JP2008178291A - Motor-operated valve - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電動弁に関し、特に、ステッピングモータ駆動型の電動弁におけるロータの原点位置設定等のためのステータの機械的な位置決め構造に関するものである。 The present invention relates to a motor-operated valve, and more particularly to a mechanical positioning structure of a stator for setting the origin position of a rotor in a stepping motor-driven motor-operated valve.
可変絞り弁や流量制御弁等として使用されるステッピングモータ駆動型の電動弁では、モータに与える駆動パルス信号によって所定の弁開度を得て所期の定量制御を行うために、弁閉(全閉)基準あるいは弁開(全開)基準で、ステータ部材の磁極歯に対してロータに設けられている多極永久磁石の磁極がロータ回転方向の所定位置に位置するように、ロータの原点位置を機械的に設定する必要があり、これに関連してステータ部材のケースに対する周方向の取付位置の特定位置への設定に併せて、ステータ部材のケースに対する軸線方向の取付位置を適正位置に位置決めしてステータ部材の取り付けを行う必要がある。 In a stepping motor drive type electric valve used as a variable throttle valve, a flow control valve, etc., the valve is closed (all The origin position of the rotor is set so that the magnetic pole of the multi-pole permanent magnet provided on the rotor is positioned at a predetermined position in the rotor rotation direction with respect to the magnetic pole teeth of the stator member on the basis of the (closed) reference or the valve open (full open) reference. In addition to setting the circumferential mounting position of the stator member relative to the case to a specific position, the axial mounting position of the stator member relative to the case is positioned at an appropriate position. It is necessary to attach the stator member.
このことに対して、ステータ部材をケースに対して決められた周方向の所定の取付位置に取り付けるための位置決め機構をステータ部材取付部に組み込むことが行われている(例えば、特許文献1、2、3)。
従来、ステッピングモータ駆動型の電磁弁においては、ケースに対してステータ部材を精度よく位置決めすることが、ステータコイルとロータとの位置関係、即ち、ロータの原点位置を規定する上で非常に重要である。 Conventionally, in a stepping motor driven solenoid valve, it is very important to accurately position a stator member with respect to a case in order to define the positional relationship between the stator coil and the rotor, that is, the origin position of the rotor. is there.
ケースに対するステータ部材の精度良い位置決めは、ケースの周方向だけに限らず、ケースの軸方向においても同様に重要であった。その理由は、ケースに対するステータ部材の位置にケースの軸方向へのずれがあると、ロータとステータとの間にケースの軸方向への位置ずれが生じてしまい、ステータで発生した磁力が効率よくロータに作用せず、ステッピングモータとしての発生トルクの低下を引き起こしたり、場合によっては不動作に至ることもあり得るからである。 Accurate positioning of the stator member with respect to the case is important not only in the circumferential direction of the case but also in the axial direction of the case. The reason is that if the position of the stator member relative to the case is shifted in the axial direction of the case, a positional shift in the axial direction of the case occurs between the rotor and the stator, and the magnetic force generated in the stator is efficiently This is because it does not act on the rotor and may cause a decrease in torque generated as a stepping motor, or may result in malfunction.
この発明は、上述の如き、ロータとステータコイルとの位置ずれが、ステッピングモータ駆動型の電磁弁における動作精度に影響を与えるという問題点を解消するためになされたもので、ステッピングモータ駆動型の電磁弁においてステータコイルとロータとの位置関係を精度よく規定することのできる電動弁を提供することを目的としている。 The present invention has been made in order to solve the problem that the positional deviation between the rotor and the stator coil as described above affects the operation accuracy of the electromagnetic valve of the stepping motor drive type. It is an object of the present invention to provide an electric valve capable of accurately defining the positional relationship between a stator coil and a rotor in an electromagnetic valve.
上述の目的を達成するために、この発明による電動弁は、非磁性体製のケース内にロータを回転可能に収容し、前記ケースの外側にステータ部材を配置されたステッピングモータの前記ロータの回転により弁体を開閉駆動する電動弁において、前記ケースは円筒状横断面のカップ形状をなし、前記ステータ部材は円形横断面の中央嵌合孔にて前記ケースの外周に嵌合し、前記ステータ部材の一端部に対をなして立ち上げ形成された横転L形横断面形状の係止溝部に軸線方向位置設定片の係止片部を係合させて前記ステータ部材の一端面に前記軸線方向位置設定片が着脱自在に位置決め固定され、前記ステータ部材の前記中央嵌合孔に前記ケースが挿入されて前記中央嵌合孔より軸線方向外方へ露呈した前記ケースの頂部に前記軸線方向位置設定片を当接するとともに、前記ケースの外周面の凹部に前記軸線方向位置設定片の突起部を嵌合して凹凸係合することにより、前記ステータ部材の前記ケースに対する周方向位置と軸線方向位置が設定される。 In order to achieve the above-described object, the motor-operated valve according to the present invention includes a rotor that is rotatably accommodated in a non-magnetic case, and a rotation of the rotor of the stepping motor in which a stator member is disposed outside the case. In the motor-operated valve that opens and closes the valve body, the case has a cup shape with a cylindrical cross section, and the stator member is fitted to the outer periphery of the case through a center fitting hole with a circular cross section. A locking piece portion of an axial position setting piece is engaged with a locking groove portion of a roll-over L-shaped cross-sectional shape that is formed to be paired with one end portion of the shaft, and the axial position is set on one end surface of the stator member. The setting piece is detachably positioned and fixed, and the axial position is set on the top of the case that is inserted in the central fitting hole of the stator member and exposed outwardly in the axial direction from the central fitting hole. The circumferential position and the axial position of the stator member with respect to the case are brought into contact with each other by engaging the protrusions of the axial position setting pieces with the concave portions on the outer peripheral surface of the case and engaging the concave and convex portions. Is set.
また、前記軸線方向位置設定片は鈎形のマウント片であり、前記鈎形のマウント片は、前記ステータ部材の前記中央嵌合孔に前記ケースが挿入されて前記中央嵌合孔より軸線方向外方へ露呈した前記ケースの頂部に前記マウント片が当接される。 Further, the axial position setting piece is a hook-shaped mount piece, and the hook-shaped mount piece is inserted in the center fitting hole of the stator member so that the case is inserted outside the center fitting hole. The mount piece is brought into contact with the top of the case exposed to the direction.
また、前記鈎形のマウント片は、前記係止片部として有する平板状の取付基板部が前記係止溝部としてのスライドガイド部間に横すべり式に差し込み装着され、ストッパ部の当接によって差し込み方向の係止を行われており、鈎形のマウント片をステータ部材に固定する構造を、簡便な固定構造にすることができる。 In addition, the saddle-shaped mount piece has a flat mounting board portion as the locking piece portion inserted and mounted in a sliding manner between the slide guide portions as the locking groove portion, and is inserted in the insertion direction by the contact of the stopper portion. The structure in which the hook-shaped mount piece is fixed to the stator member can be a simple fixing structure.
さらに、前記鈎形のマウント片は、前記取付基板部より折曲形成された起立片部と該起立片部の先端より径方向内方に延びる径方向片部とよりなるばね性をもった鉤形片部を有し、前記ケースの頂部に前記径方向片が当接されるとともに、前記起立片部に形成された前記突起部が前記ケースの外周面の前記凹部に嵌合して凹凸係合する。 Further, the saddle-shaped mount piece has a spring property comprising an upright piece portion formed by bending from the mounting substrate portion and a radial piece portion extending radially inward from the tip of the upright piece portion. And a projecting portion formed on the upright piece is fitted into the concave portion of the outer peripheral surface of the case so as to be uneven. Match.
さらにまた、前記鈎形のマウント片は、前記取付基板部が前記鉤形片部側を先端として前記係止溝部としてのスライドガイド部間に横すべり式に差し込まれて装着されたとき前記ステータ部材の一端面上に立上げ形成された挿入規制部に当接する当接部を有し、前記ケースの頂部に前記径方向片が当接され、かつ前記ケースの外周面の前記凹部に前記突起部が凹凸係合した状態で、前記挿入規制部に前記当接部が当接することにより、前記ステータ部材の前記ケースに対する径方向位置が設定される。 Furthermore, the hook-shaped mount piece is mounted on the stator member when the mounting substrate portion is mounted by being slidably inserted between slide guide portions as the locking groove portions with the hook-shaped piece portion side as a tip. An abutting portion that abuts on an insertion restriction portion formed upright on one end surface, the radial piece abutting on the top of the case, and the protruding portion in the concave portion of the outer peripheral surface of the case In a state where the concave and convex portions are engaged, the radial position of the stator member with respect to the case is set by the contact of the contact portion with the insertion restricting portion.
以上の説明から理解される如く、この発明による電動弁によれば、ステッピングモータ駆動型の電磁弁においてステータコイルとロータとの位置関係を精度よく規定して、ステッピングモータ駆動型の電磁弁における動作精度を高く維持することができる。 As can be understood from the above description, according to the motor operated valve of the present invention, the positional relationship between the stator coil and the rotor is precisely defined in the stepping motor driven solenoid valve, and the operation in the stepping motor driven solenoid valve is performed. High accuracy can be maintained.
特に、ステータ部材の一端部に対をなして立ち上げ形成された横転L形横断面形状の係止溝部に軸線方向位置設定片の係止片部を係合させてステータ部材の一端面に軸線方向位置設定片が着脱自在に位置決め固定され、ステータ部材の中央嵌合孔にケースが挿入されて中央嵌合孔より軸線方向外方へ露呈したケースの頂部に軸線方向位置設定片を当接するとともに、ケースの外周面の凹部に軸線方向位置設定片の突起部を嵌合して凹凸係合することにより、ステータ部材のケースに対する軸線方向位置が設定されるので、ステッピングモータ駆動型の電磁弁においてステータコイルとロータとの周方向位置と軸線方向位置の関係を精度よく規定することのできる電動弁を提供できる。 In particular, the locking piece portion of the axial position setting piece is engaged with the locking groove portion of the roll-over L-shaped cross-sectional shape that is formed to be paired with one end portion of the stator member, and the axial line is connected to one end surface of the stator member. The direction position setting piece is detachably positioned and fixed, the case is inserted into the center fitting hole of the stator member, and the axial position setting piece is brought into contact with the top portion of the case exposed outward in the axial direction from the center fitting hole. Since the axial position of the stator member relative to the case is set by fitting the protrusion of the axial position setting piece into the concave portion of the outer peripheral surface of the case and engaging the concave and convex portions, in the stepping motor driven solenoid valve It is possible to provide an electric valve that can accurately define the relationship between the circumferential position and the axial position of the stator coil and the rotor.
また、鈎形のマウント片によって、ステータ部材のケースに対する軸線方向の取付位置の位置決めを簡便に行うことができる。 Moreover, positioning of the attachment position of the axial direction with respect to the case of a stator member can be performed simply by a hook-shaped mount piece.
また、係止片部として有する平板状の取付基板部が係止溝部としてのスライドガイド部間に横すべり式に差し込み装着され、ストッパ部の当接によって差し込み方向の係止を行われており、鈎形のマウント片をステータ部材に固定する構造を、簡便な固定構造にすることができる。 In addition, a flat mounting board portion as a locking piece portion is inserted and mounted in a sliding manner between slide guide portions as locking groove portions, and locking in the insertion direction is performed by contact of the stopper portion. The structure for fixing the shaped mount piece to the stator member can be a simple fixing structure.
さらに、取付基板部より折曲形成された起立片部と該起立片部の先端より径方向内方に延びる径方向片部とよりなるばね性をもった鉤形片部を有する鈎形のマウント片は、ケースの頂部に径方向片が当接されるとともに、起立片部に形成された突起部がケースの外周面の凹部に嵌合して凹凸係合するので、ステータ部材のケースに対する周方向と軸線方向の取付位置の位置決めを簡便に行うことができる。 Furthermore, a hook-shaped mount having a hook-shaped piece portion having a spring property comprising a standing piece portion bent from the mounting substrate portion and a radial piece portion extending radially inward from the tip of the standing piece portion Since the radial piece is brought into contact with the top of the case and the protrusion formed on the standing piece fits into the concave portion of the outer peripheral surface of the case to engage the concave and convex portions, The mounting position in the direction and the axial direction can be easily determined.
さらにまた、ケースの頂部に径方向片が当接され、かつケースの外周面の凹部に突起部が凹凸係合した状態で、挿入規制部に当接部が当接することにより、ステータ部材のケースに対する径方向位置が設定される。 Furthermore, when the radial piece is brought into contact with the top of the case and the protrusion is engaged with the concave portion of the outer peripheral surface of the case, the contact portion comes into contact with the insertion restricting portion. A radial position with respect to is set.
以下に添付の図を参照してこの発明の実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1〜図7はこの発明による電動弁の一つの実施形態を示している。 1-7 has shown one Embodiment of the motor operated valve by this invention.
図1に示されているように、電動弁は弁ハウジング(本体)10を有している。弁ハウジング10は、ステンレス鋼板のプレス加工により製作されたプレス成形品であり、内部に弁室11を画定している。弁ハウジング10には、弁室11に直接連通する銅製の第1の管継手12と、弁ポート13を画定するステンレス鋼あるいは焼結金属製の弁座部材14と、弁ポート13を介して弁室11に連通する銅製の第2の管継手15とが、各々溶接、ろう付け等によって固定装着されている。
As shown in FIG. 1, the motor-operated valve has a valve housing (main body) 10. The
尚、この実施形態では、第1の管継手12が1次側となり、第2の管継手15が2次側となるように冷媒が流れる場合を例に取って説明するが、この実施形態の電動弁は、第2の管継手15が1次側となり、第1の管継手12が2次側となるように冷媒が流れる場合にも用いることのできる双方向型のものである。
In this embodiment, the case where the refrigerant flows so that the
弁室11には弁体16が設けられている。弁体16は、弁座部材14に対する軸線方向(上下方向)移動によって弁ポート13の開閉および実効開口面積を定量的に増減するニードル弁部17を有し、基部を円筒状の弁ホルダ18の一端部(下端)に溶接等によって固着されている。
A
弁室11内にはステンレス鋼板のプレス成形品による弁ガイド部材19が固定されている。弁ガイド部材19には弁ホルダ18の外径とほぼ同寸法の内径を有する円筒状ガイド部20が中央部に一体成形されており、円筒状ガイド部20に弁ホルダ18が軸線方向に摺動可能に嵌合している。
A
弁ホルダ18の他端部(上端)には端板部21があり、端板部21の中央部に貫通孔22が貫通形成されている。貫通孔22にはステッピングモータ40のロータ軸41の一端部(下端部)41Aが遊嵌合状態で貫通している。この先端部(下端部)41Aは弁ホルダ18内に位置しており、この先端部(下端部)41Aにはフランジ付きスリーブによる止金具24が固定されている。弁ホルダ18の端板部21と止金具24のフランジ部25との間にはフッ素樹脂等の高滑性樹脂製の平ワッシャ26が挟まれている。
An
この構造により、ロータ軸41は、低摩擦抵抗で弁ホルダ18に対して回転できる態様で、弁ホルダ18を持ち上げる(弁開方向移動)ことができる。
With this structure, the
弁ホルダ18の下端は弁体16によって閉じられており、弁ホルダ18内の弁体16側には半球状当接部27をもって弁体16の背面に当接する樹脂製のばね受け部材28が設けられている。弁ホルダ18内のばね受け部材28と止金具24のフランジ部25との間に圧縮コイルばね29が所定の予荷重を与えられた状態で装着されている。
The lower end of the
この構造により、ロータ軸41、止金具24、圧縮コイルばね29、ばね受け部材28は、弁体16と弁ホルダ18との連結体に対して低摩擦抵抗で回転できる。
With this structure, the
弁ハウジング10にはステンレス鋼板のプレス成形品による雌ねじホルダ30が固定されている。雌ねじホルダ30には雌ねじ部材31が固定されている。雌ねじ部材31は、固体潤滑材入りの焼結金属あるいはフッ素樹脂等の高潤滑性のフィラを充填されたPPS樹脂等の合成樹脂により構成され、中央部に雌ねじ孔32を貫通形成されている。
A
ロータ軸41には雄ねじ部33が一体形成されている。雄ねじ部33は雌ねじ孔32をねじ係合状態で貫通しており、ロータ軸41は自身の中心軸線周りに回転することにより、雄ねじ部33と雌ねじ孔32とのねじ係合によって回転しつつ軸線方向に移動する。
A
ロータ軸41はセレーション軸部42によってロータ43と固定連結されている。ロータ43は、フェライト焼結品、希土類の焼結磁石、或いはプラスチックマグネット等により構成されたN極S極交互の多極着磁の永久磁石をなしている。
The
弁ハウジング10の上端面部34にはステンレス鋼板のプレス成形品による円筒状横断面のカップ形状のケース(キャン)44が気密に固定されている。このケース44の気密固定は、ケース44の円環状開口縁部44Cを弁ハウジング10の平らな上端面部34に突き当て、TIG溶接あるいはレーザ溶接等によって全周を突合わせ溶接することにより行われている。この突合わせ溶接部は、図1では、符号35により示されている。
A cup-shaped case (can) 44 having a cylindrical cross section made of a press-formed product of a stainless steel plate is airtightly fixed to the upper
このような突合わせ溶接により、ケース44の内圧が弁ハウジング10とケース44との溶接面部を引き離す方向に作用することがなく、弁ハウジング10とケース44との接合部の耐圧強度が向上する。
By such butt welding, the internal pressure of the
ケース44は、内側にステッピングモータ40のロータ43を同心状態で回転可能に収容しており、外側に円環形状のステータ部材45が配置されている。
The
ステータ部材45は、円形横断面の中央嵌合孔45Aを有して円環形をなし、中央嵌合孔45Aにてケース44の外周に嵌合している。ステータ部材45は、上下2段にステータコイル(巻線)46を有し、全体を電気絶縁性樹脂47により液密モールドされ、内周部全体に複数個の磁極歯(図示省略)を等間隔に有している。ステータ部材45の外周面部の1部分にはステータコイル46のリード線取出用の電気接続コネクタ48(内部は図示省略)が設けられている。
The
ステータ部材45の上端面には、軸線方向位置設定片としての門形のマウント用ブリッジ片70が着脱自在に設けられている。マウント用ブリッジ片70は、先端に各々係止片部70Aを折曲形成された一対の脚片部70Bと、両脚片部70Bを繋ぐブリッジ片部70Cとにより門形をなすプレス成形品であり、ブリッジ片部70Cが中央嵌合孔45Aを径方向に跨いで延在している。
A gate-shaped mounting
ステータ部材45の上端面には、横転L形横断面形状の係止溝部49(図5参照)が対をなして立上げ形成されており、マウント用ブリッジ片70の係止片部70Aが各々マウント用ブリッジ片70自体のばね性によって係止溝部49に嵌め込み式に係合することにより、マウント用ブリッジ片70がステータ部材45の磁極歯の周方向位置に関連した所定位置に着脱自在に位置決め固定(係止)される。
On the upper end surface of the
なお、係止片部70Aの先端が平面視で、コの字形(凹形)をしており(図6(a)参照)、この部分が係止溝部49の両側を挟むように係合することにより、マウント用ブリッジ片70の図4で見て左右方向の取付位置が決まる。
Note that the front end of the
図示されているように、ケース44はステータ部材45の中央嵌合孔45Aに挿入され、ケース44の頂部44Aが中央嵌合孔45Aより軸線方向外方へ露呈しており、その頂部44Aにマウント用ブリッジ片70のブリッジ片部70Cが当接することにより、抜け落ち防止を兼ねてステータ部材45のケース44に対する軸線方向の取付位置が設定される。
As shown in the figure, the
これにより、ケース44と弁ハウジング10の外径が等しく、ケース44と弁ハウジング10との接続部に段差がないものでも、ステータ部材45のケース44に対する軸線方向の取付位置が適正位置に決まり、ステータ部材45がずれ落ちることがない。
Thereby, even if the outer diameters of the
マウント用ブリッジ片70のブリッジ片部70Cの中央部には、ステータ部材45の中心軸線周りに180度互いに回転変位した位置に各々係止用垂下片部71、72が対をなして折曲成形されている。係止用垂下片部71、72の各々の先端近傍には、ステータ用位置決め形状部として、半球状突起部73、74が各々プレス成形されている。
In the central portion of the
ケース44の外周面部44Dにはディンプル51が複数個プレス成形されている。ディンプル51は、ケース外周面側の凹部51Aにてマウント用ブリッジ片70の半球状突起部73あるいは74が嵌合(凹凸係合)するステータ用位置決め形状部をなし、ケース内周面側の凸部51Bにて後述するガイド支持体用位置決め形状部をなしている。
A plurality of
ディンプル51は、図4に示されているように、ケース44の中心軸線周りにステータ励磁パターンの1周期分に相当するロータ回転角度の2倍の回転角度θだけ互いに回転変位した位置に各々設けられている。
As shown in FIG. 4, the
ステータ部材45の励磁が1−2相励磁であると、ステータ励磁パターンの1周期に相当するロータ回転角度は8パルス分の回転角度に相当し、ステータ部材45の磁極数が20であると、1回転80パルスで、80/8パルスで、10個の相合せ位置が存在し、ステータ励磁パターンの1周期に相当するロータ回転角度は、360度/10で、36度になり、回転角度θは72度となり、ディンプル51はケース44の中心軸線周り等間隔に5個設けられる。
When the excitation of the
半球状突起部73あるいは74が5個のディンプル51より選択された1つのディンプル51の凹部51Aに嵌合することにより、ステータ部材45のケース44に対する周方向の取付位置が設定される。
When the
対をなす係止用垂下片部71、72の自由状態における半球状突起部73、74の相互離間距離L(図6参照)はケース4の外径D(図2参照)より小さく、係止用垂下片部71、72が押し広げられてケース44の外周面部44Dに係合することにより、係止用垂下片部71、72の弾性変形により得られるばね性によって半球状突起部73、74がケース44の外周面に押し付けられる。
The distance L (see FIG. 6) between the
この押し付けによって、マウント用ブリッジ片70の半球状突起部73あるいは74が、ケース44のディンプル51に、がた付きを有することなく、がっちりと、凹凸係合する。
By this pressing, the
ケース44内にはガイド支持体52が固定されている。ガイド支持体52は、図7〜図9に示されているように、円筒部(軸状部)53と、円筒部53の上端側に形成された傘状部54とを有し、全体をプレス加工により一体成形されている。傘状部54はケース44の頂部内側44Bと同形状に成形され、傘状部54には、ガイド支持体用位置決め形状部として5個のディンプル51の各々の凸部51Bと係合する5個の切欠き係合部55をプレス成形されている。
A
ガイド支持体52は、傘状部54がケース44の頂部内側44Bに整合係合し、切欠き係合部55がディンプル51の凸部51Bに係合することにより、ケース44に対する周方向の取付位置を設定された状態でケース44内に固定されている。
The
円筒部53はロータ43と同心状態でケース44の頂部中央より軸線方向に垂下延在している。円筒部53の根元部(傘状部54との接続部)の所定の周方向位置にはキー状の弁開ストッパ突起部56が軸線方向に所定長さに亘ってプレス成形されている。また、円筒部53の先端部(下端部)には、切欠き係合部55と所定の周方向位置関係をもった位置に位置決め孔57がルーバ成形型によりプレス成形されている。位置決め孔57の奥部にはルーバ成形による切起こし片(切残し片)58が存在する(図1参照)。
The
円筒部53には、円筒部53の外周を取り巻くように、ばね性を有する線材によりコイルばね状に形成された螺旋ガイド線体60が設けられている。螺旋ガイド線体60は、下端部に軸線方向に延長されたストッパ線体部(弁閉ストッパ部)61と、ストッパ線体部61の先端を径方向内方に折曲形成された係合端62とを一体に有している。
The
螺旋ガイド線体60は上端側にて弁開ストッパ突起部56の端面56Aに当接し、係合端62が位置決め孔57に挿入嵌合し、係合端62の先端が螺旋ガイド線体60の径方向弾性力によって切起こし片58に突当っている。これにより、螺旋ガイド線体60は、軸線方向のばね荷重によって弁開ストッパ突起部56の端面56Aと位置決め孔57との間に挟まれ、がたつきを有することなく軸線方向の取付位置を決められている。
The
また、螺旋ガイド線体60の係合端62が位置決め孔57に挿入嵌合し、係合端62の先端が螺旋ガイド線体60の径方向弾性力によって切起こし片58に突き合っていることにより、ストッパ線体部61の径方向位置が決まると共に、ストッパ線体部61が位置決め孔57の配置位置により決まる位置に円筒部53に位置決め係止される。
Further, the
螺旋ガイド線体60には可動ストッパ部材63が回転可能に係合している。可動ストッパ部材63は、1巻コイルばね状に形状され、一端に径方向外方に延びたストッパ線体部64を有している。ロータ43には永久磁石の磁極位置に基づいた所定の周方向位置に可動ストッパ部材63を蹴り回すためのピン状突起部43Aが一体成形されている。
A
可動ストッパ部材63は、ストッパ線体部64にてロータ43のピン状突起部43Aと当接し、ロータ43の回転によって蹴り回されることにより、回転しつつ螺旋ガイド線体60に案内されて螺旋運動して螺旋ガイド線体60の軸線方向に移動し、ストッパ線体部64が螺旋ガイド線体60のストッパ線体部61に突き当ることにより、それ以上の左回転を止められ、弁閉基準で、ロータ43の原点位置を機械的に設定する。また、ストッパ線体部64が弁開ストッパ突起部56に当接することにより、それ以上の右回転を止められ、弁開(全開)位置を機械的に決める。
The
円筒部53はロータ軸受ガイドを兼ねており、円筒部53内には軸受部材65が軸線方向に移動可能に嵌合している。軸受部材65は、金属あるいは合成樹脂による潤滑材入り素材あるいは表面処理を施された部品により構成され、ロータ軸41の上方への延長軸部41Bの半球状先端部41Cを受け入れている。また、円筒部53内には、ケース44の頂部と軸受部材65の背面部との間に、圧縮コイルばね66が所定の予荷重を与えられた状態で設けられている。
The
上述の構成による電動弁は、ステータ部材45に駆動パルス信号が与えられることにより、パルス数に応じてロータ43が回転し、これに伴いロータ軸41と同軸の雄ねじ部33が回転し、固定配置の雌ネジ部材31とのねじ係合関係によってロータ軸41が軸線方向に移動し、弁体16が開閉移動する。
In the motor-operated valve having the above-described configuration, when the drive pulse signal is given to the
ロータ43の回転によって可動ストッパ部材63が蹴り回され、上述したように、可動ストッパ部材63のストッパ線体部64が螺旋ガイド線体60のストッパ線体部61に突き当ることにより、それ以上の左回転を止められ、弁閉基準で、ロータ43の原点位置を機械的に設定される。
The
半球状突起部73或いは74の何れか一方が、5個のディンプル51より選択された1つのディンプル51の凹部51Aとの相互係合することにより、ステータ励磁パターンの1周期分に相当するロータ回転角度毎にケース44に対するステータ部材45の周方向取付位置を選択設定できる。この場合、5個のディンプル51に対して36度間隔の10箇所の取付位置を選択でき、ステータコイルのリード線の取り出し方向(電気接続コネクタ48の周方向位置)を、ケース44の全周周りに36度分割の10箇所より選ぶことができる。
One of the
また、ケース44に対するステータ部材45の周方向の取付位置、ならびにケース44に対するガイド支持体52の周方向の取付位置が、各々、半球状突起部73或いは74と選択された1つのディンプル51の凹部51Aとの相互係合、切欠き係合部55とディンプル51の凸部51Bとの相互係合により、ばらつき誤差を含むことなく確実且つ簡単に決まり、ついては、ストッパ線体部61とステータ部材45の磁極歯との周方向の相対位置がばらつき誤差を含むことなく高精度に設定される。
Further, the circumferential mounting position of the
また、ディンプル51は、上述したように、ケース外周面側にてステータ部材用の位置決め形状部をなし、ケース内周面側にてガイド支持体用の位置決め形状部をなしているから、ステータ部材用の位置決め形状部とガイド支持体用の位置決め形状部との相対位置が自ずと画一的に決まり、ばらつき誤差が生じることがなく、これらのことによっても、ロータ43の原点位置がばらつき成分を含むことなく高精度に設定され、高精度に定量的な流量制御が行われ得るようになる。
Further, as described above, the
上述の実施形態では、ステータ部材側の位置決め形状部である半球状突起部73、74を180度互いに回転変位した位置に各々設け、ケース側の位置決め形状部であるディンプル51を72度間隔で5個設けたが、この組み合わせは逆にすることもできる。
In the above-described embodiment, the
すなわち、図10に示されているように、ステータ部材側の位置決め形状部である半球状突起部75をステータ励磁パターンの1周期分に相当するロータ回転角度の2倍の回転角度(72度)互いに回転変位した位置に各々設け(合計5個)、ケース側の位置決め形状部であるディンプル51を180度互いに回転変位した位置に各々設ける(合計2個)こともできる。
That is, as shown in FIG. 10, the
上述したように、ステータ部材磁極数が20で、1−2相励磁であるとあると、全周(360度)をステータ励磁パターンの1周期に相当するロータ回転角度36度で割った数は10となり、その整数の約数は(5、2)で、ステータ部材側の位置決め形状部である半球状突起部の個数が2であると、ケース側の位置決め形状部であるディンプルの個数は5となり、ステータ部材側の位置決め形状部である半球状突起部の個数が5であると、ケース側の位置決め形状部であるディンプルの個数は2となり、2通りの組み合わせがある。 As described above, if the number of magnetic poles of the stator member is 20 and the phase is 1-2 phase excitation, the number obtained by dividing the entire circumference (360 degrees) by the rotor rotation angle of 36 degrees corresponding to one cycle of the stator excitation pattern is The integer divisor is (5, 2), and when the number of hemispherical protrusions that are positioning shape portions on the stator member side is 2, the number of dimples that are positioning shape portions on the case side is 5 Thus, if the number of hemispherical protrusions that are positioning shape portions on the stator member side is 5, the number of dimples that are positioning shape portions on the case side is 2, and there are two combinations.
この発明による電動弁は、ステータ励磁方式が2相励磁のものにも適用でき、またステータ部材の磁極数も20に限られることはない。たとえは、ステータ部材磁極数が24で、1−2相励磁であると、1回転96パルスで、96/8パルスで、12個の相合せ位置が存在する。 The motor-operated valve according to the present invention can be applied to a case where the stator excitation method is two-phase excitation, and the number of magnetic poles of the stator member is not limited to 20. For example, if the number of magnetic poles of the stator member is 24 and 1-2 phase excitation is used, there are 12 phase alignment positions with 96 pulses per rotation and 96/8 pulses.
この場合のステータ励磁パターンの1周期に相当するロータ回転角度は、360度/12で、30度になり、全周(360度)をステータ励磁パターンの1周期に相当するロータ回転角度30度で割った数は12となり、その整数の約数は(6、4、3、2)で、ステータ部材側の位置決め形状部である半球状突起部の個数が2であると、ケース側の位置決め形状部であるディンプルの個数は6となり、ステータ部材側の位置決め形状部である半球状突起部の個数が2であると、ケース側の位置決め形状部であるディンプルの個数は6となり、ステータ部材側の位置決め形状部である半球状突起部の個数が3であると、ケース側の位置決め形状部であるディンプルの個数は4となり、ステータ部材側の位置決め形状部である半球状突起部の個数が4であると、ケース側の位置決め形状部であるディンプルの個数は3となり、ステータ部材側の位置決め形状部である半球状突起部の個数が6であると、ケース側の位置決め形状部であるディンプルの個数は2となり、4通りの組み合わせがある。 In this case, the rotor rotation angle corresponding to one cycle of the stator excitation pattern is 360 degrees / 12, which is 30 degrees, and the entire circumference (360 degrees) is the rotor rotation angle of 30 degrees corresponding to one cycle of the stator excitation pattern. The divided number is 12, and the integer divisor is (6, 4, 3, 2). If the number of hemispherical protrusions that are positioning shape portions on the stator member side is 2, the positioning shape on the case side If the number of dimples as the portion is 6, and the number of hemispherical protrusions as the positioning shape portion on the stator member side is 2, the number of dimples as the positioning shape portion on the case side is 6, so that the number on the stator member side If the number of hemispherical protrusions that are positioning shape parts is 3, the number of dimples that are positioning shape parts on the case side is 4, and the number of hemispherical protrusion parts that are positioning shape parts on the stator member side Is 4, the number of dimples which are positioning shape portions on the case side is 3, and when the number of hemispherical protrusions which are positioning shape portions on the stator member side is 6, the positioning shape portions on the case side The number of dimples is 2, and there are four combinations.
図11〜図13は各々マウント用ブリッジ片70の他の実施形態を示されている。なお、図11〜図13において、図6に対応する部分は、図6に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
11 to 13 show other embodiments of the mounting
図11に示されている実施形態では、半球状突起部73、74がマウント用ブリッジ片70の両脚片部70Bに対向して設けられている。この実施形態では、門形のマウント用ブリッジ片70全体のばね性によって両脚片部70Bの半球状突起部73あるいは74がケース44側のディンプル51に係合する。
In the embodiment shown in FIG. 11,
図12、図13に示されている実施形態では、マウント用ブリッジ片70の両脚片部70BにC形乃至コの字形のスリット70Dが開口形成され、両脚片部70Bにスリット70Dに囲まれたばね片部70Eが形成されている。このばね片部70Eの各々に半球状突起部73、74が形成されている。この実施形態では、ばね片部70Eの弾性変形により得られるばね性によって、ばね片部70Eがケース44の外周面に押し付けられ、この押し付けによってばね片部70Eの半球状突起部73あるいは74がケース44側のディンプル51に係合する。
In the embodiment shown in FIGS. 12 and 13, a C-shaped or
これらの実施形態でも、上述の実施形態と同様に、ケース44の頂部44Aにマウント用ブリッジ片70のブリッジ片部70Cが当接することにより、抜け落ち防止を兼ねてステータ部材45のケース44に対する軸線方向の取付位置が設定され、半球状突起部73あるいは74がディンプル51の凹部51Aに嵌合することにより、ステータ部材45のケース44に対する周方向の取付位置が設定される。
Also in these embodiments, as in the above-described embodiment, the
図14、図15はこの発明による電動弁の他の実施形態を示している。なお、図14、図15においても、図1〜図4に対応する部分は、図1〜図4に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。 14 and 15 show another embodiment of the motor-operated valve according to the present invention. 14 and 15, portions corresponding to those in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 4, and description thereof is omitted.
この実施形態では、ステータ部材45の上端面に、軸線方向位置設定片としての鈎形のマウント片80が設けられている。マウント片80は、プレス成形品であり、図16に示されているように、係止片部としてのC形平板状の取付基板部80Aより折曲形成された起立片部80Bと起立片部80Bの先端より径方向内方に延びる径方向片部80Cとによるばね性を有する鈎形片部80Dを有しており、起立片部80Bに半球状突起部81が形成されている。
In this embodiment, a hook-shaped
取付基板部80Aには、一つの係合凹部80Eと、両脚部外側縁に形成された一対の切起しストッパ片部80Fと、両脚部内側縁に起立形成された一対の押当片部80Gとを有している。ステータ部材45の上端面には一対の横転L形横断面形状のスライドガイド部82が係止溝部として立上げ形成されており、マウント片80は、ステータ部材45の上端面に沿ってた図14の矢印S方向のスライドによって、一対のスライドガイド部82間に横すべり式に差し込まれる。
The mounting
両側の切起しストッパ片部80Fが各々スライドガイド部82を逆止的に通過してスライドガイド部82の端部82Aを越える位置まで差し込みが行われると、差し込み先端側の係合凹部80Eがステータ部材45の上端面に立上げ形成されている挿入規制部としての横転L形横断面形状部83に当接、係合する。
When the cut-and-raised
これにより、マウント片80は、ステータ部材45に対し、一対のスライドガイド部82と横転L形横断面形状部83の3箇所の係合によって軸線方向(上下方向)に係止され、一対の切起しストッパ片部80Fが各々スライドガイド部82の端部82Aに当たり、当接部としての係合凹部80Eが横転L形横断面形状部83に当たることにより、径方向(左右方向)の係止が行われる。なお、これら係止部の公差により生じる左右方向の多少のがたつきは許される。
As a result, the
マウント片組み付け後に、ステータ部材45の中央嵌合孔45Aに、下側からケース44が差し込まれる。このケース44の差し込みは、ケース44の頂部44Aがマウント片80の径方向片部80Cに当接するまで行われる。これにより、抜け落ち防止を兼ねてステータ部材45のケース44に対する軸線方向の取付位置が設定される。この差し込みが完了すると、マウント片80一対の押当片部80Gが各々ケース44の外周面部44Dに当接する。
After mounting the mount piece, the
この状態では、押当片部80Gと起立片部80Bとが、鈎形片部80Dの弾性変形を伴ってケース44を径方向両側より挟み、鈎形片部80Dの弾性変形により得られるばね性によって起立片部80Bがケース44の外周面に押し付けられる。また、その反力によって係合凹部80Eが横転L形横断面形状部83に押し付けられ、左右方向のがた付きが消滅する。
In this state, the
この押し付けによって、起立片部80Bの半球状突起部81がケース44のディンプル51に、がた付きを有することなく、がっちりと、凹凸係合する。これにより、ステータ部材45のケース44に対する周方向の取付位置が設定され、これに伴い、前述の実施形態と同様に、ロータ43の原点位置がばらつき成分を含むことなく高精度に設定される。
By this pressing, the
図17、図18は鈎形のマウント片80の他の実施形態を示している。なお、図17、図18において、図14〜図16に対応する部分は、図14〜図16に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
17 and 18 show another embodiment of the hook-shaped
この実施形態では、押当片部80Gが省略され、取付基板部80Aの両脚部外縁側に鉤形の一対の係止爪形状部80Jを有している。
In this embodiment, the
この実施形態でも、マウント片80は、ケース44の上端面に沿ってた図17の矢印S方向のスライドによって、一対のスライドガイド部82間に横すべり式に差し込まれる。
Also in this embodiment, the
両側の切起しストッパ片部80Fが各々スライドガイド部82を逆止的に通過し、スライドガイド部82の一方の端部82Aを越える位置まで差し込みが行われると、当接部としての一対の係止爪形状部80Jが各々スライドガイド部82の挿入規制部としての他方の端部82Bに当接し、また、差し込み先端側の係合凹部80Eがステータ部材45の上端面に立上げ形成されている横転L形横断面形状部83に係合する。
When the cut-and-raised
これにより、マウント片80は、ステータ部材45に対し、一対のスライドガイド部82と横転L形横断面形状部83の3箇所の係合によって軸線方向(上下方向)に係止され、一対の切起しストッパ片部80Fが各々スライドガイド部82の端部82Aに当たり、一対の係止爪形状部80Jが各々スライドガイド部82の端部82Bに当たることにより、径方向(左右方向)の係止が行われる。なお、この場合も、これら係止部の公差により生じる左右方向(差し込み方向)の多少のがたつきは許される。
As a result, the
マウント片組み付け後に、ステータ部材45の中央嵌合孔45Aに、下側からケース44が差し込まれる。このケース44の差し込みは、ケース44の頂部44Aがマウント片80の径方向片部80Cに当接するまで行われる。これにより、抜け落ち防止を兼ねてステータ部材45のケース44に対する軸線方向の取付位置が設定される。
After mounting the mount piece, the
この状態では、鈎形片部80Dが弾性変形し、鈎形片部80Dの弾性変形により得られるばね性によって起立片部80Bがケース44の外周面に押し付けられる。また、その反力によって係止爪形状部80Jがスライドガイド部82の端部82Bに押し付けられ、左右方向のがた付きが消滅する。
In this state, the hook-shaped
これにより、起立片部80Bの半球状突起部81がケース44のディンプル51に、がた付きを有することなく、がっちりと、凹凸係合し、ステータ部材45のケース44に対する周方向の取付位置が設定され、これに伴い、前述の実施形態と同様に、ロータ43の原点位置がばらつき成分を含むことなく高精度に設定される。
As a result, the
図19は鈎形のマウント片80もう一つの実施形態を示している。この実施形態では、マウント片80の取付基板部80Aが円環状をなし、係合凹部80Eの反対側にもう一つの係合凹部80Hを形成されている。係合凹部80Hはステータ部材45の上端面に形成されたもう一つのストッパ突起部84(図14、図15参照)に当接、係合する。
FIG. 19 shows another embodiment of a saddle-shaped
このマウント片80は、ストッパ突起部84を乗り越えてステータ部材45の上端面に沿ってた図14の矢印S方向のスライドによって、一対のスライドガイド部82間に横すべり式に差し込まれ、図14、図15に示されている実施形態のものと同様に、ステータ部材45に取付けられる。
The
したがって、この実施形態でも、上述の実施形態と同様に、ケース44の頂部44Aにマウント片80の径方向片部80Cが当接することにより、抜け落ち防止を兼ねてステータ部材45のケース44に対する軸線方向の取付位置が設定され、半球状突起部81がディンプル51に嵌合することにより、ステータ部材45のケース44に対する周方向の取付位置が設定される。
Therefore, also in this embodiment, the axial direction of the
10 弁ハウジング
14 弁座部材
16 弁体
18 弁ホルダ
19 弁ガイド部材
31 雌ねじ部材
33 雄ねじ部
40 ステッピングモータ
41 ロータ軸
43 ロータ
44 ケース
45 ステータ部材
49 係止溝部
51 ディンプル
52 ガイド支持体
53 円筒部
57 位置決め孔
60 螺旋ガイド線体
61 ストッパ線体部
63 可動ストッパ部材
65 軸受部材
70 マウント用ブリッジ片(軸線方向位置設定片)
70A 係止片部
73、74、75 半球状突起部(突起部)
80 マウント片(軸線方向位置設定片)
80A 取付基板部(係止片部)
80B 起立片部
80C 径方向片部
80E 係合凹部(当接部)
80F ストッパ片部(ストッパ部)
80J 係止爪形状部(当接部)
81 半球状突起部(突起部)
82 スライドガイド部(係止溝部)
83 横転L形横断面形状部(挿入規制部)
DESCRIPTION OF
80 Mounting piece (Axis direction position setting piece)
80A Mounting board (locking piece)
80B
80F Stopper piece (stopper)
80J Locking claw shape part (contact part)
81 Hemispherical protrusion (protrusion)
82 Slide guide (locking groove)
83 Roll-over L-shaped cross section (insertion restriction)
Claims (5)
前記ケースは円筒状横断面のカップ形状をなし、前記ステータ部材は円形横断面の中央嵌合孔にて前記ケースの外周に嵌合し、
前記ステータ部材の一端部に対をなして立ち上げ形成された横転L形横断面形状の係止溝部に軸線方向位置設定片の係止片部を係合させて前記ステータ部材の一端面に前記軸線方向位置設定片が着脱自在に位置決め固定され、
前記ステータ部材の前記中央嵌合孔に前記ケースが挿入されて前記中央嵌合孔より軸線方向外方へ露呈した前記ケースの頂部に前記軸線方向位置設定片を当接するとともに、前記ケースの外周面の凹部に前記軸線方向位置設定片の突起部を嵌合して凹凸係合することにより、前記ステータ部材の前記ケースに対する径方向位置と軸線方向位置が設定されることを特徴とする電動弁。 In the electrically operated valve that opens and closes the valve body by rotation of the rotor of a stepping motor in which a rotor is rotatably accommodated in a non-magnetic case and a stator member is disposed outside the case.
The case has a cup shape with a cylindrical cross section, and the stator member is fitted to the outer periphery of the case at a center fitting hole with a circular cross section,
A locking piece portion of an axial position setting piece is engaged with a locking groove portion of a roll-over L-shaped cross section formed in a pair with one end portion of the stator member, and the one end surface of the stator member is engaged with the locking member. The axial position setting piece is detachably positioned and fixed,
The case is inserted into the center fitting hole of the stator member and the axial position setting piece is brought into contact with the top portion of the case exposed to the outside in the axial direction from the center fitting hole, and the outer peripheral surface of the case A radial valve position and an axial position of the stator member with respect to the case are set by fitting a projection of the axial position setting piece into the concave portion and engaging with the concave and convex portions.
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