JP4446513B2

JP4446513B2 - 電動流量制御弁

Info

Publication number: JP4446513B2
Application number: JP16713699A
Authority: JP
Inventors: 直也黒澤
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 1999-06-14
Filing date: 1999-06-14
Publication date: 2010-04-07
Anticipated expiration: 2019-06-14
Also published as: JP2000356278A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動流量制御弁に係り、特に、冷暖房等の冷凍サイクルに用いられる冷媒等の流体の流量を制御する電動流量制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種、冷凍サイクルに使用される従来の電動流量制御弁は、弁室内に弁座と弁体とを有する弁本体と、該弁本体の上部に配置されたステッピングモータ等の電動機とから構成されており、前記電動機は、円筒状の密閉ケースと、該密閉ケースの外側に配置されたステータコイルと、前記密閉ケースのケース内室に配置されたロータとで構成されている。該ロータは、内周側に配置されたアルミニュウム製又はステンレス製のスリーブと外周側に配置されたフェライトマグネットとで形成されている。
【０００３】
また、前記ケース内室から前記弁室に渡って長い棒状の弁軸が伸びており、該弁軸の一端は前記ロータのスリーブに摺動可能に固定されていると共に、他端には弁体を固定している。前記ロータの前記アルミニュウムスリーブは、内周に雌ネジが刻設されていると共に、前記弁本体の上部にその下端が固定されていて外周に雄ネジが刻設されたステンレス製の固定ガイドに、前記雌ネジと前記雄ネジとを螺合することによって回動可能に支持されている。
【０００４】
前記構成の電動流量制御弁は、前記ステータコイルに通電して励磁することによって、前記ロータを回動させるべく作用させる。該ロータはその内周雌ネジが前記固定ガイドの外周雄ネジに螺合しているので、その回動によって上下動を行う。前記ロータには弁軸が摺動可能に固定されているので、前記ロータの上下動によって前記弁軸も上下動を行い、該弁軸の下端に固定された弁体が前記弁座に対してその流路間隙を調節することで、前記電動流量制御弁を通過する冷媒の流量を調節するものである。
【０００５】
また、前記ケース内室と前記弁室とは、連通しており、前記弁室の冷媒が前記ケース内室に流入するように構成されており、前記冷媒中に混合されている油分が、前記スリーブと前記固定ガイドとの前記雌ネジと前記雄ネジとの螺合部に供給されることによって、該螺合部を潤滑して、該螺合部の回動を良くしている。
【０００６】
かかる従来の電動流量制御弁の具体的構成は、特開平１０−８９５２１号公報に開示されている。
図３は、その従来の電動流量制御弁を示し、真鍮等の材料で形成される弁本体１１は、上部にステッピングモータ等の電動機３０を載置固定し、その外側にネジ切りされた配管接続部１２，１３を備えると共に、下部にプラグ１９を螺着する開口部１８を備えている。前記弁本体１１のプラグ１９の上部は弁室１５として構成され、該弁室１５には、弁体１７と弁座体２１とが同一軸心で配置されている。前記弁体１７は、弁軸２０に取付固定され、前記弁座体２１は、前記弁本体１１に上下位置調節自在に螺合して固定されている。
【０００７】
前記配管接続部１２内には、入口側通路１２ａが穿設されていると共に、前記配管接続部１３には、出口側通路１３ａが穿設され、両通路１２ａ，１３ａは、前記弁室１５に連通接続しており、前記両通路内にストレーナー１２ｂ，１３ｂを各々備えている。
前記弁軸２０は、その中間部を前記弁本体１１の上部部分１１ａに摺動可能に軸支されていると共に、該弁軸２０の上部部分２０ａは、前記電動機３０内に挿入されている。
【０００８】
前記電動機３０は、前記弁本体１１の前記上部部分１１ａに載置固定される非磁性体の板で構成される円筒状の密閉ケース３１と、該密閉ケース３１の外側に配置されたステータコイル３２と、前記密閉ケース３１のケース内室３１ａに配置されたロータ３３とで構成されている。該ロータ３３は、内周側に配置されたステンレス製のスリーブ３４と外周側に配置されたフェライトマグネット３９とで形成されており、前記電動機３０の外側から配線３２ａを介して前記ステータコイル３２に電気信号が付与されるようになっている。
【０００９】
また、前記ロータ３３の前記スリーブ３４とマグネット３９とは、その嵌合接合部を接着剤で貼着固定されていると共に、その上部にて示す歯付き止め輪４４を押し込むことで固定されている。なお、歯付き止め輪４４はバネ材などの弾性材にて形成され、内側の複数の歯はスリーブ３４の外周に弾接する。スリーブ３４は硬度の高いステンレス製であるため複数の歯は傾斜角度が大となり、弾接力が大きく結合強度も大きくなる。
【００１０】
前記密閉ケース３１は、下蓋３１ｂとキャン体３１ｃとで形成され、前記下蓋３１ｂ（弁本体１１）には、全閉ストッパ３５が固着されており、前記ロータ３３の前記スリーブ３４の下端部に突出量を調節できるように螺装された閉弁規制ピン３６が前記全閉ストッパ３５の外周面部に当接して、前記ロータ３３の閉弁下降限を規制している。前記スリーブ３４の上端部には、開弁規制ピン３７がその突出量を調節できるように螺合されており、前記弁体１７の全開時に前記キャン体３１ｃの上端のストッパ３８に当接して前記ロータ３３の開弁上昇限を規制する。
【００１１】
また、前記弁本体１１の上部部分１１ａには、前記弁軸２０と同軸心に、かつ、該弁軸２０を摺動可能に内挿するステンレス製の中空筒状の固定ガイド４０が固定されている。該固定ガイド４０の外周には雄ネジ４０ａが刻設されていると共に、前記スリーブ３４の中心部の内周には、雌ネジ３４ｂが刻設され、前記雄ネジ４０ａと前記雌ネジ３４ｂとは螺合している。
【００１２】
前記弁本体１１から上方に伸び、前記固定ガイド４０の筒内を貫通して、更に上方に延びる弁軸２０の上端２０ａは、前記スリーブ３４の上部の連結壁３４ａの中心に穿設された孔を貫通してその突出端が、Ｃリング４１で止着されると共に、前記弁軸２０の中間段部と前記スリーブの連結壁の内側ワッシャ４２との間、盤体１７を閉弁方向に付勢する緩衝バネ４３を介在させている。
【００１３】
前記の如く構成された従来の電動流量制御弁１０は、前記電動機３０の前記ステータコイル３２が外部からの電気（パルス）信号によって励磁されると、前記ロータ３３が前記電気信号量に基づき所定量回動する。該ロータ３３は前記固定ガイド４０にその螺合部３４ｂ，４０ａで螺合しているので、前記該ロータ３３は、その回動によって、上下の所定方向に移動し、固定されている前記弁軸２０を同様に上下の所定方向に移動させ、前記弁体１７が前記弁座体２１に対してその間隙間隔を移動させて、前記電動流量制御弁１０によって制御される冷媒の流量を、前記ステータコイル３２に付与される電気信号の量に対応して制御するものである。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電動流量制御弁においては、スリーブとマグネット間は接着剤で固定するため、接着剤の塗布工程さらに接着剤を凝固させる加熱の工程を必要とし、かつ凝固後の温度低下までに時間を要し、しかも歯付き止め輪による固定を必要としていた。したがって、従来の電動流量制御弁は、複数の工程が必要であり、取扱いが面倒となる不具合があり、組み立て作業が複雑で組立コストがかかってしまうという問題点がある。本発明は、このような電動流量制御弁の問題に鑑み、皿ばねとＣ型トメ輪とを有効に組み合わせることで、組立工数が少ないとともに組立が簡単で取扱い易く、しかも大幅な組立コストの削減が可能な電動流量制御弁を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成すべく、本発明の電動流量制御弁は、弁室内に弁体を有する弁本体と、該弁本体上部に載置固定される電動機とを備え、前記電動機が密閉ケース、該密閉ケースの外側に配置されたステータコイル、及び、前記密閉ケースの内側のケース内室に配置されたロータとを有し、かつ、前記弁体が弁軸で前記ロータに連結されると共に、前記弁室と前記ケース内室とが制御流体の連通を可能とした電動流量制御弁において、前記ロータは、外側にマグネットと内側にスリーブとを配置し、該スリーブで前記弁本体に取付固定した固定ガイドと螺合しており、前記スリーブの上部には、前記マグネットと当接する皿バネが嵌め込まれるとともに前記皿バネの前記スリーブの上部からの抜け出しを防止するＣ型トメ輪が装着されており、前記Ｃ型トメ輪が前記皿バネを前記マグネットに押圧して前記マグネットと前記スリーブとを前記ロータの軸線方向の当接部において当接させることにより、前記マグネットと前記スリーブとの間で前記Ｃ型トメ輪及び前記皿バネと前記当接部とにおいて発生する摩擦力によって前記マグネットと前記スリーブが固定されることを特徴としている。
【００１６】
このように構成された本発明の電動流量制御弁は、皿バネはスリーブの上部に嵌め込まれており、Ｃ形トメ輪がスリーブの上部に装着されているので、皿バネはＣ形トメ輪によってスリーブの上部からの抜け出しが防止される。また、Ｃ形トメ輪が皿ばねを外側のマグネットに対して押圧し、これにより、マグネットとスリーブとはロータの軸線方向の当接部において当接し、ロータを構成する内外配置のマグネットとスリーブとは、Ｃ型トメ輪及び皿バネと当接部とにおいて発生し、これらの間に作用する摩擦力によって互いに固定される。したがって、ロータを構成するスリーブとマグネットとを接着剤によらず一体に固定できるので、組立工数を大幅に低減し、全体として組立が非常に簡単化されたスリーブとマグネットの結合強度の大きい電動流量制御弁を得ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態の電動流量制御弁１０’の縦断面図を示し、図３に示す従来の電動流量制御弁と基本的構成及び作用は同一であり、図１においては、スリーブとマグネットの固定手段が異なるのみであるので、図３の構成と同一部分には、同一符号を符して説明を省略する。
【００１８】
図１の実施形態においては、ロータ３３’を構成するスリーブ３４とマグネット３９との間を固定するために、皿バネ４５とＣ形トメ輪４６を用い、スリーブ３４とマグネット３９との間に接着剤は存在しない。皿バネ４５はその中心に形成された孔がスリーブ３４の上部に形成された円筒状壁部である連結壁３４ａにはめこまれて、皿バネ４５がマグネット３９と当接されさらに連結壁３４ａに形成された溝にＣ形トメ輪４６を装着することにより皿バネ４５を強く押圧する。その一方で、マグネット３９の下端部５０がスリーブ３４の下端部５１に径方向外側に張り出してフランジ状に形成されている当接部５２に当接し押しつけられているので、マグネット３９はスリーブ３４に対してロータの回転軸線方向に停止される。また、マグネット３９がスリーブ３４に対して相対的に回転しようとするときには、この当接部５２において押しつけ力に応じて生じる摩擦力によって回転が阻止される。これにより、スリーブ３４とマグネット３９とは、皿バネ４５及びＣ形トメ輪４６との間に生じている摩擦力、及び当接部５２に生じている摩擦力により固定されることとなる。かかる構成により、スリーブ３４とマグネット３９との結合強度が大きくなり、スリーブ３４とマグネット３９は強く固定されることとなる。
【００１９】
さらに、弁軸２０の上端は、その突出端がプッシュナット４７を圧入部材として圧入し、しまりばめされている。また、このしまりばめと共に弁軸２０の突出端の端面４８に図示しない割り部を入れた後、その割り部分を径方向に広げて固定してもよい。
【００２０】
図２は、本発明の他の実施の形態を示す縦断面図であり、図１と同一符号は、同一部分を示しており、本実施の形態の電動流量制御弁１０”においては、スリーブ３４の上部に台形状の凸部３４ｄが形成され、この凸部３４ｄの根元部３４ｃに皿バネ４５がその中心に形成された孔によりはめ込まれて、皿バネ４５がマグネット３９と当接され、さらに根元部３４ｃに形成された溝にＣ形トメ輪４６を装着することにより、皿バネ４５を強く押圧する。また、マグネット３９の下端部５０は、図１に示す実施形態と同様に、スリーブ３４の下端部５１に径方向外側に張り出してフランジ状に形成されている当接部５２に当接し押しつけられているので、マグネット３９はスリーブ３４に対してロータの回転軸線方向に停止されている。
【００２１】
かかる構成により、スリーブ３４とマグネット３９とは、互いに接着剤及び歯付き止め輪を用いることなく、皿バネ４５及びＣ形トメ輪４６との間に生じている摩擦力、及び当接部５２に生じている摩擦力により、大きな結合強度で強く固定されるのである。しかも、本実施の形態によれば、皿バネ及びＣ形トメ輪をスリーブ３４の凸部３４ｄに装着するので、装着し易いという効果がある。なお、図２において、上方に延びる弁軸２０の上端２０ａは凸部３４ｄ内を貫通して、その突出端がＣ形トメ輪４１で止着されている。
【００２２】
また、図１及び図２の本発明の実施の形態において、従来の電動流量制御弁と異なり、開弁規制ピン及び全開ストッパは省略している。
なお、開弁規制ピン及び全開ストッパについては、開弁の上限をパルス数により制御することにより具備せずともよいのは勿論である。
【００２３】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、本発明の電動流量制御弁は、スリーブとマグネットとを接着剤を用いずに皿バネ及びＣ形トメ輪と当接部とを介して作用する摩擦力によって一体に固定するので、スリーブとマグネットを接着剤により固着する場合と比べて工数が大幅に削減され、全体として組立が非常に簡素化され、大幅な組立コストの削減が可能となるスリーブとマグネットとの結合強度の大きい電動流量制御弁を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動流量制御弁の一実施の形態を示す縦断面図。
【図２】本発明に係る電動流量制御弁の他の実施の形態を示す縦断面図。
【図３】従来の電動流量制御弁の構成を示す縦断面図。
【符号の説明】
１０’、１０” 電動流量制御弁
１１弁本体
１５弁室
２０弁軸
２１弁座体
３０電動機
３１密封ケース
３３ロータ
３４スリーブ
３９マグネット
４０固定ガイド
４５皿バネ
４６Ｃ形トメ輪

Claims

弁室内に弁体を有する弁本体と、該弁本体上部に載置固定される電動機とを備え、前記電動機が密閉ケース、該密閉ケースの外側に配置されたステータコイル、及び、前記密閉ケースの内側のケース内室に配置されたロータとを有し、かつ、前記弁体が弁軸で前記ロータに連結されると共に、前記弁室と前記ケース内室とが制御流体の連通を可能とした電動流量制御弁において、
前記ロータは、外側にマグネットと内側にスリーブとを配置し、該スリーブで前記弁本体に取付固定した固定ガイドと螺合しており、
前記スリーブの上部には、前記マグネットと当接する皿バネが嵌め込まれるとともに前記皿バネの前記スリーブの上部からの抜け出しを防止するＣ型トメ輪が装着されており、
前記Ｃ型トメ輪が前記皿バネを前記マグネットに押圧して前記マグネットと前記スリーブとを前記ロータの軸線方向の当接部において当接させることにより、前記マグネットと前記スリーブとの間で前記Ｃ型トメ輪及び前記皿バネと前記当接部とにおいて発生する摩擦力によって前記マグネットと前記スリーブが固定されることを特徴とする電動流量制御弁。
上記皿バネとＣ形トメ輪とが上記スリーブの円筒状壁部に装着されていることを特徴とする請求項１記載の電動流量制御弁。
上記皿バネとＣ形トメ輪とが上記スリーブの凸部に装着されていることを特徴とする請求項１記載の電動流量制御弁。