(57)【要約】【課題】弁体の実質全長を短くしつつ流量の制御特性を向上させ、しかも圧力損失の小さい電動式弁装置を提供することを目的とする。【解決手段】モータ１の回転軸６に形成されたねじ部９に螺合するねじ孔１６を有するとともに、進退自在で、回転不能に設定された弁体１１と、この弁体１１で開口度が制御される弁座１９とを具備し、前記弁体１１の中央部からは弁座方向への突出部２２を設けて、前記ねじ孔１６の一端が連なる凹部２３をこの突出部２２内部に形成した。したがって、弁体１１の全長を大きくすることなくその進退動作を行わせることができ、加えて、突出部２２は流体整流用として機能する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの回転軸に形成されたねじ部と、このねじ部に螺合するねじ孔を有するとともに、進退自在で、回転不能に設定された弁体と、この弁体で開口度が制御される弁座とを具備し、前記弁体の中央部からは弁座方向への突出部を設けて、前記ねじ孔の一端が連なる凹部をこの突出部内部に形成した電動式弁装置。
【請求項２】
弁体は、弁座と対向した弾性材からなる弁部と、この弁部を支持する保持体とからなり、凹部はこの弁部を含めて形成した請求項１記載の電動式弁装置。
【請求項３】
弁体の中央部に設けた突出部から外周部へわたり傾斜状に設定した請求項１記載の電動式弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は弁座の開口度制御を電動により進退される弁体で行うようにした電動式弁装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種電動式弁装置は、モータ回転軸と弁体とをねじ結合し、同回転軸の回転で弁体を進退させていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図２はその構成を示しており、すなわち、非通電時は状態保持可能なＰＭ型ステッピングモータ５１はインナーロータ型にあって、外周側にステータ５２が、内周にロータ５３がそれぞれ配置してある。ロータ５３と一体の回転軸５４はブラケット５５を貫通して前方へ突出し、ここにねじ５６が形成してある。
【０００４】
弁体５７は、その中心から外れた部位に形成した孔５８を前記ブラケット５５のビン５９に嵌合させることによって回転不能で、かつ進退自在に構成してある。そして、先の回転軸５４のねじ５６と螺合するねじ孔６０が弁体５７の中心に形成してある。したがって、回転軸５４の回転に伴って弁体５７は前後方向に進退動作することとなる。
【０００５】
前記弁体５７は、ゴムなどの弾性材からなる弁部６１と、この弁部６１を保持する保持体６２とからなり、前記孔５８、およびねじ孔６０はこの保持体６２に形成されている。
【０００６】
弁座６３は前記弁部６１と対向して位置し、弁体５７の進退によってその開口度が調整されるようにしてある。もちろん、この調整は弁座６３の全閉を含む。
【特許文献１】特開平１１−２３５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように従来の電動式弁装置にあっては、弁体５７とねじ結合された回転軸５４を回転させることによりこの弁体５７が進退する構成であるが、弁体５７のねじ孔６０としては、設定ストローク以上の長さをもたせておく必要があった。
【０００８】
その理由は、弁体５７による弁座６３の開口度制御を確実に行うためで、特に、弁体５７の最大後退時、つまりは弁座６３の最大開口度設定時にストロークに余裕がないと、寸法的ばらつきなどによって、弁体５７の後退途中でねじ孔６０の奥端（前端）に回転軸５４の先端が当たって、それ以上の後退動作に支障を来たすことがあり、流体の最大流量を確保できないことが生起する。
【０００９】
そのため、従来ではねじ孔６０の先を延長する形で空間部６４が形成してあり、その分弁体５７の長さが大きくなり弁装置としての大型化を招いていた。
【００１０】
また、弁体５７、厳密にはその弁部６１と弁座６３との間の開口を介して流動する流体は、外周から中心部方向へ流れるところから、同中心部分で流体のぶつかり合いで渦が発生しやすく、圧力損失となるものであった。
【００１１】
本発明はこのような従来の課題を解決したもので、弁体の進退ストロークを十分に確保しつつその弁体の小型化を図り、加えて、流体の流れを円滑として圧力損失を可及的に小さくすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するために本発明の電動式弁装置は、モータの回転軸に形成されたねじ部と、このねじ部に螺合するねじ孔を有するとともに、進退自在で、回転不能に設定された弁体と、この弁体で開口度が制御される弁座とを具備し、前記弁体の中央部からは弁座方向への突出部を設けて、前記にじ孔の一端が連なる凹部をこの突出部内部に形成したものである。
【００１３】
前記弁体の突出部は弁座方向に形成してあるところから、電動式弁装置に組み込んだ状態で弁体の占有長さはこの突出部を無視したものにでき、したがって、弁装置として実質的な小型化が可能となる。
【００１４】
また、前記突出部は流体の流れを整流するような機能を発揮し、流体の乱れによる圧力損失の増大を抑制するものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の電動式弁装置は、モータの回転軸に形成された螺子部に螺合する螺子孔を有するとともに、進退自在で、回転不能に設定された弁体と、この弁体で開口度が制御される弁座とを具備し、前記弁体の中央部からは弁座方向への突出部を設けて、前記螺子孔の一端が連なる凹部をこの突出部内部に形成したものであるから、弁装置として実質的な小型化が促進でき、しかも、前記突出部は流体の流れを整流するような機能を発揮して流体の乱れによる圧力損失の増大を抑制し、これにより的確な流量制御を行うことができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
第１の発明は、モータの回転軸に形成された螺子部と、この螺子部に螺合する螺子孔を有するとともに、進退自在で、回転不能に設定された弁体と、この弁体で開口度が制御される弁座とを具備し、前記弁体の中央部からは弁座方向への突出部を設けて、前記螺子孔の一端が連なる凹部をこの突出部内部に形成した。
【００１７】
このように、弁体の突出部が弁座方向に形成してあるところから、電動式弁装置に組み込んだ状態で弁体の占有長さはこの突出部を無視したものにでき、したがって、弁装置として実質的な小型化が可能となる。
【００１８】
また、前記突出部は流体の流れを整流するような機能を発揮し、流体の乱れによる圧力損失の増大を抑制する。
【００１９】
第２の発明は、特に、第１の発明の弁体は、弁座と対向した弾性材からなる弁部と、この弁部を支持する保持体とからなり、凹部はこの弁部を含めて形成した。
【００２０】
第２の発明は、特に、第１の発明の弁体は、その中央部に設けた突出部から外周部へわたり傾斜状に設定して、流体の流動をより一層円滑化した。
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２２】
（実施の形態１）
図１において、非通電時は状態保持可能なＰＭ型ステッピングモータ（以下モータと称す）１は、ステータ２の内周側にロータ３を配置した構成であって、ステンレスなどからなるキャン４、およびその前方開放を閉じる蓋５によって前記ロータ３を設けた部位は密
閉されている。
【００２３】
そして、このロータ３の中心部に貫通固定された回転軸６は、その後部がスラスト軸受７で、途中がラジアル軸受８で支持されており、さらに蓋５よりも前方へ突出する部分にはねじ部９が形成されている。
【００２４】
流体通路の途中に形成した弁座１０は、これと対設した弁体１１の進退操作によって開口度が制御されるようにしてある。この弁体１１は、弁座１０側に位置するとともに、ゴムなどの弾性材からなる弁部１２と、この弁部１２を保持する剛体からなる保持体１３とから構成されている。
【００２５】
前記保持体１３は、その中心部に後方へのびるボス１４を、それよりも外周側に後方へのびる複数の突起１５をそれぞれ有するもので、ボス１４には一部をねじ孔１６とした軸支孔１７が形成してある。
【００２６】
これらボス１４、および突起１５はモータ１の前方に設けたブラケット１８の中心孔１９と切溝２０を貫通しており、特に、突起１５と切溝２０との嵌合で弁体１１の前後進退動作を確保するようにしている。また、ボス１４と中心孔１９との嵌合部位の一部が凹凸形状としてあって、これにより弁体１１の廻止めが図られている。
【００２７】
そして、先のモータ１の回転軸６は軸支孔１７を挿通し、またねじ部９がねじ孔１６に螺着しており、したがって、回転軸６の回転に伴って弁体１１が進退移動することとなる。
【００２８】
軸支孔１７はボス１４の全長にわたり形成され、加えて、弁部１２の内面部より形成した凹部２１に連なる関係に設定してある。
【００２９】
ここで、弁部１２はその弁座１０側の中央部より突出部２２を形成して、前記凹部２１の形成部位を確保するようにしている。
【００３０】
上記の構成において、前記弁座１０の開口度は弁体１１の進退移動で制御され、それに伴って流量もコントロールできるものである。
【００３１】
例えば、弁体１１の前進移動量を最大としたとき、その弁部１２が弁座１０を全閉し、流体流動を停止する。流体の流量は弁体１１を後退させ、弁座１０の開口度を大きくするに従って増大させることができる。
【００３２】
そして、弁体１１の最大後退状態、すなわち、最大流量時においても、回転軸６の先端は凹部２１の途中に位置し、所定の寸法的余裕を確保している。その結果、寸法などである程度のばらつきがあったとしても、弁体１１の後退途中（開動過程）で回転軸６の先端が弁部１２に当たってしまう不都合はなく、確実に弁体１１の開動が遂行される。
【００３３】
ここで、凹部２１は弁部１２の突出部２２に依存して形成できるとともに、弁体１１の前進時にこの突出部２２が弁座１０内に突入されるところから、弁体１１の実質的長さを小さくできるものである。
【００３４】
加えて、前記突出部２２は、弁座１０と弁体１１との間隙外周から中心部へ流動する流体の流れを整流する作用も有し、渦発生などが起因する圧力損失を小さくする。
【００３５】
（実施の形態２）
図１において、弁部１２の突出部２２と外周部とはなだらかな斜面でつながれている。したがって、流体はより一層円滑に前記外周から中央部へ流動し、圧力損失を一段と小さくするものである。
【００３６】
なお、斜面は円弧状のものもちろん含むものとする。
【００３７】
以上のように実施の形態で記載した電動式弁装置によれば、弁体を実質的に小型化して流体の流量制御性の確実さを高め、しかも圧力損失の減少で所定の流体量が確保できるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上のように本発明にかかる電動式弁装置は、弁装置として実質的な小型化が促進でき、しかも、的確な流量制御を行うことができるものであり、電動式以外の流量制御機器へも応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態を示す電動式弁装置の断面図
【図２】従来の電動式弁装置の断面図
【符号の説明】
【００４０】
１  モータ
６  回転軸
９  ねじ部
１０  弁座
１１  弁体
１６  ねじ孔
２１  凹部
２２  突出部
【図１】
2007078039.tif 000003
【図２】
2007078039.tif 000004