| 【発明の名称】 |
電動式コントロールバルブ |
| 【発明者】 |
【氏名】小宮 靖雄
【氏名】富岡 総一郎
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| 【要約】 |
【課題】双方向流通のコントロールバルブにおいて、圧力バランス用の背圧室と弁室との間の圧力流体漏れ防止を双方向に確実に行うこと。
【解決手段】弁室５内に配置され、弁リフト方向の移動により弁座部６に選択的に着座して弁ポート７を開閉して第１ポート４と第２ポート８の連通・遮断を行うと共に、弁ハウジング３に設けられた保持孔１７に摺動可能に嵌合して背面側に背圧室１８を画定し、背圧室１８を第２ポート８に常時連通させる均圧通路（１９）を具備した弁体１３と、弁体１３に連結された弁棒２４と、弁棒２４を弁リフト方向に駆動するアクチュエータ２５とを有するコントロールバルブにおいて、弁体１３の弁リフト方向に離れた２箇所に、各々保持孔１７の内周面に接触する環状リップ部を有する椀形のパッキン３７、３８を互いに逆向きに装着する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 第１ポート及び第２ポートを有し、該第１ポートに連なる弁室と、該弁室と前記第２ポートを連通させる弁ポートとが内部に形成された弁ハウジングと、前記弁室内に配置されて前記弁ハウジングの保持孔に摺動可能に嵌合し、該保持孔に対する摺動により前記弁ポートの弁座部に選択的に着座して前記弁ポートを開閉すると共に、前記保持孔の内部に背圧室を画定し、且つ、前記背圧室と前記第２ポートとを常時連通させる均圧通路が内部に貫設された弁体と、前記弁体に連結された弁棒と、前記弁棒を弁リフト方向に駆動するアクチュエータとを有する電動式コントロールバルブにおいて、前記弁体の弁リフト方向に離れた２箇所に、各々前記保持孔の内周面に接触する環状リップ部を有する椀形のパッキンが互いに逆向きに装着され、前記背圧室と前記弁室との間の双方向の圧力流体漏れ防止が行われていることを特徴とする電動式コントロールバルブ。
【請求項２】 前記パッキンは前記環状リップ部を前記保持孔の内周面に押し付けるばねを有するばね入りパッキンであることを特徴とする請求項１に記載の電動式コントロールバルブ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電動式コントロールバルブに関し、特に、冷凍機器のガス回路における流量制御や、大容量の電動膨張弁などとして使用される電動式コントロールバルブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】冷凍機器で使用される電動式コントロールバルブとして、閉弁状態にて弁ポートより弁体の正面に作用する流体圧（冷媒圧力）を均圧通路によって弁体の背面側に導くことによって圧力バランスを取り、開弁に必要な弁駆動力の軽減を図った構造の電動式コントロールバルブが、特公平６−６５９１５号公報や、特開平１０−２４５０号公報に示されている。この電動式コントロールバルブでは、弁体の正面側と背面側とに等しい圧力が均等に作用することで、大容量の高圧回路でも弁体の開閉が低トルクで行われる得るようにし、モータ等の弁開閉駆動用のアクチュエータの小型化が図られる。
【０００３】上述のような電動式コントロールバルブは、一般に、第１ポート（入口ポート）、前記第１ポートと常時連通の弁室、弁座部、弁ポート、第２ポート（出口ポート）を有する弁ハウジングと、前記弁室内に配置され、弁リフト方向の移動により前記弁座部に選択的に着座して前記弁ポートを開閉して前記第１ポートと前記第２ポートの連通・遮断を行うと共に、前記弁ハウジングに設けられた保持孔に摺動可能に嵌合して背面側に背圧室を画定し、前記背圧室を前記第２ポートに常時連通させる均圧通路を具備した弁体と、前記弁体に連結された弁棒と、前記弁棒を弁リフト方向に駆動するモータのようなアクチュエータとにより構成され、前記背圧室と前記弁室との間の圧力流体漏れ防止のために、弁体と保持孔との間にパッキン、シール材が設けられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述の電動式コントロールバルブにおける圧力流体漏れ防止は全閉締め切り性を確保するために必要なことであり、ヒートポンプ式冷暖房装置におけるように、冷媒の流通方向が冷房時と暖房時とで逆転するようなものでは、背圧室と弁室のとの間の圧力の高低関係が逆転するから、背圧室と弁室との間の圧力流体漏れ防止は双方向に行われる必要がある。
【０００５】この発明は、上述の如き課題に着目してなされたもので、特に、双方向流通の電動式コントロールバルブにおいて、背圧室と弁室との間の圧力流体漏れ防止を双方向に確実に行い、優れた全閉締め切り性を示し、同時に弁体の首振り振動を防止し、耐久性にも優れた電動式コントロールバルブを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するために、請求項１に記載の発明による電動式コントロールバルブは、第１ポート及び第２ポートを有し、該第１ポートに連なる弁室と、該弁室と前記第２ポートを連通させる弁ポートとが内部に形成された弁ハウジングと、前記弁室内に配置されて前記弁ハウジングの保持孔に摺動可能に嵌合し、該保持孔に対する摺動により前記弁ポートの弁座部に選択的に着座して前記弁ポートを開閉すると共に、前記保持孔の内部に背圧室を画定し、且つ、前記背圧室と前記第２ポートとを常時連通させる均圧通路が内部に貫設された弁体と、前記弁体に連結された弁棒と、前記弁棒を弁リフト方向に駆動するアクチュエータとを有する電動式コントロールバルブにおいて、前記弁体の弁リフト方向に離れた２箇所に、各々前記保持孔の内周面に接触する環状リップ部を有する椀形のパッキンが互いに逆向きに装着され、前記背圧室と前記弁室との間の双方向の圧力流体漏れ防止が行われているものである。
【０００７】請求項２に記載の発明による電動式コントロールバルブは、前記パッキンは前記環状リップ部を前記保持孔の内周面に押し付けるばねを有するばね入りパッキンであるものである。
【０００８】請求項１に記載の発明による電動式コントロールバルブでは、保持孔の内周面に接触する環状リップ部を有する椀形のパッキンが互いに逆向きに装着されていることで、その一方が背圧室と弁室との間の一方の方向の圧力流体漏れ防止を行い、他方が背圧室と弁室との間の他方の方向の圧力流体漏れ防止を行い、この両者で背圧室と弁室との間の双方向の圧力流体漏れ防止が行われる。また、この２個のパッキンは弁体の弁リフト方向に離れた２箇所に設けられているから、弁体の首振り振動を防止する。
【０００９】請求項２に記載の発明による電動式コントロールバルブでは、環状リップ部がばねによって保持孔の内周面に押し付けられ、比較的高いシール圧が得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に添付の図を参照してこの発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１１】電動式コントロールバルブは、図１に示されているように、弁ハウジング本体１と弁ハウジング本体１にねじ止めされた円筒状の固定スリーブ部材２とによる弁ハウジング３を有している。弁ハウジング本体１には、第１ポート（出入ポート）４、第１ポート４と常時連通の弁室５、弁座部６、弁ポート７、第２ポート（出入ポート）８が形成されている。第１ポート４と第２ポート８には各々、ストレーナ９、１１を内蔵した継手管１０、１２が接続されている。
【００１２】弁室５には弁体１３が配置されている。弁体１３は、弁ポート７を画定する弁座部６に選択的に着座して弁ポート７を開閉し、第１ポート４と第２ポート８の連通・遮断を行う弁本体１４と、弁本体１４と固定連結された可動スリーブ部材１５、１６との組立体により構成されている。
【００１３】可動スリーブ部材１５、１６は、円筒状をなし、固定スリーブ部材２に設けられている円形横断面の保持孔１７に弁リフト方向（上下方向）に摺動可能に嵌合しており、背面側に背圧室１８を画定している。
【００１４】弁本体１４には貫通孔１９が形成されており、貫通孔１９、可動スリーブ部材１５、１６の中空部２０等による均圧通路によって背圧室１８は第２ポート８に常時連通となっている。
【００１５】これにより、図示されているような全閉状態にて弁体１３の正面側と背面側とに第２ポート８側の圧力が均等に作用し、圧力バランスが取られる。
【００１６】弁体１３にはスラストベアリング２１が圧縮コイルばね２２によってばね圧を与えられた状態で相対変位可能に装着されており、スラストベアリング２１は圧縮コイルばね２３を介して弁棒２４の段差部２４ａにばね圧を与えられた状態で相対変位可能に接続されている。
【００１７】この構造により、弁体１３と弁棒２４とは相対変位可能で、弁体１３に開弁方向の流体衝撃力が作用した場合には、弁体１３が弁棒２４、スラストベアリング２１に対して圧縮コイルばね２２が撓ませながら開弁方向（上方向）に変位し、また弁棒２４に開弁方向の流体衝撃力が作用した場合には、圧縮コイルばね２３と後述する圧縮コイルばね３５が撓むことで、後述する駆動ねじ部等に大きい衝撃が作用が作用することを回避し、また全閉時には、弁体１３が弁座部６に着座した以降の弁棒２４の閉弁方向移動により、スラストベアリング２１によって押されて圧縮コイルばね２２が撓み、閉弁圧が得られる。なお、このことについてより詳細な説明が必要ならば、特開平１０−２４５０号公報を参照されたい。
【００１８】弁ハウジング３にはステッピングモータ２５が取り付けられている。ステッピングモータ２５は、弁ハウジング本体１に固着されたマウント部材２６、マウント部材２６に固定されたドーム状のロータケース２７、ロータケース２７の外側に固定されたステータコイル２８、ロータケース２７内に回転可能に設けられ永久磁石２９を有するロータ３０とを有し、ロータ３０を回転駆動する。
【００１９】なお、マウント部材２６、ロータケース２７は気密構造をなし、背圧室１８を気密にしている。
【００２０】ロータ３０には円筒状の雌ねじ部材３１が固定されており、弁ハウジング３の固定スリーブ部材２には雌ねじ部材３１とねじ係合する中空軸状の雄ねじ部材３２が固定されている。雌ねじ部材３１と雄ねじ部材３２とが駆動ねじ（回転−直線移動変換手段）をなしており、この両者のねじ係合により、ロータ３０の回転が弁体１３の弁リフト方向の運動に変換され、ロータ３０と共に雌ねじ部材３１が弁リフト方向に移動する。
【００２１】弁棒２４は、雄ねじ部材３２の中空部を貫通してロータ３０の内部に延在しており、その延在端を、連結金具３４及び圧縮コイルばね３５によってばね圧を与えられた状態で、ロータ３０と相対変位可能に連結されている。
【００２２】この連結構造により、ロータ３０の回転による雌ねじ部材３１の弁リフト方向の変位が弁棒２４に伝達され、弁体１３が開閉駆動される。
【００２３】弁体１３の弁本体１４と可動スリーブ部材１５との接続部分と可動スリーブ部材１６には、保持孔１７の内周面に接触する環状リップ部３６（図２参照）を有する椀形のパッキン３７、３８が、弁リスト方向に他が互いに隔置された態様で、互いに逆向きに装着されている。
【００２４】パッキン３７、３８は、図２に示されているように、保持孔１７の内周面に接触する環状リップ部３６を有し、環状リップ部３６を保持孔１７の内周面に押し付けるばね３９を有するばね入りパッキンであり、パッキン３７は、専ら、第１ポート４が第２ポート８より高圧である場合に、弁室５より背圧室１８への圧力流体漏れを防止し、パッキン３８は、専ら、第２ポート８が第１ポート４より高圧である場合に、背圧室１８より弁室５よりへの圧力流体漏れを防止する。
【００２５】これにより、双方向流通の電動式コントロールバルブにおいて、背圧室１８と弁室と５の間の圧力流体漏れ防止が双方向に確実に行われ、優れた全閉締め切り性が得られる。また、２個のパッキン３７、３８が弁体１３の弁リフト方向に互いに離れて配置されているので、弁体１３の首振り振動が防止され、優れた耐久性が得られる。
【００２６】
【発明の効果】以上の説明から理解される如く、請求項１に記載の発明による電動式コントロールバルブによれば、第１ポート及び第２ポートを有し、該第１ポートに連なる弁室と、該弁室と前記第２ポートを連通させる弁ポートとが内部に形成された弁ハウジングと、前記弁室内に配置されて前記弁ハウジングの保持孔に摺動可能に嵌合し、該保持孔に対する摺動により前記弁ポートの弁座部に選択的に着座して前記弁ポートを開閉すると共に、前記保持孔の内部に背圧室を画定し、且つ、前記背圧室と前記第２ポートとを常時連通させる均圧通路が内部に貫設された弁体と、前記弁体に連結された弁棒と、前記弁棒を弁リフト方向に駆動するアクチュエータとを有する電動式コントロールバルブにおいて、前記弁体の弁リフト方向に離れた２箇所に、各々前記保持孔の内周面に接触する環状リップ部を有する椀形のパッキンが互いに逆向きに装着され、前記背圧室と前記弁室との間の双方向の圧力流体漏れ防止が行われているものとした。
【００２７】このため、互いに逆向きに装着されたパッキンの一方が背圧室と弁室との間の一方の方向の圧力流体漏れ防止を行い、他方が背圧室と弁室との間の他方の方向の圧力流体漏れ防止を行い、この両者で背圧室と弁室との間の双方向の圧力流体漏れ防止が確実に行われ、優れた全閉締め切り性が得られる。また、この２個のパッキンは弁体の弁リフト方向に離れた２箇所に設けられているから、弁体の首振り振動が防止され、耐久性が向上する。
【００２８】請求項２に記載の発明による電動式コントロールバルブによれば、前記パッキンは前記環状リップ部を前記保持孔の内周面に押し付けるばねを有するばね入りパッキンであるものとした。
【００２９】このため、環状リップ部がばねによって保持孔の内周面に押し付けられ、比較的高いシール圧が得られ、ついては優れた全閉締め切り性が得られる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１４３９４９
【氏名又は名称】株式会社鷺宮製作所
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| 【出願日】 |
平成１１年３月１６日（１９９９．３．１６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６０６９０
【弁理士】
【氏名又は名称】瀧野 秀雄 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−３２０７１１（Ｐ２０００−３２０７１１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１１月２４日（２０００．１１．２４） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−７０３４２ |
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