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【発明の名称】 流量制御装置
【発明者】 【氏名】原 哲彦
【要約】 【課題】調整弁と回転軸との固定構造に関し高精度な部品設計が不必要であるにもかかわらず、高精度な流量制御を可能とする流量制御装置を提供する。

【解決手段】流量制御装置１は、筒状の本体部２と、開口２８内挿入位置によって流体の流量を調節する調整弁２５と、この調整弁を駆動するためのモータ３と、を有し、モータのロータ部３３が正回転することにより、ロータ部及び回転軸３４が開口２８へ向かう方向に直線移動をし、ロータ部が逆回転することにより、ロータ部及び回転軸が開口から離れる方向に直線移動するものとなっている。そして、回転軸の先端側には、筒状の保持部材２４が固定されており、この保持部材の開放端を内側に折り曲げて調整弁をカシメ、この保持部材の折り曲げ部分と、調整弁を開放端側に付勢する付勢手段２６とによって調整弁を保持部材に保持している。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 流体を流入するための流入管及び流体を流出するための流出管に連結されると共に、流体の流量を調節するための開口を有する筒状の本体部と、上記開口内に先端側を挿入された状態で移動可能で、かつその挿入位置によって流体の流量を調節する調整弁と、この調整弁を駆動するためのモータと、を有する流量制御装置において、上記モータは、回転軸を保持したロータ部と、このロータ部に対向するように配置されたステータ部と、を有し、上記ロータ部が所定の方向へ回転（正回転という）することにより、上記ロータ部及び上記回転軸が上記開口へ向かう方向に直線移動し、かつ上記ロータ部が所定の方向とは逆の方向へ回転（逆回転という）することにより、上記ロータ部及び上記回転軸が上記開口から離れる方向に直線移動するように構成し、さらに上記ロータ部の回転運動を直線運動に変換する変換手段と、上記回転軸の先端側に固定されると共に上記調整弁を保持する保持部材と、を備え、かつ、上記保持部材は、一端が開放されると共に、この開放端より上記調整弁の先端側が突出するように内部に上記調整弁を収納する筒状部材で形成され、上記開放端を内側に折り曲げて上記調整弁をカシメると共に、上記調整弁を上記開放端側に付勢する付勢手段を備え、この付勢手段と上記開放端の折り曲げ部分とで上記調整弁を挟持することを特徴とする流量制御装置。
【請求項２】 前記変換手段は、前記保持部材をカシメる際に変形しない位置に形成された雄ネジと、この雄ネジに螺合する雌ネジとを有し、前記開口の内面または前記調整弁の外周のいずれか一方にテーパー面を設け、いずれか他方をストレートな面としたことを特徴とする請求項１記載の流量制御装置。
【請求項３】 前記変換手段は、前記雄ネジを前記回転軸に形成し、前記雌ネジを前記本体部側に形成すると共に、前記回転軸に、前記雄ネジの形成されていないストレート部を設け、前記本体部側に、上記ストレート部にその内周が摺接するように円筒部が形成された構成としたことを特徴とする請求項１または２記載の流量制御装置。
【請求項４】 流体を流入するための流入管及び流体を流出するための流出管に連結されると共に、流体の流量を調節するための開口を有する筒状の本体部と、上記開口内に先端側を挿入された状態で移動可能で、かつその挿入位置によって流体の流量を調節する調整弁と、この調整弁を駆動するためのモータと、を有する流量制御装置において、上記モータを、回転軸を保持したロータ部と、このロータ部を収納する有底のロータ収納ケースと、このロータ収納ケースの外側に上記ロータ部に対向するように配置されたステータ部と、を有し、上記ロータ部が所定の方向へ回転（正回転という）することにより、上記ロータ部及び上記回転軸が上記ロータ収納ケースの内底面から離れる方向に直線移動可能とし、かつ上記ロータ部が所定の方向とは逆の方向へ回転（逆回転という）することにより、上記ロータ部及び上記回転軸が上記ロータ収納ケースの内底面に向かう方向に直線移動可能とし、かつ、上記ロータ部には、上記ロータ収納ケースの内底面に対向する端面に突起を設け、上記ロータ収納ケースの内底面側には、弾性を有する板状のロータ規制部材を設け、このロータ規制部材は、その後端側を上記ロータ収納ケースの内底面に固定し、先端側が上記突起の回転軌跡内で、かつ、上記ロータ収納ケースの内底面から所定の高さに位置するように設けられ、上記ロータ部が正回転する際は、その突起が上記ロータ規制部材に沿ってそのロータ規制部材の先端方向にそのロータ規制部材を押し下げ可能に進み、上記ロータ部が逆回転する際は、上記ロータ部が所定の位置まで戻ると、上記突起が上記ロータ規制部材に当接して回転が阻止されるように構成すると共に、さらに上記ロータ部の回転運動を直線運動に変換する変換手段と、上記回転軸の先端側に固定されると共に上記調整弁を保持する保持部材と、を備え、かつ、上記保持部材は、一端が開放されると共に、この開放端より上記調整弁の先端側が突出するように内部に上記調整弁を収納する筒状部材で形成され、上記開放端を内側に折り曲げて上記調整弁をカシメると共に、上記調整弁を上記開放端側に付勢する付勢手段を備え、この付勢手段と上記開放端の折り曲げ部分とで上記調整弁を挟持することを特徴とする流量制御装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転軸を直線的に往復運動させることによりニードル弁等で構成される調整弁を駆動し流量の調節を行う流量制御装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】冷蔵庫や空調機の冷媒の流量を制御するものとして、従来は、電磁弁を用いたものやニードル弁を用いたものがある。
【０００３】しかし、電磁弁を用いた流量制御装置は、一般には、開か閉のいずれかの設定を行うものであり、流量を微調整するには不向きである。また、開閉動作時の音が大きいことも問題点の一つであり、さらに、開あるい閉のいずれの状態にあっても、その状態を保持するには電磁弁を通電状態にしておく必要があり、消費電力の面でも問題がある。
【０００４】一方、ニードル弁を用いた流量制御装置は、たとえば、ステッピングモータなどを駆動源として用い、そのステッピングモータの回転力をニードル弁の推力に変えて流体の流量を制御するものであり、電磁弁によるものに比べると、動作音の問題も少なく、また、流量を微調整することも可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このニードル弁を用いた流量制御装置は、高精度な制御を行わせるために、ニードル弁の移動方向の中心軸とこのニードル弁が挿入される流路（開口）の中心軸の位置関係などが微妙なものとなってくる。そのため、高精度な設計技術や組立時における経験的なノウハウが必要となってくるという問題点もある。
【０００６】また、この種の流体制御装置に用いられるモータには、弁を閉じる方向に回転しているとき、弁が閉状態となったにも係わらずそれ以上の無理な負荷が加わろうとした場合、その力を吸収するためのフリクション機構が設けられるのが普通である。すなわち、ニードル弁あるいは他の弁であっても、モータの回転力を弁を動かす力に変えて、流路の中に弁の一部が挿入されることによって流路を閉じるように制御するものにあっては、弁が流路に密封した状態となっても、さらに弁を押し込む方向に力が加えられると、弁がロックした状態となって、弁を開動作させるとき、弁を動かして元の状態に復帰させることができなくなることがある。
【０００７】このような不都合を生じないようにするために、弁が閉状態となる位置に達すると同時に、それ以上、弁を動かす力を与えないようにするフリクション機構を設けて、弁が閉状態となったにも係わらず、それ以上の無理な負荷が加わろうとした場合、ロータの回転を空回りさせて弁をそれ以上駆動させないようにするなどの手段を施している。
【０００８】また、前述したように、ロータ部が正回転または逆回転することにより、ロータ部とこのロータ部に取り付けられた回転軸を直線的に往復運動させ、これによりアクチュエータ的な働きが可能となるモータにあっては、弁を閉じる方向にロータ部が回転（正回転とする）したあと、ロータ部を逆回転させて弁を開くように動作させる際、ロータ部を所定の回転数だけ逆回転させたのち、ロータ部が予め決めた位置にまで戻った状態でその回転を停止させる必要がある。
【０００９】つまり、ロータ部の回転に伴い、ロータ部と回転軸が弁を閉じる方向に直線的に移動し、弁を閉じる操作がなされたあと、弁を開くために、ロータ部を逆回転させると、ロータ部自身が弁を開く方向に直線的に戻って来るが、そのとき、予め決められた位置でロータ部の動きを確実に停止させる必要がある。たとえば、モータとしてステッピングモータを用いた場合、弁を閉とした状態からロータ部を逆回転させる際、ロータ部を逆回転駆動させるためのステップ数は予め決められていることが多く、ロータ部が決められた回転数だけ回転した位置で確実にロータ部の動きを停止させることが可能となる。
【００１０】しかし、ステップ数の電気的制御は、確実性に乏しいものである。すなわち、ロータ部が何らかの理由で動いたときには、その停止位置が変動することとなり、制御的に不安定なものとなる。また、この逆回転によって、ロータ部の回転軸に設けられたネジが案内用のネジとの間でロックしてしまう危険がある。
【００１１】この不安定さやネジ同士のロックを解消するためには、ストッパ機構を設ける必要があるが、従来のストッパ機構は、構造が複雑であったり、また、ストッパに当接する際の衝撃音が耳障りな音となって現れたりする問題がある。
【００１２】このように、この種の制御を行わせるためのモータは、前述のフリクション機構とともに、弁の開方向の制御におけるロータ部の動きを規制するためのストッパ機構が必須の要件となるが、このストッパ機構も、一般に、部品点数が多かったり、構造が複雑で組立作業性が悪いものが多いなど様々な問題点がある。特に、小型化が強く要求される装置においては、限られた小さいスペースの中にフリクション機構のみならずストッパ機構をも設ける必要があるため、構造が簡単でしかも組立時の作業性がよく、しかも、確実なストッパ機能を果たすストッパ機構を設けることが必要となってくる。
【００１３】そこで本発明は、特に、調整弁と回転軸との固定構造に関し高精度な部品設計が不必要であるにもかかわらず、高精度な流量制御を可能とする流量制御装置を提供することを目的とする。また、本発明は、構造が簡単かつ小型で確実なストッパ機能を果たし、かつ、ストッパ機構の動作時に発生する耳障りな衝撃音を極力抑えることが可能なモータを利用した流量制御装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するため、本発明は、流体を流入するための流入管及び流体を流出するための流出管に連結されると共に、流体の流量を調節するための開口を有する筒状の本体部と、開口内に先端側を挿入された状態で移動可能で、かつその挿入位置によって流体の流量を調節する調整弁と、この調整弁を駆動するためのモータと、を有する流量制御装置において、モータは、回転軸を保持したロータ部と、このロータ部に対向するように配置されたステータ部と、を有し、ロータ部が所定の方向へ回転（正回転という）することにより、ロータ部及び回転軸が開口へ向かう方向に直線移動し、かつロータ部が所定の方向とは逆の方向へ回転（逆回転という）することにより、ロータ部及び回転軸が開口から離れる方向に直線移動するように構成し、さらにロータ部の回転運動を直線運動に変換する変換手段と、回転軸の先端側に固定されると共に調整弁を保持する保持部材と、を備え、かつ、保持部材は、一端が開放されると共に、この開放端より調整弁の先端側が突出するように内部に調整弁を収納する筒状部材で形成され、開放端を内側に折り曲げて調整弁をカシメると共に、調整弁を開放端側に付勢する付勢手段を備え、この付勢手段と開放端の折り曲げ部分とで調整弁を挟持するようにしている。
【００１５】また、他の発明は、上述の発明の流量制御装置において、変換手段は、保持部材をカシメる際に変形しない位置に形成された雄ネジとを有し、開口の内面または調整弁の外周のいずれか一方にテーパー面を設け、いずれか他方をストレートな面としている。
【００１６】また、他の発明は、上述の各発明の流量制御装置において、変換手段は、雄ネジを回転軸に形成し、雌ネジを本体部側に形成すると共に、回転軸に、雄ネジの形成されていないストレート部を設け、本体部側に、ストレート部に摺接するように円筒部が形成された構成となっている。
【００１７】さらに、他の発明は、流体を流入するための流入管及び流体を流出するための流出管に連結されると共に、流体の流量を調節するための開口を有する筒状の本体部と、開口内に先端側を挿入された状態で移動可能で、かつその挿入位置によって流体の流量を調節する調整弁と、この調整弁を駆動するためのモータと、を有する流量制御装置において、モータを、回転軸を保持したロータ部と、このロータ部を収納する有底のロータ収納ケースと、このロータ収納ケースの外側にロータ部に対向するように配置されたステータ部と、を有し、ロータ部が所定の方向へ回転（正回転という）することにより、ロータ部及び回転軸がロータ収納ケースの内底面から離れる方向に直線移動可能とし、かつロータ部が所定の方向とは逆の方向へ回転（逆回転という）することにより、ロータ部及び回転軸がロータ収納ケースの内底面に向かう方向に直線移動可能とし、かつ、ロータ部には、ロータ収納ケースの内底面に対向する端面に突起を設け、ロータ収納ケースの内底面側には、弾性を有する板状のロータ規制部材を設け、このロータ規制部材は、その後端側をロータ収納ケースの内底面に固定し、先端側が突起の回転軌跡内で、かつ、ロータ収納ケースの内底面から所定の高さに位置するように設けられ、ロータ部が正回転する際は、その突起がロータ規制部材に沿ってそのロータ規制部材の先端方向にそのロータ規制部材を押し下げ可能に進み、ロータ部が逆回転する際は、ロータ部が所定の位置まで戻ると、突起がロータ規制部材に当接して回転が阻止されるように構成すると共に、さらにロータ部の回転運動を直線運動に変換する変換手段と、回転軸の先端側に固定されると共に調整弁を保持する保持部材と、を備え、かつ、保持部材は、一端が開放されると共に、この開放端より調整弁の先端側が突出するように内部に調整弁を収納する筒状部材で形成され、開放端を内側に折り曲げて調整弁をカシメると共に、調整弁を開放端側に付勢する付勢手段を備え、この付勢手段と開放端の折り曲げ部分とで調整弁を挟持している。
【００１８】本発明の流量制御装置は、モータの回転軸の先端部分に、ニードル弁等で構成された調整弁を「カシメ」の力とバネ等による「付勢」の力とで保持した保持部材を固定し、モータの駆動力により調整弁を流路内で移動させるようにしている。そのため、調整弁が、流路（本体に形成された開口）に対して多少遊びを持った状態で、かつ厳密に臨むこととなり、設計時にそれ程厳密な寸法出しを要さないものとすることができる。
【００１９】また、ロータ部の回転力を直線方向への推進力に変換する変換手段を、雄ネジと雌ネジとから構成し、雄ネジをカシメにより変形しない位置（例えば、保持部材とは別部材）に設けると、ネジ同士の螺合がスムーズに、しかも正確に行われることとなる。
【００２０】また、ネジ同士の螺合以外に、回転軸のネジの形成されていない部分と、本体部側の円筒部とを摺接させることにより、回転力を推進力に変換するものとすると、ネジ同士の寸法をそれ程厳密なものとする必要がない。
【００２１】また、他の発明の流量制御装置は、ロータ部が正回転して、ある位置にまでロータ部が直線運動した状態となってから、ロータ部が逆回転させる際、予め決められた位置以上のロータ部の逆回転を規制するロータ規制部材を有しているので、ロータ部が逆回転を継続しても、所定位置まで戻ると、ロータ部の動きを確実に規制することができ、ロータ部を所定位置で確実に止めることができる。
【００２２】そして、このロータ規制部材は、ロータ部側に設けられた突起とロータ収納ケース側に設けられたロータ規制部材の２つの単純な部品のみで実現でき、かつ、確実な規制が行え、さらに、ロータ部の正回転時には両者の衝撃音は発生することがなく、ノイズを極力抑えることが可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の流量制御装置の実施の形態の例を図１から図４に基づき説明する。
【００２４】流量制御装置１は、図１に示すように、その外観上の構成を大きく分けて説明すると、本体部２と、この本体部２の後端側に取り付けられ、調整弁としてのニードル弁（詳細は後述する）２５を駆動する駆動源としてのモータ（この実施の形態ではステッピングモータを用いているので、以下ではステッピングモータという）３と、本体部２の先端側に取り付けられた流体を流入するための流入管４と、流体を流出するための流出管５により構成されている。
【００２５】ステッピングモータ３は、コイル３１が巻装されたステータ部３２と、このステータ部３２の内側に対向配置されたロータ部３３と、このロータ部３３の中心軸方向に設けられた回転軸支持孔３３ａに回転自在に支持される回転軸３４と、一端がロータ部３３に支持され他端をフリー状態とし、その内孔に回転軸３４が挿通され、この回転軸３４を自己の有する所期の締め付け力により保持するコイルバネ３５と、を有した構成となっている。
【００２６】この状態で、電源供給部３６からコイル３１に電源を供給することにより、ロータ部３３が回転するようになっている。なお、コイルバネ３５は、フリクション機構の一部を構成するものであり、以下では、このコイルバネ３５をフリクションバネ３５という。このフリクション機構については、後に説明する。また、コイル３１が巻装されたステータ部３２は、ステータ収納体３８に収納され、このステータ収納体３８は後述するホルダ４０によって、本体部２に着脱自在に取り付け可能となっている。なお、ステータ部３２は、コイル３１を樹脂によってステータ部３２の極歯等と一体化すると共にコイル３１を封止した構造となっている。
【００２７】本体部２は、この実施の形態では、円筒状の真鍮で構成され、その後端側にステッピングモータ３の回転軸３４を回転自在に支持する軸受け部２１が内部に圧入された状態で固定される。また、本体部２の後端部分には、本体部２に対して水素還元炉による銀ロウ付けにより接合された鍔状プレート２２が設けられ（接合部分をＷとして示す）、その鍔状プレート２２にはステッピングモータ３のロータ部３３を収納する有底のロータ収納ケース２３が固定されている。なお、上述したステータ部３２は、このロータ収納ケース２３の外側に配置されている。
【００２８】この鍔状プレート２２とロータ収納ケース２３は、ＳＵＳ（サス）と呼ばれる材質で形成され、以下これらをまとめてロータ部収納体と呼ぶこととする。また、このロータ収納ケース２３は、その内底面側に、ロータ部３３の動き（回転軸３４の中心軸方向の動きであって、この場合、特に、ロータ部３３がロータ収納ケース２３の内定面側に向かって移動するときの動き）を規制するロータ規制部材５０が設けられる。
【００２９】このロータ規制部材５０は、弾性を有する板状の部材で形成され、ロータ部３３が回転しながらロータ収納ケース２３の内側底面方向に向かって移動したとき、ロータ部３３の下端部に設けられた突起３３ｂがロータ規制部材５０に当接することにより、その動きを規制するものである。なお、この突起３３ｂとロータ規制部材５０とを併せてロータ規制部と呼ぶこととし、このロータ規制部については、のちに詳細に説明する。
【００３０】また、ステッピングモータ３の回転軸３４は、本体部２の軸受け部２１に対して回転自在に支持されている。この回転軸３４は、雄ネジの形成された細径部３４ｂと、雄ネジの形成されていないストレート部となっている太径部３４ｃとを有している。一方、本体部２に設けられた軸受け部２１の回転軸支持貫通孔２１ａは、雌ネジが形成された細径部２１ｂと、雌ネジの形成されていない単なる円筒部となっている太径部２１ｃとを有している。そして、回転軸３４の雄ネジと回転軸支持貫通孔２１ａの雌ネジが螺合しながらロータ部３３が回転し、その際回転軸３４のストレート部が回転軸支持貫通孔２１ａ内の単なる円筒部に摺接することにより、ロータ部３３の回転運動を確実に直線運動に変換するものとなっている。すなわち、上述の構成は、回転運動を直線運動に変換するための変換手段となっている。
【００３１】なお、雄ネジを形成する部位は、回転軸３４の先端部分に固定された保持部材となるキャリッジ２４（後で詳述する）の外周面とし、このキャリッジ２４と対向する本体部２の内周面に雌ネジを形成するようにしても良い。しかしながら、本実施の形態では、後述するように、キャリッジ２４の開放端部分を内側に折り曲げてニードル弁２５をカシメ固定する構成となっているため、キャリッジ２４にニードル弁２５をカシメ固定する際、ネジ山が壊れてしまう危険が生じる。上述の構成は、このような危険を避けるためのものとなっており、カシメ固定をしても形状変化等の影響のない、別部材の回転軸３４に形成したものとなっている。
【００３２】また、本実施の形態の流量制御装置１では、このように変換手段をネジの螺合にのみに頼らず、ストレート部と円筒部との摺接も利用するような構成としたため、回転軸３４の雄ネジと本体部２側の雌ネジとの精度をそれ程厳密なものとする必要がない。しかしながら、このような構成とせず、変換手段を、ロータ回転時のネジの螺合のみとしてもよい。
【００３３】このような構成により、ロータ部３３が回転すると、ロータ部３３とその回転軸３４は、回転軸３４の中心軸方向に沿って、本体部２の内部を回転しながら軸方向に直線的に移動する。なお、回転軸３４を本体部２の挿入方向（本体部２の先端方向）に進ませるロータ部３３の回転方向を、ここでは正回転という。したがって、ロータ部３３の回転が反転（逆回転）すると、ロータ部３３とその回転軸３４は、本体部２の後端側方向に移動する。この後端側に移動するときに、前述したロータ規制部の働きによってロータ部３３の位置をステータ部３２に対して適正な位置で停止させる。
【００３４】そして、回転軸３４の先端部には、調整弁としてのニードル弁２５を保持する保持部材としての筒状部材で形成されたキャリッジ２４が取り付けられている。このキャリッジ２４は、ロータ部３３の正逆回転に伴って回転軸３４とともに本体部２内を移動するものである。このキャリッジ２４は、一端が開放されると共に、この開放端より先端側が突出するようにニードル弁２５が内部に収納され保持されている。そのため、ニードル弁２５は、回転軸３４及びキャリッジ２４と一体的に移動する。
【００３５】このニードル弁２５は、図２に示すように、斜面部２５ｂを有する略円錐台形状の基部２５ａと、この基部２５ａの先端側に固定された針状の弁部２５ｃと、基部２５ａの後端側に固定された軸２５ｄと、から構成されている。そして、弁部２５ｃの先端側が、本体部２に形成された流体の流量を調節するための開口（後述する流体流出路２８）内に挿入されており、この状態で移動可能となっている。なお、この本体部２側の開口は、どの位置においても内径が同じでストレートな孔として形成されている。一方、ニードル弁２５の弁部２５ｃは、図３に示すように、先端側に行くほど外径が細くなるように形成されており、弁部２５ｃの外周面は、約７°の傾斜を持つようになっている。
【００３６】このため、ニードル弁２５は、弁部２５ｃの挿入位置によって開口とのギャップが変わるようになっている。すなわち、ロータ部３３がロータ収納ケース２３の内底面側に移動し、ニードル弁２５が開口に対して後退するように移動すると、ギャップが大きくなり流体の流量が増加する。逆に、ニードル弁２５が開口内に進入するように移動すると、ギャップが小さくなり流体の流量が減少する。本実施の形態の流量制御装置１では、このようにニードル弁２５の弁部２５ｃと開口とのギャップを調節することにより流体の流量を調節するようになっている。
【００３７】なお、本実施の形態は、このようにストレートに形成された開口に対してテーパーに形成されたニードル弁２５を挿入した状態で前進／後退させることにより、流体の流量の調整を行うように構成したが、逆に、開口の内面をテーパー面を有するものとし、ニードル弁２５をストレートな外径を有するものとしてもよい。また、共にテーパー面とし、そのテーパー角度をニードル弁２５側がより大きなものとする構成としてもよい。
【００３８】なお、ここで、キャリッジ２４のニードル弁２５の保持方法について説明する。筒状に形成されたキャリッジ２４の開放端は、内側に折り曲げられてニードル弁２５をカシメ固定するようになっている。すなわち、ニードル弁２５の基部２５ａには、斜面部２５ｂが形成されており、開放端の折り曲げ部分は、この斜面部２５ｂに当接するようになっている。また、キャリッジ２４内のニードル弁２５と上述した回転軸３４との間には、ニードル弁２５を開放端側に付勢する付勢手段となると共に、ニードル弁２５が開口内で最奥部に嵌まった状態でさらにステッピングモータ３が駆動されることによるモータロック防止手段となるコイル状の加圧バネ２６が介在される。このため、ニードル弁２５は、キャリッジ２４の開放端の折り曲げ部分（カシメ固定するために折り曲げた部分）と、加圧バネ２６とで挟持されることによりキャリッジ２４に保持されると共に、開口内の最奥部まで到達しさらにステッピングモータ３が駆動されてもロック状態とならないようになっている。
【００３９】すなわち、本実施の形態では、この加圧バネ２６は、ニードル弁２５が開口に押し付けられた状態でさらにステッピングモータ３が駆動されると収縮するようになっている。そして、その収縮している間は、ステッピングモータ３の駆動力がニードル弁２５へは伝達されず、モータロックが回避される。また、本実施の形態では、さらなるステッピングモータ３の回転により加圧バネ２６がさらに収縮し、キャリッジ２４内に進出している回転軸３４の先端部分がニードル弁２５の軸２５ｄの後端部分にぶつかるようになっている。このぶつかった後は、後述するフリクション機構が働くことにより、ステッピングモータ３のロック状態を回避するようになっている。
【００４０】本実施の形態は、上述したような構成とすることにより、ニードル弁２５を動作させて開口を閉とする場合、ニードル弁２５を一旦開口に当接させ完全に開口を閉とした状態からステッピングモータ３のオーバーステップをさせることが可能となり、このオーバーステップを利用してニードル弁２５の動作制御における原点出しをすることができる。
【００４１】なお、本実施の形態では、上述したように、ニードル弁２５を閉方向に動作させる最に加圧バネ２６を収縮させて、ニードル弁２５の軸２５ｄの後端と回転軸３４の先端とを当接させた後に、後述するフリクション機構を働かせる構成となっているが、加圧バネ２６をもっと強靭で収縮し難いもので構成し、軸２５と回転軸３４とが当接しない構成としてもよい。その場合、加圧バネ２６は、ニードル弁２５の閉方向への動作により若干収縮するが、その若干収縮した時点で後述するフリクション機構が働き始めるものとなる。
【００４２】また、本体部２の先端付近の側面には、流入管４が取り付けられるとともに、先端部分には流出管５が取り付けられ、流入管４を通った流体（ここでは冷媒）は、一旦、本体部２内に入った後、本体部２の先端部分に設けられた細い径の開口で形成された流体流出路２８を通って流出管５に出るようになっている。なお、これら流入管４と流出管５は、本体部２に対して水素還元炉による銀ロウ付けによって接合される。各銀ロウ付け部分を符号Ｙとして示す。
【００４３】そして、流入管４を通って本体部２に入り、流体流出路２８を経て流出管５へと流れる冷媒の流量は、キャリッジ２４の動きに伴い、ニードル弁２５の弁部２５ｃが流体流出路２８内で移動することによって制御される。
【００４４】すなわち、本体部２の先端面に設けられた流体流出路２８には、キャリッジ２４に保持されたニードル弁２５の弁部２５ｃが挿入された状態で移動可能となっており、その先端部の位置によって冷媒の流量を調節するようになっている。なお、流体流出路２８の内径は、弁部２５ｃの最も太い径の部分と同じ寸法か、やや小さい寸法に設定されている。このため、ニードル弁２５を、深く奥側に押し込めば、流体流出路２８を確実なオフ状態（完全な閉塞状態）とすることができる。
【００４５】また、前述した軸受け部２１は、その外側面には、断面がＶ字形状の摩耗粉受け溝２１ｆが円周方向に沿って設けられると共に、その一方の端面側から他方の端面側に貫く２つの連絡通路２１ｇ，２１ｇが、回転軸支持貫通孔２１ａと平行に設けられている。そして、摩耗粉受け溝２１ｆを境にして摩耗粉受け溝２１ｆよりも先端側（本体部２への圧入方向先端側）の外径は、摩耗粉受け溝２１ｆよりも後端側（ロータ部３３側）の外径よりもわずかに小さいものとなっている。
【００４６】この軸受け部２１は、本体部２の内部空間をロータ部３３側から完全に遮断する状態で取り付けられる必要があり、高い密封性と確実な係合状態を得るために、本体部２への取り付けを行う際、本体部２に対してたたき込むようにして圧入される。このとき、外径のわずかに大きいロータ部３３側の側面の先頭部分（摩耗粉受け溝２１ｆの入口部分）が、本体部２の内面を削りながら圧入されていくことになり、その時に生じる摩耗粉を摩耗粉受け溝２１ｆ内で受けるようにしている。
【００４７】すなわち、軸受け部２１は、回転軸３４が螺合され、しかもこの回転軸３４の先端部には、キャリッジ２４（キャリッジ２４内にはニードル弁２５及び加圧バネ２６が収納された状態となっている）が既に取り付けられた状態で本体部２に圧入されるので、その時に摩耗粉が生じると、その摩耗粉が本体部２の内部に残された状態となってしまうため、その摩耗粉の逃げ場としての摩耗粉受け溝２１ｆが設けられる。
【００４８】また、本体部２には、図１に示すように、軸受け部２１の先端面を当接させることで軸受け部２１の挿入量を規制（位置決め）するための凸状段部２ｂがその内部の内周面の円周方向に設けられる。この実施の形態における本体部２は、この凸状段部２ｂを境にして、それより先端側の内径が後端側の内径より小径となっている。そして、凸状段部２ｂより後端側の内径は、軸受け部２１のロータ部３３側の外径（摩耗粉受け溝２１を境にして若干大きい側の外径）とほぼ同じ程度の外径を有し、軸受け部２１がたたき込まれることにより本体部２に圧入されるようになっている。
【００４９】そして、軸受け部２１が本体部２に完全に圧入された状態では、軸受け部２１の先端面は、本体部２の凸状段部２ｂに当接し両者が密接状態となる。これによって、磨耗粉受け溝２１ｆから磨耗粉がこぼれ出たとしても、その磨耗粉は本体部２内に侵入することはなくなる。なお、これは段部でなくてもよく、たとえば、本体部２の内周面に円周方向に凸部を形成するようにしてもよい。
【００５０】また、連絡通路２１ｇ，２１ｇは、ロータ収納ケース２３内に入ったエステル油などのオイルを抜くために設けられるもので、軸受け部２１の一方の端面側から他方の端面側に貫くように設けられているので、本体部２がロータ部収納体の下側となるようにすることで、ロータ収納ケース２３内に入ったエステル油などのオイルを確実に抜き取ることができる。
【００５１】また、この連絡通路２１ｇ，２１ｇは、ロータ収納ケース２３内に入ったオイルを抜くだけでなく、本体部２内に冷媒としてたとえばフロンガスを充填する際の導入路としても使用できる。なお、この軸受け部２１の本体部２への取付操作時や、フロンガスの充填操作時においては、前述したように、すでに回転軸３４は軸受け部２１に取り付けられている状態であるが、回転軸３４にはロータ部３３が取り付けられていない状態で行う。この回転軸３４にロータ部３３を取り付ける操作は、きわめて簡単に行うことができるが、その取り付け操作については次のフリクション機構の説明の中で述べることとする。
【００５２】このフリクション機構について、以下に説明する。
【００５３】ロータ部３３は、合成樹脂製の円筒部材３３１と、その周囲に装着されたマグネット３３２からなっている。そして、円筒部材３３１の中心部には、回転軸３４が着脱自在に挿入される回転軸支持孔３３ａが設けられ、その回転軸支持孔３３ａの軸受け部２１側の端部側には、回転軸支持孔３３ａよりも内径の大きな大径部が形成されている。この大径部は、第１の大径孔３３３と、その第１の大径孔３３３と回転支持孔３３ａの端部との間に形成された第１の大径孔３３３よりも大径の第２の大径孔３３４により構成されている。そして、これら第１の大径孔３３３と第２の大径孔３３４の側壁には、第２の大径孔３３４から第１の大径孔３３３を直線的に通るスリット（図示省略）が形成されている。
【００５４】一方、回転軸３４には、フリクション機構の一部としてのフリクションバネ３５が巻着される。このフリクションバネ３５は、一端部がフリクションバネ３５の円周の接線に対して直角方向に突出し（第１の突出部３５ａという）、他方の端部はフリクションバネ３５の接線方向に突出している（第２の突出部という＝図示省略）。この第２の突出部は、わずかに下側（第１の突出部３５ａ側）に折れ曲がっている。
【００５５】そして、このフリクションバネ３５は、第２の突出部側を上にしてその上方から見たとき、第２の突出部を基点に右巻き（時計方向巻き）で第１の突出部３５ａに至るようになっている。
【００５６】なお、このフリクションバネ３５の内径は、回転軸３４の外径より小さいものとし、回転軸３４をフリクションバネ３５の第２の突出部側から、フリクションバネ３５の径を押し広げるようにして挿入することで、フリクションバネ３５を回転軸３４に巻着するものとなっている。そして、通常の状態では、フリクションバネ３５がもともと持っている所期の締め付け力によって回転軸３４とフリクションバネ３５とは一体化された状態となる。また、このフリクションバネ３５の回転軸３４に対する締め付け力は、ステッピングモータ３のトルク（ロータ部３３のトルク）よりも小さくしている。
【００５７】また、このフリクションバネ３５の第２の突出部側には、回転軸３４に固定されたＥリング３７によってフリクションバネ３５が回転軸３４の先端方向に動くのを規制している。
【００５８】そして、フリクションバネ３５が巻着された回転軸３４を、ロータ部３３の円筒部材３３１の貫通孔３３ａに挿入する際、フリクションバネ３５の第１の突出部３５ａが上述したスリット内に入り込むようにして、回転軸３４を貫通孔３３ａに挿入して行く。これにより、フリクションバネ３５の第１の突出部３５ａは、スリットをガイドとして第１の大径孔３３３の終端部まで進み、そこで回転軸３４のそれ以上の挿入が規制される。また、第２の突出部は、ロータ部３３の円筒部材３３１には固定されることなく、第２の大径孔３３４の終端面上を自由に摺動可能となっている。
【００５９】なお、ロータ部３３の円筒部材３３１に設けられたスリットの溝の深さ（＝径方向の長さ）は、第１の突出部３５ａを先端から根本まで保持できる深さとしている。これは、ロータ部３３の回転力をフリクションバネ３５に伝達する際、第１の突出部３５ａ全体でロータ部３３の回転力を受けることにより、確実な回転力の伝達を行うためと、フリクションバネ３５の耐久性を向上させるためである。
【００６０】また、スリットの溝の幅は、第１の突出部３５ａの太さ（フリクションバネ３５を形成する部材の太さ）とほぼ同じとし、第１の突出部３５ａをスリットに差し込んだ状態としたとき、ロータ部３３の回転方向にがたつきがないようにしている。これは、もし、第１の突出部３５ａがスリットに対し、がたつきのある状態で差し込まれていると、ロータ部３３の回転に伴って、がたつきによる騒音が発生するおそれがあるからであり、それを防ぐためである。
【００６１】また、フリクションバネ３５の第１の突出部３５ａの反対側の端部となる第２の突出部は、前述したように、動きが自由となっている。なお、この第２の突出部は特に設ける必要性はないが、フリクションバネ３５の端部をそのままとしておくと、その端部が前述のＥリング３７に接触することによる摩擦などで、フリクショントルクに影響を与え、正常なフリクション作動が行えなくおそれがあるので、それを防止するために、フリクションバネ３５の端部を少し突出させ、しかもそれを下方にわずかに折り曲げている。
【００６２】フリクション機構は、このような構造となっており、回転軸３４とロータ部３３は、このフリクション機構により係合されることになる。そして、回転軸３４とロータ部３３が係合された状態（このとき、キャリッジ２４など本体部２内に収納されるべき部品はすべて取り付けられている）で、前述したロータ収納ケース２３がロータ部３３を覆うようにして、本体部２に取り付けられた鍔状プレート２２に対し超音波溶接などによって接合される。
【００６３】次に、前述したロータ規制部について説明する。
【００６４】このロータ規制部は、前述したように、ロータ収納ケース２３の内底面に設けられたロータ規制部材５０とロータ部３３側に設けられた突起３３ｂにより構成されている。ロータ規制部材５０は、図４に示すように、弾性を有する薄い金属板によって形成されており、ほぼ円形状の板体部（以下、円形板体部という）５０ａと、この円形板体部５０ａから外周方向に円形板体部５０ａと同心円状に円形板体部５０ａを１／４周するように湾曲するように形成された角（つの）状接片５０ｂとによりなっている。
【００６５】角状接片５０ｂは、図４において奥側に配置されるこの角状接片５０ｂの基部（円形板体部５０ａとの境界となる部分）５０ｃと円形板体部５０ａの中心点を結ぶ線と、先端辺５０ｄと円形板体部５０ａの中心点とを結ぶ線とが直交するように構成されている。この角状接片５０ｂの先端辺５０ｄは、水平面（円形板体部５０ａ）に対して角度αの傾きを有している。
【００６６】このように構成されたロータ規制部材５０は、円形板体部５０ａの中心位置をロータ収納ケース２３の内底面の中心位置に一致させてスポット溶接を行うことによりロータ収納ケース２３に取り付けられる。このように、円形板体部５０ａとロータ収納ケース２３のそれぞれの中心を一致させて両者を接合させるのは、ロータ収納ケース２３の内底面における円形板体部５０ａの溶接位置の位置出しが容易に行えるのと、ロータ収納ケース２３という狭い空間内での溶接をし易くするためである。
【００６７】一方、ロータ部３３は、その合成樹脂製の円筒部材３３１の下端部に突起３３ｂが設けられている。前述したように、この突起３３ｂがロータ規制部材５０に当接することにより、ロータ部３３のそれ以上の回転が規制され、これにより、ロータ部３３の直線的な移動（ロータ収納ケース２３の内底面方向への移動）が規制される。すなわち、ロータ部３３がロータ収納ケース２３の内底面方向に移動してきたときに、突起３３ｂが前述した角状接片５０ｂの先端辺５０ｄに当接することにより、それ以上の動きが規制される。
【００６８】ロータ部３３側の突起３３ｂは、図４に示すように、その先端３３ｅが水平面（ロータ規制部材５０の円形板体部５０ａ）に対して角度αの傾きを有している。つまり、前述した角状接片５０ｂの先端辺５０ｄと同じ角度の傾きを有している。そして、この突起３３ｂと角状接片５０ｂの位置関係は、ロータ部３３が回転する際の突起３３ｂの回転軌跡内に角状接片５０ｂの先端辺５０ｄが位置するような配置とする。なお、この実施の形態では、角状接片５０ｂは円形板体部５０ａから円弧を描くように形成されているため、その円弧は突起３３の回転軌跡に沿うような円弧となる。
【００６９】このような構成とすることにより、ロータ部３３が正回転することにより、ロータ部３３が或る位置にまで移動している状態から、ロータ部３３が逆回転しながらロータ収納ケース２３の底部方向へ移動してきて、本来停止する位置より更に逆回転したとしても、やがて、ロータ部３３に設けられた突起３３ｂの先端３３ｅが、角状接片５０ｂの先端辺５０ｄに当接するようになる。
【００７０】このように、ロータ部３３に設けられた突起３３ｂの先端３３ｅが、角状接片５０ｂの先端辺５０ｅに当接すると、ロータ部３３のそれ以上の動きが規制される。
【００７１】また、この状態から今度は、ロータ部３３が正回転しながらロータ収納ケース２３の内底面から離れる方向へ移動する際は、突起３３ｂの先端３３ｅが角状接片５０ｂに接触しながら角状接片５０ｂを下方に押しながら進むので、大きな抵抗もなくスムーズに移動できる。
【００７２】ロータ規制部については、ここでひとまず説明を終了し、次の説明に入る。なお、ロータ部３３の動きを規制するタイミングや、突起３３ｂの先端３３ｅが角状接片５０ｂの先端辺５０ｄに当接する際の両者の接触関係などについては、後述の流量制御装置の全体的な動作の説明で述べることとする。
【００７３】ところで、前述のロータ部収納体の側面外周には、コイル３１が巻装されたステータ部３２が装着される。このステータ部３２は、ステータ収納体３８に収納された状態で本体部２に取り付けられる。なお、ステータ収納体３８を本体部２に取り付ける際、スタータ収納体３８は、弾性力を有するホルダ４０によって本体部２に対して着脱自在に保持されるようになっている。ステータ収納体３８には、ホルダ４０の先端部に設けられた係止爪４０ｃが引っかかるような段部３８ａが形成されている。
【００７４】ホルダ４０は、本体部２に対してその弾性力により本体部２の外周を締め付けるような状態で保持される。そして、このとき、突起（図示省略）が、本体部２に食い込むような状態となるので、周方向に動いたりすることがなく、また、本体部２に設けられた段部２ａにより本体部２の軸方向、すなわち先端方向及び後端方向への動きが規制されるので、確実な保持状態が得られる。なお、本体部２には、このホルダ４０が本体部２の外周に取り付けられたとき、その外周に沿って軸方向にスライドしないためのズレ防止用の段部２ａが形成されている。
【００７５】このように本体部２にホルダ４０が取り付けられた状態で、ステータ部３２が収納されたステータ収納体３８を、本体部２に取り付ける。このとき、本体部２に既に接合されたロータ収納ケース２３をステータ収納体３８の中央の空間部に挿入するようにしてステータ収納体３８を本体部２方向にスライドさせて行く。
【００７６】これにより、そのステータ収納体３８に設けられた段部３８ａに、ホルダ４０の係止爪４０ｃがその弾性力によって落ち込み、ステータ収納体３８は本体部２に保持される。なお、このステータ収納体３８を本体部２から取り外す際は、ステータ収納体３８を本体部２から引き離す方向に強く引っ張ることにより外すことができる。
【００７７】このように、ステータ収納体３８は、本体部２に対してワンタッチで着脱できるので、ステータ部３２やコイル３１部分、さらには、これらに接続された電源供給部３６部分などのメンテナンス時には便利なものとなる。なお、ステータ部３２とロータ部３３とは、キャリッジ２４が前進し、ニードル弁２５の最も径の太い部分が流体流出路２８に当接したその瞬間が最もロータ部３３の回転力を強くできるように、ステータ部３２の極歯とロータ部３３のマグネット３３２の各磁極中心をその当接時に一致させるようにしている。
【００７８】次に、このように構成された流体の流量制御装置１における流量の制御について説明する。
【００７９】まず、キャリッジ２４内のニードル弁２５の弁部２５ｃが本体部２の流体流出路２８に当接していない状態（流体流路２８との間にギャップのある状態）では、流入管４を流れる流体は、本体部２内に入った後、流体流出路２８を通って流出管５に流れ出て行く。この状態で、流体の流れをオフする（断つ）動作を行うには、ステッピングモータ３のロータ部３３を正回転させるようにコイル３１を通電状態とする。これにより、ロータ部３３が正回転する。
【００８０】ところで、ロータ部３３が回転を開始するまでは、ロータ部３３に設けられた突起３３ｂは、通常、その先端３３ｅがロータ収納ケース２３側に設けられた角状接片５０ｂの先端辺５０ｄから軸方向に離れた状態となっている。しかし、前回の停止時にロータ部３３が余分に逆回転し、突起３３ｂが角状切片５０ｂに突き当たって停止した場合は、突起３３ｂが先端辺５０ｄに当接している状態となっている（図４に示す状態）。この状態から、ロータ部３３が正回転を開始すると、その突起３３ｂも同方向に回転し、やがて、角状接片５０ｂ上を通過して行く。
【００８１】このようにして、逆回転停止時に、先端辺５０ｄとの当接によってロータ部３３が停止させられたとしても、ロータ部３３はスムーズに正回転する。すなわち、このロータ部３３の正回転動作時には、ロータ部３３の回転は、ロータ規制部（突起３３ｂとロータ規制部材５０により構成される）によって何等規制されることなくスムーズに回転を行うことができる。そして、このロータ部３３の回転力は、フリクションバネ３５を介して回転軸３４に伝えられ、回転軸３４も回転する。
【００８２】すなわち、フリクションバネ３５は、回転軸３４に対し一定の力（フリクションバネ３５がもともと持っている所期の締め付け力）で締め付けた状態で巻着されており、また、第１の突出部３５ａがロータ部３３の円筒部材３３１のスリット３３５に差し込まれているので、ロータ部３３が回転することにより、その回転力が回転軸３４に伝達される。これにより、回転軸３４は、ロータ部３３の回転とともに回転する。
【００８３】また、回転軸３４に刻まれた雄ネジと本体部２側の軸受け部２１に刻まれた雌ネジが螺合しているので、ロータ部３３が回転（ここでは正回転）することにより、ロータ部３３と回転軸３４はともに直線的に本体部２内をその先端方向に向かって移動する。そして、やがて、回転軸３４の先端部に取り付けられたキャリッジ２４内のニードル弁２５の弁部２５ｃが、本体部２の先端部に設けられた流体流出路２８に進入していく。
【００８４】このようにして、ニードル弁２５が本体部２の流体流出路２８内に進入していくと、ニードル弁２５の弁部２５ｃの外周面と流体流出路２８との間のギャップが徐々に狭くなる。これによって、流体の流量は徐々に減少する。そして、弁部２５ｃが、流体流出路２８の最深部まで進入すると、弁部２５ｃの最も径の太い部分と流体流出路２８の内周面とが面接触し、ギャップが完全になくなる。これによって、確実に流体の流れを阻止することができる。
【００８５】なお、本実施の形態では、ニードル弁２５の弁部２５ｃの先端部分が流体流出路２８の最深部（ニードル弁２５が進出しうる最深部）まで到達する前に、ステッピングモータ３３を停止して、ニードル弁２５を途中部分で停止させる制御を行うことが可能なものとなっている。これにより、弁部２５ｃと流体流出路２８とのギャップを適度に調節し、流体流出路２８を通過する流体の流量を調節することが可能なものとなっている。
【００８６】なお、上述の状態（完全に流体の流れを阻止した状態）でステッピングモータ３の駆動を停止させても良いが、組み立て誤差等を吸収させるため、通常は、さらに駆動を継続させる。しかし、ニードル弁２５を流体流出路２８に押し付ける力は、加圧バネ２６によって吸収される。そして、ニードル弁２５には、その加圧バネ２６の伸張力により流体流出路２８を一定以上の力で押しつける力が働いて、確実な当接状態を得ることができる。
【００８７】なお、この加圧バネ２６は、ニードル弁２５を流体流出路２８に押しつけることにより確実な当接状態を得る働きをするとともに、ニードル弁２５に対し、常に、キャリッジ２４の先端部に押しつける力を与えているので、ニードル弁２５のがたつきが防止される。これにより、流体の圧力によって、ニードル弁２５が振動するのを防止でき、ニードル弁２５の振動によるノイズの発生を防止することができる。
【００８８】そして、このようにニードル弁２５の弁部２５ｃの外周部分が本体部２の流体流出路２８に当接した状態で、さらにロータ部３３が回転を続けようとした場合、フリクション機構が働く。すなわち、ニードル弁２５が本体部２の流体流出路２８に当接した状態（完全にギャップがなくなった状態）で、さらにロータ部３３が回転すると、その回転力によってフリクションバネ３５の第１の突出部３５ａも一緒に回転し、それに伴いフリクションバネ３５も回転して、回転軸３４も回転しようとする。しかし、このとき、回転軸３４は、ニードル弁２５が本体部２の流体流出路２８に一定以上の力で当接状態となっていることにより、その動きが規制され、前進できない状態となっている。
【００８９】このような状態でロータ部３３がさらに回転しようとすると、ロータ部３３の回転トルクは、フリクションバネ３５の回転軸３４に対する滑りトルクよりも大きいので、フリクションバネ３５は、回転軸３４上を滑って回転し、ロータ部３３は空回りの状態となり、回転軸３４をそれ以上回転させるのを防止できる。
【００９０】このような流体の流れをオフした状態から今度は、流体の流れをオン状態（流体を流れさせる状態）とするために、ロータ部３３の回転を逆回転させるように、コイル３１に通電したとする。すると、ロータ部３３は、逆回転し始める。このとき、ニードル弁２５が、本体部２の流体流出路２８に一定以上の力で当接状態となっていることにより、回転軸３４は前進できない状態となっている。この状態で後進させようとすると、ロータ部３３の回転力をフリクションバネ３５を介して回転軸３４に伝達できない状態（フリクション機構が働いてロータ部３３が空回りする状態）となりがちであるが、このフリクション機構では、確実に後進が可能となる。
【００９１】すなわち、このフリクション機構では、ロータ部３３が逆回転すると、その円筒部材３３１のスリット（図示省略）に差し込まれたフリクションバネ３５の第１の突出部３５ａも共に逆回転方向に動こうとする。このフリクションバネ３５は、上述したように右巻きのコイルバネであるので、ロータ部３３が逆回転すると、第１の突出部３５ａはフリクションバネ３５の内径を小さくしようとする動作、つまり、フリクションバネ３５が回転軸３４を、より大きく締め付けるような動作を行う。
【００９２】これにより、ロータ部３３の回転力は、回転軸３４に伝達され、回転軸３４はロータ部３３とともに逆回転動作を行い、本体部２から抜け出るような方向に動き、ステッピングモータ３が所定のステップ数だけ動作すると、ニードル弁２５はキャリッジ２４の先端に係合する。その後、さらにロータ部３３が逆回転すると、ニードル弁２５は、キャリッジ２４と共に移動し始め、本体部２の流体流出路２８から離れ、流体が流れる状態（オン状態）となる。
【００９３】このように、ロータ部３３が所定数だけ逆回転し、流体が流れる状態となったあと、ロータ部３３のそれ以上の回転（逆回転）は、前述したロータ規制部によって規制される。すなわち、ニードル弁２５が流体流出路２８にギャップが生じないように当接している状態から、ニードル弁２５が流体流出路２８から離れ、流体が流れる状態（オン状態）となり、さらに逆回転を継続して停止するまでの間のロータ部３３の回転数は予め設定されている。
【００９４】なお、何らかの理由で、ロータ部３３が回転を必要以上に継続したり、必要数の回転をする前に回転軸３４がロータ収納ケース２３の内底面側に移動しすぎている状態が発生し得る。そのような場合、ロータ部３３が、それ以上、回転（逆回転）を行おうとしても、その回転が規制されるようになっている。具体的には、ロータ部３３が所定の軸方向位置まで戻った時点で、ロータの突起３３ｂの先端３３ｅが角状接片５０ｂの先端辺５０ｄに当接するように設定している。
【００９５】このとき、前述したように、ロータ部３３の突起３３ｂの先端３３ｅと角状接片５０ｂの先端辺５０ｄは、同じ角度の傾斜を有しているので、図４に示したように、突起部３３ｂの先端辺３３ｅと角状接片５０ｂの先端辺５０ｄがほぼ全体で当接する状態となる。このため、確実な当接状態が得られると共にその当接位置の設定精度を高くでき、ロータ部３３の回転を確実かつ正確に規制することができる。
【００９６】このように、確実な当接状態を得るために、ロータ部３３の突起３３ｂの先端３３ｅと角状接片５０ｂの先端辺５０ｄを、同じ角度の傾斜としているのである。つまり、もし、ロータ部３３の突起３３ｂの先端３３ｅが傾斜を持たない形状とすると、図４に示すように、ロータ部３３が所定回数の逆回転をしたとき、その突起３３ｂの角状接片５０ｂに対する当接状態は、突起３３ｂのかど部だけによる点接触に近い当接状態となり、確実な当接状態が得られない。
【００９７】しかも角状切片５０ｂの先端のわずかな位置ずれによって回転停止位置がずれることとなり、停止位置の精度が確保しづらいものとなる。このため、ロータ部３３の回転を確実かつ精度良く規制することができない可能性が生ずる。これらを防止するために、ロータ部３３の突起３３ｂの先端３３ｅと角状接片５０ｂの先端辺５０ｄは、同じ角度の傾斜を持たせるようにしている。
【００９８】なお、本実施の形態は、上述したように、完全なオフ／オンだけでなく流量の微調整が可能なものとなっている。すなわち、ニードル弁２５の弁部２５ｃの外周面が流体流出路２８の内周面に当接してしまう前に、ステッピングモータ３３を停止して、ニードル弁２５を途中部分で停止させる制御を行うことが可能なものとなっている。
【００９９】以上のように、この実施の形態では、ステッピングモータ３によりキャリッジ２４を本体部２の流体流出路２８方向に移動させることにより、キャリッジ２４に保持されたニードル弁２５が本体部２に設けられた流体流出路２８を封鎖して流体流出路２８を閉状態とする。一方、キャリッジ２４を本体部２の先端部から離れるように移動させることにより、ニードル弁２５を流体流出路２８に対し所定のギャップのある状態とすることができ、流体流出路２８の開き状態を微調整することができる。
【０１００】しかも、この実施の形態で用いたステッピングモータ３は、ロータ部３３が正回転して流体の流れを停止させる状態となってから、逆回転させる際、予め決められた回転数以上の逆回転、すなわちロータ部３３の軸方向の所定量以上の動きを規制するロータ規制部を有している。これにより、ロータ部３３が許容される移動量分だけ軸方向に移動したあとは、それに伴うロータ部３３の動きを確実に規制することができ、ロータ部３３を所定位置で確実に止めることができる。
【０１０１】そして、このロータ規制部は、ロータ部３３側に設けられた突起３３ｂとロータ収納ケース２３側に設けられたロータ規制部材５０の２つの単純な構成の部品のみで実現でき、かつ、確実で正確な規制が行え、さらに、少なくとも、ロータ部３３の正回転時には両者の衝撃音は発生することはない。また、逆回転時においては、確かに、突起３３ｂと角状接片５０ｂは当接する可能性があるが、これは、常に当接するとは限らない。つまり、両者が当接する以前にロータ部３３の回転は停止するように設定しており、仮にそれ以上回転を続けたときの備えとしての規制であるので、常に、逆回転時に衝撃音が発生するとは限らない。したがって、規制動作時における衝撃音によるノイズを最小限に抑えることができる。
【０１０２】また、この実施の形態では、ステッピングモータ３のフリクション機構として、コイルバネをフリクションバネ３５として用い、ロータ部３３が正回転方向に回転する際は、フリクションバネ３５の持つ所期の締め付け力によってロータ部３３の回転力が回転軸３４に伝達され、回転軸３４を回転させることができる。そして、その回転状態において、回転軸３４に大きな負荷が加わったときは、フリクションバネ３５がロータ部３３の回転に伴って回転軸３４上を滑って回転し、ロータ部３３が空回りする状態となり、回転軸３４がそれ以上無理に動くのを防止できる。このため、回転軸３４が正方向に移動した際にロック状態となるのを回避できる。
【０１０３】一方、このような状態から回転軸３４を元に復帰させようとして、ロータ部３３を逆回転させると、フリクションバネ３５が回転軸３４を大きな力で締め付けるので、ロータ部３３の回転力を確実に回転軸３４に伝達することができる。したがって、回転軸３４が仮にロックされていても、その状態から、その回転軸３４を元の位置に復帰させようとする場合、ロータ部３３の回転力を確実に回転軸３４に伝達することができ、ロック状態を外すことができる。
【０１０４】以上のように、この実施の形態で示すモータは、ロータ部３３を正回転させ、それに伴う回転軸３４の動きを利用して何らかの動作を行った後、ロータ部３３を逆回転させて元の状態に戻すという一連の動作を行わせる際の駆動源として最適なモータであるといえる。
【０１０５】また、軸受け部２１に連絡通路２１ｇを設けたので、ロータ収納ケース２３内に入ったエステル油などのオイルを簡単に抜くことができる。さらに、この連絡通路２１ｇは、オイルを抜くだけでなく、本体部２内に冷媒、たとえばフロンガスを充填する際の導入路としても使用できる。
【０１０６】また、この実施の形態では、本体部２と流入管４、流出管５の接合、本体部２と鍔状プレート２２の接合は、それぞれ水素還元炉による銀ロウ付けによって行っているので、フラックスの塗布および銀ロウ付け後の酸化膜を取り除くための後処理を無くすことができる。
【０１０７】なお、この実施の形態の流体の流量制御装置１は、回転軸３４のニードル弁２５側の先端が、キャリッジ２４の加圧バネ２６が挿入されている開口の先端部分から突出するように、開口の先端部分を折り曲げてニードル弁２５をカシメ固定している。また、ニードル弁２５のキャリッジ２４との当接部には傾斜面が形成されている。
【０１０８】このため、ニードル弁２５がキャリッジ２４内に沈み込んだとき、ニードル弁２５の後端部分が回転軸３４の先端に当たることとなり、加圧バネ２６が圧縮されたときの不具合、例えば、加圧バネ２６がキャリッジ２４内で沈み込み復帰できなくなったり、ニードル弁２５の後端部分がキャリッジ２４内で傾いた位置に固定される等の不具合を回避することができる。
【０１０９】なお、上述の実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の例であるが、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変形実施可能である。たとえば、上述の実施の形態では、フリクションバネ３５の一端をロータ部３３に係合させ、他端をフリーにしているが、他端を回転軸３４に係合させるようにしても良い。
【０１１０】さらに、上述の実施の形態では、弁としての働きをするニードル弁２５の駆動を行うモータとしてステッピングモータ３を使用した例について説明したが、ステッピングモータ以外のモータを採用したり、駆動源としてソレノイド等モータ以外の機構を採用しても良い。
【０１１１】また、ニードル弁２５をキャリッジ２４の先端部に押しつける力を与えるバネとして、上述の実施の形態ではコイル状の加圧バネ２６を用いたが、この加圧バネはコイル状のバネでなくてもよい。たとえば、板バネを用い、この板バネの弾性力によりニードル弁２５をキャリッジ２４の先端部に押しつけることも可能である。
【０１１２】さらに、本体部２にステータ収納体３８を保持するためのホルダ４０は、上述の実施の形態の構造に限られるものではなく、ステータ収納体３８とワンタッチ的に確実に保持されるような係合関係を得ることができるものであれば他の構造のものとしてもよい。また、ホルダ４０の突起を爪形状とせず凸状としたり、ホルダ４０の係止爪４０ｃを鋭角状のもの等他の形状に変更しても良い。
【０１１３】さらに、ロータ収納ケース２３側に設けられるロータ規制部材５０の形状は、上述の実施の形態で示した形状に限られるものではなく、弾性を有する薄い板状のロータ規制部材の一端部をロータ収納ケース２３に固定し、他端部（先端辺５０ｄ）をロータ部３３の回転軌跡内の所定高さとなるように位置させるようにしたものであれば、他の形状のものを採用しても良い。また、ロータ規制部材５０の固定は、スポット溶接以外に、接着剤固定、圧入固定等他の固定手段を採用することができる。
【０１１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の流量制御装置は、モータの回転軸の先端部分に、ニードル弁で構成された調整弁を「カシメ」の力とバネ等による「付勢」の力とで保持した保持部材を固定し、モータの駆動力によりニードル弁を流路内で移動させるようにしている。そのため、ニードル弁が、流路（本体に形成された開口）に対して多少遊びを持った状態で、かつ厳密に臨むこととなり、設計時にそれ程厳密な寸法出しを要さないものとすることができる。そのため、組み立てコストや部品コストを、大幅に削減することが可能で、生産性の向上にも寄与できる。
【０１１５】また、ロータの回転力を直線方向への推進力に変換する変換手段を、雄ネジと雌ネジとから構成し、雄ネジをカシメにより変形しない位置（例えば、保持部材とは別部材）に設けると、ネジ同士の螺合がスムーズに、しかも正確に行われることとなる。
【０１１６】また、ネジ同士の螺合以外に、回転軸の雄ネジの形成されていない部分と、本体側の円筒部とを摺接させることにより、回転力を推進力に変換するものとすると、ネジ同士の寸法をそれ程厳密なものとする必要がない。そのため、さらに、組み立てコストや部品コストを、大幅に削減することが可能で、生産性の向上にも寄与できる。
【０１１７】また、本発明の流量制御装置は、ロータ部が正回転して、ある位置にまでロータ部が直線運動した状態となってから、ロータ部が逆回転させる際、予め決められた位置以上のロータ部の逆回転を規制するロータ規制部材を有しているので、ロータ部が逆回転を継続しても、所定位置まで戻ると、ロータ部の動きを確実に規制することができ、ロータ部を所定位置で確実に止めることができる。そのため、流体の流量制御を安定的かつ効率よく行うことができる。
【０１１８】そして、このロータ規制部材は、ロータ部側に設けられた突起とロータ収納ケース側に設けられたロータ規制部材の２つの単純な部品のみで実現でき、かつ、確実な規制が行え、さらに、ロータ部の正回転時には両者の衝撃音は発生することがなく、ノイズを極力抑えることが可能となる。
【出願人】 【識別番号】０００００２２３３
【氏名又は名称】株式会社三協精機製作所
【出願日】 平成１１年４月１日（１９９９．４．１）
【代理人】 【識別番号】１０００８７８５９
【弁理士】
【氏名又は名称】渡辺 秀治
【公開番号】 特開２０００−２９１８１７（Ｐ２０００−２９１８１７Ａ）
【公開日】 平成１２年１０月２０日（２０００．１０．２０）
【出願番号】 特願平１１−９４９４７