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WO2024257390A1 - 電動弁 - Google Patents

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Publication number
WO2024257390A1
WO2024257390A1 PCT/JP2024/003540 JP2024003540W WO2024257390A1 WO 2024257390 A1 WO2024257390 A1 WO 2024257390A1 JP 2024003540 W JP2024003540 W JP 2024003540W WO 2024257390 A1 WO2024257390 A1 WO 2024257390A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
magnet
valve
drive shaft
motor
drive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/JP2024/003540
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
裕介 荒井
悠太 松原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujikoki Corp
Original Assignee
Fujikoki Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujikoki Corp filed Critical Fujikoki Corp
Priority to JP2025527443A priority Critical patent/JPWO2024257390A1/ja
Publication of WO2024257390A1 publication Critical patent/WO2024257390A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/04Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Definitions

  • the present invention relates to an electrically operated valve.
  • Patent Document 1 discloses an example of a conventional motor-operated valve.
  • the motor-operated valve of Patent Document 1 has a valve body, a valve element, a drive shaft, a guide member, a gear mechanism, and a stepping motor.
  • the valve body has a valve port.
  • the valve element is pushed in a direction away from the valve port by a valve-opening spring.
  • the drive shaft has a male thread.
  • the drive shaft is connected to the output shaft of the gear mechanism.
  • the valve port, valve element, drive shaft, and output shaft are arranged on a straight line.
  • the guide member has a female thread into which the male thread of the drive shaft is screwed.
  • a stepping motor has a rotor and a stator.
  • the rotation of the rotor is slowed down by a gear mechanism and transmitted from the output shaft to the drive shaft.
  • the drive shaft rotates, it moves due to the feed screw action.
  • the rotor rotates in a first direction
  • the drive shaft pushes the valve disc, bringing the valve disc closer to the valve orifice.
  • the rotor rotates in a second direction
  • the drive shaft moves away from the valve orifice, and the valve-opening spring pushes the valve disc, causing the valve disc to move away from the valve orifice.
  • the motor-operated valve in Patent Document 1 has a permanent magnet and an angle sensor.
  • the permanent magnet is attached coaxially to the output shaft and rotates together with the output shaft.
  • the angle sensor outputs a signal according to the rotation angle of the permanent magnet (output shaft). The rotation angle corresponds to the position of the valve disc.
  • the output shaft has a slit that extends in the direction of the straight line.
  • the end of the drive shaft is placed in the slit, connecting the output shaft and the drive shaft, and the rotation of the output shaft is transmitted to the drive shaft.
  • the drive shaft is movable in the direction of the straight line relative to the output shaft.
  • the rotation angle of the output shaft and the rotation angle of the drive shaft are the same.
  • the drive shaft and the gear mechanism essentially become a single component, and the installation work of the drive shaft and the installation work of the gear mechanism must be performed in parallel, making it difficult to assemble the motorized valve.
  • the present invention aims to provide an easy-to-assemble motor-operated valve that can detect the position of the valve body more accurately.
  • the motor-operated valve is an electric valve having a valve body with a valve chamber, a cylindrical case attached to the valve body, a magnet rotor disposed inside the case, a drive shaft disposed inside the case, a gear mechanism that transmits the rotation of the magnet rotor to the drive shaft, a valve body disposed in the valve chamber and whose position changes according to the rotation of the drive shaft, and a magnetic sensor disposed outside the case, and the motor-operated valve has a drive magnet attached to the drive shaft and rotates together with the drive shaft, and a ring-shaped driven magnet surrounding the drive magnet, the driven magnet rotates around the drive shaft as the drive magnet rotates, and the magnetic sensor detects the magnetism of the driven magnet.
  • the motor-operated valve has a valve body having a valve chamber, a cylindrical case attached to the valve body, a magnet rotor disposed inside the case, a drive shaft disposed inside the case, a gear mechanism that transmits the rotation of the magnet rotor to the drive shaft, a valve body disposed in the valve chamber and whose position changes according to the rotation of the drive shaft, and a magnetic sensor disposed outside the case, and the motor-operated valve has a drive magnet attached to the drive shaft and rotates together with the drive shaft, and a magnetic transmission member disposed between the drive magnet and the case and extending in the radial direction of the case, one end of the magnetic transmission member faces the drive magnet and the other end of the magnetic transmission member faces the inner circumferential surface of the case, and the magnetic sensor detects the magnetism of the magnetic transmission member.
  • a motor-operated valve comprises: An electrically-operated valve comprising: a valve body having a valve chamber; a cylindrical case attached to the valve body; a magnet rotor disposed inside the case; a drive shaft disposed inside the case; a gear mechanism that transmits rotation of the magnet rotor to the drive shaft; a valve body disposed in the valve chamber and whose position changes in response to rotation of the drive shaft; and a magnetic sensor disposed outside the case
  • the motor-operated valve has a drive magnet that rotates around the axis of the drive shaft, and the drive magnet rotates together with the drive shaft or when the position of the valve body changes, (i) the motor-operated valve has a driven magnet that rotates around the axis, the driven magnet rotates with the rotation of the driving magnet, and the magnetic sensor detects the magnetism of the driven magnet, or (ii) the motor-operated valve has a magnetic transmission member, one end of the magnetic transmission member faces the driving
  • the motor-operated valve has the driven magnet, the driven magnet has a ring shape, and the driving magnet is disposed inside the driven magnet.
  • the motor-operated valve has the driven magnet, and that the driven magnet is spaced apart from the driving magnet in the axial direction.
  • the motor-operated valve has a guide member with an internal thread that is fixed to the valve body, the drive shaft has a male thread that is screwed into the female thread of the guide member, the valve body has a valve port facing the valve body, the valve body and the valve port are arranged coaxially with the axis, the drive shaft moves in the direction of the axis when the drive shaft rotates, and the position of the valve body changes in the direction of the axis in response to the movement of the drive shaft.
  • the drive magnet has a female thread
  • the valve body has a male thread that is screwed into the female thread of the drive magnet
  • the drive magnet rotates when the position of the valve body changes in the axial direction.
  • valve body is a rotary valve body that is attached to the drive shaft and rotates together with the drive shaft.
  • the motor-operated valve has a stator disposed outside the case and constituting a motor together with the magnet rotor, and a magnetic shielding member disposed between the stator and the magnetic sensor.
  • the drive magnet rotates with the drive shaft or rotates when the position of the valve disc changes.
  • the driven magnet is magnetically coupled to the drive magnet and rotates about the axis of the drive shaft as the drive magnet rotates. This causes the rotation angle of the drive magnet to match the rotation angle of the driven magnet, and the magnetic sensor outputs a signal that more accurately corresponds to the rotation angle of the drive shaft or the position of the valve disc. This makes it possible to more accurately detect the position of the valve disc without integrating the drive shaft with the output shaft of the gear mechanism.
  • the drive magnet rotates together with the drive shaft or rotates when the position of the valve disc changes.
  • One end of the magnetic transmission member faces the drive magnet, and the other end of the magnetic transmission member faces the inner surface of the case.
  • This causes a magnetic pole of the drive magnet that faces one end of the magnetic transmission member to appear at the other end, and the magnetic sensor outputs a signal that more accurately corresponds to the rotation angle of the drive shaft or the position of the valve disc. Therefore, the position of the valve disc can be detected more accurately without integrating the drive shaft with the output shaft of the gear mechanism.
  • motorized valves are easier to assemble and the position of the valve body can be detected more accurately.
  • FIG. 1 is a vertical sectional view of a motor-operated valve according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view of a valve body assembly of the motor-operated valve. 2 is an enlarged longitudinal sectional view of a drive shaft of the motor-operated valve and its vicinity.
  • FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3A and 3B are diagrams illustrating the magnetic pole arrangement of a drive magnet and a driven magnet of the motor-operated valve.
  • FIG. 2 is a vertical cross-sectional view showing a configuration of a first modified example of the motor-operated valve of FIG. 1 .
  • FIG. 4 is a vertical cross-sectional view showing a configuration of a second modified example of the motor-operated valve of FIG. 1 .
  • FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a drive shaft and its vicinity of a motor-operated valve according to a second embodiment of the present invention.
  • 9 is a cross-sectional view taken along line IX-IX in FIG. 8.
  • FIG. 11 is a vertical sectional view of a motor-operated valve according to a third embodiment of the present invention.
  • 11 is an enlarged longitudinal sectional view of the drive shaft of the motor-operated valve of FIG. 10 and its vicinity.
  • 11 is a diagram illustrating the magnetic pole arrangement of a drive magnet and a driven magnet of the motor-operated valve of FIG. 10.
  • FIG. FIG. 10 is a vertical sectional view of a motor-operated valve according to a fourth embodiment of the present invention.
  • 14 is an enlarged longitudinal sectional view of the drive shaft of the motor-operated valve of FIG. 13 and
  • a motor-operated valve according to a first embodiment of the present invention will now be described with reference to Figures 1 to 7.
  • the motor-operated valve according to this embodiment is used, for example, to control the flow rate of refrigerant in an automotive air conditioner.
  • FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of an electric valve according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of a valve body assembly of the electric valve.
  • FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of an enlarged view of the drive shaft of the electric valve and its vicinity.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3. In FIG. 4, the sub-substrate and the magnetic sensor are indicated by dotted lines.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the magnetic pole arrangement of the drive magnet and driven magnet of the electric valve.
  • FIG. 5A is a plan view of the drive magnet and driven magnet of the electric valve.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line VB-VB in FIG.
  • FIG. 6 is a vertical cross-sectional view showing the configuration of a first modified example of the electric valve of FIG. 1.
  • FIG. 7 is a vertical cross-sectional view showing the configuration of a second modified example of the electric valve of FIG. 1.
  • FIGS. 1 to 3, 5B, 6, and 7 are cross-sectional views taken along the axis L.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view perpendicular to the axis L.
  • the motor-operated valve 1 of the first embodiment has a valve body assembly 5 and a stator unit 8.
  • the valve body assembly 5 includes a valve body 10, a can 30, a valve body 40, a drive mechanism 50, a drive magnet 76, and a driven magnet 77.
  • the valve body 10 has a main body member 11, a holder 20, and a valve body support member 25.
  • the main body member 11 has a rectangular parallelepiped shape.
  • the main body member 11 is made of a metal such as an aluminum alloy.
  • the main body member 11 has a valve chamber 13, a valve port 14, a valve seat 15, a first passage 17, and a second passage 18.
  • the valve port 14 is connected to the valve chamber 13.
  • the valve port 14 is surrounded by the valve seat 15 in the valve chamber 13.
  • the first passage 17 extends from the right side surface 11a of the main body member 11 to the valve port 14.
  • the first passage 17 is connected to the valve chamber 13 via the valve port 14.
  • the second passage 18 extends from the left side surface 11b of the main body member 11 to the valve chamber 13.
  • the main body member 11 has a mounting hole 19.
  • the mounting hole 19 is disposed on the upper surface 11c of the main body member 11.
  • the mounting hole 19 has an internal thread on its inner peripheral surface.
  • the mounting hole 19 is connected to the valve chamber 13.
  • the main body member 11 has an annular flat surface 19a.
  • the annular flat surface 19a is located at the connection point between the mounting hole 19 in the main body member 11 and the valve chamber 13.
  • the holder 20 has a first member 21, a second member 22, and a connecting member 23.
  • the first member 21 and the second member 22 are made of, for example, synthetic resin or a non-magnetic metal such as an aluminum alloy or brass.
  • non-magnetic refers to the property of not being magnetized even when placed in a magnetic field (including the property of not being substantially magnetized).
  • the first member 21 has a base 21a and a support portion 21b integrally therewith.
  • the base 21a and the support portion 21b each have a cylindrical shape.
  • the outer diameter of the support portion 21b is smaller than the outer diameter of the base 21a.
  • the support portion 21b is coaxially connected to the upper end of the base 21a.
  • the first member 21 has a support surface 21f.
  • the support surface 21f is an annular plane facing upward.
  • the support surface 21f is disposed at the connection point of the base 21a and the support portion 21b in the first member 21.
  • the outer peripheral surface of the base 21a is provided with a male thread.
  • the male thread of the base 21a is screwed into the female thread of the mounting hole 19 of the main body member 11.
  • the holder 20 is attached to the main body member 11 with a screw structure.
  • the second member 22 has a cylindrical shape.
  • the inner diameter of the second member 22 is smaller than the inner diameter of the support portion 21b of the first member 21.
  • the second member 22 is coaxially joined to the upper end of the support portion 21b.
  • the first member 21 and the second member 22 form an annular groove 24 whose bottom surface is the outer peripheral surface of the support portion 21b.
  • connection member 23 has a circular ring shape.
  • the base 21a of the first member 21 is disposed inside the connection member 23, and the inner peripheral edge of the connection member 23 is joined to the base 21a.
  • the valve body support member 25 has a cylindrical shape.
  • the valve body support member 25 is disposed between the main body member 11 and the first member 21 in the mounting hole 19.
  • the lower part of the valve body support member 25 is press-fitted into the valve chamber 13.
  • the outer peripheral surface of the valve body support member 25 is provided with an annular flat surface 25a facing downward.
  • the annular flat surface 25a is in contact with the annular flat surface 19a of the main body member 11.
  • the can 30 has a cylindrical shape.
  • the upper end of the can 30 is closed and the lower end is open.
  • the lower end of the can 30 is joined to the outer periphery of the connection member 23.
  • the can 30 is fixed to the main body member 11 via the connection member 23 and the holder 20.
  • the can 30 is a case that is attached to the valve main body 10.
  • the can 30 is made of a metal such as non-magnetic stainless steel.
  • the valve body 40 has a stem 41, a valve portion 42, a spring receiving portion 43, and a ball receiving portion 44.
  • the stem 41 has a cylindrical shape.
  • the stem 41 is disposed inside the valve body support member 25.
  • the stem 41 is supported by the valve body support member 25 so that it can move in the vertical direction (axis L direction).
  • the valve portion 42 has a circular ring shape.
  • the valve portion 42 is formed integrally with the stem 41 and is disposed at the lower end of the stem 41.
  • the valve portion 42 protrudes radially outward from the outer peripheral surface of the stem 41.
  • the valve portion 42 faces the valve port 14 in the up-down direction.
  • the spring receiving portion 43 has a main body portion 43a and a flange portion 43b.
  • the main body portion 43a has a cylindrical shape.
  • the outer diameter of the main body portion 43a is the same as the outer diameter of the stem 41.
  • the main body portion 43a is coaxially joined to the upper end of the stem 41.
  • the flange portion 43b has an annular shape.
  • the flange portion 43b is formed integrally with the main body portion 43a and is disposed at the upper end of the main body portion 43a.
  • the flange portion 43b protrudes radially outward from the outer peripheral surface of the main body portion 43a.
  • the ball receiving portion 44 has a circular flat portion 44a and a protruding portion 44b connected to the underside of the flat portion 44a.
  • a conical recess is provided on the upper surface of the flat portion 44a.
  • the protruding portion 44b fits into a hole provided in the main body portion 43a of the spring receiving portion 43.
  • the ball receiving portion 44 is fixed to the spring receiving portion 43.
  • the opening area of the valve orifice 14 changes steplessly (including substantially steplessly) as the valve portion 42 approaches or moves away from the valve orifice 14.
  • the opening area of the valve orifice 14 becomes 0 (fully closed state). Note that the minimum value of the opening area of the valve orifice 14 may be greater than 0.
  • the drive mechanism 50 moves the valve body 40 in the vertical direction.
  • the vertical movement of the valve body 40 is synonymous with the position of the valve body 40 changing in the vertical direction.
  • the drive mechanism 50 has a rotor 51, a connecting plate 52, a rotor shaft 53, a bearing member 54, a planetary gear mechanism 60, a guide member 68, a drive shaft 70, a ball 74, and a valve-opening spring 75.
  • the rotor 51 has a cylindrical shape.
  • the outer diameter of the rotor 51 is smaller than the inner diameter of the can 30.
  • the rotor 51 is rotatably arranged inside the can 30.
  • a connecting plate 52 is joined to the upper end of the rotor 51.
  • the connecting plate 52 has a disk shape and closes the upper end of the rotor 51.
  • the rotor shaft 53 passes through the center of the connecting plate 52.
  • the rotor 51 is connected to the rotor shaft 53 via the connecting plate 52.
  • the bearing member 54 rotatably supports the upper end of the rotor shaft 53.
  • the rotor shaft 53 rotates together with the rotor 51.
  • the rotor 51 is a magnet rotor having multiple north poles and multiple south poles.
  • the multiple north poles and multiple south poles are arranged alternately in the circumferential direction on the outer circumferential surface of the rotor 51.
  • the multiple north poles and multiple south poles extend in the vertical direction.
  • the planetary gear mechanism 60 is a 3K type planetary gear mechanism.
  • the planetary gear mechanism 60 may be, for example, a 2K-H type planetary gear mechanism.
  • the planetary gear mechanism 60 is a reducer that reduces the rotation of the rotor 51.
  • the motor-operated valve 1 may employ, instead of the planetary gear mechanism 60, another type of gear mechanism that functions as a reducer.
  • the planetary gear mechanism 60 is disposed inside the rotor 51.
  • the planetary gear mechanism 60 has a gear case 61, a fixed ring gear 62, a sun gear 63, a number of planetary gears 64, a carrier 65, an output gear 66, and an output shaft 67.
  • the gear case 61 has a cylindrical shape.
  • the lower end of the gear case 61 is coaxially joined to the second member 22 of the holder 20.
  • the fixed ring gear 62 is an internal gear.
  • the fixed ring gear 62 is fixed to the upper end of the gear case 61.
  • the sun gear 63 is formed integrally with the connecting plate 52 and is arranged coaxially on the underside of the connecting plate 52.
  • the rotor shaft 53 passes through the sun gear 63.
  • the carrier 65 has a disk shape.
  • the rotor shaft 53 passes through the carrier 65.
  • the carrier 65 can rotate around the rotor shaft 53.
  • the carrier 65 rotatably supports a number of planetary gears 64.
  • the output gear 66 has a cylindrical shape with a bottom.
  • the output gear 66 is an internal gear.
  • the upper parts of the multiple planetary gears 64 are arranged between the fixed ring gear 62 and the sun gear 63, and the lower parts of the multiple planetary gears 64 are arranged between the output gear 66 and the sun gear 63.
  • the output shaft 67 has a cylindrical shape.
  • the upper part of the output shaft 67 is press-fitted into a hole provided in the bottom part of the output gear 66.
  • the lower part of the output shaft 67 is provided with a slit 67a extending in the vertical direction.
  • the output shaft 67 rotatably supports the lower end of the rotor shaft 53.
  • the output shaft 67 is disposed inside the second member 22 of the holder 20.
  • the output shaft 67 is rotatably supported by the second member 22.
  • the output shaft 67 rotates together with the output gear 66.
  • the sun gear 63 rotates together with the rotor 51 and the connecting plate 52.
  • the rotation of the sun gear 63 is decelerated by the fixed ring gear 62, the multiple planetary gears 64, the carrier 65 and the output gear 66, and is transmitted to the output shaft 67.
  • the guide member 68 has a cylindrical shape.
  • the guide member 68 is disposed inside the base 21a of the first member 21 of the holder 20.
  • the guide member 68 is fixed to the first member 21.
  • the guide member 68 has a female thread 68c.
  • the female thread 68c is disposed on the inner peripheral surface of the guide member 68.
  • the drive shaft 70 has a first portion 71, a second portion 72, and a third portion 73, which are integral with each other.
  • the drive shaft 70 is made of, for example, a synthetic resin or a metal such as non-magnetic stainless steel.
  • the first portion 71 has a cylindrical shape.
  • the first portion 71 has a male thread 71c.
  • the male thread 71c is disposed on the outer peripheral surface of the first portion 71.
  • the male thread 71c is screwed into the female thread 68c of the guide member 68.
  • a conical recess is provided on the lower end surface of the first portion 71.
  • a ball 74 is joined to the recess. The ball 74 is in slidable contact with the recess of the flat portion 44a of the ball receiving portion 44.
  • the second part 72 has a rectangular prism shape.
  • the lower end of the second part 72 is connected to the upper end of the first part 71.
  • the third portion 73 has a rectangular flat plate shape.
  • the lower end of the third portion 73 is connected to the upper end of the second portion 72.
  • the thickness of the third portion 73 is slightly smaller than the width of the slit 67a of the output shaft 67.
  • the third portion 73 is disposed inside the slit 67a. The slit 67a and the third portion 73 allow the drive shaft 70 to move up and down relative to the output shaft 67 while transmitting the rotation of the output shaft 67 to the drive shaft 70.
  • the valve-opening spring 75 is disposed between the valve body support member 25 and the flange portion 43b of the valve body 40.
  • the valve-opening spring 75 is a compression coil spring. The valve-opening spring 75 pushes the valve body 40 upward (away from the valve port 14).
  • the driving magnet 76 has a ring shape.
  • the outer peripheral edge of the driving magnet 76 is circular, and the inner peripheral edge is rectangular.
  • the outer diameter of the driving magnet 76 is slightly smaller than the inner diameter of the support portion 21b of the first member 21 of the holder 20.
  • the driving magnet 76 is disposed inside the support portion 21b.
  • the driving magnet 76 has semicircular arc portions 761 and 762 that are partitioned by a diameter. In one semicircular arc portion 761, one N pole and one S pole are disposed in order from the inside to the outside in the radial direction, and in the other semicircular arc portion 762, one S pole and one N pole are disposed in order from the inside to the outside in the radial direction.
  • the second portion 72 of the driving shaft 70 is disposed inside the driving magnet 76.
  • the driving magnet 76 is fixed to the driving shaft 70.
  • the driving magnet 76 rotates together with the driving shaft 70.
  • the driving magnet 76 rotates about the axis L.
  • the driving magnet 76 is a permanent magnet.
  • the driven magnet 77 has a ring shape.
  • the outer peripheral edge of the driven magnet 77 is circular, and the inner peripheral edge is circular.
  • the outer diameter of the driven magnet 77 is slightly smaller than the inner diameter of the can 30.
  • the inner diameter of the driven magnet 77 is slightly larger than the outer diameter of the support portion 21b of the first member 21 of the holder 20.
  • the support portion 21b is arranged inside the driven magnet 77.
  • the inner peripheral edge of the driven magnet 77 is arranged in the annular groove 24.
  • the driven magnet 77 has semicircular arc portions 771 and 772 defined by a diameter.
  • one N pole and one S pole are arranged in order from the inside to the outside in the radial direction
  • one S pole and one N pole are arranged in order from the inside to the outside in the radial direction.
  • the lower surface of the driven magnet 77 is in sliding contact with the support surface 21f of the first member 21.
  • the driven magnet 77 is disposed between the support portion 21b and the can 30 so as to be rotatable about the axis L.
  • the driven magnet 77 is a permanent magnet.
  • the driving magnet 76 is disposed inside the driven magnet 77.
  • the driven magnet 77 is aligned radially with the driving magnet 76 via the support portion 21b of the first member 21 of the holder 20, and surrounds the driving magnet 76. This allows the vertical dimension of the motor-operated valve 1 to be reduced.
  • the driving magnet 76 and the driven magnet 77 are magnetically coupled.
  • the driven magnet 77 rotates about the axis L in conjunction with the rotation of the driving magnet 76.
  • the magnetic pole arrangement of the driving magnet 76 and the driven magnet 77 may be different from that shown in FIG. 5, as long as the driving magnet 76 and the driven magnet 77 are magnetically coupled and the driven magnet 77 rotates about the axis L in conjunction with the rotation of the driving magnet 76.
  • the driving magnet 76 is not limited to having a circular ring shape.
  • the stator unit 8 has a housing 81, a stator 82, a main board 83, a sub-board 84, and a magnetic sensor 85.
  • the housing 81 is made of synthetic resin.
  • the housing 81 has a peripheral wall portion 81a, an upper wall portion 81b, a case portion 81c, and a lid body 81d.
  • the peripheral wall portion 81a has a cylindrical shape.
  • the upper wall portion 81b has a dome shape.
  • the upper wall portion 81b is connected to the upper end of the peripheral wall portion 81a.
  • the case portion 81c has a square tube shape.
  • the case portion 81c extends laterally (in a direction perpendicular to the axis L) from the peripheral wall portion 81a.
  • the lid body 81d is joined to the tip of the case portion 81c.
  • the space inside the case portion 81c is sealed.
  • the stator 82 together with the rotor 51, constitutes a stepping motor 88.
  • the stator 82 is embedded in the peripheral wall portion 81a of the housing 81.
  • the stator 82 is disposed outside the can 30.
  • the motor-operated valve 1 may have another type of motor instead of the stepping motor 88.
  • the main board 83 is arranged vertically inside the case portion 81c.
  • the coil of the stator 82 is connected to the main board 83.
  • a computer (not shown) is mounted on the main board 83.
  • the sub-board 84 is arranged horizontally inside the case portion 81c.
  • the sub-board 84 is electrically connected to the main board 83.
  • a magnetic sensor 85 is mounted on the sub-board 84.
  • the magnetic sensor 85 is a rotation angle sensor that outputs a signal (analog signal) according to the rotation angle of the magnetic field.
  • the magnetic sensor 85 is disposed near the partition wall 81e provided on the peripheral wall portion 81a of the housing 81.
  • the magnetic sensor 85 faces radially the outer peripheral surface of the driven magnet 77 via the can 30 and the partition wall 81e.
  • the magnetic sensor 85 is disposed outside the can 30, detects the magnetism of the driven magnet 77, and outputs a signal according to the rotation angle of the driven magnet 77.
  • the magnetic sensor 85 is disposed below the stator 82, and the distance between the stator 82 and the magnetic sensor 85 is short. Therefore, a magnetic shielding member may be disposed between the stator 82 and the magnetic sensor 85.
  • the magnetic shielding member is, for example, a plate-shaped soft magnetic material with a relatively high magnetic permeability, such as silicon iron. The magnetic shielding member prevents the stator 82 from distorting the magnetic field near the magnetic sensor 85.
  • valve port 14 In the motor-operated valve 1, the valve port 14, first member 21 (base 21a, support 21b), second member 22, connecting member 23, valve body support member 25, can 30, valve body 40, rotor 51, connecting plate 52, rotor shaft 53, output shaft 67, guide member 68, drive shaft 70 (first part 71, second part 72, third part 73), ball 74, drive magnet 76, driven magnet 77, and stator 82 each have a central axis that coincides with the axis L.
  • the motor-operated valve 1 current is supplied to the stator 82 to rotate the rotor 51 in a first direction.
  • the rotation of the rotor 51 is decelerated by the planetary gear mechanism 60 and transmitted to the drive shaft 70.
  • the feed screw action of the male thread 71c of the drive shaft 70 and the female thread 68c of the guide member 68 causes the drive shaft 70 to move downward and approach the valve orifice 14.
  • the valve body 40 is pushed downward by the drive shaft 70, and the valve body 40 moves downward and the opening area of the valve orifice 14 becomes smaller.
  • the motor-operated valve 1 is in a fully closed state.
  • the motor-operated valve 1 In the motor-operated valve 1, current is supplied to the stator 82 to rotate the rotor 51 in the second direction. The rotation of the rotor 51 is decelerated by the planetary gear mechanism 60 and transmitted to the drive shaft 70.
  • the drive shaft 70 rotates, the feed screw action of the male thread 71c of the drive shaft 70 and the female thread 68c of the guide member 68 causes the drive shaft 70 to move upward and away from the valve orifice 14.
  • the valve body 40 is pushed upward by the valve-opening spring 75, and the valve body 40 moves upward and the opening area of the valve orifice 14 increases.
  • the motor-operated valve 1 When the valve body 40 is farthest from the valve orifice 14, the motor-operated valve 1 is in a fully open state. When the motor-operated valve 1 is in a fully open state, the opening area of the valve orifice 14 is at its maximum.
  • the drive magnet 76 rotates together with the drive shaft 70 inside the holder 20.
  • the driven magnet 77 arranged on the outside of the holder 20 is magnetically coupled to the drive magnet 76, and the driven magnet 77 rotates as the drive magnet 76 rotates.
  • the magnetic sensor 85 outputs a signal corresponding to the rotation angle of the driven magnet 77, and the computer detects the rotation angle based on this signal.
  • the rotation angle of the driven magnet 77 matches the rotation angle of the drive shaft 70 and corresponds to the position of the valve body 40.
  • the motor-operated valve 1 comprises the valve body 10 having the valve chamber 13, the cylindrical can 30 attached to the valve body 10, the rotor 51 arranged inside the can 30, the drive shaft 70 arranged inside the can 30, the planetary gear mechanism 60 that transmits the rotation of the rotor 51 to the drive shaft 70, the valve body 40 arranged in the valve chamber 13 and whose position in the vertical direction changes according to the rotation of the drive shaft 70, and the magnetic sensor 85 arranged outside the can 30.
  • the motor-operated valve 1 comprises a drive magnet 76 attached to the drive shaft 70 and rotating together with the drive shaft 70, and a ring-shaped driven magnet 77 surrounding the drive magnet 76.
  • the driven magnet 77 rotates around the drive shaft 70 as the drive magnet 76 rotates.
  • the magnetic sensor 85 detects the magnetism of the driven magnet 77.
  • the drive magnet 76 rotates together with the drive shaft 70.
  • the driven magnet 77 surrounds the drive magnet 76 and is magnetically coupled to the drive magnet 76, and rotates about the drive shaft 70 (axis L) as the drive magnet 76 rotates.
  • the motor-operated valve 1 has a guide member 68 having a female thread 68c that is fixed to the valve body 10.
  • the drive shaft 70 has a male thread 71c that is screwed into the female thread 68c.
  • the valve body 10 has a valve port 14 that faces the valve body 40 in the vertical direction.
  • the valve body 40, the valve port 14, and the drive shaft 70 are arranged coaxially with the axis L. When the drive shaft 70 rotates, the drive shaft 70 moves in the vertical direction (in the direction of the axis L). The position of the valve body 40 changes in the vertical direction in accordance with the movement of the drive shaft 70.
  • the motor-operated valve 1 has a configuration in which the drive shaft 70 is arranged inside the holder 20 inside the can 30, and the rotation angle of the drive shaft 70 can be detected outside the can 30 by utilizing the magnetic coupling between the drive magnet 76 and the driven magnet 77.
  • the motor-operated valve 1 also has a stator 82 that is disposed outside the can 30 and that, together with the rotor 51, constitutes a stepping motor 88.
  • the motor-operated valve 1 may also have a magnetic shielding member disposed between the stator 82 and the magnetic sensor 85. In this way, distortion of the magnetic field near the magnetic sensor 85 by the stator 82 can be suppressed, and the rotation angle of the drive shaft 70 can be detected more accurately.
  • Fig. 6 shows a motor-operated valve 1A according to a first modified example of the motor-operated valve 1
  • Fig. 7 shows a motor-operated valve 1B according to a second modified example of the motor-operated valve 1.
  • the same components as those in the motor-operated valve 1 are given the same reference numerals and detailed explanations are omitted.
  • the motor-operated valve 1A shown in FIG. 6 has the same configuration as the motor-operated valve 1, except that it has a holder 20A and a driven magnet 77A instead of the holder 20 and the driven magnet 77.
  • the holder 20A has a first member 21A, a second member 22A, and a connecting member 23.
  • the first member 21A and the second member 22A are made of, for example, synthetic resin or a non-magnetic metal such as an aluminum alloy or brass.
  • the first member 21A has an integral base 21a, a support portion 21b, and a connecting portion 21c.
  • the base 21a and the support portion 21b have the same configuration as those of the motor-operated valve 1.
  • the connecting portion 21c has a cylindrical shape.
  • the outer diameter of the connecting portion 21c is larger than the outer diameter of the support portion 21b.
  • the connecting portion 21c is coaxially connected to the upper end of the support portion 21b.
  • the gear case 61 of the planetary gear mechanism 60 is coaxially joined to the connecting portion 21c.
  • the first member 21A has an annular groove 24 whose bottom surface is the outer circumferential surface of the support portion 21b.
  • the second member 22A has a cylindrical shape.
  • the second member 22A is disposed inside the connecting portion 21c of the first member 21A.
  • the second member 22A is coaxially joined to the first member 21A.
  • the output shaft 67 of the planetary gear mechanism 60 is disposed inside the second member 22A.
  • the driven magnet 77A has a semicircular arc-shaped first magnet member 77a and a semicircular arc-shaped second magnet member 77b.
  • the first magnet member 77a and the second magnet member 77b are joined at their respective ends to form the annular driven magnet 77A.
  • the first magnet member 77a and the second magnet member 77b are joined, for example, with an adhesive.
  • the first magnet member 77a and the second magnet member 77b may be joined by their mutual magnetic force.
  • the driven magnet 77A formed by joining the first magnet member 77a and the second magnet member 77b has the same configuration as the driven magnet 77 of the motor-operated valve 1.
  • the motor-operated valve 1B shown in FIG. 7 has the same configuration as the motor-operated valve 1A, except that (1) the valve body support member 25, ball 74, valve-opening spring 75, and guide member 68 are omitted, and (2) instead of the main body member 11, valve body 40, and drive shaft 70, a main body member 11B, a ball valve body 40B, two seat members 47B, and a drive shaft 70B are provided.
  • the main body member 11B has a rectangular parallelepiped shape.
  • the main body member 11B is made of a metal such as an aluminum alloy.
  • the main body member 11B has a valve chamber 13B, a first passage 17B, a second passage 18B, and a mounting hole 19.
  • the first passage 17B extends from the right side surface 11a of the main body member 11B to the valve chamber 13B.
  • the second passage 18B extends from the left side surface 11b of the main body member 11B to the valve chamber 13B.
  • the mounting hole 19 is disposed on the upper surface 11c of the main body member 11B.
  • An internal thread is provided on the inner peripheral surface of the mounting hole 19.
  • the mounting hole 19 is connected to the valve chamber 13B.
  • the ball valve body 40B is a rotating valve body.
  • the ball valve body 40B has a connecting passage 46B that penetrates laterally.
  • the seat member 47B has an annular shape.
  • the seat member 47B is disposed in the valve chamber 13B, and the ball valve body 40B is disposed between the seat members 47B.
  • the seat member 47B supports the ball valve body 40B so that it can rotate about the axis L.
  • the rotation of the ball valve body 40B about the axis L is synonymous with the position (rotational position) of the ball valve body 40B changing around the axis L.
  • the drive shaft 70B has a first portion 71B, a second portion 72, and a third portion 73, which are integral with each other.
  • the second portion 72 and the third portion 73 have the same configuration as those of the motor-operated valve 1.
  • the drive shaft 70B is made of, for example, synthetic resin or a metal such as non-magnetic stainless steel.
  • the first part 71B has a cylindrical shape. The lower end of the first part 71B is coaxially joined to the ball valve body 40B.
  • the ball valve body 40B rotates together with the drive shaft 70B. Depending on the rotational position of the ball valve body 40B, the first passage 17B and the second passage 18B are connected by the connecting passage 46B, or the connection between the first passage 17B and the second passage 18B is cut off.
  • Motor-operated valves 1A and 1B have the same effect as motor-operated valve 1.
  • the motor-operated valve 2 has the same configuration as the motor-operated valve 1, except that it has a driving magnet 76C, two magnetic transmission members 78C, and two magnetic sensors 85C instead of the driving magnet 76, the driven magnet 77, and the magnetic sensor 85.
  • the same components as those in the motor-operated valve 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of the drive shaft and its vicinity of the motor-operated valve according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line IX-IX in FIG. 8.
  • the driving magnet 76C has a circular ring shape.
  • the outer peripheral edge of the driving magnet 76C is circular, and the inner peripheral edge is rectangular.
  • the outer diameter of the driving magnet 76C is slightly smaller than the inner diameter of the support part 21b of the first member 21 of the holder 20.
  • the driving magnet 76C is disposed inside the support part 21b.
  • the driving magnet 76C has multiple N poles and multiple S poles.
  • the multiple N poles and multiple S poles are alternately disposed at equal angular intervals in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the rotor 51.
  • the driving magnet 76C has, for example, six N poles and six S poles.
  • the angle between adjacent N poles and S poles is 30 degrees.
  • the second part 72 of the driving shaft 70 is disposed inside the driving magnet 76C.
  • the driving magnet 76C is fixed to the driving shaft 70.
  • the driving magnet 76C rotates together with the driving shaft 70.
  • the magnetic transmission member 78C has a rectangular plate shape.
  • the magnetic transmission member 78C is a soft magnetic material with a relatively high magnetic permeability, such as silicon iron.
  • the magnetic transmission member 78C is disposed inside the can 30.
  • the magnetic transmission member 78C extends in the radial direction of the can 30.
  • the first end E1 (one end) of the magnetic transmission member 78C is embedded in the support portion 21b of the first member 21 of the holder 20.
  • the first end E1 of the magnetic transmission member 78C faces the outer peripheral surface of the driving magnet 76C in the radial direction.
  • the second end E2 (the other end) of the magnetic transmission member 78C faces the inner peripheral surface of the can 30 in the radial direction.
  • magnetic poles facing the first end E1 of the driving magnet 76C appear.
  • One of the two magnetic transmission members 78C is the first magnetic transmission member 78a, and the other is the second magnetic transmission member 78b.
  • the magnetic transmission member 78C may have any shape as long as the first end E1 faces the driving magnet 76C in the radial direction and the second end E2 faces the portion of the inner surface of the can 30 that corresponds to the magnetic sensor 85C.
  • the magnetic sensor 85C is a sensor having a Hall element that outputs a signal (digital signal) according to the direction of the magnetic field.
  • the magnetic sensor 85C is disposed near the partition wall 81e provided on the peripheral wall portion 81a of the housing 81.
  • the magnetic sensor 85C faces radially the second end E2 of the magnetic transmission member 78C via the can 30 and the partition wall 81e.
  • the magnetic sensor 85C is disposed outside the can 30, detects the magnetism of the second end E2 of the magnetic transmission member 78C, and outputs a signal according to the magnetic pole that appears at the second end E2.
  • One of the two magnetic sensors 85C is the first magnetic sensor 85a, and the other is the second magnetic sensor 85b.
  • the first magnetic transmission member 78a and the first magnetic sensor 85a are disposed on a straight line M1 extending radially from the axis L.
  • the second magnetic transmission member 78b and the second magnetic sensor 85b are disposed on a straight line M2 extending radially from the axis L.
  • the drive magnet 76C rotates together with the drive shaft 70 inside the holder 20.
  • a magnetic transmission member 78C extending radially from the holder 20 transmits the magnetism of the drive magnet 76C from the first end E1 to the second end E2.
  • the magnetic sensor 85C outputs a signal corresponding to the magnetic pole that appears at the second end E2, and the computer detects the rotation angle and direction of the drive magnet 76C based on this signal.
  • the rotation angle of the drive magnet 76C matches the rotation angle of the drive shaft 70 and corresponds to the position of the valve body 40.
  • the motor-operated valve 2 has a drive magnet 76C that is attached to the drive shaft 70 and rotates together with the drive shaft 70, and a magnetic transmission member 78C that is disposed between the drive magnet 76C and the can 30 and extends in the radial direction of the can 30.
  • a first end E1 of the magnetic transmission member 78C faces the drive magnet 76C in the radial direction, and a second end E2 of the magnetic transmission member 78C faces the inner peripheral surface of the can 30.
  • a magnetic sensor 85C detects the magnetism of the second end E2 of the magnetic transmission member 78C.
  • the magnetic pole of the drive magnet 76C that faces the first end E1 of the magnetic transmission member 78C appears at the second end E2, and the magnetic sensor 85C outputs a signal that more accurately corresponds to the rotation angle of the drive magnet 76C (drive shaft 70).
  • This makes it possible to more accurately detect the rotation angle of the drive shaft 70 (i.e., the position of the valve body 40) without integrating the drive shaft 70 with the output shaft 67 of the planetary gear mechanism 60. Therefore, the motor-operated valve 2 is easy to assemble and can more accurately detect the position of the valve body 40.
  • a motor-operated valve according to a third embodiment of the present invention will be described below with reference to Figures 10 to 12.
  • the motor-operated valve 3 according to this embodiment has the same configuration as the motor-operated valve 1, except that it has a holder 20D, a drive shaft 70D, a drive magnet 76D, and a driven magnet 77D instead of the holder 20, the drive shaft 70, the drive magnet 76, and the driven magnet 77.
  • the same components as those in the motor-operated valve 1 are given the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
  • Figure 10 is a longitudinal cross-sectional view of an electric valve according to a third embodiment of the present invention.
  • Figure 11 is an enlarged longitudinal cross-sectional view of the drive shaft of the electric valve of Figure 10 and its vicinity.
  • Figure 12 is a diagram explaining the magnetic pole arrangement of the drive magnet and driven magnet of the electric valve of Figure 10.
  • Figure 12A is a plan view of the drive magnet.
  • Figure 12B is a plan view of the driven magnet.
  • Figure 12C is a longitudinal cross-sectional view of the drive magnet and driven magnet arranged coaxially.
  • the holder 20D has a first member 21D, a second member 22D, and a connecting member 23.
  • the first member 21D and the second member 22D are made of, for example, synthetic resin or a non-magnetic metal such as an aluminum alloy or brass.
  • the first member 21D has a first base 21h.
  • the first base 21h has a cylindrical shape.
  • the first member 21D has a support surface 21f.
  • the support surface 21f is an annular plane facing upward.
  • the support surface 21f is the upper end surface of the first base 21h.
  • a male thread is provided on the outer peripheral surface of the first base 21h. The male thread of the first base 21h is screwed into the female thread of the mounting hole 19 of the main body member 11.
  • the holder 20D is attached to the main body member 11 with a screw structure.
  • the second member 22D integrally has a second base 22h and a support portion 22k.
  • the second base 22h and the support portion 22k each have a cylindrical shape.
  • the outer diameter of the support portion 22k is smaller than the outer diameter of the second base 22h.
  • the support portion 22k is coaxially connected to the lower end of the second base 22h.
  • the lower end of the support portion 22k is coaxially joined to the upper end of the first base 21h.
  • the first member 21D and the second member 22D form an annular groove 24D whose bottom surface is the outer peripheral surface of the support portion 22k.
  • the output shaft 67 of the planetary gear mechanism 60 is disposed inside the second base 22h.
  • the second member 22D has a female thread 22c.
  • the female thread 22c is disposed on the lower part of the inner circumferential surface of the second base portion 22h and on the inner circumferential surface of the support portion 22k.
  • the second member 22D also serves as a guide member.
  • the drive shaft 70D has a first portion 71, a second portion 72D, and a third portion 73, which are integral with each other.
  • the drive shaft 70D is made of, for example, synthetic resin or a metal such as non-magnetic stainless steel.
  • the first portion 71 has a cylindrical shape.
  • the first portion 71 has a male thread 71c.
  • the male thread 71c is disposed on the outer peripheral surface of the first portion 71.
  • the male thread 71c is screwed into the female thread 22c of the second member 22D of the holder 20D.
  • the second part 72D has a rectangular prism shape.
  • the upper end of the second part 72D is connected to the lower end of the first part 71.
  • a cone-shaped recess is provided on the lower end surface of the second part 72D.
  • a ball 74 is joined to the recess.
  • the third portion 73 has a rectangular flat plate shape. The lower end of the third portion 73 is connected to the upper end of the first portion 71. The third portion 73 is disposed inside the slit 67a of the output shaft 67.
  • the driving magnet 76D has a circular ring shape.
  • the outer peripheral edge of the driving magnet 76D is circular, and the inner peripheral edge is rectangular.
  • the outer diameter of the driving magnet 76D is slightly smaller than the inner diameter of the first base 21h of the first member 21D of the holder 20D.
  • the driving magnet 76D is disposed inside the first base 21h.
  • the driving magnet 76D has semicircular arc portions 761, 762 defined by a diameter.
  • the magnetic pole arrangement of the driving magnet 76D is the same as that of the driving magnet 76.
  • the second portion 72D of the driving shaft 70D is disposed inside the driving magnet 76D.
  • the driving magnet 76D is fixed to the driving shaft 70D.
  • the driving magnet 76D rotates together with the driving shaft 70D.
  • the driving magnet 76D rotates about the axis L.
  • the driving magnet 76D is a permanent magnet.
  • the driven magnet 77D has a circular ring shape.
  • the outer peripheral edge of the driven magnet 77D is circular, and the inner peripheral edge is circular.
  • the outer diameter of the driven magnet 77D is slightly smaller than the inner diameter of the can 30.
  • the inner diameter of the driven magnet 77D is slightly larger than the outer diameter of the support portion 22k of the second member 22D of the holder 20D.
  • the support portion 22k is disposed inside the driven magnet 77D.
  • the inner peripheral edge of the driven magnet 77D is disposed in the annular groove 24D.
  • the driven magnet 77D has semicircular arc portions 771, 772 defined by a diameter.
  • the magnetic pole arrangement of the driven magnet 77D is the same as that of the driven magnet 77.
  • the lower surface of the driven magnet 77D is in slidable contact with the support surface 21f of the first member 21D of the holder 20D.
  • the driven magnet 77D is disposed between the support portion 22k and the can 30 so as to be rotatable about the axis L.
  • the driven magnet 77D is a permanent magnet.
  • the driven magnet 77D is arranged coaxially with the drive magnet 76D.
  • the driven magnet 77D is arranged above and spaced apart from the drive magnet 76D. This allows the radial dimension of the motor-operated valve 3 to be reduced.
  • the drive magnet 76D of the motor-operated valve 3 has less dimensional constraints than the drive magnet 76 of the motor-operated valve 1. Therefore, in the motor-operated valve 3, the dimension of the drive magnet 76D can be made larger, and the magnetic force of the drive magnet 76D can be made stronger.
  • the drive magnet 76D and the driven magnet 77D are viewed from above and below, the outer periphery of the drive magnet 76D overlaps with the inner periphery of the driven magnet 77D.
  • the drive magnet 76D and the driven magnet 77D are magnetically coupled.
  • the driven magnet 77D rotates about the axis L as the drive magnet 76D rotates.
  • Motor-operated valve 3 has the same effect as motor-operated valve 1.
  • a motor-operated valve according to a fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to Figures 13 and 14.
  • the motor-operated valve 4 according to this embodiment has the same configuration as the motor-operated valve 3, except that it has a valve body 40E, a drive shaft 70E and a drive magnet 76E instead of the valve body 40, the drive shaft 70D and the drive magnet 76D.
  • the same components as the motor-operated valves 1 and 3 are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
  • Fig. 13 is a vertical cross-sectional view of a motor-operated valve according to a fourth embodiment of the present invention.
  • Fig. 14 is an enlarged vertical cross-sectional view of the drive shaft of the motor-operated valve of Fig. 13 and its vicinity.
  • the valve body 40E has a stem 41, a valve portion 42, a spring receiving portion 43E, and a ball receiving portion 44.
  • the spring receiving portion 43E has a main body portion 43a and a threaded portion 43d.
  • the main body portion 43a has a cylindrical shape.
  • the outer diameter of the main body portion 43a is the same as the outer diameter of the stem 41.
  • the main body portion 43a is coaxially joined to the upper end of the stem 41.
  • the threaded portion 43d has a cylindrical shape.
  • the outer diameter of the threaded portion 43d is larger than the outer diameter of the main body portion 43a.
  • the threaded portion 43d is formed integrally with the main body portion 43a and is disposed at the upper end of the main body portion 43a.
  • the threaded portion 43d has a male thread 43e.
  • the male thread 43e is disposed on the outer peripheral surface of the threaded portion 43d.
  • the ball receiving portion 44 is fixed to the threaded portion 43d.
  • the drive shaft 70E has a first portion 71 and a third portion 73 integrally formed therewith. The lower end of the third portion 73 is connected to the upper end of the first portion 71.
  • the drive shaft 70E has the same configuration as the drive shaft 70, except that the second portion 72 is omitted.
  • the driving magnet 76E has a circular ring shape.
  • the outer peripheral edge of the driving magnet 76E is circular, and the inner peripheral edge is circular.
  • the driving magnet 76E has a female thread 76e.
  • the female thread 76e is arranged on the inner peripheral surface of the driving magnet 76E.
  • the outer diameter of the driving magnet 76E is slightly smaller than the inner diameter of the first base 21h of the first member 21D of the holder 20D.
  • the driving magnet 76E is arranged inside the first base 21h.
  • a retaining member 79E is arranged inside the first base 21h.
  • the retaining member 79E is fixed to the first base 21h.
  • the lower surface of the driving magnet 76E is in slidable contact with the upper surface of the retaining member 79E.
  • the magnetic pole arrangement of the driving magnet 76E is the same as that of the driving magnet 76D.
  • the threaded portion 43d of the valve body 40E is arranged inside the driving magnet 76E.
  • the male thread 43e of the threaded portion 43d is screwed into the female thread 76e of the drive magnet 76E.
  • the driven magnet 77D is arranged coaxially with the drive magnet 76E.
  • the driven magnet 77D is arranged above and spaced apart from the drive magnet 76E. This allows the radial dimension of the motor-operated valve 4 to be reduced.
  • the drive magnet 76E and the driven magnet 77D are viewed from above and below, the outer periphery of the drive magnet 76E overlaps with the inner periphery of the driven magnet 77D.
  • the drive magnet 76E and the driven magnet 77D are magnetically coupled.
  • the driven magnet 77D rotates about the axis L as the drive magnet 76E rotates.
  • Motor-operated valve 4 has the same effect as motor-operated valve 3.
  • cylinder cylindrical
  • column cylindrical
  • rectangular prism a member that has substantially the shape of the term.
  • a “cylindrical member” includes both cylindrical members and substantially cylindrical members.
  • driving magnet 761... semicircular portion, 762... semicircular portion, 77... driven magnet, 771... semicircular portion, 772... semicircular portion, 81... housing, 81a... peripheral wall portion, 81b... upper wall portion, 81c... case portion, 81d... lid body, 81e... partition wall, 82... stator, 83... main board, 84... sub board, 85... magnetic sensor, 88...
  • Motor-operated valve 20D... Holder, 21D... First member, 21h... First base portion, 22D... Second member, 22c... Female thread, 22h... Second base portion, 22k... Support portion, 70D... Drive shaft, 72D... Second portion, 76D... Drive magnet, 77D... Driven magnet 4... Motor-operated valve, 40E... Valve body, 43E... Spring bearing portion, 43d... Threaded portion, 43e... Male thread, 70E... Drive shaft, 76E... Drive magnet, 76e... Female thread, 79E... Holding member

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Abstract

【課題】弁体の位置をより正確に検出できる、組み立てが容易な電動弁を提供する。 【解決手段】電動弁1は、弁本体10と、キャン30と、駆動軸70と、ローター51の回転を駆動軸70に伝える遊星歯車機構60と、弁本体10の弁室13に配置され、駆動軸70の回転に応じて上下方向の位置が変化する弁体40と、キャン30の外側に配置される磁気センサー85と、を有する。電動弁1は、駆動軸70に取り付けられ、駆動軸70とともに回転する駆動磁石76と、駆動磁石76を囲む円環形状の従動磁石と、を有する。従動磁石77が、駆動磁石76の回転に伴って駆動軸70を中心に回転する。磁気センサー85は、従動磁石77の磁気を検出する。

Description

電動弁
 本発明は、電動弁に関する。
 特許文献1は、従来の電動弁の一例を開示している。特許文献1の電動弁は、弁本体と、弁体と、駆動軸と、案内部材と、歯車機構と、ステッピングモーターと、を有している。弁本体は、弁口を有している。弁体は、開弁ばねによって弁口から離れる方向に押されている。駆動軸は、雄ねじを有している。駆動軸は、歯車機構の出力軸に接続されている。弁口と弁体と駆動軸と出力軸とが、一つの直線上に配置されている。案内部材は、駆動軸の雄ねじが螺合される雌ねじを有している。
 ステッピングモーターは、ローターと、ステーターと、を有している。ローターの回転は、歯車機構で減速され、出力軸から駆動軸に伝わる。駆動軸が回転されると、駆動軸は送りねじ作用によって移動する。ローターが第1方向に回転すると、駆動軸が弁体を押し、弁体が弁口に近づく。ローターが第2方向に回転すると、駆動軸が弁口から遠ざかり、開弁ばねが弁体を押し、弁体が弁口から離れる。
特開2018-135908号公報
 特許文献1の電動弁は、永久磁石と、角度センサーと、を有している。永久磁石は、出力軸に同軸に取り付けられており、出力軸とともに回転する。角度センサーは、永久磁石(出力軸)の回転角度に応じた信号を出力する。回転角度は弁体の位置に対応している。
 出力軸は、前記直線の方向に延びるスリットを有している。駆動軸の端部がスリットに配置されることにより出力軸と駆動軸とが接続され、出力軸の回転が駆動軸に伝わる。駆動軸は出力軸に対して前記直線の方向に移動可能である。
 しかしながら、出力軸のスリットの内面と駆動軸の端部の外面との間には隙間があり、出力軸の回転角度と駆動軸の回転角度とは厳密には一致しない。そのため、角度センサーの信号に基づいて取得した回転角度は、弁体の位置に正確に対応していない。
 駆動軸を歯車機構の出力軸に一体的に接続することで出力軸の回転角度と駆動軸の回転角度とが一致する。しかしながら、駆動軸と歯車機構とが実質的に1つの部品となり、駆動軸の取り付け作業および歯車機構の取り付け作業を並行して行なうため、電動弁の組み立てが難しくなる。
 そこで、本発明は、弁体の位置をより正確に検出できる、組み立てが容易な電動弁を提供することを目的とする。
 電動弁は、弁室を有する弁本体と、前記弁本体に取り付けられる筒形状のケースと、前記ケースの内側に配置されるマグネットローターと、前記ケースの内側に配置される駆動軸と、前記マグネットローターの回転を前記駆動軸に伝える歯車機構と、前記弁室に配置され、前記駆動軸の回転に応じて位置が変化する弁体と、前記ケースの外側に配置される磁気センサーと、を有する電動弁であって、前記電動弁が、前記駆動軸に取り付けられ、前記駆動軸とともに回転する駆動磁石と、前記駆動磁石を囲む環形状の従動磁石と、を有し、前記従動磁石が、前記駆動磁石の回転に伴って前記駆動軸を中心に回転し、前記磁気センサーが、前記従動磁石の磁気を検出する。
 電動弁は、弁室を有する弁本体と、前記弁本体に取り付けられる筒形状のケースと、前記ケースの内側に配置されるマグネットローターと、前記ケースの内側に配置される駆動軸と、前記マグネットローターの回転を前記駆動軸に伝える歯車機構と、前記弁室に配置され、前記駆動軸の回転に応じて位置が変化する弁体と、前記ケースの外側に配置される磁気センサーと、を有する電動弁であって、前記電動弁が、前記駆動軸に取り付けられ、前記駆動軸とともに回転する駆動磁石と、前記駆動磁石と前記ケースとの間に配置され、前記ケースの径方向に延びる磁気伝達部材と、を有し、前記磁気伝達部材の一端が前記駆動磁石と向かい合い、前記磁気伝達部材の他端が前記ケースの内周面と向かい合い、前記磁気センサーが、前記磁気伝達部材の磁気を検出する。
 上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る電動弁は、
 弁室を有する弁本体と、前記弁本体に取り付けられる筒形状のケースと、前記ケースの内側に配置されるマグネットローターと、前記ケースの内側に配置される駆動軸と、前記マグネットローターの回転を前記駆動軸に伝える歯車機構と、前記弁室に配置され、前記駆動軸の回転に応じて位置が変化する弁体と、前記ケースの外側に配置される磁気センサーと、を有する電動弁であって、
 前記電動弁が前記駆動軸の軸線を中心に回転する駆動磁石を有し、前記駆動磁石が前記駆動軸とともに回転しまたは前記弁体の位置が変化すると回転し、
 (i)前記電動弁が前記軸線を中心に回転する従動磁石を有し、前記従動磁石が前記駆動磁石の回転に伴って回転し、前記磁気センサーが前記従動磁石の磁気を検出する、または、(ii)前記電動弁が磁気伝達部材を有し、前記磁気伝達部材の一端が前記駆動磁石と向かい合いかつ前記磁気伝達部材の他端が前記ケースの内面と向かい合い、前記磁気センサーが前記磁気伝達部材の磁気を検出する、ことを特徴とする。
 本発明において、前記電動弁が、前記従動磁石を有し、前記従動磁石が、環形状を有し、前記駆動磁石が、前記従動磁石の内側に配置されている、ことが好ましい。
 本発明において、前記電動弁が、前記従動磁石を有し、前記従動磁石が、前記駆動磁石と前記軸線の方向に離れている、ことが好ましい。
 本発明において、前記電動弁が、前記弁本体に対して固定される、雌ねじを有する案内部材を有し、前記駆動軸が、前記案内部材の雌ねじに螺合される雄ねじを有し、前記弁本体が、前記弁体と向かい合う弁口を有し、前記弁体および前記弁口が、前記軸線と同軸に配置され、前記駆動軸が回転すると前記駆動軸が前記軸線の方向に移動し、前記弁体の位置が、前記駆動軸の移動に応じて前記軸線の方向に変化する、ことが好ましい。
 本発明において、前記駆動磁石が雌ねじを有し、前記弁体が前記駆動磁石の雌ねじに螺合される雄ねじを有し、前記駆動磁石が、前記弁体の位置が前記軸線の方向に変化すると回転する、ことが好ましい。
 本発明において、前記弁体が、前記駆動軸に取り付けられ、前記駆動軸とともに回転する回転弁体である、ことが好ましい。
 本発明において、前記電動弁が、前記ケースの外側に配置され、前記マグネットローターとともにモーターを構成するステーターと、前記ステーターと前記磁気センサーとの間に配置された磁気遮蔽部材と、を有する、ことが好ましい。
 本発明によれば、駆動磁石が駆動軸とともに回転しまたは弁体の位置が変化すると回転する。従動磁石が、駆動磁石と磁気的に結合され、駆動磁石の回転に伴って駆動軸の軸線を中心に回転する。これにより、駆動磁石の回転角度と従動磁石の回転角度とが一致し、磁気センサーが駆動軸の回転角度または弁体の位置に、より正確に対応した信号を出力する。そのため、駆動軸と歯車機構の出力軸とを一体化することなく弁体の位置をより正確に検出できる。
 本発明によれば、駆動磁石が駆動軸とともに回転しまたは弁体の位置が変化すると回転する。磁気伝達部材の一端が駆動磁石と向かい合い、磁気伝達部材の他端がケースの内面と向かい合う。これにより、駆動磁石における磁気伝達部材の一端と向かい合う磁極が他端に現れ、磁気センサーが駆動軸の回転角度または弁体の位置に、より正確に対応した信号を出力する。そのため、駆動軸と歯車機構の出力軸とを一体化することなく弁体の位置をより正確に検出できる。
 したがって、電動弁は組み立てが容易であり、弁体の位置をより正確に検出できる。
本発明の第1実施例に係る電動弁の縦断面図である。 電動弁の弁本体アセンブリの縦断面図である。 電動弁の駆動軸およびその近傍を拡大した縦断面図である。 図3のIV-IV線に沿う断面図である。 電動弁の駆動磁石および従動磁石の磁極配置を説明する図である。 図1の電動弁の第1変形例の構成を示す縦断面図である。 図1の電動弁の第2変形例の構成を示す縦断面図である。 本発明の第2実施例に係る電動弁の駆動軸およびその近傍を拡大した断面図である。 図8のIX-IX線に沿う断面図である。 本発明の第3実施例に係る電動弁の縦断面図である。 図10の電動弁の駆動軸およびその近傍を拡大した縦断面図である。 図10の電動弁の駆動磁石および従動磁石の磁極配置を説明する図である。 本発明の第4実施例に係る電動弁の縦断面図である。 図13の電動弁の駆動軸およびその近傍を拡大した縦断面図である。
 (第1実施例)
 以下、本発明の第1実施例に係る電動弁について、図1~図7を参照して説明する。本実施例に係る電動弁は、例えば、自動車用エアコンにおいて冷媒流量を制御するために使用される。
 図1は、本発明の第1実施例に係る電動弁の縦断面図である。図2は、電動弁の弁本体アセンブリの縦断面図である。図3は、電動弁の駆動軸およびその近傍を拡大した縦断面図である。図4は、図3のIV-IV線に沿う断面図である。図4において、サブ基板および磁気センサーを点線で示す。図5は、電動弁の駆動磁石および従動磁石の磁極配置を説明する図である。図5Aは、電動弁の駆動磁石および従動磁石の平面図である。図5Bは、図5AのVB-VB線に沿う断面図である。図6は、図1の電動弁の第1変形例の構成を示す縦断面図である。図7は、図1の電動弁の第2変形例の構成を示す縦断面図である。図1~図3、図5B、図6、図7は、軸線Lに沿う断面図である。図4は、軸線Lと直交する断面図である。
 図1に示すように、第1実施例に係る電動弁1は、弁本体アセンブリ5と、ステーターユニット8と、を有している。
 弁本体アセンブリ5は、弁本体10と、キャン30と、弁体40と、駆動機構50と、駆動磁石76と、従動磁石77と、を有している。
 弁本体10は、本体部材11と、ホルダー20と、弁体支持部材25と、を有している。
 本体部材11は、直方体形状を有している。本体部材11は、例えば、アルミニウム合金などの金属製である。本体部材11は、弁室13と、弁口14と、弁座15と、第1通路17と、第2通路18と、を有している。弁口14は、弁室13に接続されている。弁口14は、弁室13において弁座15に囲まれている。第1通路17は、本体部材11の右側面11aから弁口14まで延びている。第1通路17は、弁口14を介して弁室13と接続されている。第2通路18は、本体部材11の左側面11bから弁室13まで延びている。本体部材11は、取付孔19を有している。取付孔19は、本体部材11の上面11cに配置されている。取付孔19の内周面には、雌ねじが設けられている。取付孔19は、弁室13と接続されている。本体部材11は、環状平面19aを有している。環状平面19aは、本体部材11における取付孔19と弁室13との接続箇所に配置されている。
 ホルダー20は、第1部材21と、第2部材22と、接続部材23と、を有している。第1部材21および第2部材22は、例えば、合成樹脂製、またはアルミニウム合金や真ちゅうなどの非磁性の金属製である。本明細書において、「非磁性」とは、磁場に置いても磁化しない性質(実質的に磁化しない性質を含む)のことである。
 第1部材21は、基部21aと、支持部21bと、を一体的に有している。基部21aおよび支持部21bは、それぞれ円筒形状を有する。支持部21bの外径は、基部21aの外径より小さい。支持部21bは、基部21aの上端に同軸に接続されている。第1部材21は、支持面21fを有している。支持面21fは、上方を向く円環平面である。支持面21fは、第1部材21における基部21aと支持部21bとの接続箇所に配置されている。基部21aの外周面には、雄ねじが設けられている。基部21aの雄ねじは、本体部材11の取付孔19の雌ねじに螺合される。ホルダー20は、本体部材11にねじ構造で取り付けられている。
 第2部材22は、円筒形状を有している。第2部材22の内径は、第1部材21の支持部21bの内径より小さい。第2部材22は、支持部21bの上端に同軸に接合されている。第1部材21および第2部材22は、支持部21bの外周面が底面となる環状溝24を形成する。
 接続部材23は、円環形状を有している。接続部材23の内側に第1部材21の基部21aが配置され、接続部材23の内周縁が基部21aに接合されている。
 弁体支持部材25は、円筒形状を有している。弁体支持部材25は、取付孔19において、本体部材11と第1部材21との間に配置されている。弁体支持部材25の下部は、弁室13に圧入されている。弁体支持部材25の外周面には、下方を向く環状平面25aが設けられている。環状平面25aは、本体部材11の環状平面19aと接している。
 キャン30は、円筒形状を有している。キャン30は、上端が塞がれかつ下端が開口している。キャン30の下端は、接続部材23の外周縁に接合されている。キャン30は接続部材23およびホルダー20を介して本体部材11に固定されている。キャン30は、弁本体10に取り付けられるケースである。キャン30は、例えば、非磁性のステンレス鋼などの金属製である。
 弁体40は、ステム41と、弁部42と、ばね受け部43と、ボール受け部44と、を有している。
 ステム41は、円柱形状を有している。ステム41は、弁体支持部材25の内側に配置されている。ステム41は、弁体支持部材25によって上下方向(軸線L方向)に移動可能に支持されている。
 弁部42は、円環形状を有している。弁部42は、ステム41と一体的に形成されており、ステム41の下端に配置されている。弁部42は、ステム41の外周面から径方向外方に突出している。弁部42は、弁口14と上下方向に向かい合う。
 ばね受け部43は、本体部43aと、フランジ部43bと、を有している。本体部43aは、円柱形状を有している。本体部43aの外径は、ステム41の外径と同じである。本体部43aは、ステム41の上端に同軸に接合されている。フランジ部43bは、円環形状を有している。フランジ部43bは、本体部43aと一体的に形成されており、本体部43aの上端に配置されている。フランジ部43bは、本体部43aの外周面から径方向外方に突出している。
 ボール受け部44は、円形の平板部44aと、平板部44aの下面に接続された凸部44bと、を有している。平板部44aの上面には、円すい形状の凹部が設けられている。凸部44bは、ばね受け部43の本体部43aに設けられた穴に嵌合されている。ボール受け部44は、ばね受け部43に固定されている。
 弁部42が弁口14に近づいたり離れたりすることにより、弁口14の開口面積が無段階(実質的に無段階を含む)に変化する。弁部42が弁座15に接すると、弁口14の開口面積が0(全閉状態)になる。なお、弁口14の開口面積の最小値は0より大きくてもよい。
 駆動機構50は、弁体40を上下方向に移動させる。弁体40が上下方向に移動することは、弁体40の位置が上下方向に変化することと同義である。駆動機構50は、ローター51と、連結板52と、ローター軸53と、軸受部材54と、遊星歯車機構60と、案内部材68と、駆動軸70と、ボール74と、開弁ばね75と、を有している。
 ローター51は、円筒形状を有している。ローター51の外径は、キャン30の内径より小さい。ローター51は、キャン30の内側に回転可能に配置されている。ローター51の上端には、連結板52が接合されている。連結板52は、円板形状を有しており、ローター51の上端を塞いでいる。ローター軸53は、連結板52の中央を貫通している。ローター51は、連結板52を介してローター軸53に連結されている。軸受部材54は、ローター軸53の上端を回転可能に支持している。ローター軸53は、ローター51とともに回転する。
 ローター51は、複数のN極と複数のS極とを有するマグネットローターである。複数のN極と複数のS極とは、ローター51の外周面に周方向に交互に配置されている。複数のN極と複数のS極とは、上下方向に延在している。
 遊星歯車機構60は、3K型の遊星歯車機構である。遊星歯車機構60は、例えば、2K-H型の遊星歯車機構でもよい。遊星歯車機構60は、ローター51の回転を減速する減速機である。電動弁1は、遊星歯車機構60に代えて、減速機として機能する他の種類の歯車機構を採用してもよい。
 遊星歯車機構60は、ローター51の内側に配置されている。遊星歯車機構60は、歯車ケース61と、固定リング歯車62と、太陽歯車63と、複数の遊星歯車64と、キャリア65と、出力歯車66と、出力軸67と、を有している。
 歯車ケース61は、円筒形状を有している。歯車ケース61の下端は、ホルダー20の第2部材22に同軸に接合されている。固定リング歯車62は、内歯車である。固定リング歯車62は、歯車ケース61の上端に固定されている。
 太陽歯車63は、連結板52と一体的に形成されており、連結板52の下面に同軸に配置されている。ローター軸53は、太陽歯車63を貫通している。
 キャリア65は、円板形状を有している。ローター軸53は、キャリア65を貫通している。キャリア65は、ローター軸53を中心として回転可能である。キャリア65は、複数の遊星歯車64を回転可能に支持する。
 出力歯車66は、有底円筒形状を有している。出力歯車66は内歯車である。複数の遊星歯車64の上部が固定リング歯車62と太陽歯車63との間に配置され、複数の遊星歯車64の下部が出力歯車66と太陽歯車63との間に配置されている。
 出力軸67は、円柱形状を有している。出力軸67の上部は、出力歯車66の底部に設けられた孔に圧入されている。出力軸67の下部には、上下方向に延びるスリット67aが設けられている。出力軸67は、ローター軸53の下端を回転可能に支持している。出力軸67は、ホルダー20の第2部材22の内側に配置されている。出力軸67は、第2部材22に回転可能に支持されている。出力軸67は、出力歯車66とともに回転する。
 太陽歯車63は、ローター51および連結板52とともに回転する。太陽歯車63の回転は、固定リング歯車62、複数の遊星歯車64、キャリア65および出力歯車66によって減速されて、出力軸67に伝わる。
 案内部材68は、円筒形状を有している。案内部材68は、ホルダー20の第1部材21の基部21aの内側に配置されている。案内部材68は、第1部材21に固定されている。案内部材68は、雌ねじ68cを有している。雌ねじ68cは、案内部材68の内周面に配置されている。
 駆動軸70は、第1部分71と、第2部分72と、第3部分73と、を一体的に有している。駆動軸70は、例えば、合成樹脂製、または非磁性のステンレス鋼などの金属製である。
 第1部分71は、円柱形状を有している。第1部分71は、雄ねじ71cを有している。雄ねじ71cは、第1部分71の外周面に配置されている。雄ねじ71cは、案内部材68の雌ねじ68cに螺合される。第1部分71の下端面には、円すい形状の凹部が設けられている。凹部にはボール74が接合されている。ボール74は、ボール受け部44の平板部44aの凹部に摺動可能に接する。
 第2部分72は、四角柱形状を有している。第2部分72の下端が第1部分71の上端に接続されている。
 第3部分73は、矩形平板形状を有している。第3部分73の下端が第2部分72の上端に接続されている。第3部分73の厚さは、出力軸67のスリット67aの幅よりわずかに小さい。第3部分73は、スリット67aの内側に配置される。スリット67aおよび第3部分73によって、出力軸67の回転を駆動軸70に伝えつつ、出力軸67に対して駆動軸70が上下方向に移動可能になる。
 開弁ばね75は、弁体支持部材25と弁体40のフランジ部43bとの間に配置されている。開弁ばね75は、圧縮コイルばねである。開弁ばね75は、弁体40を上方(弁口14から離れる方向)に押している。
 駆動磁石76は、円環形状を有している。駆動磁石76の外周縁は円形状であり、内周縁は四角形状である。駆動磁石76の外径は、ホルダー20の第1部材21の支持部21bの内径よりわずかに小さい。駆動磁石76は、支持部21bの内側に配置されている。駆動磁石76は、直径で区画された半円弧部分761、762を有する。一方の半円弧部分761には、径方向内側から外側に向けて1つのN極および1つのS極が順に配置され、他方の半円弧部分762には、径方向内側から外側に向けて1つのS極および1つのN極が順に配置されている。駆動磁石76の内側に、駆動軸70の第2部分72が配置されている。駆動磁石76は、駆動軸70に固定されている。駆動磁石76は、駆動軸70とともに回転する。駆動磁石76は、軸線Lを中心に回転する。駆動磁石76は、永久磁石である。
 従動磁石77は、円環形状を有している。従動磁石77の外周縁は円形状であり、内周縁は円形状である。従動磁石77の外径は、キャン30の内径よりわずかに小さい。従動磁石77の内径は、ホルダー20の第1部材21の支持部21bの外径よりわずかに大きい。従動磁石77の内側に、支持部21bが配置されている。従動磁石77の内周縁は、環状溝24に配置されている。従動磁石77は、直径で区画された半円弧部分771、772を有する。一方の半円弧部分771には、径方向内側から外側に向けて1つのN極および1つのS極が順に配置され、他方の半円弧部分772には、径方向内側から外側に向けて1つのS極および1つのN極が順に配置されている。従動磁石77の下面は、第1部材21の支持面21fに摺動可能に接している。従動磁石77は、支持部21bとキャン30との間に軸線Lを中心に回転可能に配置されている。従動磁石77は、永久磁石である。
 従動磁石77の内側に、駆動磁石76が配置されている。従動磁石77は、ホルダー20の第1部材21の支持部21bを介して駆動磁石76と径方向に並んでおり、駆動磁石76を囲んでいる。これにより、電動弁1の上下方向の寸法を小さくできる。駆動磁石76と従動磁石77とは磁気的に結合されている。従動磁石77は、駆動磁石76の回転に伴って軸線Lを中心に回転する。なお、駆動磁石76および従動磁石77の磁極配置については、駆動磁石76と従動磁石77とが磁気的に結合され、従動磁石77が駆動磁石76の回転に伴って軸線Lを中心に回転するものであれば、図5に示す磁極配置と異なるものを採用してもよい。また、駆動磁石76は、円環形状を有するものに限定されない。
 ステーターユニット8は、ハウジング81と、ステーター82と、メイン基板83と、サブ基板84と、磁気センサー85と、を有している。
 ハウジング81は、合成樹脂製である。ハウジング81は、周壁部81aと、上壁部81bと、ケース部81cと、蓋体81dと、を有している。周壁部81aは、円筒形状を有している。上壁部81bは、ドーム形状を有している。上壁部81bは、周壁部81aの上端に接続されている。ケース部81cは、四角筒形状を有している。ケース部81cは、周壁部81aから横方向(軸線Lと直交する方向)に延びている。蓋体81dは、ケース部81cの先端に接合されている。ケース部81cの内側の空間は密閉されている。
 ステーター82は、ローター51とともにステッピングモーター88を構成する。ステーター82は、ハウジング81の周壁部81aに埋め込まれている。ステーター82は、キャン30の外側に配置される。なお、電動弁1は、ステッピングモーター88に代えて、他の種類のモーターを有していてもよい。
 メイン基板83は、ケース部81cの内側において上下方向に沿って配置されている。メイン基板83には、ステーター82のコイルが接続されている。メイン基板83には、図示しないコンピュータが実装されている。
 サブ基板84は、ケース部81cの内側において横方向に沿って配置されている。サブ基板84は、メイン基板83と電気的に接続されている。サブ基板84には、磁気センサー85が実装されている。
 磁気センサー85は、磁場の回転角度に応じた信号(アナログ信号)を出力する回転角度センサーである。磁気センサー85は、ハウジング81の周壁部81aに設けられた隔壁81eの近傍に配置される。磁気センサー85は、キャン30および隔壁81eを介して従動磁石77の外周面と径方向に向かい合う。磁気センサー85は、キャン30の外側に配置されており、従動磁石77の磁気を検出し、従動磁石77の回転角度に応じた信号を出力する。
 本実施例において、磁気センサー85はステーター82の下方に配置されており、ステーター82と磁気センサー85と距離が近い。そこで、ステーター82と磁気センサー85との間に磁気遮蔽部材を配置してもよい。磁気遮蔽部材は、例えば、板形状を有する、ケイ素鉄などの透磁率が比較的高い軟磁性体である。磁気遮蔽部材は、ステーター82によって磁気センサー85近傍の磁場が歪むことを抑制する。
 電動弁1において、弁口14、第1部材21(基部21a、支持部21b)、第2部材22、接続部材23、弁体支持部材25、キャン30、弁体40、ローター51、連結板52、ローター軸53、出力軸67、案内部材68、駆動軸70(第1部分71、第2部分72、第3部分73)、ボール74、駆動磁石76、従動磁石77、ステーター82は、それぞれの中心軸が軸線Lと一致する。
 次に、電動弁1の動作について説明する。
 電動弁1において、ステーター82に電流を供給して、ローター51を第1方向に回転させる。ローター51の回転は、遊星歯車機構60で減速されて駆動軸70に伝達される。駆動軸70が回転されると、駆動軸70の雄ねじ71cと案内部材68の雌ねじ68cとの送りねじ作用により、駆動軸70が下方に移動し、弁口14に近づく。駆動軸70によって弁体40が下方に押され、弁体40が下方に移動して弁口14の開口面積が小さくなる。弁体40が弁座15に接して弁口14が閉じると、電動弁1は全閉状態になる。
 電動弁1において、ステーター82に電流を供給して、ローター51を第2方向に回転させる。ローター51の回転は、遊星歯車機構60で減速されて駆動軸70に伝達される。駆動軸70が回転されると、駆動軸70の雄ねじ71cと案内部材68の雌ねじ68cとの送りねじ作用により、駆動軸70が上方に移動し、弁口14から離れる。開弁ばね75によって弁体40が上方に押され、弁体40が上方に移動して弁口14の開口面積が大きくなる。弁体40が弁口14から最も離れると、電動弁1は全開状態になる。電動弁1が全開状態になると、弁口14の開口面積が最大になる。
 ホルダー20の内側において駆動軸70とともに駆動磁石76が回転する。ホルダー20の外側に配置された従動磁石77は駆動磁石76と磁気的に結合されており、駆動磁石76の回転に伴って従動磁石77が回転する。磁気センサー85は、従動磁石77の回転角度に応じた信号を出力し、当該信号に基づきコンピュータが回転角度を検出する。従動磁石77の回転角度は、駆動軸70の回転角度と一致しており、弁体40の位置に対応している。
 以上説明したように、電動弁1は、弁室13を有する弁本体10と、弁本体10に取り付けられる円筒形状のキャン30と、キャン30の内側に配置されるローター51と、キャン30の内側に配置される駆動軸70と、ローター51の回転を駆動軸70に伝える遊星歯車機構60と、弁室13に配置され、駆動軸70の回転に応じて上下方向の位置が変化する弁体40と、キャン30の外側に配置される磁気センサー85と、を有している。電動弁1は、駆動軸70に取り付けられ、駆動軸70とともに回転する駆動磁石76と、駆動磁石76を囲む円環形状の従動磁石77と、を有している。従動磁石77が、駆動磁石76の回転に伴って駆動軸70を中心に回転する。そして、磁気センサー85が、従動磁石77の磁気を検出する。
 電動弁1によれば、駆動磁石76が、駆動軸70とともに回転する。従動磁石77が、駆動磁石76を囲んで当該駆動磁石76と磁気的に結合され、駆動磁石76の回転に伴って駆動軸70(軸線L)を中心に回転する。これにより、駆動軸70の回転角度と従動磁石77の回転角度とが一致し、磁気センサー85が駆動軸70の回転角度に、より正確に対応した信号を出力する。そのため、駆動軸70と遊星歯車機構60の出力軸67とを一体化することなく駆動軸70の回転角度(すなわち弁体40の位置)をより正確に検出できる。したがって、電動弁1は組み立てが容易であり、弁体40の位置をより正確に検出できる。
 電動弁1は、弁本体10に対して固定される、雌ねじ68cを有する案内部材68を有している。駆動軸70が、雌ねじ68cに螺合される雄ねじ71cを有している。弁本体10が、弁体40と上下方向に向かい合う弁口14を有している。弁体40と弁口14と駆動軸70とが、軸線Lと同軸に配置されている。駆動軸70が回転されると、駆動軸70が上下方向(軸線L方向)に移動する。弁体40の位置が、駆動軸70の移動に応じて上下方向に変化する。電動弁1は、駆動軸70がキャン30内にあるホルダー20の内側に配置された構成を有しており、駆動磁石76と従動磁石77との磁気的な結合を利用して、キャン30の外側において駆動軸70の回転角度を検出できる。
 また、電動弁1は、キャン30の外側に配置され、ローター51とともにステッピングモーター88を構成するステーター82を有している。電動弁1は、ステーター82と磁気センサー85との間に配置された磁気遮蔽部材と、を有していてもよい。このようにすることで、ステーター82によって磁気センサー85近傍の磁場が歪むことを抑制でき、駆動軸70の回転角度をより正確に検出できる。
 図6は電動弁1の第1変形例に係る電動弁1Aを示し、図7は電動弁1の第2変形例に係る電動弁1Bを示す。以下の説明において、電動弁1と同じ構成(実質的に同じ構成を含む)については、同じ符号を付して詳細説明を省略する。
 図6に示す電動弁1Aは、ホルダー20および従動磁石77に代えて、ホルダー20Aおよび従動磁石77Aを有すること以外は、電動弁1と同じ構成を有する。
 ホルダー20Aは、第1部材21Aと、第2部材22Aと、接続部材23と、を有している。第1部材21Aおよび第2部材22Aは、例えば、合成樹脂製、またはアルミニウム合金や真ちゅうなどの非磁性の金属製である。
 第1部材21Aは、基部21aと、支持部21bと、連結部21cと、を一体的に有している。基部21aおよび支持部21bは、電動弁1のものと同じ構成を有する。連結部21cは、円筒形状を有する。連結部21cの外径は、支持部21bの外径より大きい。連結部21cは、支持部21bの上端に同軸に接続されている。連結部21cには、遊星歯車機構60の歯車ケース61が同軸に接合される。第1部材21Aは、支持部21bの外周面が底面となる環状溝24を有する。
 第2部材22Aは、円筒形状を有している。第2部材22Aは、第1部材21Aの連結部21cの内側に配置されている。第2部材22Aは、第1部材21Aに同軸に接合されている。遊星歯車機構60の出力軸67は、第2部材22Aの内側に配置される。
 従動磁石77Aは、半円弧形状の第1磁石部材77aと半円弧形状の第2磁石部材77bとを有している。第1磁石部材77aと第2磁石部材77bとは、それぞれの端部が接合され、円環形状の従動磁石77Aを形成する。第1磁石部材77aと第2磁石部材77bとは、例えば、接着剤で接合される。または、第1磁石部材77aと第2磁石部材77bとは、互いの磁力によって接合されていてもよい。第1磁石部材77aと第2磁石部材77bとを接合してなる従動磁石77Aは、電動弁1の従動磁石77と同じ構成を有する。
 図7に示す電動弁1Bは、(1)弁体支持部材25、ボール74、開弁ばね75および案内部材68を省略し、(2)本体部材11、弁体40および駆動軸70に代えて、本体部材11B、ボール弁体40B、2つのシート部材47Bおよび駆動軸70Bを有する、こと以外は、電動弁1Aと同じ構成を有する。
 本体部材11Bは、直方体形状を有している。本体部材11Bは、例えば、アルミニウム合金などの金属製である。本体部材11Bは、弁室13Bと、第1通路17Bと、第2通路18Bと、取付孔19と、を有している。第1通路17Bは、本体部材11Bの右側面11aから弁室13Bまで延びている。第2通路18Bは、本体部材11Bの左側面11bから弁室13Bまで延びている。取付孔19は、本体部材11Bの上面11cに配置されている。取付孔19の内周面には、雌ねじが設けられている。取付孔19は、弁室13Bと接続されている。
 ボール弁体40Bは、回転弁体である。ボール弁体40Bは、横方向に貫通する接続通路46Bを有している。シート部材47Bは、円環形状を有している。シート部材47Bが弁室13Bに配置されており、シート部材47Bの間にボール弁体40Bが配置されている。シート部材47Bは、ボール弁体40Bを軸線Lを中心に回転可能に支持している。ボール弁体40Bが軸線Lを中心に回転することは、ボール弁体40Bの位置(回転位置)が軸線L周りに変化することと同義である。
 駆動軸70Bは、第1部分71Bと、第2部分72と、第3部分73と、を一体的に有している。第2部分72および第3部分73は、電動弁1のものと同じ構成を有する。駆動軸70Bは、例えば、合成樹脂製、または非磁性のステンレス鋼などの金属製である。
 第1部分71Bは、円柱形状を有している。第1部分71Bの下端は、ボール弁体40Bに同軸に接合されている。
 ボール弁体40Bは、駆動軸70Bとともに回転する。ボール弁体40Bの回転位置に応じて、第1通路17Bと第2通路18Bとが接続通路46Bによって接続されたり、第1通路17Bと第2通路18Bとの接続が遮断されたりする。
 電動弁1A、1Bも、電動弁1と同じ効果を奏する。
 (第2実施例)
 以下、本発明の第2実施例に係る電動弁について、図8、図9を参照して説明する。本実施例に係る電動弁2は、駆動磁石76、従動磁石77および磁気センサー85に代えて、駆動磁石76C、2つの磁気伝達部材78Cおよび2つの磁気センサー85Cを有すること以外は、電動弁1と同じ構成を有する。以下の説明において、電動弁1と同じ構成(実質的に同じ構成を含む)については、同じ符号を付して詳細説明を省略する。
 図8は、本発明の第2実施例に係る電動弁の駆動軸およびその近傍を拡大した断面図である。図9は、図8のIX-IX線に沿う断面図である。
 駆動磁石76Cは、円環形状を有している。駆動磁石76Cの外周縁は円形状であり、内周縁は四角形状である。駆動磁石76Cの外径は、ホルダー20の第1部材21の支持部21bの内径よりわずかに小さい。駆動磁石76Cは、支持部21bの内側に配置されている。駆動磁石76Cは、複数のN極と複数のS極とを有している。複数のN極と複数のS極とは、ローター51の外周面に周方向に等角度間隔で交互に配置されている。駆動磁石76Cは、例えば、6個のN極と6個のS極とを有する。隣り合うN極とS極との間の角度は30度である。駆動磁石76Cの内側に、駆動軸70の第2部分72が配置されている。駆動磁石76Cは、駆動軸70に固定されている。駆動磁石76Cは、駆動軸70とともに回転する。
 磁気伝達部材78Cは、矩形平板形状を有している。磁気伝達部材78Cは、ケイ素鉄などの透磁率が比較的高い軟磁性体である。磁気伝達部材78Cは、キャン30の内側に配置されている。磁気伝達部材78Cは、キャン30の径方向に延びている。磁気伝達部材78Cの第1端E1(一端)は、ホルダー20の第1部材21の支持部21bに埋め込まれている。磁気伝達部材78Cの第1端E1は、駆動磁石76Cの外周面と径方向に向かい合う。磁気伝達部材78Cの第2端E2(他端)は、キャン30の内周面と径方向に向かい合う。第2端E2には、駆動磁石76Cにおける第1端E1と向かい合う磁極(N極、S極)が現れる。2つの磁気伝達部材78Cのうちの一方が第1磁気伝達部材78aであり、他方が第2磁気伝達部材78bである。なお、磁気伝達部材78Cは、第1端E1が駆動磁石76Cと径方向に向かい合い、第2端E2がキャン30の内面における磁気センサー85Cに対応する部分と向かい合うものであれば、その形状は任意である。
 磁気センサー85Cは、磁場の向きに応じた信号(デジタル信号)を出力するホール素子を有するセンサーである。磁気センサー85Cは、ハウジング81の周壁部81aに設けられた隔壁81eの近傍に配置される。磁気センサー85Cは、キャン30および隔壁81eを介して磁気伝達部材78Cの第2端E2と径方向に向かい合う。磁気センサー85Cは、キャン30の外側に配置されており、磁気伝達部材78Cの第2端E2の磁気を検出し、第2端E2に現れる磁極に応じた信号を出力する。2つの磁気センサー85Cのうちの一方が第1磁気センサー85aであり、他方が第2磁気センサー85bである。
 第1磁気伝達部材78aおよび第1磁気センサー85aは、軸線Lから径方向に延びる直線M1上に配置される。第2磁気伝達部材78bおよび第2磁気センサー85bは、軸線Lから径方向に延びる直線M2上に配置される。駆動磁石76Cにおける隣り合うN極とS極との間の角度をαとし、自然数をNとしたとき、直線M1と直線M2との間の角度θが次の式を満足することが好ましい。
   θ=Nα+(α/2)
 本実施例では、α=30度であり、θ=45度である。このようにすることで、第1磁気伝達部材78aが駆動磁石76Cの磁極(N極またはS極)の中心と向かい合うとき、第2磁気伝達部材78bが駆動磁石76Cの外周面における隣り合うN極とS極と間の箇所と向かい合う。第2磁気伝達部材78bが駆動磁石76Cの磁極(N極またはS極)の中心と向かい合うとき、第1磁気伝達部材78aが駆動磁石76Cの外周面における隣り合うN極とS極と間の箇所と向かい合う。そのため、第1磁気センサー85aの信号が変化するタイミングと第2磁気センサー85bの信号が変化するタイミングとが異なり、これら信号に基づいて駆動磁石76Cの回転角度および回転方向を検出できる。
 ホルダー20の内側において駆動軸70とともに駆動磁石76Cが回転する。ホルダー20から径方向に延びる磁気伝達部材78Cは第1端E1から第2端E2まで駆動磁石76Cの磁気を伝達する。駆動磁石76Cの回転に伴って第2端E2に現れる磁極が変化する。磁気センサー85Cは、第2端E2に現れる磁極に応じた信号を出力し、当該信号に基づきコンピュータが駆動磁石76Cの回転角度および回転方向を検出する。駆動磁石76Cの回転角度は、駆動軸70の回転角度と一致しており、弁体40の位置に対応している。
 以上説明したように、電動弁2は、駆動軸70に取り付けられ、駆動軸70とともに回転する駆動磁石76Cと、駆動磁石76Cとキャン30との間に配置され、キャン30の径方向に延びる磁気伝達部材78Cと、を有している。磁気伝達部材78Cの第1端E1が駆動磁石76Cと径方向に向かい合い、磁気伝達部材78Cの第2端E2がキャン30の内周面と向かい合う。そして、磁気センサー85Cが、磁気伝達部材78Cの第2端E2の磁気を検出する。
 電動弁2によれば、駆動磁石76Cにおける磁気伝達部材78Cの第1端E1と向かい合う磁極が第2端E2に現れ、磁気センサー85Cが駆動磁石76C(駆動軸70)の回転角度に、より正確に対応した信号を出力する。そのため、駆動軸70と遊星歯車機構60の出力軸67とを一体化することなく駆動軸70の回転角度(すなわち弁体40の位置)をより正確に検出できる。したがって、電動弁2は組み立てが容易であり、弁体40の位置をより正確に検出できる。
 (第3実施例)
 以下、本発明の第3実施例に係る電動弁について、図10~図12を参照して説明する。本実施例に係る電動弁3は、ホルダー20、駆動軸70、駆動磁石76および従動磁石77に代えて、ホルダー20D、駆動軸70D、駆動磁石76Dおよび従動磁石77Dを有すること以外は、電動弁1と同じ構成を有する。以下の説明において、電動弁1と同じ構成(実質的に同じ構成を含む)については、同じ符号を付して詳細説明を省略する。
 図10は、本発明の第3実施例に係る電動弁の縦断面図である。図11は、図10の電動弁の駆動軸およびその近傍を拡大した縦断面図である。図12は、図10の電動弁の駆動磁石および従動磁石の磁極配置を説明する図である。図12Aは、駆動磁石の平面図である。図12Bは、従動磁石の平面図である。図12Cは、同軸に配置された駆動磁石および従動磁石の縦断面図である。
 ホルダー20Dは、第1部材21Dと、第2部材22Dと、接続部材23と、を有している。第1部材21Dおよび第2部材22Dは、例えば、合成樹脂製、またはアルミニウム合金や真ちゅうなどの非磁性の金属製である。
 第1部材21Dは、第1基部21hを有している。第1基部21hは、円筒形状を有する。第1部材21Dは、支持面21fを有している。支持面21fは、上方を向く円環平面である。支持面21fは、第1基部21hの上端面である。第1基部21hの外周面には、雄ねじが設けられている。第1基部21hの雄ねじは、本体部材11の取付孔19の雌ねじに螺合される。ホルダー20Dは、本体部材11にねじ構造で取り付けられている。
 第2部材22Dは、第2基部22hと、支持部22kと、を一体的に有している。第2基部22hおよび支持部22kは、それぞれ円筒形状を有する。支持部22kの外径は、第2基部22hの外径より小さい。支持部22kは、第2基部22hの下端に同軸に接続されている。支持部22kの下端は、第1基部21hの上端に同軸に接合されている。第1部材21Dおよび第2部材22Dは、支持部22kの外周面が底面となる環状溝24Dを形成する。遊星歯車機構60の出力軸67は、第2基部22hの内側に配置される。
 第2部材22Dは、雌ねじ22cを有している。雌ねじ22cは、第2基部22hの内周面の下部および支持部22kの内周面に配置されている。第2部材22Dは、案内部材でもある。
 駆動軸70Dは、第1部分71と、第2部分72Dと、第3部分73と、を一体的に有している。駆動軸70Dは、例えば、合成樹脂製、または非磁性のステンレス鋼などの金属製である。
 第1部分71は、円柱形状を有している。第1部分71は、雄ねじ71cを有している。雄ねじ71cは、第1部分71の外周面に配置されている。雄ねじ71cは、ホルダー20Dの第2部材22Dの雌ねじ22cに螺合される。
 第2部分72Dは、四角柱形状を有している。第2部分72Dの上端が第1部分71の下端に接続されている。第2部分72Dの下端面には、円すい形状の凹部が設けられている。凹部にはボール74が接合されている。
 第3部分73は、矩形平板形状を有している。第3部分73の下端が第1部分71の上端に接続されている。第3部分73は、出力軸67のスリット67aの内側に配置される。
 駆動磁石76Dは、円環形状を有している。駆動磁石76Dの外周縁は円形状であり、内周縁は四角形状である。駆動磁石76Dの外径は、ホルダー20Dの第1部材21Dの第1基部21h内径よりわずかに小さい。駆動磁石76Dは、第1基部21hの内側に配置されている。駆動磁石76Dは、直径で区画された半円弧部分761、762を有する。駆動磁石76Dの磁極配置は、駆動磁石76の磁極配置と同じである。駆動磁石76Dの内側に、駆動軸70Dの第2部分72Dが配置されている。駆動磁石76Dは、駆動軸70Dに固定されている。駆動磁石76Dは、駆動軸70Dとともに回転する。駆動磁石76Dは、軸線Lを中心に回転する。駆動磁石76Dは、永久磁石である。
 従動磁石77Dは、円環形状を有している。従動磁石77Dの外周縁は円形状であり、内周縁は円形状である。従動磁石77Dの外径は、キャン30の内径よりわずかに小さい。従動磁石77Dの内径は、ホルダー20Dの第2部材22Dの支持部22kの外径よりわずかに大きい。従動磁石77Dの内側に、支持部22kが配置されている。従動磁石77Dの内周縁は、環状溝24Dに配置されている。従動磁石77Dは、直径で区画された半円弧部分771、772を有する。従動磁石77Dの磁極配置は、従動磁石77の磁極配置と同じである。従動磁石77Dの下面は、ホルダー20Dの第1部材21Dの支持面21fに摺動可能に接している。従動磁石77Dは、支持部22kとキャン30との間に軸線Lを中心に回転可能に配置されている。従動磁石77Dは、永久磁石である。
 従動磁石77Dは、駆動磁石76Dと同軸に配置される。従動磁石77Dは、駆動磁石76Dの上方に離れて配置される。これにより、電動弁3の径方向の寸法を小さくできる。また、電動弁3の駆動磁石76Dは、電動弁1の駆動磁石76に比べて寸法の制約が緩和される。そのため、電動弁3において、駆動磁石76Dの寸法をより大きくすることができ、駆動磁石76Dの磁力をより強くすることができる。駆動磁石76Dと従動磁石77Dとを上下方向から見たとき、駆動磁石76Dの外周縁が従動磁石77Dの内周縁と重なる。駆動磁石76Dと従動磁石77Dとは磁気的に結合されている。従動磁石77Dは、駆動磁石76Dの回転に伴って軸線Lを中心に回転する。
 電動弁3も、電動弁1と同じ効果を奏する。
 (第4実施例)
 以下、本発明の第4実施例に係る電動弁について、図13、図14を参照して説明する。本実施例に係る電動弁4は、弁体40、駆動軸70Dおよび駆動磁石76Dに代えて、弁体40E、駆動軸70Eおよび駆動磁石76Eを有すること以外は、電動弁3と同じ構成を有する。以下の説明において、電動弁1および電動弁3と同じ構成(実質的に同じ構成を含む)については、同じ符号を付して詳細説明を省略する。
 図13は、本発明の第4実施例に係る電動弁の縦断面図である。図14は、図13の電動弁の駆動軸およびその近傍を拡大した縦断面図である。
 弁体40Eは、ステム41と、弁部42と、ばね受け部43Eと、ボール受け部44と、を有している。
 ばね受け部43Eは、本体部43aと、ねじ部43dと、を有している。本体部43aは、円柱形状を有している。本体部43aの外径は、ステム41の外径と同じである。本体部43aは、ステム41の上端に同軸に接合されている。ねじ部43dは、円柱形状を有している。ねじ部43dの外径は、本体部43aの外径より大きい。ねじ部43dは、本体部43aと一体的に形成されており、本体部43aの上端に配置されている。ねじ部43dは、雄ねじ43eを有している。雄ねじ43eは、ねじ部43dの外周面に配置されている。ねじ部43dには、ボール受け部44が固定される。
 駆動軸70Eは、第1部分71と、第3部分73と、を一体的に有している。第3部分73の下端が第1部分71の上端に接続されている。駆動軸70Eは、第2部分72を省略したこと以外は、駆動軸70と同じ構成を有する。
 駆動磁石76Eは、円環形状を有している。駆動磁石76Eの外周縁は円形状であり、内周縁は円形状である。駆動磁石76Eは、雌ねじ76eを有している。雌ねじ76eは、駆動磁石76Eの内周面に配置されている。駆動磁石76Eの外径は、ホルダー20Dの第1部材21Dの第1基部21h内径よりわずかに小さい。駆動磁石76Eは、第1基部21hの内側に配置されている。第1基部21hの内側に、保持部材79Eが配置されている。保持部材79Eは、第1基部21hに固定されている。駆動磁石76Eの下面は、保持部材79Eの上面に摺動可能に接している。駆動磁石76Eの磁極配置は、駆動磁石76Dの磁極配置と同じである。駆動磁石76Eの内側に、弁体40Eのねじ部43dが配置されている。ねじ部43dの雄ねじ43eは、駆動磁石76Eの雌ねじ76eに螺合される。駆動磁石76Eは、弁体40Eが上下方向に移動すると軸線Lを中心に回転する。つまり、駆動磁石76Eは、弁体40Eの位置が上下方向に変化すると軸線Lを中心に回転する。駆動磁石76Eは、永久磁石である。
 従動磁石77Dは、駆動磁石76Eと同軸に配置される。従動磁石77Dは、駆動磁石76Eの上方に離れて配置される。これにより、電動弁4の径方向の寸法を小さくできる。駆動磁石76Eと従動磁石77Dとを上下方向から見たとき、駆動磁石76Eの外周縁が従動磁石77Dの内周縁と重なる。駆動磁石76Eと従動磁石77Dとは磁気的に結合されている。従動磁石77Dは、駆動磁石76Eの回転に伴って軸線Lを中心に回転する。
 電動弁4も、電動弁3と同じ効果を奏する。
 本明細書において、「円筒」や「円柱」、「直方体」等の形状を示す各用語は、実質的にその用語の形状を有する部材や部材の部分にも用いられている。例えば、「円筒形状の部材」は、円筒形状の部材と実質的に円筒形状の部材とを含む。
 上記に本発明の実施例を説明したが、本発明は実施例の構成に限定されるものではない。前述の実施例に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、実施例の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の趣旨に反しない限り、本発明の範囲に含まれる。
 1…電動弁、5…弁本体アセンブリ、8…ステーターユニット、10…弁本体、11…本体部材、11a…右側面、11b…左側面、11c…上面、13…弁室、14…弁口、15…弁座、17…第1通路、18…第2通路、19…取付孔、19a…環状平面、20…ホルダー、21…第1部材、21a…基部、21b…支持部、21c…連結部、21f…支持面、22…第2部材、23…接続部材、24…環状溝、25…弁体支持部材、25a…環状平面、30…キャン、40…弁体、41…ステム、42…弁部、43…ばね受け部、43a…本体部、43b…フランジ部、44…ボール受け部、44a…平板部、44b…凸部、50…駆動機構、51…ローター、52…連結板、53…ローター軸、54…軸受部材、60…遊星歯車機構、61…歯車ケース、62…固定リング歯車、63…太陽歯車、64…遊星歯車、65…キャリア、66…出力歯車、67…出力軸、67a…スリット、68…案内部材、68c…雌ねじ、70…駆動軸、71…第1部分、71c…雄ねじ、72…第2部分、73…第3部分、74…ボール、75…開弁ばね、76…駆動磁石、761…半円弧部分、762…半円弧部分、77…従動磁石、771…半円弧部分、772…半円弧部分、81…ハウジング、81a…周壁部、81b…上壁部、81c…ケース部、81d…蓋体、81e…隔壁、82…ステーター、83…メイン基板、84…サブ基板、85…磁気センサー、88…ステッピングモーター
 1A…電動弁、20A…ホルダー、21A…第1部材、22A…第2部材、77A…従動磁石、77a…第1磁石部材、77b…第2磁石部材
 1B…電動弁、11B…本体部材、13B…弁室、17B…第1通路、18B…第2通路、40B…ボール弁体、46B…接続通路、47B…シート部材、70B…駆動軸、71B…第1部分
 2…電動弁、76C…駆動磁石、78C…磁気伝達部材、78a…第1磁気伝達部材、78b…第2磁気伝達部材、85C…磁気センサー、85a…第1磁気センサー、85b…第2磁気センサー、E1…第1端、E2…第2端
 3…電動弁、20D…ホルダー、21D…第1部材、21h…第1基部、22D…第2部材、22c…雌ねじ、22h…第2基部、22k…支持部、70D…駆動軸、72D…第2部分、76D…駆動磁石、77D…従動磁石
 4…電動弁、40E…弁体、43E…ばね受け部、43d…ねじ部、43e…雄ねじ、70E…駆動軸、76E…駆動磁石、76e…雌ねじ、79E…保持部材

 

Claims (8)

  1.  弁室を有する弁本体と、前記弁本体に取り付けられる筒形状のケースと、前記ケースの内側に配置されるマグネットローターと、前記ケースの内側に配置される駆動軸と、前記マグネットローターの回転を前記駆動軸に伝える歯車機構と、前記弁室に配置され、前記駆動軸の回転に応じて位置が変化する弁体と、前記ケースの外側に配置される磁気センサーと、を有する電動弁であって、
     前記電動弁が前記駆動軸の軸線を中心に回転する駆動磁石を有し、前記駆動磁石が前記駆動軸とともに回転しまたは前記弁体の位置が変化すると回転し、
     前記電動弁が前記軸線を中心に回転する従動磁石を有し、前記従動磁石が前記駆動磁石の回転に伴って回転し、前記磁気センサーが前記従動磁石の磁気を検出する、ことを特徴とする電動弁。
  2.  弁室を有する弁本体と、前記弁本体に取り付けられる筒形状のケースと、前記ケースの内側に配置されるマグネットローターと、前記ケースの内側に配置される駆動軸と、前記マグネットローターの回転を前記駆動軸に伝える歯車機構と、前記弁室に配置され、前記駆動軸の回転に応じて位置が変化する弁体と、前記ケースの外側に配置される磁気センサーと、を有する電動弁であって、
     前記電動弁が前記駆動軸の軸線を中心に回転する駆動磁石を有し、前記駆動磁石が前記駆動軸とともに回転しまたは前記弁体の位置が変化すると回転し、
     前記電動弁が磁気伝達部材を有し、前記磁気伝達部材の一端が前記駆動磁石と向かい合いかつ前記磁気伝達部材の他端が前記ケースの内面と向かい合い、前記磁気センサーが前記磁気伝達部材の磁気を検出する、ことを特徴とする電動弁。
  3.  前記従動磁石が、環形状を有し、
     前記駆動磁石が、前記従動磁石の内側に配置されている、請求項1に記載の電動弁。
  4.  前記従動磁石が、前記駆動磁石と前記軸線の方向に離れている、請求項1に記載の電動弁。
  5.  前記電動弁が、前記弁本体に対して固定される、雌ねじを有する案内部材を有し、
     前記駆動軸が、前記案内部材の雌ねじに螺合される雄ねじを有し、
     前記弁本体が、前記弁体と向かい合う弁口を有し、
     前記弁体および前記弁口が、前記軸線と同軸に配置され、
     前記駆動軸が回転すると前記駆動軸が前記軸線の方向に移動し、
     前記弁体の位置が、前記駆動軸の移動に応じて前記軸線の方向に変化する、請求項1または請求項2に記載の電動弁。
  6.  前記駆動磁石が、雌ねじを有し、
     前記弁体が、前記駆動磁石の雌ねじに螺合される雄ねじを有し、
     前記駆動磁石が、前記弁体の位置が前記軸線の方向に変化すると回転する、請求項5に記載の電動弁。
  7.  前記弁体が、前記駆動軸に取り付けられ、前記駆動軸とともに回転する回転弁体である、請求項1または請求項2に記載の電動弁。
  8.  前記電動弁が、前記ケースの外側に配置され、前記マグネットローターとともにモーターを構成するステーターと、前記ステーターと前記磁気センサーとの間に配置された磁気遮蔽部材と、を有する、請求項1または請求項2に記載の電動弁。

     
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