JP2008032215A - Motor operated valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気調和機、冷蔵庫等の冷凍サイクルに流量制御弁等として組み込まれて使用される、ステッピングモータ駆動式の電動弁に関する。 The present invention relates to an electric valve driven by a stepping motor that is used as a flow control valve or the like in a refrigeration cycle such as an air conditioner or a refrigerator.
空気調和機、冷蔵庫等に組み込まれて使用される電動弁としては、例えば、下記特許文献1にも見られるように、キャンと、該キャン内に配置された円筒部を有するガイドステムと、前記キャンの内周に配在されたロータと、該ロータに連結固定された弁軸(ロータ軸)と、該弁軸の下端部に設けられて前記ガイドステムの円筒部に内挿された円筒状の弁ホルダと、該弁ホルダに、前記弁軸に対して軸方向の相対移動及び相対回転可能な状態でその上部が内挿され、かつ、前記弁軸との間に縮装されたコイルばねにより下方に付勢されるとともに、前記弁ホルダの下端部に設けられた係止部により抜け止め係止される弁体と、流体が入出せしめられる弁室及び前記弁体が接離する弁シート部を有する弁本体と、前記ロータの回転に伴って前記弁体を前記弁シート部に対して接離させるためのねじ送り機構とを備えたステッピングモータ駆動式のものが知られている。 As an electric valve used by being incorporated in an air conditioner, a refrigerator or the like, for example, as seen in Patent Document 1 below, a can, a guide stem having a cylindrical portion disposed in the can, A rotor disposed on the inner periphery of the can, a valve shaft (rotor shaft) connected and fixed to the rotor, and a cylindrical shape provided at the lower end portion of the valve shaft and inserted into the cylindrical portion of the guide stem And a coil spring that is inserted into the valve holder in an axially movable and relatively rotatable state with respect to the valve shaft and is compressed between the valve shaft and the valve shaft. The valve body is urged downward by the valve body and is prevented from coming off and locked by a locking portion provided at the lower end portion of the valve holder, the valve chamber in which fluid enters and exits, and the valve seat from which the valve body comes in contact with and separates from the valve body A valve body having a portion, and with the rotation of the rotor, Those of the stepping motor-driven is known in which a screw feed mechanism for contacting and separating with respect to the body the valve seat.
前記ねじ送り機構は、通常、ガイドステムの内周に形成された固定ねじ部(雌ねじ部)と、前記弁軸の外周に形成された、前記固定ねじ部に螺合せしめられる可動ねじ部(雄ねじ部)とからなっている。 The screw feeding mechanism usually includes a fixed screw portion (female screw portion) formed on the inner periphery of the guide stem and a movable screw portion (male screw) formed on the outer periphery of the valve shaft and screwed to the fixed screw portion. Part).
前記弁軸、弁ホルダ、弁体等は一つの組立体(以下、弁軸組立体と称す)として構成されており、その従来例を図2(B)に示す。図示例の弁軸組立体50’では、その上部がロータに一体的に連結される弁軸60’の下端部に円筒状の弁ホルダ55’が一体に連設されている。弁ホルダ55’は、ガイドステムの円筒部に摺動自在に内挿されており、該弁ホルダ55’の下端部に、弁体61’が弁軸60’に対して軸方向の相対移動及び相対回転可能な状態で内挿されて抜け止め係止されている。弁体61’は、下から順に、弁口72aを有する弁座部材72の弁シート部72bに着座する円錐弁部61a’、該円錐弁部61a’の上部(底面)外径と略同径の胴部61b’、及び、該胴部61b’より大径の鍔状掛止部61e’を有しており、この鍔状掛止部61e’が弁ホルダ55’の下端部に圧入、溶接等により固着された係止用カラー63’に抜け止め係止されるようになっている。弁ホルダ55’内における弁軸60’の下側には、ばね受けボール65’が配在され、このばね受けボール65’と弁体61’(の鍔状掛止部61e’)との間には、弁体61’を下方に付勢する緩衝用のコイルばね64’が縮装されている。なお、前記弁軸60’の外周には、弁軸組立体50’をロータの回転に伴って昇降させるねじ送り機構を構成する、ガイドステムの内周に設けられた固定ねじ部(雌ねじ部)に螺合せしめられる可動ねじ部(雄ねじ部)29が設けられている。
The valve shaft, valve holder, valve body, and the like are configured as one assembly (hereinafter referred to as a valve shaft assembly), and a conventional example thereof is shown in FIG. In the illustrated
かかる構成の電動弁では、ロータが回転せしめられると、それと一体に弁軸が回転せしめられ、このとき、前記ねじ送り機構により弁軸が弁体を伴って昇降せしめられ、これによって、弁開度(開弁量)が変化して冷媒の通過流量が調整される。 In the electric valve having such a configuration, when the rotor is rotated, the valve shaft is rotated integrally therewith, and at this time, the valve shaft is moved up and down with the valve body by the screw feeding mechanism, thereby the valve opening degree. (Valve opening amount) is changed to adjust the flow rate of the refrigerant.
前述したように、この種の電動弁では、弁体が弁シート部に当接する閉弁状態において所要のシール圧を得るため、及び、弁体が弁シート部に衝接した際の衝撃を緩和するため、弁ホルダ内の、弁軸と弁体との間には圧縮コイルばねが介装されており、弁体は常時下方(閉弁方向)に付勢されている。 As described above, in this type of motor-operated valve, a required sealing pressure is obtained in a closed state where the valve body abuts on the valve seat portion, and the impact when the valve body abuts against the valve seat portion is mitigated. Therefore, a compression coil spring is interposed between the valve shaft and the valve body in the valve holder, and the valve body is always urged downward (in the valve closing direction).
前記のように弁体を閉弁方向に付勢するコイルばねを弁ホルダ内に設けた緩衝ばね内蔵型の電動弁においては、次のような解決すべき課題があった。 As described above, the motor-operated valve with a built-in buffer spring in which the coil spring for biasing the valve body in the valve closing direction is provided in the valve holder has the following problems to be solved.
前記特許文献1に記載の電動弁のように、弁軸の下端部に弁ホルダを連結固定したものでは、弁軸の回転・昇降に伴って弁ホルダがガイドステム(の円筒部内周)に摺接しながら回転・昇降することになり、弁ホルダとガイドステムとの間に大きな摩擦抵抗が発生する。この摩擦抵抗が大きいほど、弁開閉動作に大きな駆動力を必要するので、ステッピングモータとして出力トルクの大きなもの、すなわち、大型で価格の高いものを使用しなければならず、また、消費電力も大きくなる。 In the case where the valve holder is connected and fixed to the lower end portion of the valve shaft as in the electric valve described in Patent Document 1, the valve holder slides on the guide stem (the inner periphery of the cylindrical portion) as the valve shaft rotates and moves up and down. It rotates and moves up and down while in contact, and a large frictional resistance is generated between the valve holder and the guide stem. The larger the frictional resistance, the greater the driving force required for opening and closing the valve. Therefore, a stepping motor with a large output torque, that is, a large and expensive one, must be used, and the power consumption is large. Become.
この場合、前記摩擦抵抗は、弁ホルダの外径が大きいほど大きくなるが、従来の電動弁では、弁口(弁シート部)の口径に対して弁ホルダの外径が比較的大きなものとなっていた。すなわち、前述した図2(B)に示される如くに、弁体61’の円錐弁部61a’の上部(底面)外径Da’は、弁座部材72の弁シート部72bの上部(底面)径と略同径であるが、弁体61’には、弁ホルダ55’に設けられた係止用カラー63’に抜け止め係止されるように、前記円錐弁部61a’の上部(底面)外径Da’より相当大きな外径Db’を持つ鍔状掛止部61e’を設ける必要があり、必然的に弁ホルダ55’の外径Dc’も大きくなってしまう。そのため、弁ホルダとガイドステムとの間の摩擦抵抗が大きくなるとともに、ステッピングモータを含む電動弁全体のサイズが大きくなるという問題があった。
In this case, the frictional resistance increases as the outer diameter of the valve holder increases. However, in the conventional electric valve, the outer diameter of the valve holder is relatively larger than the diameter of the valve opening (valve seat portion). It was. That is, as shown in FIG. 2B described above, the upper (bottom) outer diameter Da ′ of the
また、前記弁ホルダの下部は、冷媒が導入導出される弁室内に配在されるが、弁室の容量を一定とした場合、弁ホルダの外径が大きいほど、冷媒の流れが乱されやすくなり、特に、冷媒が液相状態と気相状態の混合流体である場合、冷媒通過音が高くなりやすい。 The lower part of the valve holder is disposed in the valve chamber where the refrigerant is introduced and led out. However, when the capacity of the valve chamber is constant, the larger the outer diameter of the valve holder, the more easily the refrigerant flow is disturbed. In particular, when the refrigerant is a mixed fluid in a liquid phase state and a gas phase state, the refrigerant passing sound tends to be high.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、弁ホルダとガイドステムとの間等で発生する摩擦抵抗を可及的に低減できるとともに、冷媒通過音も効果的に抑えることができ、更にサイズをコンパクトにすることができる電動弁を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the object of the present invention is to reduce the frictional resistance generated between the valve holder and the guide stem as much as possible, and also to reduce the noise of refrigerant passing. It is an object of the present invention to provide a motor-operated valve that can be effectively suppressed and further reduced in size.
前記の目的を達成すべく、本発明に係る電動弁は、キャンと、該キャン内に配置された円筒部を有するガイドステムと、前記キャンの内周に配在されたロータと、該ロータに連結固定された弁軸と、該弁軸の下端部に設けられて前記ガイドステムの円筒部に内挿された円筒状の弁ホルダと、該弁ホルダに、前記弁軸に対して軸方向の相対移動及び相対回転可能な状態でその上部が内挿され、かつ、前記弁軸との間に縮装されたコイルばねにより下方に付勢されるとともに、前記弁ホルダの下端部に設けられた係止部により抜け止め係止された弁体と、流体が入出せしめられる弁室及び前記弁体が接離する弁シート部を有する弁本体と、前記ロータの回転に伴って前記弁体を前記弁シート部に対して接離させるためのねじ送り機構とを備える。 In order to achieve the above object, an electric valve according to the present invention includes a can, a guide stem having a cylindrical portion disposed in the can, a rotor disposed on the inner periphery of the can, and the rotor. A connected and fixed valve shaft; a cylindrical valve holder provided at a lower end portion of the valve shaft and inserted in a cylindrical portion of the guide stem; and the valve holder in an axial direction with respect to the valve shaft. The upper part of the valve holder is inserted in a state where it can be relatively moved and rotated, and is urged downward by a coil spring that is compressed between the valve shaft and provided at the lower end of the valve holder. A valve body locked by a locking portion; a valve body having a valve chamber in which fluid enters and exits; and a valve seat portion to which the valve body comes into contact with and separated from the valve body; A screw feed mechanism for contacting and separating the valve seat portion.
そして、前記弁体は、前記弁シート部に着座する円錐弁部を有する基体と、前記弁ホルダに設けられた係止部により係止される、前記基体とは別パーツの鍔状掛止部材とを含んで構成されていることを特徴としている。 The valve body is hooked by a base having a conical valve portion seated on the valve seat portion and a locking portion provided in the valve holder, and is a hook-like hooking member that is a separate part from the base. It is characterized by comprising.
前記鍔状掛止部材は、好ましくは、前記円錐弁部の上側底面部の外径より小径の外径を持つリング状に作製される。 The hook-shaped hooking member is preferably manufactured in a ring shape having an outer diameter smaller than the outer diameter of the upper bottom surface portion of the conical valve portion.
前記弁体の基体は、好ましくは、前記円錐弁部及び該円錐弁部の上側底面部の外径より小径の胴部を有し、該胴部の上端部に、前記鍔状掛止部材が溶接、かしめ、圧入等の手法で固定される。 The base body of the valve body preferably has a body portion having a diameter smaller than the outer diameter of the conical valve portion and the upper bottom surface portion of the conical valve portion, and the hook-shaped hooking member is provided at an upper end portion of the body portion. It is fixed by techniques such as welding, caulking, and press fitting.
他の好ましい態様では、前記弁ホルダへの前記弁体の組み付け前に、予め、前記胴部に、前記弁体を係止すべく前記弁ホルダに設けられる前記係止部としての係止用カラーが相対移動及び相対回転可能に外挿されていて、前記弁ホルダへの前記弁体の組み付け時に、前記係止用カラーが前記弁ホルダに溶接、かしめ、圧入等の手法で固定されたものとされる。 In another preferred embodiment, before the valve body is assembled to the valve holder, a locking collar as the locking portion provided in the valve holder to lock the valve body to the body portion in advance. Are inserted so as to be capable of relative movement and relative rotation, and when the valve body is assembled to the valve holder, the locking collar is fixed to the valve holder by a technique such as welding, caulking, or press fitting. Is done.
前記鍔状掛止部材は、好ましくは、前記コイルばねの下端を受けるばね受けとされる。 The hook-shaped hooking member is preferably a spring receiver that receives the lower end of the coil spring.
前記鍔状掛止部材及び/又は前記係止部は、好ましくは、表面が高潤滑性を持つ金属素材もしくは樹脂素材で作製される。 The hook-shaped hooking member and / or the locking portion is preferably made of a metal material or a resin material having a highly lubricated surface.
前記鍔状掛止部材及び/又は前記係止部は、好ましくは、表面に高潤滑性樹脂のコーティングが施される。 The hook-shaped hooking member and / or the locking portion is preferably coated with a highly lubricious resin on the surface.
前記鍔状掛止部材は、好ましくは、高潤滑性の金属ワッシャもしくは樹脂ワッシャから構成される。 The hook-shaped hooking member is preferably made of a highly-lubricated metal washer or resin washer.
さらに好ましい態様では、前記鍔状係止部材が前記基体に対して相対回転自在とされる。 In a further preferred aspect, the hook-shaped locking member is rotatable relative to the base.
他の好ましい態様では、前記係止部の上部と前記鍔状掛止部材の下部とが部分接触するようにされる。 In another preferred embodiment, the upper portion of the locking portion and the lower portion of the hook-shaped hooking member are in partial contact.
さらに他の好ましい態様では、前記係止部としての係止用カラーの上端面及び前記鍔状掛止部材の下端面のうちの少なくとも一方の直径が前記弁ホルダの内径の2/3以下あるいは前記弁シート部の弁口径以下とされる。 In still another preferred embodiment, the diameter of at least one of the upper end surface of the locking collar as the locking portion and the lower end surface of the hook-shaped hooking member is 2/3 or less of the inner diameter of the valve holder, or It is made into the valve opening diameter of a valve seat part or less.
本発明に係る電動弁では、弁体を構成する、円錐弁部を有する基体と弁ホルダに設けられた係止部(係止用カラー)により係止される鍔状掛止部材とが別体化(2パーツ化)されており、弁体の組み立てにあたっては、例えば、円錐弁部に連なる胴部に前記係止用カラーを相対移動及び相対回転可能に外挿しておき、この係止用カラーの上側に位置する前記胴部の上端部に、前記鍔状掛止部材を溶接、かしめ、圧入等の手法で固定するようにされるので、図2(A)に例示される如くに、弁体61の円錐弁部61aの上部(底面)外径Daは、図2(B)に例示される従来例のものと同様に、弁座部材72の弁シート部72bの上部(底面)径と略同径であるが、鍔状掛止部材66(従来例の鍔状掛止部61e’に相当)の外径Dbを、従来例(鍔状掛止部61e’)の外径Db’より相当小さくできる(弁体61の円錐弁部61aの上部(底面)外径Daと同等以下にできる)。そのため、弁ホルダ55の外径Dcも従来のもの(Dc’)より相当小さくすることが可能となり、その結果、弁ホルダとガイドステムとの間で発生する摩擦抵抗を大幅に低減できる。
In the motor-operated valve according to the present invention, a base body having a conical valve portion and a hook-shaped hooking member locked by a locking portion (locking collar) provided in the valve holder are separate from each other. of (2 parts of) by which, when the assembly of the valve body, for example, the locking collar to the body portion continuous to the conical valve portion previously extrapolated relatively movably and relative rotation, color for the locking As shown in FIG. 2 (A), the hook-shaped hooking member is fixed to the upper end portion of the body portion located above the body by welding, caulking, press-fitting, or the like. The upper (bottom) outer diameter Da of the
また、弁本体を大きくすることなく弁室の容積を大きくすることができるので、冷媒(特に気液混合状態)が通過する際の騒音も効果的に抑えることができるとともに、サイズをコンパクトにすることができる。 In addition, since the volume of the valve chamber can be increased without increasing the valve body, it is possible to effectively suppress noise when the refrigerant (particularly the gas-liquid mixed state) passes, and to make the size compact. be able to.
また、緩衝用コイルばねの下端を受けるばね受けとなる鍔状掛止部材を、表面が高潤滑性を持つ金属素材もしくは樹脂素材で作製するか、鍔状掛止部材の表面に高潤滑性樹脂のコーティングを施すか、あるいは、高潤滑性の金属ワッシャもしくは樹脂ワッシャで構成することより、弁軸組立体内(鍔状掛止部材と弁ホルダに設けられた係止部との間、緩衝用コイルばねと鍔状掛止部材との間等)での摩擦抵抗を低減することができる。同様に、前記係止部を、表面が高潤滑性を持つ金属素材もしくは樹脂素材で作製するか、あるいは、鍔状掛止部材の表面に高潤滑性樹脂のコーティングを施すことよっても、弁軸組立体内での摩擦抵抗を低減することができる。 Also, the hook-shaped hooking member that serves as a spring receiver for receiving the lower end of the buffer coil spring is made of a metal material or resin material having a highly lubricated surface, or a highly-lubricating resin is formed on the surface of the hook-shaped hooking member. Or a high-lubricity metal washer or resin washer, so that the valve shaft assembly (between the hook-shaped hooking member and the locking portion provided on the valve holder is provided with a buffer coil. For example, the frictional resistance between the spring and the hook-shaped hooking member can be reduced. Similarly, the locking portion may be made of a metal material or a resin material having a highly lubricated surface, or the surface of the hook-shaped hooking member may be coated with a highly lubricious resin. Frictional resistance in the assembly can be reduced.
即ち、弁体は、閉弁時(弁シート部に着座時)には静止状態であるので、この状態でロータが回転せしめられると、弁軸及び弁ホルダに伴って前記緩衝ばね(圧縮コイルばね)にも回転力が加えられ、この緩衝ばねとその下端を受けるばね受けとなっている鍔状掛止部との間にも摩擦抵抗が発生する。また、閉弁状態から弁ホルダが回転しながら上昇して、弁ホルダに設けられた係止部及び鍔状掛止部材を介して弁体を引き上げるとき、すなわち、開弁時には、係止部(の上端面)が静止状態の鍔状掛止部材(の下端面)に当接して回転摺動するので、これら鍔状掛止部材と係止部との間でも摩擦抵抗が発生する。したがって、それらの摩擦抵抗、つまり、弁軸組立体内の摩擦抵抗を小さくすることで、弁開閉動作に必要とされる駆動力を小さくすることができる。また、弁体が回転するのを防ぐことができるので、弁シートの摩耗を防ぐことができる。 That is, since the valve body is stationary when the valve is closed (when seated on the valve seat portion), when the rotor is rotated in this state, the buffer spring (compression coil spring) is associated with the valve shaft and the valve holder. ) Is also applied, and a frictional resistance is also generated between the buffer spring and the hook-shaped latching portion serving as a spring receiver for receiving the lower end thereof. Further, when the valve holder rises while rotating from the closed state and pulls up the valve body via the locking portion and the hook-shaped hooking member provided on the valve holder, that is, when the valve is opened, the locking portion ( Since the upper end surface of the ring-shaped member is in contact with the stationary hook-shaped hooking member (the lower end surface thereof) and rotates and slides, frictional resistance is also generated between the hook-shaped hooking member and the locking portion. Accordingly, by reducing the frictional resistance, that is, the frictional resistance in the valve shaft assembly, the driving force required for the valve opening / closing operation can be reduced. Moreover, since it can prevent that a valve body rotates, abrasion of a valve seat can be prevented.
さらに、鍔状係止部材を弁体の基体に対して相対回転自在とすることにより、弁軸組立体内での摩擦抵抗を一層低減することができるとともに、弁体の回転をより確実に防ぐことができる。 Furthermore, by making the hook-shaped locking member rotatable relative to the base of the valve body, it is possible to further reduce the frictional resistance in the valve shaft assembly and more reliably prevent the valve body from rotating. Can do.
上記に加え、前記係止部の上部と前記鍔状掛止部材の下部とが部分接触するようにすることにより、あるいは、前記係止部としての係止用カラーの上端面及び前記鍔状掛止部材の下端面のうちの少なくとも一方の直径を前記弁ホルダの内径の2/3以下あるいは前記弁シート部の弁口径以下とすることによっても、前記係止部と前記鍔状掛止部材との摩擦抵抗が大幅に軽減される。 In addition to the above, the upper portion of the locking portion and the lower portion of the hook-shaped hooking member are in partial contact with each other, or the upper end surface of the locking collar as the locking portion and the hook-shaped hook The locking portion and the hook-shaped hooking member can be obtained by setting the diameter of at least one of the lower end surfaces of the locking member to 2/3 or less of the inner diameter of the valve holder or the valve diameter of the valve seat portion. The frictional resistance is greatly reduced.
以上の結果、弁開閉動作に必要とされる駆動力を小さくすることができ、ステッピングモータを含む電動弁全体のコンパクト化並びに省電力化さらに低騒音化等を効果的に図ることができる。 As a result, the driving force required for the valve opening / closing operation can be reduced, and the entire motor-operated valve including the stepping motor can be reduced in size, power can be saved, and noise can be effectively reduced.
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る電動弁の一実施形態を示す図である。 FIG. 1 is a view showing an embodiment of an electric valve according to the present invention.
図1に示される電動弁10は、弁室71を有する弁本体70を備えている。弁本体70は、断面円形の弁口72a及び円錐面状の弁シート部72bを有する弁座部材72と、プレス加工により作製されたキャン受け鍔状部74a付き円筒状の弁室形成部材74と、からなっており、弁シート部72bに接離する弁体61により冷媒等の流体の通過流量を調整するようになっている。なお、弁座部材72には、弁室形成部材74の窓穴付き底面部が圧入、溶接等により固定されている。また、前記弁室形成部材74のキャン受け鍔状部74aに、下方開口の有底円筒状のキャン40の下端部が突き合わせ溶接により密封接合されている。
The motor-operated
前記弁本体70の弁室71の一側方には、冷媒入出用の第1の導管(継手)41が、また、弁室71の下方には、冷媒入出用の第2の導管(継手)42がそれぞれろう付け等により連結固定されている。
A refrigerant inlet / outlet first conduit (joint) 41 is provided on one side of the
前記キャン40の内周には、所定の間隙をあけてロータ30が配在され、該ロータ30を回転駆動すべく前記キャン40の外周には、図示はされていないが、ヨーク、ボビン、及びステータコイル等からなるステータが配置され、前記ロータ30と前記ステータとでステッピングモータが構成されている。
A
そして、前記ロータ30の内周側には、該ロータ30にナット部材62を介して一体に連結された弁軸60と、該弁軸60が内挿される円筒部81を有するガイドステム80とが配在されている。
On the inner peripheral side of the
前記ガイドステム80の円筒部81の下端部には、弁本体70及びキャン40との同軸度を上げるための位置決めに供される凹状の連結保持部82が一体に設けられている。
At the lower end of the
一方、前記弁軸60の大径下端部には、円筒状の弁ホルダ55の上端部に圧入固定されている。弁ホルダ55は、弁軸60に保持固定されてガイドステム80の円筒部81に摺動自在に内挿されている。
On the other hand, the large-diameter lower end portion of the
前記弁軸60、弁ホルダ55、弁体61等は一つの組立体(以下、弁軸組立体50と称す)として構成されており、弁ホルダ55の下端部に、弁体61が弁軸60に対して軸方向の相対移動及び相対回転可能な状態で内挿されて後述する係止用カラー63により抜け止め係止されている。
The
弁体61は、弁シート部72bに着座する円錐弁部61aを有する基体61Aと、弁ホルダ55の下端部に圧入、溶接等の手法により固定される係止用カラー63により係止される、前記基体61Aとは別パーツの鍔状掛止部材66とを含んで構成されている。前記弁体60の基体61Aは、下から順に、円錐弁部61a、該円錐弁部61aの上部(底面部)の外径より小径の胴部61b、及び該胴部61bの外径より小径の、かしめ部となる円筒部(図3参照)61cを有し、胴部61bの上端面(円筒部61cとの間に形成される段丘面)に、前記円錐弁部61aの上部(底面部)の外径より小径の外径を持つリング状に形成された鍔状掛止部材66が、前記円筒部61cをかしめることにより固定されている。
The
なお、前記鍔状掛止部材66は、前記コイルばね64の下端を受けるばね受けとなっており、この鍔状掛止部材66を、表面が高潤滑性を持つ金属素材もしくは樹脂素材で作製するか、鍔状掛止部材66の表面に高潤滑性樹脂のコーティングを施すことが好ましい。より具体的には、鍔状掛止部材66を、焼結金属を使用した高潤滑性の金属ワッシャ、もしくは、PPS(ポリフェニレンサルファイド)にフッ素等の補助助剤を添加した樹脂ワッシャで構成するか、あるいは、金属素材にPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)を無電解メッキ(コーティング)したり、素材がアルミニウムの場合は、硬質アルマイト処理にテフロンを含有させる等のコーティングを施すことが好ましい。
The hook-shaped hooking
そして、この鍔状掛止部材66が前記弁ホルダ55の下端部に圧入、溶接等により固着された係止用カラー63に抜け止め係止されるようになっている。前記弁ホルダ55内における弁軸60の下側には、ばね受けボール65が配在され、このばね受けボール65と弁体61との間には、弁体61を下方に付勢する緩衝用のコイルばね64が縮装されている。
The hook-like hooking
また、前記鍔状掛止部材66と同様に、前記係止用カラー63を、表面が高潤滑性を持つ金属素材もしくは樹脂素材で作製するか、あるいは、係止用カラー63の表面(上端面のみでも可)に高潤滑性樹脂のコーティングを施すことが好ましい。
Similarly to the hook-shaped hooking
なお、本実施形態の電動弁10では、図2(A)及び図3に示される如くに、前記弁体61の弁ホルダ55への組み付け前に、予め、前記胴部61bに、弁体61を係止すべく弁ホルダ55に設けられる係止部としての係止用カラー63が相対移動及び相対回転可能に外挿されていて、前記弁体61の弁ホルダ55への組み付け時に、前記係止用カラー63が前記弁ホルダ55に溶接、かしめ、圧入等の手法で固定される。
In the motor-operated
上記に加え、前記弁体61を前記弁シート部72bに接離させるためのねじ送り機構16が備えられており、このねじ送り機構16は、ガイドステム80の円筒部81に内嵌固定された雌ねじ部材85の内周に形成された固定ねじ部(雌ねじ部)28と、前記弁軸60の弁軸60の中央部外周に形成された、前記固定ねじ部28に螺合せしめられる可動ねじ部(雄ねじ部)29とからなっている。
In addition to the above, a
したがって、かかる構成の電動弁10では、ロータ30が回転せしめられると、それと一体に弁軸60(弁軸組立体50)が回転せしめられ、このとき、前記ねじ送り機構16により弁軸60が弁体61を伴って昇降せしめられ、これによって、弁体61が弁シート部72bに接離して冷媒の通過流量が調整される。
Therefore, in the motor-operated
さらに、前記ガイドステム80の外周には、回転規制用ストッパ機構を構成する固定ストッパ68と可動ストッパ(スライダ)69とが外嵌されている。固定ストッパ68は、図5(A)に示される如くに、有効巻数が5.5(5巻半)で巻方向が右のコイルばね(線材を螺旋状に曲成したもの)で、その上端部は螺旋部分から上向きに折り曲げられた上側係止部68aとされ、その下端部は螺旋部分から下向きに折り曲げられた下側係止部68bとされている。また、可動ストッパ69は、図5(B)に示される如くに、有効巻数が1.5(1巻半)で巻方向が右のコイルばね(線材を螺旋状に曲成したもの)で、その上端部は螺旋部分から側方に折り曲げられた側方突出接当部69aとされ、螺旋部分の下端(末端)は平坦面に形成された端面接当部69bとされている。
Further, a fixed
可動ストッパ69の材料である線材の直径は固定ストッパ68の材料である線材の直径より若干大きくされているが、可動ストッパ69のピッチと固定ストッパ68のピッチは同じとされている。固定ストッパ68(の下側係止部68b)はガイドステム80の連結保持部82(の底部)に固定され、可動ストッパ69は、図6に示される如くに、固定ストッパ68の螺旋部分に組み込まれてその螺旋部分に沿って回転しながら昇降できるようになっている。
The diameter of the wire that is the material of the
可動ストッパ69の側方突出接当部69aは、ロータ30の回転時(正転時、逆転時のいずれも)にロータ30の内周に突設された縦長の押動板部39により押動されるようになっている。したがって、ロータ30が平面視時計回りに回転せしめられるときには、可動ストッパ69が同方向に回転しながら下降し、最終的には、図6において最も下降した位置が実線で示されているように、端面接当部69bが固定ストッパ68の下側係止部68bに衝接して係止され、これにより、ロータ30の回転及び下降が強制的に停止せしめられる。ロータが平面視反時計回りに回転せしめられるときは、可動ストッパ69が同方向に回転しながら上昇し、最終的には、図6において最も上昇した位置が仮想線で示されているように、側方突出接当部69aが固定ストッパ68の上側係止部68aに衝接して係止され、これにより、ロータ30の回転及び上昇が強制的に停止せしめられる。
The side
以上の如くの構成とされた本実施形態の電動弁10では、弁体61を構成する、円錐弁部61a、胴部61b、及び円筒部(かしめ部)61cを有する基体61Aと弁ホルダ55に設けられた係止部(係止用カラー63)により係止される鍔状掛止部材66とが別体化(2パーツ化)されており、弁体61の組み立てにあたっては、図3に示される如くに、円錐弁部61aに連なる胴部61bに前記係止用カラー63を相対移動及び相対回転可能に外挿しておき、この係止カラー63の上側に位置する前記胴部61bの上端面(段丘面)に、前記鍔状掛止部材66をかしめ固定するようにされるので、図2(A)に示される如くに、弁体61の円錐弁部61aの上部(底面)外径Daは、図2(B)に例示される従来例のものと同様に、弁座部材72の弁シート部72bの上部(底面)径と略同径であるが、鍔状掛止部材66(従来例の鍔状掛止部61e’に相当)の外径Dbを、従来例(鍔状掛止部61e’)の外径Db’より相当小さくできる(弁体61の円錐弁部61aの上部(底面)外径Daと同等以下にできる)。そのため、弁ホルダ55の外径Dcも従来のもの(Dc’)より相当小さくすることが可能となり、その結果、弁ホルダ55とガイドステム80(の円筒部81)との間で発生する摩擦抵抗を大幅に低減できる。
In the motor-operated
また、弁本体70を大きくすることなく弁室71の容積を大きくすることができるので、冷媒(特に気液混合状態)の通過音を小さくすることができるとともにサイズのコンパクト化を図ることができる。
Further, since the volume of the
また、緩衝用コイルばね64の下端を受けるばね受けとなる鍔状掛止部材66を、前述したように高潤滑性の金属ワッシャ等で構成することにより、コストを低く抑えたもとで、弁軸組立体50内(鍔状掛止部材66と係止用カラー63との間、コイルばね64と鍔状掛止部材66との間等)での摩擦抵抗を低減することができるとともに弁体61が弁シート72bに着座した状態で回転するのを防ぐことができる。
In addition, as described above, the hook-shaped latching
なお、図2(B)に示される従来例の弁体61’全体に高潤滑性を持たせると、前記摩擦抵抗は低減できるが、弁漏れ等を招くおそれがあり、それを避けるには、鍔状掛止部61e’以外をマスキングしてコーティングする必要があり、手間がかかりコストアップにつながる。
In addition, if high lubricity is given to the
また、前記鍔状掛止部材66と同様に、前記係止用カラー63を、表面が高潤滑性を持つ金属素材もしくは樹脂素材で作製するか、あるいは、係止用カラー63の表面(上端面のみでも可)に高潤滑性樹脂のコーティングを施すことよっても、弁軸組立体50内での摩擦抵抗をより一層低減することができる。
Similarly to the hook-shaped hooking
さらに、図4に示される如くに、鍔状掛止部材66の上側に押さえリング67を配し、該押さえリング67をかしめ固定(かしめ部61c)して、鍔状係止部材66を弁体1の基体61Aに対して相対回転自在とする(スラストベアリング構造とする)ことにより、
前記摩擦抵抗をより一層低減することができるとともに弁体61の回転をより確実に防ぐことができる。
Further, as shown in FIG. 4, a
The frictional resistance can be further reduced and the rotation of the
上記に加え、前記係止用カラー63の上部と前記鍔状掛止部材66の下部とが部分接触するように、図7(B)に示される如くに、係止用カラー63の上部を正立円錐台状とする(係止用カラー63の上端面の直径を弁ホルダ55の内径の2/3以下あるいは弁口72aの直径以下とする)ことにより、あるいは、図7(A)に示される如くに、鍔状掛止部材66の下部を逆立円錐台状とする(鍔状掛止部材66の下端面の直径を弁ホルダ55の内径の2/3以下あるいは弁口72aの直径以下とする)ことより、それらの接触径が減じられて摩擦抵抗をより一層低減することができる。
In addition to the above, as shown in FIG. 7 (B), the upper portion of the locking
なお、鍔状掛止部材66を弁体61に図7(A)に示されている如くにかしめ固定するのではなく、図7(C)に示される如くに、弁体61の上部61dを上方に延長するとともに、鍔状掛止部材66を下端に鍔状部(下部は逆円錐台状)付きの円筒状として、前記弁体61の上部61fに圧入して固定するようにしてもよい。
Instead of caulking and fixing the hook-shaped hooking
以上の結果、弁開閉動作に必要とされる駆動力を小さくすることができ、ステッピングモータを含む電動弁全体のコンパクト化並びに省電力化等を効果的に図ることができる。 As a result, the driving force required for the valve opening / closing operation can be reduced, and the entire motor-operated valve including the stepping motor can be reduced in size and power can be effectively reduced.
10 電動弁
16 ねじ送り機構
30 ロータ
28 固定ねじ部
29 可動ねじ部
40 キャン
50 弁軸組立体
55 弁ホルダ
60 弁軸
61 弁体
61A 基体
61a 円錐弁部
61b 胴部
61c 円筒部(かしめ部)
63 係止用カラー
64 緩衝用コイルばね
66 鍔状掛止部材
70 弁本体
71 弁室
72 弁座
72a 弁口
72b 弁シート部
74 弁室形成部材
80 ガイドステム
81 円筒部
DESCRIPTION OF
63
Claims (11)
前記弁体は、前記弁シート部に着座する円錐弁部を有する基体と、前記弁ホルダに設けられた係止部により係止される、前記基体とは別パーツの鍔状掛止部材とを含んで構成されていることを特徴とする電動弁。 A can, a guide stem having a cylindrical portion disposed in the can, a rotor disposed on the inner periphery of the can, a valve shaft connected and fixed to the rotor, and a lower end portion of the valve shaft A cylindrical valve holder inserted into the cylindrical portion of the guide stem, and an upper portion of the valve holder is inserted into the valve holder so as to be capable of relative movement and rotation in the axial direction with respect to the valve shaft, and And a valve body that is biased downward by a coil spring that is compressed between the valve shaft and is retained by a retaining portion provided at a lower end portion of the valve holder, and fluid enters and exits. A valve body having a valve chamber to be squeezed and a valve seat part to which the valve body comes into contact with and separated from the valve body; and a screw feed mechanism for making the valve body come into contact with and separate from the valve seat part as the rotor rotates. A motorized valve,
The valve body includes a base body having a conical valve portion that is seated on the valve seat portion, and a hook-like hooking member that is locked by a locking portion provided in the valve holder and is a separate part from the base body. A motor-operated valve characterized by comprising.
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