JP6799024B2 - Solenoid valve and refrigeration cycle system - Google Patents

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Description

本発明は、電動弁、および該電動弁を用いた冷凍サイクルシステムに関する。 The present invention relates to an electric valve and a refrigeration cycle system using the electric valve.

従来より、図8に示すような構造を有する電動弁が知られている(たとえば、特許文献1参照)。すなわち、ステッピングモータが駆動してロータ103が回転すると、雌ネジ131aと雄ネジ121aのネジ送り作用により、弁体114が弁体114の中心軸である弁中心軸L方向に移動する。これにより、弁ポート130bの開度調整がなされ、管継手111から流入して管継手112から流出する流体の流量、または、管継手112から流入して管継手111から流出する流体の流量が制御される。 Conventionally, an electric valve having a structure as shown in FIG. 8 has been known (see, for example, Patent Document 1). That is, when the stepping motor is driven to rotate the rotor 103, the valve body 114 moves in the valve central axis L direction, which is the central axis of the valve body 114, due to the screw feeding action of the female screw 131a and the male screw 121a. As a result, the opening degree of the valve port 130b is adjusted, and the flow rate of the fluid flowing in from the pipe joint 111 and flowing out from the pipe joint 112 or the flow rate of the fluid flowing in from the pipe joint 112 and flowing out from the pipe joint 111 is controlled. Will be done.

ここで、各種流体の流量制御を行うにあたっては、流体通過音が発生するという問題があるため、静音化が要求される。また、冷媒を用いた家庭用空調機や業務用空調機の冷凍サイクルの室内機において、電動弁100にて冷媒流量を制御する場合は、弁ポート130b通過前後で液冷媒が気液混合二相流となるため、特に、多彩な冷媒状態、運転状況でも静音性を発揮することが要求される。 Here, when controlling the flow rate of various fluids, there is a problem that fluid passing noise is generated, so that noise reduction is required. Further, in the case where the electric valve 100 controls the refrigerant flow rate in the indoor unit of the refrigeration cycle of a household air conditioner or a commercial air conditioner using a refrigerant, the liquid refrigerant is a gas-liquid mixed two-phase before and after passing through the valve port 130b. Since it becomes a flow, it is required to exhibit quietness even in various refrigerant states and operating conditions.

特開2016−089870号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-0898770

ところで、上述の電動弁100は、図示しない流体配管に管継手111、管継手112を介して固定されており、流路内に弁体部120と弁座130の弁ポート130bが露出している。ここで、弁体部120は、弁ガイド118の下端に弁体114を備えた部品を指している。なお、弁ガイド118は、下端で弁体114を保持し弁体114と共に弁中心軸L方向に移動する。 By the way, the above-mentioned electric valve 100 is fixed to a fluid pipe (not shown) via a pipe joint 111 and a pipe joint 112, and the valve body portion 120 and the valve port 130b of the valve seat 130 are exposed in the flow path. .. Here, the valve body portion 120 refers to a component having a valve body 114 at the lower end of the valve guide 118. The valve guide 118 holds the valve body 114 at the lower end and moves together with the valve body 114 in the valve central axis L direction.

このため、電動弁100において、弁ポート130bの入り口側と出口側の間に高い圧力差が生じた場合などで、特に管継手111から管継手112に流れる場合には、図9に示すように、管継手111から流入した冷媒などの流体が弁体部120に当たり、その衝突力によって弁体部120が径方向(C)に振動することがある。この振動による音が発生すると、電動弁100の静音性を維持できなくなる場合がある。 Therefore, in the electric valve 100, when a high pressure difference occurs between the inlet side and the outlet side of the valve port 130b, particularly when the fluid flows from the pipe joint 111 to the pipe joint 112, as shown in FIG. , A fluid such as a refrigerant flowing in from the pipe joint 111 may hit the valve body portion 120, and the valve body portion 120 may vibrate in the radial direction (C) due to the collision force. When the sound generated by this vibration is generated, the quietness of the motor-operated valve 100 may not be maintained.

そこで、図10に示すように、弁座130の天面130aの位置を高くすることにより、管継手111から弁室121に流入する流体が直接弁体部120に当たらない構造にすることが考えられる。しかしこの場合、管継手111から流入した流体が弁座130に衝突することで生じた上昇流が、弁体部120の傾きや動きを拘束するガイド部132に侵入し、弁体部120を振動させ、騒音を生じることがある。したがって、この場合もまた、静音性を維持することが困難になる。 Therefore, as shown in FIG. 10, it is conceivable to raise the position of the top surface 130a of the valve seat 130 so that the fluid flowing from the pipe joint 111 into the valve chamber 121 does not directly hit the valve body portion 120. Be done. However, in this case, the ascending flow generated by the fluid flowing from the pipe joint 111 colliding with the valve seat 130 invades the guide portion 132 that restrains the inclination and movement of the valve body portion 120, and vibrates the valve body portion 120. May cause noise. Therefore, in this case as well, it becomes difficult to maintain quietness.

本発明の目的は、的確に静音性を維持することができる電動弁、および該電動弁を用いた冷凍サイクルシステムを提供することである。 An object of the present invention is to provide an electric valve capable of accurately maintaining quietness, and a refrigeration cycle system using the electric valve.

[1]本発明の電動弁は、
ケースの内周に収容されたロータの回転運動を、雄ネジ部材と雌ネジ部材とのネジ送り機構により直線運動に変換し、この直線運動に基づいて弁本体内に収容された弁体部を前記弁体部の中心軸である弁中心軸方向に移動させる電動弁であって、
前記弁本体内に形成された空間である弁室と、
前記弁本体の側面に設けられ、前記弁室側の出入口となる第1弁ポートと、
前記弁体部の直下において前記弁本体と同軸方向に設けられ、前記弁体部が近接または離間可能な第2弁ポートと、
前記第2弁ポートが前記ロータ側に形成された筒状の弁座部と、
前記弁体部を前記弁中心軸方向に案内する弁軸ホルダと、
を備え、
前記弁体部が最も前記弁座部に近接した状態において、前記弁軸ホルダの下端よりも前記弁座部側で最も大径となる前記弁体部の最大外径が
前記弁座部の天面に形成された環状の弁座平面部の外径よりも大きく、
かつ前記弁座平面部の前記弁中心軸方向における位置が、前記第1弁ポートの内径の前記ロータと最も遠い位置を成す最下端よりも前記ロータ側に位置することを特徴とする。
このように、弁体部の最大外径を弁座平面部の外径よりも大きく形成することにより、流体が弁体部に妨げられて弁体部と弁体部を収容する収容室の間のクリアランスに流入することが防止され、弁体部が振動して生じる騒音を緩和することができ、的確に静音性を維持することができる。
[1] The motorized valve of the present invention
The rotary motion of the rotor housed in the inner circumference of the case is converted into a linear motion by the screw feed mechanism of the male screw member and the female screw member, and the valve body part housed in the valve body is converted based on this linear motion. An electric valve that moves in the direction of the valve central axis, which is the central axis of the valve body.
A valve chamber, which is a space formed in the valve body,
A first valve port provided on the side surface of the valve body and serving as an inlet / outlet on the valve chamber side,
A second valve port provided directly below the valve body portion in a coaxial direction with the valve body portion and capable of approaching or separating the valve body portion.
A tubular valve seat portion in which the second valve port is formed on the rotor side, and
A valve shaft holder that guides the valve body portion in the valve center axis direction,
With
When the valve body portion is closest to the valve seat portion, the maximum outer diameter of the valve body portion, which is the largest diameter on the valve seat portion side with respect to the lower end of the valve shaft holder, is the top of the valve seat portion. Larger than the outer diameter of the annular valve seat flat surface formed on the surface,
Moreover, the position of the valve seat plane portion in the valve central axis direction is located on the rotor side of the lowermost end of the inner diameter of the first valve port, which is the farthest position from the rotor.
In this way, by forming the maximum outer diameter of the valve body portion to be larger than the outer diameter of the valve seat flat portion, the fluid is obstructed by the valve body portion and between the valve body portion and the accommodating chamber for accommodating the valve body portion. It is possible to prevent the fluid from flowing into the clearance of the valve body, reduce the noise generated by the vibration of the valve body portion, and maintain the quietness accurately.

[2]また、本発明の電動弁は、
前記弁体部は、
前記第2弁ポートを通過する流体の流量を調整する弁体と、
前記弁体を前記弁座部側に保持し前記弁軸ホルダに対して摺動可能に配置された弁ガイドと
を含み、
前記弁体は前記弁ガイドに固定されていることを特徴とする。
このように、弁体が弁ガイドに固定されることにより、流体によって弁体が弁ガイドの中で振動することがなくなり、静音性を維持することができる。
[2] Further, the motorized valve of the present invention is
The valve body is
A valve body that adjusts the flow rate of the fluid passing through the second valve port, and
Including a valve guide that holds the valve body on the valve seat side and is slidably arranged with respect to the valve shaft holder.
The valve body is fixed to the valve guide.
By fixing the valve body to the valve guide in this way, the valve body does not vibrate in the valve guide due to the fluid, and quietness can be maintained.

[3]また、本発明の電動弁は、
前記弁体は、
最も前記第2弁ポートと近接する部分であるニードル部と、
前記ニードル部の基端の外周に位置する環状の平面部と
を備えることを特徴とする。
これにより、平面部に衝突した流体によって弁体部が上方に付勢され、ネジ送り機構における雄ネジと雌ネジとのネジ山の接触面を一定に保つことができネジガタが生じることを抑制することができる。したがって、的確に電動弁の静音性を維持することができる。
[3] Further, the motorized valve of the present invention is
The valve body
The needle part, which is the part closest to the second valve port, and
It is characterized by including an annular flat surface portion located on the outer periphery of the base end of the needle portion.
As a result, the valve body is urged upward by the fluid that collides with the flat surface, and the contact surface between the male and female threads in the screw feed mechanism can be kept constant and the occurrence of screw backlash is suppressed. be able to. Therefore, the quietness of the solenoid valve can be accurately maintained.

[4]また、本発明の電動弁は、
前記弁体部の最大外径の下端縁を成す肩部を備え、
前記肩部の前記弁中心軸方向の位置は、前記弁体部が最も前記弁座部に近接した状態において、前記第1弁ポートの内径の前記ロータと最も近い位置を成す最上端よりも前記ロータ側に位置することを特徴とする。
これにより、第1弁ポートから流体が流入する場合は、弁体部が最も前記弁座部に近接した状態においても流体が弁体部に衝突することが軽減され、かつ上昇流が肩部に妨げられることで弁体部と弁体部を収容する収容室の間のクリアランスに流入することが防止される。
[4] Further, the motorized valve of the present invention is
A shoulder portion forming the lower end edge of the maximum outer diameter of the valve body portion is provided.
The position of the shoulder portion in the valve central axis direction is such that the valve body portion is closest to the valve seat portion and the inner diameter of the first valve port is closer to the rotor than the uppermost end. It is characterized by being located on the rotor side.
As a result, when the fluid flows in from the first valve port, the collision of the fluid with the valve body is reduced even when the valve body is closest to the valve seat, and the ascending flow is applied to the shoulder. By being hindered, it is prevented from flowing into the clearance between the valve body and the accommodation chamber accommodating the valve body.

[5]また、本発明の電動弁は、
前記弁座部は、前記ロータ側に向かって外径が小さくなるテーパー部を有することを特徴とする。
このテーパー部によって流体が弁体部の最大外径よりも内側に誘導されるため、さらに的確に流体が弁体部と弁体部を収容する収容室の間のクリアランスに流入することが回避され、電動弁の静音性が維持される。
[5] Further, the motorized valve of the present invention is
The valve seat portion is characterized by having a tapered portion whose outer diameter becomes smaller toward the rotor side.
Since the fluid is guided inside the maximum outer diameter of the valve body by this taper, it is possible to prevent the fluid from flowing into the clearance between the valve body and the accommodation chamber accommodating the valve body more accurately. , The quietness of the motorized valve is maintained.

[6]また、本発明の電動弁は、
前記第1弁ポートの前記最下端が、前記弁本体内の内部底面よりも前記ロータ側に位置することを特徴とする。
これにより、上昇しない流体を弁本体内の内部底面近傍の下方空間に流すことができ、流体が弁体部と弁体部を収容する収容室の間のクリアランスに流れ込むことを防止することができる。
[6] Further, the motorized valve of the present invention is
The lowermost end of the first valve port is located closer to the rotor than the inner bottom surface of the valve body.
As a result, the fluid that does not rise can flow into the lower space near the inner bottom surface of the valve body, and the fluid can be prevented from flowing into the clearance between the valve body portion and the accommodation chamber accommodating the valve body portion. ..

[7]また、本発明の冷凍サイクルシステムは、
圧縮機、凝縮器、膨張弁、および蒸発器を含む冷凍サイクルシステムであって、上述の電動弁を前記膨張弁として用いることを特徴とする。
[7] Further, the refrigeration cycle system of the present invention is
A refrigeration cycle system including a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator, characterized in that the above-mentioned electric valve is used as the expansion valve.

本発明によれば、的確に静音性を維持することができる電動弁、および該電動弁を用いた冷凍サイクルシステムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an electric valve capable of accurately maintaining quietness and a refrigeration cycle system using the electric valve.

実施の形態に係る電動弁の概略断面図である。It is the schematic sectional drawing of the electric valve which concerns on embodiment. 実施の形態に係る電動弁の要部拡大図である。It is an enlarged view of the main part of the electric valve which concerns on embodiment. 実施の形態に係る電動弁において、弁体部が最も弁座部に近接した状態における要部拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of a main part of the motorized valve according to the embodiment in a state where the valve body portion is closest to the valve seat portion. 他の実施の形態に係る、弁座部にテーパー部を設けた電動弁の要部拡大図である。It is an enlarged view of the main part of the electric valve which provided the tapered part in the valve seat part which concerns on another embodiment. 他の実施の形態に係る、弁座部が弁本体と一体の電動弁の要部拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of a main part of an electric valve in which a valve seat portion is integrated with a valve body according to another embodiment. 他の実施の形態に係る、第1弁ポートが弁本体の側面に形成された電動弁の要部拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of a main part of an electric valve in which a first valve port is formed on a side surface of a valve body according to another embodiment. 他の実施の形態に係る、弁体部のニードル部に平面部が形成されていない電動弁の要部拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of a main part of an electric valve in which a flat surface portion is not formed on a needle portion of a valve body portion according to another embodiment. 従来の電動弁の概略断面図である。It is the schematic sectional drawing of the conventional electric valve. 従来の電動弁の要部拡大図である。It is an enlarged view of the main part of the conventional electric valve. 比較例としての電動弁の要部拡大図である。It is an enlarged view of the main part of the electric valve as a comparative example.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る電動弁について説明する。図1は、実施の形態に係る電動弁2を示した概略断面図である。なお、本明細書において、「上」あるいは「下」とは図1の状態で規定したものである。すなわち、ロータ4は弁体17より上方に位置している。 Hereinafter, the motorized valve according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the motorized valve 2 according to the embodiment. In addition, in this specification, "upper" or "lower" is defined in the state of FIG. That is, the rotor 4 is located above the valve body 17.

この電動弁2では、金属により筒状のカップ形状をなすケース60の開口側の下方に、弁本体30が溶接などにより一体的に接続されている。
ここで、弁本体30は、たとえばステンレス等の金属から成り、内部に形成された空間である弁室11を有している。また、弁本体30の側面には、弁室11に直接連通するたとえばステンレス製や銅製の第1管継手12が固定装着されている。この第1管継手12の弁室11側には、流体の出入口となる断面円形の第1弁ポート12aが形成されている。さらに、弁本体30の内部底面30aには、断面円形の第2弁ポート16aが上方に形成された弁座部16が内部底面30aから突出するようにして組み込まれている。なお、第2弁ポート16aは、弁体17の直下において弁体17と同軸方向に設けられている。弁座部16には、第2弁ポート16a、弁室11を介して第1管継手12に連通するたとえばステンレス製や銅製の第2管継手15が固定装着されている。
In the motorized valve 2, the valve body 30 is integrally connected to the lower side of the opening side of the case 60 having a tubular cup shape made of metal by welding or the like.
Here, the valve body 30 is made of a metal such as stainless steel, and has a valve chamber 11 which is a space formed inside. Further, on the side surface of the valve body 30, for example, a first pipe joint 12 made of stainless steel or copper that directly communicates with the valve chamber 11 is fixedly mounted. On the valve chamber 11 side of the first pipe joint 12, a first valve port 12a having a circular cross section is formed as an inlet / outlet for fluid. Further, a valve seat portion 16 having a second valve port 16a having a circular cross section formed upward is incorporated in the inner bottom surface 30a of the valve body 30 so as to protrude from the inner bottom surface 30a. The second valve port 16a is provided in the direction coaxial with the valve body 17 directly below the valve body 17. A second pipe joint 15 made of, for example, stainless steel or copper, which communicates with the first pipe joint 12 via the second valve port 16a and the valve chamber 11, is fixedly mounted on the valve seat portion 16.

ケース60の内周には、回転可能なロータ4が収容され、ロータ4の軸芯部分には、ブッシュ部材33を介して弁軸41が配置されている。なお、ロータ4は、磁性粉を含有する樹脂材料やフェライト磁石等の磁性を有する素材で形成されている。ブッシュ部材33と弁軸41は、共にたとえばステンレス等の金属で形成されており、ブッシュ部材33で結合された弁軸41とロータ4とは、回転しながら上下方向に一体的に移動する。なお、この弁軸41の中間部付近の外周面には雄ネジ41aが形成されている。本実施の形態では、弁軸41が雄ネジ部材として機能している。また、弁体17は第2弁ポート16aに対して近接又は離間可能となっている。 A rotatable rotor 4 is housed in the inner circumference of the case 60, and a valve shaft 41 is arranged at a shaft core portion of the rotor 4 via a bush member 33. The rotor 4 is made of a magnetic material such as a resin material containing magnetic powder or a ferrite magnet. Both the bush member 33 and the valve shaft 41 are made of a metal such as stainless steel, and the valve shaft 41 and the rotor 4 connected by the bush member 33 move integrally in the vertical direction while rotating. A male screw 41a is formed on the outer peripheral surface of the valve shaft 41 near the middle portion. In this embodiment, the valve shaft 41 functions as a male screw member. Further, the valve body 17 can be brought close to or separated from the second valve port 16a.

ケース60の外周には、図示しないヨーク、ボビン、およびコイルなどからなるステータが配置され、ロータ4とステータとでステッピングモータが構成されている。
弁軸41のブッシュ部材33より下方には、後述するように弁軸41との間でネジ送り機構Aを構成するとともに弁軸41の傾きを抑制する機能を有する弁軸ホルダ6が、弁本体30に対して相対的に回転不能に固定されている。
A stator composed of a yoke, a bobbin, a coil, and the like (not shown) is arranged on the outer periphery of the case 60, and the rotor 4 and the stator form a stepping motor.
Below the bush member 33 of the valve shaft 41, a valve shaft holder 6 having a function of forming a screw feed mechanism A with the valve shaft 41 and suppressing the inclination of the valve shaft 41 is provided as a valve body. It is fixed so that it cannot rotate relative to 30.

この弁軸ホルダ6は、上部側の筒状小径部6aと下部側の筒状大径部6bと弁本体30の内周部側に収容される嵌合部6cとリング状のフランジ部6fとからなる。そして、弁軸ホルダ6のフランジ部6fは、弁本体30の上端に溶接などで固定されている。また、弁軸ホルダ6の内部には、後述する弁ガイド18を収容する収容室6hが形成されている。なお、弁軸ホルダ6は、金属のフランジ部6f以外が樹脂材料で形成されている。 The valve shaft holder 6 includes a tubular small diameter portion 6a on the upper side, a tubular large diameter portion 6b on the lower side, a fitting portion 6c accommodated on the inner peripheral portion side of the valve body 30, and a ring-shaped flange portion 6f. Consists of. The flange portion 6f of the valve shaft holder 6 is fixed to the upper end of the valve body 30 by welding or the like. Further, inside the valve shaft holder 6, a storage chamber 6h for accommodating a valve guide 18 described later is formed. The valve shaft holder 6 is made of a resin material except for the metal flange portion 6f.

また、この弁軸ホルダ6の筒状小径部6aの上部開口部6gから所定の深さまで下方に向かって雌ネジ6dが形成されている。このため、本実施の形態では、弁軸ホルダ6が雌ネジ部材として機能している。そして、弁軸41の外周に形成された雄ネジ41aと、弁軸ホルダ6の筒状小径部6aの内周に形成された雌ネジ6dとにより、ネジ送り機構Aが構成されている。 Further, a female screw 6d is formed downward from the upper opening 6g of the tubular small diameter portion 6a of the valve shaft holder 6 to a predetermined depth. Therefore, in the present embodiment, the valve shaft holder 6 functions as a female screw member. The screw feed mechanism A is composed of a male screw 41a formed on the outer circumference of the valve shaft 41 and a female screw 6d formed on the inner circumference of the tubular small diameter portion 6a of the valve shaft holder 6.

さらに、弁軸ホルダ6の筒状大径部6bの側面には、均圧孔51が穿設され、この均圧孔51により、筒状大径部6b内の収容室6hと、ロータ収容室67(第2の背圧室)との間が連通している。このように均圧孔51を設けることにより、ケース60のロータ4を収容する空間と、弁軸ホルダ6内の空間とを連通することにより、弁体17の移動動作をスムーズに行うことができる。 Further, a pressure equalizing hole 51 is formed on the side surface of the tubular large diameter portion 6b of the valve shaft holder 6, and the pressure equalizing hole 51 allows the accommodating chamber 6h in the tubular large diameter portion 6b and the rotor accommodating chamber. It communicates with 67 (second back pressure chamber). By providing the pressure equalizing hole 51 in this way, the space for accommodating the rotor 4 of the case 60 and the space inside the valve shaft holder 6 are communicated with each other, so that the valve body 17 can be smoothly moved. ..

また、弁軸41の下方には、筒状の弁体部20が弁軸ホルダ6の収容室6hに対して摺動可能に配置されている。この弁体部20は、収容室6h内を摺動する筒状の弁ガイド18、および第2弁ポート16aを通過する流体の流量を調整する弁体17を備えている。なお、弁体17は、弁ガイド18の下方に固定され、弁ガイド18によって保持されている。また、弁ガイド18内には、圧縮された弁バネ27とバネ受け35とが収容されている。バネ受け35の上端部は、弁軸41の突出部41cと点接触している。 Further, below the valve shaft 41, a tubular valve body portion 20 is slidably arranged with respect to the accommodating chamber 6h of the valve shaft holder 6. The valve body portion 20 includes a tubular valve guide 18 that slides in the accommodation chamber 6h, and a valve body 17 that adjusts the flow rate of the fluid passing through the second valve port 16a. The valve body 17 is fixed below the valve guide 18 and is held by the valve guide 18. Further, the compressed valve spring 27 and the spring receiver 35 are housed in the valve guide 18. The upper end of the spring receiver 35 is in point contact with the protruding portion 41c of the valve shaft 41.

弁ガイド18は天井部21側がプレス成形により略直角に折り曲げられている。そして、この天井部21には貫通孔18aが形成されている。また、弁軸41の下方には、さらに鍔部41bが形成されている。 The ceiling portion 21 side of the valve guide 18 is bent at a substantially right angle by press molding. A through hole 18a is formed in the ceiling portion 21. Further, a flange portion 41b is further formed below the valve shaft 41.

ここで、弁軸41は、弁ガイド18に対して回転可能、かつ径方向に変位可能となるように弁ガイド18の貫通孔18aに遊貫状態で挿入されており、鍔部41bは、弁ガイド18に対して回転可能、かつ、径方向に変位可能となるように弁ガイド18内に配置されている。また、弁軸41は貫通孔18aを挿通し、鍔部41bの上面が、弁ガイド18の天井部21に対向するように配置されている。なお、鍔部41bが弁ガイド18の貫通孔18aより大径であることにより、弁軸41の抜け止めがなされている。 Here, the valve shaft 41 is inserted into the through hole 18a of the valve guide 18 in a loose state so as to be rotatable with respect to the valve guide 18 and displaceable in the radial direction, and the flange portion 41b is a valve. It is arranged in the valve guide 18 so as to be rotatable with respect to the guide 18 and displaceable in the radial direction. Further, the valve shaft 41 is arranged so that the through hole 18a is inserted and the upper surface of the flange portion 41b faces the ceiling portion 21 of the valve guide 18. Since the flange portion 41b has a diameter larger than that of the through hole 18a of the valve guide 18, the valve shaft 41 is prevented from coming off.

弁軸41と弁ガイド18とが互いに径方向に移動可能であることにより、弁軸ホルダ6および弁軸41の配置位置に関して、さほど高度な同芯取付精度を求められることなく、弁ガイド18および弁体17との同芯性が得られる。
弁ガイド18の天井部21と弁軸41の鍔部41bとの間には、中央部に貫通孔が形成されたワッシャ70が設置されている。
Since the valve shaft 41 and the valve guide 18 can move in the radial direction to each other, the valve guide 18 and the valve guide 18 and the valve guide 18 and the valve guide 18 are not required to have a high degree of concentric mounting accuracy with respect to the arrangement positions of the valve shaft holder 6 and the valve shaft 41. Concentricity with the valve body 17 can be obtained.
A washer 70 having a through hole formed in the central portion is installed between the ceiling portion 21 of the valve guide 18 and the flange portion 41b of the valve shaft 41.

次に、実施の形態に係る電動弁2の要部について説明する。図2は、実施の形態に係る電動弁2の要部を拡大した図である。図2に示すように、弁体17は、弁ガイド18の内周に固定される円柱状の固定部17a、弁ガイド18の下端を閉塞する略円盤状の蓋部17b、および略円錐台状の形状を有し第2弁ポート16aを通過する流体の流量を調整する機能を有するニードル部17cを備えている。なお、ニードル部17cは弁体17の最も下方に位置している。 Next, a main part of the motor-operated valve 2 according to the embodiment will be described. FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the motor-operated valve 2 according to the embodiment. As shown in FIG. 2, the valve body 17 has a columnar fixing portion 17a fixed to the inner circumference of the valve guide 18, a substantially disk-shaped lid portion 17b that closes the lower end of the valve guide 18, and a substantially truncated cone shape. It is provided with a needle portion 17c having the shape of the above and having a function of adjusting the flow rate of the fluid passing through the second valve port 16a. The needle portion 17c is located at the lowermost position of the valve body 17.

そして、蓋部17bには、蓋部17bの下方に突出するニードル部17cの基端17c´の外周に位置する環状平面である平面部17dを備えている。さらに、平面部17dの外周には、弁体部20の最大外径X(後述)を構成する部分の下端縁を成す肩部17eが形成されている。また、弁体部20の外周と弁軸ホルダ6の収容室6hの内周の間には、クリアランス22が形成されている。 The lid portion 17b is provided with a flat surface portion 17d which is an annular plane located on the outer periphery of the base end 17c'of the needle portion 17c protruding below the lid portion 17b. Further, on the outer periphery of the flat surface portion 17d, a shoulder portion 17e forming the lower end edge of the portion forming the maximum outer diameter X (described later) of the valve body portion 20 is formed. Further, a clearance 22 is formed between the outer circumference of the valve body portion 20 and the inner circumference of the accommodation chamber 6h of the valve shaft holder 6.

なお、弁体部20の最大外径Xとは、弁体部20が最も弁座部16に近接した状態において、弁軸ホルダ6の下端6kよりも下側の範囲(図3の符号S参照)で最も大径となる部分である。また、弁座部16の天面には、環状平面である弁座平面部16bが形成されている。 The maximum outer diameter X of the valve body portion 20 is a range below the lower end 6k of the valve shaft holder 6 in a state where the valve body portion 20 is closest to the valve seat portion 16 (see reference numeral S in FIG. 3). ) Is the part with the largest diameter. Further, a valve seat flat surface portion 16b, which is an annular flat surface, is formed on the top surface of the valve seat portion 16.

ここで、弁体部20の最大外径Xは、弁座平面部16bの外径Yよりも大きく形成されている(X>Y)。また、第2管継手15に固定装着された弁座平面部16bの位置は、弁体17および弁体部20の中心軸である弁中心軸M方向において第1弁ポート12aの内径の最下端Pよりも上側(ロータ4側)に位置している。なお、最下端Pは、第1弁ポート12aの内径でロータ4と最も遠い位置である。また、最下端Pは、弁本体30内の内部底面30aよりも上側に位置し、弁本体30内の内部底面30aの近傍に弁座部16を囲む下方空間11aが形成されている。 Here, the maximum outer diameter X of the valve body portion 20 is formed to be larger than the outer diameter Y of the valve seat flat surface portion 16b (X> Y). Further, the position of the valve seat flat surface portion 16b fixedly mounted on the second pipe joint 15 is the lowermost end of the inner diameter of the first valve port 12a in the valve central axis M direction which is the central axis of the valve body 17 and the valve body portion 20. It is located above P (rotor 4 side). The lowermost end P is the inner diameter of the first valve port 12a and is the farthest position from the rotor 4. Further, the lowermost end P is located above the inner bottom surface 30a in the valve body 30, and a lower space 11a surrounding the valve seat portion 16 is formed in the vicinity of the inner bottom surface 30a in the valve body 30.

第1管継手12から第1弁ポート12aを介して弁室11内に流体が流入した場合、流体が弁座部16に衝突することによって、弁中心軸M方向の上向きの上昇流と弁中心軸M方向の下向きの下降流が生じる。上昇流は分流して、その一部は、平面部17d、肩部17eに衝突した後下方に折り返し、他の一部は、肩部17eから弁本体30内部側面に流れ、弁体部20と収容室6hのクリアランス22に流入することが回避される。また、上昇流が平面部17dに衝突することにより、弁体部20が上方に付勢される。一方、下降流は、下方空間11aに流入する。 When a fluid flows into the valve chamber 11 from the first pipe joint 12 through the first valve port 12a, the fluid collides with the valve seat portion 16 to cause an upward upward flow in the valve center axis M direction and the valve center. A downward downward flow in the axis M direction occurs. The ascending flow splits, a part of it collides with the flat surface portion 17d and the shoulder portion 17e and then folds downward, and the other part flows from the shoulder portion 17e to the inner side surface of the valve body 30 and becomes the valve body portion 20. The inflow into the clearance 22 of the containment chamber 6h is avoided. Further, the valve body portion 20 is urged upward by the ascending current colliding with the flat surface portion 17d. On the other hand, the downward flow flows into the lower space 11a.

また、図3に示すように、弁体部20が最も弁座部16に近接した状態において、肩部17eの弁中心軸M方向の位置Rは、第1弁ポート12aの内径の最上端Qよりも上側(ロータ4側)に位置している。なお、最上端Qは、第1弁ポート12aの内径において、ロータ4と最も近い位置である。これにより、弁体部20が最も弁座部16に近接した状態においても第1弁ポート12aを介して弁室11内に流入した流体が弁体部20に衝突することが軽減され、かつ流体が弁座部16に衝突することによって生じた上昇流が肩部17eに妨げられることでクリアランス22に流入することが防止される。 Further, as shown in FIG. 3, when the valve body portion 20 is closest to the valve seat portion 16, the position R of the shoulder portion 17e in the valve central axis M direction is the uppermost end Q of the inner diameter of the first valve port 12a. It is located on the upper side (rotor 4 side). The uppermost end Q is the position closest to the rotor 4 in the inner diameter of the first valve port 12a. As a result, even when the valve body portion 20 is closest to the valve seat portion 16, the fluid flowing into the valve chamber 11 through the first valve port 12a is reduced from colliding with the valve body portion 20, and the fluid The ascending flow generated by the collision with the valve seat portion 16 is obstructed by the shoulder portion 17e, thereby preventing the fluid from flowing into the clearance 22.

この実施の形態に係る電動弁2によれば、弁座部16が弁本体30内の内部底面30aから突出し、弁座平面部16bの位置が弁中心軸M方向において第1弁ポート12aの内径の最下端Pよりも上側に位置する場合において、弁体部20の最大外径Xを弁座平面部16bの外径Yよりも大きく形成することにより(X>Y)、上昇流が弁体部20に妨げられてクリアランス22に流入することが防止される。さらに、平面部17dに衝突した上昇流によって弁体部20が上方に付勢され、雄ネジ41aと雌ネジ6dのネジ山の接触面を一定に保つことができネジガタが生じることを抑制することができる。したがって、弁体部20が振動して生じる騒音を緩和することができ、的確に静音性を維持することができる。 According to the motorized valve 2 according to this embodiment, the valve seat portion 16 projects from the inner bottom surface 30a in the valve body 30, and the position of the valve seat flat portion 16b is the inner diameter of the first valve port 12a in the valve central axis M direction. By forming the maximum outer diameter X of the valve body portion 20 larger than the outer diameter Y of the valve seat flat surface portion 16b (X> Y) when the valve body portion 20 is located above the lowermost end P of the valve body, the ascending flow is formed in the valve body. It is prevented from flowing into the clearance 22 by being obstructed by the portion 20. Further, the valve body portion 20 is urged upward by the ascending flow that collides with the flat surface portion 17d, and the contact surface between the threads of the male screw 41a and the female screw 6d can be kept constant to prevent screw play. Can be done. Therefore, the noise generated by the vibration of the valve body portion 20 can be alleviated, and the quietness can be accurately maintained.

また、弁体部20が最も弁座部16に近接した状態において、肩部17eの弁中心軸M方向の位置Rが第1弁ポート12aの内径の最上端Qよりも上側に位置するため、この状態においても第1弁ポート12aから流入した流体がクリアランス22に流入することが的確に防止され、より確実に弁体部20が振動して生じる騒音を抑制することができる。 Further, when the valve body portion 20 is closest to the valve seat portion 16, the position R of the shoulder portion 17e in the valve center axis M direction is located above the uppermost end Q of the inner diameter of the first valve port 12a. Even in this state, the fluid flowing from the first valve port 12a is accurately prevented from flowing into the clearance 22, and the noise generated by the vibration of the valve body portion 20 can be suppressed more reliably.

また、弁体17が弁ガイド18に固定されているため、流体によって弁体17が弁ガイド18の中で振動することがなくなり、電動弁2の静音性を維持することができる。また、弁本体30内の内部底面30a近傍には下方空間11aが形成されているため、第1弁ポート12aから流入し下方に分岐した流体を、下方空間11aに流すことができ、流体がクリアランス22に流れ込むことを防止することができる。 Further, since the valve body 17 is fixed to the valve guide 18, the valve body 17 does not vibrate in the valve guide 18 due to the fluid, and the quietness of the motorized valve 2 can be maintained. Further, since the lower space 11a is formed in the vicinity of the inner bottom surface 30a in the valve body 30, the fluid flowing in from the first valve port 12a and branched downward can flow into the lower space 11a, and the fluid has a clearance. It is possible to prevent the fluid from flowing into the 22.

また、上述の実施の形態において、図4に示すように、弁座部16に、上方に向かって外径が小さくなるテーパー部16cを有するようにしてもよい。この場合、上昇流はテーパー部16cによって弁体部20の最大外径Xよりも内側に誘導される。したがって、さらに的確に上昇流がクリアランス22に流入することが回避され、電動弁2の静音性が維持される。なお、弁座部16の外周が傾斜し始める部分であるテーパー部16cのテーパー境界部Oが第1弁ポート12aの内径の最下端Pよりも下側(弁室内部底面30a側)に位置していれば、なお好ましい。この場合、上昇流のクリアランス22への流入をさらに的確に回避することができる。 Further, in the above-described embodiment, as shown in FIG. 4, the valve seat portion 16 may have a tapered portion 16c whose outer diameter decreases upward. In this case, the ascending flow is guided inward by the tapered portion 16c with respect to the maximum outer diameter X of the valve body portion 20. Therefore, it is more accurately prevented that the ascending current flows into the clearance 22, and the quietness of the motorized valve 2 is maintained. The tapered boundary portion O of the tapered portion 16c, which is the portion where the outer circumference of the valve seat portion 16 begins to incline, is located below the lowermost end P of the inner diameter of the first valve port 12a (on the bottom surface 30a side of the valve chamber). If so, it is still preferable. In this case, the inflow of the ascending current into the clearance 22 can be more accurately avoided.

また、上述の実施の形態においては、弁本体30の内部底面30aに弁座部16が別部品として組み込まれている場合を例に説明しているが、図5に示すように、弁本体30の内部底面30aから弁座部16が突出し、弁本体30と弁座部16が一体の部品として形成されていてもよい。この場合、第1弁ポート12aが第1管継手12とは別の部品であってもよい。たとえば、図6に示すように、弁本体30の側面に第1弁ポート12aが形成されていてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the case where the valve seat portion 16 is incorporated as a separate component in the inner bottom surface 30a of the valve body 30 is described as an example, but as shown in FIG. 5, the valve body 30 The valve seat portion 16 may protrude from the inner bottom surface 30a of the valve body 30 and the valve seat portion 16 may be formed as an integral part. In this case, the first valve port 12a may be a different part from the first pipe joint 12. For example, as shown in FIG. 6, the first valve port 12a may be formed on the side surface of the valve body 30.

また、上述の実施の形態においては、流体が第1弁ポート12aを介して弁室11内に流入する順方向の場合について説明しているが、流体は、第2管継手15、弁座部16、および第2弁ポート16aを介して逆方向に弁室11内に流入してもよい。この場合においても、流体は、平面部17d、肩部17eに衝突した後下方に折り返し、または、肩部17eから弁本体30内部側面に流れ、弁体部20と収容室6hのクリアランス22に流入することが回避される。そして、流体が平面部17dに衝突することにより、弁体部20が上方に付勢される。 Further, in the above-described embodiment, the case where the fluid flows into the valve chamber 11 through the first valve port 12a in the forward direction is described, but the fluid is the second pipe joint 15, the valve seat portion. The fluid may flow into the valve chamber 11 in the opposite direction via the 16 and the second valve port 16a. Also in this case, the fluid collides with the flat surface portion 17d and the shoulder portion 17e and then folds downward, or flows from the shoulder portion 17e to the inner side surface of the valve body 30 and flows into the clearance 22 between the valve body portion 20 and the accommodation chamber 6h. Is avoided. Then, when the fluid collides with the flat surface portion 17d, the valve body portion 20 is urged upward.

また、上述の実施の形態において、蓋部17bに平面部17dが形成されていなくてもよい。たとえば、図7に示すように、ニードル部17cと蓋部17bの外周面との境界に肩部17eが形成されていてもよい。この肩部17eは、蓋部17bの下方に突出するニードル部17cの基端の外周の縁を成している。この場合、ニードル部17cの外周面の面積が大きく、かつ外周面の弁中心軸Mに対する傾斜角度が大きくなることにより、流体が弁本体30内部側面の方向に誘導され、クリアランス22に流入することが防止される。 Further, in the above-described embodiment, the flat surface portion 17d may not be formed on the lid portion 17b. For example, as shown in FIG. 7, the shoulder portion 17e may be formed at the boundary between the needle portion 17c and the outer peripheral surface of the lid portion 17b. The shoulder portion 17e forms the outer peripheral edge of the base end of the needle portion 17c protruding downward from the lid portion 17b. In this case, the area of the outer peripheral surface of the needle portion 17c is large and the inclination angle of the outer peripheral surface with respect to the valve center axis M is large, so that the fluid is guided toward the inner side surface of the valve body 30 and flows into the clearance 22. Is prevented.

また、上述の実施の形態において、平面部17dは、平らな面である場合を想定しているが凹凸があっても構わない。また、平面部17dは、必ずしも弁中心軸Mと直交する平面でなくてもよく、弁中心軸Mと直交する平面に対して傾斜していてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the flat surface portion 17d is assumed to be a flat surface, but may have irregularities. Further, the flat surface portion 17d does not necessarily have to be a plane orthogonal to the valve central axis M, and may be inclined with respect to a plane orthogonal to the valve central axis M.

また、上述の実施の形態において、ニードル部17cの形状は、先端が尖った略円錐形状であってもよい。 Further, in the above-described embodiment, the shape of the needle portion 17c may be a substantially conical shape with a sharp tip.

また、上述の実施の形態の電動弁2は、たとえば、圧縮機、凝縮器、膨張弁、および蒸発器等から成る冷凍サイクルシステムにおいて、凝縮器と蒸発器との間に設けられる膨張弁として用いられる。 Further, the electric valve 2 of the above-described embodiment is used as an expansion valve provided between the condenser and the evaporator in, for example, a refrigeration cycle system including a compressor, a condenser, an expansion valve, an evaporator and the like. Be done.

2 電動弁
4 ロータ
6 弁軸ホルダ
6a 筒状小径部
6b 筒状大径部
6c 嵌合部
6d 雌ネジ
6f フランジ部
6g 上部開口部
6h 収容室
6k 弁軸ホルダの下端
11 弁室
11a 下方空間
12 第1管継手
12a 第1弁ポート
15 第2管継手
16 弁座部
16a 第2弁ポート
16b 弁座平面部
16c テーパー部
17 弁体
17a 固定部
17b 蓋部
17c ニードル部
17c´ ニードル部の基端
17d 平面部
17e 肩部
18 弁ガイド
18a 貫通孔
20 弁体部
21 天井部
22 クリアランス
27 弁バネ
30 弁本体
30a 内部底面
33 ブッシュ部材
41 弁軸
41a 雄ネジ
41b 鍔部
41c 突出部
51 均圧孔
60 ケース
67 ロータ収容室
70 ワッシャ
100 電動弁
103 ロータ
111 管継手
112 管継手
114 弁体
118 弁ガイド
120 弁体部
121 弁室
121a 雄ネジ
130 弁座
130a 天面
130b 弁ポート
131a 雌ネジ
L 弁中心軸
M 弁中心軸
O テーパー境界部
P 第1弁ポートの内径の最下端
Q 第1弁ポートの内径の最上端
R 肩部の軸方向の位置
X 弁体部の最大外径
Y 弁座平面部の外径
2 Electric valve 4 Rotor 6 Valve shaft holder 6a Cylindrical small diameter part 6b Cylindrical large diameter part 6c Fitting part 6d Female screw 6f Flange part 6g Upper opening 6h Storage chamber 6k Lower end of valve shaft holder 11 Valve chamber 11a Lower space 12 1st pipe joint 12a 1st valve port 15 2nd pipe joint 16 Valve seat part 16a 2nd valve port 16b Valve seat flat part 16c Tapered part 17 Valve body 17a Fixing part 17b Lid part 17c Needle part 17c'Base end of needle part 17d Flat surface 17e Shoulder 18 Valve guide 18a Through hole 20 Valve body 21 Ceiling 22 Clearance 27 Valve spring 30 Valve body 30a Internal bottom surface 33 Bush member 41 Valve shaft 41a Male screw 41b Flange 41c Protrusion 51 Pressure equalizing hole 60 Case 67 Rotor housing 70 Washer 100 Electric valve 103 Rotor 111 Pipe fitting 112 Pipe fitting 114 Valve body 118 Valve guide 120 Valve body 121 Valve chamber 121a Male screw 130 Valve seat 130a Top surface 130b Valve port 131a Female screw L Valve center shaft M Valve central axis O Tapered boundary P Lower end of inner diameter of 1st valve port Q Uppermost end of inner diameter of 1st valve port R Position of shoulder in axial direction X Maximum outer diameter of valve body Y Maximum outer diameter of valve seat Outer diameter

Claims (7)

ケースの内周に収容されたロータの回転運動を、雄ネジ部材と雌ネジ部材とのネジ送り機構により直線運動に変換し、この直線運動に基づいて弁本体内に収容された弁体部を前記弁体部の中心軸である弁中心軸方向に移動させる電動弁であって、
前記弁本体内に形成された空間である弁室と、
前記弁本体の側面に設けられ、前記弁室側の出入口となる第1弁ポートと、
前記弁体部の直下において前記弁本体と同軸方向に設けられ、前記弁体部が近接または離間可能な第2弁ポートと、
前記第2弁ポートが前記ロータ側に形成された筒状の弁座部と、
前記弁体部を前記弁中心軸方向に案内する弁軸ホルダと、
を備え、
前記弁体部が最も前記弁座部に近接した状態において、前記弁軸ホルダの下端よりも前記弁座部側で最も大径となる前記弁体部の最大外径が
前記弁座部の天面に形成された環状の弁座平面部の外径よりも大きく、
かつ前記弁座平面部の前記弁中心軸方向における位置が、前記第1弁ポートの内径の前記ロータと最も遠い位置を成す最下端よりも前記ロータ側に位置することを特徴とする電動弁。
The rotary motion of the rotor housed in the inner circumference of the case is converted into a linear motion by the screw feed mechanism of the male screw member and the female screw member, and the valve body part housed in the valve body is converted based on this linear motion. An electric valve that moves in the direction of the valve central axis, which is the central axis of the valve body.
A valve chamber, which is a space formed in the valve body,
A first valve port provided on the side surface of the valve body and serving as an inlet / outlet on the valve chamber side,
A second valve port provided directly below the valve body portion in a coaxial direction with the valve body portion and capable of approaching or separating the valve body portion.
A tubular valve seat portion in which the second valve port is formed on the rotor side, and
A valve shaft holder that guides the valve body portion in the valve center axis direction,
With
When the valve body portion is closest to the valve seat portion, the maximum outer diameter of the valve body portion, which is the largest diameter on the valve seat portion side with respect to the lower end of the valve shaft holder, is the top of the valve seat portion. Larger than the outer diameter of the annular valve seat flat surface formed on the surface,
Further, the motorized valve is characterized in that the position of the valve seat flat surface portion in the valve central axis direction is located on the rotor side of the lowermost end of the inner diameter of the first valve port, which is the farthest position from the rotor.
前記弁体部は、
前記第2弁ポートを通過する流体の流量を調整する弁体と、
前記弁体を前記弁座部側に保持し前記弁軸ホルダに対して摺動可能に配置された弁ガイドと
を含み、
前記弁体は前記弁ガイドに固定されていることを特徴とする請求項1記載の電動弁。
The valve body is
A valve body that adjusts the flow rate of the fluid passing through the second valve port, and
Including a valve guide that holds the valve body on the valve seat side and is slidably arranged with respect to the valve shaft holder.
The electric valve according to claim 1, wherein the valve body is fixed to the valve guide.
前記弁体は、
最も前記第2弁ポートと近接する部分であるニードル部と、
前記ニードル部の基端の外周に位置する環状の平面部と
を備えることを特徴とする請求項2記載の電動弁。
The valve body
The needle part, which is the part closest to the second valve port, and
The electric valve according to claim 2, further comprising an annular flat surface portion located on the outer periphery of the base end of the needle portion.
前記弁体部の最大外径の下端縁を成す肩部を備え、
前記肩部の前記弁中心軸方向の位置は、前記弁体部が最も前記弁座部に近接した状態において、前記第1弁ポートの内径の前記ロータと最も近い位置を成す最上端よりも前記ロータ側に位置することを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の電動弁。
A shoulder portion forming the lower end edge of the maximum outer diameter of the valve body portion is provided.
The position of the shoulder portion in the valve central axis direction is such that the valve body portion is closest to the valve seat portion and the inner diameter of the first valve port is closer to the rotor than the uppermost end. The electric valve according to any one of claims 1 to 3, which is located on the rotor side.
前記弁座部は、前記ロータ側に向かって外径が小さくなるテーパー部を有することを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の電動弁。 The motorized valve according to any one of claims 1 to 4, wherein the valve seat portion has a tapered portion whose outer diameter becomes smaller toward the rotor side. 前記第1弁ポートの前記最下端が、前記弁本体内の内部底面よりも前記ロータ側に位置することを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の電動弁。 The motorized valve according to any one of claims 1 to 5, wherein the lowermost end of the first valve port is located on the rotor side of the inner bottom surface of the valve body. 圧縮機、凝縮器、膨張弁、および蒸発器を含む冷凍サイクルシステムであって、請求項1〜6の何れか一項に記載の電動弁を前記膨張弁として用いることを特徴とする冷凍サイクルシステム。 A refrigeration cycle system including a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator, wherein the electric valve according to any one of claims 1 to 6 is used as the expansion valve. ..
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