JP6823222B1

JP6823222B1 - 電動弁

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Publication number: JP6823222B1
Application number: JP2020138267A
Authority: JP
Inventors: 林　久雄; 久雄林; 藤本　聡; 聡藤本
Original assignee: Pacific Industrial Co Ltd
Current assignee: Pacific Industrial Co Ltd
Priority date: 2020-08-18
Filing date: 2020-08-18
Publication date: 2021-01-27
Anticipated expiration: 2040-08-18
Also published as: WO2022038824A1; JP2022034470A; CN114391076B; CN114391076A; EP4008941A1; EP4008941A4

Abstract

【課題】従来よりも製造コストを抑えられる電動弁の提供。【解決手段】電動弁１０は、モータのロータ３０を収容するロータ収容部屋１３と、弁体７２を収容しかつ弁口と連通する弁体収容部屋１４とを有する金属製のボディ１２の内部にロータ収容部屋１３と弁体収容部屋１４を仕切る樹脂製のインナーパーツ６０を備え、インナーパーツ６０を貫通する貫通孔６０Ｈをロータ３０と共に回転するシャフト７０が貫通して、シャフト７０の先端部に弁体７２が配置され、貫通孔６０Ｈとシャフト７０に形成された螺子部同士の螺合によりロータ３０の回転が弁体７２の直線移動に変換される。インナーパーツ６０は、ボディ１２の内部のうちロータ収容部屋１３と弁体収容部屋１４の間の被圧入部４１に圧入されて固定され、インナーパーツ６０の外面にはボディ１２の内面との間にロータ収容部屋１３と弁体収容部屋１４を連絡する隙間を形成する凹凸部６０Ａが形成されている。【選択図】図１

Description

本開示は、モータにより駆動される電動弁に関する。

従来の電動弁として、モータによって回転駆動される弁体付きシャフトを、インサート成形により金属部品と一体になった樹脂成形品で支持しているものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１９−２０６９９８号公報（段落［０００８］〜［００２０］、図１及び図２等）

上述した従来の電動弁に対し、製造コストを抑えられる技術開発が求められている。

上記課題を解決するためになされた請求項１の電動弁は、弁体（７２）の駆動源であるモータ（１９）のロータ（３０）を収容するロータ収容部屋（１３）と、前記弁体（７２）を収容しかつ弁口（５１Ｋ）と連通する弁体収容部屋（１４）とを有する金属製のボディ（１２）の内部に前記ロータ収容部屋（１３）と前記弁体収容部屋（１４）とを仕切る樹脂製のインナーパーツ（６０）を備え、前記インナーパーツ（６０）を貫通する貫通孔（６０Ｈ）を、前記ロータ（３０）と共に回転するシャフト（７０）が貫通して、そのシャフト（７０）の先端部に前記弁体（７２）が配置され、前記貫通孔（６０Ｈ）と前記シャフト（７０）とに形成された螺子部（６０Ｎ，７０Ｎ）同士の螺合により前記ロータ（３０）の回転が前記弁体（７２）の直線移動に変換される電動弁（１０）であって、前記インナーパーツ（６０）は、前記ボディ（１２）の内部のうち前記ロータ収容部屋（１３）と前記弁体収容部屋（１４）との間の被圧入部（４１）に圧入されて固定され、前記インナーパーツ（６０）の外面には、前記ボディ（１２）の内面との間に前記ロータ収容部屋（１３）と前記弁体収容部屋（１４）とを連絡する隙間（Ｓ）を形成する凹凸部（６０Ａ）が形成され、前記ボディ（１２）の内部には、前記インナーパーツ（６０）を前記ロータ（３０）の回転軸方向で位置決めする位置決め段差面（４０Ｄ，５０Ｄ）が備えられている電動弁（１０）である。

請求項２の電動弁は、弁体（７２）の駆動源であるモータ（１９）のロータ（３０）を収容するロータ収容部屋（１３）と、前記弁体（７２）を収容しかつ弁口（５１Ｋ）と連通する弁体収容部屋（１４）とを有する金属製のボディ（１２）の内部に前記ロータ収容部屋（１３）と前記弁体収容部屋（１４）とを仕切る樹脂製のインナーパーツ（６０）を備え、前記インナーパーツ（６０）を貫通する貫通孔（６０Ｈ）を、前記ロータ（３０）と共に回転するシャフト（７０）が貫通して、そのシャフト（７０）の先端部に前記弁体（７２）が配置され、前記貫通孔（６０Ｈ）と前記シャフト（７０）とに形成された螺子部（６０Ｎ，７０Ｎ）同士の螺合により前記ロータ（３０）の回転が前記弁体（７２）の直線移動に変換される電動弁（１０）であって、前記インナーパーツ（６０）は、前記ボディ（１２）の内部のうち前記ロータ収容部屋（１３）と前記弁体収容部屋（１４）との間の被圧入部（４１）に圧入されて固定され、前記インナーパーツ（６０）の外面には、前記ボディ（１２）の内面との間に前記ロータ収容部屋（１３）と前記弁体収容部屋（１４）とを連絡する隙間（Ｓ）を形成する凹凸部（６０Ａ）が形成され、前記凹凸部（６０Ａ）は、前記インナーパーツ（６０）の外面の周方向の複数箇所に形成されて前記ボディ（１２）の前記被圧入部（４１）の内面に押圧される複数の凸部（６５）を備える電動弁（１０）である。

請求項３の電動弁は、前記インナーパーツ（６０）は、前記被圧入部（４１）の内周形状と相似の外周形状を有した筒状部（６１）を備え、前記複数の凸部（６５）は、前記筒状部（６１）の外周面から突出し、前記筒状部（６１）の周方向で等間隔に配置されている、請求項２に記載の電動弁（１０）である。

請求項４の電動弁は、前記複数の凸部（６５）は、前記インナーパーツ（６０）の前記貫通孔（６０Ｈ）の軸方向に延びた凸条になっている、請求項２又は３に記載の電動弁（１０）である。

請求項５の電動弁は、弁体（７２）の駆動源であるモータ（１９）のロータ（３０）を収容するロータ収容部屋（１３）と、前記弁体（７２）を収容しかつ弁口（５１Ｋ）と連通する弁体収容部屋（１４）とを有する金属製のボディ（１２）の内部に前記ロータ収容部屋（１３）と前記弁体収容部屋（１４）とを仕切る樹脂製のインナーパーツ（６０）を備え、前記インナーパーツ（６０）を貫通する貫通孔（６０Ｈ）を、前記ロータ（３０）と共に回転するシャフト（７０）が貫通して、そのシャフト（７０）の先端部に前記弁体（７２）が配置され、前記貫通孔（６０Ｈ）と前記シャフト（７０）とに形成された螺子部（６０Ｎ，７０Ｎ）同士の螺合により前記ロータ（３０）の回転が前記弁体（７２）の直線移動に変換される電動弁（１０）であって、前記インナーパーツ（６０）は、前記ボディ（１２）の内部のうち前記ロータ収容部屋（１３）と前記弁体収容部屋（１４）との間の被圧入部（４１）に圧入されて固定され、前記インナーパーツ（６０）の外面には、前記ボディ（１２）の内面との間に前記ロータ収容部屋（１３）と前記弁体収容部屋（１４）とを連絡する隙間（Ｓ）を形成する凹凸部（６０Ａ）が形成され、前記インナーパーツ（６０）の外面と前記ボディ（１２）の内面とにそれぞれ形成されて、前記ボディ（１２）に対して前記インナーパーツ（６０）を回り止めするように凹凸係合する凹凸係合部（６６，４８）を備える電動弁（１０）である。

請求項６の電動弁は、前記凹凸係合部（６６，４８）は、前記インナーパーツ（６０）の外面と前記ボディ（１２）の内面との一方に形成された係合凸部（６６）と他方に形成された係合凹部（４８）とからなり、前記係合凸部（６６）の先端部と前記係合凹部（４８）の内面との間に前記ロータ収容部屋（１３）と前記弁体収容部屋（１４）とを連絡する隙間（Ｓ）が形成されている、請求項５に記載の電動弁（１０）である。

請求項７の電動弁は、弁体（７２）の駆動源であるモータ（１９）のロータ（３０）を収容するロータ収容部屋（１３）と、前記弁体（７２）を収容しかつ弁口（５１Ｋ）と連通する弁体収容部屋（１４）とを有する金属製のボディ（１２）の内部に前記ロータ収容部屋（１３）と前記弁体収容部屋（１４）とを仕切る樹脂製のインナーパーツ（６０）を備え、前記インナーパーツ（６０）を貫通する貫通孔（６０Ｈ）を、前記ロータ（３０）と共に回転するシャフト（７０）が貫通して、そのシャフト（７０）の先端部に前記弁体（７２）が配置され、前記貫通孔（６０Ｈ）と前記シャフト（７０）とに形成された螺子部（６０Ｎ，７０Ｎ）同士の螺合により前記ロータ（３０）の回転が前記弁体（７２）の直線移動に変換される電動弁（１０）であって、前記インナーパーツ（６０）は、前記ボディ（１２）の内部のうち前記ロータ収容部屋（１３）と前記弁体収容部屋（１４）との間の被圧入部（４１）に圧入されて固定され、前記インナーパーツ（６０）の外面には、前記ボディ（１２）の内面との間に前記ロータ収容部屋（１３）と前記弁体収容部屋（１４）とを連絡する隙間（Ｓ）を形成する凹凸部（６０Ａ）が形成され、前記ボディ（１２）には、前記ロータ収容部屋（１３）が内側に配置されるロータ収容部（２１）と、前記ロータ収容部（２１）に溶接され、前記ロータ収容部屋（１３）とは反対側から前記インナーパーツ（６０）が圧入される前記被圧入部（４１）を有する第１ベース部（４０）と、前記第１ベース部（４０）に前記ロータ収容部屋（１３）とは反対側から連結され、前記弁体収容部屋（１４）が内側に配置される第２ベース部（５０）と、が備えられている電動弁（１０）である。

請求項１，２，５，７の電動弁では、インナーパーツが圧入によりボディに固定されるので、インナーパーツをボディとインサート成形により一体成形する場合に比べて、インナーパーツに不良品が発生したときにボディごと交換する必要がなくなり、製造コストを抑えることが可能となる。また、請求項１，２，５，７の電動弁では、インナーパーツの外面の凹凸部により、ボディの内面とインナーパーツとの間に、ロータ収容部屋と弁体収容部屋とを連絡する隙間が形成されるので、ロータ収容部屋と弁体収容部屋との圧力差を生じ難くすることができる。ここで、インナーパーツをインサート成形でボディと一体成形する場合、このような隙間を形成するためには、成形金型が複雑な構造となるため、電動弁の製造コストが高くなる。これに対し、請求項１，２，５，７の電動弁では、上述のように凹凸部をインナーパーツの外面に形成し、インナーパーツをボディに圧入することで上記隙間を形成できるので、上記隙間を有する電動弁の製造コストを抑えることが可能となる。

請求項１の電動弁では、ボディの内部に、インナーパーツをロータの回転軸方向で位置決めする位置決め段差面が備えられているので、インナーパーツの固定をより安定化させることができる。

請求項２の電動弁のように、インナーパーツの凹凸部は、インナーパーツの外面の周方向の複数個所に形成されてボディの内面に押圧される複数の凸部を備える構成であってもよい。この構成によれば、複数の凸部の先端部を押しつぶすようにインナーパーツをボディ内に圧入することで、容易に複数の凸部の間に隙間を形成することが可能となる。

請求項３の電動弁では、複数の凸部が、インナーパーツの周方向で等間隔に配置されるので、インナーパーツの外面とボディの内面との隙間をインナーパーツの周方向で等間隔に形成することが可能となる。また、インナーパーツの筒状部が、ボディの被圧入部の内周形状と相似の外周形状を有しているので、複数の凸部の突出高さをそろえることで、インナーパーツをロータの回転軸と同軸に配置し易くすることが可能となる。

請求項４の電動弁では、複数の凸部が、インナーパーツの貫通孔の軸方向に延びた凸条となっているので、軸方向でのインナーパーツの固定の安定化が図られる。また、複数の凸部の間に形成される、インナーパーツの外面とボディの内面との間の隙間が、軸方向に延びる形状となるので、ロータ収容部屋と弁体収容部屋との間を流体が流通し易くなり、ロータ収容部屋と弁体収容部屋との圧力差をより生じ難くすることが可能となる。

請求項５の電動弁では、凹凸係合部により、インナーパーツをボディに対して回り止めすることができる。これにより、インナーパーツの固定を安定化させることができ、シャフトの直線移動の安定化が図られる。

請求項６の電動弁では、凹凸係合部を構成する係合凸部の先端部と係合凹部の内面との間に、ロータ収容部屋と弁体収容部屋とを連絡する隙間が形成されるので、ロータ収容部屋と弁体収容部屋との圧力差をより生じ難くすることが可能となる。

請求項７の電動弁では、第１ベース部が、インナーパーツをロータ収容部とは反対側から圧入可能となっているので、ロータ収容部を第１ベース部に溶接固定した後に、インナーパーツを第１ベース部に固定することができる。これにより、樹脂製のインナーパーツが溶接の熱で変形することを防ぐことができる。

第１実施形態に係る電動弁の側断面図閉弁状態の電動弁の側断面図電動弁のインナーパーツ周辺の拡大側断面図ボディの内面とインナーパーツの間の隙間の拡大側面図（Ａ）筒形ベース部及びインナーパーツの図３におけるＡ−Ａ端面図、（Ｂ）筒形ベース部及びインナーパーツの拡大Ａ−Ａ端面図筒形ベース部及びインナーパーツの図３におけるＢ−Ｂ端面図インナーパーツの上方斜視図インナーパーツの下方斜視図（Ａ）インナーパーツの平面図、（Ｂ）インナーパーツの底面図大径ベース部に溶接固定されるスリーブの側断面図大径ベース部に圧入されるインナーパーツの側断面図大径ベース部に圧入されるインナーパーツの斜視図大径ベース部に圧入される小径ベース部の側断面図筒形本体部内に収容されたインナーパーツの側断面図

［第１実施形態］
図１には、第１実施形態に係る電動弁１０が示されている。電動弁１０は、ステータ１１と、ステータ１１の内側に回転可能に配置されたロータ３０と、ロータ３０の回転によりステータ１１内を直線移動するシャフト７０と、を備えている。そして、電動弁１０は、流体流路の途中に配置される弁口５１Ｋを備え、その弁口５１Ｋをシャフト７０の先端部の弁体７２により開閉する（図１及び図２参照）。

ステータ１１は、ボディ１２の外側にステータ側界磁部３３を固定してなる。ボディ１２は、略円筒状の筒形本体部２０の一端を蓋体２３で閉塞した中空構造をなし、上述のロータ３０及びシャフト７０を収容する。ステータ側界磁部３３は、円環状をなし、電磁コイル３４を並べて備えている。なお、以下では、ボディ１２の蓋体２３が配置される一端側を上側、他端側を下側、と適宜いうこととする。

ボディ１２の内部のうち上側には、ロータ３０を収容するロータ収容部屋１３が設けられ、ボディ１２の内部のうち下側には、弁体７２を収容する弁体収容部屋１４が設けられている。弁体収容部屋１４は、下方で弁口５１Ｋと連通している。また、ボディ１２の内面のうち軸の途中部分には、ロータ収容部屋１３と弁体収容部屋１４を仕切るインナーパーツ６０が固定されている。

ボディ１２は、金属からなる。ボディ１２の筒形本体部２０は、上側に配置されるスリーブ２１と、下側に配置される筒形ベース部２２とが、例えば溶接により固定されてなり、スリーブ２１と筒形ベース部２２とは同軸上に配置されている。

スリーブ２１は、内部に上述のロータ３０を収容する。スリーブ２１の外周面の下端寄り位置には、上述のステータ側界磁部３３が固定される。なお、スリーブ２１の下端部は、垂直に折り曲げられて径方向内側に張り出す環状張出部２１Ｅを形成している。本実施形態では、スリーブ２１が、特許請求の範囲に記載の「ロータ収容部」に相当する。

筒形ベース部２２は、シャフト７０の下端部（先端部）の弁体７２を収容する。筒形ベース部２２を軸方向に貫通する貫通孔５１は、途中部分が下側に縮径されて、上述の弁口５１Ｋを形成している。なお、筒形ベース部２２の内部の弁体収容部屋１４（即ち、弁口５１Ｋより上側の部分）には、側方に貫通する側方孔５２が形成されている。筒形ベース部２２の貫通孔５１の下端開口は、電動弁１０が取り付けられる外部ボディ１００の流路９１と連絡し、側方孔５２は、外部ボディ１００の流路９２と連絡する。そして、弁体７２により弁口５１Ｋの開度が変更されることで、弁口５１Ｋを通過して流路９１と流路９２の間で流通する流体の流量が変更される（図１及び図２参照）。

上述のインナーパーツ６０は、樹脂製であり、略円筒状をなしている。インナーパーツ６０を軸方向に貫通する貫通孔６０Ｈ（図３参照）は、上述のシャフト７０に貫通される。インナーパーツ６０の貫通孔６０Ｈの内面には、雌螺子部６０Ｎが形成されている。そして、この雌螺子部６０Ｎが、シャフト７０の外周面に形成された雄螺子部７０Ｎと螺合することで、ロータ３０の回転がシャフト７０の弁体７２の直線移動に変換される。なお、インナーパーツ６０は、金属製のシャフト７０を滑らかに移動させるため、例えば、機械的強度が高い樹脂(ポリフェニレンサルファイド等)にポリテトラフルオロエチレンや炭素繊維等を配合した樹脂で構成される。インナーパーツ６０については、後に詳説する。

なお、シャフト７０を移動させる機構は、例えば以下のようになっている。図１に示すように、ロータ３０は、両端開放の円筒状の回転筒３１の外側に、磁性を有するロータ側界磁部３２を固定してなる。このロータ側界磁部３２とステータ側界磁部３３とを主要部としてモータ１９（例えばステッピングモータ）が構成され、ステータ側界磁部３３の電磁コイル３４の励磁パターンが変更されることで、ロータ側界磁部３２が所定の回転位置に位置決めされる。なお、電動弁１０には、ロータ３０の回転数を一定範囲に規制するための図示しないストッパも備えられている。

ロータ３０の上端部と蓋体２３との間、及び、ロータ３０の下端部とスリーブ２１との間には、それぞれボールベアリング３５，３５が配されている。上側のボールベアリング３５のうちボールを挟むアウターレースとインナーレースは、それぞれロータ３０の回転筒３１の上端部と、蓋体２３とに固定されている。下側のボールベアリング３５のうちボールを挟むアウターレースとインナーレースは、それぞれボディ１２のスリーブ２１の下端部と、ロータ３０の回転筒３１の下端部と、に固定されている。

ロータ３０の回転筒３１の中心孔の下端部には、ロータ３０の軸方向に見たときに非円形となった嵌合孔部３１Ａが形成されていて、この嵌合孔部３１Ａに、シャフト７０が嵌合している。シャフト７０は、上端寄り部分にロータ３０の嵌合孔部３１Ａに嵌合する非円形の嵌合部７１を有する。これにより、シャフト７０は、ロータ３０と共に回転可能となっていると共に、ロータ３０に対して直線移動可能となっている。そして、上述のように、ロータ３０が回転すると、ボディ１２に固定されたインナーパーツ６０の雌螺子部６０Ｎにシャフト７０の雄螺子部７０Ｎが螺合しながら回転することで、シャフト７０がロータ３０の回転軸方向に移動する。

ここで、インナーパーツ６０は、筒形ベース部２２に圧入されて固定されている。具体的には、図１に示すように、筒形ベース部２２は、上側に配置される大径ベース部４０と、下側に配置される小径ベース部５０と、が連結されてなり、インナーパーツ６０は、大径ベース部４０に、下側から圧入されている。大径ベース部４０には、上側からスリーブ２１が固定される。小径ベース部５０は、上述の弁口５１Ｋと側方孔５２を有する。小径ベース部５０は、大径ベース部４０の内側に圧入されて固定されている。

図３及び図５（Ａ）に示すように、大径ベース部４０は、内側にインナーパーツ６０が圧入される被圧入部を備える。この被圧入部は、大径ベース部４０の中心孔のうち軸方向で最も内径が小さくなった小径孔部４１で構成される。

大径ベース部４０の中心孔のうち小径孔部４１より上側には、小径孔部４１よりも大径となった上側大径孔部４２が設けられ、この上側大径孔部４２には、スリーブ２１の下端部が嵌合し、環状張出部２１Ｅが上側から大径ベース部４０に突き当てられる。大径ベース部４０の中心孔のうち小径孔部４１よりも下側には、小径孔部４１よりも大径となった中径孔部４３が設けられ、中径孔部４３の下側には、中径孔部４３よりも大径となった下側大径孔部４４が設けられている。中径孔部４３は、インナーパーツ６０の後述のフランジ部６０Ｆを受容し、下側大径孔部４４の内面には、下側から小径ベース部５０が圧入されている。また、中径孔部４の下端から小径孔部４１の途中位置までには、大径ベース部４０の軸方向に延びる係合凹部４８が形成されている。係合凹部４８は、大径ベース部４０の周方向で１８０度離れた２箇所に配置されている（図１２参照）。

次に、インナーパーツ６０について詳説する。図７及び図８に示すように、インナーパーツ６０は、軸方向の途中位置で下側に向かって２段階に拡径して中径部６１とフランジ部６０Ｆとを形成している。中径部６１は、大径ベース部４０の小径孔部４１の内周形状に対して一回り小さい相似の外周形状を有している。フランジ部６０Ｆの上端面の外縁には、環状凸部６０Ｔが形成されている。そして、図３に示すように、フランジ部６０Ｆが、ボディ１２の大径ベース部４０と小径ベース部５０とに挟み付けられることで、インナーパーツ６０がロータ３０の回転軸方向に位置決めされる。具体的には、インナーパーツ６０のフランジ部６０Ｆは、大径ベース部４０のうち小径孔部４１と中径孔部４３との間の段差面４０Ｄと、ボディ１２内の段差面を構成する小径ベース部５０の上端面５０Ｄとの間に、挟み付けられる。詳細には、大径ベース部４０の段差面４０Ｄとは、フランジ部６０Ｆの環状凸部６０Ｔが当接する。なお、図３は、図６に示すＤ−Ｄ断面を表している。本実施形態では、段差面４０Ｄと上端面５０Ｄとが、特許請求の範囲に記載の「位置決め段差面」に相当する。また、中径部６１が、特許請求の範囲に記載の「筒状部」に相当する。

なお、図８及び図９（Ｂ）に示すように、フランジ部６０Ｆの下面には、周方向で１８０度離れた２箇所に径方向に延びる直線溝６０Ｕが形成されていると共に、周方向の複数位置に円形凹部６９が形成されている。これら直線溝６０Ｕや円形凹部６９は、インナーパーツ６０を成形したときに、成形金型のねじ部を回転させて雌螺子部６０Ｎから抜く際、インナーパーツ６０がつられて回転することを防止できる。

ここで、ボディ１２の内部が、シャフト７０が挿通されるインナーパーツ６０によりロータ収容部屋１３と弁体収容部屋１４とに仕切られる構成では、ロータ収容部屋１３と弁体収容部屋１４との間に圧力差が生じると、インナーパーツ６０の雌螺子部６０Ｎの内面とシャフト７０の雄螺子部７０Ｎの外面との間から圧力が徐々に抜け得るため、弁口５１Ｋの周辺の圧力が安定し難くなるという問題が生じ得る。これに対し、従来の電動弁のように、ボディ１２にインサート成形で一体化されるインナーパーツを用いる場合、例えば、インナーパーツにシャフト７０が挿通される孔とは別の連通孔を軸方向に貫通形成して、ロータ収容部屋１３と弁体収容部屋１４とを連絡させる構成が考えられる。しかしながら、この構成では、インナーパーツに上記連通孔を形成するために、インナーパーツの成形金型に細いピン等を設ける必要があるため、成形金型が複雑になり、成形金型の製造コストが高くなるという問題がある。また、例えば、インナーパーツの上記連通孔の周辺にバリが発生する等してインナーパーツの不良品が発生し易くなり、生産性が悪いという問題がある。また、この場合、従来のようにインナーパーツがインサート成形されていると、ボディ１２ごと交換する必要が生じる。

これに対し、本実施形態では、インナーパーツ６０の外周面に、大径ベース部４０（即ち、ボディ１２）の内面との間に隙間Ｓを形成する凹凸部６０Ａが形成されている。そして、この隙間Ｓにより、ロータ収容部屋１３と弁体収容部屋１４との間を連通できるようになっている（図４参照）。

具体的には、図７及び図９（Ａ）に示すように、インナーパーツ６０の上記凹凸部６０Ａは、インナーパーツ６０の中径部６１の外周面から突出した複数（例えば８つ）の凸部６５を有している。本実施形態では、複数の凸部６５は、インナーパーツ６０の軸方向に延びる凸条になっていると共に、インナーパーツ６０の周方向で等間隔に配置され、互いに同じ構成（即ち、同じ形状で同じ突出量）となっている。複数の凸部６５は、インナーパーツ６０の軸方向から見ると、外側に膨出し、円弧状の膨出面を有している。そして、インナーパーツ６０が大径ベース部４０内に圧入されると、複数の凸部６５が、大径ベース部４０の小径孔部４１の内面に押圧されて、複数の凸部６５の先端部が押しつぶされる（図５（Ａ）及び図５（Ｂ）参照）。このとき、インナーパーツ６０の周方向で複数の凸部６５同士の間に、軸方向に延びる隙間Ｓが形成される。なお、圧入により複数の凸部６５を押しつぶすために、圧入前のインナーパーツ６０では、インナーパーツ６０の中心軸と凸部６５の先端との距離（複数の凸部６５の先端の外接円の半径）は、大径ベース部４０の小径孔部４１の半径よりも大きくなっている。

また、インナーパーツ６０の中径部６１のうち周方向で１８０度離れた２箇所からは、係合凸部６６が突出し、フランジ部６０Ｆと連絡している。図６に示すように、係合凸部６６は、ボディ１２の大径ベース部４０の上述の係合凹部４８（図１２参照）と係合する。これにより、インナーパーツ６０が大径ベース部４０（即ち、ボディ１２）に対して回り止される。なお、係合凸部６６は、周方向で複数の凸部６５とは異なる位置に配置される。即ち、各係合凸部６６は、隣り合う１対の凸部６５同士の間に配置される。本実施形態では、係合凸部６６と係合凹部４８とが、特許請求の範囲に記載の「凹凸係合部」に相当する。

ここで、図６に示すように、係合凸部６６の先端部は、インナーパーツ６０の軸方向から見ると、外側に膨出した半円の先端が略平坦に切除された形状をなしている。従って、インナーパーツ６０が固定されたときには、大径ベース部４０のうち軸方向からみて丸溝状に形成された係合凹部４８の内面と、係合凸部６６の先端部との間に、隙間Ｓが形成されることとなる。そして、図４に示すように、この隙間Ｓは、上述の隣り合う１対の凸部６５同士の間を通って、また直線溝６０Ｕ内を通って、ロータ収容部屋１３と弁体収容部屋１４とを連絡している。なお、図４は、図６に示すＣ−Ｃ断面を表している。

本実施形態の電動弁１０は、例えば以下のようにして製造される。まず、図１０に示すように、大径ベース部４０の上端部に、スリーブ２１が溶接固定される。詳細には、スリーブ２１の下端部が、大径ベース部４０の上側大径孔部４２に嵌合する。

次に、図１１及び図１２に示すように、インナーパーツ６０が、大径ベース部４０に下方から（即ち、スリーブ２１と反対側から）圧入される。このとき、インナーパーツ６０の複数の凸部６５が大径ベース部４０の小径孔部４１の内面に押圧されると共に、インナーパーツ６０の係合凸部６６が大径ベース部４０の係合凹部４８に係合する。そして、上述のように、インナーパーツ６０の外面と大径ベース部４０の内面との間に、隙間Ｓが形成される。なお、このとき、インナーパーツ６０の上端部は、スリーブ２１の下端開口に挿通されて、スリーブ２１内に突入する。インナーパーツ６０の下端部は、大径ベース部４０よりも下方に突き出る。

次に、図１３に示すように、インナーパーツ６０が圧入された大径ベース部４０の内側に、下方から小径ベース部５０が圧入される。具体的には、小径ベース部５０は、大径ベース部４０の下端部の下側大径孔部４４に圧入される。このとき、インナーパーツ６０の下端部は、小径ベース部５０の内側に配置される。そして、大径ベース部４０の段差面４０Ｄと、小径ベース部５０の上端面５０Ｄとにより挟み付けられて、インナーパーツ６０が軸方向に位置決めされる。

図１４に示すように、小径ベース部５０が大径ベース部４０に圧入されて固定されると、これらから筒形ベース部２２が形成される。そして、筒形ベース部２２の内部のうちインナーパーツ６０と弁口５１Ｋとの間の領域により弁体収容部屋１４が形成される。

次いで、スリーブ２１内に上方からシャフト７０及びロータ３０等が収容され、蓋体２３でスリーブ２１の上端開口が閉塞される（図１参照）。これにより、ボディ１２が形成され、ボディ１２の内部のうちインナーパーツ６０よりも上側の領域により、ロータ収容部屋１３が形成される。また、ステータ側界磁部３３（図１参照）が、スリーブ２１の外周面に固定されると共に、筒形ベース部２２（大径ベース部４０）の上端面に当接する。なお、大径ベース部４０と小径ベース部５０の外周面の環状溝には、外部ボディ１００の電動弁装着孔９９の内面とボディ１２の外面との間をシールするためのＯリングが嵌着される。以上により、本実施形態の電動弁１０が完成する。

次に、本実施形態の電動弁１０の作用効果について説明する。本実施形態の電動弁１０では、インナーパーツ６０が圧入によりボディ１２に固定されるので、インナーパーツ６０をボディ１２とインサート成形により一体成形する場合に比べて、インナーパーツ６０に不良品が発生したときにボディ１２ごと交換する必要がなくなり、製造コストを抑えることが可能となる。また、電動弁１０では、インナーパーツ６０の外面の凹凸部６０Ａにより、ボディ１２の内面とインナーパーツ６０との間に、ロータ収容部屋１３と弁体収容部屋１４とを連絡する隙間Ｓが形成されるので、ロータ収容部屋１３と弁体収容部屋１４との圧力差を生じ難くすることができる。ここで、インナーパーツをインサート成形でボディ１２と一体成形する場合、このような隙間を形成するためには、成形金型が複雑な構造となるため、電動弁の製造コストが高くなる。これに対し、電動弁１０では、凹凸部６０Ａをインナーパーツ６０の外面に形成し、インナーパーツ６０をボディ１２に圧入することで隙間Ｓを形成できるので、隙間Ｓを有する電動弁の製造コストを抑えることが可能となる。また、従来のようにインサート成形によりインナーパーツを成形する場合、インナーパーツを構成する樹脂を、ボディ１２と接着し易いもの等、インサート成形に適した樹脂を用いる必要があるが、本実施形態のインナーパーツ６０であれば、樹脂の選択の自由度が高くなる。

また、電動弁１０では、インナーパーツ６０の凹凸部６０Ａが、インナーパーツ６０の外面の周方向の複数個所に形成されてボディ１２の内面に押圧される複数の凸部６５を備える。この構成によれば、複数の凸部６５の先端部を押しつぶすようにインナーパーツ６０をボディ１２内に圧入することで、容易に複数の凸部６５の間に隙間を形成することが可能となる。また、このようにインナーパーツ６０の外面に隙間Ｓを形成する構成とすることで、インナーパーツ６０にロータ収容部屋１３と弁体収容部屋１４を連絡する貫通孔を形成する場合に比べて、インナーパーツ６０の圧入に対する剛性の低下を抑えることが可能となる。

また、複数の凸部６５が、インナーパーツ６０の周方向で等間隔に配置されるので、インナーパーツ６０の外面とボディ１２の内面との隙間をインナーパーツ６０の周方向で等間隔に形成することが可能となる。また、インナーパーツ６０の中径部６１が、ボディ１２の小径孔部４１の内周形状と相似の外周形状を有しているので、複数の凸部６５の突出高さをそろえることで、インナーパーツ６０をロータの回転軸と同軸に配置し易くすることが可能となる。

電動弁１０では、複数の凸部６５が、インナーパーツ６０の貫通孔６０Ｈの軸方向に延びた凸条となっているので、軸方向でのインナーパーツ６０の固定の安定化が図られる。また、複数の凸部６５の間に形成される、インナーパーツ６０の外面とボディ１２の内面との間の隙間Ｓが、軸方向に延びる形状となるので、ロータ収容部屋１３と弁体収容部屋１４との間を流体が流通し易くなり、ロータ収容部屋１３と弁体収容部屋１４との圧力差をより生じ難くすることが可能となる。

また、電動弁１０では、係合凸部６６及び係合凹部４８により、インナーパーツ６０をボディ１２に対して回り止めすることができる。これにより、インナーパーツ６０の固定を安定化させることができ、シャフト７０の直線移動の安定化が図られる。

さらに、電動弁１０では、係合凸部６６の先端部と係合凹部４８の内面との間に、ロータ収容部屋１３と弁体収容部屋１４とを連絡する隙間Ｓが形成されるので、ロータ収容部屋１３と弁体収容部屋１４との圧力差をより生じ難くすることが可能となる。

また、電動弁１０では、ボディ１２の内部にインナーパーツ６０をロータ３０の回転軸方向で位置決めする段差面４０Ｄ，５０Ｄが備えられているので、インナーパーツ６０の固定をより安定化させることができる。

電動弁１０では、筒形ベース部２２が、インナーパーツ６０をスリーブ２１とは反対側から圧入可能となっているので、スリーブ２１を筒形ベース部２２に溶接固定した後に、インナーパーツ６０を筒形ベース部２２に固定することができる。これにより、樹脂製のインナーパーツ６０が溶接の熱で変形することを防ぐことができる。特に、スリーブ２１の溶接部位とインナーパーツ６０が近接する場合では、インナーパーツ６０が大径ベース部４０に固定された状態でスリーブ２１が溶接されると、インナーパーツ６０が熱で変形し易いが、本実施形態の構成によれば、インナーパーツ６０の熱による変形を防ぐことができる。

［他の実施形態］
（１）上記実施形態では、ロータ収容部屋１３と弁体収容部屋１４とを連絡する隙間Ｓを形成する凹凸部６０Ａが、インナーパーツ６０の外周面に複数の凸部６５を備えた構成であったが、インナーパーツ６０の外周面に軸方向に延びる溝が形成された構成であってもよい。なお、インナーパーツ６０が圧入される大径ベース部４０の小径孔部４１の内周面に、凸部を設けたり、軸方向に延びる溝を設けたりして、隙間Ｓを形成することも可能である。

（２）上記実施形態では、凸部６５が、凸条になっていたが、これに限定されるものではなく、例えば、半球状や錐台形状等であってもよい。

（３）上記実施形態では、複数の凸部６５がインナーパーツ６０の周方向で等間隔に配置されていたが、等間隔に配置されていなくてもよい。

（４）筒形ベース部２２を、インナーパーツ６０が筒形ベース部２２に上側（スリーブ２１側）から圧入される構成としてもよい。この場合、インナーパーツ６０を、筒形ベース部２２の内部の段差面と、スリーブ２１の下端部（環状張出部２１Ｅ）とで挟み付けて、ボディ１２の軸方向（ロータ３０の回転軸方向）に位置決めしてもよい。また、この場合、筒形ベース部２２が大径ベース部４０と小径ベース部５０とから構成されずに１部品で構成されていてもよい。

１０電動弁
１２ボディ
１３ロータ収容部屋
１４弁体収容部屋
１９モータ
３０ロータ
６０インナーパーツ
７０シャフト
７２弁体
Ｓ隙間

Claims

弁体（７２）の駆動源であるモータ（１９）のロータ（３０）を収容するロータ収容部屋（１３）と、前記弁体（７２）を収容しかつ弁口（５１Ｋ）と連通する弁体収容部屋（１４）とを有する金属製のボディ（１２）の内部に前記ロータ収容部屋（１３）と前記弁体収容部屋（１４）とを仕切る樹脂製のインナーパーツ（６０）を備え、
前記インナーパーツ（６０）を貫通する貫通孔（６０Ｈ）を、前記ロータ（３０）と共に回転するシャフト（７０）が貫通して、そのシャフト（７０）の先端部に前記弁体（７２）が配置され、前記貫通孔（６０Ｈ）と前記シャフト（７０）とに形成された螺子部（６０Ｎ，７０Ｎ）同士の螺合により前記ロータ（３０）の回転が前記弁体（７２）の直線移動に変換される電動弁（１０）であって、
前記インナーパーツ（６０）は、前記ボディ（１２）の内部のうち前記ロータ収容部屋（１３）と前記弁体収容部屋（１４）との間の被圧入部（４１）に圧入されて固定され、
前記インナーパーツ（６０）の外面には、前記ボディ（１２）の内面との間に前記ロータ収容部屋（１３）と前記弁体収容部屋（１４）とを連絡する隙間（Ｓ）を形成する凹凸部（６０Ａ）が形成され、
前記ボディ（１２）の内部には、前記インナーパーツ（６０）を前記ロータ（３０）の回転軸方向で位置決めする位置決め段差面（４０Ｄ，５０Ｄ）が備えられている電動弁（１０）。
弁体（７２）の駆動源であるモータ（１９）のロータ（３０）を収容するロータ収容部屋（１３）と、前記弁体（７２）を収容しかつ弁口（５１Ｋ）と連通する弁体収容部屋（１４）とを有する金属製のボディ（１２）の内部に前記ロータ収容部屋（１３）と前記弁体収容部屋（１４）とを仕切る樹脂製のインナーパーツ（６０）を備え、
前記インナーパーツ（６０）を貫通する貫通孔（６０Ｈ）を、前記ロータ（３０）と共に回転するシャフト（７０）が貫通して、そのシャフト（７０）の先端部に前記弁体（７２）が配置され、前記貫通孔（６０Ｈ）と前記シャフト（７０）とに形成された螺子部（６０Ｎ，７０Ｎ）同士の螺合により前記ロータ（３０）の回転が前記弁体（７２）の直線移動に変換される電動弁（１０）であって、
前記インナーパーツ（６０）は、前記ボディ（１２）の内部のうち前記ロータ収容部屋（１３）と前記弁体収容部屋（１４）との間の被圧入部（４１）に圧入されて固定され、
前記インナーパーツ（６０）の外面には、前記ボディ（１２）の内面との間に前記ロータ収容部屋（１３）と前記弁体収容部屋（１４）とを連絡する隙間（Ｓ）を形成する凹凸部（６０Ａ）が形成され、
前記凹凸部（６０Ａ）は、前記インナーパーツ（６０）の外面の周方向の複数箇所に形成されて前記ボディ（１２）の前記被圧入部（４１）の内面に押圧される複数の凸部（６５）を備える電動弁（１０）。
前記インナーパーツ（６０）は、前記被圧入部（４１）の内周形状と相似の外周形状を有した筒状部（６１）を備え、
前記複数の凸部（６５）は、前記筒状部（６１）の外周面から突出し、前記筒状部（６１）の周方向で等間隔に配置されている、請求項２に記載の電動弁（１０）。
前記複数の凸部（６５）は、前記インナーパーツ（６０）の前記貫通孔（６０Ｈ）の軸方向に延びた凸条になっている、請求項２又は３に記載の電動弁（１０）。
弁体（７２）の駆動源であるモータ（１９）のロータ（３０）を収容するロータ収容部屋（１３）と、前記弁体（７２）を収容しかつ弁口（５１Ｋ）と連通する弁体収容部屋（１４）とを有する金属製のボディ（１２）の内部に前記ロータ収容部屋（１３）と前記弁体収容部屋（１４）とを仕切る樹脂製のインナーパーツ（６０）を備え、
前記インナーパーツ（６０）を貫通する貫通孔（６０Ｈ）を、前記ロータ（３０）と共に回転するシャフト（７０）が貫通して、そのシャフト（７０）の先端部に前記弁体（７２）が配置され、前記貫通孔（６０Ｈ）と前記シャフト（７０）とに形成された螺子部（６０Ｎ，７０Ｎ）同士の螺合により前記ロータ（３０）の回転が前記弁体（７２）の直線移動に変換される電動弁（１０）であって、
前記インナーパーツ（６０）は、前記ボディ（１２）の内部のうち前記ロータ収容部屋（１３）と前記弁体収容部屋（１４）との間の被圧入部（４１）に圧入されて固定され、
前記インナーパーツ（６０）の外面には、前記ボディ（１２）の内面との間に前記ロータ収容部屋（１３）と前記弁体収容部屋（１４）とを連絡する隙間（Ｓ）を形成する凹凸部（６０Ａ）が形成され、
前記インナーパーツ（６０）の外面と前記ボディ（１２）の内面とにそれぞれ形成されて、前記ボディ（１２）に対して前記インナーパーツ（６０）を回り止めするように凹凸係合する凹凸係合部（６６，４８）を備える電動弁（１０）。
前記凹凸係合部（６６，４８）は、前記インナーパーツ（６０）の外面と前記ボディ（１２）の内面との一方に形成された係合凸部（６６）と他方に形成された係合凹部（４８）とからなり、前記係合凸部（６６）の先端部と前記係合凹部（４８）の内面との間に前記ロータ収容部屋（１３）と前記弁体収容部屋（１４）とを連絡する隙間（Ｓ）が形成されている、請求項５に記載の電動弁（１０）。
弁体（７２）の駆動源であるモータ（１９）のロータ（３０）を収容するロータ収容部屋（１３）と、前記弁体（７２）を収容しかつ弁口（５１Ｋ）と連通する弁体収容部屋（１４）とを有する金属製のボディ（１２）の内部に前記ロータ収容部屋（１３）と前記弁体収容部屋（１４）とを仕切る樹脂製のインナーパーツ（６０）を備え、
前記インナーパーツ（６０）を貫通する貫通孔（６０Ｈ）を、前記ロータ（３０）と共に回転するシャフト（７０）が貫通して、そのシャフト（７０）の先端部に前記弁体（７２）が配置され、前記貫通孔（６０Ｈ）と前記シャフト（７０）とに形成された螺子部（６０Ｎ，７０Ｎ）同士の螺合により前記ロータ（３０）の回転が前記弁体（７２）の直線移動に変換される電動弁（１０）であって、
前記インナーパーツ（６０）は、前記ボディ（１２）の内部のうち前記ロータ収容部屋（１３）と前記弁体収容部屋（１４）との間の被圧入部（４１）に圧入されて固定され、
前記インナーパーツ（６０）の外面には、前記ボディ（１２）の内面との間に前記ロータ収容部屋（１３）と前記弁体収容部屋（１４）とを連絡する隙間（Ｓ）を形成する凹凸部（６０Ａ）が形成され、
前記ボディ（１２）には、
前記ロータ収容部屋（１３）が内側に配置されるロータ収容部（２１）と、
前記ロータ収容部（２１）に溶接され、前記ロータ収容部屋（１３）とは反対側から前記インナーパーツ（６０）が圧入される前記被圧入部（４１）を有する第１ベース部（４０）と、
前記第１ベース部（４０）に前記ロータ収容部屋（１３）とは反対側から連結され、前記弁体収容部屋（１４）が内側に配置される第２ベース部（５０）と、が備えられている電動弁（１０）。