(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体入出口が設けられた弁本体と、前記流体入出口を開閉する軸と、この軸を回転させるモータと、前記軸の回転により回転移動する可動側ストッパと、前記可動側ストッパが衝接せしめられる固定側ストッパとからなり、前記可動側ストッパの下降時の回転方向で見て前記可動側ストッパの後部及び前記固定側ストッパの前部のうちの少なくとも一方に、相手のストッパを通過する際に接触するのを避けるための逃げ用傾斜面が形成されていることを特徴とする電動弁。
【請求項２】
流体入出口が設けられた弁本体と、前記流体入出口を開閉すべくねじ送りされる軸と、この軸を回転駆動するためのモータと、前記軸と一体的に回転移動せしめられる、凸状の可動側ストッパが突設されたスリーブと、前記可動側ストッパが衝接せしめられる凸状の固定側ストッパが突設された固定受け座とを具備し、前記スリーブの下降時の回転方向で見て前記可動側ストッパの後部及び前記固定側ストッパの前部のうちの少なくとも一方に、相手のストッパを通過する際に接触するのを避けるための逃げ用傾斜面が形成されていることを特徴とする電動弁。
【請求項３】
前記スリーブと可動側ストッパ及び前記固定受け座と固定側ストッパがそれぞれ合成樹脂を材料として一体成形されていることを特徴とする請求項２に記載の電動弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばヒートポンプ式エアコンや冷凍機等を構成する冷凍サイクルに組み込まれて使用される電動弁に係り、特に、ねじ送りされる可動側と固定側（弁本体側）とに設けられる一対のストッパの形状を改善したものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の電動弁としては、図６に示される如くのものが考えられている。図示例の電動弁１' は、基本的には、ステッピングモータ１０と、弁本体２０と、軸３５及び弁軸３０とを具備しており、前記軸３５を前記ステッピングモータ１０により回転駆動してねじ送りにより昇降させ、それに伴って昇降する弁軸３０で前記弁本体２０に形成された流体入出口２３を開閉する（開口面積を変化させる）ことにより流量を調整するようになっている。
【０００３】
これを詳しく述べるに、前記ステッピングモータ１０は、前記弁本体２０に蓋状部材１８を介して連結された円筒状のキャン１１の外周部に嵌装されたステータヨーク１３と、ボビン１４と、このボビン１４に巻装され、外部から通電されるマグネットワイヤ１５と、前記ステータヨーク１３、ボビン１４及びマグネットワイヤ１５の外周を封止するモールド１２と、前記キャン１１の内部に配置され、後述するスリーブ４０に固定されたボンド磁石よりなるロータ３９と、を備えて構成されている。
【０００４】
なお、モールド１２、ステータヨーク１３、ボビン２４及びマグネットワイヤ１５は、キャン１１の外周に一体的に嵌装され、それらはモールド１２にビス１６で取り付けられた押圧係止具１７の係止凸部１７ａを前記キャン１１の外周に例えば９０度間隔で４箇所設けられた凹部１９のいずれかに嵌合させることにより位置決め及び抜止め行うようになっている。
前記弁本体２０は、弁室２１を有し、この弁室２１に連通する導管２４が接続される流体入出口２２が設けられ、その底面部に導管２５が接続されるとともに、前記弁軸３０により開閉される流体入出口２３が形成されている。前記弁本体２０の弁室２１上方には、内周部に雌ねじ部２７が形成されたガイドブッシュ２６が内嵌固定されている。
【０００５】
前記ガイドブッシュ２６の雌ねじ部２７には、ホルダ２８の外周に形成された雄ねじ部２９が螺合せしめられ、このホルダ２８の内周下部にフランジ付きの弁軸３０が摺動可能に嵌挿され、また、前記ホルダ２８の下部には前記弁軸３０のフランジを受けるカラー３４が圧入固定されていて、前記弁軸３０は、前記ホルダ２８内に縮装されたコイルスプリング３２により常時下方に付勢されている。
【０００６】
前記ホルダ２８の上部には、軸３５がそれと一体的に回転移動できるように内嵌固定されており、前記ホルダ２８の上部外周には、凸状の可動側ストッパ４５が下向きに突設された合成樹脂製のスリーブ４０が一体的に回転移動できるように成形固定されている。
【０００７】
なお、前記軸３５の上部には、コイルスプリング３６が装填されている。このコイルスプリング３６は、ロータ３９が回転（逆転）せしめられて軸３５やスリーブ４０等が前記雌ねじ部２７と雄ねじ部２９との螺合によるねじ送りにより上昇せしめられて、前記ねじ部２７，２９の螺合が外れたとき、前記ホルダ２８をガイドブッシュ２６側に押圧して再螺合し易くするためのものである。
また、前記ガイドブッシュ２６の上部外周には、前記可動側ストッパ４５が衝接せしめられる凸状の固定側ストッパ５５が上向きに突設された合成樹脂製の固定受け座５０が成形固定されている。
【０００８】
このような構成の電動弁１' において、前記マグネットワイヤ１５を一方向に通電励磁すると、ロータ３９、スリーブ４０、軸３５、ホルダ２８等が一体的に正転（ここでは右回りに回転）し、前記雌ねじ部２７と雄ねじ部２９との螺合によるねじ送りにより前記弁軸３０が下降せしめられて前記流体入出口２３が閉じられる。
【０００９】
前記流体入出口２３が閉じられた時点では、前記可動側ストッパ４５が固定側ストッパ５５に未だ衝接しておらず、前記弁軸３０が前記流体入出口２３を閉じたまま、前記ホルダ２８等はさらに回転下降せしめられる。このときの前記弁軸３０に対する前記ホルダ２８の下降量は、前記コイルスプリング３２が圧縮されることにより吸収される。
その後さらに、前記ホルダ２８等が回転下降せしめられると、前記可動側ストッパ４５が固定側ストッパ５５に衝接し、これにより、前記ロータ３９への通電励磁が続行されていても、前記スリーブ４０、軸３５、ホルダ２８等の回転下降運動が強制的に停止せしめられる。
【００１０】
このように可動側ストッパ４５を固定側ストッパ５５に衝接させて各部の回転下降運動を機械的に停止させるようにしているのは、▲１▼最も単純で信頼性が高く、かつ安価に構成できる、▲２▼電気的に停止させるには別途に位置検出手段が必要となるとともに、停止位置が安定しない、等の理由によるものであるが、その他に、▲３▼前記ステッピングモータ１０のオープンループ制御用の基準位置の検出に利用できる、▲４▼前記ロータ３９のＮ極とＳ極の位置合わせにも利用できる、等の利点が得られるからである。
【００１１】
ここで、前記可動側ストッパ４５及び固定側ストッパ５５は、例えば合成樹脂を材料としてそれぞれスリーブ４０及び固定受け座５０と一体成形されているので、強度及び耐久度を充分に確保し、かつ、成形上の便宜を図るため、図７に概略図示されているように、側面視が比較的細長い（例えば、長さが４〜５ｍｍ、高さが０．５〜１ｍｍ程度の）長方形とされ、平面視は後述する実施形態のもの（図３参照）と同様に、前後端部が半円形で両側面が前記軸３５の軸心Ｏを中心として回転移動（螺旋運動）せしめられる前記可動側ストッパ４５が描く軌跡に沿うように回転半径ｒの同心円上に位置する勾玉（まがたま）状とされており、その幅（径方向の厚み）は一定（約２ｍｍ）となっている。
【００１２】
上記のような可動側ストッパ４５と固定側ストッパ５５とによる強制停止動作を、図７を参照しながらさらに詳しく述べるに、前記可動側ストッパ４５は、前述したように雌ねじ部２７と雄ねじ部２９との螺合によるねじ送りにより螺旋を描きながら回転下降せしめられるが、その回転方向で見た前部が前記固定側ストッパ５５の後部に衝接する１回転前においては、図７（Ａ）において実線で示される如くに、前記スリーブ４０の下面（可動側ストッパ４５の上端）と固定受け座５０の上面（固定側ストッパ５５の下端）との離隔距離が例えばＨａとされ、可動側ストッパ４５と固定側ストッパ５５とは高さ方向に間隔があけられている（ただし、わかりやすくするため、図７では各部が適宜に誇張して描かれている。以下の他の動作説明図でも同）。
【００１３】
それに対し、可動側ストッパ４５が図７（Ａ）の実線で示されている位置からさらに螺旋を描きながら回転下降せしめられて、図７（Ａ）において仮想線で示される如くに、その後部が固定側ストッパ５５の前部を通過したときには、可動側ストッパ４５と固定側ストッパ５５との高さ方向の間隔が狭められている。
【００１４】
そして、可動側ストッパ４５が図７（Ａ）の実線で示されている位置から１回転せしめられて、図７（Ｂ）に示される如くに、その前部が前記固定側ストッパ５５の後部に衝接して停止せしめられたときには、前記スリーブ４０と固定受け座５０との離隔距離が、前記１回転前の離隔距離Ｈａから前記雌ねじ部２７と雄ねじ部２９の１ピッチ分に相当する下降量（ここでは、例えば０．６ｍｍ程度）を減じたＨｂとされ、可動側ストッパ４５が固定側ストッパ５５に衝接したときの高さ方向の接触幅は、前記１ピッチの半分程度のＧａとされる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、前記可動側ストッパ４５と固定側ストッパ５５との衝接時の接触幅は、それが大きい程、つまり、衝接時における可動側ストッパ４５の高さ位置が低い程、可動側ストッパ４５及び固定側ストッパ５５の破損、摩耗等が低減され、強度や耐久度に対する信頼性が増す。
【００１６】
しかしながら、前記接触幅を大きくすべく、図８に示される如くに、衝接１回転前における可動側ストッパ４５と固定側ストッパ５５との離隔距離を、前記Ｈａより短いＨｃに設定すると、可動側ストッパ４５が固定側ストッパ５５を通過するとき、その後部下面の位置が固定側ストッパ５５の前部上面の位置より下方となって、可動側ストッパ４５が固定側ストッパ５５に接触し、摩耗や破損を生じたり、可動側ストッパ４５がそこで停止してしまったりする不具合が生じるおそれがある。また、前記離隔距離をＨａに設定したもとでも、各部の公差や製造上のばらつきに起因して、同様な不具合が生じるおそれがある。
【００１７】
なお、可動側ストッパ及び固定側ストッパを金属製のピン等で構成すれば、前記のような不具合をある程度は解消できるかもしれないが、ストッパをピンで構成した場合には、その組み付けに手間がかかりコストが高くなる、ピンを合成樹脂部材に植設しただけでは、それらの衝突が繰り返されると、ぐらついたり、抜けたりし易くなり、信頼性に欠ける等の問題が生じるおそれがある。
【００１８】
本発明は、上記ような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは可動側ストッパと固定側ストッパとの衝接時の接触幅を可及的に大きくできてそれらの破損、摩耗等を低減でき、もって、可動側ストッパと固定側ストッパの強度や耐久度に対する信頼性を、従来のものに大きな改造を施すことを要せず、しかも低コストで向上させることができるようにされた電動弁を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成すべく、本発明に係る電動弁は、流体入出口が設けられた弁本体と、前記流体入出口を開閉する軸と、この軸を回転させるモータと、前記軸の回転により回転移動する可動側ストッパと、前記可動側ストッパが衝接せしめられる固定側ストッパとからなり、前記可動側ストッパの下降時の回転方向で見て前記可動側ストッパの後部及び前記固定側ストッパの前部のうちの少なくとも一方に、相手のストッパを通過する際に接触するのを避けるための逃げ用傾斜面が形成されていることを特徴としている。
また、本発明に係る電動弁の他の態様は、流体入出口が設けられた弁本体と、前記流体入出口を開閉すべくねじ送りされる軸と、この軸を回転駆動するためのモータと、前記軸と一体的に回転移動せしめられる、凸状の可動側ストッパが突設されたスリーブと、前記可動側ストッパが衝接せしめられる凸状の固定側ストッパが突設された固定受け座とを具備し、前記スリーブの下降時の回転方向で見て前記可動側ストッパの後部及び前記固定側ストッパの前部のうちの少なくとも一方に、相手のストッパに接触するのを避けるための逃げ用傾斜面が形成されていることを特徴としている。
【００２０】
本発明の好ましい態様では、前記スリーブと可動側ストッパ及び前記固定受け座と固定側ストッパがそれぞれ合成樹脂を材料として一体成形される。
このような構成とされた本発明に係る電動弁においては、可動側ストッパの後部及び前記固定側ストッパの前部のうちの少なくとも一方に、相手のストッパに接触するのを避けるための逃げ用傾斜面が形成されているので、衝接１回転前における可動側ストッパと固定側ストッパとの離隔距離を従来のものより短く設定しても、可動側ストッパが固定側ストッパを通過するとき、可動側ストッパの後部の逃げ用傾斜面と固定側ストッパの前部との間には適宜の間隙があけられ、それらの不所望な接触を回避できる。
【００２１】
また、衝接１回転前における可動側ストッパと固定側ストッパとの離隔距離を従来のものより短くできることから、可動側ストッパと固定側ストッパとの衝接時の接触幅を可及的に大きくできてそれらの破損、摩耗等を低減でき、可動側ストッパと固定側ストッパの強度や耐久度に対する信頼性を、従来のものに大きな改造を施すことを要せず、しかも低コストで向上させることが可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１は本発明に係る電動弁の一実施形態の要部を示している。本実施形態の電動弁１は、前述した図６に示される従来の電動弁１' における可動側ストッパ４５の形状が異なるだけで、他の部分は同一構成とされているので、以下においては、前記従来の電動弁１' における同一構成の各部に対応する部分には同一符号を付してそれらの説明を省略し、相違点を重点的に説明する。
【００２３】
本実施形態では、図１に加えて図２〜図４をも参照すればよくわかるように、固定側ストッパ５５は従来のものと同一構成であり、可動側ストッパ４１も、従来のものと同様に、合成樹脂を材料としてそれぞれスリーブ４０及び固定受け座５０と一体成形されている。したがって、ガイドブッシュ２６には固定側ストッパ５５が成形固定されていることになる。なお、図２及び図３においては、ガイドブッシュ２６等は図面の簡単化のため省略して、固定側ストッパ５５のみを示している。これらの可動側ストッパ４１及び固定側ストッパ５５は、強度及び耐久性を充分に確保し、かつ、成形上の便宜を図るため、側面視が比較的細長く（長さが４〜５ｍｍ）され、平面視（図３）は、前後端部が半円形で両側面が前記軸３５の軸心Ｏを中心として回転移動（螺旋運動）せしめられる前記可動側ストッパ４５が描く軌跡に沿うように回転半径ｒの同心円上に位置する勾玉（まがたま）状とされており、その幅（径方向の厚み）は一定（約２ｍｍ）となっている。
【００２４】
そして、可動側ストッパ４１においては、スリーブ４０の回転方向で見てその後部に、固定側ストッパ５５に接触するのを避けるための逃げ用傾斜面４１ａが形成されている。
この逃げ用傾斜面４１ａは、前部側の平面部（長さＬａ）に対して傾斜角度αをもって斜め上方に傾斜せしめられている。前記平面部の長さＬａは、強度及び耐久性を考慮して設定されたもので、例えばここでは約２ｍｍ（全長の２／５程度）とされ、前記傾斜角度αは、前記ステッピングモータ１０の１ステップ（１回転は９６ステップ）当たりの、螺旋を描きながら下降せしめられる前記可動側ストッパ４１の回転下降量（勾配）よりも若干大きな角度（例えば１．５度程度）とされている。
【００２５】
このような構成のもとでも、前記可動側ストッパ４１は、前述したように雌ねじ部２７と雄ねじ部２９との螺合によるねじ送りにより螺旋を描きながら回転下降せしめられるが、その回転方向で見た前部が前記固定側ストッパ５５の後部に衝接する１回転前においては、図４（Ａ）において実線で示される如くに、前記スリーブ４０の下面（可動側ストッパ４１の上端）と固定受け座５０の上面（固定側ストッパ５５の下端）との離隔距離が、前記従来のもののＨａ（図７）より短く、図８に示されるＨｃと略同じのＨｅに設定される。
【００２６】
このように衝接１回転前の離隔距離が短く設定されていても、可動側ストッパ４１には逃げ用傾斜面４１ａが形成されているので、可動側ストッパ４１が固定側ストッパ５５を通過するとき、その後部下面となる逃げ用傾斜面４１ａが、固定側ストッパ５５の前部上面の位置より上方となって、可動側ストッパ４１は固定側ストッパ５５に接触せず、摩耗や破損を生じたり、可動側ストッパ４１がそこで停止してしまったりする不具合は生じない。また、同様に各部の公差や製造上のばらつきも吸収される。
【００２７】
そして、可動側ストッパ４１が図４（Ａ）の実線で示されている位置から１回転せしめられて、図４（Ｂ）に示される如くに、その前部が前記固定側ストッパ５５の後部に衝接して停止せしめられたときには、前記スリーブ４０と固定受け座５０との離隔距離が、前記１回転前の離隔距離Ｈｅから前記雌ねじ部２７と雄ねじ部２９の１ピッチ分に相当する下降量（ここでは、例えば０．６ｍｍ程度）を減じたＨｆとされ、可動側ストッパ４５が固定側ストッパ５５に衝接したときの高さ方向の接触幅は、前記従来のもののＧａよりも長いＧｅとされる。
【００２８】
このように前記可動側ストッパ４１と固定側ストッパ５５との接触幅が従来のものより長くされることにより、つまり、衝接時における可動側ストッパ４１の高さ位置がより低くされることにより、可動側ストッパ４１及び固定側ストッパ５５の破損、摩耗等が低減され、強度や耐久度に対する信頼性が増す。
【００２９】
上記のように本実施形態の電動弁においては、可動側ストッパ４１に逃げ用傾斜面４１ａを形成するという極めて簡単な改造を施すだけで、可動側ストッパ４１と固定側ストッパ５５との不所望な接触を効果的に回避できるとともに、可動側ストッパ４１と固定側ストッパ５５との衝接時の接触幅を可及的に大きくでき、その結果、それらの破損、摩耗等を低減でき、可動側ストッパと固定側ストッパの強度や耐久度に対する信頼性を効果的に向上させることが可能となる。
【００３０】
なお、上述の実施形態においては、可動側ストッパ４１に逃げ用傾斜面４１ａを形成しているが、それに代えて、図５（Ａ）に示される如くに、固定側ストッパ５１の前部に同様な傾斜角度αを持つ逃げ用傾斜面５１ａを形成しても、同様な作用効果が得られ、また、図５（Ｂ）に示される如くに、可動側ストッパ４１と固定側ストッパ５１の両方にそれぞれ逃げ用傾斜面４１ａ，５１ａを形成すれば、可動側ストッパ４１と固定側ストッパ５１との接触をさらに余裕をもって回避することができ、製造（寸法）管理等の面で有利となる。
【００３１】
さらに、上述した例においては、ストッパ４１，５１の平面視形状が前述した如くに勾玉状とされているが、必ずしもこのような形状にする必要はなく、平面視形状を矩形や楕円等にしてもよいこと勿論である。また、各部の寸法や傾斜角度等も、上記した例はあくまで一例であって適宜変更してもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、本発明の電動弁は、可動側ストッパの後部及び前記固定側ストッパの前部のうちの少なくとも一方に、相手のストッパに接触するのを避けるための逃げ用傾斜面が形成されているので、衝接１回転前における可動側ストッパと固定側ストッパとの離隔距離を、従来のものより短く設定しても、可動側ストッパが固定側ストッパを通過するとき、可動側ストッパの後部を固定側ストッパの前部から離隔させ得、さらに、衝接１回転前における可動側ストッパと固定側ストッパとの離隔距離を従来のものより短くできることから、可動側ストッパと固定側ストッパとの衝接時の接触幅を可及的に大きくでき、その結果、可動側ストッパと固定側ストッパの破損、摩耗等を低減でき、それらの強度や耐久度に対する信頼性を、従来のものに大きな改造を施すことを要せず、しかも低コストで向上させることが可能となるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動弁の一実施形態の要部を示す図。
【図２】図１に示される可動側ストッパ及び固定側ストッパを示す拡大斜視図。
【図３】図１に示される可動側ストッパ及び固定側ストッパを示す拡大平面図。
【図４】図１に示される電動弁における、可動側ストッパと固定側ストッパによる停止動作の説明に供される図。
【図５】本発明に係る電動弁の要部の変形例の説明に供される図。
【図６】従来の電動弁の一例を示す部分切欠正面図。
【図７】従来の電動弁における、可動側ストッパと固定側ストッパによる停止動作の説明に供される図。
【図８】従来の電動弁における問題点の説明に供される図。
【符号の説明】
１  電動弁
１０  ステッピングモータ
２０  弁本体
２３  流体入出口
３０  弁軸
３５  軸
４０  スリーブ
４１  可動側ストッパ
４１ａ  逃げ用傾斜面
５０  固定受け座
５１  固定側ストッパ
５１ａ  逃げ用傾斜面
２７  雌ねじ部
２９  雄ねじ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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