JPWO2017033589A1 - 電動式流量制御弁、アクチュエータ - Google Patents
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Abstract
Description
第1流入口から流入した流体を外部へ流出させる流出口に導く第1流体流路、および第2流入口から流入した流体を流出口に導く第2流体流路が内部に形成されたハウジングと、
ハウジングにおける第1流体流路を形成する部位に形成された第1弁座部に対向配置され、第1弁座部に当接する際に第1流体流路を閉じ、第1弁座部から離間する際に第1流体流路を開く第1弁部材と、
ハウジングにおける第2流体流路を形成する部位に形成された第2弁座部に対向配置され、第2弁座部に当接する際に第2流体流路を閉じ、第2弁座部から離間する際に第2流体流路を開く第2弁部材と、
第2流体流路を閉じた状態で第1流体流路を開いて第1流体流路を流れる流体の流量を調整する第1弁部材調整領域、第1流体流路を閉じた状態で第2流体流路を開いて第2流体流路を流れる流体の流量を調整する第2弁部材調整領域、第1流体流路および第2流体流路の双方を閉じる両弁全閉領域となる範囲で、第1弁部材および第2弁部材を変位させる駆動部と、を備える。
第1弁部材および第2弁部材の軸線に沿って摺動することで、第1弁部材調整領域、第2弁部材調整領域、および両弁全閉領域となる範囲で第1弁部材および第2弁部材を変位させるロッドと、
通電により回転駆動力を発生させる電動モータと、
電動モータの回転駆動力をロッドに出力する出力軸と、
出力軸およびロッドのうち、一方の部材に設けられた雌ネジ部、および他方の部材に設けられて雌ネジ部と噛み合う雄ネジ部で構成され、電動モータの回転駆動力をロッドの軸方向の推力に変換する送りネジ機構と、
電動モータの回転駆動力によるロッドの回転を規制する自転防止機構と、
を含んで構成されている。
ロッドと、
偏心軸を有するロータ、およびロータに与える回転磁界を発生させるステータを有し、通電により回転駆動力を発生させる電動モータと、
電動モータの回転駆動力をロッドに出力する出力軸と、
出力軸に設けられた雌ネジ部、およびロッドに設けられて雌ネジ部と噛み合う雄ネジ部で構成され、電動モータの回転駆動力をロッドの軸方向の推力に変換する送りネジ機構と、
電動モータの回転駆動力によるロッドの回転を規制する自転防止機構と、
電動モータからの回転出力を減速して出力軸に伝達する減速機構と、を備える。
まず、第1実施形態について、図1〜図10を参照して説明する。本実施形態では、図1に示すように、本開示の電動式流量制御弁である統合弁30を、車室内の空調を行う車両用空調装置1に適用した例について説明する。なお、本実施形態では、本開示のアクチュエータを統合弁30に適用している。
制御装置90は、暖房運転を実施する条件が成立すると、開閉弁17を開状態として第3冷媒通路103を開く。また、制御装置90は、膨張弁13を、凝縮器12から流出した冷媒を減圧してから室外熱交換器14へ流す絞り状態とする。さらに、制御装置90は、図5に示すように、統合弁30の第1流量制御部301および第2流量制御部302の双方を全閉状態にして、第2冷媒通路102および第4冷媒通路104を閉じる。
制御装置90は、除湿暖房運転を実施する条件が成立すると、開閉弁17を開状態として第3冷媒通路103を開く。また、制御装置90は、膨張弁13を、凝縮器12から流出した冷媒を減圧してから室外熱交換器14へ流す絞り状態とする。
制御装置90は、冷房運転を実施する条件が成立すると、開閉弁17を閉状態として第3冷媒通路103を閉じる。また、制御装置90は、膨張弁13を、凝縮器12から流出した冷媒を減圧することなく室外熱交換器14へ流す全開状態とする。
次に、第2実施形態について、図11〜図15を参照して説明する。本実施形態の統合弁30は、第1弁部材50における第1弁座部411cに接触するシール部511cを球面状の形状としている点が第1実施形態と相違している。
次に、第3実施形態について、図16を参照して説明する。本実施形態の統合弁30は、第1弁体部511におけるシール部511dを平坦状の形状としている点が第2実施形態と相違している。
次に、第4実施形態について、図17〜図23を参照して説明する。本実施形態の統合弁30は、第2弁体調整領域の範囲において、電動モータ72の回転角度に対するロッド71の移動量を変更可能な構成としている点が第1実施形態と相違している。
次に、第5実施形態について、図24、図25を参照して説明する。本実施形態では、主軸部710における筒状部718と当接する部位に弾性部材719を設けている点が第4実施形態と相違している。
上述の各実施形態では、アクチュエータである駆動部70を2つの流入口30a、30bおよび1つの流出口30cを有し、一方の流入口30a、30bから流入した流体の流量を制御する統合弁30に適用する例について説明したが、これに限定されない。すなわち、上述の各実施形態で駆動部70の適用対象は、流量制御弁の流入口の数および流出口の数に依存するものではない。
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されるものではなく、適宜変更が可能である。本開示の電動式流量制御弁およびアクチュエータは、例えば、以下のように種々変形可能である。
上述の各実施形態から把握できる技術的思想には、以下の事項が含まれる。すなわち、上述の実施形態の一部または全部で示された第1の観点によれば、電動式流量制御弁は、第1流体流路を全開した際に第1流体流路を流れる流体の流量が、第2流体流路を全開した際に第2流体流路を流れる流体の流量よりも少ない装置に適用されている。
Claims (13)
- 電動式流量制御弁であって、
第1流入口(30a)から流入した流体を外部へ流出させる流出口(30c)に導く第1流体流路(411)、および第2流入口(30b)から流入した流体を前記流出口に導く第2流体流路(412)が内部に形成されたハウジング(40)と、
前記ハウジングにおける前記第1流体流路を形成する部位に形成された第1弁座部(411c)に対向配置され、前記第1弁座部に当接する際に前記第1流体流路を閉じ、前記第1弁座部から離間する際に前記第1流体流路を開く第1弁部材(50)と、
前記ハウジングにおける前記第2流体流路を形成する部位に形成された第2弁座部(412c)に対向配置され、前記第2弁座部に当接する際に前記第2流体流路を閉じ、前記第2弁座部から離間する際に前記第2流体流路を開く第2弁部材(60)と、
前記第2流体流路を閉じた状態で前記第1流体流路を開いて前記第1流体流路を流れる流体の流量を調整する第1弁部材調整領域、前記第1流体流路を閉じた状態で前記第2流体流路を開いて前記第2流体流路を流れる流体の流量を調整する第2弁部材調整領域、前記第1流体流路および前記第2流体流路の双方を閉じる両弁全閉領域となる範囲で、前記第1弁部材および前記第2弁部材を変位させる駆動部(70)と、を備え、
前記第1弁部材および前記第2弁部材は、前記ハウジングの内部に同軸となるように配置されており、
前記駆動部は、
前記第1弁部材および前記第2弁部材の軸線(CL1)に沿って移動することで、前記第1弁部材調整領域、前記第2弁部材調整領域、および前記両弁全閉領域となる範囲で前記第1弁部材および前記第2弁部材を変位させるロッド(71)と、
通電により回転駆動力を発生させる電動モータ(72)と、
前記電動モータの回転駆動力を前記ロッドに出力する出力軸(73)と、
前記出力軸および前記ロッドのうち、一方の部材に設けられた雌ネジ部(731a〜731c)、および他方の部材に設けられて前記雌ネジ部と噛み合う雄ネジ部(711a、716a、718a)で構成され、前記電動モータの回転駆動力を前記ロッドの軸方向の推力に変換する送りネジ機構(70a、70b)と、
前記電動モータの回転駆動力による前記ロッドの回転を規制する自転防止機構(75)と、
を含んで構成されている電動式流量制御弁。 - 前記自転防止機構は、
前記ハウジングにおける前記ロッドの外周側部位に対向する内周側部位に、前記ロッドの軸方向に延びるように形成されたハウジング側溝部(432)と、
前記ロッドにおける前記外周側部位に、前記ロッドの軸方向に延びるように形成されたロッド側溝部(714)と、
前記ハウジング側溝部および前記ロッド側溝部の間に形成される空間に配置された回転規制部材(715)と、
を有する請求項1に記載の電動式流量制御弁。 - 前記駆動部は、前記電動モータからの回転出力を減速して前記出力軸に伝達する減速機構(74)を備える請求項1または2に記載の電動式流量制御弁。
- 前記減速機構は、外周側に円弧状の外歯が複数形成された外歯車(742)、前記外歯車の外歯に噛み合う円弧状の内歯が複数形成された内歯車(433)を含んで構成されている請求項3に記載の電動式流量制御弁。
- 前記第1弁座部の開口径(D1)は、前記第2弁座部の開口径(D2)よりも小さくなっており、
前記出力軸には、前記雌ネジ部として、互いに異なるネジピッチに設定された第1雌ネジ(731b)および前記第2雌ネジ(731c)が形成されており、
前記ロッドは、
前記第1弁部材調整領域となる範囲において前記第1弁部材に当接して前記第1弁部材を変位させる第1押圧部(712)、および前記第2弁部材調整領域となる範囲において前記第2弁部材に当接して前記第2弁部材を変位させる第2押圧部(713)が設けられた主軸部(710)と、
前記主軸部の外周側を囲むように筒状に形成され、前記ロッドの軸方向において前記主軸部に当接して前記主軸部を前記ロッドの軸方向に変位させる筒状部(718)と、を有しており、
前記主軸部は、前記第1雌ネジに噛み合う第1雄ネジ(716a)が形成されており、
前記筒状部は、前記第2雌ネジに噛み合う第2雄ネジ(718a)が形成されており、
前記第1雄ネジおよび前記第1雌ネジは、前記第2雄ネジおよび前記第2雌ネジよりもネジピッチが大きくなっており、
前記送りネジ機構は、
前記第1弁部材調整領域および前記両弁全閉領域となる範囲、並びに、前記第2弁部材調整領域のうち、流体の流量を所定流量以下に調整する低流量領域となる範囲において、前記第2雌ネジと前記第2雄ネジとの噛み合いにより前記電動モータの回転駆動力を前記ロッドの軸方向の推力に変換し、
前記第2弁部材調整領域のうち、流体の流量を前記所定流量より多い流量に調整する高流量領域となる範囲において、前記第1雌ネジと前記第1雄ネジとの噛み合いにより前記電動モータの回転駆動力を前記ロッドの軸方向の推力に変換する構成となっている請求項1ないし4のいずれか1つに記載の電動式流量制御弁。 - 前記主軸部における前記筒状部と当接する部位と間には、弾性変形可能に構成された弾性部材(719)が配置されている請求項5に記載の電動式流量制御弁。
- アクチュエータであって、
ロッド(71)と、
偏心軸(723)を有するロータ(722)、および前記ロータに与える回転磁界を発生させるステータ(721)を有し、通電により回転駆動力を発生させる電動モータ(72)と、
前記電動モータの回転駆動力を前記ロッドに出力する出力軸(73)と、
前記出力軸に設けられた雌ネジ部(731a〜731c)、および前記ロッドに設けられて前記雌ネジ部と噛み合う雄ネジ部(711a、716a、718a)で構成され、前記電動モータの回転駆動力を前記ロッドの軸方向の推力に変換する送りネジ機構(70a、70b)と、
前記電動モータの回転駆動力による前記ロッドの回転を規制する自転防止機構(75)と、
前記電動モータからの回転出力を減速して前記出力軸に伝達する減速機構(74)と、を備え、
前記電動モータは、偏心軸(723)を有するロータ(722)と、前記ロータに与える回転磁界を発生させるステータ(721)と、を有しており、
前記減速機構は、
ハウジング(40)のうち、前記ロータの外周側を覆う部位の内側に形成された内歯車(433)と、
外周側に前記内歯車の内歯に噛み合う外歯が複数形成されると共に、前記偏心部と同期して公転する際に前記内歯の数と前記外歯の数との差分に応じて自転する外歯車(742)と、を含んで構成されており、
前記外歯車は、前記偏心軸の外側に配置されると共に、自転成分が前記出力軸に伝達されるように、回転伝達ピン(732a)を介して前記出力軸に連結されているアクチュエータ。 - 前記回転伝達ピンは、前記ロッドの軸方向において前記ロータと重なり合わないように、前記ロータの外側に配置されている請求項7に記載のアクチュエータ。
- 前記出力軸は、前記雌ネジ部の少なくとも一部が前記ロータの内側に位置するように配置されている請求項7または8に記載のアクチュエータ。
- 前記出力軸、前記ロータ、および前記減速機構は、前記雌ネジ部、前記偏心軸、前記内歯車、および前記外歯車が前記ロッドの径方向に互いに重なり合うように配置されている請求項7ないし9のいずれか1つに記載のアクチュエータ。
- 前記電動モータは、前記ステータが、前記ロータを密閉状態で収容するカバー(720)の外側に配置されている請求項7ないし10のいずれか1つに記載のアクチュエータ。
- 前記電動モータは、ステッピングモータで構成されている請求項7ないし11のいずれか1つに記載のアクチュエータ。
- 前記自転防止機構は、
前記ハウジングにおける前記ロッドの外周側部位に対向する内周側部位に、前記ロッドの軸方向に延びるように形成されたハウジング側溝部(432)と、
前記ロッドにおける前記外周側部位に、前記ロッドの軸方向に延びるように形成されたロッド側溝部(714)と、
前記ハウジング側溝部および前記ロッド側溝部の間に形成される空間に配置された回転規制部材(715)と、
を有する請求項7ないし12のいずれか1つに記載のアクチュエータ。
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