JP2021107743A

JP2021107743A - Electric operated valve

Info

Publication number: JP2021107743A
Application number: JP2021076363A
Authority: JP
Inventors: 大樹中川; Daiki Nakagawa
Original assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Current assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Priority date: 2019-07-01
Filing date: 2021-04-28
Publication date: 2021-07-29
Anticipated expiration: 2036-06-22
Also published as: JP2019158152A; JP7299264B2; JP6880111B2

Abstract

To suppress a friction resistance between a needle valve 3 and guide holes 14, 21c in an electric operated valve when a foreign matter is bitten in a valve port 13 to prevent restraint of the needle valve 3 and smooth advancing and retreating movement.SOLUTION: A valve chamber 1A and a valve port 13 are provided inside a valve body 1. A needle part 31 at the tip of a rod-shaped needle valve 3 is inserted in the valve port 13. A cylinder part 33 of the needle valve 3 is inserted through a body guide hole 14 of the valve body 1 and a drive part guide hole 21c of a support member 2 to be guided. The needle valve 3 is driven by a stepping motor 5, and the needle valve 3 is advanced and retreated through a screw feed mechanism of a male screw part 21a and a female screw part 521a. A clearance between the body guide hole 14 and the drive part guide hole 21c, and the cylinder part 33 of the needle valve 3 is set larger than a clearance between the valve port 13 and the needle part 31 of the needle valve 3.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、空気調和機や冷凍機などの冷凍回路の膨張弁など冷媒等の流体の流量を制御する電動弁に関する。 The present invention relates to an electric valve that controls the flow rate of a fluid such as a refrigerant, such as an expansion valve of a refrigerating circuit of an air conditioner or a refrigerator.

従来、空気調和機や冷凍機などの冷凍回路に用いられる電動弁として、例えば、特開２０１３−２０４６１３号公報（特許文献１）及び特開２０１１−１７４５８７号公報（特許文献２）に開示されたものがある。 Conventionally, as an electric valve used in a refrigerating circuit of an air conditioner or a refrigerator, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-204613 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-174587 (Patent Document 2) have been disclosed. There is something.

特許文献１の電動弁は、ステッピングモータのケース内にマグネットロータを配設し、マグネットロータに固着した雄ネジ軸の中心に、下部にニードル部（弁体部）を有するニードル弁が嵌挿されている。また、雄ネジ軸は弁本体側の支持部材の雌ネジとともにネジ送り機構を構成している。そして、マグネットロータの回転とネジ送り機構によりニードル弁を進退駆動し、弁口（弁ポート）の開度を制御する。特許文献２の電動弁では、弁体はニードル弁ではないが、マグネットロータの回転とネジ送り機構により弁体を進退駆動するよう構成されている。 In the electric valve of Patent Document 1, a magnet rotor is arranged in a stepping motor case, and a needle valve having a needle portion (valve body portion) at the lower portion is fitted and inserted at the center of a male screw shaft fixed to the magnet rotor. ing. Further, the male screw shaft constitutes a screw feed mechanism together with the female screw of the support member on the valve body side. Then, the needle valve is driven forward and backward by the rotation of the magnet rotor and the screw feed mechanism to control the opening degree of the valve port (valve port). In the electric valve of Patent Document 2, the valve body is not a needle valve, but is configured to advance and retreat the valve body by the rotation of the magnet rotor and the screw feed mechanism.

特開２０１３−２０４６１３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-204613 特開２０１１−１７４５８７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-174587

近年、空気調和機や冷凍機には省エネ性の向上が盛んに検討されており、その冷凍回路に使用される電動弁にも同様の性能が求められている。例えば、省エネ性を向上するために圧縮機を低周波数で運転し、冷凍サイクルの冷媒の循環量を少なくすることが行われる。この場合、この循環量に併せて電動弁の弁開度を極めて小さくして流量を絞る必要があり、電動弁にはこの微小流量域での高い制御性が要求される。 In recent years, improvement of energy saving performance has been actively studied for air conditioners and refrigerators, and similar performance is required for electric valves used in the refrigerating circuits. For example, in order to improve energy saving, the compressor is operated at a low frequency to reduce the circulation amount of the refrigerant in the refrigeration cycle. In this case, it is necessary to reduce the flow rate by making the valve opening degree of the electric valve extremely small in accordance with this circulation amount, and the electric valve is required to have high controllability in this minute flow rate range.

しかしながら、弁開度を極めて小さくすると、弁口とニードル弁の先端部（ニードル部）との間に異物が噛み込むことがあり、このニードル弁をガイドするガイド部（孔等）との摩擦抵抗が増大し、ニードル弁の動きが悪くなったり、ニードル弁が拘束され、動作不良につながるという問題がある。特に、低流量の場合、ニードル弁のストレート部（又は、ニードル部）と弁口との隙間を細かく制御するため異物の影響が大きくなる。 However, if the valve opening is extremely small, foreign matter may get caught between the valve opening and the tip (needle) of the needle valve, and frictional resistance with the guide (hole, etc.) that guides the needle valve. There is a problem that the number of needle valves increases, the movement of the needle valve becomes poor, and the needle valve is restrained, leading to malfunction. In particular, when the flow rate is low, the influence of foreign matter becomes large because the gap between the straight portion (or the needle portion) of the needle valve and the valve opening is finely controlled.

本発明は、電動弁において、弁口への異物噛み込みの際にニードル弁とガイド孔との摩擦抵抗を抑制し、ニードル弁の拘束を防止して進退移動を円滑に行わせることを課題とする。 An object of the present invention is to suppress the frictional resistance between the needle valve and the guide hole when a foreign matter is caught in the valve opening of the electric valve, prevent the needle valve from being restrained, and smoothly move the needle valve forward and backward. do.

請求項１の電動弁は、弁本体の内部に設けられるとともに弁口を有する弁室と、前記弁口に対して先端のニードル部が挿入される、中間部が円柱状又はテーパ円柱状に形成された棒状のニードル弁と、前記ニードル弁の前記中間部を挿通させてガイドするガイド孔と、前記ニードル弁を進退駆動する駆動部と、前記弁本体に固定されて前記ガイド孔の少なくとも一部である駆動部ガイド孔が設けられた支持部材と、前記ニードル弁における前記ニードル部とは反対側に、前記ニードル弁と共に進退移動するように設けられ、前記支持部材の一部を内側に収める円筒状のロータ本体及び回転するマグネットを有し、前記ロータ本体が前記マグネットと一緒に回転するマグネットロータと、を備え、前記弁口と前記ニードル弁の前記ニードル部とのクリアランスよりも、前記ガイド孔の内径と前記ニードル弁の前記中間部の外径との最小差であるクリアランスが大きく設定されており、前記ニードル弁の前記中間部における前記ニードル部側の先端が前記弁室の内部へと突出し、前記駆動部が、前記支持部材の外周の雄ネジ部と、前記ロータ本体の内周の、前記雄ネジ部に螺合する雌ネジ部と、を有するネジ送り機構を介して前記ニードル弁を進退駆動するものであることを特徴とする。なお、ニードル弁の中間部あるいはガイド孔が多少テーパ状になっている場合もあり得るが、ガイド孔とニードル弁の中間部とのクリアランスとは、このガイド孔と中間部との間における最少のクリアランスのことである。
請求項２の電動弁は、請求項１に記載の電動弁において、前記ニードル部における前記中間部側の端部には、円柱状のストレート部が形成されており、当該ストレート部の長さが、当該ストレート部の外径よりも小さいことを特徴とする。
また、電動弁は、請求項１に記載の電動弁において、前記ニードル部における前記中間部側の端部には、円柱状のストレート部が形成され、前記ニードル部の前記ストレート部が前記弁中間テーパ部に隣接していることを特徴としてもよい。
請求項３の電動弁は、請求項１に記載の電動弁において、前記ニードル部には、前記中間部側から、円柱状のストレート部、当該ストレート部に隣接するとともに前記ニードル部の先端側へと第１テーパ角で先細りとなったニードル中間テーパ部、及び、当該ニードル中間テーパ部に隣接するとともに前記先端側へと前記第１テーパ角よりも大きな第２テーパ角で先細りとなった先端テーパ部、が形成されており、前記ストレート部の長さが、前記ニードル中間テーパ部の長さよりも短いことを特徴とする。
請求項４の電動弁は、請求項１に記載の電動弁において、前記ニードル部における前記中間部側の端部には、円柱状のストレート部が形成されており、前記ニードル弁が前記弁口の側へと最も移動した弁閉時には、前記ストレート部の少なくとも一部が前記弁口の内部に位置することを特徴とする。 The electric valve according to claim 1 has a valve chamber provided inside the valve body and having a valve opening, and an intermediate portion formed into a columnar or tapered columnar portion into which a needle portion at the tip is inserted into the valve opening. A rod-shaped needle valve, a guide hole for inserting and guiding the intermediate portion of the needle valve, a drive unit for advancing and retreating the needle valve, and at least a part of the guide hole fixed to the valve body. A cylinder provided with a drive portion guide hole, which is provided so as to move forward and backward together with the needle valve on the side of the needle valve opposite to the needle portion, and which accommodates a part of the support member inside. A magnet rotor having a shaped rotor body and a rotating magnet, the rotor body rotating together with the magnet, and the guide hole rather than the clearance between the valve port and the needle portion of the needle valve. The clearance, which is the minimum difference between the inner diameter of the needle valve and the outer diameter of the intermediate portion of the needle valve, is set to be large, and the tip of the needle valve on the needle portion side in the intermediate portion protrudes into the valve chamber. The needle valve is provided via a screw feed mechanism in which the drive unit has a male threaded portion on the outer periphery of the support member and a female threaded portion on the inner circumference of the rotor body that is screwed into the male threaded portion. It is characterized in that it is driven forward and backward. The middle part of the needle valve or the guide hole may be slightly tapered, but the clearance between the guide hole and the middle part of the needle valve is the minimum between the guide hole and the middle part. It is a clearance.
The electric valve according to claim 2 is the electric valve according to claim 1, wherein a columnar straight portion is formed at an end portion of the needle portion on the intermediate portion side, and the length of the straight portion is increased. , The feature is that it is smaller than the outer diameter of the straight portion.
Further, in the electric valve according to claim 1, a columnar straight portion is formed at an end portion of the needle portion on the intermediate portion side, and the straight portion of the needle portion is in the middle of the valve. It may be characterized in that it is adjacent to the tapered portion.
The electric valve according to claim 3 is the electric valve according to claim 1, wherein the needle portion has a columnar straight portion, adjacent to the straight portion, and the tip end side of the needle portion from the intermediate portion side. And the needle intermediate taper that is tapered at the first taper angle, and the tip taper that is adjacent to the needle intermediate taper and is tapered toward the tip side at a second taper angle larger than the first taper angle. A portion is formed, and the length of the straight portion is shorter than the length of the needle intermediate tapered portion.
The electric valve according to claim 4 is the electric valve according to claim 1, wherein a columnar straight portion is formed at an end portion of the needle portion on the intermediate portion side, and the needle valve is the valve port. At the time of closing the valve most moved to the side of the valve, at least a part of the straight portion is located inside the valve opening.

また、前記ガイド孔は、前記弁本体の一部に設けられた本体ガイド孔と、前記駆動部の一部に形成された駆動部ガイド孔と、で構成され、前記本体ガイド孔と前記ニードル弁の前記中間部とのクリアランスよりも前記駆動部ガイド孔と前記ニードル弁の前記中間部とのクリアランスが大きく設定されていてもよい。 Further, the guide hole is composed of a main body guide hole provided in a part of the valve main body and a drive unit guide hole formed in a part of the drive unit, and the main body guide hole and the needle valve. The clearance between the drive portion guide hole and the intermediate portion of the needle valve may be set larger than the clearance with the intermediate portion of the needle valve.

また、前記ガイド孔は、前記弁本体の一部に設けられた本体ガイド孔と、前記駆動部の一部に形成された駆動部ガイド孔と、で構成され、前記駆動部ガイド孔と前記ニードル弁の前記中間部とのクリアランスよりも前記本体ガイド孔と前記ニードル弁の前記中間部とのクリアランスが大きく設定されていてもよい。 Further, the guide hole is composed of a main body guide hole provided in a part of the valve body and a drive unit guide hole formed in a part of the drive unit, and the drive unit guide hole and the needle. The clearance between the main body guide hole and the intermediate portion of the needle valve may be set larger than the clearance between the intermediate portion of the valve.

また、前記ニードル弁の前記ニードル部は、前記中間部側の端部に前記弁口とのクリアランスを最少にするストレート部を備えていてもよい。 Further, the needle portion of the needle valve may be provided with a straight portion at an end portion on the intermediate portion side to minimize the clearance with the valve port.

請求項１の電動弁によれば、弁口とニードル部との間への異物の噛み込みの際にも、ニードル弁の中間部とガイド孔との摩擦抵抗を抑制してニードル弁の拘束を防止し、ニードル弁の進退移動を円滑に行うことができる。すなわち、弁口とニードル部とのクリアランスが、ガイド孔とニードル弁の中間部とのクリアランスより大きいと、弁口とニードル部との間に異物の噛み込みが生じた場合、ニードル弁はガイド孔によって拘束されてしまうが、本発明ではこれを防止できる。 According to the electric valve of claim 1, even when a foreign substance is caught between the valve port and the needle portion, the frictional resistance between the intermediate portion of the needle valve and the guide hole is suppressed to restrain the needle valve. This can be prevented and the needle valve can be smoothly moved forward and backward. That is, if the clearance between the valve port and the needle portion is larger than the clearance between the guide hole and the intermediate portion of the needle valve, the needle valve will be in the guide hole when foreign matter is caught between the valve port and the needle portion. However, this can be prevented by the present invention.

また、本体ガイド孔とニードル弁の中間部とのクリアランスよりも、駆動部ガイド孔とニードル弁の中間部とのクリアランスの方が大きく設定されていると、本体ガイド孔でのシール性を高めながら、かつ、中間部と駆動部ガイド孔との摺動抵抗を抑制することができる。 Further, if the clearance between the drive portion guide hole and the intermediate portion of the needle valve is set to be larger than the clearance between the main body guide hole and the intermediate portion of the needle valve, the sealing performance at the main body guide hole is improved. Moreover, the sliding resistance between the intermediate portion and the drive portion guide hole can be suppressed.

また、駆動部ガイド孔とニードル弁の中間部とのクリアランスよりも、本体ガイド孔とニードル弁３の中間部とのクリアランスの方が大きく設定されていると、組立て時の弁本体に対する例えば支持部材の圧入時に同心バラツキが生じても、この同心バラツキを吸収することができる。 Further, if the clearance between the main body guide hole and the intermediate portion of the needle valve 3 is set to be larger than the clearance between the drive portion guide hole and the intermediate portion of the needle valve, for example, a support member for the valve main body at the time of assembly. Even if concentric variation occurs during press-fitting, this concentric variation can be absorbed.

また、ストレート部が弁口内にある範囲では、ニードル弁の進退位置が変動しても、最少の微小流量域を一定に確保することができる。 Further, in the range where the straight portion is inside the valve opening, even if the advancing / retreating position of the needle valve fluctuates, the minimum minute flow rate range can be secured to be constant.

本発明の実施形態の電動弁の縦断面図である。It is a vertical sectional view of the electric valve of the embodiment of this invention. 実施形態におけるニードル部と弁口の近傍の拡大図である。It is an enlarged view of the vicinity of a needle part and a valve mouth in an embodiment. 実施形態における円柱部とガイド孔の部分の拡大図である。It is an enlarged view of the part of a columnar part and the part of a guide hole in an embodiment.

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縦断面図である。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。 Next, an embodiment of the electric valve of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of the electric valve of the embodiment. The concept of "upper and lower" in the following description corresponds to the upper and lower parts in the drawing of FIG.

この電動弁は、ステンレスや真鍮等で金属部材の切削加工により形成された弁本体１を有しており、弁本体１はその内部に弁室１Ａを有している。弁本体１の外周片側には弁室１Ａに導通される第１継手管１１が接続されている。また、弁本体１の下端には第２継手管１２が接続されるとともに、弁本体１の内底面には弁口１３が形成されており、第２継手管１２は弁口１３を介して弁室１Ａに導通される。なお、第１継手管１１及び第２継手管１２は、弁本体１に対してろう付け等により固着されている。弁本体１の弁口１３と反対側には上端に開口する「ガイド孔」の一部としての本体ガイド孔１４と、取り付け孔１５が形成されており、取り付け孔１５には支持部材２が圧入により取り付けられている。 This electric valve has a valve body 1 formed by cutting a metal member such as stainless steel or brass, and the valve body 1 has a valve chamber 1A inside thereof. A first joint pipe 11 conducting to the valve chamber 1A is connected to one side of the outer circumference of the valve body 1. Further, a second joint pipe 12 is connected to the lower end of the valve body 1, and a valve port 13 is formed on the inner bottom surface of the valve body 1, and the second joint pipe 12 is valved through the valve port 13. Conducted to chamber 1A. The first joint pipe 11 and the second joint pipe 12 are fixed to the valve body 1 by brazing or the like. A main body guide hole 14 as a part of a "guide hole" opened at the upper end and a mounting hole 15 are formed on the side of the valve main body 1 opposite to the valve port 13, and a support member 2 is press-fitted into the mounting hole 15. Is attached by.

支持部材２は「駆動部」の一部を構成しており、略円柱状のホルダ部２１と、このホルダ部２１の弁本体１寄りに形成されたフランジ部２２と、固定側ストッパ部２３とを有している。ホルダ部２１の外周には雄ネジ部２１ａが形成されており、この雄ネジ部２１ａより上部には後述のマグネットロータ５２をガイドする円筒状のロータガイド２１ｂが形成されている。さらに、支持部材２の中心には、弁口１３の軸線Ｘと同軸の「ガイド孔」の一部としての駆動部ガイド孔２１ｃが形成されており、この駆動部ガイド孔２１ｃ内にニードル弁３が挿通されている。 The support member 2 constitutes a part of the "drive unit", and includes a substantially columnar holder portion 21, a flange portion 22 formed near the valve body 1 of the holder portion 21, and a fixed side stopper portion 23. have. A male screw portion 21a is formed on the outer periphery of the holder portion 21, and a cylindrical rotor guide 21b for guiding the magnet rotor 52 described later is formed above the male screw portion 21a. Further, a drive unit guide hole 21c as a part of a "guide hole" coaxial with the axis X of the valve port 13 is formed in the center of the support member 2, and the needle valve 3 is formed in the drive unit guide hole 21c. Is inserted.

ニードル弁３はステンレスや真鍮等の金属部材により形成され、下側の先端のニードル部３１と、円錐台形状のテーパ部３２とを有している。また、ニードル弁３は、弁本体１の本体ガイド孔１４と支持部材２の駆動部ガイド孔２１ｃとに挿通される「中間部」としての円柱部３３と、円柱部３３より径が小さい棒状のロッド部３４とを有している。ロッド部３４の周囲には円柱部３３の段部３３ａとマグネットロータ５２との間に付勢バネ４が圧縮した状態で配置されている。これにより、ニードル弁３は、マグネットロータ５２に対して常時、弁口１３側に付勢されている。 The needle valve 3 is formed of a metal member such as stainless steel or brass, and has a needle portion 31 at the lower end and a conical trapezoidal tapered portion 32. Further, the needle valve 3 has a cylindrical portion 33 as an "intermediate portion" inserted into the main body guide hole 14 of the valve main body 1 and the drive portion guide hole 21c of the support member 2, and a rod-shaped portion having a diameter smaller than that of the cylindrical portion 33. It has a rod portion 34. A urging spring 4 is arranged around the rod portion 34 in a compressed state between the step portion 33a of the cylindrical portion 33 and the magnet rotor 52. As a result, the needle valve 3 is always urged toward the valve port 13 with respect to the magnet rotor 52.

弁本体１の上端には蓋１６が取り付けられ、この蓋１６に「駆動部」の一部を構成するステッピングモータ５のケース５１が溶接等によって気密に固定されている。ケース５１内には外周部を多極に着磁されたマグネットロータ５２が回転可能に設けられている。また、ケース５１の外周には、ステータコイル５３が配設されており、このステッピングモータ５は、ステータコイル５３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５２を回転させる。マグネットロータ５２はロータ本体５２１とその外周に固着されたマグネット５２２とから構成されている。 A lid 16 is attached to the upper end of the valve body 1, and a case 51 of a stepping motor 5 forming a part of a "driving unit" is airtightly fixed to the lid 16 by welding or the like. Inside the case 51, a magnet rotor 52 whose outer peripheral portion is magnetized with multiple poles is rotatably provided. Further, a stator coil 53 is arranged on the outer periphery of the case 51, and the stepping motor 5 rotates the magnet rotor 52 according to the number of pulses when a pulse signal is given to the stator coil 53. The magnet rotor 52 is composed of a rotor main body 521 and a magnet 522 fixed to the outer periphery thereof.

ロータ本体５２１の中心下方には、弁口１３の軸線Ｘと同軸の雌ネジ部５２１ａとそのネジ孔が形成されるとともに、ロータ本体５２１の中央には雌ネジ部５２１ａのネジ孔の内周よりも径の小さな円筒状のスライド孔５２１ｂが形成されている。さらに、スライド孔５２１ｂの上方中心には、ニードル弁挿通孔５２１ｃが形成されている。また、マグネット５２２の下部一箇所には下に突出する可動側ストッパ５２ａが形成されている。 A female screw portion 521a coaxial with the axis X of the valve port 13 and its screw hole are formed below the center of the rotor body 521, and from the inner circumference of the screw hole of the female screw portion 521a in the center of the rotor body 521. A cylindrical slide hole 521b having a small diameter is formed. Further, a needle valve insertion hole 521c is formed in the upper center of the slide hole 521b. Further, a movable side stopper 52a projecting downward is formed at one lower portion of the magnet 522.

ニードル弁３の円柱部３３は、弁本体１の本体ガイド孔１４と支持部材２の駆動部ガイド孔２１ｃとに挿通されるとともに、ロータ本体５２１のニードル弁挿通孔５２１ｃにニードル弁３の端部３ａ（ロッド部３４の端部）が挿通されている。また、マグネットロータ５２は、スライド孔５２１ｂに支持部材２のロータガイド２１ｂを挿通されるとともに、このマグネットロータ５２側の雌ネジ部５２１ａが支持部材２側の雄ネジ部２１ａに螺合されている。そして、ニードル弁３の端部３ａに、固定部材６が圧入され、溶接により（ニードル弁３と固定部材６が）一体に固着されている。 The cylindrical portion 33 of the needle valve 3 is inserted into the main body guide hole 14 of the valve body 1 and the drive portion guide hole 21c of the support member 2, and the end of the needle valve 3 is inserted into the needle valve insertion hole 521c of the rotor main body 521. 3a (the end of the rod portion 34) is inserted. Further, in the magnet rotor 52, the rotor guide 21b of the support member 2 is inserted into the slide hole 521b, and the female screw portion 521a on the magnet rotor 52 side is screwed into the male screw portion 21a on the support member 2 side. .. Then, the fixing member 6 is press-fitted into the end portion 3a of the needle valve 3, and (the needle valve 3 and the fixing member 6) are integrally fixed by welding.

なお、雄ネジ部２１ａと雌ネジ部５２１ａはネジ送り機構であるが、この実施形態では、雄ネジ部２１ａと雌ネジ部５２１ａは右ネジである。また、ケース５１とマグネットロータ５２との間には、マグネットロータ５２を弁閉方向に付勢する圧縮バネ５４が配設されているが、雄ネジ部２１ａと雌ネジ部５２１ａとのバックラッシュを除去することで、マグネットロータ５２の作動音を低減する役割をする。 The male screw portion 21a and the female screw portion 521a are screw feed mechanisms, but in this embodiment, the male screw portion 21a and the female screw portion 521a are right-hand threads. Further, a compression spring 54 for urging the magnet rotor 52 in the valve closing direction is arranged between the case 51 and the magnet rotor 52, but backlash between the male screw portion 21a and the female screw portion 521a occurs. By removing it, it plays a role of reducing the operating noise of the magnet rotor 52.

以上の構成により、マグネットロータ５２が回転すると、雌ネジ部５２１ａと雄ネジ部２１ａのネジ送り作用により、マグネットロータ５２が軸線Ｘ方向（上下）に移動する。また、ニードル弁３の上端の固定部材６は付勢バネ４の付勢力によりマグネットロータ５２に当接しており、ニードル弁３がマグネットロータ５２と共に移動し、ニードル弁３のニードル部３１が弁口１３に対して進退する。これにより、弁口１３の開度を変化させ、第１継手管１１から第２継手管１２へ流れる冷媒の流量、または第２継手管１２から第１継手管１１へ流れる冷媒の流量が制御される。 With the above configuration, when the magnet rotor 52 rotates, the magnet rotor 52 moves in the axis X direction (up and down) due to the screw feeding action of the female screw portion 521a and the male screw portion 21a. Further, the fixing member 6 at the upper end of the needle valve 3 is in contact with the magnet rotor 52 by the urging force of the urging spring 4, the needle valve 3 moves together with the magnet rotor 52, and the needle portion 31 of the needle valve 3 is the valve opening. Advance and retreat against 13. As a result, the opening degree of the valve port 13 is changed, and the flow rate of the refrigerant flowing from the first joint pipe 11 to the second joint pipe 12 or the flow rate of the refrigerant flowing from the second joint pipe 12 to the first joint pipe 11 is controlled. NS.

また、ニードル部３１は、テーパ部３２側の端部に円柱状のストレート部３１ａを有しており、このストレート部３１ａと弁口１３とのクリアランスは微小であり、このストレート部３１ａが弁口１３内に位置するときに、微小流量域での制御を行う。なお、マグネットロータ５２の下端位置は固定側ストッパ部２３により規制される。すなわち、マグネットロータ５２は、回転して下降するときは可動側ストッパ５２ａは固定側ストッパ部２３の上を通過し、可動側ストッパ５２ａが固定側ストッパ部２３に当接すると、回転が規制される。 Further, the needle portion 31 has a columnar straight portion 31a at the end on the tapered portion 32 side, the clearance between the straight portion 31a and the valve opening 13 is very small, and the straight portion 31a is the valve opening. When it is located within 13, it controls in a minute flow rate range. The lower end position of the magnet rotor 52 is regulated by the fixed side stopper portion 23. That is, when the magnet rotor 52 rotates and descends, the movable side stopper 52a passes over the fixed side stopper portion 23, and when the movable side stopper 52a comes into contact with the fixed side stopper portion 23, the rotation is restricted. ..

図２はニードル部３１と弁口１３の近傍の拡大図、図３は円柱部３３とガイド孔の部分の拡大図である。図２に示すように、弁口１３の径をＤ１、ニードル部３１のストレート部３１ａの径をＤ２とすると、径Ｄ２は径Ｄ１より僅かに小さく、
Ｄ１−Ｄ２＝ＣＬ１
が、弁口１３とニードル部３１（ストレート部３１ａ）とのクリアランスとなっている。 FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of the needle portion 31 and the valve opening 13, and FIG. 3 is an enlarged view of the cylindrical portion 33 and the guide hole portion. As shown in FIG. 2, assuming that the diameter of the valve port 13 is D1 and the diameter of the straight portion 31a of the needle portion 31 is D2, the diameter D2 is slightly smaller than the diameter D1.
D1-D2 = CL1
However, there is a clearance between the valve port 13 and the needle portion 31 (straight portion 31a).

また、図３に示すように、本体ガイド孔１４の径をＤ３、駆動部ガイド孔２１ｃの径をＤ４、ニードル弁３の円柱部３３の径をＤ５とすると、Ｄ３及びＤ４はＤ５より僅かに大きく、かつ、
Ｄ３＜Ｄ４
となっている。そして、
Ｄ３−Ｄ５＝ＣＬ２
が、本体ガイド孔１４と円柱部３３とのクリアランスであり、
Ｄ４−Ｄ５＝ＣＬ３
が、駆動部ガイド孔２１ｃと円柱部３３とのクリアランスとなっている。したがって、
ＣＬ２＜ＣＬ３
となっている。 Further, as shown in FIG. 3, assuming that the diameter of the main body guide hole 14 is D3, the diameter of the drive unit guide hole 21c is D4, and the diameter of the cylindrical portion 33 of the needle valve 3 is D5, D3 and D4 are slightly larger than D5. Big and
D3 <D4
It has become. and,
D3-D5 = CL2
Is the clearance between the main body guide hole 14 and the cylindrical portion 33.
D4-D5 = CL3
Is the clearance between the drive portion guide hole 21c and the cylindrical portion 33. therefore,
CL2 <CL3
It has become.

さらに、この実施形態では、
ＣＬ１＜ＣＬ２＜ＣＬ３
となっている。すなわち、弁口１３とニードル弁３の先端のニードル部３１とのクリアランス（ＣＬ１）よりも、本体ガイド孔１４及び駆動部ガイド孔２１ｃ（ガイド孔）と円柱部３３（中間部）とのクリアランス（ＣＬ２及びＣＬ３）が大きく設定されている。 Furthermore, in this embodiment,
CL1 <CL2 <CL3
It has become. That is, rather than the clearance (CL1) between the valve opening 13 and the needle portion 31 at the tip of the needle valve 3, the clearance between the main body guide hole 14 and the drive portion guide hole 21c (guide hole) and the cylindrical portion 33 (intermediate portion) (intermediate portion). CL2 and CL3) are set large.

これにより、弁口１３とニードル部３１との間への異物の噛み込みの際にも、ニードル弁３の円柱部３３と、本体ガイド孔１４及び駆動部ガイド孔２１ｃとの摩擦抵抗を抑制してニードル弁３の拘束を防止し、このニードル弁３の進退移動を円滑に行うことができる。すなわち、弁口１３とニードル部とのクリアランスが、ガイド孔とニードル弁３の円柱部３３とのクリアランスより大きいと、弁口１３とニードル部３との間に異物の噛み込みが生じた場合、ニードル弁３はガイド孔によって拘束されてしまうが、このようなことが防止できる。 As a result, even when a foreign substance is caught between the valve port 13 and the needle portion 31, the frictional resistance between the cylindrical portion 33 of the needle valve 3 and the main body guide hole 14 and the drive portion guide hole 21c is suppressed. The needle valve 3 can be prevented from being restrained, and the needle valve 3 can be smoothly moved forward and backward. That is, if the clearance between the valve port 13 and the needle portion is larger than the clearance between the guide hole and the columnar portion 33 of the needle valve 3, if foreign matter is caught between the valve port 13 and the needle portion 3, the foreign matter is caught. The needle valve 3 is restrained by the guide hole, which can be prevented.

また、本体ガイド孔１４とニードル弁３の円柱部３３（中間部）とのクリアランス（ＣＬ２）よりも、駆動部ガイド孔２１ｃとニードル弁３の円柱部３３（中間部）とのクリアランス（ＣＬ３）の方が大きく設定されている。したがって、本体ガイド孔１４でのシール性を高めながら、かつ、円柱部３３と駆動部ガイド孔２１ｃとの摺動抵抗を抑制することができる。 Further, rather than the clearance (CL2) between the main body guide hole 14 and the cylindrical portion 33 (intermediate portion) of the needle valve 3, the clearance (CL3) between the drive portion guide hole 21c and the cylindrical portion 33 (intermediate portion) of the needle valve 3 Is set larger. Therefore, it is possible to improve the sealing performance in the main body guide hole 14 and suppress the sliding resistance between the cylindrical portion 33 and the drive portion guide hole 21c.

上記の実施形態とは逆に、駆動部ガイド孔２１ｃとニードル弁３の円柱部３３（中間部）とのクリアランス（ＣＬ３）よりも、本体ガイド孔１４とニードル弁３の円柱部３３（中間部）とのクリアランス（ＣＬ２）の方が大きく設定されていてもよい。この場合は、円柱部３３は本体ガイド孔１４に実質的に接触しないので、組立て時の弁本体１に対する支持部材２の圧入時に同心バラツキが生じても、この同心バラツキを吸収することができる。 Contrary to the above embodiment, the clearance (CL3) between the drive portion guide hole 21c and the cylindrical portion 33 (intermediate portion) of the needle valve 3 is more than the clearance (CL3) between the main body guide hole 14 and the cylindrical portion 33 (intermediate portion) of the needle valve 3. ) May be set to be larger than the clearance (CL2). In this case, since the cylindrical portion 33 does not substantially contact the main body guide hole 14, even if concentric variation occurs when the support member 2 is press-fitted into the valve body 1 during assembly, this concentric variation can be absorbed.

以上の実施形態の電動弁は、ネジ送り機構を構成する雄ネジ部２１ａと雌ネジ部５２１ａとの関係は、雄ネジ部２１ａが弁本体１側に固定され、雌ネジ部５２１ａがマグネットロータ５２側に固定されているが、逆の構成でもよい。すなわち、本発明は、例えば特許文献１のように、マグネットロータに対して固定関係にある雄ネジ部を、弁本体に対して固定関係にある雌ネジ部に螺合させてネジ送り機構を構成するように電動弁にも適用できる。 In the electric valve of the above embodiment, the relationship between the male screw portion 21a and the female screw portion 521a constituting the screw feed mechanism is that the male screw portion 21a is fixed to the valve body 1 side and the female screw portion 521a is the magnet rotor 52. It is fixed to the side, but the reverse configuration may be used. That is, in the present invention, for example, as in Patent Document 1, a male screw portion having a fixed relationship with the magnet rotor is screwed into a female screw portion having a fixed relationship with the valve body to form a screw feed mechanism. It can also be applied to electric valves.

また、以上の実施形態では、駆動部はネジ送り機能によりニードル弁を進退駆動するものであるが、駆動部はニードル弁を進退駆動するものであれば、他の構成でもよい。 Further, in the above embodiment, the drive unit drives the needle valve forward and backward by the screw feed function, but the drive unit may have another configuration as long as it drives the needle valve forward and backward.

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。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to these embodiments, and the design changes, etc. within the range not deviating from the gist of the present invention, etc. Even if there is, it is included in the present invention.

１弁本体
１Ａ弁室
１１第１継手管
１２第２継手管
１３弁口
１４本体ガイド孔（ガイド孔）
２支持部材（駆動部）
２１ホルダ部
２１ａ雄ネジ部
２１ｂロータガイド
２１ｃ駆動部ガイド孔（ガイド孔）
３ニードル弁
３１ニードル部
３１ａストレート部
３２テーパ部
３３円柱部（中間部）
３４ロッド部
４付勢バネ
５ステッピングモータ（駆動部）
５１ケース
５２マグネットロータ
５２１ａ雌ネジ部
５３ステータコイル
Ｘ軸線 1 Valve body 1A Valve chamber 11 1st joint pipe 12 2nd joint pipe 13 Valve port 14 Main body guide hole (guide hole)
2 Support member (drive unit)
21 Holder part 21a Male screw part 21b Rotor guide 21c Drive part guide hole (guide hole)
3 Needle valve 31 Needle part 31a Straight part 32 Taper part 33 Cylindrical part (intermediate part)
34 Rod part 4 Bias spring 5 Stepping motor (drive part)
51 Case 52 Magnet rotor 521a Female thread 53 Stator coil X axis

請求項１の電動弁は、弁本体の内部に設けられるとともに弁口を有する弁室と、前記弁口に対して先端のニードル部が挿入される、中間部が円柱状又はテーパ円柱状に形成された棒状のニードル弁と、前記ニードル弁の前記中間部を挿通させてガイドするガイド孔と、前記ニードル弁を進退駆動する駆動部と、前記ニードル弁における前記ニードル部とは反対側に、前記ニードル弁と共に進退移動するように設けられるマグネットロータと、を備え、前記弁口と前記ニードル弁の前記ニードル部とのクリアランスよりも、前記ガイド孔の内径と前記ニードル弁の前記中間部の外径との最小差であるクリアランスが大きく設定されており、前記中間部のうち前記ガイド孔内に位置する部位の長さが当該中間部の外径よりも長いことを特徴とする。なお、ニードル弁の中間部あるいはガイド孔が多少テーパ状になっている場合もあり得るが、ガイド孔とニードル弁の中間部とのクリアランスとは、このガイド孔と中間部との間における最少のクリアランスのことである。
請求項２の電動弁は、請求項１に記載の電動弁において、前記ニードル部における前記中間部側の端部には、円柱状のストレート部が形成されており、当該ストレート部の長さが、当該ストレート部の外径よりも小さいことを特徴とする。
請求項３の電動弁は、請求項１に記載の電動弁において、前記ニードル部における前記中間部側の端部には、円柱状のストレート部が形成され、前記ニードル部の前記ストレート部が前記弁中間テーパ部に隣接していることを特徴とする。
請求項４の電動弁は、請求項１に記載の電動弁において、前記ニードル部には、前記中間部側から、円柱状のストレート部、当該ストレート部に隣接するとともに前記ニードル部の先端側へと第１テーパ角で先細りとなったニードル中間テーパ部、及び、当該ニードル中間テーパ部に隣接するとともに前記先端側へと前記第１テーパ角よりも大きな第２テーパ角で先細りとなった先端テーパ部、が形成されており、前記ストレート部の長さが、前記ニードル中間テーパ部の長さよりも短いことを特徴とする。
請求項５の電動弁は、請求項１に記載の電動弁において、前記ニードル部における前記中間部側の端部には、円柱状のストレート部が形成されており、前記ニードル弁が前記弁口の側へと最も移動した弁閉時には、前記ストレート部の少なくとも一部が前記弁口の内部に位置することを特徴とする。 The electric valve according to claim 1 has a valve chamber provided inside the valve body and having a valve opening, and an intermediate portion in which a needle portion at the tip is inserted into the valve opening is formed in a columnar or tapered columnar shape. and the rod-shaped needle valve that is, a guide hole for said intermediate portion is inserted guide of the needle valve, a driving unit for reciprocating driving the needle valve, on the side opposite to the needle portion before Symbol needle valve, and a magnet rotor et al are provided so as to advance and retreat along with the needle valve, than the clearance between the needle portion of the valve port and said needle valve, said intermediate portion of an inner diameter and the needle valve of the guide hole The clearance, which is the minimum difference from the outer diameter, is set to be large, and the length of the portion of the intermediate portion located in the guide hole is longer than the outer diameter of the intermediate portion . The middle part of the needle valve or the guide hole may be slightly tapered, but the clearance between the guide hole and the middle part of the needle valve is the minimum between the guide hole and the middle part. It is a clearance.
The electric valve according to claim 2 is the electric valve according to claim 1, wherein a columnar straight portion is formed at an end portion of the needle portion on the intermediate portion side, and the length of the straight portion is increased. , The feature is that it is smaller than the outer diameter of the straight portion.
The electric valve according to claim 3 is the electric valve according to claim 1, wherein a columnar straight portion is formed at an end portion of the needle portion on the intermediate portion side, and the straight portion of the needle portion is the straight portion. It is characterized in that it is adjacent to the valve intermediate taper portion .
The electric valve according to claim 4 is the electric valve according to claim 1, wherein the needle portion has a columnar straight portion, adjacent to the straight portion, and the tip end side of the needle portion from the intermediate portion side. And the needle intermediate taper that is tapered at the first taper angle, and the tip taper that is adjacent to the needle intermediate taper and is tapered toward the tip side at a second taper angle larger than the first taper angle. A portion is formed, and the length of the straight portion is shorter than the length of the needle intermediate tapered portion.
The electric valve according to claim 5 is the electric valve according to claim 1, wherein a columnar straight portion is formed at an end portion of the needle portion on the intermediate portion side, and the needle valve is the valve port. At the time of closing the valve most moved to the side of the valve, at least a part of the straight portion is located inside the valve opening.

Claims

A valve chamber provided inside the valve body and having a valve opening,
A rod-shaped needle valve in which the needle portion at the tip is inserted into the valve opening and the middle portion is formed in a columnar or tapered columnar shape.
A guide hole for inserting and guiding the intermediate portion of the needle valve,
A drive unit that drives the needle valve forward and backward,
A support member fixed to the valve body and provided with a drive unit guide hole which is at least a part of the guide hole.
On the side of the needle valve opposite to the needle portion, a cylindrical rotor body and a rotating magnet, which are provided so as to move forward and backward together with the needle valve and house a part of the support member inside, are provided. A magnet rotor whose main body rotates together with the magnet is provided.
The clearance, which is the minimum difference between the inner diameter of the guide hole and the outer diameter of the intermediate portion of the needle valve, is set larger than the clearance between the valve port and the needle portion of the needle valve.
The tip of the needle valve on the needle portion side in the intermediate portion protrudes into the valve chamber.
The drive unit advances and retreats the needle valve via a screw feed mechanism having a male screw portion on the outer periphery of the support member and a female screw portion on the inner circumference of the rotor body that is screwed into the male screw portion. An electric valve characterized by being driven.