JP4069312B2

JP4069312B2 - Electric control valve

Info

Publication number: JP4069312B2
Application number: JP02596199A
Authority: JP
Inventors: 総一郎富岡; 誠一中野
Original assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Current assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Priority date: 1999-02-03
Filing date: 1999-02-03
Publication date: 2008-04-02
Anticipated expiration: 2019-02-03
Also published as: JP2000220760A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒートポンプ式エアコンや冷凍機などの冷凍・冷蔵・空調サイクルに組み込まれ、冷媒流量制御や流路切換用として使用される電動式コントロールバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ヒートポンプ式エアコンや冷凍機あるいは冷蔵庫などにおける、冷凍・冷蔵・空調サイクルにおいては、その冷媒流路中に、冷媒流量制御や流路切換用として電動式コントロールバルブが組み込まれて使用されている。このうち例えばヒートポンプ式エアコンにおいて、特に電動式膨張弁は、室内の温度制御を適切に行うため頻繁に作動している。従来のこの種のバルブは作動音が大きいため、室内に設置することは好ましくなく、室外熱交換器を設けた室外機側に設置していた。そのため、室内の温度を制御するための冷媒流量を制御する膨張弁を、室内から離れた室外に置かなければならず、応答性等の制御性が悪いほか、冷房運転時において膨張弁で膨張して低温になった冷媒が室外機から室内機に至るまで高温の室外に配管しなければならず、この部分を断熱配管するにも関わらず多くの熱量が外気に逃げるため、熱効率の低下の大きな原因となっていた。
【０００３】
さらに、上記のようなエアコンのほか、例えば冷蔵庫に関してみると、近年の大型冷蔵庫の普及、あるいは氷温室、野菜室の厳密な温度管理の必要性等により、従来の安価なキャピラリチューブ等を用いた冷媒流量制御から、高価ではあるが精密な制御を行うことができる電動式膨張弁を使用することが多くなっている。このような冷蔵庫は室内に設置して使用するため、電動式膨張弁等の電動式コントロールバルブも室内に設けることとなり、これらの電動式コントロールバルブからの作動音の発生は極力減少することが望まれている。
【０００４】
また、ビル用マルチタイプエアコンにおいては、１台の室外機により複数の室内機に対し冷媒を供給しているので、それぞれの部屋で適切な温度制御を行うためには、各室内機に１台の膨張弁を設置する必要がある。そのため、室内機に設置した膨張弁から騒音を発生することを防止しなければならない。
【０００５】
また、エアコンにおいて室温を下げずにドライ運転を行う場合には、通常、電熱ヒーターによる温度制御を行っているが、冷やした空気を再び電熱ヒーターで暖めることは電力のロスが大きい。その対策として、圧縮された高温の冷媒を室内に引き込み、再熱器を通して除湿された冷気を暖め直すサイクル再熱方式が採用されることがあり、このようなエアコンにおいては、凝縮器と蒸発器が室内機に存在するので、膨張弁も室内機に設置する必要があるため、この場合も室内機に設置した膨張弁から発生する騒音は極力小さくする必要がある。
【０００６】
上記のような装置に用いられている電動式コントロールバルブは、例えば図１３に示すように、弁本体６０には、その軸線方向直下に第１流路６１を接続する第１開口６２を設け、その近傍の側部に第２流路６３を接続する第２開口６４を設けるとともに、弁本体６０の上方から、第１開口６２と第２開口６４を接続するように弁室６５を形成している。弁本体６０の上部には下蓋６６を下部に設けたキャン６７を被せている。キャン６７の内部には、外周にマグネット６８、中心にピン７０を備えた樹脂製のロータ７１を設けており、ロータ７１はその内部のピン７０と共に下方に延びて弁室６５内に挿入されている。ピン７０の下端にはニードル弁体７２を設け、第１開口６２に進退自在に配置している。
【０００７】
ニードル弁体７２の上部外周は弁室６５の内壁と回転自在に嵌合しており、下部ガイド部７９を構成している。ロータ７１の下方に延びる突出部７３の外周にはロータ雄ねじ部７４が形成され、ロータ雄ねじ部７４に対向する弁室内壁には雌ねじ部７５が形成され、両者は螺合している。それにより、ロータが回転すると、雌ねじ部７５が固定されているので、これと螺合するロータ７１は上下動を行い、ロータ７１と一体化したニードル弁体７２が第１開口６２内を上下動し、流量制御を行っている。
【０００８】
ピン７０の上端部７６はロータ７１から突出し、キャン６７の上蓋部７７の内面側に対向している。ロータ７１の外周とマグネット６８の内周とは、上部において偏心している第１円筒部７８と、その下部において径の小さい第２円筒部８０で両者の面が対向しており、この部分で両者は回転不能に結合されている。
【０００９】
マグネット６８の下端の一部は、弁本体６０のロータ受け部８４の外周に延び、その一部は更に下方に延びて下方突出部８７を形成しており、この下方突出部８７は、弁本体６０に固定したストッパーピン８８に、図１３に示すように当接可能となっている。また、マグネット６８の上端の一部は上方に延びて上方突出部９０を形成しており、この上方突出部９０は、キャン６７の上蓋部内周に固定したストッパー部材９１における、外周下方に延びる上ストッパー９２に当接可能となっている。キャン６７の円筒状外周にはコイル９３が固定され、コネクター９４により外部と接続している。
【００１０】
上記のように構成されたニードル弁による流量制御式の電動式コントロールバルブ９５においては、コイル９３への通電によるマグネット６８の回転によりロータ７１は回転し、ロータ７１の突出部７３に形成したロータ雄ねじ部７４と弁室の内壁に形成した雌ねじ部７５との螺合により、ロータ７１は回転しながら上下動し、それにより、ロータ７１に固定したピン７０に形成しているニードル弁体７２は上下動し、第１開口６２の開口面積を変え、流量の制御を行っている。
【００１１】
ロータ７１の回転は、ニードル弁体７２が第１開口６２を全閉したときに、マグネット６８の下方突出部８７がストッパーピン８８に当接することにより、また、全開したときには、マグネット６８の上方突出部９０がストッパー部材９１の上ストッパー９２に当接することにより、コイルへのパルス供給に関わらず強制的にその回転が停止されるようになっている。
【００１２】
上記従来例として、ロータ７１とニードル弁体７２を一体化し、且つロータ７２のロータ雄ねじ部７４と弁本体６０側の雌ねじ部７５とを螺合させることにより、ロータの回転時にこの螺合部によってロータが上下動し、それによりニードル弁体７２が回転しつつ上下動を行って弁を開閉する例を示したが、それ以外に、ロータ内でロータとニードル弁体を螺合させ、ニードル弁体を回転不能で上下動自在に支持させることにより、ロータは上下動せず回転し、また、ニードル弁体は回転せずに上下動するようにした電動式コントロールバルブも用いられているが、このものも、ニードル弁体の全開時及び全閉時に、ロータの回転に連動する部材をストッパに当接させることにより、ロータの回転を強制的に停止させるようにしている点では同様である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような各種の電動式コントロールバルブにおいては、いずれも弁の全閉時及び全開時にロータの回転をその回転方向から強制的に停止させるストッパーを設ける必要があるため、弁の初期設定時等のイニシャライズ時に、弁の全開及び全閉時以降に駆動パルスを供給するときを含め、駆動パルスによりロータが断続的に駆動され、その結果ストッパーと断続的に衝突する騒音を発生する。即ち、図１３に示す従来の装置においては、ニードル弁７２の全閉時にマグネット６８の下方突出部８７がストッパーピン８８に当接し、また、全開時には上方突出部９０がストッパー部材９１の上ストッパー９２に当接する部分において騒音を発生することとなる。特に、停止しているロータに対して更に駆動パルスを供給すると、ステッピングモータの特性上、数パルスに１度ロータを反転させる駆動力を生じてロータが反転し、この時にも騒音を発生することとなる。
【００１４】
また、上記のようなストッパーを設けず、所定のパルスの供給により弁の全閉と全開位置でロータの駆動を停止させるようにすることも考えられるが、特に全閉位置では、弁が弁座に当接し、更に所定のパルスの供給により全閉時の閉弁力を与える必要があるため、この全閉力を与える所定のパルスの設定はきわめて困難であり、且つ弁の仕様によって変化するため、この全閉力が小さく設定されたときには弁の漏れが発生し、逆に大きいときには弁が弁座に食い込むロックを発生して作動不能となる問題点もある。
【００１５】
更に、上記図１３に示す従来例のように、ニードル弁体７２を回転する型式の電動式コントロールバルブ９５においては、その全閉時にニードル弁体７２が回転しながら弁座としての第１開口６２に当接し、更に所定の弁閉力を与えるために回転しながら第１開口６２内に入り込むと、大きな摩擦力によりこの当接部分が次第に摩耗する欠点がある。また、このように回転しながら第１開口６２内に所定量食い込んで全閉力を保持している弁を開放するときには、弁の離脱時に作動ロスを生じる問題もあった。
【００１６】
したがって本発明は、弁体が弁座に食い込んでロックすることのない型式の電動式コントロールバルブを採用し、そのような電動式コントロールバルブにおいて、ロータのストッパ部分で騒音が発生することを防止し、また低トルクで弁を駆動するように構成しても弁がロックしない構造とし、更にロータの反転音の発生を防止するようにした電動式コントロール弁を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、片側に駆動ねじ、他側に該駆動ねじよりピッチの大きなロック解除ねじを設けた中間部材と、
一端に前記中間部材に螺合する駆動ねじ又はロック解除ねじを備えたロータ組立体と、
一端に前記中間部材に螺合するロック解除ねじ又は駆動ねじを備え、他端に弁部を形成するとともに、回り止めがなされた弁体と、
前記中間部材とロック解除ねじを備えた前記弁体又はロック解除ねじを備えた前記ロータ組立体とを回動自在に連結するコイルバネと、
前記ロータ組立体の軸線方向の移動を受けるスラスト受け部材とからなり、
前記中間部材のロック解除ねじが前記弁体のロック解除ねじ又は前記ロータ組立体のロック解除ねじに螺合し、
前記中間部材の駆動ねじが前記ロータ組立体の駆動ねじ又は前記弁体の駆動ねじに螺合する電動式コントロールバルブを構成したものである。
【００１９】
また、スラスト受け部材は、前記ロータ組立体の上端部のガイド内で上下動自在にスプリングで付勢され、ケース内面に近接して配置したばね受け部材であり、該ばね受け部材は前記ロータ組立体の軸線方向移動により前記ケース内面に当接してスラスト荷重を受けるものであり、前記スラスト受け部材は、弁本体の軸受支持部内で上下動自在にスプリングで付勢され、軸受支持部の下面に近接して配置したラジアル軸受部材としたものである。また、前記中間部材とロック解除ねじを備えた前記弁体又はロック解除ねじを備えた前記ロータ組立体とを回動自在に連結するコイルバネは、ねじりコイルバネであり、前記ねじりコイルバネの一端は、弁本体に上下動自在に係合し弁体の回り止めを兼ねたものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。図１は本発明の実施例の電動式コントロールバルブにおいて、弁が全開の状態を示しており、図２は各部品を取り外した状態を示している。電動式コントロールバルブは、弁本体１の下方に第１流路２を、側方に第２流路３を接続し、第１流路２との接続部には弁座４が形成されている。弁本体１には上方に延びる支持筒部５を備え、その上端に設けたラジアル軸受６によって中心部に雄ねじロッド７をわずかに上下動可能でかつ回転自在に支持している。支持筒部５の内部空間としての筒状室８内には、中間部材としての雌ねじ部材１０が回転自在で且つ上下動自在に嵌合しており、筒状室８の下端には係止リング１１が固定されている。係止リング１１の一部には、その上端から下端まで連通するスリット１２が形成され、このスリット１２には後述するねじりコイルバネ１３の下端係止部１５が、回転不能で且つ上下動自在に嵌合している。
【００２１】
雄ねじロッド７の上部のロータ固定部１６にはマグネットからなるロータ１８が支持部１７で固定されている。雄ねじロッド７のロータ固定部１６の上方に形成したガイド支持部２０には円筒状のボールガイド１４が固定されており、このボールガイド１４の先端には、内方に向けて突出する係止部２１が形成されている。ボールガイド１４の内部には、係止部２１により抜け止めがされているボール２２を上下動自在に収納しており、ボール２２の下側と雄ねじロッド７のガイド支持部２０の上端面との間にはコイルスプリング２３を縮設している。このコイルスプリング２３によりボール２２は通常の状態において常時ボールガイド１４の係止部２１に当接し、それによりボール２２の先端はボールガイド１４の上端部より突出している。また、雄ねじロッド７の上端部には上端突出部２９が突出しており、その先端面２５は通常時にはボール２２の下端に近接し、しかし当接しない位置に設定されている。
【００２２】
弁本体１の上部には下蓋２６が固定され、この下蓋２６に上記ロータ１８を覆うようにコップ状のケース９の開口部を固定している。ケース９の上端の中央部内周面にはボール受板２７が固定され、前記ボール２２の上端と対向している。このボール受板２７は後述するように、弁の全閉時に、更にロータが回転することによりボール２２と当接する。ケース９の外周にはコイル２８が固定され、このコイル２８にはコネクター３０から駆動パルスが供給される。
【００２３】
雄ねじロッド７の下端部には駆動雄ねじ３１が形成され、この駆動雄ねじ３１には中間部材としての雌ねじ部材１０の上部内周に形成された駆動雌ねじ３２が螺合している。中間部材としての雌ねじ部材１０の下端部にはロック解除雌ねじ３３が形成され、ここには弁体３４の上端部外周に形成したロック解除雄ねじ３５と螺合しており、ロック解除雌ねじ３３は駆動雌ねじ３２よりピッチが大きく形成されている。中間部材としての雌ねじ部材１０の外周の一部には、上下方向に延びる係止溝１９が形成され、この係止溝１９の下端には、ねじりコイルバネ１３の上端係止部３９が係合している。
【００２４】
弁体３４の上端の中心部には嵌合孔３７を備え、この嵌合孔３７には雄ねじロッド７の下端に設けたガイドロッド部３８が回転自在で且つ上下に摺動自在に嵌合している。弁体３４にはねじりコイルバネ巻付部４０が形成され、このねじりコイルバネ巻付部４０の外周には、前記ねじりコイルバネ１３が巻き付けられている。ねじりコイルバネ１３の第１端部であり、上方に突出する上端係止部３９は、前記のように中間部材としての雌ねじ部材１０の係止溝１９における下端部に係止され、ねじりコイルバネ１３の第２端部であり側方に突出する下端係止部１５は、上記のように係止リング１１のスリット１２に、回転不能で且つ上下動自在に係合されている。弁体３４の下端部にはニードル弁部４１が形成され、弁本体１の弁座４に接離自在に配置されている。
【００２５】
弁体が全閉状態から開放を開始する際、弁体３４が駆動雄ねじ３１でロック状態の時に、中間部材としての雌ねじ部材１０と弁体３４との間でねじりコイルバネ１３によって許容される相対的な回転力を生じ、この時弁体３４は回り止めされているので、中間部材としての雌ねじ部材１０側がわずかに回転する。また、両者の相対回転力が無くなるとき、ねじりコイルバネ１３によって再び元の位置に戻るようになっている。
【００２６】
上記構造の電動式コントロールバルブにおいて、その作動に際しては図１の弁の全開状態で、雄ねじロッド７下端のガイドロッド部３８の下端が弁体３４の嵌合孔３７の底面に当接している状態から、コイル２８に弁閉方向のパルスを供給すると、コイル２８に供給されるパルスに応じて、図２（ａ）に示すロータ１８，雄ねじロッド７等が一体化したロータ組立体５０が回転する。一方、雄ねじロッド７の駆動雄ねじ３１と螺合している駆動雌ねじ３２を備えている中間部材としての雌ねじ部材１０は、下端係止部１５が係止リング１１のスリット１２に嵌合して回り止めされているねじりコイルバネ１３の上端係止部３９が係止しているため回り止めがなされており、したがって上記雄ねじロッド７が回転しても回転することがない。
【００２７】
そのため、雄ねじロッド７の回転時に、駆動雄ねじ３１と駆動雌ねじ３２との螺合によって、中間部材としての雌ねじ部材１０は回転することなく図１の状態から降下する。中間部材としての雌ねじ部材１０の降下により、これと上記ねじりコイルバネ１３により一体化している弁体３４も共に降下し、その先端のニードル部４１が弁座４に次第に近づき、この弁を通る流体の流量を減少させる。この時、ねじりコイルバネ１３の下端係止部１５は、係止リング１１のスリット１２に沿って弁体３４と共に降下する。このような弁の全開と全閉との間の状態は図３に示される。この時、本発明においては、駆動雄ねじ３１のピッチ角を小さくしているので、モータの小さなトルクで弁体を効率良く容易に駆動することができる。
【００２８】
更にコイル２８へのパルスの供給により、弁体３４を降下させると、ニードル弁部４１が弁座４に当接し、この当接により弁体３４が降下しなくなり、中間部材としての雌ねじ部材１０の降下も停止する。弁に対して所定の全閉力を付与するため、コイルへ更にパルスを供給すると、雄ねじロッド７が更に回転し、駆動雄ねじ３１も更に回転するが、上記のように中間部材としての雌ねじ部材１０の降下が停止しているので、駆動雄ねじ３１と駆動雌ねじ３２との螺合部の作用により、また、ラジアル軸受け６の上下動の遊びによって、駆動雄ねじ３１部分において駆動雌ねじ３２により持ち上げられ、それによって図２（ａ）に示すロータ組立体５０全体が上昇する。
【００２９】
上記ロータ組立体５０の上昇により、雄ねじロッド７の上端部に固定されているボールガイド１４内においてコイルスプリング２３により付勢されているボール２２の上端が、ケース９の内面に固定したボール受板２７に当接する。この時の弁全体の状態は図４に示されており、また、このボール２２近傍の拡大図に基づく作動は図７に示されている。上記の状態は図７においては同図の（ａ）から（ｂ）への変化として示しており、Ｌ１だけロータ組立体５０が上昇することにより、ボール２２がボール受板２７に当接している。
【００３０】
この状態から更にロータ組立体５０が上昇すると、ボール２２がコイルスプリング２３に抗してボールガイド１４内に押し込められ、図７（ｃ）においてＬ２だけロータ組立体５０が上昇すると、雄ねじロッド７の上端部の上端突出部２９の先端面２５がボール２２の下端に当接し、ここでニードル弁部４１は全閉力を付与された状態となる。それ以降はコイル２８に更にパルスを供給しても、ロータ組立体５０は回転することが無く、コイルへのパルスの供給の停止により弁体は全閉状態に保持される。上記のように、弁の閉鎖時には、弁体が回転することが無く、ニードル弁部４１と弁座４との摩耗を生じることがない。この状態の弁の全体構成は図６に示される。
【００３１】
このようにロータの回転が強制的に止められている状態で、コイルに更にパルスが供給されるときには、パルスモータの特性として、数パルスに１度逆方向の回転を生じ、ロータ組立体５０全体が降下する方向へ力を発生するが、この力は上記コイルスプリング２３及び前記ねじりコイルバネ１３によって吸収され、各部材が衝突して騒音を発生することを防止することができる。
【００３２】
弁の上記全閉状態から開放方向に作動する際には、コイル２８に前記パルスとは逆のパルスを供給し、ロータ組立体５０全体を逆回転させる。この時、上記全閉状態において、ニードル弁部４１に対して全閉力を付与している力によって、弁体３４と雄ねじロッド７が駆動雄ねじ３１と駆動雌ねじ３２との接触部において互いに押圧しあっており、このねじのピッチが小さいのでねじ角が小さく、したがってこの押圧力は大きな摩擦力となってロック状態となっている。そのため、上記弁開方向のパルスの供給にも係わらずこのままでは弁を開方向に駆動することはできない。
【００３３】
この問題を解決するため、本発明においては、中間部材としての雌ねじ部材１０にロック解除雌ねじ３３を設け、弁体３４のロック解除雄ねじ３５と螺合させ、このロック解除雌ねじ３３のねじピッチを駆動雌ねじ３２より充分に大きく設定し、さらに、中間部材としての雌ねじ部材１０と弁体３４とをねじりコイルバネ１３により連結している。そのため、ロータ組立体５０が弁開方向に逆回転するとき、駆動雄ねじ３１と駆動雌ねじ３２とが静止摩擦力によりロックして共に回転しようとすると、弁体３４はねじりコイルバネ１３の下端係止部１５により回り止めがなされているので回ることはできず、ロック解除雄ねじ３５が停止しているので、ねじりコイルバネ１３をねじりつつ中間部材としての雌ねじ部材１０が回転し、ロック解除雌ねじ３３はこのロック解除雄ねじ３５により押し下げられる。このねじりコイルバネ１３がねじられた状態は図６（ｂ）（イ）に示され、中間部材としての雌ねじ部材１０の係止溝１９が図中において中心線からわずかにずれている状態として示されている。そのため、駆動雌ねじ３２も押し下げられ、駆動雄ねじ３１と駆動雌ねじ３２間の摩擦力は解除され、それにより、弁体３４の駆動効率を上げるため、駆動雄ねじ３１のねじピッチを小さくしており、ロックし易い構造としているにもかかわらず、このロック状態は上記のように低トルクで容易に解除される。
【００３４】
次いで、ロータ組立体５０の回転により、前記のロータ組立体５０の押し上げ状態が解除され、ボール２２はボール受板２７から離れて通常の位置に戻る。上記のようにして弁の閉止力が解除されると、中間部材としての雌ねじ部材１０は自由状態となるので、図６（ｃ）に示すようにねじりコイルバネ１３によって再び元の位置に戻される。そのため、この弁においては、上記のようなロック解除機構を用いても、初期位置がずれることがなく、常に所定の特性で作動させることができる。その後のコイル２８への通電によりロータ組立体５０が回転すると、前記図３に示す中間開度の状態を経て図１に示す全開状態まで前記閉弁作動と逆の作動を行い、またその途中において弁の開閉により流量制御を行う。
【００３５】
弁の全開時には、前記のように、雄ねじロッド７の下端のガイドロッド部３８の下端面が、弁体３４の嵌合孔３７の底面に当接することにより開方向の作動を停止し、ストッパー作用を行っている。このように、本発明の弁においては、全開時及び全閉時のストッパーは軸線方向への移動を規制することにより行っている。また、上記全開状態から更にコイル２８にパルスが供給されてロータ１８が回転することにより駆動雄ねじ３１と駆動雌ねじ３２との間でロック状態となることがあっても、次の弁の閉鎖方向への作動時には、前記全閉時におけるロック解除と同様の作動により、ピッチの大きなロック解除雄ねじ３５とロック解除雌ねじ３３との螺合作用によって両者間のロック状態は容易に解除される。
【００３６】
本発明は、上記実施例のほか、種々の実施の態様が存在する。例えば弁の全閉時のストッパ作用を行うための、ロータ組立体の軸線方向の移動を受けるスラスト受け部材としては、上記のようなボールを用いるとロータ組立体の回転摩擦を軽減することができるが、必ずしもボールを用いることなく、例えば図８に示すように、単なるばね受け部材１０１とすることもでき、この装置においても従来のものと比較して、弁全閉時のストッパ作用を充分に行うことができる。
【００３７】
そのほか、例えば図９及び図１０に示すように、支持筒部５の上端部に蓋１０２を固定し、支持筒部５の内面で上下動自在に嵌合する軸受部材１０３を設け、軸受部材１０３と蓋１０２間にスプリング１０４を縮設するように構成しても良い。このように構成した電動式コントロールバルブにおいては、弁の全閉時以外の時は、図９に示すように、軸受部材１０３はスプリング１０４によって下方に押圧され、ロータ組立体５０はこの軸受部材１０３に軸支されて前記実施例と同様に回転する。
【００３８】
一方、弁の全閉時には前記実施例と同様にロータ組立体５０が上昇し、図１０に示すように雄ねじロッド７の突出部１０５が軸受部材１０３の下面に当接し、スプリング１０４に抗してロータ組立体５０の上昇と共に軸受部材１０３も上昇する。その結果、軸受部材１０３の上端面１０６が蓋１０２の下面に当接し、ロータ組立体５０のそれ以上の上昇が阻止され、弁全閉時のストッパー作用が行われる。このように構成することにより、前記実施例におけるラジアル軸受６の軸方向の遊びを利用するものより、確実な作動を行わせることができ、また、前記実施例のように製造誤差の大きなコップ状のケース９の内面をストッパー部とすることがないので、正確な全閉の状態を維持することができる。
【００３９】
上記各実施例においては、ロータの回転により弁を開閉するに際し、ロータ組立体に駆動雄ねじを、また弁体にはロック解除雄ねじを設け、中間部材には各々に螺合する雌ねじを設けた実施例を示したが、本発明の範囲内でその他各種の実施態様が可能である。
【００４０】
上記のような各種の実施態様のうち、ロータ組立体には中間部材のロック解除雌ねじに螺合するロック解除雄ねじを設け、弁体には中間部材の駆動雌ねじに螺合する駆動雄ねじを設けた実施例を図１１に示す。この図から明らかなように、ロータ組立体５０の下端にはロック解除雄ねじ１１０を設け、これと中間部材１１１のロック解除雌ねじ１１２と螺合させている。また、弁体３４には駆動雄ねじ１１８を設け、中間部材１１１には駆動雌ねじ１１４を形成して両者を螺合させている。また、ロータ組立体５０のロッドにコイルスプリング１１３の一端を巻き付けて係止し、他端を中間部材１１１に係止することにより、両者を回転自在に連結している。更に、弁体には回転防止部材１１５を固定している。
【００４１】
このように構成した電動式コントロールバルブの作動に際しては、ロータが回転するとき、コイルスプリング１１３を介して中間部材１１１が回転し、中間部材１１１の駆動雌ねじの回転によって、回転防止部材１１５で回転が止められている弁体３４は上下動する。弁の全閉時のロック、及びそこからの弁開放作動時のロック解除作用等は前記実施例の電動式コントロールバルブと全く同様に行われるので、その説明は省略する。
【００４２】
本発明の更なる実施態様を図１２に示す。図１２（ａ）に示す装置においては、ロータ組立体には中間部材１１１のロック解除雌ねじに螺合するロック解除雄ねじを設け、弁体３４には中間部材１１１の駆動雄ねじに螺合する駆動雌ねじを設た例を示している。この際のコイルスプリング１１３と回転防止部材１１５は前記図１１に示す実施例と同様に配置される。
【００４３】
図１２（ｂ）に示す装置においては、ロータ組立体５０には中間部材１１１の駆動雌ねじに螺合する駆動雄ねじを設け、弁体３４には中間部材１１１のロック解除雄ねじに螺合するロック解除雌ねじを設けた例を示している。この装置においてコイルスプリング１１３は中間部材１１１の軸に一端が固定され、他端は弁体３４に係止される。また、回転防止部材１１５は前記（ａ）と同様に配置される。
【００４４】
上記実施例はすべてロータ組立体５０のねじを雄ねじとしたものであるが、そのほか、図１２（ｃ）乃至（ｆ）に示すように雌ねじとすることもできる。即ち、図１２（ｃ）に示す装置においては、ロータ組立体５０には中間部材１１１の駆動雄ねじに螺合する駆動雌ねじを設け、弁体には中間部材１１１のロック解除雌ねじに螺合するロック解除雄ねじを設けた例を示している。この装置においてコイルスプリング１１６は一端が中間部材１１１に係止され、他端は回転防止部材として図１の実施例と同様に両者を兼用している。
【００４５】
図１２（ｄ）に示す装置においては、ロータ組立体５０には中間部材１１１の駆動雄ねじに螺合する駆動雌ねじを設け、弁体３４には中間部材１１１のロック解除雄ねじに螺合するロック解除雌ねじを設けた例を示している。この装置において、コイルスプリング１１３は一端が中間部材１１１に固定され、他端が弁体３４に係止されている。また、回転防止部材１１５は図１２（ａ）に示す装置と同様である。
【００４６】
図１２（ｅ）に示す装置においては、ロータ組立体５０には中間部材１１１のロック解除雄ねじに螺合するロック解除雌ねじを設け、弁体３４には中間部材１１１の駆動雌ねじに螺合する駆動雄ねじを設けた例を示している。この装置においては、コイルスプリング１１３の一端は中間部材１１１に固定され、他端はロータ組立体５０に係止されている。また、回転防止部材１１５は図１２（ａ）に示す装置と同様である。
【００４７】
図１２（ｆ）に示す装置においては、ロータ組立体５０には中間部材１１１のロック解除雄ねじに螺合するロック解除雌ねじを設け、弁体３４には中間部材１１１の駆動雄ねじに螺合する駆動雌ねじを設けた例を示している。この装置においては、コイルスプリング１１３，及び回転防止部材１１５は前記図１２（ｅ）に示す装置と同様である。
【００４８】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係る発明においては、弁体を回転させることなく弁の開閉を行う形式の電動式コントロールバルブとしたので、弁体と弁座間で大きな摩耗を生じることがなく、また、弁体が弁座に食い込んでロックすることがなくなる。また、そのような電動式コントロールバルブにおいて、弁のストッパー部分を弁の軸線方向の端部に形成したので、弁の全閉時等に、更に駆動パルスを供給したときでもロータのストッパー部分で騒音が発生することがなくなり、ロータの停止状態で更に駆動パルスを供給した際に生じる反転パルスでの作動時には、ボールを付勢するバネ、あるいは雌ねじ部材と弁体とを連結するバネにより吸収され、騒音を発生することがない。更に、駆動ねじ部分をピッチが小さくして作動効率を上げる時、このねじ部分で発生しやすいロック状態は、駆動ねじ部よりピッチの大きなロック解除ねじにより容易に解除されるため、駆動ねじ部分のピッチを充分に小さくし、低トルクで弁を駆動でき、作動効率の良いバルブとすることができる。
【００４９】
請求項２に係る発明は、スラスト受け部材は、前記ロータ組立体の上端部のガイド内で上下動自在にスプリングで付勢され、ケース内面に近接して配置したばね受け部材であり、該ばね受け部材は前記ロータ組立体の軸線方向移動により前記ケース内面に当接してスラスト荷重を受けるので、ケースの内面を利用した簡単な構成によりストッパー部材を構成することができる。
【００５０】
また、請求項３に係る発明においては、該スラスト受け部材は、弁本体の軸受支持部内で上下動自在にスプリングで付勢され、軸受支持部の蓋の下面に近接して配置したラジアル軸受部材としたので、ロータ組立体の軸線方向の移動を確実に行わせることができ、また、全閉位置を正確に確定することができる。また、請求項４に係る発明においては、前記中間部材とロック解除ねじを備えた前記弁体又はロック解除ねじを備えた前記ロータ組立体とを回動自在に連結するコイルバネは、ねじりコイルバネとしたので、弁体をねじりコイルバネで巻き付けることにより容易に弁体と固定でき、また、雌ねじ部材と弁体との相対回転を容易に行わせることができ、更に回転後に元の位置に戻すことができるので、長期間使用しても初期位置がずれることがない。
【００５１】
また、請求項５に係る発明においては、前記ねじりコイルバネの一端は、弁本体に上下動自在に係合し弁体の回り止めを兼ねているので、弁体に対して特別の回り止めを設ける必要がなくなり構成を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電動式コントロールバルブの全開状態の断面図である。
【図２】本発明の電動式コントロールバルブの部品をユニット毎に分解した状態を示す断面図である。
【図３】本発明の電動式コントロールバルブの全開と全閉の間の作動状態を示す断面図である。
【図４】本発明の電動式コントロールバルブの全閉時に更にロータが回転し、ストッパが作用する前の状態を示す断面図である。
【図５】本発明の電動式コントロールバルブの全閉時に軸線方向にストッパが作用している状態を示す断面図である。
【図６】本発明の電動式コントロールバルブの雄ねじロッドと雌ねじ部材と弁体部分の作動を示す図であり、（ａ）は全閉で停止状態、（ｂ）は全閉で停止状態から開方向に作動を開始した状態、（ｃ）は弁の解放後の通常作動状態を示し、各図において（イ）は正面図、（ロ）は一部断面を示す側面図である。
【図７】本発明の電動式コントロールバルブの弁全閉ストッパ部分の作動を示す断面図であり、（ａ）は通常作動状態、（ｂ）はボールがボール受け板に当接した状態、（ｃ）は全閉ストッパとして作動している状態を示す。
【図８】本発明の弁全閉ストッパの他の実施例を示すストッパ部分の断面図である。
【図９】本発明の弁全閉ストッパ部分の更に他の実施例を示す電動式コントロールバルブの弁開放状態の断面図である。
【図１０】同電動式コントロールバルブの弁全閉時の断面図である。
【図１１】本発明の電動式コントロールバルブの他の実施例を示す断面図である。
【図１２】本発明の電動式コントロールバルブの更に他の各種の実施例を示す要部の断面図であり、（ａ）乃至（ｆ）はそれぞれ別の実施例を示す。
【図１３】従来の電動式コントロールバルブの断面図である。
【符号の説明】
１弁本体
４弁座
６ラジアル軸受
７雄ねじロッド
９ケース
１０中間部材としての雌ねじ部材
１１係止リング
１２スリット
１３ねじりコイルバネ
１４ボールガイド
１５下端係止部
１８ロータ
２１係止部
２２ボール
２３コイルスプリング
２７ボール受板
２８コイル
２９上端突出部
３１駆動雄ねじ
３２駆動雌ねじ
３３ロック解除雌ねじ
３４弁体
３５ロック解除雄ねじ
３７嵌合孔
３８ガイドロッド部
３９上端係止部
４０コイルバネ巻付部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric control valve that is incorporated in a refrigeration / refrigeration / air conditioning cycle such as a heat pump air conditioner or a refrigerator, and is used for refrigerant flow rate control or flow path switching.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a refrigeration / refrigeration / air conditioning cycle in a heat pump air conditioner, a refrigerator, a refrigerator, or the like, an electric control valve is incorporated in the refrigerant flow path for refrigerant flow control or flow path switching. . Among these, for example, in a heat pump type air conditioner, particularly an electric expansion valve is frequently operated in order to appropriately control the temperature in the room. Since this type of conventional valve has a large operating noise, it is not preferable to install it indoors, and it is installed on the outdoor unit side provided with an outdoor heat exchanger. For this reason, an expansion valve for controlling the flow rate of the refrigerant for controlling the indoor temperature must be placed outside the room away from the room, and the controllability such as responsiveness is poor, and the expansion valve expands during the cooling operation. Therefore, the low-temperature refrigerant must be piped from the outdoor unit to the indoor unit outside the hot room, and a large amount of heat escapes to the outside air even though this part is insulated. It was the cause.
[0003]
Furthermore, in addition to the air conditioners as described above, for example, when using a refrigerator, a conventional inexpensive capillary tube or the like was used due to the recent widespread use of large refrigerators or the necessity of strict temperature control in ice greenhouses and vegetable rooms. From the refrigerant flow rate control, an electric expansion valve that can perform precise control although it is expensive is increasing. Since such refrigerators are used indoors, electric control valves such as electric expansion valves are also provided indoors, and the generation of operating noise from these electric control valves is expected to be reduced as much as possible. It is rare.
[0004]
In the multi-type air conditioner for buildings, the refrigerant is supplied to a plurality of indoor units by one outdoor unit. Therefore, one unit is provided for each indoor unit in order to perform appropriate temperature control in each room. It is necessary to install an expansion valve. For this reason, it is necessary to prevent noise from being generated from the expansion valve installed in the indoor unit.
[0005]
Further, when performing a dry operation without lowering the room temperature in an air conditioner, temperature control is usually performed by an electric heater, but heating the chilled air again by the electric heater causes a large power loss. As a countermeasure, a cycle reheat system is adopted in which compressed high-temperature refrigerant is drawn into the room and the dehumidified cold air is reheated through the reheater. In such an air conditioner, a condenser and an evaporator are used. Is present in the indoor unit, the expansion valve must be installed in the indoor unit. In this case as well, the noise generated from the expansion valve installed in the indoor unit needs to be minimized.
[0006]
For example, as shown in FIG. 13, the electric control valve used in the apparatus as described above is provided with a first opening 62 that connects the first flow path 61 directly below the axial direction of the valve body 60. A second opening 64 for connecting the second flow path 63 is provided on a side portion in the vicinity thereof, and a valve chamber 65 is formed from above the valve body 60 so as to connect the first opening 62 and the second opening 64. Yes. The upper part of the valve body 60 is covered with a can 67 provided with a lower lid 66 at the lower part. Inside the can 67, a resin rotor 71 having a magnet 68 on the outer periphery and a pin 70 at the center is provided. The rotor 71 extends downward together with the pin 70 inside and is inserted into the valve chamber 65. Yes. A needle valve body 72 is provided at the lower end of the pin 70 and is disposed in the first opening 62 so as to be able to advance and retract.
[0007]
The upper outer periphery of the needle valve body 72 is rotatably fitted to the inner wall of the valve chamber 65 and constitutes a lower guide portion 79. A rotor male screw portion 74 is formed on the outer periphery of the projecting portion 73 extending downward from the rotor 71, and a female screw portion 75 is formed on the valve chamber wall facing the rotor male screw portion 74. As a result, when the rotor rotates, the female thread portion 75 is fixed, so that the rotor 71 screwed with this moves up and down, and the needle valve body 72 integrated with the rotor 71 moves up and down in the first opening 62. The flow rate is controlled.
[0008]
An upper end portion 76 of the pin 70 protrudes from the rotor 71 and faces the inner surface side of the upper lid portion 77 of the can 67. The outer periphery of the rotor 71 and the inner periphery of the magnet 68 are opposed to each other by a first cylindrical portion 78 that is eccentric in the upper portion and a second cylindrical portion 80 that is smaller in diameter in the lower portion, and in this portion both Are non-rotatably coupled.
[0009]
A part of the lower end of the magnet 68 extends to the outer periphery of the rotor receiving portion 84 of the valve body 60, and a part thereof further extends downward to form a downward projecting portion 87. The downward projecting portion 87 is a valve body. To 60FixedTo the stopper pin 88,FIG.As shown in FIG. Further, a part of the upper end of the magnet 68 extends upward to form an upward protruding portion 90, and the upward protruding portion 90 is an upper portion extending downwardly on the outer periphery of the stopper member 91 fixed to the inner periphery of the upper cover portion of the can 67. It can come into contact with the stopper 92. A coil 93 is fixed to the cylindrical outer periphery of the can 67 and is connected to the outside by a connector 94.
[0010]
In the flow control type electric control valve 95 using the needle valve configured as described above, the rotor 71 is rotated by the rotation of the magnet 68 by energization of the coil 93, and the rotor male screw formed on the protrusion 73 of the rotor 71. The rotor 71 moves up and down while being rotated by the threaded engagement between the portion 74 and the female thread portion 75 formed on the inner wall of the valve chamber, whereby the needle valve body 72 formed on the pin 70 fixed to the rotor 71 moves up and down. The flow area is controlled by changing the opening area of the first opening 62.
[0011]
The rotation of the rotor 71 is caused when the needle valve body 72 fully closes the first opening 62 so that the lower protrusion 87 of the magnet 68 abuts against the stopper pin 88, and when fully open, the magnet 68 protrudes upward. When the portion 90 abuts against the upper stopper 92 of the stopper member 91, the rotation is forcibly stopped regardless of the supply of pulses to the coil.
[0012]
As the above conventional example, the rotor 71 and the needle valve body 72 are integrated, and the rotor male screw portion 74 of the rotor 72 and the female screw portion 75 on the valve body 60 side are screwed together. In the above example, the rotor is moved up and down, and the needle valve body 72 is moved up and down while rotating to open and close the valve. By supporting the body so that it cannot rotate and move up and down, the rotor rotates without moving up and down, and the needle valve body moves up and down without rotating, but an electric control valve is also used, This is also the point that the rotation of the rotor is forcibly stopped by bringing the member interlocked with the rotation of the rotor into contact with the stopper when the needle valve body is fully opened and fully closed. It is like.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
  Various electric controls as abovevalveIn both cases, it is necessary to provide a stopper that forcibly stops the rotation of the rotor from the direction of rotation when the valve is fully closed and fully open.Therefore, when the valve is initialized, the valve is fully opened and fully closed. The rotor is intermittently driven by the drive pulse, including when the drive pulse is supplied after that time, and as a result, noise that intermittently collides with the stopper is generated. That is, in the conventional apparatus shown in FIG. 13, when the needle valve 72 is fully closed, the downward projecting portion 87 of the magnet 68 contacts the stopper pin 88, and when fully opened, the upward projecting portion 90 is the upper stopper 92 of the stopper member 91. Noise will be generated at the portion that contacts the surface. In particular, if a further drive pulse is supplied to the rotor that is stopped, the rotor reverses due to the driving force that reverses the rotor once every few pulses due to the characteristics of the stepping motor, and noise is also generated at this time. It becomes.
[0014]
It is also conceivable that the rotor is stopped at the fully closed and fully open positions by supplying a predetermined pulse without providing the stopper as described above. Since it is necessary to apply a valve closing force when fully closed by supplying a predetermined pulse, it is extremely difficult to set the predetermined pulse that provides the full closing force, and changes depending on the valve specifications. When the full closing force is set to be small, the valve leaks. On the other hand, when the full closing force is large, there is a problem that the valve is locked so that the valve bites into the valve seat and becomes inoperable.
[0015]
Further, as in the conventional example shown in FIG. 13, in the electric control valve 95 of the type that rotates the needle valve body 72, the first opening 62 as a valve seat is rotated while the needle valve body 72 rotates when fully closed. Further, there is a disadvantage that the contact portion gradually wears due to a large frictional force when it enters the first opening 62 while rotating to give a predetermined valve closing force. In addition, when the valve holding the full closing force by biting into the first opening 62 while rotating as described above is opened, there is a problem that an operation loss occurs when the valve is detached.
[0016]
Therefore, the present invention employs an electric control valve of a type in which the valve body does not bite into the valve seat and locks, and in such an electric control valve, noise is prevented from being generated at the stopper portion of the rotor. Another object of the present invention is to provide an electric control valve that is structured so that the valve does not lock even if it is configured to drive the valve with low torque, and further prevents the reverse sound of the rotor from being generated.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present inventionAn intermediate member provided with a drive screw on one side and an unlock screw having a larger pitch than the drive screw on the other side;
A rotor assembly having a drive screw or an unlock screw screwed to the intermediate member at one end;
    At one endSaidThreaded into the intermediate memberUnlock screw or drive screwAnd a valve body that has a valve portion formed at the other end and is prevented from rotating,
  A coil spring that rotatably connects the intermediate member and the valve body having the unlocking screw or the rotor assembly having the unlocking screw;
  A thrust receiving member that receives axial movement of the rotor assemblyBecome,
The unlocking screw of the intermediate member is screwed into the unlocking screw of the valve body or the unlocking screw of the rotor assembly;
The drive screw of the intermediate member is engaged with the drive screw of the rotor assembly or the drive screw of the valve body.This is an electric control valve.
[0019]
  The thrust receiving member is urged by a spring so as to be movable up and down within the guide at the upper end of the rotor assembly, and is disposed close to the inner surface of the case.And the spring receiving member abuts against the inner surface of the case by axial movement of the rotor assembly and receives a thrust load.The thrust receiving member is a radial bearing member that is urged by a spring so as to be movable up and down within the bearing support portion of the valve body and is disposed close to the lower surface of the bearing support portion. Also,The coil spring that rotatably connects the intermediate member and the valve body having the unlocking screw or the rotor assembly having the unlocking screw is a torsion coil spring.,One end of the torsion coil spring is engaged with the valve body so as to be movable up and down and also serves as a detent for the valve body.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a fully open state of an electric control valve according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a state in which each part is removed. In the electric control valve, the first flow path 2 is connected to the lower side of the valve body 1, the second flow path 3 is connected to the side, and a valve seat 4 is formed at a connection portion with the first flow path 2. . The valve main body 1 is provided with a support cylinder portion 5 extending upward, and a male screw rod 7 is supported at a central portion by a radial bearing 6 provided at the upper end thereof so as to be slightly movable up and down and rotatable. An internal thread member 10 as an intermediate member is fitted in the cylindrical chamber 8 as an internal space of the support cylinder portion 5 so as to be rotatable and vertically movable, and a locking ring is provided at the lower end of the cylindrical chamber 8. 11 is fixed. A slit 12 communicating from the upper end to the lower end is formed in a part of the locking ring 11, and a lower end locking portion 15 of a torsion coil spring 13 to be described later is fitted in the slit 12 so as not to rotate but to move up and down. Match.
[0021]
   A rotor 18 made of a magnet is fixed to a rotor fixing portion 16 at the upper part of the male screw rod 7 by a support portion 17. A cylindrical ball guide 14 is fixed to a guide support portion 20 formed above the rotor fixing portion 16 of the male screw rod 7, and a locking portion that protrudes inward at the tip of the ball guide 14. 21 is formed. Inside the ball guide 14, a ball 22 that is prevented from coming off by a locking portion 21 is stored so as to be movable up and down, and between the lower side of the ball 22 and the upper end surface of the guide support portion 20 of the male screw rod 7. A coil spring 23 is shrunk between them. With this coil spring 23, the ball 22 always abuts against the locking portion 21 of the ball guide 14 in a normal state, whereby the ball22The tip of the projection protrudes from the upper end of the ball guide 14. Further, an upper end protruding portion 29 protrudes from the upper end portion of the male screw rod 7, and the tip end surface 25 is normally set close to the lower end of the ball 22 but not in contact therewith.
[0022]
A lower lid 26 is fixed to the upper portion of the valve body 1, and an opening of a cup-shaped case 9 is fixed to the lower lid 26 so as to cover the rotor 18. A ball receiving plate 27 is fixed to the inner peripheral surface of the center of the upper end of the case 9 and faces the upper end of the ball 22. As will be described later, the ball receiving plate 27 comes into contact with the ball 22 by further rotating the rotor when the valve is fully closed. A coil 28 is fixed to the outer periphery of the case 9, and a drive pulse is supplied to the coil 28 from a connector 30.
[0023]
  A drive male screw 31 is formed at the lower end of the male screw rod 7.As an intermediate memberFormed in the upper inner periphery of the female screw member 10Drive female screw32 is screwed together.As an intermediate memberAt the lower end of the female screw member 10,Unlocked female thread33 is formed, which is screwed with an unlocking male screw 35 formed on the outer periphery of the upper end of the valve body 34,Unlocked female thread33 isDrive female screwThe pitch is larger than 32.As an intermediate memberA locking groove 19 extending in the vertical direction is formed on a part of the outer periphery of the female screw member 10, and an upper end locking portion of the torsion coil spring 13 is formed at the lower end of the locking groove 19.39Are engaged.
[0024]
A fitting hole 37 is provided at the center of the upper end of the valve body 34, and a guide rod portion 38 provided at the lower end of the male screw rod 7 is fitted in the fitting hole 37 so as to be rotatable and slidable up and down. ing. A torsion coil spring winding portion 40 is formed on the valve body 34, and the torsion coil spring 13 is wound around the outer periphery of the torsion coil spring winding portion 40. The first end of the torsion coil spring 13, upwardProtrudeThe upper end locking portion 39 is as described above.As an intermediate memberThe lower end locking portion 15 that is locked to the lower end portion of the locking groove 19 of the female screw member 10 and protrudes to the side as the second end portion of the torsion coil spring 13 is formed in the slit 12 of the locking ring 11 as described above. It is engaged so that it cannot rotate and can move up and down. A needle valve portion 41 is formed at the lower end portion of the valve body 34, and is disposed so as to be able to contact and separate from the valve seat 4 of the valve body 1.
[0025]
  When the valve body starts to open from the fully closed state, the valve body 34Drive male screw 31And when lockedFemale thread member as an intermediate member10 and torsion between valve body 34Coil spring 13The relative rotational force allowed by the valve body 34 is generated, and the valve body 34 is prevented from rotating at this time.As an intermediate memberFemale threadElementThe 10 side rotates slightly. When the relative rotational force between the two is lost, the torsion coil spring 13 returns the original position again.
[0026]
In the electric control valve having the above-described structure, the guide rod at the lower end of the male screw rod 7 is opened when the valve of FIG.PartFrom the state where the lower end of 38 is in contact with the bottom surface of the fitting hole 37 of the valve body 34, the coil28When a pulse in the valve closing direction is supplied to the coil,28The rotor assembly 50 in which the rotor 18, the male screw rod 7 and the like shown in FIG. On the other hand, it is screwed with the drive male screw 31 of the male screw rod 7.Drive female screwWith 32As an intermediate memberThe female screw member 10 is prevented from rotating because the lower end locking portion 15 is engaged with the slit 12 of the locking ring 11 and the upper end locking portion 39 of the torsion coil spring 13 is locked. Therefore, even if the male screw rod 7 rotates, it does not rotate.
[0027]
Therefore, when the male screw rod 7 is rotated,Drive female screw32 by screwing,As an intermediate memberThe female screw member 10 descends from the state shown in FIG. 1 without rotating.As an intermediate memberWhen the female screw member 10 is lowered, the valve body 34 integrated with the torsion coil spring 13 is also lowered, and the needle portion 41 at the tip gradually approaches the valve seat 4 to reduce the flow rate of fluid passing through the valve. . At this time, the lower end locking portion 15 of the torsion coil spring 13 descends along with the valve body 34 along the slit 12 of the locking ring 11. Such a state between the valve fully open and fully closed is shown in FIG. At this time, in the present invention, since the pitch angle of the drive male screw 31 is reduced, the valve body can be driven efficiently and easily with a small torque of the motor.
[0028]
Further, when the valve body 34 is lowered by supplying a pulse to the coil 28, the needle valve portion 41 comes into contact with the valve seat 4, and the contact prevents the valve body 34 from being lowered.As an intermediate memberThe descent of the female screw member 10 is also stopped. If a pulse is further supplied to the coil to give a predetermined full closing force to the valve, the male screw rod 7 further rotates and the drive male screw 31 further rotates.As an intermediate memberSince the descent of the female screw member 10 is stopped, the drive male screw 31 andDrive female screw32 by the action of the threaded portion with 32 and by the play of the vertical movement of the radial bearing 6Drive female screw32, the entire rotor assembly 50 shown in FIG. 2 (a) is raised.
[0029]
A ball receiving plate in which the upper end of the ball 22 urged by the coil spring 23 in the ball guide 14 fixed to the upper end portion of the male screw rod 7 is fixed to the inner surface of the case 9 by raising the rotor assembly 50. 27 abuts. The state of the entire valve at this time is shown in FIG. 4, and the operation based on the enlarged view near the ball 22 is shown in FIG. The above state is shown in FIG. 7 as a change from (a) to (b) in FIG. 7, and the ball 22 is in contact with the ball receiving plate 27 by raising the rotor assembly 50 by L1. .
[0030]
When the rotor assembly 50 is further raised from this state, the ball 22 is pushed into the ball guide 14 against the coil spring 23.Be turned7 (c), when the rotor assembly 50 is raised by L2, the front end surface 25 of the upper end protrusion 29 at the upper end of the male screw rod 7 comes into contact with the lower end of the ball 22, and the needle valve portion 41 is fully closed. It becomes the state where power was given. Thereafter, even if a further pulse is supplied to the coil 28, the rotor assembly 50 does not rotate, and the valve body is held in the fully closed state by stopping the supply of the pulse to the coil. As described above, when the valve is closed, the valve body does not rotate and the needle valve portion 41 and the valve seat 4 are not worn. The overall configuration of the valve in this state is shown in FIG.
[0031]
When a further pulse is supplied to the coil while the rotor is forcibly stopped in this manner, the rotation of the rotor assembly 50 as a whole is caused as a characteristic of the pulse motor by rotating once in several pulses. A force is generated in the direction in which the member descends, and this force is absorbed by the coil spring 23 and the torsion coil spring 13, and it is possible to prevent the members from colliding and generating noise.
[0032]
When the valve is operated in the opening direction from the fully closed state, a pulse reverse to the pulse is supplied to the coil 28 to rotate the entire rotor assembly 50 in the reverse direction. At this time, in the fully closed state, the valve element 34 and the male screw rod 7 are connected to the drive male screw 31 by the force that applies the full closing force to the needle valve portion 41.Drive female screwSince the screw pitch is small and the screw angle is small, the pressing force becomes a large frictional force and is locked. Therefore, in spite of the supply of the pulse in the valve opening direction, the valve is not operated as it is.Open directionCan not be driven to.
[0033]
In order to solve this problem, in the present invention,As an intermediate memberFor female screw member 10Unlocked female thread33, and screwed with the unlocking male screw 35 of the valve body 34,Unlocked female thread33 screw pitchDrive female screwSet to a value sufficiently larger than 32,As an intermediate memberThe female screw member 10 and the valve body 34 are connected by a torsion coil spring 13. Therefore, when the rotor assembly 50 rotates backward in the valve opening direction,Drive female screwWhen the valve body 34 is locked by the static friction force and tries to rotate together, the valve body 34 cannot be rotated because it is locked by the lower end locking portion 15 of the torsion coil spring 13, and the unlocking male screw 35 stops. While twisting the torsion coil spring 13As an intermediate memberThe female screw member 10 rotates,Unlocked female thread33 is pushed down by this unlocking male screw 35. The state where the torsion coil spring 13 is twisted is shown in FIG.As an intermediate memberThe locking groove 19 of the female screw member 10 is shown as being slightly shifted from the center line in the drawing. for that reason,Drive female screw32 is also pushed down, and the drive male screw 31 andDriveThe frictional force between the female threads 32 is released, whereby the valve body34Drive male screw to increase drive efficiency31Although the screw pitch is small and the structure is easy to lock, this locked state is easily released with low torque as described above.
[0034]
  Next, the rotor assembly 50 is rotated to release the pushed-up state of the rotor assembly 50, and the ball 22 moves away from the ball receiving plate 27 and returns to the normal position. When the closing force of the valve is released as described above,As an intermediate memberSince the female screw member 10 is in a free state, it is returned to its original position by the torsion coil spring 13 as shown in FIG. Therefore, even if this lock release mechanism as described above is used in this valve, the initial position is not shifted and the valve can always be operated with predetermined characteristics. When the rotor assembly 50 is rotated by energization of the coil 28 thereafter, the figure31 to the fully opened state shown in FIG. 1, the flow control is performed by opening and closing the valve.
[0035]
  As described above, when the valve is fully opened, the lower end surface of the guide rod portion 38 at the lower end of the male screw rod 7 comes into contact with the bottom surface of the fitting hole 37 of the valve body 34 to stop the operation in the opening direction, and the stopper action. It is carried out. Thus, in the valve of the present invention, the stopper when fully opened and fully closed is controlled by restricting movement in the axial direction. In addition, the coil is28The pulse is supplied to the rotor18Rotating the drive male screw 31 andDrive female screw32, when the next valve is operated in the closing direction, the lock releasing male screw 35 having a large pitch is operated by the same operation as the unlocking in the fully closed state.Unlocked female threadThe locked state between the two is easily released by the screwing action with 33.
[0036]
The present invention includes various embodiments in addition to the above-described embodiments. For example, as the thrust receiving member that receives the movement in the axial direction of the rotor assembly for performing the stopper action when the valve is fully closed, the rotational friction of the rotor assembly can be reduced by using the balls as described above. However, without using a ball, for example, as shown in FIG. 8, a simple spring receiving member 101 can be used, and this device also has a sufficient stopper action when the valve is fully closed compared to the conventional one. It can be carried out.
[0037]
  In addition, for example, as shown in FIGS. 9 and 10, a lid 102 is fixed to the upper end portion of the support cylinder portion 5, and a bearing member 103 that is movably fitted on the inner surface of the support cylinder portion 5 is provided. The spring 104 may be contracted between the lid 102 and the lid 102. In the electric control valve constructed as described above, when the valve is not fully closed, the bearing member 103 is pressed downward by the spring 104 as shown in FIG.50Is supported by the bearing member 103 and rotates in the same manner as in the previous embodiment.
[0038]
  On the other hand, when the valve is fully closed, the rotor assembly is the same as in the previous embodiment.50As shown in FIG. 10, the protruding portion 105 of the male screw rod 7 comes into contact with the lower surface of the bearing member 103, and the bearing member 103 rises as the rotor assembly 50 rises against the spring 104. As a result, the upper end surface 106 of the bearing member 103 contacts the lower surface of the lid 102, and the rotor assembly50Further rise of the valve is prevented, and a stopper action is performed when the valve is fully closed. By configuring in this way, the radial bearing in the above embodiment6Since it can be operated more reliably than the one using the axial play, and the inner surface of the cup-shaped case 9 having a large manufacturing error as in the above embodiment is not used as a stopper portion, An accurate fully closed state can be maintained.
[0039]
In each of the above embodiments, when opening and closing the valve by rotating the rotor, the rotor assembly is provided with a drive male screw, the valve body is provided with an unlocking male screw, and the intermediate member is provided with a female screw that is engaged with each other. For example,Various other embodiments are possible within the scope of the present invention..
[0040]
Of the various embodiments as described above, the rotor assembly is provided with an unlocking male screw that is screwed with the unlocking female screw of the intermediate member, and the valve body is provided with a driving male screw that is screwed with the driving female screw of the intermediate member. An embodiment is shown in FIG. As is apparent from this drawing, a lock release male screw 110 is provided at the lower end of the rotor assembly 50 and is screwed to the lock release female screw 112 of the intermediate member 111. The valve body 34 is provided with a drive male screw 118, and the intermediate member 111 is formed with a drive female screw 114 to be screwed together. Further, one end of the coil spring 113 is wound around the rod of the rotor assembly 50 and locked, and the other end is locked to the intermediate member 111 so that both are rotatably connected. Further, a rotation preventing member 115 is fixed to the valve body.
[0041]
In the operation of the electric control valve configured as described above, when the rotor rotates, the intermediate member 111 rotates through the coil spring 113, and the rotation preventing member 115 rotates by the rotation of the drive female screw of the intermediate member 111. The stopped valve body 34 moves up and down. Since the lock when the valve is fully closed and the unlocking action when the valve is opened from there are performed in the same manner as the electric control valve of the above embodiment, the description thereof will be omitted.
[0042]
A further embodiment of the present invention is shown in FIG. In the apparatus shown in FIG. 12A, the rotor assembly is provided with a lock release male screw that is screwed with the lock release female screw of the intermediate member 111, and the valve body 34 is a drive female screw that is screwed with the drive male screw of the intermediate member 111. An example is shown. At this time, the coil spring 113 and the rotation preventing member 115 are arranged in the same manner as in the embodiment shown in FIG.
[0043]
In the apparatus shown in FIG. 12B, the rotor assembly 50 is provided with a drive male screw that is screwed with the drive female screw of the intermediate member 111, and the valve body 34 is unlocked that is screwed with the lock release male screw of the intermediate member 111. The example which provided the internal thread is shown. In this device, one end of the coil spring 113 is fixed to the shaft of the intermediate member 111 and the other end is locked to the valve body 34. Further, the rotation preventing member 115 is disposed in the same manner as (a).
[0044]
In all of the above embodiments, the screw of the rotor assembly 50 is a male screw, but in addition, it can be a female screw as shown in FIGS. That is, in the apparatus shown in FIG. 12C, the rotor assembly 50 is provided with a drive female screw that is screwed to the drive male screw of the intermediate member 111, and the valve body is a lock that is screwed to the lock release female screw of the intermediate member 111. An example in which a release male screw is provided is shown. In this apparatus, one end of the coil spring 116 is locked to the intermediate member 111, and the other end is used as an anti-rotation member in the same manner as in the embodiment of FIG.
[0045]
In the apparatus shown in FIG. 12D, the rotor assembly 50 is provided with a drive female screw that is screwed with the drive male screw of the intermediate member 111, and the valve body 34 is unlocked that is screwed with the lock release male screw of the intermediate member 111. The example which provided the internal thread is shown. In this device, one end of the coil spring 113 is fixed to the intermediate member 111, and the other end is locked to the valve body 34. Further, the rotation preventing member 115 is the same as the apparatus shown in FIG.
[0046]
In the apparatus shown in FIG. 12E, the rotor assembly 50 is provided with an unlocking female screw that is screwed to the unlocking male screw of the intermediate member 111, and the valve body 34 is a drive that is screwed to the driving female screw of the intermediate member 111. The example which provided the external thread is shown. In this apparatus, one end of the coil spring 113 is fixed to the intermediate member 111 and the other end is locked to the rotor assembly 50. Further, the rotation preventing member 115 is the same as the apparatus shown in FIG.
[0047]
In the apparatus shown in FIG. 12 (f), the rotor assembly 50 is provided with an unlocking female screw that is screwed to the unlocking male screw of the intermediate member 111, and the valve body 34 is a drive that is screwed to the driving male screw of the intermediate member 111. The example which provided the internal thread is shown. In this apparatus, the coil spring 113 and the rotation preventing member 115 are the same as the apparatus shown in FIG.
[0048]
【The invention's effect】
  In the invention according to claim 1 of the present invention, since it is an electric control valve of a type that opens and closes the valve without rotating the valve body, there is no great wear between the valve body and the valve seat, The valve body will not bite into the valve seat and lock. Moreover, in such an electric control valve, the stopper portion of the valve is formed at the end of the valve in the axial direction. Therefore, even when a drive pulse is supplied even when the valve is fully closed, noise is generated at the rotor stopper portion. Is not absorbed and is absorbed by a spring that urges the ball or a spring that connects the female screw member and the valve body during operation with a reversal pulse that occurs when the drive pulse is further supplied while the rotor is stopped, No noise is generated. In addition, when the pitch of the drive screw portion is reduced to increase the operating efficiency, the locked state that tends to occur in this screw portion is easily released by the lock release screw having a larger pitch than the drive screw portion. Make the pitch small enough,The valve can be driven with low torque, and the valve can be operated efficiently.
[0049]
  According to a second aspect of the present invention, the thrust receiving member is urged by a spring so as to be movable up and down within the guide at the upper end of the rotor assembly, and is disposed close to the inner surface of the case.And the spring receiving member abuts against the inner surface of the case by the axial movement of the rotor assembly and receives a thrust load.Because of the simple configuration using the inner surface of the caseStopper member can be configured.
[0050]
  Also,Claim 3In the invention according to the present invention, the thrust receiving member is a radial bearing member that is urged by a spring so as to be movable up and down within the bearing support portion of the valve body and is disposed close to the lower surface of the lid of the bearing support portion. The assembly can be reliably moved in the axial direction, and the fully closed position can be accurately determined. Also,Claim 4In the invention according toA coil spring that rotatably connects the intermediate member and the valve body having the unlocking screw or the rotor assembly having the unlocking screw,Since it is a torsion coil spring, it can be easily fixed to the valve body by winding the valve body with a torsion coil spring, and the relative rotation between the female screw member and the valve body can be easily performed. Since it can be returned, the initial position does not shift even after long-term use.
[0051]
  Also,Claim 5In the invention according to the present invention, since one end of the torsion coil spring is engaged with the valve body so as to be movable up and down and also serves as a detent for the valve body, it is not necessary to provide a special detent for the valve body.The configuration can be simplified.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of an electric control valve of the present invention in a fully opened state.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state where parts of the electric control valve of the present invention are disassembled for each unit.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an operating state between full open and full close of the electric control valve of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state before the rotor further rotates and the stopper acts when the electric control valve of the present invention is fully closed.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state where a stopper is acting in the axial direction when the electric control valve of the present invention is fully closed.
FIGS. 6A and 6B are views showing the operation of the male thread rod, female thread member, and valve body portion of the electric control valve of the present invention, in which FIG. 6A is a fully closed state in a stopped state, and FIG. (C) shows a normal operation state after the valve is released, (a) is a front view, and (b) is a side view showing a partial cross-section.
7A and 7B are cross-sectional views showing the operation of the valve full-close stopper portion of the electric control valve of the present invention, where FIG. 7A is a normal operation state, FIG. 7B is a state where the ball is in contact with the ball receiving plate, c) shows a state of operating as a fully closed stopper.
FIG. 8 is a sectional view of a stopper portion showing another embodiment of the valve full-close stopper of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view of the electrically operated control valve in a valve open state showing still another embodiment of the valve fully closed stopper portion of the present invention.
FIG. 10 is a sectional view of the electric control valve when the valve is fully closed.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing another embodiment of the electric control valve of the present invention.
FIG. 12 is a cross-sectional view of a main part showing still another various embodiments of the electric control valve of the present invention, and (a) to (f) show different embodiments, respectively.
FIG. 13 is a cross-sectional view of a conventional electric control valve.
[Explanation of symbols]
          1 Valve body
          4 Valve seat
          6 Radial bearings
          7 Male threaded rod
          9 cases
          10As an intermediate memberFemale thread member
          11 Locking ring
          12 slits
          13 Torsion coil spring
          14 Ball guide
          15 Lower end locking part
          18 Rotor
          21 Locking part
          22 balls
          23 Coil spring
          27 Ball receiving plate
          28 coils
          29 Upper end protrusion
          31 Drive male screw
          32Drive female screw
          33Unlocked female thread
          34 Disc
          35 Unlocked male screw
          37Mating hole
          38 Guide rod
          39 Upper end locking part
          40 Coil spring winding part

Claims

An intermediate member provided with a drive screw on one side and an unlock screw having a larger pitch than the drive screw on the other side ;
A rotor assembly having a drive screw or an unlock screw screwed to the intermediate member at one end;
A lock release screws or drive screw screwed to the intermediate member at one end, to form a valve portion at the other end, a valve body detent is made,
A coil spring that rotatably connects the intermediate member and the valve body having the unlocking screw or the rotor assembly having the unlocking screw ;
Consists of a thrust receiving member receiving the axial movement of the rotor assembly,
The unlocking screw of the intermediate member is screwed into the unlocking screw of the valve body or the unlocking screw of the rotor assembly;
The electric control valve characterized in that the drive screw of the intermediate member is screwed into the drive screw of the rotor assembly or the drive screw of the valve body .

The thrust receiving member is a spring receiving member that is urged by a spring so as to be movable up and down within a guide at an upper end portion of the rotor assembly, and is disposed close to the inner surface of the case , and the spring receiving member is the rotor assembly. The electric control valve according to claim 1 , wherein a thrust load is received by abutting against the inner surface of the case by movement in the axial direction .

2. The electric control valve according to claim 1 , wherein the thrust receiving member is a radial bearing member that is urged by a spring so as to be movable up and down within a bearing support portion of the valve body, and is disposed close to a lower surface of the bearing support portion.

2. The electric control valve according to claim 1 , wherein a coil spring that rotatably connects the intermediate member and the valve body including the unlocking screw or the rotor assembly including the unlocking screw is a torsion coil spring.

The electric control valve according to claim 4 , wherein one end of the torsion coil spring is engaged with the valve body so as to be movable up and down and also serves as a detent for the valve body.