KR20180046879A - 전동밸브 및 그 조립 방법 - Google Patents

Abstract

녹여진 솔더재가 밸브시트의 외주에 따라 올라가는 현상을 제한하는 전동밸브 및 그 조립 방법을 제공한다.
밸브체가 마련된 밸브축과, 상기 밸브체가 접리하는 밸브좌가 마련된 밸브시트와, 상기 밸브시트가 솔더링에 의해 고정된 밸브본체와, 상기 밸브축을 승강시키기 위한 로터 및 스테이터를 갖는 스테핑 모터를 구비하고, 상기 밸브시트 측면의 외주면에 잘록부가 마련된 전동밸브.

Description

전동밸브 및 그 조립 방법{ELECTRIC VALVE AND ASSEMBLY METHOD THEREOF}

본 발명은, 히트 펌프식 냉난방 시스템 등에 조립되어 사용되는 전동밸브에 관한 것으로, 특히, 로터의 회전을 이용하여 나사이송에 의해 밸브를 밸브시트로부터 접리(接離)시키는 타입의 전동밸브 및 그 조립 방법에 관한 것이다.

이런 종류의 전동밸브로서, 밸브가 밸브시트에 착좌한 후도 밸브 가세 스프링이 소정량 압축될 때까지는 밸브를 계속 하강시켜(계속 가압하여), 밸브를 밸브시트에 소정의 가압력으로써 꽉 누른 가압 밸브폐쇄 상태를 만들어 내도록 한 것이 알려져 있다(예를 들면 특허문헌 1).

이와 같은 전동밸브의 조립 방법에 관해 개요를 설명한다. 먼저, 상면이 개구한 바닥이 있는 원통형상의 밸브본체의 저부에, 밸브좌(弁座)(밸브구(弁口))를 갖는 밸브시트를 솔더링으로 고정한다. 다음에, 밸브본체의 상단면부와, 캔의 하단부를 용접 등에 의해 밀봉 접합한다. 최후에, 캔의 외주에 스테이터를 위치 결정 고정하면, 전동밸브의 조립이 완료된다.

여기서, 밸브본체의 저부에 밸브시트를 솔더링할 때에는, 밸브시트와, 그 위에 실린 밸브본체를 일단 상하 역(逆)의 상태로 하고 나서 솔더링한다. 이때, 녹여진 솔더재는 표면장력이나 확장젖음(spreading wetting) 등의 현상에 의해 밸브시트의 외주에 따라 올라가고, 올라간 상태에서 솔더재가 굳어진다.

그리고, 다음의 단계에서는, 상하 역의 상태를 원래로 되돌리고, 밸브시트를 치구로 고정하고, 밸브시트의 위에 솔더링된 밸브본체의 상단면부와, 캔의 하단부를 밀봉 접합한다. 이와 같은 전동밸브의 구성 부위끼리의 동축도(同軸度)나 수직도 등의 조립 정밀도가, 캔의 외주에 스테이터를 위치 결정 고정한 위치 결정 정밀도에도 영향을 주어, 전동밸브의 수율이 저하된다는 문제가 있다.

이와 같은 문제가 일어나는 것은, 녹여진 솔더재가 밸브시트의 외주에 따라 올라가고, 그 올라간 상태에서 솔더재가 굳어지고, 굳어진 솔더재가 붙여진 밸브시트를 치구로 고정하였기 때문에, 위치 결정의 기준을 확보할 수가 없어서, 상술한 조립 정밀도가 저하되기 때문이다.

일본 특개2016-156447호 공보

상술한, 녹여진 솔더재가 밸브시트의 외주에 따라 올라가는 현상을 억제할 것이 요구되고 있다.

그래서, 본 발명의 목적은, 구성 부품 사이의 동축도를 높이고, 제어성이나 수명을 향상한 전동밸브 및 그 조립 방법을 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 대표적인 본 발명의 전동밸브의 하나는, 밸브체가 마련된 밸브축과, 상기 밸브체가 접리하는 밸브좌가 마련된 밸브시트와, 상기 밸브시트가 솔더링에 의해 고정된 밸브본체와, 상기 밸브축을 회전시키면서 승강시키기 위한 로터 및 스테이터를 갖는 스테핑 모터를 구비하고, 상기 밸브시트 측면의 외주면에 잘록부가 마련되어 있다.

또한, 대표적인 본 발명의 전동밸브의 조립 방법의 하나는, 밸브시트 측면의 외주면에 잘록부를 형성하고, 원통형상의 밸브본체의 상면을 하측을 향한 상태에서, 상기 밸브본체의 하면에, 밸브좌를 갖는 밸브시트를 솔더링에 의해 접합하고, 상기 밸브시트를 상기 밸브본체에 접합한 후에, 상기 밸브본체의 상면을 상측을 향하게한 상태에서, 상기 잘록부의 하측 외주면을 위치 결정의 기준면으로서 이용하여 치구에 고정하고, 상기 밸브본체가 상기 치구에 고정된 상태에서, 밸브체가 마련된 밸브축과 상기 밸브좌의 중심축을 맞추고, 상기 밸브축을 상기 밸브체의 측면에 고정하고, 상기 밸브축이 고정된 상기 밸브본체의 상면에 캔의 하단부를 밀봉 접합한다.

본 발명에 의한 전동밸브 및 그 조립 방법은, 상기한 바와 같이 구성되어 있기 때문에, 녹여진 솔더재가 밸브시트의 외주에 따라 올라가는 현상을 제한할 수 있다. 그때문에, 구성 부품 사이의 동축도를 높이고, 제어성이나 수명을 향상한 전동밸브 및 그 조립 방법을 제공할 수 있다.

도 1의 (A)는 본 발명에 관한 전동밸브의 제1 실시 형태를 도시하는 종단면도, (B)는 (A)의 A시시도(矢視圖).
도 2는 도 1에 도시되는 밸브시트(11) 주변의 확대도.
도 3은 도 1에 도시되는 전동밸브를 조립하는 공정 중, 도 2에 도시되는 밸브시트(11)에 솔더재(110 및 120)를 솔더링하는 공정을 설명하는 도면.
도 4는 도 1에 도시되는 전동밸브를 조립하는 공정 중, 도 2에 도시되는 밸브시트(11)를 치구로 고정하는 공정을 설명하는 도면.
도 5는 도 1에 도시되는 스테이터를 캔의 외주에 위치 결정 고정하기 전의 종단면도.
도 6은 도 5의 외관도.
도 7의 (A)는 본 발명에 관한 전동밸브의 제2 실시 형태를 도시하는 종단면도이고, (B)는 (A)의 A시시도.
도 8은 도 7에 도시되는 밸브시트(11) 주변의 확대도.
도 9는 도 7에 도시되는 전동밸브를 조립하는 공정 중, 도 8에 도시되는 밸브시트(11)에 솔더재(110 및 120)를 솔더링하는 공정을 설명하는 도면.
도 10은 도 7에 도시되는 전동밸브를 조립하는 공정 중, 도 8에 도시되는 밸브시트(11)를 치구로 고정하는 공정을 설명하는 도면.
도 11은 도 7에 도시되는 스테이터를 캔의 외주에 위치 결정 고정하기 전의 종단면도.
도 12는 도 11의 외관도.

<제1 실시 형태>

도 1(A)는, 본 발명에 관한 전동밸브의 제1 실시 형태를 도시하는 종단면도이고, 도 1(B)는, 도 1(A)의 A시시도(矢視圖)(로터의 상면도), 도 2∼도 6은, 도 1에 도시되는 전동밸브의 조립 방법의 설명에 이용하는 도면이다.

(전동밸브(1)의 구성 및 동작)

도 1을 이용하여 전동밸브(1)의 구성 및 동작을 설명한다.

전동밸브(1)는, 상면이 개구한 바닥이 있는 원통형상의 밸브본체(10), 밸브본체(10)의 상단면부 외주측(60)에 그 하단부가 용접 등에 의해 밀봉 접합된 캔(45), 밸브본체(10)의 상단면부 내주측(70)에 용접 등에 의해 고정된 플랜지형상 원판(18) 부착의 가이드 스템(15), 가이드 스템(15)의 소경 상부(15b)에 형성된 암나사부(15i)에, 그 축형상부(21a) 외주에 형성된 숫나사부(21e)가 나사결합시켜진 밸브축(21), 밸브축(21)에 일체 회동 가능하게 연결 고정된 로터(30), 및 로터(30)를 회전 구동하기 위해 캔(45)의 외주에 외감(外嵌)된 스테이터(50)를 구비하고 있다.

여기서는, 로터(30)와 스테이터(50)로 스테핑 모터가 구성되고, 또한, 가이드 스템(15)의 암나사부(15i)와 밸브축(21)의 숫나사부(21e)로 나사 이송 기구가 구성되고, 상기 스테핑 모터와 나사 이송 기구로 밸브축(21)을 회전시키면서 승강시키기 위한 승강 구동 기구가 구성되어 있다.

밸브본체(10)는, 스테인리스 등의 금속판재를 소재로 하여 프레스 가공에 의해 제작된 것이고, 그 저부(하면(10b))에는, 밸브좌(밸브구)(11a)를 갖는 밸브좌 부재(밸브시트)(11)가 솔더링 등으로 고정되고, 그 상부에는 가이드 스템(15)의 하부가 삽입되어 있다. 밸브본체(10)의 밸브실(12)의 일측방에는, 관(管)조인트로 이루어지는 제1 입출구(6)(구리제의 횡측 파이프)가 솔더링 등에 의해 접합되어 있다.

또한, 밸브시트(11)에는, 관조인트로 이루어지는 제2 입출구(7)(구리제의 하측 파이프)가 제2 솔더재(120)에 의해 솔더링되어 있다. 여기서, 밸브시트(11) 측면의 외주면에는 삼각홈(130)이 형성되어 있다.

밸브축(21)은, 로터(30)의 연결체(32)가 외감시켜지는 소경부(21b), 가이드 스템(15)의 암나사부(15i)에 나사결합하는 숫나사부(21e), 및, 숫나사부(21e)보다 하측의 플랜지형상부(21d) 및 코킹부(21f) 부착의 하부 연결부(21c)를 가지며, 밸브축(21)의 하단부에는, 그 코킹부(21f)에 그 천장 구멍 부분이 연결 고정되고, 가이드 스템(15)의 대경 원통형상 몸통부(15a)에 활주 자유롭게 삽입된 천장부(23b) 부착 원통형상의 밸브 홀더(23)가 유지되고, 밸브 홀더(23)의 원통부(23a) 하부에는, 밸브체(25)의 상부가 활주 자유롭게 삽입되어 있다.

밸브체(25)는, 역원추면부(逆圓錐面部)를 갖는 밸브좌(밸브구)(11a) 내에 그 하부가 삽입되어 착좌하는 역원추대형상의 밸브체부(25a), 밸브체부(25a)의 상부에 연결되는 원주형상 몸통부(25b), 및, 이 원주상 몸통부(25b)의 상부에 압입·용접 등에 의해 외감 고정된 두꺼운 빠짐방지 슬리브(25c)를 갖는 것에 더하여, 상기 원주상 몸통부(25b)의 하부의 소정 부위에는 플랜지형상부(29)가 마련되어 있다. 여기서, 상기 밸브 홀더(23)의 하단부에 고정된 저판부(27)가 통과구멍에 삽통되는 상기 원주상 몸통부(25b)(의 상부)의 외경은, 상기 밸브좌(밸브구)(11a)의 구경보다도 크게 되어 있다. 이와 같은 밸브체(25)가 밸브축(21)에 마련되어 있다.

밸브 홀더(23)의 하단부에는, 밸브체(25)(의 빠짐방지 슬리브(25c))를, 사이에 얇은 환형상원판(28)을 끼우고 빠짐방지 계지함과 함께, 통과구멍이 마련된 두꺼운 판으로 이루어지는 저판부(27)가 코킹·용접 등에 의해 유지 고정되어 있다.

한편, 밸브체(25)의 상면에는, 단면 외형이 햇 형태의 스프링 받이부재(26)가 실려지고, 이 스프링 받이부재(26)의 플랜지형상부와 밸브 홀더(23)의 천장부(23b)와의 사이에는 밸브 가압 겸 완충용의 압축 코일 스프링으로 이루어지는 밸브 가세 스프링(24)이 수축장착(縮裝)되어 있고, 밸브체(25)는 밸브 가세 스프링(24)에 의해 항상 하향으로 가세되어 있다.

여기서, 상기 밸브체(25)에 마련된 플랜지형상부(29) 및 밸브 홀더(23)에 마련된 그 밸브홀더(23)의 저부를 구성하는 저판부(27)는, 각각 조립시(조립용 기준 위치를 검출하기 위해)의 편리를 도모하기 위한 조립용 스토퍼 기구의 고정 스토퍼 및 가동 스토퍼가 된다.

상기한 밸브축(21), 밸브 홀더(23), 밸브체(25), 및 밸브 가세 스프링(24)은, 밸브체(25)가 밸브좌(11a)로부터 격리하고 있는 상태(밸브개방 상태)에서는 실질적으로 일체적으로 회전하면서 승강하게 된다.

또한, 로터(30) 및 밸브축(21)의 제어용 원점 위치를 설정하기 위해, 가이드 스템(15)의 소경 상부(15b)의 상면에는, 소정의 폭, 높이, 깊이를 갖는 단면 사각형의 밸브폐쇄 방향용 고정 스토퍼(55)가 상향으로 돌설되고, 가이드 스템(15)의 대경 원통형상 몸통부(15a)의 상부에는 소정의 폭, 높이, 깊이를 갖는 단면 사각형의 밸브개방 방향용 고정 스토퍼(56)가 하향으로 돌설되어 있다. 여기서, 로터(30) 및 밸브축(21)의 제어용 원점 위치란, 밸브폐쇄 방향용 가동 스토퍼(35)가 밸브폐쇄 방향용 고정 스토퍼(55)에 당접하여 계지되어, 로터(30) 및 밸브축(21)이 최하강 달한 때의 위치인 것이다.

밸브축(21)에서의 숫나사부(21e)의 상단부에는, 밸브폐쇄 방향용 가동 스토퍼(35)가 나사결합되어 로터(30)의 원판상 천장부에 빠짐방지 계지되어 있다. 이 밸브폐쇄 방향용 가동 스토퍼(35)는, 숫나사부(21e)에 나사결합하는 평면시(平面視) 외형이 육각형이고 그 일변이 원호형상으로 된 너트부(35a)와 이 너트부(35a)로부터 하향으로에 돌설된 소정의 폭, 높이, 깊이를 갖는 단면 사각형의 스토퍼부(35s)로 되어 있다.

또한, 밸브축(21)의 숫나사부(21e)의 하단부에는, 밸브개방 방향용 고정 스토퍼(56)에 당접 계지되는 밸브개방 방향용 가동 스토퍼(36)가 나사결합시켜져서 상기 밸브 홀더(23)의 천장부(23b)에 빠짐방지 계지되어 있다. 이 밸브개방 방향용 가동 스토퍼(36)는, 숫나사부(21e)에 나사결합한 너트부(36a)와 이 너트부(36a)로부터 상향으로 돌설된 소정의 폭, 높이, 깊이를 갖는 단면 사각형의 스토퍼부(36s)로 되어 있다.

상기 로터(30)는, 천장 부착 원통형상의 마그넷(31)과 이것의 천장부에 일체 결합된 연결체(32)로 이루어지고, 연결체(32)는, 밸브축(21)에서의 소경부(21b)에 외감됨과 함께, 밸브폐쇄 방향용 가동 스토퍼(35)상에 실려서 소경부(21b)에 용접 고정되어 있다.

여기서, 로터(30)의 천장부의 하면측에는, 도 1(B)에 파선으로 도시되는 바와 같이, 양단부가 평면시로 D자형상으로 형성된 D컷트부를 구비한 오목부(33)가 마련되고, 이 오목부(33)에 형성된 D컷트부 이외의 원호상으로 된 부분에 밸브폐쇄 방향용 가동 스토퍼(35)의 너트부(35a)의 원호상으로 된 일변이 당접한 상태로 감입(嵌入)되고, D컷트부에 너트부(35a)의 다른 2변이 당접한 상태로 감입되어 있고, 이에 의해, 로터(30)와 밸브폐쇄 방향용 가동 스토퍼(35)와 밸브축(21)은, 일체적으로 회전하면서 승강하게 된다.

한편, 캔(45)의 외주에는, 요크(51), 보빈(52), 코일(53), 수지 몰드(54) 등으로 이루어지는 스테이터(50)가 외감되어 있다. 이 스테이터(50)는, 그 저부에 마련된 위치 결정 고정구(도시 생략)에 의해, 밸브본체(10)에 대해 소정의 위치에 위치 결정 고정되어 있다.

또한, 전동밸브(1)에는, 전동밸브(1)의 동작(유량) 제어 등을 행하기 위해, 마이크로 컴퓨터를 내장한 컨트롤러(도시 생략)가 구비되어 있다. 컨트롤러는, 전동밸브(1)가 조립되어 있는 시스템 내에 배치된 각 센서류나 조작반(리모트 콘트롤) 등으로부터의 신호에 의거하여 필요한 연산 처리를 행하여, 전동밸브(1)의 스테이터(50)에 구동 펄스를 공급한다.

이에 의해, 전동밸브(1)의 로터(30)가 공급 펄스수에 응한 분만큼 회전한다. 로터(30)가 회전하게 되면, 그것과 일체에 밸브축(21)이 회전하게 되고, 이때, 나사 이송 기구에 의해 밸브축(21)이 밸브체(25)를 수반하여 승강하게 되고, 이에 의해, 냉매의 통과 유량이 조정된다.

이러한 전동밸브(1)의 동작을 보다 구체적으로 설명한다.

즉, 스테이터(50)에 밸브폐쇄 방향용 구동 패턴이 되는 펄스(정전(正轉) 펄스라고 칭하는 일이 있다)를 공급함에 의해, 로터(30) 및 밸브축(21)이 일방향(예를 들면, 평면시 시계방향)으로 회전하게 되고, 암나사부(15i)와 숫나사부(21e)로 이루어지는 나사 이송 기구에 의해, 밸브축(21) 및 밸브폐쇄 방향용 가동 스토퍼(35)가 회전하면서 하강하고, 밸브체(25)가 밸브좌(11a)에 착좌하여 밸브구가 닫혀진다.

이 시점에서는, 가동 스토퍼(35)는 아직도 고정 스토퍼(55)에 당접하지 않고, 로터(30) 및 밸브축(21)의 회전 하강은 정지되지 않고, 밸브 가세 스프링(24)이 소정량 압축될 때까지 펄스 공급이 계속되고, 그에 의해, 밸브체(25)가 밸브시트(11)에 착좌한 채로 로터(30), 밸브축(21), 밸브 홀더(23) 등은 더욱 회전하면서 하강한다.

이때는, 밸브체(25)에 대해 밸브축(21) 및 밸브 홀더(23)가 하강하기 때문에, 밸브 가세 스프링(24)이 압축하게 되고, 이에 따라 밸브축(21) 및 밸브 홀더(23)의 하강력이 흡수되고, 그 후, 밸브 가세 스프링(24)의 압축량이 소정량이 되었을 때, 가동 스토퍼(35)가 고정 스토퍼(55)에 당접하여 계지되고, 로터(30) 및 밸브축(21)이 최하강 위치에 달하고, 스테이터(50)에 밸브폐쇄 방향용 구동 패턴이 되는 펄스 공급이 속행되어도 로터(30) 및 밸브축(21)의 하강은 강제적으로 정지된다. 또한, 전동밸브(1)에서는, 스테핑 모터에서의 1펄스 공급에 의한 회전 각도, 밸브축(21)의 숫나사부(21e)의 피치 등을 미리 알고 있기 때문에, 밸브축(21)의 하강량 및 상승량은, 밸브폐쇄 방향용 구동 패턴이 되는 정전 펄스수, 밸브개방 방향용 구동 패턴이 되는 역전 펄스수를 카운트함에 의해 설정할 수 있다.

이와 같이 밸브체(25)가 밸브좌(11a)에 착좌하여 밸브구가 닫혀진 후에도, 가동 스토퍼(35)가 고정 스토퍼(55)에 당접하여 계지된 제어용 원점 위치에 달할 때까지는, 로터(30), 밸브축(21), 및 밸브 홀더(23)의 회전 하강이 계속됨에 의해, 밸브 가세 스프링(24)이 압축되기 때문에, 밸브 가세 스프링(24)의 가세력에 의해 밸브체(25)가 밸브좌(11a)에 강하게 꽉 눌리고(이 상태를 가압 밸브폐쇄 상태라고 칭한다), 밸브누설 등을 확실하게 방지할 수 있다.

한편, 상기 제어용 원점 위치(압박 밸브폐쇄 상태)로부터 스테이터(50)에 밸브개방 방향용 구동 패턴이 되는 펄스(역전 펄스라고 칭하는 일이 있다)를 공급하면, 로터(30) 및 밸브축(21)이 밸브폐쇄시와는 역방향(예를 들면, 평면시 반시계방향)으로 회전하게 되고, 암나사부(15i)와 숫나사부(21e)로 이루어지는 나사 이송 기구에 의해, 로터(30), 밸브축(21), 밸브 홀더(23) 및 밸브개방 방향용 가동 스토퍼(36)가 회전하면서 상승하고, 이에 수반하여, 밸브체(25)에 대한 가압력이 약해지고, 밸브 가세 스프링(24)이 소정량 신장하고, 밸브 가세 스프링(24)의 가세력이 생기기 전의 상태로 되돌아와, 밸브체(25)가 밸브좌(11a)로부터 떨어지고, 밸브구가 열린다. 이 경우, 도 8에 도시되는 바와 같이, 스테이터(50)에의 공급 펄스수에 응하여 밸브체(25)의 리프트량이 정하여지고, 더욱 상기 펄스 공급을 계속하면, 최종적으로는, 전개(全開) 상태로 됨과 함께, 가동 스토퍼(36)가 밸브개방 방향용 고정 스토퍼(56)에 당접 계지되고, 이에 의해, 로터(30), 밸브축(21), 및 밸브 홀더(23)의 회전 및 상승이 강제적으로 정지시켜진다.

상기한 바와 같은 전동밸브(1)에서는, 조립시에 있어서, 정확하게 제어용 원점 위치를 정하고, 이 원점 위치에 밸브폐쇄 방향 스토퍼 기구의 고정 스토퍼(55)에 가동 스토퍼(35)가 확실하게 당접 계지되도록 하여 둘 것이 요구된다.

밸브축(21)이 제어용 원점 위치에 있는 상태에서, 도 1에 도시되는 바와 같이, 밸브축(21)에 밸브폐쇄 방향용 가동 스토퍼(35)를 나사결합하여 밸브폐쇄 방향용 고정 스토퍼(55)에 당접시킨 상태로 함과 함께, 그 위에 로터(30)를 씌우도록 하여 재치, 로터(30)의 연결체(32)와 밸브축(21)의 소경부(21b)를 용접 등으로 고착한다. 이에 의해, 로터(30)와 가동 스토퍼(35)는 일체적으로 회전하면서 승강하고, 밸브축(21)이 제어용 원점 위치에 달한 때에는, 고정 스토퍼(55)에 가동 스토퍼(35)가 당접 계지된다.

다음에, 캔(45)의 하단부를 밸브본체(10)에 용접 등에 의해 밀봉 접합함과 함께, 캔(45)의 외주에 스테이터(50)를 위치 결정 고정하면, 전동밸브(1)의 조립이 완료된다.

(전동밸브(1)의 조립 방법의 상세한 설명)

도 2부터 도 6을 이용하여 전동밸브(1)의 조립 방법을 상세히 설명한다.

도 2는, 조립 후의 전동밸브(1)의 밸브시트(11)의 주변의 확대도이다. 밸브본체(10), 밸브시트(11) 및 밸브체(25)는 스테인리스제이다. 원통형상의 밸브본체(10)의 상면은 개구하고, 그 하면에는 밸브시트(11)가 접합되어 있다.

밸브시트(11) 측면의 외주면에 삼각홈(130)을 잘록부로서 마련하고 있다. 삼각홈(130)은 예를 들면 밸브시트(11)를 선반 가공함에 의해 형성할 수 있다. 여기서, 잘록부는, 밸브시트(11) 측면의 외주면 중, 다른 부분보다 외경이 좁게 되어 있는 부분을 말한다.

도 3은, 전동밸브(1)를 조립하는 공정 중, 도 2에 도시되는 밸브시트(11)에 밸브본체(10) 및 제2 입출구(7)(하측 파이프)를 각각 솔더링하는 공정을 설명하는 도면이다.

미리, 밸브시트(11)의 상측에 밸브본체(10)를 코킹에 의해 가고정하고, 밸브시트(11)의 하측에 제2 입출구(7)(하측 파이프)를 삽입하여 둔다. 그리고, 도 3과 같이 원통형상의 밸브본체(10)의 상면을 하측으로 향하게 하고, 제2 입출구(7)를 상측으로 향한 상태에서 밸브시트(11)를 제1 치구(300)의 위에 싣는다.

그리고, 밸브본체(10)의 하면의 개구에, 도 1에 도시하는 밸브좌(11a)를 갖는 밸브시트(11)를 제1 솔더재(110)로 솔더링하고, 밸브시트(11)의 잘록부가 형성된 부분의 내측에 제2 입출구(7)를 제2 솔더재(120)로 솔더링한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 제1 솔더재(110) 및 제2 솔더재(120)로서 구리합금을 사용하고 있다.

여기서, 녹여진 제1 솔더재(110)는 표면장력이나 확장젖음 등의 현상에 의해 밸브시트(11)의 외주에 따라 오르고, 올라간 상태에서 솔더가 굳어진다. 그렇지만, 삼각홈(130)이 있기 때문에, 삼각홈(130)을 초과하고 오르는 일은 없다.

도 4는, 도 1에 도시되는 전동밸브(1)를 조립하는 공정 중, 밸브시트(11)를 치구로 고정하는 공정을 설명하는 도면이다.

상술한 바와 같이, 캔(45)의 하단부를 밸브본체(10)에 솔더링 등에 의해 밀봉 접합할 필요가 있다. 그 때문에, 우선 도 3의 상태로부터 상하를 반대로 하여 밸브본체(10)의 상면을 상측으로 향한 상태에서, 밸브시트(11)의 삼각홈(130)보다도 하측 외주면(11g)을 위치 결정의 기준면으로서 이용하여 제2 치구(400)에 고정한다.

밸브본체(10)가 밸브시트(11)를 통하여 제2 치구(400)에 고정된 상태에서, 도 1에 도시하는 밸브체(25)가 마련된 밸브축(21)과 밸브좌(밸브구)(11a)의 중심축을 맞추고, 밸브본체(10)의 상단부 내측(70)에 가이드 스템(15)에 마련된 플랜지형상 원판(18)을 용접 등으로 고정한다. 이에 의해, 밸브축(21) 및 밸브체(25)는 밸브본체(10)측(밸브시트(11))의 밸브좌(11a)(밸브구)의 중심축과 동축으로 상하 움직일 수 있는 상태에서 고정된다. 또한, 밸브축(21)이 고정된 밸브본체(10)의 상면에, 캔(45)의 하단부를 밀봉 접합한다.

여기서, 밸브본체(10)이 밸브시트(11)를 통하여 제2 치구(400)에 고정된 상태에서, 캔(45)과 밸브본체(10)의 중심축을 맞추면서, 밸브본체(10)의 상면에, 캔(45)의 하단부를 밀봉 접합하여도 좋다.

삼각홈(130)의 위치는, 제1 솔더재(110)가 밸브시트(11)를 올라 오는 것 및 제2 치구(400)로 밸브시트(11)를 고정하는 것을 고려하면, 밸브시트(11)의 외주의 중을 정도인 것이 바람직하다.

도 5는, 밸브본체(10)와 캔(45)을 밀봉 접합한 후의 도면이고, 도 1에 도시되는 스테이터(50)를 캔(45)의 외주에 위치 결정 고정하기 전의 종단면도이다. 또한, 도 6은 도 5의 외관도이다. 삼각홈(130)이 밸브시트(11) 측면의 외주면에 따라 형성되어 있음을 알 수 있다. 그리고, 밸브본체(10)에 밀봉 접합된 캔(45)의 외주에, 도 1에 도시하는 스테이터(50)를 위치 결정 고정한다.

(작용 효과)

다음에, 작용 효과에 관해 설명한다. 본 실시 형태에 의하면, 선반 가공 등 비교적 용이한 가공에 의해, 잘록부로서의 삼각홈(130)을 밸브시트(11)의 외주에 마련할 수 있다. 그리고, 녹여진 제1 솔더재(110)가 밸브시트(11)의 외주에 따라 올라 오는 것을, 삼각홈(130)으로 막을 수 있다. 따라서 캔(45)의 하단부를 밸브본체(10)에 용접 등에 의해 밀봉 접합할 때에, 제2 치구는, 제1 솔더재(110)를 끼우는 일 없고, 밸브시트(11)의 삼각홈(130)보다도 하측 외주면(11g)을 정확하게 고정할 수 있다. 이에 의해, 밸브시트(11)의 삼각홈(130)보다도 하측 외주면(11g)을 위치 결정의 기준면으로서 확보할 수 있고, 밸브축(21)과 밸브좌(밸브구)(11a)의 중심축을 맞춤에 의해, 밸브축(21), 가이드 스템(15) 및 밸브좌(11a)의 사이에서 동축도를 높일 수 있기 때문에, 전동밸브의 유량의 제어성이나 수명을 향상할 수 있다. 또한, 밸브본체(10)와 캔(45)과의 위치(각 부품의 중심축의 동축도)를 맞춤에 의해, 로터(30)가 캔(45)에 접촉하지 않는 것 및, 로터(30)와 코일(53)과의 중심축을 맞출 수 있고, 전동밸브의 제어성이나 수명을 향상함과 함께 수율을 좋게 할 수 있다.

<제2 실시 형태>

도 7(A)는, 본 발명에 관한 전동밸브의 제2 실시 형태를 도시하는 종단면도이고, 도 7(B)는, 도 7(A)의 A시시도(로터의 상면도), 도 8∼도 12는, 도 7에 도시되는 전동밸브의 조립 방법의 설명에 이용하는 도면이다.

(전동밸브(2)의 구성 및 동작)

전동밸브(2)의 구성 및 동작은 도 1에서 설명한 바와 같아, 생략한다. 제1 실시 형태와의 상위점은, 밸브시트(11) 측면의 외주면에 볼록부(230)가 형성되어 있는 것이다.

(전동밸브(2)의 조립 방법의 상세한 설명)

도 8부터 도 12를 이용하여 전동밸브(2)의 조립 방법을 상세히 설명한다.

도 8은, 조립 후의 전동밸브(2)의 밸브시트(11)의 주변의 확대도이다. 밸브시트(11) 하측 측면의 외주면에 볼록부(230)를 마련하여, 잘록부를 형성하고 있다. 볼록부(230)는 밸브시트(11)를 절삭 가공함에 의해 마련하면 좋다. 이와 같이 볼록부(230)의 측면(230b)을 밸브축의 중심축에 대해 직각으로 함에 의해, 제1 솔더재(110)가 볼록부(230)의 외주면(230a)에 도달할 때까지의 이동 거리를 벌어들일 수 있고, 또한, 녹여진 솔더재가 잘록부에 머무르기 쉬워진다. 여기서, 잘록부는, 밸브시트(11) 측면의 외주면 중, 절삭 가공에 의해 다른 부분보다도 외경이 좁아지고 있는 부분(231) 및 볼록부(230)를 말한다.

도 9는, 전동밸브(2)를 조립하는 공정 중, 도 7에 도시되는 밸브시트(11)에 밸브본체(10) 및 제2 입출구(7)(하측 파이프)를 각각 솔더링하는 공정을 설명하는 도면이다.

미리, 밸브시트(11)의 상측에 밸브본체(10)를 코킹에 의해 가고정하고, 밸브시트(11)의 하측에 제2 입출구(7)(하측 파이프)를 삽입하여 둔다. 그리고, 도 9와 같이 원통형상의 밸브본체(10)의 상면을 하측으로 향하게 하고, 제2 입출구(7)를 상측으로 향하게 한 상태에서 밸브시트(11)를 제1 치구(300)의 위에 싣는다.

그리고, 밸브본체(10)의 하면의 개구에, 도 7에 도시하는 밸브좌(11a)를 갖는 밸브시트(11)를 제1 솔더재(110)로 솔더링하고, 밸브시트(11)의 잘록부가 형성된 부분의 내측에 제2 입출구(7)를 제2 솔더재(120)로 솔더링한다. 여기서, 녹여진 제1 솔더재(110)는 표면장력이나 확장젖음 등의 현상에 의해 밸브시트(11)의 외주에 따라 오르고, 올라간 상태에서 솔더가 굳어진다. 그렇지만, 볼록부(230)가 있기 때문에, 녹여진 솔더재는 볼록부(230)의 외주면(230a)까지 이동하지 않고, 측면(230b)의 하측(중력 방향)에 머무른다.

도 10은, 도 7에 도시되는 전동밸브(2)를 조립하는 공정 중, 밸브시트(11)를 치구로 고정하는 공정을 설명하는 도면이다.

상술한 바와 같이, 캔(45)의 하단부를 밸브본체(10)에 용접 등에 의해 밀봉 접합할 필요가 있다. 그 때문에, 먼저 도 9의 상태로부터 상하를 역으로 하여 밸브본체(10)의 상면을 상측을 향한 상태에서, 밸브시트(11)의 볼록부(230)의 외주면(230a)과 하면(230c)을 위치 결정의 기준면으로서 이용하여 제2 치구(400)에 고정한다.

밸브본체(10)가 밸브시트(11)를 통하여 제2 치구(400)에 고정된 상태에서, 도 7에 도시하는 밸브체(25)가 마련된 밸브축(21)과 밸브좌(밸브구)(11a)의 중심축을 맞추고, 밸브본체(10)의 상단부 내측(70)에 가이드 스템(15)에 마련된 플랜지형상 원판(18)을 용접 등으로 고정한다. 이에 의해, 밸브축(21) 및 밸브체(25)는 밸브본체(10)측(밸브시트(11))의 밸브좌(11a)(밸브구)의 중심축과 동축으로 상하 움직일 수 있는 상태에서 고정된다. 또한, 밸브축(21)이 고정된 밸브본체(10)의 상면에, 캔(45)의 하단부를 밀봉 접합한다.

여기서, 밸브본체(10)가 밸브시트(11)를 통하여 제2 치구(400)에 고정된 상태에서, 캔(45)과 밸브본체(10)의 중심축을 맞추고 나서, 밸브본체(10)의 상면에, 캔(45)의 하단부를 밀봉 접합하여도 좋다.

볼록부(230)의 외주면(230a)을 제2 치구(400)에 당접시켜서 위치 결정하기 때문에, 볼록부(230)는 밸브시트(11)의 하측(즉 밸브본체(10)로부터 떨어져 있는 측)에 마련하는 것이 바람직하다.

도 11은, 밸브본체(10)와 캔(45)을 밀봉 접합한 후의 도면이고, 도 7에 도시되는 스테이터(50)를 캔(45)의 외주에 위치 결정 고정하기 전의 종단면도이다. 또한, 도 12는 도 11의 외관도이다. 볼록부(230)가 밸브시트(11) 측면의 외주면에 따라 형성되어 있음을 알 수 있다. 그리고, 밸브본체(10)에 밀봉 접합된 캔(45)의 외주에, 도 7에 도시하는 스테이터(50)를 위치 결정 고정한다.

(작용 효과)

다음에, 작용 효과에 관해 설명한다. 본 실시 형태에 의하면, 절삭 가공 등 비교적 용이한 가공에 의해, 잘록부로서의 볼록부(230)를 밸브시트(11) 측면의 외주면에 마련할 수 있다. 그리고, 녹여진 제1 솔더재(110)가 밸브시트(11)의 외주에 따라 올라오는 것을, 볼록부(230)로 막을 수 있다. 따라서 캔(45)의 하단부를 밸브본체(10)에 용접 등에 의해 밀봉 접합할 때에, 제2 치구는, 제1 솔더재(110)를 끼우는 일 없이, 밸브시트(11)의 볼록부(230)의 외주면(230a)을 정확하게 고정할 수 있다. 이에 의해, 밸브시트(11)의 볼록부(230)의 외주면(230a)과 하면(230c)을 위치 결정의 기준면으로서 확보할 수 있고, 밸브축(21)과 밸브좌(밸브구)(11a)의 중심축을 맞춤에 의해, 밸브축(21), 가이드 스템(15) 및 밸브좌(11a)의 사이에서 동축도를 높일 수 있기 때문에, 전동밸브의 유량의 제어성이나 수명을 향상할 수 있다. 또한, 밸브본체(10)와 캔(45)과의 위치(각 부품의 중심축의 동축도)를 맞춤에 의해, 로터(30)가 캔(45)에 접촉하지 않는 것 및, 로터(30)와 코일(53)과의 중심축을 맞출 수 있고, 전동밸브의 제어성이나 수명을 향상함과 함께 수율을 좋게 할 수 있다.

또한, 제1 실시 형태의 삼각홈(130)보다도, 다량의 제1 솔더재(110)가 있어도, 밸브시트(11)에 따라 올라 오는 제1 솔더재(110)를 머무르게 할 수 있다. 본 실시 형태에 의하면, 녹여진 솔더재가 밸브시트의 외주에 따라 올라가는 현상을 제한할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 실시 형태에 관해 제1 실시 형태, 제2 실시 형태를 나타내어 왔지만, 본 발명은 상기한 실시 형태로 한정되는 것이 아니고, 다양한 변형례가 포함된다. 예를 들면, 상기한 실시 형태에 마련된 모든 구성(구조)을 구비하는 것으로 한정되는 것이 아니다. 또한, 어느 실시 형태의 구성의 일부를 삭제하거나, 다른 실시 형태의 구성으로 대치하거나, 또는 또한, 어느 실시 형태의 구성에 다른 실시 형태의 구성을 가하는 것도 가능하다.

예를 들면, 상기 실시 형태에서는, 삼각홈(130)을 1개 마련하였지만, 2개 이상 마련하여도 좋다. 또한, 볼록부(230)는 편측에만 마련하였지만, 밸브시트(11) 측면의 외주면의 중앙을 절삭 가공하여, 볼록부를 양측에 마련하여도 좋다.

1, 2 : 전동밸브
6 : 제1 입출구(횡측 파이프)
7 : 제2 입출구(하측 파이프)
10 : 밸브본체
11 : 밸브시트
11a : 밸브좌(밸브구)
15 : 가이드 스템
15i : 암나사부
20 : 밸브축 조립체
21 : 밸브축
21e : 숫나사부
23 : 밸브 홀더
24 : 밸브 가세 스프링
25 : 밸브체
26 : 스프링 받이 부재
27 : 저판부(조립용 가동 스토퍼)
29 : 플랜지형상부(조립용 고정 스토퍼)
30 : 로터
35 : 밸브폐쇄 방향용 가동 스토퍼
36 : 밸브개방 방향용 가동 스토퍼
50 : 스테이터
53 : 코일
55 : 밸브폐쇄 방향용 고정 스토퍼
56 : 밸브개방 방향용 고정 스토퍼
110 : 제1 솔더재
120 : 제2 솔더재
130 : 삼각홈
230 : 볼록부
300 : 제1 치구
400 : 제2 치구

Claims (8)

1. 밸브체가 마련된 밸브축과,
   상기 밸브체가 접리하는 밸브좌가 마련된 밸브시트와,
   상기 밸브시트가 솔더링에 의해 고정된 밸브본체와,
   상기 밸브축을 승강시키기 위한 로터 및 스테이터를 갖는 스테핑 모터를 구비하고,
   상기 밸브시트 측면의 외주면에 잘록부가 마련된 것을 특징으로 하는 전동밸브.
2. 제1항에 있어서,
   상기 잘록부는 삼각홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동밸브.
3. 제1항에 있어서,
   상기 잘록부는 볼록부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동밸브.
4. 밸브시트 측면의 외주면에 잘록부를 형성하고,
   원통형상의 밸브본체의 상면을 하측으로 향한 상태에서, 상기 밸브본체의 하면에, 밸브좌를 갖는 밸브시트를 솔더링에 의해 접합하고,
   상기 밸브시트를 상기 밸브본체에 접합한 후에, 상기 밸브본체의 상면을 상측으로 향한 상태에서, 상기 잘록부의 하측 외주면을 위치 결정의 기준면으로서 이용하여 치구에 고정하고,
   상기 밸브본체가 상기 치구에 고정된 상태에서, 밸브체가 마련된 밸브축과 상기 밸브좌의 중심축을 맞추고, 상기 밸브축을 상기 밸브체의 측면에 고정하고,
   상기 밸브축이 고정된 상기 밸브본체의 상면에 캔의 하단부를 밀봉 접합하는 것을 특징으로 하는 전동밸브의 조립 방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 밸브본체가 상기 치구에 고정된 상태에서, 상기 캔과 상기 밸브본체 중심축을 맞추고, 상기 밸브본체의 상면에 상기 캔의 하단부를 밀봉 접합하는 것을 특징으로 하는 전동밸브의 조립 방법.
6. 제4항에 있어서,
   상기 밸브본체에 밀봉 접합된 상기 캔의 외주에 스테이터를 위치 결정 고정하는 것을 특징으로 하는 전동밸브의 조립 방법.
7. 제4항에 있어서,
   상기 잘록부로서 삼각홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 전동밸브의 조립 방법.
8. 제4항에 있어서,
   상기 잘록부의 하측에 볼록부를 형성하는 것을 특징으로 하는 전동밸브의 조립 방법.

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