JPH11136925A - Stepping motor type driver and flow rate control valve - Google Patents

Stepping motor type driver and flow rate control valve

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JPH11136925A
JPH11136925A JP30964897A JP30964897A JPH11136925A JP H11136925 A JPH11136925 A JP H11136925A JP 30964897 A JP30964897 A JP 30964897A JP 30964897 A JP30964897 A JP 30964897A JP H11136925 A JPH11136925 A JP H11136925A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotor
stepping motor
valve body
force
control valve
Prior art date
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Pending
Application number
JP30964897A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tatsujiro Okuno
達二郎 奥野
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Nidec Tosok Corp
Original Assignee
Nidec Tosok Corp
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Publication date
Application filed by Nidec Tosok Corp filed Critical Nidec Tosok Corp
Priority to JP30964897A priority Critical patent/JPH11136925A/en
Publication of JPH11136925A publication Critical patent/JPH11136925A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flow rate control valve and a stepping motor type driver by which a fail-safe operation can be realized at a lower cost. SOLUTION: A drive rod 16 which drives a valve unit 8 is screwed into the rotor 14 of a 4-phase winding 2-phase excitation unipolar drive type stepping motor 3, and the open/close operation of the valve unit 8 is driven by the rotation of the rotor 14. The distortion angle of screws which are formed on the inner circumference of the rotor 14 and on the outer circumference of the drive rod 16 are so predetermined as to generate a rotation force in the rotor 14, when a force in an axial direction is applied to the drive rod 16. A coil spring 17 is provided between a bottom 2c of a valve body 2 and a diaphragm 5 for applying an assisting force for the rotation to move the valve unit 8 in an opening direction to the rotor 14 consistently. Even if one of a pair of coils 12a and 12b which are 2-phase winding coils respectively is open-circuited, the valve unit 8 can be moved in the opening direction.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ステッピングモー
タ式駆動装置及び流量制御弁関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stepping motor type driving device and a flow control valve.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、流量制御弁においては、ステッピ
ングモータをアクチュエータとして弁体を駆動するもの
が知られている。かかる流量制御弁としては、例えば図
6に示したものがある(特許第2573870号公報参
照)。
2. Description of the Related Art Heretofore, there has been known a flow control valve which drives a valve body using a stepping motor as an actuator. FIG. 6 shows an example of such a flow control valve (see Japanese Patent No. 2573870).

【0003】すなわち、この流量制御弁51は、内燃機
関の冷却水流量制御装置を構成するものであって、本体
52には、ラジエータに連通する入口側通路53と、ウ
ォータポンプに連通する吸込通路54と、ウォータジャ
ケット側に連通するバイパス通路55とを合流させる弁
室56が設けられている。弁室56内には、前記入口側
通路53と前記バイパス通路55の開度を相反する状態
に開閉する弁体57が収容されている。弁体57は、ス
テッピングモータ58のロータ59に螺合されるととも
に、コイル60が通電されることによるロータ59の正
逆転に伴い軸線方向に往復移動する駆動軸61の先端に
取り付けられている。
That is, the flow control valve 51 constitutes a cooling water flow control device for an internal combustion engine. The main body 52 has an inlet side passage 53 communicating with a radiator and a suction passage communicating with a water pump. A valve chamber 56 is provided for joining the bypass chamber 54 and a bypass passage 55 communicating with the water jacket. In the valve chamber 56, a valve body 57 that opens and closes the opening of the inlet-side passage 53 and the bypass passage 55 in a state opposite to each other is housed. The valve body 57 is screwed to the rotor 59 of the stepping motor 58, and is attached to the tip of a drive shaft 61 that reciprocates in the axial direction with the forward and reverse rotation of the rotor 59 when the coil 60 is energized.

【0004】そして、かかる流量制御弁51において
は、機関の運転状態に応じた出力信号をステッピングモ
ータ58のコイル60へ印加してロータ59の回転方向
及び回転量を制御すれば、入口側通路53側の冷却水と
バイパス通路55側の冷却水とにおける吸込通路54側
への冷却水の循環量の割合を可変制御できるようになっ
ている。
In the flow control valve 51, when an output signal corresponding to the operating state of the engine is applied to the coil 60 of the stepping motor 58 to control the rotation direction and the rotation amount of the rotor 59, the inlet side passage 53 The ratio of the circulating amount of the cooling water to the suction passage 54 in the cooling water on the side and the cooling water on the bypass passage 55 can be variably controlled.

【0005】また、前記流量制御弁51においては、弁
体57が流入側通路53を全閉した状態でステッピング
モータ58のコイル60が断線故障すると、流入側通路
53側(ラジエータ側)の内圧が過度に上昇することと
なる。このため、前記弁体57内には、バネ62によっ
て閉位置に付勢される一方、弁体57が流入側通路53
を全閉した状態で流入側通路53側(ラジエータ側)の
内圧が異常に高まったとき、バネ62の付勢に抗して開
位置に移動し、流入側通路53の圧力を吸込通路54側
へ逃がすための副弁体63が設けられている。これによ
り、コイル60の断線時におけるフェールセーフ動作が
可能となっている。
In the flow control valve 51, if the coil 60 of the stepping motor 58 breaks while the valve body 57 fully closes the inflow side passage 53, the internal pressure on the inflow side passage 53 side (radiator side) is reduced. It will rise excessively. Therefore, the valve body 57 is urged to the closed position by the spring 62 while the valve body 57 is
When the internal pressure on the inflow side passage 53 side (radiator side) becomes abnormally high with the valve fully closed, the inner side moves to the open position against the bias of the spring 62 and the pressure of the inflow side passage 53 is reduced to the suction passage 54 side. A sub-valve 63 is provided for escape to the side. This enables a fail-safe operation when the coil 60 is disconnected.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た流量制御弁51においては、フェールセーフ動作が可
能ではあるものの、弁体57内に副弁体63を必要とす
るため、その分だけ部品点数が多く流量制御弁51の製
造コストを高くする要因となっていた。
However, although the above-described flow control valve 51 can perform a fail-safe operation, it requires the sub-valve body 63 in the valve body 57, so that the number of parts is reduced accordingly. In many cases, this is a factor that increases the manufacturing cost of the flow control valve 51.

【0007】本発明は、かかる従来の課題に鑑みてなさ
れたものであり、より安価に、フェールセーフ動作の実
現を可能とする流量制御弁、及びステッピングモータ式
駆動装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and has as its object to provide a flow control valve and a stepping motor type driving device capable of realizing a fail-safe operation at a lower cost. I do.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に請求項1の発明にあっては、複数本のコイルが交互に
通電されることにより生じるステッピングモータのロー
タの回転力により対象物を駆動するステッピングモータ
式駆動装置において、前記ロータが決められた一方向へ
回転する際の補助力を常時供給する補助力供給手段を備
えたものとした。
According to the first aspect of the present invention, the object is solved by the rotating force of a rotor of a stepping motor which is generated when a plurality of coils are energized alternately. In the stepping motor type driving device to be driven, an auxiliary force supply means for constantly supplying an auxiliary force when the rotor rotates in one determined direction is provided.

【0009】かかる構成において、ステッピングモータ
における複数本のコイルのいずれかに断線が生じたと
き、断線していないコイルの励磁に伴い生ずる磁力と、
補助力供給手段から供給される補助力とによって、ロー
タは決められた一方向へ回転される。このため、複数本
のコイルのいずれかに断線が生じたときでも、決められ
たロータの回転方向に対応する一方向へ対象物を駆動す
ることができる。
In such a configuration, when a disconnection occurs in any one of the plurality of coils in the stepping motor, the magnetic force generated by the excitation of the non-disconnected coil;
The rotor is rotated in one determined direction by the auxiliary force supplied from the auxiliary force supply means. Therefore, even when a disconnection occurs in any of the plurality of coils, the object can be driven in one direction corresponding to the determined rotation direction of the rotor.

【0010】また、請求項2の発明にあっては、複数本
のコイルが交互に通電されることにより生じるステッピ
ングモータのロータの回転力により弁体を開閉駆動し流
体の流量を制御する流量制御弁において、前記ロータが
決められた一方向へ回転する際の補助力を、前記弁体を
介して常時前記ロータに供給する補助力供給手段を備え
たものとした。
According to the second aspect of the present invention, the flow rate control for controlling the flow rate of the fluid by driving the valve body to open and close by the rotational force of the rotor of the stepping motor, which is generated by alternately energizing the plurality of coils. The valve includes an auxiliary force supply unit that constantly supplies an auxiliary force when the rotor rotates in one determined direction to the rotor via the valve body.

【0011】かかる構成において、ステッピングモータ
における複数本のコイルのいずれかに断線が生じたと
き、断線していないコイルの励磁に伴い生ずる磁力と、
補助力供給手段から供給される補助力とによって、ロー
タが決められた一方向へ回転される。このため、決めら
れたロータの回転方向に対応する開位置又は閉位置のい
ずれか一方へ弁体を駆動することができる。
In such a configuration, when a disconnection occurs in any one of the plurality of coils in the stepping motor, a magnetic force generated due to the excitation of the unbroken coil;
The rotor is rotated in one determined direction by the auxiliary force supplied from the auxiliary force supply means. For this reason, the valve element can be driven to either the open position or the closed position corresponding to the determined rotation direction of the rotor.

【0012】また、請求項3の発明にあっては、複数本
のコイルが交互に通電されることにより生じるステッピ
ングモータのロータの回転力により弁体を開閉駆動し流
体の流量を制御する流量制御弁において、前記ロータが
決められた一方向へ回転する際の補助力を、前記流体の
圧力により前記弁体に常時生じさせる流路構成を備えた
ものとした。
According to the third aspect of the present invention, the flow rate control for controlling the flow rate of the fluid by driving the valve body to open and close by the rotational force of the rotor of the stepping motor generated by alternately energizing the plurality of coils. The valve is provided with a flow path configuration for constantly generating an assisting force when the rotor rotates in a predetermined direction in the valve body by the pressure of the fluid.

【0013】かかる構成において、ステッピングモータ
における複数本のコイルのいずれかに断線が生じたと
き、断線していないコイルの励磁に伴い生ずる磁力と、
弁体に生ずる流体圧に基づく補助力とによって、ロータ
が決められた一方向へ回転される。このため、決められ
たロータの回転方向に対応する開位置又は閉位置のいず
れか一方へ弁体を駆動することができる。
In this configuration, when a disconnection occurs in any one of the plurality of coils in the stepping motor, a magnetic force generated due to the excitation of the unbroken coil;
The rotor is rotated in one determined direction by the auxiliary force based on the fluid pressure generated in the valve body. For this reason, the valve element can be driven to either the open position or the closed position corresponding to the determined rotation direction of the rotor.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
にしたがって説明する。図1及び図2は、内燃機関にお
いてラジエータとエンジン(ウォータジャケット)との
間における冷却水の循環量を制御する冷却水流量制御装
置に用いられる、本発明の流量制御弁1を示す図であ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS. 1 and 2 are views showing a flow control valve 1 of the present invention used in a cooling water flow control device for controlling the amount of cooling water circulating between a radiator and an engine (water jacket) in an internal combustion engine. .

【0015】この流量制御弁1は、円筒状のバルブボデ
ィ2と、その一端側に一体的に設けられたアクチュエー
タであるステッピングモータ3とを備えている。バルブ
ボディ2は他端側に向かって開放した弁室4を形成して
おり、その径方向の周壁2aには、エンジン(ウォータ
ジャケット)側に連通される流入口4aが設けられてい
る。バルブボディ2の周壁2aの端縁には、内部に突出
する環状のフランジ部2bが一体形成されており、かか
るフランジ部2bによって、バルブボディ2の他端部に
は、ラジエータ側に連通される流出口4bが形成されて
いる。
The flow control valve 1 includes a cylindrical valve body 2 and a stepping motor 3 which is an actuator integrally provided at one end thereof. The valve body 2 forms a valve chamber 4 that is open toward the other end, and an inlet 4a that communicates with the engine (water jacket) side is provided in a radial peripheral wall 2a. An annular flange 2b projecting inward is formed integrally with an end edge of the peripheral wall 2a of the valve body 2, and the other end of the valve body 2 communicates with the radiator side by the flange 2b. An outlet 4b is formed.

【0016】前記弁室4には、前記流入口4aよりも一
端側へ後退した位置にダイヤフラム5が設けられてい
る。ダイヤフラム5は、その外周縁がバルブボディ2の
周壁2aに挟圧固定された可撓変形自在な薄肉状のゴム
体6と、その前面及び背面にそれぞれ固着された円板状
のリテーナ7とによって構成されている。ダイヤフラム
5の前面側の中央には、前記流出口4b側に位置して弁
体8が固定されている。弁体8はアルミニュウムや鉄な
どの金属材をベースに形成され可撓性を確保されるとと
もに表面にはゴム材が被覆されている。弁体8は、ダイ
ヤフラムに固定された有底円筒状の取付部8aと、その
開口部側に一体形成されるとともに、前記流出口4bを
外側から開閉する鉢状の弁部8bとを有している。
A diaphragm 5 is provided in the valve chamber 4 at a position retracted to one end side from the inflow port 4a. The diaphragm 5 has a flexible thin rubber member 6 whose outer peripheral edge is pinched and fixed to the peripheral wall 2a of the valve body 2, and a disk-shaped retainer 7 fixed to the front and back surfaces, respectively. It is configured. A valve element 8 is fixed to the center of the front surface of the diaphragm 5 at the outlet 4b side. The valve body 8 is formed based on a metal material such as aluminum or iron so that flexibility is ensured and the surface is covered with a rubber material. The valve body 8 has a bottomed cylindrical mounting portion 8a fixed to the diaphragm, and a pot-shaped valve portion 8b integrally formed on the opening side and opening and closing the outlet 4b from outside. ing.

【0017】前記ステッピングモータ3は、4相巻2相
励磁ユニポーラ駆動式であって、バルブボディ2に結合
されたケーシング10と、ボビン11に巻回された一対
のコイル12a,12bと、ボビン11に内嵌された一
対のステータ13a,13bとを有している。一対のス
テータ13a,13b内にはロータ14が回転自在に内
嵌されており、その両端はベアリング15,15によっ
て支持されている。
The stepping motor 3 is of a four-phase winding two-phase excitation unipolar drive type, and comprises a casing 10 connected to the valve body 2, a pair of coils 12a and 12b wound around a bobbin 11, and a bobbin 11 And a pair of stators 13a and 13b which are fitted inside the pair. A rotor 14 is rotatably fitted in the pair of stators 13a, 13b, and both ends thereof are supported by bearings 15, 15.

【0018】図3は、それらの具体的な構造を示す模式
図であって、前記一対のコイル12a,12bの一方側
は、第1の端子#1と共通端子C1を接続端子とする第
1のコイル21、及び共通端子C1と第3の端子#3を
接続端子とする第2のコイル22からなる2相巻コイル
であり、その他方側が、第2の端子#2と他の共通端子
C2を接続端子とする第3のコイル23、及び他の共通
端子C2と第4の端子#4を接続端子とする第4のコイ
ル24からなる2相巻コイルである。また、前記一対の
ステータ13a,13bの一方側は、一対の2相巻コイ
ル12a,12bの一方側の内部に位置した第1のステ
ータAと第2のステータBとからなり、前記一対のステ
ータ13a,13bの他方側は、一対の2相巻コイル1
2a,12bの他方側の内部に位置した第3のステータ
Cと第4のステータDから構成されている。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a specific structure of the first and second coils 12a and 12b. One of the coils 12a and 12b has a first terminal # 1 and a common terminal C1 as connection terminals. And a second coil 22 composed of a second coil 22 having the common terminal C1 and the third terminal # 3 as connection terminals, and the other side has a second terminal # 2 and another common terminal C2. Is a two-phase wound coil including a third coil 23 having a connection terminal as a connection terminal, and a fourth coil 24 having another common terminal C2 and a fourth terminal # 4 as a connection terminal. One side of the pair of stators 13a and 13b includes a first stator A and a second stator B located inside one side of the pair of two-phase wound coils 12a and 12b. The other side of 13a, 13b is a pair of two-phase coil 1
It comprises a third stator C and a fourth stator D located inside the other side of 2a, 12b.

【0019】また、互いに対をなす第1及び第2のステ
ータA,Bは、各々が周方向に並んだ複数の山形の歯を
有するとともに、双方の複数の歯同士が磁気ギャップを
確保されつつ噛合した構造であり、互いに組をなす第3
及び第4のステータC,Dもそれと同様の構造となって
いる。また、前記ロータ14は、図示したように円周方
向に交互に異なる極性が磁着された永久磁石によって形
成されている。そして、前述した第1〜第4のコイル2
1〜24が所定の順に励磁されて、前述した第1〜第4
のステータA〜Dの磁気極性が順次切換えられることに
より、ロータ14に強力な回転力が生じるようになって
いる。なお、図4は、軸方向に隣接する2つのステータ
及びロータ14を回転方向に展開し、ロータ14が回転
するときの、前記2つのステータ及びロータ14の極性
を示す図であって、図中の矢印はロータ14に働く吸引
力と反撥力とを示したものである。
The first and second stators A and B, which form a pair, each have a plurality of mountain-shaped teeth arranged in the circumferential direction, and both of the plurality of teeth have a magnetic gap. It is a meshed structure, and the third
The fourth stators C and D have the same structure. The rotor 14 is formed by permanent magnets having different polarities alternately magnetized in the circumferential direction, as shown in the figure. Then, the above-described first to fourth coils 2
1 to 24 are excited in a predetermined order, and the first to fourth
By sequentially switching the magnetic polarities of the stators A to D, a strong rotational force is generated in the rotor 14. FIG. 4 is a diagram showing the polarities of the two stators and the rotor 14 when the two stators and the rotor 14 adjacent to each other in the axial direction are developed in the rotational direction and the rotor 14 rotates. Arrows indicate a suction force and a repulsion force acting on the rotor 14.

【0020】一方、ロータ14の軸心部には、駆動ロッ
ド16が回転を阻止された状態で螺合されており、駆動
ロッド16はロータ14の正転・逆転に伴い軸方向に進
退するようになっている。そして、ロータ14より延出
した駆動ロッド16の端部は前記ダイヤフラム5及び弁
体8の中央部に結合されており、駆動ロッド16の移動
量に応じて弁体8が全閉位置(図1の位置)から全開位
置(図2の位置)の間を移動し、前記流出口4bの開度
を変化させるようになっている。
On the other hand, a driving rod 16 is screwed to the axial center portion of the rotor 14 in a state where rotation thereof is prevented. The driving rod 16 moves forward and backward in the axial direction as the rotor 14 rotates forward and backward. It has become. The end of the drive rod 16 extending from the rotor 14 is connected to the center of the diaphragm 5 and the valve body 8, and the valve body 8 is moved to the fully closed position (FIG. 1) according to the amount of movement of the drive rod 16. 2) from the fully open position (the position in FIG. 2) to change the opening of the outlet 4b.

【0021】また、ロータ14及び駆動ロッド16の内
外周に設けられたネジAは多条ねじであって、そのねじ
れ角が、駆動ロッド16に軸方向の力が加わったときロ
ータ14に回転力が生じる角度に設定されている。さら
に、前記バルブボディ2の底部2cと前記ダイヤフラム
5の背面側との間には、本発明の補助力供給手段である
コイルスプリング17が縮設されている。これにより、
ダイヤフラム5が前記流出口4b側へ常時付勢されると
ともに、前記ロータ14には、弁体8を開方向へ移動さ
せるべく回転するときの補助力が、駆動ロッド16を介
して常時供給されている。
The screw A provided on the inner and outer circumferences of the rotor 14 and the drive rod 16 is a multi-threaded screw, and the torsion angle of the screw A causes the rotor 14 to have a rotational force when an axial force is applied to the drive rod 16. Is set to the angle at which Further, between the bottom 2c of the valve body 2 and the back side of the diaphragm 5, a coil spring 17, which is an auxiliary force supply means of the present invention, is contracted. This allows
The diaphragm 5 is constantly urged toward the outflow port 4b, and the rotor 14 is constantly supplied with an assisting force for rotating the valve body 8 to move the valve body 8 in the opening direction via a drive rod 16. I have.

【0022】以上の構成からなる流量制御弁1は、その
使用に際してバルブボディ2の流入口4aがエンジン
(ウォータジャケット)側に、その流出口4bがラジエ
ータ側に連通されるとともに、ステッピングモータ3の
一対の2相巻コイル12a,12bが図1に示したよう
に制御装置31に接続される。そして、制御装置31に
よって、機関の状態に応じた出力信号がテッピングモー
タ3へ供給されると、ロータ14の正転・逆転により駆
動ロッド16が軸方向の螺進・螺退し、それに伴い弁体
8が流出口4bの開度を変化させる。これにより冷却水
におけるラジエータ側からエンジン側への循環量の制御
が可能となる。
In the flow control valve 1 having the above structure, the inlet 4a of the valve body 2 is connected to the engine (water jacket) side, the outlet 4b is connected to the radiator side, and the stepping motor 3 The pair of two-phase wound coils 12a and 12b are connected to the control device 31 as shown in FIG. When an output signal corresponding to the state of the engine is supplied to the stepping motor 3 by the control device 31, the drive rod 16 is axially advanced / retracted by the forward / reverse rotation of the rotor 14, and accordingly, The valve element 8 changes the opening of the outlet 4b. This makes it possible to control the amount of circulation of the cooling water from the radiator side to the engine side.

【0023】ここで、流量制御弁1の使用時において、
ステッピングモータ3の一対の2相巻コイル12a,1
2b、つまり前述した第1〜第4のコイル21〜24
(図3参照)のうち、共通端子C1と第3の端子#3と
の間の第2のコイル22が断線した場合について説明す
る。すなわち図5(a)は、前述した第1〜第4のステ
ータA〜D及びロータ14を回転方向に展開し、ロータ
14が一方向に回転するとき各々のステータA〜D及び
ロータ14における極性を示す模式図であって、図中の
矢印はロータ14に働く吸引力と反撥力とを示してい
る。また、図5(b)は、第1〜第4のコイル21〜2
4の励磁順を示す図であって、第2のコイル22が断線
している状態を示している。また、双方の図は、上から
下に向けて時間の経過を示している。
Here, when the flow control valve 1 is used,
A pair of two-phase wound coils 12a, 1 of the stepping motor 3
2b, that is, the above-described first to fourth coils 21 to 24
A description will be given of a case where the second coil 22 between the common terminal C1 and the third terminal # 3 is disconnected (see FIG. 3). That is, FIG. 5A shows that the above-described first to fourth stators A to D and the rotor 14 are developed in the rotation direction, and the polarity of each of the stators A to D and the rotor 14 when the rotor 14 rotates in one direction. The arrows in the figure show the suction force and the repulsion force acting on the rotor 14. FIG. 5B shows the first to fourth coils 21 to 2.
FIG. 4 is a diagram illustrating an excitation order of No. 4 and illustrates a state where the second coil 22 is disconnected. Both figures show the passage of time from top to bottom.

【0024】かかる状態においては、共通端子C1と第
3の端子#3との間の第2のコイル22が断線している
ため、第1及び第2のステータA,Bにおいては磁力の
発生が間欠的となるが、第3及び第4のステータC,D
は正常に磁力を発生する。従って、ロータ14には多少
の駆動トルクが生じることとなる。一方、このときロー
タ14には、コイルスプリング17によって、弁体8を
開方向へ移動させる方向に回転させようとする補助力が
供給されている。このため、ロータ14は、弁体8を開
方向へ移動させる方向には回転することができ、制御装
置31においては、第1〜第4のコイル21〜24(図
3参照)のいずれかが断線した場合であっても、弁体8
を開方向へ移動させることが可能である。
In such a state, since the second coil 22 between the common terminal C1 and the third terminal # 3 is disconnected, a magnetic force is generated in the first and second stators A and B. Although intermittent, the third and fourth stators C and D
Generates magnetic force normally. Therefore, some drive torque is generated in the rotor 14. On the other hand, at this time, an auxiliary force for rotating the valve element 8 in the opening direction is supplied to the rotor 14 by the coil spring 17. For this reason, the rotor 14 can rotate in the direction of moving the valve body 8 in the opening direction, and in the control device 31, any one of the first to fourth coils 21 to 24 (see FIG. 3) is used. Even if the wire breaks, the valve 8
Can be moved in the opening direction.

【0025】従って、本実施の形態における流量制御弁
1においては、弁体8が図1に示した全閉位置にある時
点で、第1〜第4のコイル21〜24(図3参照)のい
ずれかが断線した場合であっても、弁体8を開位置へ駆
動制御することにより、エンジン冷却水の循環量を増大
させることができる。つまり、従来技術で説明したもの
に比べ、簡単な構造で、かつ部品点数をあまり増加させ
ることなく、より安価に、フェールセーフ動作を実現す
ることが可能となる。
Therefore, in the flow control valve 1 according to the present embodiment, when the valve element 8 is at the fully closed position shown in FIG. 1, the first to fourth coils 21 to 24 (see FIG. 3) are turned off. Even if one of them is disconnected, the circulation amount of the engine cooling water can be increased by controlling the drive of the valve body 8 to the open position. That is, the fail-safe operation can be realized at a lower cost with a simple structure and without much increase in the number of parts as compared with those described in the related art.

【0026】しかも、流量制御弁1においては、前述し
たようなステッピングモータ3の故障に際しても、弁体
8を開位置へ駆動制御することができることから、それ
がアイドル運転が長時間持続された状態で発生した場合
であっても、冷却水の循環量を増大させることができ、
エンジンがオーバーヒートすることを未然に防止するこ
とができる。よって、従来技術で説明したものに比べる
と、使い勝手がよい。
In addition, in the flow control valve 1, even when the stepping motor 3 fails as described above, the drive of the valve body 8 can be controlled to the open position. Even if it occurs in, the circulation amount of cooling water can be increased,
It is possible to prevent the engine from overheating. Therefore, the usability is better than that described in the related art.

【0027】なお、本実施の形態においては、本発明の
補助力供給手段としてコイルスプリング17を備え、そ
のバネ力をロータ14を所定方向へ回転するときの補助
力とする流量制御弁を示したが、これ以外にも、補助力
供給手段を設けることなく、流体の圧力等の他の力を補
助力とする構成としてもよい。例えば、使用時に一定以
上の水圧や油圧等が弁体に常に加わるような流量制御弁
においては、その内部の流路構成を、水圧等によって弁
体に生じる開弁力や閉弁力が前記補助力となるような構
成とすればよい。その場合には、本実施の形態における
コイルスプリング17等の他の部品が不要となり、さら
に部品点数を減らすことができる。
In this embodiment, the flow control valve is provided with the coil spring 17 as the auxiliary force supply means of the present invention, and the spring force is used as the auxiliary force when rotating the rotor 14 in a predetermined direction. However, other than this, a configuration may be adopted in which another force such as a fluid pressure is used as the auxiliary force without providing the auxiliary force supply unit. For example, in a flow control valve in which a certain pressure or more such as water pressure or oil pressure is constantly applied to the valve body during use, the internal flow path configuration is controlled by the valve opening force and valve closing force generated in the valve body due to water pressure or the like. What is necessary is just to make it the structure which becomes powerful. In that case, other components such as the coil spring 17 in the present embodiment become unnecessary, and the number of components can be further reduced.

【0028】また、本実施の形態においては、主として
内燃機関の冷却水流量制御装置に用いられる流量制御弁
について説明したが、これに限らず、複数本のコイルが
交互に通電されることにより生じるステッピングモータ
のロータの回転力によって対象物を駆動するステッピン
グモータ式駆動装置においても、本実施の形態と同様、
ロータが決められた一方向へ回転する際の補助力を常時
供給する補助力が得られる構成とすれば、複数本のコイ
ルのいずれかに断線が生じたときであっても、決められ
たロータの回転方向に対応する一方向へ対象物を駆動す
ることができる。従って、決められたロータの回転方向
に対応する一方向側の位置を、フェールセーフ動作時に
おける対象物の駆動位置として設定することにより、簡
単な構造で、かつ部品点数をあまり増加させることな
く、より安価に、フェールセーフ動作を実現することが
可能となる。
In the present embodiment, the flow control valve mainly used in the cooling water flow control device for the internal combustion engine has been described. However, the present invention is not limited to this, and is caused by alternately energizing a plurality of coils. In a stepping motor type driving device that drives an object by the rotational force of the rotor of the stepping motor, similar to the present embodiment,
If the configuration is such that an auxiliary force that constantly supplies an auxiliary force when the rotor rotates in a predetermined direction can be obtained, even if disconnection occurs in any of the plurality of coils, the determined rotor can be used. The object can be driven in one direction corresponding to the rotation direction of. Therefore, by setting the position in one direction corresponding to the determined rotation direction of the rotor as the drive position of the object during the fail-safe operation, the structure is simple, and the number of parts is not increased so much. It is possible to realize the fail-safe operation at a lower cost.

【0029】また、本実施の形態においては、ステッピ
ングモータとして4相巻2相励磁ユニポーラ駆動式のも
のを示したが、これ以外にも、複数本のコイルのいずれ
かに断線が生じたとき、残りの正常なコイルが励磁され
ることによりロータに多少の駆動トルクが生じるもので
あれば、他の方式のステッピングモータを用いても本発
明を実施することができる。
Further, in this embodiment, a four-phase winding two-phase excitation unipolar drive type is shown as the stepping motor. In addition, when any one of the plurality of coils is disconnected, The present invention can be implemented by using other types of stepping motors as long as a small drive torque is generated in the rotor by exciting the remaining normal coils.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように請求項1のステッピ
ングモータ式駆動装置においては、ステッピングモータ
における複数本のコイルのいずれかに断線が生じたとき
であっても、決められたロータの回転方向に対応する一
方向へ対象物を駆動することができるようにした。この
ため、決められたロータの回転方向に対応する一方向側
の位置を、フェールセーフ動作時における対象物の駆動
位置として設定することにより、簡単な構造で、かつ部
品点数をあまり増加させることなく、より安価に、フェ
ールセーフ動作を実現することが可能となる。
As described above, in the stepping motor type driving apparatus according to the first aspect, even if any one of the plurality of coils in the stepping motor is disconnected, the determined rotation direction of the rotor is determined. The object can be driven in one direction corresponding to. Therefore, by setting the position in one direction corresponding to the determined rotation direction of the rotor as the drive position of the object during the fail-safe operation, the structure is simple and the number of parts is not increased so much. Thus, a fail-safe operation can be realized at lower cost.

【0031】また、請求項2及び請求項3の流量制御弁
においては、ステッピングモータにおける複数本のコイ
ルのいずれかに断線が生じたときであっても、決められ
たロータの回転方向に対応する開位置又は閉位置のいず
れか一方へ弁体を駆動することができるようにした。こ
のため、決められたロータの回転方向に対応する開位置
又は閉位置を、フェールセーフ動作時における弁体の駆
動位置として設定することにより、簡単な構造で、かつ
部品点数をあまり増加させることなく、より安価に、フ
ェールセーフ動作を実現することが可能となる。
Further, in the flow control valve according to the second and third aspects, even when a disconnection occurs in any one of the plurality of coils in the stepping motor, it corresponds to the determined rotation direction of the rotor. The valve body can be driven to either the open position or the closed position. For this reason, by setting the open position or the closed position corresponding to the determined rotation direction of the rotor as the drive position of the valve element at the time of the fail-safe operation, the structure is simple and the number of components is not increased so much. Thus, a fail-safe operation can be realized at lower cost.

【0032】[0032]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態を示す流量制御弁の断面
図である。
FIG. 1 is a sectional view of a flow control valve showing one embodiment of the present invention.

【図2】弁体が全開位置にある状態を示す要部断面図で
ある。
FIG. 2 is a sectional view of a main part showing a state in which a valve body is at a fully open position.

【図3】ステッピングモータの具体的な構造を示す模式
図断面図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view showing a specific structure of a stepping motor.

【図4】ロータに加わる磁力を示す模式説明図である。FIG. 4 is a schematic explanatory view showing a magnetic force applied to a rotor.

【図5】(a)は、ステッピングモータのロータに加わ
る磁力を示す模式説明図、(b)は、複数のコイルの励
磁順を示す説明図である。
FIG. 5A is a schematic diagram illustrating a magnetic force applied to a rotor of a stepping motor, and FIG. 5B is a diagram illustrating an excitation order of a plurality of coils.

【図6】従来技術を示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 流量制御弁 3 ステッピングモータ 8 弁体 12a,12b コイル(複数本のコイル) 13a,13b ステータ 14 ロータ 17 コイルスプリング(補助力供給手段) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Flow control valve 3 Stepping motor 8 Valve body 12a, 12b Coil (a plurality of coils) 13a, 13b Stator 14 Rotor 17 Coil spring (auxiliary force supply means)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数本のコイルが交互に通電されること
により生じるステッピングモータのロータの回転力によ
り対象物を駆動するステッピングモータ式駆動装置にお
いて、 前記ロータが決められた一方向へ回転する際の補助力を
常時供給する補助力供給手段を備えたことを特徴とする
ステッピングモータ式駆動装置。
1. A stepping motor type driving device for driving an object by a rotating force of a rotor of a stepping motor generated by alternately energizing a plurality of coils, wherein the rotor rotates in a predetermined direction. A stepping motor type driving device comprising an auxiliary force supply means for constantly supplying the auxiliary force.
【請求項2】 複数本のコイルが交互に通電されること
により生じるステッピングモータのロータの回転力によ
り弁体を開閉駆動し流体の流量を制御する流量制御弁に
おいて、 前記ロータが決められた一方向へ回転する際の補助力
を、前記弁体を介して常時前記ロータに供給する補助力
供給手段を備えたことを特徴とする流量制御弁。
2. A flow control valve for controlling the flow rate of a fluid by driving a valve body to open and close by a rotational force of a rotor of a stepping motor generated by alternately energizing a plurality of coils, wherein the rotor is a fixed one. A flow control valve comprising: an auxiliary force supply unit that constantly supplies an auxiliary force when rotating in a direction to the rotor via the valve body.
【請求項3】 複数本のコイルが交互に通電されること
により生じるステッピングモータのロータの回転力によ
り弁体を開閉駆動し流体の流量を制御する流量制御弁に
おいて、 前記ロータが決められた一方向へ回転する際の補助力
を、前記流体の圧力により前記弁体に常時生じさせる流
路構成を備えたことを特徴とする流量制御弁。
3. A flow control valve for controlling the flow rate of a fluid by driving a valve body to open and close by a rotating force of a rotor of a stepping motor generated by a plurality of coils being alternately energized, wherein the rotor has a predetermined one. A flow control valve, comprising: a flow path structure that constantly generates an assisting force in rotating the valve body by the pressure of the fluid in the valve body.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7264223B2 (en) 2004-06-23 2007-09-04 Smc Kabushiki Kaisha Flow rate control apparatus

Cited By (2)

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DE102005027573B4 (en) * 2004-06-23 2015-04-02 Smc K.K. Flow rate control device

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