JPH01299382A

JPH01299382A - 流量制御装置

Info

Publication number: JPH01299382A
Application number: JP12823388A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Nishiyama; 西山　博明; Makihito Kato; 加藤　牧人; Haruo Nakatsuka; 中塚　晴雄
Original assignee: Shibaura Engineering Works Co Ltd
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 1988-05-27
Filing date: 1988-05-27
Publication date: 1989-12-04
Anticipated expiration: 2013-02-16
Also published as: JP2714815B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、流路に弁座と弁とを備えて流路の流量制御を
行う流量制御装置に関する。

［従来の技術］流路に弁座と弁とを備えて流路の流量制御を行う流量制
御装置は、ソレノイドで弁を動作させると簡単な構造で
電気的に動作を行わせることができるが、単純な開閉動
作になるため、流量の調整を要する場合は、弁の動作を
複数段階の動作に構成しなければならない。

また、この様な流量制御装置は、空調機器の冷媒の流路
に採用される等、多用途であり、電気的に制御できるこ
とと、簡単な構成で故障がなく動作が確実なものが望ま
れる。

そして、従来のこの種流量制御通知を第２図において説
明すると、第２図は、従来の流量制御装置の縦断面図で
あり、空調機器の冷媒などが流れる流路１に弁座２が備
えられ、この弁座２を開閉動作する弁３が備えられてお
り、この弁３には、ステッピングモータ４で駆動される
動作機構５が備えられている。

そして、動作機構５は、ステッピングモータ４の固定子
６の内周側に回転子７が備えられており、この回転子７
が回転することによって弁３が上下動するように構成さ
れている。

弁３の上下動作は、流路１側に固定されるネジ機構８ａ
と回転子７側に備えられるネジ機構８ｂとの螺合によっ
てなされ、回転子７が回転すると流路１側に固定された
ネジ機構８ａに対して回転子７が上下動し、回転子７と
一体に弁３を上下動するように構成されている。

そして、回転子７は、ピン９が備えられており、このピ
ン９がスプリング１０ａに沿って回動するスプリング１
０ｂに衝突し、スプリング１０ｂを回転させる。

さらに、スプリングｔａｂがスプリング１０ａに沿って
回転するとスプリング１０ａの上下端部で回転しなくな
るように構成されており、回転子７は、およそ５回転で
回転が規制されるように構成されている。

回転子７は、ステッピングモータ４であるから固定子６
の入力パルス数で回転方向へ一定角度毎進むため、固定
子６の入力パルス数で回転子７の回転を制御し、結果と
して弁３の上下動を制御することができるものである。

また、弁３には、回転子７との間にスプリング１１が介
在されており、ストッパー１２によって弁３の上昇のみ
許容するように規制され、流路１の圧力が規定値以上に
上昇すると弁３が自動的に上昇して開弁するような防爆
構造が構成されている。

１発明が解決しようとする問題点」この様な従来の構成では、ストッパー１２．を備えるな
ど構造が複雑で製作が容易ではなく、耐久性を向上する
のに部材の加工や材質の選択を要し、複雑な構造から迅
速な動作特性が得られなかった。

本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであり、
構造が簡単で確実な動作を容易に得ることができ、また
、動作特性の優れた流量制御装置を提供することを目的
としている。

［問題点を解決するための手段］本発明は、ステッピングモータの回転子の軸の一方の端
部に弁を装着し、前記軸の他方の端部が貫通される固定
体を備え、この固定体と前記軸との間を螺合させたこと
によって問題点を解決している。

［作用］回転子が回転するとその軸が固定体に螺合しているため
、回転子が軸方向に移動することになる。

このため、軸と共に弁が動作し、回転子を回動させる固
定子のパルス入力によって弁の動作を制御することがで
きる。

そして、回転子の内径側の構造が簡単な構造であり、製
作上極めて都合が良い。

［実施例］本発明を図面に示された一実施例に基づいて説明すると
第１図は、本発明の一実施例による流量制御装置の縦断
面図である。

第１図において、流量制御装置は、ステッピングモータ
を構成する固定子１３の内径側にキャン１４が装着され
ており、キャン１４の内側では、永久磁石１５を備えた
回転子１６が備えられている。

そして、回転子１６は、断面コ字状でアルミニウムで形
成された支持部材１７を介して軸１８上に永久磁石１５
を支持しており、軸１８は、下端に孔１９が形成され棒
状の弁２０が同軸的に挿入されている。

さらに、孔１９の内部にスプリング２１が介在され弁２
０に反発するように構成されている。

弁２０は、支持部材１７からピンによって形成された突
起２２が軸方向に長く形成された溝状の凹部２３に嵌合
され、弁２０が上部に向かって押されると弁２０が突起
２２の規制を受けないで上昇するように構成されている
。

そして、軸１８の上部は、キャン１４に固定された固定
体２４に螺合しており、この螺合は、軸１８のネジ２５
が孔２６の内周面に露出するように備えられたピン２７
によってなされているものである。

弁２０は、弁の支持部材２８によって支持されており、
弁の支持部材２８は、キャン１４の下部に固定体２４と
対象的に固定されている。

この様な構成において、流量制御装置は、固定子１３に
パルス信号が入力されると永久磁石１５が所定角度回動
じ、固定体２４と軸１８との螺合によって軸１８が軸方
向に移動する。

したがって、弁２０が動作することになり、固定子１３
に対するパルス信号によって弁２０は、任意に制御でき
ることになる。

この様な構成の流量制御装置は、構造が簡単であり、製
作が容易であると共に制御特性を向上することができる
。

すなわち、固定体２４と軸１８とを螺合しているため、
回転子１６の内部の構造が簡単であり、製作上の都合が
良くなる。

そして、回転子１６の回転が固定体２４と弁の支持部材
２８とで、しかも上下両端で支持されるため、固定＃２
４と軸１８との螺合が偏在や傾斜するといったことがな
く安定した回転が得られる。

固定体２４と軸１８との螺合は、固定体２４に孔２６が
形成され、孔２６の内径側へ露出するピン２７が備えら
れているため、固定体２４に透孔を形成してピン２７を
打ち込むだけで軸１８のネジ２５と螺合できる。

したがって簡単な構造になり、製作上の都合が良い。

勿論、この様な実施例に限定されるものではなく、固定
体２４の孔２６とピン２７とに代えてネジを形成して動
作上同じ効果を得ることができ、固定体２４を焼結合金
等の成形品で形成することも可能であり、含油メタルを
形成することもできる。

そして、固定体２４は、外径側の形状に制限がないため
、キャン１４に装着できるように構成することができ、
弁の支持部材２８と同じ形状にしてキャン２４の上下で
回転子１６の軸受を構成することができる。

弁２０は、常時スプリング２１によって通常の流路の圧
力以上に押されているため、凹部２３の上端と突起２２
とが当接し、通常の流路の圧力下では軸１８と一体にな
っている。

また、軸１８は、スプリング２１を介して弁２０を支持
するが、弁２０に流路からの圧力が加わった場合、スプ
リング２１に抗して弁２０が上昇することになる。

したがって、流路の圧力が異状に上昇した際、流路の閉
止を解除する防爆構造を構成している。

この様な動作を得るため、弁２０に形成された凹部２３
と突起２２は、軸方向に遊嵌状態となっており、凹部２
３が軸方向に長く形成されていることから、弁２０が遊
嵌状態の範囲でスプリング２１に抗して軸１８と無関係
に軸方向へ移動できるように構成されているものである
。

そして、この凹部２３による弁２０の軸方向の移動は、
弁２０がスプリング２１に抗して上昇する範囲となって
いる。

回転子１６は、永久磁石１５と軸１８とを一体にするた
め、支持部材１７を備えているが、この支持部材１７を
断面コ字状に形成して永久磁石１５と軸１８との一体化
に必要な部分のみで形成し、回転子１６の回転に対する
慣性特性を向上している。

そして、支持部材１７は、アルミニウム等の軽い材料で
形成されることにより、より特性を向上することができ
る。

また、軸】８と支持部材１７との連結は、突起２２を形
成するピンで行われると合理的である。

回転子１６は、固定体２４と軸１８とが螺合関係にあり
、回転によって軸方向へ移動することになるが、キャン
１４によって回転子１６の上下両端に固定体２４と弁の
支持部材１７とが備えられているため、軸方向の移動が
制限されることになり、しかも、固定体２４と弁の支持
部材１７とがそれぞれキャン１４に固定される丈夫なも
のであるから確実に移動の規制ができる。

また、キャン１４の上下に固定体２４と弁の支持部材１
７とが装着される関係から、キャン１４を密封するのに
都合が良く、本実施例の如くキャン１４をカップ状に形
成することによって開放された一方に弁の支持部材１７
を装着することによってキャン１４を密封することがで
きる。

弁２０は、取付は等によって生じる公差で弁座との関係
で若干軸向きに位置が変動するため、軸１８と弁２０と
の嵌合を軸向きに遊嵌状態にしておくことで弁座の位置
に適合させることができる。

この場合、弁の支持部材２８と弁２０とが密着しなくと
も、キャン１４の内部が外部に対して密封されていれば
流路からの流体の洩れの心配はない。

［発明の効果］本発明によれば、構造が簡単であり、動作特性の良い流
量制御装置が構成でき、その製作が良いなことに合わせ
て安価に製作できることの効果は極めて大きいものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例による流量制御装置の縦断
面図である。第２図は、従来の流量制御装置の縦断面図である。１４・・・キャン、　１５・・・永久磁石、　１６・・
・回転子、　１７・・・支持部材、　１８・・・軸、　
２０・・・弁、　２２・・・突起、　２３・・・凹部、
　２５・・・ネジ、２６・・・孔、　２７・・・ビン。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）流路に弁座を備え、この弁座に進退する弁を流路
の外側から制御する流量制御装置において、ステッピン
グモータの回転子の軸の一方の端部に弁を装着し、前記
軸の他方の端部が貫通される固定体を備え、この固定体
と前記軸との間を螺合させたことを特徴とする流量制御
装置。
（２）固定体に軸が貫通する孔を形成し、この孔の内径
面へ露出するピンを備え、このピンと軸に形成されるネ
ジとを螺合させることを特徴とする前記特許請求の範囲
第１項記載の流量制御装置。
（３）軸に弁を軸方向に挿入すると共にスプリングを備
えて反発するように構成し、この軸と弁とが回転方向で
拘束されるように軸向きに嵌合する凹部と突起とを備え
、この凹部と突起とを軸方向に遊嵌状態にしたことを特
徴とする前記特許請求の範囲第１項または第２項記載の
流量制御装置。
（４）軸に外径方向へ開放されるコ字状の支持部材を備
えて永久磁石を備えて回転子を形成したことを特徴とす
る前記特許請求の範囲第１項、第２項または第３項記載
の流量制御装置。
（５）弁の支持部材と固定体とで軸の軸方向の移動量の
規制を行ったことを特徴とする前記特許請求の範囲第１
項、第２項、第３項または第４項記載の流量制御装置。
（６）固定体と弁の支持部材とを筒状のキャンに収容し
て内部で軸が回転するように構成し、このキャンの外側
にステッピングモータを構成するステータコイルを装着
したことを特徴とする前記第１項、第２項、第３項、第
４項または第５項記載の流量制御装置。
（７）軸と弁とを軸向きに遊嵌状態にしたことを特徴と
する前記第１項、第２項、第３項、第４項、第５項また
は第６項記載の流量制御装置。