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JP2008032094A - Electric control valve - Google Patents

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JP2008032094A JP2006205194A JP2006205194A JP2008032094A JP 2008032094 A JP2008032094 A JP 2008032094A JP 2006205194 A JP2006205194 A JP 2006205194A JP 2006205194 A JP2006205194 A JP 2006205194A JP 2008032094 A JP2008032094 A JP 2008032094A
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春彦 八尋
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Saginomiya Seisakusho Inc
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Abstract

【課題】ロータの軸線方向移動を最小限に止め、電動モータ部分の大型化、消費電力の増加を最小限に止めること。
【解決手段】回転に伴い軸線方向に移動するロータ33の、可動側ストッパ片40が固定側ストッパ片42より離れる方向への軸線方向移動を制限する軸線方向ストッパ機構(ロータ33の端面43とロータ受け部材36のストッパ端面44)を、組み込む。
【選択図】図1
An object of the present invention is to minimize the movement of a rotor in the axial direction and to minimize the increase in the size of an electric motor and the increase in power consumption.
An axial stopper mechanism that restricts axial movement of a rotor 33 that moves in the axial direction with rotation in a direction in which a movable stopper piece 40 moves away from a fixed stopper piece 42 (an end surface 43 of the rotor 33 and the rotor). The stopper end face 44) of the receiving member 36 is incorporated.
[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、電動機のロータの回転を制限する回転方向ストッパ機構を組み込まれた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 an electric control valve incorporating a rotation direction stopper mechanism for limiting the rotation of a rotor of an electric motor.

電動機のロータの回転を送りねじ式に直線運動(軸線方向移動)に変換し、弁体の軸線方向移動によって弁ハウジング内に設けられている弁ポートの開度を増減する電動式コントロールバルブが知られている(例えば、特許文献1、2)。   An electric control valve that converts the rotation of the rotor of the motor into linear motion (axial movement) in the form of a feed screw and increases or decreases the opening degree of the valve port provided in the valve housing by the axial movement of the valve body is known. (For example, Patent Documents 1 and 2).

また、上述のような電動式コントロールバルブにおいて、ロータの弁閉方向の最大回転位置である基点位置を設定する基点設定ストッパのように、ロータの回転を制限する回転方向ストッパ機構として、ロータに設けられた可動側ストッパがロータの回転によって回転しながら軸線方向に移動することにより、弁ハウジング側に設けられた固定側ストッパに当接し、ロータの回転を制限するものがある(例えば、特許文献1、3)。   Further, in the electric control valve as described above, the rotor is provided as a rotation direction stopper mechanism for limiting the rotation of the rotor, such as a reference point setting stopper for setting the reference point position which is the maximum rotation position in the valve closing direction of the rotor. Some movable stoppers move in the axial direction while rotating due to the rotation of the rotor, thereby abutting against a fixed stopper provided on the valve housing side to limit the rotation of the rotor (for example, Patent Document 1). 3).

この回転方向ストッパ機構では、ロータの軸線方向移動によって可動側ストッパが固定側ストッパに当たらない軸線方向位置に逃げるから、ロータの回転が1回転に制限されることがなく、ロータは、例えば、基点位置より弁開方向に多回転できる。これは、所要の全開特性(最大流量)を確保した上で、ロータの単位回転角に対する弁体の軸線方向移動量を小さくできることを意味し、きめ細かい流量制御を可能にする。
特開2005−291223号公報 特開2006−84012号公報 特開2005−299741号公報
In this rotational direction stopper mechanism, the movable side stopper escapes to the axial position where it does not hit the fixed side stopper due to the axial movement of the rotor, so that the rotation of the rotor is not limited to one rotation. Multiple rotations in the valve opening direction from the position. This means that the required amount of full opening (maximum flow rate) can be ensured and the amount of movement of the valve body in the axial direction relative to the unit rotation angle of the rotor can be reduced, and fine flow rate control is possible.
JP 2005-291223 A JP 2006-84012 A Japanese Patent Laid-Open No. 2005-299741

上述した回転方向ストッパ機構を組み込まれた電動式コントロールバルブでは、ロータの軸線方向移動によって可動側ストッパが固定側ストッパに当たらない軸線方向位置に逃げる必要があるため、ロータは、回転可能であることに加えて弁ハウジングに対して軸線方向に移動可能でなくてはならない。   In the electric control valve incorporating the rotation direction stopper mechanism described above, the rotor must be rotatable because the movable side stopper must escape to the fixed side stopper due to the axial movement of the rotor. In addition, it must be movable axially relative to the valve housing.

このため、ロータの軸線方向移動に拘わらず、つまり、弁ハウジングに対して固定されたステータコイルユニットの磁極歯に対して、ロータ外周部の多極着磁部が軸線方向移動により偏倚しても、所要のモータトルクを得るために必要なロータの多極着磁部とステータコイルユニットの磁極歯との有効対向長(軸線方向長さ)を確保するために、ロータの軸線方向移動量に応じて、ロータの多極着磁部あるいはステータコイルユニットの磁極歯の軸線方向長さを大きくする必要が生じる。   Therefore, regardless of the movement of the rotor in the axial direction, that is, even if the magnetic pole teeth of the stator coil unit fixed to the valve housing are biased by the movement of the rotor in the axial direction, Depending on the amount of axial movement of the rotor, in order to ensure the effective facing length (axial length) of the multi-pole magnetized portion of the rotor and the magnetic pole teeth of the stator coil unit necessary to obtain the required motor torque Thus, it is necessary to increase the axial length of the magnetic pole teeth of the multipolar magnetized portion of the rotor or the stator coil unit.

このことは、電動式コントロールバルブの電動モータ部分の大型化、消費電力の増加を招来し、電動式コントロールバルブの小型化、省電力化を阻害する。   This leads to an increase in the size of the electric motor portion of the electric control valve and an increase in power consumption, which hinders downsizing and power saving of the electric control valve.

この発明が解決しようとする課題は、ロータの軸線方向移動を規制とする回転方向ストッパ機構を組み込まれた電動式コントロールバルブにおいて、回転方向ストッパ機構からの離脱に必要なロータの軸線方向移動量を最小限に止め、電動モータ部分の大型化、消費電力の増加を最小限に止めることである。   The problem to be solved by the present invention is that in an electric control valve incorporating a rotation direction stopper mechanism that restricts the movement of the rotor in the axial direction, the amount of movement of the rotor in the axial direction required for detachment from the rotation direction stopper mechanism is reduced. It is to minimize the size of the electric motor and increase the power consumption to a minimum.

この発明による電動式コントロールバルブは、弁ハウジングと、前記弁ハウジングに固定された雌ねじ部材と、前記雌ねじ部材とねじ係合する雄ねじ部材と、前記雄ねじ部材と一体的に設けられ、軸線方向移動によって前記弁ハウジング内に設けられた弁ポートの開度を増減する弁体と、前記弁ハウジングに対して固定されたキャン形状のロータケースと、前記ロータケース内に回転可能に且つ軸線方向に移動可能に配置された電動機のロータと、前記ロータケースの外周に装着された前記電動機のステータコイルユニットと有し、前記ロータの回転によって前記雄ねじ部材が回転駆動されることにより前記弁体が軸線方向に移動し、前記ロータに設けられた可動側ストッパが前記ロータの回転によって回転しながら軸線方向に移動することにより、前記弁ハウジング側に設けられた固定側ストッパに当接し、前記ロータの回転を制限する回転方向ストッパ機構が組み込まれており、前記ロータと前記雄ねじ部材とは、前記ロータの前記軸線方向における一端側において、前記ロータの回転により該ロータと前記雄ねじ部材とが軸線方向に相対変位するトルク伝達関係で接続され、前記ロータの前記軸線方向における他端側には、回転に伴い前記軸線方向に移動する前記ロータの、前記可動側ストッパが前記固定側ストッパより離れる方向への軸線方向移動を制限する軸線方向ストッパ機構が組み込まれている。   An electric control valve according to the present invention is provided integrally with a valve housing, a female screw member fixed to the valve housing, a male screw member that is screw-engaged with the female screw member, and the male screw member. A valve body for increasing or decreasing the opening degree of the valve port provided in the valve housing, a can-shaped rotor case fixed to the valve housing, and rotatable in the rotor case and movable in the axial direction And a stator coil unit of the motor mounted on the outer periphery of the rotor case, and the male screw member is driven to rotate by the rotation of the rotor, whereby the valve body is moved in the axial direction. The movable side stopper provided on the rotor moves and moves in the axial direction while rotating by the rotation of the rotor. Further, a rotation direction stopper mechanism that abuts on a fixed side stopper provided on the valve housing side and restricts rotation of the rotor is incorporated, and the rotor and the male screw member are arranged in the axial direction of the rotor. On one end side, the rotor and the male screw member are connected in a torque transmission relationship in which the rotor and the male screw member are relatively displaced in the axial direction by rotation of the rotor, and the other end side in the axial direction of the rotor is connected in the axial direction along with the rotation. An axial direction stopper mechanism for limiting the axial movement of the moving rotor in the direction in which the movable side stopper is separated from the fixed side stopper is incorporated.

この発明による電動式コントロールバルブは、好ましくは、前記可動側ストッパが前記固定側ストッパより離間するのに必要な前記ロータの軸線方向移動を許し、それ以上の前記ロータの軸線方向移動を制限するものである。   The electric control valve according to the present invention preferably permits axial movement of the rotor necessary for the movable side stopper to be separated from the fixed side stopper, and restricts further movement of the rotor in the axial direction. It is.

この発明による電動式コントロールバルブは、更に、前記ロータケースより回転可能に支持されて前記ロータの前記他端側を軸線方向に移動可能に支持するロータ受け部材を有し、前記ロータ受け部材には前記ロータの前記他端側の端面と対向して前記軸線方向ストッパ機構をなすストッパ端面が形成されている。   The electric control valve according to the present invention further includes a rotor receiving member that is rotatably supported by the rotor case and supports the other end of the rotor so as to be movable in the axial direction. A stopper end surface forming the axial direction stopper mechanism is formed opposite to the end surface on the other end side of the rotor.

この発明による電動式コントロールバルブによれば、可動側ストッパが固定側ストッパより離間する分だけロータが軸線方向移動したのち、軸線方向ストッパ機構によって、可動側ストッパが固定側ストッパより離れる方向のロータの回転における当該ロータの軸線方向移動が制限され、それ以上の同方向のロータ回転においては、ロータに対して雄ねじ部材が相対的に軸線方向に変位する。   According to the electric control valve of the present invention, after the rotor has moved in the axial direction by the distance that the movable side stopper is separated from the fixed side stopper, the axial stopper mechanism is used to move the movable side stopper away from the fixed side stopper. The axial movement of the rotor in rotation is limited, and the male screw member is displaced in the axial direction relative to the rotor in further rotation of the rotor in the same direction.

これにより、ロータの軸線方向移動を最小限に止め、電動モータ部分の大型化、消費電力の増加を最小限に止めることができる。   Thereby, the movement of the rotor in the axial direction can be minimized, and the increase in the size of the electric motor portion and the increase in power consumption can be minimized.

この発明による電動式コントロールバルブの一つの実施形態を、図1、図2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式コントロールバルブは、プレス成形品による金属製のカップ状の弁ハウジング11を有する。弁ハウジング11は、側部に横継手12、下底部に下継手13をろう付け等によって固定装着されている。弁ハウジング11は、後述する雌ねじ部材18と共働して円筒状空間の弁室14を画定している。   As shown in FIG. 1, the electric control valve of this embodiment includes a metal cup-shaped valve housing 11 made of a press-formed product. The valve housing 11 is fixedly mounted by brazing or the like with a lateral joint 12 on the side and a lower joint 13 on the lower bottom. The valve housing 11 cooperates with a female screw member 18 described later to define a valve chamber 14 in a cylindrical space.

弁ハウジング11の下底部には弁ポート15を形成された弁座部材16がろう付け等によって固定装着されている。弁ポート15は、弁室14の中心位置と同位置にあり、弁室14と下継手13とを連通接続している。横継手12は弁室14に直接連通している。   A valve seat member 16 formed with a valve port 15 is fixedly mounted to the lower bottom portion of the valve housing 11 by brazing or the like. The valve port 15 is located at the same position as the center position of the valve chamber 14 and connects the valve chamber 14 and the lower joint 13 in communication. The lateral joint 12 communicates directly with the valve chamber 14.

弁ハウジング11の上部にはプレス成形品による金属製の固定金具17によって雌ねじ部材18が弁室14の中心位置に回り止め固定されている。   A female screw member 18 is fixed to the upper portion of the valve housing 11 at the center position of the valve chamber 14 by a metal fixing bracket 17 made of a press-formed product.

雌ねじ部材18には当該雌ねじ部材18の中心部を軸線方向(図1にて上下方向)に貫通する雌ねじ19が形成されている。   The female screw member 18 is formed with a female screw 19 that penetrates the central portion of the female screw member 18 in the axial direction (vertical direction in FIG. 1).

雌ねじ19には弁棒状の雄ねじ部材20の雄ねじ21がねじ係合している。雄ねじ部材20の一端(下端)にはニードル弁体22が一体形成されている。ニードル弁体22は、弁室14内にあり、軸線方向移動によって弁ポート15の開度を増減する。これにより、横継手12と下継手13との間を流れる流体の流量制御が行われる。   A male screw 21 of a valve rod-like male screw member 20 is threadedly engaged with the female screw 19. A needle valve body 22 is integrally formed at one end (lower end) of the male screw member 20. The needle valve body 22 is in the valve chamber 14 and increases or decreases the opening degree of the valve port 15 by moving in the axial direction. Thereby, flow control of the fluid flowing between the horizontal joint 12 and the lower joint 13 is performed.

弁ハウジング11の上部には、ステッピングモータ30の金属製のロータケース31が溶接等によって固定装着されている。ロータケース31は円筒部31Aとドーム部31Bとを有するキャン形状をなしており、ドーム部31Bの中央部にロータ回転受け凹部31Cを形成されている。   A metal rotor case 31 of the stepping motor 30 is fixedly attached to the upper portion of the valve housing 11 by welding or the like. The rotor case 31 has a can shape having a cylindrical portion 31A and a dome portion 31B, and a rotor rotation receiving recess 31C is formed at the center of the dome portion 31B.

ロータケース31の円筒部31Aの内側、つまりロータ室32にはステッピングモータ30のロータ33が回転可能に且つ軸線方向に移動可能に配置されている。ロータ33は、弁ハウジング11側に有底状のカップ形状をなし、外周部33Aを多極着磁されている。   A rotor 33 of the stepping motor 30 is disposed inside the cylindrical portion 31 </ b> A of the rotor case 31, that is, in the rotor chamber 32 so as to be rotatable and movable in the axial direction. The rotor 33 has a bottomed cup shape on the valve housing 11 side, and the outer peripheral portion 33A is multipolarized.

ロータケース31の円筒部31Aの外側にはステッピングモータ30のステータコイルユニット35が固定装着されている。ステータコイルユニット35は、詳細な図示を省略しているが、コイル、多数の磁極歯等を有する一般的構造のものである。ステータコイルユニット35のコイルにパルス通電が行われることにより、パルス数に応じた回転角をもってロータ33が回転する。   A stator coil unit 35 of the stepping motor 30 is fixedly attached to the outside of the cylindrical portion 31A of the rotor case 31. Although not shown in detail, the stator coil unit 35 has a general structure having a coil, a large number of magnetic pole teeth, and the like. By applying a pulse current to the coils of the stator coil unit 35, the rotor 33 rotates with a rotation angle corresponding to the number of pulses.

ロータ33の内側には、略H形(図2参照)のトルク伝達形状部34が、底面側から所定の軸線方向長さ範囲で形成されている。雄ねじ部材20の他端(上端)はロータ33の底部中央に貫通形成された貫通孔33Bを貫通してロータ33の内側に突出している。雄ねじ部材20の上端にはトルク伝達形状部34の補形(図2参照)をなす形状のトルク伝達板23が固定装着されている。トルク伝達板23はロータ33のトルク伝達形状部34に軸線方向に変位可能に係合している。これにより、ロータ33と雄ねじ部材20とは、ロータ33の一端側(下端側)において、ロータ33の回転によりロータ33と雄ねじ部材20とが軸線方向に相対変位するトルク伝達関係で接続されている。   A substantially H-shaped (see FIG. 2) torque transmission shape portion 34 is formed on the inner side of the rotor 33 within a predetermined axial length range from the bottom surface side. The other end (upper end) of the male screw member 20 passes through a through hole 33 </ b> B formed in the center of the bottom of the rotor 33 and protrudes inside the rotor 33. A torque transmission plate 23 having a shape that complements the torque transmission shape portion 34 (see FIG. 2) is fixedly attached to the upper end of the male screw member 20. The torque transmission plate 23 is engaged with the torque transmission shape portion 34 of the rotor 33 so as to be displaceable in the axial direction. Thereby, the rotor 33 and the male screw member 20 are connected in a torque transmission relationship in which the rotor 33 and the male screw member 20 are relatively displaced in the axial direction by the rotation of the rotor 33 on one end side (lower end side) of the rotor 33. .

これにより、ロータ33の回転は、雄ねじ部材20に伝達され、雄ねじ部材20の雄ねじ21と雌ねじ部材18の雌ねじ19とのねじ係合により、雄ねじ部材20の回転に伴って雄ねじ部材20と一体のニードル弁体22が軸線方向に移動する。   Thereby, the rotation of the rotor 33 is transmitted to the male screw member 20, and the male screw member 20 is integrated with the male screw member 20 as the male screw member 20 rotates by screw engagement between the male screw 21 of the male screw member 20 and the female screw 19 of the female screw member 18. The needle valve body 22 moves in the axial direction.

ロータケース31内のドーム部31B側にはロータ受け部材36が設けられている。ロータ受け部材36はピポット軸部36Aをもってドーム部31Bの中央部のロータ回転受け凹部31Cに回転可能に係合し、当該係合によってロータケース31より回転可能に支持されている。ロータ受け部材36は、ピポット軸部36Aとは反対側に形成された円柱部36Bをもってロータ33の内筒部33Cに軸線方向に移動可能に嵌合している。これによりロータ受け部材36はロータ33の他端側(上端側)を軸線方向に移動可能に支持している。なお、ロータ受け部材36には、ロータケース31内とロータ33内の全体の圧力均一化のための均圧孔37が形成されている。   A rotor receiving member 36 is provided on the dome portion 31 </ b> B side in the rotor case 31. The rotor receiving member 36 is rotatably engaged with the rotor rotation receiving recess 31C at the center of the dome portion 31B with the pivot shaft portion 36A, and is rotatably supported by the rotor case 31 by the engagement. The rotor receiving member 36 has a cylindrical portion 36B formed on the side opposite to the pivot shaft portion 36A and is fitted to the inner cylinder portion 33C of the rotor 33 so as to be movable in the axial direction. Thus, the rotor receiving member 36 supports the other end side (upper end side) of the rotor 33 so as to be movable in the axial direction. The rotor receiving member 36 is formed with a pressure equalizing hole 37 for equalizing the pressure in the entire rotor case 31 and the rotor 33.

トルク伝達板23とロータ受け部材36との間には圧縮コイルばね38が設けられている。圧縮コイルばね38はトルク伝達板23とロータ受け部材36との間に作用してロータ受け部材36を常にドーム部31B側(上側)に付勢している。これにより、ピポット軸部36Aとロータ回転受け凹部31Cとの係合が保たれる。   A compression coil spring 38 is provided between the torque transmission plate 23 and the rotor receiving member 36. The compression coil spring 38 acts between the torque transmission plate 23 and the rotor receiving member 36 to constantly urge the rotor receiving member 36 toward the dome portion 31B (upper side). As a result, the engagement between the pivot shaft portion 36A and the rotor rotation receiving recess 31C is maintained.

ロータ33と雌ねじ部材18との間には圧縮コイルばね39が設けられている。圧縮コイルばね39はロータ33と雌ねじ部材18との間に作用してロータ33を常にドーム部31B側(上側)に付勢している。   A compression coil spring 39 is provided between the rotor 33 and the female screw member 18. The compression coil spring 39 acts between the rotor 33 and the female screw member 18 to always urge the rotor 33 toward the dome portion 31B (upper side).

圧縮コイルばね39のロータ33側の巻端は、ロータ33の下底部に形成された凹部33Dに係合して、ロータ33に設けられた可動側ストッパ片40をなしている。弁ハウジング11には固定金具17によって固定側ストッパ部材41が固定装着されている。固定側ストッパ部材41には固定側ストッパ片42が起立形成されている。   The winding end of the compression coil spring 39 on the rotor 33 side engages with a recess 33 </ b> D formed on the lower bottom portion of the rotor 33 to form a movable side stopper piece 40 provided on the rotor 33. A fixed-side stopper member 41 is fixedly mounted on the valve housing 11 by a fixing bracket 17. A fixed-side stopper piece 42 is formed upright on the fixed-side stopper member 41.

可動側ストッパ片40は、ロータ33の弁閉方向の回転によってロータ33と共に回転しながら軸線方向に移動(降下移動)することにより、固定側ストッパ片42に当接し、ロータ33の弁閉方向の回転を制限する。   The movable-side stopper piece 40 abuts on the fixed-side stopper piece 42 by moving in the axial direction while moving together with the rotor 33 by the rotation of the rotor 33 in the valve closing direction, thereby moving the rotor 33 in the valve closing direction. Limit rotation.

これら可動側ストッパ片40及び固定側ストッパ片42により、回転方向ストッパ機構が構成され、このストッパは、ロータ33の弁閉方向の最大回転位置である基点位置を設定する基点設定ストッパをなす。   The movable side stopper piece 40 and the fixed side stopper piece 42 constitute a rotation direction stopper mechanism, and this stopper serves as a reference point setting stopper for setting a reference point position which is the maximum rotation position of the rotor 33 in the valve closing direction.

可動側ストッパ片40は、ロータ33の弁開方向の1回転以内の回転によってロータ33と共に回転しながら軸線方向に移動(上昇移動)することにより、固定側ストッパ片42に当たらない軸線方向位置に逃げるようになっている。これにより、ロータ33の回転が1回転に制限されることがなく、ロータ33は、基点位置より弁開方向に多回転できる。   The movable stopper piece 40 moves in the axial direction while rotating together with the rotor 33 by the rotation within one rotation of the valve opening direction of the rotor 33 (upward movement), so that the movable stopper piece 40 does not hit the fixed stopper piece 42. It is supposed to escape. Thus, the rotation of the rotor 33 is not limited to one rotation, and the rotor 33 can make multiple rotations in the valve opening direction from the base point position.

なお、この実施形態では、回転方向ストッパ機構の可動側ストッパ片40は、圧縮コイルばね39のロータ33側の巻端をロータ33の下底部に形成された凹部33Dに係合させることにより構成されているが、回転方向ストッパ機構の可動側ストッパ要素は、図6、図7に示されているように、ロータ33の下底部に一体形成された突出片46によって直接的に構成されてもよい。   In this embodiment, the movable side stopper piece 40 of the rotational direction stopper mechanism is configured by engaging the winding end of the compression coil spring 39 on the rotor 33 side with a recess 33D formed in the lower bottom portion of the rotor 33. However, the movable-side stopper element of the rotational direction stopper mechanism may be directly configured by a protruding piece 46 integrally formed on the lower bottom portion of the rotor 33 as shown in FIGS. .

ロータ受け部材36にはフランジ部36Cによってロータ33の他端側(上端側)の端面43と対向するストッパ端面44が形成されている。ロータ33の端面43とストッパ端面44とは、ロータ33が基点位置(0パルス位置)に位置している図1の状態において、軸線方向間隙45をおいて対向し、可動側ストッパ片40が固定側ストッパ片42より離れる方向のロータ33の回転(弁開方向の回転)におけるロータ33の軸線方向移動(上昇移動)を軸線方向間隙45の軸線方向長さに制限する。これにより、軸線方向ストッパ機構が構成される。   The rotor receiving member 36 is formed with a stopper end surface 44 that faces the end surface 43 on the other end side (upper end side) of the rotor 33 by a flange portion 36C. The end face 43 of the rotor 33 and the stopper end face 44 face each other with an axial gap 45 in the state of FIG. 1 where the rotor 33 is located at the base position (0 pulse position), and the movable stopper piece 40 is fixed. The axial movement (upward movement) of the rotor 33 in the rotation of the rotor 33 away from the side stopper piece 42 (rotation in the valve opening direction) is limited to the axial length of the axial gap 45. Thereby, an axial direction stopper mechanism is constituted.

軸線方向ストッパ機構の軸線方向間隙45の軸線方向長さ(初期値)は、可動側ストッパ片40が固定側ストッパ片42より離間するに必要な余裕をもった軸線方向移動量に応じて設定されている。これにより、軸線方向ストッパ機構は、可動側ストッパ片40が固定側ストッパ片42より離間するに必要な余裕をもった軸線方向移動のみのロータ33の軸線方向移動(上昇移動)を許し、それ以上のロータ33の軸線方向移動(上昇移動)を制限する。   The axial length (initial value) of the axial gap 45 of the axial stopper mechanism is set according to the amount of axial movement with a margin necessary for the movable side stopper piece 40 to be separated from the fixed side stopper piece 42. ing. Thus, the axial stopper mechanism allows the axial movement (upward movement) of the rotor 33 only for the axial movement with a margin necessary for the movable stopper piece 40 to be separated from the fixed stopper piece 42, and beyond. The movement (upward movement) of the rotor 33 in the axial direction is limited.

つぎに、図1、図3〜図5を参照してこの実施形態による電動式コントロールバルブの動作について説明する。   Next, the operation of the electric control valve according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 3 to 5.

図1に示されている基点位置状態(最大弁閉状態=0パルス位置)では、可動側ストッパ片40が固定側ストッパ片42に当接して、ロータ33のそれ以上の弁閉方向の回転を止められている。この基点位置状態では、ロータ33の端面43とロータ受け部材36のストッパ端面44とは軸線方向間隙45の初期値をもって対向している。   In the base point position state shown in FIG. 1 (maximum valve closed state = 0 pulse position), the movable side stopper piece 40 contacts the fixed side stopper piece 42 and the rotor 33 rotates further in the valve closing direction. Stopped. In this base point position state, the end surface 43 of the rotor 33 and the stopper end surface 44 of the rotor receiving member 36 face each other with the initial value of the axial gap 45.

基点位置状態よりロータ33が弁開方向に1回転すると、第1の中間開度位置状態として、図3に示されているように、可動側ストッパ片40は、ロータ33と共に回転しながら軸線方向に移動(上昇移動)することにより、固定側ストッパ片42に当たらない位置に軸線方向に逃げた位置に位置する。   When the rotor 33 makes one rotation in the valve opening direction from the base position state, the movable side stopper piece 40 rotates in the axial direction while rotating together with the rotor 33 as shown in FIG. By moving (upward movement), it is located at a position where it has escaped in the axial direction to a position where it does not hit the fixed stopper piece 42.

この際のロータ33の軸線方向移動は、ロータ受け部材36に対して軸線方向に変位することにより行われ、この軸線方向移動に伴いロータ33の端面43とロータ受け部材36のストッパ端面44との軸線方向間隙45の軸線方向長さが小さくなる。   The axial movement of the rotor 33 at this time is performed by displacing the rotor receiving member 36 in the axial direction, and the end face 43 of the rotor 33 and the stopper end face 44 of the rotor receiving member 36 are moved along with the axial movement. The axial length of the axial gap 45 is reduced.

これにより更に、ロータ33が弁開方向に回転すると、第2の中間開度位置状態として、図4に示されているように、ロータ33の端面43がロータ受け部材36のストッパ端面44に当接し、ロータ33のそれ以上の軸線方向移動(上昇移動)が制限される。つまり、ロータ33は、それ以上の上昇移動ができなくなる。   As a result, when the rotor 33 further rotates in the valve opening direction, the end face 43 of the rotor 33 contacts the stopper end face 44 of the rotor receiving member 36 as shown in FIG. In contact therewith, further movement of the rotor 33 in the axial direction (upward movement) is restricted. That is, the rotor 33 can no longer move upward.

この状態(ロータ33の端面43がロータ受け部材36のストッパ端面44に当接する状態)になるまでは、雄ねじ部材20のトルク伝達板23とロータ33のトルク伝達形状部34との係合部において相対的な軸線方向変位は生じず、ロータ33より雄ねじ部材20へトルク伝達が行われ、雄ねじ部材20の回転によって雄ねじ部材20、ニードル弁体22がロータ33と一体的に軸線方向に移動する。   Until this state (a state in which the end surface 43 of the rotor 33 is in contact with the stopper end surface 44 of the rotor receiving member 36), in the engaging portion between the torque transmission plate 23 of the male screw member 20 and the torque transmission shape portion 34 of the rotor 33. No relative axial displacement occurs, torque is transmitted from the rotor 33 to the male screw member 20, and the male screw member 20 and the needle valve body 22 move integrally with the rotor 33 in the axial direction by the rotation of the male screw member 20.

これにより更に、ロータ33が弁開方向に回転すると、最大弁開状態として、図5に示されているように、ロータ33の上昇移動が止められていることにより、雄ねじ部材20の回転によって、雄ねじ部材20のトルク伝達板23とロータ33のトルク伝達形状部34との係合部において相対的な軸線方向変位を生じつつ、雄ねじ部材20、ニードル弁体22が軸線方向に移動(上昇移動)する。   As a result, when the rotor 33 rotates in the valve opening direction, as shown in FIG. 5, as the maximum valve opened state, the upward movement of the rotor 33 is stopped. The male screw member 20 and the needle valve element 22 move in the axial direction (upward movement) while causing a relative axial displacement at the engagement portion between the torque transmission plate 23 of the male screw member 20 and the torque transmission shape portion 34 of the rotor 33. To do.

上述したように、可動側ストッパ片40が固定側ストッパ片42より離間するだけロータ33が軸線方向移動したのち、ロータ33の端面43がロータ受け部材36のストッパ端面44に当接して可動側ストッパ片40が固定側ストッパ片42より離れる弁開方向のロータ33の回転における当該ロータ33の軸線方向移動が制限され、それ以上の同方向のロータ回転においては、ロータ33に対して雄ねじ部材20の相対的に軸線方向に変位するから、ロータ33の軸線方向移動が、可動側ストッパ片40が固定側ストッパ片42より離間するのに必要な最小限に止められる。   As described above, after the rotor 33 moves in the axial direction so that the movable stopper piece 40 is separated from the fixed stopper piece 42, the end surface 43 of the rotor 33 comes into contact with the stopper end surface 44 of the rotor receiving member 36 and the movable stopper The movement of the rotor 33 in the axial direction in the rotation of the rotor 33 in the valve opening direction in which the piece 40 is separated from the fixed stopper piece 42 is limited. In the further rotation of the rotor 33 in the same direction, the male screw member 20 is moved relative to the rotor 33. Since the rotor 33 is displaced relatively in the axial direction, the movement of the rotor 33 in the axial direction is minimized to the minimum necessary for the movable side stopper piece 40 to be separated from the fixed side stopper piece 42.

これにより、ロータ33が最大弁閉位置と最大弁開位置との間の全てで軸線方向に移動する場合に比して、所要のモータトルクを得るために必要なロータ33の多極着磁部あるいはステータコイルユニット35の磁極歯の軸線方向長さを短縮でき、ステッピングモータ部分の大型化、消費電力の増加を最小限に止めることができる。   Thereby, compared with the case where the rotor 33 moves in the axial direction at all between the maximum valve closed position and the maximum valve open position, the multipolar magnetized portion of the rotor 33 necessary for obtaining the required motor torque. Alternatively, the axial length of the magnetic pole teeth of the stator coil unit 35 can be shortened, and the size of the stepping motor portion and the increase in power consumption can be minimized.

また、ロータ受け部材36によってロータ33がロータケース31より支持されているから、ロータ受け部材36の円柱部36Bとロータ33の内筒部33Cの径方向のクリアランスを制御するだけで、ロータケース31とロータ33との高度な同心化が図られる。   Further, since the rotor 33 is supported by the rotor case 31 by the rotor receiving member 36, the rotor case 31 can be controlled only by controlling the radial clearance between the cylindrical portion 36B of the rotor receiving member 36 and the inner cylindrical portion 33C of the rotor 33. And the rotor 33 are highly concentric.

これにより、ロータケース31とロータ33との径方向のクリアランスを小さくでき、これに伴いロータ33とステータコイルユニット35のコイル内径との距離を小さくできる。この結果、モータトルクが増加し、ステッピングモータ30の小型化、消費電力の低減が図られる。   Thereby, the radial clearance between the rotor case 31 and the rotor 33 can be reduced, and accordingly, the distance between the rotor 33 and the coil inner diameter of the stator coil unit 35 can be reduced. As a result, the motor torque increases, and the stepping motor 30 can be reduced in size and power consumption can be reduced.

また、ロータ受け部材36は、ピポット軸部36Aをもってロータケース31の回転受け凹部31Cに回転可能に係合しているから、この部分の摩擦抵抗が少なくてすみ、ステッピングモータ30の摩擦損失の低減が図られる。このことによっても、ステッピングモータ30の小型化、消費電力の低減が図られる。   Further, since the rotor receiving member 36 is rotatably engaged with the rotation receiving recess 31C of the rotor case 31 with the pivot shaft portion 36A, the frictional resistance of this portion can be reduced and the friction loss of the stepping motor 30 can be reduced. Is planned. This also makes it possible to reduce the size of the stepping motor 30 and reduce the power consumption.

この発明による電動式コントロールバルブの一つの実施形態の基点位置状態(最大弁閉状態)を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the base point position state (maximum valve closed state) of one Embodiment of the electrically driven control valve by this invention. 図1の線A−Aに沿った断面図である。It is sectional drawing along line AA of FIG. この発明による電動式コントロールバルブの一つの実施形態の第1の中間開度位置状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 1st intermediate opening position state of one Embodiment of the electrically driven control valve by this invention. この発明による電動式コントロールバルブの一つの実施形態の第2の中間開度位置状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 2nd intermediate opening position state of one Embodiment of the electrically driven control valve by this invention. この発明による電動式コントロールバルブの一つの実施形態の最大弁開状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the maximum valve open state of one Embodiment of the electrically driven control valve by this invention. この発明による電動式コントロールバルブの他の実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows other embodiment of the electrically driven control valve by this invention. 他の実施形態による電動式コントロールバルブの要部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the important section of the electric control valve by other embodiments.

符号の説明Explanation of symbols

11 弁ハウジング
12 横継手
13 下継手
14 弁室
15 弁ポート
16 弁座部材
17 固定金具
18 雌ねじ部材
19 雌ねじ
20 雄ねじ部材
21 雄ねじ
22 ニードル弁体
23 トルク伝達板
30 ステッピングモータ
31 ロータケース
31A 円筒部
31B ドーム部
31C 回転受け凹部
32 ロータ室
33 ロータ
33A 外周部
33B 貫通孔
33C 内筒部
33D 凹部
34 トルク伝達形状部
35 ステータコイルユニット
36 ロータ受け部材
36A ピポット軸部
36B 円柱部
36C フランジ部
37 均圧孔
38、39 圧縮コイルばね
40 可動側ストッパ片
41 固定側ストッパ部材
42 固定側ストッパ片
43 端面
44 ストッパ端面
45 軸線方向間隙
46 突出片
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Valve housing 12 Horizontal joint 13 Lower joint 14 Valve chamber 15 Valve port 16 Valve seat member 17 Fixing metal fitting 18 Female thread member 19 Female thread 20 Male thread member 21 Male thread 22 Needle valve element 23 Torque transmission plate 30 Stepping motor 31 Rotor case 31A Cylindrical part 31B Dome part 31C Rotation receiving recessed part 32 Rotor chamber 33 Rotor 33A Outer peripheral part 33B Through hole 33C Inner cylinder part 33D Recessed part 34 Torque transmission shape part 35 Stator coil unit 36 Rotor receiving member 36A Pipet shaft part 36B Column part 36C Flange part 37 Pressure equalizing hole 38, 39 Compression coil spring 40 Movable stopper piece 41 Fixed stopper member 42 Fixed stopper piece 43 End face 44 Stopper face 45 Axial gap 46 Projection piece

Claims (3)

弁ハウジングと、前記弁ハウジングに固定された雌ねじ部材と、前記雌ねじ部材とねじ係合する雄ねじ部材と、前記雄ねじ部材と一体的に設けられ、軸線方向移動によって前記弁ハウジング内に設けられた弁ポートの開度を増減する弁体と、前記弁ハウジングに対して固定されたキャン形状のロータケースと、前記ロータケース内に回転可能に且つ軸線方向に移動可能に配置された電動機のロータと、前記ロータケースの外周に装着された前記電動機のステータコイルユニットと有し、
前記ロータの回転によって前記雄ねじ部材が回転駆動されることにより前記弁体が軸線方向に移動し、
前記ロータに設けられた可動側ストッパが前記ロータの回転によって回転しながら軸線方向に移動することにより、前記弁ハウジング側に設けられた固定側ストッパに当接し、前記ロータの回転を制限する回転方向ストッパ機構が組み込まれており、
前記ロータと前記雄ねじ部材とは、前記ロータの前記軸線方向における一端側において、前記ロータの回転により該ロータと前記雄ねじ部材とが軸線方向に相対変位するトルク伝達関係で接続され、
前記ロータの前記軸線方向における他端側には、回転に伴い前記軸線方向に移動する前記ロータの、前記可動側ストッパが前記固定側ストッパより離れる方向への軸線方向移動を制限する軸線方向ストッパ機構が組み込まれている電動式コントロールバルブ。
A valve housing, a female screw member fixed to the valve housing, a male screw member that is screw-engaged with the female screw member, and a valve that is provided integrally with the male screw member and is provided in the valve housing by axial movement. A valve body that increases or decreases the opening of the port; a can-shaped rotor case fixed to the valve housing; and a rotor of an electric motor that is rotatably disposed in the rotor case and movable in the axial direction. With the stator coil unit of the electric motor mounted on the outer periphery of the rotor case,
When the male screw member is driven to rotate by the rotation of the rotor, the valve body moves in the axial direction,
A rotation direction in which the movable stopper provided on the rotor moves in the axial direction while rotating by the rotation of the rotor, thereby contacting the fixed stopper provided on the valve housing side and restricting the rotation of the rotor A stopper mechanism is incorporated,
The rotor and the male screw member are connected in a torque transmission relationship in which the rotor and the male screw member are relatively displaced in the axial direction by rotation of the rotor on one end side in the axial direction of the rotor,
On the other end side in the axial direction of the rotor, an axial direction stopper mechanism that restricts the axial movement of the rotor that moves in the axial direction with rotation in a direction in which the movable side stopper moves away from the fixed side stopper. Electric control valve with built-in.
前記軸線方向ストッパ機構は、前記可動側ストッパが前記固定側ストッパより離間するのに必要な前記ロータの軸線方向移動を許し、それ以上の前記ロータの軸線方向移動を制限するものである請求項1記載の電動式コントロールバルブ。   The axial direction stopper mechanism allows the axial movement of the rotor necessary for the movable side stopper to be separated from the fixed side stopper, and restricts further axial movement of the rotor. The electric control valve described. 前記ロータケースより回転可能に支持されて前記ロータの前記他端側を軸線方向に移動可能に支持するロータ受け部材を有し、前記ロータ受け部材には前記ロータの前記他端側の端面と対向して前記軸線方向ストッパ機構をなすストッパ端面が形成されている請求項1または2記載の電動式コントロールバルブ。   A rotor receiving member that is rotatably supported by the rotor case and supports the other end of the rotor so as to be movable in an axial direction; the rotor receiving member is opposed to an end surface of the other end of the rotor; The electric control valve according to claim 1, wherein a stopper end surface forming the axial direction stopper mechanism is formed.
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