JP2022115804A - flow control valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流量制御弁に関する。 The present invention relates to flow control valves.
例えば、ルームエアコン、カーエアコン等のヒートポンプ式冷暖房システムは、圧縮機、室外熱交換器、室内熱交換器、及び膨張弁等に加えて、流量制御弁などを備えている。 For example, a heat pump air conditioning system such as a room air conditioner and a car air conditioner includes a compressor, an outdoor heat exchanger, an indoor heat exchanger, an expansion valve, and the like, as well as a flow control valve and the like.
この種の流量制御弁としては、例えば特許文献1に示す弁装置がある。この弁装置は、電動駆動部の回転駆動を、磁気継手及びネジ機構を介して弁体の直動動作に変換し、それにより弁体の先端部が縦通路を開閉し、流入路側の冷媒の流通を許容・遮断し、更には流通量を調整するものである。
As this type of flow control valve, for example, there is a valve device disclosed in
ところで、特許文献1に示す弁装置において、電動駆動部から磁気継手を介して伝達される回転運動がネジ機構により弁体の上下運動に変換されたときに、電気駆動部側の磁気対向面と、弁体側の磁気対向面との間隔が変動する。この間隔が変動することにより、磁気継手により伝達可能な回転力も変動する。回転力が許容値を下回ると、フリクションなどの影響により弁体の上下位置決め精度が低下するおそれがある。
By the way, in the valve device shown in
本発明の目的は、弁体の高精度な位置決めを可能とし、適切な流量制御を行える流量制御弁を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a flow control valve that enables highly accurate positioning of a valve body and that can perform appropriate flow control.
上記目的を達成するために、本発明による流量制御弁は、
弁体と、前記弁体を駆動する従動軸を備えた弁部アセンブリと、
駆動軸を備えた駆動部アセンブリと、
前記駆動軸と前記従動軸とを非接触で磁気的に連結する磁気継手とを有し、
前記従動軸は、回転軸線方向において位置が固定されている、
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the flow control valve according to the present invention
a valve assembly comprising a valve body and a driven shaft for driving the valve body;
a drive assembly having a drive shaft;
a magnetic coupling that magnetically couples the drive shaft and the driven shaft in a non-contact manner;
The position of the driven shaft is fixed in the rotation axis direction,
It is characterized by
本発明によれば、弁体の高精度な位置決めを可能とし、適切な流量制御を行える流量制御弁を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the flow control valve which enables highly accurate positioning of a valve body and can perform appropriate flow control can be provided.
以下、図面を参照して、本発明にかかる実施形態の流量制御弁について説明する。本実施形態の流量制御弁は、冷凍サイクル装置の循環路内に設置され、該循環路内を流れる冷媒の流量を制御する。 Hereinafter, flow control valves according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The flow control valve of this embodiment is installed in the circulation path of the refrigeration cycle device, and controls the flow rate of the refrigerant flowing through the circulation path.
[第1の実施形態]
図1は、第1の実施の形態にかかる流量制御弁1を示す縦断面図である。図2は、図1に示す流量制御弁1の駆動部アセンブリ10を示す斜視図であり、一部を切断して示している。図3は、図1に示す流量制御弁1の弁部アセンブリ30を示す斜視図であり、一部を切断して示している。なお、本明細書で上方というときは、駆動部アセンブリ側を意味し、下方とは弁部アセンブリ側を意味するものとする。流量制御弁1の軸線をLとする。
[First embodiment]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a
(流量制御弁の構成)
流量制御弁1は、駆動部アセンブリ10と、弁部アセンブリ30とを有する。
まず、駆動部アセンブリ10について説明する。図1,2において、駆動部アセンブリ10は、駆動部ケース11と、駆動部ケース11の内側に取り付けられたステータ12と、ステータ12の径方向内側に配置されたロータ13と、ロータ13に固定された駆動軸14とを有する。ステータ12とロータ13とで、ステッピングモータを構成する。なお、駆動源としてはステッピングモータに限らず、ブラシレスモータ、ブラシ付きモータ等を採用してもよい。
(Configuration of flow control valve)
The
First, the
ステータ12は、ヨーク12aと、ボビン12bと、コイル12cとからなり、駆動部ケース11の内側に樹脂材29を介して、軸線(ここでは回転軸線)Lと同軸に配置されている。コイル12cは、不図示のリード線を介して外部電源に接続されている。
The
駆動部ケース11は、金属をプレス成形することによって有頂円筒状に形成され、頂部中央において内側に突出した凸部11aを有している。駆動部ケース11の下端側には、環状板材15が配置され、駆動部ケース11の下端と環状板材15の外周とは、カシメにより固定されている。
The
駆動軸14は、上端側の小径部14aと、小径部14aより大径の大径部14bと、大径部14bより大径の円盤部14cとを連設してなる。円盤部14cの下面側を帯磁することにより、S極及びN極からなる磁気対向面14dを形成してなる。円盤部14cに磁石を貼り付けてもよい。
The
略円筒状の軸受ホルダ16の内周が、小径部14aの外周に圧入により嵌合するとともに、軸受ホルダ16の外周がロータ13の内周に嵌合している。また、略円筒状の係止部材17の内周が、大径部14bの外周に圧入により嵌合するとともに、ロータ13の内周に嵌合している。これにより駆動軸14は、ロータ13に対して同軸に取り付けられる。
The inner periphery of the substantially
軸受ホルダ16の外周鍔部16aが、ロータ13の上端に当接し、係止部材17の外周鍔部17aが、ロータ13の下端に当接している。軸受ホルダ16は、第1の玉軸受18の外輪を保持する凹部16bを有する。第1の玉軸受18の内輪は、駆動部ケース11の凸部11aに当接している。これにより、駆動軸14のロータ13に対する軸線L方向の位置決めが可能になる。
An outer
係止部材17の下端は、駆動軸14の大径部14bに嵌合した第2の玉軸受19の内輪の上端に当接している。
The lower end of the
駆動軸14の下端側周囲から駆動部アセンブリ10の下方に突出するようにして、中空の円筒部材20が配置されている。円筒部材20は、上端近傍の内周に形成された内側段部20aと、上端近傍の外周に形成された第1外側段部20bと、下端外周に形成された第2外側段部20cとを有している。
A hollow
円筒部材20の第1外側段部20bは、環状板材15の中央開口15aに嵌合している。円筒部材20は、環状板材15と共に駆動部ケース11と一体化されている。
The first outer stepped
第2の玉軸受19の外輪の下端は、円筒部材20の内側段部20aに当接している。このため、駆動軸14は、第1の玉軸受18と第2の玉軸受19とにより、駆動部ケース11に対して回転可能に支持されており、また後述する磁気継手MCの磁力が作用しても、下方に変位することはない。
The lower end of the outer ring of the second ball bearing 19 is in contact with the inner stepped
円筒部材20の下端外周に、連結部材28が取り付けられている。より具体的に、連結部材28は中空円筒状であって、上端内周側にて内側に突き出した縮径部28aと、下端内周側にて形成された雌ねじ部28bとを有する。
A connecting
縮径部28aの内径は、円筒部材20の第2外側段部20cの外径より小さいため、駆動部アセンブリ10を組み付けた状態で、円筒部材20から連結部材28が脱落することはない。円筒部材20を環状板材15に組み付ける前に、円筒部材20の上端側から連結部材28を嵌合させることで、円筒部材20と連結部材28とを組み付けることができる。組付けた状態で、連結部材28は円筒部材20に対して軸線L方向に相対摺動可能であり、また周方向にも相対回転可能である。
Since the inner diameter of the reduced
次に、弁部アセンブリ30について説明する。
図1,3において、弁部アセンブリ30は、弁本体31と、従動軸32と、弁本体31の上端を閉止する円形の閉塞板(閉塞部ともいう)36とを有する。本実施形態においては、従動軸32が弁体を構成する。
Next,
1 and 3, the
弁本体31は、大径内周部31sと小径内周部31tとを有する有底筒形状を有している。大径内周部31sにおいて、上端近傍の内周に第1内側段部31aが形成され、第1内側段部31aより下端側に第2内側段部31bが形成されている。
The valve
弁本体31は、上端近傍の外周に形成された外側段部31cと、外側段部31cに近接して下端側外周に形成された雄ねじ部31dとを有する。弁本体31の上端内周に、ステンレス製の閉塞板36が嵌合して取り付けられ、弁室37を密閉している。
The
弁本体31の内側において、駆動軸14に対して同軸に配置された従動軸32は、円盤部32aと、拡径部32bと、小径部32cとを連設してなり、さらに円盤部32aの中央から、拡径部32bと小径部32cとを貫通してなる中央開口32dを有する。円盤部32aの上面側を帯磁することにより、S極及びN極からなる磁気対向面32gを形成してなる。円盤部32aに磁石を貼り付けてもよい。
Inside the
第3の玉軸受33の内輪が、小径部32cに嵌合している。その内輪の上端は、拡径部32bと小径部32cとの段部に突き当てられ、その内輪の下端は、小径部32cの外周に圧入された第1環状部材34の上端に当接しており、これにより第3の玉軸受33と従動軸32との軸線L方向の位置決めがなされる。第3の玉軸受33は、冷媒の影響を受けないようシール付きであることが好ましい。
The inner ring of the
弁本体31の大径内周部31s内において、従動軸32の内外周を連通するようにして、連通孔32hが形成されている。
A
第3の玉軸受33の外輪の下端は、第2内側段部31bに当接し、その外輪の上端は、弁本体31の第1内側段部31aに当接した第2環状部材35の下端に当接している。従動軸32は、第3の玉軸受33を介して弁本体31に対して回転可能に保持され、かつ軸線L方向の位置が固定されるため、後述する磁気継手MCの磁力が作用しても、上方に変位することはない。
The lower end of the outer ring of the third ball bearing 33 contacts the second inner stepped
従動軸32の小径部32cの外径は、弁本体31の小径内周部31tの内径に略等しい。従動軸32の小径部32cの下端近傍には、第1流路31fに対応して外周溝32eが形成されている。
The outer diameter of the small-
図4は、流量制御弁1における図2のA-A線における断面を平面視した図であり、(a)は開弁状態を示し、(b)は全開状態を示す。外周溝32eは、図4に示すように、軸線Lに直交する断面において、溝底が例えばインボリュート曲線を描くように、図4で時計回りに小径内周部31tの内周に対し漸次深くなるように形成されている。外周溝32eの周方向の一端は、弁本体31の小径内周部31tの内径に外径が略等しい部分円筒面32fにて終端し、外周溝32eの周方向の他端は、小径部32cの内周と外周とを連通する横穴32kで終端している。外周溝32eと弁本体31の小径内周部31tの内壁との間に、弁室37が形成される。
FIG. 4 is a plan view of a cross section of the
図1において、弁本体31には、外周溝32eに対向し、小径内周部31tに連通するように軸線Lに直交する方向に沿って第1流路31fが形成され、第1流路31fに連通するようにして第1配管41がロウ付けなどにより弁本体31に接合されている。第1流路31fの軸線をOとする。
In FIG. 1, the
また、図1において、弁本体31の下端に第2流路31gが形成され、第2流路31gに連通するようにして第2配管42がロウ付けなどにより弁本体31に接合されている。第2流路31gは、従動軸32の中央開口32dに対向する。
In FIG. 1, a
次に、駆動部アセンブリ10と弁部アセンブリ30の組付態様について説明する。
駆動部アセンブリ10と弁部アセンブリ30とをそれぞれ組み付けた状態で、駆動軸14は、第1の玉軸受18と第2の玉軸受19により自立して規定位置に保持され、また従動軸32は、第3の玉軸受33により自立して規定位置に保持されるため、取り扱い性に優れる。
Next, the manner of assembling the
With the
図1に示す姿勢で、駆動部アセンブリ10を弁部アセンブリ30の上方から接近させると、円筒部材20の下端内周が、弁本体31の上端外周に嵌合しつつ、その下端が外側段部31cに突き当たる。これにより、駆動部アセンブリ10と弁部アセンブリ30との軸線L方向の位置決めがなされ、磁気対向面14d、32gとの間隔を規定値とすることができ、適切な回転力を磁気継手MCにより伝達できる。
When the
その後、連結部材28の雌ねじ部28bを弁本体31の雄ねじ部31dに螺合させ、連結部材28を弁本体31に対して締め込むことで、縮径部28aが第2外側段部20cを押圧し、円筒部材20を介して駆動部アセンブリ10と弁部アセンブリ30とが一体化される。これにより、駆動軸14と従動軸32との同軸度が確保される。分解時は、以上とは逆方向に、連結部材28を回転させればよい。なお、連結部材28を設ける代わりに、円筒部材20と弁本体31の一方から突き出た爪部を、他方に係合させて固定する、いわゆるスナップフィット方式で組み付けてもよい。
After that, the female threaded
このとき、駆動軸14の磁気対向面14dと、従動軸32の磁気対向面32gとが、薄い閉塞板36を挟んで同軸に対向する。磁気対向面14d、32gとで磁気継手MCを形成する。
At this time, the magnetic facing
上述したように、円盤部14cと円盤部32aは、帯磁することによりS極とN極とを有する磁気対向面14d、32gをそれぞれ形成するため、一方の磁気対向面のN極から出た磁力線は、閉塞板36を通過して他方の磁気対向面のS極に至る。これにより磁気対向面14d、32g間で引力が生じるため、円盤部14cに対して円盤部32aが連れ回りし、非接触での回転力の伝達が可能になる。
As described above, the
(流量制御弁の動作)
本実施形態にかかる流量制御弁1の動作を説明する。第1配管41と第2配管42は、冷凍サイクルに接続されており、第1配管41が入口側配管、第2配管42が出口側配管であるとする。
(Operation of flow control valve)
The operation of the
(閉弁時)
まず、外部電源から給電されない状態では、ロータ13が回転しないため、駆動軸14は閉弁位置に保持され、また磁気継手MCを介して従動軸32も閉弁位置に保持される。このとき、図4(a)に示すように、第1流路31fは、従動軸32の小径部32cにおける部分円筒面32fに対向し、これにより第1流路31fの内方端が閉止されるため、第1配管41から第2配管42に冷媒(流体)が流れることはない。
(When closed)
First, since the
(開弁時)
一方、制御信号に応じて外部電源から給電が行われると、ステータ12が磁力を発生するため、かかる磁力に応じた角度だけロータ13が回転駆動され、所定方向に回転力を発生する。この回転力は駆動軸14から、磁気継手MCを介して従動軸32に伝達される。
(when valve is open)
On the other hand, when power is supplied from an external power source in response to a control signal, the
図4(a)の状態から、従動軸32に対し反時計回りに回転力が付与されると、第1流路31fの内方端は、部分円筒面32fから外周溝32eへと相対変位する。このため、第1配管41から進入した冷媒が、第1流路31fと外周溝32eの底面との隙間から弁室37へと流れる。さらに冷媒は、弁室37から、従動軸32の小径部32cと弁本体31の小径内周部31tとの隙間を伝わって、大径内周部31sから連通孔32hを通過して、中央開口32dに進入し、その後、第2流路31gを経て第2配管42から流出する。図4(b)に、従動軸32が最大限まで回転した全開状態を示す。
When a counterclockwise rotational force is applied to the driven
本実施形態では、従動軸32の回転角度と、第1流路31fから第2流路31gに流れる冷媒の流量がリニアの関係となるように、外周溝32eの底面形状を調整している。なお、外周溝32eの底面形状を変更することで、従動軸32の回転角度と、第1流路31fから第2流路31gに流れる冷媒の流量とが、所望の関係となるように調整することができる。
In this embodiment, the shape of the bottom surface of the outer
一方、逆特性の制御信号に応じて外部電源から給電が行われると、ロータ13が逆方向に回転駆動され、それにより従動軸32も逆方向に回転し、図4(a)に示す閉弁位置へと移行させることができる。これにより、第1流路31fから第2流路31gへの冷媒の流れが遮断される。
On the other hand, when power is supplied from the external power source in response to the control signal having the opposite characteristic, the
本実施の形態によれば、駆動軸14が、第1の玉軸受18と第2の玉軸受19により回転可能かつ軸線L方向に移動不能に保持され、また従動軸32が、第3の玉軸受33により回転可能かつ軸線L方向に移動不能に保持されている。このため、開弁動作の間に円盤部14cと円盤部32aとの間隔が変化することがなく、安定した回転力の伝達を確保することができる。
According to this embodiment, the
また、本実施形態によれば、弁部アセンブリ30の端部が閉塞板によって閉止され、弁部アセンブリ30の内部が駆動部アセンブリ10と連通していない。このため、弁室37に流入した冷媒が駆動部アセンブリ10側に流れ込むことがなく、駆動部アセンブリ10の部品において冷媒の耐性を持たせる必要がなくなり、部品の選定の自由度が向上する。また、冷媒温度の影響も受けにくくなり駆動部アセンブリ10の出力も安定する。
Moreover, according to this embodiment, the end of the
さらに本実施の形態によれば、たとえ弁部アセンブリ30を循環路に接続して内部に冷媒を貯留した状態でも、冷媒漏れを生じさせることなく、連結部材28と弁本体31との螺合を解除するのみで、駆動部アセンブリ10と弁部アセンブリ30を取り外すことができる。このとき、円筒部材20を弁本体31から嵌合分のみ浮かせるだけで、駆動部アセンブリ10を弁部アセンブリ30から離脱させることができるため、流量制御弁1の周囲に小さなスペースがあれば、周囲部品との干渉することなく駆動部アセンブリ10の脱着が可能となり、作業性が向上する。
Furthermore, according to the present embodiment, even when the
また、本実施の形態によれば、駆動部アセンブリを別な構成に変更することもできる。
図5は、変形例にかかる駆動部アセンブリ10Aを示す図である。かかる変形例が、実施形態と主に異なる点は、駆動部アセンブリ10Aに減速装置を設けたことである。具体的には、駆動軸14Aが駆動部ケース11Aに固定された円板15Aに対して第2の玉軸受19により支持され、駆動軸14Aの小径部14Aaが下端側の円盤部(不図示)と分離され、小径部14Aaと円盤部とが、歯車列GTを介して回転力伝達可能に連結されている。それ以外の構成については、上述した駆動部アセンブリ10と同様であるため重複説明を省略する。
Also, according to this embodiment, the drive assembly can be modified to other configurations.
FIG. 5 is a diagram showing a
本変形例によれば、外部電源からの給電により、ロータ13と共に駆動軸14Aの小径部14Aaが回転したとき、その回転力が歯車列GTを介して減速され、さらに磁気継手を介して、図3に示す弁部アセンブリ30の従動軸32に伝達される。これにより、従動軸32の回転角度の分解能を向上させることができ、高精度な流量制御を行える。なお、コイルの巻き数などを変えた駆動部アセンブリを、弁部アセンブリ30と組み合わせてもよい。
According to this modification, when the small diameter portion 14Aa of the
図5に示す駆動部アセンブリ10Aと、図2に示す駆動部アセンブリ10とは、円筒部材20及び連結部材28を共通部品とすることで、容易に置換することができる。このため、弁部アセンブリ30を共通に、用途に応じた駆動部アセンブリと組み合わせた流量制御弁を構築できる。
The driving
[第2の実施形態]
図6は、第2の実施の形態にかかる流量制御弁1Bを示す縦断面図である。図7は、流量制御弁1Bにおける図6のB-B線における断面を平面視した図であり、(a)は開弁状態を示し、(b)は全開状態を示す。
[Second embodiment]
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a flow control valve 1B according to the second embodiment. FIG. 7 is a plan view of a cross section of the flow control valve 1B taken along line BB in FIG. 6, where (a) shows the valve open state and (b) shows the fully open state.
本実施形態においては、第1の実施形態に対して、弁部アセンブリ30Bの弁本体31B及び従動軸32Bの構成が異なる。具体的には、弁本体31Bは、小径内周部31Btに連通するように軸線Lに直交する方向に第1流路31Bfと第2流路31Bgが形成されている。第1流路31Bfと第2流路31Bgの共通する軸線をOとする。
This embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the valve
第1流路31Bfに連通するようにして第1配管41が弁本体31Bに接合され、第2流路31Bgに連通するようにして第2配管42が弁本体31Bに接合されている。
A
図7において、第1流路31Bfと第2流路31Bgに対向する位置において、従動軸32Bの小径部32Bcは円筒状であり、軸線Lに直交する方向に貫通する貫通孔32Bkを有する。それ以外の構成については、第1実施形態と同様であるため重複説明を省略する。
In FIG. 7, the small diameter portion 32Bc of the driven
(閉弁時)
まず、外部電源から給電されない状態では、従動軸32Bは閉弁位置に保持される。このとき、図7(a)に示すように、第1流路31Bfと第2流路31Bgは、小径部32Bcの貫通孔32Bk以外の円筒面に対向し、これにより第1流路31Bfと第2流路31Bgの内方端が閉止されるため、第1配管41から第2配管42に冷媒(流体)が流れることはない。
(When closed)
First, the driven
(開弁時)
一方、制御信号に応じて外部電源から給電が行われ、図7(a)の状態から、従動軸32Bに対し反時計回りに回転力が付与されると、第1流路31Bfと第2流路31Bgの内方端が、円筒面から貫通孔32Bkに対向するように、従動軸32Bが徐々に相対回転する。このとき、第1流路31Bf及び第2流路31Bgと貫通孔32Bkとの間の隙間を介して、冷媒が流れることとなる。隙間の大きさは、従動軸32Bの回転角度に依存するため、従動軸32Bの回転角度を調整することで、流量制御弁1Bを通過する冷媒の量を制御できる。図7(b)に、従動軸32Bが最大限まで回転した全開状態を示す。
(when valve is open)
On the other hand, when power is supplied from the external power source in accordance with the control signal and a rotational force is applied counterclockwise to the driven
[第3の実施形態]
図8は、第3の実施の形態にかかる流量制御弁1Cを示す縦断面図である。
本実施形態の流量制御弁1Cにおいては、第1の実施形態に対して、弁部アセンブリ50の構成が異なる。駆動部アセンブリ10については、第1の実施形態と同様であるため重複説明を省略する。
[Third embodiment]
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a
In the
弁部アセンブリ50は、弁本体51と、従動軸52と、弁軸53と、円形の閉塞板36と、を有する。
The
弁本体51は、円形の閉塞板36により上端を閉止された円筒状の本体部51aと、本体部51aの下端に連結された有底円筒状の薄肉筒部51bとを有する。薄肉筒部51bの外周に形成された開口51cに、第1流路を構成する第1配管41が連結されている。
The
また、薄肉筒部51bの下端に形成された開口51d内に、弁座部材54が配置されている。弁座部材54は、中央に貫通したオリフィス54aを有している。第2流路を構成するオリフィス54aの上端には、弁座54bが形成されている。オリフィス54aに連通するようにして、第2配管42が連結され、薄肉筒部51bの下面に取り付けられている。
A
本体部51aの上部側は、上述した弁本体31と同様な構成を有し、駆動部アセンブリ10と同様な態様で連結可能である。また従動軸52の上部側も、上述した従動軸32と同様な構成を有し、磁気継手MCを介して駆動軸14から回転力の伝達が可能である。
The upper portion of the
従動軸52に対して、弁軸53が連結されている。弁軸53は、上側軸部53aと、フランジ部53bと、下側軸部53cとを連設してなる。上側軸部53aは、外周面の周方向の一部が軸線Lに平行な面でカットされた、いわゆる断面D形状を有する。また、従動軸52の中央開口52aの内周も、上側軸部53aに対応した断面D形状を有する。
A
このため、上側軸部53aを中央開口52aに嵌合させたとき、従動軸52に対して弁軸53は、軸線L方向に移動可能であるが、一体的に回転可能となっている。下側軸部53cの外周には、雄ねじ53dが形成されている。
Therefore, when the
フランジ部53bの下面に突き当てるようにして、環状のストッパ体57が取り付けられている。ストッパ体57は、軸線Lから離れて下面から突出する下凸部57aを有する。
An
本体部51aの下端に配置された環状の支持板58を介して、円筒状のねじ部材59が固定されている。ねじ部材59は、軸線Lから離れて上面から突出する上凸部59aと、上部中央に形成された雌ねじ孔59bとを有する。上凸部59aは、ストッパ体57の下凸部57aに当接可能であり、雌ねじ孔59bは、弁軸53の雄ねじ53dに螺合している。弁軸53とねじ部材59とで、ねじ機構を構成する。
A
ねじ部材59の下方には、周壁に連通穴59dを有する薄肉円筒部59cが形成されている。薄肉円筒部59cの内周に嵌合する態様で、中空円筒状の保持筒60が配置されている。保持筒60は、ねじ部材59に対して軸線L方向に摺動可能である。
A thin
保持筒60の周壁には均圧孔60aが形成され、保持筒60の上端は、弁軸53の下側軸部53cの下端に対して支持板61を介して固定されている。ねじ部材59及び保持筒60と、薄肉筒部51bとの間に、弁室66が形成される。
A
保持筒60の内側には、コイルバネ62と押圧部材63とが配設されており、コイルバネ62の上端は、支持板61の下面に当接している。押圧部材63は、胴部63aとフランジ部63bとを連設してなり、コイルバネ62の下端は、押圧部材63のフランジ部63bの上面に当接している。このため、押圧部材63は、コイルバネ62の付勢力により下方に向かって付勢される。
A
弁体を構成するニードル弁64の上端が、押圧部材63に当接している。ニードル弁64は、上端側のフランジ部64aと、下端側のテーパ部64bとを有する。テーパ部64bは、弁座部材54の弁座54bに着座可能となっている。
An upper end of a
フランジ部64aが、保持筒60の下端内方に突出する鍔部60bに係止されることで、保持筒60からニードル弁64が脱落することが阻止される。自由状態では、コイルバネ62の付勢力により押圧部材63を介して、ニードル弁64が下方に付勢されるため、フランジ部64aは、保持筒60の鍔部60bに係止されたままとなる。
The
(閉弁時)
流量制御弁1Cの動作について説明する。
駆動部アセンブリ10に対して、制御信号に応じて外部電源から給電が行われ、駆動軸14が一方向に回転すると、磁気継手MCを介して従動軸52が同方向に回転する。従動軸52が回転すると、弁軸53が回転するため、雄ねじ53dと雌ねじ孔59bとが螺動する。このため、従動軸52は軸線L方向に移動しないが、弁軸53はねじ部材59に対して下方に移動する。
(When closed)
The operation of the
When the
弁軸53が下方に移動すると、保持筒60とともにニードル弁64が下方に移動し、テーパ部64bが弁座54bに着座する。このときコイルバネ62は、着座時の衝撃を弱める緩衝効果を発揮する。さらに弁軸53が回転することで、コイルバネ62が圧縮され、テーパ部64bが弁座54bに対して所定の付勢力で押圧される。これにより、所定の予圧が付与されて閉弁状態が確保されるため、第1配管41から第2配管42への冷媒の流れが遮断される。
When the
なお、万が一駆動軸14が過回転した場合、ストッパ体57の下凸部57aが、ねじ部材59の上凸部59aに当接することで、それ以上の回転を阻止することができる。
If the
(開弁時)
一方、外部電源からの給電により、駆動軸14が逆方向に回転すると、磁気継手MCを介して従動軸52も逆方向に回転し、弁軸53はねじ部材59に対して上方に移動する。これにより、弁軸53とともに保持筒60が上方に移動し、鍔部60bがフランジ部64aに当接してニードル弁64を上方に移動させる。このため、テーパ部64bが弁座54bから離間する。
(when valve is open)
On the other hand, when the
このとき、第1配管41から弁室66に進入した冷媒は、テーパ部64bと弁座54bとの隙間を通過して、オリフィス54aを介して第2配管42へと流出する。テーパ部64bと弁座54bとの隙間は、駆動軸14の回転角度に応じて変化するため、駆動軸14の回転角度を調整することで、第1配管41から第2配管42へ流れる冷媒の量を調整できる。
At this time, the refrigerant that has entered the
[第4の実施形態]
図9は、第4の実施形態にかかる流量制御弁1Dを示す縦断面図である。図10は、図9に示す流量制御弁1Dの側面図である。図11は、連結体80の上面図である。
[Fourth embodiment]
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a
流量制御弁1Dは、駆動部アセンブリ10Dと、弁部アセンブリ50Dと、連結体80とを有する。駆動部アセンブリ10Dは、上述の実施形態に対して円筒部材20Dの構成が異なり、弁部アセンブリ50Dは、弁本体51Dの本体部51Daの構成が異なる。それ以外の構成は、上述した実施形態と同様であるため、同じ符号を付して重複説明を省略する。
The
図9において、本実施形態の本体部51Daは、その上端側に縮径円筒部51Dfを備える。縮径円筒部51Dfの外周面には、軸線Lを挟んで一対の円形孔(嵌合孔)51Deが形成されている。 In FIG. 9, the body portion 51Da of the present embodiment has a reduced diameter cylindrical portion 51Df on its upper end side. A pair of circular holes (fitting holes) 51De are formed on the outer peripheral surface of the diameter-reduced cylindrical portion 51Df with the axis L interposed therebetween.
また、円筒部材20Dは、その下端側に下端薄肉円筒部20Djを備える。下端薄肉円筒部20Djの内外を貫通するように、軸線Lを挟んで一対の円形である貫通孔(嵌合孔)20Dkが形成されている。下端薄肉円筒部20Djの内径は、縮径円筒部51Dfの外径に略等しく、下端薄肉円筒部20Djの外径は、縮径円筒部51Df以外の本体部51Daの外径に略等しい。
Further, the
図11に示すように、連結体80は、C字状に曲がった棒状の連結部81と、連結部81の端部から、対向して突出する円筒状のピン部(ピンともいう)82とを連結してなる。ピン部82の外径は、円形孔51De及び貫通孔20Dkの内径に略等しい。自由状態で連結部81の内接円内径は、円筒部材20Dの外径とほぼ等しいか、わずかに小さいと好ましい。
As shown in FIG. 11, the connecting
組み立ての際には、軸線L方向に沿って駆動部アセンブリ10Dを弁部アセンブリ50Dに近づけ、下端薄肉円筒部20Djを縮径円筒部51Dfに嵌合させる。下端薄肉円筒部20Djの下端を、本体部51Daの外周面と縮径円筒部51Dfとの段部に当接させた状態で、軸線方向における円形孔51De及び貫通孔20Dkの位置が略等しくなる。そこで、駆動部アセンブリ10Dと弁部アセンブリ50Dを相対回転させながら、円形孔51Deと貫通孔20Dkとが重なる位置を探索する。
When assembling, the
円形孔51Deと貫通孔20Dkとが重なれば、連結体80を軸線Lに直交する方向から円筒部材20Dに接近させ、例えば作業者が手で連結部81を広げるように弾性変形させて、各ピン部82を貫通孔20Dk及び円形孔51Deに嵌合させる。各ピン部82が貫通孔20Dk及び円形孔51Deに嵌合した状態で、作業者が手を離すと、連結部81が弾性変形から復帰し、各ピン部82が貫通孔20Dk及び円形孔51Deに嵌合した状態が維持され、駆動部アセンブリ10Dと弁部アセンブリ50Dとの相対回転が阻止される。組み付け後に、連結部81の内周側は、全体的に円筒部材20Dの外周に密着するため、振動が生じても連結部81が動いて騒音を発生させることが抑制される。連結体80と、円形孔51Deと、貫通孔20Dkとで、係合部を構成する。分解時は、逆の手順で行えばよい。
When the circular hole 51De and the through hole 20Dk are overlapped, the connecting
なお、駆動部アセンブリ10Dを弁部アセンブリ50Dに近づける際に、円筒部材20Dにより円形孔51Deが隠れて視認できなくなる。そこで、縮径円筒部51Df以外の本体部51Daの外周において、円形孔51Deと同じ周方向位置にマーカー(例えば刻印やペイント)を形成すると好ましい。該マーカーを視認することで、貫通孔20Dkと円形孔51Deとを重ねる作業が容易になる。なお、本実施形態の連結部81は2つのピン部82を有しているが、3つ以上のピン部を有してもよいことはもちろんである。
It should be noted that when the driving
[第5の実施形態]
図12は、第5の実施形態にかかる流量制御弁1Eを示す縦断面図である。図13は、流量制御弁1Eにおける図12のB-B線における断面を平面視した図である。
[Fifth embodiment]
FIG. 12 is a longitudinal sectional view showing a
流量制御弁1Eは、駆動部アセンブリ10Eと、弁部アセンブリ50Eと、連結体としてのピン80Eとを有する。駆動部アセンブリ10Eは、第3の実施形態に対して円筒部材20Eの構成が異なり、弁部アセンブリ50Eは、弁本体51Eの本体部51Eaの構成が異なる。それ以外の構成は、上述した実施形態と同様であるため、同じ符号を付して重複説明を省略する。
The
図13において、本実施形態の本体部51Eaは、その上端近傍に、接線に平行に周壁を貫通する内方円筒孔(嵌合孔)51Eg、51Ehを有する。 In FIG. 13, the body portion 51Ea of the present embodiment has inner cylindrical holes (fitting holes) 51Eg and 51Eh that penetrate the peripheral wall in parallel with the tangential line near its upper end.
円筒部材20Eは、その下端側に、本体部51Eaの外周に嵌合する下端円筒部20Ejを備える(図12参照)。下端円筒部20Ejは、その下端近傍に、接線に平行に周壁を貫通する外方円筒孔(嵌合孔)20Es、20Et,20Eu、20Evを備える。さらに、外方円筒孔20Es、20Etは同軸に配置され、また、外方円筒孔20Es、20Etに対して平行に形成された外方円筒孔20Eu、20Evも同軸に配置されている。
The
一対のピン80Eは、頭部80Eaと、同径円筒状の軸部80Ebとをそれぞれ有する。軸部80Ebの外径は、外方円筒孔20Es、20Et,20Eu、20Evの内径、及び内方円筒孔51Eg、51Ehの内径に略等しい。
The pair of
本体部51Eaの上端に、円筒部材20Eの内周段部20Ekを当接させて組み付けたとき、内方円筒孔51Eg、51Ehと、外方円筒孔20Es、20Et,20Eu、20Evとの上下方向の位置が一致する。かかる状態で、本体部51Eaに対して、円筒部材20Eを相対回転させて探索すると、内方円筒孔51Egと、外方円筒孔20Es、20Etとは軸線が一致するように重なって連通し、同時に内方円筒孔51Ehと、外方円筒孔20Eu、20Evとは軸線が一致するように重なって連通する。
When the inner peripheral stepped portion 20Ek of the
かかる状態で、外方円筒孔20Es、内方円筒孔51Eg,外方円筒孔20Etという順序で、一方のピン80Eの軸部80Ebを貫通(嵌合)させて、軸部80Ebの端部を本体部51Eaの外周面から露出させるとともに、頭部80Eaを本体部51Eaの外周面に突き当てる。ピン80Eが、外方円筒孔20Es、内方円筒孔51Eg,外方円筒孔20Etに跨って挿通されることで、本体部51Eaと円筒部材20Eとの相対回転が阻止される。
In this state, the shaft portion 80Eb of one
また、外方円筒孔20Eu、内方円筒孔51Eh,外方円筒孔20Evという順序で、他方のピン80Eの軸部80Ebを貫通(嵌合)させて、軸部80Ebの端部を本体部51Eaの外周面から露出させるとともに、頭部80Eaを本体部51Eaの外周面に突き当てる。ピン80Eが、外方円筒孔20Eu、内方円筒孔51Eh,外方円筒孔20Evに跨って挿通されることで、本体部51Eaと円筒部材20Eとの相対回転が阻止される。以上により、駆動部アセンブリ10Eと弁部アセンブリ50Dとの相対回転が阻止された状態で、流量制御弁1Eの組み付けが行われる。
Further, the shaft portion 80Eb of the
なお、頭部80Eaを連結する連結部を設けることにより一対のピン80Eを一体化すれば、各軸部80Ebを一度に各円筒孔に挿入できるため、組立性が向上する。また、ピン80Eは2本に限定されず、例えば1本または3本以上でもよい。さらにピン80Eの軸部80Ebが、本体部51Eaの裏側の外周面まで貫通している必要はなく、外方円筒孔と内方円筒孔とに跨っている限り、途中で終端していてもよい。
If the pair of
1、1A、1B、1C、1D、1E 流量制御弁
10、10D,10E 駆動部アセンブリ
12 ステータ
13 ロータ
14、14A 駆動軸
18 第1の玉軸受
19 第2の玉軸受
28 連結部材
30、30B、50、50D、50E 弁部アセンブリ
31、31B、51 弁本体
32、32B、52 従動軸
33 第3の玉軸受
53 弁軸
64 ニードル弁
80 連結体
80E ピン
81 連結部
1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E flow
Claims (10)
駆動軸を備えた駆動部アセンブリと、
前記駆動軸と前記従動軸とを非接触で磁気的に連結する磁気継手とを有し、
前記従動軸は、回転軸線方向において位置が固定されている、
ことを特徴とする流量制御弁。 a valve assembly comprising a valve body and a driven shaft for driving the valve body;
a drive assembly having a drive shaft;
a magnetic coupling that magnetically couples the drive shaft and the driven shaft in a non-contact manner;
The position of the driven shaft is fixed in the rotation axis direction,
A flow control valve characterized by:
前記閉塞部は、前記駆動軸と前記従動軸との間に配置されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の流量制御弁。 The valve assembly includes a valve body having a valve chamber, a first flow path and a second flow path communicating with the valve chamber, and a closing portion that seals the valve chamber,
The closing portion is arranged between the driving shaft and the driven shaft,
The flow control valve according to claim 1, characterized in that:
ことを特徴とする請求項2に記載の流量制御弁。 The actuator assembly can be detached from the valve assembly in a state in which fluid is stored in the valve chamber.
3. The flow control valve according to claim 2, characterized in that:
ことを特徴とする請求項2または3に記載の流量制御弁。 The valve body includes a groove that faces the first flow path according to the rotational position of the driven shaft, is arranged on the outer periphery of the driven shaft, and has a depth that changes along the circumferential direction.
4. The flow control valve according to claim 2 or 3, characterized in that:
ことを特徴とする請求項2または3に記載の流量制御弁。 The valve body faces the first flow path and the second flow path according to the rotational position of the driven shaft, and includes a hole penetrating in a direction intersecting the rotation axis of the driven shaft,
4. The flow control valve according to claim 2 or 3, characterized in that:
前記弁部アセンブリは、前記従動軸の回転に応じて前記ニードル弁を前記従動軸の回転軸線方向に移動させるねじ機構を有する、
ことを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載の流量制御弁。 The valve body is a needle valve,
The valve assembly has a screw mechanism that moves the needle valve in the direction of the rotation axis of the driven shaft according to the rotation of the driven shaft.
The flow control valve according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:
ことを特徴とする請求項1~6のいずれか一項に記載の流量制御弁。 The driving shaft and the driven shaft are rotatably supported via rolling bearings,
The flow control valve according to any one of claims 1 to 6, characterized in that:
ことを特徴とする請求項1~7のいずれか一項に記載の流量制御弁。 The valve section assembly and the drive section assembly are connected via a connecting body that prevents relative rotation about a rotation axis,
The flow control valve according to any one of claims 1 to 7, characterized in that:
ことを特徴とする請求項8に記載の流量制御弁。 The valve part assembly and the drive part assembly have fitting holes that can communicate with each other, and the connecting body is a pin that is inserted across the fitting holes.
The flow control valve according to claim 8, characterized in that:
ことを特徴とする請求項9に記載の流量制御弁。
The pins are two or more, and have a connecting portion that connects the pins,
The flow control valve according to claim 9, characterized in that:
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