JPH083789Y2

JPH083789Y2 - 電動弁の構造

Info

Publication number: JPH083789Y2
Application number: JP1987153758U
Authority: JP
Inventors: 和政豊田
Original assignee: Pacific Industrial Co Ltd
Current assignee: Pacific Industrial Co Ltd
Priority date: 1987-10-07
Filing date: 1987-10-07
Publication date: 1996-01-31
Anticipated expiration: 2002-10-07
Also published as: JPS6457471U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は、ルームエアコンや冷凍機などの冷凍サイク
ル中に用いられる電子制御膨張弁、又は一般の産業分野
でマイコンと組合わせて使用される比例制御弁として利
用される電動弁に関するものである。

［従来の技術］電気的駆動機構と弁を組合わせてマイコンにより制御
するバルブは、その一例として、第４図に示すような構
成のものが実用化されている。その構成を以下に説明す
る。

従来のバルブは、駆動側１と弁体側２とからなり、こ
の両者はロックナット３により気密的に組み付けられて
いる。

駆動側１は、電気的駆動機構４とギヤ５と出力シャフト
６と外周にねじを設けたドライバ７とからなり、このド
ライバ７はシャフトの回転により回動すると共に上下動
可能になっており、ドライバ７の先端は後述する弁８の
上端に対してピポット軸受状に接続されている。

弁体側２は、弁８と本体９とベローズ10とからなり、本
体９の上端部と弁８の中間部分にはベローズ10をハンダ
付けすることにより前記電気的駆動機構４側へ冷媒が流
出しないようになっている。次に動作について説明す
る。電気的駆動機構４の回転は、ギヤ５により減速され
出力シャフト６に回転可能に嵌合接続されたドライバ７
に伝達され、ドライバ７が上下に移動する。そして、ド
ライバ７の先端により押し付けられた弁８は前記ベロー
ズ10の弾性作用により上下動し、弁８と弁座11の隙間を
変化させ流量制御する。

また、図示しないが実開昭62-43276号公報には、弁体
に均圧路を設け駆動力を低減した電動膨張弁が示されて
いる。

そして、この電動膨張弁においては、シャフトと共に
ロータが回転すると、シャフト中心部の係合溝に嵌め込
まれた推進軸（スプリングを介して弁体を内蔵されてい
る。）が回転しながら下降し、弁体が推進軸と共に回転
しながら弁口に接離するようになっている。

［考案が解決しょうとする問題点］以上の様に構成された前者の従来品に於いては、弁８
を上方へ持ち上げる如く弁８に流体の圧力が直接作用し
ているので、図面に示されるような減速ギヤ５を用いて
トルクアップを図る必要があった。しかし減速ギヤ５を
用いると、バルブの大型化及び高価なものとなる問題点
があった。

また、図示しない後者の電動膨張弁においては、弁体
が回転しながら弁口を閉塞するものであるから、閉弁時
に弁体が弁口に食い込むという問題点があった。

本考案は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、弁軸13と弁体23との間に、弁体の穴に固定
された外周リング23aと内周リング23bを備えた軸受24を
介して弁軸24の回転が弁体23に伝わらないように弁軸と
弁体とを間接的に接続し、弁座への弁体の食い込み防止
を図ることにより、小型で廉価な消費電力の少ない電動
弁の構造を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］この考案の電動弁は、上方より嵌着部13aとおねじ13b
とシャフト部13cと下端のおねじ13dに形成した弁軸13を
電気的駆動機構により回転させ、この回転をめねじを切
った推進軸受14により直進回転運動に変換する電動弁で
あって、上部を電気的駆動機構15に接続した本体I16
と、出入口パイプ17、18を有する本体II19とをシールガ
イド20を介して適宜な手段で結合し、前記本体I16の中
心部に室I21を形成すると共に出入口パイプ17につなが
る本体II19の下方に室II28を形成し、前記室I21内には
圧力P1の出入口パイプ17につながる室II28に位置する弁
体23の外周部を小径部にして上下に摺動可能で径を前記
本体IIの弁座の内径d1と同一寸法のφd2とする均圧部23
aを設けた弁体23を装着し、該弁体23のの中心部には穴2
3を設けると共に該穴23の中程に軸受24を装着し、該軸
受24を外周部におねじを設けた筒状の固定ねじ25により
前記軸受24を弁体23に固着すると共に内周リング24bの
内面には前記弁軸13下端のシャフト13cを内挿し、前記
弁軸13のおねじ13bと軸受24の上面との間に付勢手段27
を配置すると共にシャフト下端のおねじ13dに調節ねじ2
6をねじ込み該調節ねじ26の上端部が前記軸受24の内周
リング24bに当接するごとく固着し、弁体の穴23bと室I2
1とを連通させ、閉弁時には付勢手段27および軸受24を
介して弁体23を回動させることなく真っすぐに押し下
げ、開弁時には調節ねじ26にて弁体23に固着された軸受
24を持ち上げるようにして閉弁時に弁軸のおねじ13bと
推進軸受14のめねじが食い込むのを防止するようにした
ものである。

［作用］本考案の電動弁は、弁体24の内面に、外周部におねじ
を設けた筒状の固定ねじ25を用いて内周リング24aと外
周リング24bを備えた軸受24（ベアリング）を固定し、
この弁体23には常時弁軸13の回転を伴う上下動と関係な
く、付勢手段27によって弁体23が弁座22に当接するよう
に押し下げられているため、前記の軸受24と付勢手段27
によって、弁体23は回転子に固着された弁軸13の回転力
を受けることなく真っすぐに押しさげられ、弁体23が弁
座22に当接した時に、弁軸のおねじ13bと推進軸受14の
めねじが食い込むのを防止できる。

また、上述した電動弁においては、室II28に位置する
弁体23の外周部に小径部を設けると共に弁体23の外径寸
法φd2を前記本体IIの弁座の内径d1と同一寸法のとする
均圧部23aを設けることにより、流体の圧力P₁,P₂による
弁体23へ作用する上下方向の力が相殺し合う。これを理
論的に説明すると、室II28の弁体23の小径部に作用する
圧力は、側方の出入口パイプ17の圧力P₁と等しくなり、
ここで、出入口パイプ17の圧力をP₁（＝室１の圧力）出入口パイプ18の圧力をP₂（＝室２の圧力）弁座22径d1 弁体23の均圧部23a径d2 とすると、室II内において弁体に作用する上向きの力室II内において弁体に作用する下向きの力が作用し、また、下方の出入口パイプ18から弁体23に作
用する力P₂は、弁体の穴23bおよび軸受24を通り室I21へ
連通しているから、室I21の圧力がP₂となり、弁体の下部において弁体に作用する上向きの力室Ｉ内において弁体に作用する下向きの力とする。弁体23に作用する力Ｆをまとめると（上向きに
作用する力をプラス、下向きに作用する力をマイナスと
する。）となる。上式において、弁座22径d1と弁体23の均圧部23
a径（d2）が同径により d1＝d2となる。

よってＦ＝０となる。

従って、モータ出力は、シールガイド20内のシール材20
aと弁体23の摺動抵抗よりやや大きな力でよいこととな
る。

［実施例］以下、本考案の電動弁の具体的な実施例を第１図を参
照しつつ詳細に説明する。

電気駆動機構15は、コイル37への通電によりケース29
内のロータ30を回転させるようになっている。尚、ロー
タの左右方向への回転数を制御させるための調節ナット
31は、ロータ30に植設されたピン32と蓋33から下方に垂
下して設けた調節ボルト34により上下方向へ動くように
なっている。前記ロータ30に固着された弁軸13は、上方
より電気的駆動機構15のロータ30に接続する嵌着部13a
とおねじ13bとシャフト部13cと下端のおねじ13dとによ
り形成されている。

本体I16は、上方中心部にめねじを形成してこの部分を
推進軸受14とすると共に、下部を開口して弁体23の上部
が挿入される室I21を形成している。本体II19は、側部
と下部にそれぞれ出入口パイプ17、18を設けると共に出
入口パイプ17につながる部分に室II28が形成され、ま
た、弁座22の径φd1を後述する弁体の均圧部の外径と同
じ寸法に形成されている。

そして、前記本体I16と本体II19はシール材20aを備えた
シールガイド20を介してかしめにより結合されている。

弁体23は、外側部中央を小径部にして上下に摺動可能で
あり、該弁体の外径部を前記弁座の内径d1と同じ寸法に
なるように径をφd2とし、且つ室II28に位置する弁体23
の外周部を小径部にして均圧部23aを形成すると共に中
心部には穴23bが形成され、また弁座22に当接する部分
の下方には出入口パイプ17、18を連通させるための開口
23cが形成されている。

そして、この弁体23は前記シールガイド20内の四フッ化
エチレン樹脂製のシール材20aにより、前記室I21内に上
下に摺動可能に装着されている。

また、前記該弁体23の中心部には穴23が設けられ、該
穴23の中程には外周リング24aと内周リング24bを備えた
軸受24が装着されている。

そして、弁体23内面のめねじに、外周におねじを設けた
筒状の固定ねじ25がねじ込まれて前記軸受24のは弁体23
に固定される。

また、前記内周リング24bには弁軸のシャフト部13cが挿
入されており、該シャフト部下方のおねじ13dには調節
ねじ26がねじ止めされ、この調節ねじ26の上面にて軸受
24を支持できるようになっている。また、前記弁軸13の
おねじ13b下端部と軸受24の上面との間には付勢手段27
が取り付けられている。

次に作動について説明する。

弁軸13が推進軸受14のめねじと螺合して下方向に移動
する時には、その動力は弁軸13から付勢手段27、軸受24
を経て弁体23に伝達され、また、上方向に移動する時に
は、その動力は調節ねじ26から軸受24を経て弁体23に伝
達され、弁座22と弁体23の下部側方に設けられた開口23
cの面積Ｓを変化させ流量制御を行う。（図２参照）つまり、弁体23は、回転子に固着された弁軸13と一体的
に回転するのでなく、軸受24（ベアリング）を使用して
いるから、開弁時には弁軸の下端部にねじ止めされた調
節ねじ26により軸受24を介して弁体23が持ち上げられ、
弁体23は直進運動のみ行ない真っすぐに上方向に摺動で
きるようになっており、また、閉弁時には付勢手段27と
軸受24によって弁軸13の回転運動を伝えることなく、真
っすぐに押し下げられるため、弁体23が弁座22に当接し
た時に、弁軸のおねじ13bと推進軸受14のめねじが食い
込みにくくなっている。

なお、上記実施例では、電気的駆動機構15としてモー
タを用いた例を示したが、これは電磁式としてもよい。

又弁体23の形状は、弁体の均圧部23a径φd2と弁座22の
径d1が同一寸法に形成されていれば、第３図に示すよう
に中心に穴23bを設けたテーパー状35のものでもよい。

［効果］以上の説明の如く、本考案の電動弁においては、弁体
23が、回転子に固着された弁軸13と一体的に回転するの
でなく、弁体23の下方への押し下げは、付勢手段27と内
周リングと外周リングを備えた軸受24（ベアリング）に
より行われるものであるから、弁体23が回転することな
く弁座を閉塞できるため、閉弁時に弁軸のおねじ13bと
推進軸受14のめねじが食い込むことがないので電動弁を
小形化することができる。

また、上記の電動弁において、弁体の均圧部23a径φd
2と弁座22の径d1を同一寸法に形成することにより、流
体の圧力により弁体23の上下方向に作用する力が、互い
に相殺するようにしてあるので、従来のように大きな動
力を必要としないから減速ギヤを用いなくてもよく、消
費電力の少ない安価な電動弁が提供できるという実用効
果の高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の電動弁の閉弁状態を示す縦断側面図。
第２図は第１図の流量制御部分を示す拡大斜視図。第３
図は他実施例の流量制御部分を示す拡大斜視図。第４図
は、従来の電動弁の閉弁状態を示す縦断側面図。 13は弁軸、13aは嵌着部、13bはおねじ、13cはシャフト
部、13dはおねじ、14は推進軸受、15は電気的駆動機
構、16は本体Ｉ、17。18は出入口パイプ、19は本体II、
20はシールガイド、21は室１、22は弁座、23は弁体、23
aは均圧部、23bは穴、23Cは開口、24は軸受、24a外周リ
ング、24bは内周リング、25は固定ねじ、26は調節ね
じ、27は付勢手段、28は室２、29はケース、30はロー
タ、31は調節ナット、32はピン、33は蓋、34は調節ボル
ト。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】上方より嵌着部13aとおねじ13bとシャフト
部13cと下端のおねじ13dに形成した弁軸13を電気的駆動
機構により回転させ、この回転をめねじを切った推進軸
受14により直進回転運動に変換する電動弁であって、上
部を電気的駆動機構15に接続した本体I16と、出入口パ
イプ17、18を有する本体II19とをシールガイド20を介し
て適宜な手段で結合し、前記本体I16の中心部に室I21を
形成すると共に出入口パイプ17につながる本体II19の下
方に室II28を形成し、前記室I21内には圧力P1の出入口
パイプ17につながる室II28に位置する弁体23の外周部を
小径部にして上下に摺動可能で径を前記本体IIの弁座の
内径d1と同一寸法のφd2とする均圧部23aを設けた弁体2
3を装着し、該弁体23のの中心部には穴23を設けると共
に該穴23の中程に軸受24を装着し、該軸受24を外周部に
おねじを設けた筒状の固定ねじ25により前記軸受24を弁
体23に固着すると共に内周リング24bの内面には前記弁
軸13下端のシャフト13cを内挿し、前記弁軸13のおねじ1
3bと軸受24の上面との間に付勢手段27を配置すると共に
シャフト下端のおねじ13dに調節ねじ26をねじ込み該調
節ねじ26の上端部が前記軸受24の内周リング24bに当接
するごとく固着し、弁体の穴23bと室I21とを連通させ、
閉弁時には付勢手段27および軸受24を介して弁体23を回
動させることなく真っすぐに押し下げ、開弁時には調節
ねじ26にて弁体23に固着された軸受24を持ち上げるよう
にして閉弁時に弁軸のおねじ13bと推進軸受14のめねじ
が食い込むのを防止するようにしたことを特徴とする電
動弁の構造。