特許 7588882 電動弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-15

(45)【発行日】2024-11-25

(54)【発明の名称】電動弁

(51)【国際特許分類】

   F16K 31/04 20060101AFI20241118BHJP

   F16K 37/00 20060101ALI20241118BHJP

   H02K 5/22 20060101ALI20241118BHJP

   H02K 11/215 20160101ALI20241118BHJP

   H02K 11/33 20160101ALI20241118BHJP

【ＦＩ】

F16K31/04 Z

F16K37/00 D

H02K5/22

H02K11/215

H02K11/33

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2022579447

(86)(22)【出願日】2022-01-24

(86)【国際出願番号】 JP2022002381

(87)【国際公開番号】W WO2022168651

(87)【国際公開日】2022-08-11

【審査請求日】2023-05-10

(31)【優先権主張番号】P 2021018392

(32)【優先日】2021-02-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】391002166

【氏名又は名称】株式会社不二工機

(74)【代理人】

【識別番号】110002608

【氏名又は名称】弁理士法人オーパス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】吉田 竜也

(72)【発明者】

【氏名】松原 悠太

(72)【発明者】

【氏名】荒井 裕介

【審査官】藤森 一真

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１６１１５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１０３９６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／１４０６８５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００８－１４０７２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１６３４１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１４４３９９８９（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｋ ３１／００ － ３１／０５

Ｈ０２Ｋ ５／００ － ５／２６

Ｈ０２Ｋ １１／００ － １１／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

弁本体と、前記弁本体に接合されたキャンと、前記キャンの内側に配置されたマグネットローターと、前記マグネットローターとともに回転される永久磁石と、前記キャンが配置される内側空間を有するステーターユニットと、を有する電動弁であって、
前記永久磁石が、前記マグネットローターに固定され、
前記ステーターユニットが、ハウジングと、前記ハウジングに収容され、前記マグネットローターとともにモーターを構成する円筒形状のステーターと、平板形状のメイン基板と、平板形状のサブ基板と、前記サブ基板に設けられ、前記永久磁石から生じる磁場を検知するように配置された磁気センサーと、を有し、
前記ハウジングが、前記内側空間に隣接して配置されたサブ基板空間を有し、
前記サブ基板の第１端部が、基板端子を介して前記メイン基板と接続され、
前記サブ基板の第２端部が、前記サブ基板空間において前記内側空間の近傍に配置され、
前記磁気センサーが、前記基板端子よりも前記内側空間の近くに配置されていることを特徴とする電動弁。

【請求項2】

弁本体と、前記弁本体に接合されたキャンと、前記キャンの内側に配置されたマグネットローターと、前記キャンが配置される内側空間を有するステーターユニットと、を有する電動弁であって、
前記ステーターユニットが、ハウジングと、前記ハウジングに収容され、前記マグネットローターとともにモーターを構成する円筒形状のステーターと、平板形状のメイン基板と、平板形状のサブ基板と、前記サブ基板に設けられ、前記マグネットローターの磁極から生じる磁場を検知するように配置された磁気センサーと、を有し、
前記ハウジングが、前記内側空間に隣接して配置されたサブ基板空間を有し、
前記サブ基板の第１端部が、基板端子を介して前記メイン基板と接続され、
前記サブ基板の第２端部が、前記サブ基板空間において前記内側空間の近傍に配置され、
前記磁気センサーが、前記基板端子よりも前記内側空間の近くに配置されていることを特徴とする電動弁。

【請求項3】

前記ハウジングが、前記内側空間と前記サブ基板空間とを区画する隔壁を有している、請求項１または請求項２に記載の電動弁。

【請求項4】

前記ハウジングが、前記サブ基板が圧入される圧入溝を有している、請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の電動弁。

【請求項5】

前記圧入溝の内面には、前記圧入溝に前記サブ基板が圧入されることにより弾性変形する突部が設けられている、請求項４に記載の電動弁。

【請求項6】

前記磁気センサーが、前記第２端部に配置されている、請求項１～請求項５のいずれか一項に記載の電動弁。

【請求項7】

前記メイン基板が、前記ステーターの軸方向と平行に配置され、
前記サブ基板が、前記メイン基板に対して直角に配置されている、請求項１～請求項６のいずれか一項に記載の電動弁。

【請求項8】

前記サブ基板が、前記軸方向と平行になるように配置されている、請求項７に記載の電動弁。

【請求項9】

弁本体と、前記弁本体に接合されたキャンと、前記キャンの内側に配置されたマグネットローターと、前記キャンが配置される内側空間を有するステーターユニットと、を有する電動弁であって、
前記ステーターユニットが、ハウジングと、前記ハウジングに収容された円筒形状のステーターと、平板形状のメイン基板と、平板形状のサブ基板と、前記サブ基板に設けられた磁気センサーと、を有し、
前記ハウジングが、前記内側空間に隣接して配置されたサブ基板空間を有し、
前記サブ基板の第１端部が、基板端子を介して前記メイン基板と接続され、
前記サブ基板の第２端部が、前記サブ基板空間において前記内側空間の近傍に配置され、
前記磁気センサーが、前記基板端子よりも前記内側空間の近くに配置され、
前記メイン基板が、前記ステーターの軸方向と平行に配置され、
前記サブ基板が、前記メイン基板に対して直角に配置され、
前記ステーターユニットが、前記ハウジングと接合されたケースをさらに有し、
前記ケースが、壁部と、前記壁部に設けられた支持柱と、を有し、
前記壁部が、前記サブ基板空間と接続されるケース開口を有し、
前記支持柱が、前記軸方向と直交する方向に延在しかつ前記支持柱の先端が前記内側空間から離れる方向に向けられており、
前記メイン基板が、貫通孔を有し、
前記サブ基板が、前記ケースと前記サブ基板空間とにまたがって配置され、
前記サブ基板には、サブ基板支持部材が取り付けられ、
前記サブ基板支持部材が、筒形状の取付部を有し、
前記支持柱が、前記取付部の内側および前記貫通孔に配置され、
前記支持柱の先端の径が、前記貫通孔の径より大きく、
前記取付部が、前記壁部と前記メイン基板とに挟まれている、電動弁。

【請求項10】

前記電動弁が、
前記マグネットローターが一方向に回転すると前記弁本体に設けられたポートに近づき、前記マグネットローターが他方向に回転すると前記ポートから離れる弁体と、
前記磁気センサーが出力した信号に基づいて、前記ポートの開度を演算する演算装置と、を有する、請求項１～請求項９のいずれか一項に記載の電動弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動弁に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の電動弁の一例が特許文献１に開示されている。特許文献１の電動弁は、キャンと、マグネットローターと、永久磁石と、ステーターと、基板と、を有している。キャンは、上端が塞がれた円筒形状を有している。マグネットローターは、キャンの内側に配置されている。永久磁石は、キャンの内側においてマグネットローターの上方に配置されている。永久磁石は、マグネットローターとともに回転される。ステーターは、キャンの外周面にマグネットローターと同軸に配置されている。基板には、永久磁石の回転角度を検出する磁気センサーが設けられている。磁気センサーがキャン（永久磁石）の近傍に配置されることで、回転角度の検出精度を向上させることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－１７９１３３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、基板がキャンの上方に配置されている。基板はマグネットローターの回転軸と直交しており、磁気センサーがキャンの近傍に配置されている。そのため、電動弁は、平面視の形状が大きく、高さ寸法も大きい。また、基板がキャンの側方に配置され、基板がマグネットローターの回転軸と平行な構成では、基板とキャンとの間にステーターがあり、磁気センサーをキャンの近傍に配置できない。

【0005】

そこで、本発明は、キャンの近くに磁気センサーを配置できる小型の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、弁本体と、前記弁本体に接合されたキャンと、前記キャンの内側に配置されたマグネットローターと、前記キャンが配置される内側空間を有するステーターユニットと、を有する電動弁であって、前記ステーターユニットが、ハウジングと、前記ハウジングに収容された円筒形状のステーターと、平板形状のメイン基板と、平板形状のサブ基板と、前記サブ基板に設けられた磁気センサーと、を有し、前記ハウジングが、前記内側空間に隣接して配置されたサブ基板空間を有し、前記サブ基板の第１端部が、基板端子を介して前記メイン基板と接続され、前記サブ基板の第２端部が、前記サブ基板空間において前記内側空間の近傍に配置され、前記磁気センサーが、前記基板端子よりも前記内側空間の近くに配置されていることを特徴とする。

【0007】

本発明によれば、磁気センサーが、サブ基板に設けられている。ハウジングが、キャンが配置される内側空間に隣接して配置されたサブ基板空間を有している。サブ基板の第１端部が、基板端子を介してメイン基板と接続されている。サブ基板の第２端部が、サブ基板空間において内側空間の近傍に配置されている。サブ基板において、第２端部は第１端部の反対側にある。そして、磁気センサーが、基板端子よりも内側空間の近くに配置されている。このようにしたことから、磁気センサーをキャンの近くに配置できる。電子部品をメイン基板とサブ基板とに分散して実装することで、メイン基板を小さくすることができる。そのため、キャンの近くに磁気センサーを配置できるとともに、電動弁を小型化できる。

【0008】

本発明において、前記ハウジングが、前記内側空間と前記サブ基板空間とを区画する隔壁を有していることが好ましい。このようにすることで、キャンからサブ基板への静電気放電を防止できる。内側空間に進入した水分がサブ基板空間に進入することを防止できる。

【0009】

本発明において、前記ハウジングが、前記サブ基板が圧入される圧入溝を有していることが好ましい。このようにすることで、ハウジングによってサブ基板を支持することができ、サブ基板を支持するための別部材を省略できる。

【0010】

本発明において、前記圧入溝の内面には、前記圧入溝に前記サブ基板が圧入されることにより弾性変形する突部が設けられていることが好ましい。このようにすることで、突部がサブ基板を押して、サブ基板をより確実に支持することができる。

【0011】

本発明において、前記磁気センサーが、前記第２端部に配置されていることが好ましい。このようにすることで、磁気センサーをキャンにより近づけて配置できる。

【0012】

本発明において、前記メイン基板が、前記ステーターの軸方向と平行に配置され、前記サブ基板が、前記メイン基板に対して直角に配置されていることが好ましい。このようにすることで、電動弁をより小型化できる。

【0013】

本発明において、前記サブ基板が、前記軸方向と平行になるように配置されていることが好ましい。表面実装タイプのパッケージを有する磁気センサーのうち、パッケージの上面（磁気センサーを実装する基板と平行な面）に感磁面を有する磁気センサーは比較的安価である。そして、サブ基板がステーターの軸方向と平行になるように配置されることで、サブ基板に設けられた磁気センサーのパッケージの上面をキャンの外周面と対向するように配置できる。これにより、比較的安価な磁気センサーを採用することができ、電動弁の部品コストを抑えることができる。

【0014】

本発明において、前記ステーターユニットが、前記ハウジングと接合されたケースをさらに有し、前記ケースが、壁部と、前記壁部に設けられた支持柱と、を有し、前記壁部が、前記サブ基板空間と接続されるケース開口を有し、前記支持柱が、前記軸方向と直交する方向に延在しかつ前記支持柱の先端が前記内側空間から離れる方向に向けられており、前記メイン基板が、貫通孔を有し、前記サブ基板が、前記ケースと前記サブ基板空間とにまたがって配置され、前記サブ基板には、サブ基板支持部材が取り付けられ、前記サブ基板支持部材が、筒形状の取付部を有し、前記支持柱が、前記取付部の内側および前記貫通孔に配置され、前記支持柱の先端の径が、前記貫通孔の径より大きく、前記取付部が、前記壁部と前記メイン基板とに挟まれていることが好ましい。このようにすることで、サブ基板支持部材の取付部をケースの壁部とメイン基板とで挟み、サブ基板支持部材を固定できる。そのため、サブ基板を確実に支持することができる。

【0015】

本発明において、前記電動弁が、前記マグネットローターとともに回転される永久磁石をさらに有し、前記磁気センサーが、前記永久磁石から生じる磁場を検知するように配置されていることが好ましい。このようにすることで、永久磁石はマグネットローターより強い磁場を生じるため、磁気センサーによって検知できる磁場の範囲をより広げることができる。そのため、磁気センサーの配置の制約を緩和できる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、キャンの近くに磁気センサーを配置できるとともに、電動弁を小型化できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の第１実施例に係る電動弁の断面図である。

【図2】図１の電動弁が有するステーターユニットの断面図である。

【図3】図１の電動弁が有するメイン基板の斜視図である。

【図4】図１の電動弁が有するサブ基板の斜視図である。

【図5】図１のＶ－Ｖ線に沿う断面図である。

【図6】図２のステーターユニットの組立時の斜視図である。

【図7】図６の一部を拡大した斜視図である。

【図8】図２のステーターユニットの組立時の他の斜視図である。

【図9】図８の一部を拡大した斜視図である。

【図10】本発明の第２実施例に係る電動弁の断面図である。

【図11】図１０の電動弁が有するステーターユニットの断面図である。

【図12】図１０の電動弁が有するメイン基板の斜視図である。

【図13】図１０の電動弁が有するサブ基板およびサブ基板支持部材の斜視図である。

【図14】図１０のＸＩＶ－ＸＩＶ線に沿う断面図である。

【図15】本発明の第３実施例に係る電動弁の断面図である。

【図16】図１５の電動弁が有するステーターユニットの断面図である。

【図17】図１５の電動弁が有するサブ基板およびサブ基板支持部材の斜視図である。

【図18】図１５の電動弁が有するサブ基板およびサブ基板支持部材の他の斜視図である。

【図19】図１５の電動弁が有するステーターの極歯と２つの磁気センサーとの位置関係を示す図である。

【図20】図１５の電動弁が有するステーターの極歯と２つの磁気センサーとの位置関係を示す他の図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

（第１実施例）
以下、本発明の第１実施例に係る電動弁１について、図１～図９を参照して説明する。

【0019】

図１は、本発明の第１実施例に係る電動弁の断面図である。図２は、図１の電動弁が有するステーターユニットの断面図である。図３は、図１の電動弁が有するメイン基板の斜視図である。図４は、図１の電動弁が有するサブ基板の斜視図である。図５は、図１のＶ－Ｖ線に沿う断面図である。図５において、ステーターユニットの内側空間に配置された部材については記載を省略している。図６は、図２のステーターユニットの組立時の斜視図である。図７は、図６の一部を拡大した斜視図である。図６、図７は、ハウジングのサブ基板空間にサブ基板を配置する前の状態を示している。図８は、図２のステーターユニットの組立時の他の斜視図である。図９は、図８の一部を拡大した斜視図である。図８、図９は、ハウジングのサブ基板空間にサブ基板を配置した後の状態を示している。各図において、矢印Ｘで示すＸ方向が左右方向（横方向）であり、矢印Ｙで示すＹ方向が前後方向であり、矢印Ｚで示すＺ方向が上下方向である。矢印Ｘにおいて「Ｘ」の文字がある方が右方向であり、矢印Ｙにおいて「Ｙ」の文字がある方が前方向であり、矢印Ｚにおいて「Ｚ」の文字がある方が上方向である。

【0020】

各図に示すように、電動弁１は、弁本体１０と、キャン２０と、駆動機構３０と、弁体４０と、ステーターユニット５０と、を有している。

【0021】

弁本体１０は、例えば、アルミニウム合金などの金属製である。弁本体１０は、本体部１１と、円筒部１２と、鍔部１３と、を有している。本体部１１は、直方体形状を有している。円筒部１２は、本体部１１の上面から突出している。円筒部１２は、本体部１１にねじ構造により取り付けられている。本体部１１には、弁室１４と、流路１５、１６と、が設けられている。流路１５は、弁室１４に接続されている。流路１６は、ポート１７を介して弁室１４に接続されている。鍔部１３は、円環板形状を有している。鍔部１３の内周縁は、円筒部１２の上部に接合されている。

【0022】

キャン２０は、例えば、ステンレスなどの金属製である。キャン２０は、上端が塞がれた円筒形状を有している。キャン２０の下端は、鍔部１３の外周縁に接合されている。

【0023】

駆動機構３０は、弁体４０を上下方向（軸線Ｌ方向）に移動させる。駆動機構３０は、マグネットローター３１と、弁軸ホルダー３２と、ガイドブッシュ３３と、弁軸３４と、永久磁石３８と、を有している。

【0024】

マグネットローター３１は、円筒形状を有している。マグネットローター３１の外径は、キャン２０の内径より若干小さい。マグネットローター３１の外周面には、複数のＮ極および複数のＳ極が設けられている。複数のＮ極および複数のＳ極は、上下方向に延在しており、周方向に等間隔でかつ交互に配置されている。本実施例において、マグネットローター３１は、Ｎ極を１２個有し、Ｓ極を１２個有している。

【0025】

弁軸ホルダー３２は、上端が塞がれた円筒形状を有している。弁軸ホルダー３２の上部には支持リング３５が固定されている。支持リング３５は、マグネットローター３１と弁軸ホルダー３２とを連結している。弁軸ホルダー３２の内周面には、雌ねじ３２ｃが設けられている。

【0026】

ガイドブッシュ３３は、第１円筒部３３ａと、第２円筒部３３ｂと、を一体的に有している。第２円筒部３３ｂの外径は、第１円筒部３３ａの外径より小さい。第２円筒部３３ｂは、第１円筒部３３ａの上端に同軸に連設されている。第２円筒部３３ｂの外周面には、雄ねじ３３ｃが設けられている。雄ねじ３３ｃは、弁軸ホルダー３２の雌ねじ３２ｃと螺合される。第１円筒部３３ａは、弁本体１０の円筒部１２に設けられた嵌合孔１２ａに圧入されている。ガイドブッシュ３３は、弁本体１０と結合されている。

【0027】

弁軸３４は、円柱形状を有している。弁軸３４の上部３４ａは、弁軸ホルダー３２を貫通している。弁軸３４の上部３４ａには、抜け止め用のプッシュナット３６が取り付けられている。弁軸３４は、ガイドブッシュ３３および円筒部１２に挿入されている。弁軸３４の下部は、弁室１４に配置されている。弁軸３４は、上方を向く円環状の平面である段部３４ｂを有している。弁軸ホルダー３２と弁軸３４の段部３４ｂとの間には、閉弁ばね３７が配置されている。閉弁ばね３７は、圧縮コイルばねである。閉弁ばね３７は、弁軸３４を下方に向けて押している。

【0028】

永久磁石３８は、キャン２０の内側においてマグネットローター３１の上方に配置されている。永久磁石３８は、円環平板形状を有している。永久磁石３８は、１つのＮ極と１つのＳ極とを有しており、Ｎ極とＳ極とは径方向に対向するように配置されている。永久磁石３８は、固定具３９を介して支持リング３５に固定されている。永久磁石３８は、マグネットローター３１とともに回転される。

【0029】

弁体４０は、弁軸３４の下端に一体的に連設されている。弁体４０は、弁室１４に配置されている。弁体４０は、駆動機構３０によって上下方向に移動される。弁体４０の移動によってポート１７が開閉される。

【0030】

ステーターユニット５０は、ステーター６０と、ハウジング７０と、ケース８０と、メイン基板９０と、サブ基板１００と、磁気センサー１１０と、を有している。

【0031】

ステーター６０は、円筒形状を有している。ステーター６０は、マグネットローター３１とともにステッピングモーターを構成している。ステーター６０は、上段ステーター６１と、下段ステーター６２と、合成樹脂製のモールド６３と、を有している。

【0032】

上段ステーター６１は、下段ステーター６２の上に同軸に配置されている。上段ステーター６１は、周方向に等間隔に並んで配置された複数のクローポール型の極歯６１ａ、６１ｂを有している。下段ステーター６２は、周方向に等間隔に並んで配置された複数のクローポール型の極歯６２ａ、６２ｂを有している。本実施例において、上段ステーター６１は、極歯６１ａを１２個有し、極歯６１ｂを１２個有している。下段ステーター６２は、極歯６２ａを１２個有し、極歯６２ｂを１２個有している。極歯６１ａ、６２ａの先端は下方に向いており、極歯６１ｂ、６２ｂの先端は上方に向いている。極歯６２ａ、６２ｂは、軸線Ｌ方向から見たときに互いに隣り合う極歯６１ａと極歯６１ｂとの間の中央の位置に配置されている。上段ステーター６１が通電されると、極歯６１ａと極歯６１ｂとは互いに異なる極性の磁極となる。下段ステーター６２が通電されると、極歯６２ａと極歯６２ｂとは互いに異なる極性の磁極となる。モールド６３は、上段ステーター６１および下段ステーター６２内に充填されている。モールド６３は、複数の極歯６１ａ、６１ｂ、６２ａ、６２ｂとともにステーター６０の内周面６０ａを形成している。ステーター６０の内周面６０ａの径は、キャン２０の外周面の径と同じである。モールド６３は、端子支持部６４を有している。

【0033】

端子支持部６４は、上段ステーター６１および下段ステーター６２から横方向に延びるように配置されている。端子支持部６４は、複数の端子６５を支持している。複数の端子６５は、端子支持部６４の先端から横方向に突出している。複数の端子６５は、上段ステーター６１および下段ステーター６２が有するコイルに接続されている。

【0034】

ハウジング７０は、合成樹脂製である。ハウジング７０は、射出成形によって成形されている。ハウジング７０は、ステーター６０を収容している。ハウジング７０は、ステーター６０と一体成形（インサート成形）されていてもよい。ステーター６０とハウジング７０とを別々に作製し、ハウジング７０の内側にステーター６０を嵌め込んでもよい。ハウジング７０は、周壁部７１と、ドーム部７２と、筒状部７３と、を一体的に有している。

【0035】

周壁部７１は、円筒形状を有している。周壁部７１の内側にステーター６０が配置されている。ドーム部７２は、上端が塞がれた円筒形状を有している。ドーム部７２の外径は、周壁部７１の外径より小さい。ドーム部７２は、周壁部７１の上端に連設されている。ドーム部７２の内周面７２ａ（すなわち、ハウジング７０の内周面）の径は、ステーター６０の内周面６０ａの径と同じである。ドーム部７２の内周面７２ａは、ステーター６０の内周面６０ａに連なっている。ドーム部７２の内周面７２ａおよびステーター６０の内周面６０ａは、ステーターユニット５０の内側空間７４を形成している。内側空間７４にはキャン２０が挿入され、ステーター６０がキャン２０の外周面に配置される。筒状部７３は、円筒形状を有している。筒状部７３の外径は、周壁部７１の外径より小さい。筒状部７３は、周壁部７１の下端に連設されている。筒状部７３は、弁本体１０の円筒部１２を囲むように配置されている。筒状部７３と円筒部１２との間には、円環形状の封止部材１８が配置されている。封止部材１８は、ゴム材などの弾性材料で構成されている。封止部材１８は、内側空間７４に水分が進入することを抑制する。

【0036】

ハウジング７０は、サブ基板空間７５を有している。サブ基板空間７５は、横方向に延在しており、ハウジング７０の側面に開口している。サブ基板空間７５は、内側空間７４に隣接して配置されている。内側空間７４とサブ基板空間７５との間に隔壁７６が設けられている。隔壁７６は、内側空間７４とサブ基板空間７５とを区画している。図５に示すように、隔壁７６の断面は、キャン２０の外周面に沿う円弧形状を有している。

【0037】

サブ基板空間７５の内面には、２つの圧入溝７７が設けられている。圧入溝７７は、横方向に延在している。２つの圧入溝７７は、前後方向に互いに対向するように配置されている。圧入溝７７のそれぞれの内面には、複数の突部７８が設けられている。複数の突部７８のうちの一部の突部７８（図７の突部７８ａ）は、上下方向に対向するように配置されている。複数の突部７８のうち他の一部の突部７８（図７の一方の圧入溝７７の突部７８ｂと図示しない他方の圧入溝７７の突部７８ｂ）は、前後方向に対向するように配置されている。突部７８は、圧入溝７７にサブ基板１００が圧入されると、圧縮されて弾性変形する。複数の突部７８は、圧入溝７７に圧入されたサブ基板１００を上下方向および前後方向に押して、サブ基板１００を支持する。

【0038】

ケース８０は、合成樹脂製である。ケース８０は、射出成形によって成形されている。ケース８０は、ハウジング７０の側方に配置されている。ケース８０は、ケース本体８１と、蓋体８２と、コネクタ８３と、を有している。ケース本体８１は、１つの側面が開口した直方体箱形状を有している。蓋体８２は、平板形状を有している。蓋体８２は、ケース本体８１の側面の開口を塞ぐように配置されている。コネクタ８３は、楕円筒形状を有している。コネクタ８３は、ケース本体８１から横方向（右方向）に延びるように配置されている。ケース本体８１とコネクタ８３とは、一体的に形成されている。

【0039】

ケース本体８１は、側壁部８４を有している。側壁部８４は、平板形状を有している。側壁部８４は、蓋体８２と横方向に対向するように配置されている。側壁部８４には、四角形状のケース開口８４ａが設けられている。ケース開口８４ａは、ハウジング７０のサブ基板空間７５と接続される。側壁部８４におけるケース開口８４ａの周縁部が、ハウジング７０と接合されている。また、ケース本体８１は、支持柱８５を複数有している。支持柱８５は、円柱形状を有している。支持柱８５は、側壁部８４から横方向（右方向）に延在している。支持柱８５の先端８５ａは、内側空間７４から離れる方向に向けられている。

【0040】

メイン基板９０は、電子部品が実装されるプリント基板である。メイン基板９０は、平板形状を有している。メイン基板９０は、ケース８０に収容されている。メイン基板９０は、前後方向および上下方向と平行になるように配置されている。メイン基板９０の内側空間７４を向く面には、基板コネクタ９１が設けられている。メイン基板９０には、図示しないマイクロコンピューターが実装されている。このマイクロコンピューターは、磁気センサー１１０の出力信号を演算処理する演算装置として機能する。メイン基板９０には、複数の支持柱８５のそれぞれに対応する貫通孔９２が設けられている。貫通孔９２には、支持柱８５の先端８５ａが挿入され、支持柱８５の先端８５ａは、例えば、赤外線カシメ加工によって、貫通孔９２の径より大きい径になるように変形される。メイン基板９０は、支持柱８５によって支持されている。メイン基板９０には、ステーター６０の複数の端子６５が接続されている。

【0041】

サブ基板１００は、電子部品が実装されるプリント基板である。サブ基板１００は、平板形状を有している。サブ基板１００は、ハウジング７０のサブ基板空間７５に配置されている。サブ基板１００は、横方向および前後方向と平行になるように配置されている。サブ基板１００の前後方向に対向する両端部は、圧入溝７７に圧入されている。サブ基板１００は、圧入溝７７の突部７８によって、上下方向および前後方向に挟まれている。サブ基板１００は、メイン基板９０に対して直角（概ね直角を含む）に配置されている。サブ基板１００の第１端部１００ａは、メイン基板９０の近傍に配置されている。サブ基板１００の第２端部１００ｂは、ハウジング７０の隔壁７６の近傍（すなわち内側空間７４の近傍）に配置されている。第１端部１００ａと第２端部１００ｂとは、左右方向に対向する。サブ基板１００は、メイン基板９０の近傍から内側空間７４の近傍まで延在している。第２端部１００ｂにおける隔壁７６に対向する部分は、隔壁７６に沿う円弧形状を有している。これにより、サブ基板１００を隔壁７６により近づけて配置することができ、サブ基板１００に配置された磁気センサー１１０とマグネットローター３１との距離をより短くすることができる。

【0042】

サブ基板１００の第１端部１００ａには、基板端子１０１が設けられている。基板端子１０１は、メイン基板９０の基板コネクタ９１に接続される。サブ基板１００は、基板端子１０１および基板コネクタ９１を介してメイン基板９０に接続される。なお、基板端子１０１がメイン基板９０に設けられ、基板コネクタ９１がサブ基板１００に設けられていてもよい。

【0043】

磁気センサー１１０は、回転角度センサーである。磁気センサー１１０は、表面実装タイプのパッケージを有する。磁気センサー１１０は、サブ基板１００の第２端部１００ｂに設けられている。磁気センサー１１０は、基板端子１０１よりも内側空間７４の近くに配置されている。磁気センサー１１０は、永久磁石３８とキャン２０および隔壁７６を介して横方向に対向するように配置されている。磁気センサー１１０は、永久磁石３８から生じる磁場を検知して、永久磁石３８の回転角度に応じた信号を出力する。

【0044】

電動弁１において、弁本体１０の円筒部１２、ポート１７、キャン２０、マグネットローター３１、弁軸ホルダー３２、ガイドブッシュ３３、弁軸３４、弁体４０、ステーターユニット５０の内側空間７４、ステーター６０（上段ステーター６１、下段ステーター６２）、ハウジング７０（周壁部７１、筒状部７３）は、それぞれの軸が軸線Ｌに一致する。

【0045】

次に、電動弁１の動作について説明する。

【0046】

電動弁１において、マグネットローター３１が一方向に回転するように、上段ステーター６１および下段ステーター６２に通電する。マグネットローター３１とともに弁軸ホルダー３２が回転する。弁軸ホルダー３２の雌ねじ３２ｃとガイドブッシュ３３の雄ねじ３３ｃとのねじ送り作用により、弁軸ホルダー３２が下方に移動する。弁軸ホルダー３２とともに弁軸３４も下方に移動して弁体４０がポート１７を閉じる（閉弁状態）。

【0047】

電動弁１において、マグネットローター３１が他方向に回転するように、上段ステーター６１および下段ステーター６２に通電する。マグネットローター３１とともに弁軸ホルダー３２が回転する。弁軸ホルダー３２の雌ねじ３２ｃとガイドブッシュ３３の雄ねじ３３ｃとのねじ送り作用により、弁軸ホルダー３２が上方に移動する。弁軸ホルダー３２とともに弁軸３４も上方に移動して弁体４０がポート１７を開く（開弁状態）。

【0048】

永久磁石３８は、キャン２０の内側でマグネットローター３１とともに回転される。磁気センサー１１０は、キャン２０が配置される内側空間７４の近傍に配置されており、永久磁石３８の回転角度に応じた信号を出力する。磁気センサー１１０が出力した信号は、基板端子１０１および基板コネクタ９１を介してサブ基板１００からメイン基板９０に送られる。メイン基板９０に設けられたマイクロコンピューターは、磁気センサー１１０が出力した信号に基づいて、ポート１７の開度などを演算する。

【0049】

次に、電動弁１の組立方法について説明する。

【0050】

ステーターユニット５０を組み立てる。まず、ハウジング用金型にステーター６０を設置し、ステーター６０とハウジング７０とが一体となるようにハウジング７０を射出成形する。ケース用金型にコネクタ８３の端子部品を設置し、ケース本体８１とコネクタ８３と端子部品とが一体となるようにケース本体８１とコネクタ８３とを射出成形する。また、蓋体８２を射出成形する。図６に示すように、超音波溶着加工または赤外線溶着加工によってケース本体８１の側壁部８４をハウジング７０に接合し、サブ基板空間７５とケース開口８４ａとを接続する。図８に示すように、サブ基板１００をケース開口８４ａを通じてサブ基板空間７５に挿入する。このとき、サブ基板１００の前後方向に対向する両端部を、圧入溝７７に圧入する。これにより、圧入溝７７によってサブ基板１００が支持される。サブ基板１００は、ケース８０とサブ基板空間７５とにまたがって配置される。そして、サブ基板１００の基板端子１０１をメイン基板９０の基板コネクタ９１に接続しつつ、支持柱８５の先端８５ａをメイン基板９０の貫通孔９２に挿入する。赤外線カシメ加工によって支持柱８５の先端８５ａを拡大変形する。これにより、支持柱８５によってメイン基板９０が支持される。メイン基板９０にステーター６０の複数の端子６５をはんだ付けする。蓋体８２をケース本体８１に接合して、ステーターユニット５０が完成する。

【0051】

ステーターユニット５０とは別工程で、弁本体１０と、キャン２０と、駆動機構３０と、弁体４０と、を組み合わせた弁本体アセンブリを作製する。そして、ステーターユニット５０の内側空間７４にキャン２０を挿入し、弁本体１０にステーターユニット５０を固定して、電動弁１が完成する。

【0052】

以上説明したように、電動弁１は、弁本体１０と、弁本体１０に接合されたキャン２０と、キャン２０の内側に配置されたマグネットローター３１と、キャン２０が配置される内側空間７４を有するステーターユニット５０と、を有している。ステーターユニット５０が、ハウジング７０と、ハウジング７０に収容された円筒形状のステーター６０と、上下方向と平行になるように配置された平板形状のメイン基板９０と、メイン基板９０に対して直角に配置された平板形状のサブ基板１００と、サブ基板１００に設けられた磁気センサー１１０と、を有している。ハウジング７０が、内側空間７４に隣接して配置されたサブ基板空間７５を有している。サブ基板１００の第１端部１００ａが、基板端子１０１を介してメイン基板９０と接続されている。サブ基板１００の第２端部１００ｂが、サブ基板空間７５において内側空間７４の近傍に配置されている。そして、磁気センサー１１０が、サブ基板１００の第２端部１００ｂに配置されている。

【0053】

電動弁１では、メイン基板９０に対してサブ基板１００が直角に配置され、サブ基板１００の第２端部１００ｂが内側空間７４の近傍に配置されている。第２端部１００ｂには、磁気センサー１１０が配置されている。そのため、磁気センサー１１０をキャン２０の近くに配置できる。メイン基板９０が、上下方向と平行になるように配置されているので、電動弁１の平面視の形状を小さくでき、高さ寸法も小さくできる。電子部品をメイン基板９０とサブ基板１００とに分散して実装することで、メイン基板９０を小さくすることができる。そのため、キャン２０の近くに磁気センサー１１０を配置できるとともに、電動弁１を小型化できる。

【0054】

また、ハウジング７０が、内側空間７４とサブ基板空間７５とを区画する隔壁７６を有している。このようにすることで、キャン２０からサブ基板１００への静電気放電を防止できる。内側空間７４に進入した水分がサブ基板空間７５に進入することを防止できる。

【0055】

また、ハウジング７０が、サブ基板１００が圧入される圧入溝７７を有している。このようにすることで、ハウジング７０によってサブ基板１００を支持することができ、サブ基板１００を支持するための別部材を省略できる。

【0056】

また、圧入溝７７の内面には、圧入溝７７にサブ基板１００が圧入されることにより弾性変形する突部７８が設けられている。このようにすることで、突部７８がサブ基板１００を押して、サブ基板１００をより確実に支持することができる。

【0057】

また、電動弁１は、マグネットローター３１とともに回転される永久磁石３８を有している。そして、磁気センサー１１０が、永久磁石３８から生じる磁場を検知するように配置されている。このようにすることで、永久磁石３８はマグネットローター３１より強い磁場を生じるため、磁気センサー１１０によって検知できる磁場の範囲をより広げることができる。そのため、磁気センサー１１０の配置の制約を緩和できる。

【0058】

なお、電動弁１は、サブ基板１００が上下方向と直交するように配置された構成を有しているが、サブ基板１００が上下方向と平行になるように配置された構成を有していてもよい。表面実装タイプのパッケージを有する磁気センサーのうち、パッケージの上面（磁気センサーを実装する基板と平行な面）に感磁面を有する磁気センサーは比較的安価である。そして、サブ基板１００が上下方向と平行になるように配置されることで、サブ基板１００に設けられた磁気センサー１１０のパッケージの上面をキャン２０の外周面と対向するように配置できる。これにより、比較的安価な磁気センサー１１０を採用することができ、電動弁１の部品コストを抑えることができる。

【0059】

（第２実施例）
以下、本発明の第２実施例に係る電動弁１Ａについて、図１０～図１４を参照して説明する。

【0060】

図１０は、本発明の第２実施例に係る電動弁の断面図である。図１１は、図１０の電動弁が有するステーターユニットの断面図である。図１２は、図１０の電動弁が有するメイン基板の斜視図である。図１３は、図１０の電動弁が有するサブ基板およびサブ基板支持部材の斜視図である。図１４は、図１０のＸＩＶ－ＸＩＶ線に沿う断面図である。図１４において、ステーターユニットの内側空間に配置された部材については記載を省略している。以下の説明において、第１実施例に係る電動弁１と同一（実質的に同一を含む）の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

【0061】

各図に示すように、電動弁１Ａは、弁本体１０と、キャン２０と、駆動機構３０と、弁体４０と、ステーターユニット５０Ａと、を有している。ステーターユニット５０Ａは、ステーター６０と、ハウジング７０と、ケース８０と、メイン基板９０と、サブ基板１００と、サブ基板支持部材１０５と、磁気センサー１１０と、を有している。なお、メイン基板９０は、基板コネクタ９１に代えて、基板端子１０１が挿入されるスルーホール９３が設けられている。

【0062】

サブ基板支持部材１０５は、平板部１０６と、２つの取付部１０７と、を有している。平板部１０６は、サブ基板１００に固定されている。平板部１０６は、サブ基板１００の上面に重なるように配置されている。平板部１０６は、サブ基板１００とともに、ケース８０とサブ基板空間７５とにまたがって配置されている。取付部１０７は、円筒形状を有している。取付部１０７の内径は、ケース８０の支持柱８５の径と同じである。取付部１０７は、平板部１０６の前後方向の両端部に連設されている。２つの取付部１０７は、ケース本体８１の側壁部８４とメイン基板９０とに挟まれている。サブ基板支持部材１０５は、サブ基板１００を支持している。サブ基板支持部材１０５を有することにより、サブ基板１００をより確実に支持することができる。

【0063】

次に、ステーターユニット５０Ａの組立方法について説明する。

【0064】

ステーターユニット５０Ａの組立方法は、ハウジング７０を射出成形する工程からケース本体８１をハウジング７０に接合する工程までは、第１実施例のステーターユニット５０の組立方法と同じである。サブ基板１００にサブ基板支持部材１０５の平板部１０６を固定する。取付部１０７に支持柱８５を挿入しつつ、サブ基板１００および平板部１０６をケース開口８４ａを通じてサブ基板空間７５に挿入する。このとき、サブ基板１００の前後方向に対向する両端部を、圧入溝７７に圧入する。なお、本実施例では、サブ基板１００の第２端部１００ｂの先端のみが圧入溝７７に圧入される。これにより、圧入溝７７によってサブ基板１００が支持される。そして、サブ基板１００の基板端子１０１をメイン基板９０のスルーホール９３に挿入しつつ、支持柱８５の先端８５ａをメイン基板９０の貫通孔９２に挿入する。赤外線カシメ加工によって支持柱８５の先端８５ａを拡大変形する。これにより、支持柱８５によってメイン基板９０が支持され、側壁部８４とメイン基板９０とに取付部１０７が挟まれる。サブ基板支持部材１０５によってサブ基板１００が支持される。メイン基板９０にステーター６０の複数の端子６５およびサブ基板１００の基板端子１０１をはんだ付けする。蓋体８２をケース本体８１に接合して、ステーターユニット５０Ａが完成する。

【0065】

電動弁１Ａは、第１実施例に係る電動弁１と同様の効果を有する。

【0066】

（第３実施例）
以下、本発明の第３実施例に係る電動弁１Ｂについて、図１５～図２０を参照して説明する。

【0067】

図１５は、本発明の第３実施例に係る電動弁の断面図である。図１６は、図１５の電動弁が有するステーターユニットの断面図である。図１７、図１８は、図１５の電動弁が有するサブ基板およびサブ基板支持部材の斜視図である。図１９、図２０は、図１５の電動弁が有するステーターの極歯と２つの磁気センサーとの位置関係を示す図である。図１９は、ステーターの軸方向から見た図である。図１９において、マグネットローターの磁極を半楕円形状で模式的に示している。図１９において、マグネットローターの内側の部材およびステーターのモールドの記載を省略している。図２０は、ステーターの径方向から見た図である。図２０において、磁気センサーおよびステーターの極歯を模式的に示している。以下の説明において、第２実施例に係る電動弁１Ａと同一（実質的に同一を含む）の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

【0068】

各図に示すように、電動弁１Ｂは、弁本体１０と、キャン２０と、駆動機構３０Ｂと、弁体４０と、ステーターユニット５０Ｂと、を有している。駆動機構３０Ｂは、永久磁石３８および固定具３９を省略していること以外は、電動弁１Ａの駆動機構３０と同一の構成を有する。ステーターユニット５０Ｂは、ステーター６０と、ハウジング７０と、ケース８０と、メイン基板９０と、サブ基板１００と、サブ基板支持部材１０５と、２つの磁気センサー１１０Ｂと、を有している。

【0069】

磁気センサー１１０Ｂは、ホールＩＣである。磁気センサー１１０Ｂは、表面実装タイプのパッケージを有する。磁気センサー１１０Ｂは、サブ基板１００の第２端部１００ｂに設けられている。２つの磁気センサー１１０Ｂは、前後方向に並べて配置されている。具体的には、２つの磁気センサー１１０Ｂは、軸線Ｌに対して等距離でかつ軸線Ｌ周りに間隔をあけて配置されている。２つの磁気センサー１１０Ｂは、軸線Ｌ方向から見たときに隔壁７６の外面に沿うように並べて配置されている。磁気センサー１１０Ｂは、マグネットローター３１とキャン２０および隔壁７６を介して横方向に対向するように配置されている。磁気センサー１１０Ｂは、マグネットローター３１の磁極が生じる磁束密度を検知する。磁気センサー１１０Ｂは、検知した磁束密度に応じた信号を出力する。磁気センサー１１０Ｂの信号に基づいて、マグネットローター３１の回転角度（回転量）および回転方向を検出できる。

【0070】

なお、電動弁１Ｂでは、サブ基板１００の上面に基板端子１０１が取り付けられ、サブ基板１００の下面にサブ基板支持部材１０５の平板部１０６が取り付けられている。

【0071】

図２０に示すように、２つの磁気センサー１１０Ｂのうちの一方が、上段ステーター６１の複数の極歯６１ａのうちの１つの中心線Ｃ１上に配置されており、他方が複数の極歯６１ａのいずれの中心線上にも配置されていない。各中心線は、軸線Ｌと平行な直線である。このようにすることで、２つの磁気センサー１１０Ｂの信号波形の位相がずれるため、当該信号波形に基づいてマグネットローター３１の回転方向を検出することができる。特に、本実施例では、２つの磁気センサー１１０Ｂのうちの他方が下段ステーター６２の極歯６２ｂの中心線Ｃ２上に配置されている。換言すると、中心線Ｃ２は、隣接する極歯６１ａと極歯６１ｂとの間の中央の位置を通る。これにより、２つの磁気センサー１１０Ｂの信号波形が重なる期間を短くすることができる。具体的には、２つの磁気センサー１１０Ｂとして、例えば、Ｎ極が近くにあるときに信号Ｈを出力し、Ｎ極が近くにないときに信号Ｌを出力するホールＩＣを用いた場合、マグネットローター３１が回転しているときの２つの磁気センサー１１０Ｂの信号波形において信号Ｈが重なる期間を短くすることができる。そのため、マグネットローター３１の回転角度の検出精度を高めることができる。

【0072】

本明細書において、「円筒」や「円柱」等の部材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。

【0073】

上記に本発明の実施例を説明したが、本発明はこれらの例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。

【符号の説明】

【0074】

１…電動弁、１Ａ…電動弁、１Ｂ…電動弁、１０…弁本体、１１…本体部、１２…円筒部、１２ａ…嵌合孔、１３…鍔部、１４…弁室、１５…流路、１６…流路、１７…ポート、２０…キャン、３０…駆動機構、３０Ｂ…駆動機構、３１…マグネットローター、３２…弁軸ホルダー、３２ｃ…雌ねじ、３３…ガイドブッシュ、３３ａ…第１円筒部、３３ｂ…第２円筒部、３３ｃ…雄ねじ、３４…弁軸、３４ａ…上部、３４ｂ…段部、３５…支持リング、３６…プッシュナット、３７…閉弁ばね、３８…永久磁石、３９…固定具、４０…弁体、５０…ステーターユニット、５０Ａ…ステーターユニット、５０Ｂ…ステーターユニット、６０…ステーター、６０ａ…内周面、６１…上段ステーター、６１ａ、６１ｂ…極歯、６２…下段ステーター、６２ａ、６２ｂ…極歯、６３…モールド、６４…端子支持部、６５…端子、７０…ハウジング、７１…周壁部、７２…ドーム部、７２ａ…内周面、７３…筒状部、７４…内側空間、７５…サブ基板空間、７６…隔壁、７７…圧入溝、７８…突部、７８ａ…突部、７８ｂ…突部、８０…ケース、８１…ケース本体、８２…蓋体、８３…コネクタ、８４…側壁部、８４ａ…ケース開口、８５…支持柱、８５ａ…先端、９０…メイン基板、９１…基板コネクタ、９２…貫通孔、９３…スルーホール、１００…サブ基板、１００ａ…第１端部、１００ｂ…第２端部、１０１…基板端子、１０５…サブ基板支持部材、１０６…平板部、１０７…取付部、１１０…磁気センサー、１１０Ｂ…磁気センサー、Ｌ…軸線

【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】

【図19】

【図20】