JP5716980B2

JP5716980B2 - 電動弁

Info

Publication number: JP5716980B2
Application number: JP2013533085A
Authority: JP
Inventors: 先▲譲▼ 魏
Original assignee: 浙江三花股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2010-10-15
Filing date: 2011-10-14
Publication date: 2015-05-13
Anticipated expiration: 2031-10-14
Also published as: CN103261766B; CN103261766A; WO2012048659A1; KR101458424B1; CN103261765A; KR101455952B1; CN103261765B; JP5987834B2; JP2013539849A; WO2012048658A1; KR20130085039A; JP2013539850A; KR101455952B9; KR20130085038A

Description

本発明は、制御弁に係り、特に流体の流量を調節するための電動弁に係る。

エアコン、冷蔵庫、ヒートポンプ給湯器及び様々な冷却・加熱機器においては、通常、電動弁を用いて流体の流量を調節する。

一般的に、電動弁は、弁座ユニット、ナットユニット、弁棒親ねじユニット、ロータユニットからなり、弁座ユニットは弁体座、弁座及び配管からなり、弁座に弁口を備え、弁体座、弁座及び配管は、通常一体に溶接されることによって弁座ユニットを構成し、弁棒親ねじユニットの弁棒は、ナットユニットのナット内に取り付けられている。

特許文献１には電動弁を開示しており、ナットユニットのナットが案内スリーブ内に固定され、案内スリーブが弁座に固定され、弁棒が弁座の弁口内に固定される必要があるので、弁座とナットに対する同軸度の要求は比較的高い。

特開２０１０−２５９３２号公報

上記電動弁は、複数回の組立て工程にわたって間接に制御されないと弁体座とナットとの同軸度を確保できず、また、ナット、案内スリーブ、弁座、弁棒などの複数の部品の加工精度が弁座とナットとの同軸度に影響を及ぼすので、同軸度を確保しにくく、弁体座とナットとが同軸にされない場合、弁棒と弁口との不同軸の不都合が生じやすく、ひいては弁口が密閉されないもしくは弁口が偏心磨耗される問題につながり、電動弁の動作の信頼性をより低くさせるのみならず、電動弁の使用寿命を短縮させることになる。

従って、弁座ユニット、ナットユニット及び弁棒親ねじユニット間の同軸度を高くする要求を満たす電動弁を研究し開発することは、当業者にとって解決しようとする技術的難題である。

本発明は、弁座ユニットと、ナットユニットと、弁棒親ねじユニットからなる電動弁を提供することを目的とし、前記弁座ユニットは、弁室が設けられている弁座と、前記弁座に固定されている弁体座とを含み、前記弁棒親ねじユニットは、親ねじと前記親ねじによって駆動される弁棒とを含み、前記ナットユニットは、ナットと接続シートを含み、前記接続シートは前記弁座に固定接続されており、前記ナットは前記親ねじと螺合されており、前記ナットは下部案内段を有し、前記弁棒は外縁部に案内段を有し、前記弁体座は、前記弁棒を差し込む孔と、前記孔を通じて差し込まれた前記弁棒が軸方向に沿って摺動可能に配される弁体収容室と、前記弁体収容室内の前記弁棒が当たることで密閉される弁口と、前記孔と前記弁口との間に位置し、前記弁体収容室と前記弁室とを連通させる開口と、前記弁体座の外縁部または内縁部に設けられ、前記ナットの下部案内段に当てて用いる第一の案内段と、前記弁体座の内縁部に設けられ、前記弁棒の案内段に当てて用いる第二の案内段とを有する。

上記のように構成されている電動弁は、前記弁体座の第一の案内段が前記弁体座における弁口側とは反対側の外縁部または内縁部に設けられていることに応じて、前記ナットの下部案内段が前記弁体座の第一の案内段と取り合わせるように前記ナットの内縁部または外縁部に設けられていることによって、前記弁体座が前記ナットに合うように位置決めされていることが、好ましい。

上記のように構成されている電動弁は、前記弁体座における弁口側とは反対側の外縁部または内縁部に段差部を有しており、前記第一の案内段が、外縁部または内縁部における前記段差部のうち相対的に上部の円柱状の外壁部または丸孔の内壁部であることが、好ましい。

上記のように構成されている電動弁は、前記弁体座における弁口側とは反対側の内縁部に前記段差部を有しており、前記第二の案内段が前記内縁部における前記段差部のうち相対的に前記弁口に近い側の内孔の内壁部であることが、好ましい。

上記のように構成されている電動弁は、前記ナットがその下部案内段側とは反対側に前記親ねじと取り合わせるネジ段を有しており、前記ネジ段の上端または下端に前記親ねじと取り合わせる親ねじ案内段を有することが、好ましい。

上記のように構成されている電動弁は、前記親ねじと前記弁棒との間がバネによって弾性的に接続されていることが、好ましい。

上記のように構成されている電動弁は、前記親ねじと前記弁棒との間に弁棒カバーが設けられており、前記弁棒カバーが、前記弁棒と固定接続されており、前記親ねじが、前記弁棒カバーを通り抜けて前記弁棒の内孔まで進入するとともに前記バネと直接または間接に当接していることが、好ましい。

本発明によって提供される電動弁においては、弁棒親ねじユニットとナットユニットには何れも弁体座と取り合わせる案内段が設けられており、且つこの案内段によって弁体座と取り合わせている。相対位置の許容誤差と精度の要求を確保するように、弁体座の第一の案内部と第二の案内部及び弁体座における弁口が、いずれも同時に一次加工によって成型されるかまたは金型によって成型されることができ、ナットユニット、弁棒親ねじユニット及び弁体座の弁口間の同軸度を確保でき、弁口が密閉されない或いは弁口が偏心磨耗される問題を回避することができるとともに、弁棒と弁口との同軸度が向上するので、ロータユニットのロータが回動する時の摩擦力も明らかに低減され、電動弁の動作の信頼性も向上する。

本発明によって提供される電動弁の具体的な実施例を示す構成模式図である。図１におけるナットユニットを示す外形図及び軸側断面図である。図１における弁体座を示す外形図及び軸側断面図である。本発明によって提供される他の電動弁の具体的な実施例を示す構成模式図である。図４におけるナットユニットを示す外形図及び軸側断面図である。図４における弁体座を示す外形図及び軸側断面図である。

本願は、２０１０年１０月１５日に中国特許局に提出し、出願番号が２０１０１０５１５２３４．１で、発明名称が「電動弁」である中国特許出願と、２０１０年１０月１５日に中国特許局に提出し、出願番号が２０１０１０５１５２３８．Ｘで、発明名称が「電動弁及びその止め装置」である中国特許出願と、２０１１年７月１日に中国特許局に提出し、出願番号が２０１１１０１８４９１８．２で、発明名称が「電動弁装置」である中国特許出願との優先権を主張し、これらの特許出願の内容を全て援用することによって本願に取り入れる。

以下に、当業者が本発明の技術案を更に良く理解できるように、図面及び具体的な実施例に基づき本発明を更に詳細に説明する。

図１は本発明によって提供される電動弁の具体的な実施例を示す構成模式図であり、図２はナットユニットを示す外形図及び軸側断面図であり、図３は弁体座を示す外形図及び軸側断面図である。図１、図２及び図３をご参照ください。

本発明によって提供される電動弁は、弁座ユニット、ナットユニット、弁棒親ねじユニット及びロータユニットからなる。

弁座ユニットは、弁体座１１と弁座１２からなる。弁体座１１に弁口１１３が加工形成され、弁座１２は底部に弁体座１１を取り合わせる穴が付いている略筒状構成であり、その内部に弁室１２１が形成される。本実施例において、さらに、弁座ユニットは第一の配管１３と第二の配管１４とを含む。弁体座１１、弁座１２、第一の配管１３及び第二の配管１４は、一体に接続されるように弁座ユニットを形成する。当然ながら、弁体座１１、弁座１２、第一の配管１３及び第二の配管１４は、溶接によって一体に接続されてもよいし、一体成型されてもよい。

ナットユニットは、ナット３２と接続シート３１からなり、接続シート３１は、嵌合部材としてナット３２と一体に設けられ、接続シート３１と弁座１２は溶接によって固定接着され、前記ナット３２は上端に設けられたネジを介して親ねじ２３と螺合されている。ナット３２の下部における内縁部には案内段３２１が設けられている。ナット３２の上部における内孔には、親ねじ２３と取り合わせる親ねじ案内段３２２が設けられており、親ねじ２３が回動する時に案内に寄与するように、親ねじ案内段３２２はナット３２における親ねじ２３と取り合わせるネジ段の上側または下側に設けられてもよい。ナット３２の上部の外円周にはバネ案内レール３３と止めスライドリング３４がカバーするように装着されている。

弁棒親ねじユニットは、親ねじ２３と親ねじ２３によって駆動される弁棒２１からなり、本実施例において、弁棒親ねじユニットは、弁棒カバー２２、止めリング２４、バネ２５を更に含み、弁棒２１と弁棒カバー２２は一体に接続され、具体的に溶接、干渉嵌りなどの方式によって弁棒２１と弁棒カバー２２を一体に接続させてもよい。親ねじ２３の先端部には、止めリング２４がカバーするように装着され、止めリング２４は溶接、干渉嵌りなどの方式によって親ねじ２３にカバーするように装着され、親ねじ２３は弁棒２１の内孔に係止装着され、弁棒２１の内孔に更にバネ２５が設けられ、親ねじ２３の端部がバネ２５に当接することができる。親ねじ２３と弁棒２１との間は弾性的に接続されている。弁棒２１の外縁部には案内段２１１を備える。

ロータユニットは、ロータ４１、ロータ止め部４２及び両者を接続する接続体からなり、ロータユニットは親ねじ２３の上端に固定されている。

具体的な案において、電動弁は、ケース５を更に含み、ケース５は弁体を密閉するように弁座１２にカバーするように装着されている。

弁体座１１の外縁部には段差部が設けられており、弁体座１１の外縁部に設けられている段差部のうち相対的に上部、即ち弁口側とは反対側（弁口から遠く離れる方向側）の円柱状の外壁部は、本発明の第一の案内段１１１とされ、弁体座１１の第一の案内段１１１はナット３２の下部案内段３２１と取り合わせ、具体的に言うと、両者は中間嵌り、干渉嵌りまたは小隙間嵌りによって組み立てられてもよく、これによって弁体座１１とナット３２を位置決めする。このようにして弁体座１１とナット３２との同軸度を確保できるとともに、さらに弁体座１１と弁棒２１間に設けられる案内段１１１，２１１の取り合わせを介して、弁棒２１とナット３２との同軸度が確保される。その後にナット３２に設けられ且つ弁棒親ねじユニットにおける親ねじ２３と取り合わせて案内する親ねじ案内段３２２を介して、弁棒親ねじユニットを上方向、下方向へ案内するように機能させる。これにより、弁体座１１が有する弁口１１３と弁棒２１との同軸度を確保しやすくなり、弁口１１３が密閉されない或いは弁口１１３が偏心磨耗される問題を回避することができる。

弁体座１１には更に弁体収容室１１４が設けられており、弁体収容室１１４の内縁部には第二の案内段１１２が設けられている。弁体座１１には更に弁体収容室１１４と弁室１２１を接続する開口１１５が設けられている。弁体座１１の第二の案内段１１２は弁棒２１の案内段２１１と取り合わせている。弁棒２１が軸方向に沿って摺動可能に前記弁体座１１の弁体収容室１１４に設けられる。

本発明によって提供される電動弁は、まず弁棒親ねじユニットをナット３２と螺合させるとともに、ナット下端に設けられる案内段３２１と弁棒２１の案内段２１１とをそれぞれ軸方向に摺動するように弁体座１１における第一の案内段１１１及び第二の案内段１１２と取り合わせることによって所定の位置に装着してから、接続シート３１と弁座１２とを溶接する方式で、ナットユニットを弁座１２に固定させる。弁体座１１における第一の案内段１１１と第二の案内段１１２及び弁体座１１における弁口１１３は、いずれも同時に一次加工によって成型されるかもしくは金型によって成型されるので、相対位置の許容誤差と精度の要求を満たすことができ、ナット３２、弁棒親ねじユニット及び弁体座１１の弁口１１３間の同軸度を極めて確保しやすくなり、弁口１１３が密閉されないもしくは弁口１１３が偏心磨耗される問題を回避することができる。そして、弁棒２１と弁口１１３との同軸度が向上するので、ロータユニットにおけるロータが回動する時の摩擦力も著しく低減され、電動弁の動作の信頼性も向上する。

当業者は、本発明において言う「内縁部」または「外縁部」とは、孔の軸方向内縁部または軸の軸方向外縁部をさし、例えば本実施例においてナット３２の内孔の軸方向内円面または軸方向外円面をさすことを理解できるはずである。

図４は本発明によって提供される電動弁の他の具体的な実施例を示す構成模式図であり、図５はナットユニットを示す外形図および軸側断面図であり、図６は弁体座１１を示す外形図および軸側断面図である。図４、図５及び図６をご参照ください。

この実施例と前記実施例との相違点は、ナット３２の下部の外縁部に案内段３２１が設けられることと、弁棒２１の外縁部に案内段２１１を備えることである。

弁体座１１の内縁部に円形の段差部が設けられており、その孔径のより大きい段差面、即ち弁体座１１の内縁部における相対的に上部の丸孔の内壁部に第一の案内段１１１が設けられており、弁体座１１の第一の案内段１１１とナット３２の案内段３２１とを取り合わせることによって、弁体座１１とナット３２を位置決めする一方、その孔径のより小さい段差面に第二の案内段１１２が設けられており、その内孔が弁体収容室１１４を形成し、弁体座１１の第二の案内段１１２を弁棒の案内段２１１と取り合わせることによって、弁棒２１が軸方向に沿って摺動可能に前記弁体座１１の弁体収容室１１４に設けられる。

以上記述した内容は、発明の好ましい実施例の説明に過ぎず、本発明の明細書における上、下、内、外などの方向位置用語は説明を更に明らかにするために用いたもので、本発明を限定するものと見なすべきではないことをご注意ください。文字による表現には限界があり且つ客観的に限界がない具体的な構成が存在するので、当業者は、本発明の原理を外れない前提で、若干の改善と修飾を行ってもよく、これらの改善および修飾が本発明の保護範囲に該当することは理解すべきである。

１１−弁体座、１１１−第一の案内段、１１２−第二の案内段、１１３−弁口、１１４−弁体収容室、１１５−開口、１２−弁座、１２１−弁室、１３−第一の配管、１４−第二の配管、２１−弁棒、２１１−案内段、２２−弁棒カバー、２３−親ねじ、２４−止めリング、２５−バネ、３１−接続シート、３２−ナット、３２１−案内段、３２２−親ねじ案内段、３３−バネ案内レール、３４−スライドリング、４１−ロータ、４２−ロータ止め部、５−ケース。

Claims

弁座ユニットと、ナットユニットと、弁棒親ねじユニットとを含み、
前記弁座ユニットは、弁室（１２１）が設けられている弁座（１２）と、前記弁座（１２）に固定されている弁体座（１１）とを含み、
前記弁棒親ねじユニットは、親ねじ（２３）と前記親ねじ（２３）によって駆動される弁棒（２１）とを含み、
前記ナットユニットは、ナット（３２）と接続シート（３１）を含み、
前記接続シート（３１）は前記弁座（１２）に固定接続されており、
前記ナット（３２）は前記親ねじ（２３）と螺合されており、
前記ナット（３２）は下部案内段（３２１）を有し、
前記弁棒（２１）は外縁部に案内段（２１１）を有し、
前記弁体座（１１）は、
前記弁棒（２１）を差し込む孔と、
前記孔を通じて差し込まれた前記弁棒（２１）が軸方向に沿って摺動可能に配される弁体収容室（１１４）と、
前記弁体収容室（１１４）内の前記弁棒（２１）が当たることで密閉される弁口（１１３）と、
前記孔と前記弁口（１１３）との間に位置し、前記弁体収容室（１１４）と前記弁室（１２１）とを連通させる開口（１１５）と、
前記弁体座（１１）の外縁部または内縁部に設けられ、前記ナット（３２）の下部案内段（３２１）に当てて用いる第一の案内段（１１１）と、
前記弁体座（１１）の内縁部に設けられ、前記弁棒（２１）の案内段（２１１）に当てて用いる第二の案内段（１１２）とを有することを特徴とする電動弁。
前記弁体座（１１）の第一の案内段（１１１）が前記弁体座（１１）における弁口側とは反対側の外縁部または内縁部に設けられていることに応じて、前記ナット（３２）の下部案内段（３２１）が前記弁体座（１１）の第一の案内段（１１１）と取り合わせるように前記ナット（３２）の内縁部または外縁部に設けられていることによって、前記弁体座（１１）が前記ナット（３２）に合うように位置決めされていることを特徴とする請求項１に記載の電動弁。
前記弁体座（１１）における弁口側とは反対側の外縁部または内縁部に段差部を有しており、前記第一の案内段（１１１）が、外縁部または内縁部における前記段差部のうち相対的に上部の円柱状の外壁部または丸孔の内壁部であることを特徴とする請求項２に記載の電動弁。
前記弁体座（１１）における弁口側とは反対側の内縁部に前記段差部を有しており、前記第二の案内段（１１２）が前記内縁部における前記段差部のうち相対的に前記弁口（１１３）に近い側の内孔の内壁部であることを特徴とする請求項３に記載の電動弁。
前記ナット（３２）がその下部案内段側とは反対側に前記親ねじ（２３）と取り合わせるネジ段を有しており、前記ネジ段の上端または下端に前記親ねじ（２３）と取り合わせる親ねじ案内段（３２２）を有することを特徴とする請求項１〜４の何れか一つに記載の電動弁。
前記親ねじ（２３）と前記弁棒（２１）との間がバネ（２５）によって弾性的に接続されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一つに記載の電動弁。
前記親ねじ（２３）と前記弁棒（２１）との間に弁棒カバー（２２）が設けられており、前記弁棒カバー（２２）が、前記弁棒（２１）と固定接続されており、前記親ねじ（２３）が、前記弁棒カバー（２２）を通り抜けて前記弁棒（２１）の内孔まで進入するとともに前記バネ（２５）と直接または間接に当接していることを特徴とする請求項６に記載の電動弁。