JP6774563B2 - 制御弁及び空調システム - Google Patents

Description

本発明は弁分野に関し、具体的には、制御弁及び空調システムに関する。

電動三方弁は主に空調システムに応用され、弁体とコイルとの両部分からなり、弁体は三つの弁口を有する。その作動原理は、電流パルスの作用により、コイルが弁体における磁気ローター部材に円周方向の電磁駆動力を付与することで、磁気ローター部材が時計回りまたは反時計回り方向に沿って回転することができる。弁体内において、歯車伝達により、駆動力をスライダーに伝達し、弁座における二つの弁口の開閉切換、空調システムの冷媒流路の切換を実現することができる。

特許文献１は電動三方弁を開示している。図１と図２に示すように、前記電動三方弁もコイルの界磁により、ローター部材を回転させるように駆動する。前記電動三方弁において、駆動歯車４１’は一体的に構成されるように、ローター部材のローター軸２’の下端部に押し込まれ、ローター軸２’は駆動歯車４１’と同期して回転するとともに、減速歯車を連動させる。駆動歯車４１’と減速歯車９０’とは第１級歯車対を構成する。減速歯車９０’は同軸に設けられる一つの大径歯車と一つの小径歯車が含まれる段付歯車である。大径歯車は、駆動歯車４１’に噛合され、小径歯車は実行歯車５０’に噛合され、実行歯車５０’を回転させるように連動させ、実行歯車５０’は伝達ピンにより、スライダー２０’を回転させるように連動させることで、スライダー２０’が二つの切換弁口のうちの一つを塞ぎ、これによって、冷媒の流れ方向を切り換える。

中国特許出願公開第１０３３７５６０６号明細書

歯車伝達は両歯車の間の中心距離、平行度に対していずれも高い要求がある。前記電動三方弁は、磁気ローター部材と実行歯車５０’とが同軸ではないという構成方式を採用する。磁気ローター部材には一つのローター軸が付き、ローター軸の下端には駆動歯車４１’が溶着され、駆動歯車４１’の中心位置は、二つのスリーブ、上エンドキャップ４’及び下エンドキャップ５’により保たれる。実行歯車５０’の中心位置は、弁座１０’により保たれる。駆動歯車と実行歯車との同軸度は、弁座、大スリーブ、小スリーブ、上エンドキャップ、下エンドキャップ、及びローター軸により保たれ、同軸度が小スリーブ、エンドキャップ及び大スリーブの組立ての精度に大きく影響されるため、同軸度の確保が困難であり、同軸度の不良による弁体の開弁不良が発生しやすく、且つ組立ての工程が多く、難しく、部材の加工精度に対する要求も高い。

本発明は、従来技術において、駆動歯車と実行歯車との同軸度の確保が困難であるという問題を解决するために、制御弁及び空調システムを提供することを目的とする。

前記目的を実現するために、本発明の一態様によれば、制御弁を提供し、前記制御弁は、常開弁口と複数の切換弁口が設けられる弁座と、弁座に外挿されるスリーブアセンブリと、回転可能に弁座に設けられ、複数の切換弁口の開閉切換を制御するためのスライダーと、弁座とスリーブアセンブリとの間に設けられ、底端が弁座に固定され、スライダーが回転可能に外挿される中心軸と、中心軸に外挿され、駆動歯車を含むローター部材と、中心軸に外挿され、スライダーを回転駆動する実行歯車と、駆動歯車と実行歯車との間に設けられ、駆動歯車と実行歯車との両方に噛合される伝達歯車と、を備える。

さらに、スリーブアセンブリは互いに接続される第１スリーブと第２スリーブを含み、第１スリーブが弁座に外挿され、ローター部材の磁体部が第２スリーブ内に収容される。

さらに、第２スリーブの頂部は中心軸の先端が収容される位置決め穴を有する。

さらに、スライダーには第１取付穴が設けられ、スライダーは第１取付穴により、中心軸に外挿され、駆動歯車には第２取付穴が設けられ、駆動歯車は第２取付穴により、中心軸に外挿され、実行歯車には第３取付穴が設けられ、実行歯車は第３取付穴により、中心軸に外挿される。

さらに、ローター部材はさらに、ロッド部、及びロッド部の外に外挿される磁体部を含み、駆動歯車はロッド部の底部に設けられ、ロッド部には第４取付穴が設けられ、ロッド部は第４取付穴により中心軸に外挿される。

さらに、ロッド部及び駆動歯車は射出成形により磁体部に接続される射出成形部材であり、または、駆動歯車は金属部材であり、ロッド部は、磁体部と駆動歯車とを接続する射出成形部材である。

さらに、ローター部材の上部にはさらに弾性部材が設けられ、弾性部材はローター部材に、下向きの弾性力を加える。

さらに、ローター部材の上部には、弾性部材を収容するための収容穴が設けられ、収容穴の穴壁と中心軸との間には第１ブッシュが設けられ、弾性部材の両端はそれぞれ第１ブッシュの端部と収容穴の端壁に当接される。

さらに、駆動歯車と実行歯車との間には第２ブッシュが設けられる。

さらに、伝達歯車は歯車軸により弁座に取り付けられる。

さらに、制御弁はさらに、スリーブアセンブリ内に設けられる裏打板を含み、裏打板が駆動歯車を退避するための退避穴を有し、歯車軸の先端が裏打板に接続される。

本発明の他の態様によれば、前記の制御弁を含む空調システムを提供する。

本発明を応用する技術案において、制御弁は弁座、スリーブアセンブリ、スライダー、中心軸、ローター部材、実行歯車及び伝達歯車を含む。弁座には常開弁口と複数の切換弁口が設けられ、スリーブアセンブリは弁座に外挿される。スライダーは回転可能に弁座に設けられ、複数の切換弁口の開閉切換を制御するために用いられる。中心軸は弁座とスリーブアセンブリとの間に設けられ、その底端が弁座に固定される。中心軸には下から上に順にスライダー、実行歯車と、駆動歯車が付きローター部材が穿設される。ローター部材における駆動歯車は、伝達歯車により、ローター部材の回転動力を実行歯車に伝達し、実行歯車はスライダーを回転させるように駆動し、スライダーが弁座端の平面において、切換弁口の開閉切換を実現する。このように、駆動歯車がローター部材により、回転運動を行って、それに噛合される伝達歯車を回転させるように連動し、伝達歯車はさらに、それに噛合される実行歯車を回転させるように連動し、スライダーが弁座端の平面において、切換弁口の開閉切換を実現することができる。中心軸の下端が弁座の中心に固定され、駆動歯車と実行歯車とを共に穿設するから、駆動歯車と実行歯車との同軸度を確保する。その同時に、工程を簡単化し、制御弁の生産コストを低減する。

本出願の一部を構成する明細書の図面は本発明に対する更なる理解を提供するために用いられ、本発明の模式的な実施例及びその説明は、本発明に対する不正限定を構成しなく、本発明を解釈するためのものである。図面において、
従来技術における電動三方弁の断面模式図である。 図１における電動三方弁のローター部材の構成模式図である。 本発明による制御弁の実施例の断面模式図である。 図３の制御弁の局所構成の断面模式図である。 図３の制御弁のローター部材の断面模式図である。

衝突しない場合には、本出願の実施例、及び実施例における特徴を互いに組み合わせることができる。以下は、図面を参照しながら、実施例を結合して、本発明を詳しく説明する。

図３は本発明による制御弁の実施例の断面模式図を示す。図３に示すように、本実施例の制御弁は、弁座１０、スリーブアセンブリ、スライダー２０、中心軸３０、ローター部材４０、実行歯車５０及び伝達歯車を含む。弁座１０には常開弁口と複数の切換弁口が設けられ、スリーブアセンブリは弁座１０に外挿される。スライダー２０は回転可能に弁座１０に設けられ、複数の切換弁口の開閉切換を制御するために用いられる。中心軸３０は弁座１０とスリーブアセンブリとの間に設けられ、その底端が弁座１０に固定される。中心軸３０には下から上に順にスライダー２０、実行歯車５０、及び駆動歯車４１が付き、ローター部材４０が穿設される。ローター部材４０における駆動歯車４１は伝達歯車により、ローター部材４０の回転動力を実行歯車５０に伝達し、実行歯車５０はスライダー２０を回転駆動し、スライダー２０が弁座１０の端面の平面にある切換弁口の開閉切換を実現する。本実施例において、切換弁口の数は二つである。

本実施例を応用する技術案において、駆動歯車４１がローター部材４０との連動により、回転運動を行って、それに噛合される伝達歯車を回転させるように連動させ、伝達歯車はさらに、それに噛合される実行歯車５０を回転させるように連動させ、スライダー２０が弁座１０の平面において回転し、切換弁口の開閉切換を実現することができる。中心軸３０の下端が弁座１０の中心に固定され、駆動歯車４１と実行歯車５０とを共に穿設し、即ち、駆動歯車４１と実行歯車５０との歯車軸は中心軸３０であり、駆動歯車４１と実行歯車５０との同軸度を保つ。同時に、工程を簡単化し、制御弁の生産コストを低減する。

従来の技術において、ローターとローター軸とは上下エンドキャップにより位置決めされ、共に回転し、回転過程において、ローター軸とエンドキャップとの間の摩擦音が大きくて、且つエンドキャップと軸との位置決め長さが短くて、長時間にわたって運転すると、軸と穴との間の摩耗が大きくなる。本実施例において、中心軸３０は回転しなく、ローターの中心穴と中心軸３０との係合の長さが長くて、長時間にわたって運転しても、軸と穴との摩耗が小さいから、製品の寿命がより長くなる。好ましくは、中心軸３０は金属材料を採用する。好ましくは、ローター部材４０は自己潤滑性を持つ耐摩耗ナイロンまたはＰＰＳなどの高分子材料を採用し、射出成形される。ローター部材４０のプラスチックの中心穴と中心軸３０とが係合するように回転する際に、摩擦が小さいから、制御弁の確実性がより高くて、動作騒音がより低くなる。

本実施例において、実行歯車５０の歯車軸とローター部材とは同一の軸を採用し、従来の技術における下エンドキャップをなくして、部材がより少なくなり、工程を簡単化するから、本実施例の制御弁のコストがより低くなる。

図４は図３の制御弁の局所構成の断面模式図を示す。図３と図４に示すように、本実施例において、スリーブアセンブリは互いに接続される第１スリーブ６１と第２スリーブ６２を含み、第１スリーブ６１が弁座１０に外挿され、ローター部材４０の磁体部４３が第２スリーブ６２内に収容される。前記構成が加工成形しやすく、且つ制御弁を容易に組み立てる。

図３に示すように、本実施例において、第２スリーブ６２の頂部は位置決め穴を有し、中心軸３０の先端が位置決め穴内に収容される。前記位置決め穴により、中心軸３０の上端に対する位置決めがより確実になり、さらに、中心軸３０の両端に対する位置決めがより確実になる。好ましくは、前記位置決め穴は凹状の非貫通穴である。

本実施例において、スライダー２０には第１取付穴が設けられ、スライダー２０は第１取付穴により中心軸３０に外挿され、駆動歯車４１には第２取付穴が設けられ、駆動歯車４１は第２取付穴により中心軸３０に外挿され、実行歯車５０には第３取付穴が設けられ、実行歯車５０は第３取付穴により中心軸３０に外挿される。スライダー２０、実行歯車５０及び駆動歯車４１はそれぞれ第１〜第３取付穴により、中心軸３０に外挿される。前記係合方式は簡単で、容易に実現される。同時に、前記構成は実行歯車５０と駆動歯車４１との同軸度を確保する。

図５は図３の制御弁のローター部材の断面模式図を示す。図５に示すように、本実施例において、ローター部材４０はさらにロッド部４２、及びロッド部４２外に外挿される磁体部４３を含み、駆動歯車４１はロッド部４２の底部に設けられ、ロッド部４２には第４取付穴が設けられ、ロッド部４２は第４取付穴により、中心軸３０に外挿される。前記構成により、ローター部材４０が加工成形しやすくなり、構成がコンパクトになるとともに、強度を保つことができる。制御弁のコイルが電流パルスの作用により、磁体部４３に円周方向の電磁駆動力を加える。磁体部４３は駆動歯車４１を共に回転させるように連動させることで、駆動歯車４１に動力を伝達する。

本実施例において、ロッド部４２及び駆動歯車４１は、射出することで、磁体部４３に接続される射出成形部材である。好ましくは、駆動歯車４１はナイロンまたはＰＰＳなどの高分子材料を採用することができる。または、未図示の実施形態において、駆動歯車は金属部材であり、ロッド部は磁体部と駆動歯車とを射出接続する射出成形部材である。

図３と図４に示すように、本実施例において、ローター部材４０の上部には、さらに弾性部材が設けられ、弾性部材がローター部材４０に下向きの弾性力を加える。ローター部材４０が弾性部材の弾性力の作用により、下向きに当接する。前記弾性部材は、ローター部材４０が上に飛び出さないように保つことができる。好ましくは、前記弾性部材はバネである。

図３に示すように、本実施例において、ローター部材４０の上部には弾性部材を収容するための収容穴が設けられ、収容穴の穴壁と中心軸３０との間には第１ブッシュ７１が設けられ、弾性部材の両端はそれぞれ第１ブッシュ７１の端部と収容穴の端壁に当接される。収容穴は第１ブッシュ７１及び弾性部材を置くために用いられ、第１ブッシュ７１の上端面が第２スリーブ６２の内端壁に当接され、下端面が弾性部材の上端に当接される。

具体的には、第１ブッシュ７１は、固定のサイズになるように弾性部材を圧縮することで、弾性力の作用により、ローター部材４０の下端面が第２ブッシュ７２に接触した状態を保つ。同様に、スライダー２０を弾性力の作用により、弁座１０の封止面に接触させることができる。

図３に示すように、本実施例において、駆動歯車４１と実行歯車５０との間には第２ブッシュ７２が設けられる。第２ブッシュ７２は駆動歯車４１と実行歯車５０を仕切るために用いられ、両者が互いに干渉することを防止する。同時に、駆動歯車４１がちょうど伝達歯車に係合されると同時に、他の歯車に干渉しないように、第２ブッシュ７２は、駆動歯車４１を一定の高さに固定することができる。

図３と図４に示すように、本実施例において、伝達歯車は歯車軸により弁座１０に取り付けられる。伝達歯車は一つまたは複数の減速歯車を含むことで、減速の機能を実現する。本実施例において、伝達歯車は二つの減速歯車を含み、二つの減速歯車がいずれも段付歯車であり、該段付歯車が同軸に設けられる一つの大径歯車と一つの小径歯車を含む。第１の減速歯車の大径歯車が駆動歯車４１に噛合され、小径歯車が第２の減速歯車の大径歯車に噛合され、第２の減速歯車の小径歯車が実行歯車５０に噛合され、実行歯車５０を回転させるように連動させ、実行歯車５０が伝達ピンにより、スライダー２０を回転させるように連動させ、さらに、スライダー２０が、二つの切換弁口のうちの一つを塞ぎ、これによって、冷媒の流れ方向を切り換える。前記二つの減速歯車は、実行歯車５０、駆動歯車４１に対して同軸ではなく、それぞれ歯車軸により弁座１０に取り付けられる。

本実施例において、中心軸３０及び全ての歯車軸の間の軸間距離は、いずれも弁座１０における位置決め穴により位置決めされる。位置決め穴が同一の平面に加工され、その位置の精度が高いため、軸間距離及び軸平行度はいずれも保たれ、製品の製造性が良くなる。

図４に示すように、本実施例において、制御弁はさらに、スリーブアセンブリ内に設けられる裏打板８０を含み、裏打板８０が駆動歯車４１を避ける退避穴を有し、歯車軸の先端が裏打板８０に接続される。前記裏打板８０は歯車軸が伝達する過程において傾くことを防止するように、歯車軸の先端を位置決めすることに用いられる。裏打板８０は、好ましくは、連結柱により弁座１０に接続される。

本出願はさらに空調システムを提供し、該空調システムの実施例は前記の制御弁を含む。該制御弁は、駆動歯車と実行歯車との同軸度を保ち、同時に、工程を簡単化し、制御弁の生産コストを低減する。さらに、空調システムの生産コストを低減する。

以上の記載から分かるように、本発明に記載の実施例は以下の技術効果を実現する。

本出願の制御弁の駆動歯車がローター部材により回転運動を行って、それに噛合される伝達歯車を回転させるように連動し、伝達歯車はさらに、それに噛合される実行歯車を回転させるように連動し、スライダーが弁座の端面の平面にある切換弁口の開閉切換を実現することができる。中心軸の下端が弁座の中心に固定され、駆動歯車と実行歯車とを共に穿設するから、駆動歯車と実行歯車との同軸度を保つことができる。同時に、工程を簡単化し、制御弁の生産コストを低減する。本出願の制御弁は、製品の製造性がよくて、コストがより低くて、確実性がより高くて、弁体動作の騒音がより低いなどの利点を備える。

注意する必要が有るのは、ここで用いられる用語は、本出願の実施形態に限定することを示すものでははく、ただ具体的な実施形態を説明するためのものである。明細書において明確的に記載したものでなければ、ここで用いた用語には、単数形式も複数形式もいずれも含まれる。また、本明細書において、用語「含み」及び/または「含む」を用いる場合に、特徴、ステップ、操作、機器、アセンブリ及び/またはそれらの組み合わせが存在することを表す。

以上は、本発明に対する限定ではなく、本発明の好ましい実施例のみであり、当業者にとって、本発明は各種の変更と変化を有することができる。本発明の趣旨と原則との範囲において、なされるいかなる補正、等価置換、改良などは、いずれも本発明の保護範囲に含まれるべきである。

２’・・・ローター軸
４’・・・上エンドキャップ
５’・・・下エンドキャップ
１０’・・・弁座
２０’・・・スライダー
４１’・・・駆動歯車
５０’・・・実行歯車
９０’・・・減速歯車
１０・・・弁座
２０・・・スライダー
３０・・・中心軸
４０・・・ローター部材
４１・・・駆動歯車
４２・・・ロッド部
４３・・・磁体部
５０・・・実行歯車
６１・・・第１スリーブ
６２・・・第２スリーブ
７１・・・第１ブッシュ
７２・・・第２ブッシュ
８０・・・裏打板

Claims (9)

1. 制御弁であって、
   常開弁口と複数の切換弁口が設けられる弁座と、
   前記弁座に外挿されるスリーブアセンブリと、
   回転可能に前記弁座に設けられ、前記複数の切換弁口の開閉切換を制御するためのスライダーと、
   前記弁座と前記スリーブアセンブリとの間に設けられ、底端が前記弁座に固定され、前記スライダーが回転可能に外挿される中心軸と、
   前記中心軸に外挿され、駆動歯車を含むローター部材と、
   前記中心軸に外挿され、前記スライダーを回転駆動する実行歯車と、
   前記駆動歯車と前記実行歯車との間に設けられ、前記駆動歯車と前記実行歯車との両方に噛合される伝達歯車と、
   を備え、
   前記ローター部材の上部には弾性部材が更に設けられ、前記弾性部材は前記ローター部材に下向きの弾性力を加え、
   前記ローター部材の上部には、前記弾性部材を収容するための収容穴が設けられ、前記収容穴の穴壁と前記中心軸との間には第１ブッシュが設けられ、前記弾性部材の両端はそれぞれ前記第１ブッシュの端部と前記収容穴の端壁に当接され、
   前記駆動歯車と前記実行歯車との間には第２ブッシュが設けられていることを特徴とする制御弁。
2. 前記スリーブアセンブリは互いに接続される第１スリーブと第２スリーブを含み、前記第１スリーブが前記弁座に外挿され、前記ローター部材の磁体部が前記第２スリーブ内に収容されていることを特徴とする請求項１に記載の制御弁。
3. 前記第２スリーブの頂部は、前記中心軸の先端が収容される位置決め穴を有することを特徴とする請求項２に記載の制御弁。
4. 前記スライダーには第１取付穴が設けられ、前記スライダーは前記第１取付穴により、前記中心軸に外挿され、
   前記駆動歯車には第２取付穴が設けられ、前記駆動歯車は前記第２取付穴により、前記中心軸に外挿され、
   前記実行歯車には第３取付穴が設けられ、前記実行歯車は前記第３取付穴により、前記中心軸に外挿されていることを特徴とする請求項１に記載の制御弁。
5. 前記ローター部材は、ロッド部、及び前記ロッド部に外挿される磁体部を更に含み、
   前記駆動歯車は前記ロッド部の底部に設けられ、
   前記ロッド部には第４取付穴が設けられ、前記ロッド部は前記第４取付穴により前記中心軸に外挿されていることを特徴とする請求項１に記載の制御弁。
6. 前記ロッド部及び前記駆動歯車は、射出成形により前記磁体部に接続される射出成形部材であり、
   または、前記駆動歯車は金属部材であり、前記ロッド部は、前記磁体部と前記駆動歯車とを射出成形により接続する射出成形部材であることを特徴とする請求項５に記載の制御弁。
7. 前記伝達歯車は歯車軸により前記弁座に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の制御弁。
8. 前記制御弁は、前記スリーブアセンブリ内に設けられる裏打板を更に含み、
   前記裏打板が前記駆動歯車を避けるための退避穴を有し、前記歯車軸の先端が前記裏打板に接続されていることを特徴とする請求項７に記載の制御弁。
9. 空調システムであって、請求項１〜８のいずれか一項に記載の制御弁を含むことを特徴とする空調システム。