JPH08296758A - 流量制御弁とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】マシニングセンター等の大型の精密工作機械を
使用せずに、通常の旋盤加工や転造加工により、出力軸
を簡単に製作することができ、出力軸を弁の全開位置で
停止させるためのストッパを精度良く簡単に形成するこ
とができる流量制御弁とその製造方法を提供する。 【構成】この流量制御弁は、ロータ１４内に設けたねじ
孔に、おねじ９ａを設けた出力軸９を螺合させ、ロータ
１４の回転を軸方向の動きに変換し、出力軸９を軸方向
に移動させるリニア型のステップモータ１０と、ステッ
プモータ１０の出力軸９の先端に固定されると共に、弁
室内に昇降可能に配設されたリフト式の弁体６と、を備
える。出力軸９の先端部に合成樹脂製の弁体６が出力軸
をインサートとするインサート成形により成形・固着さ
れ、弁体６の軸部にストッパ部６ａが設けられ、ロータ
１４内におけるねじ孔近傍には、弁体６の全開位置でス
トッパ部６ａが当接する当て部１５ｂが設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の吸気系等に
おける空気の流量制御に使用され、弁室内にリフト式の
弁体を設け、出力軸を軸方向に移動させるリニア型のス
テップモータにより、弁体を移動させて流量を制御する
流量制御弁とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のリニア型ステップモータ駆動式
の流量制御弁として、図４に示すように、外周部に永久
磁石を取付けたロータ２１の内周部にめねじ２２を設
け、そのめねじ２２と螺合するおねじ２３ａを有する出
力軸２３を、ロータ２１の内側に螺合させ、ロータ２１
の回転によって出力軸２３を軸方向に移動させ、その先
端に固定した弁体２４を下方の弁座に対して上下動さ
せ、弁の開閉を行う流量制御弁が知られている。

【０００３】この種の流量制御弁は、弁体２４を弁の全
開位置で正確に停止させるために、出力軸２３の中間部
にストッパピン２５を嵌着し、ロータ２１側に設けた当
て部にそのストッパピン２５を、弁の全開位置で正確に
当てるようにしている。

【０００４】このため、その製造時には、おねじ基準位
置に対するストッパピン２５の位置関係を正確に設定す
る必要がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、従来では、図
５に示すように、先ず、出力軸２３におねじ２３ａをマ
シニングセンター等により形成し、次に、所定のおねじ
基準位置Ｓから下に所定距離ｈだけ離れた位置に、ピン
孔２５ａをマシニングセンター等により形成し、そし
て、そのピン孔２５ａにストッパピン２５を圧入するよ
うに製造している。

【０００６】このため、出力軸２３を効率良く加工する
ためには、ねじ加工と横孔加工の可能なマシニングセン
ター等の大型の精密工作機械を必要とし、また、その加
工も多くの工数を必要とする問題があった。

【０００７】さらに、別の構造の流量制御弁として、図
６に示すように、外周部に永久磁石を取付けたロータ３
１の内部軸芯位置にねじ棒３２を固定し、ねじ棒３２の
周囲に形成された空間に、管状の出力軸３３をねじ棒３
２に螺合して配設し、出力軸３３をねじ棒３２の回転に
よって上下動させ、出力軸３３の先端に固定した弁体３
４を移動させて弁を開閉する構造の流量制御弁が知られ
ている。

【０００８】この流量制御弁では、弁体３４を弁の全開
位置で正確に停止させるために、ロータ３１の内部にス
トッパ部３１ａを突設すると共に、出力軸３３の上端部
に当て部３３ａを突設し、弁の全開位置で、当て部３３
ａとストッパ部３１ａを正確に当てるようにしている。

【０００９】このため、その製造時には、ねじ棒３２の
ねじ基準位置に対するストッパ部３１ａの位置関係を正
確に設定する必要がある。

【００１０】そこで、従来では、図７に示すように、先
ず、ねじ棒３２におねじをマシニングセンター等により
形成し、次に、所定のおねじ基準位置Ｓを基準にして、
ねじ棒の先端部に基準面３２ａをマシニングセンター等
により形成し、そして、その基準面３２ａを基準にして
ロータ３１の樹脂本体を型成形し、基準面３２ａを基準
にしたストッパ部をロータ３１の内部に形成するように
製造している。

【００１１】このため、ねじ棒３２を効率良く加工する
ためには、ねじ加工とフライス加工の可能なマシニング
センター等の大型の精密工作機械を必要とし、また加工
も多くの工数を必要とする問題があった。

【００１２】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、マシニングセンター等の大型の精密工作機械を使用
せずに、通常の旋盤加工や転造加工により、出力軸を簡
単に製作することができ、出力軸を弁の全開位置で停止
させるためのストッパを精度良く簡単に形成することが
できる流量制御弁とその製造方法を提供することを目的
とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の流量制御弁は、ロータ内に設けたねじ孔
に、おねじを設けた出力軸を螺合させ、ロータの回転を
軸方向の動きに変換し、出力軸を軸方向に移動させるリ
ニア型のステップモータと、ステップモータの出力軸の
先端に固定されると共に、弁室内に昇降可能に配設され
たリフト式の弁体と、を備えた流量制御弁において、出
力軸の先端部に合成樹脂製の弁体が出力軸をインサート
とするインサート成形により成形・固着され、弁体の軸
部にストッパ部が設けられ、ロータ内におけるねじ孔近
傍には、弁体の全開位置でストッパ部が当接する当て部
が設けられたことを特徴とする。

【００１４】また、その製造方法は、弁体成形用の成形
型内に出力軸のおねじに螺合するめねじを設けておき、
インサートとして出力軸を成形型内に入れてセットする
際、出力軸のおねじを成形型内の該めねじに螺合させて
セットし、弁体を型成形することを特徴とする。

【００１５】

【作用・効果】このような構成の流量制御弁とその製造
方法では、その製造時、出力軸については、従来のよう
にねじ孔やフラスト面を形成する必要がなく、ねじ加工
を行うのみでよいため、通常の旋盤や転造盤で簡単に加
工することができる。また、ストッパ部は合成樹脂製の
弁体を出力軸の先端部にインサート成形する際に一体成
形することができ、インサートとなる出力軸を金型内に
セットする際、出力軸のおねじを金型内に設けためねじ
に螺合して、出力軸を金型のキャビティ内の定位置にセ
ットできるため、おねじの基準位置に対してストッパ部
を正確な位置に形成することができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１７】図１は、本発明を適用したアイドル回転数
制御弁の縦断面図を示している。１は弁本体となる弁ハ
ウジングで、弁ハウジング１内に弁室２が形成され、弁
室２の右側に入口ポート３が、左側に出口ポート４が設
けられる。弁室２の下側には、中央に流通孔７を持つ弁
座５が設けられ、後述のステップモータ１０の出力軸９
の先端に固定された弁体６が上下移動して、流通孔７を
開閉する。弁体６は出力軸が挿入される軸部の先端に略
円錐台状の弁部を設けて形成される。

【００１８】弁ハウジング１の上部に、ステップモータ
１０のモータハウジング１１が下向きに取付けられ、ね
じ１２で締付け固定される。

【００１９】モータハウジング１１内には、ボビンに励
磁コイル１３を巻装したステータが固定され、その内側
にロータ１４が配設される。ロータ１４は、玉軸受１６
を介してモータハウジング１１内に、回転可能に支持さ
れる。

【００２０】ロータ１４は、ロータ本体１５の外周部に
永久磁石１７を固定して形成される。ロータ本体中央の
ねじ孔には、めねじ１５ａが形成され、そこに出力軸９
がめねじ１５ａにそのおねじ９ａを螺合させて挿入さ
れ、出力軸９はロータ１４の回転により上下動可能であ
る。

【００２１】また、ロータ本体１５内には、図３に示す
ように、後述の弁体６に設けられたストッパ部６ａに当
接可能な当て部１５ｂが突設される。

【００２２】出力軸９の下部には、図３に示すように、
合成樹脂製の弁体６が固定される。この弁体６は、図２
に示すように、先ず、出力軸９の上部に旋盤加工或は転
造加工によりおねじ９ａを形成し、次に、その出力軸９
をインサートとして弁体成形用の金型に入れ、出力軸９
の下部に所定形状の弁体６を樹脂成形する。

【００２３】具体的には、予め金型内に、おねじ９ａに
対応したねじ孔を設けておき、そのねじ孔に出力軸９の
おねじ９ａを螺合させてインサートをセットし、型閉じ
後にキャビティ内に材料を射出し、出力軸９の下部の所
定位置に弁体６を型成形する。弁体６は出力軸９が挿入
される軸部の先端に略円錐台状の弁部を設けた形状に成
形され、軸部の上端にストッパ部６ａが形成される。

【００２４】なお、出力軸９の弁体を形成する部分に
は、弁体の抜け防止のために、抜け止めねじ部９ｂが形
成されている。

【００２５】このように、出力軸９は、ねじ加工するの
みでよいため、通常の旋盤や転造盤で簡単に加工するこ
とができ、ストッパ部６ａは、その成形時にインサート
を正確にセットするだけで、おねじの基準位置に対して
正確な位置に形成することができる。

【００２６】モータハウジング１１の下部には、カバー
体１８が取付けられ、カバー体１８には、中央に異形孔
が形成され、その孔に異形断面を持つ弁体６の軸部を挿
通させ、弁体の回転を阻止して上下にのみ摺動可能に支
持する。カバー体１８と弁体６の間には弁体６を下方に
付勢するコイルばね１９が装着される。

【００２７】このような構成のアイドル回転数制御弁
は、ステップモータ１０が、図示しないアイドル回転数
制御回路に接続され、内燃機関のアイドル時、冷却水温
度などに応じてステップモータ１０が駆動制御され、制
御弁は、図１の全開位置から全閉位置まで開閉制御され
る。

【００２８】即ち、ステップモータ１０の作動によりそ
のロータ１４が出力軸９を押出す方向に回転すると、ロ
ータ１４内のめねじ１５ａと出力軸９のおねじ９ａの作
用、及び出力軸９が回転を阻止されて上下移動可能に支
持されることにより、出力軸９が下方に移動し、出力軸
９の下部に固定された弁体６は弁の流通路７を絞るよう
に下降し、最終的には弁体６が弁座５に当接してステッ
プモータ１０は停止し、弁は全閉状態となる。

【００２９】一方、ロータ１４が上記と逆方向に回転す
ると、ロータ１４内のめねじ１５ａと出力軸９のおねじ
９ａの作用により、出力軸９が上方に移動し、出力軸９
の下部に固定された弁体６は弁の流通路７を開くように
上昇し、最終的には弁体６の軸部のストッパ部６ａがロ
ータ本体１５に設けた当て部１５ｂに当接してステップ
モータ１０は停止し、弁は全開状態となる。。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すアイドル回転数制御弁
の縦断面図である。

【図２】製造時の出力軸９と弁体６を示す正面図であ
る。

【図３】ロータ本体１５と出力軸９と弁体６の斜視図で
ある。

【図４】従来の流量制御弁の縦断面図である。

【図５】従来の出力軸の製造時の正面図である。

【図６】従来の他の流量制御弁の縦断面図である。

【図７】従来のねじ棒の製造時の正面図である。

【符号の説明】 ２−弁室、 ６−弁体、 ６ａ−ストッパ部、 ９−出力軸、 ９ａ−おねじ、 １０−ステップモータ、 １４−ロータ、 １５−ロータ本体、 １５ａ−めねじ、 １５ｂ−当て部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータ内に設けたねじ孔に、おねじを設
   けた出力軸を螺合させ、該ロータの回転を軸方向の動き
   に変換し、該出力軸を軸方向に移動させるリニア型のス
   テップモータと、 該ステップモータの出力軸の先端に固定されると共に、
   弁室内に昇降可能に配設されたリフト式の弁体と、 を備えた流量制御弁において、 前記出力軸の先端部に合成樹脂製の弁体が該出力軸をイ
   ンサートとするインサート成形により成形・固着され、
   該弁体の軸部にストッパ部が設けられ、前記ロータ内に
   おけるねじ孔近傍には、該弁体の全開位置で該ストッパ
   部が当接する当て部が設けられたことを特徴とする流量
   制御弁。
2. 【請求項２】 請求項１記載の流量制御弁を製造する製
   造方法であって、前記弁体成形用の成形型内に前記出力
   軸のおねじに螺合するめねじを設けておき、インサート
   として該出力軸を成形型内に入れてセットする際、該出
   力軸のおねじを成形型内の該めねじに螺合させてセット
   し、該弁体を型成形することを特徴とする流量制御弁の
   製造方法。