JP2003021254A - バルブ駆動装置 - Google Patents
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Abstract
制御弁を提供する。 【解決手段】 プレス成形した弁座プレート13と薄板
を折曲げて成形したパイプ支持板30とを接合する。弁
座プレート13にパイプ26,28A,28Bの外径に
合せて設けた型押し凹部29で各パイプの開口部を支持
し、パイプ支持板30段部30aのパイプ支持孔13b
で貫通した各パイプの胴部を支持すると、各パイプは直
立させて位置決めできる。弁座プレート13の各凹部2
9に接合する各パイプ周辺と弁座プレート13に圧入し
て貫通させた各歯車支軸18,21A,21B外周を気
密にロー付する。プレス成形した気密ハウジング14を
弁座プレート13にロー付して弁室22を封止する。
Description
制御するバルブ駆動装置に関し、例えば、ヒートポンプ
式冷凍機構の温度制御に係わり、より具体的には、冷媒
流量制御または通路切換に使用する電動式制御弁の構成
に関する。
制御する電動膨張弁は各種考案されている。図11にモ
ータ式冷媒用三方弁の一例の概略を部分断面で示すよう
に、三方弁100は、符号200で示すステッピングモ
ータの直下に同心で構成され、ステータ201の電流制
御によって駆動されるロータ202と一体の回転軸10
1の下端に同軸で一体回転する樹脂製の弁体102が軸
方向に摺動自在に連結されている。弁体102は下面に
突設したリブ103が圧縮スプリング104によって弁
座105に圧接されている。
a,106bへの連通孔107a,107bが弁室10
9内に開口し、弁室109内で弁体102を介して流入
口110と選択的に連通する。リブ103は図12に示
されるように半月状の凹部111を囲む形状で、回転軸
101の回転角度に応じて、一個の弁体102が連通孔
107a,107bの仕切を4モードに切替える。すな
わち、図10(a)は連通孔107a:閉−連通孔10
7b:開、図10(b)は連通孔107a,107bと
もに閉、図10(c)は連通孔107a:開、連通孔1
07b:閉、図10(d)は連通孔107a,107b
ともに開を示す。
プを接続して流路を切換える弁部を構成する制御弁の基
体部分は、ステンレスまたは黄銅を使用して、面粗度に
厳密な管理を必要とする弁座と弁体との摺動面の面加工
や、精密を要する細孔、貫通しない段付孔、袋孔などの
孔加工は、切削作業によって加工精度を確保している。
を確保するパイプ径の大きさによっては、パイプを仮固
定する孔の有効深さを確保するために基体には厚みが必
要である。また、取付場所のスペース制限やコンパクト
化のために、図示のように流入パイプを側面に取付けて
制御弁全体の外径を細く形成する。しかしながら、円筒
の側面加工やロー付は気密性を確実に保証することが困
難で製品に安定性が得られない。
黄銅は、切削し易くロー付は容易であるが、扱う流体に
よって所要箇所に部分的に使用する耐食性ステンレスと
のロー付ができない。そこで、ステンレス板に板にニッ
ケルメッキを施した平座金とロー付固定した後、平座金
端部で黄銅部分にロー付して固定している。しかもステ
ンレスは、切削が困難な上高価であるから、基体材料と
して含む割合が少ないことがコストを抑制する上で望ま
しい。
加工が困難で、パイプを仮固定する貫通しない段付孔や
袋孔加工は深い孔が加工できず、ステンレス薄板でパイ
プを仮固定する袋孔加工や平面度確保は困難で、精度を
確保するには、プレスや鍛造に比べて生産効率が落ちる
が、どうしても切削加工に頼らざるを得ない。このよう
に、制御弁基体を効率よく製作して経済効果を発揮する
には、材料費の削減、材料の加工と溶接、ステンレス板
のプレス処理などの点で多くの問題がある。
付孔や袋孔でなく、全てを貫通孔にして生産効率を向上
させ、しかも高圧に耐える制御弁を提供することであ
る。そのため、パイプ接続部および固定軸材圧入部の貫
通孔を全てロー付して気密に封止することである。また
本発明の目的は、軸固定プレス成形品とパイプ固定用の
薄板プレス成形品の二部品で構成し、両者を密着させて
仮固定する締結部を設け、均一な熱伝導により綺麗なTI
G溶接ができるようにすることである。そして、パイプ
固定用の薄板プレス成形品には、貫通させた固定軸の周
りにロー材が気密に肉盛りできる孔と、パイプを仮固定
するバーリング筒部の根元部分にロー溜りとなるアール
部分とを設けて、両プレス成形板の固定に活用すること
である。
めに、本発明に係わるバルブ駆動装置は、基本的に流体
の流入パイプおよび流出パイプを含んで流体通路の一部
をなし、前記流入パイプまたは前記流出パイプと連通す
る弁口を開閉して前記流体の流動を継断する弁体を内設
する本体と、前記弁体を駆動する駆動手段とを有するバ
ルブ駆動装置であって、本体ケース内部に開口して対応
する前記流入パイプまたは前記流出パイプを外部に接続
する前記弁口の周囲に弁座を構成し、この弁座に貫通孔
を穿設して、前記本体ケース内部に内設される回転体を
支持する固定軸を係合し、溶接により前記固定軸を前記
本体ケースに固定するとともに前記貫通孔を気密に封止
する。
プおよび流出パイプの開口面を着座させる凹部を型押し
によって刻装し、前記流入パイプおよび流出パイプを直
立させて保持するパイプ支持板を薄板の折曲げ加工で形
成して、前記弁座プレート面に重ねて接合した。なお、
前記溶接にはロー付を使用した。
の端末は、前記弁座の外面近傍に凹設するかまたは前記
弁座外部に適当な長さで突設させる。なお、前記回転体
は前記駆動手段から前記弁体に駆動力を伝達する歯車で
あり、前記固定軸はこの歯車を回転自在に支持する歯車
軸である。しかも、前記歯車軸は、一端を前記弁座に固
定し、他端を自由端とする片持ち構造である。
動装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1
は、本発明に係わるバルブ駆動装置11の実施例とし
て、三方弁12に対する適用例を拡大して縦断面で示し
た側面図である。バルブ駆動装置11は金属板をプレス
成形した弁座プレート13上に構成されて密閉ハウジン
グ14で気密に封止される。そして、密閉ハウジング1
4の外面に密着させて周設したステータ16(二点鎖線
による概略図示)に、図示しないコンピュータから駆動
信号を入力して、密閉ハウジング14内に設けたロータ
15の所定角度における回転/停止を制御する。
体に固設され、弁座プレート13に対向する端部にはロ
ータピニオン17が形成されて、固設したロータ支軸1
8に回転自在に支持される。密閉ハウジング14は、ロ
ータ15のマグネット15a外周面とステータ16内周
面が近接するように縮径されて、閉端側にロータ15の
支軸18の一端に嵌合して支軸18を中心位置に安定に
支持する凹部14aが設けられる。密閉ハウジング14
の開端14b側は拡径してステータ16を載置する段部
14cを設け、拡径された開端14bの内面は、プレス
成形した弁座プレート13外周の段付きに形成した縮径
周縁部13aと密に嵌合する。密閉ハウジング14の開
端14bを弁座プレート13の縮径周縁部13aに嵌入
すると、弁座プレート13の中心孔13bと密閉ハウジ
ング14の固定軸支持凹部14aとは同一軸線上に整合
する。
レート13の平面図、図2(b)は、(a)のb−b線
に沿った断面図、図2(c)は(b)のc−c線に沿っ
た裏面図である。弁座プレート13には中心孔13bが
貫通され、ロータ支軸18を裏面13f側から圧入して
弁座プレート13を貫通し、弁座23側で所定の高さに
立設される。ロータ支軸18の高さで密閉ハウジング1
4の高さを規制すると、密閉ハウジング14と弁座プレ
ート13との嵌合深さが確定されるから、弁座プレート
13は縮径周縁部13aの段差をなくして形状を簡略化
することができる。
3bの両側のほぼ対称な2か所にロータピニオン17を
共通歯車として噛合する二個の歯車20A,20Bの支
軸21A,21Bを固設する貫通孔13cが穿設され
る。歯車支軸21A,21Bをロータ軸18と同様に裏
面13f側から圧入して、弁座プレート13を貫通し弁
座23側で所定の高さに立設する。歯車支軸21A,2
1Bの外部端末は、弁座プレートの裏面13fから中へ
押込んで凹設するか、弁座プレートの裏面13fから突
出させ、ロー付による気密を確実にする。歯車20A,
20Bは支軸に21A,21Bによって回転自在に支持
される。
13cと同心で歯車20(A,B)の外径とほぼ等しい
内径の円形段13dをプレス成形で浅く型押しして平滑
な凹面13eを刻装し弁座23とする。凹面13eの深
さは誇張して図示してある。この弁座23内で弁座プレ
ート13外縁に近くの適当な位置に流出パイプ28
(A,B)に連通する小径の連通孔25(A,B)を貫
通する。
イプ26に連通する連通孔27を貫通する。そして、弁
座プレート13の裏面13f側には、各連通孔25A,
25B,27とほぼ同心に流出パイプ28A,28Bお
よび流入パイプ26の外径に嵌合する段付孔29をそれ
ぞれプレス型押しにより刻装する。さらに、弁座23側
の3箇所から裏面13f側に位置決め突起13gを垂直
に打ち出す。
3は図3に示す歯車20A,20B下面に連結した弁体
24A,24Bに凸設させた、クロスハッチで示す所定
パターンの摺接面24a-A,24a-Bと当接する面粗度
を限定した範囲内に確保する。図3(a)は図1のIII
−III線に沿って弁座プレート13を透視した態様の図
示である。摺接面24a-A,24a-Bの輪郭パターンが
連通孔25A,25Bを開閉する4モードを、図3
(a)〜(d)に示す。図3(a)は第一連通孔25
A、第二連通孔25Bともに開、図3(b)は、第一連
通孔25A:開、第二連通孔25B:閉、図3(c)は
第一連通孔25A、第二連通孔25Bともに閉、図3
(d)は第一連通孔25A:閉、第二連通孔25B:開
を示す。
30-1を示す平面図、図4(b)は(a)のb−b線に
沿った断面図である。図4(c)は(a)のc−c線に
沿った断面図である。第一実施例の部材には、符号の末
尾に-1を付し、それ以外の同等部材には同じ符号を使用
する。パイプ支持板30-1には、弁座プレート13の裏
面13fに重ね、位置決め突起13gを圧入して相互の
位置を確定して仮固定するノック孔30e-1が3か所に
穿設され、弁座プレート13の中心孔13bとの対応位
置にロータ支軸18の外径より大きな内径の中心貫通孔
30c-1を穿設するとともに、歯車支軸21A,21B
の対応位置に遊嵌孔30d-1を貫通して、各支軸18,
21A,21Bの外周と弁座プレートの裏面13fとの
接合部にロー材が溜り易い部分を設け気密な封止を確保
する。
所の連通孔27,25(A,B)との対応する各段付孔
29に流入・流出パイプ26,28A,28Bの開口端
を着座させて保持するパイプ挿入部30fをバーリング
によって形成する。パイプ挿入部30fの根元は角隅を
アールに面取してロー溜りとする。また、仮固定ノック
孔30e-1の一つと、中心貫通孔30c-1を結ぶ直径線
両側の対称位置2箇所を切起し、後述するステータ位置
決めフレーム40を仮止する係止片30g-1とする。
30-2を示す平面図、図5(b)は、(a)のb−b線
に沿った断面図で、弁座プレート13と流入パイプ26
および流出パイプ28Aとを組合わせた部分組立態様を
示し、倒立させて図示してある。第二実施例の部材に
は、符号の末尾に-2を付し、それ以外の同等部材には同
じ符号を使用する。パイプ支持板30-2には、弁座プレ
ート13の裏面13fに重ね、位置決め突起13gを圧
入して相互の位置を確定し、仮固定するノック孔30e
-2が3か所に穿設される。
の対応位置にロータ支軸18の外径より大きな内径の中
心貫通孔30c-2を穿設して、ロータ支軸18の外周と
弁座プレートの裏面13fとの接合部にロー材が溜り易
い部分を設け気密な封止を確保する。プレス成形された
パイプ支持板30-2は、流入パイプ26および第一、第
二流出パイプ28A,28Bを含む3か所のパイプ嵌入
用段付孔29の対応位置に折曲げによる段部30aを設
けて弁座プレート13の裏面13fから離間する面30
bを形成する。またパイプ支持板30-2には、図6に斜
視図で拡大図示されるように後述するステータ位置決め
フレーム40-1を仮止めする係止片30g-2が切起され
る。
イプ嵌入用段付穴29との整合位置には、流入パイプ2
6、第一、第二流出パイプ28A,28Bそれぞれの外
径に密着してパイプを支持する突起30hをそれぞれに
備えた貫通孔30f-2が穿設される。また、弁座プレー
ト13の歯車支軸固設孔13cとの対応位置には、各歯
車支軸21A,21Bの外径より大きな内径の遊嵌孔3
0d-2が穿設され、貫通させた歯車支軸21A,21B
の周りにロー材を肉盛りして気密にすることは第一実施
例と同様である。貫通孔30f-2は、弁座プレート13
を貫通して突出する歯車支軸21A,21Bを遊嵌する
貫通孔30d-2に連通する側溝30sを延在させてキー
ホール状に形成され、側溝30sから溶接ローが容易に
注入でき気密を確保することができる。
めフレーム40-1の側面図で、図8(b)は、(a)の
b−b線に沿った側面図である。また、図8(c)は
(a)のc−c線に沿った平面図で、第一実施例のパイ
プ支持板30-1との部分組立態様を示す。第一実施例の
部材には、符号の末尾に-1を付し、それ以外の同等部材
には同じ符号を使用する。ステータ位置決めフレーム4
0-1は、パイプ支持板30-1の係止片30g-1を挿通す
る角孔40e-1を穿設する。歯車に突設した突出部32
による起動原点(図3参照)により、三方弁12の機械
的起点とステータ16の電気的起点との相対位置が初期
設定された後は、図示しないステータ極歯とのマッチン
グが変化しないように固定しなければならない。
B)との円周方向の位置関係を、弁座プレート13の位
置決め突起13gとパイプ支持板のノック孔30e-1
(30e-2)で規制し、切り起しにより方向を確定して
いる係止片30g-1(30g-2)にステータ位置決めフ
レーム40-1の角孔40e-1(40e-1')を挿通して
方向と位置を規制し、ステータ位置決めフレーム40-1
と歯車の起動原点との関係位置を固定する。そしてステ
ータ16に特定された凹部(図示しない)に係合させる
位置決め係止具40bを折曲げて弾性による係合を可能
にする。また、ステータ位置決めフレーム40-1は、外
縁の延在部を折り曲げて密閉ハウジング14外周に係着
する爪40cと電動膨張弁の取付座40aを形成する。
40dは電動膨張弁の固定ボルト(図示しない)を挿通
する取付孔で2か所に穿設される。
決めフレーム40-1を第一実施例のパイプ支持板30-1
に適用する場合は、角孔40e-1を仮止め係止片30g
-1に挿通し、端部30tを捻ることによって、パイプ支
持板30-1に仮止めし、上記したように突出部32によ
って機械的に設定した歯車20(A,B)の起動原点に
ステータの電気的原点を決定した後、パイプ支持板30
-1とステータ位置決めフレーム40-1とがロー付固定さ
れる。
決めフレーム40-1を第二実施例のパイプ支持板30-2
に適用する場合は、仮止め係止片30g-2をステータ位
置決めフレーム40-1の角孔40e-1'に挿通し、仮止
め係止片30g-2をステータ位置決めフレーム40-1に
折重ねる耳板結合によって部品相互のずれが阻止され、
ステータ位置決めフレーム40-1と弁座プレート13、
すなわち歯車20A,20B起動原点との位置関係が確
定される。双方をロー付によって固定することは第一実
施例のパイプ支持板30-1に対する場合と同様であるか
ら説明を省略する。
置決めフレーム40-2の組立説明のための断面図で、図
10(b)は、(a)のb−b線に沿った平面図であ
る。第二実施例の部材には、符号の末尾に-2を付し、そ
れ以外の同等部材には同じ符号を使用する。ステータ位
置決めフレーム40-2には、歯車支軸21A,21Bの
対応位置に適合するノック孔40e-2が設けられ、パイ
プ支持板30-1を介して、弁座プレート13との相対位
置が確定される。また、ステータ位置決めフレーム40
-2には、弁座プレート13の中心孔13b相当位置を頂
点とする三角錐状の切り起し41が設けられ、各稜線4
1aを切断し三側面を独立に湾曲させてそれぞれが中心
に向かう弾性により抜止め防止の逆止爪42を形成す
る。
は、各逆止爪42の頂点を通過するようにロータ支軸1
8に挿通して押込むとその位置に係止される。ステータ
位置決めフレーム40-2を軸方向に逆行させようとする
と逆止爪42には自らの弾性と摩擦力でロータ支軸18
に食込む力が作用するので抜けることはない。ステータ
16に特定された凹部(図示しない)に係合させる位置
決め係止具40bを折曲げて弾性係合させ、ステータ1
6と三方弁12との機械的相対位置を設定して、図示し
ないステータ極歯とのマッチングが変化しないように固
定する。さらに、電動膨張弁の取付座40aと爪40c
とを位置決め係止具40bと反対方向に直角に折曲げて
形成するのは第一実施例と同様であるので説明を省略す
る。この場合、ノック孔40-2によって歯車軸21A,
21Bとの位置関係が確定するので係止片30g-1は不
要となる。
は図示の実施例に限定されるものではなく、その形状や
構成等について、本発明の必須の構成要件から逸脱しな
い範囲で、細部に関する多種多様な変更や部品の再構成
等の改変をなし得ることが予期される。
〜3の発明に係わるバルブ駆動装置によれば、単純なプ
レス加工部品の組合せによって製作されるので、材料費
が節減されるとともに生産効率が向上しコストが低減で
きる。また、歯車の固定軸はロー付で気密に固定したの
で、片持支持でも十分に安定性を得ることができる。
けで位置の整合を容易に行うことができるので組立が容
易である。パイプ固定ホルダ薄板プレス成形品で長尺パ
イプのロー付前の位置固定が安定に設定され、ロー付作
業が楽に行える。さらには、ロー材が、パイプから2枚
合せした薄板の隙間に滲出するので、完全な気密が確保
できる。また請求項4の発明によれば、ロー付による気
密を確実にできる。
面で示す側面図である。
レートの部品図で(a)は上面からの平面図、(b)は
(a)のb−b線に沿った断面図、(c)は(b)のc
−c線に沿った裏面からの平面図である。
閉モードの説明図である。
支持板の第一実施例の部品図で(a)は平面図、(b)
は(a)のb−b線に沿った側面図、(c)は(a)の
c−c線に沿った側面図である。
支持板の第二実施例の部品図で(a)は平面図、(b)
は弁座プレートおよびパイプとの部分組立態様を部分断
面で示す拡大側面図である。
支持板の第二実施例でステータ位置決めフレーム仮止め
係止片を部分拡大した斜視図である。
支持板の第二実施例で、パイプを支持する貫通孔を拡大
して示した(a)は平面図、(b)は(a)のb−b線
に沿って断面で示す側面図である。
タ位置決めフレームの第一実施例の部品図で(a)は側
面図、(b)は(a)のb−b線に沿った側面図、
(c)は(a)のc−c線に沿った平面図である。
タ位置決めフレームの第一実施例をパイプ支持板の第二
実施例に組合わせた部分平面図である。
ータ位置決めフレームの第二実施例で、(a)は組立説
明図、(b)は平面図である。
面図である。
図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 流体の流入パイプおよび流出パイプを含
んで流体通路の一部をなし、前記流入パイプまたは前記
流出パイプと連通する弁口を開閉して前記流体の流動を
継断する弁体を内設する本体と、前記弁体を駆動する駆
動手段とを有するバルブ駆動装置であって、本体ケース
内部に開口して対応する前記流入パイプまたは前記流出
パイプを外部に接続する前記弁口の周囲に弁座を構成
し、この弁座に貫通孔を穿設して、前記本体ケース内部
に内設される回転体を支持する固定軸を係合し、溶接に
より前記固定軸を前記本体ケースに固定するとともに前
記貫通孔を気密に封止することを特徴とするバルブ駆動
装置。 - 【請求項2】 前記弁座プレートに、前記流入パイプお
よび流出パイプの開口面を着座させる凹部を型押しによ
って刻装し、前記流入パイプおよび流出パイプを直立さ
せて保持するパイプ支持板を薄板の折曲げ加工で形成し
て、前記弁座プレート面に重ねて接合したことを特徴と
する請求項1に記載のバルブ駆動装置。 - 【請求項3】 前記溶接にはロー付を使用したことを特
徴とする請求項1に記載のバルブ駆動装置。 - 【請求項4】 前記貫通孔に圧入した前記固定軸の端末
は、前記弁座の外面近傍に凹設するかまたは前記弁座外
部に適当な長さで突設させることを特徴とする請求項1
から3のいずれかに記載のバルブ駆動装置。 - 【請求項5】 前記回転体は前記駆動手段から前記弁体
に駆動力を伝達する歯車であり、前記固定軸はこの歯車
を回転自在に支持する歯車軸であることを特徴とする請
求項1に記載のバルブ駆動装置。 - 【請求項6】 前記歯車軸は、一端を前記弁座に固定
し、他端を自由端とする片持ち構造であることを特徴と
する請求項4または5に記載のバルブ駆動装置。
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