JP4615986B2 - Valve device - Google Patents
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Description
この発明は、弁装置および冷凍サイクル装置に関し、特に、全閉機能を有し、冷凍サイクル装置の膨張弁等として用いられる弁装置に関するものである。 This invention relates to a valve device and a refrigeration cycle apparatus, in particular, it has a fully closed function, but about the BenSo location used as an expansion valve or the like of the refrigeration cycle apparatus.
冷凍サイクル装置の膨張弁等として用いられる電動式コントロールバルブとして、雄ねじ部材と雌ねじ部材とのねじ係合による送りねじ機構を含み、送りねじ機構を電動モータによって回転駆動し、送りねじ機構によって回転運動を弁リフト方向の直線運動に変換し、当該直線運動によって弁体を弁リフト方向に移動させて流量制御を行う電動式コントロールバルブが知られている(例えば、特許文献1、2、3)。
As an electric control valve used as an expansion valve of a refrigeration cycle device, etc., it includes a feed screw mechanism by screw engagement between a male screw member and a female screw member. There is known an electric control valve that converts the flow into a linear motion in the valve lift direction and moves the valve body in the valve lift direction by the linear motion to control the flow rate (for example,
冷凍サイクル装置の膨張弁は、絞り作用によって冷媒の断熱膨張を行うことを意図しているから、膨張弁として用いられる電動式コントロールバルブ等には、冷媒の流量を完全に遮断する全閉状態を取るように設計されていないものがあり、また、全閉するように設計されたものであっても、弁の閉止性が不充分な場合がある。 Since the expansion valve of the refrigeration cycle apparatus is intended to perform adiabatic expansion of the refrigerant by a throttling action, an electrically operated control valve used as an expansion valve has a fully closed state that completely blocks the refrigerant flow rate. Some of them are not designed to take, and even those designed to be fully closed may have insufficient valve closing performance.
このため、一台の共通室外機に対して複数台の室内機が並列に接続されているようなマルチタイプの空気調和装置や冷凍・冷蔵ショーケース等において、一部の室内機の運転を休止させるような場合には、その室内機の冷媒の流れを完全に止めるべく、膨張弁とは別に、電磁開閉弁を膨張弁の高圧側に直列に接続する必要が生じる。 For this reason, the operation of some indoor units is suspended in multi-type air conditioners and refrigeration / refrigeration showcases where multiple indoor units are connected in parallel to one common outdoor unit. In such a case, an electromagnetic on-off valve needs to be connected in series to the high pressure side of the expansion valve separately from the expansion valve in order to completely stop the refrigerant flow in the indoor unit.
このことに対して、弁体に、流量制御を行う流量調整部とは別に、弾性材製のパッキンを取り付け、弁ポートの周りに設けられている環状弁座面にパッキンが着座することにより、全閉状態となる閉鎖機能を有する膨張弁が提案されている(例えば、特許文献4)。 On the other hand, by attaching a packing made of an elastic material to the valve body separately from the flow rate adjusting unit for controlling the flow rate, and by seating the packing on the annular valve seat surface provided around the valve port, An expansion valve having a closing function that is in a fully closed state has been proposed (for example, Patent Document 4).
弾性材製のパッキンを環状弁座面に面接触させてシーリングを行う面シール構造の場合、高い耐弁漏れ性を得るためには、パッキンを環状弁座面に押し付ける弁閉力を相当高くしたり、弾性変形し易い軟らかいゴム製のパッキンを使うなどしなくしてならない。このため、弁駆動負荷が増大したり、耐久性に問題が生じたりする。 In the case of a face seal structure in which sealing is performed by bringing an elastic packing into contact with the annular valve seat surface, in order to obtain high valve leakage resistance, the valve closing force that presses the packing against the annular valve seat surface is considerably increased. Or use a soft rubber packing that is easily elastically deformed. For this reason, a valve drive load increases and a problem arises in durability.
なお、各種の弁装置において、全閉時の気密シールを行うために、弁体あるいは弁座側に、Oリングやゴム状弾性材製のパッキンを設けることは、種々行われている(例えば、特許文献5、6、7、8、9)。
この発明が解決しようとする課題は、弁閉力を高くしたり、軟らかいゴム製のパッキン
を使うことなく、高い耐弁漏れ性を耐久性よく得ることである。
The problem to be solved by the present invention is to obtain high valve leakage resistance with high durability without increasing the valve closing force or using a soft rubber packing.
この発明による弁装置は、弁ハウジング内に弁体が直線移動可能に設けられ、前記弁体は、その直線移動位置に応じて弁ポートの実効開口面積を変化させる流量調整部を含み、定量的な流量制御を行う弁装置において、前記弁体の前記流量調整部を除く部分の外周部に、ストレート円筒部を含む弾性材製のカップ状部材が固定装着され、前記弁ハウジング側には底部に前記弁ポートが開口しているボア部が形成されており、前記弁体の直線移動によって前記カップ状部材の前記ストレート円筒部の外周面が前記ボア部の内周面に摺接することにより全閉状態になる。 In the valve device according to the present invention, a valve body is provided in a valve housing so as to be linearly movable. The valve body includes a flow rate adjusting unit that changes an effective opening area of the valve port according to the linear movement position, and is quantitative. In the valve device that performs a proper flow control, a cup-shaped member made of an elastic material including a straight cylindrical portion is fixedly attached to the outer peripheral portion of the valve body excluding the flow rate adjusting portion, and the valve housing side has a bottom portion on the valve housing side. A bore portion in which the valve port is open is formed, and the outer peripheral surface of the straight cylindrical portion of the cup-shaped member is brought into sliding contact with the inner peripheral surface of the bore portion by linear movement of the valve body. It becomes a state.
この発明による弁装置は、 前記ストレート円筒部の内側には、該ストレート円筒部を拡径方向に付勢する板ばねが設けられている。 In the valve device according to the present invention, a leaf spring for urging the straight cylindrical portion in the diameter increasing direction is provided inside the straight cylindrical portion.
弁体の流量調整部を除く部分の外周部に設けられたカップ状部材に設けられたストレート円筒部の外周面が、弁ハウジング側に形成されたボア部の内周面に摺接することにより全閉状態になるものでも、圧力差による押付力がカップ状部材のストレート円筒部に作用し、ストレート円筒部がボア部内周面に押し付けられることにより、弁閉力を高くしたり、軟らかいゴム製のパッキンを使うことなく、高い耐弁漏れ性を耐久性よく得ることができる。
When the outer peripheral surface of the straight cylindrical portion provided in the cup-shaped member provided on the outer peripheral portion of the valve body excluding the flow rate adjusting portion is in sliding contact with the inner peripheral surface of the bore portion formed on the valve housing side. be comprised in the closed state, acts on the straight cylindrical portion of the pressing force is cup-shaped member by the pressure difference, the straight cylindrical portion by being pressed against the bore inner peripheral surface, to increase the valve closing force or softer rubber High valve leakage resistance can be obtained with good durability without using packing.
この発明による弁装置の参考例1を、図1〜図3を参照して説明する。 Reference Example 1 of the valve device according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図1に示されているように、参考例1による弁装置は、カップ状の金属製あるいは合成樹脂製の弁ハウジング10を有する。弁ハウジング10は、弁室11と、弁室11の下底部に開口形成された丸穴形状の弁ポート12と、横継手13を接続され弁室11に直接連通する入口ポート14と、下継手15を接続され弁ポート12を経て弁室11に連通する出口ポート16とを有する。
As shown in FIG. 1, the valve device according to the reference example 1 has a cup-
弁室11には金属製あるいは合成樹脂製の弁体17が配置されている。弁体17は下側が円錐形をした流量調整部(ニードル弁部)18を有する。弁体17は上基部17Aにて円筒状の弁支持筒体19と固定連結されている。
A
弁ハウジング10の上部には取付板20によって固定支持部材(雌ねじ部材)21が固定されている。弁支持筒体19は、固定支持部材21に形成されているガイド孔22に軸線方向(上下方向)、つまり弁リフト方向に摺動可能に嵌合し、弁体17を弁ハウジング10に固定された固定支持部材21に対して弁リフト方向に直線移動可能に支持する役割を果たしている。
A fixed support member (female screw member) 21 is fixed to the upper portion of the
この支持構造により、弁体17は、弁リフト方向への直線移動によって流量調整部18が弁ポート12に出入可能に進入することにより、弁リフト方向の直線移動位置に応じて弁ポート12の実効開口面積を増減し、定量的な流量制御を行う。
With this support structure, the
弁体17には、その流量調整部18の根もと部の周りに、シール部材として、かしめ保護リング部材23を介してゴム状弾性材製の円環状のパッキン24が同心にかしめ装着されている。図2に示されているように、パッキン24の平らな下底面が、弁ポート12の周りに同心に形成されている平らな円環状弁座面25に着座する円環状着座面26をなしている。円環状着座面26が円環状弁座面25に着座することにより、弁ポート12を閉
じる(閉塞する)全閉状態になる。
An
パッキン24を構成するゴム状弾性材は、ゴム状弾性を示す材料であり、ゴムあるいはゴム類似物質を指す。パッキン24に適したゴム状弾性体としては、加硫ゴム、シリコンゴム(Q)、ウレタンゴム(U)、フッ素ゴム(FKM)、エチレンプロピレン共重合体系エラストマ(EPM)等が挙げられる。また、ゴムに限らずPTFE、PFA、ナイロン(登録商標)、PPS、PEEK等の樹脂材でもよい。
The rubber-like elastic material constituting the
弁ハウジング10の円環状弁座面25には、弁ポート12と同心に、円環状溝27が形成されている。円環状溝27は、図3に示されているように、本参考例ではV形溝になっており、その最大開口幅は0.1〜1.0mm程度、最大深さは0.1〜1.0mm程度でよい。
An
本参考例では、円環状着座面26の全体と、円環状弁座面25の円環状溝27の部分を除く部分とが、互いに面接触する平らな環状面をなす。
In the present reference example , the entire
図1に示されているように、弁支持筒体19は、雄ねじ軸28(雄ねじ部材)の下フランジ部28Aを、弁支持筒体19の上部円環リップ部19Aと、弁支持筒体19内に配置されて圧縮コイルばね29によって付勢された押圧部材30とで、高滑性ワッシャ31を介してスラスト方向(弁リフト方向)に挟み込んだ形態で、雄ねじ軸28と相対回転可能に連結され、雄ねじ軸28と共に弁リフト方向に移動する。
As shown in FIG. 1, the
雄ねじ軸28は雄ねじ部32を有している。雄ねじ部32は固定支持部材21に形成された雌ねじ部33にねじ係合している。このねじ係合により、雄ねじ軸28は、回転に伴って軸線方向、つまり、弁リフト方向に移動する。
The
この雄ねじ部32と雌ねじ部33とのねじ係合によって送りねじ機構が構成され、送りねじ機構は、雄ねじ軸28の回転運動を同部材の弁リフト方向に直線運動に変換する。
The feed screw mechanism is configured by the screw engagement between the
弁ハウジング10の上部にはステッピングモータ40のキャン状のロータケース41が溶接等によって気密に固定されている。ロータケース41内には、外周面部42Aを多極着磁されたロータ42が回転可能に設けられている。ロータ42には雄ねじ軸28の上端部28Bが固定連結されている。
A can-
ロータケース41の外側には、ステータコイルユニット43が差し込み装着されている。ステータコイルユニット43は、詳細を図示されていないが、ステッピングモータ用のものとして、内部に、磁極歯、巻線部、電気配線部を有する周知の気密モールド構造のものである。
A
ロータケース41内には、ロータケース41の天井部より垂下固定されたガイド支持軸44、ガイド支持軸44の外周部に装着された螺旋ガイド線体45、ガイド支持軸44の上端部に形成された固定ストッパ部46、螺旋ガイド線体45に螺合した可動ストッパ部材47、可動ストッパ部材47と係合してこれを蹴り回すロータ42の突起部48があり、これらによって、弁開あるいは弁閉のストッパが構成されている。
In the
ステッピングモータ40は、ロータ42によって雄ねじ軸28を回転駆動し、回転に伴う雄ねじ軸28の軸線方向移動によって弁支持筒体19と共に弁体17を弁リフト方向に直線移動させる。これにより、弁体17の流量調整部18の弁ポート12に対する軸線方向位置(弁リフト方向の直線移動位置)が変わり、その軸線方向位置に応じて弁ポート12の実効開口面積が増減し、定量的な流量制御が行われる。
The stepping
弁体17の弁リフト方向の降下移動により、弁ポート12の実効開口面積が徐々に低減し、これに応じて弁ポート12を流れる流体の流量が徐々に低減する。弁体17が弁リフト方向に所定量降下移動すると、パッキン24による円環状着座面26が円環状弁座面25に着座する。円環状着座面26が円環状弁座面25に着座した後も、引き続き、雄ねじ軸28が弁リフト方向に降下移動すると、圧縮コイルばね29が撓み、それによるばね力によって、図2に示されているように、パッキン24の円環状着座面26が弁ポート12の周りの円環状弁座面25に押し付けられるようになる。これにより、弁ポート12が閉塞される全閉状態になる。
Due to the downward movement of the
このようにして、パッキン24の円環状着座面26が円環状弁座面25に押し付けられると、図3に示されているように、パッキン24が、符号24Aによって示されているように、円環状溝27に局部的に喰い込むように(はまり込むように)弾性変形する。
In this way, when the
これにより、円環状着座面26と円環状弁座面25の大部分が互いに面接触した状態で、更に、円環状溝27に対するパッキン24の局部的な喰込み部24Aによって、この周辺部で高いシール圧(密着度)が得られるようになる。
As a result, the
このことにより、単純な面シール構造である場合に比して、弁閉力を高くしたり、軟らかいゴム製のパッキンを使うことなく、高い耐弁漏れ性が耐久性よく得られるようになる。また、局部的な喰込み部24Aによって、円環状弁座面25と円環状着座面26との境界面がラビリンス状になり、ラビリンスシール効果も期待でき、全体として、弁漏れ量を低減することができる。
This makes it possible to obtain a high valve leakage resistance with high durability without increasing the valve closing force or using a soft rubber packing as compared with a simple face seal structure. Moreover, the boundary surface between the annular
また、円環状着座面26と円環状弁座面25との面接触と、パッキン24の円環状溝27への局部的な喰い込みとの組み合わせで、シールが行われるから、細かい異物等によってパッキン24の円環状着座面26が傷付いても、シール部の内側と外側とが連通するシール不良が生じ難くなり、シール部の耐異物性も向上する。
Further, since sealing is performed by a combination of surface contact between the
ゴムパッキンの局部的な喰い込みは、パッキン接触面側に突条を設け、突条がゴムパッキンを局部的に弾性変形させてゴムパッキン内に入り込むようにすることでも得られるが、この場合には、突条によってゴムパッキンのシール面が相手面より浮き上がる可能性があり、面接触状態を得る信頼性が低下することになる。 Local biting of the rubber packing can also be obtained by providing a ridge on the packing contact surface side, and the ridge elastically deforms the rubber packing locally so that it enters the rubber packing. In this case, the seal surface of the rubber packing may be lifted from the mating surface due to the protrusions, and the reliability of obtaining a surface contact state is lowered.
このことに対して、本参考例のように、パッキン24が円環状溝27に局部的に喰い込むものでは、円環状着座面26と円環状弁座面25とが面接触したのちに、はじめて喰い込が生じるので、面接触状態を得る信頼性が低下することがない。
On the other hand, in the case where the packing 24 locally bites into the
なお、円環状弁座面25の円環状溝27は、図4に示されているように、径方向に所定の間隔をおいて複数個、同心形成されていもよい。この場合には、円環状溝27に対するパッキン24の局部的な喰込み部24Aの個数が径方向に増え、より一層高い耐弁漏れ性が得られ、同時にラビリンスシール効果も向上する。
As shown in FIG. 4, a plurality of
つぎに、この発明による弁装置の参考例2を、図5、図6を参照して説明する。なお、図5、図6において、図1、図2に対応する部分は、図1、図2に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。 Next, Reference Example 2 of the valve device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and FIG. 6, parts corresponding to those in FIG. 1 and FIG. 2 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1 and FIG.
参考例2による弁装置では、図5に示されているように、弁ポート12が、シール部材として、かしめ保護リング部材36を介して弁ハウジング10にかしめ装着されたゴム状弾性体製のパッキン(弁座部材)35により画定され、その上面が、図6に示されてい
るように、弁ポート12の周りに同心に形成されている平らな円環状弁座面37になっている。
In the valve device according to the reference example 2, as shown in FIG. 5, a rubber elastic packing in which the
パッキン35を構成するゴム状弾性材も、ゴム状弾性を示す材料であり、ゴムあるいはゴム類似物質を指す。パッキン35に適したゴム状弾性体としては、加硫ゴム、シリコンゴム(Q)、ウレタンゴム(U)、フッ素ゴム(FKM)、エチレンプロピレン共重合体系エラストマ(EPM)等が挙げられる。また、ゴムに限らずPTFE、PFA、ナイロン(登録商標)、PPS、PEEK等の樹脂材でもよい。 The rubber-like elastic material constituting the packing 35 is also a material exhibiting rubber-like elasticity and refers to rubber or a rubber-like substance. Examples of rubber-like elastic bodies suitable for the packing 35 include vulcanized rubber, silicon rubber (Q), urethane rubber (U), fluororubber (FKM), and ethylene propylene copolymer elastomer (EPM). Further, not limited to rubber, resin materials such as PTFE, PFA, nylon (registered trademark), PPS, and PEEK may be used.
弁体17には、その流量調整部18の根もと部の周りに、円環状弁座面37と相対向する円環状着座面34が形成されている。円環状着座面34が円環状弁座面37に着座することにより、弁ポート12を閉じる(閉塞する)全閉状態になる。
An
弁体17の円環状着座面34には、弁ポート12と同心位置に、円環状溝38が形成されている。円環状溝38も本参考例ではV形溝になっており、その最大開口幅は0.1〜1.0mm程度、最大深さは0.1〜1.0mm程度でよい。
An
本参考例では、円環状弁座面37の全体と、円環状着座面34の円環状溝38の部分を除く部分とが、互いに面接触する平らな環状面をなす。
In the present reference example , the entire annular
本参考例でも、ステッピングモータ40は、ロータ42によって雄ねじ軸28を回転駆動し、回転に伴う雄ねじ軸28の軸線方向移動によって弁支持筒体19と共に弁体17を弁リフト方向に直線移動させる。これにより、弁体17の流量調整部18の弁ポート12に対する軸線方向位置(弁リフト方向の直線移動位置)が変わり、その軸線方向位置に応じて弁ポート12の実効開口面積が増減し、定量的な流量制御が行われる。
Also in this reference example , the stepping
弁体17の弁リフト方向の降下移動により、弁ポート12の実効開口面積が徐々に低減し、これに応じて弁ポート12を流れる流体の流量が徐々に低減する。弁体17が弁リフト方向に所定量降下移動すると、弁体17の円環状着座面34がパッキン35の弁ポート12の周りの円環状弁座面37に着座する。円環状着座面34が円環状弁座面37に着座した後も、引き続き、雄ねじ軸28が弁リフト方向に降下移動すると、圧縮コイルばね29が撓み、それによるばね力によって円環状着座面34が円環状弁座面37に押し付けられるようになる。これにより、弁ポート12が閉塞される全閉状態になる。
Due to the downward movement of the
このようにして、円環状着座面34が円環状弁座面37に押し付けられると、参考例1と同様に、パッキン35が円環状溝38に局部的に喰い込むように(はまり込むように)弾性変形する。
In this way, when the
これにより、円環状着座面34と円環状弁座面37の大部分が互いに面接触した状態で、更に、円環状溝38に対するパッキン35の局部的な喰込み部によって、この周辺部で高いシール圧(密着度)が得られるようになる。
As a result, in a state where most of the
このことにより、本参考例でも、単純な面シール構造である場合に比して、弁閉力を高くしたり、軟らかいゴム製のパッキンを使うことなく、高い耐弁漏れ性が耐久性よく得られるようになる。また、円環状溝38に対するパッキン35の局部的な喰込み部によって、円環状弁座面37と円環状着座面34との境界面がラビリンス状になり、ラビリンスシール効果も期待でき、全 体として、弁漏れ量を低減することができる。
As a result, even in this reference example , high valve leakage resistance can be obtained with good durability without increasing the valve closing force or using soft rubber packing, compared to the case of a simple face seal structure. Be able to. Further, the local biting portion of the packing 35 with respect to the
また、円環状着座面34と円環状弁座面37との面接触と、パッキン35の円環状溝38への局部的な喰い込みとの組み合わせで、シールが行われるから、細かい異物等によっ
てパッキン35の円環状弁座面37が傷付いても、シール部の内側と外側とが連通するシール不良が生じ難くなり、シール部の耐異物性も向上する。
Further, since sealing is performed by a combination of surface contact between the
本参考例でも、パッキン35が円環状溝38に局部的に喰い込むものでは、円環状着座面34と円環状弁座面37とが面接触したのちに、はじめて喰い込みが生じるので、面接触状態を得る信頼性が低下することがない。
Also in this reference example , in the case where the packing 35 bites into the
つぎに、この発明による弁装置の参考例3を、図7、図8を参照して説明する。なお、図7、図8において、図1、図2に対応する部分は、図1、図2に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。 Next, Reference Example 3 of the valve device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8, parts corresponding to those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2, and description thereof is omitted.
参考例3による弁装置では、図7に示されているように、弁体17の流量調整部18の根もと部の周りに、シール部材として、ゴム弾性体製のパッキン51がインサート成形されている。パッキン51は、図8に示されているように、円環状の平らな下底面部を有し、この下底面部が、弁ポート12の周りに同心に形成されている平らな円環状弁座面25に着座する円環状着座面52をなしている。円環状着座面52が円環状弁座面25に着座することにより、弁ポート12を閉じる(閉塞する)全閉状態になる。
In the valve device according to the reference example 3, as shown in FIG. 7, a rubber elastic packing 51 is insert-molded as a seal member around the base of the flow
パッキン51を構成するゴム状弾性材も、ゴム状弾性を示す材料であり、ゴムあるいはゴム類似物質を指す。パッキン51に適したゴム状弾性体としては、加硫ゴム、シリコンゴム(Q)、ウレタンゴム(U)、フッ素ゴム(FKM)、エチレンプロピレン共重合体系エラストマ(EPM)等が挙げられる。また、ゴムに限らずPTFE、PFA、ナイロン(登録商標)、PPS、PEEK等の樹脂材でもよい。 The rubber-like elastic material constituting the packing 51 is also a material exhibiting rubber-like elasticity, and refers to rubber or a rubber-like substance. Examples of rubber-like elastic bodies suitable for the packing 51 include vulcanized rubber, silicon rubber (Q), urethane rubber (U), fluoro rubber (FKM), and ethylene propylene copolymer elastomer (EPM). Further, not limited to rubber, resin materials such as PTFE, PFA, nylon (registered trademark), PPS, and PEEK may be used.
弁ハウジング10の円環状弁座面25には、参考例1と同様に、弁ポート12と同心に、円環状溝27が形成されている。
In the annular
本参考例でも、ステッピングモータ40は、ロータ42によって雄ねじ軸28を回転駆動し、回転に伴う雄ねじ軸28の軸線方向移動によって弁支持筒体19と共に弁体17を弁リフト方向に直線移動させる。これにより、弁体17の流量調整部18の弁ポート12に対する軸線方向位置(弁リフト方向の直線移動位置)が変わり、その軸線方向位置に応じて弁ポート12の実効開口面積が増減し、定量的な流量制御が行われる。
Also in this reference example , the stepping
弁体17の弁リフト方向の降下移動により、弁ポート12の実効開口面積が徐々に低減し、これに応じて弁ポート12を流れる流体の流量が徐々に低減する。弁体17が弁リフト方向に所定量降下移動すると、パッキン51による円環状着座面52が円環状弁座面25に着座する。円環状着座面52が円環状弁座面25に着座した後も、引き続き、雄ねじ軸28が弁リフト方向に降下移動すると、圧縮コイルばね29が撓み、それによるばね力によってパッキン51の円環状着座面52が弁ポート12の周りの円環状弁座面25に押し付けられるようになる。これにより、弁ポート12が閉塞される全閉状態になる。
Due to the downward movement of the
このようにして、パッキン51の円環状着座面52が円環状弁座面25に押し付けられると、参考例1と同様に、パッキン51が円環状溝27に局部的に喰い込むように(はまり込むように)弾性変形する。
In this way, when the
これにより、本参考例でも、参考例1と同等の効果が得られる。 Thereby, also in this reference example , the effect equivalent to the reference example 1 is acquired.
つぎに、この発明による弁装置の参考例4を、図9、図10を参照して説明する。なお、図9、図10において、図1、図2に対応する部分は、図1、図2に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。 Next, Reference Example 4 of the valve device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10, portions corresponding to those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2, and description thereof is omitted.
参考例4による弁装置では、図9に示されているように、シール部材として、弁体17の先端部にインサート成形されたゴム弾性体製のパッキン53によって流量調整部54が形成され、この流量調整部54の根もと部の周りに、図10に示されているように、円環状の平らな下底面部による円環状着座面55が形成されている。円環状着座面55が円環状弁座面25に着座することにより、弁ポート12を閉じる(閉塞する)全閉状態になる。
In the valve device according to Reference Example 4, as shown in FIG. 9, a flow
パッキン53を構成するゴム状弾性材も、ゴム状弾性を示す材料であり、ゴムあるいはゴム類似物質を指す。パッキン53に適したゴム状弾性体としては、加硫ゴム、シリコンゴム(Q)、ウレタンゴム(U)、フッ素ゴム(FKM)、エチレンプロピレン共重合体系エラストマ(EPM)等が挙げられる。また、ゴムに限らずPTFE、PFA、ナイロン(登録商標)、PPS、PEEK等の樹脂材でもよい。 The rubber-like elastic material constituting the packing 53 is also a material exhibiting rubber-like elasticity and refers to rubber or a rubber-like substance. Examples of rubber-like elastic bodies suitable for the packing 53 include vulcanized rubber, silicon rubber (Q), urethane rubber (U), fluororubber (FKM), and ethylene-propylene copolymer elastomer (EPM). Further, not limited to rubber, resin materials such as PTFE, PFA, nylon (registered trademark), PPS, and PEEK may be used.
弁ハウジング10の円環状弁座面25には、参考例1と同様に、弁ポート12と同心に、円環状溝27が形成されている。
In the annular
本参考例でも、ステッピングモータ40は、ロータ42によって雄ねじ軸28を回転駆動し、回転に伴う雄ねじ軸28の軸線方向移動によって弁支持筒体19と共に弁体17を弁リフト方向に直線移動させる。これにより、弁体17にインサート成形されたパッキン53の流量調整部54の弁ポート12に対する軸線方向位置(弁リフト方向の直線移動位置)が変わり、その軸線方向位置に応じて弁ポート12の実効開口面積が増減し、定量的な流量制御が行われる。
Also in this reference example , the stepping
弁体17の弁リフト方向の降下移動により、弁ポート12の実効開口面積が徐々に低減し、これに応じて弁ポート12を流れる流体の流量が徐々に低減する。弁体17が弁リフト方向に所定量降下移動すると、パッキン53による円環状着座面55が円環状弁座面25に着座する。円環状着座面55が円環状弁座面25に着座した後も、引き続き、雄ねじ軸28が弁リフト方向に降下移動すると、圧縮コイルばね29が撓み、それによるばね力によってパッキン53の円環状着座面55が弁ポート12の周りの円環状弁座面25に押し付けられるようになる。これにより、弁ポート12が閉塞される全閉状態になる。
Due to the downward movement of the
このようにして、パッキン53の円環状着座面55が円環状弁座面25に押し付けられると、参考例1と同様に、パッキン53が円環状溝27に局部的に喰い込むように(はまり込むように)弾性変形する。
In this way, when the
これにより、本参考例でも、参考例1と同等の効果が得られる。 Thereby, also in this reference example , the effect equivalent to the reference example 1 is acquired.
つぎに、この発明による弁装置の参考例5を、図11、図12を参照して説明する。なお、図11、図12において、図1、図2に対応する部分は、図1、図2に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。 Next, a fifth reference example of the valve device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 11 and 12, parts corresponding to those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2, and the description thereof is omitted.
参考例5による弁装置では、図11に示されているように、弁体56の全体がゴム状弾性材により構成され、弁体56自体がシール部材をなしている。弁体56は、図12に示されているように、弁支持筒体19より保持される係合部材56Aと、円錐形をし流量調整部(ニードル弁部)57と、流量調整部57の根もと部の周りに形成された円環状の平らな下底面部による円環状着座面58とを有する。円環状着座面58が円環状弁座面25に着座することにより、弁ポート12を閉じる(閉塞する)全閉状態になる。
In the valve device according to the reference example 5, as shown in FIG. 11, the
弁体56を構成するゴム状弾性材も、ゴム状弾性を示す材料であり、ゴムあるいはゴム
類似物質を指す。弁体56に適したゴム状弾性体としては、加硫ゴム、シリコンゴム(Q)、ウレタンゴム(U)、フッ素ゴム(FKM)、エチレンプロピレン共重合体系エラストマ(EPM)等が挙げられる。また、ゴムに限らずPTFE、PFA、ナイロン(登録商標)、PPS、PEEK等の樹脂材でもよい。
The rubber-like elastic material constituting the
弁ハウジング10の円環状弁座面25には、参考例1と同様に、弁ポート12と同心に、円環状溝27が形成されている。
In the annular
本参考例でも、ステッピングモータ40は、ロータ42によって雄ねじ軸28を回転駆動し、回転に伴う雄ねじ軸28の軸線方向移動によって弁支持筒体19と共に弁体56を弁リフト方向に直線移動させる。これにより、弁体56の流量調整部57の弁ポート12に対する軸線方向位置(弁リフト方向の直線移動位置)が変わり、その軸線方向位置に応じて弁ポート12の実効開口面積が増減し、定量的な流量制御が行われる。
Also in this reference example , the stepping
弁体56の弁リフト方向の降下移動により、弁ポート12の実効開口面積が徐々に低減し、これに応じて弁ポート12を流れる流体の流量が徐々に低減する。弁体56が弁リフト方向に所定量降下移動すると、弁体56の円環状着座面58が円環状弁座面25に着座する。円環状着座面58が円環状弁座面25に着座した後も、引き続き、雄ねじ軸28が弁リフト方向に降下移動すると、圧縮コイルばね29が撓み、それによるばね力によって弁体56の円環状着座面58が弁ポート12の周りの円環状弁座面25に押し付けられるようになる。これにより、弁ポート12が閉塞される全閉状態になる。
Due to the downward movement of the
このようにして、ゴム弾性体製の弁体56の円環状着座面58が円環状弁座面25に押し付けられると、参考例1と同様に、弁体56が円環状溝27に局部的に喰い込むように(はまり込むように)弾性変形する。
When the
これにより、本参考例でも、参考例1と同等の効果が得られる。 Thereby, also in this reference example , the effect equivalent to the reference example 1 is acquired.
つぎに、この発明による弁装置の参考例6を、図13〜図15を参照して説明する。なお、図13〜図15において、図1、図2、図5、図6に対応する部分は、図1、図2、図5、図6に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。 Next, Reference Example 6 of the valve device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 13 to 15, parts corresponding to those in FIGS. 1, 2, 5, and 6 are denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1, 2, 5, and 6. Description is omitted.
参考例6による弁装置では、図14に示されているように、弁ポート12の周りの円環状弁座面25に、弁ポート12と同心のOリング溝61が形成されている。Oリング溝61には、ゴム弾性体製のOリング62がはめ込み装着されている。
In the valve device according to Reference Example 6, as shown in FIG. 14, an O-
Oリング62を構成するゴム状弾性材は、ゴム状弾性を示す材料であり、ゴムあるいはゴム類似物質を指す。パッキン24に適したゴム状弾性体としては、加硫ゴム、シリコンゴム(Q)、ウレタンゴム(U)、フッ素ゴム(FKM)、エチレンプロピレン共重合体系エラストマ(EPM)等が挙げられる。また、ゴムに限らずPTFE、PFA、ナイロン(登録商標)、PPS、PEEK等の樹脂材でもよい。
The rubber-like elastic material constituting the O-
図15(a)に示されているOリング62の線径Dは、Oリング溝61の溝深さdより所定量大きい。これにより、初期状態(自由状態)では、Oリング62の上側は、(線径D)−(溝深さd)=pの高さ分、円環状弁座面25より上方に出ている。
The wire diameter D of the O-
図14に示されているように、弁体17の円環状着座面34には、参考例2と同様に、弁ポート12と同心位置に、円環状溝38が形成されている。
As shown in FIG. 14, an
本参考例でも、図13に示されているステッピングモータ40は、ロータ42によっ
て雄ねじ軸28を回転駆動し、回転に伴う雄ねじ軸28の軸線方向移動によって弁支持筒体19と共に弁体17を弁リフト方向に直線移動させる。これにより、弁体17の流量調整部18の弁ポート12に対する軸線方向位置(弁リフト方向の直線移動位置)が変わり、その軸線方向位置に応じて弁ポート12の実効開口面積が増減し、定量的な流量制御が行われる。
Also in this reference example , the stepping
弁体17の弁リフト方向の降下移動により、弁ポート12の実効開口面積が徐々に低減し、これに応じて弁ポート12を流れる流体の流量が徐々に低減する。弁体17が弁リフト方向に所定量降下移動すると、弁体17の円環状着座面34が弁ポート12の周りのOリング62に着座する。円環状着座面34がOリング62に着座した後も、引き続き、雄ねじ軸28が弁リフト方向に降下移動すると、円環状着座面34がOリング62に押し付けられるようになる。これにより、弁ポート12が閉塞される全閉状態になる。
Due to the downward movement of the
このようにして、円環状着座面34が円環状弁座面25のOリング62に押し付けられると、図15(b)に示されているように、Oリング62が突出高さ分pだけ押し潰されるように弾性変形する。これに伴い、円環状着座面34が円環状弁座面25に着座し、押し潰されることによってOリング62の上側に扁平面62Aができ、この扁平面62A部分が円環状溝38に局部的に喰い込むように(はまり込むように)弾性変形する。
In this way, when the
これにより、扁平面62Aと円環状着座面34とが互いに面接触した状態で、更に、円環状溝38に対するOリング62の局部的な喰込み部62Bによって、この周辺部で高いシール圧(密着度)が得られるようになる。
As a result, in a state where the
このことにより、本参考例でも、単純なOリングによるシール構造である場合に比して、弁閉力を高くしたり、軟らかいゴム製のパッキンを使うことなく、高い耐弁漏れ性が耐久性よく得られるようになる。また、円環状溝38に対するOリング62の局部的な喰込み部によって、円環状着座面34とOリング62の扁平面62Aとの境界面がラビリンス状になり、ラビリンスシール効果も期待でき、全体として、弁漏れ量を低減することができる。
As a result, even in this reference example , compared with the case of a simple O-ring seal structure, high valve leakage resistance is achieved without increasing valve closing force or using soft rubber packing. You can get well. Further, due to the local biting portion of the O-
つぎに、この発明による弁装置の参考例7を、図16、図17を参照して説明する。なお、図16、17において、図1、図2に対応する部分は、図1、図2に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。 Next, Reference Example 7 of the valve device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 16 and 17, parts corresponding to those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2, and description thereof is omitted.
参考例7では、図17に示されているように、弁ポート12の弁室11側に、弁ポート12と同心に拡大ボア71が連通形成され、拡大ボア71の弁室11に対する開口端側の周りに円環状弁座面72が形成されている。拡大ボア71の底部に弁ポート12が開口している。
In Reference Example 7, as shown in FIG. 17, an
弁体17の上基部17A部分(流量調整部18を除く部分)の外周部には、円環状板部材73が羽根状に固定装着されている。円環状板部材73は、ばね性を有する板材により構成され、弁体17に形成された拡大ボア71の内径より小径のフランジ部17Bと弁支持筒体19の底部19Bとに挟まれて固定されている。円環状板部材73の外径が拡大ボア71の内径より大きい。なお、円環状板部材73は、テフロン(登録商標)シート等の柔らかい材質材料で形成されたものであってもよい。
An
これにより、円環状板部材73は、フランジ部17Bより外側に円環羽根状に突出した円環突出部分73Aにて円環状弁座面72に対向し、円環状弁座面72に着座できる。円環状板部材73の円環突出部分73Aが円環状弁座面72に着座することにより、弁ポート12を閉じる(閉塞する)全閉状態になる。
Thereby, the
本参考例でも、図16に示されているステッピングモータ40は、ロータ42によって雄ねじ軸28を回転駆動し、回転に伴う雄ねじ軸28の軸線方向移動によって弁支持筒体19と共に弁体17を弁リフト方向に直線移動させる。これにより、弁体17の流量調整部18の弁ポート12に対する軸線方向位置(弁リフト方向の直線移動位置)が変わり、その軸線方向位置に応じて弁ポート12の実効開口面積が増減し、定量的な流量制御が行われる。
Also in this reference example , the stepping
弁体17の弁リフト方向の降下移動により、弁ポート12の実効開口面積が徐々に低減し、これに応じて弁ポート12を流れる流体の流量が徐々に低減する。弁体17が弁リフト方向に所定量降下移動すると、円環状板部材73の円環突出部分73Aが円環状弁座面72に着座し、円環突出部分73Aが円環状弁座面72に押し付けられる。これにより、弁ポート12が閉塞される全閉状態になる。
Due to the downward movement of the
この状態になると、入口ポート14側の弁室11の圧力が拡大ボア71側の圧力より高いことにより、圧力差による荷重が円環状板部材73を円環状弁座面72に押し付ける方向に作用し、円環状板部材73の円環突出部分73Aが円環状弁座面72に密着し、ポート12を確実に閉塞する全閉状態になる。
In this state, since the pressure in the
これにより、弁閉力を高くしたり、軟らかいゴム製のパッキンを使うことなく、高い耐弁漏れ性を耐久性よく得ることができる。 As a result, high valve leakage resistance can be obtained with high durability without increasing the valve closing force or using soft rubber packing.
なお、図18に示されているように、円環状弁座面72に、弁ポート12と同心に円環状溝74を形成してもよい。この場合には、ラビリンスシール効果が得られ、耐弁漏れ性が、より一層向上する。
As shown in FIG. 18, an
つぎに、この発明による弁装置の実施形態を、図19、図20を参照して説明する。なお、図19、20において、図1、図2に対応する部分は、図1、図2に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。 Next, the implementation type state of the valve device according to the present invention will be described with reference to FIG. 19, FIG. 20. 19 and 20, parts corresponding to those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2, and description thereof is omitted.
実施形態では、図20に示されているように、弁ポート12の弁室11側に、弁ポート12と同心に拡大ボア(ボア部材)75が連通形成され、拡大ボア75の内周面が円筒状弁座面76になっている。拡大ボア75の底部に弁ポート12が開口している。
In the exemplary form condition, as shown in Figure 20, the
弁体17の上基部17A部分(流量調整部18を除く部分)側の外周部には、ストレート円筒部78を含む弾性材製のカップ状部材77が固定装着されている。カップ状部材77のストレート円筒部78の外周面が円筒状着座面79になっている。ストレート円筒部78の内側には、ストレート円筒部78を拡径方向に付勢するカップ状の板ばね80が設けられている。
A cup-shaped
カップ状部材77のストレート円筒部78は、弁体17の直線移動(降下移動)によって弁ポート12の実効開口面積が最小になったのちに、拡大ボア75内に摺動可能に嵌合し、ストレート円筒部78の外周面がなす円筒状着座面79が拡大ボア75の内周面による円筒状弁座面76に摺接することにより、ポート12を閉じる(閉塞する)全閉状態になる。
The straight
本実施形態でも、図19に示されているステッピングモータ40は、ロータ42によって雄ねじ軸28を回転駆動し、回転に伴う雄ねじ軸28の軸線方向移動によって弁支持筒体19と共に弁体17を弁リフト方向に直線移動させる。これにより、弁体17の流量調整部18の弁ポート12に対する軸線方向位置(弁リフト方向の直線移動位置)が変わり
、その軸線方向位置に応じて弁ポート12の実効開口面積が増減し、定量的な流量制御が行われる。
Also in this embodiment, the stepping
弁体17の弁リフト方向の降下移動により、弁ポート12の実効開口面積が徐々に低減し、これに応じて弁ポート12を流れる流体の流量が徐々に低減する。弁体17が弁リフト方向に所定量降下移動すると、カップ状部材77のストレート円筒部78が拡大ボア75に嵌合し、ストレート円筒部78の外周面がなす円筒状着座面79が拡大ボア75の内周面による円筒状弁座面76に摺接し、板ばね80のばね力によって円筒状着座面79が円筒状弁座面76に押し付けられる。これにより、弁ポート12が閉塞される全閉状態になる。
Due to the downward movement of the
この全閉状態は、円筒状弁座面76と円筒状着座面79との密着により、比較的大きい面積をもって確実に得られる。
This fully closed state is reliably obtained with a relatively large area due to the close contact between the cylindrical
また、全閉状態では、入口ポート14側の弁室11の圧力が拡大ボア75側の圧力より高いことにより、圧力差による荷重がストレート円筒部78を拡大ボア75の円筒状弁座面76に押し付ける方向に作用し、ストレート円筒部78の円筒状着座面79が拡大ボア71の円筒状弁座面76に、より一層確実に密着する。
In the fully closed state, the pressure in the
これらのことにより、弁閉力を高くしたり、軟らかいゴム製のパッキンを使うことなく、高い耐弁漏れ性を耐久性よく得ることができる。 As a result, high valve leakage resistance can be obtained with high durability without increasing the valve closing force or using a soft rubber packing.
なお、図21に示されているように、拡大ボア75の円筒状弁座面76に、周溝81を形成してもよい。この場合には、ラビリンスシール効果が得られ、耐弁漏れ性が、より一層向上する。
As shown in FIG. 21, a
次に、この発明による冷凍サイクル装置の一つの参考例を、図22を参照して説明する。 Next, one reference example of the refrigeration cycle apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
この参考例による冷凍サイクル装置は、マルチタイプシステムのものであり、一つの共通室外機100と、共通室外機100に対して互いに並列に接続された複数台の室内機110とを有する。
The refrigeration cycle apparatus according to this reference example is of a multi-type system, and includes one common
共通室外機100には、圧縮機101と、四方弁102と、室外熱交換器103と、室外機膨張弁104とが設けられている。
The common
室内機110には、室内熱交換器111と、各室内熱交換器111毎の室内機膨張弁112とが設けられている。
The
この冷凍サイクル装置は、空気調和装置や冷凍・冷蔵庫等で使用される。空気調和装置での使用では、実線矢印が冷房時の冷媒流れであり、破線矢印が暖房時の冷媒流れである。 This refrigeration cycle apparatus is used in an air conditioner, a refrigeration / refrigerator or the like. When used in an air conditioner, the solid arrow indicates the refrigerant flow during cooling, and the broken arrow indicates the refrigerant flow during heating.
室外機膨張弁104、室内機膨張弁112としては、上述したこの発明による弁装置が用いられる。
As the outdoor
マルチタイプシステムでは、冷房運転時のサーモオフ(運転休止)の室内機110については、その室内機110の室内機膨張弁112を全閉状態にすることにより、サーモオフ(運転休止)で、ファン停止の室内機110を冷媒が流れることが完全に禁止される。
In the multi-type system, for the
これにより、ファン停止の室内機110を冷媒が漏れ流れることにより、室内熱交換器111や配管が過冷却されることがなく、結露や結露水の凍結が回避される。さらに、弁閉動作は徐動であり、電磁開閉弁のような急激な弁閉、弁開動作とは異なるので、ウォータハンマの発生防止にも効果がある。
Thereby, the refrigerant leaks and flows through the
10 弁ハウジング
11 弁室
12 弁ポート
13 横継手
14 入口ポート
15 下継手
16 出口ポート
17、56 弁体
18、54、57 流量調整部
19 弁支持筒体
20 取付板
21 固定支持部材(雌ねじ部材)
22 ガイド孔
23 かしめ保護リング部材
24、35、51、53 パッキン
25、37、72 円環状弁座面
26、34、52、55、58 円環状着座面
27 円環状溝
28 雄ねじ軸
29 圧縮コイルばね
30 押圧部材
31 高滑性ワッシャ
32 雄ねじ部
33 雌ねじ部
36 かしめ保護リング部材
38、74 円環状溝
40 ステッピングモータ
41 ロータケース
42 ロータ
43 ステータコイルユニット
44 ガイド支持軸
45 螺旋ガイド線体
46 固定ストッパ部
47 可動ストッパ部材
48 突起部
61 Oリング溝
62 Oリング
71、75 拡大ボア
73 円環状板部材
76 円筒状弁座面
77 カップ状部材
78 ストレート円筒部
79 円筒状着座面
80 板ばね
81 周溝
100 共通室外機
101 圧縮機
102 四方弁
103 室外熱交換器
104 室外機膨張弁
110 室内機
111 室内熱交換器
112 室内機膨張弁
DESCRIPTION OF
22
Claims (2)
前記弁体の前記流量調整部を除く部分の外周部に、ストレート円筒部を含む弾性材製のカップ状部材が固定装着され、前記弁ハウジング側には底部に前記弁ポートが開口しているボア部が形成されており、前記弁体の直線移動によって前記カップ状部材の前記ストレート円筒部の外周面が前記ボア部の内周面に摺接することにより全閉状態になる弁装置。 A valve device in which a valve body is provided in a valve housing so as to be linearly movable, and the valve body includes a flow rate adjustment unit that changes an effective opening area of the valve port according to the linear movement position, and performs quantitative flow rate control. In
An elastic material cup-shaped member including a straight cylindrical portion is fixedly attached to an outer peripheral portion of the valve body excluding the flow rate adjusting portion, and the valve port is open at the bottom on the valve housing side. And a valve device that is fully closed when the outer peripheral surface of the straight cylindrical portion of the cup-shaped member is in sliding contact with the inner peripheral surface of the bore portion by linear movement of the valve body.
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