JPH11294618A - 電動流量制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品点数の削減により製造コストの削減を図
ると共に、弁開閉時における回転トルクを少なくして、
製品の品質を向上させることができる電動流量制御弁を
提供する。 【解決手段】 弁軸３１の球体３１Ｂをキャン体２１内
部の天板部２１ａに点接触させて弁全開位置を規制する
と共に、固定ガイド３５の雄ネジ部３５ａのネジ山数を
前記スリーブ２５の雄ネジ部２５ａのネジ山数より、少
なくとも前記弁軸３１の上下動に要する分だけ多く刻設
してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動流量制御弁に
係り、特に、冷暖房等の冷凍サイクルに用いられる流体
の流量を制御する電動流量制御弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種、冷凍サイクルに使用される従来
の電動流量制御弁として、例えば図４及び図５に示すも
のが知られている。これは、電動流量制御弁１０の電動
機２０のキャン体２１の外周部に設けられているステー
タ部２２のコイル２２ａを外部からのパルス信号によっ
て励磁し、前記キャン体２１内のロータ部２３を前記パ
ルス信号に応じて所定量回動させることで、前記ロータ
部２３に連結されている弁軸３１を上下動させ、入口側
配管接続部３０ａ及び出口側配管接続部３０ｂを有する
弁本体３０内部の弁座３２と弁体３３との間隙量を調整
し、該間隙を流れる流体の流量を制御する構成とされた
ものである。

【０００３】ここで、図５に示すように、前記ロータ部
２３は、外周にマグネット２４を有すると共に、中心部
に軸方向に刻設された雌ネジ部２５ａを有するスリーブ
２５が設けられている。前記スリーブ２５の中心孔に
は、雌ネジ部２５ａが刻設されており、該雌ネジ部２５
ａは、前記弁本体３０の上部に立設されている固定ガイ
ド３５の雄ネジ部３５ａに螺合されている。前記弁軸３
１は、前記スリーブ２５の中心孔の雌ネジ部２５ａの上
部まで延び、その端部がＥリング３１ａによって抜け止
めされて連結されている。前記Ｅリング３１ａの下方に
は、ワッシャが、前記弁軸を挿通した状態で配置され、
該ワッシャ３１ｃと前記弁軸３１の係合段部３１ｂとの
間には、前記弁軸３１を弁閉方向に付勢するバネ３１ｄ
が介装されている。また、前記スリーブ２５には、孔２
６ａに圧入植設された全開位置を規制する規制ピン２６
と、孔２７ａに圧入植設された全閉位置を規制する規制
ピン２７とが設けられている。

【０００４】そして、前記弁軸３１は、前記スリーブ２
５が時計又は反時計方向に回動することにより、上下方
向に移動して弁体３３を弁座３２に対して開閉する。前
記弁体３３と弁座３２との全開位置は、前記ロータ部２
３の規制ピン２６が前記キャン体２１内部に設けられて
いる弾性体であるストッパ２６ｂに当接することで規制
され、前記弁体３３と弁座３２との全閉位置は、前記ロ
ータ部２３の規制ピン２７が前記弁本体３０に突設され
ているストッパ３４に当接することで規制されるように
なっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の電動流量制御弁１０は、前記弁体３３と弁座３２と
の全開位置を規制するために、前記スリーブ２５の孔２
６ａに圧入植設される規制ピン２６と、該規制ピン２６
の上昇移動を規制する前記キャン体２１内部のストッパ
２６ｂとが必要で、前記電動流量制御弁１０を製造する
に当たって、部品点数が多くなるとの問題がある。

【０００６】また、前記弁体３３が全閉位置にあるとき
は、図５のように、前記スリーブ２５の雌ネジ部２５ａ
と前記固定ガイド３５の雄ネジ部３５ａとはそのネジ部
の大部分で噛合いしている状態にあるが、前記弁体３３
が全開位置にあるときは、図６のように、前記スリーブ
２５の雌ネジ部２５ａと前記固定ガイド３５の雄ネジ部
３５ａとの噛合い量が減少する状態となる。換言すれ
ば、前記弁体３３を開閉するとき、その開閉量の違いに
よって、前記雌ネジ部２５ａと前記雄ネジ部３５ａと
は、その噛合い量が絶えず変化する状態となる。このた
め、前記ロータ部２３を回転させるためのトルクがその
開閉位置によって変化してしまうと共に、前記雌ネジ部
２５ａと前記雄ネジ部３５ａとは、その噛合い位置によ
ってネジ山の磨耗の度合が不均一となることで偏摩耗が
発生するおそれがあり、耐久性の面でも問題になること
がある。本発明は、このような間題に鑑みてなされたも
のであって、その目的とするとするところは、部品点数
の削減によりコストの低減を図ると共に、耐久性を向上
した電動流量制御弁を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成すべく、
本発明の電動流量制御弁は、弁本体と、該弁本体の上部
に固定されるキャン体と、該キャン体の内部に配置され
るロータ部を有する電動機と、前記ロータ部に保持され
た弁軸とを備え、前記弁軸の上端部は、曲率半径の小さ
い球状面体とされ、該球状面体が前記キャン体の天板部
に当接することで弁全開位置を規制することを特徴とし
ている。そして、本発明の具体的な態様としては、前記
弁軸の球状面体を、球体もしくは半球体としたことを特
徴としている。

【０００８】前記の如く構成された本発明の電動流量制
御弁では、前記弁軸の球状面体をキャン体内部の天板部
に当接させ、弁全開位置を規制するようにしたので、従
来のように、弁全開位置を規制する規制ピンとストッパ
とが不要となる。また、前記弁体の全開位置が前記球体
と前記キャン体内部の天板部との当接によって規制され
るとき、前記球体が前記天板部に対して点接触するた
め、前記球体と前記天板部との回転摩擦が小さくされ
る。

【０００９】また、本発明の電動流量制御弁の他の好ま
しい態様は、前記ロータが、その内周に雌ネジ部を刻設
し、前記弁本体が、その上部に前記弁軸を挿通する固定
ガイドを備え、該固定ガイドは、その外周に、前記ロー
タの雌ネジ部と螺合する雄ネジ部を刻設しており、該雄
ネジと前記雌ネジとは、弁全開位置から弁全閉位置にわ
たって、同じ噛み合い数のネジ山となるように刻設され
ていることを特徴としている。

【００１０】更に、本発明の電動流量制御弁の他の具体
的な態様は、前記固定ガイドの雄ネジ部のネジ山数が、
前記スリーブの雌ネジ部のネジ山数より、少なくとも前
記弁軸が弁全開位置から弁全閉位置まで上下動に要する
分だけ多く刻設されていることを特徴としている。この
ために、弁軸が上下移動する時、前記雌ネジ部と雄ネジ
部とが噛合うネジ山数が常に同一とされることで、前記
雌ネジ部と前記雄ネジ部との噛合いによるネジ山の偏磨
耗が少なくされる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の電動流量制御弁の
一実施形態を図面を参照して説明する。なお、以下に説
明する図において、図４乃至図６と共通する部分には同
一符号を付すものとする。図ｌは、本発明の電動流量制
御弁の一実施の形態を示す縦断面図、図２は、図１の弁
全閉時におけるロータ部を拡大して示す断面図、図３
は、図１の弁全開時におけるロータ部を拡大して示す断
面図である。

【００１２】前記各図において、電動流量制御弁１０
は、弁本体３０と、該弁本体３０の上部に載置固定され
るステッピングモータの電動機２０とを備えている。前
記弁本体３０には、入口側配管接続部３０ａと出口側配
管接続部３０ｂとが設けられており、それぞれの連結凹
部３０ａ1 及び３０ｂ1 には、配管４０，４１の一端部
が連結されている。前記出口側配管接続部３０ｂの連結
凹部３０ｂ1 は、連結凹部３０ａ1と比較して分るとお
り、深さが長く形成されている。これは、前記電動流量
制御弁１０に配管４１を接続する時に、前記連結凹部３
０ｂ1に対する前記配管４１の挿入位置を調節できるよ
うにして、両者の接続固定を容易にしたものである。

【００１３】前記弁本体３０の内部の弁室３０ｃに刻設
されている雌ネジ部３０ｄには、弁座３２が螺着されて
いる。該弁座３２は、弁軸３１の端部に取付けられる弁
体３３に対して同一軸心とされると共に、弁座３２の螺
合位置によって弁体３３に対する弁座３２の位置が調整
されるようになっている。前記弁軸３１は、前記弁本体
３０の上部に形成されている挿通孔３０ｅと前記弁本体
３０に植立されている固定ガイド３５の中心孔３５ｃに
対して摺動自在に支持されている。前記電動機２０は、
円筒状のキャン体２１と、該キャン体２１の外周に配置
されたコイル２２ａを有するステータ部２２と、前記キ
ャン体２１内部に配置されるロータ部２３とを備えてお
り、コード２２ｂを介して前記コイル２２ａにパルス信
号が与えられるようになっている。

【００１４】前記ロータ部２３には、外周にマグネット
２４を有すると共に、前記固定ガイド３５の雄ネジ部３
５ａに噛合う雌ネジ部２５ａを中心部に有するスリーブ
２５が設けられている。前記雌ネジ部２５ａのネジ山数
は、前記雄ネジ部３５ａのネジ山数より少なく形成され
ていると共に、図２のように、弁全閉位置では、前記雄
ネジ部３５ａの上端部側３５ａ1側が前記雌ネジ部２５
ａの上端部側２５ａ1側より上部側に位置するような噛
合い状態とされている。また、図３のように、弁全開位
置では、前記雄ネジ部３５ａの上端部側３５ａ1側と前
記雌ネジ部２５ａの上端部側２５ａ1側とが略一致する
ような噛合い状態とされている。即ち、前記雌ネジ部２
５ａは、弁軸３１がどのような開閉リフト位置にあって
も、そのネジ部の全体が雄ネジ部３５ａと噛み合うよう
に形成されている。これにより、前記弁体３３を開閉す
るとき、前記雌ネジ部２５ａと雄ネジ部３５ａとの噛合
うネジ山数が常に同一とされるため、弁軸３１の開閉リ
フト位置に拘わらず、前記ロータ部２３の回転トルクが
略一定となり、かつ、ネジ山の偏摩耗が少なくされるた
め、耐久性が向上する。

【００１５】前記スリーブ２５の孔２７ａには、前記弁
体３３の全閉位置を規制する規制ピン２７が圧入で植立
されていると共に、その上端部には、Ｅリング３１ａに
よって抜け止めされた前記弁軸３１が連結されている。
該弁軸３１の先端部３１Ａには、球体３１Ｂが溶接など
によって固着され、該球体３１Ｂは、前記キャン体２１
の天板部２１ａに当接して前記弁本体３０の全開位置を
規制するものであり、前記球体３１Ｂは、外周が球面形
状とされているため、図１に示す前記天板部２１ａに対
して点接触するようになっている。

【００１６】前記弁軸３１の上端部に係止されている前
記Ｅリング３１ａの下面には、ワッシャ３１ｃが配置さ
れており、該ワッシャ３１ｃは、前記スリーブ２５の上
面に形成された環状受部２５ｂに載置され環状凸部２５
ｃを内側にかしめることによって固定保持されている。
前記記弁軸３１の前記ワッシャ３１ｃの下部位置には、
Ｅリング３１ｅが周方向溝３１ｆに係止され、前記ワッ
シャ３１ｃと前記Ｅリング３１ｅとの間には、前記弁軸
３１を弁閉方向に付勢するバネ３１ｄが介装されてい
る。前記Ｅリング３１ｅは、前記周方向溝３１ｆに装着
されて前記バネ３１ｄの付勢力を受けるようになってい
るため、前記図５で示した従来の弁軸３１のように、バ
ネ３１ｄの付勢力を受ける係合段部３１ｂを設けるため
に、弁軸３１の上端部側を細くするような加工が不要と
なる。

【００１７】次に、以上のように構成した電動流量制御
弁１０の作動について説明する。前記弁体３３が全閉位
置にあるときは、図１のように、前記弁体３３が前記弁
座３２に当接している。この状態から、前記弁体３３を
開くために、前記コード２２ｂを介して前記電動機２０
のステータ部２２のコイル２２ａにパルス信号を与える
と、前記ロータ部２３が回動し、前記弁軸３１を上昇さ
せる。このとき、前記弁体３３の全閉位置では、図２に
示したように、前記固定ガイド３５の雄ネジ部３５ａの
上端部３５ａ1側が、前記スリーブ２５の雌ネジ部２５
ａの上端部２５ａ1側より上部側に位置するような噛合
い状態とされていると共に前記雄ネジ部３５ａの下端部
と雌ネジ部２５ａの下端部とは略一致した状態にある
が、前記弁体３３が弁開されるに伴い、前記雄ネジ部３
５ａに対する前記雌ネジ部２５ａの噛合い位置が上方に
移動する。前記弁体３３の弁全開位置では、図３に示し
たように、雄ネジ部３５ａの上端部３５ａ1側と雌ネジ
部２５ａの上端部２５ａ1側とが略一致するような噛合
い状態となる。

【００１８】前記弁体３３の全閉位置では、前記弁軸３
１の先端部３１Ａの球体３１Ｂが前記キャン体２１の天
板部２１ａに当接することで規制される。このとき、前
記球体３１Ｂは、前記天板部２１ａに対して点接触とな
るために、前記球体３１Ｂと前記天板部２１ａとの接触
摩擦抵抗が少ない状態で、前記弁体３３の上昇の動きを
止めることができるので、接触時の電動機２０の回転駆
動力を小さくすることができる。

【００１９】また、前記のように、本実施の形態では、
前記弁軸３１の球体３１Ｂをキャン体２１内部の天板部
２１ａに当接させ、弁全開位置を規制するようにしたの
で、従来のように、弁全開位置を規制する規制ピンとス
トッパとが不要となる。更に、前記固定ガイド３５の雄
ネジ部３５ａのネジ山数は、前記スリーブ２５の雄ネジ
部２５ａのネジ山数より、少なくとも前記弁軸３１の上
下動に要する分だけ多く刻設したので、前記弁体３３が
全閉位置から全開位置あるいは全開位置から全閉位置に
移動する間、前記雌ネジ部２５ａと雄ネジ部３５ａとの
噛合いネジ山数は、常に同一とされ、前記ロータ部２３
の回転トルクが、常に一定とされるものであり、前記雌
ネジ部２５ａと前記雄ネジ部３５ａは、噛合いによるネ
ジ山の偏磨耗が少なくされる。

【００２０】なお、本実施の形態では、弁軸３１の先端
部３１Ａを前記キャン体２１の天板部２１ａに点接触さ
せるために、前記弁軸３１の先端部３１Ａに球体３１Ｂ
を取付けた例について説明したが、該例に限らず、前記
弁軸３１の先端部３１Ａは、半球状に加工した形状とす
る等、曲率半径の小さい球面状部としたものでも良いも
のである。

【００２１】また、本実施の形態においては、固定ガイ
ド３５の雄ネジ部３５ａのネジ山数を、前記スリーブ２
５の雄ネジ部２５ａのネジ山数よりも、多く刻設したも
のとして説明したが、その逆として刻設しても機能上は
同じにすることができる。即ち、前記雄ネジ３５ａと前
記雌ネジ２５ａとのいずれかのネジ山数を弁軸の上下移
動量だけ多くして、弁全開位置から弁全閉位置にわたっ
て、雄ネジ３５ａと前記雌ネジ２５ａとのネジ山の噛み
合い数を同じにすることによって本発明の機能を達成す
ることができる。

【００２２】

【発明の効果】以上の説明から理解されるように、本発
明の電動流量制御弁は、弁軸の球面状部をキャン体内部
の天板部に当接させて弁全開位置を規制するようにした
ことで、接触摩擦抵抗が少ない状態で、前記弁体の上昇
の動きを止めることができるので、部品点数を少なくす
ることができる。また、固定ガイドの雄ネジ部のネジ山
数をスリーブの雄ネジ部のネジ山数よりも少なくとも前
記弁軸の上下動に要する分だけ多く刻設し、弁体が上下
に移動するときに前記雌ネジ部と雄ネジ部との噛合いネ
ジ山数を常に同一としたために、前記ロータ部の回転ト
ルクが一定となり、前記雌ネジ部と前記雄ネジ部との噛
合いによる偏磨耗が少なくなり、耐久性も高められるの
で、製品の品質を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図ｌ】本発明の電動流量制御弁の一実施の形態を示す
縦断面図。

【図２】図１の弁全閉時におけるロータ部を拡大して示
す断面図。

【図３】図１の弁全開時におけるロータ部を拡大して示
す断面図。

【図４】従来の電動流量制御弁を示す縦断面図。

【図５】図４の弁全閉時におけるロータ部を拡大して示
す断面図。

【図６】図４の弁全開時におけるロータ部を拡大して示
す断面図。

【符号の説明】

１０ 電動流量制御弁 ２０ 電動機 ２１ キャン体 ２１ａ 天板部 ２２ ステータ部 ２３ ロータ部 ２５ スリーブ ２５ａ 雌ネジ部 ３０ 弁本体 ３０ｃ 弁室 ３１ 弁軸 ３１Ｂ 球体 ３２ 弁座 ３３ 弁体 ３５ 固定ガイド ３５ａ 雄ネジ部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁本体と、該弁本体の上部に固定される
   キャン体と、該キャン体の内部に配置されるロータ部を
   有する電動機と、前記ロータ部に保持された弁軸とを備
   えた電動流量制御弁において、 前記弁軸の上端部は、球状面体とされ、該球状面体が前
   記キャン体の天板部に当接することで弁全開位置を規制
   することを特徴とする電動流量制御弁。
2. 【請求項２】 前記弁軸の球状面体は、球体もしくは半
   球体であることを特徴とする請求項１記載の電動流量制
   御弁。
3. 【請求項３】 弁本体と、該弁本体の上部に固定される
   キャン体と、該キャン体の内部に配置されるロータ部を
   有する電動機と、前記ロータ部に保持された弁軸とを備
   えた電動流量制御弁において、 前記ロータは、その内周に雌ネジ部を刻設し、前記弁本
   体は、その上部に前記弁軸を挿通する固定ガイドを備
   え、該固定ガイドは、その外周に、前記ロータの雌ネジ
   部と螺合する雄ネジ部を刻設しており、該雄ネジと前記
   雌ネジとは、弁全開位置から弁全閉位置にわたって、同
   じ噛み合い数のネジ山となるように刻設されていること
   を特徴とする電動流量制御弁。
4. 【請求項４】 前記固定ガイドの雄ネジ部のネジ山数
   は、前記スリーブの雌ネジ部のネジ山数より、少なくと
   も前記弁軸が弁全開位置から弁全閉位置まで上下動に要
   する分だけ多く刻設されていることを特徴とする請求項
   ３に記載の電動流量制御弁。