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(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】P2024030898
(43)【公開日】2024-03-07
(54)【発明の名称】弁装置
(51)【国際特許分類】
F16K 31/50 20060101AFI20240229BHJP
F16K 31/04 20060101ALI20240229BHJP
F16K 11/048 20060101ALI20240229BHJP
【ＦＩ】
F16K31/50 Z
F16K31/04 K
F16K11/048
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022134111
(22)【出願日】2022-08-25
(71)【出願人】
【識別番号】000116574
【氏名又は名称】愛三工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000291
【氏名又は名称】弁理士法人コスモス国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】吉岡 衛
(72)【発明者】
【氏名】河井 伸二
(72)【発明者】
【氏名】中島 一真
【テーマコード（参考）】
3H062
3H063
3H067
【Ｆターム（参考）】
3H062AA02
3H062BB30
3H062CC01
3H062EE06
3H062HH10
3H063AA01
3H063AA08
3H063BB50
3H063CC02
3H063DA14
3H063DB03
3H063DB08
3H063GG19
3H067AA03
3H067BB02
3H067BB12
3H067CC60
3H067DD03
3H067DD12
3H067DD32
3H067ED01
3H067ED13
3H067FF17
(57)【要約】
【課題】弁体を所定開度に保持するためのアクチュエータの電力消費を抑制すること。
【解決手段】弁装置1は、流路2を有するハウジング3と、流路2にて同軸上に直列配置された二つの弁座4,5と、両弁座4,5それぞれに対し着座可能な二つの弁体6,7と、両弁体6,7が同軸上に直列配置された弁軸8と、弁軸8の一端側8aに両弁体6,7が固定され、他端側8bに雄ねじ10が設けられることと、弁軸8を往復動させるステップモータ9と、ステップモータ9は、雄ねじ10に螺合される雌ねじ31を有するロータ23を含むことと、流路2は、各弁座4,5を境にステップモータ9に対し近い側と遠い側に分かれ、一方の弁体7がステップモータ9から遠い側にて一方の弁座5に着座可能に配置される。雄ねじ10と雌ねじ31との螺合構造におけるねじのリード角を所定角度に設定することで、両弁体6,7が開弁されるときに、ステップモータ9を非通電とすることで両弁体6,7を任意の開度に保持可能に構成される。
【選択図】 図１
【解決手段】弁装置1は、流路2を有するハウジング3と、流路2にて同軸上に直列配置された二つの弁座4,5と、両弁座4,5それぞれに対し着座可能な二つの弁体6,7と、両弁体6,7が同軸上に直列配置された弁軸8と、弁軸8の一端側8aに両弁体6,7が固定され、他端側8bに雄ねじ10が設けられることと、弁軸8を往復動させるステップモータ9と、ステップモータ9は、雄ねじ10に螺合される雌ねじ31を有するロータ23を含むことと、流路2は、各弁座4,5を境にステップモータ9に対し近い側と遠い側に分かれ、一方の弁体7がステップモータ9から遠い側にて一方の弁座5に着座可能に配置される。雄ねじ10と雌ねじ31との螺合構造におけるねじのリード角を所定角度に設定することで、両弁体6,7が開弁されるときに、ステップモータ9を非通電とすることで両弁体6,7を任意の開度に保持可能に構成される。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
流体の流路を有するハウジングと、
前記流路にて同軸上に直列に設けられた複数の弁座と、
複数の前記弁座それぞれに対して着座可能に設けられた複数の弁体と、
複数の前記弁体が同軸上に直列に設けられた弁軸と、
前記弁軸は一端側と他端側を含み、その一端側に複数の前記弁体が固定され、前記他端側に第１ねじが設けられることと、
前記弁軸をその軸線方向へ往復動させるための電動式のアクチュエータと、
前記アクチュエータは、前記第１ねじに螺合される第２ねじを有するロータを含むことと、
前記流路は、それぞれの前記弁座を境として前記アクチュエータに近い側と前記アクチュエータから遠い側に分かれ、複数の前記弁体の少なくとも一つが基準弁体として前記アクチュエータから遠い側にて対応する前記弁座に着座可能に配置されることと
を備えた弁装置において、
前記第１ねじと前記第２ねじとの螺合構造におけるねじのリード角を所定角度に設定することで、複数の前記弁体が開弁されるときに、前記アクチュエータを非通電とすることで複数の前記弁体を任意の開度に保持可能に構成した
ことを特徴とする弁装置。
前記流路にて同軸上に直列に設けられた複数の弁座と、
複数の前記弁座それぞれに対して着座可能に設けられた複数の弁体と、
複数の前記弁体が同軸上に直列に設けられた弁軸と、
前記弁軸は一端側と他端側を含み、その一端側に複数の前記弁体が固定され、前記他端側に第１ねじが設けられることと、
前記弁軸をその軸線方向へ往復動させるための電動式のアクチュエータと、
前記アクチュエータは、前記第１ねじに螺合される第２ねじを有するロータを含むことと、
前記流路は、それぞれの前記弁座を境として前記アクチュエータに近い側と前記アクチュエータから遠い側に分かれ、複数の前記弁体の少なくとも一つが基準弁体として前記アクチュエータから遠い側にて対応する前記弁座に着座可能に配置されることと
を備えた弁装置において、
前記第１ねじと前記第２ねじとの螺合構造におけるねじのリード角を所定角度に設定することで、複数の前記弁体が開弁されるときに、前記アクチュエータを非通電とすることで複数の前記弁体を任意の開度に保持可能に構成した
ことを特徴とする弁装置。
【請求項2】
請求項１に記載の弁装置において、
前記基準弁体を前記弁軸と共に閉弁方向へ付勢するための弁体スプリングを更に備え、
前記基準弁体を前記アクチュエータにより閉弁方向へ駆動することにより、前記基準弁体が前記弁体スプリングの付勢力により全閉まで閉弁可能に構成した
ことを特徴とする弁装置。
前記基準弁体を前記弁軸と共に閉弁方向へ付勢するための弁体スプリングを更に備え、
前記基準弁体を前記アクチュエータにより閉弁方向へ駆動することにより、前記基準弁体が前記弁体スプリングの付勢力により全閉まで閉弁可能に構成した
ことを特徴とする弁装置。
【請求項3】
請求項１に記載の弁装置において、
複数の前記弁座又は複数の前記弁体の少なくとも一つには、弾性材よりなるシール部材が設けられ、
前記シール部材を設けた前記弁体が対応する前記弁座に接近したとき、又は、前記弁体が前記シール部材を設けた対応する前記弁座に接近したときに前記弁体と前記弁座との間にできる隙間を前記シール部材がシールするように構成した
ことを特徴とする弁装置。
複数の前記弁座又は複数の前記弁体の少なくとも一つには、弾性材よりなるシール部材が設けられ、
前記シール部材を設けた前記弁体が対応する前記弁座に接近したとき、又は、前記弁体が前記シール部材を設けた対応する前記弁座に接近したときに前記弁体と前記弁座との間にできる隙間を前記シール部材がシールするように構成した
ことを特徴とする弁装置。
【請求項4】
請求項１乃至３のいずれかに記載の弁装置を制御する制御装置において、
前記アクチュエータは、ステップモータにより構成され、前記ロータを回転させるための２相のコイルを含み、
前記ステップモータを制御するための制御手段を更に備え、
前記制御手段は、複数の前記弁座及び複数の前記弁体の少なくとも一組が接近し所定開度となったとき、前記ステップモータを１相通電で制御する
ことを特徴とする弁装置の制御装置。
前記アクチュエータは、ステップモータにより構成され、前記ロータを回転させるための２相のコイルを含み、
前記ステップモータを制御するための制御手段を更に備え、
前記制御手段は、複数の前記弁座及び複数の前記弁体の少なくとも一組が接近し所定開度となったとき、前記ステップモータを１相通電で制御する
ことを特徴とする弁装置の制御装置。
【請求項5】
流体の流路を有するハウジングと、
前記流路に設けられた弁座と、
前記弁座に対して着座可能に設けられた弁体と、
前記弁体が設けられた弁軸と、
前記弁軸は一端側と他端側を含み、その一端側に前記弁体が固定され、前記他端側に第１ねじが設けられることと、
前記弁軸をその軸線方向へ往復動させるための電動式のアクチュエータと、
前記アクチュエータは、前記第１ねじに螺合される第２ねじを有するロータを含むことと、
前記流路は、前記弁座を境として前記アクチュエータに近い側と前記アクチュエータから遠い側に分かれ、前記弁体が、前記アクチュエータから前記近い側又は前記遠い側にて前記弁座に着座可能に配置されることと
を備えた弁装置において、
前記第１ねじと前記第２ねじとの螺合構造におけるねじのリード角を所定角度に設定することで、前記弁体が開弁されるときに、前記アクチュエータを非通電とすることで前記弁体を任意の開度に保持可能に構成した
ことを特徴とする弁装置。
前記流路に設けられた弁座と、
前記弁座に対して着座可能に設けられた弁体と、
前記弁体が設けられた弁軸と、
前記弁軸は一端側と他端側を含み、その一端側に前記弁体が固定され、前記他端側に第１ねじが設けられることと、
前記弁軸をその軸線方向へ往復動させるための電動式のアクチュエータと、
前記アクチュエータは、前記第１ねじに螺合される第２ねじを有するロータを含むことと、
前記流路は、前記弁座を境として前記アクチュエータに近い側と前記アクチュエータから遠い側に分かれ、前記弁体が、前記アクチュエータから前記近い側又は前記遠い側にて前記弁座に着座可能に配置されることと
を備えた弁装置において、
前記第１ねじと前記第２ねじとの螺合構造におけるねじのリード角を所定角度に設定することで、前記弁体が開弁されるときに、前記アクチュエータを非通電とすることで前記弁体を任意の開度に保持可能に構成した
ことを特徴とする弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この明細書に開示される技術は、弁体が弁座のシート部から直角方向に移動する形式のポペット弁構造を有し、流体の流れを制御する弁装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献１に記載される「ＥＧＲ弁」が知られている。このＥＧＲ弁は、流路を有するハウジングと、流路に設けられた弁座と、弁座に対して着座可能に設けられた弁体と、弁体が設けられた弁軸と、弁軸は一端部と他端部を含み、その一端部に弁体が固定され、他端部に雄ねじが設けられることと、弁軸をその軸線方向へ往復動させるための電動式のアクチュエータと、そのアクチュエータは、雄ねじに螺合される雌ねじを有するロータを含むことと、流路は、弁座を境としてロータに近い側と遠い側に分かれ、近い側の流路にて弁体が弁座に着座可能に配置されることと、弁体を弁軸と共に弁座から遠ざかる方向へ付勢するための弁体スプリングとを備え、いわゆる内開式の二方ポペット弁の構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２２-３２３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところが、特許文献１に記載のＥＧＲ弁では、弁体スプリングが、弁体を開弁方向へ付勢することから、弁体を所定の開度に保持するにはアクチュエータへの通電を継続する必要があり、この点で電費が悪くなっていた。
【0005】
この開示技術は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、弁体を所定開度に保持するためのアクチュエータの電力消費を抑制することを可能とした弁装置を提供することにある。
【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、請求項１に記載の技術は、流体の流路を有するハウジングと、流路にて同軸上に直列に設けられた複数の弁座と、複数の弁座それぞれに対して着座可能に設けられた複数の弁体と、複数の弁体が同軸上に直列に設けられた弁軸と、弁軸は一端側と他端側を含み、その一端側に複数の弁体が固定され、他端側に第１ねじが設けられることと、弁軸をその軸線方向へ往復動させるための電動式のアクチュエータと、アクチュエータは、第１ねじに螺合される第２ねじを有するロータを含むことと、流路は、それぞれの弁座を境としてアクチュエータに近い側とアクチュエータから遠い側に分かれ、複数の弁体の少なくとも一つが基準弁体としてアクチュエータから遠い側にて対応する弁座に着座可能に配置されることとを備えた弁装置において、第１ねじと第２ねじとの螺合構造におけるねじのリード角を所定角度に設定することで、複数の弁体が開弁されるときに、アクチュエータを非通電とすることで複数の弁体を任意の開度に保持可能に構成したことを趣旨とする。
【0007】
上記技術の構成によれば、弁軸の第１ねじとロータの第２ねじとの螺合構造におけるねじのリード角を所定角度に設定することで、アクチュエータを非通電とすることにより複数の弁体を任意の開度に保持可能に構成される。従って、アクチュエータを通電しなくても、螺合構造により複数の弁体が任意の開度に保持される。
【0008】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の技術は、請求項１に記載の技術において、基準弁体を弁軸と共に閉弁方向へ付勢するための弁体スプリングを更に備え、基準弁体をアクチュエータにより閉弁方向へ駆動することにより、基準弁体が弁体スプリングの付勢力により全閉まで閉弁可能に構成したことを趣旨とする。
【0009】
上記技術の構成によれば、請求項１に記載の技術の作用に加え、基準弁体をアクチュエータにより閉弁方向へ駆動することにより、それをきっかけとして基準弁体が弁体スプリングの付勢力により全閉まで閉弁可能となる。従って、基準弁体を閉弁するときは、その駆動初期にアクチュエータを通電するだけで第１ねじと第２ねじとの螺合構造の摩擦抵抗が大きな静的摩擦抵抗から小さな動的摩擦抵抗に切り替わり、基準弁体が動き始め、その後は弁体スプリングの付勢力のみにより駆動が完了する。
【0010】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の技術は、請求項１に記載の技術において、複数の弁座又は複数の弁体の少なくとも一つには、弾性材よりなるシール部材が設けられ、シール部材を設けた弁体が対応する弁座に接近したとき、又は、弁体がシール部材を設けた対応する弁座に接近したときに弁体と弁座との間にできる隙間をシール部材がシールするように構成したことを趣旨とする。
【0011】
上記技術の構成によれば、請求項１に記載の技術の作用に加え、シール部材を設けた弁体が対応する弁座に接近したとき、又は、弁体がシール部材を設けた対応する弁座に接近したときに、弁体と弁座との間の隙間がシール部材によりシールされる。従って、シール部材に関わる弁体と弁座を互いに突き当てなくても両者の間がシールされる。
【0012】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の技術は、請求項１乃至３のいずれかに記載の弁装置を制御する制御装置において、アクチュエータは、ステップモータにより構成され、ロータを回転させるための２相のコイルを含み、ステップモータを制御するための制御手段を更に備え、制御手段は、複数の弁座及び複数の弁体の少なくとも一組が接近し所定開度となったとき、ステップモータを１相通電で制御することを趣旨とする。
【0013】
上記技術の構成によれば、請求項１乃至３のいずれかに記載の技術の作用に加え、制御手段は、複数の弁座及び複数の弁体の少なくとも一組が接近し所定開度となったときは、ステップモータを１相通電で制御するので、ステップモータへの通電量が抑えられると共にステップモータの駆動トルクが低減される。
【0014】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の技術は、流体の流路を有するハウジングと、前記流路に設けられた弁座と、前記弁座に対して着座可能に設けられた弁体と、前記弁体が設けられた弁軸と、前記弁軸は一端側と他端側を含み、その一端側に前記弁体が固定され、前記他端側に第１ねじが設けられることと、前記弁軸をその軸線方向へ往復動させるための電動式のアクチュエータと、前記アクチュエータは、前記第１ねじに螺合される第２ねじを有するロータを含むことと、前記流路は、前記弁座を境として前記アクチュエータに近い側と前記アクチュエータから遠い側に分かれ、前記弁体が、前記アクチュエータから近い側又は遠い側にて前記弁座に着座可能に配置されることとを備えた弁装置において、前記第１ねじと前記第２ねじとの螺合構造におけるねじのリード角を所定角度に設定することで、前記弁体が開弁されるときに、前記アクチュエータを非通電とすることで前記弁体を任意の開度に保持可能に構成したことを趣旨とする。
【0015】
上記技術の構成によれば、弁軸の第１ねじとロータの第２ねじとの螺合構造におけるねじのリード角を所定角度に設定することで、アクチュエータを非通電とすることにより弁体を任意の開度に保持可能に構成される。従って、アクチュエータを通電しなくても、螺合構造により弁体が任意の開度に保持される。
【発明の効果】
【0016】
請求項１に記載の技術によれば、複数の弁体を任意の開度に保持するためのアクチュエータの電力消費を抑制することができる。
【0017】
請求項２に記載の技術によれば、請求項１に記載の技術の効果に加え、アクチュエータの通電時間を短縮することができ、アクチュエータの電力消費を更に抑制することができる。
【0018】
請求項３に記載の技術によれば、請求項１に記載の技術の効果に加え、シール部材に関わる弁体を全閉にするとき、第１ねじと第２ねじとの螺合構造への負荷を低減することができる。
【0019】
請求項４に記載の技術によれば、請求項１乃至３のいずれかに記載の技術の効果に加え、ステップモータの通電時にその電力消費を抑制することができ、かつ、第１ねじと第２ねじとの螺合構造への負荷を低減することができる。
【0020】
請求項５に記載の技術によれば、弁体を任意の開度に保持するためのアクチュエータの電力消費を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】第１実施形態に係り、弁装置の第１開閉状態を示す断面図。
【図2】第１実施形態に係り、弁装置の第２開閉状態を示す断面図。
【図3】第１実施形態に係り、第１開閉状態におけるステップモータの一部を示す拡大断面図。
【図5】第１実施形態に係り、第２開閉状態におけるステップモータの一部を示す拡大断面図。
【図7】第１実施形態に係り、第１及び第２の弁座に対する第１及び第２の弁体と弁軸の動作状態と、それらの関連したハウジングの一部を概略的に示す断面図。
【図8】第１実施形態に係り、第１及び第２の弁座に対する第１及び第２の弁体と弁軸の動作状態と、それらの関連したハウジングの一部を概略的に示す断面図。
【図9】第１実施形態に係り、第１及び第２の弁座に対する第１及び第２の弁体と弁軸の動作状態と、それらの関連したハウジングの一部を概略的に示す断面図。
【図10】第１実施形態に係り、弁装置の制御装置を示す概略構成図。
【図11】第１実施形態に係り、弁装置開閉制御の内容を示すフローチャート。
【図13】第２実施形態に係り、弁装置開閉制御の内容を示すフローチャート。
【図14】第２実施形態に係り、弁装置開閉制御の内容を示すフローチャート。
【図15】第３実施形態に係り、第１弁体とリップシールの関係を概略的に示す断面図。
【図16】第３実施形態に係り、第１弁体とリップシールの関係を概略的に示す断面図。
【図17】第３実施形態に係り、弁装置開閉制御の内容を示すフローチャート。
【図18】第４実施形態に係り、弁装置の全閉状態を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、弁装置を具体化したいくつかの実施形態を図面を参照して説明する。
【0023】
【0024】
［弁装置の構成について］
図１に、この実施形態の弁装置１の第１開閉状態を断面図により示す。図２に、同じく弁装置１の第２開閉状態を断面図により示す。図１、図２に示すように、この実施形態の弁装置１は、二つの弁体６，７が対応する弁座４，５のシート部４ａ，５ａから直角方向に移動する形式のポペット弁構造を有する三方弁として構成される。この弁装置１は、流路２を有するハウジング３と、流路２にて同軸上に直列に設けられた二つの弁座４，５と、二つの弁座４，５それぞれに対して着座可能に設けられた二つの弁体６，７と、二つの弁体６，７が同軸上に直列に設けられた弁軸８と、弁軸８をその軸線方向へ往復運動（ストローク運動）させるためのステップモータ９とを備える。この実施形態で、ステップモータ９は、この開示技術における「電動式のアクチュエータ」の一例に相当する。
図１に、この実施形態の弁装置１の第１開閉状態を断面図により示す。図２に、同じく弁装置１の第２開閉状態を断面図により示す。図１、図２に示すように、この実施形態の弁装置１は、二つの弁体６，７が対応する弁座４，５のシート部４ａ，５ａから直角方向に移動する形式のポペット弁構造を有する三方弁として構成される。この弁装置１は、流路２を有するハウジング３と、流路２にて同軸上に直列に設けられた二つの弁座４，５と、二つの弁座４，５それぞれに対して着座可能に設けられた二つの弁体６，７と、二つの弁体６，７が同軸上に直列に設けられた弁軸８と、弁軸８をその軸線方向へ往復運動（ストローク運動）させるためのステップモータ９とを備える。この実施形態で、ステップモータ９は、この開示技術における「電動式のアクチュエータ」の一例に相当する。
【0025】
弁軸８は、ハウジング３を垂直に貫通して配置される。弁軸８は一端側８ａ（図１、図２の下端側）と他端側８ｂ（図１、図２の上端側）を含み、その一端側８ａに二つの弁体６，７が固定され、他端側８ｂに雄ねじ１０が設けられる。弁軸８には、雄ねじ１０に隣接した下側にフランジ状のスプリング受け１１が設けられる。弁軸８のスプリング受け１１より下側には、横断面が略小判形状をなす二面幅部８ｃが設けられる。この実施形態で、雄ねじ１０は、この開示技術の「第１ねじ」の一例に相当する。
【0026】
この実施形態において、弁装置１は、ハウジング３に、流路２に連通する一つの流入口１２と二つの流出口１３，１４を含む三方弁として構成される。流路２は、それぞれの弁座４，５を境としてステップモータ９に近い側とステップモータ９から遠い側に分かれ、ステップモータ９に近い側又はステップモータ９から遠い側に対応する弁体６，７がそれぞれ弁座４，５に着座可能に配置される。すなわち、二つの弁座４，５は、ステップモータ９に最も近い第１弁座４と第１弁座４の次にステップモータ９に近い第２弁座５とを含む。第１弁座４は流路２に連通する第１弁孔４ｂを有し、第２弁座５は、同じく流路２に連通する第２弁孔５ｂを有する。二つの弁体６，７は、第１弁座４に対応する第１弁体６と、第２弁座５に対応する第２弁体７を含む。流路２は、第１弁座４を境としてステップモータ９に最も近い第１流路部１５と、ステップモータ９から遠い第２流路部１６とに分かれる。そして、第１弁座４に対応する第１弁体６は、第１流路部１５にて第１弁座４に着座可能に配置される。一方、流路２は、第２弁座５を境としてステップモータ９に近い第２流路部１６と、ステップモータ９から最も遠い第３流路部１７とに分かれる。そして、第２弁座５に対応する第２弁体７は、第３流路部１７にて第２弁座５に着座可能に配置される。第２弁体７は、この開示技術の「基準弁体」の一例に相当する。二つの流出口１３，１４の一方が第１流路部１５に連通する第１流出口１３であり、他方が第３流路部１７に連通する第２流出口１４である。流入口１２は第２流路部１６に連通する。
【0027】
第１弁体６は第１流路部１５にて、第２弁体７は第３流路部１７にて弁軸８上に設けられる。第１弁体６は、略円錐台形状をなし外周にテーパ状のシール面６ａを有し、そのシール面６ａが第１弁座４の稜線状のシート部４ａに着座可能に設けられる。第２弁体７は、同じく略円錐台形状をなし外周にテーパ状のシール面７ａを有し、そのシール面７ａが第２弁座５の稜線状のシート部５ａに着座可能に設けられる。この実施形態では、図１、図２に示すように、第１弁座４のシート部４ａの内周縁には、そのシート部４ａよりも上方へ突出し、第１弁体６のシール面６ａに接触可能なゴム製のリップシール１８が設けられる。リップシール１８は、この開示技術の「シール部材」の一例に相当する。
【0028】
ここで、弁軸８の有効ストロークをステップモータ９のステップ数で「１００step」とすると、第１弁体６は、図２に示すように第１弁座４に着座させた状態で、ステップモータ９の「１０８step」の位置で溶接している。また、第２弁体７は、図１に示すように第２弁座５に着座させて状態で、ステップモータ９の「８step」の位置で溶接している。
【0029】
図１に示す第１開閉状態では、第２弁体７が第２弁座５に着座し（全閉状態）、第１弁体６が第１弁座４から上方へ最大限に離間する（全開状態）。この第１開閉状態では、図１に黒矢印で示すように、流入口１２から第２流路部１６に流入する流体が、第１流路部１５へ流れて第１流出口１３から流れ出る。一方、図２に示す第２開閉状態では、第２弁体７は第２弁座５から下方へ離間し（全開状態）、第１弁体６が第１弁座４に着座する（全閉状態）。この第２開閉状態では、図２に黒矢印で示すように、流入口１２から第２流路部１６に流入する流体が、第３流路部１７へ流れて第２流出口１４から流れ出る。
【0030】
ハウジング３には、弁軸８を軸線方向へストローク運動可能に支持するための、二つのスラスト軸受１９，２０が設けられる。スラスト軸受１９の内周には、横断面が略小判形状をなし弁軸８の二面幅部８ｃに係合可能な回転規制部１９ａが形成される。二面幅部８ｃと回転規制部１９ａとが係合することで、弁軸８のストローク運動が案内されると共に、弁軸８の回転が規制される。
【0031】
ステップモータ９は、２相のコイル２１Ａ，２１Ｂを有するステータ２２と、ステータ２２の内側に設けられたマグネットロータ２３とを含む。これらの部材２１Ａ，２１Ｂ，２２，２３等は、樹脂製のケーシング２４によりモールドされて覆われる。ケーシング２４には、横へ突出したコネクタ２５が形成される。コネクタ２５には、コイル２１Ａ，２１Ｂから延びる端子２６が設けられる。
【0032】
マグネットロータ２３は、ロータ本体２７と、ロータ本体２７の外側に一体的に設けられた円筒状のマグネット２８とを含む。ロータ本体２７の上端部外周には、ケーシング２４との間に第１ラジアル軸受２９が設けられる。マグネット２８の下端部内周には、スラスト軸受１９との間に第２ラジアル軸受３０が設けられる。これら第１及び第２のラジアル軸受２９，３０によりマグネットロータ２３がステータ２２の内側にて回転可能に支持される。ロータ本体２７の中心には、弁軸８の雄ねじ１０に螺合される雌ねじ３１が設けられる。この実施形態で、雌ねじ３１は、この開示技術の「第２ねじ」の一例に相当する。
【0033】
図３に、弁装置１につき、第１開閉状態におけるステップモータ９の一部を拡大断面図により示す。図４に、図３における雄ねじ１０と雌ねじ３１の螺合状態の一部を拡大断面図により示す。図５に、弁装置１につき、第２開閉状態におけるステップモータ９の一部を拡大断面図により示す。図６に、図５における雄ねじ１０と雌ねじ３１の螺合状態の一部を拡大断面図により示す。図３～図６に示すように、雄ねじ１０は、弁軸８の軸線方向において螺旋状に連なる雄ねじ山１０ａを有する。この雄ねじ山１０ａは、第１弁座４の方（下方）へ向いた第１雄ねじ山面１０ａａと、その第１雄ねじ山面１０ａａの反対側（上側）に位置する第２雄ねじ山面１０ａｂを含む。また、雌ねじ３１は、弁軸８の軸線方向において螺旋状に連なる雌ねじ山３１ａを有する。この雌ねじ山３１ａは、第１弁座４の方（下方）へ向いた第１雌ねじ山面３１ａａと、その第１雌ねじ山面３１ａａの反対側（上側）に位置する第２雌ねじ山面３１ａｂを含む。そして、図４、図６に示すように、この雄ねじ１０と雌ねじ３１との間には、弁軸８の軸線方向において所定のバックラッシ３５（あそび）が設けられる。
【0034】
ここで、弁軸８のスプリング受け１１と下側の第２ラジアル軸受３０との間、すなわち、スプリング受け１１とハウジング３との間には、二つの弁体６，７を弁軸８と共にステップモータ９に近付く方向（図１～図６の上方）へ（基準弁体である第２弁体７を閉弁方向へ）付勢するための弁体スプリング３２が設けられる。また、マグネットロータ２３（マグネット２８）と第２ラジアル軸受３０との間には、マグネットロータ２３を第１弁座４から遠ざかる方向へ付勢するためのロータスプリング３３が設けられる。
【0035】
ハウジング３と弁軸８との間には、ハウジング３と弁軸８との間をシールするための略円筒形をなすリップシール３７が、スラスト軸受２０に隣接して設けられる。また、ハウジング３と弁軸８との間には、ハウジング３と弁軸８との間をデポジットからガードするための略円筒形をなすデポガードプラグ３８が、リップシール３７に隣接して設けられる。
【0036】
［ハウジングについて］
この実施形態において、図１、図２に示すように、ハウジング３は、二つの弁座４，５のうちステップモータ９に最も近い第１弁座４の近傍にて、第１ハウジング部４１と第２ハウジング部４２とに分割されて構成される。第１ハウジング部４１及び第２ハウジング部４２は、それぞれ流路２の一部を含む。これら二つのハウジング部４１，４２が接合されることで、一つのハウジング３が構成されると共に、そのハウジング３の流路２が構成される。
この実施形態において、図１、図２に示すように、ハウジング３は、二つの弁座４，５のうちステップモータ９に最も近い第１弁座４の近傍にて、第１ハウジング部４１と第２ハウジング部４２とに分割されて構成される。第１ハウジング部４１及び第２ハウジング部４２は、それぞれ流路２の一部を含む。これら二つのハウジング部４１，４２が接合されることで、一つのハウジング３が構成されると共に、そのハウジング３の流路２が構成される。
【0037】
[弁装置の動作について]
図７～図９に、第１及び第２の弁座４，５に対する、第１及び第２の弁体６，７と弁軸８の動作状態と、それらの関連したハウジング３（第１ハウジング部４１と第２ハウジング部４２）の一部を概略的に断面図により示す。この弁装置１は、ステップモータ９を駆動させてマグネットロータ２３を回転させることにより、その回転運動を雌ねじ３１と雄ねじ１０を介して弁軸８と二つの弁体６，７のストローク運動に変換し、二つの弁座４，５に対する弁体６，７の位置を調節するようになっている。
図７～図９に、第１及び第２の弁座４，５に対する、第１及び第２の弁体６，７と弁軸８の動作状態と、それらの関連したハウジング３（第１ハウジング部４１と第２ハウジング部４２）の一部を概略的に断面図により示す。この弁装置１は、ステップモータ９を駆動させてマグネットロータ２３を回転させることにより、その回転運動を雌ねじ３１と雄ねじ１０を介して弁軸８と二つの弁体６，７のストローク運動に変換し、二つの弁座４，５に対する弁体６，７の位置を調節するようになっている。
【0038】
すなわち、この弁装置１は、マグネットロータ２３を一方向へ回転させて弁軸８を二つの弁体６，７と共に弁体スプリング３２の付勢力に抗してストローク運動させることにより、弁体６，７がステップモータ９から遠ざかる方向へ移動し、図２、図７に示す第２開閉状態となる。このとき、第１弁体６が第１弁座４に突き当たるようにステップモータ９を制御することにより、第１弁体６のシール面６ａが第１弁座４のシート部４ａに突き当たると共に、リップシール１８の先端がシール面６ａに押し当たり変形する。この突き当て状態では、第１弁座４が第１弁体６の閉弁ストッパとして機能することになり、ロータ本体２７の回転が規制されると共に、弁軸８及び弁体６，７のストローク運動が規制される。このときの弁軸８の位置を第２開閉状態の初期位置として規定することができる。
【0039】
ここで、この突き当て状態では、ステップモータ９が脱調することがある。ステップモータ９が脱調すると、弁体スプリング３２の付勢力により、図８に示すように弁体６，７がステップモータ９へ近付く方向へ微小に移動し、第１弁体６が微小に開弁することになる。しかし、第１弁座４には、リップシール１８が設けられるので、第１弁体６が微小に開弁しても、リップシール１８の先端が弾性を伴って第１弁体６のシール面６ａに接するので、第１弁座４と第１弁体６との間の隙間をリップシール１８によりシールすることができる。
【0040】
このとき、弁体スプリング３２の付勢力により、図６に示すように、雌ねじ３１の第１雌ねじ山面３１ａａに雄ねじ１０の第２雄ねじ山面１０ａｂが係合した状態となる。この係合状態では、弁軸８が弁体スプリング３２の付勢力Ｆ１（黒矢印で示す）によりステップモータ９に近付く方向（図６の上方向）へ付勢されるので、バックラッシ３５を介することなく雄ねじ山１０ａが雌ねじ山３１ａに当接し、弁軸８の上方向への移動が阻止される。従って、ステップモータ９に近付く方向へ弁体６，７を引き上げたり、押し上げたりするように流体の圧力が作用しても、その弁体６，７の移動が阻止される。このため、ステップモータ９（アクチュエータ）を特に高出力化及び大型化することなく、弁体６，７を第２開閉状態に保持することができる。
【0041】
一方、この第２開閉状態から、マグネットロータ２３を反対方向へ回転させて弁軸８を二つの弁体６，７と共に弁体スプリング３２の付勢力との協働によりストローク運動させることにより、弁体６，７がステップモータ９に近付く方向へ移動し、図１、図９に示す第１開閉状態となる。このとき、第２弁体７のシール面７ａが第２弁座５のシート部５ａに突き当たることから、ステップモータ９に脱調のおそれがある。しかし、ステップモータ９が脱調して雄ねじ１０の第２雄ねじ山面１０ａｂと雌ねじ３１の第１雌ねじ山面３１ａａとが離れても、図４に黒矢印で示すように、弁体スプリング３２の付勢力Ｆ１により、第２弁体７のシール面７ａと第２弁座５のシート部５ａとの当接が維持される。このため、第２弁体７を第２弁座５に突き当てたまま第１開閉状態を維持することができる。すなわち、基準弁体である第２弁体７をステップモータ９により閉弁方向へ駆動することにより、第２弁体７が弁体スプリング３２の付勢力により全閉まで閉弁可能に構成される。
【0042】
［弁装置の制御装置について］
図１０に、弁装置１の制御装置を概略構成図により示す。図１０に示すように、この制御装置は、弁装置１の他に、電動式の水ポンプ６１と電子制御装置（ＥＣＵ）６２とを備える。水流路を切り替えるために、弁装置１において、流入口１２には入口パイプ５６が接続され、第１流出口１３には第１出口パイプ５７が接続され、第２流出口１４には第２出口パイプ５８が接続される。水ポンプ６１は、入口パイプ５６に設けられる。ＥＣＵ６２は、弁装置１のステップモータ９と水ポンプ６１に電気的に接続され、それらを制御するようになっている。この実施形態では、この制御装置の始動と同時に、ＥＣＵ６２が水ポンプ６１をオン（通電）するようになっている。
図１０に、弁装置１の制御装置を概略構成図により示す。図１０に示すように、この制御装置は、弁装置１の他に、電動式の水ポンプ６１と電子制御装置（ＥＣＵ）６２とを備える。水流路を切り替えるために、弁装置１において、流入口１２には入口パイプ５６が接続され、第１流出口１３には第１出口パイプ５７が接続され、第２流出口１４には第２出口パイプ５８が接続される。水ポンプ６１は、入口パイプ５６に設けられる。ＥＣＵ６２は、弁装置１のステップモータ９と水ポンプ６１に電気的に接続され、それらを制御するようになっている。この実施形態では、この制御装置の始動と同時に、ＥＣＵ６２が水ポンプ６１をオン（通電）するようになっている。
【0043】
ここで、図２は、ＥＣＵ６２が弁装置１をオン（通電）した場合を示す。図１は、ＥＣＵ６２が弁装置１をオフ（非通電）した場合を示す。この実施形態では、前提として、弁装置１のステップモータ９における雄ねじ１０及び雌ねじ３１のリード角を通常のリード角（例えば、３°）よりもやや小さい角度に設定する（ねじピッチを小さいピッチに設定する）ことで、第２弁体７をステップモータ９により閉弁方向へ駆動することにより、それをきっかけとして第２弁体７が弁体スプリング３２の付勢力により全閉に戻る、すなわち第１弁体６及び第２弁体７がイニシャル位置である第１開閉状態に戻る設計となっている。すなわち、雄ねじ１０及び雌ねじ３１のリード角を通常のリード角よりもやや小さい所定角度に設定する（ねじピッチを小さいピッチに設定する）ことで、第１弁体６及び第２弁体７が開弁されるときに、ステップモータ９を非通電とすることで第１弁体６及び第２弁体７を任意の開度に保持可能に構成される。この構成において、ＥＣＵ６２は、ステップモータ９への通電による消費電力を抑制するために、次のような「弁装置開閉制御」を実行するようになっている。ＥＣＵ６２は、この開示技術の「制御手段」の一例に相当する。
【0044】
［弁装置開閉制御について］
図１１に、この実施形態の弁装置開閉制御の内容をフローチャートにより示す。ＥＣＵ６２は、処理がこのルーチンへ移行すると、ステップ１００で、弁装置１が全閉保持か否かを判断する。この場合の「全閉」とは基準弁体である第２弁体７が全閉になることを意味し、弁装置１が図１に示す第１開閉状態になることを意味する。ＥＣＵ６２は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ１１０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ１２０へ移行する。
図１１に、この実施形態の弁装置開閉制御の内容をフローチャートにより示す。ＥＣＵ６２は、処理がこのルーチンへ移行すると、ステップ１００で、弁装置１が全閉保持か否かを判断する。この場合の「全閉」とは基準弁体である第２弁体７が全閉になることを意味し、弁装置１が図１に示す第１開閉状態になることを意味する。ＥＣＵ６２は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ１１０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ１２０へ移行する。
【0045】
ステップ１１０では、ＥＣＵ６２は、弁装置１（ステップモータ９）を通電カット制御する、すなわちステップモータ９への通電をカット（非通電）する。これにより、ステップモータ９のステップ位置Ｐstepは、イニシャル位置である「－４step」となる。図１２に、このときの雄ねじ１０と雌ねじ３１の螺合状態を図３、図５に準ずる断面図により示す。図１２に示すように、イニシャル位置では、雄ねじ山１０ａと雌ねじ山３１ａが噛み合わないので、雄ねじ１０と雌ねじ３１にトルクがかからない。その後、ＥＣＵ６２は、処理をステップ１００へ戻す。
【0046】
一方、ステップ１００から移行してステップ１２０では、ＥＣＵ６２は、弁装置１の全開又は開弁の要求有りか否かを判断する。この場合の「全開」とは基準弁体である第２弁体７が全開になることを意味し、弁装置１が図２に示す第２開閉状態になることを意味する。ＥＣＵ６２は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ１３０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ１７０へ移行する。
【0047】
ステップ１３０では、ＥＣＵ６２は、弁装置１を通常開弁制御する。すなわち、ＥＣＵ６２は、ステップモータ９を「（１０８＋α）step」まで開弁駆動する。このとき、ＥＣＵ６２は、ステップモータ９のコイル２１Ａ，２１Ｂを１相・２相で切り換え通電又は２相で通電する。ここで、「α」は、第１弁体６を第１弁座４へ確実に突き当てるためのステップ数であり、例えば「４～６step」を当てはめることができる。
【0048】
次に、ステップ１４０で、ＥＣＵ６２は、弁装置１の全開突き当て完了か否かを判断する。図５、図６は、全開突き当て完了時の雄ねじ１０と雌ねじ３１の螺合状態を示す。この状態では、雄ねじ山１０ａが雌ねじ山３１ａに突き当たる。ＥＣＵ６２は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ１５０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ１００へ戻す。
【0049】
ステップ１５０では、ＥＣＵ６２は、全閉フラグＸＣＬを「０」に設定する。
【0050】
次に、ステップ１６０で、ＥＣＵ６２は、弁装置１（ステップモータ９）を１相通電で保持制御する。このとき、ＥＣＵ６２は、コイル２１Ａ又はコイル２１Ｂの一方のみを励磁させる。その後、ＥＣＵ６２は、処理をステップ１００へ戻す。
【0051】
一方、ステップ１２０から移行してステップ１７０では、ＥＣＵ６２は、弁装置１が全開保持か否かを判断する。この場合の「全開」とは基準弁体である第２弁体７が全開になることを意味し、弁装置１が図２に示す第２開閉状態になることを意味する。ＥＣＵ６２は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ１６０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ１８０へ移行する。
【0052】
ステップ１８０では、ＥＣＵ６２は、全閉フラグＸＣＬが「０」か否かを判断する。ＥＣＵ６２は、この判断結果が肯定となる場合は、閉弁開始であるとして処理をステップ１９０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は、閉弁開始済みであるとして処理をステップ２１０へジャンプする。
【0053】
ステップ１９０では、ＥＣＵ６２は、弁装置１を例えば１stepだけ通常閉弁制御する。このとき、ＥＣＵ６２は、ステップモータ９のコイル２１Ａ，２１Ｂを１相・２相で切り換え通電又は２相で通電する。
【0054】
次に、ステップ２００で、ＥＣＵ６２は、全閉フラグＸＣＬを「１」に設定する。
【0055】
そして、ステップ２１０で、ＥＣＵ６２は、弁装置１（ステップモータ９）を通電カット制御する。これにより、ステップモータ９のステップ位置Ｐstepは「－４step」となる。その後、ＥＣＵ６２は処理をステップ１００へ戻す。
【0056】
上記した弁装置開閉制御によれば、ＥＣＵ６２は、弁装置１を全閉保持する（第２弁体７を所定開度である全閉に保持する）ときは、ステップモータ９への通電をカットするようになっている（ステップ１００、ステップ１１０）。また、ＥＣＵ６２は、弁装置１を全開保持する（第２弁体７を所定開度である全開に保持する）ときは、ステップモータ９を１相通電で保持するようになっている（ステップ１４０、ステップ１６０、ステップ１７０）。また、ＥＣＵ６２は、第２弁体７を全開から全閉へ制御するときは、閉弁開始の初期のみステップモータ９を閉弁駆動する（ステップ１８０～ステップ２００）ようになっている。このとき、ステップモータ９がイニシャル位置である「－４step」へ戻るときのトルクは、雄ねじ１０と雌ねじ３１のリード角（ねじピッチ）の設定と弁体スプリング３２の付勢力のみによるものである。ここで、第２弁体７が全閉となる（弁装置１が第１開閉状態となる）ときに、ステップモータ９への通電をカットした場合、ステップモータ９がイニシャル位置に戻らない懸念があるが、弁体スプリング３２の付勢力による動き出しのきっかけ作用により、ステップモータ９を確実にイニシャル位置へ戻し、第２弁体７を全閉に（弁装置１を第１開閉状態に）戻すことができる。
【0057】
［弁装置及びその制御装置の作用及び効果について］
以上説明したこの実施形態の弁装置１の構成によれば、弁軸８の雄ねじ１０とマグネットロータ２３の雌ねじ３１との螺合構造におけるねじのリード角を所定角度に設定することで、ステップモータ９を非通電とすることにより第１弁体６と第２弁体７を任意の開度に保持可能に構成される。従って、ステップモータ９を通電しなくても、螺合構造により第１弁体６と第２弁体７が任意の開度に保持される。このため、第１弁体６と第２弁体７を任意の開度に保持するためのステップモータ９の電力消費を抑制することができる。
以上説明したこの実施形態の弁装置１の構成によれば、弁軸８の雄ねじ１０とマグネットロータ２３の雌ねじ３１との螺合構造におけるねじのリード角を所定角度に設定することで、ステップモータ９を非通電とすることにより第１弁体６と第２弁体７を任意の開度に保持可能に構成される。従って、ステップモータ９を通電しなくても、螺合構造により第１弁体６と第２弁体７が任意の開度に保持される。このため、第１弁体６と第２弁体７を任意の開度に保持するためのステップモータ９の電力消費を抑制することができる。
【0058】
この実施形態の弁装置１の構成によれ、基準弁体である第２弁体７をステップモータ９により閉弁方向へ駆動することにより、それをきっかけとして第２弁体７が弁体スプリング３２の付勢力により全閉まで、すなわち第１開閉状態になるまで閉弁可能となる。従って、第２弁体７を閉弁するとき、すなわち第１開閉状態にするときは、その駆動初期にステップモータ９を通電するだけで雄ねじ１０と雌ねじ３１との螺合構造の摩擦抵抗が大きな静的摩擦抵抗から小さな動的摩擦抵抗に切り替わり、第２弁体７が動き始め、その後は弁体スプリング３２の付勢力のみにより駆動が完了する。このため、ステップモータ９の通電時間を短縮することができ、ステップモータ９の電力消費を更に抑制することができる。
【0059】
また、この実施形態の弁装置１の制御装置の構成によれば、第１弁体６がリップシール１８を設けた対応する第１弁座４に接近したときに、第１弁体６と第１弁座４との間の隙間がリップシール１８によりシールされる。従って、リップシール１８に関わる第１弁体６と第１弁座４を互いに突き当てなくても両者６，４の間がシールされる。このため、リップシール１８に関わる第１弁体６を全閉にするとき、雄ねじ１０と雌ねじ３１との螺合構造への負荷を低減することができる。
【0060】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について図１３、図１４を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において第１実施形態と同等の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略し、以下には異なった点を中心に説明する。また、この実施形態では、弁装置１が、例えば、ガソリンエンジンシステムに設けられることを想定する。
次に、第２実施形態について図１３、図１４を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において第１実施形態と同等の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略し、以下には異なった点を中心に説明する。また、この実施形態では、弁装置１が、例えば、ガソリンエンジンシステムに設けられることを想定する。
【0061】
［弁装置ついて］
この実施形態の弁装置１は、第１弁体６及び第２弁体７の開閉による水流量の分解能を向上させるために、前提として、ステップモータ９における雄ねじ１０及び雌ねじ３１のリード角を通常のリード角度（例えば、３°）よりも小さい角度に（ねじピッチを小さいピッチに）設定している。このため、ステップモータ９への通電をカットすると、ステップモータ９は、そのときの状態で停止し、第１及び第２の弁体６，７もそのときの位置で停止することになる。ここで、雄ねじ１０及び雌ねじ３１のリード角を小さく（ねじピッチを小さく）すると、第２弁体７が全閉で保持又は全開で保持するときのねじ強度が低下する懸念がある。この構成において、ＥＣＵ６２は、ステップモータ９への通電による消費電力を抑制するために、次のような「弁装置開閉制御」を実行するようになっている。
この実施形態の弁装置１は、第１弁体６及び第２弁体７の開閉による水流量の分解能を向上させるために、前提として、ステップモータ９における雄ねじ１０及び雌ねじ３１のリード角を通常のリード角度（例えば、３°）よりも小さい角度に（ねじピッチを小さいピッチに）設定している。このため、ステップモータ９への通電をカットすると、ステップモータ９は、そのときの状態で停止し、第１及び第２の弁体６，７もそのときの位置で停止することになる。ここで、雄ねじ１０及び雌ねじ３１のリード角を小さく（ねじピッチを小さく）すると、第２弁体７が全閉で保持又は全開で保持するときのねじ強度が低下する懸念がある。この構成において、ＥＣＵ６２は、ステップモータ９への通電による消費電力を抑制するために、次のような「弁装置開閉制御」を実行するようになっている。
【0062】
［弁装置開閉制御について］
図１３、図１４に、この実施形態の弁装置開閉制御の内容をフローチャートにより示す。処理がこのフローチャートのルーチンへ移行すると、ＥＣＵ６２は、ステップ３００で、図示しないイグニション（ＩＧ）がオンか否か、すなわちＩＧスイッチがオン操作されたか否かを判断する。ＥＣＵ６２は、この判断結果が肯定となる場合は、ＥＣＵ６２が起動し、エンジンが始動したことから処理をステップ３１０へ移行し、この判断結果が否定の場合は、ＩＧオフの操作がされ、エンジンが停止されたことから処理をステップ５５０へ移行する。
図１３、図１４に、この実施形態の弁装置開閉制御の内容をフローチャートにより示す。処理がこのフローチャートのルーチンへ移行すると、ＥＣＵ６２は、ステップ３００で、図示しないイグニション（ＩＧ）がオンか否か、すなわちＩＧスイッチがオン操作されたか否かを判断する。ＥＣＵ６２は、この判断結果が肯定となる場合は、ＥＣＵ６２が起動し、エンジンが始動したことから処理をステップ３１０へ移行し、この判断結果が否定の場合は、ＩＧオフの操作がされ、エンジンが停止されたことから処理をステップ５５０へ移行する。
【0063】
ステップ３１０では、ＥＣＵ６２は、本制御の初期設定が完了したことを示す初期設定フラグＸＳＩが「０」か否かを判断する。ＥＣＵ６２は、この判断結果が肯定となる場合は、初期設定が未完了であるとして処理をステップ３２０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は、初期設定が完了したとして処理をステップ３５０へ移行する。
【0064】
ステップ３２０では、ＥＣＵ６２は、弁装置１（ステップモータ９）をイニシャル位置（－４step）に突き当て制御（イニシャル制御）する。
【0065】
次に、ステップ３３０で、ＥＣＵ６２は、弁装置（ステップモータ９）をイニシャル制御から全閉位置（０step）へ移す全閉制御へ切り換える。
【0066】
次に、ステップ３４０で、ＥＣＵ６２は、初期設定が完了したものとして初期設定フラグＸＳＩを「１」に設定し、処理をステップ３００へ戻す。
【0067】
一方、ステップ３１０から移行してステップ３５０では、ＥＣＵ６２は、弁装置１の目標開度Ｔstepを取り込む。ＥＣＵ６２は、この目標開度Ｔstepを、別途処理によりエンジンの運転状態に応じて求めることができる。
【0068】
次に、ステップ３６０で、ＥＣＵ６２は、第２弁体７の全開判定完了を示す全開判定フラグＸＯＰが「０」か否かを判断する。ＥＣＵ６２は、この判断結果が肯定となる場合は、第２弁体７（第１弁体６も）が中間開度であるとして処理をステップ３７０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は、第２弁体７が全開（第１弁体６が全閉）であるとして処理を５１０へ移行する。
【0069】
ステップ３７０では、ＥＣＵ６２は、目標開度Ｔstepが「１００（step）」未満であるか否かを判断する。ＥＣＵ６２は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ３８０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ４３０へ移行する。
【0070】
ステップ３８０では、ＥＣＵ６２は、弁装置１（ステップモータ９）を目標開度Ｔstepに開閉制御する。このとき、ＥＣＵ６２は、ステップモータ９のコイル２１Ａ，２１Ｂを１相と２相で切り換え通電又は１相か２相で通電する。
【0071】
次に、ステップ３９０で、ＥＣＵ６２は、弁装置１（ステップモータ９）の制御stepが目標開度Ｔstepか否かを判断する。ＥＣＵ６２は、この判断結果が肯定となる場合は、弁装置１を固定開度に制御するために処理をステップ４００へ移行し、この判断結果が否定となる場合は、弁装置１を目標開度Ｔstepにフィードバック制御するために処理をステップ３００へ戻す。
【0072】
ステップ４００では、ＥＣＵ６２は、弁装置１（ステップモータ９）を１相通電で保持制御する。
【0073】
次に、ステップ４１０で、ＥＣＵ６２は、現在の制御開度を保持して弁装置１（ステップモータ９）を通電カットする。
【0074】
次に、ステップ４２０で、ＥＣＵ６２は、全開判定フラグＸＯＰを「０」に設定し、処理をステップ３００へ戻す。
【0075】
一方、ステップ３７０から移行してステップ４３０では、ＥＣＵ６２は、弁装置１（ステップモータ９）を１相通電で開閉制御する。
【0076】
次に、ステップ４４０で、ＥＣＵ６２は、目標開度Ｔstepが「１０８（step）」以上か否かを判断する。ＥＣＵ６２は、この判断結果が肯定となる場合は、第２弁体７の全開要求であるとして処理をステップ４５０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は、第２弁体７の中間開度要求であるとして処理をステップ５００へ移行する。
【0077】
ステップ４５０では、ＥＣＵ６２は、第２弁体７を全開に突き当てるまで弁装置１（ステップモータ９）の全開突き当て制御を実行する。すなわち、ＥＣＵ６２は、ステップモータ９を「１１４step」まで１相通電で開弁する。
【0078】
次に、ステップ４６０で、ＥＣＵ６２は、弁装置１（ステップモータ９）の制御stepが「１１４（step）」以上か否かを判断する。ＥＣＵ６２は、この判断結果が肯定となる場合は、弁装置１を全開制御するために処理をステップ４７０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は、弁装置１を目標開度Ｔstepにフィードバック制御するために処理をステップ３００へ戻す。
【0079】
ステップ４７０では、ＥＣＵ６２は、弁装置１（ステップモータ９）を１相通電で保持制御する。
【0080】
次に、ステップ４８０で、ＥＣＵ６２は、弁装置１（ステップモータ９）を全閉保持して通電カットする。
【0081】
次に、ステップ４９０で、ＥＣＵ６２は、全開判定フラグＸＯＰを「１」に設定し、処理をステップ３００へ戻す。
【0082】
一方、ステップ４４０から移行してステップ５００では、ＥＣＵ６２は、全開判定フラグＸＯＰが「１」か否かを判断する。ＥＣＵ６２は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ５１０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ３７０へ移行する。
【0083】
ステップ５１０では、ＥＣＵ６２は、目標開度Ｔstepが「０」より大きいか否かを判断する。ＥＣＵ６２は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ５２０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は、全閉要求であるとして処理をステップ５４０へ移行する。
【0084】
ステップ５２０では、ＥＣＵ６２は、弁装置１（ステップモータ９）を目標開度Ｔstepに開閉制御する。このとき、ＥＣＵ６２は、ステップモータ９のコイル２１Ａ，２１Ｂを１相と２相で切り換え通電又は１相か２相で通電する。
【0085】
次に、ステップ５３０で、ＥＣＵ６２は、弁装置１（ステップモータ９）の制御stepが目標開度Ｔstepか否かを判断する。ＥＣＵ６２は、この判断結果が肯定となる場合は、弁装置１を固定開度で制御するために処理をステップ４００へ移行し、この判断結果が否定となる場合は、弁装置１を目標開度Ｔstepにフィードバック制御するために処理をステップ３００へ戻す。
【0086】
一方、ステップ５１０から移行してステップ５４０では、ＥＣＵ６２は、弁装置１（ステップモータ９）にイニシャル要求が有るか否かを判断する。ＥＣＵ６２は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ３２０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は、全閉要求であるとして処理をステップ４００へ移行する。
【0087】
一方、ステップ３００から移行してステップ５５０では、ＥＣＵ６２は、弁装置１（ステップモータ９）をイニシャル位置に突き当て制御する。
【0088】
次に、ステップ５６０で、ＥＣＵ６２は、弁装置（ステップモータ９）をイニシャル制御から全閉制御へ切り換える。
【0089】
次に、ステップ５７０では、ＥＣＵ６２は、初期設定フラグＸＳＩを「０」に、全開判定フラグＸＯＰを「０」にリセットする。
【0090】
次に、ステップ５８０で、ＥＣＵ６２は、ＥＣＵ６２を停止し、処理をステップ３００へ戻す。
【0091】
上記した弁装置開閉制御によれば、ＥＣＵ６２は、ＩＧオフ時に、弁装置１（ステップモータ９）をイニシャル位置に戻す（ステップ５５０～ステップ５８０）ようになっている。また、ＥＣＵ６２は、弁装置１（ステップモータ９）の全閉制御時、全開突き当て制御時及び全開保持制御時には、ステップモータ９のコイル２１Ａ，２１Ｂを１相通電で制御する（ステップ３２０～ステップ３４０、ステップ３９０、ステップ４００、ステップ４５０～ステップ４７０）ようになっている。また、ＥＣＵ６２は、弁装置１（ステップモータ９）を全開突き当て制御する直前からステップモータ９を１相通電で制御する（ステップ４３０）ようになっている。すなわち、ＥＣＵ６２は、二つの弁座４，５及び二つの弁体６，７のうちの一組（第２弁座５と第２弁体７）が接近し所定開度となったとき、ステップモータを１相通電で制御するようになっている。ここで、図１２に２点鎖線で示すように、弁軸８とロータ本体２７との間に当接し合うストッパ構造５０がある場合は、イニシャル位置で、ストッパ構造５０が当接し合う状態では、雄ねじ１０と雌ねじ３１がメカタッチにより脱調する状態については、２相通電可能である。また、ＥＣＵ６２は、ステップモータ９を全開突き当て直前から１相通電制御するときにおいて、第２弁体７（第１弁体６）の中間開度では、ステップモータ９を１相と２相で切り換え通電するようになっている。更に、ＥＣＵ６２は、第２弁体７をある固定開度に制御するときには、ステップモータ９を通電カットするようになっている。そして、ＥＣＵ６２は、基準弁体である第２弁体７を閉弁制御する際、第２弁体７が所定開度となったときは、ステップモータ９を１相通電で制御するようになっている。
【0092】
［弁装置及びその制御装置の作用及び効果について］
以上説明したこの実施形態の弁装置１の構成によれば、ＥＣＵ６２は、基準弁体としての第２弁体７と第２弁座５が接近して所定開度としての全閉となったときは、ステップモータ９を１相通電で制御するので、ステップモータ９への通電量が抑えられると共にステップモータ９の駆動トルクが低減される。このため、ステップモータ９の通電時にその電力消費を抑制することができ、かつ、雄ねじ１０と雌ねじ３１との螺合構造への負荷を低減することができる。
以上説明したこの実施形態の弁装置１の構成によれば、ＥＣＵ６２は、基準弁体としての第２弁体７と第２弁座５が接近して所定開度としての全閉となったときは、ステップモータ９を１相通電で制御するので、ステップモータ９への通電量が抑えられると共にステップモータ９の駆動トルクが低減される。このため、ステップモータ９の通電時にその電力消費を抑制することができ、かつ、雄ねじ１０と雌ねじ３１との螺合構造への負荷を低減することができる。
【0093】
【0094】
［弁装置ついて］
この実施形態の弁装置１は、基本的には、前記各実施形態と同等の構成を備えるが、第１弁体６とリップシール１８との関係の点で少し異なる。図１５及び図１６に、第１弁体６とリップシール１８の関係を概略的に断面図により示す。この実施形態の弁装置１は、第１弁体６を全閉とし第２弁体７を全開とする第２開閉状態のときに、ステップモータ９を脱調させない構成となっている。弁装置１の部品公差を考慮した場合、ステップモータ９の駆動上限である「１０８step」でも、第１弁体６を第１弁座４に突き当てないようになっている。そして、その駆動上限位置では、図１５に示すように、第１弁体６と第１弁座４とが最大接近するが、第１弁体６と第１弁座４との間に「０step以上」の僅かな隙間Ｇ１が設けられる。仮に、駆動上限位置を「１０９step」にすると、第１弁体６が第１弁座４に突き当たってしまいステップモータ９に脱調が発生してしまう。一方、ステップモータ９の駆動下限位置である「１０８step」でも、第１弁体６を第１弁座４に突き当てないようになっている。そして、その駆動下限位置では、図１６に示すように、第１弁体６と第１弁座４とが最小接近するが、第１弁体６と第１弁座４との間に「８step以上（０．４ｍｍ以上）」の隙間Ｇ２（Ｇ２＞Ｇ１）が設けられる。この構成において、ＥＣＵ６２は、ステップモータ９への通電による消費電力を抑制するために、次のような「弁装置開閉制御」を実行するようになっている。
この実施形態の弁装置１は、基本的には、前記各実施形態と同等の構成を備えるが、第１弁体６とリップシール１８との関係の点で少し異なる。図１５及び図１６に、第１弁体６とリップシール１８の関係を概略的に断面図により示す。この実施形態の弁装置１は、第１弁体６を全閉とし第２弁体７を全開とする第２開閉状態のときに、ステップモータ９を脱調させない構成となっている。弁装置１の部品公差を考慮した場合、ステップモータ９の駆動上限である「１０８step」でも、第１弁体６を第１弁座４に突き当てないようになっている。そして、その駆動上限位置では、図１５に示すように、第１弁体６と第１弁座４とが最大接近するが、第１弁体６と第１弁座４との間に「０step以上」の僅かな隙間Ｇ１が設けられる。仮に、駆動上限位置を「１０９step」にすると、第１弁体６が第１弁座４に突き当たってしまいステップモータ９に脱調が発生してしまう。一方、ステップモータ９の駆動下限位置である「１０８step」でも、第１弁体６を第１弁座４に突き当てないようになっている。そして、その駆動下限位置では、図１６に示すように、第１弁体６と第１弁座４とが最小接近するが、第１弁体６と第１弁座４との間に「８step以上（０．４ｍｍ以上）」の隙間Ｇ２（Ｇ２＞Ｇ１）が設けられる。この構成において、ＥＣＵ６２は、ステップモータ９への通電による消費電力を抑制するために、次のような「弁装置開閉制御」を実行するようになっている。
【0095】
［弁装置開閉制御について］
図１７に、この実施形態の弁装置開閉制御の内容をフローチャートにより示す。このフローチャートは、ステップ３６０、ステップ３７０、ステップ４２０、ステップ４３０～ステップ５４０の処理が削除され、ステップ４００の代わりにステップ６００の処理が設けられる点で図１３、図１４のフローチャートと異なる。
図１７に、この実施形態の弁装置開閉制御の内容をフローチャートにより示す。このフローチャートは、ステップ３６０、ステップ３７０、ステップ４２０、ステップ４３０～ステップ５４０の処理が削除され、ステップ４００の代わりにステップ６００の処理が設けられる点で図１３、図１４のフローチャートと異なる。
【0096】
処理がこのフローチャートのルーチンへ移行すると、ＥＣＵ６２は、ステップ３００の判断結果が否定となる場合は、処理をステップ５５０へ移行し、ステップ５５０～ステップ５８０の処理を実行する。
【0097】
一方、ステップ３００の判断結果が肯定となり、かつ、ステップ３１０の判断結果が肯定となる場合は、ＥＣＵ６２は、処理をステップ３２０へ移行し、ステップ３２０～ステップ３４０の処理を実行する。
【0098】
一方、ステップ３１０の判断結果が否定となる場合は、ＥＣＵ６２は、処理をステップ３５０へ移行し、ステップ３５０、ステップ３８０及びステップ３９０の処理を実行し、ステップ３９０の判断結果が否定となる場合は、処理をステップ３００へ戻し、ステップ３９０の判断結果が肯定となる場合は、ステップ６００及びステップ４１０の処理を実行する。ここで、ステップ６００では、ＥＣＵ６２は、ステップモータ９の通電保持制御を実行する。この通電保持制御で、ＥＣＵ６２は、２相通電を１相通電に切り換える必要はない。
【0099】
［弁装置の作用及び効果について］
以上説明したこの実施形態の弁装置１の構成によれば、ステップモータ９を脱調させない構成については、第１弁体６と第１弁座４との突き当てがないので、突き当てにより雄ねじ１０と雌ねじ３１との間に高負荷がかかることはない。そのため、ステップモータ９の駆動トルクを抑える必要がなくなり、ステップモータ９を１相通電に切り換える必要がなくなる。そして、第１弁体６を全閉とする全閉制御（０step）から全開にする全開制御（１０８step）までの間で、第１弁体６と第１弁座４との突き当てがないので、ステップモータ９の脱調を考慮した「＋α（step）」の開弁制御の補正が不要となる。
以上説明したこの実施形態の弁装置１の構成によれば、ステップモータ９を脱調させない構成については、第１弁体６と第１弁座４との突き当てがないので、突き当てにより雄ねじ１０と雌ねじ３１との間に高負荷がかかることはない。そのため、ステップモータ９の駆動トルクを抑える必要がなくなり、ステップモータ９を１相通電に切り換える必要がなくなる。そして、第１弁体６を全閉とする全閉制御（０step）から全開にする全開制御（１０８step）までの間で、第１弁体６と第１弁座４との突き当てがないので、ステップモータ９の脱調を考慮した「＋α（step）」の開弁制御の補正が不要となる。
【0100】
＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態について図１８を参照して詳細に説明する。
次に、第４実施形態について図１８を参照して詳細に説明する。
【0101】
［弁装置ついて］
この実施形態の弁装置７１は、弁体７と弁座５及び流路２の構成の点で前記各実施形態の弁装置１と異なる。図１８に、この実施形態の弁装置７１の全閉状態を断面図により示す。図１８に示すように、この実施形態の弁装置７１は、前述した弁装置１と比較すると、流路２から、第１弁座４が省略され、第２弁座５のみが設けられる。また、前述した弁装置１と比較すると、流路２は、第２流路部１６が省略され、第２弁座５を境としてステップモータ９に近い側である第１流路部１５とステップモータ９から遠い側である第３流路部１７とに分かれて構成される。そして、第３流路部１７に流入口１２が設けられ、第１流路部１５に第１流出口１３が設けられ、第２流出口１４は省略される。また、弁軸８上から第１弁体６が省略され、第２弁座５に対応する第２弁体７のみが設けられる。第２弁体７は、第３流路部１７にて第２弁座５に着座可能に配置される。また、この実施形態の弁装置７１は、ハウジング３が二体ではなく一体のみで形成される。この実施形態の弁装置７１につき、ステップモータ９を含むその他の構成は、前記各実施形態の弁装置１と同じである。
この実施形態の弁装置７１は、弁体７と弁座５及び流路２の構成の点で前記各実施形態の弁装置１と異なる。図１８に、この実施形態の弁装置７１の全閉状態を断面図により示す。図１８に示すように、この実施形態の弁装置７１は、前述した弁装置１と比較すると、流路２から、第１弁座４が省略され、第２弁座５のみが設けられる。また、前述した弁装置１と比較すると、流路２は、第２流路部１６が省略され、第２弁座５を境としてステップモータ９に近い側である第１流路部１５とステップモータ９から遠い側である第３流路部１７とに分かれて構成される。そして、第３流路部１７に流入口１２が設けられ、第１流路部１５に第１流出口１３が設けられ、第２流出口１４は省略される。また、弁軸８上から第１弁体６が省略され、第２弁座５に対応する第２弁体７のみが設けられる。第２弁体７は、第３流路部１７にて第２弁座５に着座可能に配置される。また、この実施形態の弁装置７１は、ハウジング３が二体ではなく一体のみで形成される。この実施形態の弁装置７１につき、ステップモータ９を含むその他の構成は、前記各実施形態の弁装置１と同じである。
【0102】
そして、上記のように構成した弁装置７１でも、前提として、ステップモータ９における雄ねじ１０及び雌ねじ３１のリード角を通常のリード角度よりも小さい角度に設定する（ねじピッチを小さいピッチに設定する）ことで、第２弁体７が開弁されるときに、ステップモータ９を非通電とすることで第２弁体７を任意の開度に保持可能に構成される。
【0103】
［弁装置及びその制御装置の作用及び効果について］
以上説明したこの実施形態の弁装置７１の構成によれば、弁軸８の雄ねじ１０とマグネットロータ２３の雌ねじ３１との螺合構造におけるねじのリード角が通常のリード角よりも小さい角度（所定角度）に設定することで、ステップモータ９を非通電とすることにより第２弁体７を任意の開度に保持可能に構成される。従って、ステップモータ９を通電しなくても、螺合構造により第２弁体７が任意の開度に保持される。このため、第２弁体７を任意の開度に保持するためのステップモータ９の電力消費を抑制することができる。
以上説明したこの実施形態の弁装置７１の構成によれば、弁軸８の雄ねじ１０とマグネットロータ２３の雌ねじ３１との螺合構造におけるねじのリード角が通常のリード角よりも小さい角度（所定角度）に設定することで、ステップモータ９を非通電とすることにより第２弁体７を任意の開度に保持可能に構成される。従って、ステップモータ９を通電しなくても、螺合構造により第２弁体７が任意の開度に保持される。このため、第２弁体７を任意の開度に保持するためのステップモータ９の電力消費を抑制することができる。
【0104】
＜別の実施形態＞
なお、この開示技術は前記各実施形態に限定されるものではなく、開示技術の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。
なお、この開示技術は前記各実施形態に限定されるものではなく、開示技術の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。
【0105】
（１）前記各実施形態では、弁軸８に設けられる第１ねじを雄ねじ１０により構成し、ロータ本体２７に設けられる第２ねじを雌ねじ３１により構成したが、第１ねじを雌ねじにより構成し、第２ねじを雄ねじにより構成することもできる。
【0106】
（２）前記各実施形態では、複数の弁座及びそれに対応する複数の弁体として、二つの弁座４，５と二つの弁体６，７を設けたが、３つ以上の弁座及びそれに対応する３つ以上の弁体を設けることもできる。
【0107】
（３）前記各実施形態では、第１弁座４にシール部材としてのリップシール１８を設けたが、第１弁座に対するする第１弁体にリップシールを設けることもできる。また、第２弁座又は第２弁体にシール部材を設けることもできる。
【産業上の利用可能性】
【0108】
この開示技術は、ポペット弁構造を有し、流体の流れを制御する弁装置に適用することができる。
【符号の説明】
【0109】
１ 弁装置
２ 流路
３ ハウジング
４ 第１弁座
５ 第２弁座
６ 第１弁体
７ 第２弁体
８ 弁軸
８ａ 一端側
８ｂ 他端側
９ ステップモータ（アクチュエータ）
１０ 雄ねじ(第１ねじ)
１８ リップシール（ゴムシート）
２１Ａ コイル
２１Ｂ コイル
２３ マグネットロータ
３１ 雌ねじ（第２ねじ）
３２ 弁体スプリング
６２ ＥＣＵ（制御手段）
７１ 弁装置
２ 流路
３ ハウジング
４ 第１弁座
５ 第２弁座
６ 第１弁体
７ 第２弁体
８ 弁軸
８ａ 一端側
８ｂ 他端側
９ ステップモータ（アクチュエータ）
１０ 雄ねじ(第１ねじ)
１８ リップシール（ゴムシート）
２１Ａ コイル
２１Ｂ コイル
２３ マグネットロータ
３１ 雌ねじ（第２ねじ）
３２ 弁体スプリング
６２ ＥＣＵ（制御手段）
７１ 弁装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】