(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
片側に駆動ねじ、他側に該駆動ねじよりピッチの大きなロック解除ねじを設けた中間部材と、
一端に前記中間部材に螺合する駆動ねじ又はロック解除ねじを備えたロータ組立体と、
一端に前記中間部材に螺合するロック解除ねじ又は駆動ねじを備え、他端に弁部を形成するとともに、回り止めがなされた弁体と、
前記中間部材とロック解除ねじを備えた前記弁体又はロック解除ねじを備えた前記ロータ組立体とを回動自在に連結するコイルバネと、
前記ロータ組立体の軸線方向の移動を受けるスラスト受け部材とからなり、
前記中間部材のロック解除ねじが前記弁体のロック解除ねじ又は前記ロータ組立体のロック解除ねじに螺合し、
前記中間部材の駆動ねじが前記ロータ組立体の駆動ねじ又は前記弁体の駆動ねじに螺合することを特徴とする電動式コントロールバルブ。
【請求項２】
前記スラスト受け部材は、前記ロータ組立体の上端部のガイド内で上下動自在にスプリングで付勢され、ケース内面に近接して配置したばね受け部材であり、該ばね受け部材は前記ロータ組立体の軸線方向移動により前記ケース内面に当接してスラスト荷重を受ける請求項１に記載の電動式コントロールバルブ。
【請求項３】
前記スラスト受け部材は、弁本体の軸受支持部内で上下動自在にスプリングで付勢され、軸受支持部の下面に近接して配置したラジアル軸受部材である請求項１に記載の電動式コントロールバルブ。
【請求項４】
前記中間部材とロック解除ねじを備えた前記弁体又はロック解除ねじを備えた前記ロータ組立体とを回動自在に連結するコイルバネは、ねじりコイルバネである請求項１に記載の電動式コントロールバルブ。
【請求項５】
前記ねじりコイルバネの一端は、弁本体に上下動自在に係合し前記弁体の回り止めを兼ねている請求項４に記載の電動式コントロールバルブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒートポンプ式エアコンや冷凍機などの冷凍・冷蔵・空調サイクルに組み込まれ、冷媒流量制御や流路切換用として使用される電動式コントロールバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ヒートポンプ式エアコンや冷凍機あるいは冷蔵庫などにおける、冷凍・冷蔵・空調サイクルにおいては、その冷媒流路中に、冷媒流量制御や流路切換用として電動式コントロールバルブが組み込まれて使用されている。このうち例えばヒートポンプ式エアコンにおいて、特に電動式膨張弁は、室内の温度制御を適切に行うため頻繁に作動している。従来のこの種のバルブは作動音が大きいため、室内に設置することは好ましくなく、室外熱交換器を設けた室外機側に設置していた。そのため、室内の温度を制御するための冷媒流量を制御する膨張弁を、室内から離れた室外に置かなければならず、応答性等の制御性が悪いほか、冷房運転時において膨張弁で膨張して低温になった冷媒が室外機から室内機に至るまで高温の室外に配管しなければならず、この部分を断熱配管するにも関わらず多くの熱量が外気に逃げるため、熱効率の低下の大きな原因となっていた。
【０００３】
さらに、上記のようなエアコンのほか、例えば冷蔵庫に関してみると、近年の大型冷蔵庫の普及、あるいは氷温室、野菜室の厳密な温度管理の必要性等により、従来の安価なキャピラリチューブ等を用いた冷媒流量制御から、高価ではあるが精密な制御を行うことができる電動式膨張弁を使用することが多くなっている。このような冷蔵庫は室内に設置して使用するため、電動式膨張弁等の電動式コントロールバルブも室内に設けることとなり、これらの電動式コントロールバルブからの作動音の発生は極力減少することが望まれている。
【０００４】
また、ビル用マルチタイプエアコンにおいては、１台の室外機により複数の室内機に対し冷媒を供給しているので、それぞれの部屋で適切な温度制御を行うためには、各室内機に１台の膨張弁を設置する必要がある。そのため、室内機に設置した膨張弁から騒音を発生することを防止しなければならない。
【０００５】
また、エアコンにおいて室温を下げずにドライ運転を行う場合には、通常、電熱ヒーターによる温度制御を行っているが、冷やした空気を再び電熱ヒーターで暖めることは電力のロスが大きい。その対策として、圧縮された高温の冷媒を室内に引き込み、再熱器を通して除湿された冷気を暖め直すサイクル再熱方式が採用されることがあり、このようなエアコンにおいては、凝縮器と蒸発器が室内機に存在するので、膨張弁も室内機に設置する必要があるため、この場合も室内機に設置した膨張弁から発生する騒音は極力小さくする必要がある。
【０００６】
上記のような装置に用いられている電動式コントロールバルブは、例えば図１３に示すように、弁本体６０には、その軸線方向直下に第１流路６１を接続する第１開口６２を設け、その近傍の側部に第２流路６３を接続する第２開口６４を設けるとともに、弁本体６０の上方から、第１開口６２と第２開口６４を接続するように弁室６５を形成している。弁本体６０の上部には下蓋６６を下部に設けたキャン６７を被せている。キャン６７の内部には、外周にマグネット６８、中心にピン７０を備えた樹脂製のロータ７１を設けており、ロータ７１はその内部のピン７０と共に下方に延びて弁室６５内に挿入されている。ピン７０の下端にはニードル弁体７２を設け、第１開口６２に進退自在に配置している。
【０００７】
ニードル弁体７２の上部外周は弁室６５の内壁と回転自在に嵌合しており、下部ガイド部７９を構成している。ロータ７１の下方に延びる突出部７３の外周にはロータ雄ねじ部７４が形成され、ロータ雄ねじ部７４に対向する弁室内壁には雌ねじ部７５が形成され、両者は螺合している。それにより、ロータが回転すると、雌ねじ部７５が固定されているので、これと螺合するロータ７１は上下動を行い、ロータ７１と一体化したニードル弁体７２が第１開口６２内を上下動し、流量制御を行っている。
【０００８】
ピン７０の上端部７６はロータ７１から突出し、キャン６７の上蓋部７７の内面側に対向している。ロータ７１の外周とマグネット６８の内周とは、上部において偏心している第１円筒部７８と、その下部において径の小さい第２円筒部８０で両者の面が対向しており、この部分で両者は回転不能に結合されている。
【０００９】
マグネット６８の下端の一部は、弁本体６０のロータ受け部８４の外周に延び、その一部は更に下方に延びて下方突出部８７を形成しており、この下方突出部８７は、弁本体６０に固定したストッパーピン８８に、図１３に示すように当接可能となっている。また、マグネット６８の上端の一部は上方に延びて上方突出部９０を形成しており、この上方突出部９０は、キャン６７の上蓋部内周に固定したストッパー部材９１における、外周下方に延びる上ストッパー９２に当接可能となっている。キャン６７の円筒状外周にはコイル９３が固定され、コネクター９４により外部と接続している。
【００１０】
上記のように構成されたニードル弁による流量制御式の電動式コントロールバルブ９５においては、コイル９３への通電によるマグネット６８の回転によりロータ７１は回転し、ロータ７１の突出部７３に形成したロータ雄ねじ部７４と弁室の内壁に形成した雌ねじ部７５との螺合により、ロータ７１は回転しながら上下動し、それにより、ロータ７１に固定したピン７０に形成しているニードル弁体７２は上下動し、第１開口６２の開口面積を変え、流量の制御を行っている。
【００１１】
ロータ７１の回転は、ニードル弁体７２が第１開口６２を全閉したときに、マグネット６８の下方突出部８７がストッパーピン８８に当接することにより、また、全開したときには、マグネット６８の上方突出部９０がストッパー部材９１の上ストッパー９２に当接することにより、コイルへのパルス供給に関わらず強制的にその回転が停止されるようになっている。
【００１２】
上記従来例として、ロータ７１とニードル弁体７２を一体化し、且つロータ７２のロータ雄ねじ部７４と弁本体６０側の雌ねじ部７５とを螺合させることにより、ロータの回転時にこの螺合部によってロータが上下動し、それによりニードル弁体７２が回転しつつ上下動を行って弁を開閉する例を示したが、それ以外に、ロータ内でロータとニードル弁体を螺合させ、ニードル弁体を回転不能で上下動自在に支持させることにより、ロータは上下動せず回転し、また、ニードル弁体は回転せずに上下動するようにした電動式コントロールバルブも用いられているが、このものも、ニードル弁体の全開時及び全閉時に、ロータの回転に連動する部材をストッパに当接させることにより、ロータの回転を強制的に停止させるようにしている点では同様である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような各種の電動式コントロールバルブにおいては、いずれも弁の全閉時及び全開時にロータの回転をその回転方向から強制的に停止させるストッパーを設ける必要があるため、弁の初期設定時等のイニシャライズ時に、弁の全開及び全閉時以降に駆動パルスを供給するときを含め、駆動パルスによりロータが断続的に駆動され、その結果ストッパーと断続的に衝突する騒音を発生する。即ち、図１３に示す従来の装置においては、ニードル弁７２の全閉時にマグネット６８の下方突出部８７がストッパーピン８８に当接し、また、全開時には上方突出部９０がストッパー部材９１の上ストッパー９２に当接する部分において騒音を発生することとなる。特に、停止しているロータに対して更に駆動パルスを供給すると、ステッピングモータの特性上、数パルスに１度ロータを反転させる駆動力を生じてロータが反転し、この時にも騒音を発生することとなる。
【００１４】
また、上記のようなストッパーを設けず、所定のパルスの供給により弁の全閉と全開位置でロータの駆動を停止させるようにすることも考えられるが、特に全閉位置では、弁が弁座に当接し、更に所定のパルスの供給により全閉時の閉弁力を与える必要があるため、この全閉力を与える所定のパルスの設定はきわめて困難であり、且つ弁の仕様によって変化するため、この全閉力が小さく設定されたときには弁の漏れが発生し、逆に大きいときには弁が弁座に食い込むロックを発生して作動不能となる問題点もある。
【００１５】
更に、上記図１３に示す従来例のように、ニードル弁体７２を回転する型式の電動式コントロールバルブ９５においては、その全閉時にニードル弁体７２が回転しながら弁座としての第１開口６２に当接し、更に所定の弁閉力を与えるために回転しながら第１開口６２内に入り込むと、大きな摩擦力によりこの当接部分が次第に摩耗する欠点がある。また、このように回転しながら第１開口６２内に所定量食い込んで全閉力を保持している弁を開放するときには、弁の離脱時に作動ロスを生じる問題もあった。
【００１６】
したがって本発明は、弁体が弁座に食い込んでロックすることのない型式の電動式コントロールバルブを採用し、そのような電動式コントロールバルブにおいて、ロータのストッパ部分で騒音が発生することを防止し、また低トルクで弁を駆動するように構成しても弁がロックしない構造とし、更にロータの反転音の発生を防止するようにした電動式コントロール弁を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、片側に駆動ねじ、他側に該駆動ねじよりピッチの大きなロック解除ねじを設けた中間部材と、
一端に前記中間部材に螺合する駆動ねじ又はロック解除ねじを備えたロータ組立体と、
一端に前記中間部材に螺合するロック解除ねじ又は駆動ねじを備え、他端に弁部を形成するとともに、回り止めがなされた弁体と、
前記中間部材とロック解除ねじを備えた前記弁体又はロック解除ねじを備えた前記ロータ組立体とを回動自在に連結するコイルバネと、
前記ロータ組立体の軸線方向の移動を受けるスラスト受け部材とからなり、
前記中間部材のロック解除ねじが前記弁体のロック解除ねじ又は前記ロータ組立体のロック解除ねじに螺合し、
前記中間部材の駆動ねじが前記ロータ組立体の駆動ねじ又は前記弁体の駆動ねじに螺合する電動式コントロールバルブを構成したものである。
【００１９】
また、スラスト受け部材は、前記ロータ組立体の上端部のガイド内で上下動自在にスプリングで付勢され、ケース内面に近接して配置したばね受け部材であり、該ばね受け部材は前記ロータ組立体の軸線方向移動により前記ケース内面に当接してスラスト荷重を受けるものであり、前記スラスト受け部材は、弁本体の軸受支持部内で上下動自在にスプリングで付勢され、軸受支持部の下面に近接して配置したラジアル軸受部材としたものである。また、前記中間部材とロック解除ねじを備えた前記弁体又はロック解除ねじを備えた前記ロータ組立体とを回動自在に連結するコイルバネは、ねじりコイルバネであり、前記ねじりコイルバネの一端は、弁本体に上下動自在に係合し弁体の回り止めを兼ねたものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。図１は本発明の実施例の電動式コントロールバルブにおいて、弁が全開の状態を示しており、図２は各部品を取り外した状態を示している。電動式コントロールバルブは、弁本体１の下方に第１流路２を、側方に第２流路３を接続し、第１流路２との接続部には弁座４が形成されている。弁本体１には上方に延びる支持筒部５を備え、その上端に設けたラジアル軸受６によって中心部に雄ねじロッド７をわずかに上下動可能でかつ回転自在に支持している。支持筒部５の内部空間としての筒状室８内には、中間部材としての雌ねじ部材１０が回転自在で且つ上下動自在に嵌合しており、筒状室８の下端には係止リング１１が固定されている。係止リング１１の一部には、その上端から下端まで連通するスリット１２が形成され、このスリット１２には後述するねじりコイルバネ１３の下端係止部１５が、回転不能で且つ上下動自在に嵌合している。
【００２１】
雄ねじロッド７の上部のロータ固定部１６にはマグネットからなるロータ１８が支持部１７で固定されている。雄ねじロッド７のロータ固定部１６の上方に形成したガイド支持部２０には円筒状のボールガイド１４が固定されており、このボールガイド１４の先端には、内方に向けて突出する係止部２１が形成されている。ボールガイド１４の内部には、係止部２１により抜け止めがされているボール２２を上下動自在に収納しており、ボール２２の下側と雄ねじロッド７のガイド支持部２０の上端面との間にはコイルスプリング２３を縮設している。このコイルスプリング２３によりボール２２は通常の状態において常時ボールガイド１４の係止部２１に当接し、それによりボール２２の先端はボールガイド１４の上端部より突出している。また、雄ねじロッド７の上端部には上端突出部２９が突出しており、その先端面２５は通常時にはボール２２の下端に近接し、しかし当接しない位置に設定されている。
【００２２】
弁本体１の上部には下蓋２６が固定され、この下蓋２６に上記ロータ１８を覆うようにコップ状のケース９の開口部を固定している。ケース９の上端の中央部内周面にはボール受板２７が固定され、前記ボール２２の上端と対向している。このボール受板２７は後述するように、弁の全閉時に、更にロータが回転することによりボール２２と当接する。ケース９の外周にはコイル２８が固定され、このコイル２８にはコネクター３０から駆動パルスが供給される。
【００２３】
雄ねじロッド７の下端部には駆動雄ねじ３１が形成され、この駆動雄ねじ３１には中間部材としての雌ねじ部材１０の上部内周に形成された駆動雌ねじ３２が螺合している。中間部材としての雌ねじ部材１０の下端部にはロック解除雌ねじ３３が形成され、ここには弁体３４の上端部外周に形成したロック解除雄ねじ３５と螺合しており、ロック解除雌ねじ３３は駆動雌ねじ３２よりピッチが大きく形成されている。中間部材としての雌ねじ部材１０の外周の一部には、上下方向に延びる係止溝１９が形成され、この係止溝１９の下端には、ねじりコイルバネ１３の上端係止部３９が係合している。
【００２４】
弁体３４の上端の中心部には嵌合孔３７を備え、この嵌合孔３７には雄ねじロッド７の下端に設けたガイドロッド部３８が回転自在で且つ上下に摺動自在に嵌合している。弁体３４にはねじりコイルバネ巻付部４０が形成され、このねじりコイルバネ巻付部４０の外周には、前記ねじりコイルバネ１３が巻き付けられている。ねじりコイルバネ１３の第１端部であり、上方に突出する上端係止部３９は、前記のように中間部材としての雌ねじ部材１０の係止溝１９における下端部に係止され、ねじりコイルバネ１３の第２端部であり側方に突出する下端係止部１５は、上記のように係止リング１１のスリット１２に、回転不能で且つ上下動自在に係合されている。弁体３４の下端部にはニードル弁部４１が形成され、弁本体１の弁座４に接離自在に配置されている。
【００２５】
弁体が全閉状態から開放を開始する際、弁体３４が駆動雄ねじ３１でロック状態の時に、中間部材としての雌ねじ部材１０と弁体３４との間でねじりコイルバネ１３によって許容される相対的な回転力を生じ、この時弁体３４は回り止めされているので、中間部材としての雌ねじ部材１０側がわずかに回転する。また、両者の相対回転力が無くなるとき、ねじりコイルバネ１３によって再び元の位置に戻るようになっている。
【００２６】
上記構造の電動式コントロールバルブにおいて、その作動に際しては図１の弁の全開状態で、雄ねじロッド７下端のガイドロッド部３８の下端が弁体３４の嵌合孔３７の底面に当接している状態から、コイル２８に弁閉方向のパルスを供給すると、コイル２８に供給されるパルスに応じて、図２（ａ）に示すロータ１８，雄ねじロッド７等が一体化したロータ組立体５０が回転する。一方、雄ねじロッド７の駆動雄ねじ３１と螺合している駆動雌ねじ３２を備えている中間部材としての雌ねじ部材１０は、下端係止部１５が係止リング１１のスリット１２に嵌合して回り止めされているねじりコイルバネ１３の上端係止部３９が係止しているため回り止めがなされており、したがって上記雄ねじロッド７が回転しても回転することがない。
【００２７】
そのため、雄ねじロッド７の回転時に、駆動雄ねじ３１と駆動雌ねじ３２との螺合によって、中間部材としての雌ねじ部材１０は回転することなく図１の状態から降下する。中間部材としての雌ねじ部材１０の降下により、これと上記ねじりコイルバネ１３により一体化している弁体３４も共に降下し、その先端のニードル部４１が弁座４に次第に近づき、この弁を通る流体の流量を減少させる。この時、ねじりコイルバネ１３の下端係止部１５は、係止リング１１のスリット１２に沿って弁体３４と共に降下する。このような弁の全開と全閉との間の状態は図３に示される。この時、本発明においては、駆動雄ねじ３１のピッチ角を小さくしているので、モータの小さなトルクで弁体を効率良く容易に駆動することができる。
【００２８】
更にコイル２８へのパルスの供給により、弁体３４を降下させると、ニードル弁部４１が弁座４に当接し、この当接により弁体３４が降下しなくなり、中間部材としての雌ねじ部材１０の降下も停止する。弁に対して所定の全閉力を付与するため、コイルへ更にパルスを供給すると、雄ねじロッド７が更に回転し、駆動雄ねじ３１も更に回転するが、上記のように中間部材としての雌ねじ部材１０の降下が停止しているので、駆動雄ねじ３１と駆動雌ねじ３２との螺合部の作用により、また、ラジアル軸受け６の上下動の遊びによって、駆動雄ねじ３１部分において駆動雌ねじ３２により持ち上げられ、それによって図２（ａ）に示すロータ組立体５０全体が上昇する。
【００２９】
上記ロータ組立体５０の上昇により、雄ねじロッド７の上端部に固定されているボールガイド１４内においてコイルスプリング２３により付勢されているボール２２の上端が、ケース９の内面に固定したボール受板２７に当接する。この時の弁全体の状態は図４に示されており、また、このボール２２近傍の拡大図に基づく作動は図７に示されている。上記の状態は図７においては同図の（ａ）から（ｂ）への変化として示しており、Ｌ１だけロータ組立体５０が上昇することにより、ボール２２がボール受板２７に当接している。
【００３０】
この状態から更にロータ組立体５０が上昇すると、ボール２２がコイルスプリング２３に抗してボールガイド１４内に押し込められ、図７（ｃ）においてＬ２だけロータ組立体５０が上昇すると、雄ねじロッド７の上端部の上端突出部２９の先端面２５がボール２２の下端に当接し、ここでニードル弁部４１は全閉力を付与された状態となる。それ以降はコイル２８に更にパルスを供給しても、ロータ組立体５０は回転することが無く、コイルへのパルスの供給の停止により弁体は全閉状態に保持される。上記のように、弁の閉鎖時には、弁体が回転することが無く、ニードル弁部４１と弁座４との摩耗を生じることがない。この状態の弁の全体構成は図６に示される。
【００３１】
このようにロータの回転が強制的に止められている状態で、コイルに更にパルスが供給されるときには、パルスモータの特性として、数パルスに１度逆方向の回転を生じ、ロータ組立体５０全体が降下する方向へ力を発生するが、この力は上記コイルスプリング２３及び前記ねじりコイルバネ１３によって吸収され、各部材が衝突して騒音を発生することを防止することができる。
【００３２】
弁の上記全閉状態から開放方向に作動する際には、コイル２８に前記パルスとは逆のパルスを供給し、ロータ組立体５０全体を逆回転させる。この時、上記全閉状態において、ニードル弁部４１に対して全閉力を付与している力によって、弁体３４と雄ねじロッド７が駆動雄ねじ３１と駆動雌ねじ３２との接触部において互いに押圧しあっており、このねじのピッチが小さいのでねじ角が小さく、したがってこの押圧力は大きな摩擦力となってロック状態となっている。そのため、上記弁開方向のパルスの供給にも係わらずこのままでは弁を開方向に駆動することはできない。
【００３３】
この問題を解決するため、本発明においては、中間部材としての雌ねじ部材１０にロック解除雌ねじ３３を設け、弁体３４のロック解除雄ねじ３５と螺合させ、このロック解除雌ねじ３３のねじピッチを駆動雌ねじ３２より充分に大きく設定し、さらに、中間部材としての雌ねじ部材１０と弁体３４とをねじりコイルバネ１３により連結している。そのため、ロータ組立体５０が弁開方向に逆回転するとき、駆動雄ねじ３１と駆動雌ねじ３２とが静止摩擦力によりロックして共に回転しようとすると、弁体３４はねじりコイルバネ１３の下端係止部１５により回り止めがなされているので回ることはできず、ロック解除雄ねじ３５が停止しているので、ねじりコイルバネ１３をねじりつつ中間部材としての雌ねじ部材１０が回転し、ロック解除雌ねじ３３はこのロック解除雄ねじ３５により押し下げられる。このねじりコイルバネ１３がねじられた状態は図６（ｂ）（イ）に示され、中間部材としての雌ねじ部材１０の係止溝１９が図中において中心線からわずかにずれている状態として示されている。そのため、駆動雌ねじ３２も押し下げられ、駆動雄ねじ３１と駆動雌ねじ３２間の摩擦力は解除され、それにより、弁体３４の駆動効率を上げるため、駆動雄ねじ３１のねじピッチを小さくしており、ロックし易い構造としているにもかかわらず、このロック状態は上記のように低トルクで容易に解除される。
【００３４】
次いで、ロータ組立体５０の回転により、前記のロータ組立体５０の押し上げ状態が解除され、ボール２２はボール受板２７から離れて通常の位置に戻る。上記のようにして弁の閉止力が解除されると、中間部材としての雌ねじ部材１０は自由状態となるので、図６（ｃ）に示すようにねじりコイルバネ１３によって再び元の位置に戻される。そのため、この弁においては、上記のようなロック解除機構を用いても、初期位置がずれることがなく、常に所定の特性で作動させることができる。その後のコイル２８への通電によりロータ組立体５０が回転すると、前記図３に示す中間開度の状態を経て図１に示す全開状態まで前記閉弁作動と逆の作動を行い、またその途中において弁の開閉により流量制御を行う。
【００３５】
弁の全開時には、前記のように、雄ねじロッド７の下端のガイドロッド部３８の下端面が、弁体３４の嵌合孔３７の底面に当接することにより開方向の作動を停止し、ストッパー作用を行っている。このように、本発明の弁においては、全開時及び全閉時のストッパーは軸線方向への移動を規制することにより行っている。また、上記全開状態から更にコイル２８にパルスが供給されてロータ１８が回転することにより駆動雄ねじ３１と駆動雌ねじ３２との間でロック状態となることがあっても、次の弁の閉鎖方向への作動時には、前記全閉時におけるロック解除と同様の作動により、ピッチの大きなロック解除雄ねじ３５とロック解除雌ねじ３３との螺合作用によって両者間のロック状態は容易に解除される。
【００３６】
本発明は、上記実施例のほか、種々の実施の態様が存在する。例えば弁の全閉時のストッパ作用を行うための、ロータ組立体の軸線方向の移動を受けるスラスト受け部材としては、上記のようなボールを用いるとロータ組立体の回転摩擦を軽減することができるが、必ずしもボールを用いることなく、例えば図８に示すように、単なるばね受け部材１０１とすることもでき、この装置においても従来のものと比較して、弁全閉時のストッパ作用を充分に行うことができる。
【００３７】
そのほか、例えば図９及び図１０に示すように、支持筒部５の上端部に蓋１０２を固定し、支持筒部５の内面で上下動自在に嵌合する軸受部材１０３を設け、軸受部材１０３と蓋１０２間にスプリング１０４を縮設するように構成しても良い。このように構成した電動式コントロールバルブにおいては、弁の全閉時以外の時は、図９に示すように、軸受部材１０３はスプリング１０４によって下方に押圧され、ロータ組立体５０はこの軸受部材１０３に軸支されて前記実施例と同様に回転する。
【００３８】
一方、弁の全閉時には前記実施例と同様にロータ組立体５０が上昇し、図１０に示すように雄ねじロッド７の突出部１０５が軸受部材１０３の下面に当接し、スプリング１０４に抗してロータ組立体５０の上昇と共に軸受部材１０３も上昇する。その結果、軸受部材１０３の上端面１０６が蓋１０２の下面に当接し、ロータ組立体５０のそれ以上の上昇が阻止され、弁全閉時のストッパー作用が行われる。このように構成することにより、前記実施例におけるラジアル軸受６の軸方向の遊びを利用するものより、確実な作動を行わせることができ、また、前記実施例のように製造誤差の大きなコップ状のケース９の内面をストッパー部とすることがないので、正確な全閉の状態を維持することができる。
【００３９】
上記各実施例においては、ロータの回転により弁を開閉するに際し、ロータ組立体に駆動雄ねじを、また弁体にはロック解除雄ねじを設け、中間部材には各々に螺合する雌ねじを設けた実施例を示したが、本発明の範囲内でその他各種の実施態様が可能である。
【００４０】
上記のような各種の実施態様のうち、ロータ組立体には中間部材のロック解除雌ねじに螺合するロック解除雄ねじを設け、弁体には中間部材の駆動雌ねじに螺合する駆動雄ねじを設けた実施例を図１１に示す。この図から明らかなように、ロータ組立体５０の下端にはロック解除雄ねじ１１０を設け、これと中間部材１１１のロック解除雌ねじ１１２と螺合させている。また、弁体３４には駆動雄ねじ１１８を設け、中間部材１１１には駆動雌ねじ１１４を形成して両者を螺合させている。また、ロータ組立体５０のロッドにコイルスプリング１１３の一端を巻き付けて係止し、他端を中間部材１１１に係止することにより、両者を回転自在に連結している。更に、弁体には回転防止部材１１５を固定している。
【００４１】
このように構成した電動式コントロールバルブの作動に際しては、ロータが回転するとき、コイルスプリング１１３を介して中間部材１１１が回転し、中間部材１１１の駆動雌ねじの回転によって、回転防止部材１１５で回転が止められている弁体３４は上下動する。弁の全閉時のロック、及びそこからの弁開放作動時のロック解除作用等は前記実施例の電動式コントロールバルブと全く同様に行われるので、その説明は省略する。
【００４２】
本発明の更なる実施態様を図１２に示す。図１２（ａ）に示す装置においては、ロータ組立体には中間部材１１１のロック解除雌ねじに螺合するロック解除雄ねじを設け、弁体３４には中間部材１１１の駆動雄ねじに螺合する駆動雌ねじを設た例を示している。この際のコイルスプリング１１３と回転防止部材１１５は前記図１１に示す実施例と同様に配置される。
【００４３】
図１２（ｂ）に示す装置においては、ロータ組立体５０には中間部材１１１の駆動雌ねじに螺合する駆動雄ねじを設け、弁体３４には中間部材１１１のロック解除雄ねじに螺合するロック解除雌ねじを設けた例を示している。この装置においてコイルスプリング１１３は中間部材１１１の軸に一端が固定され、他端は弁体３４に係止される。また、回転防止部材１１５は前記（ａ）と同様に配置される。
【００４４】
上記実施例はすべてロータ組立体５０のねじを雄ねじとしたものであるが、そのほか、図１２（ｃ）乃至（ｆ）に示すように雌ねじとすることもできる。即ち、図１２（ｃ）に示す装置においては、ロータ組立体５０には中間部材１１１の駆動雄ねじに螺合する駆動雌ねじを設け、弁体には中間部材１１１のロック解除雌ねじに螺合するロック解除雄ねじを設けた例を示している。この装置においてコイルスプリング１１６は一端が中間部材１１１に係止され、他端は回転防止部材として図１の実施例と同様に両者を兼用している。
【００４５】
図１２（ｄ）に示す装置においては、ロータ組立体５０には中間部材１１１の駆動雄ねじに螺合する駆動雌ねじを設け、弁体３４には中間部材１１１のロック解除雄ねじに螺合するロック解除雌ねじを設けた例を示している。この装置において、コイルスプリング１１３は一端が中間部材１１１に固定され、他端が弁体３４に係止されている。また、回転防止部材１１５は図１２（ａ）に示す装置と同様である。
【００４６】
図１２（ｅ）に示す装置においては、ロータ組立体５０には中間部材１１１のロック解除雄ねじに螺合するロック解除雌ねじを設け、弁体３４には中間部材１１１の駆動雌ねじに螺合する駆動雄ねじを設けた例を示している。この装置においては、コイルスプリング１１３の一端は中間部材１１１に固定され、他端はロータ組立体５０に係止されている。また、回転防止部材１１５は図１２（ａ）に示す装置と同様である。
【００４７】
図１２（ｆ）に示す装置においては、ロータ組立体５０には中間部材１１１のロック解除雄ねじに螺合するロック解除雌ねじを設け、弁体３４には中間部材１１１の駆動雄ねじに螺合する駆動雌ねじを設けた例を示している。この装置においては、コイルスプリング１１３，及び回転防止部材１１５は前記図１２（ｅ）に示す装置と同様である。
【００４８】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係る発明においては、弁体を回転させることなく弁の開閉を行う形式の電動式コントロールバルブとしたので、弁体と弁座間で大きな摩耗を生じることがなく、また、弁体が弁座に食い込んでロックすることがなくなる。また、そのような電動式コントロールバルブにおいて、弁のストッパー部分を弁の軸線方向の端部に形成したので、弁の全閉時等に、更に駆動パルスを供給したときでもロータのストッパー部分で騒音が発生することがなくなり、ロータの停止状態で更に駆動パルスを供給した際に生じる反転パルスでの作動時には、ボールを付勢するバネ、あるいは雌ねじ部材と弁体とを連結するバネにより吸収され、騒音を発生することがない。更に、駆動ねじ部分をピッチが小さくして作動効率を上げる時、このねじ部分で発生しやすいロック状態は、駆動ねじ部よりピッチの大きなロック解除ねじにより容易に解除されるため、駆動ねじ部分のピッチを充分に小さくし、低トルクで弁を駆動でき、作動効率の良いバルブとすることができる。
【００４９】
請求項２に係る発明は、スラスト受け部材は、前記ロータ組立体の上端部のガイド内で上下動自在にスプリングで付勢され、ケース内面に近接して配置したばね受け部材であり、該ばね受け部材は前記ロータ組立体の軸線方向移動により前記ケース内面に当接してスラスト荷重を受けるので、ケースの内面を利用した簡単な構成によりストッパー部材を構成することができる。
【００５０】
また、請求項３に係る発明においては、該スラスト受け部材は、弁本体の軸受支持部内で上下動自在にスプリングで付勢され、軸受支持部の蓋の下面に近接して配置したラジアル軸受部材としたので、ロータ組立体の軸線方向の移動を確実に行わせることができ、また、全閉位置を正確に確定することができる。また、請求項４に係る発明においては、前記中間部材とロック解除ねじを備えた前記弁体又はロック解除ねじを備えた前記ロータ組立体とを回動自在に連結するコイルバネは、ねじりコイルバネとしたので、弁体をねじりコイルバネで巻き付けることにより容易に弁体と固定でき、また、雌ねじ部材と弁体との相対回転を容易に行わせることができ、更に回転後に元の位置に戻すことができるので、長期間使用しても初期位置がずれることがない。
【００５１】
また、請求項５に係る発明においては、前記ねじりコイルバネの一端は、弁本体に上下動自在に係合し弁体の回り止めを兼ねているので、弁体に対して特別の回り止めを設ける必要がなくなり構成を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電動式コントロールバルブの全開状態の断面図である。
【図２】本発明の電動式コントロールバルブの部品をユニット毎に分解した状態を示す断面図である。
【図３】本発明の電動式コントロールバルブの全開と全閉の間の作動状態を示す断面図である。
【図４】本発明の電動式コントロールバルブの全閉時に更にロータが回転し、ストッパが作用する前の状態を示す断面図である。
【図５】本発明の電動式コントロールバルブの全閉時に軸線方向にストッパが作用している状態を示す断面図である。
【図６】本発明の電動式コントロールバルブの雄ねじロッドと雌ねじ部材と弁体部分の作動を示す図であり、（ａ）は全閉で停止状態、（ｂ）は全閉で停止状態から開方向に作動を開始した状態、（ｃ）は弁の解放後の通常作動状態を示し、各図において（イ）は正面図、（ロ）は一部断面を示す側面図である。
【図７】本発明の電動式コントロールバルブの弁全閉ストッパ部分の作動を示す断面図であり、（ａ）は通常作動状態、（ｂ）はボールがボール受け板に当接した状態、（ｃ）は全閉ストッパとして作動している状態を示す。
【図８】本発明の弁全閉ストッパの他の実施例を示すストッパ部分の断面図である。
【図９】  本発明の弁全閉ストッパ部分の更に他の実施例を示す電動式コントロールバルブの弁開放状態の断面図である。
【図１０】同電動式コントロールバルブの弁全閉時の断面図である。
【図１１】本発明の電動式コントロールバルブの他の実施例を示す断面図である。
【図１２】本発明の電動式コントロールバルブの更に他の各種の実施例を示す要部の断面図であり、（ａ）乃至（ｆ）はそれぞれ別の実施例を示す。
【図１３】従来の電動式コントロールバルブの断面図である。
【符号の説明】
１  弁本体
４  弁座
６  ラジアル軸受
７  雄ねじロッド
９  ケース
１０  中間部材としての雌ねじ部材
１１  係止リング
１２  スリット
１３  ねじりコイルバネ
１４  ボールガイド
１５  下端係止部
１８  ロータ
２１  係止部
２２  ボール
２３  コイルスプリング
２７  ボール受板
２８  コイル
２９  上端突出部
３１  駆動雄ねじ
３２  駆動雌ねじ
３３  ロック解除雌ねじ
３４  弁体
３５  ロック解除雄ねじ
３７  嵌合孔
３８  ガイドロッド部
３９  上端係止部
４０  コイルバネ巻付部
【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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