JP7135614B2

JP7135614B2 - 流量制御弁

Info

Publication number: JP7135614B2
Application number: JP2018167007A
Authority: JP
Inventors: 富夫大嶋; 一良渡壁; 高史小林; カックヴィエットドアン; 政文鶴田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-09-06
Filing date: 2018-09-06
Publication date: 2022-09-13
Anticipated expiration: 2038-09-06
Also published as: JP2020041552A; DE102019121399A1

Description

本開示は、流量制御弁の技術に関する。

従来、弁体と、弁座と、回転軸を閉弁方向に回転させるリターンスプリング力を発せさせるリターンスプリングと、回転軸を開弁方向に回転させる駆動力を発生させる駆動機構と、を有する流量制御弁が知られている（特許文献１）。

国際公開第２０１６／００２５９９号

従来の技術では、駆動機構の非駆動時に、弁体が弁座から離れる場合があった。駆動機構の非駆動時に弁体が弁座から離れた場合、流体が下流側へと漏れ出す恐れが生じ得る。よって、従来から駆動機構の非駆動時に、弁体が弁座から離れることを抑制できる技術が望まれている。

本開示は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

本開示の一形態によれば、流量制御弁（１）が提供される。この流量制御弁は、弁孔（１６）と前記弁孔の周囲に形成されたシート面（１７）とを含む弁座と、前記シート面に対応するシール面（１８）が形成された弁体（１４）と、前記弁体に接続された先端部（１５ａ）と、基端部（１５ｂ）とを有し、前記弁体を回動させる回転軸（１５）と、前記回転軸を開弁方向に回転させる駆動力を発生させる駆動機構（３２）と、前記基端部に接続され、前記駆動力を前記回転軸に伝達するギヤ（４１）と、前記駆動機構の非駆動時に、前記回転軸を閉弁方向に回転させるばね力を生じさせるコイルばね（４０）と、前記駆動機構の非駆動時に、前記弁体を前記弁座に近づけるように、前記回転軸を変位させる外力（Ｆａ，Ｆｖ）を生じさせる力発生機構部（４１２，４１２ａ，３５１，３５１ａ，４０Ｂｃ，４０Ｃａ）と、を備え、前記回転軸は、前記弁体および前記弁孔の径方向と平行に伸びる中心軸であって、前記弁孔の中心から前記弁孔の径方向へ偏って位置する中心軸（Ｌｊ）を有し、前記シール面は、前記回転軸の中心軸から前記弁体の中心軸が伸びる方向へ偏って配置される。また流量制御弁はさらに前記駆動機構の非駆動時において前記ギヤと接触する壁側接触面（３５１，３５１ａ）を含み、前記ギヤの回転を規制する規制壁（３５ｂ，３５ｂａ）を有し、前記ギヤは、前記規制壁と接触するギヤ側接触面（４１２，４１２ａ）を有し、前記壁側接触面と前記ギヤ側接触面とはそれぞれ、前記中心軸に沿った方向に対して傾斜しており、前記力発生機構部は、前記壁側接触面と前記ギヤ側接触面とを構成として含み、前記壁側接触面が前記ギヤ側接触面に対して前記外力の少なくとも一部を加える。

上記形態の流量制御弁によれば、力発生機構部によって弁体を弁座に近づけるように回転軸を変位させる外力を生じさせるので、駆動機構の非駆動時に、弁体が弁座から離れることを抑制できる。

流量制御弁の正面図。流量制御弁の上面図。全閉状態における弁部を一部破断した斜視図。全開状態における弁部を一部破断した斜視図。全閉状態の弁座、弁体、および、回転軸を示す側面図。図５の６－６断面図。図１の７－７断面図。図１の８－８断面図。弁ハウジングからエンドフレームを取り外した状態を示す正面図。モータの非駆動時における流量制御弁の一部拡大図。モータの非駆動時におけるメインギヤに作用する力を説明する図。図１１の１２－１２断面模式図。図１１の１３－１３断面模式図。弁開度と開口面積の関係図。第２実施形態の力発生機構部を説明するための図。第３実施形態の力発生機構部を説明するための図。第３実施形態の力発生機構部によって生じる外力を説明するための図。第４実施形態の力発生機構部を説明するための図。図１３に相当し、力発生機構部の作用について説明するための図。

Ａ．第１実施形態：
図１と図２に示すように、流量制御弁１は、二重偏心弁によって構成される弁部２と、駆動機構部３とを備えるＥＧＲ弁である。弁部２は、内部に流体としてのＥＧＲガスが流れる流路１１を有する管部１２（図７参照）を備え、流路１１の中には弁座１３、弁体１４および回転軸１５（図７や図８参照）が配置されている。回転軸１５には、駆動機構部３から駆動力（回転力）が伝達される。駆動機構部３は、駆動機構としてのモータ３２と、減速機構３３（図７や図８参照）とを備えている。モータ３２は、回転軸１５を開弁方向に回転させる駆動力を発生させる。

図３と図４に示すように、流路１１には段部１０が形成されている。弁座１３は、段部１０に配置されている。弁座１３は、円環状であり、中央に弁孔１６を有する。弁孔１６の周囲には、環状のシート面１７が形成されている。弁体１４は、円板状であり、その外周には、シート面１７に対応する環状のシール面１８が形成されている。弁体１４は、回転軸１５に一体的に設けられ、回転軸１５と一体的に回動する。図３、図４において、弁体１４より下の流路１１はＥＧＲガスの流れの上流側を示し、弁座１３より上の流路１１がＥＧＲガスの流れの下流側を示す。すなわち、流路１１において弁体１４は、弁座１３よりもＥＧＲガスの流れの上流側に配置されている。

図５と図６に示すように、回転軸１５の中心軸Ｌｓは、弁体１４及び弁孔１６の径方向と平行に伸び、弁孔１６の中心Ｐ１から弁孔１６の径方向へ偏って配置される。また、弁体１４のシール面１８は、回転軸１５の中心軸Ｌｓから弁体１４の中心軸Ｌｖが伸びる方向へ偏って配置されている。また、弁体１４を回転軸１５の中心軸Ｌｓを中心に回動させることにより、弁体１４のシール面１８は、弁座１３のシート面１７に面接触する全閉位置（図３参照）と、シート面１７から最も離れる全開位置（図４参照）との間で移動可能である。

図７や図８に示すように、弁ハウジング３５は、流路１１及び管部１２を備えている。弁ハウジング３５は、金属製又は合成樹脂製である。また、エンドフレーム３６は、弁ハウジング３５の開口端を閉鎖している。エンドフレーム３６は、金属製又は合成樹脂製である。弁体１４及び回転軸１５は、弁ハウジング３５に設けられている。回転軸１５は、先端部１５ａと基端部１５ｂとを備えている。回転軸１５は、弁体１４を回動させる。先端部１５ａは自由端であり、弁体１４に接続されている。基端部１５ｂはメインギヤ４１に接続されている。

回転軸１５の先端部１５ａは、管部１２の流路１１に挿入されて配置されている。また、回転軸１５は、互いに離れて配置された２つの軸受である第１軸受３７と第２軸受３８を介して、弁ハウジング３５に対し回転可能に片持ち支持されている。第１軸受３７と第２軸受３８は、共にボールベアリングにより構成されている。第１軸受３７と第２軸受３８は、回転軸１５の中心軸Ｌｓ方向について、弁体１４とメインギヤ４１との間の位置に配置されている。第１軸受３７と第２軸受３８は、回転軸１５を回転可能に支持している。弁体１４は、回転軸１５の先端側に形成された先端部１５ａに対して溶接により接続され、流路１１内に配置されている。

エンドフレーム３６は、弁ハウジング３５に対し複数のクリップ３９（図１，２参照）により固定されている。図７と図８に示すように、回転軸１５の基端部１５ｂには、扇形ギヤを備えるメインギヤ４１が固定されている。弁ハウジング３５とメインギヤ４１との間には、ばね力Ｆｓ１（図１１参照）を発生させるコイルばね４０が設けられている。コイルばねは、ねじりコイルばねである。ばね力Ｆｓ１は、回転軸１５を閉弁方向に回転させる力であって、弁体１４を閉弁方向へ付勢する力である。図８に示すように、コイルばね４０は、回転軸１５の中心軸Ｌｓを中心とした回転軸１５の周囲に配置されている。本実施形態では、回転軸１５の基端部１５ｂ側は、コイルばね４０の内側に配置されている。

コイルばね４０は、線材がコイル状に巻かれて形成された弾性体である。図１１に示すように、コイルばね４０は、コイル状の本体部４０ｃと、一方の端末部である第１端末部４０ａと、他方の端末部である第２端末部４０ｂとを備える。図１０に示すように、第１端末部４０ａと第２端末部４０ｂは、コイルばね４０の周方向について約１８０°離れた位置に配置されている。第１端末部４０ａは、弁ハウジング３５側（図１０の紙面奥側）に配置され、弁ハウジング３５のスプリングフック部３５ｃ（図１０参照）に当接している。一方、第２端末部４０ｂは、メインギヤ４１側（図１０の紙面手前側）に配置され、メインギヤ４１のスプリングフック部４１ｃに当接している。

また、図７～図１０に示すように、メインギヤ４１は、全閉ストッパ部４１ａと、歯車部４１ｂと、スプリングフック部４１ｃと、スプリングガイド部４１ｄなどを備えている。メインギヤ４１は、回転軸１５の基端部１５ｂに接続されている。メインギヤ４１の回転方向は、回転軸１５の中心軸Ｌｓ周りである。メインギヤ４１の周方向（図１０の反時計方向）について、順に、全閉ストッパ部４１ａ、歯車部４１ｂ、スプリングフック部４１ｃが形成されている。メインギヤ４１は、回転軸１５と一体的に設けられ、モータ３２で発生する駆動力を回転軸１５に伝達する。全閉ストッパ部４１ａは、ギヤ側接触面４１２（図１１，図１２）を有する。図１２に示すように、ギヤ側接触面４１２は、モータ３２の非駆動時において、規制壁３５ｂの壁側接触面３５１に接触する部分である。これにより、モータ３２の非駆動時において、コイルばね４０のばね力Ｆｓ１に起因したメインギヤ４１の回転を規制できる。

図１２に示すように、ギヤ側接触面４１２と壁側接触面３５１は、中心軸Ｌｊに沿った方向に対して傾斜している。具体的には、ギヤ側接触面４１２の法線方向ＮＤ２は、先端側方向Ｅｂの成分を有する方向である。また壁側接触面３５１の法線方向ＮＤ１は、基端側方向Ｅａの成分を有する方向である。先端側方向Ｅｂとは、中心軸Ｌｊに沿った方向のうち基端部１５ｂから先端部１５ａに向かう方向である。基端側方向Ｅａとは、中心軸Ｌｊに沿った方向のうち先端部１５ａから基端部１５ｂに向かう方向である。ギヤ側接触面４１２と壁側接触面３５１のそれぞれと、中心軸Ｌｊに沿った方向との成す角度θａは、例えば３０°以上６０°以下の範囲であってもよい。本実施形態において、ギヤ側接触面４１２と壁側接触面３５１とが、モータ３２の非駆動時に、弁体１４を弁座１３に近づけるように、回転軸１５を変位させる外力Ｆａを生じさせる力発生機構部として機能する。

なお、弁開度θは、回転軸１５が中心軸Ｌｓを中心に回転したときの回転軸１５の回転角度であり、メインギヤ４１の回転角度や弁体１４の開度やＥＧＲ弁開度に相当するものである。そして、弁開度θが「０」であるときとは、回転軸１５の回転角度が回転軸１５の回転範囲内における最小角度であるときである。図７～図１０は、弁開度θが「０」であるときを示している。

図１０に示すように、歯車部４１ｂは、中間ギヤ４２の小径ギヤ４２ｂと噛み合っている。スプリングフック部４１ｃは、コイルばね４０の第２端末部４０ｂに当接しており、第２端末部４０ｂからばね力Ｆｓ１が加えられている（図１１参照）。

図８に示すように、スプリングガイド部４１ｄは、コイルばね４０の内側に配置され、コイルばね４０を支持している。また、スプリングガイド部４１ｄは、回転軸１５における基端部１５ｂ側の部分にて、回転軸１５と一体的に設けられている。

図８に示すように、メインギヤ４１は、凹部４１ｅを備える。凹部４１ｅ内には、略円板形状の磁石４６が収容されている。メインギヤ４１が弁体１４及び回転軸１５と一体に回転することにより、磁石４６は回転し、磁石４６の磁界が変化する。磁石４６の磁界の変化を回転角度センサ（不図示）により検知することにより、メインギヤ４１の回転角度を弁体１４の開度、すなわちＥＧＲ弁開度を検出できる。

図７に示すように、モータ３２は、弁ハウジング３５に形成された収容凹部３５ａに収容されて固定されている。モータ３２は、弁体１４を開閉駆動するために減速機構３３を介して回転軸１５に駆動連結されている。すなわち、モータ３２の出力軸３２ａ（図９参照）には、モータギヤ４３が固定されている。モータギヤ４３は、中間ギヤ４２を介してメインギヤ４１に駆動連結されている。モータ３２は、回転軸１５を開弁、および、閉弁方向に回転させる駆動力を発生させる。

中間ギヤ４２は、大径ギヤ４２ａと小径ギヤ４２ｂを有する二段ギヤであり、ピンシャフト４４を介して弁ハウジング３５に回転可能に支持されている。大径ギヤ４２ａには、モータギヤ４３が駆動連結され、小径ギヤ４２ｂには、メインギヤ４１が駆動連結されている。本実施形態では、減速機構３３を構成する各ギヤ４１～４３として、軽量化のために樹脂材料よりなる樹脂ギヤが使用されている。

流量制御弁１は、図３に示すような弁体１４の全閉状態から、モータ３２に通電させると、メインギヤ４１にギヤ歯を押す力であるモータ駆動力Ｆｍ１（図１１参照）が加わる。モータ３２に印加させる駆動電圧（電流）が徐々に大きくなると、出力軸３２ａとモータギヤ４３が正方向（弁体１４を開弁させる方向）へ回転して、その回転が中間ギヤ４２により減速されてメインギヤ４１に伝達される。そして、コイルばね４０により発生するばね力Ｆｓ１に抗して、弁体１４が開弁して流路１１が開かれる。その後、弁体１４が開弁する途中でモータ３２に印加させる駆動電圧が一定に維持されると、そのときの弁体１４の開度にてモータ駆動力Ｆｍ１とばね力Ｆｓ１とが均衡して、弁体１４は所定開度に保持される。

モータ３２へ通電がなされていないモータ３２の非駆動時には、弁開度θが「０」（回転軸１５の閉弁状態）である。弁開度θが「０」のとき、図１０に示すように、メインギヤ４１の全閉ストッパ部４１ａは、弁ハウジング３５の規制壁３５ｂに当接している。なお、このとき、エンジンは停止している。

モータ３２の非駆動時において、回転軸１５に加わる力について以下に説明する。図１１に示すように、回転軸１５の中心軸Ｌｓを原点とし、ｘ軸を水平方向とし、ｙ軸を鉛直方向とする直交座標系において、＋ｘ方向かつ＋ｙ方向を第１象限、－ｘ方向かつ＋ｙ方向を第２象限、－ｘ方向かつ－ｙ方向を第３象限、＋ｘ方向かつ－ｙ方向を第４象限とする。また、中心軸Ｌｓを通り、弁孔１６の開口方向（図１１では鉛直方向）と直交する面を基準面ｓｆとする。

モータ３２の非駆動時において、壁側接触面３５１とギヤ側接触面４１２とは、基準面ｓｆを基準として弁座１３側に位置する。つまり、壁側接触面３５１とギヤ側接触面４１２とは基準面ｓｆよりも＋ｙ方向に位置する。

メインギヤ４１のスプリングフック部４１ｃには、コイルばね４０の第２端末部４０ｂからばね力Ｆｓ１が加わっている。このとき、第１端末部４０ａおよび全閉ストッパ部４１ａは第１象限に位置するように配置され、第２端末部４０ｂおよびスプリングフック部４１ｃは第３象限に位置するように配置されている。

回転軸１５の中心軸Ｌｓ方向に沿った断面における力関係を考えると、図１３に示すように、メインギヤ４１に対して、ばね力Ｆｓ１の＋ｙ方向成分の力Ｆｓ２が作用する。なお、＋ｙ方向とは、第１軸受３７や第２軸受３８の中心軸Ｌｊ方向（ｘ方向）に対して垂直な方向であって、弁体１４に対して弁座１３が配置される方向である。

このようにメインギヤ４１にばね力Ｆｓ１の＋ｙ方向成分の力Ｆｓ２が作用することにより、メインギヤ４１と一体の回転軸１５は、第１軸受３７を支点に、図１３における時計回りに回転しようとする。これにより、てこの原理により、回転軸１５の基端部１５ｂに設けられるメインギヤ４１は＋ｙ方向に変位する一方で、回転軸１５の先端部１５ａに設けられる弁体１４は－ｙ方向に変位しようとする。そのため、弁体１４は、弁座１３から離れる方向に移動しようとする。これにより、モータ３２の非駆動時であって、回転軸１５が閉弁状態にあるときに、弁座１３と弁体１４との間に微少隙間が生じる可能性が生じ得る。

しかしながら、図１２に示すように、モータ３２の非駆動時において、全閉ストッパ部４１ａは、コイルばね４０の作用によって規制壁３５ｂに対して外力Ｆｔを加える。規制壁３５ｂは外力Ｆｔの反力として、全閉ストッパ部４１ａのギヤ側接触面４１２に対して外力Ｆを加える。外力Ｆは、基端側方向Ｅａの外力Ｆａと、基端側方向Ｅａと直交する外力Ｆ１とに分解できる。

図１３に示すように、外力Ｆａは、第１軸受３７を支点としてメインギヤ４１に対してモーメントＭａを生じさせる。モーメントＭａは、メインギヤ４１および基端部１５ｂを弁座１３が位置する側とは反対側（図１３の下側）に変位させる。また外力Ｆａは、第１軸受３７を支点として先端部１５ａに対してモーメントＭｂを生じさせる。モーメントＭｂは、先端部１５ａを弁座１３が位置する側（図１３の上側）に変位させる。これにより、モータ３２の非駆動時に、弁体１４が弁座１３から離れることを抑制できる。

モータ３２へ通電がなされるモータ３２の駆動時には、中間ギヤ４２の小径ギヤ４２ｂ（図１０）からメインギヤ４１の歯車部４１ｂ（図１０）に対して、メインギヤ４１を回転させようとするモータ駆動力Ｆｍ１が作用する。モータ駆動力Ｆｍ１は、－ｙ方向に作用する。なお、－ｙ方向とは、第１軸受３７や第２軸受３８の中心軸Ｌｊ方向（ｘ方向）に対して垂直な方向であって、弁座１３に対して弁体１４が配置される方向（図１１や図１２の図面下方向）である。

メインギヤ４１に対して－ｙ方向に作用するモータ駆動力Ｆｍ１が、ばね力Ｆｓ１の＋ｙ方向成分の力よりも大きくなると、回転軸１５が開弁方向に回転することで、弁体１４が弁座１３から離れる。

図１４に示すように、モータ３２の非駆動時には、外力Ｆａ（図１３）によって先端部１５ａが弁座１３に近づく側に変位することで、弁体１４が弁座１３に着座するため、動作点Ｐ１ａに位置する。モータ３２の駆動時において、モータ３２に印加する駆動電圧がある程度大きくなった場合、回転軸１５が開弁方向に回転することで、弁体１４が弁座１３から離れる。さらにモータ３２に印加する駆動電圧を高くしていくことで、例えば、弁開度αである動作点Ｐ１ｂ、弁開度βである動作点Ｐ１ｃというように、弁開度が大きくなる。

上記第１実施形態によれば、力発生機構部である壁側接触面３５１とギヤ側接触面４１２とによって、弁体１４を弁座１３に近づけるように回転軸１５を変位させる外力Ｆａを生じさせる（図１３）。これにより、モータ３２の非駆動時に、弁体１４が弁座１３から離れることを抑制できる。よって、モータ３２の非駆動時において、ＥＧＲガスが流量制御弁を通過する可能性を低減できる。また、上記第１実施形態によれば、壁側接触面３５１とギヤ側接触面４１２とを中心軸Ｌｓに沿った方向に対して傾斜させるという単純な構成によって、外力Ｆａをギヤ側接触面４１２に対して加えることができる。具体的には、壁側接触面３５１からギヤ側接触面４１２に対して基端側方向Ｅａに向かう外力Ｆａを加えることができる。この外力Ｆａによって、弁座１３が弁孔１６に近づく方向に回転軸１５を変位させることができる。

Ｂ．第２実施形態：
図１５に示す力発生機構部としてのギヤ側接触面４１２ａおよび壁側接触面３５１ａと、第１実施形態のギヤ側接触面４１２および壁側接触面３５１との違いは、形成位置である。図１５に示すように、弁ハウジング３５Ａは、先端側方向Ｅｂに突出する規制壁３５ｂａを有する。規制壁３５ｂａは、中心軸Ｌｊに沿った方向に対して傾斜する壁側接触面３５１ａを有する。また、メインギヤ４１Ａは、先端側方向Ｅｂに突出する全閉ストッパ部４１Ａａを有する。全閉ストッパ部４１Ａａは、中心軸Ｌｊに沿った方向に対して角度θｂだけ傾斜するギヤ側接触面４１２ａを有する。角度θｂは、例えば３０°以上６０°以下の範囲であってもよい。モータ３２の非駆動時において、全閉ストッパ部４１Ａａは、コイルばね４０の作用によって規制壁３５ｂａに対して外力を加える。規制壁３５ｂは、この外力の反力として、全閉ストッパ部４１Ａａのギヤ側接触面４１２ａに対して外力Ｆを加える。外力Ｆは、基端側方向Ｅａの外力Ｆａと、基端側方向Ｅａと直交する外力Ｆ１とに分解できる。外力Ｆａは、第１実施形態と同様に、弁体１４を弁座１３に近づけるように回転軸１５を変位させる力である。

上記第２実施形態によれば、上記第１実施形態と同様の構成については同様の効果を奏する。例えば、力発生機構部である壁側接触面３５１ａとギヤ側接触面４１２ａとによって、弁体１４を弁座１３に近づけるように回転軸１５を変位させる外力Ｆａを生じさせる。これにより、モータ３２の非駆動時に、弁体１４が弁座１３から離れることを抑制できる。よって、モータ３２の非駆動時において、ＥＧＲガスが流量制御弁を通過する可能性を低減できる。

Ｃ．第３実施形態：
上記第１，第２実施形態では、力発生機構部は、壁側接触面３５１，３５１ａとギヤ側接触面４１２，４１２ａとによって構成されていたが、モータ３２の非駆動時に弁体１４を弁座１３に近づけるように回転軸１５を変位させる外力を生じさせることができれば、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、図１６に示すように、力発生機構部は、コイルばね４０Ｂのうちの本体部４０Ｂｃによって構成されていてもよい。また、上記第１実施形態と同様に、コイルばね４０Ｂは回転軸１５を閉弁方向に回転させる力を生じさせる。

コイルばね４０Ｂは、流量制御弁１の構成要素として組み付けられる前の無負荷状態では、本体部４０Ｂｃが湾曲した形状である。図１７に示すように、コイルばね４０Ｂが、流量制御弁１の構成要素として組み付けられた状態（組付状態）では、弾性変形によって本体部４０Ｂｃは中心軸Ｌｓに沿った方向に伸びる。なお、組付状態では、コイルばね４０Ｂの第１端末部４０ａ側は弁ハウジング３５に溶着などによって固定され、第２端末部４０ｂ側は自由端である。組付状態において、本体部４０Ｂｃの第２端末部４０ｂ側は、元の形状に戻ろうとする力によって、メインギヤ４１Ａに対して紙面下方向の外力Ｆｖを加える。外力Ｆｖは、第１軸受３７を支点としてメインギヤ４１に対してモーメントＭａを生じさせる。モーメントＭａは、メインギヤ４１および先端部１５ｂを弁座１３から位置する側とは反対側（図１７の下側）に変位させる。また外力Ｆｖは、第１軸受３７を支点として先端部１５ａに対してモーメントＭｂを生じさせる。モーメントＭｂは、先端部１５ａを弁座１３が位置する側（図１７の上側）に変位させる。これにより、モータ３２の非駆動時に、弁体１４が弁座１３から離れることを抑制できる。

上記第３実施形態によれば、本体部４０Ｂｃによって弁体１４を弁座１３に近づけるように回転軸１５を変位させる外力Ｆｖを生じさせることができる。これにより、上記第１実施形態と同様に、モータ３２の非駆動時に、弁体１４が弁座１３から離れることを抑制できる。

Ｄ．第４実施形態：
図１８に示すように、コイルばね４０Ｃの力発生機構部としての第２端末部４０Ｃｂは、メインギヤ４１のスプリングフック部４１Ｃｃに組み付ける前の無負荷状態では、先端側方向Ｅｂ側に反った形状である。コイルばね４０Ｃが組み付けられた状態（組付状態）では、第２端末部４０Ｃｂは、弾性変形によって中心軸Ｌｓと直交する方向（図１８では左右方向）に伸びる。スプリングフック部４１Ｃｃはメインギヤ４１の周方向に開口した凹部４５７を有する。凹部４５７内に第２端末部４０Ｃｂが配置された場合、第２端末部４０Ｃｂは元の形状に戻ろうとする力によって、凹部４５７を区画する先端側方向Ｅｂ側の壁４５７に対して先端側方向Ｅｂの外力Ｆｂを加える。外力Ｆｂは、図１９に示すように、第１軸受３７を支点としてメインギヤ４１に対してモーメントＭａを生じさせる。モーメントＭａは、メインギヤ４１および先端部１５ｂを弁座１３から位置する側とは反対側（図１９の下側）に変位させる。また外力Ｆｂは、第１軸受３７を支点として先端部１５ａに対してモーメントＭｂを生じさせる。モーメントＭｂは、先端部１５ａを弁座１３が位置する側（図１９の上側）に変位させる。つまり、外力Ｆｂは、弁体１４を弁座１３に近づけるように、回転軸１５を変位させる力である。

上記第４実施形態によれば、第２端末部４０Ｃｂによって弁体１４を弁座１３に近づけるように回転軸１５を変位させる外力Ｆｂを生じさせることができる。これにより、上記第１実施形態と同様に、モータ３２の非駆動時に、弁体１４が弁座１３から離れることを抑制できる。

Ｅ．他の実施形態：
Ｅ－１．他の実施形態１：
力発生機構部として、上記第１～第４実施形態の力発生機構部を組み合わせて用いてもよい。例えば、第１実施形態の壁側接触面３５１とギヤ側接触面４１２と、第３実施形態の本体部４０Ｂｃや第４実施形態の第２端末部４０Ｃｂを組み合わせてもよい。

Ｅ－２．他の実施形態２：
上記第１実施形態において、壁側接触面３５１とギヤ側接触面４１２とはそれぞれ平面形状であったが、外力Ｆａを生じさせることができれば曲面形状であってもよい。また、上記第１実施形態において壁側接触面３５１と壁側接触面３５１とは、基準面ｓｆを基準として弁座１３側に位置していたが、これに限定されるものではない。例えば、壁側接触面３５１と壁側接触面３５１とは、基準面ｓｆを基準として弁座１３が位置する側とは反対側に位置していてもよい。この場合、壁側接触面３５１からギヤ側接触面４１２に対して先端側方向Ｅｂの外力が加えられるように、壁側接触面３５１とギヤ側接触面４１２を傾斜させる。例えば、壁側接触面３５１の法線方向ＮＤ１は、先端側方向Ｅｂの成分を有し、ギヤ側接触面４１２の法線方向ＮＤ２は、基端側方向Ｅａの成分を有する。先端側方向Ｅｂの外力によって、弁体１４を弁座１３に近づけるように、回転軸１５を変位させることができる。

本開示は、流量制御弁の他に種々の形態で実現することも可能であり、例えば、流量制御弁の製造方法等の形態で実現することができる。また本開示は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１流量制御弁、１４弁体、１５回転軸、１５ａ先端部、１５ｂ基端部、１７シート面、１８シール面、３２駆動機構、４０コイルばね、４１ギヤ、４１２，４１２ａ，３５１，３５１ａ，４０Ｂｃ，４０Ｃａ力発生機構部、Ｌｊ中心軸、Ｆａ，Ｆｖ，Ｆｂ外力

Claims

流量制御弁（１）であって、
弁孔（１６）と前記弁孔の周囲に形成されたシート面（１７）とを含む弁座と、
前記シート面に対応するシール面（１８）が形成された弁体（１４）と、
前記弁体に接続された先端部（１５ａ）と、基端部（１５ｂ）とを有し、前記弁体を回動させる回転軸（１５）と、
前記回転軸を開弁方向に回転させる駆動力を発生させる駆動機構（３２）と、
前記基端部に接続され、前記駆動力を前記回転軸に伝達するギヤ（４１）と、
前記駆動機構の非駆動時に、前記回転軸を閉弁方向に回転させるばね力を生じさせるコイルばね（４０）と、
前記駆動機構の非駆動時に、前記弁体を前記弁座に近づけるように、前記回転軸を変位させる外力（Ｆａ，Ｆｖ，Ｆｂ）を生じさせる力発生機構部（４１２，４１２ａ，３５１，３５１ａ，４０Ｂｃ，４０Ｃａ）と、を備え、
前記回転軸は、前記弁体および前記弁孔の径方向と平行に伸びる中心軸であって、前記弁孔の中心から前記弁孔の径方向へ偏って位置する中心軸（Ｌｊ）を有し、
前記シール面は、前記回転軸の中心軸から前記弁体の中心軸が伸びる方向へ偏って配置され、
前記流量制御弁は、さらに、
前記駆動機構の非駆動時において前記ギヤと接触する壁側接触面（３５１，３５１ａ）を含み、前記ギヤの回転を規制する規制壁（３５ｂ，３５ｂａ）を有し、
前記ギヤは、前記規制壁と接触するギヤ側接触面（４１２，４１２ａ）を有し、
前記壁側接触面と前記ギヤ側接触面とはそれぞれ、前記中心軸に沿った方向に対して傾斜しており、
前記力発生機構部は、前記壁側接触面と前記ギヤ側接触面とを構成として含み、
前記壁側接触面が前記ギヤ側接触面に対して前記外力の少なくとも一部を加える、流量制御弁。
請求項１に記載の流量制御弁であって、
前記壁側接触面の法線方向（ＮＤ１）は、前記中心軸に沿った方向のうち前記先端部から前記基端部に向かう基端側方向（Ｅａ）の成分を有し、
前記ギヤ側接触面の法線方向（ＮＤ２）は、前記中心軸に沿った方向のうち前記基端部から前記先端部に向かう先端側方向（Ｅｂ）の成分を有し、
前記駆動機構の非駆動時において、前記壁側接触面と前記ギヤ側接触面とは、前記中心軸を通り、かつ、前記弁孔の開口方向に直交する基準面（ｓｆ）を基準として前記弁座側に位置する、流量制御弁。
請求項１または請求項２に記載の流量制御弁であって、
前記力発生機構部は、前記コイルばねのコイル状の本体部（４０Ｂｃ）を構成として含み、
前記本体部は、前記回転軸に前記外力の少なくとも一部を加える、流量制御弁。
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の流量制御弁であって、
前記力発生機構部は、前記コイルばねの一方の端末部（４０Ｃｂ）を構成として含み、
前記一方の端末部は、前記回転軸に前記外力の少なくとも一部を加える、流量制御弁。
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の流量制御弁であって、
前記外力は、前記先端部を前記弁座が位置する側に変位させ、前記基端部を前記弁座が位置する側とは反対側に変位させる力である、流量制御弁。