JP4317405B2

JP4317405B2 - 電動弁

Info

Publication number: JP4317405B2
Application number: JP2003300267A
Authority: JP
Inventors: 教郎鈴木; 浩次樋口; 仁志梅澤
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 2003-02-03
Filing date: 2003-08-25
Publication date: 2009-08-19
Anticipated expiration: 2023-08-25
Also published as: CN1519495A; KR101046100B1; CN100339617C; KR20040070429A; JP2004257722A

Description

本発明は、冷凍サイクル等に用いる電動弁に関し、更に詳しくは、エアコンにおける冷媒の流量制御や、風呂、シャワーにおける燃焼ガス、空気、温水、液体燃料などの流量制御に用いられる電動弁に関するものである。

従来の電動弁は、通常、弁体部と駆動部とから構成されており、これら両部材は着脱可能に構成されている。このような電動弁は、例えば、下記の特許文献１に記載されている。
この特許文献１に記載の電動弁Ａを、図１０を用いて説明すると、駆動部１０は、ステッピングモータ、減速機構等からなり、出力回転軸１９を回転駆動させるように構成され、この回転駆動が出力回転軸１９の上下動に変換され、弁体部２０側の弁体３０を上下動させる。

また、上記弁体部２０は円筒状の筒体からなり、弁体部２０には第１流路２４と第２流路２５とが弁室２２を介して連結され、また、弁室２２内には弁体３０を構成する弁部３２が配置されると共に、前記弁体３０はベローズ３３に連結されている。また、ベローズ３３の上端は上ベローズ支持環２３を介して弁本体２１の上部に支持されている。

そして、弁体部２０に対する駆動部１０の取付は、弁体部２０内に弁体３０及びベローズ３３を配置した上、ベローズ３３の上端を上ベローズ支持環２３を介して取り付け、次にホルダ１５を弁体部２０の上面に当接し、且つ、出力回転軸１９を、ボール２７を介して弁体３０の上面に当接したうえ、ナット２６を回転させて一体としている。

特開平１１−８２７９６号公報

その後、駆動部１０の更新・取り替え等のために、電動弁Ａに冷媒圧を作用させたまま、弁体部２０から駆動部１０を取外したり、取り付けたりする場合があるが、この場合、冷媒圧が低いときは格別の困難性はなく、また、弁体部２０から駆動部１０を取り外すには、ナット２６を緩めてナット２６と共に分離させることによって行われ、これらの作業に関しては格別困難性はなかった。

しかしながら、冷媒圧が高い場合には、駆動部１０を弁体部２０から分離したとき、冷媒圧によってベローズ３３が縮小して、弁体３０が、図１０に示すように上動して弁本体２１の上方に突出する。そして、この状態において、再度駆動部１０を弁体部２０に装着するときは、作業者は駆動部１０を弁体部２０上部に位置決めした上、高冷媒圧に抗して弁体３０を押し下げた状態でナット２６を回転させて取り付ける必要があり、この作業は容易ではない。

本発明は、この問題を解決することを課題として発明されたものであり、本発明の課題は、駆動部１０と弁体部２０との取付け・取り外しを容易にすることにある。

前記目的を達成するために、本発明の電動弁は、駆動部と弁体部とからなり、該弁体部は、前記駆動部側が開口した中空の弁本体と、該弁本体の前記中空部に設けられ前記弁体部に出入りする方向に移動可能な弁体と、前記弁本体と前記弁体を構成する弁部との間の前記中空部に配置されるストッパと、を有し、前記弁体が冷媒圧により前記駆動部側に突出する方向に付勢されていて、前記駆動部と前記弁体部とを分離したとき、前記ストッパが前記弁体を前記弁本体から突出するのを阻止する電動弁であって、前記ストッパは、薄板ばね素材からなり、本体当接部と弁体当接部とを具備し、前記本体当接部は前記弁本体の前記中空部の内面に係止され、前記弁体当接部は前記弁部の外周部に係脱可能に形成されることを特徴としている。

本発明の電動弁の具体的な態様は、前記ストッパは、円環状の基板と、該基板と一体的に形成された舌片状の前記本体当接部及び前記弁体当接部と、からなることを特徴とを特徴としている。

本発明の電動弁の他の具体的な態様は、前記ストッパは、円環状の基板と、該基板と一体的に形成された板状の前記本体当接部及び前記弁体当接部とからなることを特徴としている。

本発明の電動弁の更に他の具体的な態様は、前記ストッパの前記本体当接部は、前記基板の上方に形成される本体上部当接部と前記基板の下方に形成される本体下部当接部と、を具備し、前記本体上部当接部と前記本体下部当接部は前記弁本体の内面に係止され、前記基板は前記弁本体の内面に当接され、前記弁体当接部は前記弁部に係脱可能に形成されていることを特徴としている。

前記の如く構成された本発明の電動弁は、簡単な構成のストッパで、弁体のストッパ作用を実現できると共に、弁体の上動を防ぐことができる。
また、本発明の電動弁は、本体当接部と弁体当接部とを具備した薄板ばね素材からなるストッパとし、前記本体当接部が弁本体の中空部の内面に係止され、前記弁体当接部が弁部の外周部に係脱可能に形成される構成として、その構成を簡略化したことで、ストッパの弁本体への安定的な装着状態が得られると共に、駆動部と弁体部との取付け・取り外しが容易になり、ストッパの製造も容易にすることができる。
更に、本発明の電動弁は、ストッパの本体当接部と弁体当接部の数・形状は適宜選択しうることができる。

以下、実施例について説明する。

本発明の電動弁の実施例１を、図面を用いて説明する。図１はその概略縦断面図。図２はその要部（ストッパ）の斜視図、図３はその要部（ストッパ）の別形態の斜視図、図４は同要部（ストッパ）の作用説明図である。

本電動弁Ｂは、駆動部１０及び弁体部２０からなる。
先ず、駆動部１０について説明する。駆動部１０は、ケース本体１１に搭載されたステッピングモータ（符号なし）、該ステッピングモータをカバーするモータケース１２等から成る。なお、ステッピングモータにはリード線１７が設けられている。ケース本体１１の下部には各種ギヤからなる減速機構１３が配置されている。

減速機構１３は、ステッピングモータで駆動され、出力ギア１８を介して出力回転軸１９に伝達される。前記出力回転軸１９は、既述のようにその上端を軸受部１４に回転自在に軸支され、その下部はケース本体１１に設けられているホルダ１５に軸支されている。ホルダ１５の中心部には、水平断面円形の孔が設けられ、その内面には雌ねじ部１５ａが形成され、また、出力回転軸１９のホルダ１５との当接部には、上記雌ねじ部１５ａと螺合する雄ねじ部１９ａが形成されている。更に、このホルダ１５はケース本体１１内に支持されている。また、ケース本体１１の下部には弁体部２０取付用の袋状のナット２６が付設されている。また、この出力回転軸１９の下方には凹部１９ｃが形成され、該凹部１９ｃにはボール２７が装着される。

なお、符号１６はパッキンであり、弁体部２０とケース本体１１との間に設けられる。また、符号１６ａはリングであり、ケース本体１１とナット２６との間に設けられている。

次に、弁体部２０について説明する。
上記ケース本体１１の下部には袋状のナット２６が係合されており、駆動部１０は該ナット２６を用いて弁体部２０の弁本体２１に取付けられる。
該弁本体２１の軸芯部には、弁室２２が形成されると共に、該弁室２２の側部には流体の第１流路２４が設けられ、かつその下部には第２流路２５が設けられる。また、上記弁室２２には弁棒３１及び弁部３２からなる弁体３０が上下に移動可能に配置され、弁本体２１に設けられた弁座２１ａに当接したとき電動弁Ｂは閉となり、上動したとき開となるように作動される。なお、符号３１ｂは弁棒３１の上端部に圧入されたブッシュであり、ボール２７の受け部３１ｃを形成している。

弁本体２１の内面には、図４に示すように、後述のストッパ４０における本体当接部４３の係止用の段部からなる係合段部２１ｂがリング状に形成される。そして、この係合段部２１ｂの下部には、後述のストッパ４０における基板４１の下部を支持する受け段部２１ｃが形成される。この受け段部２１ｃから下部はその上部と比べて径小部となっている。この径小部が弁室２２を構成することになる。

また、上記弁部３２の外周肩部には、後述のストッパ４０における弁体当接部４４の下端を係止させるためのリング状段部からなる係止段部３２ａが形成される。また、弁室２２には上ベローズ支持環２３がかしめにより付設されていると共に、弁棒３１の下部には下ベローズ支持部３１ａが形成され、前記上ベローズ支持環２３と下ベローズ支持部３１ａとの間にはベローズ３３が設けられている。

ストッパ４０は、図１，４に示すように、弁本体２１と、弁体３０を構成する弁部３２との間に配置される。ストッパ４０は、図２に示すように、例えば、金属弾性板材からなる円環状の基板４１と、該基板４１と一体的に形成される舌片状の本体当接部４３と弁体当接部４４とから構成されている。なお、符号４２は基板４１の中心開口部である。

本体当接部４３は弁本体２１の内面に弾性的に係止され、弁体当接部４４は弁部３２の外周部に係止される。そのために、本体当接部４３の外形は、弁本体２１の内径より若干大きく形成される。また、弁体当接部４４の先端外径は、上記弁部３２の係止段部３２ａと略同径に形成される。

なお、ストッパ４０の形状は、弁体３０を所定以上上動させない機能を有するものであれば他の形状、例えば、図３に示すストッパ４０’は、円環状の板体からなる基板４１’と、該基板４１’と一体的に形成される曲板状の本体当接部４３’と舌片状の弁体当接部４４’とからなる形状であってもよい。なお、符号４２’は基板４１’の中心開口部である。なお、このストッパ４０’は、基板４１’と本体当接部４３’とがその一個所において横断的に分離している。この構成により、基板４１’と本体当接部４３’の径の変更が容易になるから、弁本体２１へのストッパ４０’の装着が容易になる。

次に、上記実施例１の電動弁Ｂの組立について説明する。弁体部２０に対する駆動部１０の組立は、先ず、ベローズ３３の下端部を弁棒３１下部の下ベローズ支持部３１ａに装着すると共に、ベローズ３３の上端部に上ベローズ支持環２３を装着しておく。

また、弁本体２１内には、上方からストッパ４０を挿入・嵌合させる。その結果、図４に示すように、ストッパ４０は、受け段部２１ｃに基板４１の下面が当接すると共に、本体当接部４３の上端部が係合段部２１ｂに係合・弾着した状態となる。

次に、弁本体２１内に、上方から上記弁体３０、ベローズ３３、及び上ベローズ支持環２３の一体物を挿入し、弁部３２を基板４１の中心開口部４２に挿通させて、係止段部３２ａに弁体当接部４４の下端を係合させ、且つ、上ベローズ支持環２３を弁本体２１の上端部にカシメ固定する。以上で弁体部２０の組立は完了する。
そして、上記弁体部２０に対して、ホルダ１５を弁体部２０の上面に当接し、且つ、出力回転軸１９を、ボール２７を介して弁体３０の上面に当接したうえ、ナット２６を回転させて一体とすれば、電動弁Ｂの組立は完了する。但し、ベローズ３３の上端及び下端を固着するハンダ付けは、図中省略してある。

次に、上記実施例１の電動弁Ｂの作動について説明する。上記電動弁Ｂは、冷凍システムを構成する第１流路２４及び第２流路２５の間に介装され、両流路間の流体の流れを制御する。電動弁Ｂの開閉に当っては、リード線１７を介してステッピングモータ（符号なし）にパルスが印加される。その結果、パルス数に応じて減速機構１３を介して出力回転軸１９が回転し、その回転によって出力回転軸１９は下動する（なお、言うまでもなく、ステッピングモータが逆回転すれば、その回転数に応じて上動することになる。）。

そして出力回転軸１９の下動によりボール２７を介して弁棒３１を下方に押圧する。またこの間、弁室２２内の流体圧がベローズ３３の外面に作用し、所定値以上の流体圧のとき、ベローズ３３を縮方向に作用させ、弁を開方向に作用させる。また、弁体３０が下動してもストッパ４０の位置は変わらず、弁体３０の所定範囲内の上下動に影響を及ぼすことはない。しかし、弁体３０が所定範囲以上に上動することは許容しない。

その後、駆動部１０の取り替え等のために、電動弁Ｂに冷媒圧を作用させたまま、弁体部２０から駆動部１０を取外す場合は、ナット２６を緩めてホルダ１５をナット２６と共に分離させることによって行われる。このとき、駆動部１０を弁体部２０から分離させても、従来のように冷媒圧によってベローズ３３が縮小され、弁体３０が上動することはない。何故なら、ストッパ４０が弁体３０の上動を阻止しているからである。したがって、再度駆動部１０を装着するときも、弁体３０が上動していないから容易に行うことができる。

次に、本発明の実施例２について説明する。図５はその要部縦断面図であり、上記実施例１と同一構成部分には、図５において図１乃至図４に付与した符号と同一符号を付すことによってその説明を省略する。

実施例２では、弁体３０が、上動して弁本体２１の上方に突出したときに、ストッパ４０に当接する弁部３２の当接部３２ｂを、実施例１のように係止段部３２ａを設けることなく、他の面と同様の傾斜平坦面としたものである。実施例２はこのように構成したことにより、弁部３２の構成がシンプルとなって、加工も容易になる。なお、実施例２において、ストッパ４０の弁体当接部４４の下端縁（弁部３２の当接部３２ｂへの当接面）は、当接部３２ｂの傾斜角に合わせた傾斜面としてもよい。

そして、この実施例２においても、駆動部１０を弁体部２０から分離させる場合、ストッパ４０が弁体３０の上動を阻止するから、冷媒圧によってベローズ３３が縮小されて弁体３０が所定以上の高さに上動することはない。また、再度駆動部１０を装着するときも、弁体３０が上動していないから容易に行うことができる。

次に、本発明の実施例３について説明する。図６はその要部縦断面図であり、図７は図６の要部を更に拡大した断面図、図８はそのストッパ５０の拡大断面図である。なお、実施例３において、上記実施例１と同一構成部分には、図６乃至図７に図１乃至図４に付与した符号と同一符号を付すことによってその説明を省略する。

弁本体２１の内面部分には、後述のストッパ５０の装着凹部Ｃが形成される。該装着凹部Ｃは、弁本体２１の内面に対して略直角状の段差からなる上係合段部２１ｂと、該上係合段部２１ｂに連続してその下方の弁本体２１の内面部分と略平行な均一内径からなる背面支持部２１ｄと、背面支持部２１ｄの下方の下係合段部２１ｅと、からなる。また、上係合段部２１ｂと下係合段部２１ｅとの距離は、後述のストッパ５０の本体上部当接部５３の上端と本体下部当接部５５の下端との距離と同じか、若しくは、やや大とすることが望ましい。そして、これらの係合段部２１ｂ、背面支持部２１ｄ及び下係合段部２１ｅによってストッパ５０を支持することになる。

また、弁部３５の上面部、特に、後述のストッパ５０の弁体当接部５４が当接する部分は、平坦状（平坦面部３５ｂ）に形成される。また、この弁部３５の軸芯部には上下に貫通する異径の中心孔３５ａが形成され、その上部には弁体３０の下部が嵌合・装着されている。

ストッパ５０は、その基本形において、実施例１，２同様、金属弾性板材からなり、円環状で所定幅の均一外径の円環状板体からなる基板５１と、該基板５１と一体で且つ上方に開き勝手に形成される舌片状で複数枚の本体上部当接部５３と該基板５１と一体的で且つ下方に均一径に形成される舌片状で複数枚の本体下部当接部５５とを具備する本体当接部と、前記本体下部当接部５５の間に隣接して下方内側に傾斜して形成される舌片状で複数枚の弁体当接部５４と、からなる。

そして、上記本体上部当接部５３は、円環状板体からなる基板５１上縁に所定間隔をおいて、また、前記基板５１下縁には、例えば、本体下部当接部５５の数が１に対して弁体当接部５４の数が２の割合で連続的に形成されている。

更に、ストッパ５０は、円環状板体からなる基板５１を一箇所にて分離してもよいのは勿論である。図９に示すストッパ５０は、弁体当接部５４と本体下部当接部５５の間において、基板５１を横断的に分離している。この構成により、基板５１の径の変更が容易になるから、弁本体２１の装着凹部Ｃへのストッパ５０の装着が容易になる。

上記ストッパ５０は、実施例１，２と同様に弾性変形させながら、装着凹部Ｃに嵌合される。図５乃至図７は嵌合後の状態を示しており、ストッパ５０の本体上部当接部５３は係合段部２１ｂに係止され、円環状の基板５１は背面支持部２１ｄに当接して支持され、そして、本体下部当接部５５は弁本体２１内部に当接した状態で配置される。

実施例３の本発明は、上記構成により、他の実施例１，２同様の作用効果を奏すると共に、ストッパ５０が弁本体２１側に緊密に支持される。
そして、この実施例３においても、駆動部１０を弁体部２０から分離させるとき、ストッパ５０が平坦面部３５ｂに当接してストッパ５０が弁体３０の上動を阻止するから、冷媒圧によってベローズ３３が縮小されて弁体３０が所定以上の高さに上動することはない。また、再度駆動部１０を装着するときも、弁体３０が上動していないから容易に行うことができる。また、実施例３においては、ストッパ５０の装着凹部Ｃへの嵌合状態が安定しており、機能性・耐久性の高い電動弁とすることができる。

本発明に係る実施例１の概略縦断面図。同実施例１の要部（ストッパ）の斜視図。同実施例１の要部（ストッパ）の別形態の斜視図。同要部（ストッパ）の作用説明図。本発明に係る実施例２の要部縦断面図。

本発明に係る実施例３の要部縦断面図。図６の要部を更に拡大した断面図。図７のストッパの拡大断面図。図８のストッパの変形例を示す拡大断面図。従来技術にかかる電動弁Ａの概略説明図。同従来技術にかかる電動弁Ａの作用説明図。

符号の説明

Ａ・・電動弁（従来）Ｂ・・電動弁（本発明）Ｃ・・装着凹部
１０・・駆動部１１・・ケース本体１２・・モータケース
１３・・減速機構１４・・軸受部１５・・ホルダ１５ａ・・雌ねじ部
１６・・パッキン１６ａ・・リング１７・・リード線１８・・出力ギア
１９・・出力回転軸１９ａ・・雄ねじ部１９ｃ・・凹部
２０・・弁体部２１・・弁本体２１ａ・・弁座２１ｂ・・（上）係合段部
２１ｃ・・受け段部２１ｄ・・背面支持部２１ｅ・・下係合段部
２２・・弁室２３・・上ベローズ支持環２４・・第１流路
２５・・第２流路２６・・ナット２７・・ボール

３０・・弁体３１・・弁棒３１ａ・・下ベローズ支持部
３１ｂ・・ブッシュ３１ｃ・・受け部
３２・・弁部３２ａ・・係止段部３２ｂ・・当接部３３・・ベローズ
３５・・弁部（実施例３）３５ａ・・中心孔３５ｂ・・平坦面部
４０，４０’・・ストッパ４１，４１’・・基板
４２，４２’・・中心開口部４３，４３’・・本体当接部
４４，４４’・・弁体当接部５０・・ストッパ５１・・基板
５３・・本体上部当接部５４・・弁体当接部５５・・本体下部当接部

Claims

駆動部と弁体部とからなり、該弁体部は、前記駆動部側が開口した中空の弁本体と、該弁本体の前記中空部に設けられ前記弁体部に出入りする方向に移動可能な弁体と、前記弁本体と前記弁体を構成する弁部との間の前記中空部に配置されるストッパと、を有し、
前記弁体が冷媒圧により前記駆動部側に突出する方向に付勢されていて、前記駆動部と前記弁体部とを分離したとき、前記ストッパが前記弁体を前記弁本体から突出するのを阻止する電動弁であって、
前記ストッパは、薄板ばね素材からなり、本体当接部と弁体当接部とを具備し、前記本体当接部は前記弁本体の前記中空部の内面に係止され、前記弁体当接部は前記弁部の外周部に係脱可能に形成されることを特徴とする電動弁。
前記ストッパは、円環状の基板と、該基板と一体的に形成された舌片状の前記本体当接部及び前記弁体当接部と、からなることを特徴とする請求項１に記載の電動弁。
前記ストッパは、円環状の基板と、該基板と一体的に形成された板状の前記本体当接部及び前記弁体当接部とからなることを特徴とする請求項１に記載の電動弁。
前記ストッパの前記本体当接部は、前記基板の上方に形成される本体上部当接部と前記基板の下方に形成される本体下部当接部と、を具備し、前記本体上部当接部と前記本体下部当接部は前記弁本体の内面に係止され、前記基板は前記弁本体の内面に当接され、前記弁体当接部は前記弁部に係脱可能に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電動弁。