JPS62124378A - 流量制御弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はステッピングモータの回転を＠線運動に変換
して弁体の位置を制御することにより乳量を制御する施
恒制御弁装置に関するものである。

〔従来の技術〕

この柚の圧波制御弁装置としては、例えば特開昭５９−
１９４６５８号公報に示されるような回転を直線運動に
変換する機構を内蔵するステッピングモータの出力軸の
先端に弁体を固定するものが、このステッピングモータ
の回転−直線変換機構を工、ステッピングモータの回転
軸を中空軸とし、その中空軸に軸方向のみ移動可能に回
り止めされた出力軸をねじ嵌合させる構造であり、これ
を流量制御弁のｙＳ動に利用する際には上Δ己出力軸の
先端に弁体を固定し、ステッピングモータの回転軸の回
転筑に対応して出力軸ケ帷方向に移動させ、弁座に対す
る弁体の位置を制御して流量を制御するＯとになる。

〔発明か解決しようとする問題点〕

ところで、上記構造（こよｎば、ステッピングモータの
回転軸は直線運動をする出力Ｉｋｄを内部に保持した構
造であるため、回転軸の幅径は大型化し、こｔ′１．を
ハウジングに支承する軸受も大型烏価になると共に出力
軸も軸支する必要かあり、同一ハウジング内での両軸の
軸受構造か複雑となり、このためステッピングモータの
大型化をまね＜１！１ｍかあり、又、出力軸によって弁
体８秘動する場合には、この弁体と出力軸が一体となっ
て直線運動を行うため、直線駆動される部分の重量が両
者の和となって増大し、かつ慣性も増大し、高応答の高
速制御を行うことは困難で、高速高精度な流量制御は行
い難いものであつｔコ。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る流量制御弁装置は、ステッピングモータ
の回転軸の２ハウジングから突出させ、この突出部に軸
方向のみ移動可能に回止めされた弁体をねじ嵌合させる
ことにより弁体のみを軸方向に移動させる構造とし、又
、上記ねじ嵌合された部分を包囲するようにステッピン
グモータハウジングと固定的な筒状体と弁体に支持され
た筒状体とを互いに微小空隙をもって重合配置したもの
である。

〔作用〕

この発明における回転を直線に斐換する機構はステッピ
ングモータの外側でモータ回転軸に弁体をねじ嵌合させ
て成るため、ステッピングモータの軸受は回転軸だけを
支承すれはよく構成が簡素化し、小型化でき、しかも直
線駆動される部分の重量も小さく慣性も小さくできるの
で応答性のよい流量制御を可能にし、又、ねじ嵌合部分
を包囲する互いに重合配置される各筒状体は弁体か置体
運動をしても、流体中に含まれる痛埃等の異物か弁体と
回転軸との摺動部に侵入することを防止する。

〔実施例〕

以下図に示すこの発明の一実施例について説明する。第
１図において（１）はステッピングモータであり、次の
如く構成されている。（２）は円周上交互に異極に着磁
された円筒状の永久磁石（３）と、この永久磁石を回転
軸（４）に固定するモールド成形された保持部材（３ａ
）とから成るロータであり、その回転軸（４）はベアリ
ング（５）　（６）　ｅ介してハウジング（７）　（８
）に支承されｌその一端はハウリング（７）を慣通して
外部へ突出している。上記ハウジング（７）ハ有底円筒
状を成し、その開口端を閉基するようにはソ円板状のハ
ウジング（８）か嵌合して固定されている。

（９）はベアリング（６）とハウジング（８）との軸方
向間隙部に設けられ、このベアリング（６）を介してロ
ータ（２）を軸方向−側に押圧偏寄させて回転軸（４）
の軸方向位置を規定させる。ＩＩＧは上記ハウジング（
７）内に収納されたステータ部分であり、ステータコイ
ルαＤ―と端面ヨークｃｈ：ｉ　ｕψと中間ヨークαυ
四ケ有し、この端面ヨークと中間ヨークはコイル内周で
軸方向に突出する歯状極片をそれぞｎ有し、これらを交
互に空隙を介してかみ合せ配置しており、この中１ハ１
ヨークと端面ヨークとステータコイルから成る組み合せ
体を軸方向に２組配置して成るものである。尚、上ｌ己
各コイルｃｔＩＪｕａはボビンαη（至）上に巻装され
１更に合成＠脂四（７）によって一体成形され、更にコ
イル端部（中間タップを含む）はターミナルｖｉＩ四を
介してリード線−例によって外部に引き出されている。

このリード線はハウジング（８）ｌこ配設されたゴム製
のパツキンに）ケ貫通している。

隣は上記回転軸（４）の回転に対応して直線方向にｗＡ
ＡＫｊＪされる弁装置であり、次の如く構成されている
。（４ａ）は上記ハウジング（７）から突出した回転軸
（４）の一部外周に形成されたおねじ、ｖｌ）はこのお
ねじに嵌合しためねじ（２７ａ）と外周部に第２図に明
示するように径方回外側へ突出した突起（２７ｂ）を冶
するスリーブ、剛は上記回転＄ｉ＋ｉ　（４１の先端部
に配設された弁体であり、中空穴（２８ａ）を有しこの
中空穴（２８ａ）には上ＭＬ回ｋ　４Ｑｈ　（４）か嵌
入している。この弁体−は上記スリーブρｌノをアルミ
成形によって一端で埋設保持した筒状ホルタ四の他端に
嵌入し、その端部かかしめらｎて上記スリーブψ）と一
体化されている。山は焼結合金に７１メ堝油ケ含侵し自
己潤滑性を有する円筒状のガイドメタルであり上記弁体
−の中空穴（２Ｓａ）内に圧入され、上記回転軸（４）
の先端部か密接に嵌入しており、弁体（至）を回転軸上
で偵れなく直線移動させる。

６ＪＪは上記モータハウジング（７）に固定保持され互
いに同心的な内側、外側筒状部材（３ｔａ）　（８１ｂ
）　’ｅ自するホルダで内側筒状部材（８１ａ）の内周
にはスリーブＶθか嵌合し、更に訊スリーブの突起（２
７ｂ）か係合する軸方向に延びた案内溝（ａｌｃ）か形
成さ扛、スリーブ＆／）の回り止め機構を構成している
。

この筒状部材（’１ｌａ）の長さは、弁体例か最大突出
位置まで移動してもスリーブの突起（２７ｂ）が無比し
ないような充分長い長さに設定されている。（２）は上
記弁体ｗｔ図の右方向に押圧しているスプリング、蓼は
このスプリング外局に設けられ弁体−と一体に移動する
円筒状のスプリングガイドであり、スプリング図によっ
て端部か弁体（至）に押圧されて弁体例に保持されてい
る。このスプリングガイドは上記ホルダの外側筒状部材
（ａｘｂ）と微小間隙をもって重合配置６され、その内
側の各摺動部への異物の侵入を防止する。この重合して
いる軸方向寸法は弁体−の最大移動量より大きく設定さ
れており、弁体□□□か最大突出位置まで移動しても重
合状態を保持する。咎は流量制御される流体通路曲を構
成する通路ハウジングであり、これは例えば内燃Ｎ関の
スロットル弁部の吸気管によって構成さ１しスロットル
弁をバイパスする通路か流体通路銖νに対応する。この
辿珀ハウジング例には上記ステッピングモータのハウジ
ング（７ンかねじゐ（こよって固定さｆし上記弁体□□
□か渡体通路−に形成された弁座σ７）＋こ対向するよ
うに配置さ扛ている。

このように構成された実施例において、囚示しない外部
の制御装置からリード線曲、轡、ターミナルシυ四を介
して各コイルＵυ（功の各相にＦＪＴ定の順序でパルス
状駆動信号を印加することにより、各ヨーク［１；％α
４１（１５ｔｍの極片か交互に異極に磁化され所定の順
序でこの磁界か切替り、ロータの永久磁石（３）との間
で吸引、反発力を発生し、印加される駆動信号に応じて
ロータ（２）はステップ的に回転する。

このロータ（２）の回転によって回転軸（４）か回転す
るとこの回転軸（４）にねじ嵌合され、ホルダの内側筒
状部（８１ａ）によって回り止めされたスリーブ（ロ）
は弁体■と共に案内溝（ａｌｃ）に沿って軸方向に直線
移動する。従って、各コイルαυ＠の各相に与えられる
パルス状ｋＳ動信号に応じて弁体例は弁座に対して位置
変化し、流体通路−の流路ｉｆｉ＋積を制御して圧波τ
制御する。肖、九体通路曲か機関のスロットル弁のバイ
パス近軸にある場合には機関の吸気鼠τ制御して機関の
アイドル回転数を制御する。

ここで、本実施例装はにおいて、ステッピングモータ（
１）の回＆を弁体−の直線迎動昏こ変換するための構成
【工、モータハウジング（７）から回転軸（４）を突出
させ、この回ｋｍ上に弁体例と一体のスリーブψｌ−ね
じ嵌合させるものであるため、ステッピングモータのハ
ウジング（７）　（８）内ではロータの回転部（４）の
みを軸支すれはよくその軸受構造は小型で簡単なものと
なり、ロータの小型軽量化か図れると共に、直線運動を
する部分はスリーブｔ４Ｊを有する弁体Ｈ’ｚ、／みで
、従来の如くステッピングモータ内部から外部まで延び
た出力軸も共に直線運動を行わせる必要もないことから
、その部分の軽量化を図ることかでき、慣性を低銀させ
て高応答の流Ｎ　１Ｔｉｉ制御か可能となる。しかも、
上Ｍｅ弁体蜘は中空穴（２８ａ）　’Ｅ有し、この中空
穴内で回転軸（４）を自己ン閣滑性を有するガイドメタ
ル−で軸支しているため、弁体例か回転軸上で倒ｔ１−
を生しることなく血縁移動させることかでき弁座曽ノに
対して正確な位置に制鈍でき正確な流度制御かできる。

又、弁体例に保持されるスプリングガイド牌と、ホルダ
Ｃυの外側筒状部材（３１ｂ）とは微小空隙ｆもって径
方向にＩ重合配置されているγこめ、弁体例か進退移動
しても、その内側の各摺動部を包囲し、流体中の塵埃等
の異物か侵入し妬く、この塵埃等の異物による摺動不良
の発生を防止する。更にスリーブ’Ｉｔノはホルダの内
ｍａｔ筒状部材（８１ａ）の内周で回り止め嵌合して軸
方向に摺動するが、この際内側筒状部材（８１ａ）は、
スリーブの最大移動位置（弁体−の最大突出位置）にお
いてもスリーブｃｌ／Ｉか露出しない充分の長さに設定
されるため、スリーブ２θの外周措動面にｒｉｋ埃か付
着し難く、この点からも畑動不良の発生を防比し得る。

加えて、スリーブＣｔＯと弁体（至）とを結合するホル
ダ四の外周部’ｚＪｔ付形状とし、ホルダの内側筒状部
材（８１ａ）の端面との間で絞りをＪ＋ｑ　ｔｈしてい
るため、流体中の豊埃は摺動部に対して侵入し姓いもの
となっている。

従って、ステッピングモータ外部の回転−直線変換機構
７３（Ｓ　％及び弁体−の直線移動部における摺！１１
７１部に対する流体中の眼疾の侵入、付着を防止して、
弁体−を安定に位置制御できる。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によｎば、ステッピングモータの
回転軸の突出部で弁体をスリーブを介してねじ嵌合して
回転を直線運動に変換するように構成したので、ステッ
ピングモータの軸度構造は回転軸のみを支承すれば足り
、極めて簡単で、装置の小型軽量化か図り得、しかも、
直線駆動される部分は従来のような長い出力軸はなく弁
体部分のみとなり軽量化でき、島応答の流量制御か可能
となる。又、弁体に支持された筒状部材をステッピング
モータハウジングに保持された筒状部材とを互いに微小
空隙を介して重合配置して摺動部を包囲するようにした
ので、摺動部に対して流体中の塵埃か侵入付着すること
を防止して弁体を安全に位置制御できる効果かある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図は第
１図のスリーブ部分の断面図である。 図中、（１）はステッピングモータ、（４）は回転軸、
（７）　（８）はハウジング、（財）はスリーブ、□□
□は弁体、（２７ａ）（４ａ）はねじ、（２７ｂ）は突
起、山はガイドメタル、（８１ａ）　（ａｘｂ）は筒状
部、（８１ｅ）は案内溝、■はスプリング、儲はスプリ
ングガイドである。 尚、図中、同一符号は同一部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ステッピングモータと、このステッピングモータのハウ
   ジングから外部へ突出した回転軸と、この回転軸の突出
   部にねじ嵌合し、かつ軸方向のみ移動可能に回り止めさ
   れたスリーブと、このスリーブと一体的に結合して上記
   回転軸の突出端部外周に嵌合し、流体通路の弁座に対し
   て位置変化して流量を制御する弁体と、上記弁体に支持
   された円筒状の第１のカバー部材と、上記ステッピング
   モータのハウジングに支持され上記第１のカバー部材と
   径方向に微小空隙を介して重合配置され上記第１のカバ
   ー部材と共働してその内側の各部摺動部への塵埃の侵入
   を防止する筒状の第２カバー部材を備えた流量制御弁装
   置。