JPH094743A - 電動式コントロールバルブ - Google Patents

電動式コントロールバルブ

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JPH094743A
JPH094743A JP7149956A JP14995695A JPH094743A JP H094743 A JPH094743 A JP H094743A JP 7149956 A JP7149956 A JP 7149956A JP 14995695 A JP14995695 A JP 14995695A JP H094743 A JPH094743 A JP H094743A
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JP
Japan
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valve
rotor
opening
valve body
valve port
Prior art date
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Pending
Application number
JP7149956A
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English (en)
Inventor
Yasuo Komiya
靖雄 小宮
Tokuji Tanii
吐句児 谷井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saginomiya Seisakusho Inc
Original Assignee
Saginomiya Seisakusho Inc
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Publication date
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Publication of JPH094743A publication Critical patent/JPH094743A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロータの負荷が軽くなるとともに、弁座の外
周面の磨耗を軽減できる電動式コントロールバルブを提
供すること。 【構成】 永久磁石11と一体的に回転する軸部3とで
ステッピングモータMのロータ9を構成し、このロータ
9を弁本体1及びケーシング6によって形成される密閉
空間に配置し、相対向する位置に略々同一形状の開口3
bを有する弁部3aを軸部3に形成し、弁部3aのそれ
ぞれの開口3bに対向する位置に、略々同一形状を有す
る弁ポート部1cを弁本体1に形成し、弁ポート部1c
に連通する管路1aと、軸部3の弁部3aが収容される
弁室20に通ずる管路1bとを備え、軸部3の回転中は
常に、弁ポート部1cと弁部3aの開口3bとで形成さ
れるそれぞれの開口面積を互いにほぼ同一にするととも
に、この開口面積をロータ9の回転により変化させるこ
とにより両管路1a、1bを流れる流体の流量を制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、流量を制御することが
できる電動式コントロールバルブ、特に冷媒システム又
は空調システムにおける電動式コントロールバルブに関
する。
【0002】
【従来の技術】図6は、特公平4−68510に開示さ
れている従来の電動式コントロールバルブを示す。この
バルブは、モータの内部にニードル弁体を一体的に組み
込んだ直動型とすることにより小型化し得るようにした
ものであり、弁本体101の弁座102aに接離するニ
ードル弁103を、弁本体101に設けた雄螺子管10
4内において摺動自在に設け、永久磁石111を有する
ロータ109を、その中心部に設けた雌螺子管112を
この雄螺子管104に螺合することにより回動かつ軸方
向に移動自在に設け、このロータ109の軸方向の中間
部に対してニードル弁103の端部を連結してなること
を特徴とする。
【0003】さらに、図7及び図8は、従来使用されて
いる混合弁であって、自動湯沸かし器やその他の給湯設
備に使用されているものであって、湯と水とを混合さ
せ、設定された一定の温度の温水を常に供給するように
構成されたものである。
【0004】この混合弁は、図7(a)の概略図のよう
に、本体に水流路50及び湯流路51を形成し、これら
の流路に同時に通過可能なスリーブ上の弁体52を回転
自在に設けている。弁体52は、水用及び湯用の流入口
53、54を開けたものであって、流入した水及び湯は
混合されて吐出流路55から排出される。また、弁体5
2にはステッピングモータ等の電動機56の出力軸が直
結され、更に吐出流路55には温度センサ57が配置さ
れている。
【0005】このような構造を持つ混合弁では、温度セ
ンサ57によって吐水される混合水の温度を検出し、設
定温度より外れたときには電動機56を作動させ、水と
湯の混合比を変える。つまり、温度が高いときには、湯
用の流入孔54と湯流路51との間の流路面積を小さく
且つ水用の流入孔53と水流路50間を大きくするよう
に弁体52が回転する。このような操作を可能とするた
めに、弁体52に設ける流入口53、54の位置は、第
7図(b)のように中心に対して対称でなく、一方に偏
った配置である。この図の場合では、反時計方向へ弁体
52を回転させれば温度が低下し、時計方向への回転で
あれば温度が高くなる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記電動式コ
ントロールバルブの第1従来例においては、管路1aか
ら管路1bに流体が流れる場合には、ニードル弁103
に図6において右方向の力が加わる。一方、管路1bか
ら管路1aに流体が流れる場合には、ニードル弁103
に同図において左方向の力が加わる。従って、いずれの
場合でも、ニードル弁103には偏った方向に図面にお
いて水平方向の力が作用することとなり、ニードル弁1
03と弁座102aとの偏当たりを生じ、弁座102a
の磨耗の原因になるとともに、雌螺子管112にニード
ル弁103の雄螺子管104が押しつけられるため、雌
螺子管112の中での雄螺子管104の円滑な回転が妨
げられ、ステッピングモータMの負荷が増加するおそれ
がある。
【0007】さらに、上記電動式コントロールバルブの
第2従来例においては、管路50、51から管路55に
流体が流れるが、管路50、51のそれぞれを流れる水
と湯の量が同一である場合はともかく、これらの流量が
互いに異なる場合、または水又は湯のいずれか一方しか
流れない場合には、上記第1従来例と同様、弁体52の
外面が吐出流路55を形成する管の内面に押しつけられ
るため、この管内での弁体52の円滑な回転が妨げられ
ることによりステッピングモータMの負荷が増加するお
それがある。また、管の外周または弁体の磨耗を引き起
こすおれがある。
【0008】本発明は、上記従来の電動式コントロール
バルブの問題点に鑑みなされたものであって、ロータの
負荷が軽くなるとともに、弁ポート部が形成されている
弁本体の外周面(弁座に相当する部分)の磨耗を軽減で
きる電動式コントロールバルブを提供することを目的と
する。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
永久磁石を有するロータと一体的に回転する軸部とでス
テッピングモータの回転子部を構成し、該回転子部を弁
本体及び密閉型ケースによって形成される密閉空間に配
置した電動式コントロールバルブにおいて、相対向する
位置に略々同一形状の開口を有する弁部を該軸部に形成
し、前記弁部のそれぞれの開口に対向する位置に、略々
同一形状を有する弁ポート部を前記弁本体に形成し、該
弁ポート部に連通する管路と、前記軸部の弁部が収容さ
れる弁室に通ずる管路とを備え、前記軸部のいずれの回
転位置においても、該弁ポート部と該弁部の前記開口と
で形成されるそれぞれの開口面積を互いにほぼ同一にす
るとともに、当該開口面積を前記ロータの回転により変
化させることにより前記両管路を流れる流体の流量を制
御することを特徴とする。
【0010】
【作用】請求項1記載の発明によると、相対向する位置
に略々同一形状の開口を有する弁部を該軸部に形成し、
前記弁部のそれぞれの開口に対向する位置に、略々同一
形状を有する弁ポート部を前記弁本体に形成し、該弁ポ
ート部に連通する管路と、前記軸部の弁部が収容される
弁室に通ずる管路とを設け、前記軸部の回転中は常に、
該弁ポート部と該弁部の前記開口とで形成されるそれぞ
れの開口面積を互いにほぼ同一にするとともに、当該開
口面積を前記ロータの回転により変化させることにより
前記両管路を流れる流体の流量を制御するので、弁部の
一方の開口とこの開口と相対向する弁ポート部間の差圧
と、弁部のもう一方の開口とこの開口と相対向する弁ポ
ート部間の差圧とが略々同一となるため、これらの差圧
によって、弁部すなわち弁軸は方向が反対で大きさがほ
ぼ同一の力を受ける。
【0011】
【実施例】次に、本発明に係る電動式コントロールバル
ブの実施例を図面とともに説明する。図1は、本発明に
係る電動式コントロールバルブの第1実施例を示す断面
図である。この電動式コントロールバルブは、バルブ部
Vと、ステッピングモーター部Mよりなる。バルブ部V
は、弁本体1並びに軸部3及び永久磁石11からなるロ
ータ9で構成される。尚、軸部3と永久磁石11との間
にスペーサ等を挿入してロータ9を構成することも可能
である。弁本体1には管路1aと管路1bが形成され、
これら管路1aと管路1bより冷媒等の流体が流入また
は流出する。
【0012】軸部3の下部先端には弁部3aが形成され
ている。弁部3aは、軸部3の下部に、相対向するほぼ
同一形状の円形開口3bを有する円筒状に形成され、管
路1aから弁ポート部1cが、それぞれの円形開口3b
に対向する位置に配置され、弁室20に連通している。
一方、管路1bは水平方向に延設された管路として形成
され、端部で弁室20に連結している。
【0013】図3及び図4は、上記弁部3aと弁ポート
部1cとの関係を示す断面図である。図3は、弁の全開
状態を示すものであり、二つの弁ポート部1cとこれら
に対向する弁部3aの開口とが完全に一致する状態にな
っている。一方、図4は弁の全閉状態を示すものであ
り、二つの弁ポート部1cとこれらに対向する弁部3a
の開口とが全く干渉しない位置にある。
【0014】軸部3とロータ9は一体となって回転子部
30を構成し、この一体化された回転子部30が弁本体
1の上端面1d上に載置される。尚、本実施例では、ロ
ータ9は永久磁石11のみで構成されているが、永久磁
石11とスペーサ12とで構成することも可能である。
【0015】弁本体1の外周中央部には段部1eが形成
され、この段部1e上に下蓋5がろう付けにより固定さ
れる。さらに、下蓋5上にステッピングモータ部Mの密
閉型ケース6が固定される。また、ケース6の外周部に
は、コイル7を内蔵したステータ8が設けられるととも
に、ケース6内には、上述のように軸部3とロータ9が
一体化された回転子部30が弁本体1上に回動自在に設
けられる。
【0016】図1及び図2に示すように、ロータ9の下
部には段部11aが形成され、この段部11aがロータ
9に一体化されたストッパーとして機能する。一方、下
蓋5には突起5aが設けられ、この突起5aが下蓋5に
一体的に設けられた本体側のストッパーとして機能す
る。
【0017】上記構成において、ステータ8のコイル7
に通電すると、永久磁石11が回転し、永久磁石11の
回転に応じて軸部3も回転する。軸部3が回転すると、
軸部3の回転角度に応じて弁部3aの弁ポート部1cに
対する角度が変化し、弁ポート部1cと、弁部3aの開
口3bとで形成される開口面積が変化するので両管路1
a、1bを流れる流体の流量を制御することができる。
また、管路1aから流体が流入し管路1bから流体が流
出する場合でも、その逆の場合、すなわち管路1bから
流体が流入し管路1aから流体が流出する場合でも、弁
ポート部1cと、弁部3aの開口3bとで形成される開
口面積が同一であるため、同一流用を得ることができ
る。
【0018】さらに、この電動式コントロールバルブで
は、管路1aから流体が流入し管路1bから流体が流出
する場合でも、その逆の場合、すなわち管路1bから流
体が流入し管路1aから流体が流出する場合でも、図3
に示す弁の全開時及び半開時等において、点b1と点a1
間の差圧と、点b2と点a2間の差圧は等しいと考えるこ
とができるが、これらの差圧により弁部3aが受ける力
は、互いに大きさが同じで方向が反対であるため、これ
らの力は相殺される。その結果、弁部3aの内面が弁本
体1の外周面1fに偏って当接することがないため、円
滑な軸部3の回転を確保することができ、モータの負荷
が増大することもない。さらに、弁ポート部1cが形成
されている弁本体1の外周面1fの磨耗を少なくするこ
とができる。
【0019】次に、本発明に係る電動式コントロールバ
ルブの第2実施例を図5を参照しながら説明する。上記
第1実施例においては、軸部3の下部先端に設けられた
弁部3aには、相対向するほぼ同一形状の円形開口3b
が形成され、この円筒状弁部3aの内側には、上面1h
と前記外周面1fで構成される弁本体1の円柱部が配置
され、この円柱部の前記弁部3aのそれぞれの円形開口
3bに対向する位置に、弁ポート部1cが形成されてい
た。第2実施例は、この弁部3aと弁本体1の円柱部と
の相対関係を逆にしたものであり、その他の構成は第1
実施例と同様である。
【0020】すなわち、本実施例では弁部3a’を円柱
状に形成すると共に、この円柱部分の軸線を通って、こ
の軸線方向に垂直な方向に円柱部分を貫通するほぼ同一
断面を有する孔部3b’を形成し、この孔部3b’に管
路1aを連通させ、弁本体1の一部を前記円柱状弁部3
a’を囲む円筒状に形成し、前記孔部3b’の両端開口
に相対向する位置のそれぞれに、互いにほぼ同一形状の
弁ポート部1c’を設けて弁室20に連通するように構
成されている。
【0021】上記構成において、ステータ8のコイル7
に通電すると、永久磁石11が回転し、永久磁石11の
回転に応じて軸部3も回転する。軸部3が回転すると、
軸部3の回転角度に応じて弁部3a’の弁ポート部1
c’に対する角度が変化し、弁ポート部1c’と、弁部
3a’の孔部3b’とで形成される開口面積が変化する
ので両管路1a、1bを流れる流体の流量を制御するこ
とができる。また、管路1aから流体が流入し管路1b
から流体が流出する場合でも、その逆の場合、すなわち
管路1bから流体が流入し管路1aから流体が流出する
場合でも、弁ポート部1c’と、弁部3a’の孔部3
b’とで形成される開口面積が同一であるため、同一流
用を得ることができる。
【0022】さらに、この電動式コントロールバルブで
は、管路1aから流体が流入し管路1bから流体が流出
する場合でも、その逆の場合、すなわち管路1bから流
体が流入し管路1aから流体が流出する場合でも、弁の
全開時及び半開時等において、実施例1の場合と同様、
流体の流れによって弁部3a’が受ける力は、互いに大
きさが同じで方向が反対であるため、これらの力は相殺
される。その結果、弁部3a’の外周面が弁本体1の円
筒部の内周面1f’に偏って当接することがないため、
円滑な軸部3の回転を確保することができ、モータの負
荷が増大することもない。さらに、弁ポート部1c’が
形成されている弁本体1の円筒部の内周面1f’の磨耗
を少なくすることができる。
【0023】
【発明の効果】請求項1記載の発明によると、弁部の一
方の開口とこの開口と相対向する弁ポート部間の差圧
と、弁部のもう一方の開口とこの開口と相対向する弁ポ
ート部間の差圧が略々同一となるため、これらの差圧に
よって、弁部すなわち弁軸は方向が反対で大きさがほぼ
同一の力を受けるので、軸が片側に押されることなく、
ロータの負荷が軽くなるとともに、弁ポート部が形成さ
れている弁本体の外周面の磨耗を軽減することができる
電動式コントロールバルブを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電動式コントロールバルブの第1
実施例を示す断面図である。
【図2】図1の電動式コントロールバルブI−I線断面
図である。
【図3】図1の電動式コントロールバルブII−II線
断面図である。
【図4】本発明に係る電動式コントロールバルブの閉状
態を示す図3に相当する断面図である。
【図5】本発明に係る電動式コントロールバルブの第2
実施例を示す断面図である。
【図6】従来の電動式コントロールバルブの断面図であ
る。
【図7】従来の混合弁を示す概略断面図であって、図7
(a)は縦断面図、図7(b)は弁部と弁ポート部の水
平方向断面図である。
【図8】図7に示す従来の混合弁の流路面積の変化の説
明図である。
【符号の説明】
1 弁本体 1a 管路 1b 管路 1c 弁ポート部 3 軸部 3a 弁部 3b 開口 5 下蓋 6 密閉型ケース 7 コイル 8 ステータ 9 ロータ 11 永久磁石 20 弁室

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 永久磁石を有するロータと一体的に回転
    する軸部とでステッピングモータの回転子部を構成し、
    該回転子部を弁本体及び密閉型ケースによって形成され
    る密閉空間に配置した電動式コントロールバルブにおい
    て、相対向する位置に略々同一形状の開口を有する弁部
    を該軸部に形成し、前記弁部のそれぞれの開口に対向す
    る位置に、略々同一形状を有する弁ポート部を前記弁本
    体に形成し、該弁ポート部に連通する管路と、前記軸部
    の弁部が収容される弁室に通ずる管路とを備え、前記軸
    部のいずれの回転位置においても、該弁ポート部と該弁
    部の前記開口とで形成されるそれぞれの開口面積を互い
    にほぼ同一にするとともに、当該開口面積を前記ロータ
    の回転により変化させることにより前記両管路を流れる
    流体の流量を制御することを特徴とする電動式コントロ
    ールバルブ。
JP7149956A 1995-06-16 1995-06-16 電動式コントロールバルブ Pending JPH094743A (ja)

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Cited By (6)

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