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JP7562184B2 - Motor-operated valve - Google Patents

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JP7562184B2
JP7562184B2 JP2023211626A JP2023211626A JP7562184B2 JP 7562184 B2 JP7562184 B2 JP 7562184B2 JP 2023211626 A JP2023211626 A JP 2023211626A JP 2023211626 A JP2023211626 A JP 2023211626A JP 7562184 B2 JP7562184 B2 JP 7562184B2
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Japan
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circular
gear
openings
operated valve
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昌樹 中島
聖一 原
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Fujikoki Corp
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Fujikoki Corp
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  • Sliding Valves (AREA)

Description

本発明は、電動弁に関する。 The present invention relates to a motor-operated valve.

従来から、例えば流体の配管系統の途中に介在させて、流体の流路の開閉や流量制御を行う機器として電動弁が使用されている。このような電動弁においては、流量制御を正確に行わせるために、弁本体に装着されたステッピングモータなどの駆動源により弁体を駆動させている。 Conventionally, motorized valves have been used as devices that are placed, for example, in the middle of a fluid piping system to open and close the fluid flow path and control the flow rate. In such motorized valves, the valve body is driven by a drive source such as a stepping motor attached to the valve body in order to accurately control the flow rate.

特許文献1には、ステッピングモータにより弁体を駆動して弁座から離間させることで、第1ポートと第2ポートとの間で冷媒等の流体の流れを許容し、また弁体を弁座に着座させることで、第1ポートと第2ポートとの間の流体の流れを阻止する電動弁が開示されている。 Patent Document 1 discloses an electric valve that allows the flow of a fluid, such as a refrigerant, between a first port and a second port by driving a valve body with a stepping motor and moving it away from a valve seat, and prevents the flow of a fluid between the first port and the second port by seating the valve body on the valve seat.

特開2019-173877号公報JP 2019-173877 A

特許文献1の電動弁においては、ステッピングモータの回転運動を弁体の直線運動に変化するために、ねじを用いた変換機構を使用している。このため、構造が複雑であることに加え、ねじの摺動抵抗が比較的大きいため、ステッピングモータの容量を大きくする必要があり、電動弁の大型化やコスト増を招いている。 The motor-operated valve of Patent Document 1 uses a conversion mechanism that uses a screw to convert the rotational motion of the stepping motor into linear motion of the valve body. This makes the structure complex, and the sliding resistance of the screw is relatively large, so the capacity of the stepping motor needs to be large, which leads to an increase in the size and cost of the motor-operated valve.

また、特許文献1の電動弁においては、弁体に連結された弁軸が弁座の中心軸線に沿って延在するため、弁軸との干渉を回避すべく、第1ポートと第2ポートのうちいずれか一方を、弁座の軸線に対して交差する方向に配置する必要がある。したがって、第1ポートと第2ポートとの間の流体の流れは方向転換を強制され、それに起因して圧損などの問題が生じることとなる。また、特許文献1の電動弁では、その構造上、両方向流れを実現することが困難である。 In addition, in the motor-operated valve of Patent Document 1, the valve shaft connected to the valve body extends along the central axis of the valve seat, so in order to avoid interference with the valve shaft, it is necessary to arrange either the first port or the second port in a direction that intersects with the axis of the valve seat. As a result, the flow of fluid between the first port and the second port is forced to change direction, which causes problems such as pressure loss. In addition, due to its structure, it is difficult for the motor-operated valve of Patent Document 1 to achieve bidirectional flow.

本発明は、簡素な構造で小型化を図ることができ、圧損などを極力抑えることができる電動弁を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide an electrically operated valve that has a simple structure, can be made compact, and minimizes pressure loss.

本発明にかかる電動弁は、
モータと、
フランジ部を備え、前記モータにより回転駆動される被駆動部と、
流体の高圧側の流入路と低圧側の排出路とを備え、前記被駆動部を収容する筐体と、を有し、
前記フランジ部は、複数の貫通開口と遮蔽壁と、前記複数の貫通開口及び前記遮蔽壁のそれぞれの周囲に形成された円形リブとを有しており、前記被駆動部の回転位置に応じて、前記複数の貫通開口および前記遮蔽壁のうちの任意の一つが選択的に前記流入路と前記排出路の間に配置され、
前記複数の貫通開口は、互いに異なる開口数および断面積を備え
前記円形リブに対向して、前記筐体に環状部が形成されており、
前記流入路と前記排出路との圧力差により、前記被駆動部が前記筐体に対して軸線方向に移動し、前記円形リブが前記環状部に全周で当接することにより、前記貫通開口を囲む全周がシールされ、前記貫通開口のみを通じて前記流入路から前記排出路へと流体が流れる、ことを特徴とする。
The motor-operated valve according to the present invention comprises:
A motor;
a driven part including a flange part and rotated by the motor;
The drive mechanism includes a housing that includes a high-pressure inlet passage and a low-pressure outlet passage for a fluid and that houses the driven part;
the flange portion has a plurality of through openings, a shielding wall, and circular ribs formed around the plurality of through openings and the shielding wall, and any one of the plurality of through openings and the shielding wall is selectively disposed between the inlet path and the outlet path depending on a rotational position of the driven part,
The plurality of through openings have different numbers of openings and cross-sectional areas ,
An annular portion is formed on the housing opposite the circular rib,
The pressure difference between the inlet and outlet passages causes the driven part to move axially relative to the housing, and the circular rib abuts against the annular portion all around, thereby sealing the entire circumference surrounding the through opening, and fluid flows from the inlet passage to the outlet passage only through the through opening .

本発明によれば、簡素な構造で小型化を図ることができ、圧損などを極力抑えることができる電動弁を提供することができる。 The present invention provides a motor-operated valve that has a simple structure, can be made compact, and minimizes pressure loss.

図1は、本実施形態の電動弁を、モータ部側から見た斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of the motor-operated valve of the present embodiment, as viewed from the motor unit side. 図2は、本実施形態の電動弁を、ギヤ部側から見た斜視図であるが、ギヤケースの一部を除去して示している。FIG. 2 is a perspective view of the motor-operated valve of this embodiment as seen from the gear portion side, with a part of the gear case removed. 図3は、ギヤの軸線を通る面でギヤ部を切断して示す断面図であり、モータ部の一部を省略している。FIG. 3 is a cross-sectional view showing the gear portion cut along a plane passing through the axis of the gear, with part of the motor portion omitted. 図4は、本実施形態の第2ギヤ部の斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of the second gear portion of the present embodiment. 図5は、変形例の第2ギヤ部の斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of a second gear portion of a modified example.

以下、本発明に係る電動弁の実施形態を、図面を参照しながら説明する。本実施形態の電動弁1は、例えば冷凍サイクルの配管に連結されて、冷媒の流れを制御するために用いることができる。 The following describes an embodiment of the motor-operated valve according to the present invention with reference to the drawings. The motor-operated valve 1 of this embodiment can be connected to the piping of a refrigeration cycle, for example, and used to control the flow of refrigerant.

(電動弁の構造)
図1は、本実施形態の電動弁1を、モータ部側から見た斜視図である。図2は、本実施形態の電動弁1を、ギヤ部3側から見た斜視図であるが、ギヤケースの一部を除去して示している。図3は、駆動ギヤ及び従動ギヤの軸線を通る面でギヤ部を切断して示す断面図であり、モータ部2の一部を省略している。
(Structure of motor-operated valve)
Fig. 1 is a perspective view of the motor-operated valve 1 of this embodiment as viewed from the motor unit side. Fig. 2 is a perspective view of the motor-operated valve 1 of this embodiment as viewed from the gear unit 3 side, with part of the gear case removed. Fig. 3 is a cross-sectional view of the gear unit cut along a plane passing through the axes of the drive gear and the driven gear, with part of the motor unit 2 omitted.

電動弁1は、モータ部2とギヤ部3とを有する。モータ部2は、金属板製のモータ基部21と、モータ基部21に連結される有底円筒状の樹脂製のカバー22とを有する。モータ基部21とカバー22により形成される内部空間に、図示しないステッピングモータが収容されている。 The motor-operated valve 1 has a motor section 2 and a gear section 3. The motor section 2 has a motor base 21 made of a metal plate and a cylindrical resin cover 22 with a bottom that is connected to the motor base 21. A stepping motor (not shown) is housed in the internal space formed by the motor base 21 and the cover 22.

カバー22の外周の一部は、径方向外方に延伸して中空のボックス23に連結されており、ボックス23内には、ボックス23を貫通する端子ピン24に接続された基板が配置されている。ステッピングモータは、基板及び端子ピン24を介して、外部の制御装置から給電を受ける。 A part of the outer periphery of the cover 22 extends radially outward and is connected to a hollow box 23, and a circuit board connected to a terminal pin 24 that penetrates the box 23 is disposed inside the box 23. The stepping motor receives power from an external control device via the circuit board and the terminal pin 24.

ギヤ部3は、ねじSC(図1)を介してモータ基部21に連結されるケース基部31と、ケース基部31に連結されるギヤケース32と、ケース基部31とギヤケース32の間に形成されるギヤ室GC内に配置される第1ギヤ部33及び第2ギヤ部34を有する。ケース基部31とギヤケース32とで筐体を構成する。 The gear unit 3 has a case base 31 connected to the motor base 21 via a screw SC (Figure 1), a gear case 32 connected to the case base 31, and a first gear unit 33 and a second gear unit 34 disposed in a gear chamber GC formed between the case base 31 and the gear case 32. The case base 31 and the gear case 32 form a housing.

ケース基部31には、厚さ方向に貫通する軸孔311と、ギヤ室GCに向いた面に形成された第1凹部312と、ギヤ室GCに向いた面とは反対側の面に形成された第1配管接続部313が配設されている。第1凹部312の第1底面314は、球状となっている。不図示の配管に接続された第1配管接続部313の内側に、断面円形状の第1流路315が形成されている。第1流路315の内径は、後述する円形リブ34A~34Fの内径に等しい。ケース基部31のギヤ室GCに向いた面には、第1流路315の周囲にて突出するように第1環状部316が形成されている。 The case base 31 is provided with an axial hole 311 penetrating in the thickness direction, a first recess 312 formed on the surface facing the gear chamber GC, and a first piping connection 313 formed on the surface opposite the surface facing the gear chamber GC. The first bottom surface 314 of the first recess 312 is spherical. A first flow path 315 with a circular cross section is formed inside the first piping connection 313 connected to a pipe not shown. The inner diameter of the first flow path 315 is equal to the inner diameter of the circular ribs 34A to 34F described later. A first annular portion 316 is formed on the surface of the case base 31 facing the gear chamber GC so as to protrude around the first flow path 315.

ギヤケース32は、ケース基部31と平行に延在する板状部321と、板状部321の外周からケース基部31に向かって延在する筒状部322とを有する。筒状部322の端部をケース基部31に突き当てて固定することで、その内部に密閉されたギヤ室GCが形成される。 The gear case 32 has a plate-shaped portion 321 extending parallel to the case base 31, and a cylindrical portion 322 extending from the outer periphery of the plate-shaped portion 321 toward the case base 31. The end of the cylindrical portion 322 is abutted against the case base 31 and fixed thereto, forming a sealed gear chamber GC therein.

板状部321のギヤケース32のギヤ室GCに向いた面には、軸孔311に対向して第2凹部323が形成され、また第1凹部312に対向して第3凹部324が形成されている。第2凹部323の第2底面325、及び第3凹部324の第3底面326は、それぞれ球状となっている。 A second recess 323 is formed opposite the shaft hole 311 on the surface of the plate-shaped portion 321 facing the gear chamber GC of the gear case 32, and a third recess 324 is formed opposite the first recess 312. The second bottom surface 325 of the second recess 323 and the third bottom surface 326 of the third recess 324 are each spherical.

板状部321のギヤ室GCに向いた面とは反対側の面には、第1配管接続部313に対向して第2配管接続部327が形成されている。不図示の配管に接続された第2配管接続部327の内側に、断面円形状の第2流路328が形成されている。第2流路328の内径は、後述する円形リブ34A~34Fの内径に等しい。板状部321のギヤ室GCに向いた面には、第2流路328の周囲にて突出するように第2環状部329が形成されている。第2環状部329は、第1環状部316に対して間隔をあけて対向する。 A second pipe connection portion 327 is formed opposite the first pipe connection portion 313 on the surface of the plate-shaped portion 321 opposite the surface facing the gear chamber GC. A second flow path 328 having a circular cross section is formed inside the second pipe connection portion 327, which is connected to a pipe not shown. The inner diameter of the second flow path 328 is equal to the inner diameter of the circular ribs 34A to 34F described below. A second annular portion 329 is formed on the surface of the plate-shaped portion 321 facing the gear chamber GC so as to protrude around the periphery of the second flow path 328. The second annular portion 329 faces the first annular portion 316 with a gap therebetween.

第1ギヤ部33は、ステッピングモータの出力軸と一体となった第1軸331と、第1軸331の周囲に同軸に形成された駆動ギヤ332とを連設してなる。第1軸331の先端333は、板状部321の第2凹部323の第2底面325に対応して、球面形状を有する。第1軸331は、軸孔311と第2凹部323に対して相対回転可能に嵌合し、第2底面325は、第1軸331の軸受部となる。 The first gear portion 33 is formed by connecting a first shaft 331, which is integrated with the output shaft of the stepping motor, and a drive gear 332, which is formed coaxially around the first shaft 331. The tip 333 of the first shaft 331 has a spherical shape corresponding to the second bottom surface 325 of the second recess 323 of the plate-shaped portion 321. The first shaft 331 is fitted into the shaft hole 311 and the second recess 323 so as to be capable of rotating relatively, and the second bottom surface 325 serves as a bearing portion for the first shaft 331.

被駆動部である第2ギヤ部34は、円筒状の第2軸341と、第2軸341の周囲に同軸に形成された円盤状のフランジ部342と、フランジ部342の外周に形成された従動ギヤ343とを連設してなる。従動ギヤ343は、駆動ギヤ332に噛合している。 The second gear portion 34, which is the driven portion, is made up of a cylindrical second shaft 341, a disk-shaped flange portion 342 formed coaxially around the second shaft 341, and a driven gear 343 formed on the outer periphery of the flange portion 342. The driven gear 343 is engaged with the drive gear 332.

第2軸341の一端344は、ケース基部31の第1凹部312の第1底面314に対応して、球面形状を有し、その他端345は、板状部321の第3凹部324の第3底面326に対応して、球面形状を有する。第2軸341は第1凹部312及び第3凹部324に対して相対回転可能に嵌合し、第1底面314または第3底面326は、第2軸341の軸受部となる。 One end 344 of the second shaft 341 has a spherical shape corresponding to the first bottom surface 314 of the first recess 312 of the case base 31, and the other end 345 has a spherical shape corresponding to the third bottom surface 326 of the third recess 324 of the plate-shaped portion 321. The second shaft 341 fits relatively rotatably into the first recess 312 and the third recess 324, and the first bottom surface 314 or the third bottom surface 326 serves as a bearing for the second shaft 341.

図4は、第2ギヤ部34の斜視図である。図において、フランジ部342の両側面には、第2軸341に対して同心円状に小径リブ3421及び大径リブ3422(一方のみ図示)が同一の高さ(フランジ部342の面からの距離)にて形成されている。 Figure 4 is a perspective view of the second gear portion 34. In the figure, a small diameter rib 3421 and a large diameter rib 3422 (only one of which is shown) are formed on both sides of the flange portion 342 concentrically with the second shaft 341 at the same height (distance from the surface of the flange portion 342).

フランジ部342の両側面において、小径リブ3421及び大径リブ3422の間にはフランジ部342を挟んで対向する位置に、6つの円形リブ34A~34F(一方のみ図示)が周方向に等間隔で形成されている。6つの円形リブ34A~34Fは、互いに同径であり、また小径リブ3421及び大径リブ3422と同一の高さ(フランジ部342の面からの距離)を有する。円形リブ34A~34Fの一部は、小径リブ3421及び大径リブ3422と融合している。 On both sides of the flange portion 342, six circular ribs 34A to 34F (only one shown) are formed at equal intervals in the circumferential direction at positions facing each other across the flange portion 342 between the small diameter rib 3421 and the large diameter rib 3422. The six circular ribs 34A to 34F have the same diameter and the same height (distance from the surface of the flange portion 342) as the small diameter rib 3421 and the large diameter rib 3422. Parts of the circular ribs 34A to 34F are fused with the small diameter rib 3421 and the large diameter rib 3422.

円形リブ34A~34Fの内側は、異なる形状を有する。具体的に、円形リブ34Aの内側には、開口34A1が形成されている。開口34A1の内径は、円形リブ34Aの内径に等しい。 The insides of the circular ribs 34A to 34F have different shapes. Specifically, an opening 34A1 is formed on the inside of the circular rib 34A. The inner diameter of the opening 34A1 is equal to the inner diameter of the circular rib 34A.

円形リブ34Aに隣接する円形リブ34Bの内側は、遮蔽壁34B1により遮蔽されている。 The inside of circular rib 34B adjacent to circular rib 34A is shielded by shielding wall 34B1.

円形リブ34Bに隣接する円形リブ34Cの内側には、壁34C1と、壁34C1を貫通する5つの第1円形開口34C2が形成されている。第1円形開口34C2の合計の断面積は、開口34A1の断面積よりも小さい。 A wall 34C1 and five first circular openings 34C2 penetrating the wall 34C1 are formed on the inside of the circular rib 34C adjacent to the circular rib 34B. The total cross-sectional area of the first circular openings 34C2 is smaller than the cross-sectional area of the opening 34A1.

円形リブ34Cに隣接する円形リブ34Dの内側には、壁34D1と、壁34D1を貫通する13個の第2円形開口34D2が形成されている。第2円形開口34D2の内径は、第1円形開口34C2の内径より小さい。 A wall 34D1 and thirteen second circular openings 34D2 penetrating the wall 34D1 are formed on the inside of the circular rib 34D adjacent to the circular rib 34C. The inner diameter of the second circular openings 34D2 is smaller than the inner diameter of the first circular openings 34C2.

円形リブ34Dに隣接する円形リブ34Eの内側には、壁34E1と、壁34E1を貫通する第3円形開口34E2が形成されている。第3円形開口34E2の内径は、第2円形開口34D2の内径より小さく、また第3円形開口34E2の数は、第2円形開口34D2の数より多い。 A wall 34E1 and a third circular opening 34E2 penetrating the wall 34E1 are formed on the inside of the circular rib 34E adjacent to the circular rib 34D. The inner diameter of the third circular opening 34E2 is smaller than the inner diameter of the second circular opening 34D2, and the number of the third circular openings 34E2 is greater than the number of the second circular openings 34D2.

円形リブ34Eに隣接する円形リブ34Fの内側には、壁34F1と、壁34F1を貫通する第4円形開口34F2が形成されている。第4円形開口34F2の内径は、第3円形開口34E2の内径より小さく、また第4円形開口34F2の数は、第3円形開口34E2の数より多い。第1円形開口34C2~第4円形開口34F2の合計断面積は、互いに異なっていると好ましい。開口34A1,及び第1円形開口34C2~第4円形開口34F2が貫通開口を構成する。 A wall 34F1 and a fourth circular opening 34F2 penetrating the wall 34F1 are formed on the inside of the circular rib 34F adjacent to the circular rib 34E. The inner diameter of the fourth circular opening 34F2 is smaller than the inner diameter of the third circular opening 34E2, and the number of the fourth circular openings 34F2 is greater than the number of the third circular openings 34E2. It is preferable that the total cross-sectional areas of the first circular opening 34C2 to the fourth circular opening 34F2 are different from each other. The opening 34A1 and the first circular opening 34C2 to the fourth circular opening 34F2 form a penetrating opening.

電動弁1を組付けた状態で、第2ギヤ部34の回転位置に応じて、フランジ部342の両側に形成された円形リブ34A~34Fは、第1環状部316及び第2環状部329に対向する。第1環状部316及び第2環状部329の間隙は、対向する円形リブ34A~34Fの軸線方向端部間距離よりわずかに大きくなっている。 When the motor-operated valve 1 is assembled, the circular ribs 34A-34F formed on both sides of the flange portion 342 face the first annular portion 316 and the second annular portion 329 depending on the rotational position of the second gear portion 34. The gap between the first annular portion 316 and the second annular portion 329 is slightly larger than the distance between the axial ends of the opposing circular ribs 34A-34F.

(電動弁の動作)
ここでは、モータ部2のステッピングモータは、出力軸すなわち第1ギヤ部33の回転角度を検出するエンコーダを内蔵しており、エンコーダからの信号に基づいてクローズドループで第1ギヤ部33の回転角度を制御できるものとするが、オープンループ制御にてステッピングモータを制御してもよい。
(Operation of motor-operated valve)
Here, the stepping motor of the motor section 2 has a built-in encoder that detects the rotation angle of the output shaft, i.e., the first gear section 33, and can control the rotation angle of the first gear section 33 in a closed loop based on the signal from the encoder, but the stepping motor may also be controlled by open loop control.

不図示の制御装置から、端子ピン24を介してモータ部2のステッピングモータに対して制御信号を送信することで、第1ギヤ部33の駆動ギヤ332に噛合する従動ギヤ343を介して、第2ギヤ部34が回動する。 By sending a control signal from a control device (not shown) to the stepping motor of the motor unit 2 via the terminal pin 24, the second gear unit 34 rotates via the driven gear 343 that meshes with the drive gear 332 of the first gear unit 33.

なお、制御装置は、第1ギヤ部33と第2ギヤ部34のギヤ比を考慮して、円形リブ34A~34Fのいずれかが第1環状部316及び第2環状部329に対向する角度位置まで移動できる第1ギヤ部33の角度位置を予め記憶しているものとする。円形リブ34A、34C~34Fが第1環状部316及び第2環状部329に対向する位置が開弁位置であり、円形リブ34Bが第1環状部316及び第2環状部329に対向する位置が閉弁位置である。 Note that the control device prestores, taking into account the gear ratio between the first gear portion 33 and the second gear portion 34, the angular positions of the first gear portion 33 at which any of the circular ribs 34A to 34F can move to an angular position facing the first annular portion 316 and the second annular portion 329. The position at which the circular ribs 34A, 34C to 34F face the first annular portion 316 and the second annular portion 329 is the valve open position, and the position at which the circular rib 34B faces the first annular portion 316 and the second annular portion 329 is the valve closed position.

第1流路(ここでは流入路)315側を冷媒の流入側(高圧側)とし、第2流路(ここでは流出路)328側を冷媒の流出側(低圧側)とする。第1流路315と第2流路328との間で、冷媒の流れを遮断したい場合、制御装置はステッピングモータを駆動して、円形リブ34Bが第1環状部316及び第2環状部329に対向する位置まで、第2ギヤ部34を回動させる。 The first flow path (here, the inlet path) 315 side is the inlet side (high pressure side) of the refrigerant, and the second flow path (here, the outlet path) 328 side is the outlet side (low pressure side) of the refrigerant. When it is desired to block the flow of refrigerant between the first flow path 315 and the second flow path 328, the control device drives the stepping motor to rotate the second gear portion 34 to a position where the circular rib 34B faces the first annular portion 316 and the second annular portion 329.

円形リブ34Bの内側は遮蔽壁34B1によって閉止されているため、第1流路315から第2流路328に向かう冷媒の流れを遮断できる。 The inside of the circular rib 34B is closed by a shielding wall 34B1, so the flow of refrigerant from the first flow path 315 to the second flow path 328 can be blocked.

このとき、第2ギヤ部34は、高圧側と低圧側との圧力差により軸線方向に変位して、低圧側の円形リブ34Bが第2環状部329に全周で当接する。これにより、円形リブ34Bと第2環状部329との間においてシールが確立され、冷媒漏れが生じない。 At this time, the second gear portion 34 is displaced in the axial direction due to the pressure difference between the high-pressure side and the low-pressure side, and the circular rib 34B on the low-pressure side comes into contact with the second annular portion 329 all around. This establishes a seal between the circular rib 34B and the second annular portion 329, preventing refrigerant leakage.

一方、高圧側の円形リブ34Bと第1環状部316との間には隙間が生じるため、その隙間よりギヤ室GC内へと冷媒が流出する。この冷媒は、第1ギヤ部33と第2ギヤ部34、第1軸331、第2軸341の潤滑に用いることができる。ギヤ室GC内が冷媒で満たされても、低圧側の円形リブ34Bと第2環状部329とは全周で当接しているため、かかる冷媒が第2流路328に流出することはない。 Meanwhile, a gap is created between the high-pressure side circular rib 34B and the first annular portion 316, and refrigerant flows out from this gap into the gear chamber GC. This refrigerant can be used to lubricate the first gear portion 33, the second gear portion 34, the first shaft 331, and the second shaft 341. Even if the gear chamber GC is filled with refrigerant, the low-pressure side circular rib 34B and the second annular portion 329 are in contact around the entire circumference, so the refrigerant does not flow out into the second flow path 328.

これに対し、第1流路315と第2流路328との間で、最大流量で冷媒を流したい場合、制御装置はステッピングモータを駆動して、円形リブ34Aが第1環状部316及び第2環状部329に対向する位置まで、第2ギヤ部34を回動させる。 In contrast, when it is desired to flow the refrigerant at the maximum flow rate between the first flow path 315 and the second flow path 328, the control device drives the stepping motor to rotate the second gear portion 34 to a position where the circular rib 34A faces the first annular portion 316 and the second annular portion 329.

これにより、円形リブ34Aの内側に形成された、断面積が最大である開口34A1が、第1流路315と第2流路328とに対して段差を生じることなく接続されるため、第1流路315から第2流路328に向かう最大流量の冷媒の流れを確保できる。また、第1流路315から第2流路328に向かう冷媒は、開口34A1を淀みなくストレートに通過するため、圧損を抑制することができ、異音の発生を抑制できる。 As a result, the opening 34A1, which is formed on the inside of the circular rib 34A and has the largest cross-sectional area, is connected to the first flow path 315 and the second flow path 328 without creating a step, ensuring the maximum flow rate of refrigerant from the first flow path 315 to the second flow path 328. In addition, the refrigerant flowing from the first flow path 315 to the second flow path 328 passes through the opening 34A1 straight without stagnation, which reduces pressure loss and suppresses the generation of abnormal noise.

さらに、第1流路315と第2流路328との間で、最大流量よりも少ない流量で冷媒を流したい場合、制御装置はステッピングモータを駆動して、円形リブ34C~34Fのいずれかが第1環状部316及び第2環状部329に対向する位置まで、第2ギヤ部34を回動させる。 Furthermore, if it is desired to flow the refrigerant between the first flow path 315 and the second flow path 328 at a flow rate less than the maximum flow rate, the control device drives the stepping motor to rotate the second gear portion 34 to a position where any one of the circular ribs 34C to 34F faces the first annular portion 316 and the second annular portion 329.

円形リブ34C~34Fの内側には、異なる断面積の開口34C2~34F2がそれぞれ形成されているため、選択される開口34C2~34F2に応じて第1流路315から第2流路328に向かう最大流量の冷媒の流れを制限することができる。 Openings 34C2 to 34F2 with different cross-sectional areas are formed on the inside of the circular ribs 34C to 34F, respectively, so that the maximum flow rate of refrigerant can be restricted from the first flow path 315 to the second flow path 328 depending on the opening 34C2 to 34F2 selected.

円形リブ34C~34Fは、冷凍サイクルにおけるモードに応じて、必要な流量の冷媒を確保するのに適したものを選択することができる。また、円形リブ34C~34Fは、冷媒の整流効果が互いに異なる。このため、円形リブ34C~34Fのいずれかを第1環状部316及び第2環状部329に対向させたときに異音が発生した場合、別の円形リブを第1環状部316及び第2環状部329に対向させるよう、第2ギヤ部34を回動させることもできる。 The circular ribs 34C to 34F can be selected to ensure the required flow rate of refrigerant depending on the mode of the refrigeration cycle. The circular ribs 34C to 34F also have different refrigerant straightening effects. Therefore, if abnormal noise occurs when any of the circular ribs 34C to 34F are opposed to the first annular portion 316 and the second annular portion 329, the second gear portion 34 can be rotated so that another circular rib is opposed to the first annular portion 316 and the second annular portion 329.

本実施形態によれば、第2流路328側を冷媒の流入側(高圧側)とし、第1流路315側を冷媒の流出側(低圧側)とすることもできる。かかる場合、閉弁位置では、低圧側の円形リブ34Bが第1環状部316に全周で当接する。これにより、パッキンなどを設けなくても、円形リブ34Bと第1環状部316との間において冷媒漏れは生じないため、部品点数の削減を図ることができる。 According to this embodiment, the second flow path 328 side can be the refrigerant inlet side (high pressure side), and the first flow path 315 side can be the refrigerant outlet side (low pressure side). In this case, in the closed valve position, the low pressure side circular rib 34B abuts against the first annular portion 316 all around. This prevents refrigerant leakage between the circular rib 34B and the first annular portion 316 without the need for a packing or the like, thereby reducing the number of parts.

さらに本実施形態によれば、回転運動を直線運動に変換する変換機構を設けておらず、第2ギヤ部34を回転させるのみで、第1流路315と第2流路328との間における冷媒の通過と遮断とを制御できるため、部品点数も少なく簡素且つ低背な構造を有する、低コストの電動弁を実現できる。 Furthermore, according to this embodiment, there is no conversion mechanism for converting rotational motion into linear motion, and the passage and blocking of refrigerant between the first flow path 315 and the second flow path 328 can be controlled simply by rotating the second gear portion 34, making it possible to realize a low-cost motor-operated valve with a small number of parts and a simple, low-profile structure.

また、駆動トルクが少なくて済むため、ステッピングモータの容量を低減でき、それにより省エネを図ることもできる。 In addition, because less drive torque is required, the capacity of the stepping motor can be reduced, thereby saving energy.

(変形例)
図5は、変形例にかかる第2ギヤ部44の斜視図であり、第2流路との相対位置を点線または一点鎖線で示している。第2ギヤ部44は、上記実施形態の電動弁1における第2ギヤ部34の代わりに用いることができる。第2ギヤ部34以外の構造については、上記実施形態と同様であるため、重複説明を省略する。
(Modification)
5 is a perspective view of the second gear portion 44 according to the modified example, and the relative position with respect to the second flow path is indicated by a dotted line or a dashed line. The second gear portion 44 can be used in place of the second gear portion 34 in the motor-operated valve 1 of the above embodiment. The structure other than the second gear portion 34 is the same as in the above embodiment, so a duplicated description will be omitted.

被駆動部である第2ギヤ部44は、円筒状の第2軸441と、第2軸441の周囲に同軸に形成された円盤状のフランジ部442と、フランジ部442の外周に形成された従動ギヤ443とを連設してなる。従動ギヤ443は、駆動ギヤ332に噛合する。 The second gear portion 44, which is the driven portion, is made up of a cylindrical second shaft 441, a disk-shaped flange portion 442 formed coaxially around the second shaft 441, and a driven gear 443 formed on the outer periphery of the flange portion 442. The driven gear 443 meshes with the drive gear 332.

フランジ部442を貫通する長孔(貫通開口)44Aが、第2軸441回りに凡そ300度の角度にわたって円弧状に延在するように形成されている。長孔44Aの一端は、第2流路328の内径と等しい半円形であり、一端から周方向に離間するにつれて幅が狭くなっている。 The long hole (through opening) 44A that penetrates the flange portion 442 is formed so as to extend in an arc shape over an angle of approximately 300 degrees around the second axis 441. One end of the long hole 44A is semicircular with the same inner diameter as the second flow path 328, and the width narrows as it moves away from the one end in the circumferential direction.

第2ギヤ部44が回動するにつれて、長孔44Aは第2流路328に対して相対変位する。点線で示す第2流路328との相対位置になるよう、長孔44Aが変位したときは、第2環状部329(図3参照)の全周が、フランジ部(ここでは遮蔽壁)442に当接することで、第2流路328に向かう冷媒の流れを遮断する。 As the second gear portion 44 rotates, the long hole 44A is displaced relative to the second flow path 328. When the long hole 44A is displaced to the position relative to the second flow path 328 shown by the dotted line, the entire circumference of the second annular portion 329 (see FIG. 3) abuts against the flange portion (here, the shielding wall) 442, blocking the flow of refrigerant toward the second flow path 328.

一方、一点鎖線で示す第2流路328との相対位置になるよう、長孔44Aが変位したときは、第2流路328の一部がフランジ部442に遮られることで流路断面積が減少し、それに応じて第2流路328に向かう冷媒の流れが制限される。 On the other hand, when the long hole 44A is displaced so that it is positioned relative to the second flow path 328 as shown by the dashed line, a portion of the second flow path 328 is blocked by the flange portion 442, reducing the flow path cross-sectional area, and accordingly restricting the flow of refrigerant toward the second flow path 328.

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されない。本発明の範囲内において、上述の実施形態の任意の構成要素の変形が可能である。また、上述の実施形態において任意の構成要素の追加または省略が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment. Any of the components of the above-described embodiment may be modified within the scope of the present invention. Any of the components of the above-described embodiment may be added or omitted.

1 電動弁
2 モータ部
3 ギヤ部
31 ケース基部
315 第1流路
316 第1環状部
32 ギヤケース
328 第2流路
329 第2環状部
33 第1ギヤ部
331 第1軸
332 駆動ギヤ
34,44 第2ギヤ部
341,441 第2軸
343,443 従動ギヤ
342,442 フランジ部
34A~34F 円形リブ
34A1 開口
34B1 遮蔽壁
34C2 第1円形開口
34D2 第2円形開口
34E2 第3円形開口
34F2 第4円形開口
GC ギヤ室

REFERENCE SIGNS LIST 1 Motor-operated valve 2 Motor section 3 Gear section 31 Case base 315 First flow path 316 First annular section 32 Gear case 328 Second flow path 329 Second annular section 33 First gear section 331 First shaft 332 Drive gear 34, 44 Second gear section 341, 441 Second shaft 343, 443 Driven gear 342, 442 Flange section 34A to 34F Circular rib 34A1 Opening 34B1 Shielding wall 34C2 First circular opening 34D2 Second circular opening 34E2 Third circular opening 34F2 Fourth circular opening GC Gear chamber

Claims (3)

モータと、
フランジ部を備え、前記モータにより回転駆動される被駆動部と、
流体の高圧側の流入路と低圧側の排出路とを備え、前記被駆動部を収容する筐体と、を有し、
前記フランジ部は、複数の貫通開口と遮蔽壁と、前記複数の貫通開口及び前記遮蔽壁のそれぞれの周囲に形成された円形リブとを有しており、前記被駆動部の回転位置に応じて、前記複数の貫通開口および前記遮蔽壁のうちの任意の一つが選択的に前記流入路と前記排出路の間に配置され、
前記複数の貫通開口は、互いに異なる開口数および断面積を備え
前記円形リブに対向して、前記筐体に環状部が形成されており、
前記流入路と前記排出路との圧力差により、前記被駆動部が前記筐体に対して軸線方向に移動し、前記円形リブが前記環状部に全周で当接することにより、前記貫通開口を囲む全周がシールされ、前記貫通開口のみを通じて前記流入路から前記排出路へと流体が流れる、
ことを特徴とする電動弁。
A motor;
a driven part including a flange part and rotated by the motor;
The drive mechanism includes a housing that includes a high-pressure inlet passage and a low-pressure outlet passage for a fluid and that houses the driven part;
the flange portion has a plurality of through openings, a shielding wall, and circular ribs formed around the plurality of through openings and the shielding wall, and any one of the plurality of through openings and the shielding wall is selectively disposed between the inlet path and the outlet path depending on a rotational position of the driven part,
The plurality of through openings have different numbers of openings and cross-sectional areas ,
An annular portion is formed on the housing opposite the circular rib,
A pressure difference between the inlet passage and the outlet passage causes the driven part to move in the axial direction relative to the housing, and the circular rib abuts against the annular part over the entire circumference, thereby sealing the entire circumference surrounding the through opening, and fluid flows from the inlet passage to the outlet passage only through the through opening.
A motor-operated valve.
前記モータの出力軸に駆動ギヤが形成され、前記被駆動部は、前記フランジ部の外周に形成され前記駆動ギヤに噛合する従動ギヤと、前記フランジ部を支持する軸とを有する、
ことを特徴とする請求項1に記載の電動弁。
A drive gear is formed on an output shaft of the motor, and the driven part has a driven gear formed on an outer periphery of the flange part and meshing with the drive gear, and a shaft supporting the flange part.
2. The motor-operated valve according to claim 1 .
前記円形リブは、前記フランジ部の両側面に、対向してそれぞれ一対形成され、前記筐体の環状部が、前記フランジ部を挟んで対向して一対形成されており、
一方の前記円形リブが一方の前記環状部に全周で当接したときは、他方の前記円形リブと他方の前記環状部との間に隙間が形成され、前記流入路側の流体は、前記隙間を介して前記被駆動部を収容する空間に供給される、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の電動弁。
The circular ribs are formed in pairs on both side surfaces of the flange portion, and a pair of annular portions of the housing are formed in pairs on both sides of the flange portion, and the pair of annular portions of the housing are formed in pairs on both sides of the flange portion,
When one of the circular ribs abuts against one of the annular portions over the entire circumference, a gap is formed between the other of the circular ribs and the other of the annular portions, and the fluid on the inlet side is supplied to the space accommodating the driven portion through the gap.
3. The motor-operated valve according to claim 1 or 2.
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