(57)【要約】【課題】  従来より軸方向に小型化することが可能な制御弁を提供する。【解決手段】  本発明の制御弁１０によれば、弁体４０の直動位置を変更する場合に、モーター１２にて回転駆動される回転螺合筒６２は直動せず、回転螺合筒６２の内側に螺合した直動軸部材２０が直動するので、直動部分が小型化が図られ、制御弁１０全体を軸方向に小型化することができる。さらに、本実施形態の制御弁１０に備えたストッパー機構６５は、従来の螺旋ガイド７に代えて、螺旋ガイド７より軸方向にコンパクト化が可能なストッパー歯車６８を備えて構成されているので、この点においても、制御弁１０全体を軸方向に小型化することができる。【選択図】  図１
2005069432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１対の管路（１１Ａ，１１Ｂ）が連結されたボディ（１３，１３０）の内部に、軸状の弁体（４０，２１０）を直動可能に収容し、その弁体（４０，２１０）の直動位置を変更することで、前記管路（１１Ａ，１１Ｂ）の間に流れる流体の流量を制御する制御弁（１０，７０）において、
前記弁体（４０，２１０）を直動させる駆動源としてのモーター（１２）と、
前記モーター（１２）の一部を構成しかつ前記ボディ（１３，１３０）に固定されたステーター（１２Ｓ）と、
前記モーター（１２）の一部を構成しかつ前記ボディ（１３，１３０）に対して回転するローター（１２Ｒ）と、
前記ローター（１２Ｒ）と共に回転駆動される回転螺合筒（６２）と、
前記回転螺合筒（６２）の内側に螺合すると共に、前記ボディ（１３，１３０）に対して回転不能かつ直動可能にスライド係合することで、前記ローター（１２Ｒ）の回転運動を直動運動に変換して、前記弁体（４０，２１０）を直動させる直動軸部材（２０，２００）とを備えたことを特徴とする制御弁（１０，７０）。
【請求項２】
前記ボディ（１３，１３０）又は前記ステーター（１２Ｓ）に設けた支軸（６６）に回転可能に軸支されたストッパー歯車（６８）と、
前記回転螺合筒（６２）と共に回転し、前記回転螺合筒（６２）が１回転する毎に、前記ストッパー歯車（６８）を一歯分ずつ回転させる回転爪（６２Ａ）と、
前記ストッパー歯車（６８）の周方向の一部に設けられて、前記回転爪（６２Ａ）に干渉して前記回転螺合筒（６２）の回転を規制する干渉部（６８Ｂ）とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の制御弁（１０，７０）。
【請求項３】
前記ボディ（１３，１３０）又は前記ステーター（１２Ｓ）に設けられて、前記ストッパー歯車（６８）に接離する方向に弾性変形し、通常は前記ストッパー歯車（６８）の歯谷部（６８Ｃ）に係合し、前記回転爪（６２）から力を受けて前記ストッパー歯車（６８）が回転したときに、前記ストッパー歯車（６８）の歯（６８Ａ）に押されて、前記歯谷部（６８Ｃ）との係合が解除される係止ばね（６７）を備えたことを特徴とする請求項２に記載の制御弁（１０，７０）。
【請求項４】
前記ボディ（１３）に形成されて、前記弁体（４０）を軸方向に直動可能に収容した弁室（５０）と、
前記弁室（５０）と交差するように前記ボディ（１３）に貫通形成されて、両端部に前記１対の管路（１１Ａ，１１Ｂ）が連結されかつ中間部が前記弁体（４０）によって分断された制御流路（５１）と、
前記弁体（４０）に貫通形成されて、前記分断された制御流路（５１）を連絡可能な弁体貫通路（５２）とを備えたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の制御弁（１０）。
【請求項５】
前記弁体（４０）、前記制御流路（５１）、前記弁体貫通路（５２）及び前記弁室（５０）は、前記弁室（５０）の中心線を挟んで対称形状であることを特徴とする請求項４に記載の制御弁（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管路に流れる流体の流量を制御する制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の一例として図１４に示した制御弁は、針状弁４を直動させて制御弁本体３内の流路の開閉量を変更し、管路１，２の間に流れる流体の流量を制御していた。また、針状弁４を直動させるために制御弁に備えたステッピングモーター５は、制御弁本体３に固定されたステーター５Ｓと、制御弁本体３に対して回転可能なローター５Ｒとからなり、ローター５Ｒの一部を構成する直動軸部材６の先端に針状弁４が固定されていた。そして、直動軸部材６と制御弁本体３との螺合により、ローター５Ｒの回転を針状弁４の直動動作に変換していた。
【０００３】
また、ローター５Ｒの回転量を規制するために制御弁に備えられたストッパー機構は、螺旋ガイド７とストッパーリング８とストッパーバー９とからなり、そのうち螺旋ガイド７は、線材を螺旋状に巻回した構造をなし、直動軸部材６の端部に挿入固定されていた。また、ストッパーリング８は、螺旋ガイド７の一部に螺合したリング状をなし、螺旋ガイド７に対して相対回転することで、螺旋ガイド７の軸方向に往復動し、さらに、ストッパーバー９は、直動軸部材６と平行になって延び、このストッパーバー９にストッパーリング８から延びたストッパーアーム８Ａが当接するようになっていた。そして、ローター５Ｒが複数回、回転すると、ストッパーリング８が螺旋ガイド７の一端部から他端部に移動して係止し、ローター５Ｒが逆回転すると、ストッパーリング８が螺旋ガイド７の他端部から一端部に移動して係止する。これにより、ローター５Ｒの回転量が規制されていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−１６９８２１号公報（段落［００１２］〜［００１６］、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した従来の制御弁は、ローター５Ｒ全体が直動する構成であったので、制御弁が軸方向に大きくなっていた。また、制御弁の軸方向に延びた螺旋ガイド７を備えたことも制御弁が軸方向に大きくなる原因となっていた。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、従来より軸方向に小型化することが可能な制御弁の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る制御弁（１０，７０）は、１対の管路（１１Ａ，１１Ｂ）が連結されたボディ（１３，１３０）の内部に、軸状の弁体（４０，２１０）の直動可能に収容し、その弁体（４０，２１０）の直動位置を変更することで、管路（１１Ａ，１１Ｂ）の間に流れる流体の流量を制御する制御弁（１０，７０）において、弁体（４０，２１０）を直動させる駆動源としてのモーター（１２）と、モーター（１２）の一部を構成しかつボディ（１３，１３０）に固定されたステーター（１２Ｓ）と、モーター（１２）の一部を構成しかつボディ（１３，１３０）に対して回転するローター（１２Ｒ）と、ローター（１２Ｒ）と共に回転駆動される回転螺合筒（６２）と、回転螺合筒（６２）の内側に螺合すると共に、ボディ（１３，１３０）に対して回転不能かつ直動可能にスライド係合することで、ローター（１２Ｒ）の回転運動を直動運動に変換して、弁体（４０，２１０）を直動させる直動軸部材（２０，２００）とを備えたところに特徴を有する。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の制御弁（１０，７０）において、ボディ（１３，１３０）又はステーター（１２Ｓ）に設けた支軸（６６）に回転可能に軸支されたストッパー歯車（６８）と、回転螺合筒（６２）と共に回転し、回転螺合筒（６２）が１回転する毎に、ストッパー歯車（６８）を一歯分ずつ回転させる回転爪（６２Ａ）と、ストッパー歯車（６８）の周方向の一部に設けられて、回転爪（６２Ａ）に干渉して回転螺合筒（６２）の回転を規制する干渉部（６８Ｂ）とを備えたところに特徴を有する。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項２に記載の制御弁（１０，７０）において、ボディ（１３，１３０）又はステーター（１２Ｓ）に設けられて、ストッパー歯車（６８）に接離する方向に弾性変形し、通常はストッパー歯車（６８）の歯谷部（６８Ｃ）に係合し、回転爪（６２）から力を受けてストッパー歯車（６８）が回転したときに、ストッパー歯車（６８）の歯（６８Ａ）に押されて、歯谷部（６８Ｃ）との係合が解除される係止ばね（６７）を備えたところに特徴を有する。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の制御弁（１０）において、ボディ（１３）に形成されて、弁体（４０）を軸方向に直動可能に収容した弁室（５０）と、弁室（５０）と交差するようにボディ（１３）に貫通形成されて、両端部に１対の管路（１１Ａ，１１Ｂ）が連結されかつ中間部が弁体（４０）によって分断された制御流路（５１）と、弁体（４０）に貫通形成されて、分断された制御流路（５１）を連絡可能な弁体貫通路（５２）とを備えたところに特徴を有する。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項４に記載の制御弁（１０）において、弁体（４０）、制御流路（５１）、弁体貫通路（５２）及び弁室（５０）は、弁室（５０）の中心線を挟んで対称形状であるところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１１】
［請求項１の発明］
請求項１の制御弁（１０，７０）では、弁体（４０，２１０）を直動させる場合に、モーター（１２）にて回転駆動される回転螺合筒（６２）は直動せず、回転螺合筒（６２）の内側に螺合した直動軸部材（２０，２００）が直動するので、直動部分の小型化が図られ、制御弁（１０，７０）全体を軸方向に小型化することが可能となる。
【００１２】
［請求項２の発明］
請求項２の制御弁（１０，７０）では、回転螺合筒（６２）が１回転する毎に、回転爪（６２Ａ）によってストッパー歯車（６８）が一歯分ずつ回転される。そして、回転螺合筒（６２）が所定回数だけ回転すると、ストッパー歯車（６８）に設けた干渉部（６８Ｂ）に回転爪（６２Ａ）が干渉してそれ以上、回転螺合筒（６２）が回転不能になる。また、回転螺合筒（６２）が逆回転した場合にも、回転螺合筒（６２）が１回転する毎に、回転爪（６２Ａ）によってストッパー歯車（６８）が一歯分ずつ回転され、回転螺合筒（６２）が所定回数だけ回転すると、ストッパー歯車（６８）に設けた干渉部（６８Ｂ）に回転爪（６２Ａ）が干渉してそれ以上は、回転螺合筒（６２）が回転不能になる。これにより、回転螺合筒（６２）の回転ストロークと共に弁体（４０，２１０）の直動ストロークが規制される。このように、本発明によれば、従来の螺旋ガイド（７）に代えて、その螺旋ガイド（７）より軸方向にコンパクト化が可能なストッパー歯車（６８）を備えてストッパー機構を構成することができるので、制御弁（１０，７０）全体を軸方向に小型化することができる。
【００１３】
［請求項３の発明］
請求項３の制御弁（１０，７０）では、係止ばね（６７）によって、ストッパー歯車（６８）の空回りを防止することができる。
【００１４】
［請求項４及び５の発明］
請求項４の制御弁（１０）では、弁体（４０）によって分断された制御流路（５１）の開口と、弁体（４０）に貫通形成した弁体貫通路（５２）の開口との対向面積が弁体（４０）の直動位置に応じて変更され、これにより、制御流路（５１）の両端の管路（１１Ａ，１１Ｂ）間に流れる流体の流量が制御される。ここで、弁体（４０）、制御流路（５１）、弁体貫通路（５２）及び弁室（５０）を、弁室（５０）の中心線を挟んで対称形状にすれば、流体の双方向の流れに対して制御条件が共通し、制御を容易に行うことができる（請求項５の発明）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
［第１実施形態］
以下、本発明の一実施形態を図１〜図１１に基づいて説明する。
本実施形態の制御弁１０は、１対の管路１１Ａ，１１Ｂが結合されたボディ１３の一端に、ステッピングモーター１２を一体に備えた構造になっている。
【００１６】
ステッピングモーター１２は、一端有底の筒形ケース１４の外側にステーター１２Ｓを備えかつ、筒形ケース１４の内側にローター１２Ｒを備える。
【００１７】
筒形ケース１４の開放端は、ボディ１３によって塞がれ、例えば筒形ケース１４とボディ１３とが溶着されている。筒形ケース１４の端部壁１４Ｗの中心と、ボディ１３のうち後述する弁室５０の奥壁の中心とには、それぞれ軸受け凹部１７，１７が形成され、これら軸受け凹部１７，１７間に中心シャフト１８が差し渡されている。
【００１８】
ローター１２Ｒは、円筒状の永久磁石１２Ｍの内側に、回転螺合筒６２を固定して備える。回転螺合筒６２は、図２に示すように一端有底の筒状をなし、その底壁に中心部に中心シャフト１８が貫通している。また、中心シャフト１８の上端部には、位置決めフランジ１８Ｆが形成されており、回転螺合筒６２の上端部には、位置決めフランジ１８Ｆに向けて小筒部６２Ｔが突出している。
【００１９】
図１に示すように、永久磁石１２Ｍと回転螺合筒６２との間の円筒状の隙間には、圧縮コイルばね６４が挿入され、その隙間の奥壁とボディ１３との間で圧縮コイルばね６４が突っ張り状態になっている。そして、圧縮コイルばね６４の弾発力によって、回転螺合筒６２の小筒部６２Ｔが中心シャフト１８の位置決めフランジ１８Ｆに押し付けられている。
【００２０】
一方、ステーター１２Ｓの内部には、図示しない複数の電磁コイルが備えられ、これら電磁コイルの励磁パターンを変更することで、ローター１２Ｒが所定の回転位置に位置決め制御される。
【００２１】
回転螺合筒６２の内側には、中心シャフト１８に貫通した直動軸部材２０が収容されている。直動軸部材２０は、図３に示されており、外周面に雄螺子部２０Ｎを備え、その雄螺子部２０Ｎよりボディ１３側がヘッド部２０Ｈとなっている。ヘッド部２０Ｈは、雄螺子部２０Ｎより僅かに外径が小さくなっており、ヘッド部２０Ｈの先端は、半球形状になっている。
【００２２】
図３に示すように、直動軸部材２０の外面のうちヘッド部２０Ｈ寄り部分には、係合突起２０Ｊが形成されている。また、後述するようにボディ本体２６に固定された筒部材２７の内面には、係合溝２７Ｊが軸方向に延びており、これら係合溝２７Ｊと係合突起２０Ｊとがスライド係合している。これにより、直動軸部材２０がボディ１３に対して回転不能かつ直動可能な状態に組みつけられている。
【００２３】
そして、直動軸部材２０の雄螺子部２０Ｎが、回転螺合筒６２の内側に形成された雌螺子部６２Ｎと螺合し、直動軸部材２０の先端が、弁体４０の先端に突き当てられている。これにより、ローター１２Ｒが回転すると、雌雄の螺子部６２Ｎ，２０Ｎの螺合により、直動軸部材２０が中心シャフト１８に沿って直動し、弁体４０の直動位置が変更される。
【００２４】
図１に示すように、ボディ１３は、ボディ本体２６に筒部材２７を組み付けてなる。ボディ本体２６は、中心部に一端開放の嵌合孔２６Ａを備え、その嵌合孔２６Ａに筒部材２７の一端が嵌合固定されている。また、ボディ本体２６には、嵌合孔２６Ａと直角に交差するように横孔２６Ｃが貫通形成されている。横孔２６Ｃの両端開口には、それぞれ管路１１Ａ，１１Ｂが突入され、ボディ本体２６と各管路１１Ａ，１１Ｂが溶着されている。なお、管路１１Ａ，１１Ｂは、ボディ本体２６の外側面から側方に延び、途中で直角曲げされてステッピングモーター１２と離れる側に延びている。
【００２５】
筒部材２７は、図３に示すように、一端にフランジ２７Ｆを備えた筒状をなし、ボディ本体２６の嵌合孔２６Ａ内に嵌合されて、フランジ２７Ｆが、嵌合孔２６Ａの開口縁に当接されている（図１参照）。さらに、フランジ２７Ｆに形成された縦溝２７Ｔには、ボディ本体２６に備えた図示しない突起が係合され、これにより、筒部材２７がボディ本体２６に回り止めされている。そして、ボディ本体２６における嵌合孔２６Ａの内部空間と筒部材２７の内部空間２７Ｄとによって本発明に係る弁室５０（図１参照）が構成されている。また、筒部材２７には、ボディ本体２６の横孔２６Ｃと整合する横孔２７Ｃが貫通形成されており、これら横孔２６Ｃ，２７Ｃの内部空間によって、本発明に係る制御流路５１が構成されている。
【００２６】
図３に示すように、筒部材２７の外面には、複数の突条リップ２７Ｒが形成されており、この突条リップ２７Ｒが嵌合孔２６Ａの内面に押し付けられて潰されることで、シールが図られかつ筒部材２７が嵌合孔２６Ａ内に抜け止めされている。
【００２７】
筒部材２７のうちフランジ２７Ｆから離れた先端側（図３の下端側）には、１対のガイド溝部２７Ｇ，２７Ｇが形成されている。これらガイド溝部２７Ｇ，２７Ｇは、各横孔２７Ｃ，２７Ｃと同軸線上に並んで形成されている。
【００２８】
弁室５０としての筒部材２７の内部空間２７Ｄには、弁体４０が嵌合されている。弁体４０は、図３に示すように、直動軸部材２０から離れるに従って先細りになった円筒状をなし、その先細り状となった端部には、１８０度の間隔を空けてガイド突部４０Ｇ，４０Ｇが設けられている。ガイド突部４０Ｇは、弁体４０の軸方向と略平行に延びた角柱状をなして弁体４０の外面から側方に突出しかつ、弁体４０から図３の下方に向かって延びている。そして、これらガイド突部４０Ｇ，４０Ｇが、筒部材２７のガイド溝部２７Ｇ，２７Ｇに係合し、弁体４０が回り止め状態になって筒部材２７内を直動する。
【００２９】
弁体４０の中心には、中心シャフト１８が貫通しており、弁体４０と嵌合孔２６Ａの奥壁との間には弾性体としての圧縮コイルばね３１（図１参照）が収容されている。そして、その圧縮コイルばね３１の弾発力によって弁体４０が直動軸部材２０の先端のヘッド部２０Ｈに押し付けられている。これにより、ローター１２Ｒの回転に伴って、直動軸部材２０と共に弁体４０が弁室５０内を直動する。
【００３０】
弁体４０のうち直動軸部材２０側の先端には、図３に示すようにすり鉢状の皿部４０Ｈが設けられている。そして、その皿部４０Ｈにヘッド部２０Ｈが受容され、弁体４０がヘッド部２０Ｈを支点にして傾動する。また、図４に示すように弁体４０のうち中心シャフト１８の貫通孔４０Ｗは、直動軸部材２０から離れるに従って内径が広がっており、さらに、前述の如く弁体４０は、直動軸部材２０から離れるに従って先細りになっていることで、弁体４０が外壁の一部が、弁室５０の内面に略平行になって押し付けられる位置まで弁体４０が傾動可能となっている。
【００３１】
弁体４０の軸方向の中間部分には、軸方向と直角に交差するように弁体貫通路５２が貫通形成されている。そして、弁体貫通路５２の両端開口は、図３に示すように、各ガイド突部４０Ｇ，４０Ｇと同軸上に配置されると共に、弁体４０の軸方向に長い長孔形状になっている。そして、弁体４０が直動ストロークの一端に位置したときには、図４に示すように、弁体貫通路５２の中心軸と制御流路５１の中心軸とが一致して、両管路１１Ａ，１１Ｂの間に流体が流れる。また、弁体４０が直動ストロークの他端に位置したときには、図６に示すように、弁体貫通路５２の開口と制御流路５１の開口とが互いにずれて、制御流路５１が弁体４０によって閉じられる。
【００３２】
さて、図１に示すように、筒形ケース１４の端部壁１４Ｗと回転螺合筒６２との間には、ストッパー機構６５が設けられている。このストッパー機構６５は、支軸６６とストッパー歯車６８と係止ばね６７と回転爪６２Ａからなる。支軸６６は、筒形ケース１４における端部壁１４Ｗに固定され、回転螺合筒６２の端面に向けて中心シャフト１８と平行して延びている。そして、この支軸６６にストッパー歯車６８が回転可能に軸支されている。ストッパー歯車６８は、図８に示すように複数（例えば、７つ）の歯６８Ａを備え、ストッパー歯車６８の一部には、隣り合った歯６８Ａ，６８Ａの間の歯谷部６８Ｃに干渉部６８Ｂが備えられている。干渉部６８Ｂは、ストッパー歯車６８のうち回転螺合筒６２の上面側の端面に設けられており、後述する係止ばね６７とは干渉せず、回転爪６２Ａとは干渉するようになっている。
【００３３】
係止ばね６７は、ばね板の一部をストッパー歯車６８の歯谷部６８Ｃに向けて湾曲させたノッチ部６７Ａを備え、ストッパー歯車６８は、このノッチ部６７Ａとの係止により自由な回転が規制されると共に、ストッパー歯車６８にて回転爪６２Ａが力を受けたときには、ストッパー歯車６８の歯６８Ａがノッチ部６７Ａを乗り越えて回転する。
【００３４】
回転爪６２Ａは、回転螺合筒６２の小筒部６２Ｔから側方に張り出すよう形成され、ストッパー歯車６８の歯谷部６８Ｃに突入して、ストッパー歯車６８を一歯ごと回転させることができる。具体的には、図８、図９、図１０の変化に示すように回転螺合筒６２が中心シャフト１８を中心にして反時計回り方向に回転し、回転螺合筒６２が一回転する毎に回転爪６２Ａがストッパー歯車６８に噛合してストッパー歯車６８が一歯毎回転する。そして、回転螺合筒６２が複数回転すると、図１１に示すように回転爪６２Ａがストッパー歯車６８の干渉部６８Ｂと干渉し、ストッパー歯車６８が回転不能となる。
【００３５】
この状態から、回転螺合筒６２を逆転すると、やはり回転螺合筒６２が一回転する毎に回転爪６２Ａがストッパー歯車６８に噛合してストッパー歯車６８が一歯毎回転し、複数回転したところで回転不能となる。これにより、回転螺合筒６２の回転ストロークと共に弁体４０の直動ストロークが規制される。
【００３６】
次に、本実施形態の作用について説明する。
本実施形態の制御弁１０は、例えば、カーエアコンの冷媒が流体として流される流路に取り付けられる。そして、エアコンの操作及び車内温度に応じ、ステッピングモーター１２により、弁体４０の直動位置が変更される。ここで、カーエアコンが冷房又は暖房に切り替えられると、制御弁１０に流れる流体の向きが逆転する。具体的には、例えば、カーエアコンが冷房として用いられるときには、図４に示すように一方の管路１１Ａから他方の管路１１Ｂに流体が流され、このとき弁体４０は、流体の圧力を受け、直動軸部材２０側の一端を支点にして他端側が下流側（管路１１Ｂ側）に傾動する。その傾動により弁室５０の下流側において、弁体４０の側面が弁室５０の内面と略平行になって制御流路５１の開口縁に押し付けられる。
【００３７】
一方、カーエアコンが暖房として用いられるときには、図７に示すように他方の管路１１Ｂから一方の管路１１Ａに流体が流され、このとき弁体４０は、流体の圧力を受け、直動軸部材２０側の一端を支点にして他端側が下流側（管路１１Ａ側に）に傾動する。その傾動により弁室５０の下流側において、弁体４０の側面が弁室５０の内面と略平行になって制御流路５１の開口縁に押し付けられる。このように、弁体４０の側面が、流体の流れる向きに応じて傾動し、弁室５０の下流側の制御流路の開口縁に押し付けられるので、流体が弁体貫通路５２以外の経路を通って下流側の制御流路５１に流れ込むことが規制され、安定した制御を行うことができる。また、直動軸部材２０と弁体４０のうち互いに突き合わされた端部が、半球状とすり鉢状とになっているので、弁体４０は、流体の流れに応じて容易に傾動することができる。
【００３８】
カーエアコンが設定温度より過剰に効きすぎている場合には、ステッピングモーター１２が作動して制御弁１０を通過する流量が絞られる。具体的には、図５に示すように、弁体４０の直動位置が変更されて弁体貫通路５２の開口と制御流路５１の開口との対向面積が絞られ、両管路１１Ａ，１１Ｂの間に流れる流体の流量も絞られる。また、必要に応じて、図６に示すように、弁体４０が直動ストロークの他端に移動し、弁体貫通路５２の開口と制御流路５１の開口とが互いにずれて、制御流路５１が弁体４０によって閉じられ、流体が流れなくなる。そして、車内が設定温度に近づくように、ステッピングモーター１２の駆動により、弁体４０の直動位置が段階的に変更され、冷媒としての流体の流量が制御される。
【００３９】
このように本実施形態の制御弁１０によれば、弁体４０によって分断された制御流路５１の開口と、弁体４０に貫通形成した弁体貫通路５２の開口との対向面積が、弁体４０の直動位置に応じて変更され、これにより、制御流路５１の両端の管路１１Ａ，１１Ｂ間に流れる流体の流量を制御することができる。そして、弁体４０、制御流路５１、弁体貫通路５２及び弁室５０が、弁室５０の中心線を挟んで対称形状であるので、流体の双方向の流れに対して制御条件が共通し、制御を容易に行うことができる。また、本実施形態の制御弁１０では、直動軸部材２０及び弁体４０を貫通した中心シャフト１８が、ボディ１３と筒形ケース１４とによって両端を軸支されたので、一端のみが軸支された従来の針状弁を備えたものに比べて、弁体４０が安定する。
【００４０】
また、本実施形態の制御弁１０によれば、弁体４０の直動位置を変更する場合に、モーター１２にて回転駆動される回転螺合筒６２は直動せず、回転螺合筒６２の内側に螺合した直動軸部材２０が直動するので、直動部分が小型化が図られ、制御弁１０全体を軸方向に小型化することができる。さらに、本実施形態の制御弁１０に備えたストッパー機構６５は、従来の螺旋ガイド７に代えて、螺旋ガイド７より軸方向にコンパクト化が可能なストッパー歯車６８を備えて構成されているので、この点においても、制御弁１０全体を軸方向に小型化することができる。
【００４１】
［第２実施形態］
本実施形態に係る制御弁７０は、図１２及び図１３に示されている。以下、上記第１実施形態と異なる構成に関してのみ説明し、第１実施形態と同じ構成については同一符号を付して重複説明は省略する。
【００４２】
本実施形態の制御弁７０に備えたボディ１３０には、その一側面に開放した横向き流路１３０Ａと、その底面に開放した縦向き流路１３０Ｂとが形成され、各流路１３０Ａ，１３０Ｂの開放口にそれぞれ管路１１Ａ，１１Ｂが連結されている。また、縦向き流路１３０Ｂには、横向き流路１３０Ａの中間部分に連通した絞り口１３０Ｃが備えられ、その絞り口１３０Ｃから管路１１Ｂ側の開放端に向かって、テーパー状に内径が拡がっている。
【００４３】
ボディ１３０のうち横向き流路１３０Ａを挟んで縦向き流路１３０Ｂと対向する位置には、弁体ガイド孔１３０Ｄが貫通形成されており、ここに軸状（詳細には、針状）の弁体２１０が挿通されている。弁体２１０の基端部は、直動軸部材２００に連結されている。この直動軸部材２００は、前記第１実施形態の直動軸部材２０と同様に、外面に雄螺子部２００Ｎを備え、回転螺合筒６２の内部の雌螺子部６２Ｎに螺合すると共に、ボディ１３０に回り止めされかつスライド可能に係合している。
【００４４】
また、直動軸部材２００には、先端側に開放した挿入孔２００Ａが形成されており、その挿入孔２００Ａに、玉部材２３０、圧縮コイルばね２２０、弁体２１０の基端部が順次収容されている。弁体２１０の基端部にはフランジ２１０Ｂが形成され、このフランジ２１０Ｂが圧縮コイルばね２２０に押し付けられ、弁体２１０が挿入孔２００Ａの開放口側に付勢されている。また、挿入孔２００Ａの開放口側には、ストッパ２００Ｓが設けられており、このストッパ２００Ｓがフランジ２１０Ｂに当接して、弁体２１０が挿入孔２００Ａ内に抜け止めされている。
【００４５】
弁体２１０の先端部には突入部２１０Ａが設けられ、この突入部２１０Ａが縦向き流路１３０Ｂの内部に突入し、突入部２１０Ａより基端側が備えたテーパー部２１０Ｔにて、絞り口１３０Ｃが密閉されるようになっている。そして、ローター１２Ｒの回転により、弁体２１０が直動して絞り口１３０Ｃの開口面積が変更され、管路１１Ａ，１１Ｂの間に流れる流体の流量が制御される。
【００４６】
本実施形態の構成の制御弁７０においても、従来の制御弁より軸方向に小型化を図ることが可能となる。
【００４７】
なお、本実施形態の制御弁７０に備えた筒形ケース１４０は、図１３に示すように、その一端の端部壁１４１が着脱可能となっており、この端部壁１４１から片持ち梁状に延びた中心シャフト１４２にステッピングモータ１２のローター１２Ｒが軸支されている。
【００４８】
本発明は、前記第１及び第２の実施形態に限定されるものではなく、例えば、上記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る制御弁の側断面図
【図２】制御弁の永久磁石、回転螺合筒の側断面図
【図３】直動軸部材、筒部材、弁体の分解斜視図
【図４】弁体が直動ストロークの一端に位置した状態の側断面図
【図５】弁体が直動ストロークの中間部に位置した状態の側断面図
【図６】弁体が直動ストロークの他端に位置した状態の側断面図
【図７】弁体が直動ストロークの一端に位置した状態の側断面図
【図８】制御弁のストッパー機構の平面図
【図９】制御弁のストッパー機構の平面図
【図１０】制御弁のストッパー機構の平面図
【図１１】制御弁のストッパー機構の平面図
【図１２】第２実施形態の制御弁の側断面図
【図１３】制御弁の永久磁石、回転螺合筒の側断面図
【図１４】従来の制御弁の側断面図
【符号の説明】
【００５０】
１０，７０    制御弁
１１Ａ，１１Ｂ    管路
１２    ステッピングモーター
１２Ｍ    永久磁石
１２Ｒ    ローター
１２Ｓ    ステーター
１３，１３０    ボディ
２０，２００    直動軸部材
４０，２１０    弁体
５０    弁室
５１    制御流路
５２    弁体貫通路
６２    回転螺合筒
６２Ａ    回転爪
６６    支軸
６７    係止ばね
６８    ストッパー歯車
６８Ｂ    干渉部
６８Ｃ    歯谷部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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