JP5681396B2

JP5681396B2 - 電動弁

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Publication number: JP5681396B2
Application number: JP2010147110A
Authority: JP
Inventors: 共存大内
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 2010-06-29
Filing date: 2010-06-29
Publication date: 2015-03-04
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Description

本発明は、冷凍サイクルシステムにおける冷媒の流量制御等に使用される電動弁に関する。

従来、上記電動弁として、例えば、特許文献１には、図４に示すように、弁室１５１に連通する第１流路１５２及び第２流路１５３を有し、第２流路１５３の弁室連通部に弁シート１５４を設けた弁本体１５５と、弁本体１５５のシート弁座１５６に接離する棒状のニードル弁１５７と、円筒状の密閉ケース１５９と、密閉ケース１５９の外側に配置されるステータコイル１６７と、密閉ケース１５９の内側にステータコイル１６７の通電励磁によって回転して弁開閉方向に移動可能で、筒状のスリーブ１６２及び該スリーブ１６２の外側に止環１６６で固定された筒状の永久磁石１６３を有するロータ１６４と、ロータ１６４の回転によるねじ送り作用でニードル弁１５７を開閉作動させる雄ねじ管１６１とを備え、密閉ケース１５９の下蓋１６０が弁本体１５５に溶接固定された電動弁１５０が提案されている。

この電動弁１５０には、図４及び図５（ａ）に示すように、スリーブ１６２の下端部に閉弁規制ストッパ１６２ａが突設され、図４及び図６に示すように、フランジ体１５８に全閉ストッパ１５８ａが突設され、ニードル弁１５７の閉弁時に、閉弁規制ストッパ１６２ａが全閉ストッパ１５８ａに、図４に示すようにその回転方向に当接することにより、閉弁時においてロータ１６４がさらに下降することを規制する。

上記ロータ１６４の下降規制を行う際には、図５（ａ）に示すブッシュ１６８の下端１６８ｃから閉弁規制ストッパ１６２ａの下端までの寸法ｈ１が雌ねじ１６８ａのピッチの整数倍になるように、また、図６（ｂ）に示す雄ねじ管１６１の上端から全閉ストッパ１５８ａの上端までの寸法ｈ２を、雄ねじ１６１ａのピッチの整数倍＋ピッチ／２になるように設定し、閉弁規制ストッパ１６２ａと全閉ストッパ１５８ａとの当接量をねじピッチ／２に調整する。

そして、上記電動弁１５０のロータ送りねじ１７０を製造する際には、図６に示すように、フランジ体１５８の成形キャビティ１８２を画定する金型装置１８０を用い、下型１８１に、全閉ストッパ１５８ａの成形凹部１８１ａと、成形キャビティ１８２の中心部に開口する内底面にキー突条１８１ｂを有したブッシュ取付穴１８１ｃとが設けられ、この下型１８１のブッシュ取付穴１８１ｃに、雄ねじ管１６１を内側にねじ込み固定した有底筒状のセットブッシュ１８３を、雄ねじ１６１ａのねじ切り始端部１６１ｂが成形凹部１８１ａと位置対応するように、キー突条１８１ｂとキー溝１８３ａ（セットブッシュ１８３の下端部に設けられている）の係合で位置決めし、かつ雄ねじ管１６１の基端取付部１６１ｃが下型１８１の上方に突出する状態に取り付ける。そして、金型装置１８０を型閉じし、成形キャビティ１８２に溶融樹脂を射出注入し、雄ねじ管１６１とフランジ体１５８とが一体化された図６（ｂ）、（ｃ）に示すようなロータ送りねじ１７０を製造していた。

特許第３３１００４２号公報

上述のように、従来は、全閉ストッパ１５８ａを有するロータ送りねじ１７０を製造するにあたって、セットブッシュ１８３を用意して雄ねじ管１６１と一体化した後、金型装置１８０を用いて雄ねじ管１６１をインサート成形する必要があるため、製造に手間がかかり、ひいては電動弁１５０の製造コストの増大に繋がるという問題があった。

そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、ストッパを有する上記ロータ送りねじに類似又は相当する組立体を容易に製造することができ、製造コストの低い電動弁を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、雄ねじ部を有し、電動モータのロータの回転に伴って回転する雄ねじ部材と、該雄ねじ部材に設けられ、弁座と対向するように配置された弁体と、前記雄ねじ部材の回転に伴って回転する可動側ストッパと、弁本体に設けられ、前記雄ねじ部と螺合する雌ねじ部材と、該雌ねじ部材に設けられ、前記可動側ストッパと当接可能な固定側ストッパとを備えた電動弁において、前記雄ねじ部材は、前記雌ねじ部材と螺合する雄ねじ部がそのまま延長されることにより形成された延長雄ねじ形成部を備え、前記可動側ストッパは、前記延長雄ねじ形成部における前記弁座側の端部に螺嵌されるとともに、前記固定側ストッパとは前記雄ねじ部材の回転方向に当接することを特徴とする。

また上記電動弁において、前記延長雄ねじ形成部は、前記弁座の方向へ形成され、前記可動側ストッパは、全開下ストッパであり、前記固定側ストッパは、全開上ストッパであることを特徴とする。

さらに上記電動弁において、前記延長雄ねじ形成部は、前記弁座と反対方向へ形成され、前記可動側ストッパは、全閉上ストッパであり、前記固定側ストッパは、全閉下ストッパであることを特徴とする。

そして、本発明によれば、可動側ストッパの取付を極めて簡単に行うことができ、当該電動弁の構成が簡略化されるとともに、容易にその製造を行うことができ、電動弁の製造コストを大幅に低減することができる。

また上記電動弁において、可動側ストッパは、延長雄ねじ形成部の終端に位置する平面部又は該延長雄ねじ形成部のねじ終端部に当接することにより固定されることを特徴とする。

このように構成されることにより、可動側ストッパの、当該電動弁に対する取付（固定）を簡単に行うことができる。

また、本発明は、雌ねじ部を有し、電動モータのロータの回転に伴って回転する雌ねじ部材と、該雌ねじ部材に設けられ、弁座と対向するように配置された弁体と、前記雌ねじ部材の回転に伴って回転する可動側ストッパと、弁本体に設けられ、前記雌ねじ部と螺合する雄ねじ部材と、該雄ねじ部材に設けられ、前記可動側ストッパと当接可能な固定側ストッパとを備えた電動弁において、前記雄ねじ部材は、前記雌ねじ部材と螺合する雄ねじ部がそのまま延長されることにより形成された延長雄ねじ形成部を備え、前記固定側ストッパは、前記延長雄ねじ形成部における前記弁座側の端部に螺嵌されるとともに、前記可動側ストッパとは前記雌ねじ部材の回転方向に当接することを特徴とする。

また、上記電動弁において、前記延長雄ねじ形成部は、前記弁座の方向へ形成され、前記可動側ストッパは、全閉上ストッパであり、前記固定側ストッパは、全閉下ストッパであることを特徴とする。

本発明によれば、固定側ストッパの取付を極めて簡単に行うことができ、また当該電動弁の構成が簡略化されるとともに、容易にその製造を行うことができ、電動弁の製造コストを大幅に低減することができる。

また、上記電動弁において、固定側ストッパが、前記延長雄ねじ形成部の終端に位置する平面部又は該延長雄ねじ形成部のねじ終端部に当接することにより固定されることを特徴とする。このような構成により、固定側ストッパの、当該電動弁に対する取付を簡単に行うことができる。

また本発明は、上記各々の電動弁において、可動側ストッパ及び固定側ストッパが、各々に形成される雌ねじのねじ切り始め位置を基準に形成されたことを特徴とする。このように構成されたことにより、各ストッパの当接量を適切に管理、設定することができる。

以上のように、本発明によれば、ストッパを有する従来のロータ送りねじに相当する組立体等を容易に製造することができ、製造コストの低い電動弁を提供することができる。

本発明にかかる電動弁の第１の実施形態を示す断面図であって、（ａ）は全閉時、（ｂ）は全開時を示す。本発明にかかる電動弁の第２の実施形態を示す断面図であって、（ａ）は全閉時、（ｂ）は全開時を示す。本発明にかかる電動弁の第３の実施形態を示す断面図であって、（ａ）は全閉時、（ｂ）は全開時を示す。従来の電動弁の一例を示す断面図である。図４の電動弁のロータ中心体を示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は底面図である。図４の電動弁のロータ送りねじ及びその製造方法を説明するための図であって、（ａ）は製造方法を説明するための断面図、（ｂ）は、製造したロータ送りねじを弁本体に取り付けた状態を示す断面図、（ｃ）は（ｂ）に示したロータ送りねじの上面図である。

次に、発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明にかかる電動弁の第１の実施形態を示し、図１（ａ）は全閉時、図１（ｂ）は全開時の断面図を示す。

この電動弁１は、２本の導管２、３と弁座４とを備える弁本体５と、弁本体５に接合されたキャン６と、キャン６の内部に配置され、電動モータの一部を構成するロータ７と、キャン６の外周部に固定され、ロータ７を回転駆動するステータ（不図示）と、支持リング９を介してロータ７に一体に連結された弁軸（雄ねじ部材）１０と、弁本体５に下端部が圧入固定され、弁軸１０が内挿された弁軸ホルダ（雌ねじ部材）１１と、弁軸１０の下端部に係止された弁体１２等で構成される。

弁本体５は、円筒状に形成され、２本の導管２、３によって形成される２つの流路２ａ、３ａに連通する弁室５ａを備える。弁室５ａと流路３ａとの間に弁座４が位置し、弁体１２を弁座４に接離させることで電動弁１が開閉する。

キャン６は、下部が開口し、上部が閉じた円筒状に形成され、弁本体５の上部に接合される。キャン６の内部には、ロータ７等の主要部品が収容される。

ロータ７は、円筒状に形成され、キャン６の内部に回転可能に配置される。このロータ７は、弁軸１０の上部に螺嵌された支持リング９を介して、弁軸１０と一体に連結される。支持リング９には、全閉上ストッパ部（可動側ストッパ）９ａが弁軸ホルダ１１の上面に向かって突出するように一体に形成される。ロータ７と、キャン６の外周部に固定されたステータとで電動モータ（例えばステッピングモータ）が構成され、ステータへの給電によりロータ７が回転する。

弁軸１０は、弁軸ホルダ１１の雌ねじ部１１ａと螺合する雄ねじ部１０ａが螺刻されるとともに、下端部１０ｃが下方に向かって開口し、天井部１０ｅを備えるばね収容部１０ｂを形成し、下端部１０ｃには、弁体１２の係止リング１６がかしめ固定される。ばね収容部１０ｂ内には、弁体１２をボール１３を介して下方に付勢する緩衝用のコイルばね１４が縮装される。

弁軸１０に形成された雄ねじ部１０ａに隣接して、さらに弁座４と反対方向に雄ねじ部１０ａの雄ねじがそのまま連続して延長して形成されるように延長雄ねじ形成部１０ｚが設けられている。すなわち、雄ねじ部１０ａは、本来は弁軸ホルダ１１に設けられた雌ねじ部１１ａに螺合する範囲で形成されれば良いが、この実施の形態では、雄ねじ部１０ａをさらにその範囲を弁座４と反対側に向かうようにそのまま延長して、延長雄ねじ形成部１０ｚとして形成している。

そして、この延長雄ねじ形成部１０ｚに、全閉上ストッパ部９ａを備えた支持リング９が螺合され、その後、接着、溶接等の適宜の手法により支持リング９が弁軸１０に固着されている。

また弁軸１０に形成された雄ねじ部１０ａに隣接して、さらに弁座４の方向に雄ねじ部１０ａの雄ねじがそのまま連続して延長して形成されるように延長雄ねじ形成部１０ｙが設けられている。すなわち、上述のように、雄ねじ部１０ａは、本来は雌ねじ部１１ａに螺合する範囲で形成されれば良いが（すなわち、雄ねじ部１０ａは、弁体１２を駆動する駆動ねじである）、この実施の形態では、雄ねじ部１０ａをさらにその範囲を弁座４側に向かうようにそのまま連続して延長して、延長雄ねじ形成部１０ｙとして形成している。

全開下ストッパ１７（可動側ストッパ）は、その雌ねじ部１７ｂを弁軸１０の端部（延長雄ねじ形成部１０ｚ）にねじ込み、雄ねじ部１０ａを経由して延長雄ねじ形成部１０ｙに至り、天井部１０ｅに当接させることにより固定される。この全開下ストッパ１７は、延長雄ねじ形成部１０ｙに螺合し天井部１０ｅに当接するのみで、弁軸１０に対して特に接着、溶接等による固着は不要である。すなわち、当該電動弁の使用により全開下ストッパ１７の螺合が仮に緩くなっても、その閉弁方向の動作により、全開下ストッパ部１７ａが全開上ストッパ部１１ｆに当接し、該全開下ストッパ部１７ａは天井部１０ｅ方向に回動され、弁軸１０に対して再度堅固に固定される。もちろん、上記の固着を行うようにしても良い。

尚、延長雄ねじ形成部１０ｚの雄ねじの形成を天井部１０ｅの手前までとし、その雄ねじの切り終わりの部分にて全開下ストッパ１７を当接固定するようにしても良い。

弁軸ホルダ１１は、上部に雌ねじ部１１ａが螺刻されるとともに、弁軸ホルダ１１の下部には、ばね収容部１０ｂの外周に配在され、下端部１１ｃが下方に向かって開口し、天井部１１ｅを備える筒状の嵌挿部１１ｂを備える。嵌挿部１１ｂの下端部１１ｃは、弁本体５の連結保持部５ｂに一体成形されている。そして、弁軸ホルダ１１の雌ねじ部１１ａと弁軸１０の雄ねじ部１０ａとが螺合し、弁軸ホルダ１１の内部を弁軸１０が上下方向に案内される。また、弁軸ホルダ１１の上面には、全閉下ストッパ部（固定側ストッパ）１１ｄが設けられ、天井部１１ｅのばね収容部１０ｂ側の面には、全開上ストッパ部（固定側ストッパ）１１ｆが設けられる。弁軸ホルダ１１の側面には、弁室５ａとキャン６の内部との均圧を図る均圧孔１５が穿設される。

ここで、全開下ストッパ１７、弁軸ホルダ１１及び支持リング９の３つの部品は、共通の雄ねじ（延長雄ねじ形成部１０ｙ、雄ねじ部１０ａ及び延長雄ねじ形成部１０ｚ）に螺合しているので、該全開下ストッパ１７、弁軸ホルダ１１及び支持リング９の各々に形成される雌ねじの切り始め位置を基準に各々のストッパ（全開下ストッパ部１７ａ、全開上ストッパ部１１ｆ、全閉下ストッパ部１１ｄ及び全閉上ストッパ部９ａ）の形成位置（雌ねじの切り始め位置からの回転方向における各ストッパ部の形成位置）及び高さを決定すれば、各々のストッパ部の当接量（当接高さ）を適切に設定することができる。

弁体１２は、下部に円錐状部分を有し、全体的に円柱状に形成される。弁体１２の上部１２ａは、弁軸１０のばね収容部１０ｂに内挿されるとともに、弁軸１０の係止リング１６により抜け止め係止される。

次に、上記構成を有する電動弁１の動作について、図１を参照しながら説明する。

電動弁１を閉じる場合には、例えば図１（ｂ）の状態で、ステータに一方向の通電を行い励磁すると、ロータ７が上面視時計方向に回転すると同時に弁軸１０も回転下降し、弁体１２が弁座４に着座して電動弁１が閉弁する。

弁体１２が弁座４に着座した時点では、全閉上ストッパ部９ａが全閉下ストッパ部１１ｄまで到達せず、ロータ７がさらに回転可能な状態にある。ロータ７がさらに上面視時計方向に回転し、全閉上ストッパ部９ａが全閉下ストッパ部１１ｄに当接すると、ロータ７の回転が強制的に停止される。

また、弁体１２が弁座４に着座すると、弁体１２の移動は停止するが、弁軸１０はさらに下降するため、コイルばね１４が圧縮されて弁体１２を弁座４に押圧し、図１（ａ）に示す姿勢で動作が終了する。

一方、電動弁１を開く場合には、例えば図１（ａ）の状態で、ステータに上記とは逆方向の通電を行い励磁すると、ロータ７が上面視反時計方向に回転し、弁軸１０が上昇し、弁体１２が弁座４から離れて電動弁１が開弁する。そして、ロータ７がさらに回転し、全開下ストッパ部１７ａが全開上ストッパ部１１ｆに当接すると、ロータ７の回転が停止し、弁体１２の上昇も停止する。

以上のように、弁軸ホルダ１１に形成された雌ねじ部１１ａに螺合するために弁軸１０に雄ねじ部１０ａが形成されているが、この雄ねじ部１０ａをさらにそのまま延長して形成し、その延長部である延長雄ねじ形成部１０ｙ、１０ｚに全開下ストッパ１７及び支持リング９（全閉上ストッパ部９ａ）を螺嵌して固定したため、従来のような煩雑な成形工程が不要となり、全開下ストッパ１７、支持リング９（全閉上ストッパ部９ａ）及び弁軸１０並びにこれらの組立体（従来のロータ送りねじ１７０に類似する構造を有する物）を容易に製造することができ、製造コストの低い電動弁１を提供することができる。

次に、本発明にかかる電動弁の第２の実施形態について、図２を参照しながら説明する。図２（ａ）は全閉時の断面図を示し、図２（ｂ）は全開時の断面図を示す。

この電動弁３１は、２本の導管３２、３３と弁座３４とを備える弁本体３５と、弁本体３５に接合されたキャン３６と、キャン３６の内部に配置され、電動モータの一部を構成するロータ３７と、キャン３６の外周部に固定され、ロータ３７を回転駆動するステータ（不図示）と、ロータ３７に一体に連結され、弁軸４０が内挿された弁軸ホルダ（雌ねじ部材）３９と、弁本体３５に下端部が圧入固定されたガイドブッシュ（雄ねじ部材）４３と、弁軸４０と一体に形成された弁体４２等で構成される。

弁本体３５は、円筒状に形成され、２本の導管３２、３３によって形成される２つの流路３２ａ、３３ａに連通する弁室３５ａを備える。弁室３５ａと流路３３ａとの間に弁座３４が位置し、弁体４２が弁座３４内に挿脱されることで電動弁３１が開閉する。

キャン３６は、下部が開口し、上部が閉じた円筒状に形成され、弁本体３５の上部に接合リング４９を介して接合される。キャン３６の内部には、ロータ３７等の主要部品が収容される。

ロータ３７は、円筒状に形成され、キャン３６の内部に回転可能に配置され、弁軸ホルダ３９と一体に連結される。ロータ３７と、キャン３６の外周部に固定されたステータとで電動モータが構成され、ステータへの給電によりロータ３７が回転する。

弁軸４０は、弁軸ホルダ３９の上部に若干の間隙をもって内挿され、弁軸４０の上端部は、弁軸ホルダ３９の天上面に載置されたナット４１に圧入固定される。弁軸４０は、下部に弁体４２を一体に備える。この弁軸４０の弁軸ホルダ３９に対する内挿部には上記のように間隙が設けられているが、弁軸４０が、弁軸ホルダ３９の内部に収容されたコイルばね４４によって常に下方に付勢されることにより、弁軸ホルダ３９の進退動が安定して弁軸４０に伝達される。

弁軸ホルダ３９は、ロータ３７に一体化され、上部に弁軸４０を内挿する。弁軸ホルダ３９には、ガイドブッシュ４３の雄ねじ部４３ａに螺合する雌ねじ部３９ａが螺刻されるとともに、下端部に全閉上ストッパ部３９ｂ（可動側ストッパ）が突設される。

弁軸ホルダ３９の天井面には、コイルばねからなる復帰ばね４６が設けられる。この復帰ばね４６は、ガイドブッシュ４３の雄ねじ部４３ａと弁軸ホルダ３９の雌ねじ部３９ａとの螺合が外れたときに、キャン３６の内面に当接して両ねじ部３９ａ、４３ａの螺合を復帰させるように働く。

ガイドブッシュ４３は、弁本体３５にその下端部が圧入固定されるとともに、その中央部付近に弁軸ホルダ３９の雌ねじ部３９ａに螺合する雄ねじ部４３ａが螺刻される。ガイドブッシュ４３の側面には、弁室３５ａとキャン３６の内部との均圧を図る均圧孔４５が穿設される。

全閉下ストッパ（固定側ストッパ）４７は、その雌ねじ部４７ｂがガイドブッシュ４３の延長雄ねじ形成部４３ｙと螺合して固定される。すなわち、ガイドブッシュ４３には、弁軸ホルダ３９に形成された雌ねじ部３９ａに螺合するために雄ねじ部４３ａが形成されているが、この雄ねじ部４３ａをさらに弁座３４の方向にそのまま連続して延長し、この延長部分（延長雄ねじ形成部４３ｙ）に全閉下ストッパ４７が螺合している。言い換えれば、前記雄ねじ部４３ａは、本来は雌ねじ部３９ａに螺合する範囲で形成されれば良いが、この実施の形態では、雄ねじ部４３ａをさらにその範囲を弁座３４側に向かうようにそのまま連続して延長して延長雄ねじ形成部とし、その延長雄ねじ形成部４３ｙに全閉下ストッパ４７が螺嵌され、該ストッパ４７が段差部４３ｅに当接することにより固定されている。

この全閉下ストッパ４７は、延長雄ねじ形成部４３ｙに螺嵌するのみで、弁軸４０に対して特に接着、溶接等による固着は不要である。すなわち、当該電動弁の使用により全閉下ストッパ４７の螺嵌が仮に緩くなっても、その閉弁方向の動作により、全閉上ストッパ部３９ｂが全閉下ストッパ４７に当接し、該全閉下ストッパ４７は段差部４３ｅ方向に回動され、弁軸４０に対して再度堅固に固定される。もちろん、上記の固着を行うようにしても良い。

尚、延長雄ねじ形成部４３ｙの雄ねじの形成を段差部４３ｅの手前までとし、その雄ねじの切り終わりの部分にて全閉下ストッパ４７を当接固定するようにしても良い。

ここで、全閉下ストッパ４７及び弁軸ホルダ３９の２つの部品は、共通の雄ねじ（延長雄ねじ形成部４３ｙ及び雄ねじ部４３ａ）に螺合しているので、該全閉下ストッパ４７及び弁軸ホルダ３９の各々に形成される雌ねじの切り始め位置を基準に各々のストッパ（全閉下ストッパ部４７ａ及び全閉上ストッパ部３９ｂ）の形成位置（雌ねじの切り始め位置からの回転方向における各ストッパの形成位置）及び高さを決定すれば、各々のストッパの当接量（当接高さ）を適切に設定することができる。

次に、上記構成を有する電動弁３１の動作について、図２を参照しながら説明する。

電動弁３１を閉じる場合には、例えば図２（ｂ）の状態で、ステータに一方向の通電を行い励磁すると、ロータ３７が上面視時計方向に回転すると同時に弁軸ホルダ３９及び弁軸４０も回転下降し、弁体４２が弁座３４内に挿入される。

弁体４２が弁座３４内の所定位置まで挿入された後、ロータ３７がさらに回転して弁軸ホルダ３９の全閉上ストッパ部３９ｂが全閉下ストッパ部４７ａに当接し、弁軸ホルダ３９の下降が強制的に停止され、図２（ａ）に示す姿勢で動作が終了する。

この例においては、上記のように弁軸ホルダ３９の下降が強制的に停止された場合においても、弁体４２と弁座３４との間には若干の間隙があり、流体の少量流出が可能となっている。従って、弁軸４０が最も下降した時においてもその下降が弁座３４によって妨げられることがないので、弁軸４０の最下降位置においても、スプリング４４は圧縮されることはない。

一方、電動弁３１を開く場合には、例えば図２（ａ）の状態で、ステータに上記とは逆方向の通電を行い励磁すると、ロータ３７が上面視反時計方向に回転すると同時に弁軸ホルダ３９及び弁軸４０も回転上昇し、弁体４２が弁座３４から離れて電動弁３１が開弁する。

以上のように、弁軸ホルダ３９に形成された雌ねじ部３９ａに螺合するためにガイドブッシュ４３に雄ねじ部４３ａが形成されているが、この雄ねじ部４３ａをさらに弁座３４の方向に延長して延長雄ねじ形成部４３ｙとし、この延長部分に全閉下ストッパ４７を螺嵌して固定したため、本実施の形態によっても、従来のような煩雑な成形工程が不要となり、全閉下ストッパ４７をガイドブッシュ４３並びにこれらの組立体（従来のロータ送りねじ１７０に相当する物）を容易に製造することができ、製造コストの低い電動弁３１を提供することができる。

さて、図２の説明においては、弁軸ホルダ３９の下降が強制的に停止された場合においても、弁体４２と弁座３４との間には若干の間隙があり、流体の少量流出が可能となっているものとした。

しかし、弁体４２が弁座３４に当接して閉弁時に流体の流出が遮断されるように当該電動弁が構成されても良い。この場合、弁体４２が弁座３４に当接した後は、スプリング４４が圧縮されながら弁軸ホルダ３９のみがさらに下降し、その後ストッパの当接により弁軸ホルダ３９の回転が停止される。

次に、本発明にかかる電動弁の第３の実施形態について、図３を参照しながら説明する。図３（ａ）は全閉時の断面図を示し、図３（ｂ）は全開時の断面図を示す。

この電動弁５１は、図１に示した電動弁１と以下の点で異なる。すなわち、弁軸（雄ねじ部材）８０と弁体８２との間にばね収容部材８３を介装し、コイルばね８４をばね収容部材８３の内部に縮装し、下方に凸状に形成された椀状部材７３を介して弁体８２を押圧している。また、弁本体７５を薄肉の椀状に形成し、樹脂で成形した弁軸ホルダ（雌ねじ部材）８１を接合リング８５を介して溶接等で弁本体７５に装着している。弁軸８０の上端の側表面に全閉上ストッパ部８７ａを有する全閉上ストッパ８７が螺嵌され、弁軸ホルダ８１の嵌挿部８１ｂの天井部８１ｅの内面には全開上ストッパ部８１ｆが形成され、弁軸ホルダ８１の上端には全閉下ストッパ部８１ｄが形成されている。弁体８２は、弁軸８０の下端部８０ｂにおいてかしめ固定されているばね収容部材８３に圧入固定されている係止リング８６により抜け止め係止されている。椀状部材７３、薄肉の弁本体７５、及び樹脂成形した弁軸ホルダ８１を用いたのは、電動弁５１の軽量化のためである。

弁本体７５は、上方に開口する椀状に形成され、導管５２と、弁座部材５４を介して導管５３とが接続される。弁本体７５は、２本の導管５２、５３によって形成される２つの流路５２ａ、５３ａに連通する弁室７５ａを備える。弁室７５ａ内に弁座５４ａが位置し、弁体８２を弁座５４ａに接離させることで電動弁５１が開閉する。

キャン５６は、下部が開口し、上部が閉じた円筒状に形成され、弁本体７５の上部の接合リング８５に接合される。キャン５６の内部には、ロータ５７等の主要部品が収容される。

ロータ５７は、円筒状に形成され、キャン５６の内部に回転可能に配置される。このロータ５７は、弁軸８０の上部に固定された支持リング５９を介して、弁軸８０と一体に連結される。ロータ５７と、キャン５６の外周部に固定されたステータとで電動モータ（例えばステッピングモータ）が構成され、ステータへの給電によりロータ５７が回転する。

支持リング５９の下方には、全閉上ストッパ部８７ａを有する全閉上ストッパ８７が弁軸８０の延長雄ねじ形成部８０ｚに螺嵌され、全閉上ストッパ部８７ａは、弁軸ホルダ８１の上面に向かって突出する。

弁軸８０は、弁軸ホルダ８１の雌ねじ部８１ａと螺合する雄ねじ部８０ａが螺刻されるとともに、嵌挿部８１ｂが下方に向かって開口する。弁軸８０に形成された雄ねじ部８０ａに隣接して、さらに弁座５４ａと反対方向に雄ねじ部８０ａの雄ねじがそのまま延長して形成されるようにして延長雄ねじ形成部８０ｚが設けられている。すなわち、雄ねじ部８０ａは、本来は弁軸ホルダ８１に設けられた雌ねじ部８１ａに螺合する範囲で形成されれば良いが（すなわち、雄ねじ部８０ａは、弁体８２を駆動する駆動ねじである）、この実施の形態では、雄ねじ部８０ａをさらにその範囲を弁座５４ａと反対側に向かうようにそのまま連続して延長して、延長雄ねじ形成部８０ｚとして形成している。そして、この延長雄ねじ形成部８０ｚに、全閉上ストッパ部８７ａを備えた全閉上ストッパ８７（可動側ストッパ）が螺嵌されている。

この全閉上ストッパ８７は、延長雄ねじ形成部８０ｚに螺合し、支持リング５９の下面に当接するのみで、弁軸８０や支持リング５９に対して特に接着、溶接等による固着は不要である。すなわち、当該電動弁５１の使用により全閉上ストッパ８７の螺合が仮に緩くなっても、その閉弁方向の動作により、全閉上ストッパ部８７ａが全閉下ストッパ部８１ｄに当接し、該全閉上ストッパ８７は支持リング５９の下面の方向に回動され、弁軸８０に対して再度堅固に固定される。もちろん、上記の固着を行うようにしても良い。

また、弁軸８０に形成された雄ねじ部８０ａに隣接して、さらに弁座５４ａの方向に雄ねじ部８０ａの雄ねじがそのまま延長して形成されるようにして延長雄ねじ形成部８０ｙが設けられている。すなわち、上述のように、雄ねじ部８０ａは、本来は雌ねじ部８１ａに螺合する範囲で形成されれば良いが、この実施の形態では、雄ねじ部８０ａをさらにその範囲を弁座５４ａ側に向かうようにそのまま延長して、延長雄ねじ形成部８０ｙとして形成している。

ばね収容部材８３は、弁軸８０の下端部８０ｂにかしめ固定され、ばね収容部材８３と椀状部材７３との間にコイルばね８４が縮装される。

全開下ストッパ６７（可動側ストッパ）は、その雌ねじ部６７ｂを弁軸８０の端部（延長雄ねじ形成部８０ｚ）にねじ込み、雄ねじ部８０ａを経由して延長雄ねじ形成部８０ｙに至り、ばね収容部材８３の天井部８３ａに当接させることにより固定される。この全開下ストッパ６７は、延長雄ねじ形成部８０ｙに螺合し、ばね収容部材８３の天井部８３ａに当接するのみで、弁軸８０やばね収容部材８３に対して特に接着、溶接等による固着は不要である。すなわち、当該電動弁５１の使用により全開下ストッパ６７の螺合が仮に緩くなっても、その閉弁方向の動作により、全開下ストッパ部６７ａが全開上ストッパ部８１ｆに当接し、該全開下ストッパ６７はばね収容部材８３の天井部８３ａの方向に回動され、弁軸８０に対して再度堅固に固定される。もちろん、上記の固着を行うようにしても良い。

尚、延長雄ねじ形成部８０ｙの雄ねじの形成を天井部８３ａの手前までとし、その雄ねじの切り終わりの部分にて全開下ストッパ６７を当接固定するようにしても良い。

弁軸ホルダ８１は、上部に雌ねじ部８１ａが螺刻されるとともに、弁軸ホルダ８１の下部には、ばね収容部材８３の外周に配在され、下端部８１ｃが下方に向かって開口し、天井部８１ｅを備える筒状の嵌挿部８１ｂを備える。嵌挿部８１ｂの下端部８１ｃは、接合リング８５に一体成形されている。そして、弁軸ホルダ８１の雌ねじ部８１ａと弁軸８０の雄ねじ部８０ａとが螺合し、弁軸ホルダ８１の内部を弁軸８０が上下方向に案内される。また、弁軸ホルダ８１の上面には、全閉下ストッパ部（固定側ストッパ）８１ｄが設けられ、天井部８１ｅのばね収容部材８３側の面には、全開上ストッパ部（固定側ストッパ）８１ｆが設けられる。

ここで、全開下ストッパ６７、弁軸ホルダ８１及び全閉上ストッパ８７の３つの部品は、共通の雄ねじ（延長雄ねじ形成部８０ｙ、雄ねじ部８０ａ及び延長雄ねじ形成部８０ｚ）に螺合しているので、該全開下ストッパ６７、弁軸ホルダ８１及び全閉上ストッパ８７の各々に形成される雌ねじの切り始め位置を基準に各々のストッパ（全開下ストッパ部６７ａ、全開上ストッパ部８１ｆ、全閉下ストッパ部８１ｄ及び全閉上ストッパ部８７ａ）の形成位置（雌ねじの切り始め位置からの回転方向における各ストッパ部の形成位置）及び高さを決定すれば、各々のストッパ部の当接量（当接高さ）を適切に設定することができる。

弁体８２は、下部に円錐状部分を有し、全体的に円柱状に形成される。弁体８２の上部８２ａは、ばね収容部材８３に内挿されるとともに、係止リング８６により抜け止め係止される。

次に、上記構成を有する電動弁５１の動作について、図３を参照しながら説明する。

電動弁５１を閉じる場合には、例えば図３（ｂ）の状態で、ステータに一方向の通電を行い励磁すると、ロータ５７が上面視時計方向に回転すると同時に弁軸８０も回転下降し、弁体８２が弁座５４ａに着座して電動弁５１が閉弁する。

弁体８２が弁座５４ａに着座した時点では、全閉上ストッパ部８７ａが全閉下ストッパ部８１ｄまで到達せず、ロータ５７がさらに回転可能な状態にある。ロータ５７がさらに上面視時計方向に回転し、全閉上ストッパ部８７ａが全閉下ストッパ部８１ｄに当接すると、ロータ５７の回転が強制的に停止される。

また、弁体８２が弁座５４ａに着座すると、弁体８２の移動は停止するが、弁軸８０はさらに下降するため、コイルばね８４が圧縮されて弁体８２を弁座５４ａに押圧し、図３（ａ）に示す姿勢で動作が終了する。

一方、電動弁５１を開く場合には、例えば図３（ａ）の状態で、ステータに上記とは逆方向の通電を行い励磁すると、ロータ５７が上面視反時計方向に回転し、弁軸８０が上昇し、弁体８２が弁座５４ａから離れて電動弁５１が開弁する。そして、ロータ５７がさらに回転し、全開下ストッパ部６７ａが全開上ストッパ部８１ｆに当接すると、ロータ５７の回転が停止し、弁体８２の上昇も停止する。

以上のように、弁軸ホルダ８１に形成された雌ねじ部８１ａに螺合するために弁軸８０に雄ねじ部８０ａが形成されているが、この雄ねじ部８０ａをさらにそのまま延長して形成し、その延長部である延長雄ねじ形成部８０ｙ、８０ｚに全開下ストッパ６７（全開下ストッパ部６７ａ）及び全閉上ストッパ８７（全閉上ストッパ部８７ａ）を螺嵌して固定したため、従来のような煩雑な成形工程が不要となり、全開下ストッパ６７、全閉上ストッパ８７及び弁軸８０並びにこれらの組立体（従来のロータ送りねじ１７０に類似する構造を有する物）を容易に製造することができ、製造コストの低い電動弁５１を提供することができる。

１電動弁
２導管
２ａ流路
３導管
３ａ流路
４弁座
５弁本体
５ａ弁室
５ｂ連結保持部
６キャン
７ロータ
９支持リング
９ａ全閉上ストッパ部（可動側ストッパ）
１０弁軸（雄ねじ部材）
１０ａ雄ねじ部
１０ｂばね収容部
１０ｃ下端部
１０ｅ天井部
１０ｙ延長雄ねじ形成部
１０ｚ延長雄ねじ形成部
１１弁軸ホルダ（雌ねじ部材）
１１ａ雌ねじ部
１１ｂ嵌挿部
１１ｃ下端部
１１ｄ全閉下ストッパ部（固定側ストッパ）
１１ｅ天井部
１１ｆ全開上ストッパ部（固定側ストッパ）
１２弁体
１２ａ上部
１３ボール
１４コイルばね
１５均圧孔
１６係止リング
１７全開下ストッパ（可動側ストッパ）
１７ａ全開下ストッパ部
１７ｂ雌ねじ部
３１電動弁
３２導管
３２ａ流路
３３導管
３３ａ流路
３４弁座
３５弁本体
３５ａ弁室
３６キャン
３７ロータ
３９弁軸ホルダ（雌ねじ部材）
３９ａ雌ねじ部
３９ｂ全閉上ストッパ部（可動側ストッパ）
４０弁軸
４１ナット
４２弁体
４３ガイドブッシュ（雄ねじ部材）
４３ａ雄ねじ部
４３ｅ段差部
４３ｙ延長雄ねじ形成部
４４コイルばね
４５均圧孔
４６復帰ばね
４７全閉下ストッパ（固定側ストッパ）
４７ａ全閉下ストッパ部
４７ｂ雌ねじ部
４９接合リング
５１電動弁
５２導管
５２ａ流路
５３導管
５３ａ流路
５４弁座部材
５４ａ弁座
５６キャン
５７ロータ
５９支持リング
６７全開下ストッパ
６７ａ全開下ストッパ部（可動側ストッパ）
６７ｂ雌ねじ部
７３椀状部材
７５弁本体
７５ａ弁室
８０弁軸（雄ねじ部材）
８０ａ雄ねじ部
８０ｂ下端部
８０ｙ延長雄ねじ形成部
８０ｚ延長雄ねじ形成部
８１弁軸ホルダ（雌ねじ部材）
８１ａ雌ねじ部
８１ｂ嵌挿部
８１ｃ下端部
８１ｄ全閉下ストッパ部（固定側ストッパ）
８１ｅ天井部
８１ｆ全開上ストッパ部（固定側ストッパ）
８２弁体
８２ａ上部
８３ばね収容部材
８３ａ天井部
８４コイルばね
８５接合リング
８６係止リング
８７全閉上ストッパ
８７ａ全閉上ストッパ部（可動側ストッパ）

Claims

雄ねじ部を有し、電動モータのロータの回転に伴って回転する雄ねじ部材と、
該雄ねじ部材に設けられ、弁座と対向するように配置された弁体と、
前記雄ねじ部材の回転に伴って回転する可動側ストッパと、
弁本体に設けられ、前記雄ねじ部と螺合する雌ねじ部材と、
該雌ねじ部材に設けられ、前記可動側ストッパと当接可能な固定側ストッパとを備えた電動弁において、
前記雄ねじ部材は、前記雌ねじ部材と螺合する雄ねじ部がそのまま延長されることにより形成された延長雄ねじ形成部を備え、
前記可動側ストッパは、前記延長雄ねじ形成部における前記弁座側の端部に螺嵌されるとともに、前記固定側ストッパとは前記雄ねじ部材の回転方向に当接することを特徴とする電動弁。
前記延長雄ねじ形成部は、前記弁座の方向へ形成され、
前記可動側ストッパは、全開下ストッパであり、
前記固定側ストッパは、全開上ストッパであることを特徴とする請求項１記載の電動弁。
前記延長雄ねじ形成部は、前記弁座と反対方向へ形成され、
前記可動側ストッパは、全閉上ストッパであり、
前記固定側ストッパは、全閉下ストッパであることを特徴とする請求項１記載の電動弁。
前記可動側ストッパは、前記延長雄ねじ形成部の終端に位置する平面部又は該延長雄ねじ形成部のねじ終端部に当接することにより固定されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電動弁。
雌ねじ部を有し、電動モータのロータの回転に伴って回転する雌ねじ部材と、
該雌ねじ部材に設けられ、弁座と対向するように配置された弁体と、
前記雌ねじ部材の回転に伴って回転する可動側ストッパと、
弁本体に設けられ、前記雌ねじ部と螺合する雄ねじ部材と、
該雄ねじ部材に設けられ、前記可動側ストッパと当接可能な固定側ストッパとを備えた電動弁において、
前記雄ねじ部材は、前記雌ねじ部材と螺合する雄ねじ部がそのまま延長されることにより形成された延長雄ねじ形成部を備え、
前記固定側ストッパは、前記延長雄ねじ形成部における前記弁座側の端部に螺嵌されるとともに、前記可動側ストッパとは前記雌ねじ部材の回転方向に当接することを特徴とする電動弁。
前記延長雄ねじ形成部は、前記弁座の方向へ形成され、
前記可動側ストッパは、全閉上ストッパであり、
前記固定側ストッパは、全閉下ストッパであることを特徴とする請求項５記載の電動弁。
前記固定側ストッパは、前記延長雄ねじ形成部の終端に位置する平面部又は該延長雄ねじ形成部のねじ終端部に当接することにより固定されることを特徴とする請求項５又は６に記載の電動弁。
前記可動側ストッパ及び前記固定側ストッパは、各々に形成される雌ねじのねじ切り始め位置を基準に形成されたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の電動弁。