JP5745684B2 - 冷却システム及び電動弁 - Google Patents

Description

本願は、2011年04月02日に中国特許局に提出した、出願番号が201110085254.4で、発明の名称が「冷却システム及び電動弁」である中国特許出願の優先権を主張し、当該特許出願の内容の全てを援用によって本願に取り入れる。

本発明は、流体制御部材の技術分野に関し、特に電動弁に関する。また、本発明は、当該電動弁を含む冷却システムに関する。

冷却技術分野において、電動弁は冷却装置における冷媒流量の制御部材であり、その作動過程として、一般的に、エアコンなどの冷却装置システムにおいて電動弁をオン又はオフにすることによって、冷媒の流通及び遮断を制御するとともに、冷媒流量の大きさを調節することもできる。勿論、電動弁の適用範囲は、上記の冷却技術分野に限定されず、例えば、液圧分野にも広く適用されている。

先行技術では、日本特許「特開平11-022846」号は電動弁を開示している。具体的には、図1及び図２を参照し、図１は先行技術に係る電動弁の弁座、カバー蓋及びハウジングの三者が溶接される前の構造の模式図であり、図２は図1における弁座、カバー蓋及びハウジングの三者が溶接された後の構造の模式図である。

当該先行技術に係る電動弁は、弁座１′、カバー蓋３′及びハウジング２′を含む。カバー蓋３′は、その中心通孔を介して弁座１′の外部にネスト装着される。弁座１′に折返し縁1′１が設けられている。これに対応して、カバー蓋３′に面取り部３′１が旋盤による機械加工によって形成されており、折返し縁1′１が面取り部３′１にかしめられる。図１に示すように、カバー蓋３′の縁に上段部３′２が旋盤による機械加工によって形成されており、溶接されるようにハウジング２′が該上段部３′２によって支持されている。図２に示すように、両者の間に第１の溶接部4′１が形成されているとともに、該上段部３′２の側面は、ハウジング２′のガイドとして機能する。よって、両者の同軸度が保証される。図１に示すように、Ｔ１の厚さを調節するため、カバー蓋３′の辺縁に、さらに旋盤による機械加工によって下段部３′３が形成されている。よって、ハウジング２′と上段部３′２との間の溶接に寄与する。図１に示すように、カバー蓋３′の底壁に、さらに旋盤による機械加工によって半円状凹溝３′４が形成されており、図２に示すように、弁座１′とカバー蓋３′とを半田付けする際に、第２の溶接部４′２が形成され、半田付け時に溶融した半田が当該半円状凹溝３′４に浸入することができる。したがって、半田付けの品質が確保される一方、半田が意図しない場所に流れて美観に影響を与えることが防止される。

特開平１１−０２２８４６号公報

しかしながら、上記先行技術における弁座１′、カバー蓋３′及びハウジング２′の接続構造には以下のような欠陥がある。

先ず、カバー蓋３′に旋盤による機械加工によって形成されている上段部３′２は、ハウジング２′とネスト接続するためのものである。そのネスト接続の深さは、カバー蓋３′の厚さに制限されている。ハウジング２′とカバー蓋３′との間の同軸度を向上するように比較的長いネスト接続の深さを設置しようとする場合、上記カバー蓋３′の厚さを増加せざるを得ない。これによって、材料コストが大幅に増加するとともに、機械加工効率も低下する。また、カバー蓋３′の厚さが大きい場合、ハウジング２′とカバー蓋３′の溶接時に比較的大量の熱量を必要とし、溶接のプロセス製造性に不利であり、且つ磁気ローターに与える熱影響も大きい。この場合、上記問題を解決するために、下段部３′３を旋盤による機械加工によって形成して、Ｔ１の厚さを小さくするが、加工コストの増加につながる。カバー蓋３′の厚さを増加しなければ、ハウジング２′とカバー蓋３′の間のネスト接続の深さを増加することができないため、ハウジング２′とカバー蓋３′の間の同軸度に影響を与えて、弁体全体の装着精度に影響を及ぼす。

次に、カバー蓋３′は、旋盤による機械加工によって得られたものであり、カバー蓋３′に面取り部３′１、上段部３′２、下段部３′３及び半円状凹溝３′４が旋盤による機械加工によって形成される必要があり、加工の工程数が多いのみならず、旋盤による機械加工そのものの効率も低く、コストが高いので、カバー蓋全体の加工効率の低減、加工コストの上昇を招く。

これに鑑み、如何に先行技術における電動弁の弁座、カバー蓋及びハウジングの接続構造を改良することによって、材料コストの削減の上、ハウジングとカバー蓋との間の同軸度を向上し、且つハウジングとカバー蓋との溶接時に必要とする熱量を低減することができるのかは、当業者にとって切実に解決しようとする問題である。

本発明の解決しようとする技術的問題は、構造設計により、材料コストの削減の上、ハウジングとカバー蓋との間の同軸度を向上し、且つハウジングとカバー蓋との溶接時に必要とする熱量を低減することができる電動弁を提供することである。また、本発明の他の解決しようとする技術的問題は、上記電動弁を含む冷却システムを提供することである。

上記技術問題を解決するために、本発明は電動弁を提供し、この電動弁は、弁座、ハウジング及びその両者を接続するためのカバー蓋を含み、前記カバー蓋は、その中心通孔を介して前記弁座の外部に設けられており、且つ、前記カバー蓋には前記ハウジングと取り合わせる第１の案内部が設けられており、前記カバー蓋は、前記中心通孔が設けられている移行接続部を更に含み、前記第１の案内部は、前記移行接続部に対して下方へ向けて湾曲し、且つその外側壁が前記ハウジングの内壁と貼り合わせているとともに、その下端部が前記ハウジングの下端部に固定し接続されている。

前記カバー蓋の材料は板材であり、前記中心通孔は板材プレス孔であり、前記第１の案内部は、前記移行接続部に対して板材引張によって形成される案内部であることが、好ましい。

前記第１の案内部の下端面は前記ハウジングの下端面に溶接されていることが、好ましい。

前記第１の案内部の下端部には、前記ハウジングの径方向に沿って延在する段部がさらに接続されており、前記ハウジングの下端面は、前記段部に支持されて溶接されていることが、好ましい。

前記弁座には、弁座段部が設けられており、前記移行接続部は、その中心通孔を介して前記弁座段部にネスト装着されていることが、好ましい。

前記弁座段部の側面には弁座案内面が形成されており、前記中心通孔の孔壁は弁座案内面と取り合わせるとともに、前記移行接続部の底壁は、前記弁座段部の段差面に支持されていることが、好ましい。

前記弁座段部の側面に弁座案内面が形成されており、前記移行接続部には、下方へ向けて湾曲し、且つ前記弁座案内面と取り合わせる第２の案内部が更に接続されており、前記第２の案内部は前記中心通孔に取り囲み、前記第２の案内部の下端面は、前記弁座段部の段差面に支持されていることが、好ましい。

前記弁座段部の側面には弁座案内面が形成されており、前記移行接続部には、上方へ向けて湾曲し、且つ前記弁座案内面と取り合わせる第２の案内部が更に接続されており、前記第２の案内部は前記中心通孔に取り囲み、前記移行接続部の底壁は、前記弁座段部の段差面に支持されていることが、好ましい。

前記第１の案内部の内壁、前記移行接続部の底壁及び前記弁座の側壁には凹溝が形成されていることが、好ましい。

また、上記の技術問題を解決するために、電動弁を含み、且つ前記電動弁は、上記のいずれか一項に記載の電動弁である冷却システムを提供する。

先行技術に基き、前記カバー蓋は、中心通孔が設けられている移行接続部を更に含み、前記第１の案内部は、前記移行接続部に対して下方へ向けて湾曲し、且つその外側壁が前記ハウジングの内壁に貼り合わせていると共に、その下端部が前記ハウジングに固定し接続されている。本発明は移行接続部が設けられており、且つ、第１の案内部は、移行接続部に対して下方へ向けて湾曲し、且つ第１の案内部の外側壁が前記ハウジングの内壁に貼り合わせていることによって案内するため、本発明において、ハウジングとカバー蓋のネスト接続の深さは、カバー蓋の材料の厚さに制限されることはなく、カバー蓋の材料の厚さを小さくしてもよい。これによって、カバー蓋の材料コストを削減することができる。それと同時に、カバー蓋とハウジングとの間の同軸度を向上するために、第１の案内部が軸方向に延在する長さを増加することができる。また、第１の案内部の下端部とハウジングの下端部とは溶接にて接続されると、カバー蓋の材料の厚さを小さくしてもよいため、溶接に必要な熱量が小さいことで、溶接のプロセス製造性が保証されることができるとともに、磁気ローターに与える熱影響も小さい。

とにかく、本発明によって提供される電動弁は、材料コストの削減の上、ハウジングとカバー蓋の間の同軸度を向上し、且つハウジングとカバー蓋との溶接時に必要とする熱量を低減することができる。

また、本発明によって提供される上記電動弁を含む冷却システムは、技術的効果が該電動弁の技術的効果と比べ略同様であり、ここで重複する説明を省略する。

先行技術における電動弁の弁座、カバー蓋及びハウジングの三者の溶接前の構造の模式図。 図１における弁座、カバー蓋及びハウジングの三者の溶接後の構造の模式図。 本発明の第１の実施例における電動弁の構造の模式図。 図３における電動弁のカバー蓋の構造の模式図。 本発明の第２の実施例における電動弁の構造の模式図。 図５における電動弁のカバー蓋の構造の模式図。 本発明の第３の実施例における電動弁の構造の模式図。 図７における電動弁のカバー蓋の構造の模式図。 本発明の第４の実施例における電動弁の構造の模式図。 図９における電動弁のカバー蓋の構造の模式図。 図３、図５及び図7における電動弁のカバー蓋とハウジングとの溶接構造の模式図。 図９における電動弁のカバー蓋とハウジングとの溶接構造の模式図。なお、図１及び図２における符号と部材名称との対応関係は、以下の通りである。

本発明の核心は、構造設計により、材料コストの削減の上、ハウジングとカバー蓋との間の同軸度を向上し、且つハウジングとカバー蓋との溶接時に必要とする熱量を低減することができる電動弁を提供することである。また、本発明の他の解決しようとする核心は、該電動弁を含む冷却システムを提供することである。

当業者が本発明の技術的案を比較的良好に理解できるように、以下、図面と具体的な実施例に基いて本発明を更に詳細に説明する。

図３及び図４を参照して、図３は本発明の第１の実施例における電動弁の構造の模式図であり、図４は図３における電動弁のカバー蓋の構造の模式図である。

本発明の基礎となる技術的案において、図３に示すように、電動弁は、弁座１とハウジング２とを含む。弁座１とハウジング２との間はカバー蓋３によって接続されている。カバー蓋３は、その中心通孔３１を介して弁座１の外部に設けられているとともに、カバー蓋３にはハウジング２と取り合わせる第１の案内部３２が設けられている。また、図３に示すように、弁座１にはナット６１が固定されており、当該ナット６１は、ネジによってスピンドルアセンブリ６２と螺合されており、該スピンドルアセンブリ６２は磁気ローター６３に固定し接続されている。したがって、スピンドルアセンブリ６２は、磁気ローター６３の回転に伴って、ナット６１に対して回転するとともに、軸方向に沿って昇降運動を行うことによって、弁座1における弁口を開閉したり、弁口の開度を調節したりする。

上記先行技術を基にし、図３及び図４に示すように、カバー蓋３は、移行接続部３３を含み、第１の案内部３２は、該移行接続部３３に接続されていると共に、移行接続部３３に対して下方へ向けて湾曲している。第１の案内部３２の外側壁は、ハウジング２の内壁と貼り合わせているとともに、その下端部はハウジング２の下端部に固定し接続されている。

本発明においては、移行接続部３３が設けられており、第１の案内部３２は移行接続部３３に対して下方へ向けて湾曲しているとともに、第１の案内部３２の外側壁はハウジング２の内壁と貼り合わせて案内を行う。そのため、本発明において、ハウジング２とカバー蓋３との間のネスト接続の深さは、カバー蓋３の材料の厚さに制限されることは無く、カバー蓋３の材料の厚さを小さくしてもよく、カバー蓋３の材料のコストを削減させるとともに、カバー蓋３の材料の厚さを小さくするに加え、カバー蓋３とハウジング２との間の同軸度を向上するために、第１の案内部３２が軸方向に延在する長さを大きくしてもよい。また、第１の案内部３２の下端部とハウジング２の下端部とが溶接で接続されている場合に、カバー蓋３の材料の厚さを小さくすることができるため、溶接に必要な熱量が少量であってもよい。ひいては、溶接のプロセス製造性が保証されると同時に、磁気ローター６３に与える熱影響も小さくなり、弁体内におけるナット６１などのプラスチック製部材が高温で溶融してしまうことや磁気ローター６３が高温で磁気が除去されることを有効に避けることができる。

要するに、本発明によって提供される電動弁は、材料のコストの削減の上、ハウジング２とカバー蓋３との間の同軸度を向上するとともに、ハウジング２とカバー蓋３との溶接時に必要とする熱量を低減することができる。

なお、上記の基礎となる技術的案においては、移行接続部３３と第１の案内部３２との加工形成方式が限定されておらず、この移行接続部３３と第１の案内部３２とは、旋盤による機械加工の方式で形成されてもよく、又は、引張プレスプロセスによって形成されてもよい。勿論、その他の形式によって形成されてもよい。

カバー蓋３の加工コストを削減するために、カバー蓋３は、引張プレスプロセスによって形成されてもよいことは言うまでもない。具体的には、カバー蓋３の材料が板材であり、移行接続部３３の中心通孔３１が、板材をプレスすることによって形成される板材プレス孔である。第１の案内部３２は、移行接続部３３に対して板材引張によって形成される案内部であって、板材に対して引張プロセスによって形成される。

図１及び図２に示す先行技術において、カバー蓋３′は旋盤による機械加工によって獲得し、カバー蓋３′に面取り部３′１、上段部３′２、下段部３′３及び半円状凹溝３′４が旋盤による機械加工によって形成される必要があり、加工工程数が多いのみならず、旋盤による機械加工そのものの効率の低下で、且つコストが高いため、カバー蓋３′全体の加工効率の低下、コストの高価を招いてしまう。一方、本発明においては、プレスプロセスにて中心通孔３１を形成し、その後、引張プロセスにて第１の案内部３２を形成することによって、カバー蓋３に対する加工を完成させることができるため、加工効率が著しく向上した。

なお、先行技術には、引張プレスプロセスによって形成されるカバー蓋が存在している。本発明と異なる点といえば、このようなカバー蓋においては、第１の案内部が、移行接続部３３に対して上方へ向けて湾曲するとともに、ハウジングと第１の案内部との溶接に寄与するために、第１の案内部の上端部が、周方向に沿って案内段部が設けられており、ハウジングの下端面が、案内段部をネスト装着して、該案内段部に支持されており、且つ溶接されている。このような構造のカバー蓋と比べて、本発明では、第１の案内部３２が下方へ向けて湾曲するため、カバー蓋３とハウジング２との溶接位置は、磁気ローター６３及びナット６１などのプラスチック製部材からの距離が遠いので、弁体内におけるナット６１などのプラスチック製部材が高温で溶融してしまうことや磁気ローター６３が高温で磁気が除去されることをさらに有効に避けることができる。また、本発明では、第１の案内部３２が下方へ向けて湾曲するため、ハウジング２が、第１の案内部３２の外側壁に直接にネスト装着することができ、且つ、ハウジング２の下端部が第１の案内部３２の下端部に直接に溶接されることができる（具体的に、下記の図１１及び図１２を参照）。上記の上方へ向けて湾曲するカバー蓋の構造と比べ、本発明は、カバー蓋とハウジングとの溶接に寄与するために案内段部を旋盤による機械加工によって形成することが不要であるため、一つの旋盤による機械加工プロセスを省略し、加工コストを削減し、構造を簡単にすることができる。

上記の基礎となる技術的案においては、図３に示すように、弁座１に段部１１が設けられており、移行接続部３３が、その中心通孔３１を介して弁座の段部１１にネスト装着されている。これに基き、本発明の第１実施例を得られる。具体的には、図３及び図４に示すように、弁座の段部１１の側面には弁座案内面１１aが形成されており、移行接続部３３の中心通孔３１の孔壁は該弁座案内面１１aと貼り合わせて案内を行うとともに、移行接続部３３の底壁は弁座の段部１１の段差面１１ｂに支持されている。

図５及び図６を参照し、図５は本発明の第２の実施例における電動弁の構造の模式図であり、図６は図５における電動弁のカバー蓋の構造の模式である。

上記の基礎となる技術的案を基にして、さらに改良することによって、本発明の第２の実施例が得られる。具体的に、図５及び図６に示すように、弁座の段部１１の側面には弁座案内面１１aが形成されており、移行接続部３３に、下方へ向けて湾曲し且つ弁座案内面１１aと取り合わせる第２の案内部３５が更に接続されている。第２の案内部３５は中心通孔３１を取り囲むと共に、第２の案内部３５の下端面は弁座の段部１１の段差面１１ｂに支持されている。このような構造設計により、弁座１とカバー蓋３との間の同軸度を更に向上することができ、弁体の装着精度を保証することができる。

図７及び図８を参照し、図７は本発明の第３の実施例における電動弁の構造の模式図であり、図８は図７における電動弁のカバー蓋の構造の模式図である。
上記の基礎となる技術的案を基にして、さらに改良することによって本発明の第３の実施例が得られる。具体的に、図７及び図８に示すように、弁座の段部１１の側面には弁座案内面１１aが形成されており、移行接続部３３には、上方へ向けて湾曲し、且つ弁座案内面１１aと取り合わせる第２の案内部３５が更に接続されている。第２の案内部３５は中心通孔３１に取り囲むと共に、移行接続部３３の底壁は弁座段部１１の段差面１１ｂに支持されている。このような構造設計によって、弁座１とカバー蓋３との間の同軸度をさらに向上することができ、弁体の装着精度を保証することができる。

図９、図１０及び図１２を参照し、図９は本発明の第４実施例における電動弁の構造の模式図であり、図１０は、図９における電動弁のカバー蓋の構造の模式図であり、図１２は図９における電動弁のカバー蓋とハウジングの溶接構造の模式図である。

上記の基礎となる技術的案またはいずれか一つの実施例においては、ハウジング２と第１の案内部３２との間の固定構造に対して具体的な設計を行うことができる。これにより、本発明の第４の実施例が得られる。この第４の実施例においては、図９及び図１０に示すように、第１の案内部３２の下端面とハウジング２の下端面とが揃っている。これに基き、図１２のように、第１の案内部３２の下端面とハウジング２の下端面とに溶接を行うことができ、図１２に示すように、溶接位置に第１の溶接部５１が形成されている。具体的に、このような溶接方式は、母材を溶融して溶接することであってもよい。

なお、図３におけるカバー蓋３の構造のみならず、図５及び図７におけるカバー蓋３の構造においても、上記の溶接構造、即ち、図５及び図７において、第１の案内部３２の下端に段部３４が設置されず、第１の案内部３２の下端面がハウジング２の下端面と揃って溶接されている。

図１１を参照し、図１１は図３、図５及び図７における電動弁のカバー蓋とハウジングの溶接構造の模式図である。

なお、第１の案内部３２とハウジング２との間の固定構造に対して別の設計を行うことができる。これによって本発明の第５の実施例が得られる。具体的に、図１１に示すように、第１の案内部３２の下端部には、ハウジング２の径方向に沿って延在する段部３４が更に接続されており、ハウジング２の下端面は段部３４に支持されるとともに溶接されている。図１１に示すように、溶接位置には第２の溶接部が形成されている。具体的に、このような溶接方式は、母材を溶融して溶接することであってもよい。

更に、図３、図７及び図９に示すように、第１の案内部３２の内壁、移行接続部３３の底壁及び弁座１の側壁には、凹溝４が形成されている。カバー蓋３と弁座１とを半田付けすると、溶融した半田が凹溝４に蓄積されることができ、半田が他の場所に流れることを防止することができる。先行技術におけるカバー蓋におけて半田を蓄積することができる半円状凹溝を設ける必要がある構造に対して、当該構造設計は、加工コストを削減し、構造を簡単にすることができる。

また、本発明は、さらに、冷却システムを提供し、このような冷却システムは、蒸発機、凝縮器及びコンプレッサーを含む。上記のいずれか一つの技術案における電動弁を更に含む。当該冷却システムの他の部分について、先行技術を参照することができるので、ここで展開する説明を省略する。

以上、本発明によって提供される冷却システム及び電動弁を詳細に説明した。本文には具体的な個別の実施例を利用して本発明の原理及び実施態様を説明したが、上記の実施例の説明は、本発明の方法及びその核心思想を理解し易くするためのものに過ぎない。なお、当業者にとって、本発明の原理を外れない前提で、若干の改良や修飾を行うことができる。これらの改良や修飾も本発明の保護範囲に該当することを理解すべきである。

本発明は、流体制御の分野における電動弁および冷却システムとして有利に利用され得る。

1′…弁座；1′１…折返し縁；２′…ハウジング；３′…カバー蓋；３′１…面取り部；３′２…上段部；３′３…下段部；３′４…半円状凹溝；４′１…第１の溶接部；４′２…第２の溶接部；図３乃至図１２における符号と部材名称との対応関係は、以下の通りである。１…弁座；１１…弁座段部；１１a…弁座案内面；１１ｂ…段差面；２…ハウジング；３…カバー蓋；３１…中心通孔；３２…第１の案内部；３３…移行接続部；３４…段部；３５…第２の案内部；４…凹溝；５１…第１の溶接部；５２…第２の溶接部；６１…ナット；６２…スピンドルアセンブリ；６３…磁気ローター。

Claims (7)

1. 弁座（１）と、ハウジング（２）及びその両者を接続するためのカバー蓋（３）を含み、前記カバー蓋（３）は、その中心通孔（３１）を介して前記弁座（１）の外部に設けられており、且つ、前記カバー蓋（３）には、前記ハウジング（２）と取り合わせる第１の案内部（３２）が設けられている電動弁において、
   前記カバー蓋（３）は、中心通孔（３１）が設けられている移行接続部（３３）を更に含み、前記第１の案内部（３２）は、前記移行接続部（３３）に対して下方へ向けて湾曲しており、且つその外側壁が前記ハウジング（２）の内壁に貼り合わせているとともに、その下端部が前記ハウジング（２）の下端部に固定して接続されており、
   前記弁座（１）に、弁座段部（１１）が設けられており、
   前記移行接続部（３３）は、その中心通孔（３１）を介して前記弁座段部（１１）にネスト装着されており、
   前記弁座段部（１１）の側面には弁座案内面（１１a）が形成されており、
   前記移行接続部（３３）には、上方へ向けて湾曲し、且つ前記弁座案内面（１１a）と取り合わせる第２の案内部（３５）が更に接続されており、前記第２の案内部（３５）は前記中心通孔（３１）に取り囲み、前記移行接続部（３３）の底壁は、前記弁座段部（１１）の段差面（１１ｂ）に支持されていることを特徴とする電動弁。
2. 前記カバー蓋（３）の材料は板材であり、
   前記中心通孔（３１）は板材プレス孔であり、
   前記第１の案内部（３２）は、前記移行接続部（３３）に対して板材引張によって形成される案内部であることを特徴とする請求項１に記載の電動弁。
3. 前記第１の案内部（３２）の下端面は前記ハウジング（２）の下端面に溶接されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動弁。
4. 前記第１の案内部（３２）の下端部には、前記ハウジング（２）の径方向に沿って延在する段部（３４）が更に接続されており、
   前記ハウジング（２）の下端面は、前記段部（３４）に支持されて溶接されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動弁。
5. 前記中心通孔（３１）の孔壁は弁座案内面（１１a）と取り合わせると共に、前記移行接続部（３３）の底壁は、前記弁座段部（１１）の段差面（１１ｂ）に支持されていることを特徴とする請求項１に記載の電動弁。
6. 前記第１の案内部（３２）の内壁、前記移行接続部（３３）の底壁及び前記弁座（１）の側壁には、凹溝（４）が形成されていることを特徴とする請求項１又は５に記載の電動弁。
7. 電動弁を含む冷却システムにおいて、
   前記電動弁は、請求項1乃至６のいずれか一項に記載の電動弁であることを特徴とする冷却システム。

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