JP2007032675A - Motor operated valve - Google Patents
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Description
本発明は、冷凍システムに装備されて冷媒の流量制御弁として利用される電動弁に関する。 The present invention relates to an electric valve that is installed in a refrigeration system and used as a refrigerant flow control valve.
冷凍システムに装備される電動弁は、例えば特許文献1に開示される如く、キャンと称する圧力容器内に回転自在に支持されるロータをキャンの外側に取付けられるコイルを有するステータにより駆動し、このロータの回転をねじ機構により軸方向の運動に変換して弁のリフト量を制御している。
弁がオリフィスに対して弁閉位置と全開位置にあるときに、ロータの回転を規制するストッパ装置を必要とする。
When the valve is in the valve-closed position and the fully-open position with respect to the orifice, a stopper device that restricts the rotation of the rotor is required.
上述した電動弁にあっては、ニードル状の弁体を有する弁軸は、回転しつつオリフィスに対してリフトする。そこで弁体がオリフィスに当接する際に、回転による摩擦が発生し、該摩擦が弁洩れ等の不具合を引き起こすおそれがあった。
本発明の目的は、弁体と一体の弁軸に回転運動を与えずに、直線運動のみでオリフィスに対してリフトすることにより、弁体とオリフィスとの間の摩耗を防止する電動弁を提供するものである。
In the motor-operated valve described above, the valve shaft having the needle-like valve element is lifted with respect to the orifice while rotating. Therefore, when the valve body comes into contact with the orifice, friction due to rotation is generated, which may cause problems such as valve leakage.
An object of the present invention is to provide a motor-operated valve that prevents wear between a valve body and an orifice by lifting the orifice with respect to the orifice by only a linear motion without giving a rotational motion to a valve shaft integrated with the valve body. To do.
上記目的を達成するために、本発明の電動弁は、ロータに連結される雌ねじ部材と、雌ねじ部材を摺動自在に案内する固定部材である案内部材と、雌ねじ部材に螺合する雄ねじ部を有し、先端に弁体を有する弁軸と、弁軸の廻り止め機構を備えるものである。そして、弁軸の廻り止め機構は、案内部材の内径部に設けられる縦溝と、弁軸の外径部に設けられて案内部材の縦溝に係合する突起により構成されるものである。 In order to achieve the above object, an electric valve according to the present invention includes a female screw member connected to a rotor, a guide member that is a fixing member that slidably guides the female screw member, and a male screw portion that is screwed into the female screw member. A valve shaft having a valve body at the tip and a rotation stop mechanism for the valve shaft. The rotation preventing mechanism for the valve shaft is composed of a longitudinal groove provided in the inner diameter portion of the guide member and a protrusion provided in the outer diameter portion of the valve shaft and engaged with the longitudinal groove of the guide member.
本発明の電動弁は以上の手段を備えることにより、先端に弁体を有する弁軸は回転運動をせずに直線運動のみによりオリフィス部材のオリフィスに対して接離する。すなわち、弁体と弁シートの間には、回転摺動が発生せず、したがって摩耗を発生せず、また摩耗による異物を発生することもなく、長期に亘って安定した弁洩れ性を持続することができる。 The motor-operated valve of the present invention is provided with the above-described means, so that the valve shaft having the valve body at the tip is brought into contact with and separated from the orifice of the orifice member only by a linear motion without rotating. That is, there is no rotational sliding between the valve body and the valve seat, and therefore no wear is generated, and no foreign matter due to wear is generated, and stable valve leakage is maintained over a long period of time. be able to.
図1は本発明の電動弁の全体構成を示す断面図である。
全体を符号1で示す電動弁はプレス加工等でつくられる円筒形状の弁本体10を有する。弁本体10には、オリフィス部材20が固着され、弁室に連通する配管30,32が取付けられる。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall configuration of the motor-operated valve of the present invention.
The motor-operated valve denoted as a whole by reference numeral 1 has a cylindrical valve body 10 made by press working or the like. An
オリフィス部材20はオリフィス22を有し、後述する弁部72との間で配管30,32の間を流れる冷媒の流量を制御する。弁本体10の開口端には、キャン40が溶接手段W1により固着される。弁本体10とキャン40との間には、円盤状の金属製フランジ50と一体の合成樹脂製案内部材60が固着される。フランジ50は、案内部材60とインサート成形により一体化されている。
The
フランジ50は、均圧穴52を有し、案内部材60は1対の縦溝62を有する。
キャン40の外周部に着脱自在に嵌装されるステータユニット80は、コイル82を有し、キャン40内のロータ組立体100を駆動する。
The
The
ロータ組立体100は、磁性材と樹脂を一体に成型した永久磁石ロータ110と、連結部材120を介してロータ110に一体に連結される雌ねじ部材130を有する。雌ねじ部材130の雌ねじ部132に螺合する雄ねじ部76を有する弁軸70は、合成樹脂製の案内部材60の縦溝62に係合する突起74を有する合成樹脂製ガイド体71を備え、弁軸70の先端はニードル状の弁部72に形成される。
The
雌ねじ部材130とキャン40の頂部との間には、コイルスプリング140とキャップ150が配設され、ロータ組立体100に弁室12側へ向かう推力が与えられる。
A coil spring 140 and a
図1は、電動弁1が全閉状態にある状態を示す。この状態からロータ組立体100が開弁方向に回転駆動されると、雌ねじ部材130は、弁軸70と共に回転させようとする。弁軸70は突起74が案内部材60の縦溝62に係合しているので、回転が規制され、螺合するねじ部のピッチに対応して軸方向に引き上げられる。
この作用により、弁軸70の弁部72は、オリフィス22から所定の距離だけリフトし、弁開度が制御される。
FIG. 1 shows a state in which the motor-operated valve 1 is in a fully closed state. When the
By this action, the
ロータ組立体100は、コイルスプリング140とキャップ150により常時弁室12へ向けて付与されている。この推力を受けて雄ねじ部76と雌ねじ部132は常時螺合が保持され、バックラッシュがなくなる。そこで、ロータ組立体100の回転量と弁リフトは常に比例し、弁開度は高精度に制御される。
ロータ組立体100が6回転する間に、弁体は全閉位置から全閉位置までリフトする。この両端位置でロータ組立体100の回転を規制するストッパ装置200が装備される。
The
While the
図2乃至図5は、本発明の電動弁の主要な構成部材の詳細を示す。
図2は、フランジ50と案内部材60の組立体の詳細を示す。フランジ50は均圧穴52を有し、案内部材60は、ロータ組立体の雌ねじ部材の外径部を案内する内径部66と1対の縦溝62を有する。案内部材60の丸穴61は、弁軸を摺動自在に案内する。
案内部材60の上端の外径部は、細径部63に形成され、ストッパ用の凸部64が設けられる。
2 to 5 show details of main components of the motor-operated valve of the present invention.
FIG. 2 shows details of the
The outer diameter part of the upper end of the
図3は弁軸70の詳細を示す。
弁軸70は、先端にニードル状の弁部72を有する。案内部材60の内径部61に案内されるガイド体71の直径上には、軸方向に延びる1対の突起74が形成される。弁軸70の弁部72とは反対側の端部には雄ねじ部76が設けられる。ガイド体71は弁軸70に対しインサート成形により一体化される。
FIG. 3 shows details of the
The
図4は、ロータ組立体100の詳細を示す。
ロータ組立体100は、磁性材を混入した樹脂を成型加工してつくられる永久磁石ロータ110と、インサート成形により一体成型されるリング状の金属製連結部材120と、連結部材120に支持される金属製雌ねじ部材130を有する。
雌ねじ部材130の内径部には雌ねじ部132が形成され、大径の外径部134は案内部材60の内径部66に対して回転自在に摺接する。小径の外径部136には後述するストッパ装置が嵌装される。
ロータ110の内径部112の上端には、ストッパ装置に当接する凸部114が設けられる。
FIG. 4 shows details of the
The
An
At the upper end of the
図5は、ロータ組立体の回転を弁の全開位置と全閉位置で規制するストッパ装置の詳細を示す。
ストッパ装置200は、複数の合成樹脂製回転円盤により構成される。図の実施例にあっては、5枚の回転円盤210,220,230,240,250を備える。第1の回転円盤210は、ロータ組立体の雌ねじ部材130の小径の外径部136に遊嵌される貫通穴214と、外径部に突出する凸部212を有する。
第2の回転円盤220以後も同様の構成を備える。
この5枚の回転円盤210,220,230,240,250は、重ねられた状態で雌ねじ部材130の外径部136に装備される。
FIG. 5 shows details of a stopper device that restricts rotation of the rotor assembly at the fully open position and the fully closed position of the valve.
The
The second rotating
The five rotating
次に、このストッパ装置の作用を説明する。
組立てられた状態で、ロータ組立体100のロータ110の内側の凸部114の一方の面114aがストッパ装置200の第1の回転円盤210の凸部212の一方の面212aに当接しているものとする。
Next, the operation of this stopper device will be described.
In the assembled state, one surface 114a of the
ロータ組立体100が矢印R1方向に回転すると、ロータ組立体100のロータ110の凸部114は、第1の回転円盤210の凸部212から離れ、略1回転して、凸部114が第1の回転円盤210の凸部212の他方の面につき当たる。
ロータ組立体100が更に回転すると、第1の回転円盤210も共に回転し、略1回転すると、第1の回転円盤210の凸部212が第2の回転円盤220の凸部222につき当たる。
When the
When the
以上操作をくり返し、第5の回転円盤250が略1回転すると、凸部252が固定側の案内部材60の凸部64につき当たり、ロータ組立体100の回転は停止する。このロータ組立体100の回転位置で、弁軸70のリフトは最大となり、弁は全開する。
ロータ組立体100が反対方向に回転して、弁軸70が閉弁方向に移動するときには、ストッパ装置200の各回転円盤も逆方向に回転し、最終位置でロータ組立体100の回転を停止させる。
When the above operation is repeated and the fifth rotating
When the
上述した実施例にあっては、ロータ組立体100は6回転以内の回転範囲で規制される。回転円盤の枚数や凸部の幅寸法を変更することにより、任意の回転領域を設定することができる。
In the above-described embodiment, the
1 電動弁
10 弁本体
20 オリフィス部材
22 オリフィス
40 キャン
60 案内部材
62 縦溝
70 弁軸
71 ガイド体
72 弁部
74 突起
80 ステータユニット
100 ロータ組立体
110 ロータ
130 雌ねじ部材
200 ストッパ装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Motorized valve 10
Claims (3)
キャンの外側に配設される励磁コイルを含むステータと、前記ロータの回転運動をねじ機構により進退運動に変換して弁体に伝達して弁開度を制御する電動弁であって、
ロータに連結される雌ねじ部材と、雌ねじ部材を摺動自在に案内する固定部材である案内部材と、雌ねじ部材に螺合する雄ねじ部を有し、先端に弁体を有する弁軸と、弁軸の廻り止め機構を備える電動弁。 A valve body having an orifice member; a rotor of a motor housed inside a can fixed to the valve body;
A stator including an excitation coil disposed outside the can; and a motorized valve for controlling the valve opening by converting the rotational motion of the rotor into a forward / backward motion by a screw mechanism and transmitting it to the valve body,
A female screw member connected to the rotor; a guide member that is a fixed member that slidably guides the female screw member; a male screw portion that is screwed into the female screw member; A motorized valve with an anti-rotation mechanism.
The motor-operated valve according to claim 1 or 2, wherein the guide member and the protrusion are formed by resin molding.
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