KR20060043634A

KR20060043634A - 전동밸브

Info

Publication number: KR20060043634A
Application number: KR1020050021300A
Authority: KR
Inventors: 토모아리 오우치
Original assignee: 가부시기가이샤 후지고오키
Priority date: 2004-09-17
Filing date: 2005-03-15
Publication date: 2006-05-15
Also published as: CN1749607A; CN100507323C; KR101165317B1; JP4612377B2; JP2006084012A

Abstract

밸브 본체 부분의 비용 삭감을 꾀하기 위해, 밸브 본체 부분에 프레스 가공품을 사용함과 동시에, 회전계 구성 부재인 로터, 밸브 본체, 캔, 밸브축, 가이드부재 등에 높은 동축도를 확보할 수 있도록 된 전동밸브를 제공한다. 밸브체 24a를 갖는 밸브축(24)과, 상기 밸브체 24a가 접촉 및 분리되는 밸브 시트(72)를 갖는 밸브 본체(70)와, 상기 밸브 본체(70)에 접합된 캔(40)과, 상기 캔(40)의 내주에 배치되어 놓여진 로터(30)와, 상기 로터(30)를 회전 구동하기 위해 상기 캔(40)의 외주에 배치된 스테이터(50)와, 상기 밸브 본체(70)에 유지 고정되어, 상기 밸브축(24)을 안내하는 원통 형상부를 갖는 가이드부재(80)와, 상기 로터(30)와 상기 밸브체 24a의 사이에 배치되어 놓여져서, 상기 로터(30)의 회전을 이용하여 상기 밸브체 24a를 상기 밸브 시트에 접촉 및 분리시키는 나사 이송기구(15)를 구비하고, 상기 밸브 본체(70)는, 절삭가공에 의해 제작된 밸브 시트부재(72)와, 프레스가공에 의해 제작된, 캔받이 플랜지 형상부 74a가 형성된 원통형의 밸브실 형성부재(74)와, 프레스가공에 의해 제작되어, 외주측이 상기 밸브실 형성부재(74)의 캔받이 플랜지 형상부 74a 상에 태워져서 용접 접합되고, 내주측에서 상기 가이드부재(80)를 유지 고정하는 연결 유지부재(76)로 구성되어 있다.

전동밸브, 밸브 본체, 비용 삭감, 회전계, 동축도

Description

전동밸브{ELECTRICALLY OPERATED VALVE}

도 1은 본 발명에 따른 전동밸브의 일 실시예를 도시하는 종단면도이고,

도 2는 도 1에 도시되는 밸브 본체의 부분확대도이고,

도 3은 본 발명에 따른 전동밸브의 다른 실시예를 도시하는 종단면도이고,

도 4는 도 3에 도시되는 전동밸브의 회전 제한용 스토퍼 기구를 구성하는 고정 스토퍼(a)와 가동 스토퍼(b)를 도시하는 도면이고,

도 5는 도 4에 도시되는 전동밸브의 회전 제한용 스토퍼 기구의 동작 설명에 제공되는 도면이고,

도 6은 종래의 전동밸브의 일례를 도시하는 종단면도이고,

도 7은 도 6에 도시되는 밸브 본체의 부분 확대도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 전동밸브 15, 16 : 나사 이송기구

24 : 밸브축 24a : 밸브체

25, 28 : 고정 나사부 27 : 고정 스토퍼

30 : 로터 29, 31 : 가동 나사부

32 : 밸브축 홀더 34 : 완충용 코일 스프링

37 : 가동 스토퍼 40 : 캔

41, 42 : 도관 50 : 스테이터

60 : 밸브축 61 : 밸브체

68 : 고정 스토퍼 69 : 가동 스토퍼

70 : 밸브 본체 71 : 밸브실

72 : 밸브 시트부재 72a : 밸브구

74 : 밸브실 형성부재 74a : 캔받이 플랜지 형상부

74, 76' : 연결 유지부재 76a : 원통부

76b : 상측 플랜지 형상부 80, 80' : 가이드부재

본 발명은, 공기 조화기, 냉장고 등에 조립되어 사용되는 전동밸브에 관한 것으로, 특히, 밸브 본체 부분의 비용 삭감을 꾀하기 위하여, 밸브 본체 부분에 프레스 가공품을 사용함과 동시에, 회전계 구성부재(로터, 밸브 본체, 캔, 밸브축, 가이드부재 등)에 의해 높은 동축도를 확보할 수 있도록 된 전동밸브에 관한 것이다.

이 종류의 전동밸브의 종래 예를 도 6에 도시한다. 도시된 전동밸브(9)는, 밸브실(21), 밸브 시트(22)(밸브 입구 22a)를 형성하는 단이 형성된 원통형의 밸브실 밸브 시트 형성부재 20A 및 원형 고리형상의 플랜지 형상 캔받이 부재(23) 등을 갖는 밸브 본체(20)를 구비하고 있다. 밸브 본체(20)는, 밸브 시트(22)에 접촉 및 분리되는 밸브체 24a(밸브축(24))에 의해 냉매 등의 유체의 통과 유량을 조정하도록 되어 있고, 절삭가공에 의해 제작된 밸브실 밸브 시트 형성부재 20A의 상부 단차부 20a에, 절삭가공 혹은 프레스가공에 의해 제작된 플랜지 형상 캔받이 부재(23)가 고정되어, 이 플랜지 형상 캔받이 부재(23)(에 형성된 단차부 23a)에, 하방 개구의 저부를 갖는 원통 형상의 캔(40)의 하단부 40b가 접합되어 용접(용접부 K)에 의해 밀봉 접합되어 있다(도 7 참조).

상기 밸브 본체(20)의 밸브실(21)의 일측 쪽에는, 냉매 출입용의 제1도관(41)이, 또한, 밸브실(21)의 하방으로는, 냉매 출입용의 제2도관(42)이 각각 납땜 등에 의해 연결 고정되어 있다.

상기 캔(40)의 내주에는, 소정의 간격을 만들어 로터(30)가 배치되어 놓여지고, 상기 로터(30)를 회전 구동하기 위해 상기 캔(40)의 외주에는, 요크(51), 보빈(52), 스테이터 코일 53, 53 및 수지몰드 커버(56) 등으로 이루어진 스테이터(50)가 배치되어, 상기 로터(30)와 상기 스테이터(50)로 스텝핑 모터가 구성되어 있다.

그리고, 로터(30)와 밸브축(24)의 사이에는, 로터(30)의 회전을 이용하여 상기 밸브체 24a를 상기 밸브 시트(22)에 접촉 및 분리시키기 위한 구동기구가 설치된다. 이 구동기구는, 밸브 본체(20)에 설치된 끼워맞춤 구멍(28)에 그 하단부 26a가 압입 고정됨과 동시에, 밸브축(24)이 미끄러져 움직임 가능하게 안쪽에 끼워 진 통 형상의 가이드부재(26)(의 외주에 형성된 고정 나사부(25))와, 상기 밸브 축(24) 및 가이드부재(26의 외주에 배치되어 놓여진 하방 개구의 저부를 갖는 원통 형상의 밸브축 홀더(32)(의 내주에 형성되어 상기 고정 나사부(25)에 나사 결합하게 할 수 있었던 가동 나사부(31))로 이루어지는 나사 이송기구(15)로 되어 있다.

보다 상세하게는, 밸브축(24)의 상부는, 밸브축 홀더(32)의 천저에 헐겁게 끼워지게 되어, 그 상단부에는 너트 부재(33)가 고정되어 있고, 상기 나사 이송기구(15)에 의해, 밸브축 홀더(32)가 회전하면서 상승하게 할 수 있으면, 밸브축(24)은 그것에 따라 상승하게 되도록 되어 있다(밸브체 24a가 밸브 시트(22)에 착석 압접하고 있을 때에는 공회전은 하지 않는다).

이러한 구성으로 된 전동밸브(9)에서는, 밸브체 24a가 밸브 시트(22)로부터 떨어져서(리프트하여) 있는 상태(밸브구 22a가 열린 상태)에서, 스테이터 코일 53, 53에 한 방향의 통전을 행하여 여자하면, 밸브 본체(20)에 고정된 가이드부재(26)에 대하여, 로터(30) 및 밸브축 홀더(32)가 한 방향으로 회전하고, 상기 나사 이송기구(15)에 의해, 밸브축 홀더(32)가 하강하여, 밸브체 24a가 밸브 시트(22)에 착석 압접하여 밸브구 22a가 닫혀진다.

밸브체 24a가 밸브 시트(22)에 착석한 시점에서는, 밸브축 홀더(32)의 하단에 설치된 가동 스토퍼(37)는 아직 밸브 본체(20)측에 고정된 고정 스토퍼(27)에 접촉하여 있지 않고, 밸브체 24a가 밸브구 22a를 닫은 상태로 로터(30) 및 밸브축 홀더(32)는 또한 회전하면서 하강한다. 이 때에는, 밸브축(24)에 대하여 밸브축 홀더(32)가 하강하기 때문에, 밸브축 홀더(32)와 밸브축(24)의 사이에 배치되어 놓 여진 완충용의 코일스프링(34)이 압축되고, 이에 따라, 밸브축(24)의 밸브체 24a는 밸브 시트(22)에 강하게 눌러져서, 완전히 닫히게(모두 닫힘) 할 수 있다.

그 후, 로터(30)가 더욱 회전하여 밸브축 홀더(32)가 하강하면, 가동 스토퍼(37)가 고정 스토퍼(27)에 맞닿고, 스테이터 코일 53, 53에 대한 통전이 속행되어도 밸브축 홀더(32)의 회전 및 하강이 강제적으로 정지하게 할 수 있다.

이러한 정지 상태로부터, 스테이터 코일 53, 53에 다른 방향의 통전을 행하여 여자하면, 가이드부재(26)에 대하여, 로터(30) 및 밸브축 홀더(32)가 상기와 반대 방향으로 회전하고, 상기 나사 이송기구(15)에 의해, 이번에는 밸브축 홀더(32)가 상승하여 밸브체 24a가 밸브 시트(22)로부터 떨어져서 밸브구 22a가 열리고, 제1도관(41)으로부터 밸브실(21)에 유입된 냉매가 밸브구 22a를 통과하여 제2도관(42)에 유출하고, 밸브체 24a의 리프트량에 따라 냉매의 통과 유량이 정량적으로 조정된다(상세한 것은, 아래의 특허 문헌 1 등을 참조).

[특허 문헌 1] 일본 특허공개2001-50415호 공보

전술한 것과 같이, 종래의 전동밸브(9)에서, 밸브 본체(20) 부분의 비용 삭감이 요청되고 있다. 즉, 종래의 밸브 본체(20) 부분은, 주요부(밸브실 밸브시트 형성부재 20A)가 절삭가공에 의해 단일 부품으로서 제작되어 있기 때문에, 부품 비용이 높아지는 단점이 있었다. 그래서, 밸브 본체 부분을 몇 개의 부품으로 나누고, 프레스가공으로는 제작이 어려운 밸브 시트 부분은 절삭가공에 의해 용이하게 제작할 수 있는 형상, 크기로 하고, 다른 부분은, 몇 개로 분할하여 제작비용이 비교적 싸지는 프레스가공에 의해 제작한 후, 그들을 조립하는 것이 고안되어 있다. 그러나, 부품으로서 프레스 가공품을 사용할 경우, 그들의 가공 조립 정밀도가 문제가 된다.

즉, 회전계 구성부재(로터(30), 밸브 본체(20), 캔(40), 밸브축(24), 가이드부재(26), 밸브축 홀더(32)등)에는 높은 동축도를 확보하는 것, 즉, 그들의 회전축선 혹은 중심축선에 어긋남을 발생하지 않도록 하는 것(각 축선을 공통인 축선 O에 일치시키는 것)이 필요하지만, 회전계 구성부재의 가공 조립 정밀도가 낮으면, 소정의 동축도가 나오지 않고, 캔(40)과 로터(30)가 서로 스치거나, 밸브축(24)과 가이드부재(26)의 미끄럼 접촉 부분의 마찰저항이 증대하는 등으로 하여, 동작 성능이나 내구 성능 등이 저하해버리므로, 몇 개의 부품으로부터 밸브본체, 나아가서는 전동밸브 전체를 조립하는 경우, 회전계 구성 부재에 높은 동축도를 어떻게 하여 확보할지가 중요하게 된다.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적으로 하는 것은, 밸브 본체 부분의 비용 삭감을 꾀하기 위하여, 밸브 본체 부분에 프레스 가공품을 사용함과 동시에, 회전계 구성 부재인 로터, 밸브 본체, 캔, 밸브축, 가이드부재 등에 높은 동축도를 확보할 수 있도록 된 전동밸브를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 전동 밸브는, 기본적으로는, 밸브체를 갖는 밸브축과, 상기 밸브체가 접촉 및 분리되는 밸브 시트를 갖는 밸브 본체와, 상기 밸브 본체에 접합된 캔과, 상기 캔의 내주에 배치되어 놓여진 로터와, 상기 로터를 회전 구동하기 위해 상기 캔의 외주에 배치된 스테이터와, 상기밸브 본체에 유지 고정되어, 상기 밸브축을 안내하는 원통 형상부를 갖는 가이드부재와, 상기 로터와 상기 밸브체의 사이에 배치되어 놓여져서, 상기 로터의 회전을 이용하여 상기 밸브체를 상기 밸브 시트에 접촉 및 분리시키는 나사 이송기구를 구비한다.

그리고, 상기 밸브 본체는, 절삭가공에 의해 제작된 밸브 시트부재와, 프레스가공에 의해 제작되어 캔받이 플랜지 형상부가 형성된 원통형의 밸브실 형성부재와, 프레스가공에 의해 제작되어 외주측이 상기 밸브실 형성부재의 캔받이 플랜지 형상부 상에 태워져서 용접 접합되어 내주측에서 상기 가이드부재를 유지 고정하는 연결 유지부재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 연결 유지부재는, 하나의 바람직한 형태에서는, 상기 밸브실 형성부재의 내주에 끼워지는 원통부, 상기 밸브실 형성부재의 캔받이 플랜지 형상부 상에 태워져서 용접 접합되는 상측 플랜지 형상부 및, 상기 가이드부재를 유지 고정하기 위한 구멍형성 저부로 이루어지는 플랜지 형상부가 형성된 저부를 갖는 원통 형상으로 된다.

또한, 상기 연결 유지부재는, 다른 바람직한 형태에서는, 원형 고리판 형상으로 된다.

바람직한 다른 형태에서는, 상기 밸브실 형성부재의 캔받이 플랜지 형상부의 외경보다 상기 연결 유지부재 혹은 그 상측 플랜지 형상부의 외경 쪽이 작게 되어, 상기 캔받이 플랜지 형상부와 상기 연결 유지부재 혹은 그 상측 플랜지 형상부로 형성되는 단차부에 상기 캔의 하단부가 접합되어 용접에 의해 밀봉 접합된다.

다른 바람직한 형태에서는, 상기 연결 유지부재의 내주부에 상기 가이드부재가 코킹 고정 혹은 용접 접합되든지, 혹은, 상기 가이드부재와 상기 연결 유지부재가 프레스가공에 의해 일체로 성형된다.

또한, 다른 바람직한 형태에서는, 상기 밸브실 형성부재에 형성된 구멍을 통해 냉매 출입용 도관의 일 단부가 상기 밸브실 내에 삽입됨과 동시에, 상기 일 단부가 상기 밸브 시트부재에 접촉하게 할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 전동밸브의 일 실시예를 도시하는 종단면도이다. 본 실시예의 전동밸브(10)는, 전술한 도 6에 도시되는 전동밸브(9)와 마찬가지로, 밸브실(71), 밸브 시트(72)(밸브구 72a)를 갖는 밸브 본체(70)를 구비하고 있다. 밸브 본체(70)는, 절삭가공에 의해 제작된 밸브구 72a를 갖는 밸브 시트부재(72)와, 프레스가공에 의해 제작된 캔받이 플랜지 형상부 74a가 형성된 원통형의 밸브실 형성부재(74)와, 마찬가지로 프레스가공에 의해 제작된 플랜지 형상부 76b가 형성된 원통형의 연결 유지부재(76)로 이루어져 있고(나중에 상세하게 설명함), 밸브 시트(72)에 접촉 및 분리되는 밸브체 24a(밸브축(24))에 의해 냉매 등의 유체의 통과 유량을 조정하도록 되어 있다. 그리고, 상기 밸브실 형성부재(74)의 캔받이 플랜지 형상부 74a에, 하방 개구의 저부를 갖는 원통형의 캔(40)의 하단부 40b가 접합 되어 용접(용접부 K)에 의해 밀봉 접합되어 있다(도 2 참조).

상기 밸브 본체(70)의 밸브실(71)의 일측 쪽에는, 냉매 출입용의 제1도관(41)이, 또한, 밸브실(71)의 하방으로는, 냉매 출입용의 제2도관(42)이 각각 납땜 등에 의해 연결 고정되어 있다. 이 경우, 밸브실 형성부재(74)에 형성된 구멍 74c를 통해 제1도관(41)의 일 단부가 밸브실(71) 내에 삽입됨과 동시에, 상기 일 단부가 밸브 시트부재(72)에 형성된 단차부 72b에 맞닿을 수 있게 되어 있다.

그리고, 로터(30)와 밸브축(24)의 사이에는, 로터(30)의 회전을 이용하여 상기 밸브체 24a를 상기 밸브 시트(72)에 접촉 및 분리시키는 구동기구가 설치된다. 이 구동기구는, 상기 밸브 본체(70)의 연결 유지부재(76)에 유지 고정됨과 동시에, 밸브축(24)이 미끄러져 움직임 가능하게 안쪽에 끼워진 단이 형성된 통형상의 가이드부재(80)(의 외주에 형성된 고정 나사부(25))와, 상기 밸브축(24) 및 가이드부재(80)의 외주에 배치하여 놓여진 하방 개구의 저부를 갖는 원통형의 밸브축 홀더(32)(의 내주에 형성되어 상기 고정 나사부(25)에 나사 결합할 수 있게 된 가동 나사부(31))로 이루어진 나사 이송기구(15)로 되어 있다.

보다 상세하게는, 밸브축(24)의 상부는, 밸브축 홀더(32)의 천저에 헐겁게 끼워질 수 있고, 그 상단부에는 너트 부재(33)가 고정되어 있어서, 상기 나사 이송 기구(15)에 의해, 밸브축 홀더(32)가 회전하면서 상승하게 할 수 있으면, 밸브축(24)은 그것에 따라 상승할 수 있게 되어 있다(밸브체 24a가 밸브 시트(72)에 착석 압접하고 있을 때에는 공회전은 하지 않는다).

또한, 상기 밸브축(24)은, 밸브축 홀더(32)의 천저와 밸브축(24)의 중간 단차부의 사이에 축소 장착된 완충용의 코일 스프링(34)에 의해 항상 하방으로 가압되어 있다. 가이드부재(80)의 측면에는 밸브실(71)과 캔(40) 내의 균일한 압력을 꾀하는 균압 구멍 82a가 형성되어 있다.

밸브축 홀더(32)의 천저 상에는, 코일 스프링으로 이루어진 복귀 스프링(35)이 설치된다. 복귀 스프링(35)은, 가이드부재(80)의 고정 나사부(25)와 밸브축 홀더(32)의 가동 나사부(31)의 나사 결합이 빠졌을 때에, 캔(40)의 내면에 접촉하여 고정 나사부(25)와 가동 나사부(31)의 나사 결합을 복귀시키도록 작용한다.

밸브축 홀더(32)와 로터(30)는 지지 링(36)을 통해 결합되어 있고, 지지 링(36)은, 본 실시예에서는 로터(30)의 성형시에 삽입된 황동제의 금속 링으로 구성되어 있다. 지지 링(36)에 밸브축 홀더(32)의 상부 돌출부가 코킹 고정되고, 이에 따라, 로터(30), 지지 링(36) 및 밸브 축 홀더(32)가 일체로 연결되어 있다.

가이드부재(80)의 하부 대직경부 80a에는, 회전 제한용 스토퍼 기구의 한 쪽을 구성하는 고정 스토퍼(27)가 고정되고, 밸브축 홀더(32)에는 스토퍼 기구의 다른 쪽을 구성하는 가동 스토퍼(37)가 고정되어 있다.

여기서, 본 실시예에서는 밸브 본체(70)를 구성하는, 절삭가공에 의해 제작된 밸브 시트부재(72), 프레스가공에 의해 제작된 밸브실 형성부재(74), 마찬가지 로 프레스가공에 의해 제작된 연결 유지부재(76)는, 스테인리스 재질로 되고, 상기 밸브 시트부재(72)에는, 밸브실 형성부재(74)의 원통형 하단부가 압입, 용접 등에 의해 고정되어 있다. 이에 따라, 밸브 시트부재(72)와 밸브실 형성부재(74)에 높은 동축도가 얻어진다.

또한, 상기 연결 유지부재(76)는, 도 2에 확대하여 도시되어 있는 것과 같이, 상기 밸브실 형성부재(74)의 내주에 끼워지는 원통부 76a, 밸브실 형성부재(74)의 캔받이 플랜지 형상부 74a 상에 태워져서 용접 접합되는 상측 플랜지 형상부 76b 및, 상기 가이드부재(80)의 하단부(얇은 원통부)(82)를 코킹 가공함에 의해 상기 가이드부재(80)에 연결되어 이것을 유지 고정하는 구멍 76d가 형성된 저부 76c로 되어 있다. 상기 연결 유지부재(76)의 상측 플랜지 형상부 76b의 하면(혹은 상기 밸브실 형성부재(74)의 상면)에는 몇 곳에 용접 접합의 편의를 헤아리기 위한 돌기 76e가 형성되어 있다. 밸브실 형성부재(74)에 연결 유지부재(76)를 접합함에 있어서는, 밸브실 형성부재(74)의 내주에 연결 유지부재(76)의 원통부 76a를 끼움(압입)과 동시에, 캔받이 플랜지 형상부 74a 상에 연결 유지부재(76)의 상측 플랜지 형상부 76b를 태워서 밀어붙이고(상기 돌기 76e를 파 들어감), 가압한 상태에서 프로젝션 용접을 행한다. 이에 따라, 밸브실 형성부재(74)와 연결 유지부재(76)가 높은 동축도를 가지면서 접합되고, 또한, 그들과 가이드부재(80)의 동축도도 높아진다.

또한, 본 실시예에서는, 밸브실 형성부재(74)의 캔받이 플랜지 형상부 74a의 외경보다 연결 유지부재(76)의 상측 플랜지 형상부 76b의 외경 쪽이 작게 되어 있 고, 캔받이 플랜지 형상부 74a와 상측 플랜지 형상부 76b로 형성되는 단차부(73)에 캔(40)의 하단부 40b가 접합되어 용접(용접부 K)에 의해 밀봉 접합되어 있다. 이에 따라, 캔(40)의 중심축선과, 밸브 본체(70)를 구성하는 밸브 시트부재(72), 밸브실 형성부재(74) 및 연결 유지부재(76)의 중심축선 뿐만 아니라, 가이드부재(80)의 중심축선의 사이에도 어긋남이 거의 생기지 않고, 또한, 가이드부재(80)에 안쪽으로 끼워진 밸브축(24), 밸브축 홀더(32), 나아가서는 로터(30)의 축선과의 사이에도 거의 어긋남이 생기지 않으며, 모든 회전계 구성 부재에 높은 동축도(공통의 축선 O)가 얻어진다.

이러한 구성으로 된 전동밸브(10)에서는, 밸브체 24a가 밸브 시트(72)로부터 떨어져(리프트 하여) 있는 상태(밸브구 72a가 열린 상태)에서, 스테이터 코일 53, 53에 일 방향의 통전을 행하여 여자하면, 밸브 본체(70)의 연결 유지부재(76)에 유지 고정된 가이드부재(80)에 대하여, 로터(30) 및 밸브축 홀더(32)가 일 방향으로 회전하고, 상기 나사 이송기구(15)에 의해, 밸브축 홀더(32)가 하강하여, 밸브체 24a가 밸브 시트(72)에 착석 압접하여 밸브구 72a가 닫혀진다.

밸브체 24a가 밸브 시트(72)에 착석한 시점에서는, 밸브축 홀더(32)의 하단에 설정된 가동 스토퍼(37)는 아직 밸브 본체(70)측에 고정된 고정 스토퍼(27)에 접촉하고 있지 않고, 밸브체 24a가 밸브구 72a를 닫은 상태로 로터(30) 및 밸브축 홀더(32)는 더욱 회전하면서 하강한다. 이 때에는, 밸브축(24)에 대하여 밸브축 홀더(32)가 하강하기 때문에, 밸브축 홀더(32)와 밸브축(24)의 사이에 배치되어 놓여진 완충용의 코일 스프링(34)이 압축되고, 이에 따라, 밸브축(24)의 밸브체 24a 는, 밸브 시트(72)에 강하게 눌러져서 완전히 닫히게(모두 닫힘) 할 수 있다.

이 정지 상태로부터, 스테이터 코일 53, 53에 다른 방향의 통전을 행하여 여자하면, 가이드부재(80)에 대하여, 로터(30) 및 밸브축 홀더(32)가 상기와 반대방향으로 회전하고, 상기 나사 이송기구(15)에 의해, 이번에는 밸브축 홀더(32)가 상승하여 밸브체 24a가 밸브 시트(72)로부터 떨어져서 밸브구 72a가 열리고, 제1도관(41)으로부터 밸브실(71)에 유입된 냉매가 밸브구 72a를 통과하여 제2도관(42)에 유출하고, 밸브체 24a의 리프트량에 따라 냉매의 통과 유량이 정량적으로 조정된다.

전술한 것과 같이, 본 실시예의 전동밸브(10)는, 밸브 본체(70) 부분을 3개의 부품, 즉, 밸브 시트부재(72), 밸브실 형성부재(74) 및 연결 유지부재(76)로 나누고, 밸브 시트부재(72)는 절삭가공에 의해 용이하게 제작할 수 있는 형상, 크기로 하고, 다른 부분(밸브실 형성부재(74) 및 연결 유지부재(76))은, 프레스가공이 용이하여 높은 가공 조립 정밀도를 확보할 수 있는 형상(플랜지 형상부가 형성된 원통형)의 부품으로 분할하여 제작한 후, 그들을 조립하도록 되므로, 밸브 본체 부분의 비용 삭감이 의도됨과 동시에, 회전계 구성 부재(밸브 본체(70), 캔(40), 로터(30), 밸브축(24), 가이드부재(80) 등)에 소정의 동축도가 얻어진다.

특히, 밸브실 형성부재(74)를 플랜지 형상부가 형성된 원통형으로 하고, 연 결 유지부재(76)를, 밸브실 형성부재(74)의 내주에 끼워지는 원통부 76a, 밸브실 형성부재(74)의 캔받이 플랜지 형상부 74a 상에 태워져서 용접 접합되는 상측 플랜지 형상부 76b 및, 가이드부재(80)를 유지 고정하는 구멍 76d가 형성된 저부 76c로 이루어지는 플랜지 형상부가 형성된 원통형으로 하고, 또한, 밸브실 형성부재(74)와 연결 유지부재(76)로 형성되는 단차부(73)에 캔(40)의 하단부 40b를 접합시켜서 용접에 의해 접합함에 의해, 모든 회전계 구성 부재의 회전축선 및 중심축선에 거의 어긋남이 발생하지 않도록 할 수 있고, 그들에 높은 동축도를 확보할 수 있으며, 이에 따라, 회전계 구성 부재의 미끄럼 접촉 부분에서 발생하는 마찰저항이 감소되고, 그 결과, 동작 성능이나 내구 성능 등이 향상된다.

또한, 상기 밸브실 형성부재(74)에 형성된 구멍 74c를 통해 제1도관(41)의 일 단부를 상기 밸브실(71) 내에 삽입함과 동시에, 상기 일 단부를 상기 밸브 시트부재(72)의 단차부 72b에 접촉시킴으로써, 제1도관(41)의 위치결정이 용이하게 행할 수 있음과 동시에, 도관(41)의 납땜 고정시의 작업성 등도 향상된다.

도 3은 본 발명에 따른 전동밸브의 다른 실시예를 도시한 것이다. 도 3에서, 전술한 도 1에 도시되는 전동밸브(10)의 각부에 대응하는 부분에는 동일한 부호를 붙여서 중복 설명을 생략하고, 아래에서는 차이점을 중점적으로 설명한다.

본 실시예에서는, 로터(30)에 너트 부재(62)를 통해 밸브축(60)이 일체 회전 및 일체 승강 가능하게 연결됨과 동시에, 밸브축(60)과 밸브 본체(61)가 별체로 되어 있다. 상세하게는, 상기 밸브축(60)의 하부에 형성된 통 형상부 60b에, 별체의 밸브 본체(61)가 밸브축(60)에 대하여 축방향의 상대이동 및 상대회전 가능한 상태 로 끼워져 있다. 상기 밸브체(61)는, 상기 통 형상부 60b의 하단 코킹부(얇은 원통부) 60c에 고정되어 있는 컬러(66)에 의해 빠지지 않게 걸려 있다. 상기 통 형상부 60b 내에는, 밸브체(61)를 볼(65)을 통해 하방으로 가압하는 완충용의 코일 스프링(64)이 축소 장착되어 있다.

또한, 상기 밸브체(61)를 상기 밸브 시트(22)에 접촉 및 분리시키기 위한 나사 이송기구(16)가 구비되어 있고, 이 나사 이송기구(16)는, 원통관으로 이루어진 가이드부재(80')의 상부에 안으로 끼워져서 고정된 너트 부재(82)의 내주에 형성된 고정 나사부(28)와, 상기 밸브축(60)의 상반부 60a의 외주에 형성된, 상기 고정 나사부(28)에 나사 결합할 수 있는 가동 나사부(29)로 이루어져 있다. 따라서, 본 실시예의 전동밸브(11)에서는, 로터(30)가 회전하게 할 수 있으면, 그것과 일체로 밸브축(60)이 회전할 수 있게 되고, 이 때, 상기 나사 이송기구(16)에 의해 밸브축(60)이 밸브체(61)를 따라 상승할 수 있게 되고, 이에 따라, 냉매의 통과 유량이 조정된다.

또한, 상기 가이드부재(80')의 외주에는, 회전 제한용 스토퍼 기구를 구성하는 고정 스토퍼(68)와 가동 스토퍼(슬라이더)(69)가 외장되어 있다. 고정 스토퍼(68)는, 도 4a에 도시된 것과 같이, 유효 감김수가 5.5(5번 반 감김)에서 감긴방향이 오른쪽인 코일 스프링(선재를 나선 형상으로 곡선을 이룬 것)으로, 그 상단부는 나선부분으로부터 위를 향하여 구부러진 상측 계지부 68a로 되고, 그 하단부는 나선부분으로부터 하방을 향해 구부러진 하측 계지부 68b로 되어 있다. 또한, 가동 스토퍼(69)는, 도 4b에 도시된 것과 같이, 유효 감김수가 1.5(1번 반 감김)에서 감 긴방향이 오른쪽인 코일 스프링(선재를 나선 형상으로 곡선을 이룬 것)으로, 그 상단부는 나선부분으로부터 측방향으로 구부러진 측방 돌출 접촉부 69a로 되고, 나선부분의 하단(끝단)은 평탄면에 형성된 단부면 접촉부 69b로 되어 있다.

가동 스토퍼(69)의 재료인 선재의 직경은 고정 스토퍼(68)의 재료인 선재의 직경보다 약간 크게 되어 있지만, 가동 스토퍼(69)의 피치와 고정 스토퍼(68)의 피치는 동일하게 되어 있다. 고정 스토퍼(68)(의 하측 계지부 68b)는 가이드부재(80')에 고정되고, 가동 스토퍼(69)는, 도 5에 도시된 것과 같이, 고정 스토퍼(68)의 나선부분에 조립되어 그 나선부분을 따라 회전하면서 승강할 수 있도록 되어 있다.

가동 스토퍼(69)의 측방 돌출 접촉부 69a는, 로터(30)의 회전시(정회전시, 역회전시의 어느 것이나)에 로터(30)의 내주에 돌출 설치된 세로로 긴 압동판(39)에 의해 압동되도록 되어 있다. 따라서, 로터(30)가 평면에서 보아 시계회전에 회전할 수 있을 때에는, 가동 스토퍼(69)가 같은 방향으로 회전하면서 하강하고, 최종적으로는, 도 5에서 가장 하강한 위치가 실선으로 표시되어 있는 것과 같이, 단부면 접촉부 69b가 고정 스토퍼(68)의 하측 계지부 68b에 맞닿아서 정지되고, 이에 따라, 로터(30)의 회전 및 하강이 강제적으로 정지하게 할 수 있다. 로터가 평면에서 보아 반시계 방향으로 회전하게 할 수 있을 때는, 가동 스토퍼(69)가 같은 방향으로 회전하면서 상승하고, 최종적으로는, 도 5에서 가장 상승한 위치가 가상 선으로 표시되고 있는 것과 같이, 측방 돌출 접촉부 69a가 고정 스토퍼(68)의 상측 계지부 68a에 맞닿아서 정지되고, 이에 따라, 로터(30)의 회전 및 상승이 강제적으 로 정지하게 할 수 있다.

한편, 본 실시예에서는, 밸브 본체(70)는, 전술한 실시예의 것과 같은 구성의 밸브 시트부재(72) 및 밸브실 형성부재(74)와, 전술한 실시예의 것과는 상이한 구성의 연결 유지부재(76')로 이루어져 있다. 본 실시예의 연결 유지부재(76')는, 단순한 원형 고리판으로 되고, 외주부가 상기 밸브실 형성부재(74)의 캔받이 플랜지 형상부 74a 상에 태워져서 전술한 실시예와 마찬가지로 용접 접합되어, 내주부가 상기 가이드부재(80')의 하단부에 용접에 의해 연결 고정된다. 이 경우, 본 실시예의 연결 유지부재(76')에는, 상기 실시예에서와 같은, 밸브실 형성부재(74)의 내주에 끼워넣어지는 원통부 76a가 존재하지 않으므로, 밸브실 형성부재(74)에 용접 접합할 때에는 지그 등을 이용하여 위치결정을 행하고, 동축도를 상승시키도록 한다.

이 때, 연결 유지부재(76')에는 밸브실(71)과 캔(40) 내의 균일한 압력을 꾀하는 균압 구멍(77)이 형성되어 있다. 또한, 상기 실시예와 마찬가지로, 밸브실 형성부재(74)의 캔받이 플랜지 형상부 74a의 외경보다 연결 유지부재(76')의 외경 쪽이 작게 되어 있고, 캔받이 플랜지 형상부 74a와 연결 유지부재(76')(의 외주 단부면)로 형성되는 단차부(73)에 캔(40)의 하단부 40b가 접합되어 용접(용접부 K)에 의해 밀봉 접합되어 있다.

이러한 구성의 전동밸브(11)에서도, 상기 실시예와 대략 마찬가지의 작용, 효과가 얻어지고, 밸브 본체 부분의 비용 삭감이 의도됨과 동시에, 회전계 구성 부재의 동축도를, 상기 실시예 정도는 아니지만 충분히 확보할 수 있다.

이 때, 가이드부재를 원통관 형상으로 할 경우에는, 이 가이드부재와 연결 유지부재를 프레스가공에 의해 일체로 성형할 수 있다. 이와 같이, 가이드부재와 연결 유지부재를 일체로 성형함에 의해, 한층 비용 삭감이 의도됨과 동시에, 보다 높은 동축도를 확보할 수 있다.

본 발명에 따른 전동밸브는, 밸브 본체 부분을 몇 개의 부품으로 나누고, 복잡한 형상이 되는 부분(밸브 시트 부분)은 절삭가공에 의해 용이하게 제작할 수 있는 형상, 크기로 하고, 다른 부분은, 프레스가공이 용이하여 높은 정밀도를 확보할 수 있는 형상의 부품으로 분할하여 제작한 후, 그들을 조립하도록 되므로, 밸브 본체 부분의 비용 삭감이 의도됨과 동시에, 회전계 구성 부재인 로터, 밸브 본체, 캔, 밸브축, 가이드부재 등에 소정의 동축도를 얻을 수 있다.

특히, 밸브실 형성부재를 플랜지 형상부가 형성된 원통형으로 하여, 연결 유지부재를, 밸브실 형성부재의 내주에 끼워지는 원통부, 밸브실 형성부재의 캔받이 플랜지 형상부 상에 태워져서 용접 접합되는 상측 플랜지 형상부 및, 가이드부재를 유지 고정하는 구멍형성 저부로 이루어지는 플랜지 형상부가 형성된 원통형으로 하고, 또한, 밸브실 형성부재와 연결 유지부재로 형성되는 단차부에 캔의 하단부를 접합하여 용접에 의해 접합되도록 함으로써, 모든 회전계 구성 부재의 회전축선 및 중심축선에 거의 어긋남을 발생하지 않도록 할 수 있고, 그들에 높은 동축도를 확보할 수 있으며, 이것에 의해, 회전계 구성 부재의 미끄럼 접촉 부분에서 발생하는 마찰저항이 감소되어, 그 결과, 동작 성능이나 내구 성능 등이 향상된다.

또한, 밸브실 형성부재에 형성된 구멍을 통해 냉매 출입용의 도관의 일 단부를 밸브실 내에 삽입함과 동시에, 상기 일 단부를 상기 밸브 시트부재에 접촉시킴으로써, 도관의 위치결정이 용이하게 행해짐과 동시에, 도관 납땜시의 작업성 등도 향상된다.

Claims

밸브체를 갖는 밸브 축과, 상기 밸브체가 접촉 및 분리하는 밸브 시트를 갖는 밸브 본체와, 상기 밸브 본체에 접합된 캔과, 상기 캔의 내주에 배치되어 놓여진 로터와, 상기 로터를 회전 구동하기 위하여 상기 캔의 외주에 배치된 스테이터와, 상기 밸브 본체에 유지 고정되어, 상기 밸브 축을 안내하는 원통 형상부를 갖는 가이드부재와, 상기 로터와 상기 밸브체와의 사이에 배치되어 놓여져서, 상기 로터의 회전을 이용하여 상기 밸브체를 상기 밸브 시트에 접촉 및 분리시키는 나사 이송기구를 구비하고, 상기 밸브 본체는, 절삭가공에 의해 제작된 밸브 시트부재와, 프레스가공에 의해 제작되어 캔받이 플랜지 형상부가 부착된 원통형의 밸브실 형성부재와, 프레스가공에 의해 제작되어 외주측이 상기 밸브실 형성부재의 캔받이 플랜지 형상부 상에 태워져서 용접 접합되어 내주측에서 상기 가이드부재를 유지 고정하는 연결 유지부재로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전동밸브.
제1항에 있어서,

상기 연결 유지부재는, 상기 밸브실 형성부재의 내주에 끼워 넣어지는 원통부, 상기 밸브실 형성부재의 캔받이 플랜지 형상부 상에 태워져서 용접 접합되는 상측 플랜지 형상부 및, 상기 가이드부재를 유지 고정하기 위한 구멍형성 저부로 이루어지는 플랜지 형상부가 형성된 바닥이 원통 형상으로 되어 있는 것을 특징으 로 하는 전동밸브.
제1항에 있어서,

상기 연결 유지부재는, 원형 고리판 형상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 전동밸브.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 밸브실 형성부재의 캔받이 플랜지 형상부의 외경보다 상기 연결 유지부재 혹은 그 상측 플랜지 형상부의 외경쪽이 작아져서, 상기 캔받이 플랜지 형상부와 상기 연결 유지부재 혹은 그 상측 플랜지 형상부에서 형성되는 단차부에 의해 상기 캔의 하단부가 접합되어 용접에 의해 밀봉 접합되는 것을 특징으로 하는 전동밸브.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 연결 유지부재의 내주부에 상기 가이드부재가 코킹 고정 혹은 용접 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 전동밸브.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 가이드부재와 상기 연결 유지부재가 프레스가공에 의해 일체로 성형되어 있는 것을 특징으로 하는 전동밸브.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 밸브실 형성부재에 형성된 구멍을 통해 냉매 출입용 도관의 일단부가 상기 밸브실 내에 삽입됨과 동시에, 상기 일단부가 상기 밸브 시트부재에 접촉하게 할 수 있는 것을 특징으로 하는 전동밸브.