特開 2024-147241 電動弁の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024147241

(43)【公開日】2024-10-16

(54)【発明の名称】電動弁の製造方法

(51)【国際特許分類】

   F16K 31/04 20060101AFI20241008BHJP

【ＦＩ】

F16K31/04 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023060135

(22)【出願日】2023-04-03

(71)【出願人】

【識別番号】000143949

【氏名又は名称】株式会社鷺宮製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100134832

【弁理士】

【氏名又は名称】瀧野 文雄

(74)【代理人】

【識別番号】100165308

【弁理士】

【氏名又は名称】津田 俊明

(74)【代理人】

【識別番号】100115048

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 康弘

(72)【発明者】

【氏名】小池 亮司

(72)【発明者】

【氏名】西村 拓也

【テーマコード（参考）】

3H062

【Ｆターム（参考）】

3H062AA02

3H062BB31

3H062CC02

3H062DD01

3H062GG01

3H062HH04

3H062HH08

3H062HH09

(57)【要約】

【課題】本発明は、比較的簡単な組立工程によって弁ポートの弁開度を所定の弁開度に設定することができ、ゼロパルス時の流量のばらつきを低減して微小流量域の制御性の向上を図ることができる電動弁を提供することを目的とする。
【解決手段】電動弁の製造方法は、弁閉基準点設定工程と、回転基準点設定工程と、固着工程と、を備える。固着工程では、弁閉基準点に設定したロータ軸５４と、回転基準点に設定したマグネットロータ５５と、について、マグネットロータ５５を押さえ治具６０で押さえ付けた状態で、マグネットロータ５５等に対してロータ軸５４を軸線Ｌ回りにおける一方側の弁開方向に相対回転させ、ロータ軸５４とマグネットロータ５５との相対的な回転角度が所定設定量になるように設定し、所定設定量を保持した状態でマグネットロータ５５とロータ軸５４とを互いに固着する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

主弁室および主弁ポートを備える筒状の弁本体と、前記主弁ポートを開閉可能に設けられ内部に副弁ポートを備える主弁体と、前記副弁ポートに近接又は離間する副弁体と、軸線回りに回転可能に設けられ前記副弁体を軸線方向に進退駆動するロータ軸と、前記ロータ軸を支持する支持部材と、前記ロータ軸とともに軸線回りに回転するマグネットロータと、前記弁本体に装着されて前記マグネットロータを収容するケースと、前記弁本体に装着されて前記マグネットロータを囲むステータコイルと、を備える電動弁を、前記マグネットロータを前記軸線方向の一方側から他方側に向かって押さえ付ける押さえ治具を用いて製造する電動弁の製造方法であって、
前記ケースおよび前記ステータコイルを前記弁本体に装着しない状態で、前記副弁体を前記副弁ポートに着座させて、前記副弁ポートが開かれた開状態から前記副弁ポートが閉じられた閉状態に切り替わる点である、前記ロータ軸の弁閉基準点を設定する弁閉基準点設定工程と、
前記マグネットロータが前記軸線方向の他方端に達した点である、前記マグネットロータの回転基準点を設定する回転基準点設定工程と、
前記ロータ軸と前記マグネットロータとを互いに固着する固着工程と、を備え、
前記固着工程において、前記弁閉基準点設定工程で前記弁閉基準点に設定した前記ロータ軸と、前記回転基準点設定工程で前記回転基準点に設定した前記マグネットロータと、について、前記マグネットロータを前記押さえ治具で押さえ付けた状態で、前記マグネットロータ、前記支持部材、前記主弁体および前記弁本体に対して前記ロータ軸を前記軸線回りにおける一方側の弁開方向に相対回転させ、前記ロータ軸と前記マグネットロータとの相対的な回転角度が所定設定量になるように設定し、前記所定設定量を保持した状態で、前記マグネットロータと前記ロータ軸とを互いに固着するようにした、ことを特徴とする電動弁の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動弁の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、空気調和機や冷凍機などの冷凍回路に用いられる電動弁は、モータ部のケース内にマグネットロータを配設し、マグネットロータのロータ軸の下部に弁体を保持しており、ロータ軸の駆動雄ネジがケース内の支持部材の駆動雌ネジに螺合され、マグネットロータを回転させてネジ送り作用により弁体で弁ポートを開閉するように構成されている。近年、空気調和機や冷凍機には省エネ性の向上が盛んに検討されており、その冷凍回路に使用される電動弁にも同様の性能が求められている。電動弁に求められる性能としては、例えば微小流量域の制御性の向上や、流量ばらつきの低減化などが挙げられる。

【0003】

特に、ルームエアコン（ＲＡＣ）用の電動弁では、業務用の空気調和機（ＰＡＣ、ビルマルチ等）と異なり、電動弁の弁体に遮断性能が不必要な仕様のものがあり、マグネットロータの回転基準点となるゼロパルス（０ｐｌｓ）時に弁体（ニードル）が弁座（弁ポート）に着座しない弁開仕様が採用され、この場合、微小流量域の制御性よりゼロパルス時における微小流量の流量公差を縮小させることが求められている。すなわち、ゼロパルス時の流量は、電動弁の組立精度や使用部品の精度に依存して大きくばらつくことがあり、このばらつきを低減させることが求められている。

【0004】

例えば、特許文献１には、使用時の弁軸の最下降位置である制御用原点位置を定める機構と、制御用原点位置よりさらに弁軸が下降した組立用基準位置を検出するための組立用ストッパ機構（可動ストッパおよび固定ストッパ）と、を備える電動弁について、流量等の制御精度を向上する組立方法が開示されている。この組立方法では、組立用モータにより弁軸を一方向に回転させ、その回転に要する負荷トルクの変化率を算出し、当該変化率がしきい値を超えた位置を組立用基準位置として設定する。また、弁体を組立用基準位置に位置させた状態で、弁軸における一の下降量を、弁体の着座位置から可動ストッパが固定ストッパに当接するまでの設計値としての下降量とし、弁軸における他の下降量を、弁体の着座位置から制御用原点位置までの設計値としての下降量とし、一の下降量から他の下降量を差し引いた量だけ、弁軸を逆回転させることで、弁体を上昇させて制御用原点位置を設定している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第６７６２０４６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、従来の電動弁の組立方法では、弁軸の回転に要する負荷トルクの変化率を算出することや、弁軸の設計値としての下降量の差に基づいて弁軸を逆回転させる等、組立用モータ用いて弁軸を回転駆動する必要があるため、組立装置や組立工程が複雑になってしまうという問題があり、ゼロパルス時における微小流量の流量ばらつきを容易に低減することが難しい。

【0007】

本発明は、比較的簡単な組立工程によって弁ポートの弁開度を所定の弁開度に設定することができ、ゼロパルス時の流量のばらつきを低減して微小流量域の制御性の向上を図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】

【0008】

前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の電動弁の製造方法は、主弁室および主弁ポートを備える筒状の弁本体と、前記主弁ポートを開閉可能に設けられ内部に副弁ポートを備える主弁体と、前記副弁ポートに近接又は離間する副弁体と、軸線回りに回転可能に設けられ前記副弁体を軸線方向に進退駆動するロータ軸と、前記ロータ軸を支持する支持部材と、前記ロータ軸とともに軸線回りに回転するマグネットロータと、前記弁本体に装着されて前記マグネットロータを収容するケースと、前記弁本体に装着されて前記マグネットロータを囲むステータコイルと、を備える電動弁を、前記マグネットロータを前記軸線方向の一方側から他方側に向かって押さえ付ける押さえ治具を用いて製造する電動弁の製造方法であって、前記ケースおよび前記ステータコイルを前記弁本体に装着しない状態で、前記副弁体を前記副弁ポートに着座させて、前記副弁ポートが開かれた開状態から前記副弁ポートが閉じられた閉状態に切り替わる点である、前記ロータ軸の弁閉基準点を設定する弁閉基準点設定工程と、前記マグネットロータが前記軸線方向の他方端に達した点である、前記マグネットロータの回転基準点を設定する回転基準点設定工程と、前記ロータ軸と前記マグネットロータとを互いに固着する固着工程と、を備え、前記固着工程において、前記弁閉基準点設定工程で前記弁閉基準点に設定した前記ロータ軸と、前記回転基準点設定工程で前記回転基準点に設定した前記マグネットロータと、について、前記マグネットロータを前記押さえ治具で押さえ付けた状態で、前記マグネットロータ、前記支持部材、前記主弁体および前記弁本体に対して前記ロータ軸を前記軸線回りにおける一方側の弁開方向に相対回転させ、前記ロータ軸と前記マグネットロータとの相対的な回転角度が所定設定量になるように設定し、前記所定設定量を保持した状態で、前記マグネットロータと前記ロータ軸とを互いに固着するようにした、ことを特徴とする。

【0009】

このような本発明によれば、ロータ軸を弁閉基準点に位置決めし、マグネットロータを回転基準点に位置決めし、マグネットロータを押さえ治具で押さえ付けた状態で、マグネットロータ、支持部材、主弁体および弁本体に対してロータ軸を弁開方向に相対回転させるという比較的簡単な組立工程により、ロータ軸とマグネットロータとの相対的な回転角度を所定設定量とするように設定することができる。このため、弁閉基準点に位置するロータ軸を所定設定量回転させることで、副弁ポートが閉状態から開状態となった際の弁開度を一定にすることができ、ゼロパルス時における微小流量の流量ばらつきを容易に低減することができる。したがって、比較的簡単な組立工程によって副弁ポートの弁開度を所定の弁開度に設定することができ、ゼロパルス時の流量のばらつきを低減して微小流量域の制御性の向上を図ることができる電動弁を提供することができる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、比較的簡単な組立工程によって弁ポートの弁開度を所定の弁開度に設定することができ、ゼロパルス時の流量のばらつきを低減して微小流量域の制御性の向上を図ることができる電動弁を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態に係る電動弁の組立断面図。

【図2】（Ａ）は、図２（Ｂ）のＡ－Ａ線矢視断面図であり、（Ｂ）は、電動弁の製造工程において、スライダを下端ストッパに当接させる工程を示す図。

【図3】（Ａ）は、図３（Ｂ）のＢ－Ｂ線矢視断面図であり、（Ｂ）は、電動弁の製造工程において、副弁体を副弁座に着座させる工程を示す図。

【図4】（Ａ）は、図４（Ｂ）のＣ－Ｃ線矢視断面図であり、（Ｂ）は、電動弁の製造工程において、マグネットロータを装着する工程を示す図。

【図5】（Ａ）は、図５（Ｂ）のＤ－Ｄ線矢視断面図であり、（Ｂ）は、電動弁の製造工程において、押さえ治具をセットする工程を示す図。

【図6】（Ａ）は、図６（Ｂ）のＥ－Ｅ線矢視断面図であり、（Ｂ）は、電動弁の製造工程において、受け治具をセットする工程を示す図。

【図7】（Ａ）は、図７（Ｂ）のＦ－Ｆ線矢視断面図であり、（Ｂ）は、電動弁の製造工程において、ロータ軸を回転させる工程を示す図。

【図8】（Ａ）は、図８（Ｂ）のＧ－Ｇ線矢視断面図であり、（Ｂ）は、電動弁の製造工程において、ロータ軸とマグネットロータとを接合する工程を示す図。

【図9】（Ａ）は、図９（Ｂ）のＨ－Ｈ線矢視断面図であり、（Ｂ）は、電動弁の製造工程において、ケースを取り付ける工程を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態について、図１～９を参照して説明する。なお、以下の説明における「上下」の概念は図１の図面における上下に対応する。また、「右回り（時計回り）」および「左回り（反時計回り）」の表現は、電動弁１を上から見た状態での回転方向を示す。本発明の電動弁の製造方法によって製造される電動弁１は、弁本体１０と、ガイド部材２０（支持部材）と、主弁体３０と、副弁体４０と、駆動部５０と、を備えている。弁本体１０は、例えば、黄銅、ステンレス等で略円筒形状に形成されており、その内側に主弁室１１を有している。弁本体１０の外周片側には主弁室１１に導通される第一継手管１２が接続されている。弁本体１０の下端には、下方に延びる筒状部１３が形成され、筒状部１３には、第二継手管１４が接続されている。

【0013】

弁本体１０の内部において、第二継手管１４の上端（主弁室１１側の端部）に連続する部分には、軸線Ｌ方向に延びる筒状の主弁座１５が形成され、主弁座１５の内側は、主弁ポート１６を構成している。主弁ポート１６は軸線Ｌを中心とする円柱形状の孔である。第二継手管１４は、主弁ポート１６を介して主弁室１１に導通される。なお、本実施形態では、主弁座１５は、弁本体１０に一体的に形成されているが、主弁ポート１６を有する弁座部材を弁本体１０とは別体に設け、この弁座部材を弁本体１０に組み付ける形態としてもよい。弁本体１０の上端部には、ケース１７が溶接等によって気密に固定されている。ケース１７は、上側を底部とした有底筒状に形成されており、その内外には、駆動部５０を構成する各部材が配置されている。ケース１７の下端部外周面には、径方向内方に凹むディンプル１８が、周方向に間隔をあけて複数形成されている。ディンプル１８は、後述するステータコイル５６をケース１７に固定する際に、ステータコイル５６側に設けられた不図示の凸部と嵌合する部分であり、これによって、ステータコイル５６とケース１７とが接続される。

【0014】

弁本体１０の上端の開口部には、後述するロータ軸５４を支持するとともにロータ軸５４をガイドするガイド部材２０が取り付けられている。ガイド部材２０は、軸線Ｌを中心とする略円筒状のホルダ部２１と、ホルダ部２１の外周面から全周に亘って径方向外方に突出し弁本体１０の上端の開口部に嵌合する嵌合部２２と、ホルダ部２１の上部に延設されたストッパ部２３と、嵌合部２２にインサート成形により一体に設けられた金属板からなるリング状の固定金具２４と、を有している。ホルダ部２１、嵌合部２２およびストッパ部２３は、樹脂製の一体品として構成されており、固定金具２４は、インサート成形により樹脂製の嵌合部２２と一体に設けられている。

【0015】

固定金具２４は、弁本体１０の上端部に溶接により固定されている。なお、本実施形態では、嵌合部２２を弁本体１０の上端の開口部に嵌合させた状態で、固定金具２４を弁本体１０の上端部に溶接固定することでガイド部材２０を弁本体１０に固定した。しかしながら、ガイド部材２０の固定構造はこれに限られず、嵌合部２２を弁本体１０に対して圧入した状態で、固定金具２４を弁本体１０に固定してもよい。ホルダ部２１の内側には、下側（主弁室１１側）に向かって開口し、内部に主弁体３０を収容するガイド孔２５が形成されている。ガイド孔２５は、軸線Ｌと同軸に形成され、その内周面は、主弁体３０の外周面に摺接することで、主弁体３０を軸線Ｌ方向に進退案内している。

【0016】

ホルダ部２１およびストッパ部２３の内部には、ガイド孔２５に連通し軸線Ｌ方向に貫通する挿通孔２６が形成されている。挿通孔２６は、後述するロータ軸５４を進退案内する孔であり、上側の内周面には、ロータ軸５４の外周面に形成された雄ねじ５８に螺合する雌ねじ２７が形成されている。ストッパ部２３の外周面には、螺旋状のガイド溝２８が形成され、ガイド溝２８には、コイル状のスライダ２９が設置されている。スライダ２９には、径方向外方に突出する爪部２９ａが形成されており、爪部２９ａは後述するマグネットロータ５５に当接するようになっている。この構成により、マグネットロータ５５が回転すると、爪部２９ａを介してその回転力がスライダ２９に伝達され、スライダ２９が回転する。そして、この回転によりスライダ２９がガイド溝２８に沿って上下動する。

【0017】

主弁体３０は、主弁座１５に対して着座および離座し、主弁ポート１６を開閉可能な略円柱状の主弁部３１と、主弁体３０の側壁を構成し、内部に副弁室３２ａを有する円筒状の保持部３２と、を備えている。主弁部３１の内側には下側（主弁ポート１６側）に向かって開口する円柱状の開口３１ａが形成され、開口３１ａ内には、メッシュ状または多孔質の部材からなる円柱状の第一消音部材３３が配置されている。第一消音部材３３は、下端に配置された抜け止めリング３３ａによって軸線Ｌ方向への変位を規制されている。主弁部３１と保持部３２との間には、軸線Ｌ方向に延びる円柱状の副弁座３４が形成されており、副弁座３４には、軸線Ｌを中心として軸線Ｌ方向に貫通する副弁ポート３４ａが形成されている。副弁ポート３４ａは、上側に配置された副弁室３２ａと下側に配置された開口３１ａとを連通している。主弁部３１と保持部３２との間には、径方向に貫通する連通路３５が軸線Ｌ回りに複数形成されており、これによって、主弁室１１と副弁室３２ａとが連通路３５を介して連通している。

【0018】

副弁室３２ａの内部の下側部分には、連通路３５を介し副弁室３２ａに対して流入または流出する流体を通す第二消音部材３６が設置されている。第二消音部材３６は、第一消音部材３３と同様にメッシュ状または多孔質の部材からなり、円環状に形成されている。第二消音部材３６は、副弁座３４の上面に載置される第一スペーサ３７ａと、第一スペーサ３７ａの上側に配置される第二スペーサ３７ｂと、によって軸線Ｌ方向に挟まれて固定されている。第二スペーサ３７ｂの上部には、円筒状の軸受３８が設置されている。軸受３８の外周面は、保持部３２の内周面に当接している。軸受３８の内周面は、後述する副弁体４０のガイド用ボス部４１の外周面に摺接可能となっており、この摺接によって、軸受３８は、副弁体４０を軸線Ｌ方向に進退案内している。軸受３８の上部には、軸受３８の抜け止めとしてのリテーナ３９が設置されている。リテーナ３９は、保持部３２の上端開口内に嵌め込まれている。リテーナ３９の上側には、主弁体３０を下側（主弁ポート１６側）に付勢する主弁ばね３９ａが配置されている。主弁ばね３９ａは、例えば、圧縮コイルばねであり、その下端が、リテーナ３９の上端部に当接し、その上端が、上述したガイド部材２０のガイド孔２５の上端部に当接している。

【0019】

副弁体４０は、後述するロータ軸５４の下端部に一体に設けられている。この副弁体４０はロータ軸５４よりも大径に形成されたガイド用ボス部４１と、ガイド用ボス部４１の中心部から下側に突出するニードル弁４２と、で構成されている。ガイド用ボス部４１は、主弁体３０の軸受３８に挿通され、その外周面が軸受３８の内周面に摺接して軸線Ｌ方向に案内されている。ガイド用ボス部４１の上端部は、軸受３８の上端部に係合するようになっており、この状態で、ガイド用ボス部４１が上方に移動すると、副弁体４０と主弁体３０とが一体となって上昇する。これにより、主弁ポート１６が開かれて流体の大流量制御が行われる。ニードル弁４２は、副弁ポート３４ａに近接または離間する弁であり、その先端が副弁ポート３４ａ対して軸線Ｌ方向に挿通可能に設けられている。ニードル弁４２が副弁ポート３４ａに挿通した状態では、ニードル弁４２と副弁ポート３４ａとの隙間を小流量の流体が流れ、これによって小流量制御が行われる。なお、本実施形態では、副弁体４０とロータ軸５４とは一体に設けたが、副弁体４０とロータ軸５４とは、それぞれ別体に形成し、これらを組み付けてもよい。

【0020】

駆動部５０は、ステッピングモータ５１と、ステッピングモータ５１の回転により副弁体４０を進退駆動させるねじ送り機構５２と、ステッピングモータ５１の回転を規制するストッパ機構５３と、を備えている。ステッピングモータ５１は、ロータ軸５４と、ケース１７の内部に配設され、軸線Ｌ回りに回転可能なマグネットロータ５５と、ケース１７の外周においてマグネットロータ５５に対して径方向に対向配置されてマグネットロータ５５を囲むステータコイル５６と、その他、ヨークや外装部材等により構成されている。ロータ軸５４は、副弁体４０を軸線Ｌ方向に進退駆動する回転軸であり、ブッシュ５７を介してマグネットロータ５５の中心に取り付けられ、軸線Ｌ方向に延び、マグネットロータ５５と一体に軸線Ｌまわりに回転可能となっている。

【0021】

ロータ軸５４の上端側部分には、ブッシュ５７の中心に設けられたガイド孔に嵌合される小径軸部５４ａと、小径軸部５４ａの下端側に連続し、ブッシュ５７のガイド孔の内径よりも僅かに大きな外径を備える受け部５４ｂと、が設けられている。ロータ軸５４の上部であって、受け部５４ｂの下側の外周面には、雄ねじ５８が形成されている。雄ねじ５８はガイド部材２０の雌ねじ２７に螺合している。雄ねじ５８は、マグネットロータ５５とともに回転する際に、ねじ送りされることで、雌ねじ２７に対して軸線Ｌ方向に移動する。すなわち、雌ねじ２７と雄ねじ５８とは、ねじ送り機構５２を構成している。

【0022】

マグネットロータ５５は、磁性粉を混入した母材を型成形したものであり、円板状の円板部５５ａと、円板部５５ａの外縁部から下側に突出する円筒状のマグネット部５５ｂと、を備えている。円板部５５ａの中央には、ブッシュ５７がインサート成形により一体に設けられている。ブッシュ５７には、上述したロータ軸５４が挿通し、溶接等によって固着されている。これにより、マグネットロータ５５は、ロータ軸５４とともに軸線Ｌ回りに回転する。円板部５５ａの上面には、上方に突出する突起状の設定ストッパ５５ｃが形成されている。設定ストッパ５５ｃは、電動弁１の製造時に、後述する押さえ治具６０に形成された孔である設定ストッパガイド６４に挿通する部分であり、押さえ治具６０に対するマグネットロータ５５の位置を規定している。

【0023】

マグネット部５５ｂの内周面には、径方向内方に突出し、軸線Ｌ方向に延びる突条としてのマグネットピン５５ｄが形成されている。マグネットピン５５ｄは、マグネットロータ５５の回転時に、スライダ２９の爪部２９ａに当接し、マグネットロータ５５の回転力をスライダ２９に伝達する部分である。この構成により、マグネットロータ５５が回転すると、マグネットピン５５ｄおよび爪部２９ａを介してその回転力がスライダ２９に伝達され、スライダ２９が回転する。そして、この回転によりスライダ２９がガイド溝２８に沿って上下動する。ステータコイル５６は、不図示の制御部に接続されており、制御部からパルス信号を受信することで、当該パルス信号に応じて所定の回転角度分、マグネットロータ５５を、軸線Ｌを中心として右回りまたは左回りに回転させる。

【0024】

ストッパ機構５３は、上述したガイド部材２０のストッパ部２３におけるガイド溝２８と、ガイド溝２８の上端に設けられた不図示の上端ストッパと、ガイド溝２８の下端に設けられた下端ストッパ２８ａと、を備えている。上端ストッパは、径方向外方に突出する突出部で構成され、周方向（スライダ２９の回転方向）一方を向く面がスライダ２９の爪部２９ａと周方向に当接するように形成されている。一方、下端ストッパ２８ａは、図２（Ａ）に示すように、径方向外方に突出する突出部で構成され、周方向一方を向く面２８ｂが、スライダ２９の爪部２９ａにおける周方向他方を向く面２９ｂと周方向に当接するように形成されている。

【0025】

この構成により、スライダ２９は、上端ストッパに当接することで回転を停止し、これによってマグネットロータ５５の回転が規制される。この際、上端ストッパによって回転を規制されたマグネットロータ５５は、上側へ変位することが規制される。また、スライダ２９は、下端ストッパ２８ａに当接することで回転を停止し、これによってマグネットロータ５５の回転が規制される。この際、下端ストッパ２８ａによって回転を規制されたマグネットロータ５５は、下側へ変位することが規制される。すなわち、上端ストッパおよび下端ストッパ２８ａによってロータ軸５４およびマグネットロータ５５の最上端位置および最下端位置が規定されている。

【0026】

以上の構成により、ステッピングモータ５１が駆動されると、制御部からステータコイル５６に送られたパルス信号に応じてマグネットロータ５５およびロータ軸５４が所定の回転角度分回転し、雄ねじ５８と雌ねじ２７とのねじ送り機構５２によって、マグネットロータ５５およびロータ軸５４が軸線Ｌ方向に移動する。そして、副弁体４０が軸線Ｌ方向に移動して副弁体４０のニードル弁４２が副弁ポート３４ａに対して近接または離間する。この際、ニードル弁４２と副弁ポート３４ａとの隙間を小流量の流体が流れることにより小流量制御が行われる。副弁体４０が上昇する際には、副弁体４０のガイド用ボス部４１が主弁体３０の軸受３８に係合し、主弁体３０は副弁体４０とともに移動して、主弁体３０の主弁部３１が主弁座１５から離座する。これにより、主弁ポート１６が弁開となって、主弁ポート１６を流体が流れる大流量制御が行われる。

【0027】

次に、電動弁１を製造する電動弁の製造方法について説明する。電動弁の製造方法では、二種類の治具と、一種類の工具を用いることから、先ず二種類の治具および一種類の工具の構造について説明し、次いで電動弁の製造方法における各組立工程について説明する。二種類の治具は、押さえ治具６０と、受け治具７０と、で構成されている。一種類の工具は、掴み部材８０で構成されている。押さえ治具６０は、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ケース１７およびステータコイル５６を装着していない状態の電動弁１におけるマグネットロータ５５の上側および外周面を覆うように取り付けられて、電動弁１を下側（軸線Ｌ方向の一方側から他方側）に押さえ付ける治具である。押さえ治具６０は、円板状の本体部６１と、本体部６１の下面から下側に突出する円筒状のホールド部６２と、を備えている。本体部６１の中央部には、軸線Ｌ方向に貫通し、ロータ軸５４の上端部を挿通させる貫通孔６３が形成されている。貫通孔６３は、下側の開口の内径寸法よりも上側の開口の内径寸法が大きく設定されており、これによって、内周面が軸線Ｌに対して傾斜した傾斜面を構成している。

【0028】

貫通孔６３の径方向外方には、軸線Ｌ方向に貫通する孔である設定ストッパガイド６４が形成されている。設定ストッパガイド６４は、図５（Ａ）に示すように、軸線Ｌ方向から見た断面視で略台形状に形成され、上述したマグネットロータ５５の設定ストッパ５５ｃが外方に隙間をあけて挿通されるようになっている。ホールド部６２の中心部には、下側に向かって開口する第一嵌合凹部６５が形成されている。第一嵌合凹部６５は、その内形が、図５（Ｂ）に示すように、マグネットロータ５５の外形に沿って形成されている。具体的には、第一嵌合凹部６５の底部６６は、マグネットロータ５５の上面の形状に沿って形成されている。第一嵌合凹部６５の側部６７は、マグネットロータ５５の外周面の形状に沿って形成されている。

【0029】

受け治具７０は、押さえ治具６０によって押圧された電動弁１を、下側から上側に向かって支持する治具である。受け治具７０は、図６（Ｂ）に示すように、第一筒部７１と、第一筒部７１と軸線Ｌ方向に間隔をあけて配置される第二筒部７２と、第一筒部７１と第二筒部７２の間に介在する弾性部７３と、を備えている。第一筒部７１には、上側に向かって開口する第二嵌合凹部７４が形成されている。第二嵌合凹部７４は、上述した弁本体１０の筒状部１３を嵌め込み可能な大きさに形成され、筒状部１３を嵌め込んだ状態で、その開口縁部が弁本体１０の下面に当接するようになっている。第二筒部７２は、軸線Ｌを中心として第一筒部７１と同軸に設けられ、軸線Ｌ方向に延びている。弾性部７３は、例えば、圧縮コイルばねであり、その上端部が、第一筒部７１の下端面に当接し、その下端部が、第二筒部７２の上端面に当接している。

【0030】

掴み部材８０は、図７（Ｂ）に示すように、押さえ治具６０の貫通孔６３に挿通した状態のロータ軸５４の上端部を保持する挟持部８１を備えている。挟持部８１は、図７（Ａ）に示すように、軸線Ｌ方向から見て略台形状に形成され、軸線Ｌを中心として周方向に等間隔をあけて例えば３個設けられており、それぞれがロータ軸５４の外周面を径方向内方に向かって押圧するように設けられている。掴み部材８０は、図７（Ｂ）に示すように、貫通孔６３の内周面に干渉しないように形成されている。これにより、挟持部８１で保持したロータ軸５４を、掴み部材８０によって押さえ治具６０に触れずに回転させることができるようになっている。

【0031】

電動弁１を製造する際には、先ず、第一の工程として、図２（Ｂ）に示すように、ケース１７、マグネットロータ５５、およびステータコイル５６以外のパーツを組み立て、主弁体３０が主弁ポート１６を閉じた状態の電動弁１を用意する。そして、スライダ２９を最下端位置まで移動させる。すなわち、図２（Ａ）に示すように、スライダ２９の爪部２９ａの面２９ｂを、ガイド部材２０における下端ストッパ２８ａの面２８ｂに対して周方向に当接させる。次に、第二の工程（弁閉基準点設定工程）として、図３（Ｂ）に示すように、第二継手管１４内部を下側から上側に向かって加圧し、図３（Ｂ）に白抜き矢印で示すように、流体を流し、副弁ポート３４ａを通過する流体の流量を測定する。この際、ニードル弁４２が下側から上側に押圧されることで、雄ねじ５８と雌ねじ２７のガタ内で、ニードル弁４２が上側に移動する。この状態で、ロータ軸５４を軸回り（本実施形態では、右回り（時計回り））に回転させ、ニードル弁４２を副弁座３４に着座させ、副弁ポート３４ａを閉弁させる。これにより、副弁ポート３４ａが開かれた開状態から副弁ポート３４ａが閉じられた閉状態に切り替わる点である、ロータ軸５４の弁閉基準点が規定される。

【0032】

なお、本実施形態では、ニードル弁４２が副弁座３４に着座し、副弁ポート３４ａを流れる流体の流量が０になる位置をニードル弁４２の弁閉基準点としたが、弁閉基準点はこれに限られない。例えば、副弁ポート３４ａを流れる流体の量が一定以下になる位置（所定弁漏れ量以下になる位置）を、ニードル弁４２の弁閉基準点としてもよい。また、本実施形態では、第二継手管１４内部を下側から上側に向かって加圧し、副弁ポート３４ａを通過する流体の流量を測定し、この状態でロータ軸５４を回転させて弁閉基準点を規定したが、第二継手管１４を加圧する工程を経ずに、単に、ロータ軸５４を回転させ、その回転に伴う負荷が増加する地点を手感覚で検出し、これによって弁閉基準点を規定してもよい。また、上述した第一の工程と、第二の工程は、その順番を入れ替えてもよい。すなわち、最初に第一の工程を行い、その後第二の工程を行ってもよいし、最初に第二の工程を行い、その後第一の工程を行ってもよい。

【0033】

次に、第三の工程（回転基準点設定工程）として、マグネットロータ５５を装着する。この工程では、図４（Ｂ）に示すように、ブッシュ５７とロータ軸５４とを、軸線Ｌ方向に並べて位置合わせし、上側から下側に向かってマグネットロータ５５を軸線Ｌ方向に装着する。この際、図４（Ａ）に示すように、マグネットロータ５５のマグネットピン５５ｄが、最下端位置に位置するスライダ２９の爪部２９ａに対して、周方向に当接するようにする。この工程が終了すると、ニードル弁４２が弁閉基準点に位置決めされ、かつ、マグネットロータ５５が、電動弁１の使用時の最下端位置（軸線Ｌ方向の他方端に達した点）である回転基準点に位置決めされる。そして、この状態で、次の第四の工程（押さえ治具セット工程）を行う。第四の工程では、図５（Ｂ）に示すように、押さえ治具６０をマグネットロータ５５に装着する。この際、押さえ治具６０の第一嵌合凹部６５にマグネットロータ５５が嵌合するように押さえ治具６０の位置を調整する。また、図５（Ａ）に示すように、マグネットロータ５５の設定ストッパ５５ｃが、押さえ治具６０の設定ストッパガイド６４に挿通するように、押さえ治具６０の位置を調整する。

【0034】

次に、第五の工程（受け治具７０セット工程）を行う。第五の工程では、図６（Ｂ）に示すように、受け治具７０を装着する。この際、受け治具７０の第二嵌合凹部７４に弁本体１０の筒状部１３を嵌め込む。そして、第六の工程（固着工程）を行う。この工程では図７（Ｂ）に示すように、先ず押さえ治具６０に対して上側から下側に向かって荷重を加える。この際、押さえ治具６０に対する押圧荷重は、押さえ治具６０の下面に当接するマグネットロータ５５に伝達され、その次にマグネットロータ５５からロータ軸５４に伝達され、次いでロータ軸５４の雄ねじ５８、雌ねじ２７、ガイド部材２０、固定金具２４、弁本体１０、受け治具７０、弾性部７３の順に伝達される。これにより、受け治具７０の弾性部７３が撓み、弾性部７３の反力でマグネットロータ５５が押さえ治具６０に押さえつけられ、マグネットロータ５５の位置が固定される。

【0035】

この状態では、上述したように、押さえ治具６０に加わった押圧荷重は、受け治具７０側に伝達されていることから、ロータ軸５４が、いわゆるフリーな状態となり、軸線Ｌ回りに回転可能かつ、軸線Ｌ方向に進退移動可能となっている。そして、この状態で、図７（Ｂ）に示すように、掴み部材８０によって、ロータ軸５４の上端部を保持し、ロータ軸５４のみを左回り（反時計回り）に、所定の回転角度分（所定設定量となるように）、回転させる。すなわち、マグネットロータ５５を押さえ治具６０で押さえ付けた状態で、マグネットロータ５５、ガイド部材２０、主弁体３０および弁本体１０に対してロータ軸５４を左回り（軸線Ｌ回りにおける一方側の弁開方向）に相対回転させる。

【0036】

これにより、ロータ軸５４が、上側に移動し、副弁ポート３４ａが開くこととなり、マグネットロータ５５の回転基準点となるゼロパルス（０ｐｌｓ）時に、マグネットロータ５５が下端に位置して、ニードル弁４２が副弁座３４に着座しない弁開仕様の電動弁１を得ることができる。なお、ロータ軸５４とマグネットロータ５５の相対的な回転角度である、所定設定量は、電動弁１の使用目的に合わせて適宜設定することができる。そして、この所定設定量を保持した状態で、図８（Ｂ）に示すように、ロータ軸５４とマグネットロータ５５とを溶接等により互いに接合する。図８（Ｂ）中、符号Ｍは、溶接個所を示している。このような構成によれば、ロータ軸５４とマグネットロータ５５の相対的な回転角度を、いずれの所定設定量に設定したとしても、上述したように、ニードル弁４２を弁閉基準点に設定し、マグネットロータ５５を回転基準点に設定した状態で、ロータ軸５４を所定設定量相対回転させ、当該所定設定量を保持した状態でロータ軸５４とマグネットロータ５５とを互いに接合するので、所定設定量にばらつきが生じ難い。このため、ゼロパルス時の流量のばらつきを低減することができる。

【0037】

なお、ロータ軸５４の回転の際に、上述したロータ軸５４の受け部５４ｂの上端面はブッシュ５７の下端面に接触しているが、図８（Ｂ）に示すように、この接触部分の面積よりも、押さえ治具６０の下面とマグネットロータ５５の上面との接触面積の方が大きいことから、ロータ軸５４の回転に伴って、マグネットロータ５５が連れ回ることは、抑制されている。また、例え、マグネットロータ５５がロータ軸５４に対して僅かに連れ回ったとしても、図８（Ａ）に示すように、マグネットロータ５５に形成された設定ストッパ５５ｃの外周面と、押さえ治具６０に形成された設定ストッパガイド６４の内周面との間には、僅かに隙間が形成されていることから、設定ストッパ５５ｃが設定ストッパガイド６４の内周面に当接して設定ストッパ５５ｃに応力が加わることが抑制され、設定ストッパ５５ｃが破損することが防止される。

【0038】

最後に、第８の工程（ケース取付工程）を行う。この工程では、ケース１７を弁本体１０に装着し、溶接等によって、弁本体１０に固着する。この際、図９（Ａ）に示すように、ケース１７のディンプル１８のうち、一のディンプル１８の凹み方向が、下端ストッパ２８ａの面２８ｂと、スライダ２９における爪部２９ａの面２９ｂと、の当接面の延在方向と平行になるように、ケース１７の位置を調整する。これにより、ディンプル１８に嵌る凸部を介してケース１７に固定されるステータコイル５６の、下端ストッパ２８ａに対する位置を、ばらつき無く決めることができる。

【0039】

以上、上述した実施形態によれば、ロータ軸５４を弁閉基準点に位置決めし、マグネットロータ５５を回転基準点に位置決めし、マグネットロータ５５を押さえ治具６０で押さえ付けた状態で、マグネットロータ５５、ガイド部材２０、主弁体３０および弁本体１０に対してロータ軸５４を弁開方向に相対回転させるという比較的簡単な組立工程により、ロータ軸５４とマグネットロータ５５との相対的な回転角度を所定設定量とするように設定することができる。このため、弁閉基準点に位置するロータ軸５４を所定設定量回転させることで、副弁ポート３４ａが閉状態から開状態となった際の弁開度を一定にすることができ、ゼロパルス時における微小流量の流量ばらつきを容易に低減することができる。したがって、比較的簡単な組立工程によって副弁ポート３４ａの弁開度を所定の弁開度に設定することができ、ゼロパルス時の流量のばらつきを低減して微小流量域の制御性の向上を図ることができる電動弁１を提供することができる。

【0040】

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

【符号の説明】

【0041】

Ｌ 軸線
１ 電動弁
１０ 弁本体
１１ 主弁室
１６ 主弁ポート
１７ ケース
２０ ガイド部材（支持部材）
３０ 主弁体
３４ａ 副弁ポート
４０ 副弁体
５４ ロータ軸
５５ マグネットロータ
５６ ステータコイル
６０ 押さえ治具

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】