JP2017180638A - Motor valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷凍サイクルなどに使用する電動弁に関し、詳細には圧力バランス型の電動弁に関する。 The present invention relates to a motor-operated valve for use in a refrigeration cycle, and more particularly to a pressure balance type motor-operated valve.
従来の圧力バランス型の電動弁は、弁部材に加わる差圧力をキャンセルするために、弁部材の上部の背圧室を、弁部材に設けた均圧路により弁部材下部の弁ポート側に導通し、弁部材の上部と下部を同圧にさせることで、弁部材に加わる正味の差圧力をキャンセルさせるという設計思想である。このような電動弁として、例えば、特開2014−035006号公報(特許文献1)に開示されたものがある。 In order to cancel the differential pressure applied to the valve member, the conventional pressure balance type motorized valve conducts the back pressure chamber at the upper part of the valve member to the valve port side at the lower part of the valve member by a pressure equalizing path provided in the valve member. The design philosophy is to cancel the net differential pressure applied to the valve member by making the upper and lower parts of the valve member the same pressure. As such a motor operated valve, for example, there is one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-035006 (Patent Document 1).
この従来の電動弁は、弁ガイド本体部(21)内に弁部材(30)を配設し、弁部材(30)に設けたパッキン部(37)により、弁ガイド本体部(21)の内周面(21c)と弁部材(30)の外周との間をシールしている。そして、弁部材(30)は弁ガイド本体部(21)にガイドされて摺動可能になっている。また、パッキン部(37)は、連結金具(34)と弁部材(30)との間に、皿ばね受け(38)等を介して狭持されている。 In this conventional motorized valve, a valve member (30) is disposed in a valve guide main body (21), and a packing portion (37) provided in the valve member (30) is provided in the valve guide main body (21). The space between the peripheral surface (21c) and the outer periphery of the valve member (30) is sealed. The valve member (30) is slidably guided by the valve guide main body (21). The packing part (37) is sandwiched between the coupling fitting (34) and the valve member (30) via a disc spring receiver (38) or the like.
上述した従来の圧力バランス型の電動弁では、パッキンン部を連結金具と弁部材とで挟持することで、簡単な構造でパッキン部を保持できる。しかし、このパッキン部は、弁ガイド本体部の内周面に摺接することにより、挟持している基板部が半径方向に力を受ける。このため、パッキン部の強度を確保する必要がある。なお、パッキン部全体を堅牢にしようとすると、弁ガイド本体部の内周面との間の摺動抵抗が大きくなるという問題がある。 In the conventional pressure balance type electric valve described above, the packing portion can be held with a simple structure by sandwiching the packing portion between the connecting fitting and the valve member. However, the packing portion is in sliding contact with the inner peripheral surface of the valve guide main body portion, so that the sandwiched substrate portion receives a force in the radial direction. For this reason, it is necessary to ensure the strength of the packing part. In addition, when trying to make the whole packing part robust, there exists a problem that sliding resistance between the inner peripheral surfaces of a valve guide main-body part becomes large.
本発明は、圧力バランス型の電動弁において、ガイド部の内周面と弁部材の外周面との間をシールするシール部のLパッキンを堅牢にすることを課題とする。 An object of the present invention is to make an L packing of a seal portion that seals between an inner peripheral surface of a guide portion and an outer peripheral surface of a valve member in a pressure balance type motor operated valve.
請求項1の電動弁は、弁ハウジング内に配設された円筒形状のガイド部と、前記ガイド部内に摺動可能に配設されるとともに弁ポートを開閉する弁部材と、前記弁部材に設けられて前記ガイド部の内周面と該弁部材の外周面との間をシールするシール部と、前記弁部材を前記ガイド部の軸線方向に駆動する駆動部と、を備え、前記弁部材を軸線方向に移動して前記弁ポートを開閉するとともに、前記弁部材に対する前記弁ポートとは反対側の背圧室と該弁ポートとを均圧路で導通して、該背圧室の流体圧力と弁ポートの流体圧力とを均一にするようにした電動弁であって、前記シール部が、前記ガイド部の内周面に摺接するリム部と、前記弁部材により保持される基板部とからなるLパッキンを有し、前記Lパッキンの前記基板部の厚みが前記リム部の厚みより厚くなっていることを特徴とする。
The motor-driven valve according to
請求項2の電動弁は、請求項1に記載の電動弁であって、前記弁部材が、前記弁ポートを開閉する弁体と、前記駆動部側に連結される連結部とから構成され、前記Lパッキンの前記基板部が、前記弁体と前記連結部とにより挟まれて、前記シール部が前記弁部材に挟持されていることを特徴とする。
The motor-driven valve according to
請求項3の電動弁は、請求項2に記載の電動弁であって、前記シール部が、一対の前記Lパッキンと、該一対のLパッキンの間に介在される補強板とを備え、前記一対のLパッキンは、一対の前記リム部が前記軸線方向の互いに外側に向けて配置されるとともに、一対の前記基板部により前記補強板を挟むようにして、前記シール部が前記弁部材に挟持されていることを特徴とする。
The motor-operated valve according to claim 3 is the motor-operated valve according to
請求項4の電動弁は、請求項3に記載の電動弁であって、前記Lパッキンの前記基板部と前記リム部との境界である基点部が、前記補強板の外周縁よりも前記軸線側の内側に位置していることを特徴とする。
The motor-operated valve according to
請求項1の電動弁によれば、シール部のLパッキンにおいて、基板部の厚みがリム部の厚みより厚くなっているので、シール部を、基板部にて前記弁部材に確実に保持できるとともにLパッキンを堅牢にすることができる。 According to the electric valve of the first aspect, in the L packing of the seal portion, since the thickness of the substrate portion is thicker than the thickness of the rim portion, the seal portion can be reliably held on the valve member at the substrate portion. L packing can be made robust.
請求項2の電動弁によれば、請求項1の効果に加えて、シール部を弁部材の弁体と連結部との簡単な構造で保持することができる。 According to the electric valve of the second aspect, in addition to the effect of the first aspect, the seal portion can be held with a simple structure of the valve body of the valve member and the connecting portion.
請求項3の電動弁によれば、請求項2の効果に加えて、シール部の一対のLパッキンにより、ガイド部の内周面と弁部材の外周面との間を確実にシールすることができる。 According to the electric valve of the third aspect, in addition to the effect of the second aspect, the pair of L packings of the seal portion can surely seal between the inner peripheral surface of the guide portion and the outer peripheral surface of the valve member. it can.
請求項4の電動弁は、によれば、請求項3の効果に加えて、Lパッキンの基点部が補強板の外周縁よりも内側にあるので、Lパッキンを補強板で確実に受け止めることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, in addition to the effect of the third aspect, since the base point of the L packing is inside the outer peripheral edge of the reinforcing plate, the L packing can be reliably received by the reinforcing plate. it can.
次に、本発明の電動弁の実施形態を図面を参照して説明する。図1は実施形態の電動弁の弁閉状態の縦断面図、図2は図1の要部拡大図である。なお、以下の説明における「上下」の概念は図1の図面における上下に対応する。この実施形態の電動弁は、略円筒形状の弁ハウジング1を有しており、弁ハウジング1には円筒状の弁室1Aが形成されている。また、弁ハウジング1には、側面側から弁室1Aに連通する継手管11が取り付けられるとともに、下端部に弁座部材13が取り付けられている。弁座部材13の中央には円形の弁ポート13aが形成されるとともに、弁ポート13aの開口周囲にすり鉢状の着座面13bが形成されている。また、弁座部材13には弁ポート13aに連通するように弁室1Aの軸線X方向に継手管12が取り付けられている。
Next, an embodiment of the motor-operated valve of 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 embodiment in a closed state, and FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG. Note that the concept of “upper and lower” in the following description corresponds to the upper and lower sides in the drawing of FIG. The electric valve of this embodiment has a substantially
弁室1A内には、弁ハウジング1の上端から内挿された中空多段円筒状の弁ガイド部材2が配設されている。この弁ガイド部材2は、軸線Xを中心軸として、弁ポート13a側に位置する小径で円筒形状のガイド部21と、ガイド部21より径の大きな中径円筒部22と、弁ハウジング1の上端に填め込まれた大径の取付け部23とを、一体に形成したものである。ガイド部21内にはピストン状の弁部材3が軸線X方向に移動可能に配設されている。そして、弁部材3の一部が弁ガイド部材2内に収容されることにより、弁ガイド部材2の内空間が区画され、弁ガイド部材2内に弁部材3に対する背圧室2Aが形成されている。
A hollow multistage cylindrical
弁部材3は、全体として略円柱形状に形成されており、この弁部材3は、略円柱状の弁体3Aと後述のステッピングモータ7に連結する連結部3Bとを有している。弁体3Aは、着座面13bと対向する円柱形状の円柱部31と、円柱部31より径の小さなボス部32とを有している。そして、この弁体3Aには、その中央に連結穴3aが形成されている。連結部3Bは、弁体3Aの連結穴3aに嵌合する連結軸33と、ボス部32と同径で略円柱形状をしたボス部34とを有している。そして、弁体3Aと連結部3Bとは、ボス部32とボス部34との間に後述のシール部4を挟み込んだ状態で、固着されている。すなわち、弁体3Aの連結穴3a内に連結部3Bの連結軸33を嵌合し、連結軸33の下端部と円柱部31の下端部において溶接することにより、互いに固着されている。また、連結部3Bには、連結軸33の中央に弁ポート13a側から上方に延びる均圧路3bと、この縦の均圧路3bに連なって背圧室2Aに開口する均圧路3cとを有している。そして、この均圧路3b,3cは、弁ポート13aと背圧室2Aとを導通する。
The valve member 3 is formed in a substantially cylindrical shape as a whole, and this valve member 3 has a substantially
弁ガイド部材2の上部にはフランジ金具51によって支持部材5が固着されており、この支持部材5には軸線X方向に挿通孔52が形成されるとともに、挿通孔52と後述のケース72内とを導通する導通孔53が形成されている。挿通孔52には円筒状の弁ホルダ6が軸線X方向に移動可能に挿通され、この弁ホルダ6の下端部に連結部3Bのボス部34が固着されている。また、弁ホルダ6は、「駆動部」としての後述するステッピングモータ7のロータ軸71に係合している。
A support member 5 is fixed to the upper portion of the
ロータ軸71の下端部にはフランジ部71aが一体に形成され、このフランジ部71aが弁ホルダ6の上端の保持部61と共に平滑部材としてのワッシャ62を挟み込み、このロータ軸71の下端部が弁ホルダ6の上端部で回転可能に係合している。この係合により、弁ホルダ6がロータ軸71によって回転可能に吊り下げた状態で支持されている。また、弁ホルダ6内には、バネ受け63が軸線X方向に移動可能に設けられ、バネ受け63と連結部3Bのボス部34との間には圧縮コイルバネ64が所定の荷重を与えられた状態で取り付けられている。これにより、バネ受け63がロータ軸71の下端部に当接係合し、弁部材3はロータ軸71に対して下方側に付勢されている。ロータ軸71には雄ねじ部71bが形成されており、この雄ねじ部71bは支持部材5に形成された雌ねじ部5aに螺合している。これにより、ロータ軸71は回転に伴って軸線X方向に移動する。
A
弁ハウジング1の上部には、「駆動部」としてのステッピングモータ7が取り付けられている。ステッピングモータ7は、前記ロータ軸71、ケース72、マグネットロータ73、ステータコイル74で構成されている。ケース72は、支持部材5のフランジ金具51と共に、弁ハウジング1に溶接等によって気密に固定されている。ケース72内には、外周部を多極に着磁されたマグネットロータ73が回転可能に設けられ、このマグネットロータ73にはロータ軸71が固着されている。なお、ケース72の天井部にはマグネットロータ73の突起73aに連動してマグネットロータ73の回転を規制する回転ストッパ機構8が設けられている。また、ケース72の外周には、ステータコイル74が配設されており、ステッピングモータ7は、ステータコイル74にパルス信号が与えられることにより、そのパルス数に応じてマグネットロータ73を回転させる。
A stepping motor 7 as a “drive unit” is attached to the upper portion of the
以上の構成により、ステッピングモータ7の駆動により、マグネットロータ73及びロータ軸71が回転し、ロータ軸71の雄ねじ部71bと支持部材5の雌ねじ部5aとのネジ送り機構により、ロータ軸71が軸線X方向に移動する。これにより、弁部材3が軸線X方向に移動し、弁部材3は弁ガイド部材2のガイド部21にガイドされて、この弁部材3が着座面13bに対して離座/着座する。これにより、弁ポート13aが開閉される。このように、弁部材3がガイド部21にガイドされるとき、シール部4はガイド部21のガイド面21aに沿って摺動する。
With the above configuration, the
この実施形態の電動弁は、流体(冷媒)が継手管11から流入して継手管12から流出する第1の流れ(図1の実線の矢印の流れ)と、流体が継手管12から流入して継手管11から流出する第2の流れ(図1の破線の矢印の流れ)との、2通りの流れの制御に用いられる。継手管11に連通する弁室1Aの圧力は、弁部材3の円柱部31とガイド部21とのクリアランスを介してガイド部21内のシール部4の下方の空間に導入される。また、継手管12に連通する弁ポート13aの圧力は、弁部材3の均圧路3b,3cを介して背圧室2A(シール部4の上方の空間)に導入される。シール部4は、このシール部4の下方の空間と背圧室2Aとの間をシールしている。
In the motor-operated valve according to this embodiment, a fluid (refrigerant) flows from the
そして、第1の流れのときは、弁ポート13aの低圧が均圧路3b,3cを介して背圧室2Aに導入される。また、第2の流れのときは、弁ポート13a側の高圧が均圧路3b,3cを介して背圧室2Aに導入される。したがって、弁部材3に対して弁ポート13aと背圧室2Aとの両側から同じ圧力が作用する。これにより、流体の高圧と低圧との差圧による力は弁部材3に対して軸線X方向で相殺され、圧力バランスが保たれる。
During the first flow, the low pressure of the
シール部4は、フッ素樹脂、例えばPTFE、PFA製の一対のLパッキン41,41と、金属板からなる円環状の補強板42と、薄手の金属板からなる一対の菊ばね43,43とで構成されている。そして、Lパッキン41,41の間に補強板42を挟み込んで、Lパッキン41,41の内側に菊ばね43,43が嵌め込まれている。また、Lパッキン41、補強板42、菊ばね43は、それぞれ中央に開口を有しており、その開口に連結部3Bの連結軸33を貫通させ、弁部材3の弁体3A側のボス部32と連結部3B側のボス部34とで、菊ばね43,43を押さえ付けるようにして、シール部4が弁部材3に取り付けられている。
The
図3に示すように、Lパッキン41は、切削加工により形成されており、円環状の基板部41aと、基板部41aの外周からこの基板部41aと略直角となる方向(軸線X方向)に立設されたリム部41bとで構成されている。リム部41bはガイド部21のガイド面21aに押圧されて摺接する部分であり、このシール部4とガイド面21aとの間をシールする。基板部41aは補強板42と菊ばね43(及びボス部32またはボス部34)によって挟み込まれる部分であり、基板部41aの厚みd1はリム部41bの厚みd2より厚くなっている。例えば、基板部41aの厚みd1は0.4mm、リム部41bの厚みd2は0.25mmとなっている。このように、基板部41aは、補強板42と菊ばね43(及びボス部32またはボス部34)の挟持による保持構成として十分に堅牢な厚みとなっている。
As shown in FIG. 3, the L packing 41 is formed by cutting, and has an
また、Lパッキン41の基板部41aとリム部41bとの境界である基点部は、補強板42の外周縁よりも軸線X側の内側に位置している。これにより、Lパッキン41に対して図の白抜き矢印で示すような圧力が加わっても、このLパッキン41を補強板42で確実に受け止めることができる。また、リム部41bが基板部41aよりも薄くなっている分だけLパッキン41内の空間を外周方向に広くすることができ、ボス部32,34で挟持される部分の面積を広くでき、挟持力が強くなるとともに、シール性も高くなる。さらに、Lパッキン41は切削加工により形成しているので、リム部41bや基板部41aの厚みを容易に調整することができる。
Further, a base point portion that is a boundary between the
また、Lパッキン41は、シール部4において背合わせ状に一対設けられている。そして、このLパッキン41のリム部41b内が高圧となるとき、この高圧の圧力はリム部41bをガイド面21aに押しつけるように作用するため、シール部4は前記第1の流れの時も第2の流れのときも、このシール部4の両側の空間を確実にシールする。
A pair of L packings 41 are provided back to back in the
この実施形態では、シール部4は菊ばね43を備えており、この菊ばね43はリム部41bを内側からガイド面21a側に押圧しているので、例えばリム部41bが内側に反り返るようなこともない。
In this embodiment, the
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。 As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to these embodiments, and the design can be changed without departing from the scope of the present invention. Is included in the present invention.
1 弁ハウジング
1A 弁室
11 継手管
12 継手管
13 弁座部材
13a 弁ポート
13b 着座面
2 弁ガイド部材
21 ガイド部
2A 背圧室
3 弁部材
3b 均圧路
3c 均圧路
3A 弁体
3B 連結部
31 円柱部
32 ボス部
3a 連結穴
33 連結軸
34 ボス部
4 シール部
4 シール部
41 Lパッキン
41a 基板部
41b リム部
42 補強板
43 菊ばね
5 支持部材
5a 雌ねじ部
51 フランジ金具
6 弁ホルダ
7 ステッピングモータ(駆動部)
71 ロータ軸
71b 雄ねじ部
X 軸線
DESCRIPTION OF
71
Claims (4)
前記シール部が、前記ガイド部の内周面に摺接するリム部と、前記弁部材により保持される基板部とからなるLパッキンを有し、前記Lパッキンの前記基板部の厚みが前記リム部の厚みより厚くなっている
ことを特徴とする電動弁。 A cylindrical guide portion disposed in the valve housing; a valve member slidably disposed in the guide portion and opening and closing a valve port; and an inner periphery of the guide portion provided in the valve member A seal portion that seals between the surface and the outer peripheral surface of the valve member, and a drive portion that drives the valve member in the axial direction of the guide portion, and moves the valve member in the axial direction to move the valve The valve is opened and closed, and the back pressure chamber opposite to the valve port with respect to the valve member is connected to the valve port through a pressure equalizing path, so that the fluid pressure in the back pressure chamber and the fluid pressure in the valve port are A motorized valve designed to be uniform,
The seal portion has an L packing composed of a rim portion that is in sliding contact with the inner peripheral surface of the guide portion and a substrate portion held by the valve member, and the thickness of the substrate portion of the L packing is the rim portion. A motor-operated valve characterized by being thicker than the thickness.
ことを特徴とする請求項1に記載の電動弁。 The valve member includes a valve body that opens and closes the valve port, and a connecting portion connected to the drive portion side, and the base plate portion of the L packing is sandwiched between the valve body and the connecting portion. The motor-operated valve according to claim 1, wherein the seal portion is sandwiched between the valve members.
前記一対のLパッキンは、一対の前記リム部が前記軸線方向の互いに外側に向けて配置されるとともに、一対の前記基板部により前記補強板を挟むようにして、前記シール部が前記弁部材に挟持されている
ことを特徴とする請求項2に記載の電動弁。 The seal portion includes a pair of the L packings and a reinforcing plate interposed between the pair of L packings,
In the pair of L packings, the pair of rim portions are disposed outward in the axial direction, and the seal portion is sandwiched between the valve members such that the pair of substrate portions sandwich the reinforcing plate. The motor-operated valve according to claim 2, wherein the motor-operated valve is provided.
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