JP6991291B2

JP6991291B2 - 電子膨張弁用のバルブコア

Info

Publication number: JP6991291B2
Application number: JP2020151302A
Authority: JP
Inventors: 姚鵬; 陳振賓
Original assignee: JIANGXI AUDY BRASSWORK Inc
Current assignee: JIANGXI AUDY BRASSWORK Inc
Priority date: 2019-09-25
Filing date: 2020-09-09
Publication date: 2022-01-12
Anticipated expiration: 2040-09-09
Also published as: US20210088152A1; CN110500434B; NL2026349B1; CN110500434A; US11174961B2; NL2026349A; JP2021050822A

Description

本発明は、冷房やヒートポンプシステム分野における電子膨張弁に関し、特に、電子膨張弁の内部に使用されるバルブコアに関する。

周知のように、電子膨張弁は冷房やヒートポンプシステムの分野に幅広く利用されており、スロットルによる流体の圧力低下や流量の調節に用いられる。電子膨張弁は、調整パラメータにより信号が生成されると、コンピュータに設定されたプログラムに基づいて、コイルに印加される電圧又は電流を制御することで磁場を発生させる。これにより、主弁体のバルブコアを回転駆動させて弁口の流路面積を変更することで、流量を自動調節するとの目的を達成する。

図１～図３に示すように、現在のところ電子膨張弁に使用されているバルブコアは、ロータスリーブ１と、ロータスリーブ１内に嵌装されるロータコア２から構成される。ロータスリーブ１の内部には内壁全体を貫通する線状の位置決め溝１０１が１対設けられており、ロータコア２の外壁には、当該線状の位置決め溝１０１に嵌入可能な線状の位置決めリブ２０１が１対設けられている。ロータスリーブ１とロータコア２は、各々の線状の位置決め溝１０１と線状の位置決めリブ２０１との係合によって組み付けられる。ロータスリーブ１の内部には内壁全体を貫通する線状の位置決め溝１０１が１対設けられているため、ロータスリーブ１のうち線状の位置決め溝１０１が設けられた位置は、ほかの側壁の位置よりもやや薄く、弱くなっている。つまり、ロータのうち位置決め溝が設けられた位置には薄く弱い箇所が存在する。そのため、ロータの動作時に内部の磁場分布にムラができ、動作時に運転が安定しなかったり、ロータの運転にズレが生じて不十分になったり等の問題が発生する結果、機能や性能が劣る。また、バルブコア全体の動作の信頼性を保障するために、ロータスリーブ１に使用される材料はネオジム磁石とされる。しかし、ネオジム磁石には硬くて脆いとの特徴があるため、ロータが外力による衝撃を受けると、薄く弱くなった箇所が破損しやすく、一定の品質上の潜在リスクが存在する。このような場合には、ロータの動作時の機能や性能が影響を受けないよう保障し、且つ、薄く弱くなった箇所が破損しやすくならないよう、ロータの体壁全体をやや分厚くすることになるが、そうするとロータの生産コストが増大してしまう。このほか、現在のバルブコアのロータは磁気ロータであり、当該磁気ロータの周壁には１０対の磁極が均一に分布している。そのため、磁気ロータの内側壁の厚さが同一でない場合には内部の磁場分布にムラが生じ、このムラによって膨張弁全体の動作時の揺らぎが大きくなることがある結果、膨張弁の性能に支障をきたす。

本発明の目的は、従来技術の瑕疵を解消し、合理的な構造で品質が確実であり、性能にいっそう優れ、且つ低コストのバルブコアを提供することである。

上記の技術的課題を解決するために、本発明は以下の技術方案を用いる。即ち、電子膨張弁用のバルブコアであって、ロータコア２と、当該ロータコア２の外側に覆設される中空のロータスリーブ１を含む。前記ロータコア２は、案内部２１と、直径が当該案内部２１よりも小さな位置規制部２２からなる。前記ロータスリーブ１の内孔は、当該案内部２１が摺動して嵌入する案内部孔１１と、当該位置規制部２２が摺動して貫通する位置規制部孔１２に分けられる。前記位置規制部２２のうち当該位置規制部孔１２を貫通して伸出する伸出端には、脱落防止用のサークリップを装着するための装着溝２２１が設けられている。前記位置規制部孔１２の孔径は当該案内部２１の直径よりも小さい。前記案内部２１のうち当該位置規制部２２から離間する側の一端の側壁には第１位置決めリブ２１１が設けられており、前記位置規制部２２のうち当該装着溝２２１よりも内側の側壁には第２位置決めリブ２２２が設けられている。前記案内部孔１１の外端には、第１位置決めリブ２１１と一致する第１位置決め溝１１１が設けられており、前記位置規制部孔１２の内側壁には、当該第２位置決めリブ２２２を嵌入可能とする第２位置決め溝１２１が設けられている。

前記電子膨張弁のバルブコアにおいて、第２位置決め溝１２１は前記位置規制部孔１２の内側壁全体を貫通しており、第２位置決めリブ２２２は、貫通した第２位置決め溝１２１に完全に嵌入可能である。第２位置決め溝１２１は、前記位置規制部孔１２の内側壁における階段状のメクラ穴であり、第２位置決めリブ２２２は、階段状のメクラ穴である第２位置決め溝１２１に完全に嵌入可能である。

更に、前記案内部２１の長さは当該位置規制部２２よりも長い。

更に、前記第１位置決め溝１１１と当該案内部孔１１の内壁とが階段状をなしている。

前記電子膨張弁用のバルブコアにおいて、前記ロータスリーブ１は磁気ロータスリーブであり、当該磁気ロータスリーブの周壁には均一に分布する１０対の磁極が設けられている。

前記電子膨張弁のバルブコアにおいて、前記第１位置決めリブ２１１と第２位置決めリブ２２２はいずれも２個１対存在しており、これらはそれぞれ案内部２１の側壁と位置規制部２２の側壁に対称に分布している。また、前記第１位置決め溝１１１と第２位置決め溝１２１はいずれも２個１対存在しており、これらはそれぞれ案内部孔１１の外端と位置規制部孔１２の内側壁に対称に分布している。

前記電子膨張弁のバルブコアに基づいて、本発明の電子膨張弁のバルブコアには以下のような変形があり得る。

１．前記第１位置決めリブ２１１と第２位置決めリブ２２２はいずれも４個２対存在しており、これらはそれぞれ案内部２１の側壁と位置規制部２２の側壁に対称に分布している。且つ、前記第１位置決め溝１１１と第２位置決め溝１２１はいずれも４個２対存在しており、これらはそれぞれ案内部孔１１の外端と位置規制部孔１２の内側壁に対称に分布している。

２．前記第１位置決めリブ２１１と第２位置決めリブ２２２はいずれも６個３対存在しており、これらはそれぞれ案内部２１の側壁と位置規制部２２の側壁に対称に分布している。また、前記第１位置決め溝１１１と第２位置決め溝１２１はいずれも６個３対存在しており、これらはそれぞれ案内部孔１１の外端と位置規制部孔１２の内側壁に対称に分布している。

従来技術と比較して、本発明の有益な効果は下記の通りである。即ち、本発明の第１位置決め溝１１１と第２位置決め溝１２１は、ロータスリーブの内孔における案内部孔の外端箇所と位置規制部孔の内壁にそれぞれ設けられており、且つ、第１位置決め溝１１１と案内部孔の内壁とが階段状をなしている。これにより、ロータスリーブの側壁の厚さが同一となる結果、ロータ内部の側壁に薄く弱い箇所が存在しなくなる。よって、動作時に磁場分布が均一となって動作が安定するとともに、ロータスリーブの体壁全体を分厚くする必要もなくなる。これにより、ロータスリーブの生産コストが節約されるほか、ロータスリーブが外力からの衝撃を受けた場合の品質上の潜在リスクも存在しなくなるため、品質が確実となる。且つ、ロータスリーブの側壁の厚さが同一のため、内部の磁場分布が均一となる結果、膨張弁全体の動作時における揺らぎが小さくなり、運転精度が良好となる。これにより、構造が合理的となり、品質が確実になるとともに、低コストとなる。

以下に、図面と具体的実施形態を組み合わせて本発明につき更に詳細に説明する。

図１は、従来のバルブコアの斜視図である（底面から見た場合）。図２は、従来のバルブコアの斜視図である（上面から見た場合）。図３は、従来のバルブコアの装着を示す図である。図４は、本発明の斜視図１である（底面から見た場合）。図５は、本発明の斜視図２である（上面から見た場合）。図６は、本発明の構造を示す図である。図７は、本発明の組み付けを示す図である。図８は、本発明のロータスリーブの構造を示す図である。

電子膨張弁用のバルブコアは、図４～図８に示すように、ロータコア２と、当該ロータコア２の外側に覆設される中空のロータスリーブ１を含む。前記ロータスリーブ１は磁気ロータスリーブとすればよく、当該磁気ロータスリーブの周壁には、均一に分布する１０対の磁極が設けられている。前記ロータコア２は、案内部２１と、直径が当該案内部２１よりも小さな位置規制部２２からなる。また、前記ロータスリーブ１の内孔は、当該案内部２１が摺動して嵌入する案内部孔１１と、当該位置規制部２２が摺動して貫通する位置規制部孔１２に分けられる。前記位置規制部２２のうち当該位置規制部孔１２を貫通して伸出する伸出端には、脱落防止用のサークリップを装着するための装着溝２２１が設けられている。前記位置規制部孔１２の孔径は当該案内部２１の直径よりも小さい。即ち、ロータコア２がロータスリーブ１の内孔に嵌入しても、案内部２１は位置規制部孔１２に入り得ない。これにより、位置規制部孔からのロータコアの滑り出しが防止される。前記案内部２１のうち当該位置規制部２２から離間する側の一端の側壁には、第１位置決めリブ２１１が設けられている。また、前記位置規制部２２のうち当該装着溝２２１よりも内側の側壁には、第２位置決めリブ２２２が設けられている。また、前記案内部孔１１の外端には、第１位置決めリブ２１１と一致する第１位置決め溝１１１が設けられている。また、前記位置規制部孔１２の内側壁には、内側壁全体を貫通し、当該第２位置決めリブ２２２を嵌入可能とする第２位置決め溝１２１が設けられている。

本実施例では、組み立ての際に、まずロータコア２における位置規制部２２が設けられた側の一端をロータスリーブ１の内孔に嵌め込む。このとき、案内部２１の外側壁と案内部孔１１の内側壁が接触することで案内作用が奏される。そして、案内部２１の案内作用の下で、ロータコア２をゆっくりと下方に摺動させると、ロータコア２の下方へのゆっくりとした摺動に伴い、位置規制部２２が位置規制部孔１２に挿通されて、端部がロータスリーブ１の外部に露出する。また、これと同時に、案内部２１の第１位置決めリブ２１１と位置規制部２２の第２位置決めリブ２２２が、それぞれ第１位置決め溝１１１と第２位置決め溝１２１に嵌入する。そして、最後に、脱落防止用のサークリップを位置規制部２２の伸出端における装着溝２２１に装着することで、ロータスリーブとロータコアの組み立てが完了する。

前記案内部２１の長さは、当該位置規制部２２よりも長い。

前記第１位置決め溝１１１と当該案内部孔１１の内壁とは階段状をなしている。即ち、第１位置決め溝１１１は案内部孔の内壁全体を貫通しているわけではない。

本実施例における前記第１位置決めリブ２１１と第２位置決めリブ２２２はいずれも２個１対存在しており、これらはそれぞれ案内部２１の側壁と位置規制部２２の側壁に対称に分布している。また、前記第１位置決め溝１１１と第２位置決め溝１２１はいずれも２個１対存在しており、これらはそれぞれ案内部孔１１の外端と位置規制部孔１２の内側壁に対称に分布している。

電子膨張弁用のバルブコアにおいて、第２位置決め溝１２１は、前記位置規制部孔１２の内側壁における階段状のメクラ穴とし、第２位置決めリブ２２２を階段状のメクラ穴である第２位置決め溝１２１に完全に嵌入可能としてもよい。また、第１位置決めリブ２１１と第２位置決めリブ２２２はいずれも４個２対存在しており、これらはそれぞれ案内部２１の側壁と位置規制部２２の側壁に対称に分布している。且つ、前記第１位置決め溝１１１と第２位置決め溝１２１はいずれも４個２対存在しており、これらはそれぞれ案内部孔１１の外端と位置規制部孔１２の内側壁に対称に分布している。その他については実施例１と同様である。

電子膨張弁用のバルブコアにおいて、第１位置決めリブ２１１と第２位置決めリブ２２２はいずれも６個３対存在しており、これらはそれぞれ案内部２１の側壁と位置規制部２２の側壁に対称に分布している。また、前記第１位置決め溝１１１と第２位置決め溝１２１はいずれも６個３対存在しており、これらはそれぞれ案内部孔１１の外端と位置規制部孔１２の内側壁に対称に分布している。その他については実施例１と同様である。

比較例１：
従来技術において、電子膨張弁のバルブコアは、ロータスリーブ１と、ロータスリーブ１内に嵌装されるロータコア２から構成される。前記ロータスリーブ１は磁気ロータスリーブとすればよく、当該磁気ロータスリーブの周壁には均一に分布する１０対の磁極が設けられている。ロータスリーブ１の内部には内壁全体を貫通する線状の位置決め溝１０１が１対設けられており、ロータコア２の外壁には、当該線状の位置決め溝１０１に嵌入可能な線状の位置決めリブ２０１が１対設けられている。ロータスリーブ１とロータコア２は、各々の線状の位置決め溝１０１と線状の位置決めリブ２０１との係合によって組み付けられる。

効果の比較：
１．各実施例及び比較例における電子膨張弁のロータスリーブ１（規格：外径１５．８ｍｍ、内径１２ｍｍ）を２０個ずつ準備した。そして、ＧＢ／Ｔ（推奨国家標準）２４２３．８－１９９５（自由落下試験法）に基づいて落下高さ１ｍで試験を実施し、各群の破損率を観察したところ、試験結果は表１のようになった。

２．各実施例及び比較例における電子膨張弁のロータスリーブ１（規格：外径１５．８ｍｍ、内径１２ｍｍ）を２０個ずつ準備した。そして、ＧＢ／Ｔ６８０４－２００８（焼結金属スリーブの圧環強さ測定）に基づき圧環強さ試験を実施したところ、試験結果は表１のようになった。

３．各実施例及び比較例におけるバルブコアを電子膨張弁に装入したものを２０個ずつ準備した。そして、同じ指令パラメータによって電子膨張弁の調整過程における運転状態を観察したところ、試験結果は表２のようになった。

４．各実施例及び比較例におけるバルブコアを電子膨張弁（定格動作電圧規格：ＤＣ１２Ｖ±１．２Ｖ）に装入したものを２０個ずつ準備した。そして、電圧を低下させながら電子膨張弁が動作するか否かを観察することで、各電子膨張弁の最小反応電圧を測定したところ、試験結果は表２のようになった。

表１より、以下が明らかである。実施例１～３の第１位置決め溝１１１と第２位置決め溝１２１は、ロータスリーブ１の案内部孔１１の外端箇所と位置規制部孔１２の側壁にそれぞれ設けられており、且つ、第１位置決め溝１１１と案内部孔１１の内壁とが階段状をなしている。そのため、ロータスリーブは、第１位置決め溝が存在する部分のわずかな壁の厚さを除いて、案内部孔が存在する部分の壁の厚さが同一となる。ロータスリーブの壁の厚さが均一であることから、ロータスリーブが外力からの衝撃を受けたとしても品質上の潜在リスクは存在せず、落下破損率が低下し、且つ圧環強さが増大する。よって、ロータスリーブの厚さを増大する必要がなく、ロータスリーブの生産コストの節約になると同時に、品質もより確実となる。

表２より、以下が明らかである。実施例１～３のバルブコアが組み付けられた電子膨張弁は、動作時にバルブコア内部の磁場分布が均一となるため、動作が安定する。また、最小反応電圧も低下し、動作感度が良好になる。よって、本発明によれば品質が確実となる。

上記の実施例は本発明の好ましい実施例にすぎず、本発明の実施範囲を限定するものではない。即ち、本発明の特許請求の範囲の内容に基づき行われる等価の変形及び補足は、いずれも本発明の技術範囲に属するとみなされる。

Claims

電子膨張弁用のバルブコアであって、ロータコア（２）と、前記ロータコア（２）の外側に覆設される中空のロータスリーブ（１）を含み、前記ロータコア（２）は、案内部（２１）と、直径が前記案内部（２１）よりも小さな位置規制部（２２）からなり、前記ロータスリーブ（１）の内孔は、前記案内部（２１）が摺動して嵌入する案内部孔（１１）と、前記位置規制部（２２）が摺動して貫通する位置規制部孔（１２）に分けられ、前記位置規制部（２２）のうち前記位置規制部孔（１２）を貫通して伸出する伸出端には、脱落防止用のサークリップを装着するための装着溝（２２１）が設けられており、前記位置規制部孔（１２）の孔径は前記案内部（２１）の直径よりも小さいバルブコアにおいて、
前記案内部（２１）のうち前記位置規制部（２２）から離間する側の一端の側壁には第１位置決めリブ（２１１）が設けられており、前記位置規制部（２２）のうち前記装着溝（２２１）よりも内側の側壁には第２位置決めリブ（２２２）が設けられており、前記案内部孔（１１）の外端には、前記第１位置決めリブ（２１１）と一致する第１位置決め溝（１１１）が設けられており、前記位置規制部孔（１２）の内側壁には、前記第２位置決めリブ（２２２）を嵌入可能とする第２位置決め溝（１２１）が設けられていることを特徴とするバルブコア。
前記第２位置決め溝（１２１）は前記位置規制部孔（１２）の内側壁全体を貫通しており、前記第２位置決めリブ（２２２）は、貫通した前記第２位置決め溝（１２１）に完全に嵌入可能であることを特徴とする請求項１に記載の電子膨張弁用のバルブコア。
前記第２位置決め溝（１２１）は、前記位置規制部孔（１２）の内側壁における階段状のメクラ穴であり、前記第２位置決めリブ（２２２）は、階段状のメクラ穴である前記第２位置決め溝（１２１）に完全に嵌入可能であることを特徴とする請求項１に記載の電子膨張弁用のバルブコア。
前記案内部（２１）の長さは、前記位置規制部（２２）よりも長いことを特徴とする請求項１に記載の電子膨張弁用のバルブコア。
前記第１位置決め溝（１１１）と前記案内部孔（１１）の内壁とが階段状をなしていることを特徴とする請求項１に記載の電子膨張弁用のバルブコア。
前記ロータスリーブ（１）は磁気ロータスリーブであり、前記磁気ロータスリーブの周壁には均一に分布する１０対の磁極が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電子膨張弁用のバルブコア。
前記第１位置決めリブ（２１１）と前記第２位置決めリブ（２２２）はいずれも２個１対存在しており、これらはそれぞれ前記案内部（２１）の側壁と前記位置規制部（２２）の側壁に対称に分布しており、
前記第１位置決め溝（１１１）と前記第２位置決め溝（１２１）はいずれも２個１対存在しており、これらはそれぞれ前記案内部孔（１１）の外端と前記位置規制部孔（１２）の内側壁に対称に分布していることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の電子膨張弁用のバルブコア。
前記第１位置決めリブ（２１１）と前記第２位置決めリブ（２２２）はいずれも４個２対存在しており、これらはそれぞれ前記案内部（２１）の側壁と前記位置規制部（２２）の側壁に対称に分布しており、
前記第１位置決め溝（１１１）と前記第２位置決め溝（１２１）はいずれも４個２対存在しており、これらはそれぞれ前記案内部孔（１１）の外端と前記位置規制部孔（１２）の内側壁に対称に分布していることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の電子膨張弁用のバルブコア。
前記第１位置決めリブ（２１１）と前記第２位置決めリブ（２２２）はいずれも６個３対存在しており、これらはそれぞれ前記案内部（２１）の側壁と前記位置規制部（２２）の側壁に対称に分布しており、
前記第１位置決め溝（１１１）と前記第２位置決め溝（１２１）はいずれも６個３対存在しており、これらはそれぞれ前記案内部孔（１１）の外端と前記位置規制部孔（１２）の内側壁に対称に分布していることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の電子膨張弁用のバルブコア。