JP5047046B2 - Motorized valve - Google Patents
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Description
本発明は、空気調和機、冷凍機等に組み込まれて使用される電動弁に関し、特には、弁室の大容量化又は弁体(弁口径)の大径化を図るのに好適な電動弁に関する。 The present invention relates to a motor-operated valve used by being incorporated in an air conditioner, a refrigerator, or the like, and in particular, a motor-operated valve suitable for increasing the capacity of a valve chamber or increasing the diameter of a valve body (valve diameter). About.
従来、この種の空気調和機、冷凍機等に組み込まれて使用される電動弁は、冷媒等の流体の流量を調整する機器であり、通常、弁室を備えた弁本体と、前記弁本体の上部に固着された有底円筒状の圧力容器であるキャンとを備えており、該キャンの内側にはロータが内蔵され、前記キャンの外部には中央部に挿通孔を有するステータが外嵌されているものである。 Conventionally, an electric valve used by being incorporated in an air conditioner, a refrigerator, or the like of this type is a device that adjusts the flow rate of a fluid such as a refrigerant, and usually includes a valve body including a valve chamber, and the valve body. And a can that is a bottomed cylindrical pressure vessel fixed to the top of the can. A rotor is built inside the can, and a stator having an insertion hole in the center is externally fitted to the outside of the can. It is what has been.
特許文献1には、ロータと一体化した雄ねじが形成されたシャフトと、上部に雄ねじと螺合する雌ねじと下部にニードル弁を有しこれらが一体化して形成される弁体と、上部に前記弁体を外側から上下方向の動きを支持するための弁体支持部と下部に弁座を有する弁本体とを備えた電動弁が記載されている。この電動弁においては、雄ねじは上下方向の動きを規制されており、また、雄ねじと螺合する雌ネジは回転方向の動きを規制されているため、ロータが回転すると、ロータと一体化したシャフトが回転し、シャフトの雄ねじが回転することにより、弁体が上下動して、ニードル弁を弁座から接離させる構成となっている。このとき弁体の外側は弁本体に有する弁体支持部によって支持され上下方向の動きをガイドしている。
しかし、特許文献1に記載の発明は、弁体を外側からガイドしているため、ニードル弁の大きさは弁体の外側のガイド面の大きさによって規制される。さらに、ガイド面の精度を考えれば、弁本体及び弁体を切削加工する必要があり、大きさが限られ、コスト高となってしまう。 However, since the invention described in Patent Document 1 guides the valve body from the outside, the size of the needle valve is regulated by the size of the guide surface outside the valve body. Furthermore, considering the accuracy of the guide surface, it is necessary to cut the valve body and the valve body, which limits the size and increases the cost.
上記課題に鑑みて、本発明の主たる目的は、弁室の大容量化又は弁体(弁口径)の大径化を図るのに好適な電動弁を提供することにある。
本発明の他の目的は、かかる電動弁を低コストにて提供することにある。
In view of the above problems, a main object of the present invention is to provide an electric valve suitable for increasing the capacity of a valve chamber or increasing the diameter of a valve body (valve diameter).
Another object of the present invention is to provide such a motor-operated valve at a low cost.
上記目的を達成するため、本発明の電動弁は、弁座を有する弁室を形成する弁本体と、該弁本体に固着される円筒圧力容器であるキャンと、前記弁本体とキャンの間に固着されるフランジ部材と、キャンの外側に嵌装されるステッピングモータのステータ部材と、キャンの内側に回転自在に装備されるロータ部材と、該ロータ部材と結合しロータ部材の回転により回転する雄ねじ部を有する雄ねじ部材と、前記雄ねじ部と螺合する雌ねじ部を有する雌ねじ部材と、前記フランジ部材を貫く連結部材と、前記雌ねじ部材と前記連結部材を介して連結され前記弁座と接離する弁部を有する弁体と、前記フランジ部材に支持され前記雌ねじ部材及び前記弁体を内側からガイドするガイド部材とを備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an electric valve according to the present invention includes a valve body that forms a valve chamber having a valve seat, a can that is a cylindrical pressure vessel fixed to the valve body, and the valve body and the can. A flange member to be fixed, a stator member of a stepping motor fitted outside the can, a rotor member rotatably mounted inside the can, and a male screw coupled to the rotor member and rotated by the rotation of the rotor member A male screw member having a portion, a female screw member having a female screw portion screwed with the male screw portion, a connecting member penetrating the flange member, and being connected to and separated from the valve seat via the female screw member and the connecting member. A valve body having a valve portion, and a guide member that is supported by the flange member and guides the female screw member and the valve body from the inside are provided.
さらに本発明の電動弁は、前記ガイド部材は上ガイド部と下ガイド部を有し、前記雌ねじ部材はガイド部材側に円筒部を有し、前記弁体は前記ガイド部材側に有底のガイド穴を有し、前記上ガイド部の外周部が前記円筒部の内周部と摺接し、前記下ガイド部の外周部が前記ガイド穴の内周部と摺接することを特徴とする。
さらに本発明の電動弁は、前記ガイド部材の上ガイド部と下ガイド部の間には段部を有し、該段部が前記フランジ部材に当接して前記ガイド部材が前記フランジ部材の孔に固定されていることを特徴とする。
さらに本発明の電動弁は、前記弁本体は、プレス加工により形成してあることを特徴とする。
さらに本発明の電動弁は、前記雌ねじ部材の外周部にストッパ装置を備えることを特徴とする。
Furthermore, in the electric valve according to the present invention, the guide member has an upper guide portion and a lower guide portion, the female screw member has a cylindrical portion on the guide member side, and the valve body has a bottomed guide on the guide member side. And an outer peripheral portion of the upper guide portion is in sliding contact with an inner peripheral portion of the cylindrical portion, and an outer peripheral portion of the lower guide portion is in sliding contact with an inner peripheral portion of the guide hole.
Furthermore, the motor-operated valve of the present invention has a step portion between the upper guide portion and the lower guide portion of the guide member, the step portion abuts on the flange member, and the guide member is formed in the hole of the flange member. It is fixed.
Furthermore, the motor-operated valve of the present invention is characterized in that the valve body is formed by press working.
Furthermore, the electric valve according to the present invention is characterized in that a stopper device is provided on an outer peripheral portion of the female screw member.
本発明によれば、空気調和機、冷凍機等に組み込まれて使用される電動弁において、弁室の大容量化又は弁体(弁口径)の大径化を図ることが容易であり、またかかる電動弁を低コストで提供できる。 According to the present invention, it is easy to increase the capacity of a valve chamber or increase the diameter of a valve body (valve diameter) in a motor-operated valve used by being incorporated in an air conditioner, a refrigerator, or the like. Such an electric valve can be provided at low cost.
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.
図1は、本発明の電動弁の閉弁時における断面図である。図2は、本発明の電動弁の開弁時における断面図である。本発明の電動弁1は、キャン30、弁本体170、フランジ部材24、弁座部材10、第一のパイプ20、第二のパイプ22、ステータ部材40、ロータ部材50、ブッシュ90、雄ねじ部材100、雌ねじ部材80、連結部材60、弁体110、ガイド部材120、螺線ガイド部材140、スライダ部材150、コイルバネ130、受け部材160を有する。
FIG. 1 is a cross-sectional view of the motor-operated valve of the present invention when the valve is closed. FIG. 2 is a cross-sectional view of the motor-operated valve of the present invention when the valve is opened. The motor-operated valve 1 of the present invention includes a
電動弁1は、上部に有底円筒状の圧力容器であるキャン30を備えて、キャン30の内側にはロータ部材50が内蔵され、外部には中央部に挿通孔を有するステッピングモータのステータ部材40が外嵌されている。
The motor-operated valve 1 includes a
ロータ部材50は、ブッシュ90を介して雄ねじ部材100と一体に結合される。雄ねじ部材100は上部が棒状のシャフト部101であり、下部に雄ねじ部102を有している。さらに、雄ねじ部102より下部先端には、棒状の端部が半球状となっている先端部103を有している。
The
ブッシュ90の上部端部には、コイルバネ130の下端が当接し、コイルバネ130の途中まで、雄ねじ部材100のシャフト部101がコイルバネ130の内部に挿入しコイルバネ130を支持している。さらにコイルバネ130の上端は有底の受け部材160の底部に当接されている。コイルバネ130は、弁体110が下からの圧力を受けた場合にその圧力をおさえる役割を果たしている。
The lower end of the
受け部材160は、周壁162を有する有底の部材であり、受け部材160の底部中央には突起部161を有している。コイルバネ130は周壁162の内部に挿入されており、これにより、コイルバネ130を安定的に支えている。突起部161はキャン30の底部に有する突起部に当接している。この構成により、受け部材160は、所定の位置からずれにくくなり、さらに、回転による摩擦を軽減している。
The receiving
雌ねじ部材80は、上部に雌ねじ部82を有し、下部に円筒部84を有している。雌ねじ部82は、雄ねじ部材100の雄ねじ部102と螺合しており、雄ねじ部材100が回転すると雌ねじ部材80が上下動する構成となっている。そして、雌ねじ部材80は、少なくとも円筒部84の内径より外側にフランジ部材24を貫き弁体110に連結される連結部材60の連結プレート61と結合している。
The
弁体110は、下部に弁部112を有し、上部に有底のガイド穴114を有する。そして、ガイド穴114より外側で連結部材60の連結プレート62と結合している。これにより、雌ねじ部材80が上下動すると、弁体110もあわせて上下動する構成となっている。
The
連結部材60は、この実施形態では、2枚の連結プレート61、62と両者を連結する複数の連結シャフト63とによって構成される。連結部材60は、雌ねじ部材80と弁体110をフランジ部材24を貫いて連結する構成であればよい。連結部材60は、フランジ部材24に有する孔を貫いているため、雌ねじ部材80が、雄ねじ部材100と合わせて回転してしまわないように、回転止めとしての役割も果たしている。
In this embodiment, the connecting
ガイド部材120は、上ガイド部122と段部126を介して縮径した下ガイド部124を有し、上ガイド部122の上端には、凹部128を有している。ガイド部材120は、フランジ部材24に対して支持されている構成となっている。例えば、下ガイド部124を、段部126が当接するまで、フランジ部材24に有する孔に、例えば圧入等により固定して組み付けられている。そして、上ガイド部122の外周部は、雌ねじ部材80の円筒部84の内周部に摺接しており、雌ねじ部材80の上下方向の動きをガイドしている。一方、下ガイド部124の外周部は、弁体110のガイド穴114の内周部に摺接しており、弁体110上下方向の動きをガイドしている。また、ガイド部材120上端の凹部128には、雄ねじ部材100の先端部103が嵌合しており、雄ねじ部材100の回動を安定的に支える構成となっている。なお、上記フランジ部材24へのガイド部材120の固定に際してリング部材とガイド部材120にて挟み込むようにして当該リング部材の中央孔に固定してもよい。
The
弁本体170は、コップ形状であり、側面と底面に孔を有している。この形状は、ステンレス等をプレス加工により成形することが可能である。側面の孔には、第一のパイプ20が接合され、底面の孔には、弁座部材10を介して第二のパイプ22が接続されている。また、弁本体170の上部はキャン30とフランジ部材24が接合されている。
The
弁座部材10は、外周部と内周部にそれぞれ段部を有する円筒形状であり、上面の内周端は弁座12を形成している。下部の内周には、径が大きくなる段部を有してこの段部に第二のパイプ22の端部を当接し嵌合した状態で接合されている。一方、外周部の段部は、上部へ向けて縮径する段部であり、弁本体170の底面の孔が当接して接合されている。
The
螺線ガイド部材140は、ストッパ装置の構成要素であり、雌ねじ部材80の外周部に固着される。この螺線ガイド部材140は、コイルバネ状である。スライダ部材150は、螺線ガイド部材140に係合し、ロータ部材50の回動に応じて、螺線ガイド部材140に案内されて軸方向に移動する。これにより、螺線ガイド部材140の上端部140aから下端部140bまでのピッチを、例えば、5ピッチに設定しておけば、ロータ部材50が6回転する間にスライダ部材150が螺線ガイド部材140の端部に突き当たり、ロータ部材50の上限位置と下限位置で回転が規制される。これらの構成は、雌ねじ部材80が内側からガイドされているため雌ねじ部材80の外周部に構成可能となっている。
The
次に、電動弁1の全体の作用について述べる。ステータ部材40にパルス電流が給電されると、ロータ部材50は、指令されたパルスに対応して回転運動をする。ロータ部材50が回転すると、雄ねじ部材100も回転する。すると、雄ねじ部材100と螺合する雌ねじ部材80は雄ねじ部材100の回転方向に合わせた上下動をし、雌ねじ部材80と連結部材60を介して結合している弁体110も合わせて上下動する。このとき、雌ねじ部材80と弁体110は、ガイド部材120によって内側から上下方向の動きを案内される。また、連結部材60は回転止めの役割も果たす。さらに、螺線ガイド部材140とスライダ部材150の構成により弁体の上下方向の動きの範囲を規制できる。
Next, the overall operation of the motor-operated valve 1 will be described. When a pulse current is supplied to the
これにより、弁部112が弁座12と適切に離接して弁の開閉を行える。そして、弁体110が、ガイド部材120により内側から案内されることで、弁体110の外側の大きさの制限を受けないため、弁室容量及び弁体110自体の大きさを高い自由度をもって大きくできる利点がある。すなわち、弁室の大容量化、弁口径(弁体)の大径化が求められる電動弁に好適な構造を有する。さらに、弁本体170が弁体110を外側からガイドするための切削加工を必要としないため、弁本体170をプレス加工とすることが可能となり、それによってコストを安くし、重量を軽減できる。加えて、雌ねじ部材80の外周部にストッパ装置を構成可能となる。そのため、開弁点セット作業が容易に行えるようになる。
また、雌ねじ部材80、雄ねじ部材100またはガイド部120の表面に、例えばNiP−PTFE等の低摩擦被膜コーティング(メッキ)を施こせば、摩擦負荷を低減することができる。
As a result, the
Further, if a low friction coating (plating) such as NiP-PTFE is applied to the surface of the
12 弁座
24 フランジ部材
30 キャン
40 ステータ部材
50 ロータ部材
60 連結部材
80 雌ねじ部材
100 雄ねじ部材
110 弁体
120 ガイド部材
122 上ガイド部
124 下ガイド部
126 段部
140 螺線ガイド部材
150 スライダ部材
170 弁本体
12
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