JP6621795B2 - Motorized valve - Google Patents
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Description
本発明は、空気調和機、冷凍機等の冷凍サイクルに流量制御弁等として組み込まれて使用される電動弁に係り、特に、雄ねじ部と雌ねじ部とからなるねじ送り機構によってモータの回転運動を直線運動に変換して弁体を昇降させるタイプの電動弁に関する。 The present invention relates to an electric valve that is used as a flow control valve or the like in a refrigeration cycle such as an air conditioner or a refrigerator, and in particular, rotates a motor by a screw feed mechanism including a male screw part and a female screw part. The present invention relates to a motor-driven valve of a type that moves up and down by converting into linear motion.
例えば、モータ駆動型の電動弁は、モータの回転運動を雄ねじ部と雌ねじ部とから構成されるねじ送り機構によって直線運動に変換することにより、弁体を弁座に対して昇降させて弁の開閉（つまり、弁口を通過する流体（冷媒）の流量制御）を行っている。 For example, a motor-driven electric valve converts a rotary motion of a motor into a linear motion by a screw feed mechanism composed of a male screw portion and a female screw portion, thereby raising and lowering the valve body with respect to a valve seat. Opening and closing (that is, flow control of the fluid (refrigerant) passing through the valve port) is performed.
この種の電動弁としては、弁体が設けられるとともに、雄ねじ部が形成された弁軸、前記弁軸の雄ねじ部が螺合する雌ねじ部が形成されたガイドステム、前記弁体が接離する弁座付きの弁口を有するとともに前記ガイドステムが設けられた弁本体、前記弁本体に固定されたキャン、前記弁軸を前記ガイドステムに対して回転させながら昇降させるためのロータ及びステータを有するモータ等を備え、前記ガイドステムに形成された雌ねじ部と前記弁軸に形成された雄ねじ部とで、前記弁体を前記弁座に対して昇降させるためのねじ送り機構が構成されているものが知られている（例えば、下記特許文献１等参照）。
As this type of electric valve, a valve body is provided, a valve shaft in which a male screw portion is formed, a guide stem in which a female screw portion into which the male screw portion of the valve shaft is screwed, and the valve body are brought into and out of contact with each other. A motor having a valve body with a valve seat and provided with the guide stem, a can fixed to the valve body, a rotor for moving the valve shaft up and down relative to the guide stem, and a stator And a screw feed mechanism for raising and lowering the valve body with respect to the valve seat is constituted by a female screw part formed on the guide stem and a male screw part formed on the valve shaft. It is known (see, for example,
ところで、前記した如くの従来の電動弁では、弁の開閉に際して、ねじ送り機構を構成するガイドステムの雌ねじ部（固定ねじ部）（のねじ面）と弁軸の雄ねじ部（可動ねじ部）（のねじ面）とが摺接せしめられるので、経年劣化や異物噛み込み等によって、雌ねじ部と雄ねじ部との間（ねじ面間）の摺動抵抗が増加して、弁軸が動きにくくなる動作不良が発生するおそれがある。また、前記した摺動抵抗の増加に対処すべく、モータの駆動トルクを大きくすると、大型化、重量増加等を招く懸念がある。 By the way, in the conventional electric valve as described above, when the valve is opened and closed, the internal thread portion (fixed thread portion) of the guide stem constituting the screw feed mechanism (the thread surface thereof) and the external thread portion of the valve shaft (movable thread portion) ( Since the sliding resistance between the female screw part and the male screw part (between the screw faces) increases due to deterioration over time or foreign object biting, etc., the valve shaft becomes difficult to move. Defects may occur. Further, if the motor driving torque is increased in order to cope with the increase in the sliding resistance, there is a concern of increasing the size, increasing the weight, and the like.
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、大型化、重量増加等を招くことなく、動作性を安定させることのできる電動弁を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a motor-operated valve that can stabilize operability without causing an increase in size, an increase in weight, or the like. .
上記する課題を解決するために、本発明に係る電動弁は、基本的に、弁体が設けられるとともに、雄ねじ部が形成された弁軸と、前記弁軸の雄ねじ部が螺合する雌ねじ部が形成されたガイドステムと、前記弁体が接離する弁座付きの弁口を有するとともに前記ガイドステムが設けられた弁本体と、前記弁本体に固定されたキャンと、前記弁軸を前記ガイドステムに対して回転させるための、前記弁軸に連結されたロータ及びステータを有するモータと、を備え、前記ガイドステムの前記雌ねじ部と前記弁軸の前記雄ねじ部とで、前記弁体を前記弁座に対して昇降させるためのねじ送り機構が構成され、前記弁軸における前記雄ねじ部に隣接して、かつ前記弁軸の最下降位置において前記雌ねじ部の上端部に対応する位置から前記弁軸の最上昇位置において前記雌ねじ部の上端部に対応する位置に亘って、前記ガイドステムと前記弁軸との間にオイルを溜めるための隙間を形成する内側オイル溜り溝が設けられ、前記ガイドステムにおける前記雌ねじ部の上側に隣接して、前記ガイドステムと前記弁軸との間にオイルを溜めるための隙間を形成する外側オイル溜り溝が設けられ、前記外側オイル溜り溝の底面は、軸線に対して垂直な平坦面もしくは中心軸線に向けて低くなる傾斜面を有し、前記ガイドステムにおける前記雌ねじ部は、前記ロータの内側空間に配置され、前記弁軸は、前記雌ねじ部を貫通し、上部に前記ロータが固定され、開弁時に、前記弁軸は、前記外側オイル溜り溝と前記ロータの間に、前記ロータの内側空間に露出する部分を有し、前記内側オイル溜り溝と前記外側オイル溜り溝は連続していることを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, the motor-operated valve according to the present invention basically includes a valve body provided with a valve body in which a male thread part is formed and a female thread part in which the male thread part of the valve shaft is screwed. A valve stem with a valve seat with which the valve body contacts and separates, a valve body provided with the guide stem, a can fixed to the valve body, and the valve shaft. A motor having a rotor and a stator connected to the valve shaft for rotating with respect to the stem, and the valve body is formed by the female screw portion of the guide stem and the male screw portion of the valve shaft. A screw feed mechanism for raising and lowering the valve seat is configured, and the valve is located from a position adjacent to the male screw portion of the valve shaft and corresponding to the upper end portion of the female screw portion at the lowest lowered position of the valve shaft. The highest rise of the shaft Over a position corresponding to the upper end portion of the female screw portion in location, said guide stem and the inner oil reservoir groove is provided to form a gap for storing the oil between the valve shaft, the internal thread in the guide stem An outer oil reservoir groove that forms a gap for storing oil is provided between the guide stem and the valve shaft adjacent to the upper side of the portion, and the bottom surface of the outer oil reservoir groove is perpendicular to the axis. A flat surface or an inclined surface that decreases toward the central axis, the female threaded portion of the guide stem is disposed in an inner space of the rotor, and the valve shaft passes through the female threaded portion, and the upper portion is The rotor is fixed, and when the valve is opened, the valve shaft has a portion exposed to the inner space of the rotor between the outer oil pool groove and the rotor, and the inner oil pool groove and the rotor Side oil reservoir groove is characterized by being continuous.
更に好ましい態様では、前記ガイドステムにおける前記外側オイル溜り溝の外側に、前記弁軸の最下降位置を規定する閉弁方向用固定ストッパが設けられる。 In a further preferred aspect, a valve-closing direction fixed stopper for defining a lowest lowered position of the valve shaft is provided outside the outer oil pool groove in the guide stem.
他の好ましい態様では、前記内側オイル溜り溝又は前記外側オイル溜り溝は、軸線周りの全周もしくは一部に設けられる。 In another preferred embodiment, the inner oil reservoir groove or the outer oil reservoir groove is provided on the entire circumference or a part of the circumference of the axis.
別の好ましい態様では、前記弁軸は、前記ねじ送り機構の下側部分が前記ガイドステムに摺動自在に内挿される。 In another preferred embodiment, the valve shaft is slidably inserted into the guide stem at the lower portion of the screw feed mechanism.
更に好ましい態様では、前記弁軸は、前記ねじ送り機構の下側部分が前記雌ねじ部より大径の軸受穴に摺動自在に内挿される。 In a further preferred aspect, the valve shaft is slidably inserted in a bearing hole having a lower portion of the screw feed mechanism larger in diameter than the female screw portion.
本発明によれば、ねじ送り機構を構成する弁軸における雄ねじ部又はガイドステムにおける雌ねじ部の少なくとも一方に隣接してオイル溜り溝が設けられるので、キャン内に充満（例えば、噴霧状に充満）して弁軸やガイドステムに付着する冷媒に含まれるオイル（冷凍サイクル内の冷凍機油）が当該オイル溜り溝に溜められる。当該オイル溜り溝に溜まったオイルは、雌ねじ部と雄ねじ部との相対回転や重力等によって当該オイル溜り溝から雌ねじ部と雄ねじ部との間（ねじ面間）に侵入し、雌ねじ部と雄ねじ部とが摺接する際の潤滑剤（油）となって、雌ねじ部と雄ねじ部との間（ねじ面間）の摺動抵抗の増加が抑えられるため、動作性を安定させることができる。 According to the present invention, the oil reservoir groove is provided adjacent to at least one of the male screw portion in the valve shaft constituting the screw feed mechanism or the female screw portion in the guide stem, so that the can is filled (for example, filled in a spray form). Thus, oil (refrigeration machine oil in the refrigeration cycle) contained in the refrigerant adhering to the valve shaft and the guide stem is accumulated in the oil reservoir groove. The oil accumulated in the oil reservoir groove enters between the female thread portion and the male screw portion (between the screw surfaces) from the oil reservoir groove due to relative rotation between the female screw portion and the male screw portion, gravity, or the like, and the female screw portion and the male screw portion. It becomes a lubricant (oil) at the time of sliding contact, and an increase in sliding resistance between the female screw portion and the male screw portion (between the screw surfaces) is suppressed, so that the operability can be stabilized.
また、雌ねじ部と雄ねじ部との間（ねじ面間）に異物を噛み込んだ場合でも、例えば雌ねじ部と雄ねじ部とが摺接する際に、前記異物が雌ねじ部と雄ねじ部との間（ねじ面間）に侵入したオイルとともに排出され、異物噛み込みによる雌ねじ部と雄ねじ部との間（ねじ面間）の摺動抵抗の増加が抑えられるため、これによっても、動作性を安定させることができる。 Further, even when a foreign object is caught between the female screw part and the male screw part (between the screw surfaces), for example, when the female screw part and the male screw part are in sliding contact, the foreign object is between the female screw part and the male screw part (screw It is discharged together with the oil that has entered the space), and the increase in sliding resistance between the female thread and the male thread (between the threaded surfaces) due to the biting of foreign matter can be suppressed. This also stabilizes the operability. it can.
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
［第１実施形態］
図１及び図２は、本発明に係る電動弁の第１実施形態を示す縦断面図であり、図１は全閉状態、図２は全開状態を示す図である。
[First Embodiment]
1 and 2 are longitudinal sectional views showing a first embodiment of a motor-operated valve according to the present invention. FIG. 1 is a fully closed state, and FIG. 2 is a fully open state.
なお、本明細書において、上下、左右、前後等の位置、方向を表わす記述は、説明が煩瑣になるのを避けるために図面に従って便宜上付けたものであり、実際の使用状態での位置、方向を指すとは限らない。 In this specification, descriptions representing positions and directions such as up and down, left and right, and front and rear are given for the sake of convenience in accordance with the drawings in order to avoid complicated explanation, and the positions and directions in the actual use state. Does not necessarily mean
また、各図において、部材間に形成される隙間や部材間の離隔距離等は、発明の理解を容易にするため、また、作図上の便宜を図るため、各構成部材の寸法に比べて大きくあるいは小さく描かれている場合がある。 In each drawing, the gap formed between the members, the separation distance between the members, etc. are larger than the dimensions of each constituent member for easy understanding of the invention and for convenience of drawing. Or it may be drawn small.
図示実施形態の電動弁１は、上面が開口した有底円筒状の弁本体１０、該弁本体１０の上端面部外周側にその下端部が溶接等により密封接合されたキャン４５、弁本体１０の上端面部内周側に溶接等により固定された鍔状円板１８付きのガイドステム１５、該ガイドステム１５の小径上部１５ｂ内周（の上半部）に形成された雌ねじ部１５ｉに、その中間軸状部２１ａ外周に形成された雄ねじ部２１ｅ（の下部雄ねじ部２１ｇ）が螺合せしめられた弁軸２１、該弁軸２１に一体回動可能に連結固定されたロータ３０、及び該ロータ３０を回転駆動すべく前記キャン４５の外周に外嵌されたステータ５０を備えている。
The motor-operated
ここでは、ロータ３０とステータ５０とでステッピングモータが構成され、また、ガイドステム１５の雌ねじ部（固定ねじ部）１５ｉと弁軸２１の雄ねじ部（可動ねじ部）２１ｅとでねじ送り機構が構成され、前記ステッピングモータとねじ送り機構とで弁軸２１（並びに、後述する弁ホルダ２３）を回転させながら昇降させるための昇降駆動装置が構成されている。
Here, a stepping motor is constituted by the
前記弁本体１０は、例えば金属板材を素材としてプレス加工により作製されたもので、その底部１０ｂには、弁座１１ａ付きの弁口１１ｂを有する弁座部材１１がろう付け等で固定され、その上部にはガイドステム１５の下部が挿入されている。
The
前記弁本体１０内に画成される弁室１２の一側方（つまり、弁本体１０の側壁部１０ａ）には、管継手からなる第１入出口６がろう付け等により接合され、弁座部材１１（の下部）には、管継手からなる第２入出口７がろう付け等により接合されている。
A first inlet /
前記弁軸２１は、前記ロータ３０の連結体３２が外嵌せしめられる上部小径部２１ｂ、雄ねじ部２１ｅを有する中間軸状部２１ａ、及び、該中間軸状部２１ａ（雄ねじ部２１ｅ）より下側のかしめ部２１ｄ付きの下部大径部２１ｃを有する。
The
詳しくは、前記中間軸状部２１ａは、その上部外周に上部雄ねじ部２１ｆが形成され、その下半部外周に下部雄ねじ部２１ｇが形成されており、上部雄ねじ部２１ｆは、後述する閉弁方向用可動ストッパ３５（のナット部３５ａ）に螺合せしめられ、下部雄ねじ部２１ｇが、ガイドステム１５の小径上部１５ｂの内周上半部に形成された雌ねじ部１５ｉに螺合せしめられている。また、前記中間軸状部２１ａにおいて上部雄ねじ部２１ｆと下部雄ねじ部２１ｇとの間は、ガイドステム１５と弁軸２１との間にオイルを溜めるための隙間を形成する、環状かつ凹状のオイル溜り溝２１ｈとされる。
Specifically, the intermediate shaft-
本例では、前記オイル溜り溝２１ｈは、中間軸状部２１ａの上下方向（軸線Ｏ方向）長さの１／４程度に設定されており、その上端は、弁軸２１（弁体２５）等が最下降位置（図１に示される全閉状態）にあるときに、ガイドステム１５（の雌ねじ部１５ｉ）の上端部に対応する位置とされており、その下端は、弁軸２１（弁体２５）等が最上昇位置（図２に示される全開状態）にあるときに、ガイドステム１５（の雌ねじ部１５ｉ）の上端部に対応する位置とされている。
In this example, the
また、本例では、中間軸状部２１ａに雄ねじを形成した後にオイル溜り溝２１ｈを形成したため、オイル溜り溝２１ｈの上部の雄ねじ（上部雄ねじ部２１ｆ）とオイル溜り溝２１ｈの下部の雄ねじ（下部雄ねじ部２１ｇ）が同一のねじ位相で構成されている。よって、ねじを形成する工数を削減することができる。勿論、中間軸状部２１ａにオイル溜り溝２１ｈを形成した後に雄ねじを形成してもよい。なお、上部雄ねじ部２１ｆと下部雄ねじ部２１ｇとは異なるねじ位相にしてもよいことは勿論である。
Further, in this example, since the
中間軸状部２１ａの下側（つまり、ねじ送り機構の下側）に設けられた下部大径部２１ｃは、中間軸状部２１ａの上下方向（軸線Ｏ方向）長さより若干短く設定されている。この下部大径部２１ｃの上部は、ガイドステム１５の小径上部１５ｂの内周下半部（つまり、雌ねじ部１５ｉの下側）に形成された比較的大径（詳しくは、その直上に設けられた雌ねじ部１５ｉより大径）の軸受穴１５ｃに（昇降方向および回転方向に）摺動自在に内挿されており、これにより、前記弁軸２１が前記ガイドステム１５にガイドされながら昇降するようになっている。
The lower large-
弁軸２１の下端部には、その下部大径部２１ｃの下端面に設けられたかしめ部２１ｄにその天井穴部分が連結固定され、ガイドステム１５の大径円筒状胴部１５ａに摺動自在に嵌挿された天井部２３ｂ付き円筒状の弁ホルダ２３が保持されている。この弁ホルダ２３の円筒部２３ａ下部には、弁体２５の上部が上下方向（昇降方向）に摺動自在に挿入（内挿）されて保持されている。
At the lower end of the
弁体２５は、本例では、例えば金属を素材として上下方向（軸線Ｏ方向）に沿って配置された段付き軸状の中実部材から作製されており、逆円錐台面部を有する弁座１１ａ（弁口１１ｂ）内にその下部が挿入されて着座する逆円錐台状の弁体部２５ａ、該弁体部２５ａの上部に連なる短円柱部２５ｂ、該短円柱部２５ｂの上部に連なる円柱状の小径胴部２５ｃ、及び、この小径胴部２５ｃの上部に圧入・溶接等により外嵌固定された厚肉かつ外周が窪んだ形状の抜止スリーブ２５ｄを有するとともに、前記短円柱部２５ｂの所定部位には鍔状部２９が（外向きに）設けられている。前記小径胴部２５ｃは、前記弁ホルダ２３（の円筒部２３ａ）の下端部に固定された底板部２７の通し穴２７ａに（若干の隙間をあけて）挿通されるとともに、前記底板部２７の通し穴２７ａに挿通される前記小径胴部２５ｃの外径は、前記弁座１１ａ（弁口１１ｂ）の口径よりも小さくされている。
In this example, the
弁ホルダ２３（の円筒部２３ａ）の下端部には、前記弁体２５（の抜止スリーブ２５ｄ）を、間に薄肉の環状円板からなるワッシャ２８を挟んで抜け止め係止するとともに、前記通し穴２７ａが設けられた厚肉板からなる底板部２７がかしめ・溶接等により保持固定されている。
At the lower end portion of the valve holder 23 (the
一方、弁体２５（の小径胴部２５ｃ）の上面には、断面外形がハット形のばね受け部材２６が載せられ、このばね受け部材２６の鍔状部２６ａと弁ホルダ２３の天井部２３ｂとの間には弁体押圧兼緩衝用の円筒状の圧縮コイルばねからなる弁体付勢ばね２４が縮装されており、弁体２５は弁体付勢ばね２４（の付勢力）により常時下向き（閉弁方向）に付勢されている。
On the other hand, a
上記した弁軸２１、弁ホルダ２３、弁体２５、及び弁体付勢ばね２４は、弁体２５が弁座１１ａから離隔している状態（開弁状態）においては実質的に一体的に回転しながら昇降せしめられる。
The
なお、前記弁体２５に設けられた鍔状部２９及び弁ホルダ２３に設けられた該弁ホルダ２３の底部を構成する底板部２７は、それぞれ組立時の便宜を図るため（組立用基準位置を検出するため）の組立用ストッパ機構の固定ストッパ及び可動ストッパとなっている。
Note that a
この場合、図２に示される如くの開弁状態においては、弁体２５の抜止スリーブ２５ｄは、間にワッシャ２８を挟んで底板部２７に対接係止されており、底板部２７の下面と鍔状部２９の上面、言い換えれば、組立用ストッパ機構の可動ストッパ（底板部）２７と固定ストッパ（鍔状部）２９とは、所定の距離だけ離隔している。
In this case, in the valve open state as shown in FIG. 2, the retaining
また、ロータ３０及び弁軸２１の原点位置を設定すべく、ガイドステム１５の小径上部１５ｂの上面（の外周部分）には、所定の幅、高さ、奥行きを持つ断面矩形の閉弁方向用固定ストッパ５５が上向きに突設され、ガイドステム１５の大径円筒状胴部１５ａの上部（言い換えれば、軸受穴１５ｃの下端周り）には所定の幅、高さ、奥行きを持つ断面矩形の開弁方向用固定ストッパ５６が下向きに突設されている。
Further, in order to set the origin position of the
弁軸２１における雄ねじ部２１ｅの上端部（すなわち、上部雄ねじ部２１ｆ）には、閉弁方向用可動ストッパ３５が螺合せしめられてロータ３０の円板状天井部に抜け止め係止されている。この閉弁方向用可動ストッパ３５は、上部雄ねじ部２１ｆに螺合する平面視外形が六角形でその一辺が円弧状とされたナット部３５ａとこのナット部３５ａから下向きに突設された所定の幅、高さ、奥行きを持つ断面矩形のストッパ部３５ｓとからなっている。
A valve-closing direction
また、弁ホルダ２３（の天井部３２ｂ）の上部には、弁軸２１の下部大径部２１ｃの下部を覆うようにして、前記開弁方向用固定ストッパ５６に接当係止される開弁方向用可動ストッパ３６が一体形成されている。この開弁方向用可動ストッパ３６は、弁軸２１の下部大径部２１ｃの下部に外装される厚肉円筒部３６ａとこの厚肉円筒部３６ａから上向きに突設された所定の幅、高さ、奥行きを持つ断面矩形のストッパ部３６ｓとからなっている。
Further, the valve holder 23 (the ceiling portion 32b of the valve holder 23) is opened at the top thereof so as to cover the lower portion of the lower large-
前記ロータ３０は、天井付き円筒状のマグネット３１とこの天井部に一体結合された連結体３２とからなり、連結体３２は、弁軸２１における上部小径部２１ｂに外嵌されるとともに、前記閉弁方向用可動ストッパ３５上に載せられて前記上部小径部２１ｂに溶接固定されている。
The
ここで、前記ロータ３０の天井部の下面側には、両端部が平面視でＤ字状に形成されたＤカット部を備えた凹部３３が設けられ、この凹部３３に形成されたＤカット部以外の円弧状とされた部分に前記閉弁方向用可動ストッパ３５のナット部３５ａの円弧状とされた一辺が接当した状態で嵌め込まれ、Ｄカット部に前記ナット部３５ａの他の２辺が接当した状態で嵌め込まれており、これにより、ロータ３０と閉弁方向用可動ストッパ３５と弁軸２１とは、一体的に回転しながら昇降せしめられる。
Here, on the lower surface side of the ceiling portion of the
一方、前記キャン４５の外周には、ヨーク５１、ボビン５２、コイル５３、樹脂モールド５４等からなるステータ５０が外嵌されている。このステータ５０は、その底部に設けられた位置決め固定具（図示省略）により、弁本体１０に対して所定の位置に位置決め固定されている。
On the other hand, a
これにより、ロータ３０が回転せしめられると、それと一体に弁軸２１が回転せしめられ、このとき、前記ねじ送り機構により弁軸２１とともに弁ホルダ２３が弁体２５を伴って昇降せしめられ、これによって、冷媒の通過流量が調整される。
Thereby, when the
かかる構成とされた電動弁１の動作をより具体的に説明する。
The operation of the motor-operated
すなわち、ステータ５０に閉弁方向用駆動パターンとなるパルスを供給することにより、ロータ３０及び弁軸２１が一方向（例えば、平面視時計回り）に回転せしめられ、雌ねじ部１５ｉと雄ねじ部２１ｅ（の下部雄ねじ部２１ｇ）からなるねじ送り機構により、弁軸２１及び閉弁方向用可動ストッパ３５が回転しながら（かつ、弁軸２１がガイドステム１５の軸受穴１５ｃにガイドされながら）下降し、弁体２５（の弁体部２５ａ）が弁座１１ａに着座して弁口１１ｂが閉じられる。
That is, by supplying a pulse as a valve closing direction drive pattern to the
この時点では、閉弁方向用可動ストッパ３５は未だ閉弁方向用固定ストッパ５５に接当しておらず、ロータ３０及び弁軸２１の回転下降は停止されず、弁体付勢ばね２４が所定量圧縮されるまでパルス供給が継続され、それによって、弁体２５が弁座１１ａに着座したままロータ３０、弁軸２１、弁ホルダ２３等はさらに回転しながら下降する。
At this time, the valve-closing-direction
このときは、弁体２５に対して弁軸２１及び弁ホルダ２３が下降するため、弁体付勢ばね２４が圧縮せしめられ、その後、弁体付勢ばね２４の圧縮量が所定量となったとき、閉弁方向用可動ストッパ３５が閉弁方向用固定ストッパ５５に接当して係止され、ロータ３０及び弁軸２１が最下降位置に達し、ステータ５０に閉弁方向用駆動パターンとなるパルス供給が続行されてもロータ３０及び弁軸２１の下降は強制的に停止される。
At this time, since the
このように、弁体２５が弁座１１ａに着座して弁口１１ｂが閉じられた後においても、閉弁方向用可動ストッパ３５が閉弁方向用固定ストッパ５５に接当して係止される原点位置に達するまでは、ロータ３０、弁軸２１、及び弁ホルダ２３の回転下降が継続されることにより、弁体付勢ばね２４が圧縮されるため、弁体２５（の弁体部２５ａ）が弁座１１ａに強く押し付けられ（この状態を押圧閉弁状態ないし全閉状態と称する）、弁漏れ等を確実に防止できる。
Thus, even after the
一方、上記原点位置（図１に示される押圧閉弁状態ないし全閉状態）（つまり、弁体２５等の最下降位置）から、ステータ５０に開弁方向用駆動パターンとなるパルスを供給すると、ロータ３０及び弁軸２１が前記とは逆方向（例えば、平面視反時計回り）に回転せしめられ、雌ねじ部１５ｉと雄ねじ部２１ｅ（の下部雄ねじ部２１ｇ）からなるねじ送り機構により、ロータ３０、弁軸２１、弁ホルダ２３及び開弁方向用可動ストッパ３６が回転しながら（かつ、弁軸２１がガイドステム１５の軸受穴１５ｃにガイドされながら）上昇し、これに伴い、弁体２５に対する押圧力が弱められ、弁体付勢ばね２４が所定量伸張して元のセット状態に戻り、その後、弁体２５（の弁体部２５ａ）が弁座１１ａから離れて弁口１１ｂが開かれる。この場合、ステータ５０への供給パルス数に応じて弁体２５のリフト量（弁開度＝流量）が定まり、さらに前記パルス供給を続けると、最終的には、全開状態となるとともに（図２に示される状態）、開弁方向用可動ストッパ３６が開弁方向用固定ストッパ５６に接当係止され、これにより、ロータ３０、弁軸２１、及び弁ホルダ２３の回転及び上昇が強制的に停止せしめられる。
On the other hand, when a pulse serving as a valve-opening direction drive pattern is supplied to the
ここで、本実施形態の電動弁１では、ねじ送り機構を構成する弁軸２１（の中間軸状部２１ａ）における雄ねじ部２１ｅ（の下部雄ねじ部２１ｇ）に隣接してオイル溜り溝２１ｈが設けられるので、前記した電動弁１の動作に際して、詳しくは、弁軸２１（弁体２５）等を最下降位置（図１に示される全閉状態）と最上昇位置（図２に示される全開状態）との間で移動させる際に、キャン４５内に充満（例えば、噴霧状に充満）して弁軸２１やガイドステム１５に付着する冷媒に含まれるオイル（冷凍サイクル内の冷凍機油）が当該オイル溜り溝２１ｈに溜められる。当該オイル溜り溝２１ｈに溜まったオイルは、雌ねじ部１５ｉと雄ねじ部２１ｅとの相対回転や重力等によって当該オイル溜り溝２１ｈから雌ねじ部１５ｉと雄ねじ部２１ｅとの間（ねじ面間）に侵入し、雌ねじ部１５ｉと雄ねじ部２１ｅとが摺接する際の潤滑剤（油）となって、雌ねじ部１５ｉと雄ねじ部２１ｅとの間（ねじ面間）の摺動抵抗の増加が抑えられるため、動作性を安定させることができる。
Here, in the motor-operated
また、雌ねじ部１５ｉと雄ねじ部２１ｅ（の下部雄ねじ部２１ｇ）との間（ねじ面間）に異物を噛み込んだ場合でも、例えば雌ねじ部１５ｉと雄ねじ部２１ｅとが摺接する際に、前記異物が雌ねじ部１５ｉと雄ねじ部２１ｅとの間（ねじ面間）に侵入したオイルとともに排出され、異物噛み込みによる雌ねじ部１５ｉと雄ねじ部２１ｅとの間（ねじ面間）の摺動抵抗の増加が抑えられるため、これによっても、動作性を安定させることができる。
Further, even when a foreign matter is caught between the
なお、上記実施形態では、弁軸２１（の中間軸状部２１ａ）において、オイル溜り溝２１ｈが、弁軸２１（弁体２５）等の最下降位置においてガイドステム１５（の雌ねじ部１５ｉ）の上端部に対応する位置から弁軸２１（弁体２５）等の最上昇位置においてガイドステム１５（の雌ねじ部１５ｉ）の上端部に対応する位置に亘って設けられているが、例えば、図３及び図４に示される如くに、弁軸２１（弁体２５）等の最下降位置（全閉状態）においてガイドステム１５（の雌ねじ部１５ｉ）の上端部に対応する位置の近傍にのみ設けてもよいし、図５及び図６に示される如くに、弁軸２１（弁体２５）等の最上昇位置（全開状態）においてガイドステム１５（の雌ねじ部１５ｉ）の上端部に対応する位置の近傍にのみ設けてもよい。
In the above embodiment, in the valve shaft 21 (the
図３及び図４に示す例では、オイル溜り溝２１ｈの上下方向長さを（上側に）短くすることで、ガイドステム１５の雌ねじ部１５ｉに螺合される下部雄ねじ部２１ｇの上下方向長さを長く設定できるので、特に弁軸２１（弁体２５）等の最下降位置（全閉状態）においても雌ねじ部１５ｉと雄ねじ部２１ｅ（の下部雄ねじ部２１ｇ）との噛み合い量（螺合長）を確保できる。また、図５及び図６に示す例では、オイル溜り溝２１ｈの上下方向長さを（下側に）短くすることで、上部雄ねじ部２１ｆの上下方向長さを長く設定でき、この上部雄ねじ部２１ｆをガイドステム１５の雌ねじ部１５ｉに螺合させられるので、弁軸２１（弁体２５）等の最下降位置（全閉状態）においても雌ねじ部１５ｉと雄ねじ部２１ｅ（の下部雄ねじ部２１ｇ）との噛み合い量（螺合長）を確保できる。
In the example shown in FIGS. 3 and 4, the vertical length of the lower
なお、上記実施形態では、オイル溜り溝２１ｈが環状に（つまり、弁軸２１の軸線Ｏ周りの全周に）形成されているが、弁軸２１の軸線Ｏ周りの一部に形成してもよいことは勿論である。
In the above-described embodiment, the
［第２実施形態］
図７及び図８は、本発明に係る電動弁の第２実施形態を示す縦断面図であり、図７は全閉状態、図８は全開状態を示す図である。また、図９は、図７のＵ−Ｕ矢視線に従う断面図である。
[Second Embodiment]
7 and 8 are longitudinal sectional views showing a second embodiment of the motor-operated valve according to the present invention. FIG. 7 is a fully closed state, and FIG. 8 is a fully open state. 9 is a cross-sectional view taken along the line U-U in FIG.
本第２実施形態の電動弁２は、上記第１実施形態の電動弁１に対し、主に、ガイドステム１５の上端部分の形状が相違しており、その他の構成は略同じである。したがって、第１実施形態の各部に対応する部分には共通の符号を付して重複説明を省略し、以下では、相違点を重点的に説明する。
The motor-operated
本実施形態では、ガイドステム１５と弁軸２１との間にオイルを溜めるための隙間を形成すべく、ガイドステム１５（の小径上部１５ｂ）の上端部、すなわち、ねじ送り機構を構成する雌ねじ部１５ｉの上側に隣接するようにして、底面が軸線Ｏに対して垂直な平坦面で構成される断面凹状のオイル溜り溝１５ｈが設けられている。
In this embodiment, in order to form a gap for storing oil between the
この場合、例えば、ガイドステム１５の小径上部１５ｂの上面における前記オイル溜り溝１５ｈの外側に、上記原点位置（弁軸２１（弁体２５）等の最下降位置）を規定する閉弁方向用固定ストッパ５５が設けられる。
In this case, for example, the valve closing direction fixing that defines the origin position (the lowest position of the valve shaft 21 (valve body 25), etc.) outside the
本実施形態の電動弁２でも、ねじ送り機構を構成するガイドステム１５（の小径上部１５ｂ）における雌ねじ部１５ｉに隣接してオイル溜り溝１５ｈが設けられるので、上記第１実施形態の電動弁１と同様、キャン４５内に充満（例えば、噴霧状に充満）して弁軸２１やガイドステム１５に付着する冷媒に含まれるオイル（冷凍サイクル内の冷凍機油）が当該オイル溜り溝１５ｈ（及び、弁軸２１側のオイル溜り溝２１ｈ）に溜められる。当該オイル溜り溝１５ｈ（及び、弁軸２１側のオイル溜り溝２１ｈ）に溜まったオイルは、雌ねじ部１５ｉと雄ねじ部２１ｅとの相対回転や重力等によって当該オイル溜り溝１５ｈ（及び、弁軸２１側のオイル溜り溝２１ｈ）から雌ねじ部１５ｉと雄ねじ部２１ｅとの間（ねじ面間）に侵入し、雌ねじ部１５ｉと雄ねじ部２１ｅとが摺接する際の潤滑剤（油）となって、雌ねじ部１５ｉと雄ねじ部２１ｅとの間（ねじ面間）の摺動抵抗の増加が抑えられるため、動作性を安定させることができる。
Also in the motor-operated
また、雌ねじ部１５ｉと雄ねじ部２１ｅ（の下部雄ねじ部２１ｇ）との間（ねじ面間）に異物を噛み込んだ場合でも、例えば雌ねじ部１５ｉと雄ねじ部２１ｅとが摺接する際に、前記異物が雌ねじ部１５ｉと雄ねじ部２１ｅとの間（ねじ面間）に侵入したオイルとともに排出され、異物噛み込みによる雌ねじ部１５ｉと雄ねじ部２１ｅとの間（ねじ面間）の摺動抵抗の増加が抑えられるため、これによっても、動作性を安定させることができる。
Further, even when a foreign matter is caught between the
なお、上記実施形態では、オイル溜り溝１５ｈが、底面が軸線Ｏに対して垂直な平坦面で構成される断面凹状を有しているが、例えば図１０（Ａ）、（Ｂ）に示される如くに、オイル溜り溝１５ｈを、底面が中心軸線Ｏ（中心部）に向けて低くなる傾斜面で構成される漏斗状に形成してもよい。
In the above-described embodiment, the
また、上記実施形態では、オイル溜り溝１５ｈが環状に（つまり、ガイドステム１５の軸線Ｏ周りの全周に）形成されている（図９参照）が、例えば図１１（Ａ）、（Ｂ）に示される如くに、ガイドステム１５の軸線Ｏ周りの一部（図１１に示す例では、ガイドステム１５の軸線Ｏに対して１８０°離れた対称位置）に形成してもよいことは勿論である。
Further, in the above embodiment, the
また、上記第１実施形態では、ねじ送り機構を構成する弁軸２１における雄ねじ部２１ｅ（の下部雄ねじ部２１ｇ）側にオイル溜り溝２１ｈが設けられ、上記第２実施形態では、ねじ送り機構を構成する弁軸２１における雄ねじ部２１ｅ（の下部雄ねじ部２１ｇ）側及びガイドステム１５における雌ねじ部１５ｉ側の双方にオイル溜り溝２１ｈ及びオイル溜り溝１５ｈが設けられているが、ガイドステム１５における雌ねじ部１５ｉ側にのみオイル溜り溝１５ｈを設けてもよいことは当然である。
Moreover, in the said 1st Embodiment, the
また、上記実施形態では、弁体が弁座に着座するタイプの電動弁について説明したが、例えば、弁体が最下降位置（通常なら全閉状態となる）にあるときに、弁体と弁座との間に所定の大きさの間隙が形成される（すなわち、弁体が弁座に着座しない）閉弁レスタイプの電動弁においても、前記と同様の作用効果が得られることは詳述するまでも無い。 In the above-described embodiment, the type of motor-operated valve in which the valve body is seated on the valve seat has been described. For example, when the valve body is in the lowest lowered position (normally in a fully closed state), the valve body and the valve It is described in detail that a valve closing-less type electric valve in which a gap of a predetermined size is formed between the seat and the seat (that is, the valve body does not seat on the valve seat) can provide the same effect as described above. Needless to do.
１ 電動弁（第１実施形態）
２ 電動弁（第２実施形態）
６ 第１入出口
７ 第２入出口
１０ 弁本体
１１ 弁座部材
１１ａ 弁座
１１ｂ 弁口
１２ 弁室
１５ ガイドステム
１５ｈ オイル溜り溝
１５ｉ 雌ねじ部
２１ 弁軸
２１ｅ 雄ねじ部
２１ｆ 上部雄ねじ部
２１ｇ 下部雄ねじ部
２１ｈ オイル溜り溝
２３ 弁ホルダ
２４ 弁体付勢ばね
２５ 弁体
２７ 底板部
３０ ロータ
３５ 閉弁方向用可動ストッパ
３６ 開弁方向用可動ストッパ
４５ キャン
５０ ステータ
５５ 閉弁方向用固定ストッパ
５６ 開弁方向用固定ストッパ
1 Motorized valve (first embodiment)
2 Motorized valve (second embodiment)
6 First inlet /
Claims (5)
前記弁軸の雄ねじ部が螺合する雌ねじ部が形成されたガイドステムと、
前記弁体が接離する弁座付きの弁口を有するとともに前記ガイドステムが設けられた弁本体と、
前記弁本体に固定されたキャンと、
前記弁軸を前記ガイドステムに対して回転させるための、前記弁軸に連結されたロータ及びステータを有するモータと、を備え、
前記ガイドステムの前記雌ねじ部と前記弁軸の前記雄ねじ部とで、前記弁体を前記弁座に対して昇降させるためのねじ送り機構が構成されている、冷凍サイクルに組み込まれて使用される電動弁であって、
前記弁軸における前記雄ねじ部に隣接して、かつ前記弁軸の最下降位置において前記雌ねじ部の上端部に対応する位置から前記弁軸の最上昇位置において前記雌ねじ部の上端部に対応する位置に亘って、前記ガイドステムと前記弁軸との間にオイルを溜めるための隙間を形成する内側オイル溜り溝が設けられ、
前記ガイドステムにおける前記雌ねじ部の上側に隣接して、前記ガイドステムと前記弁軸との間にオイルを溜めるための隙間を形成する外側オイル溜り溝が設けられ、
前記外側オイル溜り溝の底面は、軸線に対して垂直な平坦面もしくは中心軸線に向けて低くなる傾斜面を有し、
前記ガイドステムにおける前記雌ねじ部は、前記ロータの内側空間に配置され、
前記弁軸は、前記雌ねじ部を貫通し、上部に前記ロータが固定され、
開弁時に、前記弁軸は、前記外側オイル溜り溝と前記ロータの間に、前記ロータの内側空間に露出する部分を有し、
前記内側オイル溜り溝と前記外側オイル溜り溝は連続していることを特徴とする電動弁。 A valve shaft provided with a valve body and formed with a male screw part;
A guide stem formed with an internal thread portion into which the external thread portion of the valve shaft is screwed;
A valve body having a valve opening with a valve seat to which the valve body contacts and separates and provided with the guide stem;
A can fixed to the valve body;
A motor having a rotor and a stator coupled to the valve shaft for rotating the valve shaft relative to the guide stem;
In the external thread portion of the valve shaft and the female screw portion of the guide stem, said valve body being screw feed mechanism arrangement for elevating against the valve seat, is used by being incorporated in the refrigeration cycle A motorized valve,
Adjacent to the external thread portion of the valve shaft, and the position corresponding to the upper end of the female threaded portion at the uppermost position of the valve shaft from a position corresponding to the upper end of the female threaded portion at the lowest position of the valve shaft And an inner oil reservoir groove is formed between the guide stem and the valve shaft to form a gap for storing oil ,
Adjacent to the upper side of the female thread portion in the guide stem, an outer oil reservoir groove is provided that forms a gap for storing oil between the guide stem and the valve shaft,
The bottom surface of the outer oil reservoir groove has a flat surface perpendicular to the axis or an inclined surface that decreases toward the central axis,
The female thread portion in the guide stem is disposed in an inner space of the rotor,
The valve shaft passes through the female screw part, and the rotor is fixed to the upper part.
When the valve is opened, the valve shaft has a portion exposed to the inner space of the rotor between the outer oil pool groove and the rotor,
The motor-operated valve characterized in that the inner oil reservoir groove and the outer oil reservoir groove are continuous .
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