KR20180097121A

KR20180097121A - 전동밸브

Info

Publication number: KR20180097121A
Application number: KR1020170171160A
Authority: KR
Inventors: 마사시 야자와; 타츠야 요시다; 토모카즈 키우치
Original assignee: 가부시기가이샤 후지고오키
Priority date: 2017-02-22
Filing date: 2017-12-13
Publication date: 2018-08-30
Also published as: JP2018135954A; EP3366957A1; EP3366957B1; JP6522023B2; CN108458147A; CN108458147B

Abstract

상승유량의 관리를 간략화하면서, 상승유량을 충분히 저감할 수 있고, 저유량영역에서의 제어성을 효과적으로 향상시키는 것이 가능한 전동밸브를 제공한다.
밸브체(14)에는, 밸브시트(46a)에 착접하는 착좌면부(14a)와, 밸브구(46)에 삽통되는 곡면부(14b)가 마련됨과 함께, 착좌면부(14a)와 곡면부(14b)와의 사이에, 곡면부(14b)의 상단부보다 외경이 좁아진 잘록면부(14c)가 구비된다.

Description

전동밸브{MOTOR-OPERATED VALVE}

본 발명은, 밸브실 및 밸브구(오리피스)가 마련된 밸브 본체와, 리프트량에 응하여 상기 밸브구를 흐르는 유체의 유량을 변화시키는 밸브체를 구비한 전동밸브에 관한 것으로, 특히, 히트 펌프식 냉난방 시스템 등에서 냉매 유량을 제어하는데 알맞은 전동밸브에 관한 것이다.

이런 종류의 전동밸브로서, 예를 들면 특허문헌 1에 소재(所載)한 것이 이미 알려져 있다.

도 6은, 상기한 종래례의 전동밸브의 주요부를 도시하고 있다. 도시한 종래례의 전동밸브(2)는, 밸브실(40a), 밸브시트(46a), 및 그 밸브시트(46a)에 이어지는 밸브구(46)가 마련된 밸브 본체(40)와, 밸브시트(46a)로부터의 리프트량에 응하여 밸브구(46)를 흐르는 유체의 유량을 변화시키는 밸브체(14)를 구비하고, 밸브체(14)는, 예를 들면 특허문헌 1 등에 소재한 바와 같은, 수나사부가 마련된 나사관(管)(가이드 부시라고도 한다), 암나사부가 마련된 밸브축 홀더, 및 스테핑 모터 등으로 구성되는 나사이송식 승강 구동 기구에 의해, 밸브시트(46a)에 접리(接離)하도록 승강하게 된다.

밸브체(14)는, 밸브시트(46a)에 착접(着接)하는 역원추대면(逆圓錐臺面)으로 이루어지는 착좌면부(14a)와, 그 착좌면부(14a)의 하측(선단측)으로 이어지는, 리프트량에 응하여 밸브구(46)를 흐르는 유체의 유량을 변화시키기 위한 곡면부(14b)를 갖는다. 곡면부(14b)는, 선단(先端)에 가까워짐에 따라 제어각(制御角)(밸브체(14)의 중심축선(O)과 평행한 선과의 교차각)이 단계적으로 커지는 복수단(여기서는 2단(段))의 역원추대형상의 테이퍼면부(상측 테이퍼면부(14ba) 및 하측 테이퍼면부(14bb))를 갖는다. 또한, 곡면부(14b)로서는, 선단에 가까워짐에 따라 점차로 그 외주면의 구부러지는 상태가 심하게(곡률이 크게) 되어 있는 타구형상(楕球狀)의 것(타구면부(楕球面部)) 등도 알려져 있다.

한편, 밸브구(46)는, 밸브시트(46a)에 이어지는 원통면으로 이루어지는 최협부(最狹部)(46s)와, 그 최협부(46s)의 하측으로 이어지는, 하측으로 감에 따라 내경이 커진 원추대면으로 이루어지는 확경부(擴徑部)(46b)를 갖는다.

일본 특개2011-208716호 공보

그런데, 이런 종류의 전동밸브에서는, 근래, R32 냉매의 이용이나 부분 부하 운전의 증가 등에 의해, 저유량영역(低流量域)에서의 제어성의 향상이 요구되고 있다. 또한, 멀티 에어컨 등의 냉난방 시스템에 사용되는 밸브폐쇄(閉弁) 타입의 전동밸브에서도 마찬가지로, 상승유량의 저감이 요망되고 있다.

그러나, 도 6에 도시되는 바와 같은 상기 종래례의 전동밸브에서는, 상기 상승유량이, 착좌면부(14a)와 곡면부(14b)(상측 테이퍼면부(14ba))와의 교차부분의 외경(φA)과 밸브구(46)의 최협부(46s)의 구경(φB)과의 차에 의해 형성되어 있고, 상기 교차부분의 외경(φA)의 치수 측정(특히, 접촉식 계측기에 의한 치수 측정)이 복잡하기 때문, 당해 상승유량의 관리가 어렵다는 과제가 있다.

이와 같은 문제에 대해, 착좌면부(14a)와 곡면부(14b)(상측 테이퍼면부(14ba))와의 사이에, 승강 방향(중심축선(O) 방향)으로 외경이 일정한 스트레이트부를 마련하고, 그 스트레이트부에 의해 치수 측정을 간략화하는 것이 이미 검토되어 있지만, 이러한 대책만으로는, 유량 변화가 없는 영역이 발생하기 때문에, 분해능(分解能)(특히, 저유량영역에서의 분해능)이 저하되어 버린다는 우려가 있다.

또한, 상기 착좌면부(14a)와 곡면부(14b)(상측 테이퍼면부(14ba))와의 교차부분이나 상기 착좌면부(14a)와 스트레이트부와의 교차부분에는, 가공상, 각(角)R(인물(刃物)R이라고도 하다)이 발생하고, 이와 같은 각R에서의 착좌(着座)를 회피하기 위해, 상기 밸브구(46)의 최협부(46s)의 구경에 대해 상기 곡면부(14b)나 상기 스트레이트부의 외경을 비교적 작게 설정할 필요가 있고, 그 결과, 상승유량의 저감이 불충분하게 되어 버린다는 우려도 있다.

본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 상승유량의 관리를 간략화하면서, 상승유량을 충분히 저감할 수 있고, 저유량영역에서의 제어성을 효과적으로 향상시키는 것이 가능한 전동밸브를 제공하는 것에 있다.

상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 관한 전동밸브는, 기본적으로, 밸브실 및 밸브시트 붙음 밸브구를 갖는 밸브 본체와, 리프트량에 응하여 상기 밸브구를 흐르는 유체의 유량을 변화시키는 밸브체를 구비하고, 상기 밸브체에는, 상기 밸브시트에 착접(着接)하는 착좌면부(着座面部)와, 상기 밸브구에 삽통되는, 곡률 내지 제어각이 선단에 가까워짐에 따라 연속적 또는 단계적으로 커진 곡면부가 마련됨과 함께, 상기 착좌면부와 상기 곡면부와의 사이에, 상기 곡면부의 기단부(基端部)보다 외경이 좁아진 잘록면부가 구비되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

바람직한 양태에서는, 상기 밸브체에서의 상기 잘록면부와 상기 곡면부와의 사이에, 승강 방향에서 외경이 일정한 스트레이트부가 또한 마련된다.

다른 바람직한 양태에서는, 상기 밸브구에는, 상기 밸브시트에 이어지는 원통면으로 이루어지는 최협부가 마련된다.

다른 바람직한 양태에서는, 상기 잘록면부는, 축선(軸線)을 포함하는 단면(斷面)에서 원환형상(圓環狀) 오목면(凹面)으로 구성된다.

다른 바람직한 양태에서는, 상기 착좌면부의 선단부의 외경은, 상기 곡면부의 기단부의 외경보다 작게 된다.

본 발명에 의하면, 밸브체에서 착좌면부와 곡면부와의 사이에, 곡면부의 기단부보다 외경이 좁아진 잘록면부가 구비되어 있다. 그때문에, 상기 잘록면부에 의해 착좌면부에서의 각R의 발생을 억제할 수 있고, 곡면부의 외경을 크게 한 채로 전술한 바와 같은 각R에서의 착좌를 회피할 수 있기 때문에, 예를 들면 착좌면부의 하측(선단측)에 곡면부나 스트레이트부가 이어지는 종래의 전동밸브에 비하여, 상승유량의 관리를 간략화하면서, 상승유량을 충분히 저감할 수 있고, 저유량영역에서의 제어성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.

또한, 밸브체에서의 잘록면부와 곡면부와의 사이에, 승강 방향에서 외경이 일정한 스트레이트부가 마련됨으로써, 상승유량의 관리를 보다 간략화하면서, 저유량영역에서의 제어성을 더욱 효과적으로 향상시키는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명에 관한 전동밸브의 한 실시 형태를 도시하는 종단면도.
도 2는 도 1에 도시되는 전동밸브의 주요부를 확대하여 도시하는 주요부 확대 종단면도.
도 3은 도 1에 도시되는 전동밸브의 유량 특성을 도시하는 도면.
도 4는 도 1에 도시되는 전동밸브의 타례의 주요부를 확대하여 도시하는 주요부 확대 종단면도.
도 5는 (A)∼(C)는, 도 1에 도시되는 전동밸브의 또 타례의 주요부를 확대하여 도시하는 주요부 확대 종단면도.
도 6은 종래의 전동밸브의 주요부를 확대하여 도시하는 주요부 확대 종단면도.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 각 도면에서, 부재 사이에 형성된 간극이나 부재 사이의 격리 거리 등은, 발명의 이해를 용이하게 하기 위해, 또한, 제도상의 편리를 도모하기 위해, 과장해서 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.

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

도시한 실시 형태의 전동밸브(1)는, 예를 들면 히트 펌프식 냉난방 시스템 등에서 냉매 유량을 조정하기 위해 사용되는 것으로, 주로, 밸브체(14)를 갖는 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(60)과, 빠짐방지 계지부재(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(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 알수 있는 바와 같이, 상측(밸브실(40a)측)부터, 밸브시트(46a)에 착접(착좌)하는 역원추대면으로 이루어지는 착좌면부(14a)와, 밸브구(46)에 삽통되고, 밸브시트(46a)로부터의 리프트량에 응하여 밸브구(46)를 흐르는 유체의 유량을 변화시키기 위한 곡면부(14b)를 갖는다. 곡면부(14b)는, 선단에 가까워짐에 따라 제어각(밸브체(14)의 중심축선(O)과 평행한 선과의 교차각)이 단계적으로 커진 복수단(여기서는 2단)의 역원추대형상의 테이퍼면부를 갖는다. 여기서는, 상기 복수단(2단)의 역원추대형상의 테이퍼면부는, 역원추대면으로 이루어지는 상측 테이퍼면부(14ba)와, 상측 테이퍼면부(14ba)보다 제어각이 큰 역원추대면으로 이루어지는 하측 테이퍼면부(14bb)를 갖고 있다.

또한, 상기 밸브체(14)에서의 착좌면부(14a)와 곡면부(14b)와의 사이(환언하면, 착좌면부(14a)의 바로 아래, 또한, 곡면부(14b)의 바로 위)에는, 착좌면부(14a)의 하단부(선단부) 및 곡면부(14b)의 상단부(기단부)보다 외경이 좁아진 잘록면부(14c)가 구비되어 있다. 본 예에서는, 상기 잘록면부(14c)는, 중심축선(O)을 포함하는 단면(斷面)에서, 그 곡률이 일정한 원환형상 오목면(곡면)으로 구성되어 있지만, 그 형상은 도시례로 한정되지 않는다(잘록면부의 다른 형상에 관해서는 후술한다). 또한, 상기 잘록면부(14c)의 상하 방향(축선(O) 방향) 높이는, 예를 들면 유량의 상승 특성 등을 가미하여 설계된다.

상기 가이드 부시(20)는, 상기 밸브축(10)(의 중간 대경부(12))이 축선(O) 방향으로 상대 이동(활주) 가능 및 축선(O) 주위로 상대 회전 가능한 상태에서 내삽(內揷)되는 원통부(21)와, 그 원통부(21)의 상단부로부터 상방으로 늘어나고 있고, 그 원통부(21)보다도 내경이 크고, 상기 밸브축(10)의 중간 대경부(12)의 상단측과 상부 소경부(11)의 하단측이 내삽되는 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 밸브시트(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 나착(螺着)되어 고정되어 있고, 그 하부 스토퍼(25)의 외주에는, 밸브축 홀더(30)(즉, 밸브축 홀더(30)에 연결된 밸브축(10))의 회전 하동(下動) 규제를 행하는 하부 스토퍼 기구(29)의 일방을 구성하는 고정 스토퍼체(24)가 일체적으로 돌설되어 있다. 또한, 감합부(27)의 윗면(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 나사결합(螺合)하여 상기 나사 이송 기구(28)를 구성하는 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 단구면(段丘面)과 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)으로 떨어지는 방향으로 가세하는, 환언하면 상기 밸브축(10)(밸브체(14))을 항상 하방(밸브폐쇄 방향)으로 가세한 압축 코일 스프링(60)이 수축장착(縮裝)되어 있다.

상기 밸브 본체(40)는, 예를 들면 놋쇠(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))이 축선(O) 방향으로 상대 이동(활주) 가능 및 축선(O) 주위로 상대 회전 가능한 상태로 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(底部劈)으로 이루어지는 밸브시트부(45)에, 상기 밸브체(14)가 접리하는 밸브시트(46a)를 갖는 밸브구(46)가 형성되어 있다.

상기 밸브구(46)는, 도 1과 함께 도 2를 참조하면 잘 알수 있는 바와 같이, 상측(밸브실(40a)측)부터, 밸브시트(46a)에 이어지는 원통면(승강 방향에서 내경이 일정)으로 이루어지는 최협부(밸브구(46)에서의 가장 구경이 작아진 부분)(46s)와, 그 최협부(46s)의 하측에 이어지는, 하측으로 감에 따라 내경이 연속적으로 커진 원추대면으로 이루어지는 확경부(46b)를 갖는다.

상기 밸브시트(46a)(밸브구(46)의 최협부(46s))의 내경(구경)(φB)은, 상기 밸브축(10)의 하부 소경부(13)보다 소경으로 설계됨과 함께, 상기 밸브체(14)의 착좌면부(14a)의 하단부의 외경(φA1)이나 곡면부(14b)의 상단부의 외경(φA2)보다 약간 대경으로 설계되어 있다. 또한, 착좌면부(14a)의 하단부(선단부)의 외경(φA1)과 곡면부(14b)의 상단부(기단부)의 외경(φA2)은 본 예에서는 거의 같게 되어 있다. 구체적으로는, 밸브시트(46a)의 내경(φB)은 밸브체(14)의 착좌면부(14a)의 하단부의 외경(φA1)보다 0.005∼0.015㎜ 크게 되어 있고, 또한, 착좌면부(14a)의 하단부의 외경(φA1)은 곡면부(14b)의 상단부의 외경(φA2)보다 0∼0.015㎜ 크게 되어 있다.

한편, 상기 밸브 본체(40)의 상단부에는 플랜지형상판(47)이 코킹 등에 의해 고착됨과 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 구동하기 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 회전하도록 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) 회전하도록 되어 있다.

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

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

로터(51)의 내통(51a)의 세로 홈(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 상태에서 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 가압함)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 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 구성되는 빠짐방지 계지부재(70)가 배치되어 있다. 즉, 상기 로터(51)는, 압축 코일 스프링(60)의 가세력에 의해 상방으로 가세되는 밸브축 홀더(30)와 상기 로터 누르개(72)와의 사이에서 끼여지지되어 있다. 또한, 밸브축 홀더(30)의 상단으로부터 계지면까지의 (상하 방향의) 높이는, 로터(51)의 내통(51a)의 (상하 방향의) 높이와 같고, 밸브축 홀더(30)(의 천장부(32))의 윗면은, 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 것을 방지하기 위해, 밸브축 홀더(30)를 가이드 부시(20)측으로 가세하는 코일 스프링으로 이루어지는 복귀 스프링(75)이 외장되어 있다.

이러한 구성의 전동밸브(1)에서는, 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. 이때, 가이드 부시(20)의 고정 나사부(23)와 밸브축 홀더(30)의 가동 나사부(33)로 이루어지는 나사이송 기구(28)에 의해, 밸브축(10)이 밸브체(14)를 수반하여 승강하게 되고, 이에 의해, 밸브체(14)와 밸브시트(46a)와의 사이의 간극(리프트량, 밸브 개방도)이 증감되어, 냉매 등의 유체의 통과 유량이 조정된다(도 3의 실선으로 도시되는 유량 특성 참조). 또한, 밸브축 홀더(30)의 가동 스토퍼체(34)와 가이드 부시(20)에 고정된 하부 스토퍼(25)의 고정 스토퍼체(24)와 당접하고, 밸브체(14)가 최하강 위치에 있을 때(밸브체(14)의 리프트량이 0일 때)에는, 밸브체(14)(의 착좌면부(14a))가 밸브시트(46a)에 착좌하여 밸브구(46)가 닫혀진 전폐 상태가 되고, 밸브구(46)에서의 냉매 등의 유체의 흐름이 차단된다(도 1 및 도 2에 도시되는 상태).

여기서, 본 실시 형태에서는, 밸브체(14)에서의 착좌면부(14a)와 곡면부(14b)와의 사이에, 그것들을 연결하는 잘록면부(14c)가 개재되어 있다. 그 때문에, 밸브체(14)에서의 착좌면부(14a)로부터 각R(인물R)을 배제할 수 있고, 밸브구(46)에 내삽되는 곡면부(14b)(의 상단부)의 외경(φA2)이 밸브시트(46a)(밸브구(46)의 최협부(46s))의 내경(φB)에 접근되어, 곡면부(14b)(의 상단부)와 밸브구(46)의 최협부(46s) 사이의 간극이 극히 작게 되어 있다.

이와 같이, 본 실시 형태에서는, 상기 잘록면부(14c)에 의해 착좌면부(14a)에서의 각R의 발생을 억제할 수 있고, 곡면부(14b)의 외경을 크게 한 채로 전술한 바와 같은 각R에서의 착좌를 회피할 수 있기 때문에, 예를 들면 착좌면부의 하측에 곡면부나 스트레이트부가 이어지는 종래의 전동밸브에 비하여, 상승유량의 관리를 간략화하면서, 상승유량을 충분히 저감할 수 있고, 저유량영역에서의 제어성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 밸브체(14)에서의 착좌면부(14a)와 곡면부(14b)와의 사이(환언하면, 착좌면부(14a)의 바로 아래, 또한, 곡면부(14b)의 바로 위)에 잘록면부(14c)가 마련되어 있는데, 예를 들면 도 4에 도시되는 바와 같이, 밸브체(14)에서의 잘록면부(14c)와 곡면부(14b)와의 사이에, 원통면(승강 방향에서 외경이 일정)으로 이루어지는 스트레이트부(14s)를 마련하여도 좋다. 또한, 도 4에 도시하는 예에서는, 잘록면부(14c)의 (상하 방향의) 높이와 거의 같은 높이를 갖는 스트레이트부(14s)가, 당해 잘록면부(14c)의 바로 아래에 형성되어 있다. 이 경우, 저유량영역에서 유량 변화가 없는 부분이 길어지기 때문에 (도 3의 점선으로 도시되는 유량 특성 참조), 상승유량의 관리를 보다 간략화하면서, 저유량영역에서의 제어성을 더욱 효과적으로 향상시키는 것이 가능해지다. 또한, 밸브체(14)의 스트레이트부(14s)에 상당하는 개소를 오목하게 하는 네킹 가공을 행함으로써, 밸브구(46)와 밸브축(10)과의 거리가 가장 짧은 최협부(46s)의 길이를 짧데 하여, 이물(異物)이 물려들어가는 리스크를 저감할 수 있다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 밸브체(14)의 착좌면부(14a)의 하단부의 외경(φA1)과 곡면부(14b)의 상단부의 외경(φA2)이 거의 같게 되어 있지만, 예를 들면 도 5(A)∼(C)에 도시되는 바와 같이, 착좌면부(14a)의 하단부의 외경(φA1)보다도 곡면부(14b)의 상단부의 외경(φA2)이 커지게(환언하면, 착좌면부(14a)의 하단부의 외경(φA1)이 곡면부(14b)의 상단부의 외경(φA2)보다 작아지게) 구성하여도 좋다.

그 경우, 도 5(A)에 도시하는 예에서는, 착좌면부(14a)와 곡면부(14b)와의 사이에, 상기 실시 형태와 같은, 축선(O)을 포함하는 단면에서 원환형상 오목면(곡면)로서 구성된 잘록면부(14d)가 마련되어 있다. 또한, 도 5(B)에 도시하는 예에서는, 착좌면부(14a)의 하단부에 연속해서 원통면(축선(O) 방향에서 외경이 일정)이 마련되고, 이 원통면과 곡면부(14b)의 상단부는, 축선(O)에 직교하는 면으로 이루어지는 단부(단구면)(14ea)에 의해 연결되어 있고, 상기 원통면과 단부(단구면)(14ea)에 의해, 곡면부(14b)의 상단부보다 외경이 좁아진 잘록면부(14e)가 구성되어 있다. 또한, 도 5(C)에 도시하는 예에서는, 착좌면부(14a)와 곡면부(14b)와의 사이에, 하측(곡면부(14b)측)에 감에 따라 외경이 연속적으로 커진(곡면부(14b)의 상단부보다 외경이 좁아진) 원추대면으로 이루어지는 잘록면부(14f)가 마련되어 있다.

상기한 도 5(A), (B), (C)에 도시되는 잘록면부(14d, 14e, 14f)를 갖는 밸브체(14)를 구비한 전동밸브의 구체적인 치수에 관해 기재하면, 밸브시트(46a)의 내경(φB)은 밸브체(14)의 착좌면부(14a)의 하단부의 외경(φA1)보다 0.005∼0.095㎜ 크게되어 있고, 곡면부(14b)의 상단부의 외경(φA2)은 착좌면부(14a)의 하단부의 외경(φA1)보다 0∼0.08㎜ 크게 되어 있다.

상기 잘록면부(14d, 14e, 14f)를 갖는 밸브체(14)를 구비한 전동밸브는 모두, 도 1, 2에 도시한 상기 실시 형태와 같은 효과를 이룰 수 있음은 물론이다. 또한, 착좌면부(14a)의 하단부의 외경(φA1)보다도 곡면부(14b)의 상단부의 외경(φA2)을 크게 한 구조에서는, 밸브축(10)이 지름 방향으로 요동한 경우에도, 곡면부(14b)의 상단부가 밸브구(46)의 내벽면에 접촉하면, 밸브축(10)은 지름 방향으로는 그 이상은 흔들리지 않기 때문에, 밸브시트(46a)가 확실하게 착좌면부(14a)에 착좌한다. 또한, 이와 같은 구조에서는, 착좌면부(14a)의 하단부의 외경(φA1)은, 곡면부(14b)의 상단부의 외경(φA2) 이하라면, 반드시 밸브시트(46a)의 내경(φB) 이하가 되는 조건도 충족시키기 때문에, 착좌면부(14a)의 하단부의 외경(φA1)의(지름 방향의) 치수 관리는 용이해진다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 밸브체(14)에서의 곡면부(14b)가, 선단측일수록 제어각이 단계적으로 커진 복수단의 역원추대형상의 테이퍼면부(상측 테이퍼면부(14ba) 및 하측 테이퍼면부(14bb))로 구성되어 있지만, 이것으로 한정된 것은 아니고, 선단에 가까워짐에 따라 곡률이 연속적으로 크게 된 타구면부, 또는, 그 타구면부와 1단 또는 복수단의 역원추대형상의 테이퍼면부와의 조합 등에 의해 구성하여도 좋음은 물론이다.

1 : 전동밸브
10 : 밸브축
14 : 밸브체
14a : 착좌면부
14b : 곡면부
14ba : 상측 테이퍼면부
14bb : 하측 테이퍼면부
14c, 14d, 14e, 14f : 잘록면부
14s : 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 : 밸브시트부
46 : 밸브구
46a : 밸브시트
46b : 확경부
46s : 최협부
47 : 플랜지형상부
50 : 스테핑 모터
51 : 로터
52 : 스테이터
55 : 캔
60 : 압축 코일 스프링
70 : 빠짐방지 계지부재
O : 축선

Claims

밸브실 및 밸브시트 붙음 밸브구를 갖는 밸브 본체와, 리프트량에 응하여 상기 밸브구를 흐르는 유체의 유량을 변화시키는 밸브체를 구비한 전동밸브로서,
상기 밸브체에는, 상기 밸브시트에 착접하는 착좌면부와, 상기 밸브구에 삽통되는, 곡률 내지 제어각이 선단에 가까워짐에 따라 연속적 또는 단계적으로 커진 곡면부가 마련됨과 함께, 상기 착좌면부와 상기 곡면부와의 사이에, 상기 곡면부의 기단부보다 외경이 좁아진 잘록면부가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 전동밸브.
제1항에 있어서,
상기 밸브체에서의 상기 잘록면부와 상기 곡면부와의 사이에, 승강 방향에서 외경이 일정한 스트레이트부가 또한 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전동밸브.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 밸브구에는, 상기 밸브시트에 이어지는 원통면으로 이루어지는 최협부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전동밸브.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 잘록면부는, 축선을 포함하는 단면에서 원환형상 오목면으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동밸브.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 착좌면부의 선단부의 외경은, 상기 곡면부의 기단부의 외경보다 작게 되어 있는 것을 특징으로 하는 전동밸브.