JP2018013140A - 電動弁 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の目的は、高精度の流量制御性を有する電動弁を提供することである。
ロータの回転運動を、雄ネジ部材と雌ネジ部材とのネジ螺合により直線運動に変換し、この直線運動に基づいて弁本体内に収容された弁体を軸方向に移動させるとともに、前記弁体の上方側に背圧室を設け、前記背圧室に弁ポート内の圧力を導入する電動弁であって、
前記雄ネジ部材を付勢する付勢バネを備え、
前記付勢バネによって付勢された前記雄ネジ部材に形成されたネジ山の一方の側の面が、前記雌ネジ部材に形成されたネジ山の他方の側の面と当接する構成を有することを特徴とする。
前記付勢バネが、前記雄ネジ部材を前記弁体の弁閉方向に付勢し、
前記付勢バネによって付勢された前記雄ネジ部材に形成されたネジ山の前記弁ポート側の面が、前記雌ネジ部材に形成されたネジ山の前記弁ポートと反対側の面と当接する構成を有することを特徴とする。
これにより、雄ネジのネジ山の下面が雌ネジのネジ山の上面に押し当てられてネジガタが生じることが防止される。
前記弁体の軸方向への移動を案内する弁体案内部材と、
前記弁体案内部材と前記弁体との間に介装されたシール部材と
を備え、
前記付勢バネのバネ荷重は、前記シール部材と前記弁体案内部材の内周面との間に生じるシール摺動抵抗よりも大きいことを特徴とする。
前記弁体の弁閉時における前記付勢バネのバネ荷重が、前記シール摺動抵抗と前記弁体に作用する流体による力の和よりも大きいことを特徴とする。
これにより、的確に雄ネジのネジ山の下面を雌ネジのネジ山の上面に押し当てることができる。
前記弁体の全開時における前記付勢バネのバネ荷重が、前記ロータの回転運動によって前記雄ネジ部材を駆動する駆動推力よりも小さいことを特徴とする。
前記ロータの回転運動による前記雄ネジ部材の回転を前記付勢バネに伝達させない仲介部材を備えることを特徴とする。
前記付勢バネが、一方の端部が前記弁体に当接し他方の端部が前記雌ネジ部材に当接する位置に配置されていることを特徴とする。
この場合、付勢バネによって弁体を弁閉方向に付勢することにより、弁体に固定された弁ガイドを介して雄ネジ部材を下方に押し付けることができる。
前記弁体に固定され、かつ前記雄ネジ部材を遊貫状態で挿入する貫通孔を有する弁ガイドを前記仲介部材として備え、
前記付勢バネは、一方の端部が前記弁ガイドに当接し他方の端部が前記雌ネジ部材に当接する位置に配置されていることを特徴とする。
この場合、弁体に弁ガイドを取り付けるためのフランジを設けることなく雄ネジ部材を下方に押し付けることができる。
前記付勢バネは、一方の端部が前記仲介部材を介して前記雄ネジ部材を付勢し、他方の端部が前記ロータを覆うケースの天面と接触する位置に配置されていることを特徴とする。
この場合、付勢バネが円筒部内に配置されるため、電動弁の組み立て時において、簡単に付勢バネを電動弁内に組み込むことができる。
前記シール部材は、断面L字状の環状パッキンを用いて形成されていることを特徴とする。
また、本発明の電動弁は、
前記シール部材は、Oリングと断面C字状の環状パッキンを組み合わせて形成されていることを特徴とする。
ここで、弁本体30は、ステンレス鋼板等の金属材料をプレス加工して製作されたプレス成型品であり、内部に弁室11を有している。また、弁本体30には、弁室11に直接連通するステンレス製や銅製の第1の管継手12が固定装着されている。さらに、弁本体30の下方内側には、断面円形の弁ポート16が形成された弁座部材30Aが組み込まれている。弁座部材30Aには、弁ポート16を介して弁室11に連通するステンレス製や銅製の第2の管継手15が固定装着されている。
ケース60の天井面にはガイド支持体52が固定されている。ガイド支持体52は、円筒部53と、円筒部53の上端側に形成された傘状部54とを有し、全体をプレス加工により一体成型されている。傘状部54はケース60の頂部内側と略同形状に成型されている。
さらに、弁ガイド18内には、圧縮された弁バネ27とバネ受け35とが収容されている。
弁体部17Aは、内部に略円柱状の空間17aを有する略円筒状の部材であり、弁閉状態において、下端部分17A1が弁座部材30Aに着座する。
F kmax < F operation … 数式2
ここで、式1において、fは、シール部材48と弁体案内部材72の内周面との間のシール摺動抵抗を示している。また、ΔSは、シール部材48の外径であるシール径X(図1参照)を輪郭とする円環状の平面(図示せず)と弁体17の下端部分17A1の外径である着座径Y(図1参照)を輪郭とする円環状の平面(図示せず)との面積差を示している。また、P1は、弁閉状態における入口側の流体の圧力を示し、P2は、弁閉状態における出口側の流体の圧力を示している。よって、ΔS×│P2−P1│は、弁体17に作用する流体による力を示している。
F kset > (1.05〜1.2)×[f+ΔS×│P2−P1│] … 数式1´
のようにするのが好ましい。これにより、より確実に雄ネジ41aのネジ山の下面を雌ネジ6dのネジ山の上面に押し当てることができる。
F kset > f … 数式1´´
この場合においても、ネジガタを低減し、流量特性にヒステリシスが生じることを防止することができる。
4 ロータ
6 弁軸ホルダ
6d 雌ネジ
6h 貫通孔
6j 段差
7 付勢バネ
11 弁室
16 弁ポート
17 弁体
17A 弁体部
17B 弁体保持部
17f フランジ
17g 環状突起面
18 弁ガイド
18a 貫通孔
21 天井部
28 背圧室
41 弁軸
41a 雄ネジ
48 シール部材
72 弁体案内部材
Claims (11)
- ロータの回転運動を、雄ネジ部材と雌ネジ部材とのネジ螺合により直線運動に変換し、この直線運動に基づいて弁本体内に収容された弁体を軸方向に移動させるとともに、前記弁体の上方側に背圧室を設け、前記背圧室に弁ポート内の圧力を導入する電動弁であって、
前記雄ネジ部材を付勢する付勢バネを備え、
前記付勢バネによって付勢された前記雄ネジ部材に形成されたネジ山の一方の側の面が、前記雌ネジ部材に形成されたネジ山の他方の側の面と当接する構成を有することを特徴とする電動弁。 - 前記付勢バネは、前記雄ネジ部材を前記弁体の弁閉方向に付勢し、
前記付勢バネによって付勢された前記雄ネジ部材に形成されたネジ山の前記弁ポート側の面が、前記雌ネジ部材に形成されたネジ山の前記弁ポートと反対側の面と当接する構成を有することを特徴とする請求項1記載の電動弁。 - 前記弁体の軸方向への移動を案内する弁体案内部材と、
前記弁体案内部材と前記弁体との間に介装されたシール部材と
を備え、
前記付勢バネのバネ荷重は、前記シール部材と前記弁体案内部材の内周面との間に生じるシール摺動抵抗よりも大きいことを特徴とする請求項1または2記載の電動弁。 - 前記弁体の弁閉時における前記付勢バネのバネ荷重が、前記シール摺動抵抗と前記弁体に作用する流体による力の和よりも大きいことを特徴とする請求項3記載の電動弁。
- 前記弁体の全開時における前記付勢バネのバネ荷重は、前記ロータの回転運動によって前記雄ネジ部材を駆動する駆動推力よりも小さいことを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の電動弁。
- 前記ロータの回転運動による前記雄ネジ部材の回転を前記付勢バネに伝達させない仲介部材を備えることを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の電動弁。
- 前記付勢バネは、一方の端部が前記弁体に当接し他方の端部が前記雌ネジ部材に当接する位置に配置されていることを特徴とする請求項6記載の電動弁。
- 前記弁体に固定され、かつ前記雄ネジ部材を遊貫状態で挿入する貫通孔を有する弁ガイドを前記仲介部材として備え、
前記付勢バネは、一方の端部が前記弁ガイドに当接し他方の端部が前記雌ネジ部材に当接する位置に配置されていることを特徴とする請求項6記載の電動弁。 - 前記付勢バネは、一方の端部が前記仲介部材を介して前記雄ネジ部材を付勢し、他方の端部が前記ロータを覆うケースの天面と接触する位置に配置されていることを特徴とする請求項6記載の電動弁。
- 前記シール部材は、断面L字状の環状パッキンを用いて形成されていることを特徴とする請求項1〜9の何れか一項に記載の電動弁。
- 前記シール部材は、Oリングと断面C字状の環状パッキンを組み合わせて形成されていることを特徴とする請求項1〜9の何れか一項に記載の電動弁。
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