(57)【要約】【課題】  管路に流れる流量の向きが何れの方向であっても、容易に流量を制御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。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１対の管路（１１Ａ，１１Ｂ）が連結され、これら管路（１１Ａ，１１Ｂ）の間に流れる流体の流量を制御する制御弁（１０，６０）であって、
軸状の弁体（４０）と、
前記弁体（４０）を軸方向に直動可能に収容した弁室（５０）を有するボディ（１３）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、
前記弁体（４０）の直動位置を変更することで、前記制御流路（５１）の開口と前記弁体貫通路（５２）の開口との対向面積を変更する弁体駆動部（１２）とを備えたことを特徴とする制御弁（１０，６０）。
【請求項２】
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１に記載の制御弁（１０，６０）。
【請求項３】
前記弁体駆動部（１２）は、モーター（１２）と、
前記モーター（１２）の一部を構成して回転駆動されると共に、前記弁体（４０）の一端に突き合わされた直動軸部材（２０）と、
前記直動軸部材（２０）の外面に形成されて、前記弁室（５０）の内面に螺合した雄螺子部（２０Ｎ）とを備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の制御弁（１０）。
【請求項４】
前記モーター（１２）は、ステッピングモーター（１２）であること特徴とする請求項３に記載の制御弁（１０）。
【請求項５】
前記弁室（５０）には、前記弁体（４０）を前記直動軸部材（２０）に押し付けるための弾性体（３１）が収容されたことを特徴とする請求項３又は４に記載の制御弁（１０）。
【請求項６】
前記弁体（４０）は、流体の圧力を受けて、前記弁室（５０）内で移動又は傾動し、前記弁室（５０）の内面における下流側の前記制御流路（５１）の開口縁に押し付けられるように構成したことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の制御弁（１０）。
【請求項７】
前記弁体（４０）は、前記直動軸部材（２０）から離れるに従って先細りになるように形成されると共に、前記流体の圧力を受け、前記直動軸部材（２０）側の一端を支点にして下流側に傾動し、その傾動により前記弁室（５０）の下流側において前記弁体（４０）の側面と前記弁室（５０）の内面とが略平行になるように構成したことを特徴とする請求項６に記載の制御弁（１０）。
【請求項８】
前記直動軸部材（２０）と前記弁体（４０）のうち互いに突き合わされた端部は、一方が半球状に形成されると共に、他方がすり鉢状に形成されたことを特徴とする請求項７に記載の制御弁（１０）。
【請求項９】
一端有底の筒形ケース（１４）を前記ボディ（１３）の端部に結合し、前記ボディ（１３）と前記筒形ケース（１４）とによって閉ざされた内部空間には、前記ボディ（１３）と前記筒形ケース（１４）とに両端が軸支されかつ前記直動軸部材（２０）及び前記弁体（４０）の中心を貫通した中心シャフト（１８）が備えられたことを特徴とする請求項３乃至８の何れかに記載の制御弁（１０）。
【請求項１０】
前記弁室（５０）の内面と前記弁体（４０）の側面とには、一方に形成されて前記弁体（４０）の直動方向に延びたガイド溝部（２７Ｇ）と、他方に形成されて前記ガイド溝部（２７Ｇ）内にスライド可能に係合したガイド突部（４０Ｇ）とが備えられたことを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の制御弁（１０）。
【請求項１１】
前記ボディ（１３）は、ボディ本体（２６）と、前記ボディ本体（２６）に形成された嵌合孔（２６Ａ）に嵌合固定された筒部材（２７）とからなり、
前記弁室（５０）は、前記ボディ本体（２６）の前記嵌合孔（２６Ａ）の内部空間と前記筒部材（２７）の内部空間（２７Ｄ）とからなり、
前記制御流路（５１）は、前記ボディ本体（２６）と前記筒部材（２７）とを共に貫通するように形成されたことを特徴とする請求項１乃至１０の何れかに記載の制御弁（１０）。
【請求項１２】
前記弁体駆動部（１２）には、モーター（１２）と、
前記モーター（１２）の一部を構成して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）に対して回転不能かつ直動可能にスライド係合し、前記回転螺合筒（６２）の回転に伴って進退して前記弁体（４０）を直動させる当接軸部材（６３）とが備えられたことを特徴とする請求項１又は２に記載の制御弁（６０）。
【請求項１３】
前記筒形ケース（１４）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１２に記載の制御弁（６０）。
【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】
従来の制御弁として、図１３に示すように、流体が流れる１対の管路１，２を制御弁本体３の側面４と底面５とにそれぞれ連結したものが知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。この制御弁は、制御弁本体３の内部において、底面５側の管路２への連絡路６に向けて針状弁７を直動し、その針状弁７の連絡路６への突入量を変更することで、両管路１，２の間に流れる流体の流量を制御していた。
【特許文献１】特開平７−３１０８４４２００号公報（段落［００１８］、［００１９］、第１図）
【特許文献２】特開平１０−１６９８２１号公報（段落［００１２］、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記した従来の制御弁は、両管路１，２の間に流れる流体の流れ方向により、針状弁７から受ける流体抵抗が異なり、両管路１，２の間の正逆両方向の制御が困難であった。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、管路に流れる流量の向きが何れの方向であっても、容易に流量を制御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】
【０００５】
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（１０，６０）は、１対の管路（１１Ａ，１１Ｂ）が連結され、これら管路（１１Ａ，１１Ｂ）の間に流れる流体の流量を制御する制御弁（１０，６０）であって、軸状の弁体（４０）と、弁体（４０）を軸方向に直動可能に収容した弁室（５０）を有するボディ（１３）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、弁体（４０）の直動位置を変更することで、制御流路（５１）の開口と弁体貫通路（５２）の開口との対向面積を変更する弁体駆動部（１２）とを備えたところに特徴を有する。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載の制御弁（１０，６０）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。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の制御弁（１０）において、弁体駆動部（１２）は、モーター（１２）と、モーター（１２）の一部を構成して回転駆動されると共に、弁体（４０）の一端に突き合わされた直動軸部材（２０）と、直動軸部材（２０）の外面に形成されて、弁室（５０）の内面に螺合した雄螺子部（２０Ｎ）とを備えたところに特徴を有する。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項３に記載の制御弁（１０）において、モーター（１２）は、ステッピングモーター（１２）であるところに特徴を有する。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項３又は４に記載の制御弁（１０）において、弁室（５０）には、弁体（４０）を直動軸部材（２０）に押し付けるための弾性体（３１）が収容されたところに特徴を有する。
【００１０】
請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れかに記載の制御弁（１０）において、弁体（４０）は、流体の圧力を受けて、弁室（５０）内で移動又は傾動し、弁室（５０）の内面における下流側の制御流路（５１）の開口縁に押し付けられるように構成したところに特徴を有する。
【００１１】
請求項７の発明は、請求項６に記載の制御弁（１０）において、弁体（４０）は、直動軸部材（２０）から離れるに従って先細りになるように形成されると共に、流体の圧力を受け、直動軸部材（２０）側の一端を支点にして下流側に傾動し、その傾動により弁室（５０）の下流側において弁体（４０）の側面と弁室（５０）の内面とが略平行になるように構成したところに特徴を有する。
【００１２】
請求項８の発明は、請求項７に記載の制御弁（１０）において、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は、一方が半球状に形成されると共に、他方がすり鉢状に形成されたところに特徴を有する。
【００１３】
請求項９の発明は、請求項３乃至８の何れかに記載の制御弁（１０）において、一端有底の筒形ケース（１４）をボディ（１３）の端部に結合し、ボディ（１３）と筒形ケース（１４）とによって閉ざされた内部空間には、ボディ（１３）と筒形ケース（１４）とに両端が軸支されかつ直動軸部材（２０）及び弁体（４０）の中心を貫通した中心シャフト（１８）が備えられたところに特徴を有する。
【００１４】
請求項１０の発明は、請求項１乃至９の何れかに記載の制御弁（１０）において、弁室（５０）の内面と弁体（４０）の側面とには、一方に形成されて弁体（４０）の直動方向に延びたガイド溝部（２７Ｇ）と、他方に形成されてガイド溝部（２７Ｇ）内にスライド可能に係合したガイド突部（４０Ｇ）とが備えられたところに特徴を有する。
【００１５】
請求項１１の発明は、請求項１乃至１０の何れかに記載の制御弁（１０）において、ボディ（１３）は、ボディ本体（２６）と、ボディ本体（２６）に形成された嵌合孔（２６Ａ）に嵌合固定された筒部材（２７）とからなり、弁室（５０）は、ボディ本体（２６）の嵌合孔（２６Ａ）の内部空間と筒部材（２７）の内部空間（２７Ｄ）とからなり、制御流路（５１）は、ボディ本体（２６）と筒部材（２７）とを共に貫通するように形成されたところに特徴を有する。
【００１６】
請求項１２の発明は、請求項１又は２に記載の制御弁（６０）において、弁体駆動部（１２）には、モーター（１２）と、モーター（１２）の一部を構成して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）に対して回転不能かつ直動可能にスライド係合し、回転螺合筒（６２）の回転に伴って進退して弁体（４０）を直動させる当接軸部材（６３）とが備えられたところに特徴を有する。
【００１７】
請求項１３の発明は、請求項１２に記載の制御弁（６０）において、筒形ケース（１４）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。
【発明の効果】
【００１８】
［請求項１及び２の発明］
請求項１の制御弁（１０，６０）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２の発明）。
【００１９】
［請求項３，４，５の発明］
請求項３の制御弁（１０）では、モーター（１２）によって直動軸部材（２０）が回転駆動されると、その直動軸部材（２０）の雄螺子部（２０Ｎ）と弁室（５０）の内面との螺合により、直動軸部材（２０）と共に弁体（４０）が弁室（５０）内を直動する。ここで、モーター（１２）をステッピングモーター（１２）とすることで、弁体（４０）の直動位置を段階的に変化させることができる（請求項４の発明）。また、弾性体（３１）によって弁体（４０）を直動軸部材（２０）に押し付けたことで、弁体（４０）と直動軸部材（２０）との間のがたつきを無くすことができる（請求項５の発明）。
【００２０】
［請求項６の発明］
請求項６の制御弁（１０）では、弁体（４０）は、流体の圧力を受けて、弁室（５０）の内面との間のクリアランスの範囲で移動又は傾動し、弁室（５０）の内面における下流側の制御流路（５１）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。
【００２１】
［請求項７，８の発明］
請求項７の制御弁（１０）では、弁体（４０）が、流体の圧力を受け、直動軸部材（２０）側の一端を支点にして下流側に傾動し、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。これにより、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。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を、半球状とすり鉢状とにすることで、弁体（４０）を容易に傾動させることが可能になる（請求項８の発明）。
【００２２】
［請求項９の発明］
請求項９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（７）を用いたものに比べて、弁体（４０）が安定する。
【００２３】
［請求項１０の発明］
請求項１０の制御弁（１０）では、弁室（５０）の内面と弁体（４０）の側面とに形成されたガイド突部（４０Ｇ）とガイド溝部（２７Ｇ）とのスライド係合によって安定して弁体（４０）が直動する。
【００２４】
［請求項１１の発明］
請求項１１の制御弁（１０）では、ボディ（１３）をボディ本体（２６）と筒部材（２７）とに分解可能であるので、組み付けの自由度が広がり、組み付け性の向上を図ることができる。
【００２５】
［請求項１２の発明］
請求項１２の制御弁（６０）では、モーター（１２）の駆動により回転螺合筒（６２）が回転駆動され、その回転螺合筒（６２）の内側に螺合した当接軸部材（６３）が進退して、弁体（４０）が直動する。これにより、直動駆動部分の小型化が図られ、制御弁（１０）全体をコンパクトな構成にすることができる。
【００２６】
［請求項１３の発明］
請求項１３の制御弁（６０）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）が回転できなくなる。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）が回転できなくなる。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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
［第１実施形態］
以下、本発明の一実施形態を図１〜図６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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
ローター１２Ｒは、直動軸部材２０の外側に、円筒状の永久磁石１２Ｍを固定してなる。一方、ステーター１２Ｓの内部には、複数の電磁コイル１２Ａが備えられ、これら電磁コイル１２Ａ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。
【００３１】
直動軸部材２０は、図１の上下方向に延びた軸状をなし、その軸中心に中心シャフト１８が貫通している。直動軸部材２０の上端寄り位置からはフランジ２０Ｆが側方に張り出され、このフランジ２０Ｆが永久磁石１２Ｍの内面に嵌合固定されている。また、フランジ２０Ｆと筒形ケース１４の端部壁１４Ｗとの間には、ローター１２Ｒの回転量を規制するためのストッパ機構１５が備えられている。このストッパ機構１５は、以下に説明する螺旋ガイド２３とストッパーリング２４とストッパーバー２５とからなる。
【００３２】
螺旋ガイド２３は、直動軸部材２０のうちフランジ２０Ｆより一端側に線材を螺旋状に巻回してなり、螺旋ガイド２３の端部からは、フランジ２０Ｆに形成された係止孔２０Ａ（図２参照）に向けて係止アーム２３Ａが延びている。係止孔２０Ａは、図２に示すように直動軸部材２０と同心の円弧形状をなし、ローター１２Ｒが一方に回転したときに、係止孔２０Ａの一端に係止アーム２３Ａが係止して螺旋ガイド２３がローター１２Ｒと共に回転する。また、ローター１２Ｒが反転したときには、係止アーム２３Ａが係止孔２０Ａの他端に係止し、螺旋ガイド２３がローター１２Ｒと共に回転する。
【００３３】
ストッパーリング２４は、螺旋ガイド２３のうち軸方向で隣り合った線材同士の隙間２３Ｂの一部に収まったリング状をなし、螺旋ガイド２３に対して相対回転することで、螺旋ガイド２３の軸方向に往復動する。ストッパーリング２４には、側方に向けて張り出したストッパーアーム２４Ａが備えられている。
【００３４】
ストッパーバー２５は、筒形ケース１４の端部壁１４Ｗからは中心シャフト１８と平行に延び、このストッパーバー２５にストッパーアーム２４Ａが当接可能となっている。そして、図１に示したように螺旋ガイド２３の一端にストッパーリング２４が位置した状態から、ローター１２Ｒが同図の上方から見て時計回りに回転すると、ストッパーアーム２４Ａがストッパーバー２５に当接して、ストッパーリング２４が螺旋ガイド２３の他端側に相対移動する。そして、ローター１２Ｒが複数回、回転したところで、ストッパーリング２４が螺旋ガイド２３の他端部に係止し、ローター１２Ｒが回転不能となる。この状態からローター１２Ｒを逆回転させると、ストッパーアーム２４Ａがストッパーバー２５に対して逆側から当接し、ストッパーリング２４が螺旋ガイド２３の一端側に移動すると共に、ローター１２Ｒが複数回、回転したところで、ストッパーリング２４が螺旋ガイド２３の一端部に係止し、ローター１２Ｒが回転不能となる。以上により、ローター１２Ｒの回転量が規制される。
【００３５】
直動軸部材２０のうちフランジ２０Ｆよりボディ１３側には、雄螺子部２０Ｎが形成され、その雄螺子部２０Ｎよりさらにボディ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。
【００３６】
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、軸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。
【００３７】
筒部材２７は、図２に示すように、外径が異なる大径部２７Ａと小径部２７Ｂとを軸方向に繋げてなり、小径部２７Ｂがボディ本体２６の嵌合孔２６Ａ内に嵌合されている。また、大径部２７Ａと小径部２７Ｂとの段差面が、嵌合孔２６Ａの開口縁に当接されている（図１参照）。さらに、大径部２７Ａ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、小径部２７Ｂ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。
【００３８】
大径部２７Ａの内面には、雌螺子部２７Ｎが形成されている。そして、大径部２７Ａの雌螺子部２７Ｎに直動軸部材２０の雄螺子部２０Ｎが螺合し、直動軸部材２０をステッピングモーター１２の駆動により回転させることで、雌雄の螺子部２０Ｎ，２９Ｎの螺合位置が変化し、直動軸部材２０が弁室５０内を進退する。
【００３９】
図２に示すように、小径部２７Ｂ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。
【００４０】
小径部２７Ｂのうち大径部２７Ａから離れた先端側（図２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。
【００４１】
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２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２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。
【００４２】
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バネ３１（図１参照）が収容されている。そして、その圧縮コイルバネ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。
【００４３】
弁体４０のうち直動軸部材２０側の先端には、図２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３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の外壁の一部が、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。
【００４４】
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２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３及び図６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５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。
【００４５】
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３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。
【００４６】
一方、カーエアコンが暖房として用いられるときには、図６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。
【００４７】
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４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５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。
【００４８】
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。さらに、ボディ１３をボディ本体２６と筒部材２７とに分解可能であるので、組み付けの自由度が広がり、組み付け性の向上を図ることができる。また、弁体４０を圧縮コイルバネ３１によって直動軸部材２０に押し付けているので、弁体４０と直動軸部材２０との間のがたつきがなく、弁体４０の直動位置が安定する。
【００４９】
［第２実施形態］
本実施形態に係る制御弁６０は、図７〜図１２に示されており、主として、ステッピングモーター１２のローター１２Ｒの構成と、ストッパ機構６５の構成が前記第１実施形態と異なる。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。
【００５０】
本実施形態のローター１２Ｒのうち円筒状の永久磁石１２Ｍの内側には、回転螺合筒６２が固定されている。回転螺合筒６２は、図８に示すように一端有底の筒状をなし、開放端を弁室５０に向けて中心シャフト１８に中心部を貫通されている。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。そして、図７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圧縮コイルバネ６４が挿入され、その圧縮コイルバネ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。これにより、ローター１２Ｒが軸方向で位置決めされた状態でボディ１３に対して回転する。
【００５１】
回転螺合筒６２の内側には、雌螺子部６２Ｎが形成されている。また、回転螺合筒６２の内側には、中心シャフト１８に貫通した当接軸部材６３が収容されて、当接軸部材６３の外面に形成した雄螺子部６３Ｎが回転螺合筒６２の雌螺子部６２Ｎに螺合している。
【００５２】
当接軸部材６３の先端側の外面には、図示しない係合突起が形成されている。また、弁室５０の内面（具体的には、ボディ本体２６の嵌合孔２６Ａに嵌合固定された筒部材６１の内面）には、図示しない係合溝が軸方向に延びており、この係合溝に当接軸部材６３の係合突起がスライド係合している。これにより、当接軸部材６３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。
【００５３】
また、当接軸部材６３の先端は、弁体４０の先端に突き当てられており、ローター１２Ｒが回転すると、回転螺合筒６２の雌螺子部６２Ｎと当接軸部材６３の雄螺子部６３Ｎとの螺合により、中心シャフト１８に沿って当接軸部材６３が直動し、弁体４０の直動位置が変更される。
【００５４】
本実施形態のストッパ機構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９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。
【００５５】
係止ばね６７は、バネ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。
【００５６】
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９に示した状態から図１０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が一回転する毎に図１１に示すように回転爪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１２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。
【００５７】
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。また、本実施形態のストッパ機構６５は、前記第１実施形態のストッパ機構１５に比べて軸方向にコンパクトな構成になる。
【００５８】
［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下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。
【００５９】
（１）前記第１及び第２の実施形態では、弁体４０が傾動する構成であったが、弁体４０は、流体の圧力を受けて、弁室５０の内面との間のクリアランスの範囲で平行移動する構成にしてもよい。
【００６０】
（２）前記第１及び第２の実施形態では、弁体４０を直動させる駆動源として、ステッピングモーター１２を備えていたが、リニアモーターを駆動源として弁体４０を直動する構成にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【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】直動軸部材、筒部材、弁体の分解斜視図
【図３】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４】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５】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６】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７】第２実施形態の制御弁の側断面図
【図８】制御弁の永久磁石、回転螺合筒の側断面図
【図９】制御弁のストッパ機構の平面図
【図１０】制御弁のストッパ機構の平面図
【図１１】制御弁のストッパ機構の平面図
【図１２】制御弁のストッパ機構の平面図
【図１３】従来の制御弁の側断面図
【符号の説明】
【００６２】
１０，６０    制御弁
１１Ａ，１１Ｂ    管路
１２    ステッピングモーター
１３    ボディ
１４    筒形ケース
１８    中心シャフト
２０    直動軸部材
２６    ボディ本体
２６Ａ    嵌合孔
２７    筒部材
２７Ｄ    内部空間
３１    圧縮コイルバネ（弾性体）
４０    弁体
４０Ｈ    皿部
５０    弁室
５１    制御流路
５２    弁体貫通路
６１    筒部材
６２    回転螺合筒
６２Ａ    回転爪
６３    当接軸部材
６５    ストッパ機構
６８    ストッパー歯車
６８Ａ    歯
６８Ｂ    干渉部
【図１】
2005069431.tif 000003
【図２】
2005069431.tif 000004
【図３】
2005069431.tif 000005
【図４】
2005069431.tif 000006
【図５】
2005069431.tif 000007
【図６】
2005069431.tif 000008
【図７】
2005069431.tif 000009
【図８】
2005069431.tif 000010
【図９】
2005069431.tif 000011
【図１０】
2005069431.tif 000012
【図１１】
2005069431.tif 000013
【図１２】
2005069431.tif 000014
【図１３】
2005069431.tif 000015