JPH1047519A - 電動弁のストッパー構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、欠歯車４２とゼネバ歯車４３によ
る従来のストッパーの構成よりも部品の形状・寸法精度
をある程度ラフにできるようにして製造コストの低減を
図るのを目的とするものである。 【構成】 本発明の電動弁のストッパー構造は、円板の
上面中心部に、半径方向に突出させた腕１１ａを備えた
ボス１１とリングの一部を切り欠いたガイド１２とリン
グ状の溝１３とを設けると共に下面部に回転子３の突起
片７と係合する係合片１４を設けてなる円板状のクラン
ク１０と、小円板の中心上下に軸１７ａ，１７ｂを設け
ると共に該小円板の下面には１つのストッパー片１８と
歯車の間欠送りをするための複数個のピン１９を垂下状
に設けてなる円板状のピン歯車１６とにより構成させた
ものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本考案は、エアコンなどに用
いられる電動膨張弁や、一般の産業分野でマイコンと組
み合わせて使用する比例制御弁として利用される電動弁
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より電動弁等のストッパー構造とし
て各種のものが提案されている。図７は、実公平３ー９
５６５号公報に示される電動弁におけるストッパーの構
造を示す縦断面図である。この電動弁２２における回転
子３の停止手段は、ケース２３の中心下部に固定した心
棒２４に、弾性金属線材より成る螺旋状案内リング２５
を捲着して設け、この螺旋状案内リングの螺旋溝２５ｃ
に、突出状の外端２６ａを有するスライダー２６を回動
可能に設けることにより、回転子３上の偏心位置に立設
された係止杆２７の回動によって前記スライダー２６の
外端２６ａが押されながら上昇又は下降回転し、螺旋状
案内リング２５の上下端に設けられたストッパー部２５
ａ、２５ｂにスライダー２６の外端２６ａを当接させる
ことにより回転子３の回転を停止させるようになってい
る。なお、図中、２は固定子コイル、４は弁本体、５は
弁座、６は回転子３の回転によりねじを介して弁本体４
の中心部を上下動して弁座５を開閉する針状弁である。

【０００３】図８は、特開平７ー８７７０４号公報に示
されたリニア駆動装置におけるストッパーの構造を示す
縦断面図であり、図７は、同リニア駆動装置のストッパ
ーとして用いられる欠歯車およびゼネバ歯車の拡大平面
図である。この図６に示すリニア駆動装置３１は電動弁
としての働きをなすものであり、該リニア駆動装置３１
は、スプライン機構３２とステップモータなどのモータ
３３を備え、可動軸３４を回転させながら直進運動をさ
せるもので、ゼネバ歯車を用いてロータ３５の回転域を
規制するようにしたものである。すなわち、モータ３３
の回転子コイル３６の内部に回転子３５が挿入されてお
り、この回転子３５を回転軸として軸方向に移動可能な
可動軸３４が、モータケース３３ｂの軸受部３７とねじ
部３８とを介して軸方向移動可能で回転自在に支持され
ている。

【０００４】前記スプライン機構３２は、可動軸３４の
外周面に形成した突起列、およびロータ３５の内周面に
形成した溝列とで構成されていて、ロータ３５の回転を
軸方向移動可能な可動軸３４に伝達するものである。可
動軸３４の外周面に形成したねじ部３８とステータヨー
ク３９に固定された筒部４０の内周面に形成したねじ部
４１とは、ロータ３５の回転運動を可動軸３４の直進運
動に変換するようになっている。

【０００５】また、前記可動軸３４を進退限位置に停止
させるストップ機構として、モータケース３３ａ、３３
ｂの内部に、回転子３５の下部に一体成形された欠歯車
４２と、これに噛み合うゼネバ歯車４３とが設けられ、
ゼネバ歯車４３の回転域の規制により可動軸３４の直進
運動域を規制する。欠歯車４２は、１つの歯部４２ｃが
形成された厚い歯部４２ｂと薄連続歯４２ａとを有す
る。ゼネバ歯車４３は、モータケース３３ｂに回転自在
に軸支され、ゼネバ歯車４３の外周面には、可動軸３４
の直進運動域に対応した部分に欠歯車４２と噛み合う薄
歯部４３ａ、厚歯部４３ｂ、これらの間の歯溝４３ｃ、
および扇状のストッパー部４３ｄが形成されている。

【０００６】次に、電動弁としてのストッパーの作用を
図９に基づいて説明する。可動軸３４に固定された欠歯
車４２が１回転するごとに、ゼネバ歯車４３は１歯数分
だけ回転する。この回転の後に薄連続歯４２ａが２つの
厚歯部４３ｂに接して、ゼネバ歯車４３を回り止め状態
にしている。そして、ロータ３５が所定の数だけ回転す
ると、欠歯車４２の歯部４２ｃがゼネバ歯車４３のスト
ッパー部４３ｄに当接してゼネバ歯車４３の回転を停止
させるようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の図７に示した電
動弁２２においては、螺旋状案内リング２５を加工する
とき、その螺旋溝２５ｃを正確に作らないと、係合させ
たスライダー２６の回転がスムーズに作動しなくなり、
いわゆる回転子３の回転ムラが生じ、回転子３と一体に
なった針状弁６と弁本体４にある弁座５の開口度を正確
に制御できなくなるといった問題があるほか、螺旋状案
内リング２５の両端部に設けたストッパー部２５ａ、２
５ｂを加工する際、正確な折り曲げが難しいといった問
題があった。さらに、回転子３の回転数を増やしたいと
きには螺旋状案内リング２５中の螺旋溝数を増すことに
なるが、この長さが長くなると電動弁の寸法が大きくな
るといった問題があった。

【０００８】また、従来の図８に示すリニア駆動装置に
おいては、欠歯車４２とゼネバ歯車４３で回転するた
め、この歯車の形状・寸法を正確に作らないとロータの
回転がスムーズに行なえず、例えば、本願発明のような
回転子３と一体になった針状弁６の直進運動により弁本
体４にある弁座５の開口度を制御しようとしても細かい
公差を必要とし加工が面倒なため正確な制御が行えない
という問題があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、円板の上面中
心部に、半径方向に突出させた腕１１ａを備えたボス１
１とリングの一部を切り欠いたガイド１２とリング状の
溝１３とを設けると共に下面部に回転子３の突起片７と
係合する係合片１４を設けてなる円板状のクランク１０
と、小円板の中心上下に軸１７ａ，１７ｂを設けると共
に該小円板の下面には１つのストッパー片１８と歯車の
間欠送りをするための複数個のピン１９を垂下状に設け
てなる円板状のピン歯車１６とによりストッパー機構を
構成させたものであり、従来品の螺旋状案内リング２５
とスライダー２６との組み合わせによるストッパー機構
や、欠歯車４２とゼネバ歯車４３によるストッパーの構
成よりも部品の形状・寸法精度をある程度ラフにできる
ようにして製造コストの低減を図り、また、制御すべき
回転数が増えたとしてもストッパーとしてのスペースを
増やさなくてすむようにした電動弁のストッパー構造を
提供するものである。

【０００７】すなわち、本発明の電動弁のストッパー構
造は、非磁性体からなるケース１の外周部に固定したモ
ータ２３の固定子コイル２への通電によりモータの回転
子３を回転させ、この回転を雄ねじと雌ねじのねじ作用
により直進運動に変換させて弁本体４にある弁座５の開
口度を制御する電動弁において、モータの回転子３の上
面に、中心から偏心した位置に突起片７を突出させて設
け、一方、ケース１の蓋８裏面の中心軸線上に心棒９を
垂下状に固定すると共に該心棒９に、円板の上面中心部
に半径方向に突出させた腕１１ａを備えたボス１１と、
その外側にリングの一部を切り欠いた突出状のガイド１
２と、さらにその外側にリング状の溝１３を設けると共
に該円板の下面の中心から偏心した位置に、前記回転子
３の突起片７と対応する係合片１４を設けた円板状のク
ランク１０を回動自在に支持し、小円板の中心上下に軸
１７ａ、１７ｂを設けると共に該小円板の下面には１つ
のストッパー片１８と複数個のピン１９を同心円上に且
つボス１１とガイド１２との隙間１２ａに位置するごと
く垂下状に設けた円板状のピン歯車１６の上下中心軸１
７ａ、１７ｂをケースの蓋８裏面下部の軸線より離れた
位置に設けられた穴１５と前記円板状のクランク１０に
設けられたリング状の溝１３により回動自在に支持し、
モータ２３の回転子３の回転により突起片７と係合片１
４を介して前記円板状のクランク１０を回転させること
により、該クランク１０の腕１１ａを回動させてピン１
９を送り出した時には、前記クランクのガイド１２がそ
のピン１９と次のピン１９との間を通り抜けて円板状の
ピン歯車１６を間欠送りし、モータ２３の回転子３が所
定数の回転をし、前記腕１１ａに続き進入するガイド１
２の切り欠き端面がストッパー片１８に当接した時に
は、次のピン１９がガイド１２の外周壁に突き当たり回
転子３の回転を停止させるようにしたことを特徴とする
ものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面に基づき詳
細に説明する。図１は、本発明の電動弁の実施例を示す
縦断面図である。弁本体４は、回転子３の中心内部に突
出するように円筒状の推進軸受け２１が上方に突出して
設けられ、該推進軸受け２１の内面にはめねじ２４が形
成されている。また、弁本体４の側部と下端部には流体
の出入口２１、２１が設けられ、内部には弁座５が形成
されている。薄肉円筒状のケース１は非磁性材料にて作
られており、その下端部が前記弁本体４に固着され、ケ
ース１の上端部は蓋８にて気密的に固着されている。ケ
ース１内に収納されるモータの回転子３は、多極着磁さ
れた円筒形のプラスチック磁石からなり、該回転子３の
中心軸線上には前記推進軸受け２１のめねじ２４と螺合
するおねじ２５が形成され、下端より圧縮コイルばね２
６を内挿するための開口２７を設けた弁軸２０が回転子
３と一体的に固着されている。針状弁６は、前記圧縮コ
イルばね２６を介して弁軸４の下端部にかしめにて固着
されており、該針状弁６の先端部が弁座５に離接するよ
うになっている。モータの固定子コイル２は、モータの
回転子３に対応する位置にてケース１の外側に固定され
ている。

【０００９】図２は、本発明のストッパー部の分解斜視
図を示すものであり、該ストッパー部は、蓋８の裏面に
設けた円板状のクランク１０と、該クランク１０と偏心
した位置に設けられクランク１０と部分的に係合する円
板状のピン歯車１６と、回転子３の上面に形成され前記
クランク１０に回転を伝達するための突起片７とにより
構成されている。

【００１０】前記円板状のクランク１０は、ケースの蓋
８裏面の中心軸線上に、心棒９を介して回動自在に遊嵌
状に支持されており、該円板状のクランク１０は、円板
の上面中心部にボス１１が設けられ、該ボス１１の外側
面より半径方向に突出させて腕１１ａが設けられてい
る。また、前記ボス１１の周りには、リングの一部を前
記腕１１ａを中心として一定角度切り欠いたガイド１２
がボス１１との間に一定間隔を有して円板の上面より突
出状に設けられている。また、ガイド１２の外側には一
定間隔を有してリング状の溝１３が設けられている。ま
た、円板の下面には、中心より偏心させた位置に前記回
転子３の突起片７と対応する係合片１４が一体的に設け
られている。

【００１１】従って、モータの固定子コイル２に開弁方
向に通電すると、モータの回転子３が図４において左方
向に回転し、回転子３の上部に形成された突起片７がク
ランク１０の下部の係合片１４に当接し前記クランク１
０が左回転するようになっている。

【００１２】円板状のピン歯車１６は、前記ケースの蓋
８裏面下部の軸線より離れた位置に設けられた穴１５と
前記クランク１０に設けたリング状の溝１３とにより挟
まれた状態にて回動自在に支持されるものであり、該円
板状のピン歯車１６は、図２、図３に示すように、小円
板の中心部上下に軸１７ａ、１７ｂが設けられると共
に、該小円板の下面には１つのストッパー片１８と歯車
の間欠送りをするための複数個のピン１９ａ、１９ｂ、
…が垂下状に設けられている。

【００１３】図４は、円板状のピン歯車１６を裏側から
見た他の実施例を示し、図３に示した円板状のピン歯車
１６の上下に一体的に設けられた軸１７ａ、１７を、図
４に示すごとく、下端にフランジを備えた心棒１７を別
体として用い、この心棒１７に円板状のピン歯車１６を
回動自在に嵌め込み心棒１７の上端部を蓋８に圧入固定
することもできる。この場合には、前記クランク１０の
リング状の溝１３を省略することができる。

【００１４】次に、本発明のストッパーの動作を図５の
開弁動作の説明図および図６の閉弁動作の説明図に基づ
いて説明する。図５（Ａ）は、電動弁の閉弁時の状態を
示している。この状態においては、図２に示すクランク
１０の係合片１４の右側に回転子の突起片７が当接して
いる。始めに、クランク１０が矢印の方向に左回転し、
腕１１ａが円板状のピン歯車１６の第１ピン１９ａに当
接しこのピン１９ａを送りだすため、円板状のピン歯車
１６は軸１７を中心に右方向に回転してクランク１０の
ガイド１２が第２のピン１９ｂと第１のピン１９ａの間
を通り抜け（Ｂ）の状態となる。この（Ｂ）の状態で
は、突出状のガイド１２の外周壁面にはピン第１のピン
１９ａ、第３のピン１９ｃが当接し、内周壁面には第２
のピン１９ｂが当接して円板状のピン歯車１６が錠止さ
れた状態になっており、さらにクランク１０が回転する
と腕１１ａが第２ピン１９ｂに当接して円板状のピン歯
車１６を間欠的に回転させる。そして、モーターの回転
子３が５回転し、ピン１９ｄを送り出すと、続いて進入
するガイド１２の切り欠き端面がピン１９ｄに当たると
共に第１ピン１９ａがガイド１２の外周壁に突き当たり
円板状のピン歯車１６の回転が阻止され回転子３の回転
が停止するようになっている。

【００１５】閉弁の動作は図６に示すように、クランク
１０が右回転し腕１１ａは円板状のピン歯車１６のスト
ッパー片１８当接しこのストッパー片１８を送りだすた
め、円板状のピン歯車１６は軸１７を中心に左方向に回
転する。そして、この動作を数回繰り返して円板状のピ
ン歯車１６が間欠的に回転をし、最後にはクランク１０
のガイド１２の外周壁に円板状のピン歯車１６の第４ピ
ン１９ｄとが当接してクランク１０、すなわちこれに連
結されたモータの回転子３の回転がストップするように
なっている。

【００１４】

【発明の効果】本発明のストッパー構造は、弁軸と一体
化された回転子の回転数を、回転子と係合して回動する
クランク１０と該クランクを支持する心棒９とクランク
の回転を間欠的に伝達する円板状のピン歯車１６により
制御するものであり、従来のスライダーと螺旋状案内リ
ングによるストッパーに比べて本発明は部品が平面的に
配置されるため電動弁の高さ寸法が短くできる。また、
ゼネバ式のストッパーに比べて構造が簡単で且つ部品精
度もある程度ラフに出来るため容易に製造することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の電動弁の実施例を示す断面図。

【図２】 本発明のストッパー部の分解斜視図。

【図３】 本発明の円板状のピン車を裏返した状態の拡
大斜視図。

【図４】 他の実施例を示す円板状のピン車を裏返した
状態の拡大斜視図。

【図５】 本発明のストッパー部の開弁方向動作の説明
図。

【図６】 本発明のストッパー部の閉弁方向動作の説明
図。

【図７】 従来の電動弁のストッパーの構造を示す縦断
面図。

【図８】 従来の他の電動弁のストッパーの構造を示す
縦断面図。

【図９】 図６の電動弁のストッパーとして用いられる
欠歯車およびゼネバ歯車の拡大正面図

【符号の説明】

１ ケース ２ 固定子コイル ３ 回転子
４ 弁本体 ５ 弁座 ６ 針状弁 ７ 突起片
８ 蓋 ９ 心棒 １０ クランク １１ ボス
１１ａ 腕 １２ ガイド １３ リング状の溝 １４ 係合片
１５ 穴 １６ 円板状のピン歯車 １７ 軸 １８
ストッパー片 １９ ピン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非磁性体からなるケース１の外周部に固定
   したモータ２３の固定子コイル２への通電によりモータ
   の回転子３を回転させ、この回転を雄ねじと雌ねじのね
   じ作用により直進運動に変換させて弁本体４にある弁座
   ５の開口度を制御する電動弁において、 モータの回転子３の上面に、中心から偏心した位置に突
   起片７を突出させて設け、 一方、ケース１の蓋８裏面の中心軸線上に心棒９を垂下
   状に固定すると共に該心棒９に、円板の上面中心部に半
   径方向に突出させた腕１１ａを備えたボス１１と、その
   外側にリングの一部を切り欠いた突出状のガイド１２
   と、さらにその外側にリング状の溝１３を設けると共に
   該円板の下面の中心から偏心した位置に、前記回転子３
   の突起片７と対応する係合片１４を設けた円板状のクラ
   ンク１０を回動自在に支持し、 小円板の中心上下に軸１７ａ、１７ｂを設けると共に該
   小円板の下面には１つのストッパー片１８と複数個のピ
   ン１９を同心円上に且つボス１１とガイド１２との隙間
   １２ａに位置するごとく垂下状に設けた円板状のピン歯
   車１６の上下中心軸１７ａ、１７ｂをケースの蓋８裏面
   下部の軸線より離れた位置に設けられた穴１５と前記円
   板状のクランク１０に設けられたリング状の溝１３によ
   り回動自在に支持し、 モータ２３の回転子３の回転により突起片７と係合片１
   ４を介して前記円板状のクランク１０を回転させること
   により、該クランク１０の腕１１ａを回動させてピン１
   ９を送り出した時には、前記クランクのガイド１２がそ
   のピン１９と次のピン１９との間を通り抜けて円板状の
   ピン歯車１６を間欠送りし、モータ２３の回転子３が所
   定数の回転をし、前記腕１１ａに続き進入するガイド１
   ２の切り欠き端面がストッパー片１８に当接した時に
   は、次のピン１９がガイド１２の外周壁に突き当たり回
   転子３の回転を停止させるようにしたことを特徴とする
   電動弁のストッパー構造。