JP5793430B2 - Motorized valve - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、空気調和機の冷媒の流量を制御するのに用いられる電動弁に関する。 The present invention relates to a motor-operated valve used to control the flow rate of refrigerant in an air conditioner, for example.
下記の特許文献1は、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を示し、冷媒等の流体の流量を調整する機能を有し、通常、弁室及び弁座を備えた弁本体と、弁本体の上部に固着された有底円筒状のキャンとを備えている。キャンの内側にはロータが内蔵され、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。 The following Patent Document 1 shows an electric valve used by being incorporated in this type of air conditioner, refrigerator, etc., and has a function of adjusting the flow rate of a fluid such as a refrigerant. And a bottomed cylindrical can fixed to the upper part of the valve body. A rotor is built inside the can, and a stator having an insertion hole in the center is fitted outside the can.
ロータの回転出力は、減速機構により減速され、ねじ軸に伝達される。ねじ棒は、弁本体の上部に固着されたねじ軸受に螺合しており、ねじ軸はねじ機構により軸線方向に移動する。
ねじ軸の移動は、弁体に伝達され、弁体は弁本体に形成された弁座との間を開閉して流量を制御する。
The rotational output of the rotor is decelerated by the reduction mechanism and transmitted to the screw shaft. The screw rod is screwed into a screw bearing fixed to the upper part of the valve body, and the screw shaft moves in the axial direction by a screw mechanism.
The movement of the screw shaft is transmitted to the valve body, and the valve body opens and closes with a valve seat formed in the valve body to control the flow rate.
弁体は、コイルバネにより常に開弁方向に付勢されて、ねじ軸に常時当接している。
棒状の弁体は、弁室内に設けられた円筒形状のバネケース内に摺動自在に挿入されている。
バネケースは、上部が大径部で下部が小径部の2段の円筒形状を有し、下部の小径部で弁体をガイドする。コイルバネは、バネケースの大径部に挿入される。コイルバネの上端部は弁体の上部のフランジ部に当接し、下端部はバネケースの大径部の底部に当接する。
コイルバネは圧縮バネであって、弁体を常時開弁方向に付勢している。
The valve body is always urged in the valve opening direction by a coil spring and is always in contact with the screw shaft.
The rod-shaped valve body is slidably inserted into a cylindrical spring case provided in the valve chamber.
The spring case has a two-stage cylindrical shape in which the upper portion has a large diameter portion and the lower portion has a small diameter portion, and the valve body is guided by the lower diameter portion. The coil spring is inserted into the large diameter portion of the spring case. The upper end portion of the coil spring is in contact with the upper flange portion of the valve body, and the lower end portion is in contact with the bottom portion of the large diameter portion of the spring case.
The coil spring is a compression spring and constantly biases the valve body in the valve opening direction.
上述した従来の電動弁にあっては、バネケースは弁体の外周部を囲うので、弁本体の径寸法はバネケースを収納するために大きな寸法を必要とする。このために電動弁全体を小型化することが困難であった。
そこで本発明の目的は、バネケースを省略することができる電動弁を提供するものである。
In the conventional electric valve described above, since the spring case surrounds the outer periphery of the valve body, the diameter of the valve body needs to be large to accommodate the spring case. For this reason, it has been difficult to reduce the size of the entire motor-operated valve.
Accordingly, an object of the present invention is to provide an electric valve that can omit a spring case.
上記目的を達成するために、本発明の電動弁は、弁室及びその内部に形成された弁座を有する弁本体と、前記弁座に対して接離する弁体と、弁本体の上部に固着されるキャンと、キャンの内部に回転自在に装備されるロータと、キャンの外部に装備されるステータと、ロータにより駆動されて前記弁体を操作するねじ機構と、前記弁体を開弁方向に付勢するコイルバネを備え、前記コイルバネは、前記弁本体と弁体との間に配設される引張りバネであることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an electric valve according to the present invention includes a valve body having a valve chamber and a valve seat formed therein, a valve body contacting and separating from the valve seat, and an upper portion of the valve body. A can that is fixed, a rotor that is rotatably provided inside the can, a stator that is provided outside the can, a screw mechanism that is driven by the rotor to operate the valve body, and opens the valve body A coil spring biasing in the direction is provided, and the coil spring is a tension spring disposed between the valve body and the valve body.
好ましい態様では、前記コイルバネの両端は、前記弁本体及び前記弁体のそれぞれに形成されたねじ部に螺合してとりつけられる。 In a preferred embodiment, both ends of the coil spring are screwed and attached to thread portions formed on the valve body and the valve body, respectively.
他の好ましい態様では、前記コイルバネは、前記弁本体の上部に固定されるねじ軸受けと前記弁体との間に配設される。 In another preferred aspect, the coil spring is disposed between a screw bearing fixed to an upper portion of the valve body and the valve body.
他の好ましい態様では、前記コイルバネの両端は前記ねじ軸受け及び弁体のそれぞれに設けられるねじ部に螺合されてとりつけられる。 In another preferred embodiment, both ends of the coil spring are screwed and attached to thread portions provided on the screw bearing and the valve body, respectively.
他の好ましい態様では、前記ねじ部は、外ねじ部であることができる。
さらに他の好ましい態様では、前記コイルバネは、密着バネであることができる。
In another preferred embodiment, the threaded portion may be an external threaded portion.
In still another preferred aspect, the coil spring may be a close contact spring.
本発明の電動弁は、上述した手段を備えることにより、バネケースを省略することができると共に、弁体を開弁方向に付勢するコイルバネを弁体上部からアクチュエータ側(換言すればキャン側)に配置することができる。したがって、部品点数の削減と共に、当該電動弁全体の小型化を図ることができる。
さらに、弁室内にバネケースが配置されないので、圧損の低減が可能となる。
By providing the above-described means, the motor-operated valve of the present invention can omit the spring case, and a coil spring for biasing the valve body in the valve opening direction from the upper part of the valve body to the actuator side (in other words, the can side). Can be arranged. Accordingly, it is possible to reduce the number of parts and reduce the size of the entire motor-operated valve.
Furthermore, since a spring case is not disposed in the valve chamber, it is possible to reduce pressure loss.
図1は、本発明の一実施例の電動弁をステータを省略して示す断面図である。
ステータを省略して示す電動弁1は、円筒形状の弁本体10を有する。弁本体10は後述する弁体80が挿入される弁室10aを兼ねる内径部11を備え、内径部11に連続して同軸線上に第1の通路13が形成され、第1の通路13の第2の通路16側の出口に弁座14が設けられる。
第1の通路13とこれに直交するように弁本体10の側面に設けられた第2の通路16には、それぞれ配管20と配管22が接続される。この第1の通路13又は第2の通路16から当該電動弁1内に流体(冷媒)が流入し、第2の通路16又は第1の通路13から流体が流出する。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a motor-operated valve according to an embodiment of the present invention with a stator omitted.
The motor-operated valve 1 shown without a stator has a
A
弁本体10の上部には円盤状の取付基板30が固着され、取付基板30の上部には円筒状のキャン40がとりつけられる。キャン40の外周部には従来例で示したステータ(図示せず)が装備される。
キャン40の内側にはシャフト51を介してロータ50が回転自在に装備される。ロータ50の回転力は減速機構52により減速されて出力軸54に伝達される。減速機構52は、この例においては不思議遊星歯車機構とされている。出力軸54は平溝55を有し、ねじ軸60の平板61がこの平溝55に挿入されて、ねじ軸60は出力軸54の回転力を受けて回転駆動される。
A disc-
A
弁本体10の上部には段付きの円筒状のねじ軸受け70が挿入され、カシメ部K1により弁本体10に対して固定される。ねじ軸受け70は雌ねじ部72を有し、これにねじ軸60の雄ねじ部62が螺合する。出力軸54によりねじ軸60が回転駆動されると、ねじ軸60は軸線方向に移動し、この移動はボール64を介して弁体80の頂部に支持されたボール受け66に伝達される。ねじ軸60及びねじ軸受け70は、ねじ機構を構成している。
The upper portion of the
ボール受け66は弁体80に支持されているので、ねじ軸60の移動により弁体80は軸線方向に移動してテーパー面82が弁座14との間の流体の通路を開閉して弁機能を発揮する。また、ボール64の作用により、ねじ軸60は回転しながら昇降するが、弁体80は回転せずに昇降する。内径部11内の流体は、弁本体10に設けた均圧孔17を通ってキャン40内に送られ、均圧を図る。
Since the
弁体80は内径部11に対して摺動する大径部84を有し、弁体80をガイドする。
ねじ軸60は弁体80を開弁方向に引き上げる機能は持たないので、コイルバネ90を配設して弁体80を開弁方向に付勢する。本発明の電動弁にあっては、弁本体10の内径部11に直接にコイルバネ90を配置してバネケースを省略している。
The
Since the
図3は、コイルバネ90と、コイルバネ90の上下端部がとりつけられるねじ軸受け70と弁体80のとりつけ構造を説明する部品図である。
本発明に使用されるコイルバネ90は、自由状態では密着状態となるいわゆる密着バネである。
FIG. 3 is a component diagram illustrating a mounting structure of the
The
ねじ軸受け70は、弁本体10の上端部に挿入されるフランジ部74を有し、円筒状のねじ軸受け70のフランジ部74の直下に外ねじ部(雄ねじ部)76が設けられる。この例においては、外ねじ部76のねじピッチは、自由状態であるコイルバネ90のピッチと同一に設定されている。この外ねじ部76にコイルバネ90の上端部92を螺合してコイルバネ90の上端部92をねじ軸受け70に対してとりつける(係止する)。
The screw bearing 70 has a
弁体80も同様に、大径部84の上部の円筒部に外ねじ部(雄ねじ部)86が設けられる。この例においては、この外ねじ部86のねじピッチも、自由状態であるコイルバネ90のピッチと同一に設定されている。この外ねじ部86にコイルバネ90の下端部94を螺合してコイルバネ90の下端部94を弁体80に対してとりつける(係止する)。
Similarly, the
このようにして、組立てられた状態にあっては、ねじ軸受け70のフランジ部74より下側に形成された円筒部の長さと、弁体80の大径部84より上側の円柱部の長さの和が、自由状態であるコイルバネ90の全長寸法よりも大きく設定されているので、コイルバネ90の全長は少量の長さだけ伸長されて、引張りバネ力を発生させる。
この組立て部品を弁本体10の内径部11の頂部に挿入し、カシメ部K1により固定する。
Thus, in the assembled state, the length of the cylindrical portion formed below the
Insert this assembly to the top of the
図4は、図3の要部の拡大図である。
コイルバネ90は、ねじ軸受け70と弁体80に対して組付けられた状態にあってはその全長寸法L1は、自由状態の全長寸法L0に対して引き伸ばされている。この状態では弁体80をねじ軸受け70側に引き寄せるバネ力が発生している。
FIG. 4 is an enlarged view of a main part of FIG.
The
すなわち、自由状態では密着バネであるコイルバネ90は引張りバネとして機能して、弁体80を常時開弁方向に付勢する。
また、コイルバネ90の両端が外ねじ部76、86に螺合されて取り付けられるので、コイルバネ90が引っ張られると、該コイルバネ90の外径が小さくなって前記外ねじ部76、86を締めつけるように作用する。また、上述のように、弁体80は回転せずに昇降する。したがって、コイルバネ90を極めて簡単な手法によりねじ軸受け70及び弁体80に取り付けることができる一方、当該電動弁1の動作中(弁体80の昇降中)にコイルバネ90が外ねじ部76、86から外れるおそれもない。
That is, in the free state, the
Further, since both ends of the
本実施例の電動弁にあっては、コイルバネ90を弁体80の外周部に装着し、コイルバネ90を弁本体10の内径部11に直接に配置し、かつコイルバネを弁本体10と弁体80に取り付けたので、バネケースを省略することができる。また、これにより圧損を低減することができる。
In the motor-operated valve of this embodiment, the
弁体80の外径寸法は、電動弁が要求される弁の容量により決定される。
そこで、同一の容量が要求される弁体80に対して弁本体10の外径寸法を小さく設計することが可能となる。
The outer diameter dimension of the
Therefore, it is possible to design the outer diameter of the
以上のように、本発明の電動弁にあっては、弁体を開弁方向に付勢するバネを引張バネとしたので、引張バネを弁体上部からアクチュエータ側(換言すればキャン40側)に配置することができる。これにより、バネケースを省略して部品点数を削減し、かつ小型化を図ることができ、さらに圧損の低減を図ることができる。
As described above, in the motor-operated valve of the present invention, since the spring that urges the valve body in the valve opening direction is a tension spring, the tension spring is located on the actuator side (in other words, on the
さて、前述の説明においては、ねじ軸受け70に形成される外ねじ部76、及び弁体80に形成される外ねじ部86のねじピッチは、それぞれ自由状態であるコイルバネ90のピッチと同一に設定されるものとしたが、本発明はこれのみに限定されることはなく、自由状態であるコイルバネ90のピッチより大きくても良い。
In the above description, the thread pitch of the
また、前述の説明においては、コイルバネ90は自由状態では密着バネであるものとしたが、本発明はこれのみに限定されることはなく、自由状態で密着しないものであっても良い。この場合、外ねじ部76、86のねじピッチは、コイルバネ90のピッチと同一であっても良いが、該ピッチよりも大あるいは小であっても良い。
In the above description, the
さらにまた、コイルバネ90の両端は、外ねじ部への螺合により取り付けられるものとして説明したが、本発明はこれのみに限定されることはなく、内ねじ部(雌ねじ部)への螺合により取り付けられても良い。すなわち、例えばねじ軸受70のフランジ部74の外周を円筒状に下方に延長してその内壁に内ねじを形成し、弁体80の大径部84の外周を円筒状に上方に延長してその内壁に内ねじを形成し、それぞれの内ねじにコイルバネ90両端部を螺合するようにしても良い。
Furthermore, although it has been described that both ends of the
さらにまた、コイルバネ90の両端部の支持は、上記したような外ねじ部あるいは内ねじ部との螺合によることなく、他のいかなる手法によりなされても良い。
Furthermore, both ends of the
1 電動弁
10 弁本体
11 内径部
13 第1の通路
14 弁座
16 第2の通路
17 均圧孔
20 配管
22 配管
30 取付基板
40 キャン
50 ロータ
51 シャフト
52 減速機構
54 出力軸
55 平溝
60 ねじ軸
61 平板
62 雄ねじ部
64 ボール
66 ボール受け
70 ねじ軸受け
72 雌ねじ部
74 フランジ部
76 外ねじ部
80 弁体
82 テーパー面
84 大径部
90 コイルバネ
94 下端部
K1 カシメ部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
前記弁座に対して接離する弁体と、
弁本体の上部に固着されるキャンと、
キャンの内部に回転自在に装備されるロータと、
キャンの外部に装備されるステータと、
ロータにより駆動されて前記弁体を操作するねじ機構と、
前記弁体を開弁方向に付勢するコイルバネとを備え、
前記コイルバネは、前記弁本体と前記弁体との間に配設される引張りバネであることを特徴とする電動弁。 A valve body having a valve chamber and a valve seat formed therein;
A valve body that contacts and separates from the valve seat;
A can fixed to the top of the valve body;
A rotor mounted rotatably inside the can,
A stator equipped outside the can,
A screw mechanism that is driven by a rotor to operate the valve body;
A coil spring for urging the valve body in the valve opening direction,
The electric valve according to claim 1, wherein the coil spring is a tension spring disposed between the valve body and the valve body.
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