(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁室及び弁座を有する弁本体と、前記弁室内に挿入される弁体と、該弁体を操作する弁棒と、減速装置の出力軸に連結されるねじ棒と、該ねじ棒の直線運動を前記弁棒に伝達するボールと、前記減速装置の入力軸に連結されるロータと、該ロータを駆動するコイル部材とを備えてなる電動弁において、
前記コイル部材が外嵌されるとともに前記ロータを収容する円筒状のキャンと、該キャンと協働して密閉空間を区画し該空間内に前記減速装置を収容するハウジングとを備え、前記減速装置は、前記ロータの出力軸に連結されるサンギヤと、前記空間内で固定的に配置される第１リングギヤと、前記サンギヤ及び前記第１リングギヤの双方に噛み合う複数個のプラネタリギヤと、前記第１リングギヤと同軸で異なる歯数の内歯を有し、かつ前記プラネタリギヤに噛み合って前記ハウジング内の定位置で回転自在に支持される第２リングギヤとからなる遊星歯車機構で構成され、前記第２リングギヤに前記ねじ棒の駆動用ドライバーを設けてあることを特徴とする遊星歯車式電動弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯車減速装置を備えた電動弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステッピングモータを備えた電動弁は、下記の特許文献に開示されている。
また、モータの出力を遊星歯車を用いた減速装置を用いて分解能を向上させる電動弁は、本出願によって、特願２００４−５１６９３号として提案されている。
【特許文献１】特開２０００−３５６２７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、遊星歯車機構を用いた減速装置を備えた電動弁において、ロータ部と減速装置の密閉性を向上して、湿気等の浸入を防止した電動弁を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、本発明の遊星歯車式電動弁は、弁室及び弁座を有する弁本体と、前記弁室内に挿入される弁体と、該弁体を操作する弁棒と、減速装置の出力軸に連結されるねじ棒と、該ねじ棒の直線運動を弁棒に伝達するボールと、前記減速装置の入力軸に連結されるロータと、該ロータを駆動するコイル部材を備えてなる電動弁であることを前提とするものである。
【０００５】
そして、本発明の遊星歯車式電動弁は、さらに加えて前記コイル部材が外嵌されるとともに前記ロータを収容する円筒状のキャンと、該キャンと協働して密閉空間を区画し該空間内に前記減速装置を収容するハウジングとを備え、前記減速装置は、前記ロータの出力軸に連結されるサンギヤと、前記空間内で固定的に配置される第１リングギヤと、前記サンギヤ及び前記第１リングギヤの双方に噛み合う複数個のプラネタリギヤと、前記第１リングギヤと同軸で異なる歯数の内歯を有し、かつ前記プラネタリギヤに噛み合って前記ハウジング内の定位置で回転自在に支持される第２リングギヤとからなる遊星歯車機構で構成され、前記第２リングギヤに前記ねじ棒の駆動用ドライバーを設けてあることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の電動弁は以上のように高い減速比を有する遊星歯車減速装置とロータをキャンとハウジング内に密閉状態で収容するので、厳しい環境であっても確実な冷媒の流量制御が達成できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、本発明の電動弁の構成を示す説明図である。
全体を符号１で示す電動弁は、弁座１２と弁室１４を有する弁本体１０を備える。弁室１４内には弁体３０が挿入され、弁座１２に対して離接する。弁室１４に連通する２本の配管２０、２２が弁本体１０にとりつけられる。
弁体３０には、弁棒３２が連結される。弁棒３２は、弁本体１０の冷媒が流入する空間１６との間をベローズ４０によりシールされる。
弁本体に螺合される案内部材５０は、溶接手段Ｗ１により弁本体１０に固着される。
【０００８】
案内部材５０は内ねじ部を有し、この内ねじ部にねじ棒６０が螺合される。ねじ棒６０は後述する減速装置のドライバー３００による回転運動をねじ棒６０の上下直線運動に変換し、ボール３６、受け部材３４を介して弁棒３２を上下動させる。案内部材５０の上部には、ハウジング７０が嵌合され、溶接手段Ｗ２により固着される。ハウジング７０には、プレート部材８０が固着され、このプレート部材８０の下面側に第１リングギヤ２５０が固着される。
【０００９】
プレート部材８０の上部には、キャンと称する非磁性の金属材でつくられる円筒形状の部材９０がとりつけられる。キャン９０の外側にはステッピングモータのステータを構成するコイル部材１００が嵌装される。コイル部材１００に対しては、リード線１０２を介して給電される。
【００１０】
キャン９０の内側には、磁性材料でつくられたロータ１１０が配設される。ロータ１１０は、キャン９０の中心部に固定されたシャフト１２０により回転自在に支持される。ロータ１１０はシャフト１２０にとりつけたスプリング１２２により、常時下向きに付勢される。
ロータ１１０の出力は減速装置２００に入力され、減速装置２００の出力はドライバ３００を介してねじ棒６０に伝達される。
【００１１】
図２乃至図５は、電動弁に組込まれる減速装置の説明図である。
減速装置２００は、遊星歯車機構を利用するもので、この遊星歯車機構は、ロータの出力軸２１０に連結されるサンギヤ２２０と、プレート部材８０の下面側におけるハウジング７０の内部に固定される第１リングギヤ２５０と、サンギヤ２２０及び第１リングギヤ２５０の双方に噛み合うプラネタリギヤ２３０とを有する。本実施例装置にあっては、３個のプラネタリギヤ２３０が装備され、キャリア２４０により支持されている。
【００１２】
図４に示すように、キャリア２４０は、３本の支柱２４４を有し、プレート２４２により３つのプラネタリギヤ２３０の軸２３２を支持するとともに、プレート２４２はビス等で支柱２４４に固定される。
一般の遊星歯車減速装置にあっては、キャリアの回転が出力されるが、本装置にあっては、プラネタリギヤ２３０に噛み合う内歯を有する第２リングギヤ２６０が回転出力部材として使用される。
この第２リングギヤ２６０は第１リングギヤ２５０と異なる数の内歯を有し、ハウジング７０内部の定位置で回転自在に支持される。
第２リングギヤ２６０は、ねじ棒駆動用のドライバー３００を備える。
【００１３】
この減速装置にあって、第２リングギヤ２６０の歯数が第１リングギヤ２５０の歯数より多いとき、ロータの出力軸に連結されるサンギヤ２２０に時計廻り（ＣＷ）の回転が入力されると、プラネタリギヤ２３０は反時計廻り（ＣＣＷ）に回転する。キャリア２４０は減速されて時計廻り（ＣＷ）に回転する。第２リングギヤ２６０は、時計廻り（ＣＷ）に回転する。
逆に第２リングギヤ２６０の歯数が第１リングギヤ２５０の歯数より少ないとき、サンギヤ２２０に時計廻り（ＣＷ）の回転が入力されると、第２リングギヤ２６０は反時計廻り（ＣＣＷ）に回転する。
この第２リングギヤ２６０を用いた遊星歯車減速装置にあっては、サンギヤ２２０、プラネタリギヤ２３０、第１リングギヤ２５０、第２リングギヤ２６０の歯数をそれぞれＺａ，Ｚｂ，Ｚｃ，Ｚｆとしたとき、第２リングギヤ２６０の出力ギヤ比は次式で表される。
［（Ｚａ×Ｚｆ）−（Ｚａ×Ｚｃ）］／［Ｚｆ×（Ｚａ＋Ｚｃ）］
ただし、  Ｚｆ≠Ｚｃ
因みに、Ｚａ＝１２、Ｚｂ＝１８、Ｚｃ＝４８、Ｚｆ＝５４としたとき、第２リングギヤ２６０の出力ギヤ比は、１／４５の大きな減速比となる。
そこで、ロータ１１０の回転は大きな減速比でねじ棒６０に伝達されるので、微小な範囲で弁開度を制御することが可能となる。
【００１４】
ロータ１１０とロータ１１０に連結される減速装置２００は、ハウジング７０とキャン９０内に封入されるので、外気の浸入を完全に防ぐことができる。
そこで、内部の結露等の発生もなく、厳しい環境下でも確実な流量制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の電動弁の構成を示す説明図。
【図２】本発明の電動弁に装備される減速装置の説明図。
【図３】減速装置の構成部品を示す説明図。
【図４】減速装置の構成部品を示す説明図。
【図５】減速装置の構成部品を示す説明図。
【符号の説明】
【００１６】
１  電動弁
１０  弁本体
１２  弁座
１４  弁室
３０  弁体
３２  弁棒
４０  ベローズ
５０  案内部材
６０  ねじ棒
７０  ハウジング
８０  プレート部材
９０  キャン
１００  コイル部材
１１０  ロータ
２００  減速装置
２２０  サンギヤ
２３０  プラネタリギヤ
２４０  キャリア
２５０  第１リングギヤ
２６０ 第２リングギヤ
【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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