JP2006118723A - 電動弁 - Google Patents

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Abstract

【課題】 減速装置を備えた電動弁におけるロータと減速装置の密閉性の向上を図る。
【解決手段】 電動弁１は、弁座１２と弁室１４を有する弁本体１０と弁体３０を備え、ねじ棒６０は回転入力を直線運動に変換して弁棒３２に伝達する。コイル部材１００はキャン９０の外側に装着され、ロータ１１０はキャン９０の内部に回転自在に支持される。ロータ１１０の出力は遊星歯車減速装置２００に入力される。減速装置２００はハウジング７０内に密閉される。減速装置の出力は、ドライバー３００を介してねじ棒６０に伝達される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、歯車減速装置を備えた電動弁に関する。
ステッピングモータを備えた電動弁は、下記の特許文献に開示されている。
また、モータの出力を遊星歯車を用いた減速装置を用いて分解能を向上させる電動弁は、本出願によって、特願２００４−５１６９３号として提案されている。
特開２０００−３５６２７８号公報
本発明の目的は、遊星歯車機構を用いた減速装置を備えた電動弁において、ロータ部と減速装置の密閉性を向上して、湿気等の浸入を防止した電動弁を提供するものである。
上記目的を達成するために、本発明の電動弁は、弁室及び弁座を有する弁本体と、弁室内に挿入される弁体と、弁体を操作する弁棒と、減速装置の出力軸に連結されるねじ棒と、ねじ棒の直線運動を弁棒に伝達するボールと、減速装置の入力軸に連結されるロータと、ロータを駆動するコイル部材を備え、ロータを密閉状態で収容する円筒状のキャンと、減速装置を密閉状態で収容するハウジングを備えるものである。
そして、減速装置は出力軸に連結されるふしぎ歯車を有する遊星歯車減速機構を備え、遊星歯車のリングギヤが固定されるプレート部材がキャンとハウジングの間に設けられるものである。
本発明の電動弁は以上のように高い減速比を有する遊星歯車減速装置とロータをキャンとハウジング内に密閉状態で収容するので、厳しい環境であっても確実な冷媒の流量制御が達成できるものである。
図１は、本発明の電動弁の構成を示す説明図である。
全体を符号１で示す電動弁は、弁座１２と弁室１４を有する弁本体１０を備える。弁室１４内には弁体３０が挿入され、弁座１２に対して離接する。弁室１４に連通する２本の配管２０、２２が弁本体１０にとりつけられる。
弁体３０には、弁棒３２が連結される。弁棒３２は、弁本体１０の冷媒が流入する空間１６との間をベローズ４０によりシールされる。
弁本体に螺合される案内部材５０は、溶接手段Ｗ１により弁本体１０に固着される。
案内部材５０は内ねじ部を有し、ねじ棒６０が螺合される。ねじ棒６０は後述する減速装置のドライバー３００による回転運動を直線運動に変換し、ボール３６、受け部材３４を介して弁棒３２を上下動させる。案内部材５０の上部には、ハウジング７０が嵌合され、溶接手段Ｗ２により固着される。ハウジング７０には、プレート部材８０が固着される。
プレート部材８０の上部には、キャンと称する非磁性の金属材でつくられる円筒形状の部材９０がとりつけられる。キャン９０の外側にはステッピングモータのステータを構成するコイル部材１００が嵌装される。コイル部材１００に対しては、リード線１０２を介して給電される。
キャン９０の内側には、磁性材料でつくられたロータ１１０が配設される。ロータ１１０は、キャン９０の中心部に固定されたシャフト１２０により回転自在に支持される。ロータ１１０はシャフト１２０にとりつけたスプリング１２２により、常時下向きに付勢される。
ロータ１１０の出力は減速装置２００に入力され、減速装置２００の出力はドライバ３００を介してねじ棒６０に伝達される。
図２乃至図５は、電動弁に組込まれる減速装置の説明図である。
減速装置２００は、遊星歯車機構を利用するもので、ロータの出力軸２１０に連結されるサンギヤ２２０と、ハウジング内部に固定される。
リングギヤ２５０とサンギヤ２２０とリングギヤ２５０に噛み合うプラネタリギヤ２３０を有する。本実施例装置にあっては、３個のプラネタリギヤ２３０が装備され、キャリア２４０により支持されている。
図４に示すように、キャリア２４０は、３本の支柱２４４を有し、プレート２４２により３つのプラネタリギヤ２３０の軸２３２を支持するとともに、プレート２４２はビス等で支柱２４４に固定される。
一般の遊星歯車減速装置にあっては、キャリアの回転が出力されるが、本装置にあっては、ふしぎ歯車２６０が使用される。
このふしぎ歯車２６０はリングギヤ２５０と異なる数の内歯を有し、回転自在に支持される。
ふしぎ歯車２６０は、ねじ棒駆動用のドライバー３００を備える。
この減速装置にあって、ふしぎ歯車２６０の歯数がリングギヤ２５０の歯数より多いとき、ロータの出力軸に連結されるサンギヤ２２０に時計廻り（ＣＷ）の回転が入力されると、プラネタリギヤ２３０は反時計廻り（ＣＣＷ）に回転する。キャリア２４０は減速されて時計廻り（ＣＷ）に回転する。ふしぎ歯車２６０は、時計廻り（ＣＷ）に回転する。
逆にふしぎ歯車２６０の歯数がリングギヤ２５０の歯数より少ないとき、サンギヤ２２０に時計廻り（ＣＷ）の回転が入力されると、ふしぎ歯車２６０は反時計廻り（ＣＣＷ）に回転する。
このふしぎ歯車を用いた遊星歯車減速装置にあっては、サンギヤ２２０、プラネタリギヤ２３０、リングギヤ２５０、ふしぎ歯車２６０の歯数をそれぞれＺａ，Ｚｂ，Ｚｃ，Ｚｆとしたとき、ふしぎ歯車２６０の出力ギヤ比は次式で表される。
（Ｚａ・Ｚｆ−Ｚａ・Ｚｃ）／Ｚｆ・（Ｚａ＋Ｚｃ）
ただし、 Ｚｆ≠Ｚｃ
因みに、Ｚａ＝１２、Ｚｂ＝１８、Ｚｃ＝４８、Ｚｆ＝５４としたとき、ふしぎ歯車２６０の出力ギヤ比は、１／４５の大きな減速比となる。
そこで、ロータ１１０の回転は大きな減速比でねじ棒６０に伝達されるので、微小な範囲で弁開度を制御することが可能となる。
ロータ１１０とロータ１１０に連結される減速装置２００は、ハウジング７０とキャン９０内に封入されるので、外気の浸入を完全に防ぐことができる。
そこで、内部の結露等の発生もなく、厳しい環境下でも確実な流量制御を行うことができる。
本発明の電動弁の構成を示す説明図。 本発明の電動弁に装備される減速装置の説明図。 減速装置の構成部品を示す説明図。 減速装置の構成部品を示す説明図。 減速装置の構成部品を示す説明図。
符号の説明
１ 電動弁
１０ 弁本体
１２ 弁座
１４ 弁室
３０ 弁体
３２ 弁棒
４０ ベローズ
５０ 案内部材
６０ ねじ棒
７０ ハウジング
８０ プレート部材
９０ キャン
１００ コイル部材
１１０ ロータ
２００ 減速装置
２２０ サンギヤ
２３０ プラネタリギヤ
２４０ キャリア
２５０ リングギヤ

Claims (3)

  1. 弁室及び弁座を有する弁本体と、弁室内に挿入される弁体と、弁体を操作する弁棒と、減速装置の出力軸に連結されるねじ棒と、ねじ棒の直線運動を弁棒に伝達するボールと、減速装置の入力軸に連結されるロータと、ロータを駆動するコイル部材を備えた電動弁であって、
    ロータを密閉状態で収容する円筒状のキャンと、減速装置を密閉状態で収容するハウジングを備える電動弁。
  2. 減速装置は出力軸に連結されるふしぎ歯車を有する遊星歯車減速機構を備える請求項１記載の電動弁。
  3. 遊星歯車のリングギヤが固定されるプレート部材がキャンとハウジングの間に設けられる請求項２記載の電動弁。
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