JP2017040294A - 小型電動モータ弁 - Google Patents

Abstract

【課題】電源から遮断されたとき、安全な弁状態を機械的に確保し得るようにした電動モータ弁を提供する。
【解決手段】商用電源からの遮断に伴い、電動モータ弁が、ゼンマイ状スプリング１５０の巻き戻し作動及びコイル状スプリング１４０の付勢力でもって、電動モータＭの正転作動に作動変換機構Ｃの前側軸方向直進作動に応じて、閉弁する。
【選択図】図１

Description

本発明は、小型電動モータ弁に関する。

従来、この種の小型電動モータ弁としては、下記特許文献１に記載の流量制御装置が提案されている。この流量制御装置においては、モータが、電源からの給電のもとに、一回転方向へ回転すると、当該モータは、第１係合部を介し第２係合部に回転力を伝達する。すると、第２係合部が、モータ及び第１係合部とともに上記一回転方向に回転する。

ここで、第２係合部の雄ねじ部がロッドの雌ねじ孔部内に螺合しているため、ロッドは、スプリングによる付勢力のもと、弁体を弁座部に近づけて閉弁方向に移動させ、流体の流量を減量制御する。

一方、モータが、電源からの給電のもとに、他回転方向に回転すると、当該モータは、第１係合部を介し第２係合部に回転力を伝達する。すると、第２係合部が、モータ及び第１係合部とともに上記他回転方向に回転する。このため、ロッドは、スプリングの付勢力に抗して、弁体を弁座部から離して開弁方向に移動させて、流体の流量を増量制御する。

国際公開ＷＯ２０１２−０２３３４２号公報

ところで、上述のように構成した流量制御装置においては、弁体を弁座部から離して開弁方向に移動させる過程、或いは弁体を弁座部に近づけて閉弁方向に移動させる過程、または、弁体の弁座部との間の距離をある値に維持する過程等において、モータが、何らかの原因に起因して電源による給電から遮断されると、当該モータの作動は、電源からの給電の遮断に基づき停止する。

このため、流量制御装置の弁体と弁座部との間の距離は、上述したモータの作動停止の際、即ち、電源からの給電遮断の際の値に維持される。換言すれば、当該流量制御装置による流体の流量が、電源からの給電遮断の際の値にそのまま維持される。

従って、例えば、当該流量制御装置が、薬液やガス等を使用する工場やプラント等内のシステムにおいて、当該薬液やガス等の流量を制御するために使用されている場合に、上述のように当該流量制御装置に対する電源の給電が遮断されると、当該流量制御装置による流体の流量制御量、即ち、薬液やガス等の流量制御量が、流量制御装置に対する電源の給電遮断の際の流量に維持されることとなる。

しかしながら、電源からの給電遮断に伴い工場やプラント等内のシステムの作動が停止しているにもかかわらず、当該流量制御装置が、薬液やガス等を、上述した電源の給電遮断の際の流量でもって上記システム内において流し続けてしまう。これでは、流し続けられる薬液やガス等が上記システム内において予期せぬ危険な状況を誘発するおそれがある。従って、このような予期せぬ危険な状態の発生を、電源からの給電遮断時に未然に防止し得る対策が要請される。

なお、以上のようなことは、流量制御装置が、例えば、開閉弁、常閉型弁や常開型弁でも同様に成立し得る。

そこで、本発明は、以上のようなことに対処するため、電源が遮断されたとき、安全な弁状態を機械的に確保し得るようにした小型電動モータ弁を提供することを目的とする。

上記課題の解決にあたり、本発明に係る小型電動モータ弁は、請求項１の記載によれば、
一側収容部（Ｂｂ）、中側収容部（１０ｂ）及び他側収容部（１０ａ）を軸方向一側から軸方向他側にかけて同軸的に形成してなる筒状ハウジング（Ｈ）と、
当該筒状ハウジングの上記一側収容部内に収容されて、電源からの給電に基づき、正転作動或いは逆転作動する電動モータ（Ｍ）と、
筒状ハウジングの上記中側収容部内にて当該中側収容部と上記一側収容部との間に設けられる一側境界壁部（２１）を通して電動モータと同軸的に連結するように収容されて、電動モータの上記正転作動或いは上記逆転作動を一側軸方向直進作動或いは他側軸方向直進作動に変換する作動変換手段（Ｃ）と、
筒状ハウジングの上記他側収容部内に当該他側収容部と上記中側収容部との間に設けられる他側境界壁部（１１０）を通して作動変換手段と同軸的に連結するように収容されて、当該作動変換手段による上記一側軸方向直進作動或いは上記他側軸方向直進作動への変換に伴い開弁方向或いは閉弁方向に作動する弁部（１２０、４１）を有する弁機構（Ｖ）と、
上記中側収容部内にて作動変換手段を上記他側軸方向直進作動の方向に同軸的に付勢するように設けられる軸方向付勢手段（１４０）とを備えて、
筒状ハウジングの上記他側収容部は、その一側壁部及び他側壁部にて、流体を流入させる流入路（Ｐｉ、４０ｂ）及び上記流体を流出させる流出路（Ｐｏ、４０ｃ）を、弁機構の上記弁部を介し互いに連通するように設けてなるものである。

当該小型電動モータ弁において、
上記一側収容部内にて電動モータと同軸的にその軸方向外側にて当該電動モータを上記逆転作動の方向に付勢するように設けてなる回転方向付勢手段（１５０）を具備してなることを特徴とする。

これによれば、回転方向付勢手段が、一側収容部内にて電動モータと同軸的にその軸方向外側にて当該電動モータを逆転作動の方向に付勢するように設けられている。

しかして、電動モータが電源から給電されると、当該電動モータは、正転作動し、作動変換手段が、電動モータの正転作動を一側軸方向直進作動に変換し、弁機構が、作動変換手段による一側軸方向直進作動への変換に伴い、弁部を開弁方向に作動させる。これに伴い、小型電動弁が開弁していく。このような過程において、回転方向付勢手段が、電動モータを逆転作動の方向に付勢する逆転方向付勢力を蓄えながら変形する。

このような状態において、電動モータに対する電源からの給電が遮断されると、弁部が開弁方向へ作動した状態及び回転方向付勢手段が逆転方向付勢力を蓄えた状態において、電動モータは停止する。

すると、回転方向付勢手段が、その蓄えた逆転方向付勢力でもって、電動モータの逆転作動の初動を促す。このため、回転方向付勢手段が、その蓄えた逆転方向付勢力を減少するように変形させながら軸状スプリングの付勢力と相俟って電動モータを逆転作動させる。

これに伴い、作動変換手段が、電動モータの逆転作動を他側軸方向直進作動に変換し、弁機構が、作動変換手段による他側軸方向直進作動への変換に伴い、弁部を閉弁方向に作動させて閉じていくことで、小型電動弁を閉弁していく。然る後、小型電動弁が全閉状態になると、このような小型電動弁の全閉状態は軸状スプリングによりその付勢力でもって維持される。

換言すれば、上述のように電源からの供給が遮断された際には、ゼンマイ状スプリングが、電動モータの逆転作動の初動を促しながら軸状スプリングの付勢力と相俟って当該電動モータを逆転作動させることで小型電動弁を閉弁していくとともに、軸状スプリングが、その付勢力でもって、当該小型電動モータ弁を全閉状態に維持する。

その結果、例えば、小型電動モータ弁が、液体やガス等の流体を流動させる流体システムに適用されても、電源の給電遮断以降における上述の流体システムにおける流体の流動が停止され得る。その結果、電源の給電遮断以降において上述の流体システムにおける流体の流動が継続した場合に生ずる予期せぬ危険の発生が未然に防止され得る。

また、本発明に係る小型電動モータ弁は、請求項２の記載によれば、
一側収容部（Ｂｂ）、中側収容部（１０ｂ）及び他側収容部（１０ａ）を軸方向一側から軸方向他側にかけて同軸的に形成してなる筒状ハウジング（Ｈ）と、
当該筒状ハウジングの上記一側収容部内に収容されて、電源からの給電に基づき、正転作動或いは逆転作動する電動モータ（Ｍ）と、
筒状ハウジングの上記中側収容部内にて当該中側収容部と上記一側収容部との境界壁部を通して電動モータと同軸的に連結するように収容されて、電動モータの上記正転作動或いは上記逆転作動を一側軸方向直進作動或いは他側軸方向直進作動に変換する作動変換手段（Ｃ）と、
筒状ハウジングの上記他側収容部内に当該他側収容部と上記中側収容部との境界壁部を通して作動変換手段と同軸的に連結するように収容されて、当該作動変換手段による上記一側軸方向直進作動或いは上記他側軸方向直進作動への変換に伴い閉弁方向或いは開弁方向に作動する弁機構（Ｖ）と、
上記中側収容部内にて作動変換手段を上記一側軸方向直進作動の方向に同軸的に付勢するように設けられる軸方向付勢手段（１４０）とを備えて
筒状ハウジングの上記他側収容部は、その一側壁部及び他側壁部にて、流体を流入させる流入路（Ｐｉ、４０ｂ）及び上記流体を流出させる流出路（Ｐｏ、４０ｃ）を、弁機構の上記弁部を介し互いに連通するように設けてなる。

当該小型電動モータ弁において、
上記一側収容部内にて電動モータと同軸的にその軸方向外側にて当該電動モータを上記正転作動の方向に付勢するように設けてなる回転方向付勢手段（１５０）を具備してなることを特徴とする。

これによれば、回転方向付勢手段が、一側収容部内にて電動モータと同軸的にその軸方向外側にて当該電動モータを正転作動の方向に付勢するように設けられている。

しかして、電動モータが電源から給電されると、当該電動モータは、正転作動し、作動変換手段が、電動モータの正転作動を一側軸方向直進作動に変換し、弁機構が、作動変換手段による一側軸方向直進作動への変換に伴い、弁部を閉弁方向に作動させる。これに伴い、小型電動弁が閉弁していく。このような過程において、回転方向付勢手段が、電動モータを正転作動の方向に付勢する正転方向付勢力を蓄えながら変形する。

このような状態において、電動モータに対する電源からの給電が遮断されると、弁部が閉弁方向へ作動した状態及び回転方向付勢手段が正転方向付勢力を蓄えた状態において、電動モータは停止する。

すると、回転方向付勢手段が、その蓄えた正転方向付勢力でもって、電動モータを正転作動の初動を促す。このため、回転方向付勢手段が、その蓄えた正転方向付勢力を減少するように変形させながら軸状スプリングの付勢力と相俟って電動モータを正転作動させる。

これに伴い、作動変換手段が、電動モータの正転作動を他側軸方向直進作動に変換し、弁機構が、作動変換手段による他側軸方向直進作動への変換に伴い、弁部を開弁方向に作動させて開いていくことで、小型電動弁を開弁していく。然る後、小型電動弁が全開状態になると、このような小型電動弁の全開状態は軸状スプリングによりその付勢力でもって維持される。

換言すれば、上述のように電源からの供給が遮断された際には、ゼンマイ状スプリングが、電動モータの正転作動の初動を促しながら軸状スプリングの付勢力と相俟って当該電動モータを正転作動させることで小型電動弁を開弁していくとともに、軸状スプリングが、その付勢力でもって、当該小型電動モータ弁を全開状態に維持する。

その結果、例えば、小型電動モータ弁が、液体やガス等の流体を流動させる流体システムに適用されても、電源の給電遮断以降における上述の流体システムにおける流体の流動が許容され得る。その結果、電源の給電遮断以降において上述の流体システムにおける流体の流動が小型電動モータ弁により遮断した場合に生ずる予期せぬ危険、例えば、当該小型電動モータ弁の上流系統における流体温度や流体圧力の異常な上昇が未然に防止され得る。

また、本発明は、請求項３の記載によれば、請求項１に記載の小型電動モータ弁において、
作動変換手段は、
上記一側、中側及び他側の各収容部内に亘り収容されて電動モータの回転軸と同軸的に軸動可能に螺合する螺合体（８０ａ、９０）と、
中側収容部の内周面に設けられて螺合体の軸動を可能としかつ当該螺合体の回転阻止を可能とするように螺合体と係合する係合部材（１００）とを備えることを特徴とする。

これによれば、螺合体が電動モータの回転軸と同軸的に軸動可能に螺合するとともに、係合部材が螺合体の軸動を可能としかつ当該螺合体の回転阻止を可能とするように螺合体と係合する。従って、上述した作動変換手段による電動モータの正転作動或いは逆転作動の一側軸方向直進作動或いは他側軸方向直進作動への変換がより一層具体的になされて、請求項１に記載の発明の作用効果がより一層向上され得る。

また、本発明は、請求項４の記載によれば、請求項２に記載の小型電動モータ弁において、
一側、中側及び他側の各収容部内に亘り収容されて電動モータの回転軸と同軸的に軸動可能に螺合する螺合体（８０ａ、９０）と、
中側収容部の内周面に設けられて螺合体の軸動を可能としかつ当該螺合体の回転阻止を可能とするように前記螺合体と係合する係合部材（１００）とを備えることを特徴とする。

これによれば、螺合体が電動モータの回転軸と同軸的に軸動可能に螺合するとともに、係合部材が螺合体の軸動を可能としかつ当該螺合体の回転阻止を可能とするように螺合体と係合する。従って、上述した作動変換手段による電動モータの正転作動或いは逆転作動の一側軸方向直進作動或いは他側軸方向直進作動への変換がより一層具体的になされて、請求項２に記載の発明の作用効果がより一層向上され得る。

また、本発明は、請求項５の記載によれば、請求項３に記載の小型電動モータ弁において、
係合部材は、中側収容部の内周面にその軸方向中間部位にて同軸的に嵌装されるスプラインリング（１００）であり、
螺合体は、
スプラインリングの内周面に亘りその軸方向に沿い形成してなる複数のスプライン部（１０１）に軸動可能にかつ回転不能に噛合する複数の歯部（９１ａ）を有するようにスプラインリングの内側にて同軸的に支持される板状頭部（９１）と当該板状頭部の中央部から同軸的に延出されて上記他側境界壁部の中央孔部内に軸動可能に嵌装される軸状脚部（９２）との双方でもって縦断面Ｔ字状に構成してなるＴ字状部材（９０）と、
上記板状頭部の中央部から同軸的に延出されて電動モータの上記回転軸と軸動可能に螺合するロッド（８０ａ）とを備えており、
軸方向付勢手段は、上記板状頭部を上記他側境界壁部に向けて付勢するように上記板状頭部と上記一側境界壁部との間にて中側収容部内に介装されるコイルスプリング（１４０）でもって構成されており、
回転方向付勢手段は、
一側収容部内にて電動モータの上記回転軸に当該電動モータの上記軸方向外側にて支持される一側端部（１５１）と、一側収容部内の静止部位に支持される他側端部（１５２）とを有して、上記他側端部から上記一側端部にかけて電動モータを上記逆転作動の方向に付勢するように、電動モータの上記回転軸の軸周りに巻装されるゼンマイ状スプリング（１５０）でもって構成されていることを特徴とする。

このように、作動変換手段において、係合部材が上記構成のコイル状スプリングからなる軸状スプリングからなり、螺合体が上記構成の板状頭部及び軸状脚部を有するＴ字状部材、並びに上記構成のロッドを備え、かつ、上記構成のゼンマイ状スプリングからなる回転方向付勢手段を備えることで、請求項３に記載の発明の作用効果をより一層具体的に達成し得る。

また、本発明は、請求項６の記載によれば、請求項４に記載の小型電動モータ弁において、
係合部材は、中側収容部の内周面にその軸方向中間部位にて同軸的に嵌装されるスプラインリング（１００）であり、
螺合体は、スプラインリングの内周面に亘りその軸方向に沿い形成してなる複数のスプライン部（１０１）に軸動可能にかつ回転不能に噛合する複数の歯部（９１ａ）を有するようにスプラインリングの内側にて同軸的に支持される板状頭部（９１）と当該板状頭部の中央部から同軸的に延出されて上記他側境界壁部の中央孔部内に軸動可能に嵌装される軸状脚部（９２）との双方でもって縦断面Ｔ字状に構成してなるＴ字状部材（９０）と、
上記板状頭部の中央部から同軸的に延出されて電動モータの上記回転軸と軸動可能に螺合するロッド（８０ａ）とを備えており、
軸方向付勢手段は、上記板状頭部を上記一側境界壁部に向けて付勢するように上記板状頭部と上記他側境界壁部との間にて中側収容部内に介装されるコイルスプリング１４０）でもって構成されており、
回転方向付勢手段は、
一側収容部内にて電動モータの上記回転軸に当該電動モータの上記軸方向外側にて支持される一側端部（１５１）と、一側収容部内の静止部位に支持される他側端部（１５２）とを有して、上記他側端部から上記一側端部にかけて電動モータの上記逆転作動の方向に電動モータの上記回転軸の軸周りに巻装されるゼンマイ状スプリング（１５０）でもって構成されていることを特徴とする。

このように、作動変換手段において、係合部材が上記構成のコイル状スプリングからなる軸状スプリングからなり、螺合体が上記構成の板状頭部及び軸状脚部を有するＴ字状部材、並びに上記構成のロッドを備え、かつ、上記構成のゼンマイ状スプリングからなる回転方向付勢手段を備えることで、請求項４に記載の発明の作用効果をより一層具体的に達成し得る。

また、本発明は、請求項７の記載によれば、請求項１〜６のいずれか１つに記載の小型電動モータ弁において、
弁機構は、上記流出路の上記他側収容部内に連通する内端開孔部からなる環状弁座部（４１）と、上記変換部材の軸状脚部から上記環状弁座部に向けて着座可能に延出する弁体（１２０）との双方でもって、前記弁部を構成し、
筒状ハウジングの上記他側収容部の内部を一側室部（４２）及び他側室部（４３）に区画するように上記一側収容部の内壁部と上記弁体の延出基端部との間に連結してなり環状ダイヤフラム（１３０）を具備するようにしてもよい。

また、本発明は、請求項８の記載によれば、請求項１〜７のいずれか１つに記載の小型電動モータ弁において、
上記ロッドは、単一のすべりねじからなり、
当該すべりねじは、その後側部にて、電動モータの上記回転軸に同軸的に連結されており、
上記板状頭部の前記中央部は、すべりねじの前側部と軸方向に相対軸動可能に螺合していることを特徴とする。

このように、すべりねじが、請求項５〜７のいずれか１つに記載の発明にいうロッドに代えて採用されることで、当該請求項５〜７のいずれか１つに記載の発明と実質的に同様の作用効果を達成し得る。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す。

本発明に係る小型電動モータ弁の第１実施形態を示す縦断面図である。 図１の小型電動モータ弁の部分縦断面図である。 本発明の第２実施形態の要部を示す部分縦断面図である。

以下、本発明の各実施形態を図面により説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明に係る小型電動モータ弁の第１実施形態を示している。この小型電動モータ弁は、例えば、工場やプラント内において、薬液やガス等の流体を用いる流体システムに適用可能な常閉型ダイヤフラム弁として用いられるものである。

なお、図１において、図示上側及び図示下側が、当該小型電動モータ弁の後側および前側に対応し、図示左側及び図示右側が、それぞれ、当該小型電動モータ弁の右側及び左側に対応し、また、図示手前側及び図示奥側が、それぞれ、当該小型電動モータ弁の上側及び下側に対応する。

当該小型電動モータ弁は、図１にて示すごとく、直方体形状のハウジングＨと、このハウジングＨ内に組み付けてなる電動モータＭ、作動変換機構Ｃ及び弁機構Ｖを備えている。

ハウジングＨは、筒状ハウジング部材Ｈａと、この筒状ハウジング部材Ｈａにその軸方向前後両側から組み付けてなる前後両側ハウジング部材Ｈｂ、Ｈｃとにより構成されている。なお、ハウジングＨは、例えば、耐薬液性の高い樹脂でもって形成されている。また、小型電動モータ弁が耐薬液環境で使用されないものであれば、当該ハウジングＨの形成材料は、耐薬液性の高い樹脂ではなく金属であってもよい。

筒状ハウジング部材Ｈａは、横断面矩形状の外周面を有するように筒状に形成されて、ハウジングＨの周壁を構成する。

当該筒状ハウジング部材Ｈａは、各横断面円形状の前側段付き内孔部Ｂａ及び後側段付き内孔部Ｂｂを備えている。

前側段付き内孔部Ｂａは、大径内孔部１０ａ及び小径内孔部１０ｂを有しており、大径内孔部１０ａは、筒状ハウジング部材Ｈａ内にその前側開口端部からその前方を臨むように形成されている。小径内孔部１０ｂは、大径内孔部１０ａよりも小さな径を有するように、大径内孔部１０ａと小径内孔部２０との間にて大径内孔部１０ａとは同軸的に形成されている。なお、本第１実施形態では、大径内孔部１０ａは、前側収容部ともいい、小径内孔部１０ｂは、中側収容部ともいう。

後側段付き内孔部Ｂｂは、小径内孔部２０及び大径内孔部３０を有している。小径内孔部２０は、小径内孔部１０ｂよりも小さな径を有しており、小径内孔部１０ｂと大径内孔部３０との間にてこれら小径内孔部１０ｂと大径内孔部３０と同軸的に形成されている。また、大径内孔部３０は、大径内孔部１０ａと同一の径を有しており、当該大径内孔部３０は、筒状ハウジング部材Ｈａ内にその後側開口端部からその後方を臨むように形成されている。本第１実施形態では、後側段付き内孔部Ｂｂは、後側収容部ともいう。

前側ハウジング部材Ｈｂは、図１にて示すごとく、ハウジングＨの前壁を構成するもので、当該前側ハウジング部材Ｈｂは、その開口端部にて、筒状ハウジング部材Ｈａの前側開口端部に係合されて、筒状ハウジング部材Ｈａの大径内孔部１０ａを閉じる。

当該前側ハウジング部材Ｈｂは、凹部４０ａ、流入路４０ｂ及び流出路４０ｃを備えている。凹部４０ａは、前側ハウジング部材Ｈｂにその内端面側から凹状に形成されており、当該凹部４０ａは、その開口端部にて、前側ハウジング部材Ｈｂの開口端部を構成する。

流入路４０ｂは、図１にて示すごとく、前側ハウジング部材Ｈｂ内にて左右方向に形成されている。当該流入路４０ｂは、その内端開孔部にて、凹部４０ａ内にその周壁を介し連通しており、当該流入路４０ｂは，その外端開孔部にて、流入ポートＰｉ内に連通している。

また、流出路４０ｃは、前側ハウジング部材Ｈｂ内にて前後方向に形成されており、当該流出路４０ｃは、その内端開孔部にて、凹部４０ａ内にその底壁を介し連通しており、当該流出路４０ｃは、その外端開孔部にて、流出ポートＰｏ内に連通している。

しかして、上記流体システムが、その一側配管から薬液或いはガス等の流体を流入ポートＰｉ内に流入させると、当該流体は、前側ハウジング部材Ｈｂの流入路４０ｂを通り凹部４０ａ内に流入した後、弁機構Ｖを介し流出路４０ｃから流出ポートＰｏ内に流出して、上記流体システム内にその他側配管から流出する。

後側ハウジング部材Ｈｃは、図１にて示すごとく、ハウジングＨの後壁を構成する。当該後側ハウジング部材Ｈｃは、縦断面略Ｕ字状に形成されており、当該後側ハウジング部材Ｈｃは、その開口端部にて、筒状ハウジング部材Ｈａの後側開口端部に係合されて、筒状ハウジング部材Ｈａの大径内孔部３０を閉じる。

電動モータＭは、ステップモータからなるもので、当該小型電動モータ弁Ｍは、図１にて示すごとく、ハウジング部材Ｈａの後側段付き内孔部Ｂｂの大径内孔部３０内にて同軸的に収容されている。

当該電動モータＭは、横断面矩形状の外壁を有するステータ５０と、ロータ６０とを有しており、ステータ５０は、そのケーシング５１にて、ハウジング部材Ｈａの大径内孔部３０内に同軸的に嵌装されている。また、ロータ６０は、その回転軸６０ａにて、ステータ５０内に同軸的にかつ回転自在に支持されている。ここで、回転軸６０ａは、その軸方向両側端部にて、前後両側ベアリングＢｒを介して、ステータ５０のケーシング５１の前後両側環状ボス部５１ａ内に同軸的にかつ回転自在に支持されている。

当該電動モータＭは、ステータ５０の環状コイル５２にて配線基板７０から駆動信号（パルス信号）を入力されて励磁されることで、そのロータ６０を正転方向或いは逆転方向へ回転させることが可能である。このロータ６０の正転方向或いは逆転方向への回転方向が、電動モータＭの正転作動或いは逆転作動に対応する。

配線基板７０は、後側ハウジング部材Ｈｃの内部に支持されており、当該配線基板７０は、その入出力配線にて、ケーブル７１を介し、後側ハウジング部材Ｈｃの外部に延出している。なお、ケーブル７１は、後側ハウジング部材Ｈｃの後壁部に形成した貫通孔部を通り外方へ延出している。

本第１実施形態では、配線基板７０は、その入出力配線のうち入力配線にて、商用電源（図示しない）から給電されて、配線パターンを介し出力配線から駆動信号を電動モータＭのステータ５０の環状コイル５２に出力するようになっている。

ここで、配線基板７０は、その出力配線の端子にて、ステータ５０の環状コイル５２の接続端子５２ａ（図１参照）に接続されている。なお、環状コイル５２の接続端子５２ａは、ステータ５０のケーシング５１に設けてなる筒部材５３に挿通されている。また、筒部材５３は、剛性電気絶縁材料でもって、筒状に形成されており、当該筒部材５３は、その軸方向中間部位にて、ケーシング５１の環状後側壁部５１ｂの外周縁部に回転軸６０ａの軸方向に平行となるように嵌着されている。

作動変換機構Ｃは、電動モータＭの回転作動を直進作動に変換するもので、当該作動変換機構Ｃは、図１にて示すごとく、前側ロッド８０ａ、後側ロッド８０ｂ、Ｔ字状部材９０及びスプラインリング１００を備えている。

前側ロッド８０ａは、後側ロッド８０ｂを介し電動モータＭの回転軸６０ａに後述のごとく同軸的に連結されている。

後側ロッド８０ｂは、小径ロッド部８１及び大径ロッド部８２を一体的に備えている。小径ロッド部８１は、矩形柱状に形成されており、当該小径ロッド部８１は、ステータ５０のケーシング５１の環状前側壁部５１ｂの中空部を介し回転軸６０ａの横断面矩形状の長孔部６１内に同軸的にかつ相対移動不能に嵌装されている。

これにより、小径ロッド部８１は、回転軸６０ａと一体的に回転可能となっている。なお、回転軸６０ａの長孔部６１は、回転軸６０ａ内にその軸方向前側端部から同軸的に軸状に形成されている。

また、大径ロッド部８２は、小径ロッド部８１よりも大きい外径を有しており、当該大径ロッド部８２は、ステータ５０のケーシング５１の環状前側壁部５１ｂの中空部を通り後側段付き内孔部Ｂｂの小径内孔部２０内に延出する小径ロッド部８１の軸方向前側端部から前方へ同軸的に延出されている。

ここで、当該大径ロッド部８２は、その内部にて、雌ねじ孔部８２ａを有しており、当該雌ねじ孔部８２ａは、大径ロッド部８２内にその軸方向前端部から同軸的に形成されている。

前側ロッド８０ａは、その後側部位に形成してなる雄ねじ部８３にて、後側ロッド８０ｂの大径ロッド部８２の雌ねじ孔部８２ａ内に軸方向に移動可能に（軸動可能）に同軸的に螺合されている。ここで、当該雄ねじ部８３は、前側ロッド８０ａの後側部位の外周部に沿い同軸的に形成されている。

しかして、当該前側ロッド８０ａは、後述のように回転不能となっているＴ字状部材９０により回転不能に維持された状態にて、雄ねじ部８３の雌ねじ孔部８２ａとの螺合のもと、後側ロッド８０ｂの回転に伴い、軸方向に直進するようになっている。

具体的には、当該前側ロッド８０ａは、電動モータＭのロータ６０の正転方向への回転に伴い、雄ねじ部８３の雌ねじ孔部８２ａとの螺合度合いを減少させることで、前方へ軸動する。このことは、前側ロッド８０ａが、前側軸方向直進作動することを意味する。

また、当該前側ロッド８０ａは、電動モータＭのロータ６０の逆転方向への回転に伴い、雄ねじ部８３の雌ねじ孔部８２ａとの螺合度合いを増大させることで、後方へ軸動する。このことは、当該前側ロッド８０ａが、後側軸方向直進作動することを意味する。

Ｔ字状部材９０は、図１にて示すごとく、板状頭部９１と、軸状脚部９２とでもって、Ｔ字状に形成されている。板状頭部９１は、ハウジングＨの前側段付き内孔部Ｂａの小径内孔部１０ａ内にて、スプラインリング１００を介し、同軸的に、かつ、隔壁部１１０に着座可能に嵌装されている（図１参照）。

ここで、スプラインリング１００は、その外周部にて、前側段付き内孔部１０の小径内孔部１０ａ内に同軸的に回転不能に嵌装されており、当該スプラインリング１００の内周部には、その周方向に沿い、複数のスプライン部１０１が形成されている。

また、隔壁部１１０は、前側段付き内孔部Ｂａの大径内孔部１０ｂ内にＯリング１１１を介し同軸的に嵌装されて、前側ハウジング部材Ｈｂの凹部４０ａをその開口面側から閉じている。

しかして、板状頭部９１は、その外周部に沿い、複数の歯部９１ａを形成してなり、当該板状頭部９１は、その複数の歯部９１ａにて、スプラインリング１００の複数のスプライン部１０１にその内周側から噛合している。これにより、板状頭部９１は、その複数の歯部９１ａにて、前側ロッド８０ａの正転方向（或いは逆転方向）への回転に伴い、スプラインリング１００の複数のスプライン部１０１に沿い前方（或いは後方）へ変位する。

また、板状頭部９１の中央穴部９１ｂには、前側ロッド８０ａの前側ロッド部が同軸的に嵌着されている。これにより、板状頭部９１は、前側ロッド８０ａと一体となって軸方向にのみ直進可能となっている。なお、中央穴部９１ｂは、板状頭部９１の径方向中央部にその後側から同軸的に形成されている。

軸状脚部９２は、板状頭部９１から隔壁部１１０の中央開口部を通りＯリング１１２を介し摺動可能に前方へ延出されている。これにより、当該軸状脚部９２は、後述のごとく、弁体１２０と同軸的に連結可能となっている。

弁機構Ｖは、図１にて示すごとく、作動変換機構Ｃを介して電動モータＭに同軸的に連結されており、当該弁機構Ｖは、後述のごとく、電動モータＭの正転作動或いは逆転作動に対する作動変換機構Ｃによる後側軸方向直進作動或いは前側軸方向直進作動への変換に応じて、小型電動モータ弁を開弁或いは閉弁する。

当該弁機構Ｖは、図１にて示すごとく、前側ハウジング部材Ｈｂの凹部４０ａ内にて、作動変換機構ＣのＴ字状部材９０の軸状脚部９２、隔壁部１１０及び前側ハウジング部材Ｈｂに後述のごとく組み付けられている。

当該弁機構Ｖは、軸状弁体１２０、環状ダイヤフラム１３０及び環状弁座部４１（図１参照）でもって構成されている。軸状弁体１２０は、小径部１２１及び大径部１２２を有しており、小径部１２１は、その基部１２１ａにて、Ｔ字状部材９０の軸状脚部９２に形成してなる軸状穴部９２ａ内に同軸的に嵌着されている。これにより、当該小径部１２１は、凹部４０ａ内にて、基部１２１ａから同軸的に前方へ延出している。なお、軸状穴部９２ａは、軸状脚部９２にその前端面から同軸的に凹状に形成されている。

大径部１２２は、小径部１２１よりも大きな径を有しており、当該大径部１２２は、弁座４１に同軸的に対向するように、小径部１２１の延出端部からその前方へ延出している。また、当該大径部１２２は、その環状前端部１２２ａ（環状着座部１２２ａ）にて、環状弁座部４１に着座可能となっている。また、当該大径部１２２は、環状着座部１２２ａの内周側から前側へ同軸的に末すぼまり状に突出する縦断面逆円錐台状の突出部１２２ｂにて、環状弁座部４１の中空部を通り流出ポートＰｏ内に延出するようになっている。

本実施形態では、環状弁座部４１は、前側ハウジング部材Ｈｂの流出ポートＰｏの内端開孔部でもって形成されている。

しかして、弁機構Ｖにおいては、軸状弁体１２０が、凹部４０ａ内にて、大径部１２２の環状着座部１２２ａにて、環状弁座部４１に着座することで、小型電動モータ弁を閉弁する。また、軸状弁体１２０が、凹部４０ａ内にて、大径部１２２の環状着座部１２２ａにて、環状弁座部４１から分離することで、小型電動モータ弁を開弁する。なお、本第１実施形態において、弁機構Ｖは、軸状弁体１２０及び環状着座部４１でもって、小型電動モータ弁としての弁部を構成する。

環状ダイヤフラム１３０は、その内周縁部にて、軸状弁体１２０の小径部１２１の後側外周部と一体的に形成されており、当該ダイヤフラム１３０の外周縁部は、筒状ハウジング部材Ｈａの前側開口部内にて、隔壁部１１０の環状外周側前端部と前側ハウジング部材Ｈｂの環状後端部との間に挟持されている。これにより、ダイヤフラム１３０は、前側ハウジング部材Ｈｂの凹部４１の内部を、前後両側室部４２、４３に区画する。

ここで、前側室部４２は、その周壁部にて、流入ポートＰｉ内にその内端開孔部から連通しており、当該前側室部４２の底壁部は、流出ポートＰｏ内にその内端開孔部から連通している。また、後側室部４３は、ダイヤフラム１３０の環状中央部、隔壁部１１０の環状内周側前端部、Ｔ字状部材９０の軸状脚部９２の凹断面末すぼまり状前端部及び軸状弁体１２０の小径部１２１の後側外周部の間に形成されており、当該後側室部４３は、隔壁部１１０及び筒状ハウジング部材Ｈａの前側周壁部を通して、ハウジングＨの外側に開放されている。

当該小型電動モータ弁は、図１にて示すごとく、コイル状スプリング１４０及びゼンマイ状スプリング１５０を備えている。

本実施形態において、コイル状スプリング１４０及びゼンマイ状スプリング１５０の双方の機能的関係に言及すれば、コイル状スプリング１４０は、当該小型電動モータ弁を全閉状態に維持するような付勢力を発揮する役割を果たすのに対し、ゼンマイ状スプリング１５０は、電動モータＭの回転の初動を促す役割を果たす。

コイル状スプリング１４０は、図１にて示すごとく、筒状ハウジング部材Ｈａの前側段付き内孔部Ｂａの小径内孔部１０ｂ内において、Ｔ字状部材９０の板状頭部９１と後側段付き内孔部Ｂｂの小径内孔部２０の周壁部２１との間に前側ロッド８０ａと同軸的に介装されている。これにより、当該コイル状スプリング１４０は、Ｔ字状部材９０の板状頭部９１を弁機構Ｃの軸状弁体１２０を環状弁座部４１に着座させる方向に同軸的に付勢する。

ゼンマイ状スプリング１５０は、板バネ材料を渦巻状に巻いて形成されており、当該ゼンマイ状スプリング１５０は、図１にて示すごとく、後側段付き内孔部Ｂｂの大径内孔部３０内にて、ステータ５０のケーシング５１の後側壁部５１ｂの後面に沿うように収容されている。本第１実施形態では、ゼンマイ状スプリング１５０としては、非接触型ゼンマイ状スプリングが採用されている。なお、ゼンマイ状スプリング１５０は、回転軸６０ａと同軸的にケーシング５１の後側壁部５１ｂに装着してなる香箱１５０ａ内に収容されている。

本第１実施形態において、ゼンマイ状スプリング１５０は、電動モータＭの回転軸６０ａをその正転方向へ付勢し得るように、回転軸６０ａの軸方向後端部を中心として当該軸方向後端部に巻回されている。ここで、当該ゼンマイ状スプリング１５０は、その径方向内端部１５１にて、電動モータＭの回転軸６０ａの軸方向後端部に装着されており、当該ゼンマイ状スプリング１５０の径方向外端部１５２は、香箱１５０ａの開口部から延出して筒部材５３に装着されている。なお、香箱１５０ａは、ゼンマイ状スプリング１５０の軸方向のずれを防止する役割を果たす。また、回転軸６０ａは、香箱１５０ａに対し回転自在に挿通されている。

このように構成されたゼンマイ状スプリング１５０は、電動モータＭに対する駆動信号の出力の遮断状態にあるとき、電動モータＭの回転軸６０ａの正転方向（電動モータＭの正転作動方向）に巻き増すように弾性変形して、巻き増し状態となっている。

このように構成されたゼンマイ状スプリング１５０は、電動モータＭに対する駆動信号の出力に伴い、回転軸６０ａの逆転（電動モータＭの逆転作動）に基づき正転方向へ巻き戻す荷重を蓄えながら弾性変形する。

然る後、電動モータＭに対する駆動信号の出力が遮断されると、当該ゼンマイ状スプリング１５０は、その弾性変形に起因して生ずる巻き戻す方向への付勢力（回転軸６０ａの正転方向への付勢力）でもって、回転軸６０ａを正転方向へ回転しながら、蓄えた荷重を元の状態に戻す。

以上のように構成した本第１実施形態において、当該小型電動モータ弁が上記商用電源から遮断されているとき、電動モータＭは停止状態にある。換言すれば、当該小型電動モータ弁においては、電動モータＭが上記商用電源による給電から遮断されて、停止状態にある。このため、ゼンマイ状スプリング１５０が、上述のごとく、電動モータＭの回転軸６０ａの回転に合せて弾性変形可能な状態になっている。このとき、小型電動モータ弁は閉弁状態にある。

これに伴い、作動変換機構Ｃにおいては、Ｔ字状部材９０が、その板状頭部９１にて、コイル状スプリング１４０による付勢力のもとに、ハウジングＨの段付き前側内孔部Ｂａの小径内孔部１０ｂ内にて、隔壁部１１０に着座している。

このとき、作動変換機構Ｃにおいては、板状頭部９１が、その複数の歯部９１ａにて、スプラインリング１００の複数のスプライン部１０１の前側部位に噛合するとともに、軸状脚部９２が前側変位端まで変位した状態にある。

このため、弁機構Ｖにおいては、ダイヤフラム１３０が、後側室部４３の隔壁部１１０及びハウジング部材Ｈａを介する外部への開放のもと、Ｔ字状部材９０の軸状脚部９２の前側変位端への変位に応じて、前側室部４２側へ湾曲した状態にある。

従って、軸状弁体１２０が、その大径部１２２の環状着座部１２２ａにて、環状弁座部４１に着座した状態にある。換言すれば、当該小型電動モータ弁が、その弁部を閉弁して、凹部４０ａを介する流入路４０ｂ及び流出路４０ｃとの間の連通を遮断している。

このような状態において、配線基板７０が、上記商用電源からの給電のもと、駆動信号を電動モータＭの環状コイル５２に出力すると、当該電動モータＭは、環状コイル５２にて上記駆動信号により励磁される。これに伴い、電動モータＭが作動状態におかれる。

然る後、配線基板７０が、電動モータＭを逆転作動させる逆転作動制御信号を電動モータＭの環状コイル５２に出力すると、当該電動モータＭが、当該逆転作動制御信号に基き逆転作動する。このとき、ゼンマイ状スプリング１５０が、電動モータＭの回転軸６０ａの逆転方向への回転に伴い、正転方向へ巻き戻す荷重を蓄えながら弾性変形する。

これに伴い、作動変換機構Ｃにおいては、後側ロッド８０ｂが、電動モータＭの回転軸６０ａと一体となって正転方向に回転する。

このとき、作動変換機構ＣのＴ字状部材９０は、板状頭部９１の複数の歯部９１ａにて、スプラインリング１００の複数のスプライン部１０１との噛合のもと、軸方向にのみ直進可能であって、周方向には回転不能に維持されている。また、前側ロッド８０ａは、その雄ねじ部８３にて、後側ロッド８０ｂの雌ねじ孔部８２ａに相対移動可能に螺合している。

このため、上述のように後側ロッド８０ｂが回転軸６０ａとともに正転方向に回転すると、前側ロッド８０ａが、その雄ねじ部８３にて、後側ロッド８０ｂの雌ねじ孔部８２ａに沿い後側軸方向直進作動し、Ｔ字状部材９０の板状頭部９１が、コイル状スプリング１５０の付勢力に抗して、前側ロッド８０ａにより同軸的に後側へ引っ張られて変位する。

すると、弁機構Ｃにおいては、軸状弁体１２０が、Ｔ字状部材９０の軸状脚部９２によりコイル状スプリング１４０の付勢力に抗して後側へ引っ張られて軸方向に移動し、ダイヤフラム１３０が、後側室部４３側へ、当該後側室部４３内の空気をハウジングＨの外部へ押し出しながら湾曲する。これに伴い、軸状弁体１２０が環状弁座部４１から分離して、小型電動モータ弁の弁部を開く。このことは、小型電動モータ弁が開弁することを意味する。

従って、上記流体システムにおいて流動する薬液或いはガス等の流体は、小型電動モータ弁のハウジングＨの流入ポートＰｉから流入路４０ｂを通り凹部４０ａ内に流入して上記弁部の開弁のもと、環状弁座部４２から流出路４０ｃを通り流出ポートＰｏから上記流体システム内に流出する。

このような段階にて、例えば、配線基板７０から電動モータＭの環状コイル５２への駆動信号が、停電等の原因により遮断されると、電動モータＭの環状コイル５２に対する励磁が停止する。換言すれば、上述した小型電動モータ弁の開弁状態及びゼンマイ状スプリング１５０の巻き戻し荷重を蓄えた状態のままで、電動モータＭが停止状態になる。

すると、このような段階では、ゼンマイ状スプリング１５０が正転方向への付勢力を蓄えているため、当該ゼンマイ状スプリング１５０は、その正転方向への付勢力に基づき、電動モータＭの回転軸６０ａを正転方向に回転する。換言すれば、当該ゼンマイ状スプリング１５０は、その回転軸６０ａの正転方向への付勢力に基づき、電動モータＭの回転軸６０ａの正転方向への回転の初動を促す。従って、当該ゼンマイ状スプリング１５０は、上述のごとく、蓄えた荷重を元の状態に戻りつつ変形しながら、コイル状スプリング１４０の付勢力と相俟って、電動モータＭを正転させる。

しかして、上述のように電動モータＭの回転軸６０ａが正転方向に回転すると、作動変換機構Ｃにおいては、後側ロッド８０ｂが、電動モータＭの回転軸６０ａと一体となって正転方向に回転する。

これに伴い、前側ロッド８０ａが、その雄ねじ部８３にて、後側ロッド８０ｂの雌ねじ孔部８２ａに沿い前側軸方向直進作動し、Ｔ字状部材９０の板状頭部９１が、コイル状スプリング１５０の付勢力のもとに、前側ロッド８０ａにより同軸的に前側へ押されて変位する。

すると、弁機構Ｃにおいては、軸状弁体１２０が、Ｔ字状部材９０の軸状脚部９２によりコイル状スプリング１４０の付勢力に応じて前側へ押されて軸方向に移動し、ダイヤフラム１３０が、前側室部４２側へ、当該後側室部４３内に空気をハウジングＨの外部から導入しながら湾曲する。

これに伴い、軸状弁体１２０がその環状着座部１２２ａにて、環状弁座部４１に着座して、小型電動モータ弁の弁部を閉じる。このことは、小型電動モータ弁が閉弁したことを意味する。このとき、電動モータの弁部の閉弁状態（全閉状態）は、コイル状スプリング１４０によりその付勢力でもって、維持される。

以上のように、小型電動モータ弁が、その弁部により、閉弁することで、流出ポートＰｏの流入ポートＰｉとの連通を遮断する。従って、上述の流体システムによる小型電動モータ弁を介する流体の流動が停止される。

このように、上述のように商用電源からの電圧の供給が遮断された際には、小型電動モータ弁が、ゼンマイ状スプリング１５０の巻き戻し作動及びコイル状スプリング１４０の付勢力でもって、閉弁状態に維持されるため、上記商用電源の給電遮断以降における上述の流体システムにおける流体の流動が停止され得る。その結果、上記商用電源の給電遮断以降において上述の流体システムにおける流体の流動が継続した場合に生ずる予期せぬ危険の発生が未然に防止され得る。

また、上述したように、本第１実施形態においては、コイル状スプリング１４０は、当該小型電動モータ弁を全閉状態に維持するような付勢力を発揮する役割を果たし、一方、ゼンマイ状スプリング１５０は、電動モータＭの正転の初動を促す役割を果たす。

従って、コイル状スプリング１４０及びゼンマイ状スプリング１５０が上述のように互いに機能的に異なる役割分担をすることで、ゼンマイ状スプリング１５０は、その回転軸６０ａの正転方向への付勢力に基づき、電動モータＭの回転軸６０ａの正転方向への回転の初動を促す役割を果たすとともに、ゼンマイ状スプリング１５０は蓄えた荷重を元の状態に戻しつつ、コイル状スプリング１４０の付勢力と相俟って、電動モータＭを正転させる。これにより、当該電動モータ弁が閉弁状態となる。

よって、電動モータ弁を全開状態から全閉状態にするにあたっては、上述のごとく、コイル状スプリング１４０及びゼンマイ状スプリング１５０が上述のように互いに機能的に異なる役割分担するので、ゼンマイ状スプリング１５０の荷重を大きく設計する必要がない。

また、電動モータＭはゼンマイ状スプリング１５０の付勢力にゼンマイ状スプリング１５０の荷重を大きく設計する必要が勝る回転トルクを有する必要があるが、上述のごとく、ゼンマイ状スプリング１５０の荷重を小さく設計することで、電動モータＭの回転トルクは小さくてすむ。従って、ゼンマイ状スプリング１５０の設計が簡単化し得るとともに、電動モータ弁の小型化に役立つ。

なお、商用電源からの給電が維持されている状態で、電動モータＭを正転作動させる正転作動制御信号を電動モータＭの環状コイル５２に出力すると、当該電動モータＭが、その正転作動制御信号のもと、正転作動する。このとき、上述した小型電動モータ弁の開弁状態及びゼンマイ状スプリング１５０の巻き戻し荷重が蓄えられた状態から、電動モータＭが逆転作動する。

従って、電動モータＭは、ゼンマイ状スプリング１５０の正転方向への付勢力を低下させながら、上述のごとく、逆転作動することとなる。その後の作動は、上述のように商用電源からの給電が遮断された場合と同様である。

また、このような電動モータの正転方向への過程において、上述のように商用電源からの給電が遮断されると、この遮断の際のゼンマイ状スプリング１５０の正転方向への付勢力でもって、ゼンマイ状スプリング１５０が，電動モータＭの正転作動を継続する。その他の作動及び作用効果は、小型電動モータ弁の開弁状態にて上記商用電源からの給電が遮断された場合と同様である。

なお、本第１実施形態では、作動変換機構Ｃが前側ロッド８０ａ及び後側ロッド８０ｂという互いに別体である２本のロッドでもって、互いに相対移動可能に螺合することで、電動モータＭの回転を弁体１２０に伝達するようにしているので、弁体１２０から電動モータＭにかかる負担が、前側ロッド８０ａ及び後側ロッド８０ｂの螺合でもって緩和される。このため、電動モータＭの負担が軽減され得る。
（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態の要部を示している。この第２実施形態では、上記第１実施形態にて述べた小型電動モータ弁が、当該第１実施形態とは異なり、上記流体システムにおいて、常開型ダイヤフラム弁として用いられる。

これに伴い、上記第１実施形態にて述べたコイル状スプリング１４０が、上記第１実施形態とは異なり、ハウジングＨの前側段付き内孔部Ｂａの小径内孔部１０ｂ内において、Ｔ字状部材９０の板状頭部９１と隔壁部１１０との間に同軸的に介装されている。

また、上記第１実施形態にて述べたゼンマイ状スプリング１５０が、上記第１実施形態とは異なり、電動モータＭの回転軸６０ａをその逆転方向へ付勢すべく、回転軸６０ａの軸方向後端部を中心として当該軸方向後端部に巻装されている。ここで、本第２実施形態のゼンマイ状スプリング１５０は、その径方向内端部１５１にて、電動モータＭの回転軸６０ａの軸方向後端部に装着されており、当該ゼンマイ状スプリング１５０の径方向外端部１５２は、筒部材５３に装着されている。

このように構成された本第２実施形態のゼンマイ状スプリング１５０は、電動モータＭに対する駆動信号の出力に伴い、回転軸６０ａの正転（電動モータＭの正転作動）に基づき逆転方向へ巻き戻す荷重を蓄えながら弾性変形する。

然る後、電動モータＭに対する駆動信号の出力が遮断されると、当該ゼンマイ状スプリング１５０は、その弾性変形に起因して生ずる巻き戻す方向への付勢力（回転軸６０ａの正転方向への付勢力）でもって、回転軸６０ａを正転方向へ回転しながら、蓄えた荷重を元の状態に戻す。その他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

以上のように構成した本第２実施形態において、上記第１実施形態と同様に、当該小型電動モータ弁においては、電動モータＭが上記商用電源による給電から遮断されて、停止状態にあるとき、ゼンマイ状スプリング１５０が、上述のごとく、電動モータＭの回転軸６０ａの回転に合せて弾性変形可能な状態となっている。このとき、小型電動モータ弁は開弁状態にある。

これに伴い、作動変換機構Ｃにおいては、Ｔ字状部材９０が、その板状頭部９１にて、コイル状スプリング１４０による付勢力のもとに、ハウジングＨの後側段付き前側内孔部Ｂａの小径内孔部１０ｂ内にて、後側段付き内孔部Ｂｂの小径内孔部２０の周壁部２１に着座している。

このとき、作動変換機構Ｃにおいては、板状頭部９１が、その複数の歯部９１ａにて、スプラインリング１００の複数のスプライン部１０１の後側部位に噛合するとともに、軸状脚部９２が後側変位端まで変位した状態にある。

このため、弁機構Ｖにおいては、ダイヤフラム１３０が、後側室部４３の隔壁部１１０及びハウジング部材Ｈａを介する外部への開放のもと、Ｔ字状部材９０の軸状脚部９２の後側変位端への変位に応じて、後側室部４３側へ湾曲した状態にある。従って、軸状弁体１２０が、その大径部１２２の環状着座部１２２ａにて、環状弁座部４１から分離した状態にある。換言すれば、当該小型電動モータ弁が、その弁部を開弁して、凹部４０ａを介する流入路４０ｂ及び流出路４０ｃとの間の連通を許容している。

従って、上記流体システムにおいて流動する薬液或いはガス等の流体は、小型電動モータ弁のハウジングＨの流入ポートＰｉから流入路４０ｂを通り凹部４０ａ内に流入して上記弁部の開弁のもと、環状弁座部４２から流出路４０ｃを通り流出ポートＰｏから上記流体システム内に流出する。

このような状態にて、上記商用電源からの給電のもと、電動モータＭが、配線基板７０からの駆動信号に基づき、上記第１実施形態と同様に作動状態となり、配線基板７０が、電動モータＭを正転作動させる正転作動制御信号を電動モータＭの環状コイル５２に出力すると、当該電動モータＭが、その正転作動制御信号に基づき、正転作動する。このとき、ゼンマイ状スプリング１５０が、電動モータＭの回転軸６０ａの正転方向への回転に伴い、逆転方向へ巻き戻す荷重を蓄えながら弾性変形する。

これに伴い、作動変換機構Ｃにおいては、後側ロッド８０ｂが、電動モータＭの回転軸６０ａと一体となって正転方向に回転する。

このため、上述のように後側ロッド８０ｂが回転軸６０ａとともに正転方向に回転すると、前側ロッド８０ａが、その雄ねじ部８３にて、後側ロッド８０ｂの雌ねじ孔部８２ａに沿い前側軸方向直進作動し、Ｔ字状部材９０の板状頭部９１が、コイル状スプリング１５０の付勢力に抗して、前側ロッド８０ａにより同軸的に前側へ押されて変位する。

すると、弁機構Ｃにおいては、軸状弁体１２０が、Ｔ字状部材９０の軸状脚部９２によりコイル状スプリング１４０の付勢力に抗して前側へ押されて軸方向に移動し、ダイヤフラム１３０が、前側室部４２側へ、当該後側室部４３内の空気をハウジングＨの外部から導入しながら湾曲する。これに伴い、軸状弁体１２０が環状弁座部４１に着座して、小型電動モータ弁の弁部を閉じる。このことは、小型電動モータ弁が閉弁することを意味する。

従って、上記流体システムにおいて流動する薬液或いはガス等の流体は、小型電動モータ弁の閉弁のもと、上記流体システムにおける小型電動モータ弁を介する流動が遮断される。

このような段階にて、上記第１実施形態にて述べたように配線基板７０から電動モータＭの環状コイル５２への駆動信号（環状コイル５２を励磁する信号）が、停電等により遮断されると、上述した小型電動モータ弁の閉弁状態及びゼンマイ状スプリング１５０の巻き戻し荷重を蓄えた状態のままで、電動モータＭが停止状態になる。

すると、このような段階では、ゼンマイ状スプリング１５０が逆転方向への付勢力を蓄えているため、当該ゼンマイ状スプリング１５０は、その逆転方向への付勢力に基づき、電動モータＭの回転軸６０ａを逆転方向に回転する。

換言すれば、当該ゼンマイ状スプリング１５０は、その回転軸６０ａの逆転方向への付勢力に基づき、電動モータＭの回転軸６０ａの逆転方向への回転の初動を促す。従って、当該ゼンマイ状スプリング１５０は、上述のごとく、蓄えた荷重を元の状態に戻りつつ変形しながら、コイル状スプリング１４０の付勢力と相俟って、電動モータＭを逆転させる。

しかして、上述のように電動モータＭの回転軸６０ａが逆転方向に回転すると、作動変換機構Ｃにおいては、後側ロッド８０ｂが、電動モータＭの回転軸６０ａと一体となって逆転方向に回転する。

これに伴い、前側ロッド８０ａが、その雄ねじ部８３にて、後側ロッド８０ｂの雌ねじ孔部８２ａに沿い後側軸方向直進作動し、Ｔ字状部材９０の板状頭部９１が、コイル状スプリング１５０の付勢力のもとに、前側ロッド８０ａにより同軸的に後側へ押されて変位する。

すると、弁機構Ｃにおいては、軸状弁体１２０が、Ｔ字状部材９０の軸状脚部９２によりコイル状スプリング１４０の付勢力に応じて後側へ押されて軸方向に移動し、ダイヤフラム１３０が、後側室部４３側へ、当該後側室部４３内の空気をハウジングＨの外部へ押し出しながら湾曲する。

これに伴い、軸状弁体１２０が、その環状着座部１２２ａにて、環状弁座部４１から分離して、小型電動モータ弁の弁部を開く。このことは、小型電動モータ弁が開弁することを意味する。このとき、電動モータの弁部の開弁状態（全開状態）は、コイル状スプリング１４０によりその付勢力でもって、維持される。

以上のように、小型電動モータ弁が、その弁部により、開弁することで、流出ポートＰｏの流入ポートＰｉとの連通を許容する。従って、上述の流体システムによる小型電動モータ弁を介する流体の流動が小型電動モータ弁の弁部の開弁状態にてなされる。

このように、上述のように商用電源からの電圧の供給が遮断された際には、小型電動モータ弁が、ゼンマイ状スプリング１５０の巻き戻し作動及びコイル状スプリング１４０の付勢力でもって、開弁状態に維持されるため、上記商用電源の給電遮断以降における上述の流体システムにおける流体の流動が許容され得る。

その結果、上記商用電源の給電遮断以降において上述の流体システムにおける流体の流動が小型電動モータ弁により遮断した場合に生ずる予期せぬ危険、例えば、当該小型電動モータ弁の上流系統における流体温度や流体圧力の異常な上昇が未然に防止され得る。

また、上述のように、本第２実施形態においては、コイル状スプリング１４０は、当該小型電動モータ弁を全開状態に維持するような付勢力を発揮する役割を果たし、一方、ゼンマイ状スプリング１５０は、電動モータＭの逆転の初動を促す役割を果たす。

従って、コイル状スプリング１４０及びゼンマイ状スプリング１５０が上述のように互いに機能的に異なる役割分担をすることで、ゼンマイ状スプリング１５０は、その回転軸６０ａの逆転方向への付勢力に基づき、電動モータＭの回転軸６０ａの逆転方向への回転の初動を促す役割を果たすとともに、ゼンマイ状スプリング１５０は蓄えた荷重を元の状態に戻しつつ、コイル状スプリング１４０の付勢力と相俟って、電動モータＭを逆転させる。これにより、当該電動モータ弁が開弁状態となる。

よって、電動モータ弁を全閉状態から全開状態にするにあたっては、上述のごとく、コイル状スプリング１４０及びゼンマイ状スプリング１５０が上述のように互いに機能的に異なる役割分担するので、ゼンマイ状スプリング１５０の荷重を大きく設計する必要がない。

また、電動モータＭはゼンマイ状スプリング１５０の付勢力にゼンマイ状スプリング１５０の荷重を大きく設計する必要が勝る回転トルクを有する必要があるが、上述のごとく、ゼンマイ状スプリング１５０の荷重を小さく設計することで、電動モータＭの回転トルクは小さくてすむ。従って、ゼンマイ状スプリング１５０の設計が簡単化し得るとともに、電動モータ弁の小型化に役立つ。

なお、本発明の実施にあたり、上記各実施形態に限ることなく、次のような種々の変形例が挙げられる。
（１）本発明の実施にあたり、上記第１或いは第２の実施形態にて述べた前側ロッド８０ａ及び後側ロッド８０ｂを、例えば、単一のすべりねじでもって構成するようにしてもよい。具体的には、前側ロッド８０ａの雌ねじ孔部８２ａ及び後側ロッド８０ｂの雄ねじ部８３をすべりねじの構成となるように変形すればよい。

（２）本発明の実施にあたり、上記第１実施形態にいうゼンマイ状スプリング１５０の構成をそのままにして、前側ロッド８０ａの雄ねじ部及び後側ロッド８０ｂの雌ねじ孔部のねじ形状を、上記第１実施形態とは逆のねじ形状に変形すれば、上記第２実施形態にて述べたようにコイル状スプリング１４０をＴ字状部材９０の板状頭部９１と隔壁部１１０との間に同軸的に介装することで、小型電動モータ弁を上記第２実施形態にて述べた常開型ダイヤフラム弁とすることができる。
（３）本発明の実施にあたり、上記第２実施形態にいうゼンマイ状スプリング１５０の構成をそのままにして、前側ロッド８０ａの雄ねじ部及び後側ロッド８０ｂの雌ねじ孔部のねじ形状を、上記第２実施形態とは逆のねじ形状に変形すれば、上記第１実施形態にて述べたようにコイル状スプリング１４０をＴ字状部材９０の板状頭部９１と後側段付き内孔部Ｂｂの小径内孔部２０の周壁部２１との間に同軸的に介装することで、小型電動モータ弁を上記第１実施形態にて述べた常閉型ダイヤフラム弁とすることができる。
（４）本発明の実施にあたり、ダイヤフラム１３０は、廃止してもよい。
（５）本発明の実施にあたり、上記実施形態にて述べたゼンマイ状スプリング１５０は、非接触型ゼンマイ状スプリングに限らず、接触型ゼンマイ状スプリングその他の各種のゼンマイ状スプリングであってもよい。
（６）本発明の実施にあたり、上記実施形態にて述べた小型電動モータ弁は、常開型或いは常閉型のダイヤフラム弁に限ることなく、流量制御型ダイヤフラム弁であってもよい。この場合には、軸状弁体１２０が、環状着座部１２２ａ及び突出部１２２ｂに代えて、環状弁座部４１に向けて末すぼまり状に延出する円錐部を有するように変形する。
（７）本発明の実施にあたり、電動モータＭは、上記実施形態にて述べたステップモータに限ることなく、小型の直流モータやインダクションモータ等の各種の小型モータであってもよい。
（８）本発明の実施にあたり、ゼンマイ状スプリング１５０の径方向外端部１５２は、筒部材５３に限ることなく、ハウジングＨの内面部、ステータ５０の後側壁部５１ｂの一部等の静止部材に装着するようにしてもよい。
（９）本発明の実施にあたり、作動変換機構Ｃにおいて、前側ロッド８０ａが、その雄ねじ部８３に代えて、雌ねじ孔部を同軸的に形成してなる大径ロッド部を形成するとともに、後側ロッド８０ｂが、大径ロッド部８２に代えて、雄ねじ部を形成するように変形して、後側ロッド８０ｂの上記雄ねじ部を、前側ロッド８０ａの上記大径ロッド部の雌ねじ孔部内に軸方向に軸動可能に螺合するようにしてもよい。
（１０）本発明の実施にあたり、作動変換機構Ｃにおいて、例えば、スプラインリング１００に代えて、二股部を採用するとともに、Ｔ字状部材９０の板状頭部９１が、その複数の歯部９１ａに代えて、単一の突起部を有するように変形してもよい。

具体的には、上記二股部を、前側段付き内孔部Ｂａの小径内孔部１０ａの内周面部から板状頭部９１の中心に向けて二股状に突出させるとともに、板状頭部９１の外周面部から径方向に向け突出させることで、上記単一の突起部を、上記二股部を構成する各腕部の間に、周方向へは回転不能に軸方向へは移動可能に係合させるようにしてもよい。

一般的には、スプラインリング１００と板状頭部９１の複数の歯部９１ａとの組み合わせ、或いは、上記二股部と単一の突起部との組み合わせに限ることなく、前側ロッド８０ａの後側ロッド８０ｂとの間の軸動可能な螺合構成と、Ｔ字状部材９０の前側段付き内孔部Ｂａの小径内孔部１０ａの内周面部との間における軸動可能で回転不能な構成との双方の構成を有すれば、どのような構成であってもよい。

ここで、このような構成としては、例えば、Ｔ字状部材９０及び前側ロッド８０ａからなる構成を螺合体としたとき、当該螺合体の後側ロッド８０ｂとの間の軸動可能な螺合構成及び当該螺合体の小径内孔部１０ａの内周面部との間の軸動可能で回転不能な構成が挙げられる。
（１１）本発明の実施にあたり、作動変換機構Ｃの後側ロッド８０ｂを、上記実施形態とは異なり、電動モータＭの回転軸６０ａと同軸的に一体構造となるように構成してもよい。この場合には、作動変換機構Ｃは、後側ロッド８０ｂを除いた前側ロッド８０ａ、Ｔ字状部材９０及びスプラインリング１００でもって構成されているものと把握してもよい。
（１２）本発明の実施にあたり、筒状ハウジング部材Ｈａの前側段付き内孔部Ｂａは、上記実施形態とは異なり、前側収容部である大径内孔部１０ａ及び中側収容部である小径内孔部１０ｂの各内径を同一となるように形成した前側内孔部としてもよい。

Ｃ…作動変換機構、Ｈ…筒状ハウジング、Ｍ…電動モータ、Ｖ…弁機構、
Ｂｂ…後側段付き内孔部、Ｐｉ…流入力ポート、Ｐｏ…流出ポート、１０ａ…大径内孔部、
１０ｂ…小径内孔部、２１…周壁部、４０ｂ…流入通路、４０ｃ…流出通路、
４１…環状弁座部、４２…前側室部、４３…後側室部、６０ａ…回転軸、
８０ａ…前側ロッド、８０ｂ…後側ロッド、９０…Ｔ字状部材、
１００…スプラインリング、１０１…スプライン部、１１０…隔壁部、１２０…軸状弁体、
１３０…ダイヤフラム、１４０…コイル状スプリング、１５０…ゼンマイ状スプリング。

Claims (8)

1. 一側収容部、中側収容部及び他側収容部を軸方向一側から軸方向他側にかけて同軸的に形成してなる筒状ハウジングと、
   当該筒状ハウジングの前記一側収容部内に収容されて、電源からの給電に基づき、正転作動或いは逆転作動する電動モータと、
   前記筒状ハウジングの前記中側収容部内にて当該中側収容部と前記一側収容部との間に設けられる一側境界壁部を通して前記電動モータと同軸的に連結するように収容されて、前記電動モータの前記正転作動或いは前記逆転作動を一側軸方向直進作動或いは他側軸方向直進作動に変換する作動変換手段と、
   前記筒状ハウジングの前記他側収容部内に当該他側収容部と前記中側収容部との間に設けられる他側境界壁部を通して前記作動変換手段と同軸的に連結するように収容されて、当該作動変換手段による前記一側軸方向直進作動或いは前記他側軸方向直進作動への変換に伴い開弁方向或いは閉弁方向に作動する弁部を有する弁機構と、
   前記中側収容部内にて前記作動変換手段を前記他側軸方向直進作動の方向に同軸的に付勢するように設けられる軸方向付勢手段とを備えて、
   前記筒状ハウジングの前記他側収容部は、その一側壁部及び他側壁部にて、流体を流入させる流入路及び前記流体を流出させる流出路を、前記弁機構の前記弁部を介し互いに連通するように設けてなる小型電動モータ弁において、
   前記一側収容部内にて前記電動モータと同軸的にその軸方向外側にて当該電動モータを前記逆転作動の方向に付勢するように設けてなる回転方向付勢手段を具備してなることを特徴とする小型電動モータ弁。
2. 一側収容部、中側収容部及び他側収容部を軸方向一側から軸方向他側にかけて同軸的に形成してなる筒状ハウジングと、
   当該筒状ハウジングの前記一側収容部内に収容されて、電源からの給電に基づき、正転作動或いは逆転作動する電動モータと、
   前記筒状ハウジングの前記中側収容部内にて当該中側収容部と前記一側収容部との間に設けられる一側境界壁部を通して前記電動モータと同軸的に連結するように収容されて、前記電動モータの前記正転作動或いは前記逆転作動を一側軸方向直進作動或いは他側軸方向直進作動に変換する作動変換手段と、
   前記筒状ハウジングの前記他側収容部内に当該他側収容部と前記中側収容部との間に設けられる他側境界壁部を通して前記作動変換手段と同軸的に連結するように収容されて、当該作動変換手段による前記一側軸方向直進作動或いは前記他側軸方向直進作動への変換に伴い閉弁方向或いは開弁方向に作動する弁機構と、
   前記中側収容部内にて前記作動変換手段を前記一側軸方向直進作動の方向に同軸的に付勢するように設けられる軸方向付勢手段とを備えて
   前記筒状ハウジングの前記他側収容部は、その一側壁部及び他側壁部にて、流体を流入させる流入路及び前記流体を流出させる流出路を、前記弁機構の前記弁部を介し互いに連通するように設けてなる小型電動モータ弁において、
   前記一側収容部内にて前記電動モータと同軸的にその軸方向外側にて当該電動モータを前記正転作動の方向に付勢するように設けてなる回転方向付勢手段を具備してなることを特徴とする小型電動モータ弁。
3. 前記作動変換手段は、
   前記一側、中側及び他側の各収容部内に亘り収容されて前記電動モータの回転軸と同軸的に軸動可能に螺合する螺合体と、
   前記中側収容部の内周面に設けられて前記螺合体の軸動を可能としかつ当該螺合体の回転阻止を可能とするように前記螺合体と係合する係合部材とを備えることを特徴とする請求項１に記載の小型電動モータ弁。
4. 前記作動変換手段は、
   前記一側、中側及び他側の各収容部内に亘り収容されて前記電動モータの回転軸と同軸的に軸動可能に螺合する螺合体と、
   前記中側収容部の内周面に設けられて前記螺合体の軸動を可能としかつ当該螺合体の回転阻止を可能とするように前記螺合体と係合する係合部材とを備えることを特徴とする請求項２に記載の小型電動モータ弁。
5. 前記係合部材は、前記中側収容部の内周面にその軸方向中間部位にて同軸的に嵌装されるスプラインリングであり、
   前記螺合体は、
   前記スプラインリングの内周面に亘りその軸方向に沿い形成してなる複数のスプライン部に軸動可能にかつ回転不能に噛合する複数の歯部を有するように前記スプラインリングの内側にて同軸的に支持される板状頭部と当該板状頭部の中央部から同軸的に延出されて前記他側境界壁部の中央孔部内に軸動可能に嵌装される軸状脚部との双方でもって縦断面Ｔ字状に構成してなるＴ字状部材と、
   前記板状頭部の中央部から同軸的に延出されて前記電動モータの前記回転軸と軸動可能に螺合するロッドとを備えており、
   前記軸方向付勢手段は、前記板状頭部を前記他側境界壁部に向けて付勢するように前記板状頭部と前記一側境界壁部との間にて前記中側収容部内に介装されるコイルスプリングでもって構成されており、
   前記回転方向付勢手段は、
   前記一側収容部内にて前記電動モータの前記回転軸に当該電動モータの前記軸方向外側にて支持される一側端部と、前記一側収容部内の静止部位に支持される他側端部とを有して、前記他側端部から前記一側端部にかけて前記電動モータを前記逆転作動の方向に付勢するように、前記電動モータの前記回転軸の軸周りに巻装されるゼンマイ状スプリングでもって構成されていることを特徴とする請求項３に記載の電動モータ弁。
6. 前記係合部材は、前記中側収容部の内周面にその軸方向中間部位にて同軸的に嵌装されるスプラインリングであり、
   前記螺合体は、前記スプラインリングの内周面に亘りその軸方向に沿い形成してなる複数のスプライン部に軸動可能にかつ回転不能に噛合する複数の歯部を有するように前記スプラインリングの内側にて同軸的に支持される板状頭部と当該板状頭部の中央部から同軸的に延出されて前記他側境界壁部の中央孔部内に軸動可能に嵌装される軸状脚部との双方でもって縦断面Ｔ字状に構成してなるＴ字状部材と、
   前記板状頭部の中央部から同軸的に延出されて前記電動モータの前記回転軸と軸動可能に螺合するロッドとを備えており、
   前記軸方向付勢手段は、前記板状頭部を前記一側境界壁部に向けて付勢するように前記板状頭部と前記他側境界壁部との間にて前記中側収容部内に介装されるコイルスプリングでもって構成されており、
   前記回転方向付勢手段は、
   前記一側収容部内にて前記電動モータの前記回転軸に当該電動モータの前記軸方向外側にて支持される一側端部と、前記一側収容部内の静止部位に支持される他側端部とを有して、
   前記他側端部から前記一側端部にかけて前記電動モータの前記逆転作動の方向に前記電動モータの前記回転軸の軸周りに巻装されるゼンマイ状スプリングでもって構成されていることを特徴とする請求項４に記載の電動モータ弁。
7. 前記弁機構は、前記流出路の前記他側収容部内に連通する内端開孔部からなる環状弁座部と、前記変換部材の軸状脚部から前記環状弁座部に向けて着座可能に延出する弁体との双方でもって、前記弁部を構成し、
   前記筒状ハウジングの前記他側収容部の内部を一側室部及び他側室部に区画するように前記一側収容部の内壁部と前記弁体の延出基端部との間に連結してなり環状ダイヤフラムを具備することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の電動モータ弁。
8. 前記ロッドは、単一のすべりねじからなり、
   当該すべりねじは、その後側部にて、前記電動モータの前記回転軸に同軸的に連結されており、
   前記板状頭部の前記中央部は、前記すべりねじの前側部と軸方向に相対軸動可能に螺合していることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の電動モータ弁。

Images