JP4143892B2

JP4143892B2 - 電動弁

Info

Publication number: JP4143892B2
Application number: JP2002006417A
Authority: JP
Inventors: 守男金子
Original assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Current assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Priority date: 2002-01-15
Filing date: 2002-01-15
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2022-01-15
Also published as: JP2003207065A

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、空調設備に組み込まれ、冷媒流量制御に使用される電動弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電動弁として、図６に示すようなものが提案されている。即ち、電動弁は、ケース０１、コイル部０２１、第１継手０２０ａ、第２継手０２０ｂ、弁本体０１９、ニードル０１６、弁座０２２、雄ねじ０１５、雌ねじ０１４、コネクタ０２３等を備えて構成されるとともにロータ０１１とマグネット０１２とが波ワッシャ０８、止め輪０６により連結されている。そのほか、ステム０３、ガイド０２、スライダー０４、ストッパーピン０５からなる回転停止機構が設けられている。
【０００３】
この回転停止機構の構成を説明すると、ステム０３はケース０１に固着され、このステム０３の外周にガイド０２がコイルばねのように巻き付けられている。スライダー０４はロータ０１１に垂直状に植設されたスプリングピン０５に当接するようにガイド０２に捲掛けられていて、ロータ０１１が上方からみて時計方向に回転したとき、スプリングピン０５に押されて手前方向に回転し、かつガイド０２に案内されて下降する。そして、スライダー０４の端部０４ａとガイド０２の端部０２ａが当接したとき、ロータ０１１の回転が停止する。このとき、ニードル弁０１６が弁閉となるように設計されている。符号０２ｂはガイド０２の端部を示しており、この端部０２ｂはロータ０１１の前記と逆回転時のストッパーとして作用する。
【０００４】
また、ケース０１には等間隔で複数個の凹部０１ａが形成されている。凹部０１ａに弁本体側のブラケット０７の突部０７ａが嵌入してケース０１の位置決めが行われるようになっている。更にケース０１の下端鍔部０１ｂにコイル部０２１の下端が載置され、上下方向の位置決めがされるようになっている。
【０００５】
前記の構成においては、弁本体０１９を下方に、またコイル部０２１を上方に移動させる外力が加わると、ケース０１の凹部０１ａに弁本体側のブラケット０７の突部０７ａが嵌合されていることによる反力で支持されているだけであり、ケース０１からコイル部０２１が外れやすいという問題点がある。
【０００６】
また、これらを考慮したものとして、電動弁として、図７に示すようなものが提案されている。この電動弁２００は、符号２１０で示す電磁コイルへの通電により、往復回転可能な回転軸２１４の下端部に形成され、弁室２０７に配設されたカム部２０３が流量制御弁として作動するようになっている。
【０００７】
即ち、図７に示すとおり、カム部２０３が回動してその凸部２０３ａが流路２０４，２０５の各ポ−ト２０４ａ，２０５ａに対向する位置にあるとき、この電動弁２００は最小流量状態となる。また、回転軸２０２が回動してそのカム部の凹部２０３ｂが流路２０４，２０５の各ポ−ト２０４ａ，２０５ａに対向する位置にあるとき、この電動弁２００は最大流量状態となる。
【０００８】
なお、コイル部２１０に設けたブラケット２１６と弁本体２０８に設けたスプリングピン２１７とによって、マグネット２１３の基点合わせをするが、この電動弁２００は、マグネット２１３と弁組立体２１４との接触部における垂直方向クリアランス、ガタ、マグネット２１３と弁組立体２１４との接触部における回動方向クリアランス、ガタ、マグネット２１３とケース２１２との接触部におけるクリアランス、ガタ及びマグネット２１３と下蓋ストッパ−２１５との当接による異音などが発生し、更に、スプリングピン２１７の寸法精度や弁本体２０８の加工精度等により、マグネット２１３の正確な位置合わせができないので完全弁閉ができないという問題点もある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来例のような問題点の解決を図ろうとするもので、弁本体とコイル部の確実な取り付けとコイル部の抜けを防止し、電動弁としての性能である弁開位置合わせ、相合わせを確保して弁位置を精度良く確定できるようにした電動弁を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために、ケースと、該ケースに取り付けられた蓋体と、該蓋体に取り付けられた継手と、前記蓋体の内部に配設される弁座シートと、前記ケースに取り付けられた電動モータとを備え、前記電動モータにより弁の開閉を行なう電動弁において、前記蓋体にリング形状をなしているブラケットが取り付けられており、前記ブラケットに設けられた位置出し凸部は前記ケースのコイル位置出し凹部に係合され、前記ブラケットに舌状に形成されたフック部は前記蓋体の下面に係合し、前記電動モータのコイル組立体の下端位置で前記蓋体の下端面に保持し、前記ブラケットのリング部に設けられた欠切は前記コイル組立体を位置合わせ及び固定するとともに、前記ブラケットのリング部の周面にモールド材を流し込む孔を設け、前記蓋体の上面は前記弁座シートの位置合わせの凸部を備え、前記弁座シートは、前記凸部に嵌合される位置出し孔を備え、前記蓋体と前記弁座シートとは固定されていることを特徴とする電動弁を構成するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図５により本発明の実施の形態について説明する。
図１、図２に示すように、電動弁Ｖは、継手１０ａ，１０ｂを有する蓋体９と、マグネットロータを有するロータ組立体２とロータ組立体２を被覆するケース１と、ケース１に外嵌するコイル組立体１４等を備えて構成されている。
【００１２】
蓋体９は、その軸線方向直下に第１継手１０ａと第２継手１０ｂが取り付けられており、蓋体９の上面に位置出しエンボス９ａが複数個突出されている。なお、図５に示すように、蓋体９の外円周側面にコイル部位置出し凹部９ｂを設けるものもある。
【００１３】
蓋体９の上面に弁座シート８が載置され、継手のロウ付け時に一体的に蓋体９とロウ付けされる。弁座シート８は蓋体９の位置出しエンボス９ａに嵌合する位置出し孔８ａが複数箇所設けられているとともに、ガイド脚挿入孔８ｂも位置出し孔８ａ間に複数個設けられている。また、ガイド脚挿入孔８ｂの外周にガイド固定用突起８ｃが立設されている。
【００１４】
弁座シート８の上にメネジ体６のメネジが、後述するニードル弁３のオネジと螺合するように設けられている。メネジ体６は中空円筒状に形成され、下方の脚部６ａが弁座シート８の上に載置されている。メネジ体６の外周に後述する回転防止のためにガイド体７のガイド脚７ａが摺動するスライド溝６ｂが設けられている。
【００１５】
バネ５がメネジ体６の上面と後述するガイド体７との間に装着されている。
ガイド体７は複数の脚部７ａと脚部間を連接する輪状部７ｂが設けられ、輪状部７ｂの一部にストッパ部７ｃが半径方向外方に突出して形成されている。輪状部７ｂの上面部は外径が膨出した後述する回転板４の抜け防止変形部７ｄに形成されて、ガイド体７の輪状部７ｂに回転板４を載置するために、回転板４を挿入後、抜け防止変形部７ｄを形成する。
【００１６】
回転板４は輪状に形成され、その半径方向外方にストッパ部４ａが突出形成されている。
【００１７】
蓋体９の上方に弁座シート８、メネジ体６、バネ５、ガイド体７、回転板４等を被覆するように、マグネットロータを有するロータ組立体２が載置されるように設けられている。ロータ組立体２は円筒状に形成され、円筒部２ａと、軸方向に延長されたニードル弁体３と、円筒部２ａとニードル弁体３とを連結する連結部２ｃとからなり、円筒部２ａの上面に、着磁基点を設定する凹部２ｄが形成されている。なお、２ｂは円筒部２ａの内径軸方向に設けられたストッパ凸部である。
【００１８】
ロータ組立体２を被覆するように釣鐘状ケース１が設けられており、ケース１の下方張出し外周裾部１ａに、コイル位置出し凹部１ｂが複数箇所設けられている。
【００１９】
図３、図４、図５に示すように、ケース１と蓋体９とを一体に溶接した本体部にコイル組立体１４を装着し組み立てるために、ブラケット１９がコイル組立体１４側に設けられている。ブラケット１９はリング形状をなしており、リング部１９ａの一部に下方に伸びるフック部１９ｂを備えるとともに、リング部１９ａの内周の一部にケース１のコイル位置出し凹部１ｂに係合する位置出し凸部１９ｃが設けられている。
【００２０】
フック部１９ｂは、図３に示すように、舌状に形成され、その中央部に内方に突出した係合部１９ｄを備え、蓋体９の下面に係合するようになっている。
図５に示すように、フック部１９ｂの係合部１９ｄはフック部１９ｂの舌状周縁に内方に左右に突出させるようにしてもよい。この場合も同様に、フック部１９ｂが蓋体９の外周下縁部に係合するようになっている。
【００２１】
位置出し凸部１９ｃは、図３に示すように、リング部１９ａの内周に半径方向内方に舌状に形成されてもよく、また、図４に示すように、リング部１９ａの内周を一部欠切してリング部１９ａの内周に円周方向に舌状に形成されてもよい。また、ブラケット１９のリング部１９ａの外周部に下外函１７、即ちコイル組立体１４を位置合わせ及び固定するための欠切１９ｅ、ブラケット１９のリング部１９ａの周面にモールド材を流し込む孔１９ｆを設ける。
【００２２】
ケース１の外側にコイル組立体１４を嵌合し全体をカバー１１で被覆するようになっている。コイル組立体１４はマグネットコイルを巻回したボビン１３を合成樹脂製モールド材でモールド成形されている。コネクタ１８がモールド材の中に内装されており、リード線２０を介して外部に接続されている。なお、図中１２は上外函、１６は角ピン、１７は下外函である。
【００２３】
前記の構成において、蓋体９とロータ組立体２とケース１とからなる本体部と、ケース１に外嵌するコイル組立体１４とが一体に機能する必要がある。特に、反転相や弁開点を設定したり調整するために本体部とコイル組立体を組み合わせする際の弁本体とコイル部の確実な取り付けとコイル部の抜けを防止し、電動弁としての性能である弁開位置合わせ、相合わせを確保して弁位置を精度良く確定できることが必須である。
【００２４】
本発明は、このような課題を解決するために、蓋体９の位置出しエンボス９ａに弁座シート８の位置出し孔８ａを嵌合し、蓋体９の上面に弁座シート８が載置され継手１０ａ，１０ｂとともに一体的にロウ付けする。弁座シート８の上にメネジ体６を載置し、バネをメネジ体６の上面に装着する。ついで、ガイド体７の脚部７ａをメネジ体６のスライド溝６ｂに摺動しながらガイド体７の脚部７ａ下部膨出部７ｅを弁座シート８のガイド脚挿入孔８ｂに挿入してガイド脚挿入孔８ｂの外周のガイド固定用突起８ｃを脚部７ａ下部膨出部７ｅに固定するように折曲する。
【００２５】
ついで、ガイド体７の輪状部７ｂに回転板４を挿入し嵌合抜け防止変形部７ｃを形成する。メネジ体６のメネジをニードル弁３のオネジと螺合させながらロータ組立体２を被覆する。更にケース１がロータ組立体２を被覆し、ケース１の下方張出し外周裾部１ａを蓋体９の上に載置し、弁開点及び相合わせしてから溶接する。
【００２６】
図3、図4に示すように、ケース１と蓋体9とを一体に溶接し、ブラケット19の位置出し凸部１９ｃをケースのコイル位置出し凹部１ｂに係合しながらフック部１９ｂの係合部１９ｄを蓋体９の下面に係合する。
また、図5に示すように、フック部１９ｂの係合部１９ｄを蓋体９の外周縁部の凹部９ｂに嵌合しながらフック部１９ｂが蓋体９の下面に係合するようにしてもよい。
【００２７】
このようにして、コイル組立体１４は、下端位置でブラケット１９のフック部１９ｂによって蓋部の下端面に保持される。また、コイル組立体１４の回転方向は、図３に示すように、ケース１の下方張出し外周裾部１ａのコイル位置出し凹部１ｂとブラケット１９の位置出し凸部１９ｃとの嵌合によって規定される。即ち、コイル部を回転させる場合、コイル部を上方に移動する必要が生じるが、ブラケット１９のフック部１９ｂによって阻止されるので、回転が不可能となる。
【００２８】
コイル組立体１４を本体部から抜き取る場合は、ブラケット１９のフック部１９ｂを外方向に変形することによって可能となる。また、コイル組立体１４を本体部に取り付けた後、コネクタからのリード線２０の引出し方向を変更したい場合は、ブラケット１９のフック部１９ｂを外方向に変形させて抜き取り、所要のケース凹部１ｂに合わせて再係合する。コイル組立体１４を組み立てる場合、コネクタのリード線２０の引出し方向とブラケット１９のフック部１９ｂを所定の位置関係にする時、ブラケット１９のリング部１９ａ外周の切欠き１９ｅを回し、コイル組立体１４と合わせて組み立てる。図４に示すブラケット１９においては、位置出し凸部１９ｃを外周方向に弾性を付与させてブラケット１９を回転させ、ケースに設けたコイル位置出し凹部１ｂに係合する位置を設定する。
【００２９】
また、この実施形態では、電動弁として反転相や弁開点の精度を必要とする場合、蓋部９のコイル位置出し凹部１ｂを設けることができる。これによって、図６に示す従来例のように、回転停止機構のスライダー０４の端部０４ａとガイド０２の端部０２ａとが当接して回転停止状態となるケース凹部０１ａ位置、すなわち、コイル基点となる特定の凹部を、弁本体０１９に対し確定させ、確定位置に対し、マグネット０１２の着磁基点を合わせてマグネット０１２を固定した後、ロータ組立体の上方から、ケース０１を、前記手段で確定したケース確定位置に合わせるように被せるという複雑な操作が不必要になる。
【００３０】
このような組立て手段で電動弁を組立てることにより、弁開基点の設定が簡単になり、その結果、従来の回転停止機構の構造上から必然的に現れる基点誤差、即ち、スライダー０４がばね材製であること、その端部の切断面の形状が一定していないこと、ガイド０２とのガタツキが大きいこと等の理由による誤差や、ねじ機構のガタに伴う基点誤差の発生をなくすことが可能となる。
【００３１】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、例えば、ロータに弁体を一体的に備え、ロータの回転によって弁体が回転することにより弁開度を変化させる回転式の電動弁や円盤状の弁体が弁室の底面に摺接可能に当接し、ロータの回転により回転変位することにより流路を切り替えるスライド式の電動弁等、電動モータにより弁の開閉を行なう電動弁に用いることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、次のような効果が得られる。
（１）少ない部品構成によってコイル部が挿入しやすく、またコイルの抜け防止が達成される。
（２）ケース、蓋部及びブラケットのプレス加工によって形成された位置出し凸部、フック部によって、コイル部と本体部との位置合わせ、即ち、ステッピングモータの反転相や弁開点を安価に製作することができ、弁位置を一定にできる。
（３）回転停止機構を必要とせず、電動弁の騒音を更に低減することができる。
（４）回転停止機構が省略されるので、組み立て工程を簡単にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施形態に係る電動弁の断面図である。
【図２】図１の実施形態に係る電動弁の要部分解斜視図である。
【図３】（ａ）は同ブラケットの斜視図、（ｂ）は同ケースの斜視図、（ｃ）は蓋部の斜視図、（ｄ）は同ブラケットのフック部の斜視図である。
【図４】ブラケットの他の実施形態の斜視図である。
【図５】他の実施形態に係る電動弁の要部分解斜視図であり、（ａ）は同ブラケットの斜視図、（ｂ）は同ケースの斜視図、（ｃ）は蓋部の斜視図、（ｄ）は同ブラケットのフック部の斜視図である。
【図６】従来の電動弁の断面図である。
【図７】従来の他の電動弁の断面図である。
【符号の説明】
１ケース
２ロータ組立体
３ニードル弁体
４回転板
５バネ
６メネジ体
７ガイド体
８弁座シート
９蓋体
１０継手
１１カバー
１２上外函
１３ボビン
１４コイル組立体
１５ステータ
１６角ピン
１７下外函
１８コネクタ
１９ブラケット
２０リード線

Claims

ケースと、該ケースに取り付けられた蓋体と、該蓋体に取り付けられた継手と、前記蓋体の内部に配設される弁座シートと、前記ケースに取り付けられた電動モータとを備え、前記電動モータにより弁の開閉を行なう電動弁において、前記蓋体にリング形状をなしているブラケットが取り付けられており、前記ブラケットに設けられた位置出し凸部は前記ケースのコイル位置出し凹部に係合され、前記ブラケットに舌状に形成されたフック部は前記蓋体の下面に係合し、前記電動モータのコイル組立体の下端位置で前記蓋体の下端面に保持し、前記ブラケットのリング部に設けられた欠切は前記コイル組立体を位置合わせ及び固定するとともに、前記ブラケットのリング部の周面にモールド材を流し込む孔を設け、前記蓋体の上面は前記弁座シートの位置合わせの凸部を備え、前記弁座シートは、前記凸部に嵌合される位置出し孔を備え、前記蓋体と前記弁座シートとは固定されていることを特徴とする電動弁。
前記リング形状をなしているブラケットは、リング部の内周に一部欠切して円周方向に舌状に形成されている請求項１に記載の電動弁。
前記リング形状をなしているブラケットは、フック部の係合部が前記フック部の舌状周縁に内方に左右に突出されている請求項１に記載の電動弁。
前記フック部は弾性を有する材料からなる請求項１又は請求項３に記載の電動弁。
前記フック部は前記蓋体下端面に取り付け自在のテーパを有してなる請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の電動弁。