(57)【要約】【課題】ロータの回転反転時に生じる雌ねじ部材の回り止め部の衝突に起因する振動、衝突音の発生を回避すること。【解決手段】板ばね３４によって雌ねじ部材１８の外周の回り止め凹溝１８Ｄの一方の溝側面１８Ｇをガイド部材の回り止め帯状部２１Ａの一側面２１Ｂに予め押し付け、ロータの回転反転時に、回り止め凹溝１８Ｄの他方の溝側面１８Ｈが回り止め帯状部２１Ａの他側面２１Ｃに衝突したり、回り止め凹溝１８Ｄの一方の溝側面１８Ｇが回り止め帯状部２１Ａの一側面２１Ｂに衝突しないようにする。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁室と弁室底面に開口した弁ポートとを有する弁ハウジングと、
前記弁ハウジングに回り止め状態で軸線方向に移動可能に設けられ、軸線方向移動によって一端面にて前記弁室底面に当接する雌ねじ部材と、
前記雌ねじ部材に所定範囲のみ軸線方向に移動可能に設けられ、前記弁室底面の側の軸線方向移動によって前記弁ポートを閉じ、前記弁室底面とは反対方向の軸線方向移動によって前記弁ポートを開く弁体と、
前記弁体を前記雌ねじ部材に対して前記弁室底面の側に付勢する弁ばねと、
前記雌ねじ部材とねじ係合した雄ねじ部材と、
多極着磁のロータとステータとを含み、前記ロータのボス部を前記雄ねじ部材に固定連結され、前記雄ねじ部材を回転駆動するステッピングモータと、
を有し、
前記雌ねじ部材の回り止めが、当該雌ねじ部材と前記弁ハウジング側の固定部材とに軸線方向に延在形成された凹溝と回り止め帯状部との軸線方向滑り係合に行われ、前記凹溝と前記回り止め帯状部との間に、前記凹溝の一方の溝側面を前記回り止め帯状部の一側面に押し付ける押付手段が設けられている電動式コントロールバルブ。
【請求項２】
前記押付手段はばねである請求項１記載の電動式コントロールバルブ。
【請求項３】
前記固定部材は周方向の複数位置に各々前記回り止め帯状部を有する円筒籠状のガイド部材であって内側に前記雌ねじ部材を軸線方向に移動可能に収容し、前記凹溝が雌ねじ部材の外周面に形成され、前記押付手段として前記凹溝と前記回り止め帯状部との間に弾性変形状態で挟まれた板ばねが設けられている請求項１記載の電動式コントロールバルブ。
【請求項４】
弁室と弁室底面に開口した弁ポートとを有する弁ハウジングと、
前記弁ハウジングに回り止め状態で軸線方向に移動可能に設けられ、軸線方向移動によって一端面にて前記弁室底面に当接する雌ねじ部材と、
前記雌ねじ部材に所定範囲のみ軸線方向に移動可能に設けられ、前記弁室底面の側の軸線方向移動によって前記弁ポートを閉じ、前記弁室底面とは反対方向の軸線方向移動によって前記弁ポートを開く弁体と、
前記弁体を前記雌ねじ部材に対して前記弁室底面の側に付勢する弁ばねと、
前記雌ねじ部材とねじ係合した雄ねじ部材と、
多極着磁のロータとステータとを含み、前記ロータのボス部を前記雄ねじ部材に固定連結され、前記雄ねじ部材を回転駆動するステッピングモータと、
前記雄ねじ部材を前記弁室底面の側に付勢する第１のばねと、
前記雌ねじ部材を前記弁室底面の側とは反対の側に付勢する第２のばねと、
を有し、
弁閉反転時に前記雌ねじ部材が弁開方向に回転変位することを阻止するねじ面摩擦力が前記雌ねじ部材と前記雄ねじ部材のねじ係合面に作用するよう前記第１のばねのばね荷重と前記第２のばねのばね荷重が設定されている電動式コントロールバルブ。
【請求項５】
前記第１のばねのばね荷重Ｆｕと前記第２のばねばね荷重Ｆｎが下式を満たすよう設定されている請求項４は記載の電動式コントロールバルブ。
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【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動式コントロールバルブに関し、特に、冷凍・冷蔵・空調システムの冷媒流量を制御する電動式コントロールバルブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
冷凍・冷蔵・空調システムの冷媒流量を制御する電動式コントロールバルブとして、弁ハウジングに回り止め状態で軸線方向に移動可能に雌ねじ部材が設けられ、雌ねじ部材にステッピングモータのロータに連結された雄ねじ部材がねじ係合し、ロータの回転によって雌ねじ部材が軸線方向に移動し、雌ねじ部材に所定範囲のみ軸線方向に移動可能に設けられた弁体によって弁ハウジングの弁室底面に形成された弁ポートを開閉するものがある（例えば、特許文献１）。
【０００３】
この電動式コントロールバルブでは、雌ねじ部材が弁体ホルダをなし、弁閉状態で、雌ねじ部材が弁室底面に当接してそれ以上の弁閉方向の軸線方向移動を高剛性で確実に拘束され、この拘束状態で、それ以上の弁閉方向のロータ回転が雄ねじ部材の軸線方向移動によって許容されることにより、弁閉点でのステッピングモータの位相合わせ、すなわち基点出しが再現性よく的確に行われる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３４３０８３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の電動式コントロールバルブでは、雌ねじ部材の回り止めが、雌ねじ部材の外周面に形成された凹溝と前記弁ハウジング側の固定部材に設けられた回り止め帯状部との軸線方向滑り係合に行われ。この場合、雌ねじ部材が軸線方向には移動できるよう、凹溝の横幅は回り止め帯状部の横幅より少し大きく、回り止め帯状部と凹溝との間に回転方向の必須の間隙がある。
【０００６】
このため、基点出しにおいて、ロータの回転が反転するとき、ロータの反転に伴い雄ねじ部材と共に雌ねじ部材が、回り止め部の回転方向の必須の間隙分（がた分）、回転方向に動き、凹溝の溝側面が回り止め帯状部の一側面に衝突することが生じる。このため、振動、衝突音が生じ、電動式コントロールバルブの耐久性、動作静粛性が阻害される。
【０００７】
この発明は、上述の如き問題点を解消するためになされたもので、ロータの回転反転時に生じる雌ねじ部材の回り止め部の衝突に起因する振動、衝突音の発生を回避し、優れた耐久性、動作静粛性を示す電動式コントロールバルブを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明による電動式コントロールバルブは、弁室と弁室底面に開口した弁ポートとを有する弁ハウジングと、前記弁ハウジングに回り止め状態で軸線方向に移動可能に設けられ、軸線方向移動によって一端面にて前記弁室底面に当接する雌ねじ部材と、前記雌ねじ部材に所定範囲のみ軸線方向に移動可能に設けられ、前記弁室底面の側の軸線方向移動によって前記弁ポートを閉じ、前記弁室底面とは反対方向の軸線方向移動によって前記弁ポートを開く弁体と、前記弁体を前記雌ねじ部材に対して前記弁室底面の側に付勢する弁ばねと、前記雌ねじ部材とねじ係合した雄ねじ部材と、多極着磁のロータとステータとを含み、前記ロータのボス部を前記雄ねじ部材に固定連結され、前記雄ねじ部材を回転駆動するステッピングモータとを有し、前記雌ねじ部材の回り止めが、当該雌ねじ部材と前記弁ハウジング側の固定部材とに軸線方向に延在形成された凹溝と回り止め帯状部との軸線方向滑り係合に行われ、前記凹溝と前記回り止め帯状部との間に、前記凹溝の一方の溝側面を前記回り止め帯状部の一側面に押し付けるばね等による押付手段が設けられている。
【０００９】
この発明による電動式コントロールバルブによれば、押付手段によって凹溝の一方の溝側面が回り止め帯状部の一側面に予め押し付けられ、ロータの回転反転時に凹溝の溝側面が回り止め帯状部の一側面に衝突することがない。
【００１０】
この発明による電動式コントロールバルブは、詳細構造として、前記固定部材が周方向の複数位置に各々前記回り止め帯状部を有する円筒籠状のガイド部材であって内側に前記雌ねじ部材を軸線方向に移動可能に収容し、前記凹溝が雌ねじ部材の外周面に形成され、前記押付手段として前記凹溝と前記回り止め帯状部との間に弾性変形状態で挟まれた板ばねが設けられている。
【００１１】
この発明による電動式コントロールバルブによれば、板ばねによって雌ねじ部材外周の凹溝の一方の溝側面がガイド部材の回り止め帯状部の一側面に予め押し付けられ、ロータの回転反転時に凹溝の溝側面が回り止め帯状部の一側面に衝突することがない。
【００１２】
また、上述の目的を達成するために、この発明による電動式コントロールバルブは、弁室と弁室底面に開口した弁ポートとを有する弁ハウジングと、前記弁ハウジングに回り止め状態で軸線方向に移動可能に設けられ、軸線方向移動によって一端面にて前記弁室底面に当接する雌ねじ部材と、前記雌ねじ部材に所定範囲のみ軸線方向に移動可能に設けられ、前記弁室底面の側の軸線方向移動によって前記弁ポートを閉じ、前記弁室底面とは反対方向の軸線方向移動によって前記弁ポートを開く弁体と、前記弁体を前記雌ねじ部材に対して前記弁室底面の側に付勢する弁ばねと、前記雌ねじ部材とねじ係合した雄ねじ部材と、多極着磁のロータとステータとを含み、前記ロータのボス部を前記雄ねじ部材に固定連結され、前記雄ねじ部材を回転駆動するステッピングモータと、前記雄ねじ部材を前記弁室底面の側に付勢する第１のばねと、前記雌ねじ部材を前記弁室底面の側とは反対の側に付勢する第２のばねとを有し、弁閉反転時に前記雌ねじ部材が弁開方向に回転変位することを阻止するねじ面摩擦力が前記雌ねじ部材と前記雄ねじ部材のねじ係合面に作用するよう前記第１のばねのばね荷重と前記第２のばねのばね荷重が設定されている。
【００１３】
この発明による電動式コントロールバルブによれば、第１のばねのばね荷重と第２のばねのばね荷重の最適設定により、弁閉反転時に雌ねじ部材が弁開方向に回転変位することを阻止するねじ面摩擦力が雌ねじ部材と雄ねじ部材のねじ係合面に作用し、弁閉反転時に雌ねじ部材が弁開方向に回転変位しない。
【００１４】
このばね荷重の最適設定は、下式を満たすように行われればよい。
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【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照してこの発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１〜図４はこの発明による電動式コントロールバルブの実施形態１を示している。
【００１６】
図１に示されているように、電動式コントロールバルブは弁ハウジング１０を有している。弁ハウジング１０には、一次側ポート１１、二次側ポート１２、弁室１３、弁ポート１４が形成されている。弁ポート１４は、弁室１３の平らな弁室底面１５の中央部に開口し、一次側ポート１１と二次側ポート１２とを連通している。一次側ポート１１には一次側継手１６が、二次側ポート１２には二次側継手１７が各々接続されている。
【００１７】
弁室１３は上方開口の円孔形状をなしており、弁室１３には中空軸状の雌ねじ部材１８の下側部分が軸線方向に移動可能に挿入されている。雌ねじ部材１８は、軸線方向移動によって下端面１８Ａにて弁室底面１５に当接し、それ以上の降下（弁閉方向の移動）を拘束される。
【００１８】
雌ねじ部材１８は、弁体１９を軸線方向に移動可能に吊り下げ式に支持し、弁体ホルダをなしている。弁体１９は、フランジ部１９Ａが雌ねじ部材１８の中空孔１８Ｂの段差部１８Ｃに当接することによって雌ねじ部材１８より軸線方向に移動可能に吊り下げ支持され、後述する弁ばね２０によって下方（弁閉方向）に付勢されている。弁体１９は、雌ねじ部材１８の下部より弁室底面１５の側（下方）に突出したニードル部１９Ｂによって弁ポート１４を開閉し、軸線方向位置に応じて弁ポート１４の開度を定量的に増減する。
【００１９】
弁ハウジング１０の上面には、一つの固定部材として、円筒籠状のカイド部材２１がかしめ結合されている。ガイド部材２１は軸線方向に延在する脚状の回り止め帯状部２１Ａを周方向に隔置した位置に３個有している。
【００２０】
雌ねじ部材１８の上側部分は上部大径部１８Ｅとして弁室１３より弁ハウジング１０の上方に突出してガイド部材２１の内側に軸線方向に移動可能に収容されている。雌ねじ部材１８の上部大径部１８Ｅの外周面には各々軸線方向に延在する３個の回り止め凹溝１８Ｄが形成されており、回り止め凹溝１８Ｄが回り止め帯状部２１Ａに滑りキー式に軸線方向滑り係合している。この軸線方向滑り係合により、雌ねじ部材１８が弁ハウジング１０に対して軸線方向には移動可能な状態に状態で、回り止めされる。回り止め凹溝１８Ｄの横幅Ｗａは回り止め帯状部２１Ａの横幅Ｗｂより充分大きく設定されている（図４参照）
【００２１】
雌ねじ部材１８の上部大径部１８Ｅには押付手段としての板ばね部材３４が取り付けられている。板ばね部材３４は、リング状基板部３４Ａと、リング状基板部３４Ａより折曲起立した３個のくの字形のばね片部３４Ｂとを有している。図２に示されているように、板ばね部材３４は、リング状基板部３４Ａにて雌ねじ部材１８の外周に嵌合し、後述の下ばね３５によって上部大径部１８Ｅの段差底面１８Ｆに押し付けられ、ばね片部３４Ｂが各々回り止め凹溝１８Ｄと回り止め帯状部２１Ａとの間に弾性変形状態で挟み込まれている（図３、４参照）。
【００２２】
ばね片部３４Ｂのばね力により、図４に示されているように、雌ねじ部材１８の外周に形成されている回り止め凹溝１８Ｄの一方の溝側面１８Ｇがガイド部材２１の回り止め帯状部２１Ａの一側面２１Ｂに予め押し付けられる。
【００２３】
図１に示されているように、雌ねじ部材１８の中空孔１８Ｂの上側部分は雌ねじ孔２２になっている。雌ねじ孔２２には雄ねじ部材２３の雄ねじ部２４がねじ係合している。弁ばね２０は、圧縮コイルばねであって、中空孔１８Ｂ内の雄ねじ部２４と弁体１９との間に挟み設けられ、弁体１９を雌ねじ部材１８に対して弁室底面１５の側に付勢している。
【００２４】
雌ねじ部材１８の段差底面１８Ｆ（図２参照）と弁ハウジング１０との間には圧縮コイルばねによる下ばね（第２のばね）３５が設けられている。下ばね３５は所定のばね荷重を与えられて雌ねじ部材１８を弁室底面１５とは反対側（上方）に付勢している。
【００２５】
雄ねじ部材２３は、雄ねじ部２４より上側に、フランジ部２５と上部軸部２３Ａとを一体形成されている。上部軸部２３Ａは、ガイド部材２１の上面部がなす固定側ストッパ部２６の中心孔２６Ａ（図２参照）を貫通し、ステッピングモータ５０のロータ５１の中心部にインサート成形されたボス部材５２に固着嵌合している。弁ハウジング１０の上部には下蓋２９によってキャン形状のロータケース３０が固定されており、ロータ５１やガイド部材２１がロータケース３０内に収納されている。
【００２６】
固定側ストッパ部２６は、軸線方向に見て雌ねじ部材１８とロータ５１のボス部５２との間にあり、図２に示されているように、上下両面が各々衝突式ストッパのストッパ面２６Ａ、２６Ｂになっている。
【００２７】
フランジ部２５は、固定側ストッパ部２６より雌ねじ部材１８の側（下側）にあり、高滑性樹脂製の滑りワッシャ２７を挟んで固定側ストッパ部材２６の下面側のストッパ面２６Ｂに当接することにより、ロータ５１と雄ねじ部材２３との連結体が弁室底面１５とは反対方向の軸線方向（弁開方向）に移動することを禁止する。
【００２８】
図１に示されているように、雄ねじ部材２３の上部軸部２３Ａにはスペーサ２８が装着されている。スペーサ２８は、高滑性樹脂により構成され、固定側ストッパ部２６よりボス部材５２の側（上側）にあり、上端面にてボス部材５２の下底面に当接し、下端側に形成された円環状突起２８Ａ（図１参照）にて滑りワッシャ２７の上面に当接し、周面中程に形成されているフランジ部２８Ｂの下面２８Ｃ（図２参照）が固定側ストッパ部材２６の上面側のストッパ面２６Ａに当接することにより、ロータ５１と雄ねじ部材２３との連結体が、それ以上、弁室底面１５の側に軸線方向（弁閉方向）に移動することを禁止する。
【００２９】
滑りワッシャ２７の上面とフランジ部２８Ｂの下面２８Ｃとの軸線方向間隔は固定側ストッパ部２６の板厚より大きく、その差分だけ、ロータ５１と雄ねじ部材２３との連結体が弁ハウジング１０に対して軸線方向に移動可能になっている。換言すれば、ロータ５１と雄ねじ部材２３との連結体の弁ハウジング１０に対する軸線方向移動が上述の差分により決まる所定範囲に制限されている。
【００３０】
ボス部材５２は上部延長軸部５２Ａを有し、上部延長軸部５２Ａは、ロータケース３０内の天井部に凹凸係合した軸受部材３１に回転可能且つ軸線方向に移動可能に嵌合し、軸受部材３１より軸受け支持されている。この軸受け支持により、ロータ５１と雄ねじ部材２３との連結体の中心位置確保（支持）が行われる。
【００３１】
軸受部材３１のフランジ部３１Ａとロータ５１との間には圧縮コイルばねによる上ばね（第１のばね）３２が設けられている。上ばね３２は、所定のばね荷重を与えられてロータ５１と雄ねじ部材２３との連結体を弁室底面１５の側（下方）に付勢している。
【００３２】
ロータ５１は、ロータケース３０内に収納されて外周面部を周方向に等間隔に多極着磁されている。ロータケース３０の外周部にはステッピングモータ５０のステータ組立体５３が装着されている。ステータ組立体５３は、上下２段のステータコイル５４、複数個の磁極歯５６、電気コネクタ部５７等を有し、位置決め片５８が弁ハウジング１０に固定された位置決めピン３３に係合することにより、周方向の位置決めを行われている。
【００３３】
つぎに、上述の構成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。
弁閉動作時には、スペーサ２８のフランジ部２８Ｂの下面２８Ｃが固定側ストッパ部材２６の上面側のストッパ面２６Ａに当接した状態で、ロータ５１と雄ねじ部材２３の連結体が弁閉方向に回転し、雄ねじ部２４と雌ねじ孔２２とのねじ係合により雌ねじ部材１８、弁体１９が降下（弁室底面１５側への軸線方向移動）する。
【００３４】
この降下によって弁体１９のニードル部１９Ｂが弁ポート１４を閉じ、ニードル部１９と弁ポート１４との係合により弁体１９の降下が止まる。これより更にロータ５１と雄ねじ部材２３の連結体が同方向に回転することにより、雌ねじ部材１８が引き続き降下する。
【００３５】
この降下によって雌ねじ部材１８の下端面１８Ａが弁室底面１５に当接し、それ以上の降下を拘束される。これより更にロータ５１と雄ねじ部材２３の連結体が同方向に回転することにより、ロータ５１と雄ねじ部材２３の連結体が上ばね３２のばね力に抗して上昇移動し始める。
【００３６】
この上昇は、高滑性ワッシャ２７の上面が固定側ストッパ部材２６の下面側のストッパ面２６Ｂに当接するまで、所定範囲内で行われ、弁閉点での基点出しが行われる。
【００３７】
弁閉状態では、スペーサ２８のフランジ部２８Ｂの下面２８Ｃが固定側ストッパ部材２６の上面側のストッパ面２６Ａより離れており、この状態で、ロータ５１と雄ねじ部材２３の連結体が弁開方向に回転すると、雄ねじ部２４と雌ねじ孔２２とのねじ係合によって、まず、ロータ５１と雄ねじ部材２３の連結体が降下移動する。
【００３８】
この降下に伴いスペーサ２８も降下し、スペーサ２８のフランジ部２８Ｂの下面２８Ｃが固定側ストッパ部材２６の上面側のストッパ面２６Ａに当接すると、ロータ５１と雄ねじ部材２３の連結体が降下移動が止まる。
【００３９】
これより更に、ロータ５１と雄ねじ部材２３の連結体が同方向に回転することにより、雌ねじ部材１８が上昇し始め、雌ねじ部材１８の段差部１８Ｃが弁体１９のフランジ部１９Ａに係合することにより、雌ねじ部材１８の上昇移動に伴い弁体１９が持ち上げられ、弁開する。
【００４０】
上述した弁開閉動作において、下ばね３５は、常に雌ねじ部材１８を持ち上げる方向に作用し、雄ねじ部２４と雌ねじ孔２２とのねじ係合面（当接面）を一方の面とし、ねじがた（間隙）による流量制御の影響をなくしている。上ばね３２は、ロータ５１と雄ねじ部材２３の連結体に下向きに作用し、ロータ反転後に、ばね荷重が、即座に雄ねじ部２４と雌ねじ孔２２とのねじ係合部、および雌ねじ部材１８の下端面１８Ａと弁室底面１５との当接部に作用する。
【００４１】
基点出しにおけるロータ反転時には、雌ねじ部材１８がガイド部材２１に対して反転回転しようとするが、ばね片部３４Ｂのばね力により、雌ねじ部材１８の回り止め凹溝１８Ｄの一方の溝側面１８Ｇがガイド部材２１の回り止め帯状部２１Ａの一側面２１Ｂに予め押し付けられるから、雌ねじ部材１８の回転が抑えられ、このロータ反転時に、回り止め凹溝１８Ｄの他方の溝側面１８Ｈが回り止め帯状部２１Ａの他側面２１Ｃに勢いよく衝突することや、回り止め凹溝１８Ｄの一方の溝側面１８Ｇが回り止め帯状部２１Ａの一側面２１Ｂに勢いよく衝突することが未然に回避される。
【００４２】
これにより、基点出し時等のロータ反転時に、衝突音や振動が生じることがなくなり、優れた動作静粛性、耐久性が得られるようになる。
【００４３】
図５はこの発明による電動式コントロールバルブの実施形態２を示している。なお、図５において、図１に対応する部分は、図１に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
【００４４】
実施形態２の実施形態１との相違は、実施形態２では、板ばね部材３４が省略され、弁閉反転時に雌ねじ部材１８が弁開方向に回転変位することを阻止するねじ面摩擦力が雄ねじ部２４と雌ねじ孔２２とのねじ係合面に作用するよう、上ばね３２のばね荷重と下ばね３５のばね荷重が設定されていることである。
【００４５】
この上ばね３２のばね荷重と下ばね３５のばね荷重の最適設定について、図６に示されているモデル図を参照して説明する。
まず、各記号を下記の通り定義する。
Ｆｕ：上ばね３２のばね荷重
Ｆｎ：下ばね３５のばね荷重
Ｐ：雄ねじ−雌ねじ間の抗力
Ｑ：反転時の接線方向の力
β：雄ねじ部２４と雌ねじ孔２２のねじリード角
μｍ：ねじ面の摩擦係数
ｆｍ：ねじ面の摩擦力
μｈ：本体底部（弁室底面１５）と雌ねじ部材１８の摩擦係数
ｆｈ：本体底部（弁室底面１５）と雌ねじ部材１８の摩擦力
Ｎ：本体底部（弁室底面１５）と雌ねじ部材１８との間の抗力
Ｑ：雌ねじに作用する水平方向の力
【００４６】
まず、雌ねじのねじ面と垂直方向における力の釣合を考える。
Ｐ−Ｆｕ・ｃｏｓβ−Ｆｎ・ｃｏｓβ＋Ｑ・ｓｉｎβ＝０    …（１）
雌ねじのねじ面に生じる摩擦力ｆｍは、
2004190724.tif 000004
本体底部（弁室底面１５）と雌ねじ部材１８との摩擦力ｆｈは、
2004190724.tif 000005
【００４７】
ここで、雌ねじに作用する本体底部（弁室底面）との水平方向の力Ｍについて考える。
Ｍ＝ｆｍ・ｃｏｓβ−Ｐ・ｓｉｎβ±ｆｈ    …（６）
この時、雌ねじが図６の右方向に動く条件を求めると、
Ｍ＞０
∴ｆｍ・ｃｏｓβ−Ｐ・ｓｉｎβ−ｆｈ＞０    …（７）
（７）式に（５）式を代入する。
ｆｍ・ｃｏｓβ−Ｐ・ｓｉｎβ−｛μｈ（Ｐ・ｃｏｓβ＋ｆｍ・ｓｉｎβ−Ｆｎ）｝＞０    …（８）
【００４８】
ｆｍについてまとめる。
ｆｍ（ｃｏｓβ−μｈ・ｓｉｎβ）−Ｐ・ｓｉｎβ−｛μｈ（Ｐ・ｃｏｓβ−Ｆｎ）｝＞０    …（９）
（９）式に（２）式を代入する。
μｍ・Ｐ（ｃｏｓβ−μｈ・ｓｉｎβ）−Ｐ・ｓｉｎβ−｛μｈ（Ｐ・ｃｏｓβ−Ｆｎ）｝＞０    …（１０）
【００４９】
Ｐについてまとめる。
Ｐ（μｍ・ｃｏｓβ−μｍ・μｈ・ｓｉｎβ）−Ｐ・ｓｉｎβ−Ｐ・μｈ・ｃｏｓβ＋μｈ・Ｆｎ＞０    …（１１）
Ｐ｛（μｍ−μｈ）ｃｏｓβ−（μｍ・μｈ＋１）ｓｉｎβ｝＋μｈ・Ｆｎ＞０    …（１２）
ここで、（１２）式の｛｝のなかを、
（μｍ−μｈ）ｃｏｓβ−（μｍ・μｈ＋１）ｓｉｎβ＝Ａ…（１３）
と置くと、
Ｐ・Ａ＋μｈ・Ｆｎ＞０    …（１４）
【００５０】
更に、（２）、（３）式より、
Ｐ＝Ｆｕ・ｃｏｓβ＋Ｆｎ・ｃｏｓβ−Ｑ・ｓｉｎβ    …（１５）
、であり、これを（１４）式に代入すると、
（Ｆｕ・ｃｏｓβ＋Ｆｎ・ｃｏｓβ−Ｑ・ｓｉｎβ）・Ａ＋μｈ・Ｆｎ＞０  …（１６）
となる。
これを展開して整理する。
Ｆｕ・Ａ・ｃｏｓβ＋Ｆｎ（Ａ・ｃｏｓβ＋μｈ）−Ｑ・ｓｉｎβ・Ａ＞０  …（１７）
【００５１】
ここで、Ａの正負を求める。
Ａ＜０と、仮定すると、（１３）式より、
（μｍ−μｈ）ｃｏｓβ−（μｍ・μｈ＋１）ｓｉｎβ＜０…（１８）
μｍ−μｈ−（μｍ・μｈ＋１）ｔａｎβ＜０…（１９）
μｍ、μｈは、ともに樹脂−金属間の摩擦係数であるので、μｍ＝μｈとすると、μｍ−μｈ＝０より、（１９）式は、
−（μｍ・μｈ＋１）ｔａｎβ＜０…（２０）
μｍ＞０、μｈ＞０、ねじリード角β＝８．３９°で、ｔａｎβ＝０．１４７＞０であるので、（２０）式が成立する。よって、Ａ＜０の仮定も成立する。
【００５２】
Ａ＜０であるから、（１７）式は、
Ｆｕ・Ａ・ｃｏｓβ＞Ｑ・ｓｉｎβ・Ａ−Ｆｎ（Ａ・ｃｏｓβ＋μｈ）…（２１）
Ｆｕ＜Ｑ・ｔａｎβ−Ｆｎ（１＋μｈ／（Ａ・ｃｏｓβ））    …（２２）
となる。
これは、雌ねじが右方向に動く条件であるので、逆に右方向に動かない条件は下式（２３）で表される。
Ｆｕ＞Ｑ・ｔａｎβ−Ｆｎ（１＋μｈ／（Ａ・ｃｏｓβ））    …（２３）
【００５３】
以上により、ロータ反転時に雌ねじが右方向（ＣＣＷ方向）に動かないためには、上ばね荷重Ｆｕが、Ｑ・ｔａｎβ−Ｆｎ（１＋μｈ／（Ａ・ｃｏｓβ））の値以上であればよい。
【００５４】
上述した上ばね３２のばね荷重と下ばね３５のばね荷重の最適設定により、弁閉反転時に雌ねじ部材１８が弁開方向に回転変位することを阻止するねじ面摩擦力が雄ねじ部２４と雌ねじ孔２２とのねじ係合面に作用し、ロータ反転時に雌ねじ部材１８が動かなくなる。
【００５５】
これにより、基点出し時等のロータ反転時に、衝突音や振動が生じることがなくなり、優れた動作静粛性、耐久性が得られるようになる。
【００５６】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、この発明による電動式コントロールバルブによれば、板ばねによる雌ねじ部材の回転方向の付勢やばね荷重の適正化により、基点出し時等のロータ反転時に、衝突音や振動が生じることがなくなり、優れた動作静粛性、耐久性が得られるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による電動式コントロールバルブの実施形態１を示す縦断面図である。
【図２】この発明による電動式コントロールバルブの実施形態１の要部の分解斜視図である。
【図３】この発明による電動式コントロールバルブの実施形態１の要部の拡大正面図である。
【図４】この発明による電動式コントロールバルブの実施形態１の要部の拡大側面図である。
【図５】この発明による電動式コントロールバルブの実施形態２を示す縦断面図である。
【図６】この発明による電動式コントロールバルブの実施形態２におけるばね荷重適正化の計算モデル図である。
【符号の説明】
１０  弁ハウジング
１１  一次側ポート
１２  二次側ポート
１３  弁室
１４  弁ポート
１５  弁室底面
１８  雌ねじ部材
１８Ｄ  回り止め凹溝
１９  弁体
２０  弁ばね
２１  ガイド部材
２１Ａ  回り止め帯状部
２３  雄ねじ部材
２５  フランジ部
２６  固定側ストッパ部
２８  スペーサ
３２  上ばね
３４  板ばね部材
３５  下ばね
５０  ステッピングモータ
５１  ロータ
５２  ボス部材
５３  ステータ組立体
【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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