JP3886084B2 - Flow control device - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転軸を直線的に往復運動させることによりニードル弁等で構成される調整弁を駆動し流量の調節を行う流量制御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量を制御するものとして、従来は、電磁弁を用いたものやニードル弁を用いたものがある。
【０００３】
しかし、電磁弁を用いた流量制御装置は、一般には、開か閉のいずれかの設定を行うものであり、流量を微調整するには不向きである。また、開閉動作時の音が大きいことも問題点の一つであり、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。
【０００４】
一方、ニードル弁を用いた流量制御装置は、たとえば、ステッピングモータなどを駆動源として用い、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体の流量を制御するものであり、電磁弁によるものに比べると、動作音の問題も少なく、また、流量を微調整することも可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このニードル弁を用いた流量制御装置は、高精度な制御を行わせるために、ニードル弁の移動方向の中心軸とこのニードル弁が挿入される流路（開口）の中心軸の位置関係などが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。
【０００６】
また、この種の流体制御装置に用いられるモータには、弁を閉じる方向に回転しているとき、弁が閉状態となったにも係わらずそれ以上の無理な負荷が加わろうとした場合、その力を吸収するためのフリクション機構が設けられるのが普通である。すなわち、ニードル弁あるいは他の弁であっても、モータの回転力を弁を動かす力に変えて、流路の中に弁の一部が挿入されることによって流路を閉じるように制御するものにあっては、弁が流路に密封した状態となっても、さらに弁を押し込む方向に力が加えられると、弁がロックした状態となって、弁を開動作させるとき、弁を動かして元の状態に復帰させることができなくなることがある。
【０００７】
このような不都合を生じないようにするために、弁が閉状態となる位置に達すると同時に、それ以上、弁を動かす力を与えないようにするフリクション機構を設けて、弁が閉状態となったにも係わらず、それ以上の無理な負荷が加わろうとした場合、ロータの回転を空回りさせて弁をそれ以上駆動させないようにするなどの手段を施している。
【０００８】
また、前述したように、ロータ部が正回転または逆回転することにより、ロータ部とこのロータ部に取り付けられた回転軸を直線的に往復運動させ、これによりアクチュエータ的な働きが可能となるモータにあっては、弁を閉じる方向にロータ部が回転（正回転とする）したあと、ロータ部を逆回転させて弁を開くように動作させる際、ロータ部を所定の回転数だけ逆回転させたのち、ロータ部が予め決めた位置にまで戻った状態でその回転を停止させる必要がある。
【０００９】
つまり、ロータ部の回転に伴い、ロータ部と回転軸が弁を閉じる方向に直線的に移動し、弁を閉じる操作がなされたあと、弁を開くために、ロータ部を逆回転させると、ロータ部自身が弁を開く方向に直線的に戻って来るが、そのとき、予め決められた位置でロータ部の動きを確実に停止させる必要がある。たとえば、モータとしてステッピングモータを用いた場合、弁を閉とした状態からロータ部を逆回転させる際、ロータ部を逆回転駆動させるためのステップ数は予め決められていることが多く、ロータ部が決められた回転数だけ回転した位置で確実にロータ部の動きを停止させることが可能となる。
【００１０】
しかし、ステップ数の電気的制御は、確実性に乏しいものである。すなわち、ロータ部が何らかの理由で動いたときには、その停止位置が変動することとなり、制御的に不安定なものとなる。また、この逆回転によって、ロータ部の回転軸に設けられたネジが案内用のネジとの間でロックしてしまう危険がある。
【００１１】
この不安定さやネジ同士のロックを解消するためには、ストッパ機構を設ける必要があるが、従来のストッパ機構は、構造が複雑であったり、また、ストッパに当接する際の衝撃音が耳障りな音となって現れたりする問題がある。
【００１２】
このように、この種の制御を行わせるためのモータは、前述のフリクション機構とともに、弁の開方向の制御におけるロータ部の動きを規制するためのストッパ機構が必須の要件となるが、このストッパ機構も、一般に、部品点数が多かったり、構造が複雑で組立作業性が悪いものが多いなど様々な問題点がある。特に、小型化が強く要求される装置においては、限られた小さいスペースの中にフリクション機構のみならずストッパ機構をも設ける必要があるため、構造が簡単でしかも組立時の作業性がよく、しかも、確実なストッパ機能を果たすストッパ機構を設けることが必要となってくる。
【００１３】
そこで本発明は、特に、調整弁と回転軸との固定構造に関し高精度な部品設計が不必要であるにもかかわらず、高精度な流量制御を可能とする流量制御装置を提供することを目的とする。また、本発明は、構造が簡単かつ小型で確実なストッパ機能を果たし、かつ、ストッパ機構の動作時に発生する耳障りな衝撃音を極力抑えることが可能なモータを利用した流量制御装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、本発明は、流体を流入するための流入管及び流体を流出するための流出管に連結されると共に、流体の流量を調節するための開口を有する筒状の本体部と、開口内に先端側を挿入された状態で移動可能で、かつその挿入位置によって流体の流量を調節する調整弁と、この調整弁を駆動するためのモータと、を有する流量制御装置において、モータは、回転軸を保持したロータ部と、このロータ部を収納する有底のロータ収納ケースと、このロータ収納ケースの外側にロータ部に対向するように配置されたステータ部と、を有し、ロータ部が所定の方向へ回転（正回転という）することにより、ロータ部及び回転軸がロータ収納ケースの内底面から離れる方向に直線移動可能とし、かつロータ部が所定の方向とは逆の方向へ回転（逆回転という）することにより、ロータ部及び回転軸がロータ収納ケースの内底面に向かう方向に直線移動可能とし、かつ、ロータ部には、ロータ収納ケースの内底面に対向する端面に突起を設け、ロータ収納ケースの内底面側には、弾性を有する板状のロータ規制部材を設け、このロータ規制部材は、その後端側をロータ収納ケースの内底面に固定し、先端側が突起の回転軌跡内で、かつ、ロータ収納ケースの内底面から所定の高さに位置するように設けられ、ロータ部が正回転する際は、その突起がロータ規制部材に沿ってそのロータ規制部材の先端方向にそのロータ規制部材を押し下げ可能に進み、ロータ部が逆回転する際は、ロータ部が所定の位置まで戻ると、突起がロータ規制部材に当接して回転が阻止されるように構成すると共に、さらにロータ部の回転運動を直線運動に変換する変換手段と、回転軸の先端側に固定されると共に調整弁を保持する保持部材と、を備え、かつ、調整弁は、先端側ほど径が小さくなる円錐状の斜面部を先端の根本部分に有し、保持部材は、一端が開放されると共に、この開放端より調整弁の斜面部およびその先端側が突出するように内部に調整弁を収納する筒状部材で形成され、開放端を内側に折り曲げて形成された折り曲げ部分は調整弁の斜面部に当接すると共に、調整弁を開放端側に付勢する付勢手段を備え、この付勢手段と開放端の折り曲げ部分とで調整弁を挟持するようにしている。
【００１５】
また、他の発明は、上述の発明の流量制御装置において、変換手段は、保持部材をカシメる際に変形しない位置に形成された雄ネジとを有し、開口の内面または調整弁の外周のいずれか一方にテーパー面を設け、いずれか他方をストレートな面としている。
【００１６】
また、他の発明は、上述の各発明の流量制御装置において、変換手段は、雄ネジを回転軸に形成し、雌ネジを本体部側に形成すると共に、回転軸に、雄ネジの形成されていないストレート部を設け、本体部側に、ストレート部に摺接するように円筒部が形成された構成となっている。
【００１８】
本発明の流量制御装置は、モータの回転軸の先端部分に、ニードル弁等で構成された調整弁を「カシメ」の力とバネ等による「付勢」の力とで保持した保持部材を固定し、モータの駆動力により調整弁を流路内で移動させるようにしている。そのため、調整弁が、流路（本体に形成された開口）に対して多少遊びを持った状態で、かつ厳密に臨むこととなり、設計時にそれ程厳密な寸法出しを要さないものとすることができる。
【００１９】
また、ロータ部の回転力を直線方向への推進力に変換する変換手段を、雄ネジと雌ネジとから構成し、雄ネジをカシメにより変形しない位置（例えば、保持部材とは別部材）に設けると、ネジ同士の螺合がスムーズに、しかも正確に行われることとなる。
【００２０】
また、ネジ同士の螺合以外に、回転軸のネジの形成されていない部分と、本体部側の円筒部とを摺接させることにより、回転力を推進力に変換するものとすると、ネジ同士の寸法をそれ程厳密なものとする必要がない。
【００２１】
また、本発明の流量制御装置は、ロータ部が正回転して、ある位置にまでロータ部が直線運動した状態となってから、ロータ部が逆回転させる際、予め決められた位置以上のロータ部の逆回転を規制するロータ規制部材を有しているので、ロータ部が逆回転を継続しても、所定位置まで戻ると、ロータ部の動きを確実に規制することができ、ロータ部を所定位置で確実に止めることができる。
【００２２】
そして、このロータ規制部材は、ロータ部側に設けられた突起とロータ収納ケース側に設けられたロータ規制部材の２つの単純な部品のみで実現でき、かつ、確実な規制が行え、さらに、ロータ部の正回転時には両者の衝撃音は発生することがなく、ノイズを極力抑えることが可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の流量制御装置の実施の形態の例を図１から図４に基づき説明する。
【００２４】
流量制御装置１は、図１に示すように、その外観上の構成を大きく分けて説明すると、本体部２と、この本体部２の後端側に取り付けられ、調整弁としてのニードル弁（詳細は後述する）２５を駆動する駆動源としてのモータ（この実施の形態ではステッピングモータを用いているので、以下ではステッピングモータという）３と、本体部２の先端側に取り付けられた流体を流入するための流入管４と、流体を流出するための流出管５により構成されている。
【００２５】
ステッピングモータ３は、コイル３１が巻装されたステータ部３２と、このステータ部３２の内側に対向配置されたロータ部３３と、このロータ部３３の中心軸方向に設けられた回転軸支持孔３３ａに回転自在に支持される回転軸３４と、一端がロータ部３３に支持され他端をフリー状態とし、その内孔に回転軸３４が挿通され、この回転軸３４を自己の有する所期の締め付け力により保持するコイルバネ３５と、を有した構成となっている。
【００２６】
この状態で、電源供給部３６からコイル３１に電源を供給することにより、ロータ部３３が回転するようになっている。なお、コイルバネ３５は、フリクション機構の一部を構成するものであり、以下では、このコイルバネ３５をフリクションバネ３５という。このフリクション機構については、後に説明する。また、コイル３１が巻装されたステータ部３２は、ステータ収納体３８に収納され、このステータ収納体３８は後述するホルダ４０によって、本体部２に着脱自在に取り付け可能となっている。なお、ステータ部３２は、コイル３１を樹脂によってステータ部３２の極歯等と一体化すると共にコイル３１を封止した構造となっている。
【００２７】
本体部２は、この実施の形態では、円筒状の真鍮で構成され、その後端側にステッピングモータ３の回転軸３４を回転自在に支持する軸受け部２１が内部に圧入された状態で固定される。また、本体部２の後端部分には、本体部２に対して水素還元炉による銀ロウ付けにより接合された鍔状プレート２２が設けられ（接合部分をＷとして示す）、その鍔状プレート２２にはステッピングモータ３のロータ部３３を収納する有底のロータ収納ケース２３が固定されている。なお、上述したステータ部３２は、このロータ収納ケース２３の外側に配置されている。
【００２８】
この鍔状プレート２２とロータ収納ケース２３は、ＳＵＳ（サス）と呼ばれる材質で形成され、以下これらをまとめてロータ部収納体と呼ぶこととする。また、このロータ収納ケース２３は、その内底面側に、ロータ部３３の動き（回転軸３４の中心軸方向の動きであって、この場合、特に、ロータ部３３がロータ収納ケース２３の内定面側に向かって移動するときの動き）を規制するロータ規制部材５０が設けられる。
【００２９】
このロータ規制部材５０は、弾性を有する板状の部材で形成され、ロータ部３３が回転しながらロータ収納ケース２３の内側底面方向に向かって移動したとき、ロータ部３３の下端部に設けられた突起３３ｂがロータ規制部材５０に当接することにより、その動きを規制するものである。なお、この突起３３ｂとロータ規制部材５０とを併せてロータ規制部と呼ぶこととし、このロータ規制部については、のちに詳細に説明する。
【００３０】
また、ステッピングモータ３の回転軸３４は、本体部２の軸受け部２１に対して回転自在に支持されている。この回転軸３４は、雄ネジの形成された細径部３４ｂと、雄ネジの形成されていないストレート部となっている太径部３４ｃとを有している。一方、本体部２に設けられた軸受け部２１の回転軸支持貫通孔２１ａは、雌ネジが形成された細径部２１ｂと、雌ネジの形成されていない単なる円筒部となっている太径部２１ｃとを有している。そして、回転軸３４の雄ネジと回転軸支持貫通孔２１ａの雌ネジが螺合しながらロータ部３３が回転し、その際回転軸３４のストレート部が回転軸支持貫通孔２１ａ内の単なる円筒部に摺接することにより、ロータ部３３の回転運動を確実に直線運動に変換するものとなっている。すなわち、上述の構成は、回転運動を直線運動に変換するための変換手段となっている。
【００３１】
なお、雄ネジを形成する部位は、回転軸３４の先端部分に固定された保持部材となるキャリッジ２４（後で詳述する）の外周面とし、このキャリッジ２４と対向する本体部２の内周面に雌ネジを形成するようにしても良い。しかしながら、本実施の形態では、後述するように、キャリッジ２４の開放端部分を内側に折り曲げてニードル弁２５をカシメ固定する構成となっているため、キャリッジ２４にニードル弁２５をカシメ固定する際、ネジ山が壊れてしまう危険が生じる。上述の構成は、このような危険を避けるためのものとなっており、カシメ固定をしても形状変化等の影響のない、別部材の回転軸３４に形成したものとなっている。
【００３２】
また、本実施の形態の流量制御装置１では、このように変換手段をネジの螺合にのみに頼らず、ストレート部と円筒部との摺接も利用するような構成としたため、回転軸３４の雄ネジと本体部２側の雌ネジとの精度をそれ程厳密なものとする必要がない。しかしながら、このような構成とせず、変換手段を、ロータ回転時のネジの螺合のみとしてもよい。
【００３３】
このような構成により、ロータ部３３が回転すると、ロータ部３３とその回転軸３４は、回転軸３４の中心軸方向に沿って、本体部２の内部を回転しながら軸方向に直線的に移動する。なお、回転軸３４を本体部２の挿入方向（本体部２の先端方向）に進ませるロータ部３３の回転方向を、ここでは正回転という。したがって、ロータ部３３の回転が反転（逆回転）すると、ロータ部３３とその回転軸３４は、本体部２の後端側方向に移動する。この後端側に移動するときに、前述したロータ規制部の働きによってロータ部３３の位置をステータ部３２に対して適正な位置で停止させる。
【００３４】
そして、回転軸３４の先端部には、調整弁としてのニードル弁２５を保持する保持部材としての筒状部材で形成されたキャリッジ２４が取り付けられている。このキャリッジ２４は、ロータ部３３の正逆回転に伴って回転軸３４とともに本体部２内を移動するものである。このキャリッジ２４は、一端が開放されると共に、この開放端より先端側が突出するようにニードル弁２５が内部に収納され保持されている。そのため、ニードル弁２５は、回転軸３４及びキャリッジ２４と一体的に移動する。
【００３５】
このニードル弁２５は、図２に示すように、斜面部２５ｂを有する略円錐台形状の基部２５ａと、この基部２５ａの先端側に固定された針状の弁部２５ｃと、基部２５ａの後端側に固定された軸２５ｄと、から構成されている。そして、弁部２５ｃの先端側が、本体部２に形成された流体の流量を調節するための開口（後述する流体流出路２８）内に挿入されており、この状態で移動可能となっている。なお、この本体部２側の開口は、どの位置においても内径が同じでストレートな孔として形成されている。一方、ニードル弁２５の弁部２５ｃは、図３に示すように、先端側に行くほど外径が細くなるように形成されており、弁部２５ｃの外周面は、約７°の傾斜を持つようになっている。
【００３６】
このため、ニードル弁２５は、弁部２５ｃの挿入位置によって開口とのギャップが変わるようになっている。すなわち、ロータ部３３がロータ収納ケース２３の内底面側に移動し、ニードル弁２５が開口に対して後退するように移動すると、ギャップが大きくなり流体の流量が増加する。逆に、ニードル弁２５が開口内に進入するように移動すると、ギャップが小さくなり流体の流量が減少する。本実施の形態の流量制御装置１では、このようにニードル弁２５の弁部２５ｃと開口とのギャップを調節することにより流体の流量を調節するようになっている。
【００３７】
なお、本実施の形態は、このようにストレートに形成された開口に対してテーパーに形成されたニードル弁２５を挿入した状態で前進／後退させることにより、流体の流量の調整を行うように構成したが、逆に、開口の内面をテーパー面を有するものとし、ニードル弁２５をストレートな外径を有するものとしてもよい。また、共にテーパー面とし、そのテーパー角度をニードル弁２５側がより大きなものとする構成としてもよい。
【００３８】
なお、ここで、キャリッジ２４のニードル弁２５の保持方法について説明する。筒状に形成されたキャリッジ２４の開放端は、内側に折り曲げられてニードル弁２５をカシメ固定するようになっている。すなわち、ニードル弁２５の基部２５ａには、斜面部２５ｂが形成されており、開放端の折り曲げ部分は、この斜面部２５ｂに当接するようになっている。また、キャリッジ２４内のニードル弁２５と上述した回転軸３４との間には、ニードル弁２５を開放端側に付勢する付勢手段となると共に、ニードル弁２５が開口内で最奥部に嵌まった状態でさらにステッピングモータ３が駆動されることによるモータロック防止手段となるコイル状の加圧バネ２６が介在される。このため、ニードル弁２５は、キャリッジ２４の開放端の折り曲げ部分（カシメ固定するために折り曲げた部分）と、加圧バネ２６とで挟持されることによりキャリッジ２４に保持されると共に、開口内の最奥部まで到達しさらにステッピングモータ３が駆動されてもロック状態とならないようになっている。
【００３９】
すなわち、本実施の形態では、この加圧バネ２６は、ニードル弁２５が開口に押し付けられた状態でさらにステッピングモータ３が駆動されると収縮するようになっている。そして、その収縮している間は、ステッピングモータ３の駆動力がニードル弁２５へは伝達されず、モータロックが回避される。また、本実施の形態では、さらなるステッピングモータ３の回転により加圧バネ２６がさらに収縮し、キャリッジ２４内に進出している回転軸３４の先端部分がニードル弁２５の軸２５ｄの後端部分にぶつかるようになっている。このぶつかった後は、後述するフリクション機構が働くことにより、ステッピングモータ３のロック状態を回避するようになっている。
【００４０】
本実施の形態は、上述したような構成とすることにより、ニードル弁２５を動作させて開口を閉とする場合、ニードル弁２５を一旦開口に当接させ完全に開口を閉とした状態からステッピングモータ３のオーバーステップをさせることが可能となり、このオーバーステップを利用してニードル弁２５の動作制御における原点出しをすることができる。
【００４１】
なお、本実施の形態では、上述したように、ニードル弁２５を閉方向に動作させる最に加圧バネ２６を収縮させて、ニードル弁２５の軸２５ｄの後端と回転軸３４の先端とを当接させた後に、後述するフリクション機構を働かせる構成となっているが、加圧バネ２６をもっと強靭で収縮し難いもので構成し、軸２５と回転軸３４とが当接しない構成としてもよい。その場合、加圧バネ２６は、ニードル弁２５の閉方向への動作により若干収縮するが、その若干収縮した時点で後述するフリクション機構が働き始めるものとなる。
【００４２】
また、本体部２の先端付近の側面には、流入管４が取り付けられるとともに、先端部分には流出管５が取り付けられ、流入管４を通った流体（ここでは冷媒）は、一旦、本体部２内に入った後、本体部２の先端部分に設けられた細い径の開口で形成された流体流出路２８を通って流出管５に出るようになっている。なお、これら流入管４と流出管５は、本体部２に対して水素還元炉による銀ロウ付けによって接合される。各銀ロウ付け部分を符号Ｙとして示す。
【００４３】
そして、流入管４を通って本体部２に入り、流体流出路２８を経て流出管５へと流れる冷媒の流量は、キャリッジ２４の動きに伴い、ニードル弁２５の弁部２５ｃが流体流出路２８内で移動することによって制御される。
【００４４】
すなわち、本体部２の先端面に設けられた流体流出路２８には、キャリッジ２４に保持されたニードル弁２５の弁部２５ｃが挿入された状態で移動可能となっており、その先端部の位置によって冷媒の流量を調節するようになっている。なお、流体流出路２８の内径は、弁部２５ｃの最も太い径の部分と同じ寸法か、やや小さい寸法に設定されている。このため、ニードル弁２５を、深く奥側に押し込めば、流体流出路２８を確実なオフ状態（完全な閉塞状態）とすることができる。
【００４５】
また、前述した軸受け部２１は、その外側面には、断面がＶ字形状の摩耗粉受け溝２１ｆが円周方向に沿って設けられると共に、その一方の端面側から他方の端面側に貫く２つの連絡通路２１ｇ，２１ｇが、回転軸支持貫通孔２１ａと平行に設けられている。そして、摩耗粉受け溝２１ｆを境にして摩耗粉受け溝２１ｆよりも先端側（本体部２への圧入方向先端側）の外径は、摩耗粉受け溝２１ｆよりも後端側（ロータ部３３側）の外径よりもわずかに小さいものとなっている。
【００４６】
この軸受け部２１は、本体部２の内部空間をロータ部３３側から完全に遮断する状態で取り付けられる必要があり、高い密封性と確実な係合状態を得るために、本体部２への取り付けを行う際、本体部２に対してたたき込むようにして圧入される。このとき、外径のわずかに大きいロータ部３３側の側面の先頭部分（摩耗粉受け溝２１ｆの入口部分）が、本体部２の内面を削りながら圧入されていくことになり、その時に生じる摩耗粉を摩耗粉受け溝２１ｆ内で受けるようにしている。
【００４７】
すなわち、軸受け部２１は、回転軸３４が螺合され、しかもこの回転軸３４の先端部には、キャリッジ２４（キャリッジ２４内にはニードル弁２５及び加圧バネ２６が収納された状態となっている）が既に取り付けられた状態で本体部２に圧入されるので、その時に摩耗粉が生じると、その摩耗粉が本体部２の内部に残された状態となってしまうため、その摩耗粉の逃げ場としての摩耗粉受け溝２１ｆが設けられる。
【００４８】
また、本体部２には、図１に示すように、軸受け部２１の先端面を当接させることで軸受け部２１の挿入量を規制（位置決め）するための凸状段部２ｂがその内部の内周面の円周方向に設けられる。この実施の形態における本体部２は、この凸状段部２ｂを境にして、それより先端側の内径が後端側の内径より小径となっている。そして、凸状段部２ｂより後端側の内径は、軸受け部２１のロータ部３３側の外径（摩耗粉受け溝２１を境にして若干大きい側の外径）とほぼ同じ程度の外径を有し、軸受け部２１がたたき込まれることにより本体部２に圧入されるようになっている。
【００４９】
そして、軸受け部２１が本体部２に完全に圧入された状態では、軸受け部２１の先端面は、本体部２の凸状段部２ｂに当接し両者が密接状態となる。これによって、磨耗粉受け溝２１ｆから磨耗粉がこぼれ出たとしても、その磨耗粉は本体部２内に侵入することはなくなる。なお、これは段部でなくてもよく、たとえば、本体部２の内周面に円周方向に凸部を形成するようにしてもよい。
【００５０】
また、連絡通路２１ｇ，２１ｇは、ロータ収納ケース２３内に入ったエステル油などのオイルを抜くために設けられるもので、軸受け部２１の一方の端面側から他方の端面側に貫くように設けられているので、本体部２がロータ部収納体の下側となるようにすることで、ロータ収納ケース２３内に入ったエステル油などのオイルを確実に抜き取ることができる。
【００５１】
また、この連絡通路２１ｇ，２１ｇは、ロータ収納ケース２３内に入ったオイルを抜くだけでなく、本体部２内に冷媒としてたとえばフロンガスを充填する際の導入路としても使用できる。なお、この軸受け部２１の本体部２への取付操作時や、フロンガスの充填操作時においては、前述したように、すでに回転軸３４は軸受け部２１に取り付けられている状態であるが、回転軸３４にはロータ部３３が取り付けられていない状態で行う。この回転軸３４にロータ部３３を取り付ける操作は、きわめて簡単に行うことができるが、その取り付け操作については次のフリクション機構の説明の中で述べることとする。
【００５２】
このフリクション機構について、以下に説明する。
【００５３】
ロータ部３３は、合成樹脂製の円筒部材３３１と、その周囲に装着されたマグネット３３２からなっている。そして、円筒部材３３１の中心部には、回転軸３４が着脱自在に挿入される回転軸支持孔３３ａが設けられ、その回転軸支持孔３３ａの軸受け部２１側の端部側には、回転軸支持孔３３ａよりも内径の大きな大径部が形成されている。この大径部は、第１の大径孔３３３と、その第１の大径孔３３３と回転支持孔３３ａの端部との間に形成された第１の大径孔３３３よりも大径の第２の大径孔３３４により構成されている。そして、これら第１の大径孔３３３と第２の大径孔３３４の側壁には、第２の大径孔３３４から第１の大径孔３３３を直線的に通るスリット（図示省略）が形成されている。
【００５４】
一方、回転軸３４には、フリクション機構の一部としてのフリクションバネ３５が巻着される。このフリクションバネ３５は、一端部がフリクションバネ３５の円周の接線に対して直角方向に突出し（第１の突出部３５ａという）、他方の端部はフリクションバネ３５の接線方向に突出している（第２の突出部という＝図示省略）。この第２の突出部は、わずかに下側（第１の突出部３５ａ側）に折れ曲がっている。
【００５５】
そして、このフリクションバネ３５は、第２の突出部側を上にしてその上方から見たとき、第２の突出部を基点に右巻き（時計方向巻き）で第１の突出部３５ａに至るようになっている。
【００５６】
なお、このフリクションバネ３５の内径は、回転軸３４の外径より小さいものとし、回転軸３４をフリクションバネ３５の第２の突出部側から、フリクションバネ３５の径を押し広げるようにして挿入することで、フリクションバネ３５を回転軸３４に巻着するものとなっている。そして、通常の状態では、フリクションバネ３５がもともと持っている所期の締め付け力によって回転軸３４とフリクションバネ３５とは一体化された状態となる。また、このフリクションバネ３５の回転軸３４に対する締め付け力は、ステッピングモータ３のトルク（ロータ部３３のトルク）よりも小さくしている。
【００５７】
また、このフリクションバネ３５の第２の突出部側には、回転軸３４に固定されたＥリング３７によってフリクションバネ３５が回転軸３４の先端方向に動くのを規制している。
【００５８】
そして、フリクションバネ３５が巻着された回転軸３４を、ロータ部３３の円筒部材３３１の貫通孔３３ａに挿入する際、フリクションバネ３５の第１の突出部３５ａが上述したスリット内に入り込むようにして、回転軸３４を貫通孔３３ａに挿入して行く。これにより、フリクションバネ３５の第１の突出部３５ａは、スリットをガイドとして第１の大径孔３３３の終端部まで進み、そこで回転軸３４のそれ以上の挿入が規制される。また、第２の突出部は、ロータ部３３の円筒部材３３１には固定されることなく、第２の大径孔３３４の終端面上を自由に摺動可能となっている。
【００５９】
なお、ロータ部３３の円筒部材３３１に設けられたスリットの溝の深さ（＝径方向の長さ）は、第１の突出部３５ａを先端から根本まで保持できる深さとしている。これは、ロータ部３３の回転力をフリクションバネ３５に伝達する際、第１の突出部３５ａ全体でロータ部３３の回転力を受けることにより、確実な回転力の伝達を行うためと、フリクションバネ３５の耐久性を向上させるためである。
【００６０】
また、スリットの溝の幅は、第１の突出部３５ａの太さ（フリクションバネ３５を形成する部材の太さ）とほぼ同じとし、第１の突出部３５ａをスリットに差し込んだ状態としたとき、ロータ部３３の回転方向にがたつきがないようにしている。これは、もし、第１の突出部３５ａがスリットに対し、がたつきのある状態で差し込まれていると、ロータ部３３の回転に伴って、がたつきによる騒音が発生するおそれがあるからであり、それを防ぐためである。
【００６１】
また、フリクションバネ３５の第１の突出部３５ａの反対側の端部となる第２の突出部は、前述したように、動きが自由となっている。なお、この第２の突出部は特に設ける必要性はないが、フリクションバネ３５の端部をそのままとしておくと、その端部が前述のＥリング３７に接触することによる摩擦などで、フリクショントルクに影響を与え、正常なフリクション作動が行えなくおそれがあるので、それを防止するために、フリクションバネ３５の端部を少し突出させ、しかもそれを下方にわずかに折り曲げている。
【００６２】
フリクション機構は、このような構造となっており、回転軸３４とロータ部３３は、このフリクション機構により係合されることになる。そして、回転軸３４とロータ部３３が係合された状態（このとき、キャリッジ２４など本体部２内に収納されるべき部品はすべて取り付けられている）で、前述したロータ収納ケース２３がロータ部３３を覆うようにして、本体部２に取り付けられた鍔状プレート２２に対し超音波溶接などによって接合される。
【００６３】
次に、前述したロータ規制部について説明する。
【００６４】
このロータ規制部は、前述したように、ロータ収納ケース２３の内底面に設けられたロータ規制部材５０とロータ部３３側に設けられた突起３３ｂにより構成されている。ロータ規制部材５０は、図４に示すように、弾性を有する薄い金属板によって形成されており、ほぼ円形状の板体部（以下、円形板体部という）５０ａと、この円形板体部５０ａから外周方向に円形板体部５０ａと同心円状に円形板体部５０ａを１／４周するように湾曲するように形成された角（つの）状接片５０ｂとによりなっている。
【００６５】
角状接片５０ｂは、図４において奥側に配置されるこの角状接片５０ｂの基部（円形板体部５０ａとの境界となる部分）５０ｃと円形板体部５０ａの中心点を結ぶ線と、先端辺５０ｄと円形板体部５０ａの中心点とを結ぶ線とが直交するように構成されている。この角状接片５０ｂの先端辺５０ｄは、水平面（円形板体部５０ａ）に対して角度αの傾きを有している。
【００６６】
このように構成されたロータ規制部材５０は、円形板体部５０ａの中心位置をロータ収納ケース２３の内底面の中心位置に一致させてスポット溶接を行うことによりロータ収納ケース２３に取り付けられる。このように、円形板体部５０ａとロータ収納ケース２３のそれぞれの中心を一致させて両者を接合させるのは、ロータ収納ケース２３の内底面における円形板体部５０ａの溶接位置の位置出しが容易に行えるのと、ロータ収納ケース２３という狭い空間内での溶接をし易くするためである。
【００６７】
一方、ロータ部３３は、その合成樹脂製の円筒部材３３１の下端部に突起３３ｂが設けられている。前述したように、この突起３３ｂがロータ規制部材５０に当接することにより、ロータ部３３のそれ以上の回転が規制され、これにより、ロータ部３３の直線的な移動（ロータ収納ケース２３の内底面方向への移動）が規制される。すなわち、ロータ部３３がロータ収納ケース２３の内底面方向に移動してきたときに、突起３３ｂが前述した角状接片５０ｂの先端辺５０ｄに当接することにより、それ以上の動きが規制される。
【００６８】
ロータ部３３側の突起３３ｂは、図４に示すように、その先端３３ｅが水平面（ロータ規制部材５０の円形板体部５０ａ）に対して角度αの傾きを有している。つまり、前述した角状接片５０ｂの先端辺５０ｄと同じ角度の傾きを有している。そして、この突起３３ｂと角状接片５０ｂの位置関係は、ロータ部３３が回転する際の突起３３ｂの回転軌跡内に角状接片５０ｂの先端辺５０ｄが位置するような配置とする。なお、この実施の形態では、角状接片５０ｂは円形板体部５０ａから円弧を描くように形成されているため、その円弧は突起３３の回転軌跡に沿うような円弧となる。
【００６９】
このような構成とすることにより、ロータ部３３が正回転することにより、ロータ部３３が或る位置にまで移動している状態から、ロータ部３３が逆回転しながらロータ収納ケース２３の底部方向へ移動してきて、本来停止する位置より更に逆回転したとしても、やがて、ロータ部３３に設けられた突起３３ｂの先端３３ｅが、角状接片５０ｂの先端辺５０ｄに当接するようになる。
【００７０】
このように、ロータ部３３に設けられた突起３３ｂの先端３３ｅが、角状接片５０ｂの先端辺５０ｅに当接すると、ロータ部３３のそれ以上の動きが規制される。
【００７１】
また、この状態から今度は、ロータ部３３が正回転しながらロータ収納ケース２３の内底面から離れる方向へ移動する際は、突起３３ｂの先端３３ｅが角状接片５０ｂに接触しながら角状接片５０ｂを下方に押しながら進むので、大きな抵抗もなくスムーズに移動できる。
【００７２】
ロータ規制部については、ここでひとまず説明を終了し、次の説明に入る。なお、ロータ部３３の動きを規制するタイミングや、突起３３ｂの先端３３ｅが角状接片５０ｂの先端辺５０ｄに当接する際の両者の接触関係などについては、後述の流量制御装置の全体的な動作の説明で述べることとする。
【００７３】
ところで、前述のロータ部収納体の側面外周には、コイル３１が巻装されたステータ部３２が装着される。このステータ部３２は、ステータ収納体３８に収納された状態で本体部２に取り付けられる。なお、ステータ収納体３８を本体部２に取り付ける際、スタータ収納体３８は、弾性力を有するホルダ４０によって本体部２に対して着脱自在に保持されるようになっている。ステータ収納体３８には、ホルダ４０の先端部に設けられた係止爪４０ｃが引っかかるような段部３８ａが形成されている。
【００７４】
ホルダ４０は、本体部２に対してその弾性力により本体部２の外周を締め付けるような状態で保持される。そして、このとき、突起（図示省略）が、本体部２に食い込むような状態となるので、周方向に動いたりすることがなく、また、本体部２に設けられた段部２ａにより本体部２の軸方向、すなわち先端方向及び後端方向への動きが規制されるので、確実な保持状態が得られる。なお、本体部２には、このホルダ４０が本体部２の外周に取り付けられたとき、その外周に沿って軸方向にスライドしないためのズレ防止用の段部２ａが形成されている。
【００７５】
このように本体部２にホルダ４０が取り付けられた状態で、ステータ部３２が収納されたステータ収納体３８を、本体部２に取り付ける。このとき、本体部２に既に接合されたロータ収納ケース２３をステータ収納体３８の中央の空間部に挿入するようにしてステータ収納体３８を本体部２方向にスライドさせて行く。
【００７６】
これにより、そのステータ収納体３８に設けられた段部３８ａに、ホルダ４０の係止爪４０ｃがその弾性力によって落ち込み、ステータ収納体３８は本体部２に保持される。なお、このステータ収納体３８を本体部２から取り外す際は、ステータ収納体３８を本体部２から引き離す方向に強く引っ張ることにより外すことができる。
【００７７】
このように、ステータ収納体３８は、本体部２に対してワンタッチで着脱できるので、ステータ部３２やコイル３１部分、さらには、これらに接続された電源供給部３６部分などのメンテナンス時には便利なものとなる。なお、ステータ部３２とロータ部３３とは、キャリッジ２４が前進し、ニードル弁２５の最も径の太い部分が流体流出路２８に当接したその瞬間が最もロータ部３３の回転力を強くできるように、ステータ部３２の極歯とロータ部３３のマグネット３３２の各磁極中心をその当接時に一致させるようにしている。
【００７８】
次に、このように構成された流体の流量制御装置１における流量の制御について説明する。
【００７９】
まず、キャリッジ２４内のニードル弁２５の弁部２５ｃが本体部２の流体流出路２８に当接していない状態（流体流路２８との間にギャップのある状態）では、流入管４を流れる流体は、本体部２内に入った後、流体流出路２８を通って流出管５に流れ出て行く。この状態で、流体の流れをオフする（断つ）動作を行うには、ステッピングモータ３のロータ部３３を正回転させるようにコイル３１を通電状態とする。これにより、ロータ部３３が正回転する。
【００８０】
ところで、ロータ部３３が回転を開始するまでは、ロータ部３３に設けられた突起３３ｂは、通常、その先端３３ｅがロータ収納ケース２３側に設けられた角状接片５０ｂの先端辺５０ｄから軸方向に離れた状態となっている。しかし、前回の停止時にロータ部３３が余分に逆回転し、突起３３ｂが角状切片５０ｂに突き当たって停止した場合は、突起３３ｂが先端辺５０ｄに当接している状態となっている（図４に示す状態）。この状態から、ロータ部３３が正回転を開始すると、その突起３３ｂも同方向に回転し、やがて、角状接片５０ｂ上を通過して行く。
【００８１】
このようにして、逆回転停止時に、先端辺５０ｄとの当接によってロータ部３３が停止させられたとしても、ロータ部３３はスムーズに正回転する。すなわち、このロータ部３３の正回転動作時には、ロータ部３３の回転は、ロータ規制部（突起３３ｂとロータ規制部材５０により構成される）によって何等規制されることなくスムーズに回転を行うことができる。そして、このロータ部３３の回転力は、フリクションバネ３５を介して回転軸３４に伝えられ、回転軸３４も回転する。
【００８２】
すなわち、フリクションバネ３５は、回転軸３４に対し一定の力（フリクションバネ３５がもともと持っている所期の締め付け力）で締め付けた状態で巻着されており、また、第１の突出部３５ａがロータ部３３の円筒部材３３１のスリット３３５に差し込まれているので、ロータ部３３が回転することにより、その回転力が回転軸３４に伝達される。これにより、回転軸３４は、ロータ部３３の回転とともに回転する。
【００８３】
また、回転軸３４に刻まれた雄ネジと本体部２側の軸受け部２１に刻まれた雌ネジが螺合しているので、ロータ部３３が回転（ここでは正回転）することにより、ロータ部３３と回転軸３４はともに直線的に本体部２内をその先端方向に向かって移動する。そして、やがて、回転軸３４の先端部に取り付けられたキャリッジ２４内のニードル弁２５の弁部２５ｃが、本体部２の先端部に設けられた流体流出路２８に進入していく。
【００８４】
このようにして、ニードル弁２５が本体部２の流体流出路２８内に進入していくと、ニードル弁２５の弁部２５ｃの外周面と流体流出路２８との間のギャップが徐々に狭くなる。これによって、流体の流量は徐々に減少する。そして、弁部２５ｃが、流体流出路２８の最深部まで進入すると、弁部２５ｃの最も径の太い部分と流体流出路２８の内周面とが面接触し、ギャップが完全になくなる。これによって、確実に流体の流れを阻止することができる。
【００８５】
なお、本実施の形態では、ニードル弁２５の弁部２５ｃの先端部分が流体流出路２８の最深部（ニードル弁２５が進出しうる最深部）まで到達する前に、ステッピングモータ３３を停止して、ニードル弁２５を途中部分で停止させる制御を行うことが可能なものとなっている。これにより、弁部２５ｃと流体流出路２８とのギャップを適度に調節し、流体流出路２８を通過する流体の流量を調節することが可能なものとなっている。
【００８６】
なお、上述の状態（完全に流体の流れを阻止した状態）でステッピングモータ３の駆動を停止させても良いが、組み立て誤差等を吸収させるため、通常は、さらに駆動を継続させる。しかし、ニードル弁２５を流体流出路２８に押し付ける力は、加圧バネ２６によって吸収される。そして、ニードル弁２５には、その加圧バネ２６の伸張力により流体流出路２８を一定以上の力で押しつける力が働いて、確実な当接状態を得ることができる。
【００８７】
なお、この加圧バネ２６は、ニードル弁２５を流体流出路２８に押しつけることにより確実な当接状態を得る働きをするとともに、ニードル弁２５に対し、常に、キャリッジ２４の先端部に押しつける力を与えているので、ニードル弁２５のがたつきが防止される。これにより、流体の圧力によって、ニードル弁２５が振動するのを防止でき、ニードル弁２５の振動によるノイズの発生を防止することができる。
【００８８】
そして、このようにニードル弁２５の弁部２５ｃの外周部分が本体部２の流体流出路２８に当接した状態で、さらにロータ部３３が回転を続けようとした場合、フリクション機構が働く。すなわち、ニードル弁２５が本体部２の流体流出路２８に当接した状態（完全にギャップがなくなった状態）で、さらにロータ部３３が回転すると、その回転力によってフリクションバネ３５の第１の突出部３５ａも一緒に回転し、それに伴いフリクションバネ３５も回転して、回転軸３４も回転しようとする。しかし、このとき、回転軸３４は、ニードル弁２５が本体部２の流体流出路２８に一定以上の力で当接状態となっていることにより、その動きが規制され、前進できない状態となっている。
【００８９】
このような状態でロータ部３３がさらに回転しようとすると、ロータ部３３の回転トルクは、フリクションバネ３５の回転軸３４に対する滑りトルクよりも大きいので、フリクションバネ３５は、回転軸３４上を滑って回転し、ロータ部３３は空回りの状態となり、回転軸３４をそれ以上回転させるのを防止できる。
【００９０】
このような流体の流れをオフした状態から今度は、流体の流れをオン状態（流体を流れさせる状態）とするために、ロータ部３３の回転を逆回転させるように、コイル３１に通電したとする。すると、ロータ部３３は、逆回転し始める。このとき、ニードル弁２５が、本体部２の流体流出路２８に一定以上の力で当接状態となっていることにより、回転軸３４は前進できない状態となっている。この状態で後進させようとすると、ロータ部３３の回転力をフリクションバネ３５を介して回転軸３４に伝達できない状態（フリクション機構が働いてロータ部３３が空回りする状態）となりがちであるが、このフリクション機構では、確実に後進が可能となる。
【００９１】
すなわち、このフリクション機構では、ロータ部３３が逆回転すると、その円筒部材３３１のスリット（図示省略）に差し込まれたフリクションバネ３５の第１の突出部３５ａも共に逆回転方向に動こうとする。このフリクションバネ３５は、上述したように右巻きのコイルバネであるので、ロータ部３３が逆回転すると、第１の突出部３５ａはフリクションバネ３５の内径を小さくしようとする動作、つまり、フリクションバネ３５が回転軸３４を、より大きく締め付けるような動作を行う。
【００９２】
これにより、ロータ部３３の回転力は、回転軸３４に伝達され、回転軸３４はロータ部３３とともに逆回転動作を行い、本体部２から抜け出るような方向に動き、ステッピングモータ３が所定のステップ数だけ動作すると、ニードル弁２５はキャリッジ２４の先端に係合する。その後、さらにロータ部３３が逆回転すると、ニードル弁２５は、キャリッジ２４と共に移動し始め、本体部２の流体流出路２８から離れ、流体が流れる状態（オン状態）となる。
【００９３】
このように、ロータ部３３が所定数だけ逆回転し、流体が流れる状態となったあと、ロータ部３３のそれ以上の回転（逆回転）は、前述したロータ規制部によって規制される。すなわち、ニードル弁２５が流体流出路２８にギャップが生じないように当接している状態から、ニードル弁２５が流体流出路２８から離れ、流体が流れる状態（オン状態）となり、さらに逆回転を継続して停止するまでの間のロータ部３３の回転数は予め設定されている。
【００９４】
なお、何らかの理由で、ロータ部３３が回転を必要以上に継続したり、必要数の回転をする前に回転軸３４がロータ収納ケース２３の内底面側に移動しすぎている状態が発生し得る。そのような場合、ロータ部３３が、それ以上、回転（逆回転）を行おうとしても、その回転が規制されるようになっている。具体的には、ロータ部３３が所定の軸方向位置まで戻った時点で、ロータの突起３３ｂの先端３３ｅが角状接片５０ｂの先端辺５０ｄに当接するように設定している。
【００９５】
このとき、前述したように、ロータ部３３の突起３３ｂの先端３３ｅと角状接片５０ｂの先端辺５０ｄは、同じ角度の傾斜を有しているので、図４に示したように、突起部３３ｂの先端辺３３ｅと角状接片５０ｂの先端辺５０ｄがほぼ全体で当接する状態となる。このため、確実な当接状態が得られると共にその当接位置の設定精度を高くでき、ロータ部３３の回転を確実かつ正確に規制することができる。
【００９６】
このように、確実な当接状態を得るために、ロータ部３３の突起３３ｂの先端３３ｅと角状接片５０ｂの先端辺５０ｄを、同じ角度の傾斜としているのである。つまり、もし、ロータ部３３の突起３３ｂの先端３３ｅが傾斜を持たない形状とすると、図４に示すように、ロータ部３３が所定回数の逆回転をしたとき、その突起３３ｂの角状接片５０ｂに対する当接状態は、突起３３ｂのかど部だけによる点接触に近い当接状態となり、確実な当接状態が得られない。
【００９７】
しかも角状切片５０ｂの先端のわずかな位置ずれによって回転停止位置がずれることとなり、停止位置の精度が確保しづらいものとなる。このため、ロータ部３３の回転を確実かつ精度良く規制することができない可能性が生ずる。これらを防止するために、ロータ部３３の突起３３ｂの先端３３ｅと角状接片５０ｂの先端辺５０ｄは、同じ角度の傾斜を持たせるようにしている。
【００９８】
なお、本実施の形態は、上述したように、完全なオフ／オンだけでなく流量の微調整が可能なものとなっている。すなわち、ニードル弁２５の弁部２５ｃの外周面が流体流出路２８の内周面に当接してしまう前に、ステッピングモータ３３を停止して、ニードル弁２５を途中部分で停止させる制御を行うことが可能なものとなっている。
【００９９】
以上のように、この実施の形態では、ステッピングモータ３によりキャリッジ２４を本体部２の流体流出路２８方向に移動させることにより、キャリッジ２４に保持されたニードル弁２５が本体部２に設けられた流体流出路２８を封鎖して流体流出路２８を閉状態とする。一方、キャリッジ２４を本体部２の先端部から離れるように移動させることにより、ニードル弁２５を流体流出路２８に対し所定のギャップのある状態とすることができ、流体流出路２８の開き状態を微調整することができる。
【０１００】
しかも、この実施の形態で用いたステッピングモータ３は、ロータ部３３が正回転して流体の流れを停止させる状態となってから、逆回転させる際、予め決められた回転数以上の逆回転、すなわちロータ部３３の軸方向の所定量以上の動きを規制するロータ規制部を有している。これにより、ロータ部３３が許容される移動量分だけ軸方向に移動したあとは、それに伴うロータ部３３の動きを確実に規制することができ、ロータ部３３を所定位置で確実に止めることができる。
【０１０１】
そして、このロータ規制部は、ロータ部３３側に設けられた突起３３ｂとロータ収納ケース２３側に設けられたロータ規制部材５０の２つの単純な構成の部品のみで実現でき、かつ、確実で正確な規制が行え、さらに、少なくとも、ロータ部３３の正回転時には両者の衝撃音は発生することはない。また、逆回転時においては、確かに、突起３３ｂと角状接片５０ｂは当接する可能性があるが、これは、常に当接するとは限らない。つまり、両者が当接する以前にロータ部３３の回転は停止するように設定しており、仮にそれ以上回転を続けたときの備えとしての規制であるので、常に、逆回転時に衝撃音が発生するとは限らない。したがって、規制動作時における衝撃音によるノイズを最小限に抑えることができる。
【０１０２】
また、この実施の形態では、ステッピングモータ３のフリクション機構として、コイルバネをフリクションバネ３５として用い、ロータ部３３が正回転方向に回転する際は、フリクションバネ３５の持つ所期の締め付け力によってロータ部３３の回転力が回転軸３４に伝達され、回転軸３４を回転させることができる。そして、その回転状態において、回転軸３４に大きな負荷が加わったときは、フリクションバネ３５がロータ部３３の回転に伴って回転軸３４上を滑って回転し、ロータ部３３が空回りする状態となり、回転軸３４がそれ以上無理に動くのを防止できる。このため、回転軸３４が正方向に移動した際にロック状態となるのを回避できる。
【０１０３】
一方、このような状態から回転軸３４を元に復帰させようとして、ロータ部３３を逆回転させると、フリクションバネ３５が回転軸３４を大きな力で締め付けるので、ロータ部３３の回転力を確実に回転軸３４に伝達することができる。したがって、回転軸３４が仮にロックされていても、その状態から、その回転軸３４を元の位置に復帰させようとする場合、ロータ部３３の回転力を確実に回転軸３４に伝達することができ、ロック状態を外すことができる。
【０１０４】
以上のように、この実施の形態で示すモータは、ロータ部３３を正回転させ、それに伴う回転軸３４の動きを利用して何らかの動作を行った後、ロータ部３３を逆回転させて元の状態に戻すという一連の動作を行わせる際の駆動源として最適なモータであるといえる。
【０１０５】
また、軸受け部２１に連絡通路２１ｇを設けたので、ロータ収納ケース２３内に入ったエステル油などのオイルを簡単に抜くことができる。さらに、この連絡通路２１ｇは、オイルを抜くだけでなく、本体部２内に冷媒、たとえばフロンガスを充填する際の導入路としても使用できる。
【０１０６】
また、この実施の形態では、本体部２と流入管４、流出管５の接合、本体部２と鍔状プレート２２の接合は、それぞれ水素還元炉による銀ロウ付けによって行っているので、フラックスの塗布および銀ロウ付け後の酸化膜を取り除くための後処理を無くすことができる。
【０１０７】
なお、この実施の形態の流体の流量制御装置１は、回転軸３４のニードル弁２５側の先端が、キャリッジ２４の加圧バネ２６が挿入されている開口の先端部分から突出するように、開口の先端部分を折り曲げてニードル弁２５をカシメ固定している。また、ニードル弁２５のキャリッジ２４との当接部には傾斜面が形成されている。
【０１０８】
このため、ニードル弁２５がキャリッジ２４内に沈み込んだとき、ニードル弁２５の後端部分が回転軸３４の先端に当たることとなり、加圧バネ２６が圧縮されたときの不具合、例えば、加圧バネ２６がキャリッジ２４内で沈み込み復帰できなくなったり、ニードル弁２５の後端部分がキャリッジ２４内で傾いた位置に固定される等の不具合を回避することができる。
【０１０９】
なお、上述の実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の例であるが、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変形実施可能である。たとえば、上述の実施の形態では、フリクションバネ３５の一端をロータ部３３に係合させ、他端をフリーにしているが、他端を回転軸３４に係合させるようにしても良い。
【０１１０】
さらに、上述の実施の形態では、弁としての働きをするニードル弁２５の駆動を行うモータとしてステッピングモータ３を使用した例について説明したが、ステッピングモータ以外のモータを採用したり、駆動源としてソレノイド等モータ以外の機構を採用しても良い。
【０１１１】
また、ニードル弁２５をキャリッジ２４の先端部に押しつける力を与えるバネとして、上述の実施の形態ではコイル状の加圧バネ２６を用いたが、この加圧バネはコイル状のバネでなくてもよい。たとえば、板バネを用い、この板バネの弾性力によりニードル弁２５をキャリッジ２４の先端部に押しつけることも可能である。
【０１１２】
さらに、本体部２にステータ収納体３８を保持するためのホルダ４０は、上述の実施の形態の構造に限られるものではなく、ステータ収納体３８とワンタッチ的に確実に保持されるような係合関係を得ることができるものであれば他の構造のものとしてもよい。また、ホルダ４０の突起を爪形状とせず凸状としたり、ホルダ４０の係止爪４０ｃを鋭角状のもの等他の形状に変更しても良い。
【０１１３】
さらに、ロータ収納ケース２３側に設けられるロータ規制部材５０の形状は、上述の実施の形態で示した形状に限られるものではなく、弾性を有する薄い板状のロータ規制部材の一端部をロータ収納ケース２３に固定し、他端部（先端辺５０ｄ）をロータ部３３の回転軌跡内の所定高さとなるように位置させるようにしたものであれば、他の形状のものを採用しても良い。また、ロータ規制部材５０の固定は、スポット溶接以外に、接着剤固定、圧入固定等他の固定手段を採用することができる。
【０１１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の流量制御装置は、モータの回転軸の先端部分に、ニードル弁で構成された調整弁を「カシメ」の力とバネ等による「付勢」の力とで保持した保持部材を固定し、モータの駆動力によりニードル弁を流路内で移動させるようにしている。そのため、ニードル弁が、流路（本体に形成された開口）に対して多少遊びを持った状態で、かつ厳密に臨むこととなり、設計時にそれ程厳密な寸法出しを要さないものとすることができる。そのため、組み立てコストや部品コストを、大幅に削減することが可能で、生産性の向上にも寄与できる。
【０１１５】
また、ロータの回転力を直線方向への推進力に変換する変換手段を、雄ネジと雌ネジとから構成し、雄ネジをカシメにより変形しない位置（例えば、保持部材とは別部材）に設けると、ネジ同士の螺合がスムーズに、しかも正確に行われることとなる。
【０１１６】
また、ネジ同士の螺合以外に、回転軸の雄ネジの形成されていない部分と、本体側の円筒部とを摺接させることにより、回転力を推進力に変換するものとすると、ネジ同士の寸法をそれ程厳密なものとする必要がない。そのため、さらに、組み立てコストや部品コストを、大幅に削減することが可能で、生産性の向上にも寄与できる。
【０１１７】
また、本発明の流量制御装置は、ロータ部が正回転して、ある位置にまでロータ部が直線運動した状態となってから、ロータ部が逆回転させる際、予め決められた位置以上のロータ部の逆回転を規制するロータ規制部材を有しているので、ロータ部が逆回転を継続しても、所定位置まで戻ると、ロータ部の動きを確実に規制することができ、ロータ部を所定位置で確実に止めることができる。そのため、流体の流量制御を安定的かつ効率よく行うことができる。
【０１１８】
そして、このロータ規制部材は、ロータ部側に設けられた突起とロータ収納ケース側に設けられたロータ規制部材の２つの単純な部品のみで実現でき、かつ、確実な規制が行え、さらに、ロータ部の正回転時には両者の衝撃音は発生することがなく、ノイズを極力抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態である流量制御装置の側断面図である。
【図２】図１の流量制御装置のニードル弁付近を示す側断面図である。
【図３】図２のニードル弁の先端部分を示す部分拡大図である。
【図４】ロータ規制部材にロータ部の突起が当接した状態を示す一部断面側面図である。
【符号の説明】
１ 流量制御装置
２ 本体部
３ ステッピングモータ
４ 流入管
５ 流出管
２１ 軸受け部（変換手段の一部）
２１ａ 回転軸支持貫通孔（変換手段の一部）
２３ ロータ収納ケース
２４ キャリッジ（保持部材）
２５ ニードル弁（調整弁）
２６ 加圧バネ（付勢部材）
２８ 流体流出路（開口）
３１ コイル
３２ ステータ部
３３ ロータ部
３３ｂ 突起（ロータ規制部の一部）
３４ 回転軸（変換手段の一部）
５０ ロータ規制部材（ロータ規制部の一部）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in a flow rate control device that adjusts a flow rate by driving an adjustment valve constituted by a needle valve or the like by linearly reciprocating a rotating shaft.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there are those using an electromagnetic valve and those using a needle valve to control the flow rate of refrigerant in a refrigerator or air conditioner.
[0003]
However, a flow rate control device using a solenoid valve is generally not suitable for fine adjustment of the flow rate because it performs any setting of opening and closing. In addition, the loud noise during opening and closing operations is one of the problems, and it is necessary to keep the solenoid valve energized in order to maintain that state regardless of whether it is open or closed. There is also a problem in terms of power consumption.
[0004]
On the other hand, a flow control device using a needle valve, for example, uses a stepping motor or the like as a drive source, changes the rotational force of the stepping motor to the thrust of the needle valve, and controls the flow rate of the fluid. Compared to the conventional one, there are few problems of operation noise, and the flow rate can be finely adjusted.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the flow rate control device using this needle valve has a positional relationship between the central axis in the moving direction of the needle valve and the central axis of the flow path (opening) into which the needle valve is inserted in order to perform high-precision control. Etc. will be subtle. Therefore, there is a problem that high-precision design technology and empirical know-how at the time of assembly are required.
[0006]
In addition, the motor used in this type of fluid control device, when rotating in the closing direction of the valve, when an unreasonable load is applied even though the valve is closed, Usually, a friction mechanism for absorbing force is provided. That is, even if it is a needle valve or other valve, it is controlled to change the rotational force of the motor to the force to move the valve and to close the flow path by inserting a part of the valve into the flow path In this case, even when the valve is sealed in the flow path, if force is further applied in the direction of pushing the valve, the valve is locked, and the valve is moved when opening the valve. It may not be possible to restore the original state.
[0007]
In order to prevent such an inconvenience, a friction mechanism is provided to prevent the valve from moving further when the valve reaches the position where the valve is closed and no further force is applied to move the valve. Nevertheless, when an excessive load is applied, measures are taken such that the rotation of the rotor is idled so that the valve is not driven further.
[0008]
In addition, as described above, when the rotor part rotates forward or backward, the rotor part and the rotation shaft attached to the rotor part linearly reciprocate, thereby enabling a motor that can act as an actuator. In this case, when the rotor is rotated in the direction to close the valve (normal rotation) and then the rotor is rotated backward to open the valve, the rotor is rotated backward by a predetermined number of rotations. After that, it is necessary to stop the rotation in a state where the rotor portion has returned to a predetermined position.
[0009]
In other words, as the rotor part rotates, the rotor part and the rotation shaft move linearly in the direction of closing the valve, and after the operation of closing the valve is performed, the rotor part is rotated in reverse to open the valve. The part itself returns linearly in the direction of opening the valve, but at that time, it is necessary to reliably stop the movement of the rotor part at a predetermined position. For example, when a stepping motor is used as the motor, when the rotor part is rotated backward from a state in which the valve is closed, the number of steps for driving the rotor part to rotate in reverse is often determined in advance. It is possible to reliably stop the movement of the rotor portion at the position rotated by the determined number of rotations.
[0010]
However, the electrical control of the number of steps is not reliable. That is, when the rotor part moves for some reason, the stop position fluctuates, which makes the control unstable. Further, due to this reverse rotation, there is a risk that the screw provided on the rotating shaft of the rotor portion may be locked between the guiding screw.
[0011]
In order to eliminate this instability and the lock between screws, it is necessary to provide a stopper mechanism. However, the conventional stopper mechanism has a complicated structure, and the impact sound when contacting the stopper is harsh. There is a problem that appears as sound.
[0012]
As described above, the motor for performing this kind of control requires a stopper mechanism for restricting the movement of the rotor portion in the control of the valve opening direction in addition to the friction mechanism described above. In general, the mechanism has various problems such as a large number of parts and a structure that is complicated and has poor assembly workability. In particular, in a device that is strongly required to be downsized, it is necessary to provide not only a friction mechanism but also a stopper mechanism in a limited small space, so that the structure is simple and the workability during assembly is good. Therefore, it is necessary to provide a stopper mechanism that performs a reliable stopper function.
[0013]
Therefore, the present invention has an object to provide a flow rate control device that enables high-precision flow rate control even though high-precision component design is not particularly required regarding the fixed structure of the adjusting valve and the rotary shaft. And In addition, the present invention provides a flow control device using a motor that has a simple, small and reliable stopper function, and can suppress an annoying impact sound generated during operation of the stopper mechanism as much as possible. With the goal.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the present invention is a cylindrical main body portion connected to an inflow pipe for inflowing fluid and an outflow pipe for outflowing fluid and having an opening for adjusting the flow rate of the fluid. A flow control device having an adjustment valve that is movable with the tip side inserted into the opening and that adjusts the flow rate of the fluid according to the insertion position, and a motor for driving the adjustment valve. The motor includes a rotor portion that holds the rotating shaft, a bottomed rotor storage case that stores the rotor portion, and a stator portion that is disposed outside the rotor storage case so as to face the rotor portion. The rotor portion rotates in a predetermined direction (referred to as forward rotation), so that the rotor portion and the rotation shaft can move linearly in a direction away from the inner bottom surface of the rotor storage case, and the rotor portion is opposite to the predetermined direction. By rotating in the direction (referred to as reverse rotation), the rotor part and the rotation shaft can be linearly moved in a direction toward the inner bottom surface of the rotor storage case, and the rotor part has an end surface facing the inner bottom surface of the rotor storage case A protrusion is provided on the inner bottom surface side of the rotor storage case, and an elastic plate-like rotor restricting member is provided on the inner bottom surface side. The rotor restricting member fixes the rear end side to the inner bottom surface of the rotor storage case. The tip side is provided within the rotation trajectory of the projection and at a predetermined height from the inner bottom surface of the rotor storage case, and when the rotor portion rotates forward, the projection follows the rotor restricting member and the rotor When the rotor restricting member advances so as to be able to push down the rotor restricting member in the tip direction of the restricting member and the rotor portion rotates in the reverse direction, when the rotor portion returns to a predetermined position, the protrusion comes into contact with the rotor restricting member so that rotation is prevented As well as Furthermore, a conversion means for converting the rotational motion of the rotor portion into a linear motion, and a holding member that is fixed to the distal end side of the rotation shaft and holds the adjustment valve, and the adjustment valve has a smaller diameter toward the distal end side. The holding member houses the regulating valve so that the sloped portion of the regulating valve and the tip side protrude from the open end. A bent portion formed of a tubular member and formed by bending the open end inwardly contacts with the inclined surface of the regulating valve, and includes a biasing means for biasing the regulating valve toward the open end. And the bent portion at the open end are used to hold the adjusting valve.
[0015]
According to another aspect of the invention, in the flow control device of the above-described invention, the conversion unit includes a male screw formed at a position where the holding member is not deformed when the holding member is crimped, and the inner surface of the opening or the outer periphery of the adjustment valve. Either one has a tapered surface, and the other has a straight surface.
[0016]
According to another aspect of the present invention, in the flow rate control device of each of the above-described inventions, the conversion means includes a male screw formed on the rotating shaft, a female screw formed on the main body side, and a male screw formed on the rotating shaft. A straight portion that is not provided is provided, and a cylindrical portion is formed on the main body portion side so as to be in sliding contact with the straight portion.
[0018]
In the flow control device of the present invention, a holding member that holds an adjustment valve composed of a needle valve or the like with a force of “caulking” and a force of “biasing” by a spring or the like is fixed to a tip portion of a rotating shaft of a motor The adjustment valve is moved in the flow path by the driving force of the motor. For this reason, the regulating valve faces a slight amount of play with respect to the flow path (opening formed in the main body) and strictly faces it. it can.
[0019]
Further, the converting means for converting the rotational force of the rotor portion into the propulsive force in the linear direction is constituted by a male screw and a female screw, and the male screw is moved to a position where it is not deformed by caulking (for example, a member different from the holding member). When provided, the screws are smoothly and accurately engaged.
[0020]
Further, in addition to screwing between screws, if the rotational force is converted into propulsive force by sliding the portion where the screw of the rotating shaft is not formed and the cylindrical portion on the main body side, the screws are It is not necessary to make the dimensions of the circuit so strict.
[0021]
Also, Book According to the flow control device of the present invention, when the rotor portion rotates in the forward direction and the rotor portion is linearly moved to a certain position, when the rotor portion is rotated in the reverse direction, the rotation of the rotor portion beyond a predetermined position is reversed. Since the rotor restricting member that restricts the rotation is provided, even if the rotor portion continues to rotate in the reverse direction, when the rotor portion returns to the predetermined position, the movement of the rotor portion can be reliably restricted, and the rotor portion is held at the predetermined position. It can be stopped reliably.
[0022]
The rotor restricting member can be realized by only two simple parts, ie, a protrusion provided on the rotor portion side and a rotor restricting member provided on the rotor storage case side, and can be reliably restricted. At the time of normal rotation of the part, the impact sound of both is not generated, and the noise can be suppressed as much as possible.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an example of an embodiment of a flow control device of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0024]
As shown in FIG. 1, the flow control device 1 is roughly described in terms of its external configuration. The flow control device 1 is attached to a main body 2 and a rear end side of the main body 2, and is a needle valve (details) as an adjustment valve. , Which will be described later), a motor (noting that a stepping motor is used in this embodiment) 3 as a driving source for driving 25 and a fluid attached to the front end side of the main body 2 are flown in. An inflow pipe 4 for the fluid and an outflow pipe 5 for the fluid to flow out.
[0025]
The stepping motor 3 includes a stator portion 32 around which a coil 31 is wound, a rotor portion 33 disposed to face the inside of the stator portion 32, and a rotating shaft support hole 33a provided in the central axis direction of the rotor portion 33. A rotating shaft 34 that is rotatably supported by the rotor portion, one end is supported by the rotor portion 33 and the other end is in a free state, and the rotating shaft 34 is inserted into the inner hole thereof. The coil spring 35 is held by force.
[0026]
In this state, when the power is supplied from the power supply unit 36 to the coil 31, the rotor unit 33 is rotated. The coil spring 35 constitutes a part of the friction mechanism. Hereinafter, the coil spring 35 is referred to as a friction spring 35. This friction mechanism will be described later. The stator portion 32 around which the coil 31 is wound is housed in a stator housing 38, and the stator housing 38 can be detachably attached to the main body 2 by a holder 40 described later. The stator portion 32 has a structure in which the coil 31 is integrated with the pole teeth and the like of the stator portion 32 by resin and the coil 31 is sealed.
[0027]
In this embodiment, the main body portion 2 is made of cylindrical brass, and is fixed in a state where a bearing portion 21 that rotatably supports the rotating shaft 34 of the stepping motor 3 is press-fitted into the rear end side thereof. . Further, a bowl-like plate 22 joined to the body part 2 by silver brazing using a hydrogen reduction furnace is provided at the rear end part of the body part 2 (the joining part is shown as W). A bottomed rotor storage case 23 for storing the rotor portion 33 of the stepping motor 3 is fixed to the motor. The stator portion 32 described above is disposed outside the rotor storage case 23.
[0028]
The bowl-shaped plate 22 and the rotor storage case 23 are formed of a material called SUS (suspension), and these are hereinafter collectively referred to as a rotor unit storage body. Further, the rotor storage case 23 has a movement of the rotor portion 33 on the inner bottom surface side (the movement in the central axis direction of the rotating shaft 34. In this case, the rotor portion 33 is particularly fixed on the inner surface of the rotor storage case 23). (A movement when moving toward the side) is provided.
[0029]
The rotor regulating member 50 is formed of a plate-like member having elasticity, and is provided at the lower end portion of the rotor portion 33 when the rotor portion 33 moves toward the inner bottom surface of the rotor storage case 23 while rotating. The protrusion 33b abuts against the rotor restricting member 50 to restrict its movement. The protrusion 33b and the rotor restricting member 50 are collectively referred to as a rotor restricting portion, and the rotor restricting portion will be described in detail later.
[0030]
Further, the rotating shaft 34 of the stepping motor 3 is supported rotatably with respect to the bearing portion 21 of the main body portion 2. The rotating shaft 34 has a thin-diameter portion 34b where a male screw is formed and a large-diameter portion 34c which is a straight portion where no male screw is formed. On the other hand, the rotation shaft support through-hole 21a of the bearing portion 21 provided in the main body 2 includes a small diameter portion 21b in which a female screw is formed and a large diameter portion that is a simple cylindrical portion in which a female screw is not formed. 21c. Then, the rotor portion 33 rotates while the male screw of the rotating shaft 34 and the female screw of the rotating shaft support through hole 21a are screwed together. At this time, the straight portion of the rotary shaft 34 is a simple cylindrical portion in the rotary shaft support through hole 21a. Thus, the rotational movement of the rotor portion 33 is reliably converted into a linear movement. That is, the above-described configuration is a conversion means for converting the rotational motion into a linear motion.
[0031]
The part where the male screw is formed is an outer peripheral surface of a carriage 24 (to be described in detail later) serving as a holding member fixed to the tip portion of the rotating shaft 34, and the inner periphery of the main body 2 facing the carriage 24. A female screw may be formed on the surface. However, in the present embodiment, as will be described later, the open end portion of the carriage 24 is bent inward and the needle valve 25 is caulked and fixed. Therefore, when the needle valve 25 is caulked and fixed to the carriage 24, There is a risk that the thread will break. The above-described configuration is for avoiding such a danger, and is formed on the rotating shaft 34 of another member which is not affected by the shape change or the like even if the caulking is fixed.
[0032]
Further, in the flow rate control device 1 according to the present embodiment, the conversion means is configured not to rely only on screw screwing but also to use sliding contact between the straight portion and the cylindrical portion. It is not necessary to make the accuracy of the male screw and the female screw on the main body 2 side so precise. However, instead of such a configuration, the converting means may be only screwed when the rotor rotates.
[0033]
With such a configuration, when the rotor portion 33 rotates, the rotor portion 33 and its rotation shaft 34 linearly move in the axial direction while rotating inside the main body portion 2 along the central axis direction of the rotation shaft 34. To do. In addition, the rotation direction of the rotor part 33 which advances the rotating shaft 34 to the insertion direction of the main-body part 2 (front-end | tip direction of the main-body part 2) is called positive rotation here. Therefore, when the rotation of the rotor portion 33 is reversed (reversely rotated), the rotor portion 33 and the rotation shaft 34 move in the rear end direction of the main body portion 2. When moving to the rear end side, the position of the rotor portion 33 is stopped at an appropriate position with respect to the stator portion 32 by the action of the rotor restricting portion described above.
[0034]
A carriage 24 formed of a cylindrical member as a holding member that holds the needle valve 25 as an adjustment valve is attached to the tip of the rotating shaft 34. The carriage 24 moves in the main body 2 together with the rotating shaft 34 as the rotor portion 33 rotates forward and backward. One end of the carriage 24 is opened, and a needle valve 25 is housed and held so that the tip side protrudes from the open end. Therefore, the needle valve 25 moves integrally with the rotating shaft 34 and the carriage 24.
[0035]
As shown in FIG. 2, the needle valve 25 includes a base portion 25a having a substantially truncated cone shape having a slope portion 25b, a needle-like valve portion 25c fixed to the distal end side of the base portion 25a, and a rear end of the base portion 25a. And a shaft 25d fixed to the side. And the front end side of the valve part 25c is inserted in the opening (fluid outflow path 28 mentioned later) for adjusting the flow volume of the fluid formed in the main-body part 2, and it can move in this state. The opening on the main body 2 side is formed as a straight hole having the same inner diameter at any position. On the other hand, as shown in FIG. 3, the valve portion 25c of the needle valve 25 is formed so that the outer diameter becomes thinner toward the tip side, and the outer peripheral surface of the valve portion 25c has an inclination of about 7 °. It is like that.
[0036]
For this reason, the gap between the needle valve 25 and the opening varies depending on the insertion position of the valve portion 25c. That is, when the rotor portion 33 moves to the inner bottom surface side of the rotor storage case 23 and the needle valve 25 moves backward with respect to the opening, the gap increases and the fluid flow rate increases. Conversely, when the needle valve 25 moves so as to enter the opening, the gap becomes smaller and the fluid flow rate decreases. In the flow control device 1 according to the present embodiment, the flow rate of the fluid is adjusted by adjusting the gap between the valve portion 25c of the needle valve 25 and the opening in this way.
[0037]
In the present embodiment, the flow rate of the fluid is adjusted by moving forward / backward in a state where the needle valve 25 formed in a taper is inserted into the opening formed in a straight manner in this way. However, conversely, the inner surface of the opening may have a tapered surface, and the needle valve 25 may have a straight outer diameter. Moreover, it is good also as a structure which makes it a taper surface and makes the taper angle larger on the needle valve 25 side.
[0038]
Here, a method for holding the needle valve 25 of the carriage 24 will be described. An open end of the carriage 24 formed in a cylindrical shape is bent inward to fix the needle valve 25 by caulking. That is, the base portion 25a of the needle valve 25 is formed with a slope portion 25b, and the bent portion of the open end is in contact with the slope portion 25b. Further, between the needle valve 25 in the carriage 24 and the rotary shaft 34 described above, there is an urging means for urging the needle valve 25 to the open end side, and the needle valve 25 is at the innermost part in the opening. When the stepping motor 3 is further driven in the fitted state, a coil-shaped pressurizing spring 26 serving as a motor lock preventing means is interposed. For this reason, the needle valve 25 is held by the carriage 24 by being sandwiched between the bent portion of the open end of the carriage 24 (the portion bent to fix the crimp) and the pressurizing spring 26, and the needle valve 25 in the opening. Even if it reaches the innermost part and further the stepping motor 3 is driven, it is not locked.
[0039]
That is, in the present embodiment, the pressurizing spring 26 is contracted when the stepping motor 3 is further driven in a state where the needle valve 25 is pressed against the opening. During the contraction, the driving force of the stepping motor 3 is not transmitted to the needle valve 25, and the motor lock is avoided. Further, in the present embodiment, the pressure spring 26 is further contracted by the further rotation of the stepping motor 3, and the tip portion of the rotating shaft 34 that has advanced into the carriage 24 becomes the rear end portion of the shaft 25 d of the needle valve 25. It is supposed to hit. After the collision, the friction mechanism described later works to avoid the locked state of the stepping motor 3.
[0040]
In the present embodiment, when the needle valve 25 is operated to close the opening, the stepping is performed from the state where the needle valve 25 is brought into contact with the opening and the opening is completely closed. The motor 3 can be overstepped, and the origin can be determined in the operation control of the needle valve 25 using this overstep.
[0041]
In the present embodiment, as described above, the pressurizing spring 26 is contracted when the needle valve 25 is operated in the closing direction, and the rear end of the shaft 25d of the needle valve 25 and the front end of the rotary shaft 34 are connected. Although the configuration is such that the friction mechanism described later is activated after the contact, the pressure spring 26 may be configured to be stronger and difficult to contract, and the shaft 25 and the rotary shaft 34 may not contact each other. . In this case, the pressurizing spring 26 slightly contracts due to the operation of the needle valve 25 in the closing direction, but the friction mechanism described later starts to work when the pressurizing spring 26 contracts slightly.
[0042]
In addition, the inflow pipe 4 is attached to the side surface near the tip of the main body 2, and the outflow pipe 5 is attached to the tip, and the fluid (here, the refrigerant) that has passed through the inflow pipe 4 is once temporarily attached to the main body 2, the fluid flows out into the outflow pipe 5 through a fluid outflow passage 28 formed by a narrow-diameter opening provided at the tip of the main body 2. The inflow pipe 4 and the outflow pipe 5 are joined to the main body 2 by silver brazing using a hydrogen reduction furnace. Each silver brazing portion is indicated by a symbol Y.
[0043]
The flow rate of the refrigerant flowing into the main body portion 2 through the inflow pipe 4 and flowing into the outflow pipe 5 through the fluid outflow path 28 is changed by the valve section 25c of the needle valve 25 with the fluid outflow path 28 as the carriage 24 moves. Controlled by moving within.
[0044]
That is, the fluid outflow passage 28 provided on the distal end surface of the main body 2 is movable in a state where the valve portion 25c of the needle valve 25 held by the carriage 24 is inserted, and the position of the distal end portion thereof. By adjusting the flow rate of the refrigerant. In addition, the internal diameter of the fluid outflow path 28 is set to the same dimension as the thickest diameter part of the valve part 25c, or a slightly small dimension. For this reason, if the needle valve 25 is pushed deeply into the back side, the fluid outflow path 28 can be reliably turned off (completely closed state).
[0045]
Further, the bearing portion 21 described above is provided with a wear powder receiving groove 21f having a V-shaped cross section along the circumferential direction on the outer surface thereof, and penetrates from one end surface side to the other end surface side. Two communication passages 21g, 21g are provided in parallel with the rotation shaft support through hole 21a. The outer diameter on the tip side (the tip side in the press-fitting direction to the main body 2) from the wear powder receiving groove 21f with the wear powder receiving groove 21f as a boundary is the rear end side (rotor portion 33) from the wear powder receiving groove 21f. Side) is slightly smaller than the outer diameter.
[0046]
This bearing portion 21 needs to be attached in a state in which the internal space of the main body portion 2 is completely blocked from the rotor portion 33 side, and is attached to the main body portion 2 in order to obtain high sealing performance and a reliable engagement state. When performing, it press-fits so that it may knock on the main-body part 2. FIG. At this time, the head portion of the side surface on the rotor portion 33 side having a slightly larger outer diameter (the inlet portion of the wear powder receiving groove 21f) is press-fitted while scraping the inner surface of the main body portion 2, and wear caused at that time The powder is received in the wear powder receiving groove 21f.
[0047]
That is, in the bearing portion 21, the rotating shaft 34 is screwed, and the carriage 24 (the needle valve 25 and the pressurizing spring 26 are housed in the carriage 24 at the tip portion of the rotating shaft 34. ) Is already press-fitted into the main body 2 in a state of being attached, and if wear powder is generated at that time, the wear powder is left in the main body 2, so that the wear powder A wear powder receiving groove 21f is provided as a refuge.
[0048]
Further, as shown in FIG. 1, the main body portion 2 has a convex step portion 2 b for restricting (positioning) the insertion amount of the bearing portion 21 by bringing the tip end surface of the bearing portion 21 into contact. It is provided in the circumferential direction of the inner peripheral surface. In the main body 2 in this embodiment, the inner diameter on the front end side is smaller than the inner diameter on the rear end side with this convex stepped portion 2b as a boundary. The inner diameter on the rear end side of the convex step portion 2b is substantially the same as the outer diameter of the bearing portion 21 on the rotor portion 33 side (the outer diameter on the side slightly larger than the wear powder receiving groove 21). The bearing portion 21 is pushed in and is press-fitted into the main body portion 2.
[0049]
In a state where the bearing portion 21 is completely press-fitted into the main body portion 2, the distal end surface of the bearing portion 21 comes into contact with the convex stepped portion 2 b of the main body portion 2 so that both are in close contact with each other. As a result, even if the wear powder spills out of the wear powder receiving groove 21f, the wear powder does not enter the main body 2. In addition, this may not be a step part, for example, you may make it form a convex part in the circumferential direction in the internal peripheral surface of the main-body part 2. FIG.
[0050]
The communication passages 21g and 21g are provided to drain oil such as ester oil that has entered the rotor storage case 23, and are provided so as to penetrate from one end surface side of the bearing portion 21 to the other end surface side. Therefore, by making the main body 2 be on the lower side of the rotor housing, the oil such as ester oil that has entered the rotor housing 23 can be reliably extracted.
[0051]
Further, the communication passages 21g and 21g can be used not only for draining oil contained in the rotor storage case 23 but also as an introduction passage for filling the main body 2 with, for example, chlorofluorocarbon. In addition, at the time of attaching operation of the bearing portion 21 to the main body 2 or at the time of filling operation of chlorofluorocarbon, the rotating shaft 34 is already attached to the bearing portion 21 as described above. 34 is performed in a state where the rotor portion 33 is not attached. Although the operation of attaching the rotor portion 33 to the rotating shaft 34 can be performed very easily, the attachment operation will be described in the following description of the friction mechanism.
[0052]
This friction mechanism will be described below.
[0053]
The rotor portion 33 is composed of a cylindrical member 331 made of synthetic resin and a magnet 332 attached to the periphery thereof. A rotation shaft support hole 33a into which the rotation shaft 34 is detachably inserted is provided at the center of the cylindrical member 331. The rotation shaft support hole 33a has a rotation shaft on the end side of the bearing portion 21 side. A large-diameter portion having an inner diameter larger than that of the support hole 33a is formed. The large diameter portion has a larger diameter than the first large diameter hole 333 and the first large diameter hole 333 formed between the first large diameter hole 333 and the end of the rotation support hole 33a. The second large diameter hole 334 is configured. A slit (not shown) that linearly passes from the second large diameter hole 334 to the first large diameter hole 333 is formed on the side walls of the first large diameter hole 333 and the second large diameter hole 334. Has been.
[0054]
On the other hand, a friction spring 35 as a part of the friction mechanism is wound around the rotation shaft 34. One end of the friction spring 35 projects in a direction perpendicular to the circumferential tangent of the friction spring 35 (referred to as a first projection 35a), and the other end projects in the tangential direction of the friction spring 35 ( The second protrusion is omitted from the drawing). The second protrusion is slightly bent downward (on the first protrusion 35a side).
[0055]
The friction spring 35, when viewed from above with the second projecting portion side up, reaches the first projecting portion 35a by clockwise winding around the second projecting portion. It has become.
[0056]
Note that the inner diameter of the friction spring 35 is smaller than the outer diameter of the rotating shaft 34, and the rotating shaft 34 is inserted from the second projecting portion side of the friction spring 35 so as to expand the diameter of the friction spring 35. Thus, the friction spring 35 is wound around the rotation shaft 34. In a normal state, the rotary shaft 34 and the friction spring 35 are integrated with each other by an intended tightening force that the friction spring 35 originally has. Further, the tightening force of the friction spring 35 on the rotating shaft 34 is made smaller than the torque of the stepping motor 3 (torque of the rotor portion 33).
[0057]
Further, on the second projecting portion side of the friction spring 35, the E-ring 37 fixed to the rotating shaft 34 restricts the friction spring 35 from moving in the direction of the tip of the rotating shaft 34.
[0058]
Then, when the rotating shaft 34 around which the friction spring 35 is wound is inserted into the through hole 33a of the cylindrical member 331 of the rotor portion 33, the first protruding portion 35a of the friction spring 35 enters the above-described slit. Then, the rotating shaft 34 is inserted into the through hole 33a. As a result, the first projecting portion 35a of the friction spring 35 proceeds to the end portion of the first large-diameter hole 333 using the slit as a guide, and further insertion of the rotating shaft 34 is restricted there. Further, the second protrusion is not fixed to the cylindrical member 331 of the rotor portion 33, and can freely slide on the terminal surface of the second large-diameter hole 334.
[0059]
Note that the depth of the slit groove (= the length in the radial direction) provided in the cylindrical member 331 of the rotor portion 33 is a depth that can hold the first protrusion 35a from the tip to the root. This is because when the rotational force of the rotor portion 33 is transmitted to the friction spring 35, the rotational force of the rotor portion 33 is received by the entire first protrusion 35a, so that the rotational force is reliably transmitted. This is to improve the durability of 35.
[0060]
The width of the slit groove is substantially the same as the thickness of the first protrusion 35a (the thickness of the member forming the friction spring 35), and the first protrusion 35a is inserted into the slit. The rotor unit 33 is prevented from rattling in the rotational direction. This is because if the first protrusion 35a is inserted into the slit in a state of rattling, noise due to rattling may occur as the rotor 33 rotates. There is to prevent it.
[0061]
Further, as described above, the second projecting portion which is the end portion of the friction spring 35 opposite to the first projecting portion 35a is free to move. The second protrusion is not necessarily provided. However, if the end of the friction spring 35 is left as it is, the friction torque due to friction caused by the end contacting the E-ring 37 is increased. Since this may affect the normal friction operation, in order to prevent this, the end of the friction spring 35 is slightly protruded and is bent slightly downward.
[0062]
The friction mechanism has such a structure, and the rotating shaft 34 and the rotor portion 33 are engaged by the friction mechanism. Then, in a state where the rotating shaft 34 and the rotor portion 33 are engaged (at this time, all the parts such as the carriage 24 to be stored in the main body 2 are attached), the rotor storage case 23 described above is the rotor portion. 33 is joined to the bowl-shaped plate 22 attached to the main body 2 by ultrasonic welding or the like.
[0063]
Next, the rotor restricting portion described above will be described.
[0064]
As described above, the rotor restricting portion includes the rotor restricting member 50 provided on the inner bottom surface of the rotor storage case 23 and the protrusion 33b provided on the rotor portion 33 side. As shown in FIG. 4, the rotor restricting member 50 is formed of a thin metal plate having elasticity, and has a substantially circular plate body portion (hereinafter referred to as a circular plate body portion) 50a and the circular plate body portion 50a. In the outer peripheral direction, the circular plate body portion 50a and the corner-shaped contact piece 50b formed to be concentrically curved so as to make a ¼ turn of the circular plate body portion 50a.
[0065]
The rectangular contact piece 50b is a line connecting a base portion (a portion that becomes a boundary with the circular plate body portion 50a) 50c of the square contact piece 50b disposed on the back side in FIG. 4 and the center point of the circular plate body portion 50a. And a line connecting the tip side 50d and the center point of the circular plate body portion 50a are orthogonal to each other. The tip side 50d of the rectangular contact piece 50b has an inclination of an angle α with respect to the horizontal plane (circular plate body portion 50a).
[0066]
The thus configured rotor restricting member 50 is attached to the rotor storage case 23 by performing spot welding with the center position of the circular plate body portion 50a aligned with the center position of the inner bottom surface of the rotor storage case 23. As described above, the centers of the circular plate body portion 50a and the rotor storage case 23 are made to coincide with each other and the two are joined to each other so that the welding position of the circular plate body portion 50a on the inner bottom surface of the rotor storage case 23 can be easily located. This is because it is easy to perform welding in a narrow space of the rotor storage case 23.
[0067]
On the other hand, the rotor part 33 is provided with a projection 33b at the lower end of a cylindrical member 331 made of synthetic resin. As described above, the protrusion 33b abuts against the rotor restricting member 50, so that further rotation of the rotor portion 33 is restricted. As a result, the rotor portion 33 moves linearly (the inner bottom surface of the rotor storage case 23). Movement in the direction) is restricted. In other words, when the rotor portion 33 moves toward the inner bottom surface of the rotor storage case 23, the protrusion 33b abuts on the tip side 50d of the above-described angular contact piece 50b, and thus further movement is restricted.
[0068]
As shown in FIG. 4, the protrusion 33 b on the rotor portion 33 side has a tip 33 e inclined at an angle α with respect to a horizontal plane (the circular plate body portion 50 a of the rotor regulating member 50). That is, it has the same inclination as the tip side 50d of the above-mentioned angular contact piece 50b. The positional relationship between the protrusion 33b and the angular contact piece 50b is arranged such that the tip side 50d of the angular contact piece 50b is located in the rotation locus of the protrusion 33b when the rotor portion 33 rotates. In this embodiment, since the rectangular contact piece 50b is formed so as to draw an arc from the circular plate body portion 50a, the arc is an arc that follows the rotation locus of the protrusion 33.
[0069]
By adopting such a configuration, the rotor unit 33 rotates in the forward direction, so that the rotor unit 33 is moved to a certain position, and the rotor unit 33 rotates in the reverse direction toward the bottom of the rotor storage case 23. The tip 33e of the projection 33b provided on the rotor portion 33 comes into contact with the tip side 50d of the rectangular contact piece 50b even if it further moves in the reverse direction from the originally stopped position.
[0070]
As described above, when the tip 33e of the protrusion 33b provided on the rotor portion 33 contacts the tip side 50e of the rectangular contact piece 50b, further movement of the rotor portion 33 is restricted.
[0071]
Further, from this state, when the rotor part 33 moves in a direction away from the inner bottom surface of the rotor storage case 23 while rotating forward, the tip 33e of the protrusion 33b is in contact with the corner contact piece 50b while being in contact with the corner. Since it advances, pushing the piece 50b downward, it can move smoothly without big resistance.
[0072]
The explanation of the rotor restricting section is finished here for the time being, and the next explanation is given. The timing for regulating the movement of the rotor 33 and the contact relationship between the tip 33e of the projection 33b when contacting the tip side 50d of the angular contact piece 50b are described in the overall flow control device described later. It will be described in the explanation of the operation.
[0073]
By the way, the stator part 32 around which the coil 31 is wound is mounted on the outer periphery of the side surface of the rotor part housing. The stator portion 32 is attached to the main body portion 2 in a state of being housed in the stator housing body 38. When the stator housing 38 is attached to the main body 2, the starter housing 38 is detachably held with respect to the main body 2 by a holder 40 having elasticity. A stepped portion 38 a is formed in the stator housing 38 such that a locking claw 40 c provided at the tip of the holder 40 is hooked.
[0074]
The holder 40 is held in such a state that the outer periphery of the main body 2 is fastened to the main body 2 by its elastic force. At this time, since the projection (not shown) bites into the main body 2, it does not move in the circumferential direction, and the main body 2 is provided by the step 2 a provided on the main body 2. Since the movement in the axial direction, that is, the front end direction and the rear end direction is restricted, a reliable holding state can be obtained. In addition, when the holder 40 is attached to the outer periphery of the main body 2, the main body 2 is formed with a step 2 a for preventing misalignment so as not to slide in the axial direction along the outer periphery.
[0075]
In this state, with the holder 40 attached to the main body 2, the stator housing 38 in which the stator portion 32 is housed is attached to the main body 2. At this time, the stator housing 38 is slid in the direction of the main body 2 so that the rotor housing case 23 already joined to the main body 2 is inserted into the central space of the stator housing 38.
[0076]
As a result, the locking claw 40 c of the holder 40 falls into the stepped portion 38 a provided in the stator housing 38 by the elastic force, and the stator housing 38 is held by the main body 2. When the stator housing 38 is removed from the main body 2, the stator housing 38 can be removed by pulling it strongly in the direction of separating the stator housing 38 from the main body 2.
[0077]
As described above, the stator housing 38 can be attached to and detached from the main body 2 with a single touch. Therefore, the stator housing 38 is convenient for maintenance of the stator portion 32 and the coil 31 portion and the power supply portion 36 portion connected thereto. It becomes. The stator portion 32 and the rotor portion 33 are such that the moment when the carriage 24 advances and the thickest portion of the needle valve 25 abuts against the fluid outflow path 28 makes the rotational force of the rotor portion 33 the strongest. In addition, the pole teeth of the stator portion 32 and the magnetic pole centers of the magnet 332 of the rotor portion 33 are made to coincide with each other at the time of contact.
[0078]
Next, flow rate control in the fluid flow rate control apparatus 1 configured as described above will be described.
[0079]
First, in a state where the valve portion 25c of the needle valve 25 in the carriage 24 is not in contact with the fluid outflow passage 28 of the main body portion 2 (a state where there is a gap between the fluid passage 28), the fluid flowing through the inflow pipe 4 Flows into the outflow pipe 5 through the fluid outflow path 28 after entering the main body 2. In this state, in order to perform an operation of turning off (cutting off) the fluid flow, the coil 31 is energized so that the rotor portion 33 of the stepping motor 3 is rotated forward. Thereby, the rotor part 33 rotates forward.
[0080]
By the way, until the rotor portion 33 starts to rotate, the protrusion 33b provided on the rotor portion 33 is normally pivoted from the tip side 50d of the rectangular contact piece 50b provided at the tip 33e on the rotor storage case 23 side. It is in a state separated in the direction. However, when the rotor part 33 rotates in the reverse direction excessively at the previous stop and the protrusion 33b stops against the square piece 50b, the protrusion 33b is in contact with the tip side 50d (FIG. 4). State shown in). From this state, when the rotor portion 33 starts to rotate forward, the projection 33b also rotates in the same direction, and eventually passes over the rectangular contact piece 50b.
[0081]
In this way, even when the rotation of the rotor 33 is stopped by the contact with the tip side 50d when the reverse rotation is stopped, the rotor 33 smoothly rotates forward. That is, during the forward rotation operation of the rotor portion 33, the rotation of the rotor portion 33 can be smoothly rotated without any restriction by the rotor restricting portion (configured by the protrusion 33b and the rotor restricting member 50). . And the rotational force of this rotor part 33 is transmitted to the rotating shaft 34 via the friction spring 35, and the rotating shaft 34 also rotates.
[0082]
That is, the friction spring 35 is wound around the rotating shaft 34 with a certain force (the desired tightening force that the friction spring 35 originally has), and the first protrusion 35a is wound. Since it is inserted into the slit 335 of the cylindrical member 331 of the rotor portion 33, the rotational force is transmitted to the rotating shaft 34 by the rotation of the rotor portion 33. Thereby, the rotating shaft 34 rotates with the rotation of the rotor portion 33.
[0083]
Further, since the male screw carved in the rotating shaft 34 and the female screw carved in the bearing portion 21 on the main body 2 side are screwed together, the rotor 33 rotates (in this case, forward rotation), so that the rotor Both the portion 33 and the rotating shaft 34 linearly move in the main body portion 2 toward the tip end direction. Eventually, the valve portion 25 c of the needle valve 25 in the carriage 24 attached to the distal end portion of the rotating shaft 34 enters the fluid outflow path 28 provided at the distal end portion of the main body portion 2.
[0084]
In this way, when the needle valve 25 enters the fluid outflow path 28 of the main body 2, the gap between the outer peripheral surface of the valve section 25 c of the needle valve 25 and the fluid outflow path 28 is gradually narrowed. . As a result, the flow rate of the fluid gradually decreases. When the valve portion 25c enters the deepest portion of the fluid outflow passage 28, the thickest part of the valve portion 25c and the inner peripheral surface of the fluid outflow passage 28 come into surface contact, and the gap is completely eliminated. As a result, the flow of fluid can be reliably prevented.
[0085]
In the present embodiment, the stepping motor 33 is stopped before the tip portion of the valve portion 25c of the needle valve 25 reaches the deepest portion of the fluid outflow passage 28 (the deepest portion where the needle valve 25 can advance). The needle valve 25 can be controlled to stop in the middle. As a result, the gap between the valve portion 25c and the fluid outflow path 28 can be appropriately adjusted, and the flow rate of the fluid passing through the fluid outflow path 28 can be adjusted.
[0086]
Note that the driving of the stepping motor 3 may be stopped in the above-described state (a state in which the flow of fluid is completely blocked). However, in order to absorb an assembly error or the like, the driving is usually continued further. However, the force that presses the needle valve 25 against the fluid outflow path 28 is absorbed by the pressurizing spring 26. The needle valve 25 is subjected to a force that presses the fluid outflow passage 28 with a force of a certain level or more by the extension force of the pressurizing spring 26, and a reliable contact state can be obtained.
[0087]
The pressurizing spring 26 functions to obtain a reliable contact state by pressing the needle valve 25 against the fluid outflow passage 28 and always exerts a force to press the needle valve 25 against the tip of the carriage 24. As a result, rattling of the needle valve 25 is prevented. Thereby, it is possible to prevent the needle valve 25 from vibrating due to the pressure of the fluid, and it is possible to prevent generation of noise due to the vibration of the needle valve 25.
[0088]
When the outer circumferential portion of the valve portion 25c of the needle valve 25 is in contact with the fluid outflow passage 28 of the main body portion 2 and the rotor portion 33 further continues to rotate, the friction mechanism works. That is, when the needle valve 25 is in contact with the fluid outflow path 28 of the main body portion 2 (a state where the gap is completely lost) and the rotor portion 33 is further rotated, the first protrusion of the friction spring 35 is caused by the rotational force. The part 35a also rotates together with it, the friction spring 35 rotates accordingly, and the rotating shaft 34 also tries to rotate. However, at this time, the rotation of the rotating shaft 34 is restricted because the needle valve 25 is in contact with the fluid outflow path 28 of the main body 2 with a certain force or more, and the movement is restricted and the rotation shaft 34 cannot move forward. Yes.
[0089]
When the rotor portion 33 tries to rotate further in such a state, the rotational torque of the rotor portion 33 is larger than the sliding torque of the friction spring 35 with respect to the rotational shaft 34, so the friction spring 35 slips on the rotational shaft 34. As a result, the rotor portion 33 is in an idle state, and the rotation shaft 34 can be prevented from further rotating.
[0090]
From the state in which the fluid flow is turned off, this time, the coil 31 is energized to reverse the rotation of the rotor portion 33 in order to turn the fluid flow to the on state (the state in which the fluid flows). To do. Then, the rotor part 33 begins to rotate in the reverse direction. At this time, since the needle valve 25 is in contact with the fluid outflow path 28 of the main body 2 with a certain force or more, the rotating shaft 34 cannot move forward. When trying to move backward in this state, it tends to be in a state where the rotational force of the rotor portion 33 cannot be transmitted to the rotating shaft 34 via the friction spring 35 (a state in which the rotor portion 33 is idle due to the friction mechanism working). The friction mechanism can reliably reverse the vehicle.
[0091]
That is, in this friction mechanism, when the rotor portion 33 rotates in the reverse direction, the first projecting portion 35a of the friction spring 35 inserted into the slit (not shown) of the cylindrical member 331 also moves in the reverse rotation direction. Since the friction spring 35 is a right-handed coil spring as described above, when the rotor portion 33 rotates in the reverse direction, the first protrusion 35a attempts to reduce the inner diameter of the friction spring 35, that is, the friction spring 35. Performs an operation of tightening the rotating shaft 34 more greatly.
[0092]
As a result, the rotational force of the rotor portion 33 is transmitted to the rotation shaft 34, the rotation shaft 34 performs a reverse rotation operation together with the rotor portion 33, moves in a direction so as to come out of the main body portion 2, and the stepping motor 3 is moved to a predetermined step. The needle valve 25 engages the tip of the carriage 24 when operated by a number. Thereafter, when the rotor portion 33 further rotates in the reverse direction, the needle valve 25 starts to move together with the carriage 24, leaves the fluid outflow path 28 of the main body portion 2, and enters a state where the fluid flows (ON state).
[0093]
As described above, after the rotor portion 33 rotates in the reverse direction by a predetermined number and the fluid flows, further rotation (reverse rotation) of the rotor portion 33 is restricted by the rotor restricting portion described above. That is, the needle valve 25 is separated from the fluid outflow path 28 from the state in which the needle valve 25 is in contact with the fluid outflow path 28 so that no gap is generated, and the fluid flows (on state), and the reverse rotation continues. The number of rotations of the rotor portion 33 until it stops is set in advance.
[0094]
For some reason, the rotor 33 may continue to rotate more than necessary, or the rotating shaft 34 may move too far to the inner bottom surface side of the rotor storage case 23 before the necessary number of rotations. . In such a case, even if the rotor portion 33 tries to rotate (reverse rotation) further, the rotation is restricted. Specifically, when the rotor portion 33 returns to a predetermined axial position, the tip 33e of the rotor projection 33b is set to abut on the tip side 50d of the angular contact piece 50b.
[0095]
At this time, as described above, the tip 33e of the projection 33b of the rotor portion 33 and the tip side 50d of the rectangular contact piece 50b have the same angle of inclination, so that as shown in FIG. The tip end side 33e of 33b and the tip end side 50d of the rectangular contact piece 50b are in contact with each other almost as a whole. For this reason, a reliable contact state can be obtained, the setting accuracy of the contact position can be increased, and the rotation of the rotor portion 33 can be regulated reliably and accurately.
[0096]
Thus, in order to obtain a reliable contact state, the tip 33e of the protrusion 33b of the rotor portion 33 and the tip side 50d of the square contact piece 50b are inclined at the same angle. In other words, if the tip 33e of the projection 33b of the rotor portion 33 is not inclined, as shown in FIG. 4, when the rotor portion 33 is rotated reversely a predetermined number of times, the angular contact piece of the projection 33b. The contact state with respect to 50b is a contact state close to a point contact by only the corner portion of the protrusion 33b, and a reliable contact state cannot be obtained.
[0097]
In addition, the rotation stop position is shifted due to a slight position shift of the tip of the square section 50b, and it is difficult to ensure the accuracy of the stop position. For this reason, there is a possibility that the rotation of the rotor part 33 cannot be regulated reliably and accurately. In order to prevent these, the tip 33e of the protrusion 33b of the rotor portion 33 and the tip side 50d of the square contact piece 50b are inclined at the same angle.
[0098]
In the present embodiment, as described above, not only complete off / on, but also fine adjustment of the flow rate is possible. That is, before the outer peripheral surface of the valve portion 25c of the needle valve 25 comes into contact with the inner peripheral surface of the fluid outflow passage 28, the stepping motor 33 is stopped and the needle valve 25 is controlled to stop halfway. Is possible.
[0099]
As described above, in this embodiment, the needle valve 25 held by the carriage 24 is provided in the main body 2 by moving the carriage 24 toward the fluid outflow path 28 of the main body 2 by the stepping motor 3. The fluid outflow path 28 is blocked and the fluid outflow path 28 is closed. On the other hand, by moving the carriage 24 away from the front end of the main body 2, the needle valve 25 can be in a state with a predetermined gap with respect to the fluid outflow path 28, and the fluid outflow path 28 is opened. Fine adjustments can be made.
[0100]
In addition, when the stepping motor 3 used in this embodiment is in a state in which the rotor portion 33 rotates in the forward direction and stops the flow of the fluid, when the reverse rotation is performed, the reverse rotation of a predetermined number of rotations or more is performed. That is, it has a rotor restricting part that restricts the movement of the rotor part 33 in a predetermined amount or more in the axial direction. As a result, after the rotor portion 33 has moved in the axial direction by an allowable movement amount, the movement of the rotor portion 33 associated therewith can be reliably restricted, and the rotor portion 33 can be reliably stopped at a predetermined position. it can.
[0101]
The rotor restricting portion can be realized by only two simple components such as the projection 33b provided on the rotor portion 33 side and the rotor restricting member 50 provided on the rotor storage case 23 side, and is reliable and accurate. In addition, at least during the forward rotation of the rotor portion 33, no impact sound is generated between them. In addition, during reverse rotation, there is a possibility that the projection 33b and the square contact piece 50b are in contact with each other, but this is not always in contact. In other words, the rotation of the rotor portion 33 is set to stop before the two come into contact with each other, and is a provision for when the rotation continues further. Is not limited. Therefore, it is possible to minimize the noise caused by the impact sound during the regulation operation.
[0102]
In this embodiment, a coil spring is used as the friction spring 35 as the friction mechanism of the stepping motor 3, and when the rotor portion 33 rotates in the forward rotation direction, the rotor portion is driven by the desired tightening force of the friction spring 35. The rotational force 33 is transmitted to the rotating shaft 34, and the rotating shaft 34 can be rotated. When a large load is applied to the rotating shaft 34 in the rotating state, the friction spring 35 slides and rotates on the rotating shaft 34 as the rotor portion 33 rotates, and the rotor portion 33 turns idle. It is possible to prevent the rotating shaft 34 from moving excessively. For this reason, it is possible to avoid the locked state when the rotating shaft 34 moves in the forward direction.
[0103]
On the other hand, when the rotor portion 33 is rotated in the reverse direction so as to return the rotating shaft 34 from such a state, the friction spring 35 tightens the rotating shaft 34 with a large force, so that the rotational force of the rotor portion 33 is surely secured. It can be transmitted to the rotating shaft 34. Therefore, even if the rotary shaft 34 is locked, if the rotary shaft 34 is to be returned to its original position from that state, the rotational force of the rotor portion 33 can be reliably transmitted to the rotary shaft 34. Yes, it can be unlocked.
[0104]
As described above, the motor shown in this embodiment rotates the rotor unit 33 in the forward direction, performs some operation using the accompanying movement of the rotating shaft 34, and then rotates the rotor unit 33 in the reverse direction to restore the original. It can be said that the motor is optimal as a drive source for performing a series of operations of returning to the state.
[0105]
Further, since the communication passage 21g is provided in the bearing portion 21, oil such as ester oil that has entered the rotor storage case 23 can be easily removed. Further, the communication passage 21g can be used not only for draining oil but also as an introduction passage when the main body 2 is filled with a refrigerant such as chlorofluorocarbon.
[0106]
In this embodiment, the joining of the main body 2 and the inflow pipe 4 and the outflow pipe 5 and the joining of the main body 2 and the bowl-shaped plate 22 are performed by silver brazing using a hydrogen reduction furnace, respectively. Post-processing for removing the oxide film after coating and silver brazing can be eliminated.
[0107]
The fluid flow control device 1 of this embodiment has an opening so that the tip of the rotating shaft 34 on the needle valve 25 side protrudes from the tip of the opening into which the pressurizing spring 26 of the carriage 24 is inserted. The needle valve 25 is caulked and fixed by bending the tip of the needle. In addition, an inclined surface is formed at a contact portion of the needle valve 25 with the carriage 24.
[0108]
For this reason, when the needle valve 25 sinks into the carriage 24, the rear end portion of the needle valve 25 comes into contact with the tip of the rotating shaft 34. It is possible to avoid problems such as that 26 is depressed in the carriage 24 and cannot be restored, or the rear end portion of the needle valve 25 is fixed at a tilted position in the carriage 24.
[0109]
The above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, but is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, one end of the friction spring 35 is engaged with the rotor portion 33 and the other end is free, but the other end may be engaged with the rotating shaft 34.
[0110]
Further, in the above-described embodiment, the example in which the stepping motor 3 is used as a motor for driving the needle valve 25 that functions as a valve has been described. However, a motor other than the stepping motor is employed, or a solenoid as a drive source. A mechanism other than an equal motor may be employed.
[0111]
Further, in the above-described embodiment, the coiled pressure spring 26 is used as a spring for applying a force to press the needle valve 25 against the tip of the carriage 24. However, the pressure spring may not be a coiled spring. Good. For example, it is possible to use a leaf spring and press the needle valve 25 against the tip of the carriage 24 by the elastic force of the leaf spring.
[0112]
Furthermore, the holder 40 for holding the stator housing 38 in the main body 2 is not limited to the structure of the above-described embodiment, but is engaged so as to be securely held with the stator housing 38 in one touch. Any other structure may be used as long as the relationship can be obtained. Further, the projection of the holder 40 may be convex instead of the claw shape, or the locking claw 40c of the holder 40 may be changed to another shape such as an acute-angled one.
[0113]
Furthermore, the shape of the rotor restricting member 50 provided on the rotor accommodating case 23 side is not limited to the shape shown in the above-described embodiment, and one end of a thin plate-like rotor restricting member having elasticity is accommodated in the rotor. Any other shape may be adopted as long as it is fixed to the case 23 and the other end portion (tip side 50d) is positioned so as to have a predetermined height in the rotation locus of the rotor portion 33. . For fixing the rotor restricting member 50, other fixing means such as adhesive fixing and press-fit fixing can be employed in addition to spot welding.
[0114]
【The invention's effect】
As described above, the flow control device of the present invention holds the adjustment valve formed by the needle valve at the tip of the rotating shaft of the motor with the force of “caulking” and the force of “biasing” by a spring or the like. The holding member is fixed, and the needle valve is moved in the flow path by the driving force of the motor. For this reason, the needle valve has a slight play with respect to the flow path (opening formed in the main body) and faces strictly, so that it is not necessary to measure the dimensions so strictly at the time of design. it can. As a result, assembly costs and component costs can be significantly reduced, which can contribute to improvement in productivity.
[0115]
Further, the converting means for converting the rotational force of the rotor into the propulsive force in the linear direction is composed of a male screw and a female screw, and is provided at a position where the male screw is not deformed by caulking (for example, a member different from the holding member). Then, the screws can be smoothly and accurately engaged with each other.
[0116]
Further, in addition to screwing between screws, if the rotational force is converted into propulsive force by sliding the portion where the male screw of the rotating shaft is not formed and the cylindrical portion on the main body side, It is not necessary to make the dimensions of the circuit so strict. Therefore, the assembly cost and the part cost can be greatly reduced, which can contribute to the improvement of productivity.
[0117]
In addition, the flow control device of the present invention is configured so that when the rotor portion is rotated in the forward direction and the rotor portion is linearly moved to a certain position, when the rotor portion is reversely rotated, the rotor more than a predetermined position is detected. Since the rotor restricting member restricts the reverse rotation of the part, even if the rotor part continues the reverse rotation, the movement of the rotor part can be reliably restricted when the rotor part returns to the predetermined position. It can be reliably stopped at a predetermined position. Therefore, the flow control of the fluid can be performed stably and efficiently.
[0118]
The rotor restricting member can be realized by only two simple parts, ie, a protrusion provided on the rotor portion side and a rotor restricting member provided on the rotor storage case side, and can be reliably restricted. At the time of normal rotation of the part, the impact sound of both is not generated, and the noise can be suppressed as much as possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view of a flow control device according to an embodiment of the present invention.
2 is a side sectional view showing the vicinity of a needle valve of the flow control device of FIG.
3 is a partially enlarged view showing a tip portion of the needle valve of FIG. 2;
FIG. 4 is a partial cross-sectional side view showing a state in which a protrusion of a rotor portion is in contact with a rotor regulating member.
[Explanation of symbols]
1 Flow control device
2 Body
3 Stepping motor
4 Inflow pipe
5 Outflow pipe
21 Bearing part (part of conversion means)
21a Rotating shaft support through hole (part of conversion means)
23 Rotor storage case
24 Carriage (holding member)
25 Needle valve (regulating valve)
26 Pressure spring (biasing member)
28 Fluid outflow path (opening)
31 coils
32 Stator section
33 Rotor
33b Protrusion (part of the rotor restricting portion)
34 Rotating shaft (part of conversion means)
50 Rotor restriction member (part of rotor restriction part)

Claims (3)

流体を流入するための流入管及び流体を流出するための流出管に連結されると共に、流体の流量を調節するための開口を有する筒状の本体部と、上記開口内に先端側を挿入された状態で移動可能で、かつその挿入位置によって流体の流量を調節する調整弁と、この調整弁を駆動するためのモータと、を有する流量制御装置において、
上記モータは、回転軸を保持したロータ部と、このロータ部を収納する有底のロータ収納ケースと、このロータ収納ケースの外側に上記ロータ部に対向するように配置されたステータ部と、を有し、
上記ロータ部が所定の方向へ回転（正回転という）することにより、上記ロータ部及び上記回転軸が上記ロータ収納ケースの内底面から離れる方向に直線移動可能とし、かつ上記ロータ部が所定の方向とは逆の方向へ回転（逆回転という）することにより、上記ロータ部及び上記回転軸が上記ロータ収納ケースの内底面に向かう方向に直線移動可能とし、かつ、
上記ロータ部には、上記ロータ収納ケースの内底面に対向する端面に突起を設け、
上記ロータ収納ケースの内底面側には、弾性を有する板状のロータ規制部材を設け、
このロータ規制部材は、その後端側を上記ロータ収納ケースの内底面に固定し、先端側が上記突起の回転軌跡内で、かつ、上記ロータ収納ケースの内底面から所定の高さに位置するように設けられ、上記ロータ部が正回転する際は、その突起が上記ロータ規制部材に沿ってそのロータ規制部材の先端方向にそのロータ規制部材を押し下げ可能に進み、上記ロータ部が逆回転する際は、上記ロータ部が所定の位置まで戻ると、上記突起が上記ロータ規制部材に当接して回転が阻止されるように構成すると共に、
さらに上記ロータ部の回転運動を直線運動に変換する変換手段と、上記回転軸の先端側に固定されると共に上記調整弁を保持する保持部材と、を備え、かつ、
上記調整弁は、先端側ほど径が小さくなる円錐状の斜面部を先端の根本部分に有し、
上記保持部材は、一端が開放されると共に、この開放端より上記調整弁の斜面部およびその先端側が突出するように内部に上記調整弁を収納する筒状部材で形成され、上記開放端を内側に折り曲げて形成された折り曲げ部分は上記調整弁の上記斜面部に当接すると共に、
上記調整弁を上記開放端側に付勢する付勢手段を備え、
この付勢手段と上記開放端の折り曲げ部分とで上記調整弁を挟持することを特徴とする流量制御装置。A cylindrical main body having an opening for adjusting the flow rate of the fluid and being connected to an inflow pipe for flowing in the fluid and an outflow pipe for flowing out the fluid, and a distal end side inserted into the opening. In a flow control device having an adjustment valve that is movable in a state of being adjusted and that adjusts the flow rate of the fluid according to the insertion position, and a motor for driving the adjustment valve
The motor includes a rotor portion that holds a rotating shaft, a bottomed rotor storage case that stores the rotor portion, and a stator portion that is disposed outside the rotor storage case so as to face the rotor portion. Have
By rotating the rotor part in a predetermined direction (referred to as positive rotation), the rotor part and the rotation shaft can move linearly in a direction away from the inner bottom surface of the rotor storage case, and the rotor part is in a predetermined direction. By rotating in the opposite direction (referred to as reverse rotation), the rotor part and the rotation shaft can move linearly in the direction toward the inner bottom surface of the rotor storage case, and
The rotor portion is provided with a protrusion on the end surface facing the inner bottom surface of the rotor storage case,
On the inner bottom side of the rotor storage case, a plate-like rotor restricting member having elasticity is provided,
The rotor regulating member has a rear end side fixed to the inner bottom surface of the rotor storage case, and a front end side is located within a rotation locus of the protrusion and at a predetermined height from the inner bottom surface of the rotor storage case. When the rotor part is rotated forward, the projection advances so that the rotor restricting member can be pushed down along the rotor restricting member in the distal direction of the rotor restricting member, and when the rotor part rotates in the reverse direction When the rotor portion returns to a predetermined position, the protrusion is brought into contact with the rotor restricting member to prevent rotation, and
And further comprising conversion means for converting the rotational motion of the rotor portion into linear motion, and a holding member fixed to the distal end side of the rotary shaft and holding the adjusting valve, and
The adjusting valve has a conical slope portion whose diameter decreases toward the tip side at the root portion of the tip,
The holding member is formed of a cylindrical member that houses the regulating valve therein so that one end is opened and the inclined surface of the regulating valve and the tip end side protrude from the opened end, And a bent portion formed by bending to the slope portion of the regulating valve,
A biasing means for biasing the regulating valve toward the open end;
The flow rate control device characterized in that the regulating valve is sandwiched between the biasing means and the bent portion of the open end. 前記変換手段は、前記保持部材をカシメる際に変形しない位置に形成された雄ネジと、この雄ネジに螺合する雌ネジとを有し、前記開口の内面または前記調整弁の外周のいずれか一方にテーパー面を設け、いずれか他方をストレートな面としたことを特徴とする請求項１記載の流量制御装置。  The conversion means includes a male screw formed at a position where the holding member is not deformed when crimped, and a female screw that is screwed to the male screw, and either the inner surface of the opening or the outer periphery of the adjusting valve. 2. The flow rate control device according to claim 1, wherein one side is provided with a tapered surface, and the other side is a straight surface. 前記変換手段は、前記雄ネジを前記回転軸に形成し、前記雌ネジを前記本体部側に形成すると共に、前記回転軸に、前記雄ネジの形成されていないストレート部を設け、前記本体部側に、上記ストレート部にその内周が摺接するように円筒部が形成された構成としたことを特徴とする請求項１または２記載の流量制御装置。  The converting means includes forming the male screw on the rotating shaft and forming the female screw on the main body side, and providing the rotating shaft with a straight portion on which the male screw is not formed. The flow rate control device according to claim 1, wherein a cylindrical portion is formed on the side so that an inner periphery of the straight portion is in sliding contact with the straight portion.
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JP4442788B2 (en) * 2000-11-15 2010-03-31 株式会社鷺宮製作所 Motorized valve
JP4028281B2 (en) * 2002-04-10 2007-12-26 株式会社鷺宮製作所 Electric control valve
JP4263426B2 (en) * 2002-05-15 2009-05-13 株式会社鷺宮製作所 Motorized valve
JP2004204872A (en) * 2002-12-24 2004-07-22 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd Motor controller for flow rate controller
CN2735642Y (en) * 2004-09-17 2005-10-19 浙江三花股份有限公司 Magnetic rotor structure of step motor
JP2006258272A (en) * 2005-03-18 2006-09-28 Inax Corp Faucet
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KR20220020403A (en) * 2018-08-17 2022-02-18 제지앙 둔안 아트피셜 인바이런먼트 컴퍼니 리미티드 Electronic expansion valve

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