机71和盖体62接触。由此，能够抑制对第二O型圈64进行过度的压缩。

上述对本发明的实施例进行了说明，但本发明并不限定于这些例子。只要不违反本发明的主旨，本领域技术人员对上述的实施例进行构成要素的追加、删除、设计变更、将实施例的特征进行适当的组合，都包含在本发明的范围内。