JP2023551074A - ハードシール構造を有する電磁弁 - Google Patents
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Abstract
本発明ハードシール構造を有する電磁弁は、内部に流体通路と収容チャンバーを有するバルブ本体と、収容チャンバー内に装着され、流体通路と収容チャンバーが連通する弁組立体とからなるハードシール構造の電磁弁に関し、弁組立体は、流体流入座と、流体流入座に装着されて流体通路を閉鎖または開放するバルブコアと、バルブコアを往復動させる駆動機構とからなり、流体流入座は、バルブコアの下端が延びるガイド孔と、流体流入座中央部とに備えられた は、入口座の円周に沿って配置された多数の入口孔を備え、入口座の下部は、バルブコア流体通路と、バルブコア流体通路の上部に位置して流量を調節する流路斜面を備え、バルブコアは、上から順に大径部、ランプ部、小径部、バルブコア端ランプを含む。 本発明は、先行技術に比べ、ハードシールの組立方法を採用しているため、漏れが発生しにくく、電磁弁の耐用年数を大幅に延ばすことができる。【選択図】図12
Description
本発明は、電磁弁に関し、特にハードシール構造を有する電磁弁に関する。
自動車用エアコンシステムは漏れが発生しやすく、運転時に使用される冷媒は通常CO2である。しかしながら、CO2は臨界圧力が高く(Pc=7.38MPa)、臨界温度が低い(Tc=31.25℃)ので、総合的な冷却性能を高めるためには、CO2を冷媒とする冷却システムは、超臨界領域で運転する必要があり、運転時の圧力は臨界圧力を超え、現在の自動車用エアコンシステムよりも運転時の圧力がはるかに高くなる。現在、高圧冷却システムにおいて使用される電子膨張弁/電子遮断弁は、高圧下でバルブコアの動きをスムーズに駆動させるため、大型モーターを使用し、減速機を追加することなどで駆動力を高めているが、このような方法は、構造が複雑で消費電力が大きく、小型化が難しいなどの問題がある。他方、バルブコアの先端を針先形状にして断面積を小さくし、バルブコアに作用する力を小さくする方法もあるが、バルブコアの加工が複雑で、流量調整用の非線形領域が大きくなるという問題がある。
特許文献1には、バルブコア作動が容易で、バルブ本体の小型化、正確で安定した流量調整という利点を有する電磁弁を開示しているが、依然として次のような問題が存在する。特許文献1のバルブコアシートと給液座は別々に設けられ、両者間の組立は、特に冷媒が高圧のCO2である場合、漏れの問題が発生しやすい。また、バルブコア座と給液座との間のゴムシールとその接続部品も漏れや故障が発生しやすく、バルブの寿命が著しく短くなる。
本発明は、先行技術における上記のようなシール性の困難さや漏れやすさの問題に鑑みてなされたものであり、ハードシール構造を有する電磁弁を提供することを目的とする。
上記目的を達成するための本発明に係るハードシール構造を有する電磁弁は、内部に流体通路および前記流体通路と連通している収容チャンバーを有するバルブ本体と、前記収容チャンバー内に設けられているバルブアセンブリと、を含み、
前記バルブアセンブリは、前記収容チャンバーの底部に設けられた給液座と、前記給液座と合わせて前記流体通路を遮断または開放するバルブコアと、前記バルブコアを往復移動させる駆動機構と、を備え、
前記給液座には前記バルブコアの下端が進入可能なガイド孔が設けられ、前記給液座の中間部分には前記給液座の円周に沿った複数の給液孔が設けられ、前記給液座の下部分にはバルブコア流体通路および前記バルブコア流体通路の上部に位置されて流量を調整する流路斜面が設けられ、
前記バルブコアは、上から下へ順に大径部分、斜面部分、小径部分およびバルブコア端部斜面を有し、前記小径部分の直径は前記バルブコア流体通路の直径より小さく、前記大径部分の直径は前記バルブコア流体通路の直径より大きい。
前記バルブアセンブリは、前記収容チャンバーの底部に設けられた給液座と、前記給液座と合わせて前記流体通路を遮断または開放するバルブコアと、前記バルブコアを往復移動させる駆動機構と、を備え、
前記給液座には前記バルブコアの下端が進入可能なガイド孔が設けられ、前記給液座の中間部分には前記給液座の円周に沿った複数の給液孔が設けられ、前記給液座の下部分にはバルブコア流体通路および前記バルブコア流体通路の上部に位置されて流量を調整する流路斜面が設けられ、
前記バルブコアは、上から下へ順に大径部分、斜面部分、小径部分およびバルブコア端部斜面を有し、前記小径部分の直径は前記バルブコア流体通路の直径より小さく、前記大径部分の直径は前記バルブコア流体通路の直径より大きい。
さらに、前記給液座は硬質材料により作られ、前記給液座の下端には下部突起が設けられ、軸方向に押圧されると、前記下部突起が前記バルブ本体の階段面に嵌め込むことでハードシール接続を実現し、
前記給液座の上部の円周面には円弧突起が設けられ、組み立てる際、前記円弧突起が前記収容チャンバーの内面を押圧することで干渉嵌合および流体媒体に対するシールを実現する。
前記給液座の上部の円周面には円弧突起が設けられ、組み立てる際、前記円弧突起が前記収容チャンバーの内面を押圧することで干渉嵌合および流体媒体に対するシールを実現する。
さらに、前記駆動機構は、スクリューロッドと、前記スクリューロッドを回転駆動する駆動部品と、を備え、前記バルブコアの内部には軸方向貫通孔が設けられ、前記スクリューロッドと前記軸方向貫通孔とがねじ接続されることにより前記スクリューロッドの回転運動が前記バルブコアの直線運動に変換され、前記スクリューロッドおよび/または前記バルブコアには均圧通路が設けられ、前記バルブ本体内に進入した流体は前記均圧通路を通って、前記バルブコアの上端面および下端面の位置されているチャンバー内に充填される。
さらに、前記収容チャンバーは、内部に階段構造を有する円筒状チャンバーであり、前記駆動機構は、前記階段構造に嵌合するロータマウントをさらに備え、前記駆動部品は、前記ロータマウントに取り付けられたロータおよび前記ロータの外周に嵌合しかつ前記ロータを回転駆動するステータを備え、
前記ロータマウントは、前記バルブ本体にねじ込まれ、内部にはバルブコアを収容する中央階段状の貫通孔が設けられ、前記中央階段状の貫通孔内にはガイド凹部が設けられ、前記バルブコアの上端にはガイド凸台が設けられ、前記ガイド凸台と前記ガイド凹部とはスライド可能に接続され、
前記ロータマウントの端部にはマウント突起が設けられ、前記給液座が軸方向に押圧される際、前記マウント突起は前記バルブ本体の階段面に篏合することによりハードシール接続を実現する。
前記ロータマウントは、前記バルブ本体にねじ込まれ、内部にはバルブコアを収容する中央階段状の貫通孔が設けられ、前記中央階段状の貫通孔内にはガイド凹部が設けられ、前記バルブコアの上端にはガイド凸台が設けられ、前記ガイド凸台と前記ガイド凹部とはスライド可能に接続され、
前記ロータマウントの端部にはマウント突起が設けられ、前記給液座が軸方向に押圧される際、前記マウント突起は前記バルブ本体の階段面に篏合することによりハードシール接続を実現する。
さらに、前記給液座のガイド孔の上方には階段状孔構造を有する軸方向シール部品用キャビティが設けられ、当該軸方向シール部品用キャビティ内には、前記バルブコアに接続されているシールリング、前記シールリングの外側に篏合される軸方向シールO型リングならびに前記シールリングおよび前記軸方向シールO型リングの上部に設けられた移行プレートが設けられ、前記ロータマウントは前記移行プレートを介して前記軸方向シールO型リングを押圧する。
さらに、前記ステータの外部には、前記バルブ本体の上面に固定接続されるステータハウジングが設けられ、前記ロータマウントの外側の側壁には上部シールリングを載置するための溝が設けられ、前記ロータマウントと前記ステータハウジングとは、前記上部シールリングにより防塵シールされている。
さらに、前記スクリューロッドのねじ接続するための円筒面には、前記バルブコアの軸方向貫通孔との間において前記均圧通路を形成する台座面または通路溝が設けられている。
さらに、前記収容チャンバーは、密閉空間を有するシールリングハウジングを形成し、前記シールリングハウジングは、前記ロータの外側に設けられ、前記シールリングハウジングの下端は止め具によって前記ロータマウントに固定するようにシール接続され、
前記ロータは、上部ベアリングおよび下部ベアリングによって位置決められて前記シールリングハウジング内に設けられ、前記下部ベアリングは、前記ロータマウントの中央階段状の貫通孔の階段上に取り付けられ、前記上部ベアリングは、周方向が前記シールリングハウジングの内壁に嵌合するベアリングハウジングに取り付けられ、前記ベアリングハウジングの上端は前記シールリングハウジングの内面に当接している。
前記ロータは、上部ベアリングおよび下部ベアリングによって位置決められて前記シールリングハウジング内に設けられ、前記下部ベアリングは、前記ロータマウントの中央階段状の貫通孔の階段上に取り付けられ、前記上部ベアリングは、周方向が前記シールリングハウジングの内壁に嵌合するベアリングハウジングに取り付けられ、前記ベアリングハウジングの上端は前記シールリングハウジングの内面に当接している。
さらに、一つの前記バルブ本体には複数の収容チャンバーが設けられ、各収容チャンバー内にはバルブアセンブリがそれぞれ設けられている。
さらに、前記バルブ本体には、前記流体通路に接続されている圧力開放通路が設けられ、前記圧力開放通路のポートには、圧力開放弁が取り付けられている。
従来技術に比べ、本発明は以下のような効果を奏する。
本発明によれば、従来のバルブコア座および給液座を一体型にした給液座を採用し、1つの部品を減らして、組立効果を向上させただけでなく、最も重要なのは、バルブコア座と給液座とを組み立てる際のシール(密封)問題を避け、高圧冷媒CO2の漏れを避けている。また、給液座の下端およびロータマウントの下端には突起構造が設けられ、軸方向に押されると、突起がバルブ本体の階段孔の階段面に埋め込まれてハードシール接続を実現し、給液座の外周には円弧突起が設けられ、組み立てる際、円弧突起が収容チャンバーの内周を押圧して干渉篏合のハードシールを実現し、このような構造はゴムシールリングの使用数量を最低限にし、従来のゴムシールリングにより生じるシール不良の問題が避けられ、電磁弁の使用寿命を大幅に延ばせる。
本発明によれば、従来のバルブコア座および給液座を一体型にした給液座を採用し、1つの部品を減らして、組立効果を向上させただけでなく、最も重要なのは、バルブコア座と給液座とを組み立てる際のシール(密封)問題を避け、高圧冷媒CO2の漏れを避けている。また、給液座の下端およびロータマウントの下端には突起構造が設けられ、軸方向に押されると、突起がバルブ本体の階段孔の階段面に埋め込まれてハードシール接続を実現し、給液座の外周には円弧突起が設けられ、組み立てる際、円弧突起が収容チャンバーの内周を押圧して干渉篏合のハードシールを実現し、このような構造はゴムシールリングの使用数量を最低限にし、従来のゴムシールリングにより生じるシール不良の問題が避けられ、電磁弁の使用寿命を大幅に延ばせる。
以下、具体的な実施例により本発明について詳細に説明する。以下の実施例は、いわゆる当業者が本発明をさらに理解しやすくするためのものであり、本発明をなんら限定するものではない。いわゆる当業者であれば、本発明の技術的思想から逸脱することなく、様々な変形や改良を行うことができるが、これらは、本発明の保護範囲に含まれることに注意されたい。
(実施例)
図1ないし図5に示すように、本発明に係るハードシール構造を有する電磁弁は、バルブ本体1と、給液座3、ロータマウント4、バルブコア5、スクリューロッド6、ロータ7、下部ベアリング8、上部ベアリング9、ベアリングハウジング10、シールリングハウジング11、ステータ12、ステータ制御板13、圧力開放弁14およびステータハウジング23などのバルブアセンブリと、を含む。
図1ないし図5に示すように、本発明に係るハードシール構造を有する電磁弁は、バルブ本体1と、給液座3、ロータマウント4、バルブコア5、スクリューロッド6、ロータ7、下部ベアリング8、上部ベアリング9、ベアリングハウジング10、シールリングハウジング11、ステータ12、ステータ制御板13、圧力開放弁14およびステータハウジング23などのバルブアセンブリと、を含む。
図6ないし図9に示すように、バルブ本体1は、第1収容チャンバー101、第2収容チャンバー102、縦方向通路103、第1横方向通路104、第2横方向通路105および第3横方向通路106を備えている。バルブ本体1の内部において、第1横方向通路104は縦方向通路103に連通し、第1収容チャンバー101、第2収容チャンバー102はそれぞれの通路を介して縦方向通路103に連通している。縦方向通路103の端部には圧力開放弁14が取り付けられ、縦方向通路103内の圧力が設定値を超えると圧力開放弁14が開かれて圧力が開放される。第2横方向通路105は第1収容チャンバー101に連通し、第3横方向通路106は第2収容チャンバー102に連通している。第1横方向通路104、第2横方向通路105、第3横方向通路106および縦方向通路103は流体通路を構成する。流体は、第2横方向通路105、第3横方向通路106から流入して縦方向通路103および第1横方向通路104から流出したり、第1横方向通路104から流入して第2横方向通路105から流出したり、第2横方向通路105から流入して第1横方向通路104から流出したりすることができ、電磁弁内での流体の流れは双方向である。なお、本実施例に係る電磁弁は、流体の流れ方向について何ら制限をしない。収容チャンバーは円筒状で、軸方向には階段が設けられ、2つの収容チャンバーには2つのバルブアセンブリがそれぞれ取り付けられている。収容室には下から上へ順に給液座3およびロータマウント4が設けられ、スクリューロッド6とバルブコア5とはねじ接続されている。スクリューロッド6の回転運動は、ねじ接続によりバルブコア5の上下直線運動に変換される。バルブコア5と給液座3とが協働し合うことにより、流量の調整を実現する。
図10および図11に示すように、バルブコア5の中央には、貫通された階段孔501が設けられ、階段孔501の上部には、スクリューロッド6と係合する細歯精密内ねじ502が設けられ、バルブコア5にはガイド凸台503が設けられ、上から下へ順に大径部分507、斜面部分506、小径部分505およびバルブコア5の底面側に設けられるバルブコア端部斜面504が設けられている。
図4に示されるように、給液座3は、収容チャンバーの底部に設けられている。図12に示されるように、給液座3には、バルブコア5の下端が進入可能なガイド孔303が設けられ、給液座3の中間部分には、給液座3の円周に沿って配置された複数の給液孔301が設けられ、給液座3の下部分にはバルブコア流体通路306およびバルブコア流体通路306の上部に位置され、流量を調整する流路斜面305が設けられている。給液座3は硬質材料により作られ、給液座の上部の円周面には円弧突起302が設けられ、組み立てる際、円弧突起302が収容チャンバーの内面を押圧することで干渉嵌合および流体媒体に対するシールを実現する。給液座3の下端には下部突起307が設けられ、軸方向に押圧されると、下部突起307がバルブ本体の階段面に嵌め込むことでハードシール接続を実現する。
図11に示されるように、バルブコア5の下端面には、流路斜面305に合わせたバルブコア端部斜面504が設けられ、大流量調整ステップにおいて、バルブコア端部斜面504と流路斜面305との間の通路が冷媒の流路ルートであり、バルブコア5の上下位置を調整することにより、当該流路ルートの断面積を線形に調整でき、冷媒流量を線形に調整できる。バルブコア5の小径部分505の直径は、バルブコア流体通路306の直径よりやや小さい。なお、大径部分507の直径は、バルブコア流体通路306の直径より大きい。バルブコアをある程度下降すると、斜面部分506とバルブコア流体通路306とが接触し、遮断弁の機能を実現する。給液座3におけるバルブコア5を異なる位置に調整することにより、同じバルブは、流路における冷媒の流れを遮断する、すなわち遮断弁として使用でき、または流路における冷媒の膨張を実現する、すなわち膨張弁としても使用できる。
給液座3の下部の周方向に複数の給液孔301を設けることにより、流入する冷媒の流速を低減し、冷媒の流れにより生じる騒音を低減し、バルブコア5への冷媒の直接衝突を避ける。給液座3の中央には、バルブコア5を収容するガイド孔303が設けられ、バルブコア5の上下運動に対する安定的な支持を実現する。給液座3の上端面には、軸方向シール部品用キャビティ304が設けられ、図5に示されるように、軸方向シール部品用キャビティ304内には、シールリング18、軸方向シールO型リング19、移行プレート20が設けられている。ロータマウント4から伝達される力は、移行プレート20を介して軸方向シールO型リング19を変形させ、ひいてはガイド孔303内に支持されるバルブコア5に対してシールリング18を押圧し、バルブコア5の上下運動時のシールを確保する。また、バルブコア5の大径部分507とガイド孔303との摺動により、バルブコア5の直線運動を確保する。
図13および図14に示されるように、ロータマウント4は、収容チャンバー内における階段によって給液座3の上方に配置され、ロータマウント4にはO型リングを配置するための溝が設けられ、当該溝の中には上部シールリング22が配置され、ロータマウント4の端部にはマウント突起403が設けられ、軸方向に押圧される際、マウント突起403はバルブ本体1の収容チャンバーの階段面に篏合することによりハードシール接続を実現する。
ロータマウント4は、バルブ本体1にねじ込まれ、内部には中央階段状の貫通孔401および矩形構造のガイド凹部402が設けられ、バルブコア5のガイド凸台503がガイド凹部402に嵌合してバルブコア5の回転を制限し、ねじ伝動およびガイド凸台503のガイドによって、スクリューロッド6の回転運動をバルブコア5の上下運動に変換する。
スクリューロッド6は、一体型鋳造や干渉嵌合などによりロータ7に固定接続されている。スクリューロッド6の円筒面には台座面が設けられ、スクリューロッド6の外周には細歯精密雄ねじと細歯精密雌ねじ502が噛み合わされ、スクリューロッド6の台座面とバルブコア5の階段孔501との間には均圧通路が形成され、当該均圧通路によってバルブコア5の上端面の位置するチャンバー本体と下端面の位置するチャンバー本体とを接続する。冷媒は、バルブコア5の上端面および下端面の位置するチャンバー本体内に、台座面と段差孔501との間の隙間から充填され、上端面および下端面は冷媒の同一圧力領域に位置されている。したがって、バルブコア5の運動を駆動には冷媒の圧力を克服する必要がなくなり、比較的小さい力でバルブコア5が迅速に運動するように駆動できる。このようなバルブは任意圧力の冷媒システムにおいて動作でき、特に高圧冷媒システムにおいて有利である。
図4に示されるように、ロータ7は、永久磁石の珪素鋼板により作られ、シールリングハウジング11の内側チャンバーに収容され、上部ベアリング9および下部ベアリング8により支持されている。上部ベアリングおよび下部ベアリングにより位置決められて支持され、ステータ12に駆動されてロータは軸周りを回転し、ロータの上下クロストークが解消される。上部ベアリング9は、シールリングハウジング11のチャンバーに周方向に嵌合するベアリングハウジング10内に設けられ、上部ベアリング9の上端はシールリングハウジング11の底面に当接する。シールリングハウジング11は、止め具によってロータマウント4に嵌め込まれ、レーザ溶接の方式によってロータマウント4と固定接続されている。図1および図5に示されるように、ステータ12はロータハウジング11の外周に篏合され、ボルトによりバルブ本体1の上端面に固定され、ステータハウジング23はステータ12の外側に篏合されている。駆動制御基板13はステータハウジング23内に固定され、Pin圧着の方式によりステータのコイルに接続され、接続プラグにより給電されている。駆動制御基板13上には、制御・駆動するための回路やチップが設けられ、ステータに対する制御を実現し、さらに、ロータの回転速度、回転角度および出力トルクを制御する。
本実施例では、2つの収容チャンバーとバルブアッセンブリを同一のバルブ本体1上に構成することで、バルブ間の接続配管を減らし、様々な機能組み合わせを可能にすることで、自動車用CO2エアコンシステムの異なる運転条件下における冷媒を調整するための要求を満たす。
本実施例の動作原理は、以下の通りである。
開始状態は、流量フルフロー状態(バルブコア5のバルブコア端部斜面504と流路斜面305との間の流路の断面積は、バルブコア流体流路306の断面積より大きい)とすることができる。駆動制御基板13の制御によりロータ7が回転し、細歯精密ねじ接続の噛み合い伝動によりバルブコア5は下方に移動し、バルブコア端部斜面504と流路斜面305との間の隙間は徐々に小さくなり、大流量線形調整状態に移行する。続いて、第1横方向通路103および第2横方向通路105(または第3横方向通路106)を通して冷媒の流れが線形に減少し(電子膨張弁として使用)、バルブコア5の小径部分505がバルブコア流体通路306に進入し始めると、一定流量出力の小流量状態に移行する。この際、流路の断面はバルブコア流体通路306と小径部分505との間の一定の隙間面積である。続いて、バルブコア5がさらに下方に移動し、バルブコア5の斜面部分506がバルブコア流体通路306に接触して冷媒流路が完全に遮断される(電子遮断弁として使用)。ロータは逆方向に移動し、その後、動作状態は、遮断状態から、一定流量出力の小流量状態、さらに、大流量線形調整状態へと移行し、最後には全流量フルフロー状態へと戻る。
開始状態は、流量フルフロー状態(バルブコア5のバルブコア端部斜面504と流路斜面305との間の流路の断面積は、バルブコア流体流路306の断面積より大きい)とすることができる。駆動制御基板13の制御によりロータ7が回転し、細歯精密ねじ接続の噛み合い伝動によりバルブコア5は下方に移動し、バルブコア端部斜面504と流路斜面305との間の隙間は徐々に小さくなり、大流量線形調整状態に移行する。続いて、第1横方向通路103および第2横方向通路105(または第3横方向通路106)を通して冷媒の流れが線形に減少し(電子膨張弁として使用)、バルブコア5の小径部分505がバルブコア流体通路306に進入し始めると、一定流量出力の小流量状態に移行する。この際、流路の断面はバルブコア流体通路306と小径部分505との間の一定の隙間面積である。続いて、バルブコア5がさらに下方に移動し、バルブコア5の斜面部分506がバルブコア流体通路306に接触して冷媒流路が完全に遮断される(電子遮断弁として使用)。ロータは逆方向に移動し、その後、動作状態は、遮断状態から、一定流量出力の小流量状態、さらに、大流量線形調整状態へと移行し、最後には全流量フルフロー状態へと戻る。
本発明によれば、従来のバルブコア座および給液座を一体型にした給液座を採用し、1つの部品を減らして、組立効果を向上させただけでなく、最も重要なのは、バルブコア座と給液座とを組み立てる際のシール(密封)問題を避け、高圧冷媒のCO2の漏れを避けている。また、給液座3の下端およびロータマウント4の下端には突起構造が設けられ、軸方向に押されると、突起がバルブ本体の階段孔の階段面に埋め込まれてハードシール接続を実現し、給液座の外周には円弧突起302が設けられ、組み立てる際、円弧突起が収容チャンバーの内周を押圧して干渉篏合のハードシールを実現し、このような構造はゴムシールリングの使用数量を最低限にし、従来のゴムシールリングにより生じるシール不良の問題が避けられ、電磁弁の使用寿命を大幅に延ばせる。以上、本発明の具体的な実施形態について説明したが、本発明は、上述した具体的な実施形態に限定されず、いわゆる当業者であれば、特許請求の範囲内において、本発明の技術的思想に影響を与えない様々な変形や改良を行うことができることを理解されたい。
1 バルブ本体、
101 第1収容チャンバー、
102 第2収容チャンバー、
103 縦方向通路、
104 第1横方向通路、
105 第2横方向通路、
106 第3横方向通路、
3 給液座、
301 給液孔、
302 円弧突起、
303 ガイド孔、
304 軸方向シール部品用キャビティ、
305 流路斜面、
306 バルブコア流体通路、
307 下部突起、
4 ロータマウント、
401 中央階段状の貫通孔、
402 ガイド凹部、
403 マウント突起、
5 バルブコア、
501 階段孔、
502 細歯精密内ねじ、
503 ガイド凸台、
504 バルブコア端部斜面、
505 小径部分、
506 斜面部分、
507 大径部分、
6 スクリューロッド、
7 ロータ、
8 下部ベアリング、
9 上部ベアリング、
10 ベアリングハウジング、
11 シールリングハウジング、
12 ステータ、
13 駆動制御基板、
14 圧力開放弁、
18 シールリング、
19 軸方向シールO型リング、
20 移行プレート、
22 上部シールリング、
23 ステータハウジング。
101 第1収容チャンバー、
102 第2収容チャンバー、
103 縦方向通路、
104 第1横方向通路、
105 第2横方向通路、
106 第3横方向通路、
3 給液座、
301 給液孔、
302 円弧突起、
303 ガイド孔、
304 軸方向シール部品用キャビティ、
305 流路斜面、
306 バルブコア流体通路、
307 下部突起、
4 ロータマウント、
401 中央階段状の貫通孔、
402 ガイド凹部、
403 マウント突起、
5 バルブコア、
501 階段孔、
502 細歯精密内ねじ、
503 ガイド凸台、
504 バルブコア端部斜面、
505 小径部分、
506 斜面部分、
507 大径部分、
6 スクリューロッド、
7 ロータ、
8 下部ベアリング、
9 上部ベアリング、
10 ベアリングハウジング、
11 シールリングハウジング、
12 ステータ、
13 駆動制御基板、
14 圧力開放弁、
18 シールリング、
19 軸方向シールO型リング、
20 移行プレート、
22 上部シールリング、
23 ステータハウジング。
Claims (10)
- 内部に流体通路および前記流体通路と連通している収容チャンバーを有するバルブ本体(1)と、前記収容チャンバー内に設けられているバルブアセンブリと、を含み、
前記バルブアセンブリは、前記収容チャンバーの底部に設けられた給液座(3)と、前記給液座(3)と合わせて前記流体通路を遮断または開放するバルブコア(5)と、前記バルブコア(5)を往復移動させる駆動機構と、を備え、
前記給液座(3)には前記バルブコア(5)の下端が進入可能なガイド孔(303)が設けられ、前記給液座(3)の中間部分には前記給液座(3)の円周に沿って配置された複数の給液孔(301)が設けられ、前記給液座(3)の下部分にはバルブコア流体通路(306)および前記バルブコア流体通路(306)の上部に位置され、流量を調整する流路斜面(305)が設けられ、
前記バルブコア(5)は、上から下へ順に大径部分(507)、斜面部分(506)、小径部分(505)およびバルブコア端部斜面(504)を有し、前記小径部分(505)の直径は前記バルブコア流体通路(306)の直径より小さく、前記大径部分(507)の直径は前記バルブコア流体通路(306)の直径より大きい、ハードシール構造を有する電磁弁。 - 前記給液座の下端には下部突起が設けられ、軸方向に押圧されると、前記下部突起が前記バルブ本体の階段面に嵌め込むことでハードシール接続を実現し、
前記給液座の上部の円周面には円弧突起が設けられ、組み立てる際、前記円弧突起が前記収容チャンバーの内面を押圧することで干渉嵌合および流体媒体に対するシールを実現する、
ことを特徴とする、請求項1に記載のハードシール構造を有する電磁弁。 - 前記駆動機構は、スクリューロッド(6)と、前記スクリューロッド(6)を回転駆動する駆動部品と、を備え、前記バルブコア(5)の内部には軸方向貫通孔が設けられ、前記スクリューロッド(6)と前記軸方向貫通孔とがねじ接続されることにより前記スクリューロッド(6)の回転運動が前記バルブコア(5)の直線運動に変換され、前記スクリューロッド(6)および/または前記バルブコア(5)には均圧通路が設けられ、前記バルブ本体(1)内に進入した流体は前記均圧通路を通って、前記バルブコア(5)の上端面および下端面の位置されるチャンバー内に充填されることを特徴とする、請求項2に記載のハードシール構造を有する電磁弁。
- 前記収容チャンバーは、内部に階段構造を有する円筒状チャンバーであり、前記駆動機構は、前記階段構造に嵌合するロータマウント(4)をさらに備え、前記駆動部品は、前記ロータマウント(4)に取り付けられたロータ(7)および前記ロータ(7)の外周に嵌合しかつ前記ロータを回転駆動するステータ(12)を備え、
前記ロータマウント(4)は、前記バルブ本体(1)にねじ込まれ、内部にはバルブコア(5)を収容する中央階段状の貫通孔(401)が設けられ、前記中央階段状の貫通孔(401)内にはガイド凹部(402)が設けられ、前記バルブコア(5)の上端にはガイド凸台(503)が設けられ、前記ガイド凸台(503)と前記ガイド凹部(402)とはスライド可能に接続され、
前記ロータマウント(4)の端部にはマウント突起(403)が設けられ、前記給液座が軸方向に押圧される際、前記マウント突起(403)は前記バルブ本体(1)の階段面に篏合することによりハードシール接続を実現する、
ことを特徴とする、請求項3に記載のハードシール構造を有する電磁弁。 - 前記給液座(3)のガイド孔(303)の上方には階段状孔構造を有する軸方向シール部品用キャビティ(304)が設けられ、前記軸方向シール部品用キャビティ(304)内には、前記バルブコア(5)に接続されているシールリング(18)、前記シールリング(18)の外側に篏合される軸方向シールO型リング(19)ならびに前記シールリング(18)および前記軸方向シールO型リング(19)の上部に設けられた移行プレート(20)が設けられ、前記ロータマウント(4)は前記移行プレート(20)を介して、前記軸方向シールO型リング(19)を押圧する、ことを特徴とする、請求項4に記載のハードシール構造を有する電磁弁。
- 前記ステータ(12)の外部には、前記バルブ本体(1)の上面に固定接続されるステータハウジング(23)が設けられ、前記ロータマウント(4)の外側の側壁には上部シールリング(22)を載置するための溝が設けられ、前記ロータマウント(4)と前記ステータハウジング(23)とは、前記上部シールリング(22)により防塵シールされている、ことを特徴とする、請求項5に記載のハードシール構造を有する電磁弁。
- 前記スクリューロッド(6)のねじ接続するための円筒面には、前記バルブコア(5)の軸方向貫通孔との間において前記均圧通路を形成する台座面または通路溝が設けられている、ことを特徴とする、請求項3に記載のハードシール構造を有する電磁弁。
- 前記収容チャンバーは、密閉空間を有するシールリングハウジング(11)を形成し、前記シールリングハウジング(11)は、前記ロータ(7)の外側に設けられ、前記シールリングハウジング(11)の下端は止め具によって前記ロータマウント(4)に固定するようにシール接続され、
前記ロータ(7)は、上部ベアリング(9)および下部ベアリング(8)によって位置決められて前記シールリングハウジング(11)内に設けられ、前記下部ベアリング(8)は、前記ロータマウント(4)の中央階段状の貫通孔(401)の階段上に取り付けられ、前記上部ベアリング(9)は、周方向が前記シールリングハウジング(11)の内壁に嵌合するベアリングハウジング(10)内に取り付けられ、前記ベアリングハウジング(10)の上端は前記シールリングハウジング(11)の内面に当接している、
ことを特徴とする、請求項4に記載のハードシール構造を有する電磁弁。 - 一つの前記バルブ本体(1)には複数の収容チャンバーが設けられ、各収容チャンバー内にはバルブアセンブリがそれぞれ設けられている、ことを特徴とする、請求項1に記載のハードシール構造を有する電磁弁。
- 前記バルブ本体(1)には、前記流体通路に接続されている圧力開放通路が設けられ、前記圧力開放通路のポートには、圧力開放弁(14)が取り付けられている、ことを特徴とする、請求項1に記載のハードシール構造を有する電磁弁。
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