KR20060070888A - 전동 팽창 밸브의 결합 구조 - Google Patents

전동 팽창 밸브의 결합 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전동 팽창 밸브의 결합 구조에 관한 것으로, 전동 팽창 밸브에 있어서, 내측에 회전자의 요크와 나사 결합되고, 외주연에 나사산이 형성되며, 하단에 다단의 압입돌기가 형성된 압입부가 구비된 회전자 받이부; 및 내측에 소정의 공간을 갖는 밸브실과 연결되어 냉매를 유출입시키는 개구부가 형성되고, 상단에 상기 회전자 받이부의 압입부와 결합되는 다단의 압입홈이 형성된 압입공이 구비된 밸브 몸체를 포함하여 회전자 받이부를 밸브실과 분리 가공할 수 있도록 설계한 후에 밸브 몸체에 압입으로 결합시킨 것이다.
전동 팽창 밸브, 회전자 받이부, 밸브 몸체, 고정자, 마그네트, 요크

Description

전동 팽창 밸브의 결합 구조{A combination Structure for an electric expansion valve}
도 1은 종래 전동 팽창 밸브의 구조를 나타낸 단면도이다
도 2는 본 발명의 실시 예로서 전동 팽창 밸브의 결합 구조를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전동 팽창 밸브로서 결합상태를 상세하게 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전동 팽창 밸브에서 회전자 받이부를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 전동 팽창 밸브에서 밸브 몸체를 나타낸 단면도이다.
♣ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♣
100: 케이스 111: 상부 케이스
112: 하부 케이스 120: 회전자
121: 마그네트 124: 부시
126: 와셔 127: 스프링
130: 요크 131, 142: 냉매 유출입구
140: 회전자 받이부 141: 나사산
144, 144a: 압입돌기 145: 압입부
150: 밸브 몸체 151: 밸브실
152, 153: 개구부 155: 오리피스
156: 압입공 157, 157a: 압입홈
본 발명은 전동 팽창 밸브의 결합 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에어컨, 냉동기 또는 열펌프 등의 냉동사이클에 장착되어 정밀한 냉매의 유량제어나 유로의 개폐용으로 사용되는 전동 팽창 밸브의 결합 구조에 관한 것이다.
일반적인 전동 팽창 밸브는 액체상태의 냉매를 기체상태로 바꾸는 역할을 하는 것이다. 이러한 전동 팽창 밸브의 종래기술로서 특허출원 제2000-523호(발명의 명칭; 냉동 사이클용 전동 팽창 밸브, 출원인; 삼성전자주식회사)는 도 1(이하, 편의상 임의로 부여한 도면부호를 참조하여 설명한다)에서, 밸브 몸체에는 그 축선 방향 바로 아래에 제1 유로를 접속하는 제1 개구(19)가 설치되고, 그 측부에 제2 유로를 접속하는 제2 개구(18)를 설치함과 동시에, 밸브 몸체의 상방으로부터 제1 개구(19)와 제2 개구(18)가 접속되도록 밸브실(11)이 형성되어 있다.
그리고 밸브 몸체의 상부에는 아래 덮개가 하부에서 설치된 케이스(17)가 덮어 씌워져 있다. 케이스(17)의 내부에는, 외주에 마그네트가 구비되고, 중심에는 핀이 구비된 자성을 갖는 수지재의 회전자(15)가 설치되어 있으며, 회전자(15)는 그 내부의 핀과 함께 하방으로 밸브실(11) 내에 삽입되어 있다. 핀의 하단에는 니들(13)이 설치되고, 니들(13)의 상부 외주연에는 밸브실(11) 내벽과 회전이 자유로울 수 있도록 측면이 맞추어져 있으며, 하부에 가이드(11a)가 구비되어 있다.
회전자(15)의 하방으로 구비된 돌출부(14)(요크)의 외주에는 회전자(15)의 암나사부가 형성되고, 회전자(15)의 수나사부에 대향하는 밸브실(11) 내벽에는 수나사부가 형성되며, 양자는 나사 결합되어 있다. 그것에 의해 회전자(15)가 회전하면 암나사부가 고정되어 있으므로 나사 결합되어 있는 회전자(15)는 상하운동을 하게 되고, 회전자(15)와 일체화된 니들(13)이 제1 개구(19) 내를 상하로 운동하여 유량을 제어하게 된다. 핀의 상단부는 회전자(15)로부터 돌출되어 케이스(17)의 윗 덮개부의 내측면에 대향되어 있다. 회전자(15)의 외주와 마그네트의 내주에는 상부에서 편심된 제1 원통부와 그 하부에 있어서의 직경이 작은 제2 원통부에서 양자의 면이 대향하고 있고, 이 부분에서 양자는 회전이 불가능하게 결합되어 있다. 상기 회전자(15)의 마그네트의 하단 일부는 밸브 몸체의 회전자(15) 받이부의 외주로 구비되고, 그 일부는 다시 하방으로 구비되어 하방 돌출부(14)가 형성되어 있으며, 이 하방 돌출부(14)는 밸브 몸체에 고정된 스토퍼 핀(17a)에 접촉이 가능하게 되어 있다.
또 마그네트의 상단 일부는 상방으로 상방 돌출부가 형성되어 있고, 이 상방 돌출부는 케이스(17)의 윗 덮개부 내주에 고정된 스토퍼 부재에서 외주 하방으로 구비된 상부 스토퍼(17b)에 접촉이 가능하게 되어 있다. 케이스(17)의 원통형상 외주에는 코일이 고정되고, 커넥터에 의해 외부와 접속되어 있다.
상기와 같이 구성된 니들 밸브에 의한 유량 제어식의 전동식 컨트롤밸브에 있어서는 코일로의 통전에 의한 마그네트의 회전에 의해 상기 회전자(15)는 회전하고, 회전자(15)의 돌출부에 형성된 회전자(15) 암나사와 밸브실의 내벽에 형성된 수나사부의 나사 결합에 의해 회전자는 회전하면서 상하운동하고, 그것에 의해 회전자(15)에 고정된 핀에 형성되어 있는 니들(13)은 상하운동하며, 제1 개구(19)의 개구 면적을 변경하여 유량의 제어를 수행한다. 회전자(15)의 회전은 니들(13)이 제1 개구(19)를 완전 폐쇄했을 때에 마그네트의 하방 돌출부(14)가 스토퍼핀(17c)에 맞닿음으로서, 또 완전 개방했을 때에는 마그네트의 상방 돌출부(14)가 스토퍼 부재(17d)의 상부 스토퍼(17b)에 맞닿음으로서, 고정자(16)로의 펄스공급에 관계없이 강제적으로 그 회전이 정지되도록 되어 있다. 상기 전동 팽창 밸브의 케이스(17)에 있어서, 윗 덮개부의 중앙에 심봉을 늘어뜨려 고정하고, 이것에 나선형상의 안내링(17c)을 감아 나선형상 안내링(17c)에 슬라이더를 회전운동과 동시에 상하운동이 자유롭게 슬라이더의 외단부의 회전자(15)에 세워 설치된 것이다.
이와 같이 종래의 전동 팽창 밸브에 있어서, 밸브를 완전 개폐를 위해서는 상기 회전자(15)의 하방으로 돌출부(14) 및 함몰부를 설치하고, 상기 밸브실(11)의 회전자 받이부에 상방으로 돌출부 및 함몰부를 설치하여, 상기 돌출부 및 함몰부에 나 사부를 형성하여 나사 결합되어 있다. 특히 상기 밸브실(11)과 상기 회전자 받 이부는 일체형으로 가공되므로 가공이 까다로워 부품의 제조 공정이 복잡하고 번거로운 단점이 있으며, 치수관리 및 내구성에 관한 문제점이 발생한다.
또한 상기 밸브실에 제1 개구 및 제2 개구에 각각 연결 파이프의 결합을 위하여 고주파 용접을 한 후에 외관이 오염되므로 산처리 공정을 수행하게 되는 데, 이 산처리 공정 후에 밸브실과 일체로 가공된 회전자 받이부의 나사부의 치수 변화가 발생되어 전동 팽창 밸브의 신뢰성을 저하시키는 문제가 있었다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따르면, 회전자 받이부를 밸브실과 분리 가공할 수 있도록 설계한 후에 밸브 몸체에 압입으로 결합시킨 전동 팽창 밸브의 결합 구조를 제공하기 위한 것이 목적이다.
또한, 본 발명은 회전자의 요크는 가공 후에 마그네트와 접착 결합하는 방식으로 설계하고, 회전자 받이부와 나사 결합되도록 가공하여 조립 공정을 단순화시킨 것이 목적이다.
또한, 본 발명은 회전자의 요크 내측에 결합된 니들의 조립 공정을 자동화 및 단순화시켜 조립 공정의 신뢰성을 향상시키기 위한 것이 목적이다.
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 전동 팽창 밸브의 결합 구조는 전동 팽창 밸브에 있어서,
내측에 회전자의 요크와 나사 결합되고, 외주연에 나사산이 형성되며, 하단에 다단의 압입돌기가 형성된 압입부가 구비된 회전자 받이부; 및
내측에 소정의 공간을 갖는 밸브실과 연결되어 냉매를 유출입시키는 개구부가 형성되고, 상단에 상기 회전자 받이부의 압입부와 결합되는 다단의 압입홈이 형성된 압입공이 구비된 밸브 몸체를 포함하여 이루어지는 특징이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예로서 전동 팽창 밸브의 결합 구조를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예로서 전동 팽창 밸브의 결합 구조를 나타낸 단면도이고, 도 3은 전동 팽창 밸브로서 결합상태를 상세하게 나타낸 단면도이다.
본 발명에서 제시하는 전동 팽창 밸브는 유체, 특히 냉매의 유량을 조절할 수 있도록 하는 것으로서, 코일이 권취된 고정자(200)와, 고정자의 내측에 케이스(100)로 덮어 씌어져 있고 마그네트와 요크를 포함하는 회전자(120)와, 회전자의 회전을 지지하는 회전자 받이부(140), 그리고 냉매가 유출입되는 개구부 및 밸브실이 구비된 밸브 몸체(150) 등이 구비되어 결합된 구조를 갖는다.
더욱이 본 발명의 전동 팽창 밸브는 회전자(120)의 요크(130)와 나사 결합되는 회전자 받이부(140)가 밸브 몸체(150)와 결합되는 구조를 제시한다.
상기 회전자 받이부(140)는 내측에 회전자(120)의 요크(130)와 나사 결합되고, 외주연에 나사산(141)이 형성되며, 하단에 다단의 압입돌기(144, 144a)가 형성된 압입부(145)가 구비되어 있다(도 4 참조).
상기 압입부(145)의 외주연에는 돌출된 정도에 따라 복수의 압입돌기(144, 144a)가 형성되는 것이 바람직하다.
밸브 몸체(150)는 내측에 소정의 공간을 갖는 밸브실(151)과 연결되어 냉매를 유출입시키는 개구부(152, 153)가 형성되고, 상단에 상기 회전자 받이부(140)의 압입부(145)와 결합되는 다단의 압입홈(157, 157a)이 형성된 압입공(156)이 구비되어 있다.
또한, 상기 압입공(156)의 내주연에는 상기 회전자 받이부(140)에 복수로 형성된 압입부(145)의 압입돌기(144, 144a)와 압입되어 결합이 이루어지는 복수의 압입홈(157, 157a)이 형성되어 있는 것이 바람직하다(도 5 참조).
상기 회전자 받이부(140)의 압입돌기(144, 144a)와 밸브 몸체(150)의 압입공(156)에 압입홈(157, 157a)이 다단으로 형성되는 것은 밸브 몸체(150)로부터 회전자 받이부(140)가 쉽게 이탈되지 않고 견고하게 고정이 이루어지도록 하기 위한 것이다. 상기 압입돌기(144, 144a)와 압입홈(157, 157a)의 표면은 특수 경질 도금 처리하여 압입 및 압입된 후에 내구성을 유지하도록 하는 것이 바람직하다.
상기 회전자 받이부(140)의 하단에는 냉매와 냉매에 포함된 이물질이 유출입되는 냉매 유출입구(142)가 형성되어 있다. 즉 냉매가 개구부(152, 153)를 통하여 밸브실(151)을 거쳐 유출입이 이루어질 때에 냉매에 포함된 이물질이 밸브 몸체(150)와 결합된 회전자 받이부(140) 내측에 나사 결합된 요크(130)나 요크(130)와 니들(149) 사이 등에 유입되어 막히거나 끼이는 것을 방지하기 위한 것이다. 더욱이 요크(130)의 일측에도 냉매와 냉매에 포함된 이물질이 유출입되는 냉매 유출입구(131)가 형성되어 있다.
상기 요크(130)는 마그네트(121)의 내측에 접합되어 고정되고, 니들(149)이 요크(130)의 내측에 부시(124), 와셔(126) 및 스프링(127)으로 결합되며, 마그네트(121)의 정역회전에 의하여 요크(130)가 회전자 받이부(140)로부터 승하강되면서 니들(149)의 일단이 밸브실(151)에 형성된 오리피스(155)를 개폐하여 냉매의 유량을 조절한다.
상기 니들(149)은 회전자(120)의 마그네트(121)와 접착되는 요크(130) 내측에 구비되고, 니들(149)과 요크(130)를 조립할 때에 원통형의 부시(124)를 마그네트(121) 내측에 결합되는 니들(149)의 일단에 압입하여 결합한다. 부시(124)는 니들(149)이 마그네트(121)로부터 이탈되는 것을 방지하는 것이다. 그리고 요크(130) 내에 결합되는 니들(149)은 일정한 가압력을 유지하기 위하여 스프링(127)이 설치되고, 스프링(127)의 원활한 작동을 위하여 와셔(126)가 일체형으로 조립된다.
또한, 본 발명의 전동 팽창 밸브에서 밸브 몸체(150)의 상단에 회전자 받이부(140)가 다단으로 형성된 압입돌기(144, 144a) 및 압입홈(157, 157a)에 의하여 압입되어 고정되고, 회전자 받이부(140) 내측으로 니들(149)이 설치된 요크(130)가 나사 결합되며, 요크(130)는 마그네트(121)와 압착되어 고정된 구조를 갖는다. 그리고 밸브 몸체(150)의 상단에는 회전자(120)를 덮어씌우는 케이스(100), 즉 상부 케이스(111) 및 하부 케이스(112)가 구비되어 각각 용접 등으로 결합되어 고정된다. 케이스(100)의 외주연에는 고정자(200)와 고정을 위한 고정수단(160)이 구비된다.
이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지 만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 전동 팽창 밸브에서 밸브 몸체에 회전자 받이부를 고정하기 위하여 밸브 몸체의 압입공에 다단 가공된 압입홈을 회전자 받이부의 압입부에 다단 가공된 압입돌기를 압입하여 결합함으로서, 보다 견고한 고정 및 조립이 이루어지도록 하였다. 또한, 회전자 받이부와 회전자의 요크가 나사 결합되도록 하여 조립 과정을 단순화시킨 것으로, 전동 팽창 밸브의 부품 가공의 정밀성을 향상시킴과 동시에, 치수 관리가 용이하도록 하여 전체적인 조립 공정의 신뢰성 및 양산성을 높임으로서 전동 팽창 밸브의 신뢰성을 향상시킨 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 전동 팽창 밸브에 있어서,
    내측에 회전자(120)의 요크(130)와 나사 결합되고, 외주연에 나사산(141)이 형성되며, 하단에 다단의 압입돌기(144, 144a)가 형성된 압입부(145)가 구비된 회전자 받이부(140); 및
    내측에 소정의 공간을 갖는 밸브실(151)과 연결되어 냉매를 유출입시키는 개구부(152, 153)가 형성되고, 상단에 상기 회전자 받이부(140)의 압입부(145)와 결합되는 다단의 압입홈(157, 157a)이 형성된 압입공(156)이 구비된 밸브 몸체(150);
    를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전동 팽창 밸브의 결합 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회전자 받이부(140)의 하단에 냉매 및 냉매에 포함된 이물질이 유출입되는 냉매 유출입구(142)가 형성된 것을 특징으로 하는 전동 팽창 밸브의 결합 구조.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 요크(130)는 마그네트(121)의 내측에 접합되어 고정되고, 니들(149)이 요크(130)의 내측에 부시(124), 와셔(126) 및 스프링(127)으로 결합되며, 마그네트(121)의 정역회전에 의하여 요크(130)가 회전자 받이부(140)로부터 승하강되면서 니들(149)의 일단이 밸브실(151)에 형성된 오리피스(155)를 개폐하여 냉매의 유량을 조절하는 것을 특징으로 하는 전동 팽창 밸브의 결합 구조.
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