JP2006010004A - Electric control valve - Google Patents
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Abstract
【課題】大幅な部品点数の増加を招くことなく、弁体が弁座部に強く喰い込むことや、送りねじ機構がねじロック状態に陥ることを確実に回避し、弁閉位置基準でのステッピングモータのイニシャライズを正確に行え、しかも、弁開パルス設定を行う必要がないようにすること。
【解決手段】弁ハウジング11に雌ねじ部材21を回転止め状態で軸線方向に移動可能に設け、雌ねじ部材21に弁体17を連結し、雌ねじ部材21とねじ係合している雄ねじ部材23がステッピングモータ30のロータ33によって回転駆動される形態で、ロータ33にトルク伝達関係で軸線方向に移動可能に連結された駆動側クラッチ部材40と、雄ねじ部材23に固定連結されて駆動側クラッチ部材40と対向する従動側クラッチ部材43とを設け、駆動側クラッチ部材40と従動側クラッチ部材43とで弁開方向の回転において常時噛み合いの噛み合いクラッチを構成する。
【選択図】図1[PROBLEMS] To reliably prevent a valve body from biting into a valve seat and a lead screw mechanism from falling into a screw lock state without causing a significant increase in the number of parts, and stepping based on a valve closing position. Make sure that the motor can be initialized accurately and that there is no need to set the valve opening pulse.
A female screw member 21 is provided in a valve housing 11 so as to be movable in an axial direction in a rotation-stopped state, a valve body 17 is connected to the female screw member 21, and a male screw member 23 screw-engaged with the female screw member 21 is stepped. A drive-side clutch member 40 that is rotationally driven by the rotor 33 of the motor 30 and is connected to the rotor 33 so as to be movable in the axial direction in relation to torque transmission, and a drive-side clutch member 40 that is fixedly connected to the male screw member 23. An opposing driven clutch member 43 is provided, and the driving clutch member 40 and the driven clutch member 43 constitute a meshing clutch that is always meshed in rotation in the valve opening direction.
[Selection] Figure 1
Description
この発明は、電動式コントロールバルブに関し、特に、送りねじ機構によって弁体が弁リフト方向(軸線方向)に直線運動して弁開閉するリニア型式の電動式コントロールバルブに関するものである。 The present invention relates to an electric control valve, and more particularly to a linear type electric control valve in which a valve element linearly moves in a valve lift direction (axial direction) by a feed screw mechanism to open and close the valve.
各種機器の流量制御を行う弁装置として、雄ねじ部材と雌ねじ部材とのねじ係合による送りねじ機構を含み、前記送りねじ機構をステッピングモータのロータによって回転駆動し、送りねじ機構によって回転運動を弁リフト方向の直線運動に変換し、当該直線運動によって弁体を弁リフト方向に移動させるリニア型式の電動式コントロールバルブがある(例えば、特許文献1、2)。
The valve device for controlling the flow rate of various devices includes a feed screw mechanism by screw engagement between a male screw member and a female screw member. The feed screw mechanism is driven to rotate by a rotor of a stepping motor, and the rotary motion is controlled by the feed screw mechanism. There is a linear type electric control valve that converts the linear motion in the lift direction and moves the valve body in the lift direction by the linear motion (for example,
このような電動式コントロールバルブでは、弁体が弁ハウジング側の弁座部に着座することにより弁閉(全閉)状態になるから、弁体が弁座部に着座しても、なおもステッピングモータによって弁閉駆動が行われると、弁体が弁座部に強く喰い込む状態や送りねじ機構の雄ねじ部材と雌ねじ部材とが強く締め付けられ、ねじロック状態に陥ってしまうので、これを回避するために、ステッピングモータのロータの弁閉方向の回転を制限する多回転当接式のストッパ機構を設け、弁閉状態でステッピングモータの0パルス設定(イニシャライズ)を行うようにした電動式コントロールバルブが、従来から提案されている(例えば、特許文献1、2)。
In such an electric control valve, since the valve body is seated on the valve seat portion on the valve housing side, the valve is closed (fully closed). Therefore, even if the valve body is seated on the valve seat portion, the stepping is still performed. When the valve is driven to close by the motor, the valve element is strongly biting into the valve seat, and the male screw member and female screw member of the feed screw mechanism are strongly tightened, resulting in a screw lock state. For this purpose, there is provided an electric control valve provided with a multi-rotation contact type stopper mechanism for limiting the rotation of the stepping motor rotor in the valve closing direction so as to perform zero pulse setting (initialization) of the stepping motor in the valve closed state. Have been proposed (for example,
このような、多回転当接式のストッパ機構によってステッピングモータのロータの弁閉方向の回転を制限するものでは、弁体が弁座部に強く喰い込むことや、送りねじ機構の雄ねじ部材と雌ねじ部材とが強く締め付けられ、ねじロック状態に陥ることを、防ぐことができるが、しかし、ステッピングモータに部品点数が多い多回転当接式のストッパ機構を組み込む必要があり、大幅な部品点数の増加をまぬがれない。 With such a multi-rotation contact type stopper mechanism that restricts the rotation of the rotor of the stepping motor in the valve closing direction, the valve element strongly bites into the valve seat, or the male screw member and female screw of the feed screw mechanism Although it is possible to prevent the member from being tightly tightened and falling into a screw lock state, it is necessary to incorporate a multi-rotation contact type stopper mechanism with a large number of parts into the stepping motor, which greatly increases the number of parts. I can't avoid it.
また、部品誤差、組み付け誤差に起因して、弁体が弁座部に着座するロータ回転位置とストッパ機構によるロータの回転停止位置とにばらつきが生じることが避けられないので、弁閉(全閉)状態が得られるように弁体が弁座に着座する回転位置にロータが達した後も、弁閉方向駆動のパルス信号をステッピングモータに与えて、0パルス設定を行う必要がある。 In addition, due to component errors and assembly errors, it is inevitable that variations occur between the rotor rotation position where the valve element is seated on the valve seat and the rotor rotation stop position due to the stopper mechanism. ) Even after the rotor reaches the rotational position where the valve element is seated on the valve seat so that the state can be obtained, it is necessary to set the 0 pulse by applying a pulse signal for driving in the valve closing direction to the stepping motor.
また、送りねじ機構の雄ねじ部材と雌ねじ部材との相対的な軸線方向移動量(ストローク)を当接式に制限し、弁開状態でステッピングモータの0パルス設定(イニシャライズ)を行う電動式コントロールバルブがある(例えば、特許文献3)。 Electric control valve that limits the relative axial movement (stroke) between the male screw member and female screw member of the feed screw mechanism to a contact type and sets 0 pulse (initialization) of the stepping motor in the valve open state (For example, Patent Document 3).
この電動式コントロールバルブでは、ステッピングモータに多回転当接式のストッパ機構を組み込む必要がなく、部品点数の増加を見ないが、しかし、設定の如何によっては、送りねじ機構の雄ねじ部材と雌ねじ部材とが強く締め付けられるねじロック状態に陥ることを避けることができず、また、弁開位置基準でステッピングモータのイニシャライズが行われるため、部品誤差、組み付け誤差の影響を受けて弁閉状態を正確に設定制御することが難しい。 In this electric control valve, there is no need to incorporate a multi-rotation contact type stopper mechanism into the stepping motor, and the number of parts does not increase, but depending on the setting, the male screw member and female screw member of the feed screw mechanism It is impossible to avoid falling into a screw lock state that can be tightened strongly, and because the stepping motor is initialized based on the valve open position, the valve closed state is accurately affected by the effects of component errors and assembly errors. It is difficult to control settings.
また、ステッピングモータと送りねじ機構とのトルク伝達経路の途中に、トルクリミッタりのような作用を行う弾性作動クラッチを設け、弁体が弁座部に強く喰い込むことを防止する電動式コントロールバルブがある(例えば、特許文献4)。 In addition, an electrically operated control valve is provided in the middle of the torque transmission path between the stepping motor and the feed screw mechanism to provide an elastically actuated clutch that acts like a torque limiter and prevents the valve element from biting into the valve seat. (For example, Patent Document 4).
しかし、この電動式コントロールバルブでは、弾性作動クラッチの限界伝達トルクの設定が難しく、これが低いと、弾性作動クラッチの過剰な空転動作によって正常な弁開閉動作が行われなくなり、逆に限界伝達トルクの設定値が高いと、弁体が弁座部に強く喰い込むことや、送りねじ機構がねじロック状態に陥ることを適切に防止できず、弾性作動クラッチの限界伝達トルクの設定のばらつきが、弁喰い込み度合いに、そのまま、ばらつきとして出てしまい、動作性能が不安定になる可能性がある。
この発明が解決しようとする課題は、送りねじ機構によって弁体が弁リフト方向に直線運動して弁開閉するリニア型式の電動式コントロールバルブにおいて、大幅な部品点数の増加を招くことなく、弁体が弁座部に強く喰い込むことや、送りねじ機構の雄ねじ部材と雌ねじ部材とが強く締め付けられ、ねじロック状態に陥ることを確実に回避し、弁閉位置基準でのステッピングモータのイニシャライズを正確に行え、しかも、確実に弁閉を行えるようにすることである。 The problem to be solved by the present invention is a linear type electric control valve in which a valve element linearly moves in a valve lift direction by a feed screw mechanism to open and close the valve element without causing a significant increase in the number of parts. Prevents the valve seat part from digging into the valve seat and the male and female screw members of the feed screw mechanism are tightly tightened, ensuring that the screw lock state is avoided, and that the stepping motor is initialized accurately based on the valve closing position. In addition, it is possible to reliably close the valve.
この発明による電動コントロールバルブは、弁ハウジングに雌ねじ部材が回転止め状態で軸線方向に移動可能に設けられ、当該雌ねじ部材に弁体が連結され、前記雌ねじ部材とねじ係合している雄ねじ部材が電動モータのロータによって回転駆動され、前記弁体が弁ハウジング側の弁座部に着座することにより弁閉する電動コントロールバルブにおいて、前記ロータにトルク伝達関係で軸線方向に移動可能に連結された駆動側クラッチ部材と、前記雄ねじ部材に固定連結され前記駆動側クラッチ部材と対向する従動側クラッチ部材と、前記駆動側クラッチ部材を前記従動側クラッチ部材との係合方向に付勢するクラッチばねとを有し、前記駆動側クラッチ部材と前記従動側クラッチ部材とが弁開方向の回転において常時噛み合いの噛み合いクラッチを構成している。 In the electric control valve according to the present invention, the male screw member is provided in the valve housing so that the female screw member is movable in the axial direction in a rotation-stopped state, the valve element is connected to the female screw member, and the male screw member engaged with the female screw member is screwed. In an electric control valve that is driven to rotate by a rotor of an electric motor and closes when the valve element is seated on a valve seat on the valve housing side, the drive is connected to the rotor so as to be movable in the axial direction in relation to torque transmission A side clutch member, a driven clutch member fixedly connected to the male screw member and opposed to the drive side clutch member, and a clutch spring for biasing the drive side clutch member in an engagement direction with the driven side clutch member The drive side clutch member and the driven side clutch member are always engaged in rotation in the valve opening direction. Constitute the pitch.
この発明による電動コントロールバルブは、好ましくは、前記駆動側クラッチ部材と前記従動側クラッチ部材は、急斜面と緩斜面による鋸歯形状のクラッチ爪を有し、弁開方向の回転において急斜面側で互いに噛み合って常時噛み合いを達成し、弁閉方向の回転において緩斜面側で互いにかみ合う噛み合いクラッチを構成している。 In the electric control valve according to the present invention, preferably, the drive side clutch member and the driven side clutch member have a serrated clutch pawl having a steep slope and a gentle slope, and are engaged with each other on the steep slope side in the rotation in the valve opening direction. A meshing clutch that achieves constant meshing and meshes with each other on the gentle slope side in rotation in the valve closing direction is configured.
この発明による電動コントロールバルブは、好ましくは、更に、前記駆動側クラッチ部材を前記従動側クラッチ部材との係合方向に付勢するクラッチばねを有する。 The electric control valve according to the present invention preferably further includes a clutch spring that urges the driving side clutch member in an engagement direction with the driven side clutch member.
この発明による電動コントロールバルブは、好ましくは、更に、前記雄ねじ部材を弁閉方向に付勢する弁閉ばねを有する。 The electric control valve according to the present invention preferably further includes a valve closing spring for urging the male screw member in the valve closing direction.
この発明による電動コントロールバルブは、弁体が弁座部に着座していない弁開閉状態では、駆動側クラッチ部材と従動側クラッチ部材とが強い噛み合い係合状態にあることにより、弁開方向の回転については常時噛み合いであることと相まって、ロータの弁開方向、弁閉方向の何れの方向の回転も、駆動側クラッチ部材より従動側クラッチ部材、雄ねじ部材に伝達され、雄ねじ部材が回転する。この雄ねじ部材とねじ係合している雌ねじ部材が回転止め状態で軸線方向に移動し、弁体が開閉移動する。 In the electric control valve according to the present invention, when the valve body is not seated on the valve seat portion, the drive side clutch member and the driven side clutch member are in a strong meshing engagement state, so that the rotation in the valve opening direction is performed. With the constant meshing, the rotation of the rotor in either the valve opening direction or the valve closing direction is transmitted from the driving side clutch member to the driven side clutch member and the male screw member, and the male screw member rotates. The female screw member that is screw-engaged with the male screw member moves in the axial direction in a rotation-stopped state, and the valve body is opened and closed.
弁閉駆動において、弁体が弁座部に着座すると、雌ねじ部材の軸線方向移動が止まり、この状態で、これ以上にロータが弁閉方向に回転すると、雄ねじ部材が軸線方向移動することになり、従動側クラッチ部材が駆動側クラッチ部材より離れる方向に移動し、駆動側クラッチ部材と従動側クラッチ部材との噛み合い状態が緩む。噛み合い状態が緩むことにより、駆動側クラッチ部材より従動側クラッチ部材への弁閉方向の回転トルクの伝達が行われなくなり、引続きロータが弁閉方向に回転駆動されても、ロータ、駆動側クラッチ部材が従動側クラッチ部材に対して空転し、従動側クラッチ部材は回転しない。 In the valve closing drive, when the valve element is seated on the valve seat portion, the axial movement of the female screw member stops, and in this state, if the rotor further rotates in the valve closing direction, the male screw member moves in the axial direction. The driven clutch member moves away from the driving clutch member, and the meshing state between the driving clutch member and the driven clutch member is loosened. When the meshing state is loosened, the torque in the valve closing direction is not transmitted from the driving side clutch member to the driven side clutch member, and even if the rotor is continuously driven to rotate in the valve closing direction, the rotor and the driving side clutch member Runs idle with respect to the driven clutch member, and the driven clutch member does not rotate.
これにより、弁体が弁座部に強く喰い込むことや、送りねじ機構の雄ねじ部材と雌ねじ部材とが強く締め付けられ、ねじロック状態に陥ることが確実に防止され、併せて弁閉位置基準でのステッピングモータのイニシャライズを正確に行うことができ、しかも、確実に弁閉が行える。 As a result, the valve body strongly bites into the valve seat, and the male screw member and female screw member of the feed screw mechanism are strongly tightened, and it is reliably prevented from falling into the screw lock state. The stepping motor can be initialized accurately and the valve can be closed reliably.
クラッチの係合状態が緩んだ状態からの弁開駆動は、噛み合いクラッチが弁開方向の回転については常時噛み合いであることにより、駆動側クラッチ部材と従動側クラッチ部材との噛み合い状態が緩んだ状態でも、ロータの弁開方向の回転が駆動側クラッチ部材より従動側クラッチ部材へ伝達される。これにより、雄ねじ部材が弁閉時とは逆方向に軸線方向移動することになり、従動側クラッチ部材と駆動側クラッチ部材とが元の強う噛み合い係合状態に戻り、そして、ロータの弁開方向の回転が、駆動側クラッチ部材より従動側クラッチ部材、雄ねじ部材に伝達され、雄ねじ部材が回転し、この雄ねじ部材とねじ係合している雌ねじ部材が回転止め状態で軸線方向に移動し、弁体が弁開移動する。 The valve opening drive from the state where the clutch engagement is loose is a state where the meshing state of the drive side clutch member and the driven side clutch member is loosened because the meshing clutch is always meshed for rotation in the valve opening direction. However, the rotation of the rotor in the valve opening direction is transmitted from the drive side clutch member to the driven side clutch member. As a result, the male screw member moves in the axial direction in the opposite direction to that when the valve is closed, the driven side clutch member and the driving side clutch member return to the original strongly engaged engagement state, and the valve opening direction of the rotor Is transmitted from the drive-side clutch member to the driven-side clutch member and the male screw member, the male screw member rotates, and the female screw member that is screw-engaged with the male screw member moves in the axial direction in a rotation-stopped state. The body moves open.
この発明による電動コントロールバルブの一つの実施形態を、図1〜図5を参照して説明する。 One embodiment of an electric control valve according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図1に示されているように、この実施形態の電動コントロールバルブは、弁ハウジング11を有する。弁ハウジング11には、弁室12、第1の入出口ポート13、第2の入出口ポート14、弁座部15を画定する弁ポート16が形成されている。弁ポート16は弁室12の底部側にある。
As shown in FIG. 1, the electric control valve of this embodiment has a
弁室12にはニードル弁(弁体)17が設けられている。ニードル弁17は軸線方向(上下方向)に移動することにより、弁ポート16の開度を定量的に増減し、降下移動によって弁座部15に着座することにより、弁ポート16を閉じ、弁閉(全閉)する。
A needle valve (valve element) 17 is provided in the
弁ハウジング11には、スプライン孔18を有する回り止めガイドスリーブ19が固定装着されている。図4に示されているように、回り止めガイドスリーブ19のスプライン孔18には、スプライン孔18にスプライン係合するスプライン軸部20を有する雌ねじ部材21がスプライン係合による回転止め状態で軸線方向に移動可能に係合している。雌ねじ部材21の下端部にニードル弁17が固定装着されている。つまり、雌ねじ部材21がニードル弁17を固定状態で支持している。雌ねじ部材21は、送りねじ機構のためのねじ部材であり、中心部に雌ねじ22を形成されている。
A
図1に示されているように、弁ハウジング11の上部には、下蓋部材32によってステッピングモータ30のキャン形状のロータケース31が溶接等によって気密に接合装着されている。ロータケース31内には、外周面部34を多極着磁されたロータ33が自身の回転中心周りに回転可能に設けられている。ロータケース31の外側にはリング状のステータコイルユニット35が取り付けられている。
As shown in FIG. 1, a can-
ロータ33は、その軸線方向の中間部にハブ部36を有しており、このハブ部36の下側に、図6に示されているように、キー溝部37を有する駆動側クラッチ係合孔38を有する。駆動側クラッチ係合孔38には、キー溝部37と滑りキー係合するキー部39を有する駆動側クラッチ部材40が挿入されている。つまり、ロータ33は、駆動側クラッチ係合孔38において、駆動側クラッチ部材40をトルク伝達関係で軸線方向に移動可能に連結されている。図5に示されているように、駆動側クラッチ部材40の上面40Aには、クラッチ爪41が、円環状配列で複数個、形成されている。
The
図1に示されているように、ロータ33はハブ部36に従動側クラッチ係合孔42を有する。従動側クラッチ係合孔42には従動側クラッチ部材43が回転可能に挿入されている。図5に示されているように、従動側クラッチ部材43の下底面には、クラッチ爪41と噛み合い係合可能なクラッチ爪44が、円環状配列で複数個、形成されている。
As shown in FIG. 1, the
図5に示されているように、駆動側クラッチ部材40のクラッチ爪41は、駆動側クラッチ部材40の上面40Aに対して垂直に延在する常時噛み合い用の急斜面(垂直面)41Aと、上面40Aに対して緩やかに傾斜して延在する緩斜面41Bとにより鋸歯状に形成されている。従動側クラッチ部材43のクラッチ爪44も、同様に、従動側クラッチ部材43の下底面から垂直に延在する常時噛み合い用の急斜面(垂直面)44Aと、従動側クラッチ部材43の下底面に対して緩やかに傾斜して延在する緩斜面44Bとにより鋸歯状に形成されている。
As shown in FIG. 5, the
なお、クラッチ爪41の急斜面41A、クラッチ爪44の急斜面44Aは、垂直面になっているが、これらは、常時噛み合いを達成すると云う前提条件のもとに、垂直に近い急斜面であってもよい。
The
駆動側クラッチ部材40は、図1及び図2に示されているように、駆動側クラッチ部材40の上面40Aが駆動側クラッチ係合孔38の上側端面38Aに当接することにより、上方への移動を規制されている。従動側クラッチ部材43は、従動側クラッチ部材43の下向きの段差端面43Aがハブ部36の上向きの段差端面36Aに当接することにより、下方への移動を規制されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the drive-side
両クラッチ爪41、44は、図1に示されているように、駆動側クラッチ部材40及び従動側クラッチ部材43を駆動側クラッチ係合孔38及び従動側クラッチ係合孔42に各々収容すると、図5に示されているように、互いに反対向きに配置されて、クラッチ爪41、44同士が互いに対向する。
As shown in FIG. 1, when both the
図1に示されているように、雌ねじ部材21の雌ねじ22には送りねじ機構のための雄ねじ部材23の雄ねじ24がねじ係合している。雄ねじ部材23の上部23Aは、下蓋部材32に形成された軸受孔45を、回転可能、軸線方向移動可能状態で貫通してロータケース31内に突出している。雄ねじ部材23の上部23Aは、さらに、後述するばね受け部材48、駆動側クラッチ部材40の中心部に形成された貫通孔46を、回転可能、軸線方向移動可能状態で貫通し、従動側クラッチ部材43の中心孔47に嵌合した状態で、従動側クラッチ部材43と固定連結されている。
As shown in FIG. 1, a
雄ねじ部材23の上部23Aのうち、駆動側クラッチ部材40と下蓋部材32との間に位置する部分には、ばね受け部材48が遊嵌されており、このばね受け部材48と下蓋部材32との間には駆動側クラッチ部材40を上向きに付勢する、換言すると、駆動側クラッチ部材40のクラッチ爪41を従動側クラッチ部材43のクラッチ爪44との係合方向に付勢するクラッチばね49が設けられている。
A
ロータケース31内の天井部31Aの中心部には凹部50が形成されており、凹部50には上部ばね受け部材51の凸部52が回転可能に係合している。従動側クラッチ部材43の上側中心部(雄ねじ部材23の上端面23B)には下部ばね受け部材53がピポット係合状態で当接している。上部ばね受け部材51と下部ばね受け部材53との間には、従動側クラッチ部材43、雄ねじ部材23を、下側、つまり、弁閉方向に付勢する弁閉ばね54が設けられている。
A
また、上部ばね受け部材51にはフランジ部55が形成されている。ロータ33には上下反転のカップ形状の支持部材56が固定されており、支持部材56の上端部分57がフランジ部55より回転可能に支持されている。
Further, the upper
上述の構成による電動コントロールバルブの動作について説明する。ニードル弁17が弁座部15に着座していない弁開状態では、図2に示されているように、駆動側クラッチ部材40は、クラッチばね49のばね力によって、その上面40Aが駆動側クラッチ係合孔38の上側端面38Aに当接する上限位置にあり、従動側クラッチ部材43は、弁閉ばね54のばね力により、段差端面43Aがハブ部36の段差端面36Aに当接する下限位置にある。
The operation of the electric control valve configured as described above will be described. In the valve open state in which the
この状態下では、図7に示されているように、駆動側クラッチ部材40のクラッチ爪41の緩斜面41Bと従動側クラッチ部材43のクラッチ爪44の緩斜面44Bとが互いに全面接触し、且つクラッチ爪41の急斜面41Aとクラッチ爪44の急斜面44Aが互いに全面接触し、駆動側クラッチ部材40と従動側クラッチ部材43とが強い(深い)噛み合い係合状態となる。
Under this state, as shown in FIG. 7, the
この状態においては、弁開方向の回転トルクは、クラッチ爪41の急斜面41Aとクラッチ爪44の急斜面44Aとの係合による常時噛み合いによって駆動側クラッチ部材40より従動側クラッチ部材43へ伝達される。これとは反対の弁閉方向の回転トルクは、クラッチ爪41の緩斜面41Bとクラッチ爪44の緩斜面44B同士の全面接触によって、つまり、大きい接触面積による接触によって駆動側クラッチ部材40より従動側クラッチ部材43へ伝達される。なお、この状態下では、従動側クラッチ部材43の段差端面43Aが、弁閉ばね54のばね力によって、ハブ部36の段差端面36Aに摩擦係合していることも、トルク伝達に寄与する。
In this state, the rotational torque in the valve opening direction is transmitted from the drive-side
これにより、ニードル弁17が弁座部15に着座していない弁開状態では、ロータ33の弁開方向、弁閉方向の何れの方向の回転も、駆動側クラッチ部材40より従動側クラッチ部材43、雄ねじ部材23に伝達され、雄ねじ部材23が正逆回転する。この雄ねじ部材23とねじ係合している雌ねじ部材21は、雄ねじ部材23の正逆回転に伴い弁ハウジング11に対して回転止め状態で軸線方向に移動し、これと一体のニードル弁17が開閉移動(上下移動)し、弁開度が決まる。
Thereby, in the valve open state where the
この状態、つまり、ニードル弁17が弁座部15に着座していない状態においては、弁閉ばね54は、ニードル弁17、雌ねじ部材21、雄ねじ部材23、従動側クラッチ部材43の全体を、従動側クラッチ部材43の段差端面43Aがハブ部36の段差端面36Aに当接する位置まで、下方に付勢し、ニードル弁17、雌ねじ部材21、雄ねじ部材23、従動側クラッチ部材43の浮き上がりを防止する。
In this state, that is, in a state where the
この状態下では、弁閉ばね54のばね力は、雌ねじ部材21と雄ねじ部材23とのねじ係合部にスラスト力として作用することがないから、雌ねじ部材21と雄ねじ部材23とのねじ係合部の摩耗とステッピングモータ30の駆動負荷が軽減される。
Under this state, since the spring force of the
弁閉過程において、ニードル弁17が弁座部15に着座すると、雌ねじ部材21の軸線方向移動(降下移動)が止まる。この状態で、これ以上にロータ33が弁閉方向に回転すると、雌ねじ部材21に対して雄ねじ部材23が、弁閉ばね54のばね力に抗して、逆に軸線方向移動(上昇移動)することになる。
When the
これにより、図3に示されているように、従動側クラッチ部材43が駆動側クラッチ部材40より離れる方向に移動(上昇移動)し、図8(a)、(b)に示されているように、駆動側クラッチ部材40のクラッチ爪41と従動側クラッチ部材43のクラッチ爪44との噛み合い状態が緩む(浅くなる)。
As a result, as shown in FIG. 3, the driven-side
このように、クラッチ爪41と44の噛み合い状態が浅くなると、駆動側クラッチ部材40の弁閉方向の回転においては、図8(b)に示されているように、クラッチ爪41の緩斜面41Bとクラッチ爪44の緩斜面44Bとの接触面積が、図7に示されている深い噛み合い状態時に比して、少なくなり、この接触面積による接触では、駆動側クラッチ部材40より従動側クラッチ部材43へトルク伝達が行われなくなり、クラッチばね49のばね力に抗してクラッチ爪41の緩斜面41Bがクラッチ爪44の緩斜面44B上を滑って駆動側クラッチ部材40が従動側クラッチ部材43に対して空転するようになると共に、駆動側クラッチ部材40の上面40Aが駆動側クラッチ係合孔38の上側端面38Aより離れた状態となる。
Thus, when the meshing state of the
これにより、これ以上、ニードル弁17が弁閉移動することがなく、ニードル弁17が弁座部15に強く喰い込むことや、雄ねじ部材23と雌ねじ部材21とが強く締め付けられてねじロック状態に陥ることが確実に防止される。さらに、弁閉ばね54のばね力は、従動側クラッチ部材43と雄ねじ部材23が受けることとなり、雄ねじ部材23と雌ねじ部材21のねじ部を介してニードル弁17の弁閉状態を確実に保持することができる。
As a result, the
また、ロータ33側の空転によって弁閉位置基準でのステッピングモータ30のイニシャライズを正確に行うことができる。これにより、部品点数が多い多回転当接式のストッパ機構の組み込みが不要になる。
Further, the idling on the
上述のように、クラッチ爪41と44の噛み合い状態が浅くなっている状態からの弁開駆動は、図8(a)に示されているように、クラッチ爪41の急斜面41Aとクラッチ爪44の急斜面44A同士の係合による常時噛み合いによって弁開方向の回転が駆動側クラッチ部材40より従動側クラッチ部材43へ伝達されることにより、まず、雄ねじ部材23が、弁閉時とは逆方向に軸線方向移動(降下移動)することになる。
As described above, the valve opening drive from the state where the meshing state of the
これにより、従動側クラッチ部材43と駆動側クラッチ部材40とが係合状態が元に戻り、引き続きロータ33が弁開方向に回転することにより、弁開方向の回転トルクが駆動側クラッチ部材40より、従動側クラッチ部材43、雄ねじ部材23に伝達され、雄ねじ部材23が弁開方向に回転し、この雄ねじ部材23とねじ係合している雌ねじ部材21が回転止め状態で軸線方向に上昇移動し、これに伴い、図2に示されているように、ニードル弁17が弁開移動する。
As a result, the engaged state of the driven side
なお、上部ばね受け部材51、下部ばね受け部材53、雌ねじ部材21、ばね受け部材48等は、摩擦係数が低い高滑性の樹脂、焼結金属等の軸受材で構成することにより、低摩擦抵抗で、低騒音化を図ることができる。
The upper
11 弁ハウジング
12 弁室
13 第1の入出口ポート
14 第2の入出口ポート
15 弁座部
16 弁ポート
17 ニードル弁
19 回り止めガイドスリーブ
21 雌ねじ部材
22 雌ねじ
23 雄ねじ部材
24 雄ねじ
30 ステッピングモータ
31 ロータケース
33 ロータ
35 ステータコイルユニット
40 駆動側クラッチ部材
41 クラッチ爪
43 従動側クラッチ部材
44 クラッチ爪
49 クラッチばね
54 弁閉ばね
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ロータにトルク伝達関係で軸線方向に移動可能に連結された駆動側クラッチ部材と、
前記雄ねじ部材に固定連結され前記駆動側クラッチ部材と対向する従動側クラッチ部材とを有し、
前記駆動側クラッチ部材と前記従動側クラッチ部材とが弁開方向の回転において常時噛み合いの噛み合いクラッチを構成している電動式コントロールバルブ。 A female screw member is provided in the valve housing so as to be movable in the axial direction in a rotation-stopped state, a valve body is connected to the female screw member, and a male screw member screw-engaged with the female screw member is driven to rotate by a rotor of an electric motor. In the electric control valve which closes the valve by seating the valve body on the valve seat on the valve housing side,
A drive-side clutch member coupled to the rotor so as to be movable in the axial direction in relation to torque transmission;
A driven side clutch member fixedly connected to the male screw member and facing the driving side clutch member;
An electric control valve in which the drive-side clutch member and the driven-side clutch member constitute a meshing clutch that is always meshed during rotation in the valve opening direction.
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