JP6945504B2 - 電動弁および冷凍サイクルシステム - Google Patents
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Description
ケースの内部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螺合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を前記弁本体の中心軸方向に移動させるとともに、前記弁体の上方側に背圧室を設け、前記中心軸方向において前記弁体の直下に設けられた弁ポート内の圧力を前記背圧室に導入する電動弁であって、
前記弁体の外周面を摺動させて、前記中心軸方向への移動を案内する弁体案内部と、
前記弁本体の内部において前記弁体の外側に形成された空間である弁室と、
前記弁体案内部と前記弁体との間に介装され、前記背圧室と前記弁室との間を気密に分離するシール部材とを備え、
前記弁体または前記弁体案内部は、
前記シール部材と摺接する円筒面上の領域であるシール摺接面と、
前記弁体および前記弁体案内部のうちで前記シール摺接面が形成されている部材に形成され、前記弁体および前記弁体案内部のうちで相手方となる部材と摺接する円筒面上の領域である弁摺接面とを有し、
かつ前記シール摺接面と前記弁摺接面とが前記中心軸方向に重複せず、
前記中心軸方向の前記シール摺接面を構成する位置における前記弁体と前記弁体案内部との間隙が、前記中心軸方向の前記弁摺接面を構成する位置における前記弁体と前記弁体案内部との間隙よりも大きいことを特徴とする。
前記シール摺接面の径の大きさと前記弁摺接面の径の大きさが異なることを特徴とする。
これにより、シール摺接面と弁摺接面とを明確かつ確実に区分し、シール摺接面と弁摺接面とが中心軸方向に重複しないようにすることができる。
前記弁ポートが内部に貫通して形成された筒状の弁座部を備え、
前記弁体の外周面の下端には、前記弁ポート側に向かって径を小さくするテーパー部が形成され、
前記テーパー部が、前記弁ポートの前記ロータ側に形成された開口部分と当接することを特徴とする。
これにより、弁体がテーパー部を着座面として弁座部に着座するため、着座面におけるシール性を向上させることができる。
前記シール摺接面の径と前記弁摺接面の径のうち、いずれか前記弁ポートに近い一方の径が、他方の径より大きいことを特徴とする。
前記弁摺接面は前記シール摺接面よりも前記弁ポート側に配置され、
前記弁摺接面の径が前記シール摺接面の径よりも大きいことを特徴とする。
前記テーパー部が前記弁ポートの前記ロータ側に形成された開口部分と当接することで前記開口部分の径が弁体着座径とされるとともに、前記シール摺接面の径と、前記弁体着座径が同径であることを特徴とする。
これにより、シール摺接面における流体の受圧面積と着座部分における流体の受圧面積を同一にすることができ、さらに背圧室と弁ポートの圧力も同一であることから、より正確に差圧力を無くすことが可能となる。
前記シール部材が前記弁体案内部に配置され、
前記シール摺接面および前記弁摺接面は、前記弁体の外周面に形成されていることを特徴とする。
前記シール部材が前記弁体に配置され、
前記シール摺接面および前記弁摺接面は、前記弁体案内部の内周面に形成されていることを特徴とする。
前記シール部材が、断面L字状のL字環状パッキンを用いて形成されていることを特徴とする。
前記シール部材が、Oリングにより、またはOリングと断面C字状の環状部材を組み合わせて形成されていることを特徴とする。
このように、Oリングを用いた場合においても、的確に背圧室と弁室との間を気密に分離することができる。
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。
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、内部において弁体17の外側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。さらに、弁本体30の下方内側には、断面円形の弁ポート16aが内部に貫通して形成された弁座部16が組み込まれている。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、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。
ケース60の天井面にはガイド支持体52が固定されている。ガイド支持体52は、円筒部53と、円筒部53の上端側に形成された傘状部54とを有し、全体をプレス加工により一体成形されている。傘状部54はケース60の頂部内側と略同形状に成形されている。
また、弁本体30の内側には、弁体17、および弁本体30の中心軸M方向への弁体17の移動を案内する弁体案内部72が配置されている。また、弁体17(後述する均圧路を介して背圧室28と弁ポート16aとを連通)と弁体案内部72との間には、両者間の円筒状の隙間をシールすることで背圧室28と弁室11との間を気密に分離するシール部材48が介装されている。
また、弁摺接面92fの内径X´は、シール摺接面92eの内径(シール径)Y´よりも大径となるように形成され(X´>Y´)、シール摺接面92eの内径Y´は、弁ポート16aの弁体着座径Z´と同径となるように形成されている(Y´=Z´)。また、弁体17の摺動筒部17bの外周面の下端には、下方に向かって径を小さくするテーパー部67jが形成されている。
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 延設部
11 弁室
12 第1管継手
15 第2管継手
16 弁座部
16a 弁ポート
16b 開口部分
16c 弁座上面
17 弁体
17a 頭部
17b 摺動筒部
17c 接続部
17d 空間
17e シール摺接面
17f 弁摺接面
17g 段差
17j テーパー部
17k 孔部
17l 導通孔
17m 角部
18 弁ガイド
18a 貫通孔
21 天井部
27 弁バネ
28 背圧室
29 バネ受け金具
29a フランジ
30 弁本体
32 付勢バネ
33 ブッシュ部材
36 固定具
41 弁軸
41a 雄ネジ
41b 鍔部
41c 突出部
48 シール部材
48a L字環状パッキン
48b 補強板
48c 板バネ
48d 環状パッキン
48f 環状部材
51 均圧孔
52 ガイド支持体
53 円筒部
54 傘状部
60 ケース
65 筒部材
66 ロータ収容室
67 弁体
67a 弁体保持部
67b 弁筒部
67d 連結部
67e 頭部
67g 段差
67h 受入空間
67j テーパー部
67k 弁筒部の下半の外周面
67x 孔部
67y 導通孔
70 ワッシャ
72 弁体案内部
72a 側壁
72b 固定部
72c 弁ガイド部
72j フランジ部
72k 中間筒部
72l 下端部
92 弁体案内部
92e シール摺接面
92f 弁摺接面
92g 段差
101 電動弁
107 弁室
116 弁座部
119 弁ポート
120 弁体
124 導通路
129 背圧室
137 シール部材
172 弁体案内部
172a 摺接領域
M 中心軸
X 弁摺接面の内径または外径
X´ 弁摺接面の内径
Y シール摺接面の内径または外径(シール径)
Y´ シール摺接面の内径(シール径)
Z 弁体着座径
Z´ 弁体着座径
Za 弁体着座径
Z1 シール径
Z2 弁体着座径
Claims (11)
- ケースの内部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螺合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を前記弁本体の中心軸方向に移動させるとともに、前記弁体の上方側に背圧室を設け、前記中心軸方向において前記弁体の直下に設けられた弁ポート内の圧力を前記背圧室に導入する電動弁であって、
前記弁体の外周面を摺動させて、前記中心軸方向への移動を案内する弁体案内部と、
前記弁本体の内部において前記弁体の外側に形成された空間である弁室と、
前記弁体案内部と前記弁体との間に介装され、前記背圧室と前記弁室との間を気密に分離するシール部材と
を備え、
前記弁体または前記弁体案内部は、
前記シール部材と摺接する円筒面上の領域であるシール摺接面と、
前記弁体および前記弁体案内部のうちで前記シール摺接面が形成されている部材に形成され、前記弁体および前記弁体案内部のうちで相手方となる部材と摺接する円筒面上の領域である弁摺接面と
を有し、
かつ前記シール摺接面と前記弁摺接面とが前記中心軸方向に重複せず、
前記中心軸方向の前記シール摺接面を構成する位置における前記弁体と前記弁体案内部との間隙が、前記中心軸方向の前記弁摺接面を構成する位置における前記弁体と前記弁体案内部との間隙よりも大きいことを特徴とする電動弁。 - 前記シール摺接面の径の大きさと前記弁摺接面の径の大きさが異なることを特徴とする請求項1記載の電動弁。
- 前記弁ポートが内部に貫通して形成された筒状の弁座部を備え、
前記弁体の外周面の下端には、前記弁ポート側に向かって径を小さくするテーパー部が形成され、
前記テーパー部が、前記弁ポートの前記ロータ側に形成された開口部分と当接することを特徴とする請求項1または2記載の電動弁。 - 前記シール摺接面の径と前記弁摺接面の径のうち、いずれか前記弁ポートに近い一方の径が、他方の径より大きいことを特徴とする請求項2または3記載の電動弁。
- 前記弁摺接面は前記シール摺接面よりも前記弁ポート側に配置され、
前記弁摺接面の径が前記シール摺接面の径よりも大きいことを特徴とする請求項4記載の電動弁。 - 前記テーパー部が前記弁ポートの前記ロータ側に形成された開口部分と当接することで前記開口部分の径が弁体着座径とされるとともに、前記シール摺接面の径と、前記弁体着座径が同径であることを特徴とする請求項3記載の電動弁。
- 前記シール部材が前記弁体案内部に配置され、
前記シール摺接面および前記弁摺接面は、前記弁体の外周面に形成されていることを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の電動弁。 - 前記シール部材が前記弁体に配置され、
前記シール摺接面および前記弁摺接面は、前記弁体案内部の内周面に形成されていることを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の電動弁。 - 前記シール部材は、断面L字状のL字環状パッキンを用いて形成されていることを特徴とする請求項1〜8の何れか一項に記載の電動弁。
- 前記シール部材は、Oリングにより、またはOリングと断面C字状の環状部材を組み合わせて形成されていることを特徴とする請求項1〜8の何れか一項に記載の電動弁。
- 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1〜10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。
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