KR20200128568A - 전자 팽창 밸브 - Google Patents

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KR20200128568A KR1020207029022A KR20207029022A KR20200128568A KR 20200128568 A KR20200128568 A KR 20200128568A KR 1020207029022 A KR1020207029022 A KR 1020207029022A KR 20207029022 A KR20207029022 A KR 20207029022A KR 20200128568 A KR20200128568 A KR 20200128568A
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Abstract

밸브 캐비티를 형성하고 밸브 포트(101)가 구비되는 밸브 본체(10); 상기 밸브 본체(10)에 직접 또는 간접적으로 연결되는 외부 케이싱(90); 외부 나사부(44a) 및 나사 축 단차부(441)가 구비되고 외부 케이싱(90)에 직접 또는 간접적으로 접하고 연동 가능하도록 구성되는 나사 축(44)를 포함하는 로터 어셈블리(40); 밸브 본체(10)에 직접 또는 간접적으로 고정 연결되고, 상기 나사축 단차부(441)와 연동하도록 구성되는 단부 랜딩부(511)를 갖는 지지 프레임(50); 및 메일 나사부(44a)와 연동하는 피메일 나사부(60a)를 갖는 너트(61)을 포함하고, 메일 나사부(44a)와 피메일 나사부(60a)의 연동에 의해, 밸브 포트(101)에 대해 접근하거나 멀어지도록 상기 밸브 캐비티에서 축 방향 상하로 이동하도록 구성되는 코어 어셈블리(60)를 포함한다. 이러한 제품의 구조에 의하면, 지지 프레임(50)이 외부 케이싱(90)과 직, 간접적으로 연동하는 나사 축(44)와 연동함으로써, 나사 축(44)의 이동 및 로터(41)의 축 방향 이동을 제한하고, 제품의 축 방향 치수와 코일의 구동력을 감소시킨다. 그에 따라, 전자 팽창 밸브를 소형화할 수 있고, 그 제조 비용을 줄일 수 있다.

Description

전자 팽창 밸브
본 출원은 2018년 3월 23일자로 중국 특허청에 출원된 "전자 팽창 밸브"라는 명칭의 중국특허출원 제201810244337호에 대해 우선권을 주장하며, 그 전체는 본원에 참조로서 포함된다.
본 출원은 냉동 제어 기술 분야에 관한 것으로서, 특히 냉매의 유량을 조절하기 위한 전자 팽창 밸브에 관한 것이다.
도 1을 참조하면, 도 1에는 베이스(1), 밸브 본체(2) 및 하우징 어셈블리를 포함하는 통상의 전자 팽창 밸브 제품의 구조가 도시되어 있다. 베이스(1)는 밸브 본체(2)에 고정 연결되고, 베이스(1)에는 밸브 포트(11)가 구비된다. 하우징 어셈블리는 제 1 하우징(31)과 제 2 하우징(32)을 포함하고, 제 1 하우징(31)은 제 2 하우징에 고정 연결된다. 제 1 하우징(31)에는 구동부를 수용하는 제 1 내부 캐비티가 구비되고, 제 2 하우징(32)에는 감속(transmission) 부품을 수용하는 제 2 내부 캐비티가 구비된다. 구동부는 로터(41)를 포함하고, 회전축(42)은 구동부의 중심을 관통한다. 변속 부품은 기어 감속(gear reduction) 메커니즘을 포함하고, 기어 감속 메커니즘은 썬(sun) 기어, 1 단 기어, 및 2단 기어를 포함하는 다단 기어 감속 메커니즘이다. 2단 기어는 나사 로드(43)에 고정 연결되어 있다. 밸브 니들(7)은, 밸브 포트(11)를 통해 흐르는 냉매의 유량을 조절하기 위해, 나사 로드(43)와 밸브 니들(7)의 나사 결합에 의해 밸브 포트(11)에 접근하거나 밸브 포트(11)로부터 멀어지도록 구동된다. 제품의 작동 원리는 이하에 간략하게 설명된다. 전자 팽창 밸브는 펄스를 받아 구동부에 펄스를 전달하고, 로터(41)가 회전 구동되고, 회전축(42)이 로터 부품의 회전에 따라 회전하고 썬 기어를 회전 구동시키며, 변속 부품의 모든 단에서 기어의 변속을 받아, 2단 기어는 나사 로드(43)를 축 방향으로 회전 구동시키고, 밸브 니들(7)은 축 방향으로 이동하여, 나사 로드(43)와 나사 너트의 나사 결합에 의해, 밸브 포트(11)에 대해 멀어지거나 접근함으로써, 유량을 조절한다. 전자 팽창 밸브 제품은 밸브 개방의 정확성과 구동력을 향상시키기 위해 기어 감속 메커니즘을 갖도록 설계되기 때문에, 제품의 전체 크기가 증가하게 된다. 나사 로드(43)의 이동을 원주 방향의 회전으로 제한하기 위해, 나사 로드(43)는 2단 기어에 고정 연결된다. 또한, 나사 로드(43)의 상하 이동을 제한하기 위해, 2단 기어의 외주에는 베어링 부품이 고정적으로 장착되고, 베어링 부품의 상부는 스냅 링으로 제한되며, 하부는 리테이닝 링으로 제한된다. 제품의 전체 구조는 과도하게 많은 조립 부품을 가지며 조립 공정이 복잡하므로, 그 제조 비용이 증가하게 된다.
본 출원에 따르면, 전자 팽창 밸브가 제공된다. 제품의 전체적인 구조는 비교적 단순하며 나사 로드는 축 방향으로 위치 제한이 가능하다.
본 출원에서 제공되는 전자 팽창 밸브는 밸브 캐비티가 구비되는 밸브 본체; 밸브 본체에 직접 또는 간접적으로 고정 연결되는 하우징; 로터와, 메일(male) 외부 나사부 및 나사 로드 단차부가 구비되고 하우징에 직접 또는 간접적으로 접하고 연동하도록 구성되는 나사 로드를 포함하는 로터 어셈블리; 밸브 본체에 직접 또는 간접적으로 고정 연결되고, 상기 나사 로드 단차부과 연동하도록 구성되는 단부 단차면을 갖는 지지 프레임; 및 상기 외부 나사부와 연동하는 내부 나사부를 갖는 나사 너트를 포함하고, 상기 외부 나사부와 상기 내부 나사부의 나사 결합에 의해, 상기 밸브 포트에 대해 접근하거나 멀어지도록 상기 밸브 캐비티에서 축 방향 상하로 이동하도록 구성되는 코어 어셈블리를 포함한다.
본 출원에서 제공되는 전자 팽창 밸브는 배경 기술의 기어 감속 장치 및 기타 복잡한 부품들을 생략하고, 나사 로드 단차부와 지지 프레임의 연동 및 나사 로드와 하우징의 직, 간접적인 연동을 통해, 나사 로드는 축 방향 위치가 제한되며, 나사 로드와 로터는 전자 팽창 밸브가 작동하는 동안에는 항상 원주 방향의 회전을 유지한다. 제품의 전체 구조는 단순하다.
도 1은 통상의 전자 팽창 밸브의 구조를 도시하는 개략도이다;
도 2는 본 출원의 제 1 특정 실시예에 따른 전자 팽창 밸브의 개략도이다;
도 3은 본 출원에 따른 전자 팽창 밸브의 지지 프레임의 구조를 도시하는 개략도이다;
도 4는 본 출원의 제 2 특정 실시예에 따른 전자 팽창 밸브의 개략도이다;
도 5는 본 출원의 제 3 특정 실시예에 따른 전자 팽창 밸브의 개략도이다; 그리고
도 6은 본 출원의 제 4 특정 실시예에 따른 전자 팽창 밸브의 개략도이다.
당업자가 본 출원의 기술적 해결책을 더 잘 이해할 수 있도록 하기 위해, 본 출원은 도면 및 실시예를 참조하여 이하에서 더욱 상세하게 설명된다. 본원에 제공되는 실시예에 관한 설명은, 단지 본 출원에 따른 전자 팽창 밸브의 바람직한 실시예에 관한 것이고, 모든 실시예에 관한 것이 아니라는 점을 유의해야 한다. 합리적으로 개발된 다른 관련 실시예가 존재하는 경우, 해당 실시예들도 본 출원의 보호 범위에 포함되어야 한다.
도 2를 참조하면, 도 2에는 본 출원의 제 1 특정 실시예에 따른 전자 팽창 밸브의 개략도가 도시되어 있다. 전자 팽창 밸브는 밸브 본체(10)를 포함한다. 밸브 본체(10)는 실질적으로 원통형 구조를 가지며, 밸브 캐비티를 구비한다. 밸브 본체(10)에는 밸브 포트(101)가 더 구비된다. 밸브 포트(101)는 코어 어셈블리(60)와 연동한다. 또한, 전자 팽창 밸브에는 밸브 시트(20) 및 밸브 본체(10)가 구비될 수 있고, 밸브 본체(10)는 조립 시 용접에 의해 밸브 시트(20)에 고정되며, 밸브 포트(101)는 밸브 시트(20)에 구비될 수 있다. 제 1 연결 포트(100)는, 스탬핑(stamping)이나 기타 가공 방법에 의해, 밸브 본체(10)의 측벽에 구비되고, 제 2 연결 포트는 밸브 본체(10)의 하단부에 구비된다. 제 1 연결관(100)은 용접에 의해 제 1 연결구에 고정되고, 제 2 연결관(200)은 용접에 의해 제 2 연결구에 고정된다. 제 1 연결관(100)은 밸브 포트(101)를 통해 제 2 연결관(200)과 연통되고, 냉매는 제 1 연결관(100)으로부터 밸브 캐비티로 유입되어, 제 2 연결관(200)으로부터 밸브 포트(101)를 통해 흘러나오거나, 또는 냉매는 제 2 연결관(200)으로부터 밸브 캐비티로 유입되어, 밸브 포트(101)를 통해 제 1 연결관(100)으로부터 흘러나올 수 있다. 전자 팽창 밸브는 냉매에 대한 양방향 유량 조절 기능을 갖는다.
연결 시트(30)는 밸브 본체(10)의 상단부에 용접에 의해 고정된다. 연결 시트(30)는 연결 시트 본체(31), 가이드 벽(32) 및 돌출부(33)를 포함한다. 연결 시트(30)에는 가이드 홀(321)이 더 구비된다. 연결 시트 본체(31)는 밸브 캐비티에 압입 맞춤(press-fit)된 후에 용접으로 밸브 본체(10)에 고정됨으로써, 연결 시트(30) 전체가 밸브 본체(10)에 고정 장착된다. 구체적으로, 연결 시트 본체(31)의 외주 벽은 밸브 본체(10)의 내주 벽에 용접으로 고정된다. 가이드 벽(32)은 밸브 캐비티 내로 연장되고, 코어 어셈블리(60)의 적어도 일부는 가이드 홀(321)을 통해 밸브 캐비티 내로 연장될 수 있고, 가이드 홀(321)을 따라 축 방향 상하로 이동될 수 있다. 연결 시트 본체(31)에는 제 1 단차부(311)가 구비되고, 제 1 단차부(311)는 제 1 단차면(3111)을 갖는다. 돌출부(33)에는 제 2 단차부(331)가 구비되고, 하우징(90)은 용접에 의해 제 2 단차부(331)에 고정된다. 연결 시트(30)는 밸브 본체(10)와 일체화될 수 있음을 유의해야 한다. 연결 시트(30)가 밸브 본체(10)와 일체화된 경우, 하우징(90)은 밸브 본체(10)에 고정 연결될 수 있다. 하우징(90)은, 연결 시트(30)를 통해 밸브 본체(10)에 간접적으로 고정 연결될 수 있거나, 또는 밸브 본체(10)에 직접 고정 연결될 수 있다.
하우징(90) 및 연결 시트(30)는 함께 로터 캐비티를 형성한다. 로터 캐비티는 로터 어셈블리(40)를 수용한다. 로터 어셈블리(40)는 로터(41) 및 나사 로드(44)를 포함한다. 로터(41)는 전체는 실질적으로 H형 자기(magnetic) 부재이다. 로터(41)에는 로터 돌출부(411)가 구비되고, 나사 로드(44)에는 나사 로드 홈(442)이 구비되고, 로터 돌출부(411)는 나사 로드 홈(442)에 접하여 연동하고, 로터(41)는 일체로 사출 성형될 수 있다. 나사 로드(44)가 로터(41)와 일체화되어 있으므로, 로터(41)가 회전하면, 나사 로드(44)가 회전한다. 나사 로드(44)에는 나사 로드 단차부(441)와 나사 로드 장착 홀(444)이 더 구비된다. 나사 로드 단차부(441)는 지지 프레임(50)에 접하고 나사 로드 장착 홀(444)은 회전축(43)에 구비된다. 전자 팽창 밸브는 고정 시트(42)를 더 포함한다. 고정 시트(42)는 하우징(90)의 내부 캐비티 내에 완전히 압입 맞춤되어 하우징(90)에 고정 연결된다. 고정 시트(42)는 로터(41) 위에 위치하며 독립적인 부재로서 로터(41)를 방해하지 않는다. 고정 시트(42)는 가이드부(421)를 가지며, 가이드부(421)에는 회전축(43)에 결합될 수 있는 가이드 홀(4211)이 구비된다. 회전축(43)의 일단은 가이드 홀(4211)에 결합되는데, 즉 회전축(43)의 일단은 가이드 홀(4211)과 간격 맞춤(clearance fit)되어 있다. 회전축(43)의 타단은 나사 로드 장착 홀(444)에 장착되는데, 즉 회전축(43)의 타단은 나사 로드 장착 홀(44)과 간격 맞춤 또는 간섭 맞춤(interference fit)될 수 있다. 스프링 부재(80)는 회전축(43)의 외주 상에 슬리브된다. 스프링 부재(80)의 일단은 가이드부의 바닥 벽(4213)과 연동하고 접하며, 타단은 나사 로드(44)의 나사 로드 단부(443)와 연동하고 접한다. 한편, 로드(44)는, 전자 팽창 밸브가 작동하는 동안, 나사 로드 단차부(441)와 지지 프레임(50)의 단부 단차면(511)의 연동에 의해 나사 로드(44)의 축 방향 하향 이동을 제한한다. 한편, 나사 로드(44)는, 고정 시트(42), 회전축(43) 및 회전축(43)의 외주에 장착된 스프링 부재(80)를 통해 하우징과 간접적으로 연동하고 접하여 있으며, 나사 로드(44)는, 나사 로드 단부(443) 및 가이드부의 바닥 벽(4213)과 연동하고 접하는 스프링 부재(80)에 의해 축 방향 상향 이동이 방지된다. 나사 로드(44)는 전자 팽창 밸브의 작동 중엔 항상 원주 방향의 회전을 유지한다.
작동 중 스프링 부재(80)의 역할은 이하에서 간략하게 설명된다. 밸브 헤드(622)가 밸브 포트(101)에 접하고 연동할 때, 즉 밸브가 폐쇄될 때, 나사 로드(44)는 시스템에 의해 코일에 지속적으로 전달되는 펄스에 의하여 밸브 포트(101)를 폐쇄하기 위해 더 하향 이동하고, 고정 밸브 포트(101)는 밸브 헤드(622)에 반력을 가하여 밸브 니들(62)이 위로 이동할 수 있도록 하여 나사 로드 단차부(441)가 지지 프레임(50)의 단부 단차면(511)에서 분리되도록 하고, 나사 로드(44)가 축 방향 상향으로 이동하도록 하고, 나사 로드 단부(443)와 가이드부의 바닥 벽(4213) 사이에 구비된 스프링 부재(80)는 반력을 상쇄하고 나사 로드에 하향 힘을 가함으로써, 나사 로드 단차부(441)는 단차면(511)에 항상 접하고 있고, 밸브 니들(62)은 상향력이 하향력과 균형을 이룬 상태에 있도록 한다. 스프링 부재(80)의 탄성력은, 밸브 니들(622)이 상향력과 하향력이 균형이 잡힌 상태에 있고, 항상 밸브 포트(101)에 접해 있도록 하기 위해, 코일에 의해 생성되는 구동력보다 훨씬 크게 설정됨을 유의해야 한다. 밸브를 개방해야 하는 경우, 스프링 부재(80)의 단부면이 나사 로드 단부(443)의 단부면에 대해 슬라이딩 가능하기 때문에 스프링 부재(80) 자체는 자동 잠금되지 않으며, 구동력에 의해 구동되는 밸브 니들(62)은 개방 동작을 실행하기 위하여, 스프링 부재(80)의 단부면과 나사 로드 단부(443)의 단부면 사이의 작은 마찰력만 극복하면 된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 전자 팽창 밸브는 지지 프레임(50)을 더 포함한다. 지지 프레임(50)은 상부 지지 프레임(51) 및 하부 지지 프레임(52)을 포함하고, 용접에 의해 연결 시트(30)에 고정된다. 구체적으로, 하부 지지 프레임(52)의 외주 벽을 돌출부(33)의 내주 벽에 용접으로 고정시킴으로써, 지지 프레임(50) 전체가 연결 시트(30)에 고정 장착된다. 지지 프레임(50)은 연결 시트(30)를 통해 밸브 본체(10)에 고정 연결된다. 연결 시트(30)가 밸브 본체(10)와 일체화된 경우, 지지 프레임(50)은 용접에 의해 밸브 본체(10)에 직접적으로 고정된다. 지지 프레임(50)은 용접에 의해 밸브 본체(10)에 직접 또는 간접적으로 고정될 수 있다. 하부 지지 프레임(52)의 벽 부분에는, 나사 너트(61)와 연동하여, 코어 어셈블리(60)의 원주 방향 위치를 제한하고 코어 어셈블리(60)가 원주 방향으로 회전하는 것을 방지하기 위한 연동 홈(53)이 구비된다. 지지 프레임(50)에는 나사 로드(44)와 연동하는 위치 제한 홀(54)이 추가로 구비되고, 나사 로드(44)는 위치 제한 홀(54)을 관통하여 코어 어셈블리(60)와 연동한다. 상부 지지 프레임(51)은 단부 단차면(511)을 갖는다. 구체적으로, 단부 단차면(511)은 상부 지지 프레임(51)의 단부면 부분이고, 단부 단차면(511)은 나사 로드 단차부(441)와 연동하고 접하여, 나사 로드(44)가 축방향 하향으로 이동하는 것을 방지한다.
전자 팽창 밸브는 코어 어셈블리(60)를 더 포함한다. 코어 어셈블리(60)는 나사 너트(61) 및 밸브 니들(62)을 포함한다. 나사 너트(61)는 밸브 니들 캐비티(621)에 압입 맞춤되는 너트 본체(611)를 포함한다. 나사 너트(61)는 연결 시트(612)를 포함한다. 너트 본체(611)와 연결 시트(612)는 모두 금속으로 제작될 수 있다. 너트 본체와 연결 시트가 모두 금속으로 제작되는 경우, 연결 시트(612)는 용접에 의해 너트 본체(611)에 고정된다. 너트 본체(611)가 플라스틱으로 만들어지고 연결 시트가 금속으로 만들어진 경우, 연결 시트(612)는 너트 본체(611)와 일체로 사출 성형된다. 나사 너트(61) 또는 연결 시트(612)의 특정 재료는 본원에서 제한되지 않는다. 나사 너트(61)는 너트 본체(611)로부터 외측으로 연장되는 연동부(613)를 더 포함한다. 나사 너트(61)는 연결 시트(612)의 하단면을 밸브 니들(62)의 단부면 부분에 용접함으로써 밸브 니들(62)에 전체적으로 고정 연결된다. 너트 본체(611)에는 나사 로드(44)이 관통되기 위한 너트 장착 홀(614)이 구비되고, 나사 너트(61)에는 나사 로드(44)의 메일 나사부(44a)에 나사 결합되는 피메일(female) 나사부(60a)가 구비된다. 나사 로드(44)와 나사 너트(61)의 나사 결합에 의해, 나사 로드(44)의 회전은 코어 어셈블리(60)의 축 방향 상하 이동으로 변환된다. 연동부(613)은 연동 홈(53)에 스냅될 수 있으며, 지지 프레임(50)의 스냅 동작으로 인해 코어 어셈블리(60)가 전체로서 축 방향 상하로만 이동될 수 있고, 원주 방향으로 회전될 수 없다. 지지 프레임(50)은 나사 로드(44)의 축 방향 위치를 제한하는 동시에, 코어 어셈블리(60)의 원주 방향 위치를 제한한다는 점에 유의해야 한다. 밸브 니들(61)은 중공의, 실질적으로 동일한 직경의 원통형 구조를 가지며, 밸브 헤드(622) 및 밸브 니들 본체(623)를 포함한다. 밸브 헤드(622)는, 밸브 포트(101)를 통해 흐르는 냉매의 유량을 조절하기 위해, 코어 어셈블리(60)의 축 방향 상하 이동과 함께 밸브 포트(101)에 대해 접근하거나 멀어진다. 밸브 니들 본체(623)의 외벽은 가이드 벽(32)과 클리어런스 맞춤되고, 밸브 니들 본체(623)는 가이드 홀(321)을 통해 밸브 캐비티에 삽입되며. 밸브 니들 본체(623)는 가이드 벽(32)를 따라 축 방향으로 이동할 수 있다. 연결 시트(30)의 가이드 벽(32)은 밸브 니들(62)을 가이드하여, 밸브 니들(62)의 중심 축이 밸브 포트(101)의 중심 축과 동축을 유지하도록 함으로써, 작동 중 전자 팽창 밸브의 안정성과 신뢰성을 향상시킨다.
전자 팽창 밸브의 작동 중에 밸브 니들 캐비티(621), 밸브 캐비티 및 로터 캐비티의 압력 균형을 맞추기 위해 밀봉 부재(70)가 더 구비된다. 밸브가 도 1에 도시된 바와 같이 폐쇄 상태에 있을 때, 밸브 헤드(622)는 밸브 포트(101)에 접한다. 냉매가 제 2 연결관(200)로부터 밸브 본체(10)로 들어가면, 코어 어셈블리(60) 및 나사 로드(44)는 냉매로부터 일정한 압력 영향을 받는다. 밀봉 부재(70)가 구비되지 않으면, 고압 냉매가 밸브 포트(101)를 통해 직접 플러싱되어, 밸브 헤드(622)가 밸브 포트(101)에서 분리될 수 있고, 밸브를 폐쇄하지 못하고 나사 로드(44)에 일정한 충격력을 갖게 된다. 구체적으로, 밀봉 부재(70)는 개스킷, O형 고무 링 및 압착 시트를 포함한다. 밀봉 부재(70)는 O형 고무 링과 가압 시트만을 포함할 수 있다. 밀봉 부재(70)는 제 2 단차면(3111)과 하부 지지 프레임(52)의 하단부 사이에 구비된다. 개스킷 또는 O형 고무 링이 제 2 단차면(3111)에 접하고 연동하며, 가압 시트는 돌출부(30)에 압입 맞춤되어, O형 고무 링을 고정한다.
전자 팽창 밸브의 작동 원리는 다음과 같다. 로터 어셈블리(40)는 로터(41)를 구동하여 여기(excitation)에 의해 회전하고, 나사 로드(44)는 그에 따라 원주 방향으로 회전한다. 나사 로드(44)의 메일 나사부(44a)와 나사 너트(61)의 피메일 나사부(60a) 사이의 나사 결합으로 인해, 코어 어셈블리(60)가 축 방향 상하로 이동하고, 연동부(613)도 연동 그루브(53)를 따라 상하로 이동함으로써, 밸브 헤드(622)가 밸브 포트(101)에 대해 접근하거나 멀어져 밸브 포트(101)를 통해 흐르는 냉매의 유량을 조절하게 된다. 밸브 헤드(622)가 밸브 포트(101)와 연동하고 접할 때, 연동부(613)는 연동 홈(53)의 바닥면에 비교적 가깝고, 밸브 헤드(622)가 밸브 포트(101)로부터 멀어질 때, 연동부(613)는 연동 홈(53)의 상부면에 비교적 가까우며, 밸브 헤드(622)가 밸브 포트(101)로부터 가장 먼 위치에 도달하면 연동부(613)가 하부 지지 프레임(52)의 상부 벽면(521)에 접할 수 있다. 본원에서 전자 팽창 밸브는, 기어 감속 메커니즘 및 베어링과 같은, 배경 기술의 다른 복잡한 구성 요소들을 배제한다. 나사 로드(44)는, 지지 프레임(50)의 단부 단차면(511)과 나사 로드 단차부(441)의 연동을 통해서만, 축 방향 하향 이동이 제한되고, 가이드부의 바닥 벽(4213) 및 나사 로드 단부(443)와 연동하는 스프링 부재(80)를 통해서만 축 방향 상향 이동이 방지되는데, 이는 나사 로드(44) 및 로터(41)가 원주 방향으로 회전을 유지하도록 하고, 축 방향 상하로 이동할 수 없도록 하며, 제품의 전체 조립 구조를 단순화한다. 로터(41)와 나사 로드(44)는 축 방향 변위없이 항상 원주 방향으로 회전을 유지함으로써, 제품의 축 방향 크기를 줄이고 제품 전체 구조의 소형화를 촉진하여 제조 비용을 더욱 절감할 수 있게 된다. 또한, 로터(41)는 전자 팽창 밸브의 작동 중에 원주 방향으로 계속 회전하기 때문에 하우징(9)의 외주에 고정된 코일 구동 부품의 크기도 감소될 수 있다. 로터(41)의 중심 축은 코일 구동 부품의 중심 축에 대해 고정 상태를 유지하며, 이는 로터(41)의 자기력을 최대한 활용하여 작동 중에 필요한 구동력을 더욱 감소시킬 수 있다. 지지 프레임(50)의 연동부(613)와 연동 홈(53) 사이의 스냅 결합으로 인해, 나사 로드(44) 아래의 코어 어셈블리(60)는 원주 방향으로 회전될 수 없으며, 축 방향으로만 상하로 이동할 수 있다. 코일에 의해 여기된(excited) 후, 전자 팽창 밸브는 나사 로드(44)의 회전을 외부 나사부(44a)와 내부 나사의 나사 결합을 통해 가이드 벽(32)을 따라 코어 어셈블리(60)의 상하 이동으로 직접 변환한다. 나사부(60a)는 밸브 포트(101)를 통해 흐르는 냉매의 유량을 조절한다. 전자 팽창 밸브의 구조는 직동 구동 모드에 속한다. 배경 기술에 비해 작은 구동력으로도 밸브를 부드럽게 개방하고 폐쇄할 수 있고 유량의 조절 정확도를 유지할 수 있으며, 감속비를 증가시켜서 유량 조절의 정확도를 제어하고 밸브를 개방 및 폐쇄하기 위해 복잡한 기어 감속 메커니즘을 사용할 필요가 없게 된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 도 4는 본 출원의 제 2 특정 실시예에 따른 전자 팽창 밸브의 개략도이다. 제 1 실시예와 비교하여, 본 실시예는 스프링 부재(80) 없이, 고정 시트(42)의 가이드부의 가이드부 단부(4212)가 상부 벽(91)과 연동하고 접하고, 및 회전축의 회전축 단부(431)가 상부 벽(91)과 연동하고 접하며; 회전축은 상부 벽(91)과 연동하고 접하며; 고정 시트(42)는 가이드부(421)를 갖고, 가이드부(421)에는 가이드 홀(4211)이 구비되고, 회전축(43)은 가이드 홀(4211)에 구비되고, 가이드부(421)는 회전축(43)을 가이드하도록 구성되며; 회전축(43)의 일단은 가이드 홀(4211)에 구비되고, 타단은 나사 로드 장착 홀(444)에 삽입되며; 나사 로드(44)는 회전축(43) 및 고정 시트(42)를 통해 하우징(90)과 간접적으로 연동하고 접하며, 나사 로드(44)의 축 방향 상향 이동은 회전축의 회전축 단부(431) 및 가이드부의 가이드부 단부(4212)과 상부 벽(91)의 접함 및 연동에 의해 제한되고; 나사 로드(44)의 축 방향 하향 이동은 지지 프레임(50)의 단부 단차면(511)과 나사 로드 단차부(441)의 접함 및 연동에 의해 제한되어, 나사 로드(44)와 로터(41)가 전자 팽창 밸브가 작동하는 동안엔 항상 원주 방향의 회전을 유지하고, 축 방향 상하로 이동할 수 없게 된다. 다른 관련 작동 원리들은 제 1 실시예에서 구체적으로 설명되어서, 본 실시예에서 다시 반복되지 않는다.
도 5에는 본 출원의 제 3 특정 실시예에 따른 전자 팽창 밸브의 개략도가 도시되어 있다. 고정 시트(42)는 하우징(90)에 고정 연결되고, 가이드부의 가이드부 단부(4212)은 상부 벽(91)과 연동하고 접하며; 회전축(43)의 일단은 가이드 홀(4211)과 연동하고, 타단은 나사 로드 장착 홀(444)에 삽입되고, 나사 로드의 나사 로드 단부(443)는 가이드부의 바닥 벽(4213)에 접하고 연동하며, 나사 로드(44)는 고정 시트(42) 및 회전축(43)을 통해 하우징(90)과 간접적으로 연동하고 접하며, 나사 로드(44)의 축 방향 상향 이동은 나사 로드의 나사 로드 단부(443)와 가이드부의 바닥 벽(4213)의 접촉 및 연동에 의해 제한되고; 나사 로드(44)의 축 방향 하향 이동은 지지 프레임(50)의 단부 단차면(511)과 나사 로드 단차부(441)의 접촉 및 연동에 의해 제한됨으로써, 나사 로드(44)와 로터(41)가 전자 팽창 밸브가 작동하는 동안에는 항상 원주 방향의 회전을 유지하고 축 방향 상하로 이동할 수 없게 된다.
도 6에는 본 출원의 제 4 특정 실시예에 따른 전자 팽창 밸브의 개략도가 도시되어 있다. 이 실시예에서, 나사 로드(44)의 나사 로드 단부(443)는 하우징(90)의 상부 벽(91)에 접하고 연동하는데, 즉, 나사 로드(44)의 축 방향 상향 이동은 나사 로드(44)와 하우징(90)의 직접적인 접함 및 연동에 의해 제한된다. 또한, 나사 로드(44)의 축 방향 하향 이동은 지지 프레임(50)의 단부 단차면(511)과 나사 로드 단차부(441)의 접촉 및 연동에 의해 방지됨으로써, 나사 로드(44) 및 로터(41)가 항상 축 방향 상하로 이동할 수 없게 된다.
본 출원에 포함된 "위", "아래", "중간", "내부" 및 "외부"와 같은 방향 용어는 설명의 편의를 위해 도입된 것이어서, 본 출원에 포함된 구성 요소들의 순서 또는 공간적 관계의 제한으로서 해석되어서는 안된다.
본 출원에 의해 제공되는 전자 팽창 밸브의 경우, 나사 로드와 로터는 지지 프레임과 나사 로드의 연동 및 나사 로드와 하우징 구성 요소의 직, 간접적 연동에 의해 축 방향 위치가 제한됨으로써, 나사 로드와 로터는 전자 팽창 밸브가 작동하는 동안에는 항상 원주 방향의 회전을 유지하고, 축 방향 상하로 이동할 수 없으며, 나사 로드의 회전은 나사 결합을 통해 코어 어셈블리의 축방향 상하 이동으로 직접 전환된다. 전자 팽창 밸브에는 기어 감속 메커니즘 및 기타 복잡한 구성 요소가 필요하지 않으므로, 그 전체 구조가 비교적 단순하다. 로터와 나사 로드는 축 방향 이동 없이, 원주 방향의 회전을 유지하므로, 제품의 축 방향 크기가 감소된다. 또한, 하우징 외부의 구동 코일 장치의 크기도 감소되어 작은 구동력을 제공할 수 있어, 제품의 전체 구조의 소형화를 실현하고 제품의 제조 비용을 절감할 수 있다.
앞서 설명한 실시예들은 본 출원의 바람직한 실시예들일 뿐이다. 당업자에 의하여 본 출원의 원리를 벗어나지 않고 다른 개선들 및 변형들이 더 이루어질 수 있으며, 이러한 개선들 및 변형들 역시 본 출원의 보호 범위에 속하는 것으로 간주되어야 한다는 점을 유의해야 한다.

Claims (9)

  1. 밸브 캐비티 및 밸브 포트(101)가 구비되는 밸브 본체(10);
    상기 밸브 본체(10)에 직접 또는 간접적으로 고정 연결되는 하우징(90);
    로터(41)와, 외부 나사부(44a) 및 나사 로드 단차부(441)가 구비되고 상기 하우징(90)에 직접 또는 간접적으로 접하고 연동하도록 구성되는 나사 로드(44)를 포함하는 로터 어셈블리(40);
    상기 밸브 본체(10)에 직접 또는 간접적으로 고정 연결되고, 상기 나사 로드 단차부(441)과 연동하도록 구성되는 단부 단차면(511)을 갖는 지지 프레임(50); 및
    상기 외부 나사부(44a)와 연동하는 내부 나사부(60a)를 갖는 나사 너트(61)를 포함하고, 상기 외부 나사부(44a)와 상기 내부 나사부(60a)의 나사 결합에 의해, 상기 밸브 포트(101)에 대해 접근하거나 멀어지도록 상기 밸브 캐비티에서 축 방향 상하로 이동하도록 구성되는 코어 어셈블리(60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 팽창 밸브.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자 팽창 밸브는 고정 시트(42)를 포함하고,
    상기 고정 시트(42)는, 상기 하우징(90)의 내부 캐비티에 압입 맞춤되고, 가이드 홀(4211)이 구비되는 가이드부(421)를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 팽창 밸브.
  3. 제 2 항에 있어서,
    회전축(43)을 더 포함하고,
    상기 회전축(43)의 일단은 상기 가이드 홀(4211)과 연동하도록 구성되고, 상기 회전축(43)의 타단은 상기 나사 로드(44)의 나사 로드 장착 홀(444)과 연동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 팽창 밸브.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 회전축(43)의 외주에는 스프링 부재(80)가 장착되고,
    상기 스프링 부재(80)의 일단은 상기 가이드부(421)의 바닥 벽(4213)과 연동하고 접하도록 구성되고, 상기 스프링 부재(80)의 타단은 상기 나사 로드(44)의 나사 로드 단부(443)와 연동하고 접하도록 구성되며, 스프링 부재(80)의 탄성력은 코일에 의해 생성되는 구동력보다 큰 것을 특징으로 하는 전자 팽창 밸브.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 가이드부(421)의 가이드부 단부(4212)는 상기 하우징(90)의 상부 벽(91)과 연동하고 접하도록 구성되고, 상기 회전축(43)의 회전축 단부(431)는 상부 벽(91)과 연동하고 접하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 팽창 밸브.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 가이드부(421)의 가이드부 단부(4212)는 상기 하우징(90)의 상부 벽(91)과 연동하고 접하도록 구성되고, 상기 나사 로드(44)의 나사 로드 단부(443)는 상기 가이드부(421)의 가이드부 바닥 벽(4213)과 연동하고 접하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 팽창 밸브.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 나사 로드(44)의 나사 로드 단부(443)는, 상기 하우징(90)의 상부 벽(91)과 연동하고 접하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 팽창 밸브.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 프레임(50)에는 연동 홈(53) 및 위치 제한 홀(54)이 구비되어 있고,
    상기 나사 너트(61)에는 상기 연동 홈(53)과 연동하도록 구성되는 연동부(613)가 구비되는 것을 특징으로 하는 전자 팽창 밸브.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 지지 프레임(50)은 상부 지지 프레임(51) 및 하부 지지 프레임(52)을 포함하고,
    상기 상부 지지 프레임(51)에는 나사 로드 단차부(441)와 연동하고 접하도록 구성되는 단부 단차면(511)이 구비되며,
    상기 하부 지지 프레임(52)에는 상기 연동 홈(53)이 구비되고,
    상기 연동부(613)는 상기 하부 지지 프레임(52)의 상부 벽면(521)에 접하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 팽창 밸브.
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