KR20200087844A - 전자 팽창 밸브 및 이를 구비하는 냉동 시스템 - Google Patents

전자 팽창 밸브 및 이를 구비하는 냉동 시스템 Download PDF

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Abstract

전자 팽창 밸브 및 이를 구비하는 냉동 시스템이 개시된다. 전자 팽창 밸브는 밸브 시트(10); 개방 위치와 폐쇄 위치를 구비하는 밸브 니들(20); 로터(32) 및 코일(31)을 구비하는 구동 기구(30); 유성 캐리어(41), 유성 기어(42) 및 기어박스(43)를 구비하는 유성 기어 감속 기구(40); 그리고, 너트(52) 및 나사봉(51)을 구비하는 전달 기구(50)를 포함한다. 로터(32), 유성 캐리어(41) 및 기어 박스(43)가 동축으로 배치되고, 로터(32)는 유성 캐리어(41)에 고정적으로 연결되어 유성 캐리어(41)를 그것의 축에 대하여 회전하도록 구동한다. 유성 기어(42)는 제1장착축(411)에 결합되고; 기어박스(43)는 박스 본체(431), 고정된 내부 기어링(432) 및 출력 내부 기어링(433)을 포함하고; 유성 기어(42)는 고정된 내부 기어링(432) 및 출력 내부 기어링(433)와 동시에 맞물린다. 나사봉(51)의 제1단부는 출력 내부 기어링(433)에 고정적으로 연결되고, 나사봉의 제2단부는 밸브 니들(20)에 인접하여 밸브 니들(20)을 개방 위치 및 폐쇄 위치 사이에서 이동시킨다. 서술된 전자 팽창 밸브는 유동 조정 범위를 증가시키고 높은 정밀도 및 소형화를 달성한다.

Description

전자 팽창 밸브 및 이를 구비하는 냉동 시스템
본 출원은 2017년 12월 1일에 중국 특허청에 제출된 "전자 팽창 밸브 및 이를 구비하는 냉동 시스템"이라는 발명의 명칭의 중국 특허출원 제201711255162.X호와, 2017년 12월 30일에 중국 특허청에 제출된 "전자 팽창 밸브 및 이를 구비하는 냉동 시스템"이라는 발명의 명칭의 중국 특허출원 제201711487611.3호에 대한 우선권을 주장하고 있으며, 전체가 본원에 참조로서 포함된다.
본 출원은 냉동 시스템의 기술 분야에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전자 팽창 밸브 및 이를 구비하는 냉동 시스템에 관한 것이다.
도 1은 전형적인 감속형 전자 팽창 밸브의 구조를 도시한다. 가변 주파수 에어컨용 감속형 전자 팽창 밸브는 주로 유량 조절에 사용되는 밸브 부분과 구동에 사용되는 코일 부분의 두 부분으로 구성된다. 코일부는 영구 자석 스테핑 모터(1'), 3 단 감속을 수행하기 위한 기어 감속기(2') 및 모터의 회전 운동을 나사봉(3')의 수직 운동으로 변환하기 위한 나사 조인트 구조(5')를 포함한다. 밸브 부분은 밸브 시트(10') 및 니들(8)의 양력을 제어하기 위한 스프링(7)과 같은 핵심 구성 요소를 포함한다. 이하, 상기 전자 팽창 밸브의 작동 원리에 대하여 설명한다. 먼저, 공조 시스템의 전자 컨트롤러는 전자 팽창 밸브의 스테핑 모터(1')의 출력축이 회전하도록 제어하고, 모터(1')는 기어 감속기(2')와 정합되어 기어 감속기(2')의 출력축을 회전하도록 구동하고, 기어 감속기(2')의 출력축은 나사봉과 정합하여 나사봉을 회전시키도록 구동하고, 나사봉은 나사 조인트 구조(5')와 정합되어 나사봉이 상하로 이동할 수 있다. 강철구(steel ball, 11')는 나사봉의 상단에 용접되고, 부시(bush, 6')는 강철구(11')의 하단부에 배치되고, 밸브 니들(8)은 부시(6')의 하단부에 연결된다. 나사봉이 구동 부재에 의해 구동되어 아래쪽으로 이동하면, 나사봉은 강철구(11')와 맞닿아 있고, 강철구(11')는 부시(6')와 맞닿게 되고, 부시(6')는 밸브 니들(8)과 맞닿게 되어, 밸브 니들(8)이 폐쇄 위치, 즉 밸브 니들(8)이 밸브 시트(10')에 맞닿는 위치에 배치될 때까지, 밸브 니들(8)은 나사봉과 동기적으로 아래쪽으로 이동할 수 있다. 밸브 니들(8)이 폐쇄 위치에 있을 때, 스프링(7)은 계속적으로 신장된 상태에 있다. 역 펄스가 가해지면 나사봉(3')은 위로 움직이고, 밸브 니들(8)은 스프링(7)의 복원력 및 시스템 압력하에서 계속적으로 위로 이동하여, 밸브 포트 부분(9)의 개방도가 변화하여 관통 영역을 변화시키도록 하고, 따라서, 유량 제어에 의한 과열도 조정의 목적이 달성된다.
현재, 전자 팽창 밸브의 감속기구는 일반적으로 스퍼 기어 감속기구 (일반 기어 트레인)이다. 도 2는 3 단계 감속을 수행하기 위한 기어 감속기(2')의 특정 구조를 도시하며, 여기서 제1 단계 감속기구는 기어(1a)와 기어(1b)를 포함하고, 제2 단계 감속기구는 기어(2a)와 기어(2b)를 포함한다. 제3 단계 감속기구는 기어(3a)와 기어(3b)를 포함한다. 모터축(12')은 기어(1a)와 동축으로 배치되고, 모터축(12')은 기어(1a)를 회전시키도록 구동하고, 기어(1a)는 기어(1b)를 회전시키도록 구동한다. 기어(1b)는 제2 단계 감속기구의 기어(2a)를 회전시키도록 구동하고, 기어(2a)는 기어(2b)를 회전시키도록 구동한다. 기어(2b)는 제3 단계 감속기구의 기어(3a)를 회전시키도록 구동하고, 기어(3a)는 기어(3b)를 회전시키도록 구동하며, 최종적으로 출력축(13')이 회전되도록 구동한다. 상기 감속기구의 경우, 다른 조건이 변하지 않은 경우(예를 들어, 입력 토크가 변하지 않은 경우), 유량의 제어 범위를 증가시키기 위해서는 출력 토크를 증가시켜야 하고, 제어 정밀도를 향상시키기 위해서는 큰 감속비를 설정해야 한다. 감속비를 높이는 방법에는 다음의 두 가지가 있다. 한 가지 방법은 각 단계에서 기어의 감속비를 높이는 것, 즉 대형 기어의 톱니 수를 늘리는 것이다. 하지만, 상기 구조는 대형 기어의 외경을 증가시키는 경향이 있어, 기어 감속기의 체적을 증가시킨다. 다른 방법은 기어 감속기의 단계 수를 늘리는 것이다. 하지만, 상기 구조는 기어의 수를 증가시키는 경향이 있으며, 이는 또한 기어 감속기의 체적을 증가시킨다. 결과적으로 고정밀 및 소형화의 요구 사항을 충족시킬 수 없다. 또한, 단계 수의 증가는 또한 전체 시스템의 전송 효율 및 안정성을 감소시킬 수 있다. 또한, 기어 박스의 구조를 개선할 가능성도 있다.
본 출원의 목적은 새로운 구조의 기어 박스를 구비한 전자 팽창 밸브 및 전자 팽창 밸브를 이용하는 냉동 시스템을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해, 본 출원의 일 측면에 따르면, 밸브 시트(valve seat), 밸브 니들(valve needle), 구동 기구 및 유성 기어 감속 기구를 포함한다. 밸브 시트는 공동(cavity) 및 상기 공동에 연통되는 밸브 포트부를 구비한다. 밸브 니들은 공동에 이동 가능하도록 배치되고, 밸브 니들은 밸브 포트부를 개방하기 위한 개방 위치 및 밸브 포트부를 폐쇄하기 위한 폐쇄 위치에서 동작 가능하다. 구동 기구는 로터 및 상기 로터의 외주를 둘러싸는 코일을 포함한다. 유성 기어 감속 기구는 유성 캐리어, 유성 기어 및 기어 박스를 포함하고, 기어 박스는 박스 본체, 고정된 내부 기어링(fixed inner gear ring) 및 박스 본체 내에 이동 가능하게 배치된 출력 내부 기어링(output inner gear ring)을 포함한다. 박스 본체의 일 단부는 절곡부를 구비하고, 상기 절곡부는 상기 밸브 시트에 고정적으로 연결되고, 박스 본체의 다른 일 단부는 고정된 내부 기어링에 고정적으로 연결된다.
본 출원의 다른 측면에 따르면, 상기의 전자 팽창 밸브를 포함하는 냉동 시스템에 더 제공된다.
본 출원의 기술적인 해결 수단에 따르면, 전자 팽창 밸브는, 유성 기어 감속 기구를 포함하고, 구동 기구는 유성 기어 감속 기구의 입력 단부로서의 기능을 하고, 유성 기어 감속 기구는 출력 내부 기어링을 구비하고, 출력 내부 기어링은 전달 기구의 나사봉에 고정적으로 연결되어 나사봉의 회전을 가능하게 하고, 나사봉은 너트와 나사 결합되어, 나사봉의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하게 한다. 나사봉이 상하로 이동할 수 있기 때문에, 나사봉에 맞닿는 밸브 니들도 상하로 움직일 수 있으며, 이에 따라 밸브 니들이 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 움직일 수 있는 목적을 구현할 수 있다. 유성 기어 감속기구는 내부 맞물림 기어를 채택하기 때문에, 전체 감속기구의 공간이 동일한 조건하에서 평 기어 감속기구의 공간보다 훨씬 작도록 전달 공간이 완전히 이용된다. 즉, 동일한 크기의 조건 하에서, 유성 기어 감속 기구의 감속비는 스퍼 기어 감속 기구의 감속비보다 훨씬 크다. 감속비의 증가는 밸브 니들의 스트로크 제어에서 높은 정확도를 야기한다. 따라서, 상기 구성에 의해, 전자 팽창 밸브의 유량의 조정 범위를 증가시킬 수 있고, 고정밀도 및 소형화의 요구를 충족시킬 수 있고, 따라서, 전자 팽창 밸브는 유량의 조정 범위를 증가시키면서 고정밀 및 소형화의 요건을 충족시킬 수 없다는 종래 기술의 문제점을 해결한다.
본 출원의 일부를 형성하는 명세서의 도면은 본 출원의 추가 이해를 제공하기 위해 사용된다. 본 출원의 예시적인 실시예들 및 그 설명은 본 출원을 설명하기 위해 사용되며, 본 출원에 대한 부적절한 제한을 형성하지 않는다. 도면에서:
도 1은 배경기술 부분에서 서술된 전자 팽창 밸브의 내부 구조를 도시하는 개략적인 구조도이고;
도 2는 도 1에서 도시된 전자 팽창 밸브의 감속 기구의 구조를 도시하는 개략적인 구조도이고;
도 3은 본 출원의 일 실시예에 따른 전자 팽창 밸브의 종단면도이고;
도 4는 로터 및 나사봉과 정합된 도 3에서 도시된 전자 팽창 밸브의 유성 기어 감속 기구의 일부를 도시하는 단면도이고;
도 5는 로터 및 나사봉과 정합된 도 4에서 도시된 전자 팽창 밸브의 유성 기어 감속 기구를 도시하는 종단면도이고;
도 6은 로터 및 나사봉과 정합된 도 4에서 도시된 전자 팽창 밸브의 유성 기어 감속 기구를 도시하는 분해도이고;
도 7은 고정된 내부 기어링과 정합된 도 4에서 도시된 전자 팽창 밸브의 박스 본체의 일부를 도시하는 단면도이고;
도 8은 도 4에서 도시된 전자 팽창 밸브의 출력 내부 기어링과 나사봉의 사시도이고;
도 9는 도 4에서 도시된 전자 팽창 밸브의 로터 및 유성 캐리어의 부분 단면도이고; 그리고
도 10은 도 9에서 도시된 로터 및 유성 캐리어의 종단면도이다.
충돌이 없는 경우, 본 출원에서의 실시예들 및 실시예들에서의 특징들은 서로 결합될 수 있는 점이 주목되어야 한다. 본 출원은 도면을 참조하여 그리고 실시예들과 관련되어 상세히 서술될 것이다.
도 3 내지 도 10에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전자 팽창 밸브는 밸브 시트(10), 밸브 니들(20), 구동 기구(30), 유성 기어 감속 기구(40) 및 전달 기구(50)를 포함한다. 밸브 시트(10)는 공동(6) 및 공동(6)과 연통되는 밸브 포트부(11)를 구비한다. 밸브 니들(20)은 공동(6)에 이동 가능하도록 배치되고, 밸브 니들(20)은 개방 위치에서 밸브 포트부(11)를 개방하고 폐쇄 위치에서 밸브 포트부(11)를 폐쇄하도록 동작 가능하다. 구동 기구(30)는 로터(32) 및 로터(32)의 외주를 둘러싸는 코일(31)을 포함한다. 유성 기어 감속 기구(40)는 유성 캐리어(41), 유성 기어(42) 및 기어박스(43)를 포함하고, 로터(32), 유성 캐리어(41) 및 기어박스(43)는 동축으로 배치되고, 구동 기구(30)는 유성 기어 감속 기구(40)의 입력 단부의 기능을 하고, 로터(32)는 유성 캐리어(41)를 로터(32)의 축을 따라 회전하게 구동하도록 유성 캐리어(41)에 고정적으로 연결된다. 유성 캐리어(41)는 제1장착축(411)을 구비하고, 유성 기어(42)는 제1장착축(411)에 결합된다. 기어박스(43)는 밸브 시트(10)에 고정적으로 배치되는 박스 본체(431), 박스 본체(431)에 배치된 고정된 내부 기어링(432) 및 박스 본체(431)에 이동 가능하게 배치되는 출력 내부 기어링(433)을 포함하는데, 유성 기어(42)는 박스 본체(431)로 연장되고 고정된 내부 기어링(432) 및 출력 내부 기어링(433)에 맞물리고 출력 내부 기어링(433)은 유성 캐리어(41)를 지지한다. 전달 기구(50)는 밸브 시트(10)에 고정된 너트(52) 및 너트(52)의 내부 나사와 정합된 나사봉(51)을 포함하고, 나사봉(51)의 제1단부는 출력 내부 기어링(433)에 고정적으로 연결되고, 나사봉(51)의 제2단부는 밸브 니들(20)에 인접하여 밸브 니들(20)이 개방 위치 및 폐쇄 위치 사이에서 이동하도록 한다.
기술적인 해결수단에 따르면, 전자 팽창 밸브는 유성 기어 감속 기구(40)를 포함하고, 구동 기구(30)는 유성 기어 감속 기구(40)의 입력 단부로의 기능을 하고, 유성 기어 감속 기구는 출력 내부 기어링(433)을 구비하고, 출력 내부 기어링(433)은 전달 기구(50)의 나사봉(51)에 고정적으로 연결되어 나사봉(51)을 회전 가능하게 하고, 나사봉(51)은 너트(52)와 나사 연결되고, 나사봉(51)의 회전 운동을 직선 운동으로 변환한다. 나사봉(51)이 위와 아래로 움직일 수 있어서, 나사봉(51)에 인접한 밸브 니들(20)은 또한 위와 아래로 움직일 수 있으며, 이로 인해 밸브 니들(20)이 개방 위치 및 폐쇄 위치 사이에서 움직일 수 있는 목적이 달성될 수 있다. 유성 기어 감속 기구(40)는 내부의 맞물리는 기어를 채택하고 전달 공간은 최대로 이용되어서, 전체 감속 기구의 공간은 같은 조건 하에 있는 스퍼 기어 감속 기구의 그것 보다 훨씬 작다. 즉, 같은 크기의 조건 하에, 유성 기어 감속 기구(40)의 감속비(deceleration ratio)는 스퍼 기어 감속 기구의 감속비 보다 훨씬 크다. 감속비의 증가는 밸브 니들(20)의 스트로크 제어에 있어서 높은 정밀도를 야기한다. 그러므로, 상기의 구조로 인해, 전자 팽창 밸브의 유동 속도의 조정 범위는 증가될 수 있고, 높은 정확도 및 소형화의 요구조건은 만족될 수 있고, 그것에 의해 전자 팽창 밸브가 유동 속도의 조정 범위를 증가시키는 동안에 높은 정밀도 및 소형화의 요구 조건을 만족할 수 없었던 종래 기술의 문제를 처리할 수 있다.
본 실시예에서, 유성 캐리어(41), 로터(32), 출력 내부 기어링(433) 및 나사봉(51)은 너트(52)의 나사에 의해 지지되는 점이 주목되어야 한다. 전자 팽창 밸브의 동작 과정이 아래에 구체적으로 서술된다.
로터(32)가 회전할 때, 로터(32)와 고정적으로 배치된 유성 캐리어(41)는 로터(32)와 함께 회전한다. 이 경우에, 유성 기어(42)는 유성 캐리어(41)의 회전축을 중심으로 회전한다. 회전하는 유성 기어(42)는 고정된 내부 기어링(432)과 맞물린 후에 회전하기 시작한다. 회전하는 유성 기어(42)는 출력 내부 기어링(433)과 맞물려서, 출력 내부 기어링(433)은 회전하게 된다. 출력 내부 기어링(433)이 나사봉(51)에 고정적으로 연결되기에 나사봉(51)은 나사봉(51)과 함께 회전할 수 있다. 나사봉(51)의 회전 과정에서, 나사봉(51)은 밸브 시트(10)에 고정된 너트(52)와 정합되고, 나사봉(51)의 회전 운동은 직선 운동으로 변환된다. 나사봉(51)이 아래로 이동할 때, 나사봉(51)에 고정적으로 연결된 출력 내부 기어링(433)은 또한 아래로 이동할 수 있다. 출력 내부 기어링(433)은 유성 캐리어(41) 및 유성 캐리어(41)에 고정된 로터(32)를 지지하여서, 출력 내부 기어링(433)은 아래로 이동함에 따라, 유성 캐리어(41) 및 로터(32)는 출력 내부 기어링(433)과 함께 또한 아래로 이동할 것이다. 유사하게는, 나사봉(51)이 위로 이동함에 따라, 나사봉(51)에 고정적으로 연결된 출력 내부 기어링(433)은 또한 위로 이동할 것이다. 출력 내부 기어링(433)가 유성 캐리어(41) 및 유성 캐리어(41)에 고정된 로터(32)를 지지하여서, 출력 내부 기어링(433)은 위로 이동하고, 유성 캐리어(41) 및 로터(32)는 출력 내부 기어링(433)와 함께 또한 위로 이동할 것이다. 그러므로, 나사봉(51)은 위와 아래로 이동함에 따라, 유성 캐리어(41) 및 로터(32)는 나사봉(51)을 따라서 또한 위와 아래로 이동할 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서, 전자 팽창 밸브는 하우징(60)을 더 포함한다. 하우징(60)은 밸브 시트(10)의 상부를 덮고, 밸브 시트(10)에 의해 지지된다. 하우징(60)은 공동(6)과 연통되는 수용 공간(1)을 구비한다. 로터(32), 유성 기어 감속 기구(40) 및 전달 기구(50)는 수용 공간(1)에 배치되고, 코일(31)은 하우징(60)의 주위를 둘러싼다. 상기 구조에 의해, 로터(32), 유성 기어 감속기구(40) 및 전달 기구(50)와 같은 정밀 부품이 밀폐된 공간에 배치될 수 있어서, 이들 정밀 부품이 외부 수증기와 먼지에 의해 영향을 받지 않도록 하여 전자식 팽창 밸브의 수명이 향상될 수 있다.
본 실시예에서, 유성 캐리어(41) 및 로터(32)는 유성 캐리어(41) 및 로터(32)의 중력을 받으며 출력 내부 기어링(433)을 가압한다. 상기 구조는 단순하지만, 일단 작동 시에 전자 팽창 밸브가 진동하면(예를 들어, 구동 기구(30)가 작동하는 동안 진동하면), 유성 캐리어(41) 및 로터(32)는 상기의 진동을 받으며 위와 아래로 진동할 수 있어서, 유성 캐리어(41) 및 로터(32)가 출력 내부 기어링(433) 또는 다른 구성요소들과 상호적으로 충돌하게 하고, 비정상적인 소음이 발생하여, 사용자 경험을 저하시킨다. 상기 문제점을 해결하기 위해, 도 3에 도시 된 바와 같이, 본 실시예에서, 전자 팽창 밸브는 상부 프레임 (100) 및 진동 저감 부재(110)를 더 포함한다. 상부 프레임(100)은 수용 공간(1)에 고정적으로 배치되고 유성 캐리어(41)의 위에 배치된다. 진동 저감 부재(110)는 상부 프레임(100)과 유성 캐리어(41) 사이에 배치되어 유성 캐리어(41)를 위해 하향 접촉력을 제공한다. 상기 구성에 의해, 유성 캐리어(41)는 진동 저감 부재에 의해 가해지는 하향 접촉력뿐만 아니라 자체 중력 하에서 출력 내부 기어링(433)을 가압하여서, 유성 캐리어(41)와 로터(32)와 출력 내부 기어링(433) 또는 다른 구성 요소들 사이의 충돌이 크게 감소될 수 있고, 이에 따라 비정상적인 소음이 크게 감소되어, 사용자 경험이 개선된다. 진동 저감 부재(110)에 의해 유성 캐리어(41)에 가해지는 접촉력의 크기는 실제 조건에 따라 조정될 수 있음에 유의해야 한다.
대안적으로, 상부 프레임(100)은 생략될 수 있고, 진동 저감 부재(110)가 하우징의 상부와 유성 캐리어(41) 사이에 직접 배치될 수 있어서, 본 출원의 목적은 또한 달성될 수 있다.
도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서, 유성 기어 감속 기구(40)는 맨드릴(44)을 더 포함하고, 맨드릴(44)은 상부에서 하부까지 상부 프레임(100), 유성 캐리어(41) 및 나사봉(51)을 순차로 통과하고, 맨드릴(44)은 상부 프레임(100), 유성 캐리어(41) 및 나사봉(51)과 헐거운 끼워맞춤(clearance fit) 상태에 있다. 상기의 구조는 단순하고, 이는 유성 캐리어(41) 및 나사봉(51)의 동축으로의 배치를 보장할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서, 진동 저감 부재(110)는 진동 저감 스프링이고, 진동 저감 스프링은 맨드릴(44)에 결합된다. 진동 저감 스프링의 제1단부는 상부 프레임(100)의 바닥면에 인접하고, 진동 저감 스프링의 제2단부는 유성 캐리어(41)의 상부면에 인접한다. 진동 저감 스프링은 맨드릴(44)에 결합되어서, 진동 저감 스프링이 압축될 때 편차가 발생할 수 없고, 진동 저감 스프링은 유성 캐리어(41)에 대해 기 결정된 접촉력을 제공하여 소음 감소 효과를 보장할 수 있다. 또한, 상기 구조에서, 진동 저감 스프링은 기존 맨드릴(44)에 결합되어 있으며 진동 저감 스프링과 일치하는 다른 구성 요소를 제공할 필요가 없어서, 생산 비용이 감소된다.
도 3, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서, 포지셔닝 홈(413)은 유성 캐리어(41)의 상부면에 배치되고, 진동 저감 스프링의 제2단부는 포지셔닝 홈(413)의 하부에 인접한다. 상기 구성에 의해, 진동 저감 스프링을 압축할 때 발생하는 편차는 더욱 회피될 수 있다.
본 실시예에서, 로터(32)는 사출 성형에 의해 유성 캐리어(41)와 일체로 형성되고, 그리고/또는 나사봉(51)은 사출 성형에 의해 출력 내부 기어링(433)와 일체로 형성된다. 위의 구조는 간단하며 편리하게 처리된다. 또한, 상기 구성에 의해, 로터(32)가 다른 체결구를 통해 유성 캐리어(41)에 고정되는 것을 피할 수 있어, 조립 효율을 크게 향상시켜 생산 비용을 감소시킨다. 처리되는 동안, 유성 캐리어(41)가 먼저 기계 가공되어 형성되고, 이어서 로터(32)가 사출 성형에 의해 유성 캐리어(41) 상에 배치된다는 점에 주목해야 한다. 그러나, 통상의 기술자는 로터(32)가 일체형 사출 성형 외에 용접, 본딩, 나사 결합 등의 다른 방식으로 유성 캐리어(41)에 고정될 수 있음을 이해해야 한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서, 고정된 내부 기어링(432)는 사출 성형에 의해 박스 본체(431)와 일체로 형성된다. 구체적으로, 박스 본체(431)는 원통형이고, 고정된 내부 기어링(432)는 박스 본체(431)의 상단부에 위치된다. 박스 본체(431)의 상단부는 용접에 의해 밸브 시트(10)에 고정된다.
구체적으로, 박스 본체(431)는 실질적으로 원통형의 구조이고, 박스 본체(431)의 일단부는 절곡부(431a)를 구비하고, 절곡부(431a)는 용접에 의해 밸브 시트(10)에 고정적으로 연결된다. 박스 본체(431)의 다른 일단부에는 박스 본체(431)를 관통하는 관통부(431b)가 구비되고, 관통부(431b)의 수는 하나 이상이다. 구체적으로, 제조 과정에서, 박스 본체(431)는 먼저 다이에 배치될 수 있고, 이어서 고정된 내부 기어링(432)은 사출 성형에 의해 박스 본체(431) 상에 몰딩될 수 있고, 관통부(431b)는 고정된 내부 기어링(432)의 재료의 일부로 채워진다. 관통부(431b)의 배치로 인해, 고정 내부 기어링(432)은 박스 본체(431)와 단단히 연결되어 박스 본체(430)로부터 분리될 수 없어서 높은 연결 강도를 실현한다.
명백하게는, 관통부(431b)의 형상 및 개수에 대해 다양한 상이한 변형이 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 복수의 관통부(431b)는 예를 들면 드릴링에 의해 박스 몸체(431)의 원통형 주위벽을 따라 균등하게 또는 불균일하게 배열된다. 간단하게 달성될 수 있으며 배치 생산(batch production)을 용이하게 한다. 관통부(431b)의 종단면 형상은 원형으로 제한되지 않고, 직사각형, 삼각형 또는 불규칙한 형상일 수도 있다. 통상의 기술자는, 관통부(431b)를 채우는 위해 사출 성형에 의해 고정된 내부 기어링을 성형할 때 관통부(431b)가 플라스틱 재료가 관통부(431b) 내로 유동할 수 있도록 관통부(431b)가 박스 몸체(431)의 주위벽을 관통할 수 있는 한 관통부(431b)의 길이 방향 단면 형상은 임의의 형상 일 수 있음을 이해할 수 있다.
상기 구조는 간단하고 처리하기 편리하다. 또한, 상기 구조로, 고정된 내부 기어링(432)이 다른 조립구를 통해 박스 본체(431) 상에 고정되는 것을 피할 수 있고, 이에 의해 조립 효율을 크게 향상시켜 생산 비용을 감소시킨다.
도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서, 제1장착축(411)의 수는 하나 이상이고, 제1장착축(411)은 유성 캐리어(41)의 주변 방향을 따라 배열되고, 유성 기어(42)는 제1장착축(411)과 일대일 대응하여 배열된다. 구체적으로, 제1장착축(411)의 수는 하나일 수 있고, 이 경우 유성 기어(42)의 수도 하나이며, 제1장착축(411)은 유성 캐리어(41)의 축의 외주에 배열된다.
바람직하게는, 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제1장착축(411)의 수는 하나 이상(2 이상, 예컨대 2, 3, 4 ... )이며, 하나 이상의 제1장착축(411)은 유성 캐리어(41)의 주변 방향을 따라 이격되고, 유성 기어(42)의 수는 또한 제1장착축(411)의 수에 대응하는 하나 이상(2 이상, 3, 4 ...)이다. 상기 구성에 의해, 유성 기어 감속기구(40)는 보다 안정적으로 작동한다. 바람직하게는, 본 실시예에서, 제1장착축(411)의 수는 3이고, 유성 기어(42)는 제1장착축(411)과 일대일 대응하여 배열되고, 유성 기어(42)의 수는 또한 3이다.
도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 유성 기어(42)는 일대일 대응으로 제1장착축(411)에 결합된다. 작동 중에, 유성 기어(42)는 도 4에 도시된 바와 같이, 유성 기어(42)가 제1장착축(411)으로부터 분리되는 것을 방지하기 위해 고속으로 회전하고, 본 실시 예에서, 유성 캐리어(41)는 다수의 제2장착축(415) 및 다수의 제2장착축(415)과 일대일 대응으로 배치된 다수의 리브 위치(414)를 더 포함한다. 각각의 리브 위치(414)는 대응하는 제2장착축(415)의 외주를 감싸고, 제1장착축(411)과 제2장착축(415)는 서로 이격되어 있다. 유성 기어 감속 기구(40)는 커버 플레이트(412), 제1장착축(411)과 각각 정합되는 장착홀(4121) 및 커버 플레이트(412)에 배치되는 제2장착축(415)을 더 포함하고, 커버 플레이트(412)의 상부면은 리브 위치(414)의 하부면에 인접한다. 상기 구조에서, 유성 기어(42)의 상단은 유성 캐리어(41)에 의해 차단되고, 유성 기어(42)의 하단은 커버 플레이트(412)에 의해 차단되어서, 유성 기어(42)가 제1장착축(411)으로부터 분리되는 것을 방지한다. 본 실시예에서, 리브 위치(414)는 사출 성형에 의해 제2장착축(415)과 일체로 형성된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서, 전자 팽창 밸브는 밸브 니들 슬리브(80) 및 스프링(90)을 더 포함한다. 밸브 니들 슬리브(80)는 밸브 니들(20)에 결합되고, 밸브 시트(10)에 고정적으로 배치되고, 밸브 니들(20)은 밸브 니들 슬리브(80)에 이동 가능하게 배치된다. 밸브 니들 슬리브(80)는 장착 부분(81) 및 장착 부분(81)의 아래에 위치된 가이드 부분(82)을 포함하고, 계단면(83)은 장착 부분(81) 및 가이드 부분(82)의 연결 부분에 형성되고, 가이드 부분(82)은 밸브 니들(20)과 정합된다. 스프링(90)은 장착 부분(81)에 위치되고, 스프링(90)의 일 단부는 상기 밸브 니들(20)의 상부에서 돌출부(21)에 인접하고, 스프링(90)의 다른 일 단부는 계단면(83)에 인접한다. 밸브 니들(20)이 폐쇄 위치에서 개방 위치로 이동할 때, 상방향의 탄성 복원력이 스프링(90)에 의해 밸브 니들(20)로 인가된다.
구체적으로, 밸브 니들(20)을 통해 밸브 포트 부(11)를 개방할 필요가 있을 때, 나사봉(51)은 회전하여 상방으로 이동하며, 밸브 니들(20)의 상부에서의 접촉력이 감소된다. 나사봉(51)에 의해 밸브 니들(20)에 가해지는 하향력이 밸브 니들(20)에 가해지는 상향 탄성 복원력보다 작을 때, 밸브 니들(20)은 위로 이동하는 경향을 가지기 시작하고, 밸브 니들(20)이 위로 움직이는 스트로크의 크기는 나사봉(51)이 움직이는 스트로크에 의해 결정된다. 상기 구성은 간단하고, 스프링(90)은 장착 부분(81)에 의해 장착되고, 밸브 니들(20)은 가이드 부분(82)에 의해 가이드된다.
본 출원에 따른, 상기의 전자 팽창 밸브를 포함하는 냉동 시스템(미도시)이 더 제공된다. 전자 팽창 밸브는 고정밀 및 소형화와 같은 장점을 가지므로 냉동 시스템도 동일한 장점을 갖는다. 상기의 설명은 본 출원의 바람직한 실시예만을 나타내고, 본 출원을 제한하려는 것은 아니다. 통상의 기술자에게 본 출원에 대한 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있다. 본 출원의 사상 및 원리 내에서 이루어진 임의의 수정, 균등한 대체 및 개선은 본 출원의 보호 범위 내에 속해야 한다.
도면의 참조 부호는:
1 : 수용 공간 6 : 공동
10 : 밸브 시트 11 : 밸브 포트부
80 : 밸브 니들 슬리브 81 : 장착부
82 : 가이드 부분 83 : 계단면
20 : 밸브 니들 21 : 돌출부
30 : 구동 기구 31 : 코일
32 : 로터 40 : 유성 기어 감속 기구
41 : 유성 캐리어 411 : 제1장착축
412: 커버 플레이트 4121 : 장착홀
413 : 포지셔닝 홈 414 : 리브 위치
415 : 제2장착축 42 : 유성 기어
43 : 기어박스 431 : 박스 본체
432 : 고정된 내부 기어링 433 : 출력 내부 기어링
44 : 맨드릴 50 : 전달 기구
51 : 나사봉 52 : 너트
60 : 하우징 90 : 스프링
100 : 상부 프레임 110 : 진동 저감 부재

Claims (15)

  1. 공동(6) 및 상기 공동(6)에 연통되는 밸브 포트부(11)를 구비하는 밸브 시트(10);
    상기 공동(6)에 이동 가능하도록 배치되고, 개방 위치에서 상기 밸브 포트부(11)를 개방하고 폐쇄 위치에서 상기 밸브 포트부(11)를 폐쇄하도록 동작 가능한 밸브 니들(20);
    로터(32) 및 상기 로터(32)의 외주를 둘러싸는 코일(31)을 구비하는 구동 기구(30);
    유성 캐리어(41), 유성 기어(42) 및 기어박스(43)를 구비하는 유성 기어 감속 기구(40); 및
    상기 밸브 시트(10)에 고정된 너트(52) 및 상기 너트(52)의 내부 나사와 정합된 나사봉(51)을 구비하는 전달 기구(50)를 포함하고,
    상기 로터(32), 유성 캐리어(41) 및 상기 기어박스(43)는 동축으로 배치되고, 구동 기구(30)가 유성 기어 감속 기구(40)의 입력 단부로서의 기능을 하고, 상기 로터(32)는 상기 유성 캐리어(41)를 상기 로터(32)의 축을 따라 회전시키기 위해 구동하도록 상기 유성 캐리어(41)에 고정적으로 연결되고, 상기 유성 캐리어(41)는 제1장착축(411)을 구비하고, 상기 유성 기어(42)는 상기 제1장착축(411)에 결합되고, 상기 기어박스(43)는 상기 밸브 시트(10)에 고정적으로 배치되는 박스 본체(431), 상기 박스 본체(431)에 배치되는 고정된 내부 기어링(432) 및 상기 박스 본체(431)에 이동 가능하게 배치되는 출력 내부 기어링(433)을 포함하고, 상기 유성 기어(42)는 상기 박스 본체(431)로 연장되고 고정된 내부 기어링(432) 및 상기 출력 내부 기어링(433)에 맞물리고,
    상기 나사봉(51)의 제1단은 상기 출력 내부 기어링(433)에 고정적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 전자 팽창 밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 밸브 시트(10)의 상부를 덮고 상기 밸브 시트(10)에 의해 지지되는 하우징(60)을 더 포함하고,
    상기 하우징(60)은 수용 공간(1)을 구비하고, 상기 로터(32), 상기 유성 기어 감속 기구(40) 및 상기 전달 기구(50)는 상기 수용 공간(1)에 배치되고, 상기 코일(31)은 상기 하우징(60)의 외주를 둘러싸는 것을 특징으로 하는 전자 팽창 밸브.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유성 기어 감속 기구(40)는 맨드릴(44)을 더 포함하고, 상기 맨드릴(44)은 상부에서 하부까지 상부 프레임(100), 상기 유성 캐리어(41) 및 상기 나사봉(51)을 순차로 통과하고, 상기 맨드릴(44)은 상부 프레임(100), 상기 유성 캐리어(41) 및 상기 나사봉(51)과 헐거운 끼워맞춤(clearance fit) 상태에 있는 것을 특징으로 하는 전자 팽창 밸브.
  4. 제3항에 있어서,
    진동 저감 부재(110)는 진동 저감 스프링이고, 상기 진동 저감 스프링은 상기 맨드릴(44)에 결합되고, 진동 저감 스프링의 제1단부는 상부 프레임(100)의 바닥면에 인접하고, 진동 저감 스프링의 제2단부는 유성 캐리어(41)의 상부면에 인접하는 것을 특징으로 하는 전자 팽창 밸브.
  5. 제4항에 있어서,
    포지셔닝 홈(413)은 상기 유성 캐리어(41)의 상부면에 배치되고, 상기 진동 저감 스프링의 제2단부는 포지셔닝 홈(413)의 바닥에 인접하는 것을 특징으로 하는 전자 팽창 밸브.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 로터(32)는 사출 성형에 의해 상기 유성 캐리어(41)와 일체로 형성되고, 상기 나사봉(51)은 사출 성형에 의해 상기 출력 내부 기어링(433)와 일체로 형성되며; 또는
    상기 로터(32)는 사출 성형에 의해 상기 유성 캐리어(41)와 일체로 형성되거나, 상기 나사봉(51)은 사출 성형에 의해 상기 출력 내부 기어링(433)와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 팽창 밸브.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 고정된 내부 기어링(432)는 사출 성형에 의해 상기 박스 본체(431)와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 팽창 밸브.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1장착축(411)의 수는 하나 이상이고, 상기 제1장착축(411)은 상기 유성 캐리어(41)의 주위 방향을 따라 배치되고, 상기 유성 기어(42)는 상기 제1장착축(411)과 일대일 대응으로 배치되는 것을 특징으로 하는 전자 팽창 밸브.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 유성 기어 감속 기구(40)는 커버 플레이트(412)를 포함하고, 상기 커버 플레이트(412)는 장착홀(4121)을 구비하고, 상기 커버 플레이트(412)는 상기 유성 캐리어(41)의 하단부를 덮고, 제1장착축(411)의 하단부는 상기 장착홀(4121)로 삽입되는 것을 특징으로 하는 전자 팽창 밸브.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 밸브 니들(20)에 결합되고 상기 밸브 시트(10)에 고정적으로 배치되는 밸브 니들 슬리브(80); 및
    장착 부분(81)에 배치되는 스프링(90)을 더 포함하고,
    상기 밸브 니들(20)은 상기 밸브 니들 슬리브(80)에 이동 가능하도록 배치되고,
    상기 밸브 니들 슬리브(80)는 장착 부분(81) 및 장착 부분(81)의 아래에 위치된 가이드 부분(82)를 포함하고,
    계단면(83)은 장착 부분(81) 및 가이드 부분(82)의 연결 부분에 형성되고, 상기 가이드 부분(82)은 밸브 니들(20)과 정합되고,
    스프링(90)의 일 단부는 상기 밸브 니들(20)의 상부에서 돌출부(21)에 인접하고, 스프링(90)의 다른 일 단부는 계단면(83)에 인접하고,
    상기 밸브 니들(20)이 폐쇄 위치에서 개방 위치로 이동하는 경우에, 상방향의 탄성 복원력이 상기 스프링(90)에 의해 상기 밸브 니들(20)로 인가되는 것을 특징으로 하는 전자 팽창 밸브.
  11. 제1항에 있어서,
    박스 본체(431)의 일 단부에서 절곡부(431a)가 구비되고, 상기 절곡부(431a)는 상기 밸브 시트(10)에 고정적으로 연결되고; 박스 본체(431)의 다른 일 단부는 고정된 내부 기어링(432)에 고정적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 전자 팽창 밸브.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 박스 본체(431)는 상기 박스 본체를 관통하도록 연장되는 관통부(431b)를 구비하고, 상기 고정된 내부 기어링(432)은 사출 성형에 의해 박스 본체(431)에 고정되고, 상기 관통부(431b)에는 상기 고정된 내부 기어링(432)이 삽입되는 것을 특징으로 하는 전자 팽창 밸브.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 관통부(431b)의 단면은 원형, 직사각형 또는 불규칙 형상이고, 상기 관통부(431b)의 수는 하나 이상이고, 상기 박스 본체의 주위벽에 균일하게 분포되는 것을 특징으로 하는 전자 팽창 밸브.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 유성 기어 감속 기구(40)는 맨드릴(44)을 더 포함하고, 상기 맨드릴(44)은 상부에서 하부까지 상부 프레임(100), 상기 유성 캐리어(41) 및 상기 나사봉(51)을 순차로 통과하고, 상기 맨드릴(44)은 상부 프레임(100), 상기 유성 캐리어(41) 및 상기 나사봉(51)과 헐거운 끼워맞춤 상태에 있는 것을 특징으로 하는 전자 팽창 밸브.
  15. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 전자 팽창 밸브를 포함하는 냉동 시스템.
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