JP7846271B2 - Electric valve and refrigeration cycle system including the same - Google Patents
Electric valve and refrigeration cycle system including the sameInfo
- Publication number
- JP7846271B2 JP7846271B2 JP2025022479A JP2025022479A JP7846271B2 JP 7846271 B2 JP7846271 B2 JP 7846271B2 JP 2025022479 A JP2025022479 A JP 2025022479A JP 2025022479 A JP2025022479 A JP 2025022479A JP 7846271 B2 JP7846271 B2 JP 7846271B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve
- valve body
- housing
- fixing bracket
- rotor shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
- F16K1/32—Details
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
- F16K1/32—Details
- F16K1/34—Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
- F16K1/36—Valve members
- F16K1/38—Valve members of conical shape
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
- F16K1/32—Details
- F16K1/48—Attaching valve members to screw-spindles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
- F16K1/32—Details
- F16K1/50—Preventing rotation of valve members
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K27/00—Construction of housing; Use of materials therefor
- F16K27/02—Construction of housing; Use of materials therefor of lift valves
- F16K27/0254—Construction of housing; Use of materials therefor of lift valves with conical shaped valve members
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K27/00—Construction of housing; Use of materials therefor
- F16K27/02—Construction of housing; Use of materials therefor of lift valves
- F16K27/029—Electromagnetically actuated valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
- F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
- F16K31/0644—One-way valve
- F16K31/0655—Lift valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
- F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
- F16K31/0675—Electromagnet aspects, e.g. electric supply therefor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
- F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
- F25B41/31—Expansion valves
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
- Valve Housings (AREA)
Description
本発明は、電動弁、及び、これを含む冷凍サイクルシステムに関する。 This invention relates to an electrically operated valve and a refrigeration cycle system including the same.
ヒートポンプ式の冷凍サイクルシステムにおいて、電動式膨張弁として使用される電動弁が、例えば、特許文献1の図1に記載されるように、知られている。 In heat pump type refrigeration cycle systems, electric valves used as electrically operated expansion valves are known, for example, as shown in Figure 1 of Patent Document 1.
電動弁は、ステッピングモータと、弁本体部としての弁ハウジングと、弁機構部と、収容ケースとしての密閉ケースとを備えている。そのステッピングモータは、ロータ軸と、密閉ケース内のマグネットロータと、密閉ケースの外周部にマグネットロータに対向して配置されるステータコイルとを含んで構成されている。ロータ軸の雄ねじ部は、後述する弁機構部の支持部材の雌ねじ部に捩じ込まれている。弁ハウジングは、第1継手管内に連通し、第2継手管内に弁座リングの弁ポートを介して連通する弁室を有している。弁機構部は、支持部材と、弁ホルダと、ニードル弁とを有している。合成樹脂製の支持部材は、インサート成形された固定金具としてのステンレス製のフランジ部を介して上述の弁ハウジングの上端面に溶接により固定されている。また、弁ハウジングの上端面には、上述のフランジ部の外周部に対し所定の隙間をもって離隔した位置に、密閉ケースの下部の開口端面が溶接されている。 The electric valve comprises a stepping motor, a valve housing as the valve body, a valve mechanism, and a sealed case as the housing. The stepping motor includes a rotor shaft, a magnet rotor within the sealed case, and a stator coil positioned on the outer circumference of the sealed case opposite the magnet rotor. The male threaded portion of the rotor shaft is screwed into the female threaded portion of the support member of the valve mechanism, described later. The valve housing has a valve chamber that communicates with the first joint pipe and the second joint pipe via the valve port of the valve seat ring. The valve mechanism includes a support member, a valve holder, and a needle valve. The support member, made of synthetic resin, is fixed to the upper end surface of the valve housing by welding via a stainless steel flange portion, which is an insert-molded fixing bracket. Furthermore, the lower open end surface of the sealed case is welded to the upper end surface of the valve housing at a position separated from the outer circumference of the flange portion by a predetermined gap.
ステッピングモータの作動により、ロータ軸およびマグネットロータが円滑に回動するためには、密閉ケースの内周面とマグネットロータの外周面との間に適正な隙間が形成されるとともに、弁ハウジングの上端面に溶接された密閉ケースの中心軸線が、弁ハウジングの中心軸線上にあることが必要とされる。 For the rotor shaft and magnet rotor to rotate smoothly due to the operation of the stepping motor, it is necessary that an appropriate gap be formed between the inner surface of the sealed case and the outer surface of the magnet rotor, and that the central axis of the sealed case, welded to the upper end surface of the valve housing, lies on the central axis of the valve housing.
上述の特許文献1に開示されるように、弁ハウジング1011の上端面には、本願の添付図面における図8(a)に部分的に拡大されて示されるように、上述の固定金具としてのフランジ部1033の外周部に対し所定の隙間Δgをもって離隔した位置に、密閉ケース1051の下部の開口端面が溶接されている。なお、図8(a)においては、密閉ケース1051および弁ハウジング1011相互間のビードの図示が省略されている。このように所定の隙間Δgが設けられるのは、密閉ケース1051の下部の開口端面と弁ハウジング1011の上端面とが溶接されるとともに、フランジ部1033の外周部と弁ハウジング1011の上端面(円環状の接合部1011d)とがすみ肉溶接される場合、その後、密閉ケース1051の下端の内周面が、形成されるビード(溶接肉盛部)1033wに乗り上がることを回避するためである。仮に、上述のような隙間Δgが、密閉ケース1051の下部の内周面とフランジ部1033の外周部との間に設けられない場合、図9(a)及び図9(b)に部分的に拡大されて示されるように、密閉ケース1051´の下端の内周面が、ビード(溶接肉盛部)1033w´に乗り上がり、その結果として、密閉ケース1051´の軸心が弁ハウジング1011´の軸心に対しずれるとともに、密閉ケース1051´と弁ハウジング1011´との間に軸方向の隙間Δg´が形成されることとなる。従って、隙間Δg´の大きさによっては、密閉ケース1051´の下部の開口端面を弁ハウジング1011´の上端面に溶接できない虞がある。 As disclosed in the aforementioned Patent Document 1, the lower open end face of the sealing case 1051 is welded to the upper end face of the valve housing 1011 at a position separated by a predetermined gap Δg from the outer circumference of the flange portion 1033, which serves as the fixing bracket, as partially enlarged in Figure 8(a) of the attached drawings of this application. Note that in Figure 8(a), the illustration of the bead between the sealing case 1051 and the valve housing 1011 is omitted. The predetermined gap Δg is provided in this way to prevent the inner circumferential surface of the lower end of the sealing case 1051 from riding up onto the formed bead (weld buildup) 1033w when the lower open end face of the sealing case 1051 and the upper end face of the valve housing 1011 are welded, and the outer circumference of the flange portion 1033 and the upper end face of the valve housing 1011 (annular joint portion 1011d) are fillet welded. If the gap Δg described above is not provided between the lower inner surface of the sealing case 1051 and the outer surface of the flange portion 1033, then, as partially enlarged in Figures 9(a) and 9(b), the lower inner surface of the sealing case 1051' will ride up onto the bead (weld build-up portion) 1033w'. As a result, the axis of the sealing case 1051' will be misaligned with the axis of the valve housing 1011', and an axial gap Δg' will be formed between the sealing case 1051' and the valve housing 1011'. Therefore, depending on the size of the gap Δg', there is a risk that the lower open end surface of the sealing case 1051' cannot be welded to the upper end surface of the valve housing 1011'.
このような溶接作業が行われる場合、密閉ケース1051および弁ハウジング1011は、密閉ケース1051の中心軸線と弁ハウジング1011の中心軸線とが共通の中心軸線にあるように溶接機における治具等により位置調整され保持されている。 When such welding work is performed, the sealed case 1051 and the valve housing 1011 are positioned and held using jigs or other fixtures in the welding machine so that the central axis of the sealed case 1051 and the central axis of the valve housing 1011 are aligned on a common central axis.
しかしながら、組立工程中、組立精度を高精度に確保するために密閉ケース1051および弁ハウジング1011が、密閉ケース1051の中心軸線と弁ハウジング1011の中心軸線とが共通の中心軸線にあるように溶接機における治具等により位置調整され保持されることが、必要とされる場合、電動弁の組立作業工程において、組立精度の管理が煩雑となる。そこで、密閉ケース1051および弁ハウジング1011の組み立てにおいて、密閉ケース1051および弁ハウジング1011の互いの軸心を高精度に一致させ、しかも、簡単な溶接作業で組み立てることができることが要望される。 However, during the assembly process, if it is necessary to adjust and hold the position of the sealed case 1051 and the valve housing 1011 using jigs or the like in a welding machine so that their central axes are aligned on a common central axis, then managing the assembly accuracy in the assembly process of the electric valve becomes complicated. Therefore, there is a need to be able to align the axes of the sealed case 1051 and the valve housing 1011 with high precision during assembly, and to assemble them using simple welding.
以上の問題点を考慮し、本発明は、電動弁、及び、これを含む冷凍サイクルシステムであって、煩雑な組立精度の管理を必要とすることなく、収容ケースおよび弁本体部の互いの軸心を高精度に一致させて組み立てることができる構成を備える電動弁、及び、これを含む冷凍サイクルシステムを提供することを目的とする。 Considering the above problems, the present invention aims to provide an electric valve and a refrigeration cycle system including the same, which have a configuration that allows for high-precision alignment of the axes of the housing case and the valve body during assembly without requiring complicated assembly precision control.
上述の目的を達成するために、本発明に係る電動弁は、流体の管路に接続される少なくとも一つの接続口に連通し、接続口に設けられた弁座の弁ポートを開閉制御する弁体を含んでなる弁体ユニットを移動可能に収容する弁室を備える弁本体ハウジングと、弁体ユニットに、弁体の端部と弁座の弁ポートの周縁との間を通過する流体の流量を調整するように、弁座の弁ポートに対して弁体が近接または離隔可能に制御する動作を行わせる駆動機構を作動させるロータ軸およびマグネットロータを含んでなる電磁アクチュエータと、弁体ユニットを案内するとともに前記ロータ軸を回転可能に支持する雌ねじ部材と、ロータ軸の中心軸線に対し直交する方向に雌ねじ部材の外周部から突出する外周縁部を有し、雌ねじ部材に固着され雌ねじ部材の下部が挿入される弁本体ハウジングの開口端部の周縁に溶接されることにより雌ねじ部材を固定する固定金具と、電磁アクチュエータのロータ軸およびマグネットロータと、雌ねじ部材と、固定金具とを収容する収容ケースと、を備え、固定金具は、収容ケースの中心軸線と同心上となるように外周縁部に形成され、収容ケースの内周面に当接する当接面をそれぞれ有する複数のガイド部と、ガイド部相互間におけるガイド部の当接面よりも固定金具の中心軸線方向内方に形成される溶接部であって、弁本体ハウジングの開口端部の上面に溶接固定される溶接部と、を有することを特徴とする。 To achieve the above objective, the electric valve according to the present invention includes a valve body housing having a valve chamber that movably houses a valve body unit which includes a valve body that communicates with at least one connection port connected to a fluid pipeline and controls the opening and closing of a valve port of a valve seat provided at the connection port; an electromagnetic actuator including a rotor shaft and a magnetic rotor that operates a drive mechanism which causes the valve body unit to move closer to or further away from the valve port of the valve seat in order to adjust the flow rate of fluid passing between the end of the valve body and the periphery of the valve port of the valve seat; a female thread member which guides the valve body unit and rotatably supports the rotor shaft; and a female thread member which is oriented perpendicular to the central axis of the rotor shaft. The valve comprises a fixing bracket having an outer peripheral edge protruding from the outer circumference, fixed to the female thread member, and welded to the periphery of the opening end of the valve body housing into which the lower part of the female thread member is inserted, thereby fixing the female thread member; and a housing case housing the rotor shaft and magnet rotor of the electromagnetic actuator, the female thread member, and the fixing bracket. The fixing bracket is characterized by having a plurality of guide portions formed on its outer peripheral edge concentric with the central axis of the housing case, each having a contact surface that abuts against the inner circumferential surface of the housing case; and a welded portion formed inward in the direction of the central axis of the fixing bracket from the contact surfaces of the guide portions, and welded to the upper surface of the opening end of the valve body housing.
ガイド部の当接面は、ロータ軸の中心軸線を中心とした共通の仮想円の円周上にあるように形成され、仮想円の直径は、マグネットロータの外径よりも大であって収容ケースの内周面の内径よりも小に設定されてもよい。 The contact surface of the guide section is formed to lie on the circumference of a common virtual circle centered on the central axis of the rotor shaft. The diameter of this virtual circle may be set to be larger than the outer diameter of the magnet rotor and smaller than the inner diameter of the inner surface of the housing case.
ガイド部の当接面には、少なくとも、固定金具の中心軸線の周囲を等角度でN等分した線(N=3以上の整数)と、前記仮想円とが交わる交点が位置してもよい。 The contact surface of the guide portion may have at least one intersection point where the virtual circle intersects with a line (N = an integer of 3 or more) that divides the circumference of the central axis of the fixing bracket into N equal parts at equal angles.
固定金具における複数のガイド部の当接面のうちの少なくとも1つの当接面は、収容ケースの内周面に沿って延びる円弧面であってもよい。溶接部は、弁本体ハウジングの開口端部の上面に、複数の点溶接、または、互いに離隔した複数の点状のすみ肉溶接、あるいは、連続したすみ肉溶接により溶接固定されてもよい。 At least one of the contact surfaces of the multiple guide portions in the fixing bracket may be an arc-shaped surface extending along the inner circumferential surface of the housing case. The welded portion may be fixed to the upper surface of the opening end of the valve body housing by multiple spot welds, multiple spaced-apart fillet welds, or continuous fillet welds.
また、本発明に係る電動弁は、流体の管路に接続される少なくとも一つの接続口に連通し、接続口に設けられた弁座の弁ポートを開閉制御する弁体を含んでなる弁体ユニットを移動可能に収容する弁室を備える弁本体ハウジングと、弁体ユニットに、弁体の端部と弁座の弁ポートの周縁との間を通過する流体の流量を調整するように、弁座の弁ポートに対して弁体が近接または離隔可能に制御する動作を行わせる駆動機構を作動させるロータ軸およびマグネットロータを含んでなる電磁アクチュエータと、弁体ユニットを案内するとともにロータ軸を回転可能に支持する雌ねじ部材と、ロータ軸の中心軸線に対し直交する方向に雌ねじ部材の外周部から突出する外周縁部を有し、雌ねじ部材に固着され、雌ねじ部材の下部が挿入される弁本体ハウジングの開口端部の上面に溶接されることにより雌ねじ部材を固定する縁段付き固定金具と、電磁アクチュエータのロータ軸およびマグネットロータと、雌ねじ部材と、固定金具を収容する収容ケースと、を備え、縁段付き固定金具は、収容ケースの中心軸線と同心上に形成され、収容ケースの内周面に当接する当接面を有するガイド部と、収容ケースの内周面と弁本体ハウジングの開口端部の上面とにより囲まれる部分に臨むガイド部の下方位置に、ガイド部と一体に形成される溶接部であって、ガイド部の当接面よりもロータ軸の中心軸線に近い弁本体ハウジングの開口端部の上面に溶接固定される溶接部と、を有することを特徴とする。ガイド部の当接面は、ロータ軸の中心軸線を中心とした共通の仮想円の円周上にあるように形成され、仮想円の直径は、マグネットロータの外径よりも大であって収容ケースの内周面の内径よりも小に設定されてもよい。縁段付き固定金具が複数のガイド部を有する場合、各ガイド部の当接面には、少なくとも、固定金具の中心軸線の周囲を等角度でN等分した線(N=3以上の整数)と、仮想円とが交わる交点とが位置するものとされてもよい。 Furthermore, the electric valve according to the present invention includes a valve body housing having a valve chamber that movably houses a valve body unit which includes a valve body that communicates with at least one connection port connected to a fluid pipeline and controls the opening and closing of a valve port of a valve seat provided at the connection port; an electromagnetic actuator including a rotor shaft and a magnetic rotor that operates a drive mechanism that causes the valve body unit to perform an operation that controls the valve body to move closer to or further away from the valve port of the valve seat in order to adjust the flow rate of fluid passing between the end of the valve body and the periphery of the valve port of the valve seat; a female thread member that guides the valve body unit and rotatably supports the rotor shaft; and an outer peripheral edge having a portion that protrudes from the outer circumference of the female thread member in a direction perpendicular to the central axis of the rotor shaft and fixed to the female thread member. The electromagnetic actuator comprises a stepped fixing bracket that secures the female thread member by being attached and welded to the upper surface of the opening end of the valve body housing into which the lower part of the female thread member is inserted, a rotor shaft and a magnet rotor of an electromagnetic actuator, a female thread member, and a housing case that houses the fixing bracket, wherein the stepped fixing bracket is formed concentrically with the central axis of the housing case and has a contact surface that contacts the inner circumferential surface of the housing case, and a welded portion formed integrally with the guide portion at a position below the guide portion facing the portion enclosed by the inner circumferential surface of the housing case and the upper surface of the opening end of the valve body housing, and is welded to the upper surface of the opening end of the valve body housing which is closer to the central axis of the rotor shaft than the contact surface of the guide portion. The contact surface of the guide portion is formed to lie on the circumference of a common virtual circle centered on the central axis of the rotor shaft, and the diameter of the virtual circle may be set to be larger than the outer diameter of the magnet rotor and smaller than the inner diameter of the inner circumferential surface of the housing case. When a mounting bracket with a stepped edge has multiple guide sections, at least the contact surface of each guide section may have an intersection point where a line (N = an integer of 3 or more) that divides the circumference of the mounting bracket's central axis into N equal parts at equal angles intersects with a virtual circle.
さらに、本発明に係る冷凍サイクルシステムは、蒸発器と、圧縮機、および、凝縮器とを備え、上述の電動弁が、凝縮器の出口と蒸発器の入口との間に配される配管に設けられることを特徴とする。 Furthermore, the refrigeration cycle system according to the present invention comprises an evaporator, a compressor, and a condenser, and is characterized in that the aforementioned electric valve is provided in the piping located between the outlet of the condenser and the inlet of the evaporator.
本発明に係る電動弁、及び、これを含む冷凍サイクルシステムによれば、固定金具は、収容ケースの中心軸線と同心上となるように外周縁部に形成され、収容ケースの内周面に当接する当接面をそれぞれ有する複数のガイド部と、ガイド部相互間におけるガイド部の当接面よりも固定金具の中心軸線方向内方に形成される溶接部であって、弁本体ハウジングの開口端部の周縁に溶接固定される溶接部と、を有するので煩雑な組立精度の管理を必要とすることなく、収容ケースおよび弁本体ハウジングの互いの軸心を高精度に一致させて組み立てることができる。 According to the electric valve and refrigeration cycle system including the present invention, the fixing bracket has a plurality of guide portions formed on the outer peripheral edge concentric with the central axis of the housing case, each having a contact surface that abuts against the inner peripheral surface of the housing case, and a welded portion formed inward in the direction of the central axis of the fixing bracket from the contact surfaces of the guide portions between the guide portions, which is welded and fixed to the peripheral edge of the opening end of the valve body housing. Therefore, the housing case and the valve body housing can be assembled with high precision, without requiring complicated assembly accuracy control.
図1は、本発明に係る電動弁の第1の実施形態の構成を、配管用パイプととともに概略的に示す。 Figure 1 schematically shows the configuration of a first embodiment of the electric valve according to the present invention, along with the piping.
なお、以下の説明における上下の概念は、例えば、図1における上下に対応しており、各部材の相対的な位置関係を示すものであって、絶対的な位置関係を示すものではない。 The concept of "up and down" in the following explanation corresponds, for example, to "up and down" in Figure 1, and indicates the relative positional relationship of each component, not its absolute positional relationship.
第1の実施形態としての電動弁100、および、後述する第2の実施形態としての電動弁200(図4参照)は、例えば、図6に示されるように、膨張弁311として冷凍サイクルシステム300の配管における後述する冷房運転時における室外熱交換器312の出口(第1のポート312a)と室内熱交換器315の入口(第1のポート315a)との間に配置されている。 The electric valve 100 as the first embodiment, and the electric valve 200 as the second embodiment (see Figure 4), which will be described later, are, for example, positioned as an expansion valve 311 in the piping of the refrigeration cycle system 300 between the outlet of the outdoor heat exchanger 312 (first port 312a) and the inlet of the indoor heat exchanger 315 (first port 315a) during cooling operation, as described later.
膨張弁311は、冷房運転時、後述する接続用パイプ(第2の継手12)で、一次側配管Du1に接合されており、接続用パイプ(第1の継手11)で二次側配管Du2に接合されている。一次側配管Du1は、室外熱交換器312の出口(第1のポート312a)と膨張弁311とを接続し、二次側配管Du2は、室内熱交換器315の入口(第1のポート315a)と膨張弁311とを接続するものとされる。室内熱交換器315の出口(第2のポート315b)と室外熱交換器312の入口(第2のポート312b)との間には、室内熱交換器315の出口に接合される配管Du3と、流路切換弁313と、室外熱交換器312の入口に接合される配管Du6とが配されている。また、配管Du4、および、配管Du5により、圧縮機314が、流路切換弁313に接合されている。配管Du3の他端は、流路切換弁313のポート313dに接合されている。配管Du6の他端は、流路切換弁313のポート313bに接合されている。配管Du4の一端は、流路切換弁313のポート313cに接合され、配管Du4の他端は、圧縮機314の吐出口に接合されている。配管Du5の一端は、流路切換弁313のポート313aに接合され、配管Du5の他端は、圧縮機314の吸入口に接合されている。冷房運転時、ポート313aとポート313dとが連通し、ポート313bとポート313cとが連通している。これにより、冷房運転時、冷凍サイクルシステムにおける冷媒が、例えば、図6に示される破線の矢印の示す方向に沿って循環され、室外熱交換器312が凝縮器として、室内熱交換器315が蒸発器として機能することとなる。なお、冷房運転時、膨張弁311は、第2の継手12で、一次側配管Du1に接合されており、第1の継手11で二次側配管Du2に接合されている形態について説明したが、斯かる例に限られることなく、例えば、冷房運転時、膨張弁311は、第1の継手11で、一次側配管Du1に接合され、第2の継手12で二次側配管Du2に接合されていてもよい。 During cooling operation, the expansion valve 311 is connected to the primary side piping Du1 by a connecting pipe (second joint 12), which will be described later, and connected to the secondary side piping Du2 by a connecting pipe (first joint 11). The primary side piping Du1 connects the outlet (first port 312a) of the outdoor heat exchanger 312 to the expansion valve 311, and the secondary side piping Du2 connects the inlet (first port 315a) of the indoor heat exchanger 315 to the expansion valve 311. Between the outlet (second port 315b) of the indoor heat exchanger 315 and the inlet (second port 312b) of the outdoor heat exchanger 312, there is a pipe Du3 connected to the outlet of the indoor heat exchanger 315, a flow path switching valve 313, and a pipe Du6 connected to the inlet of the outdoor heat exchanger 312. Furthermore, the compressor 314 is connected to the flow path switching valve 313 by pipes Du4 and Du5. The other end of pipe Du3 is connected to port 313d of the flow path switching valve 313. The other end of pipe Du6 is connected to port 313b of the flow path switching valve 313. One end of pipe Du4 is connected to port 313c of the flow path switching valve 313, and the other end of pipe Du4 is connected to the discharge port of the compressor 314. One end of pipe Du5 is connected to port 313a of the flow path switching valve 313, and the other end of pipe Du5 is connected to the intake port of the compressor 314. During cooling operation, ports 313a and 313d are in communication, and ports 313b and 313c are in communication. As a result, during cooling operation, the refrigerant in the refrigeration cycle system circulates, for example, along the direction indicated by the dashed arrow in Figure 6, with the outdoor heat exchanger 312 functioning as a condenser and the indoor heat exchanger 315 functioning as an evaporator. While the description above describes an expansion valve 311 connected to the primary side piping Du1 via the second joint 12 and to the secondary side piping Du2 via the first joint 11 during cooling operation, this is not the only possible configuration. For example, during cooling operation, the expansion valve 311 may be connected to the primary side piping Du1 via the first joint 11 and to the secondary side piping Du2 via the second joint 12.
一方、暖房運転時、流路切換弁314のポート313aとポート313bとが連通し、ポート313cとポート313dとが連通するように、流路切換弁313が切り換えられる。これにより、暖房運転時、冷凍サイクルシステムにおける冷媒が、例えば、図6に示される実線の矢印の示す方向に沿って循環され、室内熱交換器315が凝縮器として、室外熱交換器312が蒸発器として機能することとなる。なお、図示が省略される制御部により、圧縮機314および膨張弁311は、駆動制御され、流路切換弁313は、切り換え制御される。 On the other hand, during heating operation, the flow path switching valve 313 is switched so that ports 313a and 313b of the flow path switching valve 314 are in communication, and ports 313c and 313d are in communication. As a result, during heating operation, the refrigerant in the refrigeration cycle system circulates, for example, along the direction indicated by the solid arrow in Figure 6, with the indoor heat exchanger 315 functioning as a condenser and the outdoor heat exchanger 312 functioning as an evaporator. The compressor 314 and expansion valve 311 are driven and controlled by a control unit (not shown), and the flow path switching valve 313 is switched.
電動弁100は、図1に示されるように、後述する外装部150の一部を構成する円筒状の収容ケース151内に配され後述する弁体ユニットを昇降動可能に駆動する弁駆動部と、収容ケース151の下端に結合され弁体としてのニードル121の先端部で開閉される弁ポート112aを有する弁座112を備える弁本体部110と、弁本体部110内に配され弁座112の弁ポート112aを開閉するニードル121を含んでなる弁体ユニットと、を含んで構成されている。 As shown in Figure 1, the electric valve 100 comprises a valve drive unit disposed within a cylindrical housing case 151, which forms part of the exterior 150 described later, and which drives the valve body unit described later to move up and down; a valve body portion 110 connected to the lower end of the housing case 151 and having a valve seat 112 with a valve port 112a that is opened and closed by the tip of a needle 121 which serves as the valve body; and a valve body unit disposed within the valve body portion 110 and including a needle 121 that opens and closes the valve port 112a of the valve seat 112.
弁駆動部は、後述する弁体ユニットを昇降動させるロータ軸131と、ロータ軸131の雄ねじ部131aと同心上に嵌め合わされる雌ねじが形成された雌ねじ部132bを有し、弁本体ハウジング111に固定され弁体ユニットを昇降動可能に案内する案内支持部としての雌ねじ部材132と、ロータ軸131のガイド軸部に同心上に固定され回転可能に支持され着磁されたマグネットロータ141と、収容ケース151の外周部に配されマグネットロータ141を回転させるステータコイル(不図示)と、を主な要素として含んで構成されている。マグネットロータ141およびステータコイルは、電磁アクチュエータとしてのステッピングモータの一部を構成している。 The valve drive unit primarily comprises a rotor shaft 131 for raising and lowering the valve body unit (described later), a female threaded member 132 having a female thread formed on a concentric female threaded portion 132b that fits concentrically with the male threaded portion 131a of the rotor shaft 131, and fixed to the valve body housing 111 as a guide support portion that guides the valve body unit so that it can rise and lower, a magnet rotor 141 fixed concentrically to the guide shaft portion of the rotor shaft 131, rotatably supported and magnetized, and a stator coil (not shown) arranged on the outer circumference of the housing case 151 for rotating the magnet rotor 141. The magnet rotor 141 and the stator coil constitute part of a stepping motor, which is an electromagnetic actuator.
ロータ軸131および雌ねじ部材132は、後述するロータ軸回転部130の一部を形成している。また、マグネットロータ141およびステータコイルは、後述するロータ軸駆動部140の一部を構成している。 The rotor shaft 131 and the female threaded member 132 form a part of the rotor shaft rotation section 130, which will be described later. Furthermore, the magnet rotor 141 and the stator coil constitute a part of the rotor shaft drive section 140, which will also be described later.
弁本体部110の弁本体ハウジング111は、例えば、ステンレス鋼板等の金属材料をプレス加工等により円筒状に加工して形成されている。弁本体ハウジング111は、雌ねじ部材132の下端部(張出部132B)と、後述されるロータ軸131と同心上に支持されるニードル121の他端、および、円筒状のニードルケース125とを内側に収容する弁室111Aを有している。弁室111Aには、ニードル121の他端が弁ポート112aに向けて突出している。また、弁室111Aには、ニードル121の中心軸線に対し略直交する軸線上に第1の通路としての第1の継手11の一端が接続される第1のポート111bと、ニードル121の中心軸線と共通の軸線上にある第2の通路としての第2の継手12の一端が接続される、第2のポート111cに隣接した弁ポート112aを有する弁座112とが形成されている。 The valve body housing 111 of the valve body portion 110 is formed by processing a metal material such as a stainless steel plate into a cylindrical shape by press working or the like. The valve body housing 111 has a valve chamber 111A that houses the lower end (protruding portion 132B) of the female thread member 132, the other end of the needle 121 which is supported concentrically with the rotor shaft 131 described later, and a cylindrical needle case 125. The other end of the needle 121 protrudes into the valve chamber 111A toward the valve port 112a. Furthermore, the valve chamber 111A has a first port 111b, to which one end of the first joint 11 serving as a first passage is connected, on an axis substantially perpendicular to the central axis of the needle 121, and a valve seat 112 having a valve port 112a adjacent to the second port 111c, to which one end of the second joint 12 serving as a second passage is connected, on an axis common to the central axis of the needle 121.
弁本体ハウジング111の上部の円形状の開口端部の周縁には、後述する収容ケース151の下端部に接合される開口端部の上面、即ち、円環形状の接合部111dが形成されている。 The upper edge of the circular opening end at the top of the valve body housing 111 has a ring-shaped joint portion 111d formed on the periphery of the opening end, which is joined to the lower end of the housing case 151 (described later).
なお、第1の継手11、及び、第2の継手12は、ここではいずれも銅製またはステンレス製であって、ろう付けや溶接等により弁本体ハウジング111に固定されるものであるが、これに限定されるものではない。また、本実施形態の電動弁では、第1のポート111bを流入側とし、第2のポート111cを流出側として、冷媒が流れるものとして説明するが、これには限定されず、本実施形態の電動弁100は、第1のポート111bを流出側とし、第2のポート111cを流入側としても使用できる双方向対応型の電動弁である。 The first joint 11 and the second joint 12 are both made of copper or stainless steel and are fixed to the valve body housing 111 by brazing or welding, but are not limited to these. Furthermore, in this embodiment, the electric valve is described as having the first port 111b as the inlet side and the second port 111c as the outlet side through which the refrigerant flows, but is not limited to this. The electric valve 100 in this embodiment is a bidirectional electric valve that can also be used with the first port 111b as the outlet side and the second port 111c as the inlet side.
弁座112は、例えば、ステンレス鋼あるいは銅合金等の金属材料で形成され、弁本体ハウジング111の第2の継手12が接続される第2のポート111cの周囲に溶接やろう付けなどにより固定される。ニードル121がニードルケース125を伴い弁ポート112aに対し近接または離隔可能に配されることにより、弁ポート112aを通過する冷媒の流量が制御される。なお、ここでは、弁座112は、弁本体ハウジング111と別部材であるものとしたが、弁本体ハウジング111と一体に成形されるものとしてもよい。 The valve seat 112 is formed from a metal material such as stainless steel or a copper alloy, and is fixed around the second port 111c to which the second joint 12 of the valve body housing 111 is connected by welding or brazing. The needle 121, along with the needle case 125, is positioned to be adjacent to or separated from the valve port 112a, thereby controlling the flow rate of refrigerant passing through the valve port 112a. Here, the valve seat 112 is described as a separate component from the valve body housing 111, but it may also be molded integrally with the valve body housing 111.
弁体ユニット120は、弁座112の弁ポート112aを開閉するニードル121と、ロータ軸131のフランジ部131bを、樹脂製のワッシャ124と協働してニードルケース125の開口端部125aの内周縁に係合させる円柱状の樹脂製のばね受け123と、ばね受け123のばね係合部123aとニードル121の一端のばね受け用環状平坦部との間に配され、双方を互いに離隔する方向に付勢する弁ばね122と、ばね受け123、弁ばね122、および、ニードル121の一端を収容する円筒状のニードルケース125と、を主な要素として含んで構成されている。 The valve body unit 120 mainly comprises a needle 121 that opens and closes the valve port 112a of the valve seat 112, a cylindrical resin spring retainer 123 that engages the flange portion 131b of the rotor shaft 131 with the inner periphery of the open end 125a of the needle case 125 in cooperation with a resin washer 124, a valve spring 122 positioned between the spring engagement portion 123a of the spring retainer 123 and the annular flat portion for spring retention at one end of the needle 121, biasing both in a direction away from each other, and a cylindrical needle case 125 that houses the spring retainer 123, the valve spring 122, and one end of the needle 121.
ニードル121は、例えば、ステンレス鋼等の金属材料で形成されている。ニードル121は、後述するロータ軸131等により、中心軸線CLに沿って昇降動される。これにより、弁ポート112aを通過する冷媒の流量が制御される。ニードル121における弁ポート112aに近接する側には、なだらかに中央が突出する形状が形成されている。そのような突出する形状は、上述の弁ポート112aに対するニードル121の位置制御により、実効開口面積がニードル121の位置によって増減するように形成されている。 The needle 121 is made of a metal material such as stainless steel. The needle 121 is moved up and down along the central axis CL by a rotor shaft 131 (described later). This controls the flow rate of the refrigerant passing through the valve port 112a. The side of the needle 121 closest to the valve port 112a has a gently protruding shape in the center. This protruding shape is designed so that the effective opening area increases or decreases depending on the position of the needle 121 relative to the valve port 112a, as described above.
略円筒形状のニードルケース125の内部に配置される弁ばね122は、ニードル121と、後述するばね受け123のばね係合部123aとの間に圧縮されて配置される。なお、弁ばね122を設けることにより、後述するロータ軸131等によるねじ推力をニードル121及び弁ポート112aなどに直接与えることを防止する作用があり、その結果として、電動弁100の耐久性を高める効果がある。 The valve spring 122, positioned inside the roughly cylindrical needle case 125, is compressed and positioned between the needle 121 and the spring engagement portion 123a of the spring retainer 123 (described later). The valve spring 122 prevents the screw thrust from the rotor shaft 131 (described later) from directly applying to the needle 121 and valve port 112a, thereby increasing the durability of the electric valve 100.
ばね受け123は、例えば、樹脂等により略円柱形状に形成されている。ばね受け123は、ニードルケース125の内部において後述するロータ軸131のフランジ部131bとニードル121との間であって、弁ばね122の内側に中心軸線CLに沿って配置される。ばね受け123のロータ軸131に接触される側の端部には、外径方向に向かって突出した円板形状のばね係合部123aが形成されている。なお、弁ばね122の内側であって中心軸線CLに沿ってばね受け123を配置することにより、弁ばね122とばね受け123との同心性を高め、弁体ユニット120の作動性を向上させる効果がある。 The spring retainer 123 is formed in a substantially cylindrical shape, for example, from resin. The spring retainer 123 is located inside the needle case 125, between the flange portion 131b of the rotor shaft 131 (described later) and the needle 121, and is positioned inside the valve spring 122 along the central axis CL. A disc-shaped spring engagement portion 123a, projecting outward in the radial direction, is formed at the end of the spring retainer 123 that contacts the rotor shaft 131. By positioning the spring retainer 123 inside the valve spring 122 and along the central axis CL, the concentricity between the valve spring 122 and the spring retainer 123 is enhanced, improving the operability of the valve body unit 120.
ワッシャ124は、例えば、高滑性樹脂等で円環形状に形成されている。ワッシャ124は、後述するロータ軸131のフランジ部131bと、後述するニードルケース125の開口端部125aとの間に配置される。なお、ワッシャ124を設けることにより、ロータ軸131の回転を直接ニードル121に伝達することを抑制することができる。これにより、ニードル121の回転が抑制され、ニードル121および弁座112の弁ポート112a相互間における磨耗を防止する作用を有することとなる。 The washer 124 is formed in an annular shape, for example, from a highly slippery resin. The washer 124 is positioned between the flange portion 131b of the rotor shaft 131 (described later) and the open end portion 125a of the needle case 125 (also described later). By providing the washer 124, the direct transmission of the rotor shaft 131's rotation to the needle 121 can be suppressed. This suppresses the rotation of the needle 121, thereby preventing wear between the needle 121 and the valve port 112a of the valve seat 112.
ニードルケース125は、例えば、ステンレス鋼などの金属材料で、プレス加工等により略円筒形状に形成される。ニードルケース125のロータ軸131側の端部には、開口端部125aが形成されている。ニードルケース125は、後述するロータ軸131等のねじ駆動力をニードル121に伝達する作用を有している。ニードルケース125の開口端部125aは、互いに対向するロータ軸131のフランジ部131bと係合するように配置されている。また、ニードルケース125の開口端部125aと反対側の端部には、ニードル121が溶接等により固定されている。 The needle case 125 is formed into a substantially cylindrical shape by pressing or other means using a metal material such as stainless steel. An open end 125a is formed at the end of the needle case 125 facing the rotor shaft 131. The needle case 125 has the function of transmitting the screw driving force of the rotor shaft 131, etc., to the needle 121. The open end 125a of the needle case 125 is positioned to engage with the flange portion 131b of the rotor shaft 131, which is opposite to it. The needle 121 is fixed to the end of the needle case 125 opposite to the open end 125a by welding or other means.
ロータ軸駆動部140は、マグネットロータ141と、ロータ固定部材142と、回転ストッパばね143と、可動ストッパ部材144とを備えている。 The rotor shaft drive unit 140 comprises a magnetic rotor 141, a rotor fixing member 142, a rotation stopper spring 143, and a movable stopper member 144.
マグネットロータ141は、後述する収容ケース151の内部のロータ室141Aに収容され、フェライト焼結体等により形成されたN極S極交互に配置された多極の永久磁石により構成されている。本実施形態では、マグネットロータ141は、後述する収容ケース151の外周に配置され、図示が省略されるヨーク、ボビン、およびコイルなどからなるステータコイルと共にステッピングモータを構成している。なお、ここではステッピングモータとしたが、これには限定されず、マグネットロータ141を回転駆動できるその他の電動機を使用しても同様の作用効果を得ることができる。 The magnet rotor 141 is housed in a rotor chamber 141A inside the housing case 151 (described later) and is composed of multi-pole permanent magnets formed from ferrite sintered material or the like, with alternating north and south poles. In this embodiment, the magnet rotor 141 is arranged on the outer circumference of the housing case 151 (described later) and, together with a stator coil consisting of a yoke, bobbin, and coil (not shown), constitutes a stepping motor. While a stepping motor is used here, the invention is not limited to this, and similar effects can be obtained by using other electric motors capable of rotating the magnet rotor 141.
マグネットロータ141は、ロータ固定部材142を介してロータ軸131に支持されている。ロータ軸131が挿入される孔を有するロータ固定部材142は、ロータ軸131の中心軸線の回りに設けられている。ロータ固定部材142は、マグネットロータ141の取付孔に圧入されている。 The magnetic rotor 141 is supported on the rotor shaft 131 via a rotor fixing member 142. The rotor fixing member 142, which has a hole into which the rotor shaft 131 is inserted, is positioned around the central axis of the rotor shaft 131. The rotor fixing member 142 is press-fitted into the mounting hole of the magnetic rotor 141.
回転ストッパばね143は、コイルばね形状を有し、後述するロータ支持部材152の円筒部分152bの周囲に巻装されている。回転ストッパばね143の上端部及び下端部が、それぞれ、円筒部分152bに係止される。 The rotation stopper spring 143 has a coil spring shape and is wound around the cylindrical portion 152b of the rotor support member 152, which will be described later. The upper and lower ends of the rotation stopper spring 143 are locked to the cylindrical portion 152b, respectively.
可動ストッパ部材144は、1巻き程度のコイルばね形状を有し、ロータ支持部材152の円筒部分152bの周囲に回転可能に配置される。可動ストッパ部材144の一方の端部は、多極を有するマグネットロータ141の所定の一極に一体として形成された係合突起部141bに係合され、もう一方の端部は回転ストッパばね143に螺合される。可動ストッパ部材144は、マグネットロータ141の回転に合わせて、円筒部分152bの周囲を回転しながら、上下に移動する。このような構成とすることにより、回転ストッパばね143は、電動弁100の中心軸線CLに対して、がたつきなく配置される。 The movable stopper member 144 has a coil spring shape with approximately one turn and is rotatably positioned around the cylindrical portion 152b of the rotor support member 152. One end of the movable stopper member 144 engages with an engaging projection 141b integrally formed on a predetermined pole of the multi-pole magnet rotor 141, and the other end is screwed onto the rotation stopper spring 143. The movable stopper member 144 moves up and down while rotating around the cylindrical portion 152b in accordance with the rotation of the magnet rotor 141. With this configuration, the rotation stopper spring 143 is positioned without play with respect to the central axis CL of the electric valve 100.
外装部150は、収容ケース151と、ロータ支持部材152と、筒状部材153とを備えている。 The exterior section 150 comprises a housing case 151, a rotor support member 152, and a cylindrical member 153.
収容ケース151は、例えば、ステンレス鋼板などの非磁性体の金属材料で、プレス加工等によりカップ形状に加工して形成されている。収容ケース151は、上述の弁本体ハウジング111の外径と略同一の外径を有している。収容ケース151の円形状の下端部は、例えば、TIG溶接、プラズマ溶接あるいはレーザ溶接、抵抗溶接等によって、弁本体ハウジング111の円形状の上端部と突合わせ溶接を全周にすることにより固定される。これにより、収容ケース151の内部が密閉された状態となる。また、収容ケース151には、後述するロータ支持部材152のカップ形状部分152aに形成された係合凹部152cに係合するための、ディンプル151aが形成されている。 The housing case 151 is formed from a non-magnetic metal material, such as stainless steel sheet, by press working or other methods to create a cup shape. The housing case 151 has approximately the same outer diameter as the valve body housing 111. The circular lower end of the housing case 151 is fixed to the circular upper end of the valve body housing 111 by butt welding around the entire circumference, using methods such as TIG welding, plasma welding, laser welding, or resistance welding. This creates a sealed environment inside the housing case 151. Furthermore, the housing case 151 has dimples 151a formed therein for engaging with the engagement recesses 152c formed in the cup-shaped portion 152a of the rotor support member 152, which will be described later.
ロータ支持部材152は、例えば、ステンレス鋼板などの材料で、プレス加工等により形成されている。ロータ支持部材152は、収容ケース151に接触して固定されるカップ形状部分152aと、カップ形状部分152aの中央から下側に延びる円筒部分152bとから構成される。カップ形状部分152aには、係合凹部152cが形成されている。この係合凹部152cと収容ケース151のディンプル151aとの係合により、ロータ支持部材152は、収容ケース151の所定の取付位置に固定される。 The rotor support member 152 is formed from a material such as stainless steel sheet by press working or the like. The rotor support member 152 consists of a cup-shaped portion 152a that contacts and is fixed to the housing case 151, and a cylindrical portion 152b extending downward from the center of the cup-shaped portion 152a. An engagement recess 152c is formed in the cup-shaped portion 152a. The engagement of this engagement recess 152c with the dimples 151a of the housing case 151 fixes the rotor support member 152 to a predetermined mounting position on the housing case 151.
筒状部材153は、金属あるいは合成樹脂であって、潤滑性の高い素材により形成されている。筒状部材153は、ロータ支持部材152の円筒部分152bの内部に配置され、ロータ軸131の上端部(ガイド軸部)を回転可能に保持している。 The cylindrical member 153 is made of a highly lubricating material, either metal or synthetic resin. The cylindrical member 153 is positioned inside the cylindrical portion 152b of the rotor support member 152 and rotatably holds the upper end (guide shaft portion) of the rotor shaft 131.
ロータ軸回転部130は、ロータ軸131と、雌ねじ部材132と、固定金具133とを備えている。 The rotor shaft rotating section 130 comprises a rotor shaft 131, a female threaded member 132, and a fixing bracket 133.
ロータ軸131は、例えば、金属材料で形成され、概ね円柱状に形成され、電動弁100の中心軸線CLに沿って上下方向に延在している。後述するステッピングモータ等の電動機により回転されるマグネットロータ141は、ロータ軸131の軸心を中心として、後述するロータ固定部材142を介して固定されている。これにより、ロータ軸131は、マグネットロータ141を伴って中心軸線CLの周りを回転する。 The rotor shaft 131 is formed, for example, from a metal material, is generally cylindrical, and extends vertically along the central axis CL of the electric valve 100. The magnet rotor 141, which is rotated by an electric motor such as a stepping motor (described later), is fixed to the rotor shaft 131 around its axis via a rotor fixing member 142 (described later). As a result, the rotor shaft 131 rotates around the central axis CL together with the magnet rotor 141.
ロータ軸131のロータ固定部材142よりもニードル121側の部分には、雄ねじ部131aが形成されている。雄ねじ部131aは、後述する雌ねじ部材132の雌ねじ部132bに捩じ込まれる。さらに、ロータ軸131における雄ねじ部131aよりもニードル121側の端部には、外径方向に円板形状に突出したフランジ部131bが形成されている。フランジ部131bは、ニードルケース125の開口端部125aの内周面に対し離隔した位置に配置されている。フランジ部131bは、その直径が開口端部125aの孔の直径よりも大きくなっており、抜け止めとなっている。 A male threaded portion 131a is formed on the part of the rotor shaft 131 closer to the needle 121 than the rotor fixing member 142. The male threaded portion 131a is screwed into the female threaded portion 132b of the female threaded member 132, which will be described later. Furthermore, a flanged portion 131b, projecting in a disc shape in the outer diameter direction, is formed at the end of the rotor shaft 131 closer to the needle 121 than the male threaded portion 131a. The flanged portion 131b is positioned at a distance from the inner circumferential surface of the opening end 125a of the needle case 125. The diameter of the flanged portion 131b is larger than the diameter of the hole in the opening end 125a, thus preventing it from coming loose.
雌ねじ部材132は、例えば、樹脂で概ね円筒形状に形成されている。雌ねじ部材132の上部には、ロータ軸131の雄ねじ部131aに嵌め合わされる雌ねじ部132bが形成されている。雌ねじ部132bは、電動弁100の中心軸線CLと同心上に形成されている。雌ねじ部材132は、このロータ軸131とのねじ結合により、マグネットロータ141の回転運動をロータ軸131の中心軸線CL方向の直線運動に変換するねじ送り機構の一部を構成している。 The female threaded member 132 is formed, for example, from resin in a generally cylindrical shape. A female threaded portion 132b is formed on the upper part of the female threaded member 132, which fits onto the male threaded portion 131a of the rotor shaft 131. The female threaded portion 132b is formed concentrically with the central axis CL of the electric valve 100. The female threaded member 132, through its screw connection with the rotor shaft 131, constitutes part of a screw-feed mechanism that converts the rotational motion of the magnet rotor 141 into linear motion in the direction of the central axis CL of the rotor shaft 131.
雌ねじ部材132における雌ねじ部132bよりも下方の部分には、ニードル121を伴ってニードルケース125を摺動可能に収容するガイド室132Aが形成されている。ガイド室132Aを形成する雌ねじ部材132の内周面は、円筒形のニードルケース125の外周面を移動可能に案内する案内面とされる。また、ガイド室132Aを形成する内周面の一部には、外部に貫通する均圧孔132cが設けられている。これにより、ガイド室132Aとロータ室141Aとが連通することとなり、ロータ軸131及びニードルケース125の移動が容易となる。また、雌ねじ部材132における均圧孔132cが形成される部分よりも下方となる端部には、上述の弁本体ハウジング111の開口端部に挿入される張出部132Bが形成されている。張出部132Bには、インサート成形により、固定金具133が固定されている。その際、固定金具133は、雌ねじ部材132の中心軸線と同心上に固定されている。 A guide chamber 132A is formed in the female thread member 132 below the female thread portion 132b, which slidably accommodates the needle case 125 along with the needle 121. The inner circumferential surface of the female thread member 132 forming the guide chamber 132A serves as a guide surface that movably guides the outer circumferential surface of the cylindrical needle case 125. In addition, a pressure equalization hole 132c that penetrates to the outside is provided in a part of the inner circumferential surface forming the guide chamber 132A. This allows the guide chamber 132A and the rotor chamber 141A to communicate, facilitating the movement of the rotor shaft 131 and the needle case 125. Furthermore, a protruding portion 132B is formed at the end of the female thread member 132 below the portion in which the pressure equalization hole 132c is formed, which is inserted into the open end of the valve body housing 111. A fixing bracket 133 is fixed to the protruding portion 132B by insert molding. In this configuration, the fixing bracket 133 is fixed concentrically with the central axis of the female threaded member 132.
固定金具133は、例えば、図2(a)に示されるように、金属製の円板形状の部材である。後述する固定金具133の外周部の凹部133bの円弧面または斜面部は、弁本体ハウジング111の円環形状の接合部111dに溶接等により固定される。これにより、雌ねじ部材132は、固定金具133を介して弁本体ハウジング111に固着されることとなる。その際、雌ねじ部材132は、弁本体ハウジング111の中心軸線と同心上に固着される。 The fixing bracket 133 is, for example, a metal disc-shaped member as shown in Figure 2(a). The arcuate or inclined surface of the recess 133b on the outer circumference of the fixing bracket 133 (described later) is fixed to the annular joint 111d of the valve body housing 111 by welding or the like. As a result, the female thread member 132 is fixed to the valve body housing 111 via the fixing bracket 133. In this case, the female thread member 132 is fixed concentrically with the central axis of the valve body housing 111.
以上説明した本発明の第1の実施形態の電動弁100には、従来の問題点を解消するために上述の簡単な形状の固定金具133を使用することにより、収容ケース151および雌ねじ部材132における同軸性を自動的に維持できる構造が設けられている。以下、図2(a)及び図2(b)を参照して、その構造について説明する。 The electric valve 100 of the first embodiment of the present invention, as described above, is equipped with a structure that automatically maintains coaxiality between the housing case 151 and the female threaded member 132 by using the simple-shaped fixing bracket 133 described above, in order to solve the problems of the conventional design. The structure will be described below with reference to Figures 2(a) and 2(b).
図2(a)は、図1に示すIIA-IIA線に沿った断面図であって、固定金具133の形状を示す図であり、図2(b)は、図2(a)のIIB部分を拡大して示す部分拡大図であり、図2(c)は、図2(a)に示す、固定金具133のガイド部133c(以下、凸部133aともいう)を説明する図である。 Figure 2(a) is a cross-sectional view along the line IIA-IIA shown in Figure 1, illustrating the shape of the fixing bracket 133. Figure 2(b) is a magnified view of the IIB portion of Figure 2(a). Figure 2(c) is a diagram illustrating the guide portion 133c (hereinafter also referred to as the protruding portion 133a) of the fixing bracket 133 shown in Figure 2(a).
図2(a)、及び、図2(b)に示すように、第1の実施例としての固定金具133は、例えば、金属製の概略円板形状の部材であって、円板形状の外周に沿って、4つの凸部133aが設けられている。各凸部133aは、収容ケース151の内周面に当接するように半径方向に突出している当接面を有している。4つの凸部133aの形状は、先端部がカップ形状の収容ケース151の内周面151bに当接するように、概ね円弧形状に形成されている。なお、当接面は、すべてが面接触だけに限られることなく、例えば、当接面における一部分が、線接触、または、点接触されるように構成されてもよい。 As shown in Figures 2(a) and 2(b), the fixing bracket 133 as the first embodiment is, for example, a metal member with a roughly disc shape, and four protrusions 133a are provided along the outer circumference of the disc shape. Each protrusion 133a has a contact surface that projects radially so as to abut against the inner circumferential surface of the housing case 151. The shape of the four protrusions 133a is generally formed in an arc shape so that the tip abuts against the inner circumferential surface 151b of the cup-shaped housing case 151. Note that the contact surfaces are not limited to surface contact only; for example, a portion of the contact surface may be configured to be in line contact or point contact.
4つの凸部133aは、固定金具133の円周方向に沿って均等な角度(90°)の間隔で形成されている。また、各凸部133aは、円周方向に沿った同一の幅Wを有して形成されている。連なる凸部133aと凸部133aとの間には、4つの凹部133bが、形成されている。凹部133bは、固定金具133の円周方向に延びる円弧面部と、円弧面部の両端に連なりガイド部133cの当接面に到達する斜面部とから形成されている。凹部133bの円弧部を形成する外周面の曲率半径は、凸部133aを形成する当接面の曲率半径よりも小に設定されている。 The four protrusions 133a are formed along the circumferential direction of the fixing bracket 133 at equal angle (90°) intervals. Each protrusion 133a also has the same width W along the circumferential direction. Four recesses 133b are formed between the consecutive protrusions 133a. Each recess 133b consists of an arcuate surface extending circumferentially from the fixing bracket 133 and inclined surfaces extending from both ends of the arcuate surface to the contact surface of the guide portion 133c. The radius of curvature of the outer surface forming the arcuate portion of the recess 133b is set to be smaller than the radius of curvature of the contact surface forming the protrusions 133a.
なお、ここでは、凹部133bは、複数の凸部133a相互間における外周上の凸部133a以外の部分に設けられるものとする。 In this context, the recess 133b is provided on the outer circumference of the multiple protrusions 133a, excluding the protrusions 133a themselves.
その際、凹部133bは、固定金具133の円周方向に延びる円弧面部と、円弧面部の両端に連なりガイド部133cの当接面に到達する斜面部とから形成されている。凹部133bにおいて、例えば、円弧面部がすべてすみ肉溶接され、斜面部が溶接されない場合、その溶接された円弧面部が溶接部133dを形成することとなる。また、例えば、円弧面部が複数の点溶接により所定の間隔で溶接され、斜面部が溶接されない場合、各点溶接された部分が溶接部133dを形成することなる。さらに、上述の2箇所の斜面部だけが点溶接またはすみ肉溶接され、円弧面部が溶接されない場合、点溶接またはすみ肉溶接された部分が溶接部133dを形成することとなる。溶接されてない円弧面部あるいは斜面部、換言すれば、溶接しなくてもよい円弧面部あるいは斜面部は、図2(b)に示されるように、溶接範囲となる場合がある。 In this case, the recess 133b is formed from an arcuate surface portion extending in the circumferential direction of the fixing bracket 133 and slanted surfaces connected to both ends of the arcuate surface portion and reaching the contact surface of the guide portion 133c. In the recess 133b, for example, if the entire arcuate surface portion is fillet-welded and the slanted surfaces are not welded, the welded arcuate surface portion will form the welded portion 133d. Also, for example, if the arcuate surface portion is welded at predetermined intervals by multiple spot welds and the slanted surfaces are not welded, each spot-welded portion will form the welded portion 133d. Furthermore, if only the two aforementioned slanted surfaces are spot-welded or fillet-welded and the arcuate surface portion is not welded, the spot-welded or fillet-welded portions will form the welded portion 133d. Unwelded arcuate surface portions or slanted surfaces, in other words, arcuate surface portions or slanted surfaces that do not need to be welded, may become welded areas, as shown in Figure 2(b).
斯かる例においては、4つの凸部133aの当接面全部が、収容ケース151の内周面151bに当接するものとしたが、必ずしも、このようになされる必要がなく、例えば、4つの凸部133a(ガイド部133c)の当接面全部が、収容ケース151の内周面151bに当接されなくてもよい。 In this example, all four contact surfaces of the four protrusions 133a are in contact with the inner circumferential surface 151b of the housing case 151. However, this is not necessarily required; for example, all four contact surfaces of the four protrusions 133a (guide portions 133c) do not need to be in contact with the inner circumferential surface 151b of the housing case 151.
図2(a)及び図2(c)を参照して、更に詳しくガイド部133c(凸部133a)を説明する。各ガイド部133cの当接面は、ロータ軸131の中心軸線CLを中心とした共通の仮想円CIの円周上にあるように形成されている。仮想円CIの半径は、例えば、ロータ軸131と同心上にある固定金具133の中心軸線CLから最も遠い部分までの長さに設定されている。これにより、組み立ての際、固定金具133は、収容ケース151の内周面151bに嵌めこまれる。ガイド部133cは、収容ケース151の内周面151bと、回転運動するマグネットロータ141との干渉を防止できる程度に、収容ケース151と、雌ねじ部材132との間の同軸性(同軸度、同心度)を維持できればよい。このため、上述のガイド部133cの当接面の仮想円CIの直径は、マグネットロータ141の外径よりも大であって収容ケース151の内周面151bの内径よりも小に設定されている(マグネットロータ141の外径<仮想円CIの直径<収容ケース151の内径)。また、図2(c)に示すように、収容ケース151の内周面151bに当接するガイド部133cの当接面には、固定金具133の中心軸線CLの周囲を等角度で4等分した線と、仮想円CIとが交わる交点が位置することが望ましい。なお、ここでは4等分としたが、これには限定されず、N等分(Nは3以上の整数)とすれば、上述の同軸性は維持できる。 The guide portion 133c (protrusion 133a) will be described in more detail with reference to Figures 2(a) and 2(c). The contact surface of each guide portion 133c is formed to lie on the circumference of a common virtual circle CI centered on the central axis CL of the rotor shaft 131. The radius of the virtual circle CI is set, for example, to the length from the central axis CL of the fixing bracket 133, which is concentric with the rotor shaft 131, to the part furthest from it. As a result, during assembly, the fixing bracket 133 is fitted into the inner circumferential surface 151b of the housing case 151. The guide portion 133c only needs to maintain coaxiality (concentricity, degree of coaxiality) between the housing case 151 and the female screw member 132 to the extent that interference between the inner circumferential surface 151b of the housing case 151 and the rotating magnet rotor 141 is prevented. Therefore, the diameter of the virtual circle CI on the contact surface of the guide portion 133c is set to be larger than the outer diameter of the magnet rotor 141 and smaller than the inner diameter of the inner circumferential surface 151b of the housing case 151 (outer diameter of magnet rotor 141 < diameter of virtual circle CI < inner diameter of housing case 151). Furthermore, as shown in Figure 2(c), it is desirable that the contact surface of the guide portion 133c that contacts the inner circumferential surface 151b of the housing case 151 has an intersection point where the lines dividing the circumference of the central axis CL of the fixing bracket 133 into four equal angles intersect with the virtual circle CI. While four equal divisions are used here, the coaxiality described above can be maintained by dividing it into N equal divisions (where N is an integer of 3 or more).
4つの凹部133bの円弧面または斜面部と、弁本体ハウジング111の接合部111dとが溶接固定される場合、上述のガイド部133c以外の部分にある後述する溶接部133dで溶接固定されればよい。上述したように、凹部133bは、固定金具133の円周方向に延びる円弧面部と、円弧面部の両端に連なりガイド部133cの当接面に到達する斜面部とから形成されている。例えば、図2(b)に示すように、凹部133bを形成する中心軸線CLに最も近い部分である、図2(a)において円弧面部だけではなく、斜面部を含む範囲において、その溶接された円弧面部または斜面部が溶接部133dである。これにより、溶接部133dに形成されるビードは、仮想円CIの外側にはなく、仮想円CIの内側となる領域に形成されるのでビードが収容ケース151の内周面151bに干渉する虞がない。 When the arcuate or inclined surfaces of the four recesses 133b are welded to the joint 111d of the valve body housing 111, the welding is sufficient if it is done at the welded portion 133d, which is located in a part other than the guide portion 133c described above. As described above, the recess 133b is formed from an arcuate surface extending in the circumferential direction of the fixing bracket 133 and inclined surfaces that are connected to both ends of the arcuate surface and reach the contact surface of the guide portion 133c. For example, as shown in Figure 2(b), the welded arcuate or inclined surface is the welded portion 133d in the area including not only the arcuate surface but also the inclined surface in Figure 2(a), which is the part closest to the central axis CL forming the recess 133b. As a result, the bead formed on the welded portion 133d is not outside the virtual circle CI, but is formed in the area inside the virtual circle CI, so there is no risk of the bead interfering with the inner circumferential surface 151b of the housing case 151.
なお、図2(a)において破線で示される弁本体ハウジング111の円環形状の接合部111dの内径より、溶接部133dを内側に設けることはできない。固定金具133と弁本体ハウジング111とが接触できず、溶接固定が不能となるからである。 Furthermore, in Figure 2(a), the welded portion 133d cannot be positioned inside the inner diameter of the annular joint portion 111d of the valve body housing 111, as indicated by the dashed line. This is because the fixing bracket 133 and the valve body housing 111 cannot come into contact, making welding and fixing impossible.
斯かる構成において、上述の電動弁100の組み立てを行うにあたり、先ず、互いに組み付けられたロータ軸131、および、ニードル121が固定されたニードルケース125等が雌ねじ部材132に取り付けられた後、次に、雌ねじ部材132の張出部132Bが弁本体ハウジング111の開口端部に挿入され、固定金具133が、弁座112等が予め取り付けられた弁本体ハウジング111の開口端部の周縁に載置される。続いて、固定金具133の凹部133bの例えば、円弧面部と弁本体ハウジング111の開口端部の周縁とが第1の溶接機(不図示)によるすみ肉溶接により固定される。これにより、溶接された円弧面部である溶接部133dと弁本体ハウジング111の接合部111dとに第1のビードが形成される。 In this configuration, when assembling the electric valve 100 described above, first, the rotor shaft 131 and the needle case 125 to which the needle 121 is fixed are attached to the female thread member 132. Next, the protruding portion 132B of the female thread member 132 is inserted into the open end of the valve body housing 111, and the fixing bracket 133 is placed on the periphery of the open end of the valve body housing 111, to which the valve seat 112 etc. are pre-attached. Subsequently, for example, the arcuate surface portion of the recess 133b of the fixing bracket 133 and the periphery of the open end of the valve body housing 111 are fixed by fillet welding using a first welding machine (not shown). As a result, a first bead is formed between the welded arcuate surface portion 133d and the joint portion 111d of the valve body housing 111.
なお、雌ねじ部材132の張出部132Bおよび弁本体ハウジング111の開口端部相互間の半径方向の隙間は、例えば、すきまばめ、または、しまりばめとなるように設定されてもよい。 Furthermore, the radial gap between the protruding portion 132B of the female threaded member 132 and the open end of the valve body housing 111 may be set to, for example, a clearance fit or an interference fit.
続いて、マグネットロータ141がロータ軸131に取り付けられた後、上述の弁本体ハウジング111が第1の溶接機から取り外され、その組み立てられた弁本体ハウジング111が第2の溶接機の支持台(不図示)に移送された後、ロータ支持部材152等が取り付けられた収容ケース151の内周面151bが、上述の固定金具133の溶接部133dが固定された弁本体ハウジング111の開口端部の周縁における固定金具133のガイド部133cの当接面に当接するように、収容ケース151の下端部が弁本体ハウジング111の開口端部の周縁に隙間なく載置される。これにより、収容ケース151の軸心とロータ軸131および雌ねじ部材132の軸心とが自動的に一致した状態となる。 Next, after the magnet rotor 141 is attached to the rotor shaft 131, the valve body housing 111 is removed from the first welding machine, and the assembled valve body housing 111 is transferred to the support stand (not shown) of the second welding machine. Then, the lower end of the housing case 151 is placed without gaps on the periphery of the opening end of the valve body housing 111, so that the inner circumferential surface 151b of the housing case 151, to which the rotor support member 152 etc. are attached, abuts against the contact surface of the guide portion 133c of the fixing bracket 133 at the periphery of the opening end of the valve body housing 111, to which the welded portion 133d of the fixing bracket 133 is fixed. This automatically aligns the axis of the housing case 151 with the axis of the rotor shaft 131 and the female thread member 132.
そして、第2の溶接機の支持台において、互いに外径が略同一とされる収容ケース151および弁本体ハウジング111が全体として把持されることにより、収容ケース151および弁本体ハウジング111の軸心が互いに一致した状態で、収容ケース151の下端面と弁本体ハウジング111の接合部111dとについて溶接作業が行われることとなる。これにより、収容ケース151の下端面と弁本体ハウジング111の接合部111dとに第2のビードが、上述の第1のビードに隣接して形成される。 Then, on the support base of the second welding machine, the housing case 151 and the valve body housing 111, which have substantially the same outer diameter, are gripped as a whole. With the axes of the housing case 151 and the valve body housing 111 aligned, welding is performed on the lower end surface of the housing case 151 and the joint portion 111d of the valve body housing 111. As a result, a second bead is formed on the joint portion 111d of the housing case 151 and the valve body housing 111, adjacent to the first bead described above.
このように、固定金具133の例えば円板形状の外周に複数のガイド部133c(凸部133a)と、複数の凹部133bとを設けることにより、収容ケース151の内周面151bにガイド部133cの当接面が当接し、収容ケース151の内周面151bに当接しない凹部133bに形成された溶接部133dで固定金具133と弁本体ハウジング111とを溶接固定することができ、溶接部133dで形成された溶接ビードが収容ケース151の内周面151bに干渉することがないため、弁本体ハウジング111と、収容ケース151が互いに隙間なく接触し、同軸性を維持して固定することができる。 In this way, by providing multiple guide portions 133c (protrusions 133a) and multiple recesses 133b on the outer circumference of the fixing bracket 133, for example, a disc shape, the contact surfaces of the guide portions 133c abut against the inner circumferential surface 151b of the housing case 151, and the fixing bracket 133 and the valve body housing 111 can be welded and fixed together by the welded portions 133d formed in the recesses 133b that do not abut the inner circumferential surface 151b of the housing case 151. Since the weld beads formed by the welded portions 133d do not interfere with the inner circumferential surface 151b of the housing case 151, the valve body housing 111 and the housing case 151 can be in contact with each other without gaps, maintaining coaxiality and being fixed together.
なお、上述の例において、全てのガイド部133cの当接面が収容ケース151の内面に当接する必要がなく、全てのガイド部133cの当接面が収容ケース151の内面に当接しない状態で収容ケース151の端部と弁本体ハウジング111の端部とを密着させ、固定金具133と収容ケース151との同軸度を維持してもよい。なぜならば、ガイド部133cの当接面は、収容ケース151と弁本体ハウジング111の軸心のずれ量が、マグネットロータ141の回転時、マグネットロータ141が収容ケース151の内周面151bに当たらない範囲から当たる範囲に入るのを機械的にストッパとして働いて、収容ケース151のずれを防ぐものだからである。 In the above example, it is not necessary for all the contact surfaces of the guide portions 133c to contact the inner surface of the housing case 151. The end of the housing case 151 and the end of the valve body housing 111 may be brought into close contact without all the contact surfaces of the guide portions 133c contacting the inner surface of the housing case 151, thereby maintaining coaxiality between the fixing bracket 133 and the housing case 151. This is because the contact surfaces of the guide portions 133c act as mechanical stoppers, preventing the amount of axial misalignment between the housing case 151 and the valve body housing 111 from moving from a range where the magnet rotor 141 does not contact the inner circumferential surface 151b of the housing case 151 to a range where it does, thus preventing the housing case 151 from shifting.
なお、固定金具133に形成された凸部133a(ガイド部133c)は、ここでは4箇所設けられるものとしたが、収容ケース151と同軸性を保てればよいので、上記の条件を満たして、2箇所以上の複数個所に設けられていればよい。以下、図3(a)乃至図3(c)を参照して、固定金具の第2実施例乃至第4実施例(変形例)を説明する。 In this example, four protrusions 133a (guide portions 133c) are provided on the fixing bracket 133. However, as long as coaxiality with the housing case 151 is maintained, it is sufficient to provide them in two or more locations while satisfying the above conditions. The second to fourth embodiments (modified versions) of the fixing bracket will be described below with reference to Figures 3(a) to 3(c).
図3(a)は、固定金具の形状の他の一例を示す図であり、図3(b)は、固定金具の形状のさらなる他の一例を示す図であり、図3(c)は、固定金具の形状のさらなる他の一例を示す図である。 Figure 3(a) shows another example of the shape of the fixing bracket, Figure 3(b) shows yet another example of the shape of the fixing bracket, and Figure 3(c) shows yet another example of the shape of the fixing bracket.
図3(a)に示すように、第2実施例としての固定金具133Aには、3箇所の凸部133Aa(以下、ガイド部133Acともいう)と、円周上の凸部133Aaと凸部133Aaとの間には、3箇所の凹部133Abが形成されている。3箇所の凸部133Aaは、それぞれ、均等な角度間隔、例えば、120°間隔で離隔して形成されている。円周方向に沿った各凸部133Aaの幅Wは、互いに同一に設定されている。また、凹部133Abは、それぞれ、均等な角度間隔、例えば、120°間隔で離隔して形成されている。円周方向に沿った凹部133Abを形成する円弧面部の長さは、互いに同一に設定されている。また、図3(a)に示すように、収容ケース151の内周面と当接するガイド部133Acの当接面は、固定金具133Aの中心軸線CLの周囲を等角度で3等分した線と、仮想円(図2(c)に示される仮想円に類似した上述の各当接面が存在する共通の円)とが交わる交点が位置している。これにより、上述の同軸性を維持するための条件を満たしている。 As shown in Figure 3(a), the fixing bracket 133A as the second embodiment has three protrusions 133Aa (hereinafter also referred to as guide portions 133Ac), and three recesses 133Ab are formed between the circumferential protrusions 133Aa. The three protrusions 133Aa are each formed at equal angular intervals, for example, 120° intervals. The width W of each protrusion 133Aa along the circumferential direction is set to be the same as one another. The recesses 133Ab are each formed at equal angular intervals, for example, 120° intervals. The length of the arcuate surface portion forming the recesses 133Ab along the circumferential direction is set to be the same as one another. Furthermore, as shown in Figure 3(a), the contact surface of the guide portion 133Ac, which abuts the inner circumferential surface of the housing case 151, is located at the intersection of a line that divides the circumference of the central axis CL of the fixing bracket 133A into three equal angles, and a virtual circle (a common circle where the aforementioned contact surfaces exist, similar to the virtual circle shown in Figure 2(c)). This satisfies the conditions for maintaining the aforementioned coaxiality.
その際、凹部133Abは、固定金具133の円周方向に延びる円弧面部と、円弧面部の両端に連なりガイド部133Aaの当接面に到達する斜面部とから形成されている。凹部133Abにおいて、例えば、円弧面部が全てすみ肉溶接され、斜面部が溶接されない場合、その溶接された円弧面部が溶接部133Adを形成することとなる。 In this case, the recess 133Ab is formed from an arcuate surface portion extending in the circumferential direction of the fixing bracket 133 and slanted surfaces connected to both ends of the arcuate surface portion and reaching the contact surface of the guide portion 133Aa. If, for example, the entire arcuate surface portion of the recess 133Ab is fillet-welded and the slanted surfaces are not welded, the welded arcuate surface portion will form the welded portion 133Ad.
また、図3(b)に示すように、第3実施例としての固定金具133Bには、幅Wの狭い凸部133Ba1(以下、ガイド部133Bcともいう)と、円周方向に沿った約120°の中心角を有する円弧面部からなる凸部133Ba2とが互い対向する位置に設けられている。2箇所の凸部133Ba1と凸部133Ba2との間には、円周方向に沿って形成される円弧面部を含んでなる凹部133Bbが2箇所に形成されている。2箇所の凸部133Ba1の当接面、および、凸部133Ba2の当接面の円周方向の長さ(表面積)は、互いに異なり均等ではない。また、図3(b)に示すように、収容ケース151の内周面151bと当接するガイド部133Bcの当接面は、固定金具133Bの中心軸線CLの周囲を等角度で3等分した線と、仮想円(図2(c)に示される仮想円に類似した上述の各当接面が存在する共通の円)とが交わる交点が位置している。これにより、上述の同軸性を維持するための条件を満たしている。 Furthermore, as shown in Figure 3(b), the fixing bracket 133B as the third embodiment has a narrow protrusion 133Ba1 (hereinafter also referred to as the guide portion 133Bc) with a width W and a protrusion 133Ba2 consisting of an arcuate surface portion having a central angle of approximately 120° along the circumferential direction, positioned opposite each other. Between the two protrusions 133Ba1 and 133Ba2, there are two recesses 133Bb, which include arcuate surfaces formed along the circumferential direction. The circumferential lengths (surface areas) of the contact surfaces of the two protrusions 133Ba1 and 133Ba2 are different and not equal. Furthermore, as shown in Figure 3(b), the contact surface of the guide portion 133Bc, which abuts the inner circumferential surface 151b of the housing case 151, is located at the intersection of a line that divides the circumference of the central axis CL of the fixing bracket 133B into three equal angles, and a virtual circle (a common circle where the aforementioned contact surfaces exist, similar to the virtual circle shown in Figure 2(c)). This satisfies the conditions for maintaining the aforementioned coaxiality.
その際、凹部133Bbは、固定金具133の円周方向に延びる円弧面部と、円弧面部の両端に連なりガイド部133Bcの当接面に到達する斜面部とから形成されている。凹部133Bbにおいて、例えば、円弧面部がすべてすみ肉溶接され、斜面部が溶接されない場合、その溶接された円弧面部が溶接部133Bdを形成することとなる。 In this case, the recess 133Bb is formed from an arcuate surface portion extending in the circumferential direction of the fixing bracket 133 and slanted surfaces extending from both ends of the arcuate surface portion to the contact surface of the guide portion 133Bc. If, for example, the entire arcuate surface portion of the recess 133Bb is fillet-welded and the slanted surfaces are not welded, the welded arcuate surface portion will form the welded portion 133Bd.
さらに、図3(c)に示すように、第4実施例としての固定金具133Cにおける対向して形成される2箇所の凸部133Ca(以下、ガイド部133Ccともいう)以外の残部には、2箇所の凹部133Cbが対向して形成されている。2箇所の凸部133Caの当接面は、互いに同一の中心角を有する円弧面により形成されている。2箇所の凹部133Cbを形成する外周面は、互いに同一の形状を有する曲面から形成されている。また、図3(c)に示すように、収容ケース151の内周面151bと当接するガイド部133Ccの当接面は、固定金具133Cの中心軸線CLの周囲を等角度で4等分した線と、仮想円とが交わる交点が位置している。これにより、同軸性を維持するための条件を満たしている。 Furthermore, as shown in Figure 3(c), in the fixing bracket 133C as the fourth embodiment, two recesses 133Cb are formed opposite each other on the remaining portion, excluding the two opposing protrusions 133Ca (hereinafter also referred to as guide portions 133Cc). The contact surfaces of the two protrusions 133Ca are formed by arcuate surfaces having the same central angle. The outer circumferential surfaces forming the two recesses 133Cb are formed from curved surfaces having the same shape. Also, as shown in Figure 3(c), the contact surface of the guide portion 133Cc that contacts the inner circumferential surface 151b of the housing case 151 is located at the intersection point of a virtual circle and a line that divides the circumference of the central axis CL of the fixing bracket 133C into four equal parts at equal angles. This satisfies the conditions for maintaining coaxiality.
その際、凹部133Cbは、固定金具133の円周方向に延びる曲面部と、曲面部の両端に連なりガイド部133Caの当接面に到達する斜面部とから形成されている。凹部133Cbにおいて、例えば、曲面部が全てすみ肉溶接され、斜面部が溶接されない場合、その溶接された曲面部が溶接部133Cdを形成することとなる。 In this case, the recess 133Cb is formed from a curved surface portion extending circumferentially from the fixing bracket 133 and slanted surfaces extending from both ends of the curved surface portion to the contact surface of the guide portion 133Ca. If, for example, the entire curved surface portion of the recess 133Cb is fillet-welded and the slanted surfaces are not welded, the welded curved surface portion will form the welded portion 133Cd.
このような固定金具133の第2実施例乃至第4実施例(変形例)となる固定金具133A、133B、133Cを使用することによっても、図2(a)に示した固定金具133を使用した場合と同様に、弁本体ハウジング111と、収容ケース151が互いに隙間なく接触し、同軸性が維持されることとなる。 By using the second to fourth embodiments (modified versions) of the fixing bracket 133, such as fixing brackets 133A, 133B, and 133C, the valve body housing 111 and the housing case 151 will be in contact without any gaps, just as when using the fixing bracket 133 shown in Figure 2(a), thus maintaining coaxiality.
以上のように、本発明の第1の実施形態の電動弁100によれば、固定金具133の外周に沿って、複数のガイド部133cと複数の溶接部133dとを設けることにより、溶接部で発生する可能性のある溶接ビードと収容ケース151の干渉を防止し、弁本体ハウジング111と、収容ケース151が互いに隙間なく接触し、同軸性を維持して固定することができ、製造管理の軽減を可能とすることができる。 As described above, according to the first embodiment of the present invention, the electric valve 100, by providing a plurality of guide portions 133c and a plurality of welded portions 133d along the outer circumference of the fixing bracket 133, interference between the weld bead that may occur at the welded portion and the housing case 151 can be prevented. The valve body housing 111 and the housing case 151 can be fixed in contact with each other without gaps, maintaining coaxiality, and reducing manufacturing control requirements.
このように構成された電動弁100の動作について説明する。 The operation of the electric valve 100 configured in this manner will now be explained.
電動弁100を駆動する場合には、まずステータに駆動パルス信号を与えることから開始する。これにより、パルス数に応じてマグネットロータ141が回転し、これに伴いロータ軸131が回転し、ロータ軸131の雄ねじ部131aと、雌ねじ部材132の雌ねじ部132bとのねじ結合により、ロータ軸131が回転しつつ中心軸線CLに沿って移動する。 When driving the electric valve 100, the process begins by supplying a drive pulse signal to the stator. This causes the magnet rotor 141 to rotate according to the number of pulses, and consequently, the rotor shaft 131 rotates. The screw connection between the male threaded portion 131a of the rotor shaft 131 and the female threaded portion 132b of the female threaded member 132 causes the rotor shaft 131 to rotate and move along the central axis CL.
電動弁100を弁閉状態にする場合には、ロータ軸131を下側に移動させる必要がある。ニードル121が弁座112に当接した後、さらにロータ軸131が下側に移動すると、ばね受け123を介して、弁ばね122が縮み、ニードル121が、弁ばね122の反力による荷重で弁座112に押圧され、電動弁100は、確実な弁閉状態に制御される。 To close the electric valve 100, the rotor shaft 131 must be moved downward. After the needle 121 contacts the valve seat 112, further downward movement of the rotor shaft 131 compresses the valve spring 122 via the spring retainer 123. The needle 121 is then pressed against the valve seat 112 by the reaction force of the valve spring 122, ensuring that the electric valve 100 is reliably closed.
このとき、ニードル121は、ばね受け123、弁ばね122を介して、弁座112に押圧されるため着座面の摩擦抵抗が、ロータ軸131と高滑性のばね受け123間の摩擦抵抗より大きくなり、回転するロータ軸131はばね受け123との間で滑り摺動するため、ニードルケース125及びニードル121への回転の伝達は抑制される。これにより、ニードル121と弁ポート112aとの磨耗が抑制される。また、ロータ軸131が押し込まれるため、ロータ軸131のフランジ部131bと共にワッシャ124が下降するので、ワッシャ124の上面がニードルケース125の開口端部125aの下端面と非接触となり、ニードルケース125の回転も停止する。 At this time, the needle 121 is pressed against the valve seat 112 via the spring retainer 123 and valve spring 122. Therefore, the frictional resistance of the seating surface becomes greater than the frictional resistance between the rotor shaft 131 and the highly slippery spring retainer 123. As a result, the rotating rotor shaft 131 slides against the spring retainer 123, suppressing the transmission of rotation to the needle case 125 and the needle 121. This suppresses wear between the needle 121 and the valve port 112a. Furthermore, because the rotor shaft 131 is pushed in, the washer 124 descends along with the flange portion 131b of the rotor shaft 131. The upper surface of the washer 124 becomes non-contact with the lower end surface of the opening end 125a of the needle case 125, and the rotation of the needle case 125 also stops.
続いて、電動弁100を弁閉状態から、弁開状態に戻す場合には、ロータ軸131を逆回転させて上側に移動させる必要がある。ロータ軸131の上昇に伴い弁ばね122はばね受け123を介して伸長する。このとき、ニードル121が弁座112に当接状態を保持している。更にロータ軸131が上側に移動すると、ロータ軸131のフランジ部131bがワッシャ124を介して、ニードルケース125の開口端部125aの内面に接触し、回転しながらニードルケース125を吊り上げる。ニードルケース125が吊り上げられると、これに固定されたニードル121も上側に移動し、ニードル121と弁座112の弁ポート112aが非接触となり、電動弁100は、弁開状態に制御される。 Next, to return the electric valve 100 from the closed state to the open state, it is necessary to rotate the rotor shaft 131 in the reverse direction and move it upward. As the rotor shaft 131 rises, the valve spring 122 extends via the spring retainer 123. At this time, the needle 121 maintains contact with the valve seat 112. As the rotor shaft 131 moves further upward, the flange portion 131b of the rotor shaft 131 contacts the inner surface of the opening end 125a of the needle case 125 via the washer 124, and the needle case 125 is lifted while rotating. When the needle case 125 is lifted, the needle 121 fixed to it also moves upward, and the needle 121 and the valve port 112a of the valve seat 112 become non-contact, and the electric valve 100 is controlled to the open state.
このとき、ニードルケース125及びニードル121は、高滑性のワッシャ124を介して、ロータ軸131に駆動されるため、ロータ軸131の回転がニードルケース125及びニードル121に伝達されることが抑制される。これにより、ニードル121と弁ポート112aとの磨耗が抑制される。 In this configuration, the needle case 125 and needle 121 are driven by the rotor shaft 131 via a highly slippery washer 124. Therefore, the transmission of the rotor shaft 131's rotation to the needle case 125 and needle 121 is suppressed. This reduces wear between the needle 121 and the valve port 112a.
次に、本発明に係る電動弁の第2の実施形態について説明する。 Next, a second embodiment of the electric valve according to the present invention will be described.
図4は、本発明に係る電動弁の第2の実施形態の構成を、配管用パイプととともに概略的に示す。図5は、図4に示すV部分を拡大して示す拡大断面図である。 Figure 4 schematically shows the configuration of a second embodiment of the electric valve according to the present invention, along with the piping. Figure 5 is an enlarged cross-sectional view showing a magnified view of the V portion shown in Figure 4.
図4及び図5に示すように、電動弁200の構成は、雌ねじ部材233にインサート成形された縁段付き固定金具233を備える点で固定金具133を有する電動弁100の構成と異なる。より詳細には、金属製の概略円板形状の縁段付き固定金具233の外周部は、収容ケース151の内周面151bに当接する当接面を有し、外方に向けて突出する凸部233a(以下、ガイド部233cともいう)と、収容ケース151の内周面151bと弁本体ハウジング111の上端面とにより囲まれる部分に、隙間を形成する凹部233bとから構成される段差部を有している。凹部233bを形成する弁本体ハウジング111の上端面の一部(接合部111d)および、弁本体ハウジング111の上端面に支持される縁段付き固定金具233の下端部の一部は、図5に示されるように、溶接部233dを形成することとなる。 As shown in Figures 4 and 5, the configuration of the electric valve 200 differs from that of the electric valve 100, which has a fixing bracket 133, in that it includes a stepped fixing bracket 233 that is insert-molded into the female thread member 233. More specifically, the outer circumference of the metal, roughly disc-shaped stepped fixing bracket 233 has a contact surface that abuts against the inner circumferential surface 151b of the housing case 151, and has a stepped portion consisting of a convex portion 233a (hereinafter also referred to as a guide portion 233c) that protrudes outward, and a recess 233b that forms a gap in the portion surrounded by the inner circumferential surface 151b of the housing case 151 and the upper end surface of the valve body housing 111. A part of the upper end surface of the valve body housing 111 that forms the recess 233b (joint portion 111d) and a part of the lower end of the stepped fixing bracket 233 supported by the upper end surface of the valve body housing 111 form a welded portion 233d, as shown in Figure 5.
なお、電動弁200におけるそれ以外の構成は、上述の電動弁100の構成と同一であるのでその同一の構成要素について、同一の参照符号を付し、その重複説明を省略する。 Furthermore, since the other components of the electric valve 200 are the same as those of the electric valve 100 described above, the same reference numerals are used for the same components, and their redundant explanations are omitted.
図4及び図5に示すように、上述の縁段付き固定金具233の段差部は、電動弁200の中心軸線CLに沿った厚さ方向に形成されている。中心軸線CLに近い部分である凹部233bは、固定金具233の下端面が弁本体ハウジング111の接合部111dとすみ肉溶接されるため、固定金具233の下側である弁本体ハウジング111側に形成される。また、凹部233bよりも中心軸線CLから遠い部分であるガイド部233cの当接面は、収容ケース151の内周面151bと当接するので固定金具233の上側である収容ケース151側に形成される。 As shown in Figures 4 and 5, the stepped portion of the aforementioned stepped fixing bracket 233 is formed in the thickness direction along the central axis CL of the electric valve 200. The recess 233b, which is close to the central axis CL, is formed on the valve body housing 111 side, below the fixing bracket 233, because the lower end surface of the fixing bracket 233 is fillet-welded to the joint 111d of the valve body housing 111. Furthermore, the contact surface of the guide portion 233c, which is further from the central axis CL than the recess 233b, contacts the inner circumferential surface 151b of the housing case 151, and is therefore formed on the housing case 151 side, above the fixing bracket 233.
なお、ここでは、必ずしも凸部233aの全当接面が収容ケース151の内周面151bに当接する必要はない。 Note that, in this case, it is not necessarily required that the entire contact surface of the protrusion 233a contacts the inner circumferential surface 151b of the housing case 151.
なお、ガイド部233cの条件としては、第1の実施形態と同様に、ガイド部233cの当接面が、収容ケース151の内周面151bに当接するように、縁段付き固定金具233が収容ケース151の内周面151bに嵌めこまれる。ガイド部233cは、収容ケース151の内周面と回転運動するマグネットロータ141との干渉を防止できる程度に、収容ケース151と、弁本体ハウジング111の同軸性(同軸度、同心度)を維持できればよい。このため、上述のガイド部233cの当接面の直径は、マグネットロータ141の外径よりも大であって収容ケース151の内周面151bの内径よりも小に設定されている(マグネットロータ141の外径<当接面の直径<収容ケース151の内径)。 Furthermore, as in the first embodiment, the condition for the guide portion 233c is that the stepped fixing bracket 233 is fitted onto the inner circumferential surface 151b of the housing case 151 so that the contact surface of the guide portion 233c contacts the inner circumferential surface 151b of the housing case 151. The guide portion 233c only needs to maintain coaxiality (coaxiality, concentricity) between the housing case 151 and the valve body housing 111 to the extent that interference between the inner circumferential surface of the housing case 151 and the rotating magnet rotor 141 is prevented. Therefore, the diameter of the contact surface of the guide portion 233c is set to be larger than the outer diameter of the magnet rotor 141 and smaller than the inner diameter of the inner circumferential surface 151b of the housing case 151 (outer diameter of magnet rotor 141 < diameter of contact surface < inner diameter of housing case 151).
また、ここでは、上述のガイド部233c以外の部分である凹部233bの一部を形成する下端部と、弁本体ハウジング111の接合部111dとが溶接固定される。これにより、溶接部233dが、縁段付き固定金具233における凹部233bを形成する下端部と弁本体ハウジング111の接合部111dとにより形成される。 Furthermore, the lower end portion that forms part of the recess 233b (excluding the guide portion 233c mentioned above) and the joint portion 111d of the valve body housing 111 are welded together. As a result, the welded portion 233d is formed by the lower end portion that forms the recess 233b in the stepped-edge fixing bracket 233 and the joint portion 111d of the valve body housing 111.
なお、凹部233bの全てを溶接部233dとする必要はなく、凹部233bの一部が溶接されるものとしてもよいし、複数の点溶接、複数の点状のすみ肉溶接で溶接固定されるものとしてもよい。 Furthermore, it is not necessary to make the entire recess 233b into a welded portion 233d; a portion of the recess 233b may be welded, or it may be fixed by welding using multiple spot welds or multiple spot fillet welds.
なお、溶接部233dは、弁本体ハウジング111の円環形状の接合部111dの内径より内側に設けることはできない。固定金具233と弁本体ハウジング111が接触できず、溶接固定が不能となるからである。更に溶接部233dは、弁本体ハウジング111との溶接で生じる溶接ビード233wが収容ケース151に干渉しない位置に形成される必要がある。 Furthermore, the welded portion 233d cannot be positioned inside the inner diameter of the annular joint portion 111d of the valve body housing 111. This is because the fixing bracket 233 and the valve body housing 111 cannot come into contact, making welding and fixing impossible. Additionally, the welded portion 233d must be formed in a position where the weld bead 233w generated by welding to the valve body housing 111 does not interfere with the housing case 151.
また、凸部233aは、全周に連続して設けられるものとしてもよく、あるいは、全周に連続ではなく、途中で凸部233aが複数に途切れていてももちろん構わない。そのような場合、ガイド部233cの当接面には、少なくとも、固定金具の中心軸線の周囲を等角度でN等分した線(N=3以上の整数)と、図2(c)に示される仮想円と類似した仮想円とが交わる交点が位置するものとされる。 Furthermore, the protrusions 233a may be provided continuously around the entire circumference, or they may not be continuous around the entire circumference, but may be interrupted in multiple sections. In such cases, the contact surface of the guide portion 233c shall have at least one intersection point where a line (N = an integer of 3 or more) that divides the circumference of the central axis of the fixing bracket into N equal parts at equal angles intersects with a virtual circle similar to the virtual circle shown in Figure 2(c).
但し、凸部233aが全周に設けられている場合には、凸部233aが円形となるため、製造するのが容易となるため、製造工数を低減することができる。 However, if the protrusion 233a is provided around the entire circumference, the protrusion 233a becomes circular, making manufacturing easier and thus reducing manufacturing time.
さらに、本実施形態を以下のような形態としてとられることもでき、このような形態も本発明の適用範囲である。縁段付き固定金具には、例えば収容ケース151側にガイド部となる円板が形成され、この円板より直径が小さい小円板が、弁本体ハウジング111側に大きな円板と同軸に一体となって形成され、小円板には溶接部が形成される。 Furthermore, this embodiment can also be taken in the following form, and this form is also within the scope of application of the present invention. In the stepped-edge fixing bracket, for example, a circular disc serving as a guide portion is formed on the housing case 151 side, and a smaller circular disc, smaller in diameter than this disc, is formed coaxially and integrally with the larger circular disc on the valve body housing 111 side, with a welded portion formed on the smaller disc.
以上のように、本発明の第2の実施形態の電動弁200によっても、第1の実施形態と同様の作用効果を奏するのと共に、製造工数を低減できるという効果も有する。 As described above, the electric valve 200 of the second embodiment of the present invention also provides the same effects as the first embodiment, while also having the effect of reducing manufacturing man-hours.
なお、本発明では、溶接される弁本体ハウジング111および固定金具133は、金属材料であるものとして説明してきたが、これには限定されず、例えば溶接が可能な熱可塑性樹脂等を使用するものとしてもよい。また、固定金具133および233は、円板形状であるものとして説明してきたが、これには限定されず図7に示すように、固定金具333として6角形などの多角形のような他の形状を有する板材を使用することもできる。 In this invention, the valve body housing 111 and the fixing bracket 133, which are welded, have been described as being made of metal. However, the invention is not limited to this, and for example, a weldable thermoplastic resin may be used. Furthermore, while the fixing brackets 133 and 233 have been described as being disc-shaped, the invention is not limited to this, and as shown in Figure 7, a plate material with other shapes, such as a hexagon or other polygon, can be used as the fixing bracket 333.
以上説明したように、本発明によれば、上述の従来の問題点を解消するために、部品の簡単な構造で弁本体ハウジングと収容ケースを固定する際の同軸性を維持することができ、製造管理の軽減を可能とする電動弁、及び、これを含む冷凍サイクルシステムを提供できる。 As described above, the present invention provides an electric valve and a refrigeration cycle system including the same, which can solve the aforementioned conventional problems by maintaining coaxiality when fixing the valve body housing and the housing case with a simple component structure, thereby reducing manufacturing control.
CL 中心軸線
11 第1の継手
12 第2の継手
100、200 電動弁
110 弁本体部
111 弁本体ハウジング
111A 弁室
111b 第1のポート
111c 第2のポート
111d 接合部
112 弁座
112a 弁ポート
120 ニードル部
121 ニードル
122 弁ばね
123 ばね受け
123a ばね係合部
124 ワッシャ
125 ニードルケース
125a 開口端部
130、230 ロータ軸回転部
131 ロータ軸
131a 雄ねじ部
131b フランジ部
132、232 雌ねじ部材
132A、232A ガイド室
132b、232b 雌ねじ部
132c、232c 均圧孔
133、133A、133B、133C、233 固定金具
133a、133Aa、133Ba1、133Ba1、133Ca、233a 凸部
133b、133Ab、133Bb、133Cb、233b 凹部
133c、133Ac、133Bc、133Cc、233c ガイド部
133d、133Ad、133Bd、133Cd、233d 溶接部
140 ロータ軸駆動部
141 マグネットロータ
141A ロータ室
141b 係合突起部
142 ロータ固定部材
143 回転ストッパばね
144 可動ストッパ部材
150 外装部
151 収容ケース
151a ディンプル
152 ロータ支持部材
152a 傘状部分
152b 円筒部分
152c 係合凹部
153 筒状部材
300 冷凍サイクルシステム
310 室外ユニット
311 膨張弁
312 室外熱交換器
313 流路切換弁
314 圧縮機
315 室内熱交換器
320 室内ユニット
CL Central axis 11 First joint 12 Second joint 100, 200 Motorized valve 110 Valve body 111 Valve body housing 111A Valve chamber 111b First port 111c Second port 111d Joint 112 Valve seat 112a Valve port 120 Needle section 121 Needle 122 Valve spring 123 Spring retainer 123a Spring engagement section 124 Washer 125 Needle case 125a Open end 130, 230 Rotor shaft rotating section 131 Rotor shaft 131a Male threaded section 131b Flange section 132, 232 Female threaded members 132A, 232A Guide chamber 132b, 232b Female threaded section 132c, 232c Pressure equalization holes 133, 133A, 133B, 133C, 233 Fixing brackets 133a, 133Aa, 133Ba1, 133Ba1, 133Ca, 233a Protrusions 133b, 133Ab, 133Bb, 133Cb, 233b Recesses 133c, 133Ac, 133Bc, 133Cc, 233c Guide parts 133d, 133Ad, 133Bd, 133Cd, 233d Welded parts 140 Rotor shaft drive part 141 Magnet rotor 141A Rotor chamber 141b Engaging projection 142 Rotor fixing member 143 Rotation stopper spring 144 Movable stopper member 150 Exterior part 151 Housing case 151a Dimple 152 Rotor support member 152a Umbrella-shaped portion 152b Cylindrical portion 152c Engaging recess 153 Cylindrical member 300 Refrigeration cycle system 310 Outdoor unit 311 Expansion valve 312 Outdoor heat exchanger 313 Flow path switching valve 314 Compressor 315 Indoor heat exchanger 320 Indoor unit
Claims (3)
前記弁体ユニットに、前記弁体の端部と前記弁ポートの周縁との間を通過する流体の流量を調整するように、前記弁ポートに対して前記弁体が近接または離隔可能に制御する動作を行わせる駆動機構を作動させるロータ軸およびマグネットロータを含んでなる電磁アクチュエータと、
前記ロータ軸を回転可能に支持する雌ねじ部材と、
前記雌ねじ部材が固定される弁本体ハウジングと、
前記ロータ軸の中心軸線に対し直交する方向に前記雌ねじ部材の外周部から突出する外周縁部を有し、前記雌ねじ部材に固着され前記弁本体ハウジングの開口上面の周縁に溶接されることにより前記雌ねじ部材を固定する固定金具と、
前記電磁アクチュエータのロータ軸およびマグネットロータと、収容する収容ケースと、を備え、
前記固定金具は、前記収容ケースの中心軸線と同心上となるように外周縁部に形成され、前記収容ケースの内周面に向けて突出している当接面をそれぞれ有する前記固定金具の円周方向に沿って離間して形成されている複数のガイド部と、該複数のガイド部相互間における該ガイド部の前記当接面よりも該固定金具の中心軸方向に凹んでいる複数の凹部と、前記凹部に形成される溶接部であって、該弁本体ハウジングの前記開口上面に溶接固定される溶接部と、を有し、
前記凹部は、前記固定金具の円周方向に延びる円弧面部と、前記円弧面部の両端に連なり前記ガイド部の当接面に到達する斜面部とからなり、
前記凹部の円弧面部を形成する外周面の曲率半径は、前記ガイド部の当接面の曲率半径よりも小に設定されていることを特徴とする電動弁。 A valve body unit comprising a valve body that controls the opening and closing of a valve port,
The valve body unit includes an electromagnetic actuator comprising a rotor shaft and a magnetic rotor that operates a drive mechanism causing the valve body to move closer to or further away from the valve port in order to adjust the flow rate of fluid passing between the end of the valve body and the periphery of the valve port.
A female threaded member that rotatably supports the rotor shaft,
The valve body housing to which the female threaded member is fixed,
A fixing bracket having an outer peripheral edge that protrudes from the outer circumference of the female thread member in a direction perpendicular to the central axis of the rotor shaft, and which is fixed to the female thread member and welded to the peripheral edge of the opening upper surface of the valve body housing to fix the female thread member,
The electromagnetic actuator comprises a rotor shaft and a magnet rotor, and a housing case for housing them.
The fixing bracket comprises a plurality of guide portions formed on the outer peripheral edge concentric with the central axis of the housing case and spaced apart along the circumferential direction of the fixing bracket, each having a contact surface that protrudes toward the inner circumferential surface of the housing case; a plurality of recesses between the plurality of guide portions that are recessed in the direction of the central axis of the fixing bracket more than the contact surface of the guide portions; and welded portions formed in the recesses that are welded and fixed to the upper surface of the opening of the valve body housing.
The recess consists of an arcuate surface portion extending in the circumferential direction of the fixing bracket and inclined surfaces connected to both ends of the arcuate surface portion and reaching the contact surface of the guide portion.
An electric valve characterized in that the radius of curvature of the outer surface forming the arcuate surface of the recess is set to be smaller than the radius of curvature of the contact surface of the guide portion .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2025022479A JP7846271B2 (en) | 2019-03-05 | 2025-02-14 | Electric valve and refrigeration cycle system including the same |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019039900A JP7098557B2 (en) | 2019-03-05 | 2019-03-05 | Solenoid valve and refrigeration cycle system including it |
| JP2022104537A JP7297128B2 (en) | 2019-03-05 | 2022-06-29 | Electric valve and refrigeration cycle system including the same |
| JP2023096971A JP7490117B2 (en) | 2019-03-05 | 2023-06-13 | Motor-operated valve and refrigeration cycle system including same |
| JP2024078615A JP7637298B2 (en) | 2019-03-05 | 2024-05-14 | Motor-operated valve and refrigeration cycle system including same |
| JP2025022479A JP7846271B2 (en) | 2019-03-05 | 2025-02-14 | Electric valve and refrigeration cycle system including the same |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2024078615A Division JP7637298B2 (en) | 2019-03-05 | 2024-05-14 | Motor-operated valve and refrigeration cycle system including same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2025068005A JP2025068005A (en) | 2025-04-24 |
| JP7846271B2 true JP7846271B2 (en) | 2026-04-14 |
Family
ID=72354210
Family Applications (6)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019039900A Active JP7098557B2 (en) | 2019-03-05 | 2019-03-05 | Solenoid valve and refrigeration cycle system including it |
| JP2022104537A Active JP7297128B2 (en) | 2019-03-05 | 2022-06-29 | Electric valve and refrigeration cycle system including the same |
| JP2023096971A Active JP7490117B2 (en) | 2019-03-05 | 2023-06-13 | Motor-operated valve and refrigeration cycle system including same |
| JP2023096974A Active JP7486644B2 (en) | 2019-03-05 | 2023-06-13 | Motor-operated valve and refrigeration cycle system including same |
| JP2024078615A Active JP7637298B2 (en) | 2019-03-05 | 2024-05-14 | Motor-operated valve and refrigeration cycle system including same |
| JP2025022479A Active JP7846271B2 (en) | 2019-03-05 | 2025-02-14 | Electric valve and refrigeration cycle system including the same |
Family Applications Before (5)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019039900A Active JP7098557B2 (en) | 2019-03-05 | 2019-03-05 | Solenoid valve and refrigeration cycle system including it |
| JP2022104537A Active JP7297128B2 (en) | 2019-03-05 | 2022-06-29 | Electric valve and refrigeration cycle system including the same |
| JP2023096971A Active JP7490117B2 (en) | 2019-03-05 | 2023-06-13 | Motor-operated valve and refrigeration cycle system including same |
| JP2023096974A Active JP7486644B2 (en) | 2019-03-05 | 2023-06-13 | Motor-operated valve and refrigeration cycle system including same |
| JP2024078615A Active JP7637298B2 (en) | 2019-03-05 | 2024-05-14 | Motor-operated valve and refrigeration cycle system including same |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (6) | JP7098557B2 (en) |
| CN (5) | CN111664256B (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7106154B2 (en) * | 2020-05-27 | 2022-07-26 | 株式会社不二工機 | electric valve |
| CN215983362U (en) * | 2021-08-31 | 2022-03-08 | 浙江盾安人工环境股份有限公司 | Electronic expansion valve and air conditioning unit thereof |
| US20260018862A1 (en) | 2022-07-29 | 2026-01-15 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Photonic-crystal surface emitting laser and method of manufacturing the same |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008032093A (en) | 2006-07-27 | 2008-02-14 | Saginomiya Seisakusho Inc | Electric control valve assembly method |
| CN201297424Y (en) | 2008-08-13 | 2009-08-26 | 浙江盾安禾田金属有限公司 | Electronic expansion valve |
| JP2018021671A (en) | 2017-09-13 | 2018-02-08 | 株式会社鷺宮製作所 | Electric valve |
| JP2018150968A (en) | 2017-03-10 | 2018-09-27 | 株式会社鷺宮製作所 | Electric valve and refrigeration cycle system |
Family Cites Families (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5913407Y2 (en) * | 1978-08-28 | 1984-04-20 | 正雄 熊谷 | non-return valve |
| JP3410220B2 (en) * | 1994-07-22 | 2003-05-26 | 株式会社不二工機 | Electric flow control valve |
| JP3905602B2 (en) * | 1997-07-03 | 2007-04-18 | 株式会社不二工機 | Motorized valve |
| JP2000232015A (en) * | 1999-02-12 | 2000-08-22 | Toshiba Transport Eng Inc | Superconducting maglev railway ground coil |
| JP2003326369A (en) * | 2002-05-15 | 2003-11-18 | Sugiura Seisakusho Co Ltd | Welded nut |
| JP4721771B2 (en) * | 2004-09-17 | 2011-07-13 | 株式会社不二工機 | Motorized valve |
| JP4813885B2 (en) * | 2005-12-09 | 2011-11-09 | 株式会社鷺宮製作所 | Valve device |
| CN101956854B (en) * | 2009-07-15 | 2012-10-24 | 浙江三花股份有限公司 | Electric control valve and valve body device thereof |
| CN102128295B (en) * | 2010-01-13 | 2014-02-19 | 浙江三花股份有限公司 | Electrically operated valve |
| JP5756606B2 (en) * | 2010-06-25 | 2015-07-29 | 株式会社不二工機 | Female thread member, motor-operated valve using the same, and method for manufacturing female thread member for motor-operated valve |
| CN102454818A (en) * | 2010-10-15 | 2012-05-16 | 浙江三花股份有限公司 | Electric valve |
| CN102644785B (en) * | 2011-02-17 | 2014-04-30 | 浙江三花股份有限公司 | Electronic expansion valve |
| JP5943549B2 (en) * | 2011-02-24 | 2016-07-05 | 株式会社不二工機 | Motorized valve |
| CN102878730B (en) * | 2012-06-29 | 2014-07-30 | 浙江盾安人工环境股份有限公司 | Electronic expansion valve |
| JP5916142B2 (en) * | 2013-11-07 | 2016-05-11 | 株式会社鷺宮製作所 | Motorized valve |
| CN203743460U (en) * | 2014-01-17 | 2014-07-30 | 株式会社鹭宫制作所 | Valve device |
| CN203725998U (en) * | 2014-03-21 | 2014-07-23 | 浙江三花股份有限公司 | Welding assembly and valve body |
| JP6095124B2 (en) * | 2014-06-24 | 2017-03-15 | 株式会社鷺宮製作所 | Stopper structure and electric valve having the same |
| JP6214488B2 (en) * | 2014-07-18 | 2017-10-18 | 株式会社鷺宮製作所 | Motorized valve |
| JP6214487B2 (en) * | 2014-07-18 | 2017-10-18 | 株式会社鷺宮製作所 | Motorized valve |
| JP6472637B2 (en) * | 2014-10-30 | 2019-02-20 | 株式会社鷺宮製作所 | Motorized valve |
| JP6228621B2 (en) * | 2015-04-30 | 2017-11-08 | 株式会社鷺宮製作所 | Motorized valve |
| CN205561343U (en) * | 2016-01-29 | 2016-09-07 | 浙江盾安热工科技有限公司 | Heat exchanger |
| JP6240243B2 (en) * | 2016-03-07 | 2017-11-29 | 株式会社鷺宮製作所 | Motorized valve and motorized valve manufacturing method |
| JP2018115743A (en) * | 2017-01-20 | 2018-07-26 | 株式会社鷺宮製作所 | Electric valve and refrigeration cycle system |
| JP6832172B2 (en) * | 2017-01-25 | 2021-02-24 | 株式会社鷺宮製作所 | Electric valve and refrigeration cycle system |
| JP6753789B2 (en) * | 2017-01-25 | 2020-09-09 | 株式会社鷺宮製作所 | Solenoid valve and refrigeration cycle system |
| JP6928945B2 (en) * | 2017-05-12 | 2021-09-01 | 株式会社不二工機 | Flow path switching valve and its assembly method |
| JP6657363B2 (en) * | 2018-01-25 | 2020-03-04 | 株式会社不二工機 | Flow control valve |
-
2019
- 2019-03-05 JP JP2019039900A patent/JP7098557B2/en active Active
-
2020
- 2020-02-11 CN CN202010087261.7A patent/CN111664256B/en active Active
- 2020-02-11 CN CN202210471524.3A patent/CN114688268B/en active Active
- 2020-02-11 CN CN202210443497.9A patent/CN114688265B/en active Active
- 2020-02-11 CN CN202210471032.4A patent/CN114688267B/en active Active
- 2020-02-11 CN CN202210459760.3A patent/CN114688266B/en active Active
-
2022
- 2022-06-29 JP JP2022104537A patent/JP7297128B2/en active Active
-
2023
- 2023-06-13 JP JP2023096971A patent/JP7490117B2/en active Active
- 2023-06-13 JP JP2023096974A patent/JP7486644B2/en active Active
-
2024
- 2024-05-14 JP JP2024078615A patent/JP7637298B2/en active Active
-
2025
- 2025-02-14 JP JP2025022479A patent/JP7846271B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008032093A (en) | 2006-07-27 | 2008-02-14 | Saginomiya Seisakusho Inc | Electric control valve assembly method |
| CN201297424Y (en) | 2008-08-13 | 2009-08-26 | 浙江盾安禾田金属有限公司 | Electronic expansion valve |
| JP2018150968A (en) | 2017-03-10 | 2018-09-27 | 株式会社鷺宮製作所 | Electric valve and refrigeration cycle system |
| JP2018021671A (en) | 2017-09-13 | 2018-02-08 | 株式会社鷺宮製作所 | Electric valve |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP7297128B2 (en) | 2023-06-23 |
| CN114688268B (en) | 2024-06-28 |
| JP2022121596A (en) | 2022-08-19 |
| CN111664256B (en) | 2022-05-03 |
| JP2023115062A (en) | 2023-08-18 |
| JP2023115063A (en) | 2023-08-18 |
| CN114688268A (en) | 2022-07-01 |
| CN114688267A (en) | 2022-07-01 |
| JP7098557B2 (en) | 2022-07-11 |
| JP2025068005A (en) | 2025-04-24 |
| CN114688266B (en) | 2024-06-28 |
| JP7637298B2 (en) | 2025-02-27 |
| CN114688267B (en) | 2024-06-28 |
| CN114688265B (en) | 2024-06-21 |
| JP7486644B2 (en) | 2024-05-17 |
| CN114688265A (en) | 2022-07-01 |
| CN111664256A (en) | 2020-09-15 |
| JP2024097982A (en) | 2024-07-19 |
| JP7490117B2 (en) | 2024-05-24 |
| JP2020143718A (en) | 2020-09-10 |
| CN114688266A (en) | 2022-07-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7846271B2 (en) | Electric valve and refrigeration cycle system including the same | |
| JP6214488B2 (en) | Motorized valve | |
| US9726406B2 (en) | Expansion valve | |
| JP5510686B2 (en) | Electric valve and its stopper | |
| CN110345270B (en) | Valve device and refrigerator | |
| JP5627612B2 (en) | Expansion valve | |
| JP2022545152A (en) | Electronic expansion valve and its mounting method | |
| JP2013164125A (en) | Expansion valve | |
| JP2018115743A (en) | Electric valve and refrigeration cycle system | |
| JP7389867B2 (en) | Electric valve and refrigeration cycle system | |
| JP2019132285A (en) | Motor-operated valve | |
| JP7422189B2 (en) | electric valve | |
| JP2018021671A (en) | Electric valve | |
| CN109723883A (en) | Motor-driven valve | |
| JP7638535B2 (en) | Motor-operated valve | |
| JP2017223372A (en) | Motor-driven valve | |
| JP2021124180A (en) | Electric valve and refrigeration cycle system | |
| JP7349420B2 (en) | Electric valve and refrigeration cycle system | |
| JP2025106173A (en) | Solenoid valve | |
| JP2025043404A (en) | Motor-operated valve | |
| WO2025067546A1 (en) | Electronic expansion valve and manufacturing method therefor | |
| JP2025063431A (en) | Motor-operated valve |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20250214 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20260317 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20260402 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7846271 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |