JP5510685B2

JP5510685B2 - 電動弁

Info

Publication number: JP5510685B2
Application number: JP2012538187A
Authority: JP
Inventors: 先▲譲▼ 魏
Original assignee: 浙江三花股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2010-10-15
Filing date: 2011-06-17
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2031-06-17
Also published as: CN102454818A; KR20120066032A; WO2012048581A1; KR101375377B1; CN103249977B; JP2012533717A; CN103249977A

Description

本発明は、制御弁の技術分野に関し、特に流体の流量を調節するための電動弁に関するものである。

エアコン、冷蔵庫、ヒートポンプ温水器及び各種類の冷房、暖房の設備において、一般的に電動弁を用いて流体の流量を調節する。

一般的に、電動弁は弁座ユニットと、ナットユニットと、ニードル弁ネジシャフトユニットと、ローターユニットとを含む。弁座ユニットは、バルブコア座、弁座及び接続管を含む。弁座には弁口を有している。通常、バルブコア座、弁座及び接続管は一体に溶接されて、弁座ユニットを構成する。ニードル弁ネジシャフトユニットのニードル弁はナットユニットのナット内に取り付けられている。

特許文献１に開示された電動弁では、ナットユニットのナットがガイドスリーブ内に固定され、ガイドスリーブが弁座に固定されており、またニードル弁が弁座の弁口を封止する必要があるので、弁座とナットとの同軸度に対する要求が比較的高く、電動弁はバルブコア座とナットとの同軸度を確保できるように、複数回の組み付け工程を介して間接的に制御しなければならない。そして弁座とナットとの同軸度は、ナット、ガイドスリーブ、弁座、ニードル弁等の複数の部品の加工精度の影響を受けるため、同軸度の確保が難しく、バルブコア座とナットとが同軸にならないと、ニードル弁と弁口にも同軸にならない現象が現れやすく、ひいては弁口がしっかりと封止されなく、また弁口が偏心磨耗される問題を招くことになり、電動弁の動作の信頼性が低くなり、電動弁の耐用年数も短くなる。

また、現在、金属材の代わりにプラスチック材を用いることが本分野の一つの発展傾向にあり、前記電動弁において、プラスチック材質のナットを採用すると、ナットとガイドスリーブとは締まり嵌めのみによると、二者の接続強度を確保し難いため、接続の信頼性が低くなり、従ってプラスチック材質のナットを採用することができず、高価な金属材質のナットを採用しなければならず、電動弁の加工コストが高くなる。

特開２０１０−２５９３２号公報

従って、どのようにしてナットとバルブコア座との同軸度が高い電動弁を研究開発するかという技術的難題の解決が当業者に迫られている。

そこで、本発明は、ナットとバルブコア座との同軸度が高い電動弁を提供することを目的とする。

前記の目的を実現するために、本発明は、弁座ユニットと、ナットユニットと、ニードル弁ネジシャフトユニットとを含み、前記弁座ユニットは、弁座と、バルブコア座とを含み、前記ナットユニットは、前記ニードル弁ネジシャフトユニットを取り付けるためのナットを含む電動弁において、前記ナットの下端部が前記バルブコア座の上端部に嵌め合わされていることを特徴とする。

前記バルブコア座の上端部は前記ナットの下端部の内孔に挿入されて、前記バルブコア座に前記ナットが、遊び嵌め、中間嵌め、又は締まり嵌めの方式で外嵌されている。

前記ナットは、プラスチックナットと、環状金属接続シートとを含み、前記環状金属接続シートは、内側に一つ以上の内縁切欠口が設けられ、環状部に一つ以上の連通穴が設けられ、前記プラスチックナットは、前記環状金属接続シートのうち前記内縁切欠口と前記連通穴を含む部分を基礎として、エンジニアリングプラスチックを用いて射出成形され、前記環状金属接続シートの外側が前記弁座に溶接固定され、前記環状金属接続シートの外側には、一つ以上の外縁切欠口が設けられている。

また、好ましくは、前記ニードル弁ネジシャフトユニットは、一端にニードル弁ブッシュが設けられているニードル弁と、ネジシャフトとを含み、前記ニードル弁が前記バルブコア座の貫通穴内に設けられて、前記ニードル弁の前記他端が前記弁座の弁口内に挿入され、前記ニードル弁の前記一端に内孔が設けられており、前記ニードル弁の前記内孔内に挿入された前記ネジシャフトの一端にブロッカーリングが設けられている。

また、好ましくは、前記ニードル弁の前記内孔内にばねが設けられており、前記ネジシャフトの端部が前記ばねに当接している。

また、好ましくは、前記ナットの上端部には前記ネジシャフトを取り付けるための内孔が設けられており、前記内孔の上端部はガイド穴となり、前記内孔の下端部は雌ネジ穴となり、この雌ネジ穴と前記ネジシャフトの雄ネジは対を成す。

本発明の電動弁において、ニードル弁ネジシャフトユニットを取り付けるためのナットは、その下端部がバルブコア座の上端部と嵌め合わされるように接続されており、これによりナットとバルブコア座の弁口との同軸度が極めて確保しやすくなり、さらにニードル弁とバルブコア座との同軸度も高くなり、弁口がしっかり封止されなくなる問題や、弁口が偏心磨耗される問題を回避することができる。同時に、ニードル弁と弁口との同軸度を向上させることができるため、ローターユニットのローターが回動する時の摩擦力が顕著に小さくなり、電動弁の動作の信頼性も高められる。

また、好ましい技術案においては、前記ナットは、プラスチックナットと、環状金属接続シートとを含み、前記プラスチックナットは、前記環状金属接続シートを基礎として、エンジニアリングプラスチックを用いて射出成形される。このようにナットは環状金属接続シートを用いて一緒に射出成形されることで、ナットの本体がエンジニアリングプラスチックにて射出成形され、ナットと弁座との接続強度を確保できる。これにより、ナットの組み立てプロセスが簡単になり、生産効率が高まり、コストを抑えることができる。

本発明の電動弁の一つの具体的な実施方式の断面構造模式図である。図１におけるナットの構造模式図である。図２における環状金属接続シートの構造模式図である。図１における電動弁の、ハウジングを取り付けていない時の構造模式図である。本発明の電動弁の他の具体的な実施方式の断面構造模式図である。

当業者が本発明の技術案をよりよく理解するように、図面と具体的な実施例とを参照しながら本発明をさらに詳しく説明する。

図１〜図４を参照すると、図１は本発明の電動弁の一つの具体的な実施方式の断面構造模式図である。図２は図１におけるナットの構造模式図である。図３は図２における環状金属接続シートの構造模式図である。図４は図１における電動弁の、ハウジングを取り付けていない時の構造模式図である。

図１に示すように、本発明の電動弁は、弁座ユニットと、ナットユニットと、ニードル弁ネジシャフトユニットと、ローターユニットとを含む。

ここで、弁座ユニットは、バルブコア座１１と、弁座１２と、第一の接続管１３と、第二の接続管１４とを含む。バルブコア座１１、弁座１２、第一の接続管１３、及び第二の接続管１４が一体に接続されることにより、弁座ユニットは形成される。バルブコア座１１、弁座１２、第一の接続管１３、及び第二の接続管１４は、溶接により一体に接続されることもでき、一体に成形されることもできる。

前記ナットユニットは、ニードル弁ネジシャフトユニットを取り付けるためのナットを含み、ナットの上部の外円周に、ばねレール３３とストップスライドリング３４とが外嵌されており、ナットの下端部がバルブコア座１１の上端部に外嵌され、ナットの側面が弁座１２に固定されている。一つの具体的な実施方式では、図１に示すように、バルブコア座１１の上端部がナットの下端部の内孔に挿入されており、バルブコア座１１にナットが、遊び嵌め、中間嵌め、または締まり嵌めの方式で外嵌されている。

前記ニードル弁ネジシャフトユニットは、ニードル弁２１と、ニードル弁ブッシュ２２と、ネジシャフト２３と、ブロッカーリング２４と、ばね２５とを含む。ニードル弁２１とニードル弁ブッシュ２２とは一体に接続され、具体的には、ニードル弁２１とニードル弁ブッシュ２２とが溶接や締まり嵌め等の方式により一体に接続される。ネジシャフト２３の先端部にはブロッカーリング２４が外嵌されていて、ブロッカーリング２４は溶接や、締まり嵌め等の方式によりネジシャフト２３に外嵌される。また、ネジシャフト２３はニードル弁２１の内孔に係合するように取り付けられ、ニードル弁２１の内孔には、ばね２５がさらに設けられ、ネジシャフト２３の端部がばね２５に当接している。

ローターユニットは、ローター４１と、ローター止め部４２と、二者を接続する接続体とを含み、ローターユニットがネジシャフト２３の上端部に固定されている。

具体的には、電動弁は弁体を封止するためのハウジング５をさらに含み、ハウジング５は弁座１２に外嵌されている。

本発明の電動弁において、ニードル弁ネジシャフトユニットを取り付けるためのナットは、その下端部がバルブコア座１１の上端部に外嵌するように接続されており、ナットの側面が弁座１２に固定されている。これにより、ナットとバルブコア座１１の弁口との同軸度が極めて確保しやすくなり、さらにニードル弁２１とバルブコア座１１との同軸度も高くなり、弁口がしっかりと封止されなくなる問題や、弁口が偏心磨耗される問題を回避することができる。同時に、ニードル弁２１と弁口との同軸度を向上させることができるため、ローターユニットのローター４１が回動する時の摩擦力が顕著に小さくなり、電動弁の動作の信頼性も高められる。

本発明は、ニードル弁ネジシャフトユニット、ローターユニット及びハウジング５の構造に対して、前記の実施例によって具体的に限定されるものではなく、ニードル弁ネジシャフトユニット、ローターユニット及びハウジング５は、別のどのような構造を採用しても、いずれも本発明の保護範囲に属すべきである。

好ましい技術案においては、図２、図３に示すように、ナットはプラスチックナット３２と、環状金属接続シート３１とを含む。この環状金属接続シート３１は環状を成し、具体的には、環状金属接続シート３１の中間が貫通穴になり、環状金属接続シート３１は金属板材の打ち抜きにより形成され、プラスチックナット３２は、この環状金属接続シート３１を基礎として、エンジニアリングプラスチックを用いて射出成形する。

ナットは、環状金属接続シート３１を金型の一部として用いて一緒に射出成形することで、ナットの本体がエンジニアリングプラスチックにて射出成形され、ナットと弁座１２との接続強度を確保できる。これにより、ナットの組み立てプロセスが簡単になり、生産効率が高まり、コストを抑えることができる。

また、具体的には、環状金属接続シート３１の外側が弁座１２に溶接固定され、ナットは環状金属接続シート３１を介して弁座１２に固定接続される。このように、環状金属接続シート３１を弁座１２にしっかりと接続することができるので、ナットと弁座１２との接続強度を確保することができる。

好ましい技術案においては、環状金属接続シート３１の内側には、一つ以上の内縁切欠口３１ａが設けられ、環状金属接続シート３１の環状部には、一つ以上の連通穴３１ｂが設けられている。この内縁切欠口３１ａと連通穴３１ｂとにより、環状金属接続シート３１の上下両側とプラスチックナット３２との接続強度を強めて、環状金属接続シート３１とプラスチックナット３２との間の相対的回動を防ぐことができる。

また、好ましい技術案においては、環状金属接続シート３１の外側には、一つ以上の外縁切欠口３１ｃが設けられており、外縁切欠口３１ｃは冷媒の通路となり、環状金属接続シート３１の上下両側の圧力を平衡する役割を果たすことができ、具体的な技術案においては、そのうち一つの外縁切欠口３１ｃがばねレール３３の尾部をリミットする。

具体的な技術案においては、図３、図４に示すように、プラスチックナット３２は、プラスチックナット上部３２ａと、プラスチックナット中部３２ｂと、プラスチックナット下部３２ｃとの三つの部分に分けられる。

プラスチックナット上部３２ａの外周は、ばねレール３３とストップスライドリング３４とを外嵌するためのストップレール外嵌部である。プラスチックナット上部３２ａの内孔の上端部は、ネジシャフト２３のガイド穴であり、この内孔の下端部は雌ネジ穴である。前記ネジシャフト２３のガイド穴とネジシャフト２３の上端の外円とは、小さい隙間で遊び嵌めされ、これによりローター４１に周方向の位置決めガイドを提供する。前記の雌ネジ穴とネジシャフト２３の雄ネジとは、対を成す。プラスチックナット中部３２ｂの外径はプラスチックナット上部３２ａの外径より大きく、環状金属接続シート３１は射出成形によりプラスチックナット中部３２ｂに接続されている。プラスチックナット下部３２ｃはバルブコア座１１の上端部に外嵌するためのものである。

本発明の電動弁は以下の方法により組み付けられる。

ナットの下方からニードル弁ネジシャフトユニットをナット内に挿入し、そしてニードル弁ネジシャフトユニットをナットに螺入し、さらにニードル弁ネジシャフトユニットとナットをバルブコア座１１に嵌めてから、環状金属接続シート３１の外縁を弁座１２に溶接する。ストップスライドリング３４とローター止め部４２の位置を設定した後、ローターユニットをネジシャフト２３の先端部に外嵌し、かつ溶接によりネジシャフト２３をローター４１の接続体に溶接する。最後にハウジング５を弁座１２に外嵌してから、ハウジング５を弁座１２に封止溶接する。

前記実施例において、ナットは環状金属接続シート３１にプラスチックナット３２を射出成形する構造を採用しているが、本発明の電動弁はこれに限らず、ナットは金属材のナットを採用してもよく、ナットがバルブコア座１１に外嵌により固定する構造であれば、いずれも本発明の保護範囲に属すべきである。

また、前記実施例においては、ナットとバルブコア座１１とは、バルブコア座１１の上端部が前記ナットの下端部の内孔に挿入され、ナットがバルブコア座１１に、遊び嵌め、中間嵌め、または締まり嵌めの方式で外嵌されているが、本発明はこれに限らず、ナットの下端部がバルブコア座１１の上端部の内孔内に挿入される形でもよく、以下、実施例を参照しながら、この例を簡単に説明する。

図５を参照すると、図５は本発明の電動弁の他の具体的な実施方式の断面構造模式図である。

図５に示すように、ナットの下端部がバルブコア座１１上端部の内孔内に挿入され、ナットの下端部にバルブコア座１１の上端部が、遊び嵌め、中間嵌め、または締まり嵌めの方式で外嵌されている。その他の具体的な実施過程は、前記実施例と類似するため、ここでは、詳細な説明を省略する。

以上の実施例においては、ナットの下端部とバルブコア座１１の上端部とが、遊び嵌め、中間嵌め、または締まり嵌めの方式で嵌め合わされているが、本発明はこれに限らず、ナットの下端部とバルブコア座の上端部が螺接等により嵌め合わされてもよく、いずれも本発明の保護範囲に属すべきである。

以上記載したのは、本発明の好ましい実施形態である。指摘すべきことは、文字表現の有限性を持つが、本発明は、客観的に無限の具体的な構造を有する。つまり、本発明は、本技術分野の一般の技術者にとって、本発明の原理を離脱しない前提で、若干の改良及び修飾を行うことができ、これらの改良と修飾は、本発明の保護範囲に属すとみなされるべきである。

１１バルブコア座
１２弁座
１３第一の接続管
１４第二の接続管
２１ニードル弁
２２ニードル弁ブッシュ
２３ネジシャフト
２４ブロッカーリング
２５ばね
３１環状金属接続シート
３１ａ内縁切欠口
３１ｂ連通穴
３１ｃ外縁切欠口
３２プラスチックナット
３２ａプラスチックナット上部
３２ｂプラスチックナット中部
３２ｃプラスチックナット下部
３３ばねレール
３４スライドリング
４１ローター
４２ローター止め部
５ハウジング

Claims

弁座ユニットと、ナットユニットと、ニードル弁ネジシャフトユニットとを含み、前記弁座ユニットは、弁座と、バルブコア座とを含み、前記ナットユニットは、前記ニードル弁ネジシャフトユニットを取り付けるためのナットを含む電動弁において、
前記バルブコア座の上端部は前記ナットの下端部の内孔に挿入されて、前記バルブコア座に前記ナットが、遊び嵌め、中間嵌め、又は締まり嵌めの方式で外嵌され、
前記ナットは、プラスチックナットと、環状金属接続シートとを含み、
前記環状金属接続シートは、内側に一つ以上の内縁切欠口が設けられ、環状部に一つ以上の連通穴が設けられ、
前記プラスチックナットは、前記環状金属接続シートのうち前記内縁切欠口と前記連通穴を含む部分を基礎として、エンジニアリングプラスチックを用いて射出成形され、
前記環状金属接続シートの外側が前記弁座に溶接固定され、
前記環状金属接続シートの外側には、一つ以上の外縁切欠口が設けられていることを特徴とする電動弁。
前記ニードル弁ネジシャフトユニットは、一端にニードル弁ブッシュが設けられているニードル弁と、ネジシャフトとを含み、
前記ニードル弁が前記バルブコア座の貫通穴内に設けられて、前記ニードル弁の他端が前記弁座の弁口内に挿入され、前記ニードル弁の前記一端に内孔が設けられており、前記ニードル弁の前記内孔内に挿入された前記ネジシャフトの一端にブロッカーリングが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電動弁。
前記ニードル弁の前記内孔内にばねが設けられており、前記ネジシャフトの端部が前記ばねに当接していることを特徴とする請求項２に記載の電動弁。
前記ナットの上端部には前記ネジシャフトを取り付けるための内孔が設けられており、前記内孔の上端部はガイド穴となり、前記内孔の下端部は雌ネジ穴となり、この雌ネジ穴と前記ネジシャフトの雄ネジは対を成すことを特徴とする請求項２に記載の電動弁。