JP2004308835A - Motor operated valve - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide wholly miniaturized profile and simplified construction and reduce manufacturing cost. <P>SOLUTION: This motor operated valve comprises a valve element 15 to be put into separation from or contact with a seat portion 12d in a valve chest only by the rotating motion of a rotating shaft 21 to be rotationally driven by a stepping motor. The valve element 15 is put into separation from or contact with to the seat portion 12d in parallel to the rotating shaft 21. A valve holder 16 is supported slidably up and down by the rotating shaft 21 and the valve element 15 is mounted on the valve holder 16. The valve holder 16 is mounted on a lifter 18 fitted concentrically with the rotating shaft 21 and slidably on the rotating shaft 21. A stopper 19 is provided on the lifter 18 for restricting the up-and-down movement of the lifter 18. The stopper 19 as coil springs wound on the lifter 18 has a slider 20 arranged between the springs for up-and-down movement with the rotation of the rotor 23. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機、冷凍機等の冷凍サイクルに組み込まれて使用される電動弁に係り、特に、ステッピングモータを構成するロータによる回転軸と、該回転軸の回転により弁座に離接する弁体とからなる電動弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の空気調和機、冷凍機等の冷凍サイクルに組み込まれて使用される電動弁は、冷媒等の流体の流量を調整する機能を有し、通常、弁室及び弁座を備えた弁本体と、弁本体の上部に固着された有底円筒状のキャンとを備えており、キャンの内側には電磁力で回転駆動されるロータが内蔵され、キャンの外部にはロータと共にステッピングモータを構成するステータが外嵌されている。
この種電動弁は従来種々提案されており、例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３に示されているようなものがある。図７はその従来の電動弁を示す縦断面図である。
【０００３】
この公知の電動弁１は、弁室２内の弁座２ｃに離接する弁体３により冷媒の通過流量を調整するブロック状の弁本体４と、該弁本体４に固着され弁体３を離接させるロ−タ５を内蔵するキャン６と、該キャン６に外嵌されロータ５を回転駆動するステータ８とを備えている。前記ロータ５とステータ８とはステッピングモータを構成している。このステッピングモータで回転駆動される弁棒の下部に同芯状に弁体３が設けられている。また、前記弁本体４の下部及び側部には、冷媒の流出入管２ａ，２ｂが弁室２に連通して連結されており、流出入管２ａ、２ｂはともに直交する方向に突出している。
【０００４】
上記キャン６は有底円筒状をしており、内部は気密状態に保たれ、ステータ８は磁性材により構成されるヨーク８ａと、このヨーク８ａにボビン８ｂを介して巻回される上下のステータコイル８ｃとから構成され、前記キャン６に外嵌する嵌合穴８ｄが形成されている。
かかる構成の電動弁においては、ロータの回転運動を弁棒に伝達し、弁棒の回転運動をネジ機構を用いて弁棒が上下動する直線運動に変換している。したがって、弁棒は回転運動と共に直線運動を行い、これに伴い弁体は弁座に接離する。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２２０７５９号公報
【０００６】
【特許文献２】特開２０００−１７０９４２号公報
【０００７】
【特許文献３】実開昭６０−１８２５７７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来から種々提案されている電動弁においては、以下に述べるような問題点がある。即ち、
従来品は、弁体がネジ機構の駆動ネジと同調して回転しながら弁座に繰り返し離接するため、その頻度に応じて弁座が磨耗するおそれが生じる不具合があった。また、弁本体形状がブロック状をなす円柱形状であるため加工が複雑となり、その加工コストが大きくなって経済性が悪くなるというおそれがある。しかも、一方側の流出入管が円柱状本体の側部から放射状に突出しているため、組立時（特にろう付け）の姿勢保持が容易ではなく、組立性・生産性に問題が生じることもある。
【０００９】
そこで、弁本体の加工コストを低くし、経済性を向上するため、例えば、黄銅材を使用した場合、キャンと接合するために継手部材を別途設ける必要が生じる。即ち、この継手部材を省くためにＴＩＧ溶接等の気密確保が可能な材質、例えば、ＳＵＳ３０４を使おうとすると、加工性が悪くなって大幅なコスト上昇となり、生産性・経済性が悪いという問題が生じる。
また、回転トルクを効率良く軸力、即ち、上下運動へ変換するためには、ネジ機構のネジのサイズをできるだけ小さくすることが有効であるが、従来品は弁体が駆動ネジと同芯状に配置されていたので、組立の都合上、弁体サイズにより駆動ネジサイズも制限されていた。即ち、大きい弁体にするためには、ネジサイズを大きくする（モータサイズ大）か、高価な高磁力マグネットを使う必要があり、このため電動弁を小型化できず、製造コストが大きくなるなどの問題があった。
【００１０】
したがって、本発明は上述の問題点に着目してなされたものであり、ステッピングモータを用いることにより弁体がシート部に接離する電動弁において、生産性・経済性に優れ、小型化が可能な電動弁を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成すべく、本発明に係る電動弁は、下記の構成を具備する。即ち、
請求項１記載の電動弁は、ステッピングモータにより回転する回転軸と、上記回転軸に駆動されて弁本体に形成されたシート部に接離する弁体とからなり、上記弁体は上記回転軸の回転運動のみにより上下動されることを特徴とする。
請求項２記載の電動弁は、請求項１記載の電動弁において、上記弁体は、上記回転軸の側方位置に配置されていることを特徴とする。
【００１２】
かかる請求項１，２記載の電動弁により、弁体がネジ機構の駆動ネジと同調して回転しながら弁座に離接することがなく、したがって、弁座が磨耗するおそれが少ないのみならず、電動弁の長さを短くすることができる。また、回転トルクを効率良く軸力、即ち、上下運動へ変換するために、ネジ機構のネジのサイズをできるだけ小さくすることができる。
【００１３】
換言すれば、従来品は弁体が駆動ネジと同芯状に配置されていたので、組立の都合上、弁体サイズにより駆動ネジサイズも制限されていた。即ち、大きい弁体にするためには、ネジサイズを大きくする（モータサイズ大）か、高磁力マグネットを使う必要があり、このため電動弁を小型化できず、製造コストが大きくなるなどの問題があったが、本発明はこれを解消した。
【００１４】
請求項３記載の電動弁は、請求項１又は請求項２記載の電動弁において、上記回転軸に支持された弁ホルダを具え、上記弁ホルダは上記弁体を具備することを特徴とする。
かかる特徴により、回転軸の位置に対して弁体の位置を、弁ホルダを用いて独立的に設定することができる。
【００１５】
請求項４記載の電動弁は、請求項３記載の電動弁において、上記弁ホルダは上記回転軸に同軸で且つ同回転軸に上下動可能に嵌合されたリフタに装着され、該リフタにはリフタの上下動を規制するストッパが設けられていることを特徴とする。
かかる特徴により、弁体及びストッパの構成が簡略化される。
【００１６】
請求項５記載の電動弁は、請求項４記載の電動弁おいて、前記ストッパは、上記弁ホルダに巻回されるコイル状のスプリングと、該コイル状のスプリング間に配置されて上記ロータの回転により上下動するスライダとからなることを特徴とする。
かかる特徴により、特にストッパの構成が簡略化されると共に、ストッパの作用が緩衝的になる。
【００１７】
請求項６記載の電動弁は、請求項３乃至請求項５のいずれかに記載の電動弁において、上記弁本体は板状部材にて構成されていることを特徴とする。
かかる特徴により、従来、弁本体の加工コストを低くし、経済性を向上するため、例えば、キャンと接合するために継手部材を別途設ける必要が生じ、この継手部材を省くためにＴＩＧ溶接等の気密確保が可能な材質を使おうとすると、加工性が悪くなって大幅なコスト上昇となり、生産性・経済性が悪いという問題が生じたが、この発明はこれを解消した。
【００１８】
請求項７記載の電動弁は、請求項６記載の電動弁において、上記弁本体は、上記シート部が形成するシート孔に連通する第１の流体流出入管と、該第１の流体流出入管とシート孔を介して連通する第２の流体流出入管とを具え、上記第１及び第２の流体流出入管はともに上記弁本体から上記回転軸の軸方向に突出して設けられていることを特徴とする。
かかる特徴により、一方側の流出入管が円柱状本体の側部から放射状に突出していることがないから、組立時の姿勢保持が容易で、組立性・生産性がよくなる。
【００１９】
【発明の実施態様】
【実施態様１】
以下、本発明の実施態様１について図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る電動弁の閉状態における縦断面図、図２は同電動弁の開状態における縦断面図、図３は弁ホルダの平面図、図４は同電動弁を構成するバネ受カップの正面図（Ａ）及び縦断面図（Ｂ）、図５は同電動弁を構成するストッパの正面図である。
【００２０】
（全体構成）
本発明の実施態様１に係る電動弁１０は、弁本体１２部と、ステータ８及びロータ２３で構成されるステッピングモータからなる回転駆動部からなる。
（弁本体１２部）
所定の厚みを有し、平面視概略円形の弁本体１２には第１流体出入孔１２ａと第２流体出入孔１２ｂとが形成され、前記第１流体出入孔１２ａには第１流出入管１１ａが連結され、第２流体出入孔１２ｂには第２流出入管１１ｂが連結される。また、第２流体出入孔１２ｂは後述のシート孔１２ｅに連通している。また、弁本体１２の上面でシート孔１２ｅの周部には、シート部１２ｄが形成される。
【００２１】
弁本体１２の中心部には、上面が凹状に形成された軸受部１２ｃが形成されると共に、該軸受部１２ｃの近傍には第２流体出入孔１２ｂが形成され、更に、該第２流体出入孔１２ｂから所定距離離れて、所定長さ（高さ）の棒状のガイド１７が立設される。また、弁本体１２の上面外周にはキャン２６が溶接されると共に、前記軸受部１２ｃには、後述の回転軸２１の下端が軸支される。また、キャン２６の上底部には、内側が凹状となるように受け凹部２６ａが上方に突出して形成され、また、前記回転軸２１の上部をブッシュ２２及びコイルバネ２４を介して支持するバネ受カップ２５が配置される。該バネ受カップ２５は、特に図４に示すように、略倒立カップ状で、その上底部には、上記受け凹部２６ａに支持されるように球面状の凸部２５ｂが形成されると共にその内部にはバネ受け段部２５ａが形成される。
【００２２】
（弁体１５）
また、前記回転軸２１の外周部には送りねじ２１ａが形成されると共に、該送りねじ２１ａにより上下に移動する円筒状のリフタ１８がねじ嵌合により同芯状に配置され、更に、該回転軸２１の上部にはブッシュ２２を介してロータ２３が固定され、ロータ２３の内部に回転軸２１が配置される。また、上記リフタ１８の下部には、カシメ用の舌片１８ａが形成され、該舌片１８ａにより、後述の弁ホルダ１６に形成された軸孔１６ｂの周縁部がカシメ固定される。かくして、弁ホルダ１６は、リフタ１８の下部にて回転軸２１の軸線方向と直交する方向に固定される。
【００２３】
上記弁ホルダ１６は、図３に示すように、平板状の板体から形成され、その中心部にはリフタ１８の下部がカシメ固定される軸孔１６ｂが形成される。また、上記弁ホルダ１６の端部には２つのガイド孔１６ａが形成される。
弁体１５は、図１，２に示すように、円柱体１５ｂとこれに連続する三角錐体１５ｃとからなり、そのテーパ部でシート部１２ｄへの当接部が形成され、前記その円柱体１５ｂの上底部にはカシメ用の舌片１５ａが形成される。そして、この舌片１５ａは弁ホルダ１６に穿設されている弁体孔１６ｃに下方から挿通され該弁体孔１６ｃの周縁部にカシメられて、弁体１５は弁ホルダ１６に固定される。
したがって、弁ホルダ１６は回転軸２１及びリフタ１８の周囲外方に延出する状態で、即ちキャン２６の横方向に配置されることになる。かくして弁体孔１６ｃに装着後の弁体１５の位置は、前記回転軸２１の側方で回転軸２１に平行する位置となる。
そして、装着後の弁ホルダ１６に対するへの弁体１５の位置は、シート孔１２ｅの直上部であることはいうまでもない。また、弁ホルダ１６の適宜個所、例えばガイド孔１６ａと軸孔１６ｂとの間にはストッパ孔１６ｄが形成される。
【００２４】
上記リフタ１８の外周には、コイル状スプリングからなるストッパ１９がリフタ１８に弾発状態で巻回される。該ストッパ１９は、図５に示すように、下部は下方に延設されて下方延設部１９ａが形成され、ストッパ孔１６ｄに挿通されると共に、上部は上方に延設されて上方延設部１９ｂが形成される。
そして、該ストッパ１９の隙間にはリフタ１８に対して例えば略一巻き半からなるスライダ２０が遊嵌されており、その一端は延設部２０ａとして外方に延設され、後述のロータ２３に形成された突条２３ａの回動軌跡内に配置される。
【００２５】
上記回転軸２１の上部にはブッシュ２２を介してロータ２３が固着されている。そして、前記ブッシュ２２の上面とバネ受カップ２５におけるバネ受け段部２５ａとの間にはコイルバネ２４が縮装されている。すなわち、弁体１５をシート部１２ｄ方向へ押さえつけている。上記キャン２６の外面にはステ−タヨーク３２を介してコイルボビン２７にロータワイヤ２９が巻回されており、該ロータワイヤ２９の外面はテープ３０で被覆されており、さらに、ステ−タカバー３３が設けられている。なお、図中符号２８は端子である。上記ロータ２３の内周面には回転軸２１と平行にスライダ２０を回転軸２１と共に回転させる突条２３ａが形成される。
【００２６】
かかる構成により、端子２８を介して通電するとロータ２３が回転し、ロータ２３と一体の回転軸２１も回転すると共にスライダ２０も回転する。この回転軸２１の回転により送りねじ２１ａを介してガイド１７により回転規制されたリフタ１８は上下動することになる。このリフタ１８の上下動によってリフタ１８に固定された弁ホルダ１６と一体の弁体１５がシート部１２ｄと離接し、シート孔１２ｅを通過する冷媒量を制御する。
かくして、弁体１５は、ロータ２３の回転による回転軸２１の回転のみにより、回転軸２１の上下動を伴なわずに上下動し、弁体１５はシート部１２ｄに接離することになる。
【００２７】
上記スライダ２０はロータ２３の回転で回転し、ストッパ１９に対して上下動することになるが、スライダ２０が図１の状態ではストッパ１９の上方延設部１９ｂに当接することで、ロータ２３の回転を停止させる。また、図２の状態では、スライダ２０はストッパ１９の最下位置まで移動し、ストッパ１９の下方延設部１９ａに当接してロータ２３の回転を停止させることになる。
【００２８】
上記実施形態１においては上記構成、即ち、電動弁１０は、ステッピングモータにより回転する回転軸２１と、該回転軸２１に駆動されて弁本体１２に形成されたシート部１２ｄに接離する弁体１５とからなり、該弁体１５は回転軸２１の回転運動のみにより上下動され、回転軸２１の側方位置に配置されているから、弁体１５が回転軸２１と同調して回転しながらシート部１２ｄに離接することがなく、シート部１２ｄが磨耗するおそれが少ないのみならず、電動弁１０の長さを短くすることができる。また、回転トルクを効率良く軸力、即ち、上下運動へ変換するために、回転軸２１のネジのサイズをできるだけ小さくすることができる。
【００２９】
換言すれば、従来品は弁体が駆動ネジと同芯状に配置されていたので、組立の都合上、弁体サイズにより駆動ネジサイズも制限されていた。即ち、大きい弁体１５にするためには、ネジサイズを大きくするか、高磁力マグネットを使う必要があり、このため電動弁を小型化できず、製造コストが大きくなるなどの問題があったが、本発明はこれを解消した。
【００３０】
また、回転軸２１に支持された弁ホルダ１６を具え、弁ホルダ１６は弁体１５を具備することで、回転軸２１の位置に対して弁体１５の位置を、弁ホルダ１６を用いて独立的に設定することができる。また、更に弁ホルダ１６は回転軸２１に同芯状で且つ同回転軸２１に上下動可能に嵌合されたリフタ１８に装着され、該リフタ１８にはリフタ１８の上下動を規制するストッパ１９が設けられていることで、弁体１５及びストッパ１９の構成が簡略化される。また、ストッパ１９はコイルスプリングで構成されていることから、そのストップ作用が緩衝的で可動部全体に衝撃的な力を作用させないことから、電動弁１０の耐久性を向上させることができる。
【００３１】
更に、上記ストッパ１９は、弁ホルダ１６に巻回されるコイル状のスプリングと、該スプリング間に配置されてロータ２３の回転により上下動するスライダ２０からなることで、ストッパ１９の構成が簡略化されると共に、その作用が緩衝的になる。
【００３２】
また、上記弁本体１２は板状部材にて構成されていることで、従来、弁本体１２の加工コストを低くし、経済性を向上するため、例えば、キャン２６と接合するために継手部材を別途設ける必要がなくなり、気密確保が容易となって、生産性・経済性が向上する。
【００３３】
また、上記弁本体１２は、シート部１２ｄが形成するシート孔１２ａに連通する第１の流体流出入管１１ａと、該第１の流体流出入管１１ａとシート孔１２ｅを介して連通する第２の流体流出入管１１ｂとを具え、上記第１及び第２の流体流出入管１１ａ，１１ｂはともに弁本体１２から回転軸２１の軸方向に突出して設けられていることで、一方側の流出入管が円柱状の弁本体１２の側部から放射状に突出していることがないから、組立時の姿勢保持が容易で、組立性・生産性がよくなる。
【００３４】
【実施態様２】
次に、実施形態２について図面を用いて説明する。図６は、実施態様２に係る電動弁１０’の閉状態における縦断面図を示している。なお、実施形態２において、実施形態１のシート部１２ｄ及び軸受部１２ｃとその形状が異なるので同一の構成部分については、図１、図２と同一符号を付すことによってその説明を省略する。実施態様２においては、回転軸２１下部を支持する軸受１３が弁本体１２とは別体で配置されているとともに、シート１４が弁本体１２とは別体の部材にて形成されている点が相違する。そして、シート１４にはテーパー状のシート孔１４ａが形成されており、弁体１５のシート１４への接離によりシート孔１４ａの断面積を可変する。
【００３５】
上記構成により、実施形態１の電動弁１０’が有する作用効果の加えて、回転軸２１との摺接部である軸受１３、及び、弁体１５との当接部であるシート１４を別体で形成したことにより、弁本体の加工を容易にすることができると共に、これらの素材を適宜選択することが可能になり、また、耐久性を向上させることができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上の説明から理解できるように、本発明によれば、電動弁の全体形状の小型化と構成の簡略化・製造コストの低廉化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施態様１に係る電動弁の閉状態における縦断面図。
【図２】同電動弁の開状態における縦断面図。
【図３】同電動弁を構成する弁ホルダの平面図。
【図４】同電動弁を構成するバネ受カップの正面図（Ａ）及び縦断面図（Ｂ）。
【図５】同電動弁を構成するストッパの正面図。
【図６】実施態様２に係る電動弁の閉状態における縦断面図。
【図７】従来技術に係る電動弁の縦断面図。
【符号の説明】
１・・電動弁（公知）
２・・弁室 ２ａ，２ｂ・・流出入管 ２ｃ・・弁座 ３・・弁体（弁棒）
４・・弁本体 ５・・ロ−タ ６・・キャン ８・・ステータ
８ａ・・ヨーク ８ｂ・・ボビン ８ｃ・・ステータコイル ８ｄ・・嵌合穴
１０，１０’・・電動弁（本発明）
１１ａ・・第１流出入管 １１ｂ・・第２流出入管
１２・・弁本体 １２ａ・・第１流体出入孔 １２ｂ・・第２流体出入孔
１２ｃ・・軸受部 １２ｄ・・シート部 １２ｅ・・シート孔
１３・・軸受 １４・・シート １４ａ・・シート孔
１５・・弁体 １５ａ・・（カシメ用の）舌片
１５ｂ・・円柱体 １５ｃ・・三角錐体
１６・・弁ホルダ １６ａ・・ガイド孔 １６ｂ・・軸孔
１６ｃ・・弁体孔 １６ｄ・・ストッパ孔
１７・・ガイド １８・・リフタ １８ａ・・（カシメ用の）舌片
１９・・ストッパ １９ａ・・下方延設部
１９ｂ・・上方延設部 ２０・・スライダ ２０ａ・・延設部
２１・・回転軸 ２１ａ・・送りねじ ２２・・ブッシュ
２３・・ロータ ２３ａ・・突条 ２４・・コイルバネ
２５・・バネ受カップ ２５ａ・・バネ受け段部 ２５ｂ・・凸部
２６・・キャン ２６ａ・・受け凹部
２７・・コイルボビン ２８・・端子 ２９・・ロータワイヤ
３０・・テープ ３２・・ステ−タヨーク ３３・・ステ−タカバー[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a motor-operated valve incorporated and used in a refrigeration cycle of an air conditioner, a refrigerator, and the like. The present invention relates to an electric valve including a valve body.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an electric valve used by being incorporated in a refrigeration cycle such as an air conditioner or a refrigerator of this type has a function of adjusting a flow rate of a fluid such as a refrigerant, and usually includes a valve chamber and a valve seat. It has a valve body and a bottomed cylindrical can fixed to the upper part of the valve body.A rotor driven by electromagnetic force is built inside the can, and a stepping motor together with the rotor is provided outside the can. Are externally fitted.
Conventionally, various types of such electric valves have been proposed, and for example, there are those disclosed in Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3. FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing the conventional motor-operated valve.
[0003]
This known motor-operated valve 1 includes a block-shaped valve body 4 that adjusts a flow rate of a refrigerant by a valve body 3 that is separated from and brought into contact with a valve seat 2c in a valve chamber 2, and a valve body 3 that is fixed to the valve body 4 and separated therefrom. A can 6 having a built-in rotor 5 to be brought into contact therewith, and a stator 8 which is fitted to the can 6 and which rotates the rotor 5 are provided. The rotor 5 and the stator 8 constitute a stepping motor. A valve element 3 is provided concentrically below the valve stem driven by the stepping motor. In addition, the lower and side portions of the valve body 4 are connected to the refrigerant outflow / inflow pipes 2a, 2b so as to communicate with the valve chamber 2, and both the outflow / inflow pipes 2a, 2b protrude in orthogonal directions.
[0004]
The can 6 has a bottomed cylindrical shape, and the inside is kept airtight. The stator 8 includes a yoke 8a made of a magnetic material, and upper and lower stators wound around the yoke 8a via bobbins 8b. And a coil 8c, and a fitting hole 8d that fits outside the can 6 is formed.
In the electric valve having such a configuration, the rotational motion of the rotor is transmitted to the valve stem, and the rotational motion of the valve stem is converted into a linear motion in which the valve stem moves up and down using a screw mechanism. Therefore, the valve stem performs a linear motion together with a rotational motion, and accordingly, the valve body comes into contact with and separates from the valve seat.
[0005]
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-220759
[Patent Document 2] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-170942
[Patent Document 3] Japanese Utility Model Publication No. Sho 60-182577
[Problems to be solved by the invention]
The above-described various conventionally proposed motor-operated valves have the following problems. That is,
The conventional product has a problem that the valve seat may be worn and worn depending on the frequency because the valve body is repeatedly brought into and out of contact with the valve seat while rotating in synchronization with the drive screw of the screw mechanism. Further, since the shape of the valve body is a cylindrical shape having a block shape, the processing is complicated, and the processing cost is increased, and the economic efficiency may be deteriorated. In addition, since the inflow / outflow pipe on one side protrudes radially from the side of the cylindrical main body, it is not easy to hold the posture at the time of assembly (particularly brazing), which may cause a problem in assemblability and productivity.
[0009]
Therefore, in order to reduce the processing cost of the valve body and improve the economic efficiency, for example, when a brass material is used, it is necessary to separately provide a joint member for joining with the can. That is, if an attempt is made to use a material capable of ensuring airtightness such as TIG welding in order to omit this joint member, for example, SUS304, the workability deteriorates, the cost increases significantly, and the productivity and economic efficiency deteriorate. Occurs.
In order to efficiently convert rotational torque to axial force, that is, vertical movement, it is effective to make the screw size of the screw mechanism as small as possible. , The size of the drive screw is limited by the size of the valve body for convenience of assembly. That is, in order to make a large valve element, it is necessary to increase the screw size (large motor size) or use an expensive high magnetic force magnet, so that the electric valve cannot be downsized and the manufacturing cost increases. There was a problem.
[0010]
Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and is excellent in productivity and economy and can be downsized in a motor-operated valve in which a valve body comes into contact with and separates from a seat portion by using a stepping motor. It is an object to provide a simple motorized valve.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a motor-operated valve according to the present invention has the following configuration. That is,
The motor-operated valve according to claim 1 includes a rotating shaft that is rotated by a stepping motor, and a valve body that is driven by the rotating shaft and comes into contact with and separates from a seat formed on a valve body. It is characterized by being moved up and down only by the rotational movement of.
According to a second aspect of the present invention, in the electric valve according to the first aspect, the valve body is disposed at a position lateral to the rotating shaft.
[0012]
With the electric valve according to the first and second aspects, the valve body does not come into contact with or separate from the valve seat while rotating in synchronization with the drive screw of the screw mechanism. The length of the motor-operated valve can be reduced. Further, the size of the screw of the screw mechanism can be reduced as much as possible in order to efficiently convert the rotational torque into an axial force, that is, a vertical movement.
[0013]
In other words, in the conventional product, since the valve body is arranged concentrically with the drive screw, the size of the drive screw is limited by the size of the valve body for convenience of assembly. In other words, in order to make the valve body large, it is necessary to increase the screw size (large motor size) or use a high magnetic force magnet, which makes it impossible to reduce the size of the motor-operated valve and increases the manufacturing cost. However, the present invention has solved this problem.
[0014]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a motor-operated valve according to the first or second aspect, further comprising a valve holder supported by the rotating shaft, wherein the valve holder includes the valve body.
With such a feature, the position of the valve body with respect to the position of the rotating shaft can be set independently using the valve holder.
[0015]
According to a fourth aspect of the present invention, in the electric valve according to the third aspect, the valve holder is mounted on a lifter which is coaxial with the rotation shaft and is fitted to the rotation shaft so as to be vertically movable. It is characterized in that a stopper for regulating the vertical movement of the lifter is provided.
With such a feature, the configurations of the valve element and the stopper are simplified.
[0016]
According to a fifth aspect of the present invention, in the electric valve according to the fourth aspect, the stopper is disposed between the coiled spring and the coiled spring wound around the valve holder. And a slider that moves up and down by rotation.
With such a feature, the structure of the stopper is particularly simplified, and the operation of the stopper is buffered.
[0017]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the electric valve according to any one of the third to fifth aspects, wherein the valve body is formed of a plate-like member.
With such a feature, conventionally, in order to reduce the processing cost of the valve body and improve the economic efficiency, for example, it is necessary to separately provide a joint member for joining with a can. If an attempt is made to use a material capable of ensuring airtightness, workability deteriorates, resulting in a significant increase in cost, and the problem of poor productivity and economic efficiency has arisen. However, the present invention has solved this problem.
[0018]
According to a seventh aspect of the present invention, in the electric valve according to the sixth aspect, the valve body includes a first fluid outflow / inflow pipe communicating with a seat hole formed by the seat portion; A second fluid inflow / outflow pipe communicating through a seat hole, wherein both the first and second fluid inflow / outflow pipes are provided so as to protrude from the valve body in the axial direction of the rotary shaft. I do.
With such a feature, the inflow / outflow pipe on one side does not protrude radially from the side of the columnar main body, so that the posture can be easily maintained during assembly, and the assemblability and productivity are improved.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a vertical sectional view of a motor-operated valve according to the present invention in a closed state, FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of the motor-operated valve in an open state, FIG. 3 is a plan view of a valve holder, and FIG. FIG. 5 is a front view of a stopper constituting the electric valve, and FIG. 5 is a front view of the spring receiving cup.
[0020]
(overall structure)
The motor-operated valve 10 according to the first embodiment of the present invention includes a valve body 12 and a rotation drive unit including a stepping motor including the stator 8 and the rotor 23.
(12 parts of valve body)
A first fluid inlet / outlet 12a and a second fluid inlet / outlet 12b are formed in the valve body 12 having a predetermined thickness and a substantially circular shape in a plan view, and a first outflow / inlet pipe 11a is formed in the first fluid inlet / outlet 12a. The second fluid inlet / outlet pipe 12b is connected to the second fluid inlet / outlet port 12b. The second fluid inlet / outlet 12b communicates with a sheet hole 12e described later. Further, a seat portion 12d is formed on the upper surface of the valve body 12 around the seat hole 12e.
[0021]
A bearing 12c having a concave upper surface is formed at the center of the valve body 12, and a second fluid inlet / outlet 12b is formed near the bearing 12c. A rod-shaped guide 17 having a predetermined length (height) is provided upright at a predetermined distance from the hole 12b. A can 26 is welded to the outer periphery of the upper surface of the valve body 12, and a lower end of a rotating shaft 21, which will be described later, is supported by the bearing 12c. A receiving recess 26 a is formed at the upper bottom of the can 26 so as to protrude upward so that the inside is concave, and a spring receiving cup for supporting the upper portion of the rotating shaft 21 via a bush 22 and a coil spring 24. 25 are arranged. As shown in FIG. 4, the spring receiving cup 25 has a substantially inverted cup shape, and a spherical convex portion 25b is formed on the upper bottom thereof so as to be supported by the receiving concave portion 26a. Is formed with a spring receiving step 25a.
[0022]
(Valve 15)
A feed screw 21a is formed on the outer periphery of the rotary shaft 21, and a cylindrical lifter 18 that moves up and down by the feed screw 21a is coaxially arranged by screw fitting. A rotor 23 is fixed to the upper part of the shaft 21 via a bush 22, and the rotating shaft 21 is disposed inside the rotor 23. A tongue piece 18a for caulking is formed below the lifter 18, and the peripheral edge of a shaft hole 16b formed in the valve holder 16 described later is caulked and fixed by the tongue piece 18a. Thus, the valve holder 16 is fixed below the lifter 18 in a direction perpendicular to the axial direction of the rotating shaft 21.
[0023]
As shown in FIG. 3, the valve holder 16 is formed of a flat plate-like body, and has a shaft hole 16b at the center thereof to which a lower portion of the lifter 18 is fixed by caulking. Further, two guide holes 16a are formed at the end of the valve holder 16.
As shown in FIGS. 1 and 2, the valve body 15 is composed of a cylindrical body 15b and a triangular pyramid 15c continuous with the cylindrical body 15b, and a tapered portion thereof forms a contact portion with the seat portion 12d. A tongue piece 15a for caulking is formed at the upper bottom of 15b. Then, the tongue piece 15a is inserted from below into a valve body hole 16c formed in the valve holder 16 and caulked around the periphery of the valve body hole 16c, so that the valve body 15 is fixed to the valve holder 16.
Therefore, the valve holder 16 is arranged in a state of extending outward around the rotation shaft 21 and the lifter 18, that is, in the lateral direction of the can 26. Thus, the position of the valve body 15 after being mounted in the valve body hole 16c is a position parallel to the rotation shaft 21 on the side of the rotation shaft 21.
It goes without saying that the position of the valve body 15 relative to the valve holder 16 after mounting is immediately above the seat hole 12e. A stopper hole 16d is formed at an appropriate position of the valve holder 16, for example, between the guide hole 16a and the shaft hole 16b.
[0024]
A stopper 19 made of a coiled spring is wound around the lifter 18 in a resilient state. As shown in FIG. 5, the stopper 19 has a lower portion extending downward to form a downward extending portion 19a, which is inserted into the stopper hole 16d, and an upper portion extending upward and extending upward. 19b is formed.
In the gap between the stoppers 19, for example, a slider 20 consisting of, for example, approximately one and a half turns is loosely fitted to the lifter 18, and one end of the slider 20 is extended outwardly as an extended portion 20a. It is arranged within the rotation locus of the formed ridge 23a.
[0025]
A rotor 23 is fixed to the upper part of the rotating shaft 21 via a bush 22. A coil spring 24 is compressed between the upper surface of the bush 22 and the spring receiving step 25a of the spring receiving cup 25. That is, the valve body 15 is pressed in the direction of the seat portion 12d. A rotor wire 29 is wound around a coil bobbin 27 via a stator yoke 32 on the outer surface of the can 26. The outer surface of the rotor wire 29 is covered with a tape 30, and a stator cover 33 is provided. I have. Note that reference numeral 28 in the figure is a terminal. On the inner peripheral surface of the rotor 23, a ridge 23a for rotating the slider 20 together with the rotating shaft 21 in parallel with the rotating shaft 21 is formed.
[0026]
With this configuration, when power is supplied through the terminal 28, the rotor 23 rotates, so that the rotating shaft 21 integrated with the rotor 23 also rotates, and the slider 20 also rotates. The lifter 18 whose rotation is restricted by the guide 17 via the feed screw 21a by the rotation of the rotating shaft 21 moves up and down. The valve body 15 integrated with the valve holder 16 fixed to the lifter 18 moves up and down with the seat portion 12d by the vertical movement of the lifter 18, and controls the amount of the refrigerant passing through the seat hole 12e.
Thus, the valve element 15 moves up and down only by the rotation of the rotary shaft 21 due to the rotation of the rotor 23 without the vertical movement of the rotary shaft 21, and the valve element 15 comes into contact with and separates from the seat portion 12d.
[0027]
The slider 20 is rotated by the rotation of the rotor 23 and moves up and down with respect to the stopper 19. However, in the state of FIG. Stop rotation. In the state shown in FIG. 2, the slider 20 moves to the lowermost position of the stopper 19 and comes into contact with the lower extension 19a of the stopper 19 to stop the rotation of the rotor 23.
[0028]
In the first embodiment, the above-described configuration, that is, the electric valve 10 is configured such that the rotating shaft 21 rotated by the stepping motor and the valve body that is driven by the rotating shaft 21 and comes into contact with and separates from the seat portion 12 d formed on the valve body 12. 15, the valve element 15 is moved up and down only by the rotational movement of the rotary shaft 21 and is disposed at a side position of the rotary shaft 21. Therefore, the valve element 15 rotates while synchronizing with the rotary shaft 21. The seat 12d is not separated from the seat 12d, so that the seat 12d is less likely to be worn and the length of the electric valve 10 can be reduced. Further, in order to efficiently convert the rotational torque into an axial force, that is, a vertical motion, the size of the screw of the rotary shaft 21 can be reduced as much as possible.
[0029]
In other words, in the conventional product, since the valve body is arranged concentrically with the drive screw, the size of the drive screw is limited by the size of the valve body for convenience of assembly. That is, in order to make the valve body 15 large, it is necessary to increase the screw size or use a high magnetic force magnet, and therefore, there is a problem that the electric valve cannot be downsized and the manufacturing cost increases. The present invention has solved this problem.
[0030]
In addition, a valve holder 16 supported on the rotating shaft 21 is provided, and the valve holder 16 is provided with the valve body 15, so that the position of the valve body 15 is independent of the position of the rotating shaft 21 using the valve holder 16. Can be set manually. Further, the valve holder 16 is mounted on a lifter 18 which is concentric with the rotation shaft 21 and is fitted to the rotation shaft 21 so as to be vertically movable, and the lifter 18 has a stopper 19 for regulating the vertical movement of the lifter 18. Is provided, the configuration of the valve body 15 and the stopper 19 is simplified. In addition, since the stopper 19 is formed of a coil spring, its stopping action is buffering and does not apply an impact force to the entire movable part, so that the durability of the electric valve 10 can be improved.
[0031]
Further, the stopper 19 is composed of a coil-shaped spring wound around the valve holder 16 and a slider 20 disposed between the springs and moved up and down by the rotation of the rotor 23, so that the configuration of the stopper 19 is simplified. And the effect becomes buffered.
[0032]
In addition, since the valve body 12 is formed of a plate-like member, conventionally, in order to reduce the processing cost of the valve body 12 and improve economical efficiency, for example, a joint member for joining with the can 26 is used. There is no need to provide a separate device, which makes it easier to secure airtightness and improves productivity and economy.
[0033]
The valve body 12 has a first fluid inflow / outflow pipe 11a communicating with a seat hole 12a formed by the seat portion 12d, and a second fluid in communication with the first fluid outflow / inflow pipe 11a via the seat hole 12e. An outflow / inflow pipe 11b is provided. The first and second fluid outflow / inflow pipes 11a and 11b are both provided so as to protrude from the valve body 12 in the axial direction of the rotary shaft 21, so that one of the outflow / inflow pipes has a cylindrical shape. Does not protrude radially from the side of the valve body 12, it is easy to hold the posture at the time of assembling, and the assemblability and productivity are improved.
[0034]
Embodiment 2
Next, a second embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 6 shows a vertical cross-sectional view of a motor-operated valve 10 'according to the second embodiment in a closed state. In the second embodiment, since the shapes are different from those of the seat portion 12d and the bearing portion 12c of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals as those in FIGS. The second embodiment is different from the second embodiment in that the bearing 13 supporting the lower part of the rotary shaft 21 is arranged separately from the valve body 12 and the seat 14 is formed as a member separate from the valve body 12. Different. The seat 14 is formed with a tapered seat hole 14a, and the cross-sectional area of the seat hole 14a is changed by the contact and separation of the valve body 15 with the seat 14.
[0035]
With the above configuration, in addition to the operation and effect of the motor-operated valve 10 ′ of the first embodiment, the bearing 13, which is in sliding contact with the rotating shaft 21, and the seat 14, which is in contact with the valve element 15, are provided separately. By forming the valve body, the processing of the valve body can be facilitated, and these materials can be appropriately selected, and the durability can be improved.
[0036]
【The invention's effect】
As can be understood from the above description, according to the present invention, it is possible to realize the miniaturization of the overall shape of the motor-operated valve, the simplification of the configuration, and the reduction of the manufacturing cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a motor-operated valve according to a first embodiment of the present invention in a closed state.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the electric valve in an open state.
FIG. 3 is a plan view of a valve holder that constitutes the electric valve.
FIG. 4 is a front view (A) and a vertical cross-sectional view (B) of a spring receiving cup constituting the electric valve.
FIG. 5 is a front view of a stopper constituting the electric valve.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a motor-operated valve according to a second embodiment in a closed state.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a motor-operated valve according to the related art.
[Explanation of symbols]
1..Electric valve (known)
2 ··· Valve 2a, 2b ··· Outflow / inlet pipe 2c ··· Valve seat 3 ··· Valve (valve stem)
4. Valve body 5. Rotor 6. Can 8. Stator 8a. Yoke 8b. Bobbin 8c .. Stator coil 8d .. Fitting holes 10, 10 '.. Electric valve (this invention)
11a 1st outflow / inflow pipe 11b 2nd outflow / inflow pipe 12 valve body 12a 1st fluid outflow / inlet hole 12b 2nd fluid outflow / inlet hole 12c bearing part 12d seat part 12e seat hole 13, bearing 14, seat 14a, seat hole 15, valve body 15a, tongue piece 15b (for caulking), cylindrical body 15c, triangular pyramid 16, valve holder 16a, guide hole 16b ··· Shaft hole 16c ··· Valve hole 16d ··· Stopper hole 17 ··· Guide 18 ··· Lifter 18a ··· Tongue 19 (for crimping) ··· Stopper 19a ··· Lower extension 19b ··· Extension Part 20 Slider 20a Extension 21 Rotary shaft 21a Feed screw 22 Bush 23 Rotor 23a Projection 24 Coil spring 25 Spring receiving cup 25a Spring receiving step Part 25b Part 26 .. canceller 26a ... receiving recess 27 ... coil bobbin 28 · terminals 29 · Rotawaiya 30 .. tape 32 · stearyl - Tayoku 33 ... stearyl - Takaba

Claims (7)

ステッピングモータにより回転する回転軸と、上記回転軸に駆動されて弁本体に形成されたシート部に接離する弁体とからなり、上記弁体は上記回転軸の回転運動のみにより上下動されることを特徴とする電動弁。It comprises a rotating shaft that is rotated by a stepping motor, and a valve body that is driven by the rotating shaft and comes into contact with and separates from a seat portion formed on the valve body. The valve body is moved up and down only by the rotational motion of the rotating shaft. An electric valve characterized by the above. 上記弁体は、上記回転軸の側方位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の電動弁。The motor-operated valve according to claim 1, wherein the valve element is disposed at a position lateral to the rotation shaft. 上記回転軸に支持された弁ホルダを具え、該弁ホルダは上記弁体を具備することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電動弁。The motor-operated valve according to claim 1, further comprising a valve holder supported on the rotating shaft, wherein the valve holder includes the valve body. 上記弁ホルダは、上記回転軸に同軸で且つ同回転軸に上下動可能に嵌合されたリフタに装着され、該リフタにはリフタの上下動を規制するストッパが設けられていることを特徴とする請求項３記載の電動弁。The valve holder is mounted on a lifter which is coaxial with the rotation shaft and is vertically movably fitted to the rotation shaft, and the lifter is provided with a stopper for restricting vertical movement of the lifter. The motor-operated valve according to claim 3, wherein 前記ストッパは、上記弁ホルダに巻回されるコイル状のスプリングと、該コイル状のスプリング間に配置されて上記ロータの回転により上下動するスライダとからなることを特徴とする請求項４記載の電動弁。5. The stopper according to claim 4, wherein the stopper comprises a coil spring wound around the valve holder, and a slider disposed between the coil springs and moved up and down by rotation of the rotor. Electric valve. 上記弁本体は、板状部材にて構成されていることを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれかに記載の電動弁。The motor-operated valve according to any one of claims 3 to 5, wherein the valve body is formed of a plate-shaped member. 上記弁本体は、上記シート部が形成するシート孔に連通する第１の流体流出入管と、該第１の流体流出入管とシート孔を介して連通する第２の流体流出入管とを具え、上記第１及び第２の流体流出入管は、ともに上記弁本体から上記回転軸の軸方向に突出して設けられていることを特徴とする請求項６記載の電動弁。The valve body includes a first fluid inflow / outflow pipe communicating with a seat hole formed by the seat portion, and a second fluid inflow / outflow pipe communicating with the first fluid outflow / inlet pipe via the seat hole. The motor-operated valve according to claim 6, wherein both the first and second fluid outflow / inflow pipes are provided so as to protrude from the valve body in the axial direction of the rotation shaft.

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