KR20170113208A

KR20170113208A - 전동 밸브 및 그 조립 방법

Info

Publication number: KR20170113208A
Application number: KR1020170036880A
Authority: KR
Inventors: 마사시 야자와; 타츠야 요시다
Original assignee: 가부시기가이샤 후지고오키
Priority date: 2016-03-28
Filing date: 2017-03-23
Publication date: 2017-10-12
Also published as: JP6676432B2; CN111396618B; CN111396618A; KR102418034B1; CN107237913B; KR102355654B1; KR20220010759A; JP2017180525A; CN107237913A

Abstract

[과제]
밸브체가 최하강 위치에 있을 때의, 유체(냉매)의 흐름 방향의 변화에 수반하는 유량 변화를 억제할 수도 있는 전동 밸브를 제공한다.
[해결 수단]
밸브체(14)가 최하강 위치에 있을 때에, 밸브체(14)측의 스트레이트부(14s)의 적어도 일부와 밸브시트부(46a)측의 스트레이트부(46s)의 적어도 일부가 승강 방향에서 겹쳐지도록 된다.

Description

전동 밸브 및 그 조립 방법{MOTOR VALVE AND METHOD OF ASSEMBLING THE SAME}

본 발명은, 공기 조화기, 냉동기 등의 냉동 사이클에 유량 제어 밸브 등으로서 조립되어 사용되는 전동 밸브에 관한 것으로, 특히, 밸브가 최하강 위치(통상이라면 전폐 상태가 되는)에 있을 때라도, 밸브시트부와의 사이에 소정 크기의 간극이 형성되는 밸브폐쇄 레스 타입의 전동 밸브 및 그 조립 방법에 관한 것이다.

이런 종류의 전동 밸브로서, 예를 들면, 밸브축과, 그 밸브축이 내삽(內揷)되는 원통부를 갖는 가이드 스템과, 상기 밸브축의 하단부에 유지 고정되어 상기 가이드 스템에 내삽된 원통상의 밸브 홀더와, 그 밸브 홀더에, 상기 밸브축에 대해 축방향의 상대 이동 및 상대 회전 가능한 상태에서 내삽되고, 또한, 상기 밸브축과의 사이에 수축장착(縮裝)된 코일 스프링에 의해 하방으로 가세됨과 함께, 상기 밸브 홀더에 의해 빠짐방지 계지된 밸브체와, 그 밸브체가 접리하는 밸브시트부를 가지며, 상기 가이드 스템이 부착 고정되는 밸브 본체와, 그 밸브 본체에 접합된 캔과, 그 캔의 내주에 배치된 로터와, 상기 밸브축의 상단부에 외감(外嵌) 고정된 결합부재를 통하여 상기 로터와 상기 밸브축을 연결하는 로터 홀더와, 상기 로터에 마련된 계합부가 감합(嵌合)되기 위해 상기 로터 홀더에 형성된 오목부와, 상기 로터를 회전 구동하기 위해 상기 캔의 외주에 배치된 스테이터와, 상기 가이드 스템의 원통부 내주(內周)에 배치된 암나사부재와, 그 암나사부재의 내주에 형성된 고정 나사부와 상기 밸브축의 외주에 형성된 가동 나사부로 이루어지는, 상기 밸브체를 상기 밸브시트부에 접리시키기 위한 나사 이송 기구와, 상기 가이드 스템의 원통부의 외주에 배치되어 상기 로터의 회전 상하동 규제를 행하는 스토퍼 기구를 구비하고, 상기 스토퍼 기구는, 상측 계지부 및 하측 계지부를 갖는 나선형상의 고정 스토퍼와, 상기 상측 계지부에 당접하여 계지되는 제1 당접부 및 상기 하측 계지부에 당접하여 계지되는 제2 당접부가 마련되어, 상기 고정 스토퍼의 나선 부분에 조립되는 링형상 내지 나선형상의 슬라이더로 이루어지고, 상기 슬라이더는, 상기 로터가 회전한 때, 그 로터에 마련된 압동부(押動部)에 의해 상기 제1 당접부가 압동되어, 상기 제1 당접부가 상기 상측 계지부에, 또한, 상기 제2 당접부가 상기 하측 계지부에 당접할 때까지 회전하면서 상하동하도록 되고, 상기 슬라이더의 제2 당접부가 상기 하측 계지부에 당접하여 정지하게 된 원점(原點) 위치에서는, 상기 밸브체와 상기 밸브시트부와의 사이에 소정 크기의 간극이 형성되어 있는 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

상기한 바와 같은 구성을 갖는 전동 밸브에서는, 밸브가 최하강 위치(통상이라면 전폐 상태가 된)에 있을 때라도, 밸브시트부와의 사이에 소정 크기의 간극이 형성되기 때문에, 통상의 밸브폐쇄 타입의 전동 밸브에 비하여, 밸브시트부에의 밸브체의 달라붙음(食いつき)이 확실하게 방지될 수 있고, 당해 전동 밸브를 공조기에 사용하는 경우, 컴프레서의 소착((燒き付き)에 의한 운전 부적합을 막을 수 있는 이점이 있다.

특허 문헌 1 : 일본국 특허 제5164579호 공보

그런데, 상기한 바와 같은 종래의 밸브폐쇄 레스 타입의 전동 밸브에서는, 밸브 본체의 밸브실의 일측부에 냉매 입출용의 제1 도관이, 또한, 밸브실의 하부에 냉매 입출용의 제2 도관이 각각 솔더링 등에 의해 연결 고정되고, 유체(냉매)가, 제1 도관으로부터 밸브실을 통하여 제2 도관을 향하는 일방향(정방향)과, 제2 도관으로부터 밸브실을 통하여 제1 도관을 향하는 타방향(역방향)의 쌍방향으로 흐르게 되어 있는데, 나사 이송 기구(를 구성하는 고정 나사부와 가동 나사부와의 사이)에는 백래시(나사 덜커덕거림)가 필연적으로 존재하기 때문에, 유체(냉매)의 흐름 방향이 정방향으로부터 역방향, 또는, 역방향으로부터 정방향으로 변화하면, 그 유체의 압력에 의해 밸브체가 가세되어, 당해 밸브체가 밸브시트부에 대해 상기 백래시(나사 덜커덕거림)분만큼 상하동하여 버린다(도 7(A), (B) 참조).

또한, 상기 종래의 전동 밸브에서는, 통상, 밸브구(弁口) 오리피스를 흐르는 유체의 통과 유량을 제어한 밸브체가 역원추대면(逆圓錐臺面) 내지는 역원추면(테이퍼면)으로 구성되어 있다. 그 때문에, 상술한 바와 같이 유체의 흐름 방향의 변화에 응하여 밸브체가 밸브시트부에 대해 상하동하여 버리면, 밸브체가 원점 위치(최하강 위치라고도 하고, 모터에 대한 공급 펄스수가 0펄스가 되는 위치)에 있을 때에, 그 유체의 흐름 방향의 변화 전후에서, 밸브구 오리피스를 흐르는 유체의 통과 유량(0펄스 유량이라고도 한다)이 변화하여 버린다는 과제가 생긴다(도 8 참조).

또한, 상기 종래의 전동 밸브에서는, 통상, 조립시의 밸브체의 원점 위치 결정(位置出し)에서, 밸브체의 테이퍼면을 밸브시트부에 당접시켜서 기준 위치를 형성하고, 그 기준 위치로부터 밸브체를 밸브시트부에 대해 리프트시켜서 밸브체의 원점 위치 결정을 행하고 있다. 즉, 밸브체의 테이퍼면이 밸브체의 원점 위치 결정의 기준면으로 되어 있다(상세는, 특허 문헌 1 등 참조). 그 때문에, 원점 위치에서의 밸브체와 밸브시트부와의 사이의 상기 간극의 치수 정밀도가, 밸브체의 테이퍼면의 부품 정밀도(가공 정밀도)에 의존하게 되고, 대체로 상기 간극의 치수 편차가 크게 되어, 유량 특성(예를 들면, 중간 개방도에서의 유량의 변곡점)이 흐트러질 가능성이 있다.

본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 밸브체가 최하강 위치에 있을 때의, 유체(냉매)의 흐름 방향의 변화에 수반하는 유량 변화를 억제하는 것이 가능한 전동 밸브, 및 그 조립 방법을 제공하는 것에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적으로 하는 바는, 원점 위치에서의 밸브체와 밸브시트부와의 사이에 형성된 간극의 치수 편차, 나아가서는, 유량 특성의 편차를 억제하는 것이 가능한 전동 밸브, 및 그 조립 방법을 제공하는 것에 있다.

상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 관한 전동 밸브는, 밸브체가 마련된 밸브축과, 상기 밸브체가 접리 또는 근접 이간하는 밸브시트부를 갖는 밸브구 오리피스가 마련됨과 함께, 유체가 도입 도출되는 밸브실이 형성된 밸브 본체와, 상기 밸브축에 연결된 로터 및 그 로터를 회전시키기 위한 스테이터를 갖는 모터와, 상기 밸브 본체측에 마련된 고정 나사부와 상기 밸브축측에 마련된 가동 나사부로 이루어지고, 상기 로터의 회전 구동에 응하여 상기 밸브축의 상기 밸브체를 상기 밸브 본체의 상기 밸브시트부에 대해 승강시키기 위한 나사 이송 기구와, 상기 밸브축의 회전 하동(下動) 규제를 행하기 위한 하부 스토퍼 기구를 구비하고, 상기 하부 스토퍼 기구에 의해 상기 밸브체가 최하강 위치에 있을 때에, 상기 밸브체와 상기 밸브시트부와의 사이에 간극이 형성됨과 함께, 유체가 상기 밸브실로부터 상기 밸브구 오리피스를 향하는 정방향과 상기 밸브구 오리피스로부터 상기 밸브실을 향하는 역방향의 쌍방향으로 흘려지도록 되어 있고, 상기 밸브체에는, 승강 방향에서 외경이 일정한 밸브체측 스트레이트부가 마련되고, 상기 밸브시트부에는, 승강 방향에서 내경이 일정한 밸브시트측 스트레이트부가 마련됨과 함께, 상기 밸브체가 최하강 위치에 있을 때에, 상기 밸브체측 스트레이트부의 적어도 일부와 상기 밸브시트측 스트레이트부의 적어도 일부가 승강 방향에서 겹쳐지도록, 각 부분의 치수 형상이 설정되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

바람직한 양태에서는, 상기 밸브체가 최하강 위치에 있는 때 또한 상기 역방향으로 유체가 흘려질 때에, 상기 밸브체측 스트레이트부와 상기 밸브시트측 스트레이트부와의 승강 방향에서의 겹침량이 0으로 되고, 상기 밸브체가 최하강 위치에 있는 때 또한 상기 정방향으로 유체가 흘려질 때에, 상기 밸브체측 스트레이트부와 상기 밸브시트측 스트레이트부와의 승강 방향에서의 겹침량이 상기 나사 이송 기구에서의 고정 나사부와 가동 나사부와의 사이의 백래시분이 되도록, 각 부분의 치수 형상이 설정된다.

다른 바람직한 양태에서는, 상기 밸브체에서의 상기 밸브체측 스트레이트부의 상측에, 승강 방향에 대해 수직한 면을 갖는 밸브체측 당접부가 마련되어 있고, 상기 밸브체가 상기 최하강 위치보다 하강시켜진 때에, 상기 밸브체의 상기 밸브체측 당접부가 상기 밸브 본체에 당접하게 되도록 된다.

더욱 바람직한 양태에서는, 상기 밸브체측 당접부는, 승강 방향에 대해 수직한 평면으로 구성되고, 상기 밸브 본체에, 상기 밸브체측 당접부와 평면으로 당접하는 밸브 본체측 당접부가 마련된다.

상기 밸브시트부 및 상기 밸브구 오리피스는, 바람직하게는, 상기 밸브 본체의 일부에 형성된다.

상기 밸브시트부 및 상기 밸브구 오리피스는, 바람직하게는, 상기 밸브 본체의 일부에 형성된 감삽구멍(嵌揷穴)에 내삽 고정된 시트 부재에 형성된다.

본 발명에 관한 전동 밸브의 조립 방법은, 밸브체가 마련된 밸브축과, 그 밸브축이 축선 방향으로 상대 이동 가능 및 상대 회전 가능한 상태에서 내삽되는 원통부를 갖는 가이드 부시와, 상기 밸브체가 접리 또는 근접 이간하는 밸브시트부를 갖는 밸브구 오리피스가 마련됨과 함께, 유체가 도입 도출되는 밸브실이 형성되고, 또한, 상기 가이드 부시가 부착 고정된 밸브 본체와, 상기 가이드 부시가 내삽되는 원통부와 상기 밸브축의 상단부가 삽통되는 삽통구멍이 관설(貫設)된 천장부를 가짐과 함께, 상기 밸브축과 연결 고정되는 밸브축 홀더와, 상기 밸브체를 밸브폐쇄 방향으로 가세하기 위해 상기 밸브축과 상기 밸브축 홀더와의 사이에 개장(介裝)된 가세 부재와, 상기 밸브축 홀더를 상기 가이드 부시에 대해 회전시키기 위해, 상기 밸브축 홀더에 연결된 로터 및 그 로터를 회전시키기 위한 스테이터를 갖는 모터와, 상기 가이드 부시의 외주에 형성된 고정 나사부와 상기 밸브축 홀더의 내주에 형성된 가동 나사부로 이루어지고, 상기 로터의 회전 구동에 응하여 상기 밸브축의 상기 밸브체를 상기 밸브 본체의 상기 밸브시트부에 대해 승강시키기 위한 나사 이송 기구와, 상기 밸브축 홀더의 회전 하동 규제를 행하기 위해, 상기 가이드 부시의 상기 고정 나사부에 나착(螺着)되는 암나사부를 갖는 하부 스토퍼에 마련된 고정 스토퍼체와, 상기 밸브축 홀더에 마련된 가동 스토퍼체로 이루어지는 하부 스토퍼 기구를 구비하고, 상기 하부 스토퍼 기구에 의해 상기 밸브체가 최하강 위치에 있을 때에, 상기 밸브체와 상기 밸브시트부와의 사이에 간극이 형성됨과 함께, 유체가 상기 밸브실로부터 상기 밸브구 오리피스를 향하는 정방향과 상기 밸브구 오리피스로부터 상기 밸브실을 향하는 역방향의 쌍방향으로 흘려지도록 되어 있는 전동 밸브의 조립 방법으로서, 상기 전동 밸브에서의 상기 밸브체에는, 승강 방향에서 외경이 일정한 밸브체측 스트레이트부가 마련되고, 상기 밸브시트부에는, 승강 방향에서 내경이 일정한 밸브시트측 스트레이트부가 마련됨과 함께, 상기 밸브체에서의 상기 밸브체측 스트레이트부의 상측에, 승강 방향에 대해 수직한 면을 갖는 밸브체측 당접부가 마련되어 있고, 상기 조립 방법이, 상기 밸브축과 상기 밸브축 홀더를 연결 고정하지 않은 상태에서, 상기 하부 스토퍼를 상기 가이드 부시에 상대 회전 가능하게 나사결합하여 소정 위치에 배치하고, 상기 하부 스토퍼 기구에 의해 상기 밸브축 홀더를 최하동 위치에 위치하게 함과 함께, 상기 밸브체를 상기 최하강 위치보다 하강시켜서 상기 밸브체측 당접부를 상기 밸브 본체에 당접시키는 공정과, 상기 밸브축과 상기 밸브축 홀더를 연결 고정하는 공정과, 상기 밸브체가 상기 최하강 위치에 있을 때에, 상기 밸브체측 스트레이트부의 적어도 일부와 상기 밸브시트측 스트레이트부의 적어도 일부가 승강 방향에서 겹쳐지도록, 상기 밸브체측 당접부가 상기 밸브 본체에 당접한 위치를 기준으로 하여, 상기 소정 위치에 있는 상기 하부 스토퍼를 상기 가이드 부시에 대해 밸브개방 방향으로 소정 회전 각도만큼 회전시켜서 그 가이드 부시에 상대 회전 불능하게 연결하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 의하면, 밸브체가 최하강 위치에 있을 때에, 밸브체에 마련된 밸브체측 스트레이트부의 적어도 일부와 밸브시트부에 마련된 밸브시트측 스트레이트부의 적어도 일부가 승강 방향에서 겹쳐지도록, 각 부분의 치수 형상이 설정되어 있다. 보다 상세하게는, 밸브체가 최하강 위치에 있을 때에 있어서 밸브체가 밸브시트부로부터 가장 떨어질 때에(유체가 역방향으로 흘려질 때에), 밸브체측 스트레이트부의 적어도 일부와 밸브시트측 스트레이트부의 적어도 일부가 승강 방향에서 겹쳐지도록 되어 있다. 그 때문에, 밸브체가 최하강 위치에 있을 때에, 유체의 흐름 방향의 변화에 응하여 밸브체가 밸브시트부에 대해 상하동하여도, 밸브구 오리피스를 흐르는 유체의 통과 유량(0펄스 유량)이 연속적으로 변화하게 되고, 예를 들면 밸브구 오리피스를 흐르는 유체(냉매)의 통과 유량을 제어하는 밸브체가 테이퍼면으로 구성되는 종래의 전동 밸브에 비하여, 밸브체가 최하강 위치에 있을 때의, 유체(냉매)의 흐름 방향의 변화에 수반하는 유량 변화를 확실하게 억제할 수 있다.

또한, 밸브체에서의 밸브체측 스트레이트부의 상측에, 승강 방향에 대해 수직한 면을 갖는 밸브체측 당접부가 마련되어 있고, 조립시의 밸브의 원점 위치 결정에서 상기 밸브체가 상기 최하강 위치보다 하강시켜진 때에, 상기 밸브체의 당접부가 밸브 본체에 당접시켜지도록 되어 있다. 즉, 밸브체에서의 밸브체측 스트레이트부의 상측에 마련된 당접부(승강 방향에 대해 수직한 면)가 밸브의 원점 위치 결정의 기준면이 되고, 원점 위치에서의 밸브체와 밸브시트부와의 사이의 간극의 치수 정밀도가, 기본적으로 밸브체의 당접부의 부품 정밀도(가공 정밀도)에 의존하게 된다. 그 때문에, 예를 들면 밸브의 테이퍼면이 밸브의 원점 위치 결정 의 기준면이 되는 종래의 전동 밸브에 비하여, 상기 간극의 치수 편차, 나아가서는, 유량 특성(예를 들면, 중간 개방도에서의 유량의 변곡점)의 편차를 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 상기한 밸브체측 스트레이트부(의 승강 방향에서의 길이)는, 당접부(기준면)를 기준으로 하여 결정되기 때문에, 상기 밸브체측 스트레이트부의 치수 정밀도를 확보할 수 있고, 이 점에서도, 유량 특성의 편차(예를 들면, 중간 개방도에서의 유량의 변곡점)를 보다 효과적으로 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 전동 밸브의 한 실시 형태를 도시하는 종단면도.
도 2는 도 1에 도시되는 전동 밸브의 주요부를 확대하여 도시하는 주요부 확대 종단면도이고, (A)는 정방향 흐름 상태를 도시하는 도면, (B)는 역방향 흐름 상태를 도시하는 도면.
도 3은 도 1에 도시되는 전동 밸브의 유량 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 4는 도 1에 도시되는 전동 밸브의 유량 특성의 다른 예를 도시하는 도면.
도 5는 도 1에 도시되는 전동 밸브의 다른 예의 주요부를 확대하여 도시하는 주요부 확대 종단면도.
도 6은 도 1에 도시되는 전동 밸브의 조립 공정에서의, 밸브의 원점 위치(최하강 위치) 결정 공정에서, 하부 스토퍼를 가이드 부시에 대해 회전시키는 공정의 설명에 제공되는 상면도 및 부분 확대 종단면도.
도 7은 종래의 전동 밸브의 주요부를 확대하여 도시하는 주요부 확대 종단면도이고, (A)는 정방향 흐름 상태를 도시하는 도면, (B)는 역방향 흐름 상태를 도시하는 도면.
도 8은 종래의 전동 밸브의 유량 특성을 도시하는 도면.

이하, 본 발명에 관한 전동 밸브 및 그 조립 방법의 실시 형태를 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 각 도면에서, 부재 사이에 형성되는 간극이나 부재 사이의 이격 거리 등은, 발명의 이해를 용이하게 하기 위해, 또한, 제도상의 편리를 도모하기 위해, 과장하여 그려져 있는 경우가 있다. 또한, 본 명세서에서, 상하, 좌우 등의 위치, 방향을 나타내는 기술(記述)은, 도 1의 방향 화살표 표시를 기준으로 하고 있고, 실제의 사용 상태에서의 위치, 방향을 가리키는 것이 아니다.

또한, 본 명세서에서는, 밸브 본체에서의 밸브실의 측방에 연결된 제1 도관으로부터, 밸브실 및 그 밸브실의 저부에 형성된 세로 방향의 밸브구 오리피스를 통하여 밸브실의 하방에 연결된 제2 도관을 향하는 방향을 「정방향」으로 하고, 제2 도관으로부터, 밸브구 오리피스 및 밸브실을 통하여 제1 도관을 향하는 방향을 「역방향」으로 하고 있다.

<전동 밸브의 구성 및 동작>

도 1은, 본 발명에 관한 전동 밸브의 한 실시 형태를 도시하는 종단면도이다.

도시한 실시 형태의 전동 밸브(1)는, 주로, 밸브축(10)과, 가이드 부시(20)와, 밸브축 홀더(30)와, 밸브 본체(40)와, 캔(55)과, 로터(51)와 스테이터(52)로 이루어지는 스테핑 모터(50)와, 압축 코일 스프링(가세 부재)(60)과, 빠짐방지 계지 부재(70)와, 나사 이송 기구(28)와, 하부 스토퍼 기구(29)를 구비한다.

상기 밸브축(10)은, 상측부터, 상부 소경부(11)와, 중간 대경부(12)와, 하부 소경부(13)를 가지며, 그 하부 소경부(13)의 하단부에, 밸브구 오리피스(46)를 흐르는 유체(냉매)의 통과 유량을 제어하기 위한 밸브체(14)가 일체적으로 형성되어 있다.

상기 밸브체(14)는, 도 1과 함께 도 2를 참조하면 잘 알 수 있는 바와 같이, 상측(밸브실(40a)측)부터, 밸브축(10)의 하부 소경부(13)보다 약간 소경의 원통면(승강 방향에서 외경이 일정)으로 이루어지는 스트레이트부(밸브체측 스트레이트부)(14s)와, 역원추대면으로 이루어지는 상측 테이퍼면부(14t)와, 상측 테이퍼면부(14t)보다 제어각(밸브체(14)의 중심축선(Ｏ)과 평행한 선과의 교차각)이 큰역원추대면으로 이루어지는 하측 테이퍼면부(14u)를 갖고 있다.

상기 스트레이트부(14s)의 승강 방향(상하 방향)에서의 길이는, 나사 이송 기구(28)(를 구성하는 고정 나사부(23)와 가동 나사부(33)의 사이)의 백래시(나사 덜커덕거림)분 이상으로 설계되어 있다(상세는 후술).

또한, 밸브체(14)에서의 스트레이트부(14s)의 상측에는 (당해 스트레이트부(14s)에 연접하여), 밸브축(10)의 하부 소경부(13)와 밸브체(14)와의 사이(의 스트레이트부(14s))에 형성된 단구면(段丘面)으로 구성되는 환상 평탄면(수평면)(밸브체측 당접부)(14f)이 마련되어 있다. 이 환상 평탄면(14f)은, 승강 방향에 대해 수직한 면으로 되어 있고, 당해 전동 밸브(1)의 조립시의 밸브체(14)의 원점 위치(최하강 위치) 결정에서 당해 밸브체(14)가 최하강 위치보다 하강시켜진 때에, 밸브 본체(40)(상세하게는, 밸브 본체(40)의 저부벽(45)의 상면에 형성된 밸브 본체측 당접부로서의 환상 평탄면(45f))에 당접시켜지는 기준면이 된다(상세는 후술).

상기 가이드 부시(20)는, 상기 밸브축(10)(의 중간 대경부(12))가 축선(Ｏ) 방향으로 상대 이동(활주) 가능 및 축선(Ｏ) 주위로 상대 회전 가능한 상태에서 내삽되는 원통부(21)와, 그 원통부(21)의 상단부로부터 상방으로 늘어나 있고, 그 원통부(21)보다도 내경이 크고, 상기 밸브축(10)의 중간 대경부(12)의 상단측과 상부 소경부(11)의 하단측이 내삽된 연설부(延設部)(22)를 갖고 있다. 상기 가이드 부시(20)의 원통부(21)의 외주에는, 로터(51)의 회전 구동에 응하여 상기 밸브축(10)의 밸브체(14)를 밸브 본체(40)의 밸브시트부(46a)에 대해 승강시키는 나사 이송 기구(28)의 일방을 구성하는 고정 나사부(수나사부)(23)가 형성되어 있다. 또한, 상기 원통부(21)의 하부(고정 나사부(23)보다 하측의 부분)는, 대경으로 되고, 밸브 본체(40)의 감합구멍(44)에의 감합부(27)가 된다. 상기 고정 나사부(23)(에서의 밸브축 홀더(30)보다 하측)에는, 하부 스토퍼(25)가, 감합부(27)의 상면(27a)과 소정의 간극(h)을 비우고 나착되고 고정되어 있고, 그 하부 스토퍼(25)의 외주에는, 밸브축 홀더(30)(즉, 밸브축 홀더(30)에 연결된 밸브축(10))의 회전 하동 규제를 행하는 하부 스토퍼 기구(29)의 일방을 구성하는 고정 스토퍼체(24)가 일체적으로 돌설되어 있다. 또한, 후에 상세히 기술하는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 감합부(27)의 상면(27a)은, 하부 스토퍼(25)의 하동 규제를 행하는(환언하면, 하부 스토퍼(25)의 하동 한계 위치 또는 최하동 위치를 규정하는) 스토퍼부가 된다.

상기 밸브축 홀더(30)는, 상기 가이드 부시(20)가 내삽되는 원통부(31)와 상기 밸브축(10)(의 상부 소경부(11))의 상단부가 삽통되는 삽통구멍(32a)이 관통된 천장부(32)를 갖고 있다. 상기 밸브축 홀더(30)의 원통부(31)의 내주에는, 상기 가이드 부시(20)의 고정 나사부(23)와 나사결합하여 상기 나사 이송 기구(28)를 구성한 가동 나사부(암나사부)(33)가 형성됨과 함께, 그 원통부(31)의 외주 하단에는, 상기 하부 스토퍼 기구(29)의 타방을 구성하는 가동 스토퍼체(34)가 일체적으로 돌설되어 있다.

또한, 상기 밸브축(10)의 상부 소경부(11)와 중간 대경부(12)와의 사이에 형성된 단구면과 상기 밸브축 홀더(30)의 천장부(32)의 하면과의 사이에는, 밸브축(10)의 상부 소경부(11)에 외삽되도록, 상기 밸브축(10)과 상기 밸브축 홀더(30)가 승강 방향(축선(Ｏ) 방향)부터 떨어지는 방향으로 가세하는, 환언하면 상기 밸브축(10)(밸브체(14))를 항상 하방(밸브폐쇄 방향)으로 가세하는 압축 코일 스프링(가세 부재)(60)가 수축장착되어 있다.

상기 밸브 본체(40)는, 예를 들면 진유(眞鍮)나 SUS 등의 금속제 원통체로 구성되어 있다. 이 밸브 본체(40)는, 내부에 유체가 도입 도출되는 밸브실(40a)을 가지며, 그 밸브실(40a)의 측부에 마련된 횡방향의 제1 개구(41)에 제1 도관(41a)이 솔더링 등에 의해 연결 고정되고, 그 밸브실(40a)의 천장부에 상기 밸브축(10)(의 중간 대경부(12))가 축선(Ｏ) 방향으로 상대 이동(활주) 가능 및 축선(Ｏ) 주위로 상대 회전 가능한 상태에서 삽통되는 삽통구멍(43) 및 상기 가이드 부시(20)의 하부(감합부(27))가 감합되어 부착 고정되는 감합구멍(44)이 형성되고, 그 밸브실(40a)의 하부에 마련된 세로 방향의 제2 개구(42)에 제2 도관(42a)이 솔더링 등에 의해 연결 고정되어 있다. 또한, 상기 밸브실(40a)과 상기 제2 개구(42)와의 사이에 마련된 저부벽(45)에, 상기 밸브체(14)가 접리 또는 근접 이간하는 밸브시트부(46a)를 갖는 개략 원추대형상의 밸브구 오리피스(46)가 형성됨과 함께, 그 밸브시트부(46a)에는, 원통면(승강 방향에서 내경이 일정)으로 이루어지는 스트레이트부(밸브시트측 스트레이트부)(46s)가 마련되어 있다(도 2 참조).

상기 스트레이트부(46s)(의 내경)는, 상기 밸브체(14)의 스트레이트부(14s)보다 약간 대경, 또한, 상기 밸브축(10)의 하부 소경부(13)보다 소경으로 설계되어 있다.

또한, 밸브 본체(40)의 저부벽(45)의 상면에서 밸브구 오리피스(46)(밸브시트부(46a))주위는, 환상 평탄면(수평면)(밸브 본체측 당접부)(45f)으로 되어 있고, 당해 환상 평탄면(45f)이, 당해 전동 밸브(1)의 조립시의 밸브체(14)의 원점 위치(최하강 위치) 결정에서 밸브체(14)측의 환상 평탄면(14f)과 평면으로 당접시켜지는 당접면(기준면)이 된다(상세는 후술).

한편, 상기 밸브 본체(40)의 상단부에는 플랜지형상판(47)이 코킹 등에 의해 고정되어짐과 함께, 그 플랜지형상판(47)의 외주에 마련된 단차부에, 천장 부착 원통형상의 캔(55)의 하단부가 맞대기 용접에 의해 밀봉 접합되어 있다.

상기 캔(55)의 내측이면서 상기 가이드 부시(20) 및 상기 밸브축 홀더(30)의 외측에는, 로터(51)가 회전 자유롭게 배치되고, 상기 캔(55)의 외측에, 상기 로터(51)를 회전 구동 하기 위해, 요크(52a), 보빈(52b), 스테이터 코일(52c), 및 수지 몰드 커버(52d) 등으로 이루어지는 스테이터(52)가 배치되어 있다. 스테이터 코일(52c)에는, 복수의 리드 단자(52e)가 접속되고, 이들의 리드 단자(52e)에는, 기판(52f)을 통하여 복수의 리드선(52g)이 접속되고, 스테이터 코일(52c)에의 통전 여자에 의해 캔(55) 내에 배치된 로터(51)가 축선(Ｏ) 주위에서 회전하게 되어 있다.

캔(55) 내에 배치된 상기 로터(51)는, 상기 밸브축 홀더(30)에 계합 지지되어 있고, 당해 밸브축 홀더(30)는 상기 로터(51)와 함께(일체로) 회전하게 되어 있다.

상세하게는, 상기 로터(51)는, 내통(51a), 외통(51b), 및 내통(51a)과 외통(51b)을 축선(Ｏ) 주위의 소정의 각도 위치에서 접속하는 접속부(51c)로 이루어지는 2중관 구성이 되고, 내통(51a)의 내주에, (예를 들면, 축선(Ｏ) 주위에서 120도의 각도 간격으로) 축선(Ｏ) 방향(상하 방향)으로 늘어나는 세로홈(51d)이 형성되어 있다.

한편, 상기 밸브축 홀더(30)의 외주(의 상반 부분)에는, (예를 들면, 축선(Ｏ) 주위에서 120도의 각도 간격으로) 상하 방향에 늘어나는 돌조(30a)가 돌설되고, 그 돌조(30a)의 하부 양측에는, 상기 로터(51)를 지지하는 상방향의 계지면(부도시)이 형성되어 있다.

로터(51)의 내통(51a)의 세로홈(51d)과 밸브축 홀더(30)의 돌조(30a)가 계합하고, 또한 로터(51)의 내통(51a)의 하면과 밸브축 홀더(30)의 계지면이 당접함에 의해, 로터(51)가 밸브축 홀더(30)에 대해 위치맞춤된 상태로 지지 고정되고, 상기 밸브축 홀더(30)는, 상기 로터(51)를 상기 캔(55) 내에서 지지하면서 당해 로터(51)와 함께 회전된다.

상기 로터(51) 및 밸브축 홀더(30)의 상측에는, 밸브축 홀더(30)와 로터(51)와의 승강 방향에서의 상대 이동을 방지함(환언하면, 밸브축 홀더(30)에 대해 로터(51)를 하방으로 꽉 누른다)과 함께 밸브축(10)과 밸브축 홀더(30)를 연결하기 위해, 상기 밸브축(10)(의 상부 소경부(11))의 상단부에 압입·용접 등에 의해 외감(外嵌) 고정된 푸시 너트(71)와, 그 푸시 너트(71)와 로터(51)와의 사이에 개재되고, 밸브축(10)의 상단부가 삽통되는 삽통구멍(72a)이 중앙에 형성된 원판형상 부재로 이루어지는 로터 누르개(72)로 구성된 빠짐방지 계지 부재(70)가 배치되어 있다. 즉, 상기 로터(51)는, 압축 코일 스프링(60)의 가세력에 의해 상방으로 가세된 밸브축 홀더(30)와 상기 로터 누르개(72)와의 사이에서 끼여지지되어 있다. 또한, 밸브축 홀더(30)의 상단부터 계지면까지의 (상하 방향의) 높이는, 로터(51)의 내통(51a)의 (상하 방향의) 높이와 같고, 밸브축 홀더(30)(의 천장부(32))의 상면은, 상기 로터 누르개(72)의 하면(평탄면)과 당접하고 있다.

또한, 상기 밸브축(10)의 상단부에 고정된 상기 푸시 너트(71)에는, 동작시에 가이드 부시(20)에 대해 밸브축 홀더(30)가 상방으로 너무 이동하여, 가이드 부시(20)의 고정 나사부(23)와 밸브축 홀더(30)의 가동 나사부(33)와의 나사결합이 벗겨지는 방지하기 위해, 밸브축 홀더(30)를 가이드 부시(20)측에 가세한 코일 스프링으로 이루어지는 복귀 스프링(75)이 외장되어 있다.

그리고, 당해 전동 밸브(1)에서는, 예를 들면 밸브시트부(46a)에의 밸브체(14)의 달라붙음을 방지함과 함께, 저(低)유량역에서의 제어성을 확보하기 위해, 밸브체(14)가 최하강 위치(원점 위치)에 있을 때에, 밸브체(14)와 밸브시트부(46a)와의 사이에 소정 크기의 간극이 형성되도록 되어 있다. 본 예에서는, 밸브체(14)의 스트레이트부(14s)와 밸브 본체(40)의 저부벽(45)의 스트레이트부(46s)와의 사이, 및, 스트레이트부(14s)에 연접하는 환상 평탄면(14f)과 스트레이트부(46s)에 연접하는 환상 평탄면(45f)과의 사이에, 소정 크기의 간극이 형성되도록 되어 있다.

이러한 구성의 전동 밸브(1)에서는, 스테이터(52)(의 스테이터 코일(52c))에의 통전 여자에 의해 로터(51)가 회전시켜지면, 그것과 일체로 밸브축 홀더(30) 및 밸브축(10)이 회전하게 된다. 이 때, 가이드 부시(20)의 고정 나사부(23)와 밸브축 홀더(30)의 가동 나사부(33)로 이루어지는 나사 이송 기구(28)에 의해, 밸브축(10)이 밸브체(14)를 수반하여 승강하게 되고, 이에 의해, 밸브체(14)와 밸브시트부(46a)와의 사이의 간극(리프트량, 밸브 개방도)이 증감되고, 냉매 등의 유체의 통과 유량이 조정된다. 또한, 밸브축 홀더(30)의 가동 스토퍼체(34)와 가이드 부시(20)에 고정된 하부 스토퍼(25)의 고정 스토퍼체(24)가 당접하여, 밸브체(14)가 최하강 위치에 있는 때라도, 밸브체(14)와 밸브시트부(46a)와의 사이에 간극(밸브폐쇄시 요구 리프트량)이 형성되기 때문에, 소정량의 통과 유량이 확보된다(도 3 참조).

그런데, 본 실시 형태의 전동 밸브(1)에서는, 유체(냉매)가, 쌍방향, 구체적으로는, 제1 도관(41a)(제1 개구(41))로부터 밸브실(40a) 및 밸브구 오리피스(46)를 통하여 제2 도관(42a)(제2 개구(42))을 향하는 방향(즉, 횡→ 하방향)(이하, 이 상태를 정방향 흐름 상태라고 한다)과, 제2 도관(42a)(제2 개구(42))으로부터 밸브구 오리피스(46) 및 밸브실(40a)을 통하여 제1 도관(41a)(제1 개구(41))을 향하는 방향(즉, 하횡→ 횡방향)(이하, 이 상태를 역방향 흐름 상태라고 한다)의 쌍방향으로 흘려지도록 되어 있고, 그 유체의 압력에 의해, 상기 정방향 흐름 상태에서는, 밸브체(14)가 하방으로 가세되고, 상기 역방향 흐름 상태에서는, 밸브체(14)가 상방으로 가세된다. 그리고, 밸브체(14)를 밸브시트부(46a)에 대해 승강시키는 나사 이송 기구(28)에서는, 밸브체(14)(밸브축(10))이 연결된 밸브축 홀더(30)의 가동 나사부(33)와, 밸브 본체(40)에 연결 고정된 가이드 부시(20)의 고정 나사부(23)와의 사이에, 백래시(나사 덜커덕거림)가 존재한다. 그 때문에, 상기 정방향 흐름 상태에서는, 밸브체(14)가 (밸브축 홀더(30)의 가동 나사부(33)의 하면측과 가이드 부시(20)의 고정 나사부(23)의 상면측이 접촉할 때까지) 하방으로 이동하게 되고(도 2(A)에 도시되는 상태), 상기 역방향 흐름 상태에서는, 밸브체(14)가 (밸브축 홀더(30)의 가동 나사부(33)의 상면측과 가이드 부시(20)의 고정 나사부(23)의 하면측이 접촉할 때까지) 상방으로 이동하게 된다(도 2(B)에 도시되는 상태). 즉, 유체(냉매)의 흐름 방향이 정방향부터 역방향, 또는, 역방향으로부터 정방향으로 변화하면, 밸브체(14)가 밸브시트부(46a)에 대해 상기 백래시분만큼 상하동한다.

여기서, 본 실시 형태에서는, 밸브체(14)가 최하강 위치에 있을 때에, 밸브체(14)측의 스트레이트부(14s)의 적어도 일부와 밸브시트부(46a)측의 스트레이트부(46s)의 적어도 일부가 승강 방향(상하 방향)으로 겹쳐지도록(랩하도록), 각 부분의 치수 형상이 설정되어 있다. 보다 상세하게는, 스트레이트부(14s)의 승강 방향(상하 방향)에서의 길이가, 나사 이송 기구(28)(를 구성하는 고정 나사부(23)와 가동 나사부(33)의 사이)의 백래시분 이상으로 설계되고, 밸브체(14)가 최하강 위치에 있을 때에 있어서 밸브체(14)가 밸브시트부(46a)로부터 가장 떨어질 때에(역방향 흐름 상태), 밸브체(14)측의 스트레이트부(14s)의 하측 부분과 밸브시트(46a)측의 스트레이트부(46s)의 상측 부분이, 승강 방향에서 겹침량(랩 양)(Lmin)만큼 겹쳐지도록 되어 있다(도 2(B)에 도시되는 상태).

또한, 이 경우, 정방향 흐름 상태에서는, 밸브체(14)측의 스트레이트부(14s)와 밸브시트부(46a)측의 스트레이트부(46s)와의 승강 방향에서의 겹침량(Lmax)은, 상기 겹침량(Lmin)에 나사 이송 기구(28)의 백래시분을 더한 양으로 되어 있다(도 2(A)에 도시되는 상태).

그 때문에, 도 3에 도시되는 바와 같이, 밸브체(14)가 최하강 위치에 있을 때에, 정방향으로부터 역방향, 또는, 역방향으로부터 정방향으로 유체의 흐름 방향이 변화하여 밸브체(14)가 밸브시트부(46a)에 대해 상하동하여도, 밸브구 오리피스(46)를 흐르는 유체의 통과 유량(0펄스 유량)이 연속적으로 변화하게 되고, 예를 들면 밸브구 오리피스를 흐르는 유체(냉매)의 통과 유량을 제어하는 밸브체가 테이퍼면으로 구성되는 종래의 전동 밸브에 비하여, 밸브체(14)가 최하강 위치에 있을 때의, 유체(냉매)의 흐름 방향의 변화에 수반하는 유량 변화를 확실하게 억제할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 밸브체(14)에서의 스트레이트부(14s)의 상측에, 승강 방향에 대해 수직한 면을 갖는 환상 평탄면(밸브체측 당접부)(14f)이 마련됨과 함께, 밸브 본체(40)의 저부벽(45)의 상면에서 밸브구 오리피스(46)(밸브시트부(46a)) 주위에 환상 평탄면(밸브 본체측 당접부)(45f)이 마련되어 있고, 조립시의 밸브체(14)의 원점 위치(최하강 위치) 결정에서 상기 밸브체(14)가 상기 최하강 위치보다 하강시켜진 때에, 밸브체(14)측의 환상 평탄면(14f)이 밸브 본체(40)측의 환상 평탄면(45f)에 당접시켜지도록 되어 있다. 즉, 밸브체(14)에서의 스트레이트부(14s)의 상측에 마련된 환상 평탄면(14f) 및 밸브 본체(40)의 환상 평탄면(45f)이 밸브체(14)의 원점 위치 결정의 기준면이 되어, 원점 위치에서의 밸브체(14)와 밸브시트부(46a)와의 사이의 간극의 치수 정밀도가, 기본적으로 밸브체(14)의 환상 평탄면(14f)의 부품 정밀도(가공 정밀도)에 의존하게 된다(후에 상세히 기술). 그 때문에, 예를 들면 밸브의 테이퍼면이 밸브의 원점 위치 결정의 기준면이 되는 종래의 전동 밸브에 비하여, 상기 간극의 치수 편차, 나아가서는, 유량 특성(예를 들면, 중간 개방도에서의 유량의 변곡점)의 편차를 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 상기한 밸브체(14)측의 스트레이트부(14s)의 승강 방향에서의 길이는, 환상 평탄면(14f)(기준면)을 기준으로 하여 결정되기 때문에, 상기 밸브체(14)측의 스트레이트부(14s)의 치수 정밀도를 확보할 수 있고, 이 점에서도, 유량 특성(예를 들면, 중간 개방도로의 유량의 변곡점)의 편차를 보다 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 도 3에 도시되는 예에서는, 밸브체(14)가 상방으로 가세되는 역방향 흐름 상태에서, 밸브체(14)측의 스트레이트부(14s)의 하측 부분과 밸브시트부(46a)측의 스트레이트부(46s)의 상측 부분이 승강 방향에서 소정의 겹침량(Lmin)만큼 겹쳐지도록 되어 있지만, 예를 들면, 도 4에 도시되는 바와 같이, 상기 역방향 흐름 상태에서, 밸브체(14)측의 스트레이트부(14s)의 하단부와 밸브시트부(46a)측의 스트레이트부(46s)의 상단부가 일치하도록(즉, 승강 방향에서의 겹침량(Lmin)을 0으로 한다), 각 부분의 치수 형상을 설정하여도 좋다. 이 경우, 정방향 흐름 상태에서는, 밸브체(14)측의 스트레이트부(14s)와 밸브시트부(46a)측의 스트레이트부(46s)와의 승강 방향에서의 겹침량(Lmax)은, 나사 이송 기구(28)의 백래시분이 된다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 밸브체(14)측의 환상 평탄면(14f)과 밸브 본체(40)측의 환상 평탄면(45f)이 면으로 당접하는 구성으로 하였지만, 면 이외에서 당접하는 구성이라도 좋고, 예를 들면, 밸브체(14)측의 환상 평탄면(14f) 및 밸브 본체(40)측의 환상 평탄면(45f)의 일방 또는 쌍방을 단면(斷面) 돌기형상(突起狀)으로 하여도 좋다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 밸브 본체(40)의 저부벽(45)에, 스트레이트부(46s)가 마련된 밸브시트부(46a)를 갖는 밸브구 오리피스(46)가 형성되어 있지만, 예를 들면, 도 5에 도시되는 바와 같이, 스트레이트부(46s)가 마련된 밸브시트부(46a)를 갖는 밸브구 오리피스(46)가 형성된 시트 부재(48)를 절삭 가공 등에 의해 제작하고, 그 시트 부재(48)를 밸브 본체(40)의 저부벽(45)에 마련된 감삽구멍(49)에 내삽 고정하여도 좋다. 이 경우, 시트 부재(48)의 상면에서의 밸브구 오리피스(46)(밸브시트부(46a)) 주위가, 환상 평탄면(수평면)(밸브 본체측 당접부)(48f)가 되고, 당해 전동 밸브(1)의 조립시의 밸브체(14)의 원점 위치(최하강 위치) 결정에서 밸브체(14)측의 환상 평탄면(14f)과 평면으로 당접시켜지는 당접면(기준면)이 된다.

도 5에 도시되는 바와 같이, 밸브 본체(40)와는 별개의 부품의 시트 부재(48)를 사용함에 의해, 시트 부재(48)의 부품 정밀도, 특히, 스트레이트부(46s)나 환상 평탄면(48f)의 치수 정밀도 등을 높아지기 때문에, 유량 특성의 편차를 더욱 효과적으로 억제할 수 있다.

<전동 밸브의 조립 방법>

전술한 전동 밸브(1)의 조립 공정의 한 예, 특히, 밸브체(14)의 원점 위치(최하강 위치) 결정 공정의 한 예를, 도 1 및 도 2를 참조하면서 개설(槪說)하면, 우선, 밸브축(10), 가이드 부시(20), 하부 스토퍼(25), 압축 코일 스프링(60), 밸브축 홀더(30), 로터(51), 밸브 본체(40) 등을 조립한다. 이 때, 하부 스토퍼(25)는, 가이드 부시(20)에 대해 상대 회전 가능하게 나사결합시켜 둔다. 또한, 하부 스토퍼(25)는, 이 단계에서, 가이드 부시(20)의 스토퍼부(27a)와 당접시켜서 배치하여도 좋고, 그 스토퍼부(27a)와 간격을 두고 배치하여도 좋다. 뒤이어, 밸브축(10)의 하단부에 마련된 밸브체(14)가 밸브시트부(46a)에 당접하고(즉, 밸브체(14)의 환상 평탄면(14f)이 밸브 본체(40)의 환상 평탄면(45f)에 당접하고), 압축 코일 스프링(60)이 약간 압축되어, 밸브축 홀더(30)의 가동 스토퍼체(34)와 하부 스토퍼(25)의 고정 스토퍼체(24)가 당접하고, 또한, 하부 스토퍼(25)(의 하면)가 가이드 부시(20)의 스토퍼부(27a)와 당접할 때까지, 가이드 부시(20)의 고정 나사부(23)와 밸브축 홀더(30)의 가동 나사부(33)로 이루어지는 나사 이송 기구(28)를 이용하여, 상기 밸브축 홀더(30), 로터(51), 및 밸브축(10)을 회전시키면서 하강시킨다. 그리고, 이와 같이 밸브축 홀더(30)가 최하동 위치에 위치하게 되고, 또한, 밸브체(14)가 최하강 위치보다 하강시켜져서고 그 환상 평탄면(14f)이 밸브 본체(40)의 환상 평탄면(45f)에 당접된 상태에서, 밸브축(10)의 상단부에, 로터 누르개(72)를 감입함과 함께 푸시 너트(71)를 압입·용접 등에 의해 외감 고정한다.

다음에, 상기 상태로부터, 밸브축(10), 밸브축 홀더(30), 로터(51), 빠짐방지 계지 부재(70)(푸시 너트(71)와 로터 누르개(72)) 등이 일체가 된 조립체를, 상기 나사 이송 기구(28)를 이용하여 회전시키면서 상승시켜서 가이드 부시(20)로부터 떼어놓은 후, 하부 스토퍼(25)를 가이드 부시(20)에 대해 밸브개방 방향(도시례에서는, 평면시로 반시계방향)으로 소정 회전 각도만큼 회전시킨다. 그리고, 그 하부 스토퍼(25)를, 가이드 부시(20)(의 고정 나사부(23))에 용접·용착·접착 등에 의해 상대 회전 불능으로 연결 고정한 후, 재차 나사 이송 기구(28)를 이용하여 상기 조립체를 가이드 부시(20)에 조립한다. 이에 의해, 하부 스토퍼(25)의 고정 스토퍼체(24)의 가이드 부시(20)에 대한 위치가 변하기 때문에, 밸브축 홀더(30)의 가동 스토퍼체(34)와 하부 스토퍼(25)의 고정 스토퍼체(24)가 당접하여, 밸브축 홀더(30)가 최하동 위치에 있을 때(즉, 밸브체(14)가 최하강 위치에 있을 때)라도, 밸브체(14)와 밸브시트부(46a)와의 사이에 소정 크기의 간극(정방향 흐름 상태에서의 승강 방향에서의 치수가 H인 간극)이 형성된다(도 2(A) 참조). 이 때, 밸브체(14)측의 스트레이트부(14s)와 밸브시트부(46a)측의 스트레이트부(46s)와의 승강 방향에서의 겹침량(Lmax)은, 예를 들면, 나사 이송 기구(28)의 백래시분이 된다. 또한, 상기 조립체를 상승시켜서 가이드 부시(20)로부터 떼어놓은 후, 하부 스토퍼(25)를 가이드 부시(20)에 대해 밸브개방 방향으로 소정 회전 각도만큼 회전시켜, 그 하부 스토퍼(25)를 가이드 부시(20)에 용접·용착·접착 등에 의해 상대 회전 불능으로 연결 고정하는 것으로 하여 설명하였지만, 상기 조립체를 가이드 부시(20)에 대해 상승시키는 것만으로, 하부 스토퍼(25)를 가이드 부시(20)에 대해 밸브개방 방향으로 소정 회전 각도만큼 회전시킬 수 있고, 또한 하부 스토퍼(25)를 가이드 부시(20)에 용접·용착·접착 등에 의해 상대 회전 불능으로 연결 고정할 수 있는 정도의 간극을 형성할 수 있으면, 상기 조립체를 가이드 부시(20)로부터 떼어놓을 필요는 없다.

또한, 하부 스토퍼(25)의 암나사부(26)나 가이드 부시(20)의 고정 나사부(수나사부)(23)에 백래시레레스(논 백래시) 타입의 나사부를 채용하는 경우에는, 밸브체(14)와 밸브시트부(46a)와의 사이에 형성된 간극의 승강 방향에서의 치수(H)는, 하부 스토퍼(25)(의 하면)와 가이드 부시(20)의 스토퍼부(27a)와의 간극(h)과 일치 또는 거의 일치한다. 그러나, 일반적으로, 나사부에는 백래시(여유 또는 덜커덕거림)가 마련되어 있다. 그 때문에, 상기 실시 형태와 같이 하부 스토퍼(25)를 가이드 부시(20)의 스토퍼부(27a)와 당접시켜서 죄인 후에 밸브개방 방향으로 회전시켜서(풀어서) 밸브체(14)의 원점 위치 결정을 행하는 경우, 상기 하부 스토퍼(25)는, 회전 당초의 단계에서는, 가이드 부시(20)의 스토퍼부(27a)에 당접한 채로(즉, 상승하지 않고) 회전하기 때문에, 상기 치수(H)는 상기 간극(h)과 반드시 일치하지는 않는다.

구체적으로는, 도 6을 참조하면 잘 이해되는 바와 같이, 하부 스토퍼(25)의 암나사부(26)와 가이드 부시(20)의 고정 나사부(23)와의 사이의 백래시분의 회전 각도를 θb[°](도시례에서는, 약 180 °)라고 한 경우, 상기한 원점 위치 결정 공정에서, 하부 스토퍼(25)를 가이드 부시(20)의 스토퍼부(27a)와 당접시켜서 죄인 상태(이 상태에서는, 하부 스토퍼(25)의 암나사부(26)의 상면측과 가이드 부시(20)의 고정 나사부(23)의 하면측이 접촉)로부터, 당해 하부 스토퍼(25)를 밸브개방 방향으로 회전시키면(풀면), 백래시분의 회전 각도(θb)[°]의 범위 내에서는, 자중(自重)에 의해 하부 스토퍼(25)(의 하면)는 가이드 부시(20)의 스토퍼부(27a)와 계속 당접한다(도 6의 (1)∼(3)). 단, 하부 스토퍼(25) 자체는 회전하기 때문에, 당해 하부 스토퍼(25)에 마련된 고정 스토퍼체(24)의 회전 위치는 변화한다.

가령, 이 백래시분의 회전 각도(θb)[°]의 범위 내에서 하부 스토퍼(25)를 가이드 부시(20)에 고정하고, 나사 이송 기구(28)를 이용하여 밸브축 홀더(30)를 회전시키면서 하강시켜, 밸브축 홀더(30)의 가동 스토퍼체(34)와 하부 스토퍼(25)의 고정 스토퍼체(24)를 당접시키면, 밸브축 홀더(30)의 최하동 위치는, 하부 스토퍼(25)의 회전량에 응하여 점점 상승하게 된다. 예를 들면, 백래시 상쇄 시점에서의 밸브축 홀더(30)의 최하강 위치의 상승량(Hb)은, 하부 스토퍼(25)의 암나사부(26)의 나사 피치(나사산 사이의 간격)를 p로하였을 때, p×θb/360로 규정된다(도 6의 (3)).

백래시가 상쇄된 후(하부 스토퍼(25)의 회전 각도가 백래시분의 회전 각도(θb)[°]에 도달한 후)(이 상태에서는, 하부 스토퍼(25)의 암나사부(26)의 하면측과 가이드 부시(20)의 고정 나사부(23)의 상면측이 접촉), 하부 스토퍼(25)를 밸브개방 방향으로 더욱 회전시키면, 하부 스토퍼(25)는 회전하면서 상승하기 시작하고, 하부 스토퍼(25)와 가이드 부시(20)의 스토퍼부(27a)와의 사이에 간극(h)이 형성된다.

최종적으로, 하부 스토퍼(25)를 가이드 부시(20)의 스토퍼부(27a)와 당접시켜서 죄인 상태로부터 회전 각도(θ)[°]만큼 밸브개방 방향으로 회전시켜서 가이드 부시(20)에 고정하였다고 하면, 밸브축 홀더(30)의 최하강 위치는, p×θ/360로 규정되는 상승량(H)만큼 상승하기 때문에, 밸브축 홀더(30)가 최하동 위치에 있을 때(즉, 밸브체(14)가 최하강 위치에 있을 때)에, 밸브체(14)와 밸브시트부(46a)와의 사이에, (정방향 흐름 상태에서의) 승강 방향에서의 소정의 치수(H)의 간극이 형성된다(도 2(A) 참조). 한편으로, 하부 스토퍼(25)와 가이드 부시(20)의 스토퍼부(27a)와의 사이에는, 상기 상승량(H)으로부터 백래시분을 공제한 간극(h), 즉, p×(θ-θb)/360로 규정되는 간극(h)이 형성된다.

또한, 도시한 실시 형태에서는, 하부 스토퍼(25)를 백래시분의 회전 각도(θb)[°]를 초과하여 회전시킴으로써, 하부 스토퍼(25)와 가이드 부시(20)의 스토퍼부(27a)와의 사이에 간극(h)이 형성되어 있는데, 밸브체(14)와 밸브시트부(46a)와의 사이에 형성되는 간극의 승강 방향에서의 치수가 상기 Hb 이하로 설정되는 경우에는, 하부 스토퍼(25)는 백래시의 회전 각도(θb)[°]의 범위 내에서 회전하면 좋기 때문에, 하부 스토퍼(25)와 가이드 부시(20)의 스토퍼부(27a)와의 사이에 간극은 형성되지 않고, 하부 스토퍼(25)(의 하면)는 가이드 부시(20)의 스토퍼부(27a)와 당접한 채로 된다.

또한, 상기한 실시 형태에서는, 하부 스토퍼(25)를 가이드 부시(20)의 스토퍼부(27a)와 당접시켜서 죄인 상태를, 하부 스토퍼(25)의 밸브개방 방향으로의 회전의 기준 상태로 하였지만, 그 기준 상태에서의 하부 스토퍼(25)의 체결 상태나 상하 방향에서의 위치는, 도시한 실시 형태로 한정되지 않음은 당연하다. 예를 들면, 하부 스토퍼(25)는, 도 6의 (1)∼(3)에 도시하는 백래시분의 회전 각도의 범위 내에서의 어떤 상태를 기준 상태로 하여도 좋다. 또한, 당해 하부 스토퍼(25)는, 그 기준 상태에서 가이드 부시(20)의 스토퍼부(27a)와 당접하고 있을 필요는 없고, 예를 들면 도 6의 (4)에 도시하는 바와 같은, 가이드 부시(20)(의 고정 나사부(23))에서의 어떤 위치를 기준 상태로 하여도 좋다. 또한, 하부 스토퍼(25)가 가이드 부시(20)의 스토퍼부(27a)와 이간하여 있는(당접하지 않는) 상태를 상기 기준 상태로 하는 경우, 상기 백래시는 존재하지 않게 되고, 조립 완료 후에 있어서, 밸브체(14)와 밸브시트부(46a)와의 사이에 형성된 간극의 승강 방향에서의 치수(H)는, 하부 스토퍼(25)(의 하면)와 가이드 부시(20)의 스토퍼부(27a)와의 간극(h)보다 작아진다(환언하면, 하부 스토퍼(25)와 가이드 부시(20)의 스토퍼부(27a)의 승강 방향에서의 간극(h)이, 상기 치수(H)보다 커진다).

이러한 조립 방법에 의해 조립된 전동 밸브(1)에서는, 상술한 바와 같이, 스테이터(52)(의 스테이터 코일(52c))에의 통전 여자에 의해 로터(51)가 회전하게 되면, 그것과 일체로 밸브축 홀더(30) 및 밸브축(10)이 회전하게 된다. 이 때, 가이드 부시(20)의 고정 나사부(23)와 밸브축 홀더(30)의 가동 나사부(33)로 이루어지는 나사 이송 기구(28)에 의해, 밸브축(10)이 밸브체(14)를 수반하여 승강하게 되고, 이에 이해, 밸브체(14)와 밸브시트부(46a) 사이의 간극(리프트량, 밸브 개방도)가 증감되어, 냉매 등의 유체의 통과 유량이 조정된다. 또한, 밸브축 홀더(30)의 가동 스토퍼체(34)와 가이드 부시(20)에 고정된 하부 스토퍼(25)의 고정 스토퍼체(24)가 당접하고, 밸브체(14)가 최하강 위치에 있는 때라도, 밸브체(14)와 밸브시트부(46a)와의 사이에 간극(밸브폐쇄시 요구 리프트량)이 형성되기 때문에, 소정량의 통과 유량이 확보된다(도 3 참조).

본 실시 형태의 전동 밸브(1)에서는, 나사 피치(p)의 암나사부(26)를 갖는 하부 스토퍼(25)가 가이드 부시(20)의 소정 위치에 상대 회전 가능하게 나사결합되고, 하부 스토퍼 기구(29)에 의해 밸브축 홀더(30)가 최하동 위치에 위치하게 됨과 함께, 밸브체(14)를 최하강 위치보다 하강시켜서 밸브체(14)의 환상 평탄면(14f)을 밸브 본체(40)의 환상 평탄면(45f)에 당접시키고, 그 후, 밸브체(14)의 환상 평탄면(14f)이 밸브 본체(40)의 환상 평탄면(45f)에 당접한 위치를 기준으로 하여, 상기 소정 위치에 있는 하부 스토퍼(25)를 가이드 부시(20)에 대해 밸브개방 방향으로 소정 회전 각도(θ)만큼 회전시켜서 그 가이드 부시(25)에 상대 회전 불능으로 연결하면, 하부 스토퍼 기구(29)에 의해 밸브축 홀더(30)가 최하동 위치에 있을 때에, 밸브체(14)와 밸브시트부(46a)와의 사이(구체적으로는, 환상 평탄면(14f)과 환상 평탄면(45f)과의 사이)에, 정방향 흐름 상태에서의 승강 방향에서의 치수(H)가 p×θ/360로 규정되는 간극이 형성됨과 함께, 밸브체(14)에서의 스트레이트부(14s)의 적어도 일부와 밸브시트부(46a)에서의 스트레이트부(46s)의 적어도 일부가 승강 방향에서 겹쳐지게 되어 있다. 즉, 하부 스토퍼(25)가 가이드 부시(20)에 대해 밸브개방 방향으로 회전된 후에 당해 가이드 부시(20)에 상대 회전 불능으로 연결됨에 의해, 정방향 흐름 상태에서의 밸브체(14)의 최하강 위치, 환언하면 밸브체(14)가 최하강 위치에 있을 때의 밸브체(14)와 밸브시트부(46a)와의 사이의 승강 방향에서의 간극이 규정된다. 즉, 원점 위치에서의 밸브체(14)와 밸브시트부(46a)와의 사이의 간극의 치수 정밀도가, 기본적으로 하부 스토퍼 기구(29)를 구성하는 하부 스토퍼(25)의 암나사부(26)와 가이드 부시(20)의 고정 나사부(23)의 치수 정밀도에 의존하게 되기 때문에, 상기 간극의 치수 편차를 억제할 수 있고, 그로써, 저유량역에서의 유체(냉매) 유량의 제어성을 향상시킬 수 있다. 또한, 밸브체(14)에서의 스트레이트부(14s)의 상측에 마련된 환상 평탄면(14f) 및 밸브 본체(40)의 환상 평탄면(45f)을 밸브체(14)의 조립시의 원점 위치 결정의 기준면으로 함으로써, 원점 위치에서의 밸브체(14)와 밸브시트부(46a) 사이의 간극의 치수 정밀도가, 기본적으로 밸브체(14)의 환상 평탄면(14f)의 부품 정밀도(가공 정밀도)에 의존하게 되어, 상기 간극의 치수 편차, 나아가서는, 유량 특성(예를 들면, 중간 개방도에서의 유량의 변곡점)의 편차를 효과적으로 억제할 수 있다.

1 : 전동 밸브
10 : 밸브축
14 : 밸브체
14f : 환상 평탄면(밸브체측 당접부)
14s : 밸브체측 스트레이트부
20 : 가이드 부시
21 : 원통부
23 : 고정 나사부(수나사부)
28 : 나사 이송 기구
29 : 하부 스토퍼 기구
30 : 밸브축 홀더
33 : 가동 나사부(암나사부)
40 : 밸브 본체
40a : 밸브실
41 : 제1 개구
41a : 제1 도관
42 : 제2 개구
42a : 제2 도관
45 : 저부벽
45f : 환상 평탄면(본체측 당접부)
46 : 밸브구 오리피스
(46)a : 밸브시트부
46s : 밸브시트측 스트레이트부
47 : 플랜지형상부
48 : 시트 부재
50 : 스테핑 모터
51 : 로터
52 : 스테이터
55 : 캔
60 : 압축 코일 스프링
70 : 빠짐방지 계지 부재
Ｏ : 축선

Claims

밸브체가 마련된 밸브축과, 상기 밸브체가 접리 또는 근접 이간하는 밸브시트부를 갖는 밸브구 오리피스가 마련됨과 함께, 유체가 도입 도출되는 밸브실이 형성된 밸브 본체와, 상기 밸브축에 연결된 로터 및 그 로터를 회전시키기 위한 스테이터를 갖는 모터와, 상기 밸브 본체측에 마련된 고정 나사부와 상기 밸브축측에 마련된 가동 나사부로 이루어지고, 상기 로터의 회전 구동에 응하여 상기 밸브축의 상기 밸브체를 상기 밸브 본체의 상기 밸브시트부에 대해 승강시키기 위한 나사 이송 기구와, 상기 밸브축의 회전 하동 규제를 행하기 위한 하부 스토퍼 기구를 구비하고,
상기 하부 스토퍼 기구에 의해 상기 밸브체가 최하강 위치에 있을 때에, 상기 밸브체와 상기 밸브시트부와의 사이에 간극이 형성됨과 함께, 유체가 상기 밸브실로부터 상기 밸브구 오리피스를 향하는 정방향과 상기 밸브구 오리피스로부터 상기 밸브실을 향하는 역방향의 쌍방향으로 흘려지도록 되어 있는 전동 밸브로서,
상기 밸브체에는, 승강 방향에서 외경이 일정한 밸브체측 스트레이트부가 마련되고, 상기 밸브시트부에는, 승강 방향에서 내경이 일정한 밸브시트측 스트레이트부가 마련됨과 함께,
상기 밸브체가 최하강 위치에 있을 때에, 상기 밸브체측 스트레이트부의 적어도 일부와 상기 밸브시트측 스트레이트부의 적어도 일부가 승강 방향에서 겹쳐지도록, 각 부분의 치수 형상이 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 밸브.
제1항에 있어서,
상기 밸브체가 최하강 위치에 있는 때 또한 상기 역방향으로 유체가 흘려질 때에, 상기 밸브체측 스트레이트부와 상기 밸브시트측 스트레이트부와의 승강 방향에서의 겹침량이 0으로 되고, 상기 밸브체가 최하강 위치에 있는 때 또한 상기 정방향으로 유체가 흘려질 때에, 상기 밸브체측 스트레이트부와 상기 밸브시트측 스트레이트부와의 승강 방향에서의 겹침량이 상기 나사 이송 기구에서의 고정 나사부와 가동 나사부와의 사이의 백래시분이 되도록, 각 부분의 치수 형상이 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 밸브.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 밸브체에서의 상기 밸브체측 스트레이트부의 상측에, 승강 방향에 대해 수직한 면을 갖는 밸브체측 당접부가 마련되어 있고,
상기 밸브체가 상기 최하강 위치보다 하강시켜진 때에, 상기 밸브체의 상기 밸브체측 당접부가 상기 밸브 본체에 당접시켜지도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 밸브.
제3항에 있어서,
상기 밸브체측 당접부는, 승강 방향에 대해 수직한 평면으로 구성되고,
상기 밸브 본체에, 상기 밸브체측 당접부와 평면으로 당접하는 밸브 본체측 당접부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 밸브.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 밸브시트부 및 상기 밸브구 오리피스는, 상기 밸브 본체의 일부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 밸브.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 밸브시트부 및 상기 밸브구 오리피스는, 상기 밸브 본체의 일부에 형성된 감삽구멍에 내삽 고정된 시트 부재에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 밸브.
밸브체가 마련된 밸브축과,
그 밸브축이 축선 방향으로 상대 이동 가능 및 상대 회전 가능한 상태에서 내삽되는 원통부를 갖는 가이드 부시와,
상기 밸브체가 접리 또는 근접 이간하는 밸브시트부를 갖는 밸브구 오리피스가 마련됨과 함께, 유체가 도입 도출되는 밸브실이 형성되고, 또한, 상기 가이드 부시가 부착 고정된 밸브 본체와,
상기 가이드 부시가 내삽되는 원통부와 상기 밸브축의 상단부가 삽통되는 삽통구멍이 관설된 천장부를 가짐과 함께, 상기 밸브축과 연결 고정되는 밸브축 홀더와,
상기 밸브체를 밸브폐쇄 방향으로 가세하기 위해 상기 밸브축과 상기 밸브축 홀더와의 사이에 개장된 가세 부재와,
상기 밸브축 홀더를 상기 가이드 부시에 대해 회전시키기 위해, 상기 밸브축 홀더에 연결된 로터 및 그 로터를 회전시키기 위한 스테이터를 갖는 모터와,
상기 가이드 부시의 외주에 형성된 고정 나사부와 상기 밸브축 홀더의 내주에 형성된 가동 나사부로 이루어지고, 상기 로터의 회전 구동에 응하여 상기 밸브축의 상기 밸브체를 상기 밸브 본체의 상기 밸브시트부에 대해 승강시키기 위한 나사 이송 기구와,
상기 밸브축 홀더의 회전 하동 규제를 행하기 위해, 상기 가이드 부시의 상기 고정 나사부에 나착되는 암나사부를 갖는 하부 스토퍼에 마련된 고정 스토퍼체와, 상기 밸브축 홀더에 마련된 가동 스토퍼체로 이루어지는 하부 스토퍼 기구를 구비하고,
상기 하부 스토퍼 기구에 의해 상기 밸브체가 최하강 위치에 있을 때에, 상기 밸브체와 상기 밸브시트부와의 사이에 간극이 형성됨과 함께, 유체가 상기 밸브실로부터 상기 밸브구 오리피스를 향하는 정방향과 상기 밸브구 오리피스로부터 상기 밸브실을 향하는 역방향의 쌍방향으로 흘려지도록 되어 있는 전동 밸브의 조립 방법으로서,
상기 전동 밸브에서의 상기 밸브체에는, 승강 방향에서 외경이 일정한 밸브체측 스트레이트부가 마련되고, 상기 밸브시트부에는, 승강 방향에서 내경이 일정한 밸브시트측 스트레이트부가 마련됨과 함께,
상기 밸브체에서의 상기 밸브체측 스트레이트부의 상측에, 승강 방향에 대해 수직한 면을 갖는 밸브체측 당접부가 마련되어 있고,
상기 조립 방법이,
상기 밸브축과 상기 밸브축 홀더를 연결 고정하지 않은 상태에서, 상기 하부 스토퍼를 상기 가이드 부시에 상대 회전 가능하게 나사결합하여 소정 위치에 배치하고, 상기 하부 스토퍼 기구에 의해 상기 밸브축 홀더를 최하동 위치에 위치하게 함과 함께, 상기 밸브체를 상기 최하강 위치보다 하강시켜서 상기 밸브체측 당접부를 상기 밸브 본체에 당접시키는 공정과,
상기 밸브축과 상기 밸브축 홀더를 연결 고정하는 공정과,
상기 밸브체가 상기 최하강 위치에 있을 때에, 상기 밸브체측 스트레이트부의 적어도 일부와 상기 밸브시트측 스트레이트부의 적어도 일부가 승강 방향에서 겹쳐지도록, 상기 밸브체측 당접부가 상기 밸브 본체에 당접한 위치를 기준으로 하여, 상기 소정 위치에 있는 상기 하부 스토퍼를 상기 가이드 부시에 대해 밸브개방 방향으로 소정 회전 각도만큼 회전시켜서 그 가이드 부시에 상대 회전 불능하게 연결하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 밸브의 조립 방법.