JP4220178B2 - 電動弁 - Google Patents
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- Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動弁に関し、特に、冷凍システム用の電動式膨張弁等として使用されるステッピングモータ駆動型の電動弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
可変絞り弁や流量制御弁等として使用されるステッピングモータ駆動型の電動弁は、ステッピングモータのロータ軸の雄ねじ部が弁ハウジングに固定された雌ねじ部材の雌ねじ孔にねじ係合し、当該ねじ係合によって前記ロータ軸を軸線方向に変位させ、ロータ軸の軸線方向変位によって弁体を開閉駆動する。
【０００３】
上述したような電動弁では、弁体の弁座部への喰い込みを防止するために、実公平３−１１４９１号公報、特開平６−１７４１２９号公報、特開平８−２１９３１７号公報、特開平９−１７０６６４号公報、特開平１０−２２０６１６号公報等に示されているように、弁ホルダに弁体を軸線方向に変位可能に設け、弁ホルダ内に設けられたばねによって弁体を弁座側に付勢した緩衝ばね内蔵型のものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の緩衝ばね内蔵型の電動弁では、弁ホルダがステッピングモータのロータ軸に直結され、弁ホルダはロータ軸と同軸回転するため、弁ホルダを弁ハウジング側に設けられたガイド孔に嵌合させて弁ホルダをガイド保持する構造にすると、弁ホルダは弁開閉駆動時にガイド孔に対して回転移動すると共に軸線方向に移動するため、弁ホルダとガイド孔との間の摩擦抵抗が大きくなり、弁開閉に必要な駆動力を多く必要とすることになり、ステッピングモータの出力トルクを大きくする必要が生じる。
【０００５】
また、弁ホルダ内に設けられるばねの取付同心性が悪いと、摩擦係合部に偏荷重が作用し、回転摩擦が増大することになり、このことによっても弁開閉に必要な駆動力を多く必要とすることになり、ステッピングモータの出力トルクを大きくする必要が生じる。
【０００６】
また、弁ホルダの外径が大きいほど、これと嵌合するガイド孔による弁ホルダのガイド保持精度はよくなるが、弁ホルダの外径が大きいほど、弁ホルダとガイド孔との間の摩擦抵抗が大きくなり、弁開閉に必要な駆動力を更に多く必要とすることになり、ステッピングモータの出力トルクを大きくする必要が生じる。
【０００７】
また、弁ホルダの外径部と弁ハウジングとに雄ねじ部、雌ねじ部が形成されると、雄ねじ径が弁ホルダの外径により決まることにより大径になり、このことによってステッピングモータの出力トルクを大きくする必要が生じる。
【０００８】
このようなことは、電動弁が冷凍システム用の電動式膨張弁等として使用される場合、使用冷媒が、ハイドロフルオルカーボン（ＨＦＣ）やＣＯ2 等の代替冷媒の使用によって冷媒回路圧力が高くなることにより、弁開閉の必要駆動力が高くなる状況において、大きい問題になる。
【０００９】
この発明は、上述の如き問題点を解消するためになされたもので、弁ホルダの外径を大きくしても弁開閉に必要な駆動力が大きくなることがなく、また、弁ホルダ内に設けられるばねの取付同心性を改善し、使用冷媒がハイドロフルオルカーボン（ＨＦＣ）やＣＯ2 等の代替冷媒の使用によって冷媒回路圧力が高くなることにより、弁開閉の必要駆動力が高くなっても、低電力で弁開閉を良好に行うことができ、併せて動作騒音の低減を図ることができる電動弁を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明による電動弁は、ステッピングモータのロータ軸に形成された雄ねじ部が弁ハウジングに固定された雌ねじ部材の雌ねじ孔にねじ係合し、当該ねじ係合によって前記ロータ軸を軸線方向に変位させ、当該ロータ軸の軸線方向変位によって弁体を開閉駆動する電動弁において、前記弁ハウジング側に設けられたガイド孔に嵌合して前記弁ハウジングより軸線方向に摺動可能に支持された弁ホルダを有し、前記弁ホルダと前記ロータ軸は互いに対向するスラスト面を有し、当該スラスト面間にスラストベアリングが挟まれて相対的に回転可能に接続され、前記弁ホルダは、円筒状をなして一端部に前記弁体を固定され、他端部に前記スラスト面をなす端板部を有し、当該端板部の中央部に貫通孔を貫通形成され、当該貫通孔に前記ロータ軸の先端部が遊嵌合状態で貫通し、前記弁ホルダ内に位置している前記ロータ軸の先端部に前記スラスト面をなすフランジ部が設けられ、前記端板部と前記フランジ部との間に前記スラストベアリングが配置され、前記弁ホルダ内の前記ロータ軸の先端部と前記弁体の背面部との間に圧縮コイルばねが装着されている。
【００１１】
この発明による電動弁によれば、ロータ軸と弁ホルダとが相対的に回転可能に接続されているから、弁ホルダとガイド孔との間の摩擦抵抗が大きくてもロータ軸は弁ホルダに対して相対回転でき、これによって推力が得られ、弁ホルダは弁体を担持して弁開閉駆動時にガイド孔を軸線方向に変位するだけで、回転しなくてよくなり、弁ホルダが回転する場合に比して弁開閉に必要な駆動力（トルク）が軽減されるとともに、ロータ軸と弁ホルダとの回転方向の摩擦抵抗をスラストベアリング、例えば、高滑性表面の金属製ワッシャ、高滑性樹脂製ワッシャあるいは高滑性樹脂コーティングのワッシャにより充分少なくすることができる。
【００１４】
また、この発明による電動弁は、前記圧縮コイルばねの一方の巻端と前記ロータ軸の先端部との間と前記圧縮コイルばねの他方の巻端と前記弁体の背面部との間の少なくとも一方に高滑性樹脂製のばね受け部材が挟まれており、圧縮コイルばねとロータ軸、弁体の相対回転が低摩擦抵抗で行われるようになる。
【００１５】
また、この発明による電動弁は、前記圧縮コイルばねの一方の巻端と前記ロータ軸の先端部との間と前記圧縮コイルばねの他方の巻端と前記前記弁体の背面部との間の少なくとも一方にばね受け部材が挟まれており、前記圧縮コイルばねは前記ばね受け部材に径方向拘束状態で係合し、前記ばね受け部材は前記ロータ軸の先端部あるいは前記弁体の背面部に凹凸係合して前記弁ホルダの中心に誘導されている。
【００１６】
この発明による電動弁によれば、ばね受け部材によって圧縮コイルばねの弁ホルダ内における配置位置が中心に誘導され、この圧縮コイルばねの取付同心性が改善される。
【００１７】
また、この発明による電動弁は、前記圧縮コイルばねの一方の巻端と前記ロータ軸の先端部あるいは前記弁体の背面部との間にばね受け部材が挟まれており、前記圧縮コイルばねは前記ばね受け部材に径方向拘束状態で係合し、前記ばね受け部材は前記ロータ軸の先端部あるいは前記弁体の背面部に凹凸係合して前記弁ホルダの中心に誘導され、前記圧縮コイルばねの他方の巻端にはばね軸心位置にて軸線方向に折曲された突出線部が設けられ、当該突出線部はこれに対向する前記弁体の背面部あるいは前記ロータ軸の先端部に形成された中心小孔に係合している。
【００１８】
この発明による電動弁によれば、ばね受け部材によって圧縮コイルばねの弁ホルダ内における配置位置が中心に誘導されると共に、圧縮コイルばねの突出線部が弁体の背面部あるいはロータ軸の先端部の中心小孔に係合することによって相手側の中心を押すことができ、圧縮コイルばねの取付同心性が改善される。
【００１９】
また、この発明による電動弁は、前記圧縮コイルばねの一方の巻端と前記ロータ軸の先端部あるいは前記弁体の背面部との間にばね受け部材が挟まれており、前記圧縮コイルばねは前記ばね受け部材に径方向拘束状態で係合し、前記ばね受け部材は前記ロータ軸の先端部あるいは前記弁体の背面部に凹凸係合して前記弁ホルダの中心に誘導され、前記圧縮コイルばねの他方の巻端がピックテールエンド形状をなしてこれに対向する前記弁体の背面部あるいは前記ロータ軸の先端部中心部に当接している。
【００２０】
この発明による電動弁によれば、ばね受け部材によって圧縮コイルばねの弁ホルダ内における配置位置が中心に誘導されると共に、ピックテールエンド形状の巻端をもって圧縮コイルばねが弁体の背面部あるいはロータ軸の先端部に当接することによって相手側の中心を押すことができ、圧縮コイルばねの取付同心性が改善される。
【００２１】
さらに、前記圧縮コイルばねのピックテールエンド形状の巻端の当接部がピックテールエンド形状の巻端と係合する円錐凸形状をなしていることが好ましい。
【００２２】
また、この発明による電動弁は、前記圧縮コイルばねは円錐コイルばねにより構成され、大径側の巻端と前記ロータ軸の先端部あるいは前記弁体の背面部との間にばね受け部材が挟まれており、前記圧縮コイルばねは前記ばね受け部材に径方向拘束状態で係合し、前記ばね受け部材は前記ロータ軸の先端部あるいは前記弁体の背面部に凹凸係合して前記弁ホルダの中心に誘導され、前記圧縮コイルばねの小径側の巻端がこれに対向する前記弁体の背面部あるいは前記ロータ軸の先端部の中心部に当接している。
【００２３】
この発明による電動弁によれば、ばね受け部材によって円錐コイルばねによる圧縮コイルばねの弁ホルダ内における配置位置が中心に誘導されると共に、小径側の巻端をもって圧縮コイルばねが弁体の背面部あるいはロータ軸の先端部に当接することによって相手側の中心を押すことができ、圧縮コイルばねの取付同心性が改善される。
【００２４】
さらに、円錐コイルばねの小径側の巻端が対向する前記弁体の背面部あるいは前記ロータ軸の先端部に半球状凸形部が形成され、前記圧縮コイルばねの小径側の巻端が前記半球状凸形部に係合していることが好ましい。
【００２５】
また、この発明による電動弁は、圧縮コイルばねの座屈、傾き防止のために、前記ばね受け部材が、前記圧縮コイルばねの内径部をガイドする延長軸状部、あるいは前記圧縮コイルばねの外径部をガイドする延長筒状部を有している。
【００２６】
さらに、前記ばね受け部材の前記延長軸状部に軸心孔が形成され、当該ばね受け部材と対向するばね受け側に延長形成されたガイド軸状部が前記軸心孔に軸線方向に摺動可能に嵌合している。
【００２７】
また、この発明による電動弁は、前記ばね受け部材と前記ロータ軸の先端部あるいは前記弁体の背面部との凹凸係合は、良好な中心誘導作用を得るために、浅皿状の凹凸による平面的係合、略半球状の凹凸による球面的係合、略円錐状の凹凸によるピポット的係合の何れかを選ぶことができる。
【００２８】
また、この発明による電動弁では、弁体側に設けられた前記ばね受け部材の前記弁体との接触位置と弁閉時における前記弁体の弁座部材との着座位置との間の距離がこの着座位置における弁ポートの口径より小さいことが好ましい。
【００２９】
また、この発明による電動弁は、前記ロータ軸が雄ねじ部とは反対側に軸線方向に延在する延長軸部を有し、ステッピングモータのロータを収容するキャップ形状のロータケースに円筒体が前記ロータと同心位置に固定され、前記円筒体に前記延長軸部を支持する軸受部材が軸線方向に移動可能に設けられ、前記円筒体内に前記軸受部材を前記延長軸部の側に付勢するばねが設けられている。
【００３０】
この発明による電動弁によれば、ロータ軸は、一方を雄ねじ部において雌ねじ部材より支持され、他方を延長軸部によって軸受部材より支持され、両端支持となり、片持ち支持である場合に比してロータの回転振動が低減する。
【００３１】
軸受部材を支持する円筒体を、ロータの原点位置を機械的に設定するストッパ機構の可動ストッパ部材の移動を案内する螺旋ガイド線体を支持する螺旋ガイド線体支持用の円筒体とし、部品点数の削減を図ることができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照してこの発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１はこの発明による電動弁の一つの実施の形態を示している。
【００３３】
電動弁は弁ハウジング（本体）１０を有している。弁ハウジング１０は、ステンレス鋼板のプレス加工により製作されたプレス成形品であり、内部に弁室１１を画定している。弁ハウジング１０には、弁室１１に直接連通する銅製の第１の管継手１２と、弁ポート１３を画定するステンレス鋼あるいは焼結金属製の中央（中心位置）配置の弁座部材１４と、弁ポート１３を介して弁室１１に連通する銅製の第２の管継手１５とが、各々溶接、ろう付け等によって固定装着されている。
【００３４】
尚、この実施の形態では、第１の管継手１２が１次側となり、第２の管継手１５が２次側となるように冷媒が流れる場合を例に取って説明するが、この実施の形態の電動弁は、第２の管継手１５が１次側となり、第１の管継手１２が２次側となるように冷媒が流れる場合にも用いることのできる双方向型のものである。
【００３５】
弁室１１には弁体１６が設けられている。弁体１６は、弁座部材１４に対する軸線方向（上下方向）移動によって弁ポート１３の開閉および実効開口面積を定量的に増減するニードル弁部１７を有し、基部を円筒状の弁ホルダ１８の一端部（下端）に溶接等によって固着されている。
【００３６】
弁ハウジング１０にはステンレス鋼板のプレス成形品による弁ガイド部材１９が固定されている。弁ガイド部材１９には弁ホルダ１８の外径とほぼ同寸法の内径を有する円筒体によるガイド孔２０が中央部に成形されており、ガイド孔２０に弁ホルダ１８が軸線方向に摺動可能に嵌合している。
【００３７】
弁ホルダ１８の他端部（上端）には端板部２１があり、端板部２１の中央部に貫通孔２２が貫通形成されている。貫通孔２２にはステッピングモータ４０のロータ軸４１の一端部（下端部）４１Ａが、遊嵌合状態で、弁ホルダ１８に対して回転可能、且つ径方向に変位可能に貫通している。ロータ軸４１の先端部（下端部）４１Ａは弁ホルダ１８内に位置しており、この先端部４１Ａにはフランジ付きスリーブによる止金具２４が固定されている。
【００３８】
ロータ軸４１と弁ホルダ１８とが互いに径方向に変位可能であることにより、後述する雌ねじ部材３１などの取付精度により決まるロータ軸４１の配置位置と、弁ガイド部材１９などの取付精度により決まる弁ホルダ１８の配置位置に関して、これらの組み付け時にさほど高度な同心取付精度を求められることがなく、弁ホルダ１８および弁体１６と弁座部材１４との同心性が得られる。
【００３９】
弁ホルダ１８の端板部２１と止金具２４のフランジ部２５とは互いに対向するスラスト面をなし、このスラスト面間には、スラストベアリング２６として、高滑性表面の金属製ワッシャ、フッ素樹脂等の高滑性樹脂製ワッシャあるいは高滑性樹脂コーティングのワッシャが挟まれている。
【００４０】
この構造により、ロータ軸４１と弁ホルダ１８とはスラストベアリング２６を介して相対的に回転可能に接続され、この接続によってロータ軸４１は、低摩擦抵抗で弁ホルダ１８に対して回転できる態様で、弁ホルダ１８を持ち上げる（弁開方向移動）ことができる。
【００４１】
弁ホルダ１８の下端は弁体１６によって閉じられており、弁ホルダ１８内の弁体１６側には半球状当接部２７をもって弁体１６の背面に当接する高滑性樹脂製のばね受け部材２８が設けられている。弁ホルダ１８内のばね受け部材２８と止金具２４のフランジ部２５との間に圧縮コイルばね２９が所定の予荷重を与えられた状態で装着されている。
【００４２】
この構造により、ロータ軸４１、止金具２４、圧縮コイルばね２９、ばね受け部材２８は、弁体１６と弁ホルダ１８との連結体に対して低摩擦抵抗で回転できる。
【００４３】
弁ハウジング１０には弁ガイド部材１９によってステンレス鋼板のプレス成形品による雌ねじホルダ３０が固定されており、雌ねじホルダ３０には雌ねじ部材３１が固定されている。雌ねじ部材３１は、固体潤滑材入りの焼結金属あるいはフッ素樹脂等の潤滑性がよいフィラを充填されたＰＰＳ樹脂等の合成樹脂により構成され、中央部に雌ねじ孔３２を貫通形成されている。
【００４４】
ロータ軸４１には弁ホルダ１８の外径より充分に小径の雄ねじ部３３が一体形成されている。雄ねじ部３３は雌ねじ孔３２をねじ係合状態で貫通しており、ロータ軸４１は、自身の中心軸線周りに回転することにより、雄ねじ部３３と雌ねじ孔３２とのねじ係合によって回転しつつ軸線方向に移動する。
【００４５】
電動弁がハイドロフルオルカーボン（ＨＦＣ）やＣＯ2 等の代替冷媒による高圧仕様の冷凍システム用の電動式膨張弁等として使用される場合、後述するステッピングモータ４０のロータ径が１５〜２０ｍｍ程度のものであれば、雄ねじ部３３の有効径が弁ホルダ１８の外径より充分に小径であることから、雌ねじ孔３２、雄ねじ部３３の有効径は２．５〜６．０ｍｍ、ねじピッチを０．３５〜０．６０ｍｍ程度に設定することができる。
【００４６】
ロータ軸４１はセレーション軸部４２によってステッピングモータ４０のロータ４３と固定連結されている。ロータ４３の外周部４３Ａは、フェライト焼結品、希土類の焼結磁石、或いはプラスチックマグネット等により構成されたＮ極Ｓ極交互の多極の永久磁石をなしている。
【００４７】
弁ハウジング１０の上端面部３４にはステンレス鋼板のプレス成形品による円筒状横断面のカップ形状のロータケース４４が気密に固定されている。このロータケース４４の気密固定は、ロータケース４４の円環状開口縁部４４Ｃを弁ハウジング１０の平らな上端面部３４に突き当て、ＴＩＧ溶接、プラズマ溶接あるいはレーザ溶接により全周を突合わせ溶接することにより行われている。この突合わせ溶接部は、図１では、符号３５により示されている。
【００４８】
突合わせ溶接部３５で示される突合わせ溶接は、図２に示されているように、ロータケース４４の肉厚厚さにと同じ深さまで行われ、弁ハウジング１０とロータケース４４との間に面同士の接合による境界面が存在しない。
【００４９】
なお、弁ハウジング１０とロータケース４４との突合わせ溶接は、弁ハウジング１０の上端縁部の形状に応じて図３に示されているように行われてもよく、何れの場合も、突合わせ溶接部３５で示される突合わせ溶接は、弁ハウジング１０とロータケース４４との間に面同士の接合による境界面が存在しないよう、ロータケース４４の肉厚厚さにと同じ深さまで行われる。
【００５０】
このような突合わせ溶接により、ロータケース４４の内圧が弁ハウジング１０とロータケース４４との溶接面部を引き離す方向に作用することがなく、弁ハウジング１０とロータケース４４との接合部の耐圧強度が向上する。
【００５１】
ロータケース４４は、内側にステッピングモータ４０のロータ４３を同心状態で回転可能に収容しており、外側に円環形状のステータエレメント４５が固定配置されている。
【００５２】
ステータエレメント４５は、上下２段にステータコイル４６を有し、全体を電気絶縁性樹脂４７によりモールドされ、内周部全体に複数個の磁極歯（図示省略）を等間隔に有している。
【００５３】
ステータエレメント４５にはロータケース４４の頂部形状に倣って湾曲した湾曲部４８を有するマウント片４９の一端が固定されている。マウント片４９は、ステータエレメント４５の磁極歯の周方向位置に関連した所定位置に位置決めされてステータエレメント４５に固定されており、中間部にステータ用位置決め形状部として半球状突起部５０をプレス成形されている。
【００５４】
ロータケース４４にはディンプル５１がプレス成形されている。ディンプル５１は、ロータケース外周面側の凹部５１Ａにて半球状突起部５０が嵌合するステータ用位置決め形状部をなし、ロータケース内周面側の凸部５１Ｂにて後述するガイド支持体用位置決め形状部をなしている。
【００５５】
マウント片４９は、湾曲部４８にてロータケース４４の頂部外周面４４Ａに整合係合し、同時に半球状突起部５０がディンプル５１の凹部５１Ａに嵌合することにより、ステータエレメント４５の抜止めと同時にステータエレメント４５のロータケース４４に対する周方向の取付位置を設定している。
【００５６】
ロータケース４４内にはガイド支持体５２が固定されている。ガイド支持体５２は、垂下円筒部（円筒体）５３と、垂下円筒部５３の上端側に形成された傘状部５４とを有し、全体をプレス加工により一体成形されている。傘状部５４はロータケース４４の頂部内側４４Ｂと同形状に成形され、傘状部５４にはガイド支持体用位置決め形状部としてディンプル５１の凸部５１Ｂと係合する切欠き係合部５５をプレス成形されている。
【００５７】
ガイド支持体５２は、傘状部５４がロータケース４４の頂部内側４４Ｂに整合係合し、切欠き係合部５５がディンプル５１の凸部５１Ｂに係合することにより、ロータケース４４に対する周方向の取付位置を設定された状態でロータケース４４内に固定されている。
【００５８】
垂下円筒部５３はロータ４３と同心状態でロータケース４４の頂部中央より軸線方向に垂下延在している。垂下円筒部５３の根元部（傘状部５４との接続部）の所定の周方向位置にはキー状の弁開ストッパ突起部５６が軸線方向に所定長さに亘ってプレス成形されている。また、垂下円筒部５３の先端部（下端部）には、切欠き係合部５５と所定の周方向位置関係をもった位置に位置決め孔５７がルーバ成形型によりプレス成形されている。位置決め孔５７の奥部にはルーバ成形による切起こし片（切残し片）５８が存在する。
【００５９】
垂下円筒部５３には、垂下円筒部５３の外周を取り巻くように、ばね性を有する線材によりコイルばね状に形成された螺旋ガイド線体６０が設けられている。螺旋ガイド線体６０は、下端部に軸線方向に延長されたストッパ線体部（弁閉ストッパ部）６１と、ストッパ線体部６１の先端を径方向内方に折曲形成された係合端６２とを一体に有している。
【００６０】
螺旋ガイド線体６０は上端側にて弁開ストッパ突起部５６の端面５６Ａに当接し、係合端６２が位置決め孔５７に挿入嵌合し、係合端６２の先端が螺旋ガイド線体６０の径方向弾性力によって切起こし片５８に突当っている。
【００６１】
これにより、螺旋ガイド線体６０は、軸線方向のばね荷重によって弁開ストッパ突起部５６の端面５６Ａと位置決め孔５７との間に挟まれ、がたつきを有することなく軸線方向の取付位置を決められ、ストッパ線体部６１が位置決め孔５７の配置位置により決まる位置に垂下円筒部５３に位置決め係止されている。
【００６２】
螺旋ガイド線体６０には可動ストッパ部材６３が回転可能に係合している。可動ストッパ部材６３は、１巻コイルばね状に形状され、一端に径方向外方に延びたストッパ線体部６４を有している。ロータ４３には永久磁石の磁極位置に基づいた所定の周方向位置に可動ストッパ部材６３を蹴り回すためのピン状突起部４３Ｂが一体成形されている。
【００６３】
可動ストッパ部材６３は、ストッパ線体部６４にてロータ４３のピン状突起部４３Ｂと当接し、ロータ４３の回転によって蹴り回されることにより、回転しつつ螺旋ガイド線体６０に案内されて螺旋運動して螺旋ガイド線体６０の軸線方向に移動し、ストッパ線体部６４が螺旋ガイド線体６０のストッパ線体部６１に突き当ることにより、それ以上の左回転を止められ、弁閉基準で、ロータ４３の原点位置を機械的に設定される。また、ストッパ線体部６４が弁開ストッパ突起部５６に当接することにより、それ以上の右回転を止められ、弁開（全開）位置を機械的に決められる。
【００６４】
垂下円筒部５３はロータ軸受ガイドを兼ねており、垂下円筒部５３内には軸受部材６５が軸線方向に移動可能に嵌合している。軸受部材６５は、金属あるいは合成樹脂による潤滑材入り素材あるいは表面処理を施された部品により構成され、ロータ軸４１の上方への延長軸部４１Ｂの半球状先端部４１Ｃを回転可能に受け入れている。
【００６５】
これは、軸受部材６５を支持する円筒体を、ロータ４３の原点位置を機械的に設定するストッパ機構の螺旋ガイド線体６０を支持する螺旋ガイド線体支持用の円筒体とすることを意味し、部品点数の削減を図ることができる。
【００６６】
垂下円筒部５３内には、ロータケース４４の頂部と軸受部材６５の背面部との間に、圧縮コイルばね６６が所定の予荷重を与えられた状態で設けられており、圧縮コイルばね６６は、軸受部材６５をロータ軸４１へ向けて付勢している。
【００６７】
上述の構成による電動弁は、ステータエレメント４５に駆動パルス信号が与えられることにより、パルス数に応じてロータ４３が回転し、これに伴いロータ軸４１が回転し、ロータ軸４１の雄ねじ部３３と固定配置の雌ネジ部材３１とのねじ係合関係によってロータ軸４１が回転しつつ軸線方向に移動する。
【００６８】
ロータ軸４１の上昇移動（弁開方向移動）は、止金具２４、スラストベアリング２６、端板部２１の当たりによって弁ホルダ１８に伝えられ、圧縮コイルばね６６を圧縮して軸受部材６５を垂下円筒部５３内を上昇移動させつつ、弁ホルダ１８および弁体１６が上昇移動する。
【００６９】
この上昇移動において、ロータ軸４１はスラストベアリング２６によって弁ホルダ１８に対して低摩擦抵抗のもとに相対的に滑り回転でき、弁ホルダ１８とガイド孔２０との摩擦抵抗が大きいときも、ロータ４３は、回転でき、推力を発生して弁ホルダ１８、弁体１６を上昇移動させる。これにより、弁ホルダ１８の外径が大きくても弁開に必要な駆動力が少なくて済み、低電力で弁開を行うことができる。
【００７０】
ロータ軸４１の降下移動（弁閉方向移動）も、止金具２４、スラストベアリング２６、端板部２１、圧縮コイルばね２９、ばね受け部材２８の当たりによって弁ホルダ１８に伝えられ、圧縮コイルばね６６を伸長して軸受部材６５を垂下円筒部５３内を降下移動させつつ、弁ホルダ１８および弁体１６が降下移動する。
【００７１】
この降下移動においても、ロータ軸４１はスラストベアリング２６によって弁ホルダ１８に対して低摩擦抵抗のもとに相対的に滑り回転でき、弁ホルダ１８とガイド孔２０との摩擦抵抗が大きいときも、ロータ４３は、回転でき、推力を発生して弁ホルダ１８、弁体１６を降下動させる。これにより、弁ホルダ１８の外径が大きくても弁閉に必要な駆動力が少なくて済み、低電力で弁閉を行うことができる。
【００７２】
なお、弁開、弁閉の何れにおいても、弁ホルダ１８内の圧縮コイルばね２９は止金具２４との係合によってロータ軸４１と共に連れ回りし、ばね受け部材２８が弁体１６の背面に対して回転することになるが、ばね受け部材２８は、高滑性樹脂製で、半球状当接部２７をもって弁体１６の背面に実質的に点接触状態で当接しているから、ばね受け部材２８と弁体１６との間にも大きい摩擦抵抗が生じることがなく、圧縮コイルばね２９が捻られることがない。
【００７３】
また、ロータ軸４１は、一方（下端）を雄ねじ部３３において雌ねじ部材３１より支持され、他方（上端）を延長軸部４１Ｂによって軸受部材６５より支持され、両端支持になっているから、片持ち支持である場合に比してロータ４３の回転振動が低減する。これにより、弁開閉時の動作騒音が低減する。
【００７４】
図４〜図３０は各々この発明による電動弁の他の実施の形態を示している。なお、図４〜図３０において、図１に対応する部分や等価な部分は、図１に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
【００７５】
図４に示している実施の形態では、弁ホルダ１８内に位置するロータ軸４１の先端部（下端部）にフランジ部２５が一体形成されており、圧縮コイルばね２９の一方の巻端２９Ａとフランジ部２５との間にばね受け部材７１が挟まれている。
【００７６】
図５に示されているように、ばね受け部材７１は短軸状のばね止め部７１Ａを有し、ばね止め部７１Ａの外周に圧縮コイルばね２９の巻端２９Ａが嵌合することにより、圧縮コイルばね２９の径方向移動を拘束している。換言すれば、圧縮コイルばね２９の巻端２９Ａ側がばね受け部材７１に径方向拘束状態で係合している。
【００７７】
ばね受け部材７１がフランジ部２５に対向する面部中央には台形状断面の浅皿状の凸部７１Ｂが形成され、フランジ部２５がばね受け部材７１に対向する面部中央には台形状断面の浅皿状の凹部２５Ａが形成され、凸部７１Ｂと凹部２５Ａとが互いに平面的に係合している。
【００７８】
圧縮コイルばね２９の他方の巻端２９Ｂは、弁体１６の背面部に形成された短軸状のばね止め部１６Ａの外周に嵌合し、径方向移動を拘束されている。
【００７９】
ばね受け部材７１を用いた上述の圧縮コイルばね２９の取り付け構造により、ロータ回転時にはフランジ部２５とばね受け部材７１とで相対回転摩擦が生じ、圧縮コイルばね２９の弁ホルダ１８内における配置位置が中心に誘導されて圧縮コイルばね２９の取付同心性がよくなり、ロータ軸４１の回転によるフランジ部２５とばね受け部材７１との回転摩擦抵抗が低減する。また、ニードル弁部１７が傾くことなく弁座部材１４に均一に当たるようになり、このことにより、弁ホルダ１８とガイド孔２０との摩擦係合部（嵌合部）に偏荷重が作用することがない。
【００８０】
これにより、弁開閉時の摩擦抵抗が増大することがなく、動作性能が向上し、従来のものに比して弁開閉に必要な駆動力が低減し、ステッピングモータ４０の出力トルクの低減を図ることができる。あるいは、高圧対応になる。
【００８１】
なお、図４に示されている実施の形態では、ロータ軸４１の上端の軸受部材６５に代えてガイド支持体５２の垂下円筒部５３に延長軸部４１Ｂが回転可能に、且つ軸線方向に摺動可能に嵌合する軸受スリーブ７２が設けられ、圧縮コイルばね６６を省略されている。
【００８２】
ばね受け部材７１は、図６に示されているように、圧縮コイルばね２９の一方の巻端２９Ａとフランジ部２５との間に代えて、圧縮コイルばね２９の他方の巻端２９Ｂと弁体１６の背面部との間に挟み設けることもできる。
【００８３】
この場合には、フランジ部２５に短軸状のばね止め部２５Ｂを設けてばね止め部２５Ｂに圧縮コイルばね２９の一方の巻端２９Ａを径方向拘束状態で係合させ、ばね受け部材７１に対向する弁体１６の背面中央に台形状断面の浅皿状の凹部１６Ｂを設けてばね受け部材７１の凸部７１Ｂと弁体１６の凹部１６Ｂとを互いに平面的に係合させればよく、ロータ回転時には、弁体１６とばね受け部材７１とで相対回転摩擦が生じる。
【００８４】
また、図７に示されているように、ばね受け部材７１は、圧縮コイルばね２９の一方の巻端２９Ａとフランジ部２５との間と、圧縮コイルばね２９の他方の巻端２９Ｂと弁体１６の背面部との間の両方に設けてもよく、この場合には、ロータ回転時には、フランジ部２５とばね受け部材７１との間と弁体１６とばね受け部材７１との間で相対回転摩擦が生じる。
【００８５】
また、図８、図９に示されているように、弁体１６の背面部に深い凹部１６Ｃを設けてこれの底部に１６Ｂを形成し、ばね受け部材７１の凸部７１Ｂは凹部１６Ｃの深さに応じて軸長を延ばし、凸部７１Ｂを凹部１６Ｃに遊嵌合させて凹部１６Ｂに平面的に係合させてもよい。
【００８６】
また、図９、図１０に示されているように、ばね受け部材７１に浅皿状の凹部７１Ｃを設け、これに対向する部材、例えばフランジ部２５に浅皿状の凸部２５Ｃを設け、凹部７１Ｃと凸部２５Ｃとを互い係合させてもよい。
【００８７】
図１１、図１２、図１３に示されている実施の形態では、ばね受け部材７１のばね止め部７１Ａが軸長を延ばされて延長軸状部７１Ｄとされ、延長軸状部７１Ｄの外周に圧縮コイルばね２９の内径部が係合している。
【００８８】
実施の形態では、ばね受け部材７１の延長軸状部７１Ｄが圧縮コイルばね２９の内径部をガイドすることにより、圧縮コイルばね２９が、座屈すること、傾くことが防止され、作動性能が更に向上する。
【００８９】
図１４に示されている実施の形態では、ばね受け部材７１の延長軸状部７１Ｄに軸心孔７１Ｅが形成され、このばね受け部材７１と対向するばね受け側をなす弁体１６にガイド軸状部１６Ｄが一体形成され、ガイド軸状部１６Ｄが軸心孔７１Ｅに摺動可能に嵌合している。
【００９０】
この実施の形態では、ばね受け部材７１がガイド軸状部１６Ｄと軸心孔７１Ｅとの嵌合に案内されて移動するから、その移動の直進性が向上し、圧縮コイルばね２９が、座屈すること、傾くことが、より一層確実に防止され、作動性能が更に向上する。
【００９１】
図１５に示されているように、ばね受け部材７１と対向するばね受け側がロータ軸４１である場合には、フランジ部２５にガイド軸状部２５Ｄが一体形成されてガイド軸状部２５Ｄがばね受け部材７１の軸心孔７１Ｅに摺動可能に嵌合すればよく、また、図１６に示されているように、圧縮コイルばね２９の両側にばね受け部材７１が配置される場合には、一方のばね受け部材７１に軸心孔７１Ｅを、他方のばね受け部材７１にガイド軸状部７１Ｆを設け、軸心孔７１Ｅとガイド軸状部７１Ｆとを摺動可能に嵌合させればよい。
【００９２】
図１７、図１８に示されている実施の形態では、ばね受け部材７１に弁ホルダ１８の内周に軸線方向に摺動可能に嵌合するピストン状の延長筒状部７１Ｇが一体形成されており、延長筒状部７１Ｇの内周に圧縮コイルばね２９の外径部が係合している。
【００９３】
実施の形態では、ばね受け部材７１の延長筒状部７１Ｇが圧縮コイルばね２９の外径部をガイドすることにより、圧縮コイルばね２９が、座屈すること、傾くことが防止され、作動性能が更に向上する。また、延長筒状部７１Ｇがホルダ１８の内周に軸線方向に摺動可能に嵌合していることにより、ばね受け部材７１の移動の直進性が向上し、圧縮コイルばね２９が、座屈すること、傾くことが、より一層確実に防止される。
【００９４】
図１９、図２０に示されている実施の形態では、ばね受け部材７１の長軸状の凸部７１Ｈの先端が略半球状に形成され、弁体１６の深底の凹部１６Ｅの底部が略半球状に形成され、この凸部７１Ｈと凹部１６Ｅとが互いに球面継手式に係合している。
【００９５】
これにより、圧縮コイルばね２９の弁ホルダ１８内における配置位置が中心に誘導されて圧縮コイルばね２９の取付同心性がよくなり、ロータ軸４１の回転による弁体１６とばね受け部材７１との回転摩擦抵抗が低減する。また、ニードル弁部１７が傾くことなく弁座部材１４に均一に当たるようになり、弁ホルダ１８とガイド孔２０との摩擦係合部に偏荷重が作用することがない。
【００９６】
このことにより、弁開閉時の摩擦抵抗が増大することがなく、動作性能が向上し、従来のものに比して弁開閉に必要な駆動力が低減し、ステッピングモータ４０の出力トルクの低減を図ることができる。
【００９７】
なお、図２０に示されている実施の形態では、弁体１６側のばね受け部材７１が回転止めピン７４によって弁体１６に対して回り止めされている。
【００９８】
図２１に示されている実施の形態では、ばね受け部材７１の凸部７１Ｊの先端が略円錐状に形成され、弁体１６の凹部１６Ｆの底部が略円錐状に形成され、この凸部７１Ｊと凹部１６Ｆとが互いにピポット式に係合している。
【００９９】
これにより、圧縮コイルばね２９の弁ホルダ１８内における配置位置が中心に誘導されて圧縮コイルばね２９の取付同心性がよくなり、ロータ軸４１の回転によるフランジ部２５あるいは弁体１６とばね受け部材７１との回転摩擦抵抗が低減する。また、ニードル弁部１７が傾くことなく弁座部材１４に均一に当たるようになり、弁ホルダ１８とガイド孔２０との摩擦係合部に偏荷重が作用することがない。このことにより、弁開閉時の摩擦抵抗が増大することがなく、動作性能が向上し、従来のものに比して弁開閉に必要な駆動力が低減し、ステッピングモータ４０の出力トルクの低減を図ることができる。
【０１００】
図２２に示されている実施の形態では、圧縮コイルばね２９の一方の巻端２９Ａとロータ軸先端のフランジ部２５との間にばね受け部材７１が挟まれていて、圧縮コイルばね２９の巻端２９Ａがばね受け部材７１に径方向拘束状態で係合し、ばね受け部材７１は、前述した実施の形態のものと同様に、凸部７１Ｂと凹部２５Ａによってフランジ部２５に凹凸係合している。
【０１０１】
圧縮コイルばね２９の他方の巻端２９Ｂにはばね軸心位置にて軸線方向に折曲された突出線部２９Ｃが折曲形成されており、突出線部２９Ｃはこれに対向する弁体１６の背面部に形成された中心小孔１６Ｇに挿入係合している。なお、中心小孔１６Ｇの底部には小さいボール７３がスラスト軸受として配置されている。
【０１０２】
この実施の形態によれば、ばね受け部材７１によって圧縮コイルばね２９の弁ホルダ１８内における配置位置が中心に誘導されると共に、圧縮コイルばね２９の突出線部２９Ｃが弁体１６の背面部の中心小孔１６Ｇに係合していることにより、相手側を中心で押すことができ、圧縮コイルばね２９の取付同心性（中心配置性能）が改善される。
【０１０３】
これにより、ロータ軸４１の回転によるフランジ部２５とばね受け部材７１との回転摩擦抵抗が低減する。また、ニードル弁部１７が傾くことなく弁座部材１４に均一に当たるようになり、弁ホルダ１８とガイド孔２０との摩擦係合部に偏荷重が作用することがない。このことにより、弁開閉時の摩擦抵抗が増大することがなく、動作性能が向上し、従来のものに比して弁開閉に必要な駆動力が低減し、ステッピングモータ４０の出力トルクの低減を図ることができる。
【０１０４】
なお、図２３に示されているように、圧縮コイルばね２９の下側の巻端２９Ｂと弁体１６の背面との間にばね受け部材７１に配置し、圧縮コイルばね２９の上側の巻端２９Ａに突出線部２９Ｄを折曲形成し、突出線部２９Ｄをこれに対向するフランジ部２５に形成された中心小孔２５Ｄに挿入係合させてもよい。
【０１０５】
図２４に示されている実施の形態では、圧縮コイルばね２９の一方の巻端２９Ａとロータ軸先端のフランジ部２５との間にばね受け部材７１が挟まれていて、圧縮コイルばね２９の巻端２９Ａがばね受け部材７１に径方向拘束状態で係合し、ばね受け部材７１は、前述した実施の形態のものと同様に、凸部７１Ｂと凹部２５Ａによってフランジ部２５に凹凸係合している。
【０１０６】
圧縮コイルばね２９の他方の巻端２９Ｅは、ピックテールエンド形状をなしており、これに対向する弁体１６の背面部の中心部に当接している。
【０１０７】
この実施の形態では、ばね受け部材７１によって圧縮コイルばね２９の弁ホルダ１８内における配置位置が中心に誘導されると共に、ピックテールエンド形状の巻端２９Ｅをもって圧縮コイルばね２９が弁体１６の背面部に当接することによって相手側を中心で押すことができ、圧縮コイルばね２９の取付同心性が改善される。
【０１０８】
これにより、ロータ軸４１の回転によるフランジ部２５とばね受け部材７１との回転摩擦抵抗が低減する。また、ニードル弁部１７が傾くことなく弁座部材１４に均一に当たるようになり、弁ホルダ１８とガイド孔２０との摩擦係合部に偏荷重が作用することがないから、弁開閉時の摩擦抵抗が増大することがなく、動作性能が向上し、従来のものに比して弁開閉に必要な駆動力が低減し、ステッピングモータ４０の出力トルクの低減を図ることができる。
【０１０９】
なお、図２５に示されているように、圧縮コイルばね２９の下側の巻端２９Ｂと弁体１６の背面との間にばね受け部材７１に配置し、圧縮コイルばね２９の上側の巻端２９Ｆをピックテールエンド形状としてロータ軸先端のフランジ部２５の凹部２５Ａに当接させてもよい。
【０１１０】
さらに、図２６、図２７に示されているように、圧縮コイルばね２９のピックテールエンド形状の巻端２９Ｅあるいは２９Ｆの当接部（当接相手）を円錐凸形状１６Ｈあるいは２５Ｅとし、この係合に自動求心性を持たせてもよい。
【０１１１】
図２８に示されている実施の形態では、圧縮コイルばね２９が円錐コイルばねにより構成され、大径側の巻端２９Ｇと弁体１６の背面部との間にばね受け部材７１が挟まれていて、圧縮コイルばね２９の巻端２９Ｇがばね受け部材７１に径方向拘束状態で係合し、ばね受け部材７１は、前述した実施の形態のものと同様に、凸部７１Ｂと凹部２５Ａによってフランジ部２５に凹凸係合している。
【０１１２】
圧縮コイルばね２９の小径側の巻端２９Ｈはこれに対向するロータ軸先端のフランジ部２５の中央にある凹部２５Ａに当接している。
【０１１３】
この実施の形態では、ばね受け部材７１によって圧縮コイルばね２９の弁ホルダ１８内における配置位置が中心に誘導されると共に、圧縮コイルばね２９の小径側の巻端２９Ｇがピックテールエンド形状のものと同等に機能してフランジ部２５の中心部に当接することによって相手側を中心で押すことができ、圧縮コイルばね２９の取付同心性が改善される。
【０１１４】
これにより、ロータ軸４１の回転による弁体１６とばね受け部材７１との回転摩擦抵抗が低減する。また、ニードル弁部１７が傾くことなく弁座部材１４に均一に当たるようになり、弁ホルダ１８とガイド孔２０との摩擦係合部に偏荷重が作用することがないから、弁開閉時の摩擦抵抗が増大することがなく、動作性能が向上し、従来のものに比して弁開閉に必要な駆動力が低減し、ステッピングモータ４０の出力トルクの低減を図ることができる。
【０１１５】
さらに、図２９に示されているように、円錐コイルばねによる圧縮コイルばね２９の小径側の巻端２９Ｈが対向するロータ軸先端のフランジ部２５に半球状凸形部２５Ｅとし、圧縮コイルばね２９の小径側の巻端２９Ｈを半球状凸形部２５Ｅに係合させて自動求心性を持たせてもよい。
【０１１６】
上述した実施の形態では、弁ホルダ１８の端板部２１とフランジ部２５との間に低摩擦抵抗のスラストベアリング２６を挟んだが、弁ホルダ１８の端板部２１とフランジ部２５との回転摩擦抵抗が低い場合には、図３０に示されているように、スラストベアリング２６を省略することができ、また、この両者の摺動面にフッ素樹脂等の高滑性樹脂をコーティングしてもよい。
【０１１７】
また、図８、図９、図１９、図２０、図２１に示されている実施の形態では、弁体側のばね受け部材７１の弁体１６との接触位置と弁閉時における弁体１６の弁座部材１４との着座位置との間の距離Ｌがこの着座位置における弁ポート１３の口径Ｄより小さく、距離Ｌを極力短くしている。
【０１１８】
これにより、弁体１６の弁座部材１４に対する傾きの発生を抑え、弁漏れを少なくすることができる。また、弁開閉の繰り返しによる弁座部材１４の偏摩耗を少なくすることができる。
【０１１９】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、この発明による電動弁によれば、ロータ軸と弁ホルダとが相対回転可能に接続されているから、弁ホルダとガイド孔との間の摩擦抵抗が大きくても、ロータ軸は弁ホルダに対して相対回転することができ、推力が得られ、弁ホルダは弁開閉駆動時にガイド孔を軸線方向に変位するだけで、回転しなくてよくなり、弁ホルダの外径を大きくしても弁開閉に必要な駆動力が大きくなることがなく、低電力で弁開閉を行うことができる。
【０１２０】
また、この発明による電動弁によれば、ばね受け部材によって圧縮コイルばねの弁ホルダ内における配置位置が中心に誘導され、この圧縮コイルばねの取付同心性が改善されるから、回転摩擦抵抗が減少し、また、弁体が傾くことなく弁座に均一に当たるようになり、このことにより、弁ホルダとこれのガイド孔との摩擦係合部に偏荷重が作用することがなくなり、弁開閉時の摩擦抵抗が減少して動作性能が向上し、従来のものに比して弁開閉に必要な駆動力が低減し、ステッピングモータの出力トルクの低減を図ることができる。
【０１２１】
さらに、ロータ軸は、一方を雄ねじ部において雌ねじ部材より支持され、他方を延長軸部によって軸受部材より支持され、両端支持となるから、片持ち支持である場合に比してロータの回転振動が低減し、弁開閉時の動作騒音が低減する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による電動弁の一つの実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】この発明による電動弁における弁ハウジングとロータケースとの突合わせ溶接部の一例を拡大して示す断面図である。
【図３】この発明による電動弁における弁ハウジングとロータケースとの突合わせ溶接部の他の例を拡大して示す断面図である。
【図４】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図５】この発明による電動弁の他の実施の形態の要部を拡大して示す縦断面図である。
【図６】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図７】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図８】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図９】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図１０】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図１１】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図１２】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図１３】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図１４】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図１５】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図１６】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図１７】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図１８】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図１９】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図２０】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図２１】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図２２】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図２３】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図２４】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図２５】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図２６】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図２７】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図２８】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図２９】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図３０】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１０ 弁ハウジング
１４ 弁座部材
１６ 弁体
１８ 弁ホルダ
１９ 弁ガイド部材
２０ ガイド孔
２６ スラストベアリング
２９ 圧縮コイルばね
３１ 雌ねじ部材
３３ 雄ねじ部
４０ ステッピングモータ
４１ ロータ軸
４３ ロータ
４４ ロータケース
４５ ステータ
５２ ガイド支持体
５３ 円筒部
６０ 螺旋ガイド線体
６３ 可動ストッパ部材
６５ 軸受部材
６６ 圧縮コイルばね
７１ ばね受け部材
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動弁に関し、特に、冷凍システム用の電動式膨張弁等として使用されるステッピングモータ駆動型の電動弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
可変絞り弁や流量制御弁等として使用されるステッピングモータ駆動型の電動弁は、ステッピングモータのロータ軸の雄ねじ部が弁ハウジングに固定された雌ねじ部材の雌ねじ孔にねじ係合し、当該ねじ係合によって前記ロータ軸を軸線方向に変位させ、ロータ軸の軸線方向変位によって弁体を開閉駆動する。
【０００３】
上述したような電動弁では、弁体の弁座部への喰い込みを防止するために、実公平３−１１４９１号公報、特開平６−１７４１２９号公報、特開平８−２１９３１７号公報、特開平９−１７０６６４号公報、特開平１０−２２０６１６号公報等に示されているように、弁ホルダに弁体を軸線方向に変位可能に設け、弁ホルダ内に設けられたばねによって弁体を弁座側に付勢した緩衝ばね内蔵型のものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の緩衝ばね内蔵型の電動弁では、弁ホルダがステッピングモータのロータ軸に直結され、弁ホルダはロータ軸と同軸回転するため、弁ホルダを弁ハウジング側に設けられたガイド孔に嵌合させて弁ホルダをガイド保持する構造にすると、弁ホルダは弁開閉駆動時にガイド孔に対して回転移動すると共に軸線方向に移動するため、弁ホルダとガイド孔との間の摩擦抵抗が大きくなり、弁開閉に必要な駆動力を多く必要とすることになり、ステッピングモータの出力トルクを大きくする必要が生じる。
【０００５】
また、弁ホルダ内に設けられるばねの取付同心性が悪いと、摩擦係合部に偏荷重が作用し、回転摩擦が増大することになり、このことによっても弁開閉に必要な駆動力を多く必要とすることになり、ステッピングモータの出力トルクを大きくする必要が生じる。
【０００６】
また、弁ホルダの外径が大きいほど、これと嵌合するガイド孔による弁ホルダのガイド保持精度はよくなるが、弁ホルダの外径が大きいほど、弁ホルダとガイド孔との間の摩擦抵抗が大きくなり、弁開閉に必要な駆動力を更に多く必要とすることになり、ステッピングモータの出力トルクを大きくする必要が生じる。
【０００７】
また、弁ホルダの外径部と弁ハウジングとに雄ねじ部、雌ねじ部が形成されると、雄ねじ径が弁ホルダの外径により決まることにより大径になり、このことによってステッピングモータの出力トルクを大きくする必要が生じる。
【０００８】
このようなことは、電動弁が冷凍システム用の電動式膨張弁等として使用される場合、使用冷媒が、ハイドロフルオルカーボン（ＨＦＣ）やＣＯ2 等の代替冷媒の使用によって冷媒回路圧力が高くなることにより、弁開閉の必要駆動力が高くなる状況において、大きい問題になる。
【０００９】
この発明は、上述の如き問題点を解消するためになされたもので、弁ホルダの外径を大きくしても弁開閉に必要な駆動力が大きくなることがなく、また、弁ホルダ内に設けられるばねの取付同心性を改善し、使用冷媒がハイドロフルオルカーボン（ＨＦＣ）やＣＯ2 等の代替冷媒の使用によって冷媒回路圧力が高くなることにより、弁開閉の必要駆動力が高くなっても、低電力で弁開閉を良好に行うことができ、併せて動作騒音の低減を図ることができる電動弁を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明による電動弁は、ステッピングモータのロータ軸に形成された雄ねじ部が弁ハウジングに固定された雌ねじ部材の雌ねじ孔にねじ係合し、当該ねじ係合によって前記ロータ軸を軸線方向に変位させ、当該ロータ軸の軸線方向変位によって弁体を開閉駆動する電動弁において、前記弁ハウジング側に設けられたガイド孔に嵌合して前記弁ハウジングより軸線方向に摺動可能に支持された弁ホルダを有し、前記弁ホルダと前記ロータ軸は互いに対向するスラスト面を有し、当該スラスト面間にスラストベアリングが挟まれて相対的に回転可能に接続され、前記弁ホルダは、円筒状をなして一端部に前記弁体を固定され、他端部に前記スラスト面をなす端板部を有し、当該端板部の中央部に貫通孔を貫通形成され、当該貫通孔に前記ロータ軸の先端部が遊嵌合状態で貫通し、前記弁ホルダ内に位置している前記ロータ軸の先端部に前記スラスト面をなすフランジ部が設けられ、前記端板部と前記フランジ部との間に前記スラストベアリングが配置され、前記弁ホルダ内の前記ロータ軸の先端部と前記弁体の背面部との間に圧縮コイルばねが装着されている。
【００１１】
この発明による電動弁によれば、ロータ軸と弁ホルダとが相対的に回転可能に接続されているから、弁ホルダとガイド孔との間の摩擦抵抗が大きくてもロータ軸は弁ホルダに対して相対回転でき、これによって推力が得られ、弁ホルダは弁体を担持して弁開閉駆動時にガイド孔を軸線方向に変位するだけで、回転しなくてよくなり、弁ホルダが回転する場合に比して弁開閉に必要な駆動力（トルク）が軽減されるとともに、ロータ軸と弁ホルダとの回転方向の摩擦抵抗をスラストベアリング、例えば、高滑性表面の金属製ワッシャ、高滑性樹脂製ワッシャあるいは高滑性樹脂コーティングのワッシャにより充分少なくすることができる。
【００１４】
また、この発明による電動弁は、前記圧縮コイルばねの一方の巻端と前記ロータ軸の先端部との間と前記圧縮コイルばねの他方の巻端と前記弁体の背面部との間の少なくとも一方に高滑性樹脂製のばね受け部材が挟まれており、圧縮コイルばねとロータ軸、弁体の相対回転が低摩擦抵抗で行われるようになる。
【００１５】
また、この発明による電動弁は、前記圧縮コイルばねの一方の巻端と前記ロータ軸の先端部との間と前記圧縮コイルばねの他方の巻端と前記前記弁体の背面部との間の少なくとも一方にばね受け部材が挟まれており、前記圧縮コイルばねは前記ばね受け部材に径方向拘束状態で係合し、前記ばね受け部材は前記ロータ軸の先端部あるいは前記弁体の背面部に凹凸係合して前記弁ホルダの中心に誘導されている。
【００１６】
この発明による電動弁によれば、ばね受け部材によって圧縮コイルばねの弁ホルダ内における配置位置が中心に誘導され、この圧縮コイルばねの取付同心性が改善される。
【００１７】
また、この発明による電動弁は、前記圧縮コイルばねの一方の巻端と前記ロータ軸の先端部あるいは前記弁体の背面部との間にばね受け部材が挟まれており、前記圧縮コイルばねは前記ばね受け部材に径方向拘束状態で係合し、前記ばね受け部材は前記ロータ軸の先端部あるいは前記弁体の背面部に凹凸係合して前記弁ホルダの中心に誘導され、前記圧縮コイルばねの他方の巻端にはばね軸心位置にて軸線方向に折曲された突出線部が設けられ、当該突出線部はこれに対向する前記弁体の背面部あるいは前記ロータ軸の先端部に形成された中心小孔に係合している。
【００１８】
この発明による電動弁によれば、ばね受け部材によって圧縮コイルばねの弁ホルダ内における配置位置が中心に誘導されると共に、圧縮コイルばねの突出線部が弁体の背面部あるいはロータ軸の先端部の中心小孔に係合することによって相手側の中心を押すことができ、圧縮コイルばねの取付同心性が改善される。
【００１９】
また、この発明による電動弁は、前記圧縮コイルばねの一方の巻端と前記ロータ軸の先端部あるいは前記弁体の背面部との間にばね受け部材が挟まれており、前記圧縮コイルばねは前記ばね受け部材に径方向拘束状態で係合し、前記ばね受け部材は前記ロータ軸の先端部あるいは前記弁体の背面部に凹凸係合して前記弁ホルダの中心に誘導され、前記圧縮コイルばねの他方の巻端がピックテールエンド形状をなしてこれに対向する前記弁体の背面部あるいは前記ロータ軸の先端部中心部に当接している。
【００２０】
この発明による電動弁によれば、ばね受け部材によって圧縮コイルばねの弁ホルダ内における配置位置が中心に誘導されると共に、ピックテールエンド形状の巻端をもって圧縮コイルばねが弁体の背面部あるいはロータ軸の先端部に当接することによって相手側の中心を押すことができ、圧縮コイルばねの取付同心性が改善される。
【００２１】
さらに、前記圧縮コイルばねのピックテールエンド形状の巻端の当接部がピックテールエンド形状の巻端と係合する円錐凸形状をなしていることが好ましい。
【００２２】
また、この発明による電動弁は、前記圧縮コイルばねは円錐コイルばねにより構成され、大径側の巻端と前記ロータ軸の先端部あるいは前記弁体の背面部との間にばね受け部材が挟まれており、前記圧縮コイルばねは前記ばね受け部材に径方向拘束状態で係合し、前記ばね受け部材は前記ロータ軸の先端部あるいは前記弁体の背面部に凹凸係合して前記弁ホルダの中心に誘導され、前記圧縮コイルばねの小径側の巻端がこれに対向する前記弁体の背面部あるいは前記ロータ軸の先端部の中心部に当接している。
【００２３】
この発明による電動弁によれば、ばね受け部材によって円錐コイルばねによる圧縮コイルばねの弁ホルダ内における配置位置が中心に誘導されると共に、小径側の巻端をもって圧縮コイルばねが弁体の背面部あるいはロータ軸の先端部に当接することによって相手側の中心を押すことができ、圧縮コイルばねの取付同心性が改善される。
【００２４】
さらに、円錐コイルばねの小径側の巻端が対向する前記弁体の背面部あるいは前記ロータ軸の先端部に半球状凸形部が形成され、前記圧縮コイルばねの小径側の巻端が前記半球状凸形部に係合していることが好ましい。
【００２５】
また、この発明による電動弁は、圧縮コイルばねの座屈、傾き防止のために、前記ばね受け部材が、前記圧縮コイルばねの内径部をガイドする延長軸状部、あるいは前記圧縮コイルばねの外径部をガイドする延長筒状部を有している。
【００２６】
さらに、前記ばね受け部材の前記延長軸状部に軸心孔が形成され、当該ばね受け部材と対向するばね受け側に延長形成されたガイド軸状部が前記軸心孔に軸線方向に摺動可能に嵌合している。
【００２７】
また、この発明による電動弁は、前記ばね受け部材と前記ロータ軸の先端部あるいは前記弁体の背面部との凹凸係合は、良好な中心誘導作用を得るために、浅皿状の凹凸による平面的係合、略半球状の凹凸による球面的係合、略円錐状の凹凸によるピポット的係合の何れかを選ぶことができる。
【００２８】
また、この発明による電動弁では、弁体側に設けられた前記ばね受け部材の前記弁体との接触位置と弁閉時における前記弁体の弁座部材との着座位置との間の距離がこの着座位置における弁ポートの口径より小さいことが好ましい。
【００２９】
また、この発明による電動弁は、前記ロータ軸が雄ねじ部とは反対側に軸線方向に延在する延長軸部を有し、ステッピングモータのロータを収容するキャップ形状のロータケースに円筒体が前記ロータと同心位置に固定され、前記円筒体に前記延長軸部を支持する軸受部材が軸線方向に移動可能に設けられ、前記円筒体内に前記軸受部材を前記延長軸部の側に付勢するばねが設けられている。
【００３０】
この発明による電動弁によれば、ロータ軸は、一方を雄ねじ部において雌ねじ部材より支持され、他方を延長軸部によって軸受部材より支持され、両端支持となり、片持ち支持である場合に比してロータの回転振動が低減する。
【００３１】
軸受部材を支持する円筒体を、ロータの原点位置を機械的に設定するストッパ機構の可動ストッパ部材の移動を案内する螺旋ガイド線体を支持する螺旋ガイド線体支持用の円筒体とし、部品点数の削減を図ることができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照してこの発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１はこの発明による電動弁の一つの実施の形態を示している。
【００３３】
電動弁は弁ハウジング（本体）１０を有している。弁ハウジング１０は、ステンレス鋼板のプレス加工により製作されたプレス成形品であり、内部に弁室１１を画定している。弁ハウジング１０には、弁室１１に直接連通する銅製の第１の管継手１２と、弁ポート１３を画定するステンレス鋼あるいは焼結金属製の中央（中心位置）配置の弁座部材１４と、弁ポート１３を介して弁室１１に連通する銅製の第２の管継手１５とが、各々溶接、ろう付け等によって固定装着されている。
【００３４】
尚、この実施の形態では、第１の管継手１２が１次側となり、第２の管継手１５が２次側となるように冷媒が流れる場合を例に取って説明するが、この実施の形態の電動弁は、第２の管継手１５が１次側となり、第１の管継手１２が２次側となるように冷媒が流れる場合にも用いることのできる双方向型のものである。
【００３５】
弁室１１には弁体１６が設けられている。弁体１６は、弁座部材１４に対する軸線方向（上下方向）移動によって弁ポート１３の開閉および実効開口面積を定量的に増減するニードル弁部１７を有し、基部を円筒状の弁ホルダ１８の一端部（下端）に溶接等によって固着されている。
【００３６】
弁ハウジング１０にはステンレス鋼板のプレス成形品による弁ガイド部材１９が固定されている。弁ガイド部材１９には弁ホルダ１８の外径とほぼ同寸法の内径を有する円筒体によるガイド孔２０が中央部に成形されており、ガイド孔２０に弁ホルダ１８が軸線方向に摺動可能に嵌合している。
【００３７】
弁ホルダ１８の他端部（上端）には端板部２１があり、端板部２１の中央部に貫通孔２２が貫通形成されている。貫通孔２２にはステッピングモータ４０のロータ軸４１の一端部（下端部）４１Ａが、遊嵌合状態で、弁ホルダ１８に対して回転可能、且つ径方向に変位可能に貫通している。ロータ軸４１の先端部（下端部）４１Ａは弁ホルダ１８内に位置しており、この先端部４１Ａにはフランジ付きスリーブによる止金具２４が固定されている。
【００３８】
ロータ軸４１と弁ホルダ１８とが互いに径方向に変位可能であることにより、後述する雌ねじ部材３１などの取付精度により決まるロータ軸４１の配置位置と、弁ガイド部材１９などの取付精度により決まる弁ホルダ１８の配置位置に関して、これらの組み付け時にさほど高度な同心取付精度を求められることがなく、弁ホルダ１８および弁体１６と弁座部材１４との同心性が得られる。
【００３９】
弁ホルダ１８の端板部２１と止金具２４のフランジ部２５とは互いに対向するスラスト面をなし、このスラスト面間には、スラストベアリング２６として、高滑性表面の金属製ワッシャ、フッ素樹脂等の高滑性樹脂製ワッシャあるいは高滑性樹脂コーティングのワッシャが挟まれている。
【００４０】
この構造により、ロータ軸４１と弁ホルダ１８とはスラストベアリング２６を介して相対的に回転可能に接続され、この接続によってロータ軸４１は、低摩擦抵抗で弁ホルダ１８に対して回転できる態様で、弁ホルダ１８を持ち上げる（弁開方向移動）ことができる。
【００４１】
弁ホルダ１８の下端は弁体１６によって閉じられており、弁ホルダ１８内の弁体１６側には半球状当接部２７をもって弁体１６の背面に当接する高滑性樹脂製のばね受け部材２８が設けられている。弁ホルダ１８内のばね受け部材２８と止金具２４のフランジ部２５との間に圧縮コイルばね２９が所定の予荷重を与えられた状態で装着されている。
【００４２】
この構造により、ロータ軸４１、止金具２４、圧縮コイルばね２９、ばね受け部材２８は、弁体１６と弁ホルダ１８との連結体に対して低摩擦抵抗で回転できる。
【００４３】
弁ハウジング１０には弁ガイド部材１９によってステンレス鋼板のプレス成形品による雌ねじホルダ３０が固定されており、雌ねじホルダ３０には雌ねじ部材３１が固定されている。雌ねじ部材３１は、固体潤滑材入りの焼結金属あるいはフッ素樹脂等の潤滑性がよいフィラを充填されたＰＰＳ樹脂等の合成樹脂により構成され、中央部に雌ねじ孔３２を貫通形成されている。
【００４４】
ロータ軸４１には弁ホルダ１８の外径より充分に小径の雄ねじ部３３が一体形成されている。雄ねじ部３３は雌ねじ孔３２をねじ係合状態で貫通しており、ロータ軸４１は、自身の中心軸線周りに回転することにより、雄ねじ部３３と雌ねじ孔３２とのねじ係合によって回転しつつ軸線方向に移動する。
【００４５】
電動弁がハイドロフルオルカーボン（ＨＦＣ）やＣＯ2 等の代替冷媒による高圧仕様の冷凍システム用の電動式膨張弁等として使用される場合、後述するステッピングモータ４０のロータ径が１５〜２０ｍｍ程度のものであれば、雄ねじ部３３の有効径が弁ホルダ１８の外径より充分に小径であることから、雌ねじ孔３２、雄ねじ部３３の有効径は２．５〜６．０ｍｍ、ねじピッチを０．３５〜０．６０ｍｍ程度に設定することができる。
【００４６】
ロータ軸４１はセレーション軸部４２によってステッピングモータ４０のロータ４３と固定連結されている。ロータ４３の外周部４３Ａは、フェライト焼結品、希土類の焼結磁石、或いはプラスチックマグネット等により構成されたＮ極Ｓ極交互の多極の永久磁石をなしている。
【００４７】
弁ハウジング１０の上端面部３４にはステンレス鋼板のプレス成形品による円筒状横断面のカップ形状のロータケース４４が気密に固定されている。このロータケース４４の気密固定は、ロータケース４４の円環状開口縁部４４Ｃを弁ハウジング１０の平らな上端面部３４に突き当て、ＴＩＧ溶接、プラズマ溶接あるいはレーザ溶接により全周を突合わせ溶接することにより行われている。この突合わせ溶接部は、図１では、符号３５により示されている。
【００４８】
突合わせ溶接部３５で示される突合わせ溶接は、図２に示されているように、ロータケース４４の肉厚厚さにと同じ深さまで行われ、弁ハウジング１０とロータケース４４との間に面同士の接合による境界面が存在しない。
【００４９】
なお、弁ハウジング１０とロータケース４４との突合わせ溶接は、弁ハウジング１０の上端縁部の形状に応じて図３に示されているように行われてもよく、何れの場合も、突合わせ溶接部３５で示される突合わせ溶接は、弁ハウジング１０とロータケース４４との間に面同士の接合による境界面が存在しないよう、ロータケース４４の肉厚厚さにと同じ深さまで行われる。
【００５０】
このような突合わせ溶接により、ロータケース４４の内圧が弁ハウジング１０とロータケース４４との溶接面部を引き離す方向に作用することがなく、弁ハウジング１０とロータケース４４との接合部の耐圧強度が向上する。
【００５１】
ロータケース４４は、内側にステッピングモータ４０のロータ４３を同心状態で回転可能に収容しており、外側に円環形状のステータエレメント４５が固定配置されている。
【００５２】
ステータエレメント４５は、上下２段にステータコイル４６を有し、全体を電気絶縁性樹脂４７によりモールドされ、内周部全体に複数個の磁極歯（図示省略）を等間隔に有している。
【００５３】
ステータエレメント４５にはロータケース４４の頂部形状に倣って湾曲した湾曲部４８を有するマウント片４９の一端が固定されている。マウント片４９は、ステータエレメント４５の磁極歯の周方向位置に関連した所定位置に位置決めされてステータエレメント４５に固定されており、中間部にステータ用位置決め形状部として半球状突起部５０をプレス成形されている。
【００５４】
ロータケース４４にはディンプル５１がプレス成形されている。ディンプル５１は、ロータケース外周面側の凹部５１Ａにて半球状突起部５０が嵌合するステータ用位置決め形状部をなし、ロータケース内周面側の凸部５１Ｂにて後述するガイド支持体用位置決め形状部をなしている。
【００５５】
マウント片４９は、湾曲部４８にてロータケース４４の頂部外周面４４Ａに整合係合し、同時に半球状突起部５０がディンプル５１の凹部５１Ａに嵌合することにより、ステータエレメント４５の抜止めと同時にステータエレメント４５のロータケース４４に対する周方向の取付位置を設定している。
【００５６】
ロータケース４４内にはガイド支持体５２が固定されている。ガイド支持体５２は、垂下円筒部（円筒体）５３と、垂下円筒部５３の上端側に形成された傘状部５４とを有し、全体をプレス加工により一体成形されている。傘状部５４はロータケース４４の頂部内側４４Ｂと同形状に成形され、傘状部５４にはガイド支持体用位置決め形状部としてディンプル５１の凸部５１Ｂと係合する切欠き係合部５５をプレス成形されている。
【００５７】
ガイド支持体５２は、傘状部５４がロータケース４４の頂部内側４４Ｂに整合係合し、切欠き係合部５５がディンプル５１の凸部５１Ｂに係合することにより、ロータケース４４に対する周方向の取付位置を設定された状態でロータケース４４内に固定されている。
【００５８】
垂下円筒部５３はロータ４３と同心状態でロータケース４４の頂部中央より軸線方向に垂下延在している。垂下円筒部５３の根元部（傘状部５４との接続部）の所定の周方向位置にはキー状の弁開ストッパ突起部５６が軸線方向に所定長さに亘ってプレス成形されている。また、垂下円筒部５３の先端部（下端部）には、切欠き係合部５５と所定の周方向位置関係をもった位置に位置決め孔５７がルーバ成形型によりプレス成形されている。位置決め孔５７の奥部にはルーバ成形による切起こし片（切残し片）５８が存在する。
【００５９】
垂下円筒部５３には、垂下円筒部５３の外周を取り巻くように、ばね性を有する線材によりコイルばね状に形成された螺旋ガイド線体６０が設けられている。螺旋ガイド線体６０は、下端部に軸線方向に延長されたストッパ線体部（弁閉ストッパ部）６１と、ストッパ線体部６１の先端を径方向内方に折曲形成された係合端６２とを一体に有している。
【００６０】
螺旋ガイド線体６０は上端側にて弁開ストッパ突起部５６の端面５６Ａに当接し、係合端６２が位置決め孔５７に挿入嵌合し、係合端６２の先端が螺旋ガイド線体６０の径方向弾性力によって切起こし片５８に突当っている。
【００６１】
これにより、螺旋ガイド線体６０は、軸線方向のばね荷重によって弁開ストッパ突起部５６の端面５６Ａと位置決め孔５７との間に挟まれ、がたつきを有することなく軸線方向の取付位置を決められ、ストッパ線体部６１が位置決め孔５７の配置位置により決まる位置に垂下円筒部５３に位置決め係止されている。
【００６２】
螺旋ガイド線体６０には可動ストッパ部材６３が回転可能に係合している。可動ストッパ部材６３は、１巻コイルばね状に形状され、一端に径方向外方に延びたストッパ線体部６４を有している。ロータ４３には永久磁石の磁極位置に基づいた所定の周方向位置に可動ストッパ部材６３を蹴り回すためのピン状突起部４３Ｂが一体成形されている。
【００６３】
可動ストッパ部材６３は、ストッパ線体部６４にてロータ４３のピン状突起部４３Ｂと当接し、ロータ４３の回転によって蹴り回されることにより、回転しつつ螺旋ガイド線体６０に案内されて螺旋運動して螺旋ガイド線体６０の軸線方向に移動し、ストッパ線体部６４が螺旋ガイド線体６０のストッパ線体部６１に突き当ることにより、それ以上の左回転を止められ、弁閉基準で、ロータ４３の原点位置を機械的に設定される。また、ストッパ線体部６４が弁開ストッパ突起部５６に当接することにより、それ以上の右回転を止められ、弁開（全開）位置を機械的に決められる。
【００６４】
垂下円筒部５３はロータ軸受ガイドを兼ねており、垂下円筒部５３内には軸受部材６５が軸線方向に移動可能に嵌合している。軸受部材６５は、金属あるいは合成樹脂による潤滑材入り素材あるいは表面処理を施された部品により構成され、ロータ軸４１の上方への延長軸部４１Ｂの半球状先端部４１Ｃを回転可能に受け入れている。
【００６５】
これは、軸受部材６５を支持する円筒体を、ロータ４３の原点位置を機械的に設定するストッパ機構の螺旋ガイド線体６０を支持する螺旋ガイド線体支持用の円筒体とすることを意味し、部品点数の削減を図ることができる。
【００６６】
垂下円筒部５３内には、ロータケース４４の頂部と軸受部材６５の背面部との間に、圧縮コイルばね６６が所定の予荷重を与えられた状態で設けられており、圧縮コイルばね６６は、軸受部材６５をロータ軸４１へ向けて付勢している。
【００６７】
上述の構成による電動弁は、ステータエレメント４５に駆動パルス信号が与えられることにより、パルス数に応じてロータ４３が回転し、これに伴いロータ軸４１が回転し、ロータ軸４１の雄ねじ部３３と固定配置の雌ネジ部材３１とのねじ係合関係によってロータ軸４１が回転しつつ軸線方向に移動する。
【００６８】
ロータ軸４１の上昇移動（弁開方向移動）は、止金具２４、スラストベアリング２６、端板部２１の当たりによって弁ホルダ１８に伝えられ、圧縮コイルばね６６を圧縮して軸受部材６５を垂下円筒部５３内を上昇移動させつつ、弁ホルダ１８および弁体１６が上昇移動する。
【００６９】
この上昇移動において、ロータ軸４１はスラストベアリング２６によって弁ホルダ１８に対して低摩擦抵抗のもとに相対的に滑り回転でき、弁ホルダ１８とガイド孔２０との摩擦抵抗が大きいときも、ロータ４３は、回転でき、推力を発生して弁ホルダ１８、弁体１６を上昇移動させる。これにより、弁ホルダ１８の外径が大きくても弁開に必要な駆動力が少なくて済み、低電力で弁開を行うことができる。
【００７０】
ロータ軸４１の降下移動（弁閉方向移動）も、止金具２４、スラストベアリング２６、端板部２１、圧縮コイルばね２９、ばね受け部材２８の当たりによって弁ホルダ１８に伝えられ、圧縮コイルばね６６を伸長して軸受部材６５を垂下円筒部５３内を降下移動させつつ、弁ホルダ１８および弁体１６が降下移動する。
【００７１】
この降下移動においても、ロータ軸４１はスラストベアリング２６によって弁ホルダ１８に対して低摩擦抵抗のもとに相対的に滑り回転でき、弁ホルダ１８とガイド孔２０との摩擦抵抗が大きいときも、ロータ４３は、回転でき、推力を発生して弁ホルダ１８、弁体１６を降下動させる。これにより、弁ホルダ１８の外径が大きくても弁閉に必要な駆動力が少なくて済み、低電力で弁閉を行うことができる。
【００７２】
なお、弁開、弁閉の何れにおいても、弁ホルダ１８内の圧縮コイルばね２９は止金具２４との係合によってロータ軸４１と共に連れ回りし、ばね受け部材２８が弁体１６の背面に対して回転することになるが、ばね受け部材２８は、高滑性樹脂製で、半球状当接部２７をもって弁体１６の背面に実質的に点接触状態で当接しているから、ばね受け部材２８と弁体１６との間にも大きい摩擦抵抗が生じることがなく、圧縮コイルばね２９が捻られることがない。
【００７３】
また、ロータ軸４１は、一方（下端）を雄ねじ部３３において雌ねじ部材３１より支持され、他方（上端）を延長軸部４１Ｂによって軸受部材６５より支持され、両端支持になっているから、片持ち支持である場合に比してロータ４３の回転振動が低減する。これにより、弁開閉時の動作騒音が低減する。
【００７４】
図４〜図３０は各々この発明による電動弁の他の実施の形態を示している。なお、図４〜図３０において、図１に対応する部分や等価な部分は、図１に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
【００７５】
図４に示している実施の形態では、弁ホルダ１８内に位置するロータ軸４１の先端部（下端部）にフランジ部２５が一体形成されており、圧縮コイルばね２９の一方の巻端２９Ａとフランジ部２５との間にばね受け部材７１が挟まれている。
【００７６】
図５に示されているように、ばね受け部材７１は短軸状のばね止め部７１Ａを有し、ばね止め部７１Ａの外周に圧縮コイルばね２９の巻端２９Ａが嵌合することにより、圧縮コイルばね２９の径方向移動を拘束している。換言すれば、圧縮コイルばね２９の巻端２９Ａ側がばね受け部材７１に径方向拘束状態で係合している。
【００７７】
ばね受け部材７１がフランジ部２５に対向する面部中央には台形状断面の浅皿状の凸部７１Ｂが形成され、フランジ部２５がばね受け部材７１に対向する面部中央には台形状断面の浅皿状の凹部２５Ａが形成され、凸部７１Ｂと凹部２５Ａとが互いに平面的に係合している。
【００７８】
圧縮コイルばね２９の他方の巻端２９Ｂは、弁体１６の背面部に形成された短軸状のばね止め部１６Ａの外周に嵌合し、径方向移動を拘束されている。
【００７９】
ばね受け部材７１を用いた上述の圧縮コイルばね２９の取り付け構造により、ロータ回転時にはフランジ部２５とばね受け部材７１とで相対回転摩擦が生じ、圧縮コイルばね２９の弁ホルダ１８内における配置位置が中心に誘導されて圧縮コイルばね２９の取付同心性がよくなり、ロータ軸４１の回転によるフランジ部２５とばね受け部材７１との回転摩擦抵抗が低減する。また、ニードル弁部１７が傾くことなく弁座部材１４に均一に当たるようになり、このことにより、弁ホルダ１８とガイド孔２０との摩擦係合部（嵌合部）に偏荷重が作用することがない。
【００８０】
これにより、弁開閉時の摩擦抵抗が増大することがなく、動作性能が向上し、従来のものに比して弁開閉に必要な駆動力が低減し、ステッピングモータ４０の出力トルクの低減を図ることができる。あるいは、高圧対応になる。
【００８１】
なお、図４に示されている実施の形態では、ロータ軸４１の上端の軸受部材６５に代えてガイド支持体５２の垂下円筒部５３に延長軸部４１Ｂが回転可能に、且つ軸線方向に摺動可能に嵌合する軸受スリーブ７２が設けられ、圧縮コイルばね６６を省略されている。
【００８２】
ばね受け部材７１は、図６に示されているように、圧縮コイルばね２９の一方の巻端２９Ａとフランジ部２５との間に代えて、圧縮コイルばね２９の他方の巻端２９Ｂと弁体１６の背面部との間に挟み設けることもできる。
【００８３】
この場合には、フランジ部２５に短軸状のばね止め部２５Ｂを設けてばね止め部２５Ｂに圧縮コイルばね２９の一方の巻端２９Ａを径方向拘束状態で係合させ、ばね受け部材７１に対向する弁体１６の背面中央に台形状断面の浅皿状の凹部１６Ｂを設けてばね受け部材７１の凸部７１Ｂと弁体１６の凹部１６Ｂとを互いに平面的に係合させればよく、ロータ回転時には、弁体１６とばね受け部材７１とで相対回転摩擦が生じる。
【００８４】
また、図７に示されているように、ばね受け部材７１は、圧縮コイルばね２９の一方の巻端２９Ａとフランジ部２５との間と、圧縮コイルばね２９の他方の巻端２９Ｂと弁体１６の背面部との間の両方に設けてもよく、この場合には、ロータ回転時には、フランジ部２５とばね受け部材７１との間と弁体１６とばね受け部材７１との間で相対回転摩擦が生じる。
【００８５】
また、図８、図９に示されているように、弁体１６の背面部に深い凹部１６Ｃを設けてこれの底部に１６Ｂを形成し、ばね受け部材７１の凸部７１Ｂは凹部１６Ｃの深さに応じて軸長を延ばし、凸部７１Ｂを凹部１６Ｃに遊嵌合させて凹部１６Ｂに平面的に係合させてもよい。
【００８６】
また、図９、図１０に示されているように、ばね受け部材７１に浅皿状の凹部７１Ｃを設け、これに対向する部材、例えばフランジ部２５に浅皿状の凸部２５Ｃを設け、凹部７１Ｃと凸部２５Ｃとを互い係合させてもよい。
【００８７】
図１１、図１２、図１３に示されている実施の形態では、ばね受け部材７１のばね止め部７１Ａが軸長を延ばされて延長軸状部７１Ｄとされ、延長軸状部７１Ｄの外周に圧縮コイルばね２９の内径部が係合している。
【００８８】
実施の形態では、ばね受け部材７１の延長軸状部７１Ｄが圧縮コイルばね２９の内径部をガイドすることにより、圧縮コイルばね２９が、座屈すること、傾くことが防止され、作動性能が更に向上する。
【００８９】
図１４に示されている実施の形態では、ばね受け部材７１の延長軸状部７１Ｄに軸心孔７１Ｅが形成され、このばね受け部材７１と対向するばね受け側をなす弁体１６にガイド軸状部１６Ｄが一体形成され、ガイド軸状部１６Ｄが軸心孔７１Ｅに摺動可能に嵌合している。
【００９０】
この実施の形態では、ばね受け部材７１がガイド軸状部１６Ｄと軸心孔７１Ｅとの嵌合に案内されて移動するから、その移動の直進性が向上し、圧縮コイルばね２９が、座屈すること、傾くことが、より一層確実に防止され、作動性能が更に向上する。
【００９１】
図１５に示されているように、ばね受け部材７１と対向するばね受け側がロータ軸４１である場合には、フランジ部２５にガイド軸状部２５Ｄが一体形成されてガイド軸状部２５Ｄがばね受け部材７１の軸心孔７１Ｅに摺動可能に嵌合すればよく、また、図１６に示されているように、圧縮コイルばね２９の両側にばね受け部材７１が配置される場合には、一方のばね受け部材７１に軸心孔７１Ｅを、他方のばね受け部材７１にガイド軸状部７１Ｆを設け、軸心孔７１Ｅとガイド軸状部７１Ｆとを摺動可能に嵌合させればよい。
【００９２】
図１７、図１８に示されている実施の形態では、ばね受け部材７１に弁ホルダ１８の内周に軸線方向に摺動可能に嵌合するピストン状の延長筒状部７１Ｇが一体形成されており、延長筒状部７１Ｇの内周に圧縮コイルばね２９の外径部が係合している。
【００９３】
実施の形態では、ばね受け部材７１の延長筒状部７１Ｇが圧縮コイルばね２９の外径部をガイドすることにより、圧縮コイルばね２９が、座屈すること、傾くことが防止され、作動性能が更に向上する。また、延長筒状部７１Ｇがホルダ１８の内周に軸線方向に摺動可能に嵌合していることにより、ばね受け部材７１の移動の直進性が向上し、圧縮コイルばね２９が、座屈すること、傾くことが、より一層確実に防止される。
【００９４】
図１９、図２０に示されている実施の形態では、ばね受け部材７１の長軸状の凸部７１Ｈの先端が略半球状に形成され、弁体１６の深底の凹部１６Ｅの底部が略半球状に形成され、この凸部７１Ｈと凹部１６Ｅとが互いに球面継手式に係合している。
【００９５】
これにより、圧縮コイルばね２９の弁ホルダ１８内における配置位置が中心に誘導されて圧縮コイルばね２９の取付同心性がよくなり、ロータ軸４１の回転による弁体１６とばね受け部材７１との回転摩擦抵抗が低減する。また、ニードル弁部１７が傾くことなく弁座部材１４に均一に当たるようになり、弁ホルダ１８とガイド孔２０との摩擦係合部に偏荷重が作用することがない。
【００９６】
このことにより、弁開閉時の摩擦抵抗が増大することがなく、動作性能が向上し、従来のものに比して弁開閉に必要な駆動力が低減し、ステッピングモータ４０の出力トルクの低減を図ることができる。
【００９７】
なお、図２０に示されている実施の形態では、弁体１６側のばね受け部材７１が回転止めピン７４によって弁体１６に対して回り止めされている。
【００９８】
図２１に示されている実施の形態では、ばね受け部材７１の凸部７１Ｊの先端が略円錐状に形成され、弁体１６の凹部１６Ｆの底部が略円錐状に形成され、この凸部７１Ｊと凹部１６Ｆとが互いにピポット式に係合している。
【００９９】
これにより、圧縮コイルばね２９の弁ホルダ１８内における配置位置が中心に誘導されて圧縮コイルばね２９の取付同心性がよくなり、ロータ軸４１の回転によるフランジ部２５あるいは弁体１６とばね受け部材７１との回転摩擦抵抗が低減する。また、ニードル弁部１７が傾くことなく弁座部材１４に均一に当たるようになり、弁ホルダ１８とガイド孔２０との摩擦係合部に偏荷重が作用することがない。このことにより、弁開閉時の摩擦抵抗が増大することがなく、動作性能が向上し、従来のものに比して弁開閉に必要な駆動力が低減し、ステッピングモータ４０の出力トルクの低減を図ることができる。
【０１００】
図２２に示されている実施の形態では、圧縮コイルばね２９の一方の巻端２９Ａとロータ軸先端のフランジ部２５との間にばね受け部材７１が挟まれていて、圧縮コイルばね２９の巻端２９Ａがばね受け部材７１に径方向拘束状態で係合し、ばね受け部材７１は、前述した実施の形態のものと同様に、凸部７１Ｂと凹部２５Ａによってフランジ部２５に凹凸係合している。
【０１０１】
圧縮コイルばね２９の他方の巻端２９Ｂにはばね軸心位置にて軸線方向に折曲された突出線部２９Ｃが折曲形成されており、突出線部２９Ｃはこれに対向する弁体１６の背面部に形成された中心小孔１６Ｇに挿入係合している。なお、中心小孔１６Ｇの底部には小さいボール７３がスラスト軸受として配置されている。
【０１０２】
この実施の形態によれば、ばね受け部材７１によって圧縮コイルばね２９の弁ホルダ１８内における配置位置が中心に誘導されると共に、圧縮コイルばね２９の突出線部２９Ｃが弁体１６の背面部の中心小孔１６Ｇに係合していることにより、相手側を中心で押すことができ、圧縮コイルばね２９の取付同心性（中心配置性能）が改善される。
【０１０３】
これにより、ロータ軸４１の回転によるフランジ部２５とばね受け部材７１との回転摩擦抵抗が低減する。また、ニードル弁部１７が傾くことなく弁座部材１４に均一に当たるようになり、弁ホルダ１８とガイド孔２０との摩擦係合部に偏荷重が作用することがない。このことにより、弁開閉時の摩擦抵抗が増大することがなく、動作性能が向上し、従来のものに比して弁開閉に必要な駆動力が低減し、ステッピングモータ４０の出力トルクの低減を図ることができる。
【０１０４】
なお、図２３に示されているように、圧縮コイルばね２９の下側の巻端２９Ｂと弁体１６の背面との間にばね受け部材７１に配置し、圧縮コイルばね２９の上側の巻端２９Ａに突出線部２９Ｄを折曲形成し、突出線部２９Ｄをこれに対向するフランジ部２５に形成された中心小孔２５Ｄに挿入係合させてもよい。
【０１０５】
図２４に示されている実施の形態では、圧縮コイルばね２９の一方の巻端２９Ａとロータ軸先端のフランジ部２５との間にばね受け部材７１が挟まれていて、圧縮コイルばね２９の巻端２９Ａがばね受け部材７１に径方向拘束状態で係合し、ばね受け部材７１は、前述した実施の形態のものと同様に、凸部７１Ｂと凹部２５Ａによってフランジ部２５に凹凸係合している。
【０１０６】
圧縮コイルばね２９の他方の巻端２９Ｅは、ピックテールエンド形状をなしており、これに対向する弁体１６の背面部の中心部に当接している。
【０１０７】
この実施の形態では、ばね受け部材７１によって圧縮コイルばね２９の弁ホルダ１８内における配置位置が中心に誘導されると共に、ピックテールエンド形状の巻端２９Ｅをもって圧縮コイルばね２９が弁体１６の背面部に当接することによって相手側を中心で押すことができ、圧縮コイルばね２９の取付同心性が改善される。
【０１０８】
これにより、ロータ軸４１の回転によるフランジ部２５とばね受け部材７１との回転摩擦抵抗が低減する。また、ニードル弁部１７が傾くことなく弁座部材１４に均一に当たるようになり、弁ホルダ１８とガイド孔２０との摩擦係合部に偏荷重が作用することがないから、弁開閉時の摩擦抵抗が増大することがなく、動作性能が向上し、従来のものに比して弁開閉に必要な駆動力が低減し、ステッピングモータ４０の出力トルクの低減を図ることができる。
【０１０９】
なお、図２５に示されているように、圧縮コイルばね２９の下側の巻端２９Ｂと弁体１６の背面との間にばね受け部材７１に配置し、圧縮コイルばね２９の上側の巻端２９Ｆをピックテールエンド形状としてロータ軸先端のフランジ部２５の凹部２５Ａに当接させてもよい。
【０１１０】
さらに、図２６、図２７に示されているように、圧縮コイルばね２９のピックテールエンド形状の巻端２９Ｅあるいは２９Ｆの当接部（当接相手）を円錐凸形状１６Ｈあるいは２５Ｅとし、この係合に自動求心性を持たせてもよい。
【０１１１】
図２８に示されている実施の形態では、圧縮コイルばね２９が円錐コイルばねにより構成され、大径側の巻端２９Ｇと弁体１６の背面部との間にばね受け部材７１が挟まれていて、圧縮コイルばね２９の巻端２９Ｇがばね受け部材７１に径方向拘束状態で係合し、ばね受け部材７１は、前述した実施の形態のものと同様に、凸部７１Ｂと凹部２５Ａによってフランジ部２５に凹凸係合している。
【０１１２】
圧縮コイルばね２９の小径側の巻端２９Ｈはこれに対向するロータ軸先端のフランジ部２５の中央にある凹部２５Ａに当接している。
【０１１３】
この実施の形態では、ばね受け部材７１によって圧縮コイルばね２９の弁ホルダ１８内における配置位置が中心に誘導されると共に、圧縮コイルばね２９の小径側の巻端２９Ｇがピックテールエンド形状のものと同等に機能してフランジ部２５の中心部に当接することによって相手側を中心で押すことができ、圧縮コイルばね２９の取付同心性が改善される。
【０１１４】
これにより、ロータ軸４１の回転による弁体１６とばね受け部材７１との回転摩擦抵抗が低減する。また、ニードル弁部１７が傾くことなく弁座部材１４に均一に当たるようになり、弁ホルダ１８とガイド孔２０との摩擦係合部に偏荷重が作用することがないから、弁開閉時の摩擦抵抗が増大することがなく、動作性能が向上し、従来のものに比して弁開閉に必要な駆動力が低減し、ステッピングモータ４０の出力トルクの低減を図ることができる。
【０１１５】
さらに、図２９に示されているように、円錐コイルばねによる圧縮コイルばね２９の小径側の巻端２９Ｈが対向するロータ軸先端のフランジ部２５に半球状凸形部２５Ｅとし、圧縮コイルばね２９の小径側の巻端２９Ｈを半球状凸形部２５Ｅに係合させて自動求心性を持たせてもよい。
【０１１６】
上述した実施の形態では、弁ホルダ１８の端板部２１とフランジ部２５との間に低摩擦抵抗のスラストベアリング２６を挟んだが、弁ホルダ１８の端板部２１とフランジ部２５との回転摩擦抵抗が低い場合には、図３０に示されているように、スラストベアリング２６を省略することができ、また、この両者の摺動面にフッ素樹脂等の高滑性樹脂をコーティングしてもよい。
【０１１７】
また、図８、図９、図１９、図２０、図２１に示されている実施の形態では、弁体側のばね受け部材７１の弁体１６との接触位置と弁閉時における弁体１６の弁座部材１４との着座位置との間の距離Ｌがこの着座位置における弁ポート１３の口径Ｄより小さく、距離Ｌを極力短くしている。
【０１１８】
これにより、弁体１６の弁座部材１４に対する傾きの発生を抑え、弁漏れを少なくすることができる。また、弁開閉の繰り返しによる弁座部材１４の偏摩耗を少なくすることができる。
【０１１９】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、この発明による電動弁によれば、ロータ軸と弁ホルダとが相対回転可能に接続されているから、弁ホルダとガイド孔との間の摩擦抵抗が大きくても、ロータ軸は弁ホルダに対して相対回転することができ、推力が得られ、弁ホルダは弁開閉駆動時にガイド孔を軸線方向に変位するだけで、回転しなくてよくなり、弁ホルダの外径を大きくしても弁開閉に必要な駆動力が大きくなることがなく、低電力で弁開閉を行うことができる。
【０１２０】
また、この発明による電動弁によれば、ばね受け部材によって圧縮コイルばねの弁ホルダ内における配置位置が中心に誘導され、この圧縮コイルばねの取付同心性が改善されるから、回転摩擦抵抗が減少し、また、弁体が傾くことなく弁座に均一に当たるようになり、このことにより、弁ホルダとこれのガイド孔との摩擦係合部に偏荷重が作用することがなくなり、弁開閉時の摩擦抵抗が減少して動作性能が向上し、従来のものに比して弁開閉に必要な駆動力が低減し、ステッピングモータの出力トルクの低減を図ることができる。
【０１２１】
さらに、ロータ軸は、一方を雄ねじ部において雌ねじ部材より支持され、他方を延長軸部によって軸受部材より支持され、両端支持となるから、片持ち支持である場合に比してロータの回転振動が低減し、弁開閉時の動作騒音が低減する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による電動弁の一つの実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】この発明による電動弁における弁ハウジングとロータケースとの突合わせ溶接部の一例を拡大して示す断面図である。
【図３】この発明による電動弁における弁ハウジングとロータケースとの突合わせ溶接部の他の例を拡大して示す断面図である。
【図４】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図５】この発明による電動弁の他の実施の形態の要部を拡大して示す縦断面図である。
【図６】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図７】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図８】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図９】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図１０】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図１１】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図１２】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図１３】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図１４】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図１５】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図１６】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図１７】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図１８】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図１９】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図２０】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図２１】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図２２】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図２３】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図２４】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図２５】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図２６】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図２７】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図２８】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図２９】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図３０】この発明による電動弁の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１０ 弁ハウジング
１４ 弁座部材
１６ 弁体
１８ 弁ホルダ
１９ 弁ガイド部材
２０ ガイド孔
２６ スラストベアリング
２９ 圧縮コイルばね
３１ 雌ねじ部材
３３ 雄ねじ部
４０ ステッピングモータ
４１ ロータ軸
４３ ロータ
４４ ロータケース
４５ ステータ
５２ ガイド支持体
５３ 円筒部
６０ 螺旋ガイド線体
６３ 可動ストッパ部材
６５ 軸受部材
６６ 圧縮コイルばね
７１ ばね受け部材
Claims (18)
- ステッピングモータのロータ軸に形成された雄ねじ部が弁ハウジングに固定された雌ねじ部材の雌ねじ孔にねじ係合し、当該ねじ係合によって前記ロータ軸を軸線方向に変位させ、当該ロータ軸の軸線方向変位によって弁体を開閉駆動する電動弁において、
前記弁ハウジング側に設けられたガイド孔に嵌合して前記弁ハウジングより軸線方向に摺動可能に支持された弁ホルダを有し、
前記弁ホルダと前記ロータ軸は互いに対向するスラスト面を有し、当該スラスト面間にスラストベアリングが挟まれて相対的に回転可能に接続され、
前記弁ホルダは、円筒状をなして一端部に前記弁体を固定され、他端部に前記スラスト面をなす端板部を有し、当該端板部の中央部に貫通孔を貫通形成され、当該貫通孔に前記ロータ軸の先端部が遊嵌合状態で貫通し、
前記弁ホルダ内に位置している前記ロータ軸の先端部に前記スラスト面をなすフランジ部が設けられ、前記端板部と前記フランジ部との間に前記スラストベアリングが配置され、
前記弁ホルダ内の前記ロータ軸の先端部と前記弁体の背面部との間に圧縮コイルばねが装着されていることを特徴とする電動弁。 - 前記スラストベアリングは、高滑性表面の金属製ワッシャ、高滑性樹脂製ワッシャあるいは高滑性樹脂コーティングのワッシャであることを特徴とする請求項１記載の電動弁。
- 前記圧縮コイルばねの一方の巻端と前記ロータ軸の先端部との間と前記圧縮コイルばねの他方の巻端と前記弁体の背面部との間の少なくとも一方に高滑性樹脂製のばね受け部材が挟まれていることを特徴とする請求項１または２記載の電動弁。
- 前記圧縮コイルばねの一方の巻端と前記ロータ軸の先端部との間と前記圧縮コイルばねの他方の巻端と前記弁体の背面部との間の少なくとも一方にばね受け部材が挟まれており、前記圧縮コイルばねは前記ばね受け部材に径方向拘束状態で係合し、前記ばね受け部材は前記ロータ軸の先端部あるいは前記弁体の背面部に凹凸係合して前記弁ホルダの中心に誘導されていることを特徴とする請求項１または２記載の電動弁。
- 前記圧縮コイルばねの一方の巻端と前記ロータ軸の先端部あるいは前記弁体の背面部との間にばね受け部材が挟まれており、前記圧縮コイルばねは前記ばね受け部材に径方向拘束状態で係合し、前記ばね受け部材は前記ロータ軸の先端部あるいは前記弁体の背面部に凹凸係合して前記弁ホルダの中心に誘導され、前記圧縮コイルばねの他方の巻端にはばね軸心位置にて軸線方向に折曲された突出線部が設けられ、当該突出線部はこれに対向する前記弁体の背面部あるいは前記ロータ軸の先端部に形成された中心小孔に係合していることを特徴とする請求項１または２記載の電動弁。
- 前記圧縮コイルばねの一方の巻端と前記ロータ軸の先端部あるいは前記弁体の背面部との間にばね受け部材が挟まれており、前記圧縮コイルばねは前記ばね受け部材に径方向拘束状態で係合し、前記ばね受け部材は前記ロータ軸の先端部あるいは前記弁体の背面部に凹凸係合して前記弁ホルダの中心に誘導され、前記圧縮コイルばねの他方の巻端がピックテールエンド形状をなしてこれに対向する前記弁体の背面部あるいは前記ロータ軸の先端部の中心部に当接していることを特徴とする請求項１または２記載の電動弁。
- 前記圧縮コイルばねのピックテールエンド形状の巻端の当接部がピックテールエンド形状の巻端と係合する円錐凸形状をなしていることを特徴とする請求項６記載の電動弁。
- 前記圧縮コイルばねは円錐コイルばねにより構成され、大径側の巻端と前記ロータ軸の先端部あるいは前記弁体の背面部との間にばね受け部材が挟まれており、前記圧縮コイルばねは前記ばね受け部材に径方向拘束状態で係合し、前記ばね受け部材は前記ロータ軸の先端部あるいは前記弁体の背面部に凹凸係合して前記弁ホルダの中心に誘導され、前記圧縮コイルばねの小径側の巻端がこれに対向する前記弁体の背面部あるいは前記ロータ軸の先端部の中心部に当接していることを特徴とする請求項１または２記載の電動弁。
- 前記圧縮コイルばねの小径側の巻端が対向する前記弁体の背面部あるいは前記ロータ軸の先端部に半球状凸形部が形成され、前記圧縮コイルばねの小径側の巻端が前記半球状凸形部に係合していることを特徴とする請求項８記載の電動弁。
- 前記ばね受け部材は前記圧縮コイルばねの内径部をガイドする延長軸状部を有していることを特徴とする請求項４〜９の何れか１項記載の電動弁。
- 前記ばね受け部材の前記延長軸状部に軸心孔が形成され、当該ばね受け部材と対向するばね受け側に延長形成されたガイド軸状部が前記軸心孔に軸線方向に摺動可能に嵌合していることを特徴とする請求項１０記載の電動弁。
- 前記ばね受け部材は、前記圧縮コイルばねの外径部をガイドする延長筒状部を有していることを特徴とする請求項４〜９の何れか１項記載の電動弁。
- 前記ばね受け部材と前記ロータ軸の先端部あるいは前記弁体の背面部との凹凸係合は、浅皿状の凹凸による平面的係合であることを特徴とする請求項４〜１２の何れか１項記載の電動弁。
- 前記ばね受け部材と前記ロータ軸の先端部あるいは前記弁体の背面部との凹凸係合は、略半球状の凹凸による球面的係合であることを特徴とする請求項４〜１２の何れか１項記載の電動弁。
- 前記ばね受け部材と前記ロータ軸の先端部あるいは前記弁体の背面部との凹凸係合は、略円錐状の凹凸によるピポット的係合であることを特徴とする請求項４〜１２の何れか１項記載の電動弁。
- 弁体側に設けられた前記ばね受け部材の前記弁体との接触位置と弁閉時における前記弁体の弁座部材との着座位置との間の距離がこの着座位置における弁ポートの口径より小さいことを請求項４〜１５の何れか１項記載の電動弁。
- 前記ロータ軸は雄ねじ部とは反対側に軸線方向に延在する延長軸部を有し、ステッピングモータのロータを収容するキャップ形状のロータケースに円筒体が前記ロータと同心位置に固定され、前記円筒体に前記延長軸部を支持する軸受部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜１６の何れか１項記載の電動弁。
- 前記円筒体は、ロータの原点位置を機械的に設定するストッパ機構の可動ストッパ部材の移動を案内する螺旋ガイド線体を支持する螺旋ガイド線体支持用の円筒体であることを特徴とする請求項１７記載の電動弁。
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