JP2013122281A - Motor operated valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷凍サイクルシステムにおける冷媒の流量制御等に使用される電動弁に関する。 The present invention relates to a motor-operated valve used for refrigerant flow control in a refrigeration cycle system.
上記電動弁の一例として、図4に示すように、弁室32及び該弁室32に形成された弁孔32aを有する弁本体34と、弁孔32aを開閉する弁体33とを備え、弁本体34から上方に突出するキャン37の内部に設けられた駆動機構39により、弁体33を上下方向に駆動して冷媒等の流体の制御を行う電動弁31が提案されている(例えば、特許文献1参照)。なお、図4は、弁体33によって弁孔32aを閉じた状態を示し、図6は、弁孔32aが開いた状態を示す。
As an example of the motor-operated valve, as shown in FIG. 4, a
上記駆動機構39による弁体33の駆動は、キャン37の内部に設けられたロータ36と、キャン37に外嵌されたステータ38とで構成されるステッピングモータによって行う。ロータ36が回転すると、これに伴って止環40及び弁軸ホルダ41が回転し、弁軸ホルダ41と、弁本体34に固定されたねじ管42とのねじ送り作用で、弁体33を昇降させて弁孔32aを開閉する。
The valve mechanism 33 is driven by the
ここで、弁開時に弁軸43が上昇してねじ管42と弁軸ホルダ41との螺合が外れると、弁軸ホルダ41をねじ管42側に付勢して螺合させるために復帰ばね45が設けられる。この復帰ばね45は、図5に示すように、弁軸43と弁軸ホルダと41を連結するプッシュナット44を囲繞するように、弁軸ホルダ41上の上面41aに載置される。また、この復帰ばね45は、その内径がプッシュナット44の外径よりも大きくなるように構成されている。
Here, when the
しかし、上記従来の電動弁31においては、復帰ばね45を弁軸ホルダ41上の上面41aに載置しただけであるため、電動弁31の組立時に復帰ばね45が弁軸ホルダ41から脱落するおそれがあり、そのような場合には、電動弁31に復帰ばね45が適切に装着されていないため、電動弁31が正常に機能しないこととなる。
However, in the conventional
また、従来の電動弁31では、電動弁31に復帰ばね45が適切に装着されて組み立てられている場合でも、使用時に振動により復帰ばね45がプッシュナット44から外れないように、復帰ばね45の自由長や、復帰ばね45の周辺部位の寸法に制約を受け、設計の自由度が低下するという問題もあった。
Further, in the conventional motor-operated
そこで、本発明は、上記従来の電動弁における問題点に鑑みてなされたものであって、電動弁31の組立時における復帰ばね45の脱落を防止すると共に、復帰ばね45及びその周辺部位の設計の自由度を高めることもできる電動弁を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention has been made in view of the problems in the above-described conventional motor-operated valve, and prevents the
上記目的を達成するため、本発明は、電動弁であって、弁室及び該弁室に形成された弁孔を有する弁本体と、前記弁孔を開閉する弁体と、一端に該弁体を有する弁軸と、前記弁本体から突出するキャンと、該キャンの外側に配置されるステータコイルと、前記キャンの内側に配置され、前記ステータコイルの通電励磁によって回転するロータと、前記弁本体に固定されたねじ管と、前記ロータと共に回転可能に形成され、前記ねじ管とのねじ送り作用で、前記弁軸を介して前記弁体によって前記弁孔を開閉させる弁軸ホルダと、前記弁軸の前記弁体を有する端部とは反対側の端部と前記弁軸ホルダとを連結するプッシュナットと、該プッシュナットを囲繞するように取り付けられ、前記ねじ管と前記弁軸ホルダとの螺合が外れたときに、該螺合を復帰させる方向に該弁軸ホルダを付勢する復帰ばねとを備え、該復帰ばねの前記弁軸ホルダ側の座巻部を、前記プッシュナットの前記弁軸ホルダ側の端部に遊嵌したことを特徴とする。ここで、遊嵌とは、復帰ばねの座巻部がプッシュナットの端部に遊びがある状態で嵌め込まれていること、すなわち、復帰ばねの座巻部がプッシュナットの軸線方向にある程度移動可能な状態で、プッシュナットの端部に装着されていることをいう。 In order to achieve the above object, the present invention provides an electric valve, a valve body having a valve chamber and a valve hole formed in the valve chamber, a valve body for opening and closing the valve hole, and the valve body at one end. A can that protrudes from the valve body, a stator coil that is disposed outside the can, a rotor that is disposed inside the can and is rotated by energization excitation of the stator coil, and the valve body A valve shaft holder that is formed to be rotatable together with the rotor, and that opens and closes the valve hole by the valve body via the valve shaft by a screw feeding action with the screw tube, and the valve A push nut that connects the end of the shaft opposite to the end having the valve body and the valve shaft holder, and is attached so as to surround the push nut, and the screw tube and the valve shaft holder When the screw is disengaged, the screw A return spring that urges the valve shaft holder in a direction to return the valve shaft holder, and the end portion of the return nut on the valve shaft holder side is loosely fitted to the end portion of the push nut on the valve shaft holder side It is characterized by that. Here, loose fitting means that the end portion of the return spring is fitted with play at the end of the push nut, that is, the end portion of the return spring can move to some extent in the axial direction of the push nut. In this state, it is attached to the end of the push nut.
そして、本発明によれば、復帰ばねの弁軸ホルダ側の座巻部を、プッシュナットの弁軸ホルダ側の端部に遊嵌したため、電動弁の組立時における復帰ばねの脱落を防止することができる。これに加え、電動弁の使用時に振動により復帰ばねがプッシュナットから外れることもないため、復帰ばねの自由長や、復帰ばねの周辺部位の寸法に関する制約が少なくなり、設計の自由度を高めることもできる。 According to the present invention, since the end winding portion of the return spring on the valve shaft holder side is loosely fitted to the end portion of the push nut on the valve shaft holder side, it is possible to prevent the return spring from falling off during assembly of the electric valve. Can do. In addition, since the return spring does not come off the push nut due to vibration when the motorized valve is used, there are fewer restrictions on the free spring length and the dimensions of the surrounding area of the return spring, increasing the degree of design freedom. You can also.
上記電動弁において、前記プッシュナットの前記弁軸ホルダ側の端部を縮径し、前記復帰ばねの前記弁軸ホルダ側の座巻部を、前記プッシュナットの外径より小径で、かつ前記プッシュナットの前記縮径された端部より大径に形成することができる。 In the motor-operated valve, the end of the push nut on the valve shaft holder side is reduced in diameter, and the end winding portion of the return spring on the valve shaft holder side is smaller in diameter than the outer diameter of the push nut and the push The nut can be formed to have a larger diameter than the diameter-reduced end portion.
また、上記電動弁において、前記プッシュナットの両端部を縮径し、前記復帰ばねの両方の座巻部を、前記プッシュナットの外径より小径で、かつ前記プッシュナットの前記縮径された端部より大径に形成することができる。 In the motor-operated valve, both end portions of the push nut are reduced in diameter, and both end winding portions of the return spring are smaller in diameter than the outer diameter of the push nut and the reduced diameter end of the push nut. It can be formed larger in diameter than the part.
さらに、上記電動弁において、前記プッシュナットの縮径部を、該プッシュナットの開放端に向かうにつれて次第に縮径されたテーパ状に形成することができる。 Furthermore, in the motor-operated valve, the reduced diameter portion of the push nut can be formed in a tapered shape that is gradually reduced in diameter toward the open end of the push nut.
以上のように、本発明によれば、電動弁の組立時における復帰ばねの脱落を防止すると共に、復帰ばね及びその周辺部位の設計の自由度を高めることができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to prevent the return spring from falling off during assembly of the motor-operated valve, and to increase the degree of freedom in designing the return spring and its peripheral parts.
次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Next, an embodiment for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る電動弁の一実施の形態を示し、この電動弁1は、弁室2を有する弁本体4と、弁室2に連通する弁孔2aを開閉する弁体3aと、下端に弁体3aを有する弁軸3と、弁本体4から突出するキャン12と、キャン12の外側に配置されるステータコイル18と、キャン12の内側でステータコイル18の通電励磁によって回転するロータ6と、弁本体4に固定されたねじ管7と、ロータ6と共に回転可能に形成され、ねじ管7とのねじ送り作用で、弁軸3を介して弁体3aによって弁孔2aを開閉させる弁軸ホルダ8と、弁軸3の上端部と弁軸ホルダ8とを連結するプッシュナット10と、プッシュナット10を囲繞するように取り付けられ、ねじ管7と弁軸ホルダ8との螺合が外れたときに、弁軸ホルダ8を下方に付勢する復帰ばね11等で構成される。
FIG. 1 shows an embodiment of a motor-operated valve according to the present invention. The motor-operated
弁本体4の側部及び下部には、流体の流出入管13、14が弁室2に連通するように連結される。弁本体4内の弁室2には、弁孔2aが穿設され、弁孔2aと弁体3aとの隙間により流体の流量が制御される。
Fluid inlet /
有蓋円筒状のキャン12の下端部は、弁本体4にかしめや溶接等により固着された鍔状板16の段差部に突き合わせ溶接され、キャン12の内部には、弁体3aを上下方向に駆動するロータ6、ねじ管7、弁軸ホルダ8、弁軸3等が配置される。
The lower end of the lid-shaped cylindrical can 12 is butt welded to the stepped portion of the flange-
ロータ6は、円筒状に形成されると共に、インサート成形により一体に形成される止環17を備える。この止環17によって、ロータ6は、弁軸ホルダ8と共に回動可能に構成される。
The
また、ロータ6は、キャン12の外側に配置されたステータコイル18を含むステータとでステッピングモータを構成し、ステータコイル18への通電励磁によって回転する。ステータコイル18には、複数のリード端子22が接続され、これらのリード端子22には、基板23を介して複数のリード線24が接続される。
Further, the
弁軸ホルダ8は、ねじ管7の外側に位置し、下方に開口する円筒形状に形成され、その内周面に、ねじ管7の雄ねじ部7aと螺合する雌ねじ部8aが螺設される。弁軸ホルダ8には、下部に、ねじ管7に固着された下ストッパ体5と当接可能に上ストッパ体15が固定される。
The
弁軸3は、その下端部に弁体3aを一体に備え、弁軸ホルダ8の中心に上下動可能に嵌挿される。弁軸3は、弁軸ホルダ8内に縮装された閉弁ばね9によって常時下方に付勢される。
The
ねじ管7は、その外周面に雄ねじ部7aが螺設されると共に、ストッパ機構の一方を構成する下ストッパ体5が固着される。上述のように、下ストッパ体5は、弁軸ホルダ8の下部に位置する上ストッパ体15に当接可能に構成される。
The threaded
弁軸3の上端部には、弁軸3と弁軸ホルダ8とを連結するプッシュナット10と、弁開動作時に弁軸3が上方に移動し過ぎてねじ管7の雄ねじ部7aと弁軸ホルダ8の雌ねじ部8aとの螺合が外れたときに、弁軸ホルダ8をねじ管7側に付勢する復帰ばね11が設けられる。
At the upper end of the
図2に示すように、プッシュナット10の上下端には、その断面が傾斜して端部が縮径されるようにテーパ加工(テーパ部10a)が施されている。
As shown in FIG. 2, the upper and lower ends of the
また、復帰ばね11の有効巻線部(復帰ばね11の両座巻部11a以外の部分)の内径は、プッシュナット10の中央部(プッシュナット10の前記テーパ部10a以外の部分)の外径よりも大径に形成されている。この復帰ばね11の上下(両端)の座巻部11aの内径は、テーパ部10aの最小外径(すなわち、プッシュナット10の両端部の外径)より大径で、かつプッシュナット10の前記中央部の外径より小径に形成される。
Further, the inner diameter of the effective winding portion of the return spring 11 (the portion other than the both end winding portions 11a of the return spring 11) is the outer diameter of the central portion of the push nut 10 (the portion of the
このように構成した点が本発明の一実施の形態の特徴部分であって、復帰ばね11をプッシュナット10にやや力を加えて押し込むことにより、復帰ばね11の下方の座巻部11aが、プッシュナット10の下方のテーパ部10aに遊嵌される。これにより、電動弁1の組立時における復帰ばね11の脱落を防止することができる。また、これにより、使用時の振動による復帰ばね11の脱落を防止することができるため、復帰ばね11の自由長や、復帰ばね11の周辺部位の寸法に関する制約が少なくなり、設計の自由度を高めることもできる。さらに、プッシュナット10の両端にテーパ部10aを形成し、復帰ばね11の両端の座巻部11aを縮径したため、これらの上下の向きを考慮することなく電動弁1を組み立てることができる。
The point configured in this way is a characteristic part of one embodiment of the present invention, and by pushing the
上記構成を有する電動弁1は、図1に示すように、ステータコイル18に、リード線24、基板23及びリード端子22を介して一方向の通電を行い励磁すると、ロータ6が回転し、これに伴い、弁軸ホルダ8がねじ管7に対して相対的に回転する。ここで、ねじ管7の下部が弁本体4に固定されているため、ねじ管7の雄ねじ部7aと、弁軸ホルダ8の雌ねじ部8aとのねじ送り機構により、例えば、弁軸ホルダ8が上昇し、これに伴い弁軸3が上昇し、弁体3aが弁孔2aを開き、図3に示す状態となる。
In the motor-operated
弁軸ホルダ8がさらに上昇し、弁軸ホルダ8の雌ねじ部8aと、ねじ管7の雄ねじ部7aとの螺合が外れても、復帰ばね11の上端がキャン12の上部内壁部に弾接して弁軸ホルダ8を下方のねじ管7に向かって付勢することで、雌ねじ部8aと雄ねじ部7aの螺合を確実に復帰させることができる。
Even if the
図3に示す状態から、ステータコイル18に他方向の通電を行い励磁すると、弁本体4に固着されたねじ管7に対し、ロータ6が前記と逆方向に相対的に回転し、前記ねじ送り機構により、弁軸ホルダ8が下降し、弁軸3の下端の弁体3aが下方に移動して弁孔2aを閉じ、図1に示す状態となる。また、弁軸ホルダ8の下部に位置する上ストッパ体15と、下ストッパ体5とが当接することで、弁体3aがさらに下降することを防止する。
When the stator coil 18 is energized in the other direction from the state shown in FIG. 3, the
尚、上記実施の形態においては、プッシュナット10の両端にテーパ部10aを形成し、復帰ばね11の両端の座巻部11aを縮径し、プッシュナット10及び復帰ばね11の上下の向きを考慮することなく電動弁1を組立可能としたが、プッシュナット10の一端にのみテーパ部10aを形成すると共に、復帰ばね11の一端の座巻部11aのみを縮径し、電動弁1を組み立てる際に、プッシュナット10の下端にテーパ部10aを配置し、このテーパ部10aに復帰ばね11の座巻部11aを遊嵌することで、組立時における復帰ばね11の脱落を防止することができ、復帰ばね11及びその周辺部位の設計の自由度を高めることができる。
In the above embodiment, tapered portions 10a are formed at both ends of the
また、前述の説明においては、図2に示されるように、テーパ部10aは断面が直線状となるように形成されるものとしたが、本発明はこれのみに限定されることはなく、プッシュナット10の端部にテーパ部10aを形成せずに、段差を設けるように凹状の縮径部を形成したり、あるいは断面が円弧状等となるように形成し、この部分に復帰ばね11の縮径した座巻部11aを遊嵌するように構成しても同様の作用効果が得られる。
In the above description, as shown in FIG. 2, the tapered portion 10a is formed so that the cross section is linear, but the present invention is not limited to this, and the pusher 10a is pushed. The tapered portion 10a is not formed at the end of the
さらにまた、前述の説明では、復帰ばね11の両端の座巻部11aを縮径するものとしたが、座巻部11a及びそれに隣接する有効巻線部を含めて連続的に縮径するようにしても良い。
Furthermore, in the above description, the end winding part 11a at both ends of the
1 電動弁
2 弁室
2a 弁孔
3 弁軸
3a 弁体
4 弁本体
5 下ストッパ体
6 ロータ
7 ねじ管
7a 雄ねじ部
8 弁軸ホルダ
8a 雌ねじ部
9 閉弁ばね
10 プッシュナット
10a テーパ部
11 復帰ばね
11a 座巻部
12 キャン
13 流出管
14 流入管
15 上ストッパ体
16 鍔状板
17 止環
18 ステータコイル
22 リード端子
23 基板
24 リード線
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記弁孔を開閉する弁体と、
一端に該弁体を有する弁軸と、
前記弁本体から突出するキャンと、
該キャンの外側に配置されるステータコイルと、
前記キャンの内側に配置され、前記ステータコイルの通電励磁によって回転するロータと、
前記弁本体に固定されたねじ管と、
前記ロータと共に回転可能に形成され、前記ねじ管とのねじ送り作用で、前記弁軸を介して前記弁体によって前記弁孔を開閉させる弁軸ホルダと、
前記弁軸の前記弁体を有する端部とは反対側の端部と前記弁軸ホルダとを連結するプッシュナットと、
該プッシュナットを囲繞するように取り付けられ、前記ねじ管と前記弁軸ホルダとの螺合が外れたときに、該螺合を復帰させる方向に該弁軸ホルダを付勢する復帰ばねとを備え、
該復帰ばねの前記弁軸ホルダ側の座巻部を、前記プッシュナットの前記弁軸ホルダ側の端部に遊嵌したことを特徴とする電動弁。 A valve body having a valve chamber and a valve hole formed in the valve chamber;
A valve body for opening and closing the valve hole;
A valve stem having the valve body at one end;
A can protruding from the valve body;
A stator coil disposed outside the can;
A rotor disposed inside the can and rotated by energization excitation of the stator coil;
A threaded tube fixed to the valve body;
A valve shaft holder that is formed so as to be rotatable together with the rotor, and that opens and closes the valve hole by the valve body via the valve shaft by a screw feeding action with the screw pipe;
A push nut connecting the end of the valve shaft opposite to the end having the valve body and the valve shaft holder;
A return spring mounted so as to surround the push nut and energizing the valve shaft holder in a direction to return the screw shaft when the screw tube and the valve shaft holder are unscrewed. ,
The motor-operated valve characterized in that the end winding portion on the valve shaft holder side of the return spring is loosely fitted to the end portion of the push nut on the valve shaft holder side.
前記復帰ばねの前記弁軸ホルダ側の座巻部が、前記プッシュナットの外径より小径で、かつ前記プッシュナットの前記縮径された端部より大径に形成されることを特徴とする請求項1に記載の電動弁。 The end of the push nut on the valve shaft holder side is reduced in diameter,
The end winding portion of the return spring on the valve shaft holder side is formed to have a smaller diameter than an outer diameter of the push nut and a larger diameter than the reduced diameter end portion of the push nut. The motor-operated valve according to Item 1.
前記復帰ばねは、両方の座巻部が、前記プッシュナットの外径より小径で、かつ前記プッシュナットの前記縮径された端部より大径に形成されることを特徴とする請求項2に記載の電動弁。 Both ends of the push nut are reduced in diameter,
3. The return spring according to claim 2, wherein both end winding portions have a smaller diameter than an outer diameter of the push nut and a larger diameter than the reduced diameter end portion of the push nut. The motorized valve described.
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