JP7462092B2 - Motor-operated valve - Google Patents

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Description

本発明は、冷凍サイクルシステムなどに使用される電動弁に関する。 The present invention relates to motor-operated valves used in refrigeration cycle systems, etc.

従来、パッケージエアコン、ルームエアコン、冷凍機などに用いられる電動弁が知られている（例えば、特許文献１）。この電動弁１００においては、たとえば、図７に示すように、ステッピングモータが駆動してロータ１０３が回転すると、雌ねじ１３１ａと雄ねじ１２１ａのねじ送り作用により、弁体１１４が中心軸Ｌ´方向に移動する。これにより、弁ポート１２１を開閉する調整がなされ、管継手１１１から流入して管継手１１２から流出する冷媒の流量が制御される。 Conventionally, motorized valves used in packaged air conditioners, room air conditioners, freezers, etc. are known (for example, Patent Document 1). In this motorized valve 100, for example, as shown in FIG. 7, when the stepping motor is driven to rotate the rotor 103, the valve body 114 moves in the direction of the central axis L' due to the screw feed action of the female thread 131a and the male thread 121a. This adjusts the opening and closing of the valve port 121, and controls the flow rate of the refrigerant flowing in through the pipe joint 111 and flowing out through the pipe joint 112.

特開平１０－１４８４２０号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-148420

ところで、現在、空調機や冷凍機などの技術分野においては、省エネ性能の向上が盛んに検討されており、このような冷凍サイクルシステムに使用する電動弁についても同様の省エネ性が要求されているという背景が存在する。ここで、電動弁に要求される性能としては、弁体が弁座から離れた直後における低開度域における微小な流量の制御性の向上や、流量のばらつきの低減化が挙げられる。 Currently, in technical fields such as air conditioners and refrigeration machines, there is active research into improving energy-saving performance, and similar energy-saving performance is being demanded of motor-operated valves used in such refrigeration cycle systems. The performance required of motor-operated valves here includes improved controllability of minute flow rates in the low opening range immediately after the valve disc leaves the valve seat, and reduced variation in flow rate.

特に、ルームエアコンや小型の業務用空調機等に使用される電動弁においては、低開度域における微小な流量の制御を行うためには最小開度における流量を極限まで低減することが望まれている。 In particular, for motorized valves used in room air conditioners and small commercial air conditioners, it is desirable to minimize the flow rate at the minimum opening in order to control the minute flow rate in the low opening range.

この点、上述の電動弁１００では、図８（ａ）に示すように、弁体１１４において、弁座１２０に着座する比較的角度の大きい第１テーパ１１４ａと、第３テーパ１１４ｃとの間に、テーパ角（テーパの傾斜面の中心軸Ｌ´に対する角度）が極めて小さな第２テーパ１１４ｂを形成することにより、低開度域の流量制御を向上させる試みがなされている。 In this regard, in the above-mentioned motor-operated valve 100, as shown in FIG. 8(a), an attempt is made to improve flow control in the low opening range by forming a second taper 114b with an extremely small taper angle (angle of the taper inclined surface with respect to the central axis L') between a first taper 114a with a relatively large angle that seats on the valve seat 120, and a third taper 114c in the valve body 114.

図８（ｂ）は、電動弁１００の低開度域における流量特性を示すグラフである。図８（ｂ）において、グラフの横軸は、弁体１１４を移動させるためにステッピングモータに印加するパルスの印加量を表し、グラフの縦軸は、流量を表している。また、グラフの原点は、０パルス時の弁閉状態を表している。ここで、図中の折線Ａは、弁体１１４を用いた場合の流量の変化を表すものである。なお、図中には、折線Ａとの対比例として、図９のように、第２テーパ１１４ｂが形成されていない弁体１１４´を用いた場合の流量の変化を表す折線Ｂを示してある。 Figure 8(b) is a graph showing the flow rate characteristics of the motor-operated valve 100 in the low opening range. In Figure 8(b), the horizontal axis of the graph represents the amount of pulses applied to the stepping motor to move the valve body 114, and the vertical axis of the graph represents the flow rate. The origin of the graph represents the valve closed state at 0 pulses. Here, broken line A in the figure represents the change in flow rate when the valve body 114 is used. Note that, in contrast to broken line A, broken line B is shown in the figure, which represents the change in flow rate when a valve body 114' that does not have the second taper 114b is used, as in Figure 9.

図８（ｂ）によれば、折線Ｂにおいては、第１テーパ１１４´ａによって決定される立上り流量領域２０１から第３テーパ１１４´ｃによって決定される流量領域２０３へと急激に変化するのに対し、折線Ａにおいては、立ち上がり流量領域２０１の後、しばらくの間、角度の小さな第２テーパ１１４ｂによって流量領域２０２の流量の増加度合が制御されるため、低開度域において流量特性が急激に変化することを抑制することができる。 According to FIG. 8(b), in broken line B, the flow rate changes suddenly from the rising flow rate region 201 determined by the first taper 114'a to the flow rate region 203 determined by the third taper 114'c, whereas in broken line A, after the rising flow rate region 201, the rate of increase in the flow rate in the flow rate region 202 is controlled for a while by the second taper 114b with a smaller angle, so that the flow rate characteristics can be prevented from changing suddenly in the low opening range.

しかし、本来低開度域における微小な流量の制御性を向上させるには、弁体１１４が弁座１２０から離れた直後の立上り流量領域２０１における最大流量Ｘの値を抑制しなければならない。この点、電動弁１００では、第２テーパ１１４ｂを設けたとしても、この問題を解決することはできていなかった。 However, to improve the controllability of the minute flow rate in the low opening range, it is necessary to suppress the value of the maximum flow rate X in the rising flow rate region 201 immediately after the valve body 114 leaves the valve seat 120. In this regard, the motor-operated valve 100 was unable to solve this problem even with the provision of the second taper 114b.

ここで、図１０（ａ）に示すように、弁体２１４における流量制御を行うテーパ２１４ｃを弁座２２０に着座させることも考えられる。この場合、図１０（ｂ）に示すように、立上り流量領域２１０の流量を極めて小さくすることができるが、弁体２１４が弁座２２０に食い込んで弁開し難くなり、弁体２１４の作動性が阻害されるという問題が生じるおそれがある。 As shown in FIG. 10(a), it is also possible to seat the taper 214c, which controls the flow rate in the valve body 214, on the valve seat 220. In this case, as shown in FIG. 10(b), the flow rate in the rising flow region 210 can be made extremely small, but there is a risk that the valve body 214 will bite into the valve seat 220, making it difficult to open the valve, and impeding the operability of the valve body 214.

また、図１１（ａ）に示すように、第１テーパ３１４ａと第２テーパ３１４ｂの境界の径Ｄ１を弁座３２０の内径Ｄ２に近づけることにより、立上り流量を低減させることも考えられる。しかしながら、図１１（ｂ）に示す拡大図のように、第１テーパ３１４ａと第２テーパ３１４ｂの境界を着座させた場合、弁体３１４の加工上のばらつきによって、流量制御を行う第２テーパ３１４ｂで着座してしまい、前述したように弁体３１４の弁座３２０に対する食い込みが生じてしまうおそれもある。 As shown in Fig. 11(a), it is also possible to reduce the rising flow rate by making the diameter D1 of the boundary between the first taper 314a and the second taper 314b closer to the inner diameter D2 of the valve seat 320. However, as shown in the enlarged view in Fig. 11(b), if the boundary between the first taper 314a and the second taper 314b is seated, the valve body 314 may be seated on the second taper 314b that controls the flow rate due to variations in the processing of the valve body 314, and as described above, the valve body 314 may bite into the valve seat 320.

また、このような境界には、実際には加工時に隅Ｒ３１５が形成されているため、弁体３１４を弁座３２０に着座させた場合、隅Ｒ３１５の部分が弁座３２０と当接することもある。隅Ｒ３１５の大きさや形状等には、弁体３１４の加工上のばらつきが生じやすいため、着座時に隅Ｒ３１５が弁座３２０と当接した場合、電動弁ごとに立上りの流量特性が異なってしまうという問題が発生しうる。 In addition, since a corner R315 is actually formed at such a boundary during processing, when the valve body 314 is seated on the valve seat 320, the corner R315 may come into contact with the valve seat 320. Since the size and shape of the corner R315 are likely to vary during processing of the valve body 314, if the corner R315 comes into contact with the valve seat 320 when seated, a problem may occur in which the start-up flow characteristics differ for each motor-operated valve.

本発明の目的は、低開度域における微小な流量の制御を的確に行うことができる電動弁を提供することである。 The object of the present invention is to provide an electrically operated valve that can accurately control minute flow rates in the low opening range.

本発明の電動弁は、
ロータの回転運動を、雄ネジ部材と雌ネジ部材とのネジ螺合により直線運動に変換し、この直線運動に基づいて弁本体内に収容されたステンレス製の弁体を軸方向に移動させる電動弁であって、
弁閉状態において前記弁体を着座させる着座部および、前記弁体が挿入される弁ポートを有するステンレス製の弁座を有し、
前記弁ポートは、前記電動弁の中心軸と平行な内周面を有し、
前記弁ポートの前記ロータ側には、前記ロータ側に向かって広がる面取りが形成され、
前記着座部は、前記面取りにおける前記ロータ側の縁部であり、
前記弁体は、
弁閉状態において前記着座部と当接する第１テーパと、
前記第１テーパよりも先方に位置し、弁閉状態において前記内周面に囲繞されるように位置する第２テーパとを備え、
前記面取りの傾斜角は、前記第１テーパのテーパ角よりも小さく、
前記第２テーパのテーパ角は、前記面取りの傾斜角よりも小さく、
前記第１テーパの前記ロータ側の縁部は、前記着座部よりも径方向の外方に位置し、
前記弁体の前記第１テーパが、前記弁閉状態において、前記面取りにおける前記ロータ側の縁部に当接し、
前記着座部に前記第１テーパを当接させた状態において、前記弁ポートと前記第２テーパとの間に形成されるクリアランスの幅よりも広い幅の空間が前記着座部と前記クリアランスとの間に形成されることを特徴とする。 The motor-operated valve of the present invention comprises:
A motor-operated valve in which the rotational motion of a rotor is converted into linear motion by the screw engagement between a male screw member and a female screw member, and a stainless steel valve element housed in a valve body is moved axially based on this linear motion,
a valve seat made of stainless steel having a seating portion on which the valve body is seated in a valve closed state and a valve port into which the valve body is inserted;
The valve port has an inner circumferential surface parallel to a central axis of the motor-operated valve,
A chamfer is formed on the rotor side of the valve port, the chamfer expanding toward the rotor side,
the seating portion is an edge portion of the chamfer on the rotor side,
The valve body is
a first taper that contacts the seating portion in a valve closed state;
a second taper located forward of the first taper and positioned so as to be surrounded by the inner circumferential surface in a valve closed state,
The inclination angle of the chamfer is smaller than the taper angle of the first taper,
The taper angle of the second taper is smaller than the inclination angle of the chamfer,
an edge portion of the first taper on the rotor side is located radially outward from the seating portion,
the first taper of the valve body abuts against an edge portion of the chamfer on the rotor side in the valve closed state,
When the first taper is in contact with the seating portion, a space having a width wider than the width of the clearance formed between the valve port and the second taper is formed between the seating portion and the clearance.

これにより、極力第１テーパの機能を着座する機能のみに限定し、主に第２テーパで流量を制御することができ、低開度域における微小な流量の制御を的確に行うことができる。 This limits the function of the first taper to just the seating function, and allows the flow rate to be controlled primarily by the second taper, allowing for precise control of minute flow rates in the low opening range.

また、本発明の電動弁は、
前記弁体は、前記第１テーパよりも前記ロータ側の位置に円柱棒部が設けられ、該円柱棒部の軸方向の長さが、該円柱棒部の外径よりも大きいことを特徴とする。
また、本発明の電動弁は、
前記弁体は、中心軸方向において、前記第１テーパの上端よりも、前記第２テーパとは反対側に、テーパが設けられていないことを特徴とする。 The motor-operated valve of the present invention further comprises:
The valve body is characterized in that a cylindrical rod portion is provided at a position closer to the rotor than the first taper, and the axial length of the cylindrical rod portion is greater than the outer diameter of the cylindrical rod portion.
The motor-operated valve of the present invention further comprises:
The valve body is characterized in that no taper is provided on a side opposite to the second taper from an upper end of the first taper in the central axial direction.

また、本発明の電動弁は、
前記弁本体の内部に、弁室を備えることを特徴とする。
また、本発明の電動弁は、
前記弁本体が、前記弁室に連通する第１の管継手を備えることを特徴とする。 The motor-operated valve of the present invention further comprises:
The valve body is characterized in that a valve chamber is provided inside the valve body.
The motor-operated valve of the present invention further comprises:
The valve body is characterized in that it includes a first pipe joint that communicates with the valve chamber.

また、本発明の電動弁は、
前記第１の管継手の内面下端が、弁閉状態において前記第１テーパと前記着座部とが当接する位置よりも高い位置にあることを特徴とする。
また、本発明の電動弁は、
前記第１の管継手が、ステンレス製または銅製であることを特徴とする。 The motor-operated valve of the present invention further comprises:
The lower end of the inner surface of the first pipe fitting is located at a position higher than a position where the first taper and the seating portion abut against each other in a valve closed state.
The motor-operated valve of the present invention further comprises:
The first pipe joint is made of stainless steel or copper.

また、本発明の電動弁は、
前記第１の管継手の前記弁室側の端部が、前記弁室内に突出していることを特徴とする。
また、本発明の電動弁は、
前記弁座が、前記弁ポートを介して前記弁室に連通する第２の管継手を備え、
前記第２の管継手が、ステンレス製または銅製であることを特徴とする。 The motor-operated valve of the present invention further comprises:
The valve chamber side end of the first pipe joint protrudes into the valve chamber.
The motor-operated valve of the present invention further comprises:
the valve seat includes a second pipe fitting communicating with the valve chamber via the valve port;
The second pipe joint is made of stainless steel or copper.

また、本発明の電動弁は、
前記弁室が、前記弁体の中心軸に対して平行な内壁を有することを特徴とする。
また、本発明の電動弁は、
前記弁室が、前記ロータ側に開口を有するとともに、前記弁室の底部側から立設する前記内壁を有し、
前記内壁が、前記底部側から前記開口にかけて、前記弁体の中心軸に対して平行であることを特徴とする。 The motor-operated valve of the present invention further comprises:
The valve chamber has an inner wall parallel to a central axis of the valve body.
The motor-operated valve of the present invention further comprises:
the valve chamber has an opening on the rotor side and an inner wall extending upright from a bottom side of the valve chamber,
The inner wall is parallel to the central axis of the valve body from the bottom side to the opening.

また、本発明の電動弁は、
前記弁座は、前記弁ポートの前記着座部とは反対側に、前記着座部とは離れる方向に広がる傾斜面を有していることを特徴とする。
また、本発明の電動弁は、
前記傾斜面は、前記弁体の中心軸に対する傾斜角が４５°以上であることを特徴とする。 The motor-operated valve of the present invention further comprises:
The valve seat has an inclined surface on the opposite side of the valve port from the seating portion, the inclined surface expanding in a direction away from the seating portion.
The motor-operated valve of the present invention further comprises:
The inclined surface is characterized in that the inclination angle with respect to the central axis of the valve body is 45° or more.

また、本発明の電動弁は、
前記弁座は、前記弁ポートの前記着座部とは反対側に、前記着座部とは離れる方向に広がる傾斜面を有し、
前記傾斜面は、前記弁体の中心軸に対する傾斜角が、前記面取りの傾斜角よりも大きいことを特徴とする。 The motor-operated valve of the present invention further comprises:
The valve seat has an inclined surface on an opposite side of the valve port from the seating portion, the inclined surface extending in a direction away from the seating portion,
The inclination angle of the inclined surface relative to the central axis of the valve body is larger than the inclination angle of the chamfer.

また、本発明の電動弁は、
前記傾斜面の最も大きい内径が、前記弁体の円柱棒部の外径よりも大きいことを特徴とする。
また、本発明の電動弁は、
前記弁本体に対して固定される雌ネジ部材と、前記ロータと一体的に軸方向に移動する雄ネジ部材と、からなるネジ送り機構をさらに備えることを特徴とする。 The motor-operated valve of the present invention further comprises:
The largest inner diameter of the inclined surface is larger than the outer diameter of the cylindrical rod portion of the valve body.
The motor-operated valve of the present invention further comprises:
The valve further includes a screw feed mechanism including a female screw member fixed to the valve body and a male screw member that moves axially together with the rotor.

また、本発明の電動弁は、
前記弁体は、
前記第２テーパよりも先方に位置する第３テーパをさらに備えるとともに、
前記第２テーパが、前記第１テーパと連続して形成されることを特徴とする。 The motor-operated valve of the present invention further comprises:
The valve body is
Further comprising a third taper located forward of the second taper,
The second taper is formed continuously with the first taper.

また、本発明の電動弁は、
前記弁体の中心軸に対する前記第３テーパのテーパ面のテーパ角は、前記弁体の中心軸に対する前記第１テーパのテーパ面のテーパ角よりも小さいことを特徴とする。 The motor-operated valve of the present invention further comprises:
A taper angle of the tapered surface of the third taper relative to a central axis of the valve body is smaller than a taper angle of the tapered surface of the first taper relative to the central axis of the valve body.

本発明に係る発明によれば、低開度域における微小な流量の制御を的確に行うことができる電動弁を提供することができる。 The invention according to the present invention provides an electrically operated valve that can accurately control minute flow rates in the low opening range.

実施の形態に係る電動弁の断面図である。1 is a cross-sectional view of a motor-operated valve according to an embodiment. 実施の形態に係る電動弁の要部拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main portion of the motor-operated valve according to the embodiment. 実施の形態に係る電動弁の低開度域における流量特性を示すグラフである。4 is a graph showing flow characteristics in a low opening range of the motor-operated valve according to the embodiment. 実施の形態に係る電動弁の変形例の要部拡大断面図である。FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view of a main portion of a modified example of the motor-operated valve according to the embodiment. 実施の形態に係る電動弁の変形例の要部拡大断面図である。FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view of a main portion of a modified example of the motor-operated valve according to the embodiment. 実施の形態に係る電動弁の変形例の要部拡大断面図である。FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view of a main portion of a modified example of the motor-operated valve according to the embodiment. 従来の電動弁の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a conventional motor-operated valve. 従来の電動弁の要部拡大断面図、および低開度域における流量特性を示すグラフである。1 is an enlarged cross-sectional view of a main portion of a conventional motor-operated valve, and a graph showing flow characteristics in a low opening range. 仮想の電動弁の要部拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a virtual motor-operated valve. 仮想の電動弁の要部拡大断面図、および低開度域における流量特性を示すグラフである。1 is an enlarged cross-sectional view of a main portion of a hypothetical motor-operated valve and a graph showing flow characteristics in a low opening range. 仮想の電動弁の要部拡大断面図、および低開度域における流量特性を示すグラフである。1 is an enlarged cross-sectional view of a main portion of a hypothetical motor-operated valve and a graph showing flow characteristics in a low opening range.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る電動弁について説明する。図１は、実施の形態に係る電動弁２を示した断面図である。なお、本明細書において、「上」あるいは「下」とは図１の状態で規定したものである。すなわち、ロータ４は弁体１７より上方に位置している。また、本明細書における、「高さ」も図１の状態で規定したものである。すなわち、「高さ」とは、図１において上下方向の長さを示している。 The motor-operated valve according to the embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a motor-operated valve 2 according to the embodiment. In this specification, "upper" and "lower" are defined in the state shown in FIG. 1. In other words, the rotor 4 is located above the valve body 17. In this specification, "height" is also defined in the state shown in FIG. 1. In other words, "height" refers to the length in the vertical direction in FIG. 1.

この電動弁２では、非磁性体製で筒状のカップ形状をなすケース６０の開口側の下方に、弁本体３０が溶接などにより一体的に接続されている。 In this motor-operated valve 2, the valve body 30 is integrally connected by welding or the like to the lower opening side of the case 60, which is a non-magnetic, cylindrical, cup-shaped case.

ここで、弁本体３０は、ステンレス製等の金属から成り、内部に弁室１１を有している。また、弁本体３０には、弁室１１に直接連通するステンレス製や銅製等の第１の管継手１２が固定装着されている。さらに、弁本体３０の下方内側には、断面円形の弁ポート１６が形成された弁座部材３０Ａが設けられている。弁座部材３０Ａには、弁ポート１６を介して弁室１１に連通するステンレス製や銅製等の第２の管継手１５が固定装着されている。 The valve body 30 is made of a metal such as stainless steel and has a valve chamber 11 inside. A first pipe fitting 12 made of stainless steel, copper, or the like, which communicates directly with the valve chamber 11, is fixedly attached to the valve body 30. A valve seat member 30A in which a valve port 16 with a circular cross section is formed is provided on the lower inside of the valve body 30. A second pipe fitting 15 made of stainless steel, copper, or the like, which communicates with the valve chamber 11 via the valve port 16, is fixedly attached to the valve seat member 30A.

ケース６０の内周には、回転可能なロータ４が収容され、ロータ４の軸芯部分には、図示しないブッシュ部材を介して弁軸４１が配置されている。ブッシュ部材で結合されたこの弁軸４１とロータ４とは、回転しながら上下方向に一体的に移動する。なお、この弁軸４１の中間部付近の外周面には雄ネジ４１ａが形成されている。本実施の形態では、弁軸４１が雄ネジ部材として機能している。 A rotatable rotor 4 is housed inside the case 60, and a valve shaft 41 is disposed on the axial core of the rotor 4 via a bushing member (not shown). The valve shaft 41 and the rotor 4, which are connected by the bushing member, move together in the vertical direction while rotating. A male thread 41a is formed on the outer peripheral surface near the middle of the valve shaft 41. In this embodiment, the valve shaft 41 functions as a male thread member.

ケース６０の外周には、図示しないヨーク、ボビン、およびコイルなどからなるステータが配置され、ロータ４とステータとでステッピングモータが構成されている。 A stator consisting of a yoke, bobbin, coil, etc. (not shown) is arranged on the outer periphery of the case 60, and the rotor 4 and the stator form a stepping motor.

ケース６０の天井面にはガイド支持体５２が固定されている。ガイド支持体５２は、円筒部５３と、円筒部５３の上端側に形成された傘状部５４とを有し、本実施の形態では全体をプレス加工により一体成型されている。傘状部５４はケース６０の頂部内側と略同形状に成型されている。 A guide support 52 is fixed to the ceiling surface of the case 60. The guide support 52 has a cylindrical portion 53 and an umbrella-shaped portion 54 formed on the upper end side of the cylindrical portion 53, and in this embodiment, the entire guide support 52 is integrally molded by pressing. The umbrella-shaped portion 54 is molded to have approximately the same shape as the inside of the top of the case 60.

ガイド支持体５２の円筒部５３内には、弁軸４１のガイドを兼ねる筒部材６５が嵌合されている。筒部材６５は、金属あるいは合成樹脂による潤滑材入り素材あるいは表面処理を施された部材により構成され、弁軸４１を回転可能に保持している。 A tubular member 65 that also serves as a guide for the valve shaft 41 is fitted into the cylindrical portion 53 of the guide support 52. The tubular member 65 is made of a lubricant-containing material such as metal or synthetic resin, or a surface-treated material, and holds the valve shaft 41 rotatably.

弁軸４１の下方には、後述するように弁軸４１との間でネジ螺合Ａを構成するとともに弁軸４１の傾きを抑制する機能を有する弁軸ホルダ６が、弁本体３０に対して相対的に回転不能に固定されている。 Below the valve shaft 41, a valve shaft holder 6, which forms a screw engagement A with the valve shaft 41 as described below and has the function of suppressing tilt of the valve shaft 41, is fixed non-rotatably relative to the valve body 30.

弁軸ホルダ６は、弁本体３０に対して溶接などで固定されており、弁軸ホルダ６の内部には、貫通孔６ｈが形成されている。また、この弁軸ホルダ６の上部開口部６ｇから所定の深さまで下方に向かって雌ネジ６ｄが形成されている。このため、本実施の形態では、弁軸ホルダ６が雌ネジ部材として機能している。なお、弁軸４１の外周に形成された雄ネジ４１ａと、弁軸ホルダ６の内周に形成された雌ネジ６ｄとにより、図１に示すネジ螺合Ａが構成されている。 The stem holder 6 is fixed to the valve body 30 by welding or the like, and a through hole 6h is formed inside the stem holder 6. A female screw 6d is formed downward from the upper opening 6g of the stem holder 6 to a predetermined depth. Therefore, in this embodiment, the stem holder 6 functions as a female screw member. The male screw 41a formed on the outer periphery of the valve stem 41 and the female screw 6d formed on the inner periphery of the stem holder 6 form the screw engagement A shown in FIG. 1.

また、弁軸４１の下方には、筒状の弁ガイド１８が弁軸ホルダ６の貫通孔６ｈに対して摺動可能に配置されている。この弁ガイド１８は天井部２１側がプレス成型により略直角に折り曲げられている。そして、この天井部２１には貫通孔１８ａが形成されている。また、弁軸４１の下方には、さらに鍔部４１ｂが形成されている。 In addition, below the valve shaft 41, a cylindrical valve guide 18 is arranged so as to be slidable relative to the through hole 6h of the valve shaft holder 6. The ceiling portion 21 side of this valve guide 18 is bent at a substantially right angle by press molding. A through hole 18a is formed in this ceiling portion 21. In addition, a flange portion 41b is further formed below the valve shaft 41.

ここで、弁軸４１は、弁ガイド１８に対して回転可能、かつ径方向に変位可能となるように弁ガイド１８の貫通孔１８ａに遊貫状態で挿入されており、鍔部４１ｂは、弁ガイド１８に対して回転可能、かつ、径方向に変位可能となるように弁ガイド１８内に配置されている。また、弁軸４１は貫通孔１８ａを挿通し、鍔部４１ｂの上面が、弁ガイド１８の天井部２１に対向するように配置されている。なお、鍔部４１ｂが弁ガイド１８の貫通孔１８ａより大径であることにより、弁軸４１の抜け止めがなされている。 The valve shaft 41 is loosely inserted into the through hole 18a of the valve guide 18 so that it can rotate relative to the valve guide 18 and can be displaced radially, and the flange 41b is disposed within the valve guide 18 so that it can rotate relative to the valve guide 18 and can be displaced radially. The valve shaft 41 passes through the through hole 18a, and is disposed so that the upper surface of the flange 41b faces the ceiling 21 of the valve guide 18. The flange 41b has a larger diameter than the through hole 18a of the valve guide 18, preventing the valve shaft 41 from coming loose.

弁軸４１と弁ガイド１８とが互いに径方向に移動可能であることにより、弁軸ホルダ６および弁軸４１の配置位置に関して、さほど高度な同芯取付精度を求められることなく、弁ガイド１８および弁体１７との同芯性が得られる。 Because the valve shaft 41 and the valve guide 18 can move radially relative to each other, the valve shaft holder 6 and the valve shaft 41 can be positioned concentrically with the valve guide 18 and the valve body 17 without requiring a high degree of concentric mounting precision.

弁ガイド１８の天井部２１と弁軸４１の鍔部４１ｂとの間には、中央部には貫通孔が形成された図示しないワッシャが設置されている。ワッシャは、高滑性表面の金属製ワッシャ、フッ素樹脂等の高滑性樹脂ワッシャあるいは高滑性樹脂コーティングの金属製ワッシャなどであることが好ましい。 A washer (not shown) with a through hole formed in the center is installed between the ceiling portion 21 of the valve guide 18 and the flange portion 41b of the valve shaft 41. The washer is preferably a metal washer with a highly slippery surface, a highly slippery resin washer such as a fluororesin washer, or a metal washer with a highly slippery resin coating.

さらに、弁ガイド１８内には、圧縮された弁バネ２７とバネ受け３５とが収容されている。 Furthermore, a compressed valve spring 27 and a spring retainer 35 are housed within the valve guide 18.

弁体１７は、ステンレスや真鍮等により形成され、円柱棒状のニードル部１７ｎ、第１テーパ１７ａ、第２テーパ１７ｂ、および第３テーパ１７ｃを有している。なお、弁体１７の中心軸は電動弁２の中心軸Ｌと重なるように配置されている。 The valve body 17 is made of stainless steel, brass, or the like, and has a cylindrical needle portion 17n, a first taper 17a, a second taper 17b, and a third taper 17c. The central axis of the valve body 17 is arranged to overlap with the central axis L of the motor-operated valve 2.

図２は、電動弁２の流量特性に影響する要部の拡大断面図である。図２に示すように、弁座部材３０Ａには、弁座天面３０Ａ１、後退領域９９、弁ポート１６、傾斜面３０Ａ２、縁部１９ａ、上縁部１６ａ、下縁部１６ｂが形成されている。 Figure 2 is an enlarged cross-sectional view of the main parts that affect the flow characteristics of the motor-operated valve 2. As shown in Figure 2, the valve seat member 30A is formed with a valve seat top surface 30A1, a recessed region 99, a valve port 16, an inclined surface 30A2, an edge portion 19a, an upper edge portion 16a, and a lower edge portion 16b.

弁座天面３０Ａ１は、弁座部材３０Ａの上側（ロータ４側）において、直接弁室１１に接する平坦な面である。また、後退領域９９は、弁座天面３０Ａ１と弁ポート１６の間に位置し弁体１７側から後退した部分である。本実施形態においては、後退領域９９に、上方に向かって広がる傾斜面である面取り１９が形成されている。 The valve seat top surface 30A1 is a flat surface on the upper side (rotor 4 side) of the valve seat member 30A that directly contacts the valve chamber 11. The recessed region 99 is a portion located between the valve seat top surface 30A1 and the valve port 16 and recessed from the valve body 17 side. In this embodiment, the recessed region 99 is formed with a chamfer 19, which is an inclined surface that widens toward the top.

弁ポート１６は、後述するように、流量決定に直接影響する部分である。この弁ポート１６の内周面は、電動弁２の中心軸Ｌと平行になるように配置されている。 As described below, the valve port 16 is a part that directly affects the flow rate determination. The inner circumferential surface of this valve port 16 is arranged so as to be parallel to the central axis L of the motor-operated valve 2.

傾斜面３０Ａ２は、弁ポート１６の下方に位置し、弁座部材３０Ａの内径が下方に向かって大きくなるように形成されている。 The inclined surface 30A2 is located below the valve port 16, and is formed so that the inner diameter of the valve seat member 30A increases downward.

縁部１９ａは、面取り１９の上縁を成す部分であり、弁座天面３０Ａ１と面取り１９の境界を構成している。なお、弁閉状態において、第１テーパ１７ａは、この縁部１９ａを着座部として弁座部材３０Ａに着座する。 The edge 19a forms the upper edge of the chamfer 19 and constitutes the boundary between the valve seat top surface 30A1 and the chamfer 19. When the valve is closed, the first taper 17a seats on the valve seat member 30A using the edge 19a as the seat.

上縁部１６ａは、弁ポート１６の上側の縁部であると共に面取り１９の下側の縁部を兼ね、面取り１９と弁ポート１６の境界を構成している。また、下縁部１６ｂは、弁ポート１６の下縁を成す部分であり、弁ポート１６と傾斜面３０Ａ２の境界を構成している。すなわち、上縁部１６ａと下縁部１６ｂの間に弁ポート１６が形成されている。 The upper edge 16a is the upper edge of the valve port 16 and also serves as the lower edge of the chamfer 19, forming the boundary between the chamfer 19 and the valve port 16. The lower edge 16b is the part that forms the lower edge of the valve port 16 and forms the boundary between the valve port 16 and the inclined surface 30A2. In other words, the valve port 16 is formed between the upper edge 16a and the lower edge 16b.

また、弁体１７における第１テーパ１７ａのテーパ角θ２（テーパ面の弁体１７の中心軸に対する角度）は、面取り１９の傾斜角θ１（電動弁２の中心軸Ｌに対する面取り１９の表面の傾斜角）よりも大きな角度になるように形成されている（θ１＜θ２）。このため、第１テーパ１７ａと面取り１９の間には、第１テーパ１７ａを縁部１９ａに当接させた状態において、後述するクリアランス６６の幅よりも広い幅の空間８７が構成される。 The taper angle θ2 of the first taper 17a of the valve body 17 (the angle of the tapered surface relative to the central axis of the valve body 17) is greater than the inclination angle θ1 of the chamfer 19 (the inclination angle of the surface of the chamfer 19 relative to the central axis L of the motor-operated valve 2) (θ1<θ2). Therefore, when the first taper 17a is in contact with the edge 19a, a space 87 is formed between the first taper 17a and the chamfer 19, the width of which is greater than the width of the clearance 66 described below.

これにより、第１テーパ１７ａと第２テーパ１７ｂとの間の境界に形成された隅Ｒ５９の部分が弁座部材３０Ａに着座することを回避することができ、弁体１７ごとの加工上のばらつきに影響されて、立上り時における流量特性が電動弁２ごとに異ならないようにすることができる。ここで、隅Ｒ５９は、大きさや形状等に特に加工上のばらつきが生じやすい部分である。また、第２テーパ１７ｂが弁座部材３０Ａに着座して弁体１７が弁ポート１６に食い込むことを防止することもできる。 This makes it possible to prevent the corner R59 formed at the boundary between the first taper 17a and the second taper 17b from seating on the valve seat member 30A, and to prevent the flow characteristics at start-up from differing for each motor-operated valve 2 due to processing variations for each valve body 17. Here, the corner R59 is a part where processing variations are particularly likely to occur in size, shape, etc. It also makes it possible to prevent the second taper 17b from seating on the valve seat member 30A and causing the valve body 17 to bite into the valve port 16.

なお、傾斜角θ１は１０°以上７５°以下の角度であることが好ましく、テーパ角θ２は１２．５°以上７７．５°以下の角度であることが好ましい。 It is preferable that the inclination angle θ1 is greater than or equal to 10° and less than or equal to 75°, and the taper angle θ2 is greater than or equal to 12.5° and less than or equal to 77.5°.

なお、隅Ｒ５９は、弁閉状態で軸方向において面取り１９が形成される範囲内に位置している。具体的には、図２における面取り１９の高さＨ１の範囲に収まる位置に形成されている。 The corner R59 is located within the range in which the chamfer 19 is formed in the axial direction when the valve is closed. Specifically, it is formed at a position that falls within the range of the height H1 of the chamfer 19 in FIG. 2.

また、第２テーパ１７ｂのテーパ角は、第１テーパ１７ａのテーパ角よりもはるかに小さな角度であり、第２テーパ１７ｂの外径は下方に向かって若干小さくなるように形成されている。この第２テーパ１７ｂのテーパ角は、電動弁２の中心軸Ｌに対して１．５°以上１０°以下の角度であることが好ましい。 The taper angle of the second taper 17b is much smaller than the taper angle of the first taper 17a, and the outer diameter of the second taper 17b is formed to become slightly smaller toward the bottom. It is preferable that the taper angle of the second taper 17b is an angle of 1.5° to 10° with respect to the central axis L of the motor-operated valve 2.

ここで、第２テーパ１７ｂの下方にはさらに第３テーパ１７ｃが形成されていることは上述したとおりである。本実施の形態に係る電動弁２においては、弁座部材３０Ａに着座する第１テーパ１７ａよりも下方に形成された第２テーパ１７ｂと第３テーパ１７ｃにおいて主たる流量制御が行われる。 As described above, the third taper 17c is formed below the second taper 17b. In the motor-operated valve 2 according to this embodiment, the main flow control is performed by the second taper 17b and the third taper 17c, which are formed below the first taper 17a that seats on the valve seat member 30A.

また、第２テーパ１７ｂの高さＨ２は、面取り１９の高さＨ１よりも高くなるように形成されている（Ｈ１＜Ｈ２）。このため、本実施の形態に係る電動弁２においては、第２テーパ１７ｂの高さＨ２分の幅広い領域で流量制御を行うことができる。 The height H2 of the second taper 17b is greater than the height H1 of the chamfer 19 (H1<H2). Therefore, in the motor-operated valve 2 according to this embodiment, flow control can be performed over a wide range corresponding to the height H2 of the second taper 17b.

また、第３テーパ１７ｃのテーパ角は、第１テーパ１７ａのテーパ角θ２よりもはるかに小さな角度であるが、第２テーパ１７ｂのテーパ角よりは大きくなっている。ここで、第３テーパ１７ｃの外径は下方に向かって小さくなるように先細り状に形成されている。 The taper angle of the third taper 17c is much smaller than the taper angle θ2 of the first taper 17a, but is larger than the taper angle of the second taper 17b. Here, the outer diameter of the third taper 17c is tapered so that it becomes smaller toward the bottom.

ここで、図３は、パルスの印加量に対する流量の変化の関係を表すグラフである。図３において、グラフの横軸は、弁体１７を移動させるためにステッピングモータに印加するパルスの印加量を表し、グラフの縦軸は、流量を表している。また、グラフの原点は、０パルス時の弁閉状態を表している。また、図中の折線Ｃは、弁体１７を用いた場合の流量の変化を表すものである。なお、図中には、折線Ｃとの対比例として、図９のように、第２テーパ１７ｂが形成されていない弁体１１４´を用いた場合の流量の変化を表す折線Ｂを示してある。 Here, FIG. 3 is a graph showing the relationship between the amount of pulse applied and the change in flow rate. In FIG. 3, the horizontal axis of the graph shows the amount of pulse applied to the stepping motor to move the valve body 17, and the vertical axis of the graph shows the flow rate. The origin of the graph shows the valve closed state at 0 pulses. The broken line C in the figure shows the change in flow rate when the valve body 17 is used. Note that the figure also shows a broken line B, which shows the change in flow rate when a valve body 114' that does not have the second taper 17b formed therein, as in FIG. 9, is used, as a contrast to the broken line C.

図３に示すように、電動弁２のステッピングモータに対してパルスが印加されると、まず、電動弁２へのパルスの印加量が弁開点に達して弁体１７が上昇し始め、第１テーパ１７ａが着座部である面取り１９の上側の縁部１９ａから離間する。ここで、流量は、弁ポート１６と弁体１７の間に生じた間隙の最小幅によって決定される。このため、第１テーパ１７ａが縁部１９ａから離間した直後の立ち上がり時の流量は、当初最小幅となる第１テーパ１７ａと縁部１９ａの間の間隙によって決定される。この流量領域６１の流量は一時的にではあるが急激に上昇する。 As shown in FIG. 3, when a pulse is applied to the stepping motor of the motor-operated valve 2, the amount of pulses applied to the motor-operated valve 2 first reaches the valve opening point, the valve body 17 starts to rise, and the first taper 17a separates from the upper edge 19a of the chamfer 19, which is the seating portion. Here, the flow rate is determined by the minimum width of the gap between the valve port 16 and the valve body 17. Therefore, the flow rate at the time of rising immediately after the first taper 17a separates from the edge 19a is determined by the gap between the first taper 17a and the edge 19a, which is initially at its minimum width. The flow rate in this flow rate region 61 rises sharply, albeit temporarily.

さらに弁体１７が上昇すると、第１テーパ１７ａと縁部１９ａの間の間隙よりも第２テーパ１７ｂと弁ポート１６の間のクリアランス６６の方が狭くなり、クリアランス６６が弁体１７と弁ポート１６の間に生じる間隙の最小幅となる。このため、第２テーパ１７ｂが弁ポート１６を通過するまでの間における低開度域の流量領域６２は、クリアランス６６の幅によって決定される。ここで、流量領域６２の流量は、テーパ角が極めて小さな第２テーパ１７ｂによって調整されるため、上昇度合いが抑制され、第２テーパ１７ｂが上昇しクリアランス６６が広がるにつれてなだらかに上昇する。 When the valve body 17 rises further, the clearance 66 between the second taper 17b and the valve port 16 becomes narrower than the gap between the first taper 17a and the edge portion 19a, and the clearance 66 becomes the minimum width of the gap between the valve body 17 and the valve port 16. Therefore, the flow rate region 62 in the low opening range until the second taper 17b passes through the valve port 16 is determined by the width of the clearance 66. Here, the flow rate in the flow rate region 62 is adjusted by the second taper 17b, which has an extremely small taper angle, so the degree of increase is suppressed, and the flow rate rises gradually as the second taper 17b rises and the clearance 66 widens.

なお、第２テーパ１７ｂの高さＨ２は、面取り１９の高さＨ１よりも高くなるように形成されていることから（Ｈ１＜Ｈ２）、立上り時における流量領域６１の急激な上昇を確実に抑制することができる。また、クリアランス６６の幅は、１μｍ以上３０μｍ以下の幅であることが好ましい。 The height H2 of the second taper 17b is greater than the height H1 of the chamfer 19 (H1<H2), so that a sudden rise in the flow area 61 during start-up can be reliably suppressed. In addition, the width of the clearance 66 is preferably 1 μm or more and 30 μm or less.

この実施の形態に係る電動弁２によれば、極力第１テーパ１７ａの機能を着座する機能のみに限定し、主に第２テーパ１７ｂで流量を制御することにより、低開度域における微小な流量の制御を的確に行うことができる。また、第１テーパ１７ａのテーパ角θ２が面取り１９の傾斜角θ１よりも大きな角度になるように形成することにより（θ１＜θ２）、第１テーパ１７ａと第２テーパ１７ｂの境界が弁ポート１６に着座することを回避することができるため、弁体１７ごとの加工上のばらつきに影響されて、立上り時における流量特性が電動弁２ごとに異ならないようにすることができる。 According to the motor-operated valve 2 of this embodiment, the function of the first taper 17a is limited to the seating function as much as possible, and the flow rate is controlled mainly by the second taper 17b, so that minute flow rates in the low opening range can be accurately controlled. In addition, by forming the taper angle θ2 of the first taper 17a to be larger than the inclination angle θ1 of the chamfer 19 (θ1 < θ2), it is possible to prevent the boundary between the first taper 17a and the second taper 17b from seating on the valve port 16, so that the flow rate characteristics at the start-up are not different for each motor-operated valve 2 due to the influence of processing variations for each valve body 17.

なお、本実施の形態においては、弁ポート１６の内周面が電動弁２の中心軸Ｌと平行である場合を例に説明しているが、弁ポート１６は、内径が下方に向かって大きくなる（広がる）ように形成されていてもよい。この場合、弁体１７が上昇または下降するに当たり、常に弁ポート１６の上縁部１６ａが第２テーパ１７ｂまたは第３テーパ１７ｃに近接することとなるため、図３に示す流量領域６２の流量制御は上縁部１６ａによって行われる。弁体１７が上昇する場合には、弁ポート１６の上縁部１６ａと第２テーパ１７ｂまたは第３テーパ１７ｃとの間のクリアランス６６が次第に大きくなり流量が増加する。 In this embodiment, the inner peripheral surface of the valve port 16 is parallel to the central axis L of the motor-operated valve 2, but the valve port 16 may be formed so that the inner diameter increases (widens) downward. In this case, when the valve body 17 rises or falls, the upper edge 16a of the valve port 16 is always close to the second taper 17b or the third taper 17c, so the flow rate of the flow area 62 shown in FIG. 3 is controlled by the upper edge 16a. When the valve body 17 rises, the clearance 66 between the upper edge 16a of the valve port 16 and the second taper 17b or the third taper 17c gradually increases, and the flow rate increases.

また、上述の実施の形態においては、後退領域９９として、弁ポート１６の上側に面取り１９が形成されている場合を例に挙げているが、後退領域９９は、切欠きであってもよい。たとえば、図４に示すように、弁ポート１６の上側に断面Ｌ字型の切欠き７９が形成されていてもよい。ここで、切欠き７９には、縁部７９ａ、壁部７９ｃ、床部７９ｄ、上縁部１６ａが形成されている。この切欠き７９により、弁座部材３０Ａの上側が環状に切り欠かれている。 In the above embodiment, the recessed region 99 is formed as a chamfer 19 on the upper side of the valve port 16, but the recessed region 99 may be a notch. For example, as shown in FIG. 4, a notch 79 having an L-shaped cross section may be formed on the upper side of the valve port 16. Here, the notch 79 is formed with an edge 79a, a wall 79c, a floor 79d, and an upper edge 16a. The notch 79 cuts out the upper side of the valve seat member 30A in an annular shape.

縁部７９ａは、壁部７９ｃの上縁を成す部分であり、弁座天面３０Ａ１と切欠き７９の境界を構成している。弁閉状態において、第１テーパ１７ａは、切欠き７９の縁部７９ａを着座部として着座する。なお、第１テーパ１７ａと面取り１９の間には、第１テーパ１７ａを縁部７９ａに当接させた状態において、第１テーパ１７ａと切欠き７９の間にクリアランス６６の幅よりも広い幅の空間８７が構成される。 The edge 79a is the upper edge of the wall 79c, and constitutes the boundary between the valve seat top surface 30A1 and the notch 79. In the valve closed state, the first taper 17a seats on the edge 79a of the notch 79. When the first taper 17a is in contact with the edge 79a, a space 87 is formed between the first taper 17a and the chamfer 19, the space 87 being wider than the clearance 66.

壁部７９ｃは、切欠き７９の外周を画成する側壁であり、電動弁２の中心軸Ｌと平行になるように配置されている。また、床部７９ｄは、切欠き７９の底面を画成する部分であり、電動弁２の中心軸Ｌと直交している。なお、壁部７９ｃは、厳密に中心軸Ｌと平行である必要はなく、若干傾斜していてもよい。同様に、床部７９ｄもまた、厳密に中心軸Ｌと直交している必要はなく若干傾斜していてもよい。 The wall portion 79c is a side wall that defines the outer periphery of the notch 79, and is arranged so as to be parallel to the central axis L of the motor-operated valve 2. The floor portion 79d is a portion that defines the bottom surface of the notch 79, and is perpendicular to the central axis L of the motor-operated valve 2. Note that the wall portion 79c does not need to be strictly parallel to the central axis L, and may be slightly inclined. Similarly, the floor portion 79d does not need to be strictly perpendicular to the central axis L, and may be slightly inclined.

上縁部１６ａは、弁ポート１６の上縁を成す部分であると共に床部７９ｄの弁体１７側の縁部を成す部分であり、切欠き７９と弁ポート１６の境界を構成している。 The upper edge 16a forms the upper edge of the valve port 16 and also forms the edge of the floor 79d on the valve body 17 side, forming the boundary between the notch 79 and the valve port 16.

これによっても、第１テーパ１７ａと第２テーパ１７ｂの境界の部分が弁ポート１６に着座することを回避し、立上り時における流量特性が電動弁２ごとにばらつかないようにすることができる。また、第２テーパ１７ｂによって、低開度域における微小な流量の制御を的確に行うことができる。また、第２テーパ１７ｂの高さＨ２が、切欠き７９の高さＨ３よりも高くなるように形成することにより（Ｈ３＜Ｈ２）、第２テーパ１７ｂの高さＨ２分の幅広い領域で流量制御を行うことができる。 This also prevents the boundary between the first taper 17a and the second taper 17b from seating on the valve port 16, and prevents the flow characteristics at start-up from varying for each motor-operated valve 2. The second taper 17b also allows for accurate control of minute flow rates in the low opening range. By forming the height H2 of the second taper 17b to be higher than the height H3 of the notch 79 (H3<H2), flow rate control can be performed over a wide range equivalent to the height H2 of the second taper 17b.

また、上述の実施の形態において、図５に示すように、第１テーパ１７ａと第２テーパ１７ｂの間にくびれ８９を設けるようにしてもよい。この場合、第１テーパ１７ａと第２テーパ１７ｂとの間の境界の部分が弁体１７の表面から凹むため、第１テーパ１７ａが弁座部材３０Ａに着座した場合において、第１テーパ１７ａと弁ポート１６の間にクリアランス６６の幅よりも広い幅の空間８７が構成される。これによっても、第１テーパ１７ａと第２テーパ１７ｂの境界の部分が弁ポート１６に着座することを回避し、立上り時における流量特性が電動弁２ごとにばらつかないようにすることができる。また、第２テーパ１７ｂによって、低開度域における微小な流量の制御を的確に行うことができる。 In the above embodiment, as shown in FIG. 5, a constriction 89 may be provided between the first taper 17a and the second taper 17b. In this case, the boundary between the first taper 17a and the second taper 17b is recessed from the surface of the valve body 17, so that when the first taper 17a is seated on the valve seat member 30A, a space 87 having a width wider than the width of the clearance 66 is formed between the first taper 17a and the valve port 16. This also prevents the boundary between the first taper 17a and the second taper 17b from seating on the valve port 16, and prevents the flow characteristics at the time of start-up from varying for each motor-operated valve 2. In addition, the second taper 17b allows for accurate control of minute flow rates in the low opening range.

また、上述の実施の形態においては、第２テーパ１７ｂが中心軸Ｌとほぼ平行となる極めて小さなテーパ角を有している場合を例に説明したが、図６に示すように、第２テーパ１７ｂが所定のテーパ角αを有していてもよい。この場合においても、弁体１７が上昇または下降するに当たり、常に弁ポート１６の上縁部１６ａが第２テーパ１７ｂまたは第３テーパ１７ｃに近接することとなるため、主たる流量制御は上縁部１６ａによって行われる。そして、弁体１７が上昇する場合には、弁ポート１６の上縁部１６ａと第２テーパ１７ｂまたは第３テーパ１７ｃとの間のクリアランス６６が次第に大きくなり流量が増加する。 In the above embodiment, the second taper 17b has an extremely small taper angle that is nearly parallel to the central axis L, but as shown in FIG. 6, the second taper 17b may have a predetermined taper angle α. Even in this case, when the valve body 17 rises or falls, the upper edge 16a of the valve port 16 is always close to the second taper 17b or the third taper 17c, so the main flow control is performed by the upper edge 16a. When the valve body 17 rises, the clearance 66 between the upper edge 16a of the valve port 16 and the second taper 17b or the third taper 17c gradually increases, increasing the flow rate.

なお、図６に示すテーパ角αは、１°以上３０°以下の間の角度であることが好ましい。 It is preferable that the taper angle α shown in FIG. 6 is an angle between 1° and 30°.

また、上述の実施の形態においては、弁体１７が第３テーパ１７ｃを備える場合を例に説明したが、弁体１７は必ずしも第３テーパ１７ｃを備えていなくてもよい。また、上述の実施の形態において、弁体１７が第１テーパ１７ａ、第２テーパ１７ｂ、第３テーパ１７ｃの他に更なるテーパを備えていてもよい。 In addition, in the above embodiment, the valve body 17 is described as having the third taper 17c, but the valve body 17 does not necessarily have to have the third taper 17c. In addition, in the above embodiment, the valve body 17 may have an additional taper in addition to the first taper 17a, the second taper 17b, and the third taper 17c.

また、本実施の形態の電動弁２は、たとえば、冷凍サイクルシステムの凝縮器と蒸発器との間に設けられる電子膨張弁として用いられる。 The motor-operated valve 2 of this embodiment is also used, for example, as an electronic expansion valve provided between the condenser and evaporator of a refrigeration cycle system.

２ 電動弁
４ ロータ
６ 弁軸ホルダ
６ｄ 雌ネジ
１６ 弁ポート
１６ａ 上縁部
１６ｂ 下縁部
１７ 弁体
１７ａ 第１テーパ
１７ｂ 第２テーパ
１７ｃ 第３テーパ
１９ 面取り
１９ａ 縁部
３０Ａ 弁座部材
６６ クリアランス
７９ 切欠き
７９ａ 縁部
７９ｃ 壁部
７９ｄ 床部
８９ くびれ
８７ 空間
９９ 後退領域 Reference Signs List 2 Motor-operated valve 4 Rotor 6 Valve stem holder 6d Female thread 16 Valve port 16a Upper edge 16b Lower edge 17 Valve body 17a First taper 17b Second taper 17c Third taper 19 Chamfer 19a Edge 30A Valve seat member 66 Clearance 79 Notch 79a Edge 79c Wall 79d Floor 89 Narrowed portion 87 Space 99 Setback region

Claims (18)

ロータの回転運動を、雄ネジ部材と雌ネジ部材とのネジ螺合により直線運動に変換し、この直線運動に基づいて弁本体内に収容されたステンレス製の弁体を軸方向に移動させる電動弁であって、
弁閉状態において前記弁体を着座させる着座部および、前記弁体が挿入される弁ポートを有するステンレス製の弁座を有し、
前記弁ポートは、前記電動弁の中心軸と平行な内周面を有し、
前記弁ポートの前記ロータ側には、前記ロータ側に向かって広がる面取りが形成され、
前記着座部は、前記面取りにおける前記ロータ側の縁部であり、
前記弁体は、
弁閉状態において前記着座部と当接する第１テーパと、
前記第１テーパよりも先方に位置し、弁閉状態において前記内周面に囲繞されるように位置する第２テーパとを備え、
前記面取りの傾斜角は、前記第１テーパのテーパ角よりも小さく、
前記第２テーパのテーパ角は、前記面取りの傾斜角よりも小さく、
前記第１テーパの前記ロータ側の縁部は、前記着座部よりも径方向の外方に位置し、
前記弁体の前記第１テーパが、前記弁閉状態において、前記面取りにおける前記ロータ側の縁部に当接し、
前記着座部に前記第１テーパを当接させた状態において、前記弁ポートと前記第２テーパとの間に形成されるクリアランスの幅よりも広い幅の空間が前記着座部と前記クリアランスとの間に形成されることを特徴とする電動弁。 A motor-operated valve in which the rotational motion of a rotor is converted into linear motion by the screw engagement between a male screw member and a female screw member, and a stainless steel valve element housed in a valve body is moved axially based on this linear motion,
a valve seat made of stainless steel having a seating portion on which the valve body is seated in a valve closed state and a valve port into which the valve body is inserted;
The valve port has an inner circumferential surface parallel to a central axis of the motor-operated valve,
A chamfer is formed on the rotor side of the valve port, the chamfer expanding toward the rotor side,
the seating portion is an edge portion of the chamfer on the rotor side,
The valve body is
a first taper that contacts the seating portion in a valve closed state;
a second taper located forward of the first taper and surrounded by the inner circumferential surface in a valve closed state,
The inclination angle of the chamfer is smaller than the taper angle of the first taper,
The taper angle of the second taper is smaller than the inclination angle of the chamfer,
an edge portion of the first taper on the rotor side is located radially outward from the seating portion,
the first taper of the valve body abuts against an edge portion of the chamfer on the rotor side in the valve closed state,
An electrically operated valve characterized in that, when the first taper is in contact with the seating portion, a space wider than a clearance formed between the valve port and the second taper is formed between the seating portion and the clearance. 前記弁体は、前記第１テーパよりも前記ロータ側の位置に円柱棒部が設けられ、該円柱棒部の軸方向の長さが、該円柱棒部の外径よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の電動弁。 The motor-operated valve according to claim 1, characterized in that the valve body has a cylindrical rod portion at a position closer to the rotor than the first taper, and the axial length of the cylindrical rod portion is greater than the outer diameter of the cylindrical rod portion. 前記弁体は、中心軸方向において、前記第１テーパの上端よりも、前記第２テーパとは反対側に、テーパが設けられていないことを特徴とする請求項１または２に記載の電動弁。 The motor-operated valve according to claim 1 or 2, characterized in that the valve body has no taper on the side opposite the second taper from the upper end of the first taper in the central axial direction. 前記弁本体の内部に、弁室を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電動弁。 The motor-operated valve according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a valve chamber is provided inside the valve body. 前記弁本体が、前記弁室に連通する第１の管継手を備えることを特徴とする請求項４に記載の電動弁。 The motor-operated valve according to claim 4, characterized in that the valve body is provided with a first pipe joint that communicates with the valve chamber. 前記第１の管継手の内面下端が、弁閉状態において前記第１テーパと前記着座部とが当接する位置よりも高い位置にあることを特徴とする請求項５に記載の電動弁。 The motor-operated valve according to claim 5, characterized in that the lower end of the inner surface of the first pipe fitting is located at a position higher than the position where the first taper and the seating portion abut in the valve closed state. 前記第１の管継手が、ステンレス製または銅製であることを特徴とする請求項５または６に記載の電動弁。 The motor-operated valve according to claim 5 or 6, characterized in that the first pipe joint is made of stainless steel or copper. 前記第１の管継手の前記弁室側の端部が、前記弁室内に突出していることを特徴とする請求項５から７のいずれかに記載の電動弁。 The motor-operated valve according to any one of claims 5 to 7, characterized in that the end of the first pipe joint on the valve chamber side protrudes into the valve chamber. 前記弁座が、前記弁ポートを介して前記弁室に連通する第２の管継手を備え、
前記第２の管継手が、ステンレス製または銅製であることを特徴とする請求項４から８のいずれかに記載の電動弁。 the valve seat includes a second pipe fitting communicating with the valve chamber via the valve port;
9. The motor-operated valve according to claim 4, wherein the second pipe joint is made of stainless steel or copper. 前記弁室が、前記弁体の中心軸に対して平行な内壁を有することを特徴とする請求項４から９のいずれかに記載の電動弁。 The motor-operated valve according to any one of claims 4 to 9, characterized in that the valve chamber has an inner wall parallel to the central axis of the valve body. 前記弁室が、前記ロータ側に開口を有するとともに、前記弁室の底部側から立設する前記内壁を有し、
前記内壁が、前記底部側から前記開口にかけて、前記弁体の中心軸に対して平行であることを特徴とする請求項１０に記載の電動弁。 the valve chamber has an opening on the rotor side and an inner wall extending upright from a bottom side of the valve chamber,
The motor-operated valve according to claim 10, characterized in that the inner wall is parallel to a central axis of the valve body from the bottom side to the opening. 前記弁座は、前記弁ポートの前記着座部とは反対側に、前記着座部とは離れる方向に広がる傾斜面を有していることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の電動弁。 The motor-operated valve according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the valve seat has an inclined surface on the opposite side of the valve port from the seat, the inclined surface widening in a direction away from the seat. 前記傾斜面は、前記弁体の中心軸に対する傾斜角が４５°以上であることを特徴とする請求項１２に記載の電動弁。 The motor-operated valve according to claim 12, characterized in that the inclined surface has an inclination angle of 45° or more with respect to the central axis of the valve body. 前記弁座は、前記弁ポートの前記着座部とは反対側に、前記着座部とは離れる方向に広がる傾斜面を有し、
前記傾斜面は、前記弁体の中心軸に対する傾斜角が、前記面取りの傾斜角よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の電動弁。 The valve seat has an inclined surface on an opposite side of the valve port from the seating portion, the inclined surface extending in a direction away from the seating portion,
2. The motor-operated valve according to claim 1, wherein an inclination angle of the inclined surface with respect to a central axis of the valve body is larger than an inclination angle of the chamfer. 前記傾斜面の最も大きい内径が、前記弁体の円柱棒部の外径よりも大きいことを特徴とする請求項１２から１４のいずれかに記載の電動弁。 The motor-operated valve according to any one of claims 12 to 14, characterized in that the largest inner diameter of the inclined surface is larger than the outer diameter of the cylindrical rod portion of the valve body. 前記弁本体に対して固定される雌ネジ部材と、前記ロータと一体的に軸方向に移動する雄ネジ部材と、からなるネジ送り機構をさらに備えることを特徴とする請求項１から１５のいずれかに記載の電動弁。 The motor-operated valve according to any one of claims 1 to 15, further comprising a screw feed mechanism consisting of a female screw member fixed to the valve body and a male screw member that moves in the axial direction integrally with the rotor. 前記弁体は、
前記第２テーパよりも先方に位置する第３テーパをさらに備えるとともに、
前記第２テーパが、前記第１テーパと連続して形成されることを特徴とする請求項１から１６のいずれかに記載の電動弁。 The valve body is
Further comprising a third taper located forward of the second taper,
17. The motor-operated valve according to claim 1, wherein the second taper is formed continuously with the first taper. 前記弁体の中心軸に対する前記第３テーパのテーパ面のテーパ角は、前記弁体の中心軸に対する前記第１テーパのテーパ面のテーパ角よりも小さいことを特徴とする請求項１７に記載の電動弁。 The motor-operated valve according to claim 17, characterized in that the taper angle of the tapered surface of the third taper relative to the central axis of the valve body is smaller than the taper angle of the tapered surface of the first taper relative to the central axis of the valve body.
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