JP2005325888A - Motor operated valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は空気調和装置、冷凍装置の冷凍サイクル等に用いられる電動弁に関する。 The present invention relates to an electric valve used for an air conditioner, a refrigeration cycle of a refrigeration apparatus, and the like.
空気調和機、冷凍機等に組み込まれて使用される電動弁は、公知のものとして下記の特許文献1に記載のものが挙げられる。
この刊行物に記載の電動弁のロータのストッパは、ロータ側にストッパ面部を形成すると共に、弁シート側に前記ストッパ面部が当接するストッパ片を設けるものである。このようなステッピングモータによりロータを回転し、弁シートに対して弁体を離接させる電動弁においては、上述したロータのストッパを設けないと、弁体が弁シートに着座後も、ロータは弁軸を弁シート方向へ変位させ、必要以上の荷重が弁体から弁シートへの押圧荷重として付加され、その結果,弁シートから弁体を離間させるときに、両部材の食い付きにより、安定した開弁挙動を得ることができないことがある。このロータの回転規制を行うストッパを設ける場合には、ロータの高さ方向や回転方向の位置決め調整が必要となり、その結果、製造時の組立工数の増加となり、コスト高となるという問題があった。
The stopper of the rotor of the electric valve described in this publication has a stopper surface portion on the rotor side and a stopper piece with which the stopper surface portion abuts on the valve seat side. In an electric valve that rotates the rotor by such a stepping motor and separates the valve body from the valve seat, if the above-described rotor stopper is not provided, the rotor will remain in the valve even after the valve body is seated on the valve seat. The shaft is displaced in the direction of the valve seat, and an excessive load is added as a pressing load from the valve body to the valve seat. As a result, when the valve body is separated from the valve seat, the two members bite and become stable. The valve opening behavior may not be obtained. In the case of providing a stopper for restricting the rotation of the rotor, positioning adjustment in the height direction and the rotation direction of the rotor is necessary, resulting in an increase in the number of assembly steps at the time of manufacturing, resulting in a high cost. .
したがって、本発明の課題は、上記問題を解決することにあり、ステッピングモータによりロータを回転し、弁シートに対して弁体を離接させる電動弁において、ストッパ機構の構成及び動作がともに簡単で、ロータの高さ方向・回転方向の位置決め調整を必要としない電動弁を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problem, and in the motor operated valve that rotates the rotor by a stepping motor and separates the valve body from the valve seat, the configuration and operation of the stopper mechanism are both simple. Another object of the present invention is to provide an electric valve that does not require positioning adjustment in the height direction / rotation direction of the rotor.
前記目的を達成すべく、本発明は、下記の手段を採用した。
請求項1記載の電動弁は、ステッピングモータによってロータを回転させて、弁シートに対して弁体を離接させる電動弁において、ロータに弁軸を一体に設け、弁軸の動作により弁体を弁シートに当接させることで弁体を閉とすると共に、上記弁軸に対して、その軸線方向において弁体を移動、及び、回転可能で、且つ、弁シート側に突出勝手にバネを付設したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following means.
According to a first aspect of the present invention, there is provided a motor-operated valve in which a rotor is rotated by a stepping motor so that the valve body is separated from and connected to the valve seat. The valve body is closed by abutting against the valve seat, and the valve body can be moved and rotated in the axial direction with respect to the valve shaft, and a spring is provided on the valve seat side. It is characterized by that.
請求項2記載の電動弁は、上記請求項1記載の手段において、弁体には筒状の弁体保持部を装着し、該弁体保持部内に弁軸の下部を出入可能に配置すると共に、上記弁体保持部内で上記下部の端部と弁体の上面との間に所定のクリアランスを介して球状のボールを介装させたことを特徴とする。
請求項3記載の電動弁は、上記請求項1記載の手段において、弁体には筒状の弁体保持部を装着し、該弁体保持部内に弁軸の下部を出入可能に配置すると共に、上記弁体保持部内で上記下部の端部と弁体の上面に形成した球面部との間に所定のクリアランスを設けたことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the motor-operated valve according to the first aspect, wherein the valve body is provided with a cylindrical valve body holding portion, and the lower portion of the valve shaft is disposed in the valve body holding portion so as to be able to enter and exit. In the valve body holding part, a spherical ball is interposed between the lower end part and the upper surface of the valve body with a predetermined clearance.
According to a third aspect of the present invention, there is provided the motor-operated valve according to the first aspect, wherein the valve body is provided with a cylindrical valve body holding portion, and a lower portion of the valve shaft is disposed in the valve body holding portion so as to be able to enter and exit. In the valve body holding part, a predetermined clearance is provided between the lower end part and the spherical part formed on the upper surface of the valve body.
請求項4記載の電動弁は、上記請求項2又は請求項3記載の手段において、上記弁軸の弁体保持部内の部分にバネ性を有する止め輪を付設し、該止め輪とボール又は球面部との間にバネを縮装させたことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the motor-operated valve according to the second or third aspect, wherein a retaining ring having a spring property is attached to a portion inside the valve body holding portion of the valve shaft. A spring is shrunk between the two parts.
本発明は、上記構成により、ロータのストッパを弁シート側等に別途設けなくても、駆動側の弁軸と被駆動側の弁体との間に、弁軸に対して、その軸線方向において弁体を移動及び回転可能で、且つ、弁シート側に突出勝手にバネを付設し、弁軸と弁体との間に所定のクリアランスを介してボールを設けたことにより、円滑なストッパ機能が実現する。また、これにより、弁体の閉時の回転トルクの伝達を減少させ、当接時の磨耗を減少させる。
しかも、本発明によれば、ストッパ機能を実現させるに当って、弁体の高さ及び回転角の調整は不必要であり、従来のロータストッパよりもコストを低廉化させ、組立性がよく、製造時の工数を少なくする効果もある。
With the above configuration, the present invention provides a valve shaft between the driven valve shaft and the driven valve body in the axial direction without providing a rotor stopper separately on the valve seat side or the like. The valve body can be moved and rotated, and a spring is attached to the valve seat side so that it protrudes freely, and a ball is provided between the valve shaft and the valve body with a predetermined clearance, thereby providing a smooth stopper function. Realize. This also reduces the transmission of rotational torque when the valve body is closed, and reduces wear during contact.
Moreover, according to the present invention, it is not necessary to adjust the height and rotation angle of the valve body in realizing the stopper function, the cost is lower than that of the conventional rotor stopper, and the assembly is good. There is also an effect of reducing the man-hours at the time of manufacture.
以下、図面により本発明に係る膨張弁の実施形態について説明する。図1は本発明に係る電動弁の縦断面図、図2は同電動弁の第1状態(A)及び第2状態(B)の要部縦断面図、図3は本発明に係る電動弁の別例の要部縦断面図である。 Hereinafter, embodiments of an expansion valve according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a motor-operated valve according to the present invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view of an essential part of the motor-operated valve in a first state (A) and a second state (B), and FIG. 3 is a motor-operated valve according to the present invention. It is a principal part longitudinal cross-sectional view of another example of this.
(固定部)
電動弁Aは、図1に示すように、その固定部として、中心部にシート孔10bが穿設された弁シート10と、該弁シート10の外周部に装着された上下に長い筒状の弁ハウジング13と、弁シート10の下部に装着された第1配管11と、弁ハウジング13の側面に設けられた第2配管12と、弁ハウジング13の上部に設けられた合成樹脂製の弁棒保持体14と、弁ハウジング13の外周部にリング状に形成された密閉ケース取付枠18を介して取り付けられた密閉ケース16と、密閉ケース16の外周部に取り付けられるステッピングモータ30と、を具備する。そして、シート孔10bの上部(後述の弁体26が当接する部分)には、所定深さのシート凹部10aが形成される。また、弁ハウジング13内には弁室17が形成される。
(Fixed part)
As shown in FIG. 1, the motor-operated valve A has a
図1に示すように、弁棒保持体14は、上下に長い筒状体として形成され、その軸心部の下方には径大の径大孔部14cが、また、上方には径小孔部14dが形成され、径大孔部14cの側面には均圧孔14bが形成され、径小孔部14dの内周面には雌ねじ部14aが形成される。また、弁棒保持体14下部の外周部には、連結リング15がインサート成形により嵌合され、この連結リング15の下面に上記弁ハウジング13の上端部が当接している。
As shown in FIG. 1, the
(可動部)
また、可動部としては、図1,2に示すように、上記弁シート10のシート孔10bに離接する下方が紡錘形状の弁体26と、弁体26の上面周部に装着される上下に長い筒状の弁体保持部27と、弁体保持部27の上部筒内に嵌合されて所定幅で摺動(上下動)可能な棒状の弁軸20と、弁軸20の上部に一体に設けられたロータ21を回転させるステッピングモータ30とを具備する。なお、弁軸20の上部には、弁棒保持体14の径小孔部14dの内周面に形成されている雌ねじ部14aに螺合する雄ねじ部20aが形成され、弁軸20の下部には、弁軸細径部23が形成されている。
(movable part)
As shown in FIGS. 1 and 2, the movable part has a spindle-
前記弁体保持部27は、その下端部が鍔状の径大鍔部27aが形成されて弁体26の上部肩部に溶接されており、また、その上端部は径小の鍔部(窄まり部)が形成され、この径小鍔部27bが弁軸20下部の弁軸細径部23の外周に摺動するように形成されている。また、弁体保持部27の均一径部は径大孔部14cの内周面に摺動可能に形成される。また、径大鍔部27aは弁棒保持体14の下面に当接することで、弁体26の最上動位置を決めるストッパ機能を有するものである。
The lower end portion of the valve
更に、図2(B)に弁体保持部27内で、弁軸細径部23の下端と弁体26の上部平面との間には所定のクリアランスCをもって、硬度が高く且つ表面が潤滑性を具備する球状のボール25が配置される。なお、ボール25の直径は弁軸細径部23の直径より大となるように形成される。
Further, in FIG. 2 (B), in the valve
また、弁軸細径部23における径小鍔部27bの下部位置にはバネ性を有するC形の止め輪24が嵌合・固定され、この止め輪24とボール25との間にはバネ28が縮装され、該バネ28はその弾発力により、弁軸20に対してボール25を介して弁体26及び弁体保持部27を下方(弁シート10側)に押圧している。このような構成により、弁体26に対して弁軸20は回動可能であるばかりでなく、ボール25はその上下の2点で、弁軸20と弁体26とそれぞれ点接触するから、弁軸20の回転に伴なって摩擦が発生しても、弁体26に対する摩擦の影響は小さいものとなる。
Further, a C-
(弁体26の閉動作)
次に、弁体26の閉動作について説明する。
図2(B)に示すように、弁軸20が上方位置にあって弁体26が開の状態では、弁軸20が最上位置にあり、弁体保持筒27が止め輪24に係止している。この状態は、弁軸20の下端部とボール25との間に最大のクリアランスCがある状態である。
(Closing operation of the valve body 26)
Next, the closing operation of the
As shown in FIG. 2B, when the
この状態において、ロータ21を回転させると、弁軸23が下動し、その下動途中において弁体26は弁シート10に当接する。なお、この間においては、ボール25の作用はない。しかし、更に、弁軸20が下動し、弁軸下端(弁軸細径部23下端)がボール25に当接することによって、弁軸20の下動が止まり、ロータ21の回転が止まる(ロータ21のストッパ作用)。そして、この当接により、ボール25はバネ28の圧縮荷重を制御することになる。この状態は、図1及び図2(A)に示す。
(弁体26の開動作)
また、弁体26の開動作について説明する。
弁体26が閉状態では、弁軸20が最下位置にあり、弁軸20の下端がボール25に当接している(クリアランスCはなし)。
In this state, when the
(Opening operation of valve body 26)
The opening operation of the
When the
弁体26の開動作のために、ステッピングモータ30を作動させ、ロータ21が逆回転すると、弁軸20が逆回転しながら上動を開始する。このとき、最初はバネ28が伸びるだけで弁体26は弁シート10に当接したままである。このとき、弁軸20下部(弁軸細径部23の下端)はボール25に点接触状態であるから、弁シート10から弁体26を離座させるときの弁体26の回転押圧をスムースに開放し、開弁挙動を安定化させる。そして、弁軸20の更なる上動により、止め輪24が弁体保持筒27を係止して吊り上げ、弁体26を開とする。
When the stepping
(効果)
したがって、この電動弁Aでは、別途ロータのストッパを設けなくても、弁軸20と弁体26との間のボール25の配置に加えて、バネ性を有する止め輪24及びバネ28を設けたことにより、円滑なストッパ機能が実現する。また、弁体26の開時の弁軸23からの回転トルクの伝達は減少する。また、本電動弁Aでは、弁体26の高さ及び回転角の調整は不必要であり、組立性がよく、製造時の工数少ないから、従来のロータストッパよりも、コストを一層低減することができるという効果もある。
(effect)
Therefore, in this motor-operated valve A, in addition to the arrangement of the
(別例)
上記実施例におけるボール25の代替例として、図3に示すように、弁体26の上面を弁体保持部27内に突出させてその上面を曲面状にした球面部26aとしても上記実施例と同様の効果が得られる。そして、この場合には、バネ28は、球面部26aと止め輪24との間に縮装されることになる。なお、クリアランスは符号C'として表している。また、更なる別例として、上記止め輪24に代えてバネ性を有するワッシャを用いても良い。また、バネの頭頂部を球体面としてもよい。
(Another example)
As an alternative example of the
A・・電動弁 C・・クリアランス
10・・弁シート 10a・・シート凹部 10b・・シート孔
11・・第1配管12・・第2配管 13・・弁ハウジング
14・・弁棒保持体 14a・・雌ねじ部 14b・・均圧孔
14c・・径大孔部 14d・・径小孔部
15・・連結リング 18・・密閉ケース取付枠 16・・密閉ケース
17・・弁室
A ... Motorized valve C ...
20・・弁軸 20a・・雄ねじ部 21・・ロータ 23・・弁軸細径部
24・・止め輪 25・・ボール 26・・弁体 26a・・球面部
27・・弁体保持筒 27a・・径大鍔部 27b・・径小鍔部
28・・バネ 30・・ステッピングモータ
20 ..
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