JP5697909B2

JP5697909B2 - 電動弁

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Publication number: JP5697909B2
Application number: JP2010152824A
Authority: JP
Inventors: 小柳津　薫; 薫小柳津; 伊東　雅晴; 雅晴伊東
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 2010-07-05
Filing date: 2010-07-05
Publication date: 2015-04-08
Anticipated expiration: 2030-07-05
Also published as: JP2012013197A

Description

本発明は、冷凍サイクルシステムにおける冷媒の流量制御等に使用される電動弁に関する。

上記電動弁の一例として、特許文献１等に記載された電動弁５１は、図９に示すように、弁室５２及び該弁室５２に形成された弁孔５２ａを有する弁本体５４と、弁孔５２ａを開閉する弁体５３とを備え、弁本体５４から上方に突出するキャン５７の内部に設けられた駆動機構５９により、弁体５３を上下方向に駆動して冷媒等の流体の流量制御を行う。

上記駆動機構５９による弁体５３の駆動は、キャン５７の内部に設けられたロータ５６と、キャン５７に外嵌されたステータ５８とで構成されるステッピングモータによって行う。ロータ５６が回転すると、これに伴って止環６０及びかしめ部６１ａにより固定された弁軸ホルダ６１が回転し、弁軸ホルダ６１と、弁本体５４に固定された雄ねじ管６２とのねじ送り作用で、弁体５３を昇降させて弁孔５２ａを開閉する。符号６３は、弁軸ホルダ６１に取り付けられた可動ストッパであり、閉弁時において、雄ねじ管６２にかしめられた固定ストッパ５５に当接するようになされている。

また、上記電動弁に用いる電磁コイルとして、特許文献２には、ボビン本体にコイルを巻線してコイルの外周部分を樹脂モールドで覆ったボビン部を２つ備え、これらの間に磁極板を有し、ボビン部又は樹脂モールドに突出部を形成し、この突出部で両ボビン部に各々ステータカバーを被せて固定することで、小型で、溶接部に錆止めの対策が不要な電磁コイルが開示されている。

また、上述のような電動弁は、閉弁時にロータに設けられた可動ストッパを弁本体側に設けられた固定ストッパに当接させるように構成され、例えば、特許文献３には、弁体を弁座に接離させる雄ねじ管に固定ストッパを一体的に形成したり、ロータのスリーブに可動ストッパを一体成形する技術が記載されている。

一方、上記ストッパを有する電動弁では、両ストッパの当接時のロータ位置のずれや、騒音の発生を防止するため、特許文献４には、両ストッパの当接時にステータコイルの励磁極とロータの所定の磁極とを正対（対向）させる（以下、「磁極合わせ」という）技術が開示されている。

特開２００４−３５３６７９号公報特開２００５−２８７１５２号公報特許第３３１００４２号公報特開昭６３−７３８６４号公報

しかし、上記特許文献４に記載の電動弁は、ストッパとしてロータの上部に螺旋状の案内リングや、該リングに沿って上下動するスライダ等を備えるため、電動弁が大型化するとともに、螺旋状の案内リングの両端に配置されるストッパの位置決め手法について開示がなく、該ストッパの位置決めの巧拙によっては磁極合わせが良好に行われない虞があった。

そこで、本発明は、上記従来の電動弁における問題点に鑑みてなされたものであって、小型かつ簡単な構成で上記磁極合わせを確実に行うことのできる電動弁を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の電動弁は、弁座を備えた弁本体と、ステータコイルを備え前記弁本体に固定されたステータ、及び前記ステータコイルに励磁することにより回転するロータと、該ロータの回転に伴って回転する雌ねじ部材と、該雌ねじ部材に設けられた弁体と、前記ロータの回転に伴って回転する可動側ストッパと、前記弁本体に固定されると共に、前記雌ねじ部材に螺合し、前記ロータの回転を前記弁体の昇降動作に変換する雄ねじ部材と、該雄ねじ部材の前記雌ねじ部材との螺合部である雄ねじ部がそのまま延長されることにより形成された延長雄ねじ形成部と、該延長雄ねじ形成部に螺合され、前記弁体の最下降時において、前記可動側ストッパに当接して前記雌ねじ部材の閉弁方向の回転を規制する固定側ストッパとを備え、前記雌ねじ部材は、前記ロータの所定の磁極及び前記可動側ストッパの前記固定側ストッパとの当接面が上面視一致するように、前記ロータに固定され、前記固定側ストッパ及び前記ステータは、該固定側ストッパの前記可動側ストッパとの当接面及び前記ステータコイルの所定の励磁極が上面視一致するように、前記弁本体に固定され、前記固定側ストッパと前記延長雄ねじ形成部との螺合は、各々のねじの切り始めが管理されることによりなされたことを特徴とする電動弁。

このような本発明によれば、可動側ストッパと固定側ストッパとが当接した状態において、ロータの所定の磁極とステータコイルの所定の励磁極とが上面視一致するので、可動側と固定側の両ストッパの当接時に、ステータコイルの励磁極とロータの磁極とを正対させる磁極合わせを確実に行うことができる。これにより、磁極合わせを行わない場合に比較して、電動弁のイニシャライズ時の振動当接音及び開弁パルス公差を低減することができる。また、固定側ストッパが、単に雄ねじ部材に対する螺合のみで弁本体に固定することができるので、該固定側ストッパの固定を容易に行うことができる。さらに、固定側ストッパの当接面（可動側ストッパとの当接面）を弁本体の所定位置に設けることが容易である。

また上記電動弁において、前記ステータは、前記弁本体の弁室に繋がる導管に係合可能で、かつ前記ステータコイルの所定の励磁極と同一方向に配置されたパイプ固定金具を備え、前記雄ねじ部材は、前記延長雄ねじ形成部に螺合された固定側ストッパの前記可動側ストッパとの当接面が前記導管と同一方向となるように前記弁本体に固定され、前記パイプ固定金具が前記導管に係合することにより前記ロータの周囲にステータが配置されたことを特徴とする。

このような構成により、ステータを弁本体に装着するだけで、磁極合わせを正確に行うことができる。

また上記電動弁において、前記可動側ストッパは前記雌ねじ部材に形成され、該雌ねじ部材と前記雄ねじ部材との螺合は、各々のねじの切り始めが管理されることによりなされたことを特徴とする。

このような構成により、可動側ストッパが固定側ストッパに当接した際の、両ストッパの当接量（雄ねじ部材及び雌ねじ部材の中心軸方向の当接量）を容易に管理することができる。

また上記の電動弁において、前記ロータに対する前記雌ねじ部材の固定は、等角度で配置された凹凸の嵌合構造によりなされたことを特徴とする。

このような構成により、ロータの取付位置を意識することなく、ロータをどの角度で雌ねじ部材に取り付けても、前記ロータの所定の磁極、及び前記可動側ストッパの前記固定側ストッパとの当接面が常に同一方向となって磁極合わせが可能となり、当該電動弁の組立性が向上する。

以上のように、本発明によれば、小型かつ簡単な構成で磁極合わせを確実に行うことのできる電動弁を提供することができる。

本発明にかかる電動弁の一実施の形態の全閉状態を示す全体断面図である。（ａ）は、図１の電動弁のロータの上面図、（ｂ）は同電動弁の弁軸ホルダの上面図である。（ａ）は、図１の電動弁のガイドブッシュの正面図、（ｂ）は、同ガイドブッシュの上面図、（ｃ）は、同電動弁の全閉下ストッパの上面図である。（ａ）は、図１の電動弁の弁本体と導管を示す下面図、（ｂ）は、ステータコイルのコイル励磁歯とパイプ固定金具との関係を説明するための概略図、（ｃ）は、導管２や弁本体５等を破線で示した同電動弁の下面図である。図１の電動弁のガイドブッシュを示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図である。本発明にかかる電動弁の磁気合わせを行うための構成を説明するための分解図である。図１の電動弁の全開状態を示す全体断面図である。本発明にかかる電動弁の他の実施形態の全閉状態を示す全体断面図である。従来の電動弁の一例を示す全体断面図である。

次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下の説明においては、本発明にかかる電動弁の一実施の形態について、まず全体構成について説明し、その後、小型かつ簡単な構成で磁極合わせを可能とした詳細構成について説明する。

図１に示すように、本発明にかかる電動弁１は、２本の導管２、３と弁座４とを備える弁本体５と、弁本体５に接合されたキャン６と、キャン６の内部に配置され、電動モータの一部を構成するロータ７と、キャン６の外周部に固定され、ロータ７を回転駆動するステータコイル２１と、ロータ７に一体に連結され、弁軸１０が内挿された弁軸ホルダ（雌ねじ部材）９と、弁本体５に下端部が圧入固定されたガイドブッシュ（雄ねじ部材）１３と、弁軸１０と一体に形成された弁体１２等で構成される。

弁本体５は、円筒状に形成され、２本の導管２、３によって形成される２つの流路２ａ、３ａに連通する弁室５ａを備える。導管２は、弁本体５の側面に挿入固定され、導管３は、弁本体５の下面に挿入固定される。弁室５ａと流路３ａとの間に弁座４が位置し、弁体１２が弁座４に接離することで電動弁１が開閉する。

キャン６は、下部が開口し、上部が閉じた円筒状に形成され、弁本体５の上部に接合リング１９を介して接合される。キャン６の内部には、ロータ７等の主要部品が収容される。

ロータ７は、円筒状に形成され、キャン６の内部に回転可能に配置され、弁軸ホルダ９と一体に連結される。このロータ７は、キャン６の外側に配置されたステータコイル２１を含むステータ２１ｚとでステッピングモータを構成し、ステータコイル２１への通電励磁によって回転する。ステータコイル２１には、複数のリード端子２２が接続され、これらのリード端子２２には、基板２３を介して複数のリード線２４が接続される。

ステータ２１ｚの下面には、パイプ固定金具２６が取り付けられ、このパイプ固定金具２６が導管２に係合することにより、ステータ２１ｚが弁本体５に位置決め固定される。

弁軸１０は、弁軸ホルダ９の上部に遊嵌され、弁軸１０の上端部は、弁軸ホルダ９の天上面に載置されたナット１１に挿入される。弁軸１０は、下部に弁体１２を一体に備える。この弁軸１０は、弁軸ホルダ９の内部に収容されたコイルばね１４によって常に下方に付勢される。

弁軸ホルダ９は、ロータ７に一体化され、上部に弁軸１０を内挿する。弁軸ホルダ９には、ガイドブッシュ１３の雄ねじ部１３ａに螺合する雌ねじ部９ａが螺刻されるとともに、下端部に全閉上ストッパ部（可動側ストッパ）９ｂが突設される。

弁軸ホルダ９の天井面には、コイルばねからなる復帰ばね１６が設けられる。この復帰ばね１６は、ガイドブッシュ１３の雄ねじ部１３ａと弁軸ホルダ９の雌ねじ部９ａとの螺合が外れたときに、キャン６の内面に当接して両ねじ部９ａ、１３ａの螺合を復帰させるように働く。

ガイドブッシュ１３は、弁本体５の嵌合部５ｂにその下端部が圧入固定されるとともに、その中央部付近に弁軸ホルダ９の雌ねじ部９ａに螺合する雄ねじ部１３ａが螺刻される。このガイドブッシュ１３は、ロータ７の回転を弁体１２の昇降動作に変換する。ガイドブッシュ１３の側面には、弁室５ａとキャン６の内部との均圧を図る均圧孔１５が穿設される。

全閉下ストッパ１７は、上方に突出して弁軸ホルダ９の全閉上ストッパ部９ｂに当接する全閉下ストッパ部（固定側ストッパ）１７ａと、ガイドブッシュ１３の延長雄ねじ形成部１３ｙと螺合する雌ねじ部１７ｂを備え、ガイドブッシュ１３の下部に螺合により固定される。延長雄ねじ形成部１３ｙは、ガイドブッシュ１３の雄ねじ部１３ａをそのまま連続して弁座４の方向へ延長することにより形成された部分である。すなわち、雄ねじ部１３ａは、本来は弁軸ホルダ９の雌ねじ部９ａと螺合する範囲で形成されれば良いが、この実施例では、該雄ねじ部１３ａの雄ねじは、そのまま弁座方向へ延長して形成されている。

次に、上記構成を有する電動弁１の磁極合わせ行うための詳細な構成について説明する。
（１）ロータ７と弁軸ホルダ９の位置合わせ
図２に示すように、ロータ７は、例えばボンド磁石によって成形されて周方向に交互に異極となるように着磁された円筒状のマグネットロータであって、１２０°等配の凹部７ａを３つ備え、全周で２４極着磁されている。これらの凹部７ａの両側には、ロータ７の上部において該ロータ７の中心方向に突出する突出部７ｚが設けられている。

一方、弁軸ホルダ９は、ロータ７の穴部７ｂに収容される部分に３つの凸部９ｃが１２０°等配で設けられるとともに、その下部においてロータ７の突出部７ｚを載置する台部９ｚが各々の凸部９ｃの両側に設けられる。また、全閉上ストッパ部９ｂの当接面９ｅと雌ねじ部９ａ（図１参照）のねじ切り始め位置９ｄ（弁軸ホルダ９の下面側のねじ切り始め位置）とが上面視で一致するように構成される。

上記凸部９ｃが上記凹部７ａに挿入されるようにロータ７と弁軸ホルダ９を組み合わせることにより、突出部７ｚが台部９ｚに載置され、ロータ７の所定の極７ｃと弁軸ホルダ９の全閉上ストッパ部９ｂの当接面９ｅの配置が同方向となるように固定される。

この実施例においては、図２（ａ）に示されるように、等角度で配置された凹部７ａの各々にロータ７のＮ極が対向するように配置されているので、上記の凹部７ａを、弁軸ホルダ９のいずれの突起９ｃに嵌合させても、ロータ７の所定の極７ｃと当接面９ｅの配置が常に同方向となる。従って、ロータ７と弁軸ホルダ９との組立時にその嵌合方向を考慮する必要がなく、該組立作業が容易である。

尚、図２の事例では、ロータ７の凹部７ａ及び弁軸ホルダ９の突起９ｃは、１２０度の角度で各々３つ設けられるように構成されているが、各々２つ、あるいは４つ以上の突起及び凹部を等角度で配置しても、あるいはまた各々１つずつ設けるようにしても、上記と同様の効果がある。
（２）ガイドブッシュ１３のＤカット部１３ｅと全閉下ストッパ１７の位置合わせ
ガイドブッシュ１３には、図１及び図３に示すように全閉下ストッパ１７が螺合されると共に、Ｄカット部１３ｅ（図５参照）が形成される。そして、全閉下ストッパ１７の螺合は、その当接面１７ｄがＤカット部１３ｅの中心に配置されるようにされる。以下に、その手順を説明する。

図３（ａ）、（ｂ）に示すように、ガイドブッシュ１３の上端面１３ｃから雄ねじ部１３ａのねじ切り始め位置１３ｂまでの距離をＡ、ガイドブッシュ１３の上端面１３ｃから、最終的に全閉下ストッパ１７の下面が到達する下方段部１３ｄまでの距離をＢとし、距離Ａ及び距離Ｂを各々雄ねじ部１３ａのねじピッチの整数倍とする。すなわち、ねじ切り始め位置１３ｂから下方段部１３ｄまでの距離Ｃが上記ねじピッチの整数倍となっている。尚、図３では、ガイドブッシュ１３に形成されるＤカット部の記載を省略している。

また、図３（ｃ）に示すように、全閉下ストッパ１７の雌ねじ部１７ｂのねじ切り始め位置１７ｃ（図１における全閉下ストッパ１７の下面側のねじ切り始め位置）と、全閉下ストッパ部１７ａの当接面１７ｄを同方向（図示のＣ−Ｃ方向）に配置する。

図３の例においては、雄ねじ部１３ａがそのまま弁座側に延長して形成された延長雄ねじ形成部１３ｙは、下方段部１３ｄの直前まで形なされ、その部分から下方段部１３ｄまでは、延長雌ねじ形成部１３ｙの雄ねじの谷の径と略同一径の柱状部で連続的に形成されている。

しかし前述のように、距離Ｃを雄ねじ部１３ａ（及び延長雄ねじ形成部１３ｙ）のねじピッチの整数倍としているので、前記の柱状部の区間においても延長雄ねじ形成部が形成されていると仮定した場合に、下方段部１３ｄに対する該仮想的なねじ山の交差部分（仮想ねじ交差部１３ｚ）は、上記ねじ切り始め位置１３ｂと上面視一致する。この結果、ねじ切り始め位置１３ｂを基準にＤカット部１３ｅを形成すれば、仮想ねじ交差部１３ｚをＤカット部１３ｅの中心に配置することができる。

従って、上記ガイドブッシュ１３と全閉下ストッパ１７を組み合わせる（全閉下ストッパ１７を延長雄ねじ形成部１３ｙに螺合させ、該ストッパ１７を下方段部１３ｄに当接させる）ことにより、ガイドブッシュ１３の仮想ねじ交差部１３ｚと全閉下ストッパ１７の当接面１７ｄとが同方向に（上面視一致するように）配置される。そしてこの結果、全閉下ストッパの当接面１７ｄがＤカット部１７ｅの中央に配置されることになる。

ここで、全閉下ストッパ１７は、下方段部１３ｄに当接するまで延長雄ねじ形成部１３ｙに螺合させるだけで良く、ガイドブッシュ１３に対して特に接着、溶接等による固着は不要である。すなわち、当該電動弁の使用により全閉下ストッパ位置１７の螺嵌が仮に緩くなっても、その閉弁方向の動作により、全閉上ストッパ９ｂが全閉下ストッパ部１７に当接し、該全閉下ストッパ部１７は下方段部１３ｄ方向に回動され、ガイドブッシュ１３に対して再度堅固に固定される。もちろん、上記の固着を行うようにしても良い。

尚、距離Ａ及びＢを雄ねじ部１３ａ及び延長雄ねじ形成部１３ｙのねじピッチの整数倍にするものとしたが、距離Ｃのみを上記ねじピッチの整数倍としても良い。

また、仮想ねじ交差部１３ｚの位置から雄ねじ部１３ａのねじピッチの整数倍となる位置に仮想的なねじの切り始め位置を設定し、そこからねじを切り始めるようにしても良く、この場合は、距離Ａ、Ｂ及びＣは、雄ねじ部１３ａ及び延長雄ねじ形成部１３ｙのねじピッチの整数倍とする必要はない。

またガイドブッシュ１３は、後述のように、そのねじ切り始め位置１３ｂ（仮想ねじ交差部１３ｚ）が導管２と同方向となるように弁本体５に固定される。
（３）弁本体５とステータコイル２１のコイル励磁極（励磁歯）２１ａの位置合わせ
ステータコイル２１のコイル励磁極２１ａは、図４（ｂ）に示すように、１２等配で設けられ、例えば特許文献２に示されたように、磁極をずらして上下４段配置されている。従って、１−２相励磁とした場合には、１２×２×４＝９６となり、９６パルスでロータ７が１回転する。

ここで、図４（ｂ）に示すように、ステータコイル２１の所定のコイル励磁極２１ａとパイプ固定金具２６を半径方向に同一直線状に配置すると、弁本体５とステータコイル２１のコイル励磁極２１ａの位置は、導管２に対して固定される。

上記（１）〜（３）より、ステータ２１ｚをキャン６の外周に被せ、該ステータ２１ｚに取り付けられたパイプ固定金具２６を導管２に係合させれば、全閉上ストッパ９ｂと全閉下ストッパ１７ａとが当接した状態において、上面視同一直線状でロータ７の所定の極７ｃ、弁軸ホルダ９の全閉上ストッパ部９ｂの当接面９ｅ、全閉下ストッパ１７の全閉下ストッパ部１７ａの当接面１７ｄ及びステータコイル２１の所定のコイル励磁極２１ａを配置することができる。

弁本体５とガイドブッシュ１３の仮想ねじ交差部１３ｚとを位置合わせするには、前述した図５に示すように、ガイドブッシュ１３の仮想ねじ交差部１３ｚと同方向にＤカット部１３ｅを形成し（Ｄカット部１３ｅの中央に仮想ねじ交差部１３ｚが配置されるように該Ｄカット部１３ｅを形成し）、弁本体５の嵌合部５ｂ（図１参照）に導管２の延設方向と同方向にＤカット部を形成し、ガイドブッシュ１３のＤカット部１３ｅと弁本体５の嵌合部（Ｄカット部）５ｂとを嵌合させるようにすれば良い。

以上をまとめると、図６に示すように、ロータ７側において、ロータ７と弁軸ホルダ９を組み合わせてロータ７の所定の極７ｃと、弁軸ホルダ９の全閉上ストッパ部９ｂの当接面９ｅとの配置を上面視で一致するように固定し、また弁軸ホルダ９の当接面９ｅとねじ切り始め位置９ｄとを上面視で一致させる。

一方、ステータコイル２１及び弁本体５側において、全閉下ストッパ１７の雌ねじ部１７ｂのねじ切り始め位置１７ｃと、全閉下ストッパ部１７ａの当接面１７ｄを上面視で一致させると共に、ねじ切り始め位置１３ｂ（仮想ねじ交差部１３ｚ）及び導管２の方向が一致するように、弁本体５とガイドブッシュ１３とをガイドブッシュ１３のＤカット部１３ｅで位置決め固定する。

また、ステータ２１ｚの所定の励磁極２１ａとパイプ固定金具２６とを同一方向となるように固定する。

そして、パイプ固定金具２６を導管２に係合させて、上記ロータ７側と、ステータコイル２１及び弁本体５側とを組み合わせて電動弁１を構成することで、弁軸ホルダ９の当接面９ｅと全閉下ストッパ１７の全閉下ストッパ部１７ａの当接面１７ｄとが当接した時に、ロータ７の所定の磁極Ｎ（又は磁極Ｓ、図６においては位置Ｘ）と、ステータコイル２１の所定のコイル励磁極２１ａ（位置Ｙ）とを正対させることができ、磁極合わせを確実に行うことができる。

次に、上記構成を有する電動弁１の動作について、図１及び図７を中心に参照しながら説明する。

電動弁１を閉じる場合には、例えば図７の状態で、ステータコイル２１に一方向の通電を行い励磁すると、ロータ７が上面視時計方向に回転すると同時に弁軸ホルダ９及び弁軸１０も回転下降し、弁体１２が弁座４内に挿入され電動弁１が閉弁する。

弁体１２が弁座４内の所定位置まで挿入された後、ロータ７がさらに回転して弁軸ホルダ９の全閉上ストッパ部９ｂが全閉下ストッパ部１７ａに当接し、弁軸ホルダ９の下降が強制的に停止され、図１に示す姿勢で動作が終了する。

この例においては、上記のように弁軸ホルダ９の下降が強制的に停止された場合においても、弁体１２と弁座４との間には若干の間隙があり、流体の少量流出が可能となっている。従って、弁軸１０が最も下降した時においてもその下降が弁座４によって妨げられることはないので、弁軸１０の最下降位置においても、コイルばね１４は圧縮されることはない。

上記全閉上ストッパ部９ｂが全閉下ストッパ部１７ａに当接した時には、図６に示した磁極合わせ構造により、ロータ７の所定の磁極Ｎ（図６の位置Ｘ）と、ステータコイル２１の所定のコイル励磁極２１ａ（位置Ｙ）とが一致する。

一方、電動弁１を開く場合には、例えば図１の状態で、ステータコイル２１に上記とは逆方向の通電を行い励磁すると、ロータ７が上面視反時計方向に回転すると同時に弁軸ホルダ９及び弁軸１０も回転上昇し、弁体１２が弁座４から離れて電動弁１が開弁する。

尚、本発明は、上記のように弁体が弁座を閉塞しないタイプのものに適用されるのみでなく、その閉弁時に、弁体が弁座を閉塞するタイプのものに適用されても良い。この場合、図８に示すように、弁体４２が弁座３４に当接（弁座を閉塞）した後は、コイルばね４４が圧縮されながら弁軸ホルダ３９のみがさらに下降し、その後、全閉上ストッパ部３９ｂと全閉下ストッパ部４７ａとの当接により弁軸ホルダ３９の回転が停止される。

次に、上記電動弁１のイニシャライズ時の動作について説明する。

電動弁１の開度制御を正確に行うため、開度制御の開始時に弁体１２を一旦閉弁状態とし、この閉弁位置を原点として電動弁１の開度制御を開始する。原点出しの手法としては、上述のように弁本体５側に全閉下ストッパ１７の全閉下ストッパ部１７ａを設けるとともに、弁体１２側に全閉上ストッパ部９ｂを設け、電動弁１の全閉時に両ストッパ部９ｂ、１７ａが当接するように構成し、まず、ステッピングモータのステータコイル２１に対して、全開から全閉に至るまでに必要なパルス数に、種々の誤差を勘案したパルス数を加算して通電する。

全閉時に弁体が弁座を閉塞しない電動弁においては、この際に、磁極合わせが適切になされていれば、電動弁１のイニシャライズ時の振動当接音の発生が少なくなる。

また、上記パルス供給が停止された後、電動弁１の開弁方向に所定数のパルスが供給され、該パルスの供給が停止した位置が流量制御の開始位置（原点出し）とされ、この位置から流量制御が開始される。この開弁方向への所定数のパルス供給は、磁極合わせを適切に行うことで、余分なパルスの考慮なく設定することができるので、流量制御開始時の弁位置精度が向上する。

全閉時に弁体が弁座を閉塞する電動弁においては、上記の原点出しのためにステータコイル２１に対して供給されるパルス数は、弁体が弁座に当接した後、ストッパが当接してロータの回転が停止されるまでの間に必要とされるパルス数に種々の誤差を勘案したパルス数を加算したものとなる。このタイプの電動弁においても、磁極合わせが適切になされていれば、電動弁１のイニシャライズ時の振動当接音の発生が少なくなる。

またこのように全閉時に弁体が弁座を閉塞する電動弁においては、原点出しのための、開弁方向へのパルス供給は、弁体１２が弁座４に当接した後、全閉上ストッパ部９ｂが全閉下ストッパ部１７ａに当接するまでのコイルばね１４の圧縮分を解除するためのものである。

ここで、上記パルス供給が停止された相をコイル励磁相２１ａ（図６の符号Ｙ）とすると、上記の磁極合わせが適切になされていない場合は、コイル励磁極２１ａとロータ７の磁極Ｎ（図６の符号Ｘ）との釣り合いが磁極の僅かなずれで変わり、釣り合いのとれる方向（例えば開弁方向）へロータ７が回転してしまうことがある。

このため、場合によっては、開弁方向へ所定数のパルスを供給する前にコイルばね１４の圧縮が解除されていたり、あるいは開弁方向へ所定数のパルスを供給してもコイルばね１４の圧縮が解除されなかったりする場合があるので、このロータ７が開弁方向に回転してしまう分のパルスを考慮して、開弁方向へのパルス数を設定する必要がある。

ここで、上記磁極合わせが適切になされていれば、両ストッパ部９ｂ、１７ａは当接した状態で必ず停止するので、開弁方向に所定数のパルスが供給されれば、確実に流量制御が開始される。このように、余分なパルスの考慮なく、開弁方向へのパルス供給を設定できるので、流量制御開示時の弁体１２の位置精度が向上する。

さて、図６に関する説明においては、弁軸ホルダ９の当接面９ｅとねじ切り始め位置９ｄとを上面視で一致させるものとしたが、このような構成とすることにより、全閉上ストッパ９ｂと全閉下ストッパ部１７ａとの当接量（当接高さ）が適正となるように、その管理を容易に行うことができる。

しかし、本発明はこれのみに限定されることはなく、全閉上ストッパ９ｂと全閉下ストッパ部１７ａとの当接量の管理を別の手法により行うようにすれば、弁軸ホルダ９の当接面９ｅとねじ切り始め位置９ｄとを上面視で一致させる必要はない。

さらにまた、前述の説明においては、距離Ｃを雄ねじ部１３ａ及び延長雄ねじ形成部１３ｙのねじピッチの整数倍として雄ねじ部１３ａを形成することにより仮想ねじ交差部１３ｚをガイドブッシュ１３の所定の位置に設定し、これを基準にＤカット部１３ｅを形成するものとした。しかし、本発明はこれのみに限定されることはなく、ガイドブッシュ１３の所定の位置を基準とすることなく仮想ねじ交差部１３ｚとＤカット部１３ｅの中心とを一致させることができれば、距離Ａ、Ｂ及びＣはねじピッチの整数倍とする必要はない。

さらにまた、前述の説明においては、ガイドブッシュ１３は、雄ねじ部１３ａが形成された後、Ｄカット部１３ｅが形成されるものとしたが、本発明はこれのみに限定されることはなく、Ｄカット部１３ｅを先に形成し、その後、雄ねじ部１３ａを形成するようにしても良いことは当然である。

１電動弁
２導管
２ａ流路
３導管
３ａ流路
４弁座
５弁本体
５ａ弁室
５ｂ嵌合部
６キャン
７ロータ
７ａ凹部
７ｂ穴部
７ｃ極
７ｚ突出部
９弁軸ホルダ（雌ねじ部材）
９ａ雌ねじ部
９ｂ全閉上ストッパ部
９ｃ凸部
９ｄねじ切り始め位置
９ｅ当接面
９ｚ台部
１０弁軸
１１ナット
１２弁体
１３ガイドブッシュ（雄ねじ部材）
１３ａ雄ねじ部
１３ｂねじ切り始め位置
１３ｃ上端面
１３ｄ下方段部
１３ｅＤカット部
１３ｙ延長雄ねじ形成部
１３ｚ仮想ねじ交差部
１４コイルばね
１５均圧孔
１６復帰ばね
１７全閉下ストッパ
１７ａ全閉下ストッパ部
１７ｂ雌ねじ部
１７ｃねじ切り始め位置
１７ｄ当接面
１９接合リング
２１ステータコイル
２１ａコイル励磁極
２１Ｚステータ
２２リード端子
２３基板
２４リード線
２６パイプ固定金具
３４弁座
３９弁軸ホルダ
３９ｂ全閉上ストッパ部
４２弁体
４４コイルばね
４７ａ全閉下ストッパ部

Claims

弁座を備えた弁本体と、
ステータコイルを備え前記弁本体に固定されたステータ、及び前記ステータコイルに励磁することにより回転するロータと、
該ロータの回転に伴って回転する雌ねじ部材と、
該雌ねじ部材に設けられた弁体と、
前記ロータの回転に伴って回転する可動側ストッパと、
前記弁本体に固定されると共に、前記雌ねじ部材に螺合し、前記ロータの回転を前記弁体の昇降動作に変換する雄ねじ部材と、
該雄ねじ部材の前記雌ねじ部材との螺合部である雄ねじ部がそのまま延長されることにより形成された延長雄ねじ形成部と、
該延長雄ねじ形成部に螺合され、前記弁体の最下降時において、前記可動側ストッパに当接して前記雌ねじ部材の閉弁方向の回転を規制する固定側ストッパとを備え、
前記雌ねじ部材は、前記ロータの所定の磁極及び前記可動側ストッパの前記固定側ストッパとの当接面が上面視一致するように、前記ロータに固定され、
前記固定側ストッパ及び前記ステータは、該固定側ストッパの前記可動側ストッパとの当接面及び前記ステータコイルの所定の励磁極が上面視一致するように、前記弁本体に固定され、
前記固定側ストッパと前記延長雄ねじ形成部との螺合は、各々のねじの切り始めが管理されることによりなされたことを特徴とする電動弁。
前記ステータは、前記弁本体の弁室に繋がる導管に係合可能で、かつ前記ステータコイルの所定の励磁極と同一方向に配置されたパイプ固定金具を備え、
前記雄ねじ部材は、前記延長雄ねじ形成部に螺合された固定側ストッパの前記可動側ストッパとの当接面が前記導管と同一方向となるように前記弁本体に固定され、
前記パイプ固定金具が前記導管に係合することにより前記ロータの周囲にステータが配置されたことを特徴とする請求項１に記載の電動弁。
前記可動側ストッパは前記雌ねじ部材に形成され、
該雌ねじ部材と前記雄ねじ部材との螺合は、各々のねじの切り始めが管理されることによりなされたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電動弁。
前記ロータに対する前記雌ねじ部材の固定は、等角度で配置された凹凸の嵌合構造によりなされたことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の電動弁。
弁座を備えた弁本体と、
ステータコイルを備え前記弁本体に固定されたステータ、及び前記ステータコイルに励磁することにより回転するロータと、
該ロータの回転に伴って回転する雌ねじ部材と、
該雌ねじ部材に設けられた弁体と、
前記ロータの回転に伴って回転する可動側ストッパと、
前記弁本体に固定されると共に、前記雌ねじ部材に螺合し、前記ロータの回転を前記弁体の昇降動作に変換する雄ねじ部材と、
該雄ねじ部材の前記雌ねじ部材との螺合部である雄ねじ部がそのまま延長されることにより形成された延長雄ねじ形成部と、
該延長雄ねじ形成部に螺合され、前記弁体の最下降時において、前記可動側ストッパに当接して前記雌ねじ部材の閉弁方向の回転を規制する固定側ストッパとを備え、
前記雌ねじ部材は、前記ロータの所定の磁極及び前記可動側ストッパの前記固定側ストッパとの当接面が上面視一致するように、前記ロータに固定され、
前記固定側ストッパ及び前記ステータは、該固定側ストッパの前記可動側ストッパとの当接面及び前記ステータコイルの所定の励磁極が上面視一致するように、前記弁本体に固定され、
前記可動側ストッパは前記雌ねじ部材に形成され、
該雌ねじ部材と前記雄ねじ部材との螺合は、各々のねじの切り始めが管理されることによりなされたことを特徴とする電動弁。
前記ステータは、前記弁本体の弁室に繋がる導管に係合可能で、かつ前記ステータコイルの所定の励磁極と同一方向に配置されたパイプ固定金具を備え、
前記雄ねじ部材は、前記延長雄ねじ形成部に螺合された固定側ストッパの前記可動側ストッパとの当接面が前記導管と同一方向となるように前記弁本体に固定され、
前記パイプ固定金具が前記導管に係合することにより前記ロータの周囲にステータが配置されたことを特徴とする請求項５に記載の電動弁。
前記ロータに対する前記雌ねじ部材の固定は、等角度で配置された凹凸の嵌合構造によりなされたことを特徴とする請求項５又は６に記載の電動弁。