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公開番号2025041830
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-26
出願番号2024227511,2021116728
出願日2024-12-24,2021-07-14
発明の名称電動弁
出願人株式会社不二工機
代理人弁理士法人オーパス国際特許事務所
主分類F16K 31/04 20060101AFI20250318BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】弁体の形状に依存せずに所望の流量特性を得ることができる電動弁を提供する。
【解決手段】制御装置200は、弁体の閉弁位置から全開位置まで順番に割り当てられたパルス番号に関するパルス番号情報と、パルス番号のそれぞれに対応するステップ角度に関するステップ角度情報と、を格納している。制御装置200は、弁体移動命令に応じたパルス番号を取得して、パルス番号の順番に各パルス番号に対応するステップ角度でステッピングモーターを回転させる。弁体の基準位置から全開位置までの間に、第1区間と第2区間と第3区間とが設定される。第1区間にはフルステップ動作を1/nしたマイクロステップ動作のステップ角度が設定され、第2区間にはフルステップ動作を1/mしたマイクロステップ動作のステップ角度が設定され、第3区間には、フルステップ動作のステップ角度が設定される。
【選択図】図7

特許請求の範囲【請求項１】
弁口を有する弁本体と、前記弁口と対向して配置された弁体と、前記弁体を前記弁口との対向方向に移動させる駆動機構と、前記駆動機構を制御する制御装置と、を有する電動弁であって、
前記駆動機構が、ステッピングモーターを有し、前記ステッピングモーターの回転によって前記弁体を移動させ、
前記制御装置が、
前記弁体の基準位置から全開位置まで順番に割り当てられたパルス番号に関するパルス番号情報と、前記パルス番号のそれぞれに対応するステップ角度に関するステップ角度情報と、を格納する記憶部と、
前記弁体の移動目標位置に関する弁体移動命令を外部装置から受信する通信部と、
前記弁体の現在位置から前記移動目標位置までに割り当てられた前記パルス番号を取得する演算部と、
前記弁体の前記現在位置から前記移動目標位置までに割り当てられた前記パルス番号の順番に各パルス番号に対応する前記ステップ角度で前記ステッピングモーターを回転させる回転制御部と、を有し、
前記ステッピングモーターにモータードライバが接続され、
前記回転制御部が、前記パルス番号に対応する前記ステップ角度情報を用いて取得した前記ステップ角度を前記モータードライバに入力して前記ステッピングモーターを回転させることを特徴とする電動弁。
続きを表示（約 2,200 文字）【請求項２】
前記弁体の前記基準位置から前記全開位置までの間に、第１区間と第２区間と第３区間とが設定され、
前記第１区間に割り当てられた前記パルス番号に対応する前記ステップ角度に、第１角度が設定され、
前記第２区間に割り当てられた前記パルス番号に対応する前記ステップ角度に、第２角度が設定され、
前記第３区間に割り当てられた前記パルス番号に対応する前記ステップ角度に、第３角度が設定され、
前記第１角度と前記第２角度と前記第３角度とが互いに異なる、請求項１に記載の電動弁。
【請求項３】
前記第１角度が、前記ステッピングモーターのフルステップ動作を１／ｎしたマイクロステップ動作におけるステップ角度であり、
前記第２角度が、前記ステッピングモーターのフルステップ動作を１／ｍしたマイクロステップ動作におけるステップ角度であり、
前記第３角度が、前記ステッピングモーターのフルステップ動作におけるステップ角度である、請求項２に記載の電動弁。
ただし、ｍ、ｎは２以上の自然数であり、ｍ≠ｎである。
【請求項４】
前記弁体が、前記弁口に向かうにしたがって径が小さくなる１つのテーパー面を有し、
前記弁体が前記第１区間、前記第２区間または前記第３区間にあるとき、前記テーパー面と前記弁口の内周面との隙間によって流量が決定される、請求項２または請求項３に記載の電動弁。
【請求項５】
前記弁体が前記第１区間にあるときのパルス速度が、前記弁体が前記第３区間にあるときのパルス速度のｎ倍であり、
前記弁体が前記第２区間にあるときのパルス速度が、前記弁体が前記第３区間にあるときのパルス速度のｍ倍である、請求項３に記載の電動弁。
【請求項６】
前記弁体の前記基準位置から前記全開位置までの間に、第１区間と第２区間とが設定され、
前記第１区間に割り当てられた前記パルス番号に対応する前記ステップ角度に、第１角度が設定され、
前記第２区間に割り当てられた前記パルス番号に対応する前記ステップ角度に、第２角度が設定され、
前記第１角度と前記第２角度とが異なる、請求項１に記載の電動弁。
【請求項７】
前記第１角度が、前記ステッピングモーターのフルステップ動作を１／ｎしたマイクロステップ動作におけるステップ角度であり、
前記第２角度が、前記ステッピングモーターのフルステップ動作におけるステップ角度である、請求項６に記載の電動弁。
ただし、ｎは２以上の自然数である。
【請求項８】
前記弁体が、前記弁口に向かうにしたがって径が小さくなる１つのテーパー面を有し、
前記弁体が前記第１区間または前記第２区間にあるとき、前記テーパー面と前記弁口の内周面との隙間によって流量が決定される、請求項６または請求項７に記載の電動弁。
【請求項９】
前記弁体が前記第１区間にあるときのパルス速度が、前記弁体が前記第２区間にあるときのパルス速度のｎ倍である、請求項７に記載の電動弁。
【請求項１０】
弁口を有する弁本体と、前記弁口と対向して配置された弁体と、前記弁体を前記弁口との対向方向に移動させる駆動機構と、前記駆動機構を制御する制御装置と、を有する電動弁であって、
前記駆動機構が、ステッピングモーターを有し、前記ステッピングモーターの回転によって前記弁体を移動させ、
前記制御装置が、
前記弁体の基準位置から全開位置まで順番に割り当てられたパルス番号に関するパルス番号情報と、前記パルス番号のそれぞれに対応するステップ角度に関するステップ角度情報と、を格納する記憶部と、
前記弁体の移動目標位置に関する弁体移動命令を外部装置から受信する通信部と、
前記弁体の現在位置から前記移動目標位置までに割り当てられた前記パルス番号を取得する演算部と、
前記弁体の前記現在位置から前記移動目標位置までに割り当てられた前記パルス番号の順番に各パルス番号に対応する前記ステップ角度で前記ステッピングモーターを回転させる回転制御部と、を有し、
前記記憶部が、
前記弁体の前記基準位置から前記全開位置まで順番に割り当てられたパルス番号に関する起動状態パルス番号情報と、前記起動状態パルス番号情報の前記パルス番号のそれぞれに対応するステップ角度に関する起動状態ステップ角度情報と、
前記弁体の前記基準位置から前記全開位置まで順番に割り当てられたパルス番号に関する通常動作状態パルス番号情報と、前記通常動作状態パルス番号情報の前記パルス番号のそれぞれに対応するステップ角度に関する通常動作状態ステップ角度情報と、を格納し、
前記制御装置が、
起動状態のときに前記起動状態パルス番号情報および前記起動状態ステップ角度情報を前記パルス番号情報および前記ステップ角度情報として用い、
前記起動状態のあとの通常動作状態のときに前記通常動作状態パルス番号情報および前記通常動作状態ステップ角度情報を前記パルス番号情報および前記ステップ角度情報として用いる、電動弁。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、空気調和機の冷凍サイクルで用いられる電動弁に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、従来の電動弁を開示している。特許文献１の電動弁は、弁体と、ステッピングモーターと、を有している。弁体は、弁口と対向して配置されている。弁体は、ステッピングモーターの回転によって弁口との対向方向に移動される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平８－２６８０３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した電動弁では、ステッピングモーターはパルスに応じて回転する。ステッピングモーターの１パルスあたりの回転角度（ステップ角度）は一定であり、１パルスあたりの弁体の移動量も一定である。そのため、電動弁の流量特性は弁体の形状に依存し、所望の流量特性を得るためには、流量特性に応じた形状を有する弁体を用いる必要があった。
【０００５】
そこで、本発明は、弁体の形状に依存せずに所望の流量特性を得ることができる電動弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る電動弁は、弁口を有する弁本体と、前記弁口と対向して配置された弁体と、前記弁体を前記弁口との対向方向に移動させる駆動機構と、前記駆動機構を制御する制御装置と、を有する電動弁であって、前記駆動機構が、ステッピングモーターを有し、前記ステッピングモーターの回転によって前記弁体を移動させ、前記制御装置が、前記弁体の基準位置から全開位置まで順番に割り当てられたパルス番号に関するパルス番号情報と、前記パルス番号のそれぞれに対応するステップ角度に関するステップ角度情報と、を格納する記憶部と、前記弁体の移動目標位置に関する弁体移動命令を外部装置から受信する通信部と、前記弁体の現在位置から前記移動目標位置までに割り当てられた前記パルス番号を取得する演算部と、前記弁体の前記現在位置から前記移動目標位置までに割り当てられた前記パルス番号の順番に各パルス番号に対応する前記ステップ角度で前記ステッピングモーターを回転させる回転制御部と、を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明において、前記弁体の前記基準位置から前記全開位置までの間に、第１区間と第２区間と第３区間とが設定され、前記第１区間に割り当てられた前記パルス番号に対応する前記ステップ角度に、第１角度が設定され、前記第２区間に割り当てられた前記パルス番号に対応する前記ステップ角度に、第２角度が設定され、前記第３区間に割り当てられた前記パルス番号に対応する前記ステップ角度に、第３角度が設定され、前記第１角度と前記第２角度と前記第３角度とが互いに異なる、ことが好ましい。
【０００８】
本発明において、前記第１角度が、前記ステッピングモーターのフルステップ動作を１／ｎしたマイクロステップ動作におけるステップ角度であり、前記第２角度が、前記ステッピングモーターのフルステップ動作を１／ｍしたマイクロステップ動作におけるステップ角度であり、前記第３角度が、前記ステッピングモーターのフルステップ動作におけるステップ角度である、ことが好ましい。ただし、ｍ、ｎは２以上の自然数であり、ｍ≠ｎである。
【０００９】
本発明において、前記弁体が、前記弁口に向かうにしたがって径が小さくなる１つのテーパー面を有し、前記弁体が前記第１区間、前記第２区間または前記第３区間にあるとき、前記テーパー面と前記弁口の内周面との隙間によって流量が決定される、ことが好ましい。
【００１０】
本発明において、前記弁体が前記第１区間にあるときのパルス速度が、前記弁体が前記第３区間にあるときのパルス速度のｎ倍であり、前記弁体が前記第２区間にあるときのパルス速度が、前記弁体が前記第３区間にあるときのパルス速度のｍ倍である、ことが好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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