JP4263426B2 - 電動弁 - Google Patents

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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、弁閉時のシール圧を得ると共に、弁体の弁座部への喰い込みを防止するために、弁ホルダに弁体を軸線方向に変位可能に、且つ回転可能に設け、弁ホルダ内に設けられた圧縮コイル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】
圧縮コイルばねを内蔵した弁ホルダはステッピングモータのロータ軸に直結されているから、弁ホルダはロータ軸と常に同軸回転するが、弁体は、弁座着座後には、弁座部と回転擦れを生じないよう、弁座部との摩擦抵抗によって止まって弁ホルダと弁体との間で回転変位が生じ、この際、弁ホルダ内の圧縮コイルばねも弁体側と連結されて回転せず、圧縮コイルばねの一方の巻端と弁ホルダとの間で回転変位するように、圧縮コイルばねの一方の巻端と弁ホルダとの間に、ボールやワッシャを挟んだり、弁ホルダと当接する側の圧縮コイルばねの巻端形状をピックテールエンドにすることが、実公平3−11491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。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述した緩衝ばね内蔵型の電動弁では、弁ホルダ内の圧縮コイルばねが弁ホルダの中心軸線(回転中心)と同心上に配置されていないと、弁体が弁座部に着座した後の弁ホルダと圧縮コイルばねとの相対回転時に、弁ホルダと圧縮コイルばねとの相対回転部で偏心運動が生じ、大きい回転摩擦が生じることになるが、従来のものは、このことに対する考慮がなされていない。このため、従来のものは、大きい回転摩擦が生じ、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。
【0007】
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。
【0008】
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、弁ホルダ内に設けられる圧縮コイルばねの取付同心性を改善して回転摩擦抵抗の低減を図り、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る電動弁を提供することを目的としている。
【0009】
【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と一体の弁ホルダを有し、前記弁ホルダがホルダ一端側で弁体を軸線方向に移動可能に且つ回転可能に支持し、前記弁ホルダ内の前記弁体の背面側と前記弁ホルダの他端側との間に圧縮コイルばねが配置され、前記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が軸線方向に変位し、当該ロータ軸の軸線方向変位によって前記弁体を弁座部に対して開閉駆動する電動弁において、前記圧縮コイルばねの一方の巻端と前記弁ホルダの内端面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との間の少なくとも前記圧縮コイルばねの他方の巻端と前記弁体の背面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弁体の背面に凹凸係合して前記弁ホルダの中心に誘導され、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
【0010】
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、圧縮コイルばねの取付同心性が改善される。また、弁体の弁座部材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とともに、弁開閉の繰り返しによる弁座部材の偏摩耗を少なくすることができる。
【0019】
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軸状のばね止め部、あるいは前記圧縮コイルばねの外径部をガイドする筒状のばね止め部を有している。
【0020】
さらに、前記ばね受け部材の前記ばね止め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ガイド軸状部が形成されて前記軸心孔に軸線方向に摺動可能に嵌合している。
【0023】
また、この発明による電動弁は、前記弁ホルダと前記弁体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、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等による低摩擦抵抗のスラストベアリングが挟まれていてよく、弁ホルダと弁体との回転方向の摩擦抵抗をスラストベアリングにより充分少なくことができる。
【0024】
【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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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マウント部材19によって保持筒体20が弁室11の中心位置に固定装着されている。保持筒体20は、ガイド孔20Aを有し、ガイド孔20Aにて円筒状の弁ホルダ18を弁室11の中心位置において軸線方向に摺動可能に支持している。
【0028】
弁ホルダ18の一端部(下端部)18Aには止めリング17が取り付けられ、止めリング17上に弁体16の上端に形成されたフランジ部16Aが載った状態で止めリング17の内径部17Aに弁体16が遊嵌合貫通している。これにより、弁体16は、弁ホルダ18より内径部17Aに対する遊嵌合分、径方向に変位可能で、しかも、回転変位可能、軸線方向に移動可能に保持され、弁座部材14に対する軸線方向(上下方向)移動により、ニードル弁部16B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。
【0029】
この場合、弁体16が弁ホルダ18に対して径方向に変位可能であることにより、保持筒体20などの取付精度により決まる弁ホルダ18の配置位置と弁座部材14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、弁体16と弁座部材14との同心性が得られる。
【0030】
弁ホルダ18の他端部(上端部)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と一体になっている。換言すれば、ロータ軸41の一端部41Aに円筒状の弁ホルダ18が一体形成されている。
【0031】
弁ホルダ18内には上側の内端面18Bと弁体16の背面16K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。圧縮コイルばね29の弁体16側の巻端29Bと弁体16の背面部との間にばね受け部材71が挟まれている。
【0032】
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29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29側がばね受け部材71に径方向拘束状態で係合している。
【0033】
ばね受け部材71が弁体16の背面部に対向する面部中央には先端略半球状となった長軸状の凸部71Hが形成され、弁体16の背面部がばね受け部材71に対向する面部中央には底部が略半球状にされた深底の凹部16Fが形成され、この凸部71Hと凹部16Fとが互いに球面継手式に係合している。この係合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。
【0034】
保持筒体20の上部20B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。
【0035】
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。
【0036】
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、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。
【0037】
ロータ軸41は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。
【0038】
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。
【0039】
突合わせ溶接部35で示される突合わせ溶接は、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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
ステータエレメント45にはマウント片49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、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。
【0044】
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。
【0045】
マウント片49は、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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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内には軸受スリーブ65が設けられている。軸受スリーブ65にはロータ軸41の延長軸部41Bが、回転可能に、且つ軸線方向に摺動可能に嵌合しており、ロータ軸41の上端側が軸受スリーブ65によって支持されている。
【0055】
これは、軸受スリーブ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。
【0056】
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。
【0057】
ロータ軸41の反時計廻り方向の回転による上昇移動(弁開方向移動)は、弁ホルダ18に伝えられ、弁ホルダ18により引き上げられように弁体16が上昇移動する。
【0058】
ロータ軸41の時計廻り方向の回転による降下移動時には、弁体16のニードル部16Bが弁座部14に着座するまでは、ロータ軸41、弁ホルダ18と一体になって弁体16が回転しながら降下する。
【0059】
ロータ軸41の降下移動において、弁体16が弁座部14に着座し、その後もロータ軸41と共に弁ホルダ18が圧縮コイルばね29を圧縮しつつ降下すると、弁体16と弁座部14との摩擦抵抗によって弁体16の回転が止まり、弁体16と弁ホルダ18との間で相対回転する。このとき圧縮コイルばね29が弁ホルダ18と連れ回りし、弁体16とばね受け部材71とで相対回転摩擦が生じる。
【0060】
この際、ばね受け部材71の凸部71Hと弁体16の凹部16Fとの係合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。これにより、圧縮コイルばね29の取付同心性がよくなり、弁ホルダ18と弁体16との相対回転時の弁体16とばね受け部材71との回転摩擦抵抗が低減する。この結果、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。
【0064】
なお、弁体16のフランジ部16Aと止めリング17とがなす互いに対向するスラスト面に、弁体16と弁ホルダ18との相対回転が低摩擦で行われるよう、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等による補助のスラストベアリングが設けられることができる。
【0065】
また、図2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と弁ホルダ18の内端面18B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、弁体16の側の球面継手式のばね受け部材71が回転止めピン73によって弁体16に廻り止めされていもよい。しかし、回転止めピン73が設けられないときには、弁ホルダ18と弁体16との相対回転時には、弁ホルダ18の内端面18Bとばね受け部材71との間と、弁体16とばね受け部材71との間との少なくとも一方で相対回転摩擦が生じる。
【0066】
図3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。
【0067】
なお、圧縮コイルばね29の一方の巻端29A側のばね受け部材71が弁ホルダ18の内端面18B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、内端面18B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18Cが形成され、凸部71Bと凹部18Cとが互いに平面的に係合している。この係合によって圧縮コイルばね29が弁ホルダ18の中心位置に誘導される。
【0068】
図4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16Gの底部が略円錐状に形成され、この凸部71Jと凹部16Gとが互いにピポット式に係合している。
【0069】
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、弁ホルダ18と弁体16との相対回転時の弁ホルダ18の内端面18B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。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。
【0070】
なお、図1、図3及び図4に示されている実施の形態では、ばね受け部材71のばね止め部は短軸状に形成されているが、図5及び図6の参考例に示されるように長軸状のばね止め部71Dとされて、その外周に圧縮コイルばね29の内径部が係合してガイドされるようにしてもよい
【0071】
ばね受け部材71のばね止め部が長軸状のばね止め部71Dされると、長軸状のばね止め部が圧縮コイルばね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
【0072】
また、ばね受け部材71と対向するばね受け側が内端面18B側である場合には、図7の参考例に示されているように、弁ホルダ18の内端面18Bにガイド軸状部18Fが一体形成されてガイド軸状部18F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、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、図8の参考例に示されているように、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。
【0073】
さらに、図9の参考例に示されるように、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筒状ばね止め部71Gが一体形成され、筒のばね止め部71Gの内周に圧縮コイルばね29の外径部が係合してガイドされてもよい
【0074】
9の参考例のようにすると、ばね受け部材71の筒状のばね止め部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、筒状のばね止め部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。
【0086】
なお、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が配されている場合図10の参考例に示されているように、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をこれに対向する弁ホルダ18の内端面18Bに形成された中心小孔18Hに挿入係合させてもよい。
【0091】
なお、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が配されている場合図11の参考例に示されているように、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弁ホルダ18の内端面18Bの凹部18Cに当接させてもよい。
【0092】
さらに、図12の参考例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29Fの当接部(当接相手)を円錐凸形状16Jあるいは18Jとし、この係合に自動求心性を持たせてもよい。
【0093】
図13の参考例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ている。
【0094】
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弁ホルダ18の内端面18Bの中央にある凹部18Cに当接している。
【0095】
図13の参考例では、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29Hがピックテールエンド形状のものと同等に機能して弁ホルダ18の内端面18B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。
【0096】
これにより、弁ホルダ18と弁体16との相対回転時の弁体16とばね受け部材71との回転摩擦抵抗が低減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40の出力トルクの低減を図ることができる。
【0097】
さらに、図14の参考例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弁ホルダ18の内端面18Bに半球状凸形部18K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18Kに係合させて自動求心性を持たせてもよい。
【0098】
また、図1、図2、図4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。
【0099】
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。
【0100】
【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、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、弁ホルダと弁体との相対回転時の回転摩擦抵抗が低減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。また、弁体の弁座部材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とともに、弁開閉の繰り返しによる弁座部材の偏摩耗を少なくすることができる。
【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の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図3】 図2の電動弁の一部を拡大して示す縦断面図である。
【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】 図1の電動弁の一部の変形の参考例を示す縦断面図である。
【図6】 図2の電動弁の一部の変形の参考例を示す縦断面図である。
【図7】 図1の電動弁の他の部分の変形の参考例を示す縦断面図である。
【図8】 図2の電動弁の他の部分の変形の参考例を示す縦断面図である。
【図9】 図1の電動弁のさらに他の部分の変形の参考例を示す縦断面図である。
【図10】 図1の電動弁のさらに他の部分の変形の参考例を示す縦断面図である。
【図11】 図1の電動弁のさらに他の部分の変形の参考例を示す縦断面図である。
【図12】 図1の電動弁のさらに他の部分の変形の参考例を示す縦断面図である。
【図13】 図1の電動弁のさらに他の部分の変形の参考例を示す縦断面図である。
【図14】 図1の電動弁のさらに他の部分の変形の参考例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
20 保持筒体
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 ステータエレメント
52 ガイド支持体
53 垂下円筒部
60 螺旋ガイド線体
63 可動ストッパ部材
65 軸受スリーブ
71 ばね受け部材

Claims (6)

  1. ステッピングモータのロータ軸と一体の弁ホルダを有し、前記弁ホルダがホルダ一端側で弁体を軸線方向に移動可能に且つ回転可能に支持し、前記弁ホルダ内の前記弁体の背面側と前記弁ホルダの他端側との間に圧縮コイルばねが配置され、前記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が軸線方向に変位し、当該ロータ軸の軸線方向変位によって前記弁体を弁座部に対して開閉駆動する電動弁において、
    前記圧縮コイルばねの一方の巻端と前記弁ホルダの内端面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との間の少なくとも前記圧縮コイルばねの他方の巻端と前記弁体の背面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弁体の背面に凹凸係合して前記弁ホルダの中心に誘導され、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特徴とする電動弁。
  2. 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軸状のばね止め部を有していることを特徴とする請求項記載の電動弁。
  3. 前記ばね受け部材の前記ばね止め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ガイド軸状部が形成されて前記軸心孔に軸線方向に摺動可能に嵌合されていることを特徴とする請求項2記載の電動弁。
  4. 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筒のばね止め部を有していることを特徴とする請求項1記載の電動弁。
  5. 前記弁ホルダと前記弁体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いることを特徴とする請求項1〜4の何れか1記載の電動弁。
  6. 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5記載の電動弁。
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