JP4028265B2 - Electric control valve - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動制御弁に関し、特に、蒸気圧縮式冷房・暖房回路において冷媒流量を可逆制御する回転弁体式(1回転式)の可逆電動制御弁に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
冷凍サイクル装置で使用される1回転式の電動制御弁(回転式コントロールバルブ)としては、特開平8−312823号公報に示されているように、偏心外周面を有した円柱状弁体が円形の横断面形状を有する弁室内に自身の中心軸線周りに回転可能に配置され、前記弁室の周面に対して入口ポートと出口ポートとが開口し、円柱状弁体が自身の中心軸線の周りに回転することにより、円柱状弁体の偏心外周面と弁室の内周面との間の径方向の間隙寸法、換言すれば、入口ポートと出口ポートとの間の連通度が変化し、これに応じて入口ポートと出口ポートとの間の流量を定量的に制御する電動制御弁が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の電動制御弁は、円柱状弁体の回転摺動周面に入口ポート、出口ポートがあるため、全閉状態を基本的に得ることができず、システム目的によって用途が限られる。また、流量計量部の構造上、大流量の流量制御には不向きであり、しかも、流体圧力差、流体流れが円柱状弁体の回転方向に作用し、円柱状弁体の所定の回転位置を静止維持するためには、ステータコイルへの通電を常時行わなくてはならない。このため、消費電力が大きく、省エネルギ化に反する。
【0004】
この発明は、上述の如き問題点を解消するためになされたもので、双方向の流量制御を可逆に定量的に制御できると共に全閉状態を得ることができ、コンパクト設計によって大流量の流量制御にも対応でき、また、弁体の駆動必要トルクが小さく、弁体を所定の回転位置に保持する保持電力を必要とすることもなく、省エネルギ性に優れ、また、弁駆動用モータのステータコイル組立体の交換等も容易に行えるコンパクトで、安価な電動制御弁を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明による電動制御弁は、第1の入出ポートと第2の入出ポートとを貫通形成された下蓋部材と、前記下蓋部材に気密接続されたキャップ状のロータケースと、前記ロータケース内に回転可能に設けられた多極マグネット付きのロータと、前記ロータケースの外側に装着され、前記ロータとともにステッピングモータを構成するステータコイル組立体と、前記ロータケース内にあって前記下蓋部材に固定され、両端を端板により閉じられ、一方の端板に前記第1の入出ポートと直接連通する第1の弁ポートを貫通形成され、他方の端板に前記ロータケースの内部空間を介して前記第2の入出ポートと連通する第2の弁ポートを貫通形成され、内部に弁室を画定する円筒状ケースと、前記円筒状ケース内に回転可能に、且つ回転軸線方向に移動可能に設けられた回転弁体とを有し、前記回転弁体は、前記他方の端板の中心貫通孔を介して前記ロータに対して前記回転軸線方向に摺動可能に回転方向で係合され、前記第1の入出ポートの圧力と前記第2の入出ポートの圧力との差圧によって前記回転弁体が回転軸線方向に移動し、当該差圧の方向によって前記回転弁体の端面が当該端面と対向する前記一方の端板と前記他方の端板との何れか一方に押付けられ、該端面が押付けられた側の前記端板の前記第1の弁ポートあるいは前記第2の弁ポートを前記ロータにより回転駆動された前記回転弁体の回転変位量に応じて開閉し、前記ロータは前記ロータケースの円筒部内に無軸受けの自由状態で回転可能に設けられ、ステータコイル組立体のステータコイルのディテントトルクあるいは磁力によって前記ロータがロータケース中心位置で静定回転する。
【0006】
上述のように構成された電動制御弁によれば、第1の入出ポートの圧力が第2の入出ポートの圧力より高い状態では、その差圧によって回転弁体の端面が円筒状ケースの他方の端板に押付けられ、この状態で回転弁体がロータによって回転駆動されることにより回転弁体の端面が円筒状ケースの他方の端板に対して摺動し、回転弁体の回転変位量に応じて第2の弁ポートを開閉する。これに対し、第2の入出ポートの圧力が第1の入出ポートの圧力より高い状態では、その差圧によって回転弁体の端面が円筒状ケースの一方の端板に押付けられ、この状態で回転弁体がロータによって回転駆動されることにより回転弁体の端面が円筒状ケースの一方の端板に対して摺動し、回転弁体の回転変位量に応じて第1の弁ポートを開閉する。また、回転弁体は、他方の端板の中心貫通孔を介してロータに対して回転軸線方向に摺動可能に回転方向で係合されていて、ロータにより回転駆動されるが、第1の入出ポートの圧力と第2の入出ポートの圧力との差圧とその方向によって回転弁体が無軸受けの自由状態で回転可能なロータに対して回転軸線方向に単独に摺動して移動する。
【0007】
また、この発明による電動制御弁は、前記回転弁体の端面に段差面による流量計量形状部が形成され、前記回転弁体の回転変位量に応じて変化する前記流量計量形状部と前記第1の弁ポートあるいは前記第2の弁ポートとの重畳度合いにより流量制御を定量的に行う。
【0008】
また、この発明による電動制御弁は、前記下蓋部材と前記ロータとに当該ロータの正逆両最大回転位置を設定する衝突当たり式のストッパが設けられ、前記ステータコイル組立体は前記ロータケースの外側に抜き差し可能に装着され、前記下蓋部材と前記ステータコイル組立体とに当該ステータコイル組立体の前記下蓋部材に対する周方向の取付位置を決める位置決め係合部が設けられている。
【0009】
この発明による電動制御弁によれば、衝突当たり式のストッパ下蓋部材に対するロータの正逆両最大回転位置、つまり、回転弁体の全開位置、弁閉位置が決まり、位置決め係合部によって下蓋部材に対するステータコイル組立体の周方向の取付位置が決まり、このことにより、回転弁体の全開位置、弁閉位置を得るモータ励磁位相が決まる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照してこの発明の実施の形態を詳細に説明する。
図1〜図4はこの発明による電動制御弁の一つの実施の形態を示している。
【0012】
電動制御弁は、図1に示されているように、ステンレス鋼製の円盤状の下蓋部材11と、下蓋部材11上に周縁を溶接等によって気密接続されたキャップ状のロータケース12とを有し、内部に密閉構造のロータ室13を画定している。
【0013】
下蓋部材11には各々継手管14、15を接続された第1の入出ポート16と第2の入出ポート17とが貫通形成されている。
【0014】
ロータケース12は、円筒部12Aと天蓋部12Bとを有し、全体を非磁性材料により構成されている。ロータ室13にはロータ18が回転可能に設けられている。ロータ18は、外周面を多極着磁(図示省略)されて多極マグネット付きロータをなし、ロータケース12の円筒部12Aの外周に嵌合装着されたステータコイル組立体19とで、ステッピングモータ20を構成している。
【0015】
ステータコイル組立体19は、ロータケース12の円筒部12Aの外周に抜き差し着脱可能に取り付けられており、周方向に複数個の上側磁極歯21Aを櫛歯状に有する上側外凾21と、上側外凾21の下側に取り付けられ、周方向に複数個の下側磁極歯22Aを櫛歯状に有する下側外凾22と、上側外凾21内および下側外凾22内に配置された上下2段のステータコイル23、24と、コイル通電用コネクタ部25等を有し、全体を封止樹脂26、26aにより樹脂封止されている。
【0016】
ステータコイル組立体19がロータケース12の円筒部12Aの外周に抜き差し着脱可能に取り付けられていることにより、弁駆動用モータであるステッピングモータ20のステータコイル組立体19の交換等が容易に行われ得るようになる。
【0017】
下側外凾22にはばね片状の位置決め片27が取り付けられており、下蓋部材11の外周縁部にはコイル部位置出し凹部11Aが周方向に等間隔に複数個形成されており、位置決め片27がコイル部位置出し凹部11Aの一つに係合することにより、下蓋部材11に対するステータコイル組立体19の周方向の位置決めが行われる。
【0018】
下蓋部材11の上面には、図3に示されているように、第1の入出ポート16を含む位置に円形凹部11Bが形成されており、円形凹部11Bにカップ状プレス品によるステンレス鋼製のケース本体28Bとケース本体28Bの上部開口部を閉じるようにケース本体28Bに気密溶接された上端板28Aとによる気密構造の円筒状ケース28が嵌合ろう付けにより固定されている。
【0019】
円筒状ケース28は、上端を上端板28Aにより閉じられ、下端をケース本体28Bの底板(端板)28Cにより閉じられて、図1に示されているように、内部に弁室29を画定している。円筒状ケース28の底板(端板)28Cには第1の入出ポート16と直接連通する第1の弁ポート30が貫通形成され、上端板28Aにはロータケース12の内部空間(ロータ室13)を介して第2の入出ポート17と連通する第2の弁ポート31が貫通形成されている。
【0020】
円筒状ケース28内、すなわち弁室29には、略円柱状の回転弁体32が回転可能に、且つ回転軸線方向(上下方向)に移動可能に設けられている。回転弁体32は、樹脂成型品により構成されており、上下両端間に延在する全開用開口部32Aと、上下両端面に各々段差面による流量計量形状部32B、32Cを一体成形されている。流量計量形状部32B、32Cは、図3に示されているように、各々勾玉状の凸面形状をなしている。
【0021】
回転弁体32は、第1の入出ポート16の圧力と第2の入出ポート17の圧力との差圧によって弁体端面の流量計量形状部32Bあるいは32Cを底板28Cあるいは上端板28Aに押付けられ、図4に示されているように、回転弁体32自体の回転中心軸線周りの回転変位量に応じて押付け端面側の流量計量形状部32Bあるいは32Cと第1の弁ポート30あるいは第2の弁ポート31との重畳度合いを変化して流量制御を定量的に行う。
【0022】
回転弁体32には、図1に示されているように、ステンレス鋼製の中心ピン33がインサート成形されている。中心ピン33は上端板28Aの中心部に貫通形成された中心貫通孔28Dを貫通して円筒状ケース28上方のロータ室13内に突出している。中心ピン33の突出端部には複数の係合爪34Aを有する連結金具34がかしめ又は溶接等によって固定されている。連結金具34は係合爪34Aによってロータ18の下底部に形成された係合凹部18Aに上下方向に摺動可能に係合している。要するに、回転弁体32は、他方の端板28Aの中心貫通孔28Dを介してロータ18に対して回転軸線方向に摺動可能に回転方向で係合されている。
【0023】
下蓋部材11の上面側には全閉・全開ストッパピン11Cが突出形成され、ロータ18の下端側にはストッパ片18Bが一体成形されている。ロータ18の正逆回転によってストッパ片18Bが全閉・全開ストッパピン11Cに衝突当たりすることにより、ロータ18の正逆両最大回転位置、つまり、回転弁体32の全開位置と弁閉位置が決まる。この位置決めと、位置決め片27とコイル部位置出し凹部11Aとの係合によるステータコイル組立体19の下蓋部材11に対する周方向の取付位置出しにより、回転弁体32の全開位置、弁閉位置を得るステッピングモータ20の励磁位相が決まる。
【0024】
ロータ18の中心棒部18Cの上端18Dは、図2に示されているように、間隙tをもってロータケース12の天蓋部12Bに形成された凹部12Cに遊嵌合しているだけであり、ロータ18は、ロータケース12の円筒部12A内に無軸受けの自由状態で回転可能に設けられ、ステータコイル組立体19のステータコイル23、24のディテントトルクあるいは磁力によってロータケース中心位置で静定回転する構造になっている。
【0025】
つぎに、上述の構成による電動制御弁の動作について説明する。
第1の入出ポート16の圧力が第2の入出ポート17の圧力より高い状態では、回転弁体32の回転中心軸方向にその下端側から上端側の方向に働くその差圧によって回転弁体32の上端側の流量計量形状部32Cが円筒状ケース28の上端板28Aに押付けられ、この状態で回転弁体32がロータ18によって回転駆動されることにより、回転弁体32の上端側の流量計量形状部32Cが円筒状ケース28の上端板28Aに対して摺動し、回転弁体32の回転変位量に応じて第2の弁ポート31が開閉される。
【0026】
この第2の弁ポート31の開閉について詳細に説明する。ステッピングモータ20の入力パルス数が0パルスであると、ロータ18のストッパ片18Bが全閉・全開ストッパピン11Cの一方の面に当接し、図4(a)に示されているように、流量計量形状部32Cの全体が第2の弁ポート31に重畳し、端面(平面)同士の摺り合わせによって全閉状態が得られる。
【0027】
ステッピングモータ20の入力パルス数の増加に応じたロータ18の回転により、回転弁体32は図4で見て時計廻り方向に回転し、その回転角(回転変位量)に応じて流量計量形状部32Cの第2の弁ポート31に対する重畳領域が減少し、第2の弁ポート31の開度(実効開口面積)が回転弁体32の回転角の増加に応じて増大し、第2の弁ポート31の実効開口面積に応じた計量が行われ、定量的な流量制御が行われる。ステッピングモータ20の入力パルス数が、20パルス、40パルス、60パルスである時の各状態が図4(b)、(c)、(d)に示されている。
【0028】
ステッピングモータ20の入力パルス数が、例えば80パルスとなると、回転弁体32の図4で見て時計廻り方向の更なる回転によって、図4(e)に示されているように、全開用開口部32Aが第2の弁ポート31に完全に整合し、全開状態になる。この時には、ロータ18のストッパ片18Bが全閉・全開ストッパピン11Cの他方の面に当接し、これ以上の回転弁体32の時計廻り方向の回転を禁止される。
【0029】
これにより、図5に、弁開度特性−Aで示されているような弁開度特性が得られる。この弁開度特性は、流量計量形状部32Cの形状設定により、任意のものに設定することができる。
【0030】
第2の入出ポート17の圧力が第1の入出ポート16の圧力より高い状態では、回転弁体32の回転中心軸方向にその上端側から下端側の方向に働くその差圧によって回転弁体32の下端側の流量計量形状部32Bが円筒状ケース28の底板28Cに押付けられ、この状態で回転弁体32がロータ18によって回転駆動されることにより、回転弁体32の下端側の流量計量形状部32Bが円筒状ケース28の底板28Cに対して摺動し、回転弁体32の回転変位量に応じて第1の弁ポート30が開閉される。
【0031】
この場合も、ステッピングモータ20の入力パルス数が0パルスであると、ロータ18のストッパ片18Bが全閉・全開ストッパピン11Cの一方の面に当接し、図4(a)に示されているように、流量計量形状部32Bの全体が第1の弁ポート30に重畳し、端面(平面)同士の摺り合わせによって全閉状態が得られる。
【0032】
ステッピングモータ20の入力パルス数の増加に応じたロータ18の回転により、回転弁体32は図4で見て時計廻り方向に回転し、その回転角(回転変位量)に応じて流量計量形状部32Bの第1の弁ポート30に対する重畳領域が減少し、第1の弁ポート30の開度(実効開口面積)が回転弁体32の回転角の増加に応じて増大し、第1の弁ポート30の実効開口面積に応じた計量が行われ、定量的な流量制御が行われる。ステッピングモータ20の入力パルス数が、20パルス、40パルス、60パルスである時の各状態が図4(b)、(c)、(d)に示されている。
【0033】
ステッピングモータ20の入力パルス数が、例えば80パルスとなると、回転弁体32の図4で見て時計廻り方向の更なる回転によって、図4(e)に示されているように、全開用開口部32Aが第1の弁ポート30に完全に整合し、全開状態になる。この時には、ロータ18のストッパ片18Bが全閉・全開ストッパピン11Cの他方の面に当接し、これ以上の回転弁体32の時計廻り方向の回転を禁止される。
【0034】
これにより、図5に、弁開度特性−Bで示されているような弁開度特性が得られる。この弁開度特性は、流量計量形状部32Bの形状設定により、弁開度特性−Aとは別に任意にものに設定することができる。これにより、蒸気圧縮式冷房・暖房回路において、冷媒の過熱度、吐出温度、熱交換負荷量等のシステム目的を得る冷媒流量制御を適切に行うことができる。
【0035】
上述した弁構造、弁開閉動作により、双方向の流量制御を可逆に定量的に制御できると共に全閉状態を得ることができ、弁ポート等の口径に応じてコンパクト設計によって大流量の流量制御にも対応できる。
【0036】
上述したように構成された電動制御弁では、弁開閉の作動負荷は、回転弁体32に作用する差圧荷重による回転弁体32の摺動抵抗だけで、弁開閉の作動負荷となるばね等を一切使用していないので、回転弁体32の駆動必要トルクが小さく、ステッピングモータ20の消費電力が少なくて済み、回転弁体32を所定の回転位置に保持する保持電力を必要とすることもないので、優れた省エネルギ化を図ることができる。
【0037】
しかも、ロータ18は、無軸受けの自由状態で回転可能に設けられ、ステータコイル組立体19のステータコイル23、24のディテントトルクあるいは磁力によってロータケース中心位置で静定回転するから、ロータ18の回転も、低摩擦抵抗状態で行われ、このことによってもステッピングモータ20の消費電力が少なくて済むようになる。
【0038】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、この発明による電動制御弁によれば、第1の入出ポートの圧力と第2の入出ポートの圧力の差圧とその方向によって回転弁体の何れか一方の端面が当該端面と対向する円筒状ケースの端板に押付けられ、この状態で回転弁体がロータによって回転駆動されることにより、回転弁体が端面が押付けられた側の円筒状ケースの端板に対して摺動し、回転弁体の回転変位量に応じて第1の入出ポートあるいは第2の弁ポートを開閉するから、第1の入出ポートの圧力と第2の入出ポートの圧力の差圧に応じて双方向の流量制御を可逆に定量的に制御できると共に全閉状態を得ることができ、弁ポート等の口径に応じてコンパクト設計によって大流量の流量制御にも対応できる。しかも、第1の入出ポートの圧力と第2の入出ポートの圧力との差圧とその方向によって回転弁体がロータに対して回転軸線方向に単独に摺動して移動し、ロータにはこれを回転軸線方向に移動する力が作用することがなく、弁開閉の作動負荷は、回転弁体に作用する差圧荷重による回転弁体の摺動抵抗だけで、弁開閉の作動負荷となるばね等を一切使用していないので、回転弁体の駆動必要トルクが小さく、ステッピングモータの消費電力が少なくて済み、回転弁体を所定の回転位置に保持する保持電力を必要とすることもないので、優れた省エネルギ化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による電動制御弁の一つの実施の形態を示す縦断面図である。
【図2】この発明による電動制御弁の一つの実施の形態のロータ上部構造を示す拡大図である。
【図3】(a)はこの発明による電動制御弁の一つの実施の形態の弁構造部の分解斜視図、(b)は同じくそれの組立斜視図である。
【図4】(a)〜(e)はこの発明による電動制御弁の一つの実施の形態の弁開閉状態を示す要部の平面図である。
【図5】この発明による電動制御弁の弁開度特性の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
11 下蓋部材
11A コイル部位置出し凹部
11C 全閉・全開ストッパピン
18 ロータ
18B ストッパ片
19 ステータコイル組立体
20 ステッピングモータ
27 位置決め片
28 円筒状ケース
30 第1の弁ポート
31 第2の弁ポート
32 回転弁体
32B、32C 流量計量形状部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric control valve, and more particularly, to a rotary valve body type (one rotation type) reversible electric control valve for reversibly controlling a refrigerant flow rate in a vapor compression cooling / heating circuit.
[0002]
[Prior art]
As a one-rotation type electric control valve (rotary control valve) used in the refrigeration cycle apparatus, a cylindrical valve body having an eccentric outer peripheral surface is circular as shown in JP-A-8-31823. The valve chamber has a cross-sectional shape of the valve chamber, and is rotatably arranged around its own central axis. The inlet port and the outlet port open to the peripheral surface of the valve chamber, and the cylindrical valve body has its own central axis. By rotating around, the radial gap dimension between the eccentric outer peripheral surface of the cylindrical valve body and the inner peripheral surface of the valve chamber, in other words, the degree of communication between the inlet port and the outlet port changes. An electric control valve that quantitatively controls the flow rate between the inlet port and the outlet port according to this is known.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional electric control valve described above has an inlet port and an outlet port on the rotary sliding peripheral surface of the cylindrical valve body, the fully closed state cannot be basically obtained, and its application is limited depending on the system purpose. In addition, because of the structure of the flow metering unit, it is not suitable for flow control of a large flow rate, and the fluid pressure difference and the fluid flow act in the rotational direction of the cylindrical valve body, and the predetermined rotational position of the cylindrical valve body is determined. In order to remain stationary, the stator coil must be energized at all times. For this reason, power consumption is large and it is contrary to energy saving.
[0004]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and can bidirectionally control the flow rate control in a reversible and quantitative manner, and can obtain a fully closed state. In addition, the required torque for driving the valve body is small, no holding power is required to hold the valve body in a predetermined rotational position, and energy saving is achieved. Also, the stator of the valve drive motor An object of the present invention is to provide a compact and inexpensive electric control valve that can easily replace a coil assembly.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, an electric control valve according to the present invention includes a lower lid member penetrating and forming a first inlet / outlet port and a second inlet / outlet port, and a cap-like airtightly connected to the lower lid member. The rotor case, a rotor with a multi-pole magnet rotatably provided in the rotor case, a stator coil assembly mounted on the outside of the rotor case and constituting a stepping motor together with the rotor, and the rotor case The end plate is fixed to the lower lid member, and both ends are closed by end plates, and one end plate is formed with a first valve port that communicates directly with the first input / output port, and the other end plate A cylindrical case penetrating through a second valve port communicating with the second inlet / outlet port through an inner space of the rotor case and defining a valve chamber therein, and a rotation within the cylindrical case. Capable, and having a rotary valve element which is movable in the rotation axis direction, the rotary valve body, the rotation axis direction relative to the rotor through the central through hole of the other end plate engaged by slidably rotational direction, said rotary valve element to the previous SL pressure in the first input and the port by the differential pressure between the second input and the port pressure to move the rotation axis direction, of the pressure difference Depending on the direction, the end face of the rotary valve body is pressed against one of the one end plate and the other end plate facing the end face, and the first end plate on the side where the end face is pressed open and closed according to the valve port or the second valve port to the rotational displacement amount of the rotary valve member which is rotatably driven by the rotor, the rotor is rotatable in a free state free bearings into the cylindrical portion of the rotor case The stator of the stator coil assembly It said rotor by detent torque or force of yl to static constant rotation in rotor case the central position.
[0006]
According to the electric control valve configured as described above, in the state where the pressure of the first inlet / outlet port is higher than the pressure of the second inlet / outlet port, the end face of the rotary valve body is caused by the differential pressure to the other side of the cylindrical case. When the rotary valve body is pressed against the end plate and is rotated by the rotor in this state, the end face of the rotary valve body slides against the other end plate of the cylindrical case, and the rotational displacement of the rotary valve body is reduced. In response, the second valve port is opened and closed. On the other hand, when the pressure at the second inlet / outlet port is higher than the pressure at the first inlet / outlet port, the differential pressure causes the end face of the rotary valve body to be pressed against one end plate of the cylindrical case. When the valve body is rotationally driven by the rotor, the end face of the rotary valve body slides with respect to one end plate of the cylindrical case, and opens and closes the first valve port according to the rotational displacement amount of the rotary valve body. . Further, the rotary valve body is engaged with the rotor in the rotational direction so as to be slidable in the rotational axis direction through the center through hole of the other end plate, and is rotated by the rotor. Depending on the pressure difference between the pressure at the inlet / outlet port and the pressure at the second inlet / outlet port and its direction, the rotary valve body slides and moves independently in the rotational axis direction relative to the rotor which can rotate in a free state without bearings .
[0007]
In the electric control valve according to the present invention, the flow metering shape part formed by a stepped surface is formed on the end face of the rotary valve body, and the flow metering shape part changing according to the rotational displacement amount of the rotary valve body and the first The flow rate is controlled quantitatively according to the degree of overlap with the second valve port or the second valve port.
[0008]
In the electric control valve according to the present invention, the lower lid member and the rotor are provided with a collision contact type stopper that sets the maximum rotational position of the rotor in the forward and reverse directions, and the stator coil assembly is mounted on the rotor case. A positioning engagement portion is provided on the outer lid member and the stator coil assembly so as to determine a circumferential mounting position of the stator coil assembly with respect to the lower lid member.
[0009]
According to the electric control valve of the present invention, the forward and reverse maximum rotational positions of the rotor with respect to the collision lowering stopper lower lid member, that is, the fully opened position and the valve closed position of the rotary valve body are determined, and the lower lid is determined by the positioning engagement portion. The mounting position of the stator coil assembly in the circumferential direction with respect to the member is determined, and this determines the motor excitation phase for obtaining the fully open position and the valve closed position of the rotary valve body.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
1 to 4 show an embodiment of an electric control valve according to the present invention.
[0012]
As shown in FIG. 1, the electric control valve includes a stainless steel disc-shaped
[0013]
The
[0014]
The rotor case 12 has a
[0015]
The
[0016]
Since the
[0017]
A spring piece-
[0018]
As shown in FIG. 3, a circular
[0019]
The
[0020]
In the
[0021]
[0022]
As shown in FIG. 1, a stainless
[0023]
A fully closed /
[0024]
As shown in FIG. 2, the
[0025]
Next, the operation of the electric control valve configured as described above will be described.
In a state where the pressure of the first inlet /
[0026]
The opening and closing of the
[0027]
Due to the rotation of the
[0028]
When the number of input pulses of the stepping
[0029]
Thereby, the valve opening characteristic as shown by the valve opening characteristic -A in FIG. 5 is obtained. This valve opening characteristic can be set to any value by setting the shape of the flow
[0030]
In a state where the pressure of the second inlet /
[0031]
Also in this case, when the number of input pulses of the stepping
[0032]
Due to the rotation of the
[0033]
When the number of input pulses of the stepping
[0034]
Thereby, the valve opening characteristic as shown by the valve opening characteristic -B in FIG. 5 is obtained. This valve opening characteristic can be arbitrarily set separately from the valve opening characteristic -A by setting the shape of the flow
[0035]
With the valve structure and valve opening / closing operation described above, bidirectional flow control can be controlled reversibly and quantitatively, and a fully closed state can be obtained. Can also respond.
[0036]
In the electric control valve configured as described above, the valve opening / closing operation load is only a sliding resistance of the
[0037]
In addition, the
[0038]
【The invention's effect】
As can be understood from the above description, according to the electric control valve of the present invention, either one of the end faces of the rotary valve body depends on the pressure difference between the pressure of the first inlet / outlet port and the pressure of the second inlet / outlet port and the direction thereof . There is pressed against the end plate of the cylindrical case to face the end surface, Ri by that the rotary valve member in this state is rotated by the rotor, the rotating valve body side end surface is pressed against the cylindrical case Since the first inlet / outlet port or the second valve port is opened / closed according to the amount of rotational displacement of the rotary valve body, the first inlet / outlet port pressure and the second inlet / outlet port pressure are slid with respect to the end plate . The flow control in both directions can be reversibly and quantitatively controlled according to the differential pressure, and the fully closed state can be obtained. The compact design according to the diameter of the valve port or the like can also cope with the flow control of a large flow rate. Moreover, the rotary valve member by the pressure difference and its direction between the first input and the port pressure and the pressure in the second and out port is moved to slide alone the rotation axis direction with respect to the rotor, which rotor The force that moves in the direction of the rotation axis does not act, and the valve opening / closing operating load is a spring that becomes the valve opening / closing operating load only by the sliding resistance of the rotating valve body due to the differential pressure load acting on the rotating valve body Since the required torque for driving the rotary valve body is small, the power consumption of the stepping motor is small, and the holding power for holding the rotary valve body in a predetermined rotational position is not required. Excellent energy saving can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of an electric control valve according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view showing a rotor upper structure of one embodiment of the electric control valve according to the present invention.
3A is an exploded perspective view of a valve structure portion of one embodiment of an electric control valve according to the present invention, and FIG. 3B is an assembled perspective view of the same.
FIGS. 4 (a) to 4 (e) are plan views of a main part showing a valve opening / closing state of one embodiment of an electric control valve according to the present invention.
FIG. 5 is a graph showing an example of valve opening characteristics of the electric control valve according to the present invention.
[Explanation of symbols]
11
Claims (3)
前記下蓋部材に気密接続されたキャップ状のロータケースと、
前記ロータケース内に回転可能に設けられた多極マグネット付きのロータと、
前記ロータケースの外側に装着され、前記ロータとともにステッピングモータを構成するステータコイル組立体と、
前記ロータケース内にあって前記下蓋部材に固定され、両端を端板により閉じられ、一方の端板に前記第1の入出ポートと直接連通する第1の弁ポートを貫通形成され、他方の端板に前記ロータケースの内部空間を介して前記第2の入出ポートと連通する第2の弁ポートを貫通形成され、内部に弁室を画定する円筒状ケースと、
前記円筒状ケース内に回転可能に、且つ回転軸線方向に移動可能に設けられた回転弁体とを有し、
前記回転弁体は、前記他方の端板の中心貫通孔を介して前記ロータに対して前記回転軸線方向に摺動可能に回転方向で係合され、
前記第1の入出ポートの圧力と前記第2の入出ポートの圧力との差圧によって前記回転弁体が回転軸線方向に移動し、当該差圧の方向によって前記回転弁体の端面が当該端面と対向する前記一方の端板と前記他方の端板との何れか一方に押付けられ、該端面が押付けられた側の前記端板の前記第1の弁ポートあるいは前記第2の弁ポートを前記ロータにより回転駆動された前記回転弁体の回転変位量に応じて開閉し、
前記ロータは前記ロータケースの円筒部内に無軸受けの自由状態で回転可能に設けられ、ステータコイル組立体のステータコイルのディテントトルクあるいは磁力によって前記ロータがロータケース中心位置で静定回転する電動制御弁。A lower lid member formed so as to penetrate the first inlet / outlet port and the second inlet / outlet port;
A cap-like rotor case hermetically connected to the lower lid member;
A rotor with a multipole magnet rotatably provided in the rotor case;
A stator coil assembly mounted on the outside of the rotor case and constituting a stepping motor together with the rotor ;
In the rotor case, fixed to the lower lid member, both ends are closed by end plates, and one end plate is formed through a first valve port that communicates directly with the first input / output port, A cylindrical case penetrating through the second valve port communicating with the second inlet / outlet port through the inner space of the rotor case in the end plate, and defining a valve chamber therein;
A rotating valve body provided in the cylindrical case so as to be rotatable and movable in the rotation axis direction ;
The rotary valve body is engaged in the rotational direction so as to be slidable in the rotational axis direction with respect to the rotor via a central through hole of the other end plate,
The rotary valve member by the pressure difference between the previous SL pressure in the first input and port the second input and the port pressure to move the rotation axis direction, the end face is the end face of the rotary valve member by way of the differential pressure either pressed against the one of said one end plate opposite to the other end plate, said first valve port or the second valve port of the end plate of the end face is pressed against the side the the and opening and closing in accordance with the amount of rotational displacement of the rotation driven the rotary valve member by the rotor,
The rotor rotatably provided in the free state free bearings into the cylindrical portion of the rotor casing, the rotor conductive dynamic control of static constant rotation in rotor case the central position by the detent torque or force of the stator coil assembly of the stator coil valve.
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