JP5303763B2 - 電子膨張弁 - Google Patents

Description

本発明は、バルブ技術に関するものであり、特に、電子膨張弁に関するものである。

従来の電子膨脹弁は、ステッピングモータの原理を利用して、コイルにより磁気ローター部品の回動を駆動し、磁気ローター部品の回転運転をネジシャフトの上下運動に転換する。そして、ネジシャフトにより、それに接続されたニードル弁を動かして上昇や降下を行い、電子膨脹弁の流量の大きさを制御する。

従来技術の電子膨脹弁の本体構造は、ケージと、弁座と、磁気ローターと、ナットと、ネジシャフトと、ニードル弁およびニードル弁ブッシュ等を含む。そのうち、ネジシャフトは、それに固定して設置された固定板により、ニードル弁ブッシュの上端部のバーリングに係止されているため、ネジシャフトとニードル弁ブッシュとは、固定することなく接続している。ニードル弁ブッシュの下端には、ニードル弁が、固定されて設置されている。それにより、ネジシャフトとニードル弁とを、固定することなく接続することができる。ここで、ニードル弁ブッシュには、バネが設置されており、このバネの一端は、固定板と当接し、このバネの他端は、ニードル弁と当接している。このバネにより、ネジシャフトとニードル弁との間には、一定の圧力が存在することとなる。ネジシャフトによりニードル弁を動かして下へ移動させ弁座の弁口を閉じる際に、ニードル弁が弁口に接触した後、ネジシャフトがバネを圧縮するため、ニードル弁と弁口との間に一定の圧力が生じることとなる。したがって、液体によりニードル弁が押し上げられることが防止される。

本発明の実現において、発明者は、従来技術に少なくとも以下のような問題点が存在していることを見つけた。即ち、従来技術において、バネの圧力が比較的に大きいため、ネジシャフトによりニードル弁を動かして弁口から離隔させた後においても、ネジシャフトとニードル弁との間に、バネの圧力が存在することとなる。弁口から離れたニードル弁がネジシャフトに対して変位する現象が生じる際に、ニードル弁とネジシャフトとの間に比較的大きいバネの圧力が存在しているため、変位したニードル弁はバネの圧力作用で復帰しにくい。且つ、弁口がニードル弁に接触した場合、ニードル弁ブッシュと固定板との間の摩擦面が大きく、摩擦力の力点と支点間の距離も大きいので、ネジシャフトが比較的に大きい摩擦抵抗を克服しなければニードル弁に対して回転することができない。これにより、ネジシャフトが、ニードル弁に対して相対回動しにくくなる。このことが、従来技術における電子膨張弁の信頼性が低くなる原因となっていた。

本発明の実施例は、電子膨張弁の信頼性を高める電子膨張弁を提供する。

本発明の実施例は、電子膨張弁を提供するものである。この電子膨張弁は、ネジシャフトと、ニードル弁と、及びニードル弁ブッシュとを含む。また、この電子膨張弁は、スペーサーをさらに含む。スペーサーは、ネジシャフトの下端部において周方向に設けられた環状凹溝に固定されずに設置される。ここで、スペーサーの厚さは、前記環状凹溝の幅より小さくなるように構成される。ニードル弁ブッシュは、スペーサーの上表面に当接し、ニードル弁ブッシュとニードル弁とを固定して接続する。そして、スペーサーとニードル弁との間には、バネが設置されている。

本発明の実施例に係る電子膨張弁においては、ネジシャフトの下端部において周方向に設けられた環状凹溝にスペーサーを設置している。ここで、スペーサーの厚さは、環状凹溝の幅より小さくなっている。これにより、スペーサーが、環状凹溝の周方向の回りを回転でき、且つスペーサーが、環状凹溝内で上下に移動することができる。また、ニードル弁とスペーサーとの間には、バネが設置されている。この構成によれば、ニードル弁が弁口から離れた後に、スペーサーがバネの圧力の作用でニードル弁ブッシュと当接することとなる。したがって、バネの圧力が、ニードル弁ブッシュとニードル弁との間にのみ作用するため、ネジシャフトが、バネの圧力作用を受けることがない。そのため、ニードル弁に変位が生じた際に、容易に復帰を調整することが可能であり、ニードル弁およびネジシャフトが、柔軟に相対運動することができる。また、弁口がニードル弁に接触した場合においては、ネジシャフトとスペーサーとの間の摩擦面が比較的小さく、摩擦力の力点と支点間の距離も小さいため、ネジシャフトが比較的に小さい摩擦抵抗モーメントを克服して、ニードル弁に対して回転することができる。したがって、製品の起動電圧を効率的に低下させることができる。このようにして、電子膨張弁の信頼性を高めることができる。

本発明の実施例や、従来技術における技術方案をさらに分かりやすく説明するために、以下、実施例や従来技術に述べる際に必要な図面について、簡単に説明する。以下に説明する図面は、本発明の実施例であり、当業者に対して進歩性に値する労働を必要としない前提で、これらの図面に基づき他の図面を取得することができることが、容易且つ明らかである。

本発明に係る電子膨張弁の実施例１の構造模式図である。 図１のＡ部分の構造模式図である。 本発明に係る電子膨張弁の実施例１におけるネジシャフトとスペーサの装着配置模式図である。 本発明に係る電子膨張弁の実施例２の構造模式図である。 図４のＢ部分の構造模式図である。 本発明に係る電子膨張弁の実施例２におけるネジシャフトとスペーサーとの軸方向の断面図である。

本発明の実施例の目的、技術方案及び利点をさらに分かりやすくするために、以下、本発明の実施例における図面を参照して、本発明の実施例における技術方案について、分かりやすく完全に説明する。当然、説明される実施例は本発明の一部分の実施例であり、全ての実施例ではない。本発明の実施例に基づき、当業者が進歩性に値する労働を必要としない前提で得られる他の全ての実施例は、いずれも本発明の保護範囲に属する。

図１は、本発明に係る電子膨張弁の実施例１の構造模式図である。図２は、図１のＡ領域の構造模式図である。図３は、本発明に係る電子膨張弁の実施例１におけるネジシャフトとスペーサーの装着配置模式図である。図１、図２、図３に示すように、本実施例に係る電子膨張弁は、ネジシャフト４、ニードル弁６、及びニードル弁ブッシュ６１を含む。また、本実施例の電子膨張弁の本体構造は、ケージ１、ケージ１に固定されて接続する弁座９、ケージ１内で回転可能な磁気ローター２、およびネジシャフト４のネジに螺合するナット５等、他の電子膨張弁に含まれる部品をさらに含む。なお、他の電子膨張弁に含まれるこれらの部品に関する詳細な説明は、省略する。

ニードル弁６が弁口から離れる際に、電子膨張弁におけるネジシャフト４にバネの力の作用を及ぼさないようにするために、本実施例の電子膨張弁は、以下のように構成される。

本実施例の電子膨張弁は、スペーサー７をさらに含む。

スペーサー７は、ネジシャフト４の下端部において周方向に設けられた環状凹溝に固定されずに設置される。そして、スペーサー７の厚さは、環状凹溝の幅より小さくなるように構成される。具体的には、本実施例の電子膨張弁における環状凹溝は、以下のような二つの方式により実現することができる。

方式１においては、図２と図３に示すように、本実施例の電子膨張弁におけるネジシャフト４の下端部に段差面４２を設け、ネジシャフトブッシュ４１をネジシャフト４の段差面４２の下方に配置させて固定する。このようにして、ネジシャフトブッシュ４１の上端面と段差面４２との間の領域に環状凹溝を形成する。スペーサー７は、円環構造であり、スペーサー７の貫通穴を環状凹溝に隙間をもって合わせることができる。より具体的には、本実施例の電子膨張弁の方式１におけるスペーサー７は、円環構造であり、ネジシャフト４の下端部をスペーサー７の貫通穴に挿通させて取り付けられる。そのようにして、スペーサー７を段差面４２の下方に配置させる。その後に、ネジシャフトブッシュ４１を段差面４２より下方のネジシャフト４に固定して取り付け、スペーサー７をネジシャフトブッシュ４１と段差面４２との間のスペースに位置決めする。ネジシャフトブッシュ４１と段差面４２との間に形成されたスペースが、環状凹溝に相当する。

方式２においては、図５と図６に示すように、本実施例の電子膨張弁におけるネジシャフト４の下端部の側表面に環状凹溝４０を設けている。スペーサー７は、Ｕ型構造であり、スペーサー７のＵ型開口が環状凹溝４０に差し込まれて取り付けられる。より具体的には、本実施例の電子膨張弁の方式２におけるスペーサー７は、Ｕ型構造であるため、スペーサー７のＵ型開口により、直接ネジシャフト４に設けられた環状凹溝４０に挿入することができる。

ここで、上記二種類の方式における環状凹溝の幅は、スペーサー７の厚さより大きくすることが好ましい。それにより、スペーサー７は環状凹溝内で上下に移動することができ、且つスペーサー７はネジシャフト４とともに環状凹溝内で自由に回動することができる。

ニードル弁ブッシュ６１は、スペーサー７の上表面に当接し、ニードル弁ブッシュ６１とニードル弁６を固定して接続する。具体的には、本実施例の電子膨張弁におけるスペーサー７は、ニードル弁６とネジシャフト４とを浮動接続させるためのものであるため、ニードル弁６をネジシャフト４に対して周方向に自由に回転させることが可能であり、且つ軸方向に上下に移動することができる。

本実施例の電子膨張弁におけるニードル弁６とニードル弁ブッシュ６１は、二種類の構造形式があってもよい、具体的には以下の通りである。

構造形式１においては、図１に示すように、本実施例の電子膨張弁におけるニードル弁６に、内孔６２を設けることができる。ニードル弁ブッシュ６１は、ニードル弁６の内孔６２に介在し、ニードル弁６と固定されて接続される。ニードル弁６の内孔６２にバネ８が設置されており、このバネ８の下端は、ニードル弁６の内孔６２の底部と接触する。より具体的には、本実施例の電子膨張弁の構造形式１におけるニードル弁６には、内孔６２が設けてあり、この内孔６２にバネ８が設置されている。また、ニードル弁ブッシュ６１の外壁が内孔６２に挿入されることにより、ニードル弁ブッシュ６１が、ニードル弁６に固定されて接続される。ここで、ニードル弁ブッシュ６１と当接するスペーサー７も内孔６２に位置するため、スペーサー７とニードル弁ブッシュ６１とにより、ニードル弁６とネジシャフト４とを浮動接続することを実現する。

構造形式２においては、図４に示すように、本実施例の電子膨張弁におけるニードル弁ブッシュ６１は、貫通穴６１１を有する円柱形構造であってもよく、ニードル弁ブッシュ６１の上端部のバーリング６１２が、スペーサー７の上表面と当接する。ニードル弁６は、ニードル弁ブッシュ６１の下端に固定して設けられる。ニードル弁ブッシュ６１の貫通穴６１１に、バネ８が設置されている。より具体的には、本実施例の電子膨張弁の構造形式２におけるニードル弁ブッシュ６１は、貫通穴６１１を有する円柱形構造であり、ニードル弁ブッシュ６１の上端部に設けられたバーリング６１２が、スペーサー７の上表面と当接する。バネ８は、ニードル弁ブッシュ６１の貫通穴６１１に設置される。ニードル弁６は、ニードル弁ブッシュ６１の下端に固定して設けられる。ここで、ニードル弁ブッシュ６１の貫通穴６１１にスペーサー７とバネ８とを含むので、スペーサー７とニードル弁ブッシュ６１とにより、ニードル弁６とネジシャフト４とを浮動接続することを実現する。

スペーサー７とニードル弁６との間には、バネ８が設置されている。具体的には、バネ８の上端がスペーサー７の下表面と接触し、バネ８の下端がニードル弁６と接触する。バネ８がスペーサー７とニードル弁６との間に設置されるため、バネ８による圧力がスペーサー７を介してネジシャフト４又はニードル弁ブッシュ６１に伝達される。

以下、上記の技術方案を結合して、本発明の電子膨張弁の動作プロセスについて説明する。

本実施例に係る電子膨張弁においては、スペーサー７とニードル弁６との間にバネ８が設置されている。したがって、バネ８により生じた圧力は、スペーサー７を介してネジシャフト４又はニードル弁ブッシュ６１に伝達されることとなる。ネジシャフト４によりニードル弁６を下方へと移動させていくと、ニードル弁６と弁座９の弁口とが密着する。それから、環状凹溝に設置されたスペーサー７が、環状凹溝の上部環形内端面と接触する。そうすると、バネ８の圧力がスペーサー７を介してネジシャフト４に伝達されるため、ネジシャフト４とニードル弁６との間に、バネ８の圧力が作用することとなる。この場合に、スペーサー７と、ネジシャフト４にある環状凹溝との接触する面積が小さく、接触点は回動中心軸線に近いため、スペーサー７とネジシャフト４との間の摩擦抵抗のモーメントは非常に小さいので、製品の起動電圧を効率的に低下させることができる。一方、ネジシャフト４によりニードル弁６を上方へと移動させ、ニードル弁６を弁座９の弁口から離れさせると、スペーサー７の厚さが環状凹溝の幅より小さいため、ニードル弁６およびニードル弁ブッシュ６１の重力や気圧力の作用によって、スペーサー７の下表面が、環状凹溝の下部環形内端面と接触することとなる。また、スペーサー７の上表面は、バネ８の圧力の作用によって、ニードル弁ブッシュ６１と当接することとなる。すなわち、バネ８の圧力は、ニードル弁６とニードル弁ブッシュ６１との間のみに作用するため、ネジシャフト４は、バネ８の圧力作用を受けることがない。したがって、本実施例の電子膨張弁においては、ニードル弁６が弁座９の弁口から離れた後、バネ８の圧力がネジシャフト４に作用し得ないため、ニードル弁６をネジシャフト４に対して自由に回転することができ、且つニードル弁６は、スペーサー７を介し環状凹溝内で自由に上下移動することができる。

本発明の実施例の電子膨張弁においては、スペーサー７を、ネジシャフト４の下端部において周方向に設けられた環状凹溝内に設置し、且つスペーサー７の厚さが、環状凹溝の幅より小さくなっている。そして、バネ８をニードル弁６とスペーサー７との間に設けている。また、スペーサー７が、環状凹溝の周方向に回動することができるようにし、且つスペーサー７が、環状凹溝内で上下に移動することができるようになっている。そのため、ニードル弁６が弁口から離れると、スペーサー７がバネ８の圧力作用でニードル弁ブッシュ６１に当接し、バネ８の圧力がニードル弁ブッシュ６１とニードル弁６のみに作用するので、ネジシャフト４がバネ８の圧力作用を受けることがない。それにより、ニードル弁６は、変位が生じた際に、容易に復帰を調整することが可能であるため、ニードル弁６およびネジシャフト４が、柔軟に相対運動することができる。また、弁口がニードル弁６に接触した場合においては、ネジシャフト４とスペーサー７との間における上部環形内端面およびスペーサー７の摩擦面が比較的小さく、摩擦力の力点と支点間の距離も小さいため、ネジシャフト４は、比較的小さい摩擦抵抗モーメントを克服して、ニードル弁６に対して回転することができる。したがって、製品の起動電圧を効率的に低下させることができる。そのため、電子膨張弁の信頼性を高めることができた。

上記技術方案に基づき、バネ８をニードル弁６に対してさらに円滑に回転させるために、バネ８とニードル弁６との間の摩擦力を減少することが好ましい。

図１に示すように、本実施例に係る電子膨張弁の構造形態１に対して、ニードル弁６の内孔６２に剛性球体８１が設置されている。剛性球体８１は、ニードル弁６の内孔６２の底部とバネ８との間に位置する。図４に示すように、本実施例に係る電子膨張弁の構造形式２に対して、ニードル弁ブッシュ６１の貫通穴６１１に、剛性球体８１が設置されている。剛性球体８１は、ニードル弁６とバネ８との間に位置する。より具体的には、バネ８がニードル弁６に対して回転する場合において、バネ８は、剛性球体８１の球面と接触しており、ニードル弁６とは接触していない。そのため、剛性球体８１は、効率的にバネ８のニードル弁６に対する回転による摩擦力を減少させることができる。

このように、本実施例に係る電子膨張弁においては、ニードル弁６とバネ８との間に剛性球体８１を設置している。したがって、バネ８がニードル弁６に対して回転することにより生じる摩擦力を、剛性球体８１によって効率的に減少させることができる。すなわち、ニードル弁６をさらに円滑に回転させることができるため、電子膨張弁の信頼性をさらに高めることができる。

以上、図面を参照して本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、図示した実施の形態のものに限定されない。図示した実施の形態に対して、本発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

１ ケージ、２ 磁気ローター、４ ネジシャフト、４０ 環状凹溝、４１ ネジシャフトブッシュ、４２ 段差面、５ ナット、６ ニードル弁、６１ ニードル弁ブッシュ、６１１ 貫通穴、６１２ バーリング、６２ 内孔、７ スペーサー、８ バネ、８１ 剛性球体、９ 弁座。

Claims (7)

1. ネジシャフトと、前記ネジシャフトの下端部に設置されるニードル弁ブッシュと、ニードル弁とを含み、前記ニードル弁の上端部が前記ニードル弁ブッシュに固定されて接続される電子膨張弁であって、
   スペーサーをさらに含み、前記スペーサーは、前記ネジシャフトの下端部において周方向に設けられた環状凹溝に固定されずに設置され、前記スペーサーの厚さは、前記環状凹溝の幅より小さく、
   前記ニードル弁ブッシュは、前記スペーサーの上表面と当接し、
   前記スペーサーと前記ニードル弁との間にバネを設け、前記バネによる圧力が前記スペーサーと前記ニードル弁に伝達されるよう構成されていることを特徴とする、電子膨張弁。
2. 前記ネジシャフトの下端部に段差面を設け、前記段差面の下方に配置されるように、ネジシャフトブッシュが、前記ネジシャフトに固定して設置され、前記ネジシャフトブッシュの上端面と前記段差面との間の領域に前記環状凹溝を形成し、
   前記スペーサーは、円環構造であり、前記スペーサーの貫通穴を前記環状凹溝に隙間をもって合わせることを特徴とする、請求項１に記載の電子膨張弁。
3. 前記ネジシャフトの下端部の側表面には、前記環状凹溝が設けられ、
   前記スペーサーは、Ｕ型構造であり、前記スペーサーのＵ型開口が前記環状凹溝に差し込まれて取り付けられることを特徴とする、請求項１に記載の電子膨張弁。
4. 前記ニードル弁には、内孔が設けられており、
   前記ニードル弁ブッシュは、前記ニードル弁の内孔に差し込まれて設置され、前記ニードル弁に固定して接続され、
   前記ニードル弁の内孔には、前記バネが設けられており、前記バネの下端と前記ニードル弁の内孔の底部とが、接触することを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の電子膨張弁。
5. 前記ニードル弁ブッシュは、貫通穴を有する円柱形構造であって、前記ニードル弁ブッシュの上端部のバーリングが、前記スペーサーの上表面に当接し、
   前記ニードル弁は、前記ニードル弁ブッシュの下端に固定して設けられ、
   前記ニードル弁ブッシュの貫通穴に、前記バネが設けられていることを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の電子膨張弁。
6. 前記ニードル弁には、内孔が設けられており、
   前記ニードル弁ブッシュは、前記ニードル弁の内孔に差し込まれて設置され、前記ニードル弁に固定して接続され、
   前記ニードル弁の内孔には、前記バネが設けられており、
   前記ニードル弁の内孔に剛性球体を設置し、前記剛性球体が、前記ニードル弁の内孔の底部と前記バネとの間に位置することを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の電子膨張弁。
7. 前記ニードル弁ブッシュの貫通穴に剛性球体を設置し、前記剛性球体が、前記ニードル弁と前記バネとの間に位置することを特徴とする、請求項５に記載の電子膨張弁。

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