(57)【要約】【課題】弁頭が弁座に噛み込むこともなく、また良好に逆転することもでき、全体の構成を簡易化しつつ、閉弁時のチャタリ現象を解消する。【解決手段】回転駆動体８に連動して進退し、弁筐１に設ける弁座２に弁頭４を着座及び離間させる弁棒３を備え、前記回転駆動体８と前記弁棒３とをネジ径に対するリードが大きい大リードネジを介して直結すると共に、前記回転駆動体の回転に伴う前記弁棒の連れ回りを阻止する回り止め体９を介在させた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動体に連動して進退し、弁筐に設ける弁座に弁頭を着座及び離間させる弁棒を備えたコントロールバルブにおいて、前記回転駆動体と前記弁棒とをネジ径に対するリードが大きい大リードネジを介して直結すると共に、前記回転駆動体の回転に伴う前記弁棒の連れ回りを阻止する回り止め体を介在させたことを特徴とするコントロールバルブ。
【請求項２】
前記弁棒を軸方向に付勢して前記弁棒の前記弁座に対する離間時の挙動を安定化させる弾性部材を介在させた請求項１記載のコントロールバルブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、主に空調機や冷凍機の冷媒配管に介装する電動膨張弁等のコントロールバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のバルブＶは、特公平３−３０７５０号公報に開示され、且つ図９に示すように、弁筐Ｄに設ける弁座Ｚに円錐形の弁頭Ｈを着座及び離間させる弁棒Ｎを備える。弁棒Ｎは弁筐Ｄに立設する雄ネジ管Ｍの内部に挿通され、その後端部をステッピングモータＳのロータＲの横断壁Ｗに突入させ止め輪Ｙで止めている。弁棒Ｎと横断壁Ｗとの間には弁棒押えバネＱを介装している。
【０００３】
雄ネジ管Ｍの外側には、ロータＲに一体化した雌ネジ管Ｆを螺合し、ロータＲの所定角度の正逆回転により弁棒Ｎを進退させ、弁座Ｚと弁頭Ｈとの間の開口面積を変化させて流量制御するようにしている。ケース上蓋Ｕの垂下軸Ｔに巻付けた螺旋ガイドＧに沿って、ロータＲ上の立設杆Ｊにより連れ回りする可動ストッパーＫを動かし、下側係止部Ｂ及び上側係止部Ｅでの当接係止により、ロータＲの回転範囲ひいては弁棒Ｎの進退範囲を規制している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上の従来のコントロールバルブＶでは、弁座Ｚに弁棒Ｎの弁頭Ｈを着座させる閉弁時、可動ストッパーＫが下側係止部Ｂに当接係止され、弁棒押えバネＱのばね力だけで弁頭Ｈを弁座Ｚに押し付けることになる。このため、閉鎖された弁座Ｚの前後に冷媒圧力の過渡的変化等により、弁棒押えバネＱの押し付け力以上の過大な差圧が開弁方向に作用すると、弁棒Ｎがリフトして閉弁を維持できない問題が起こる。実際には、開弁と閉弁を短時間に繰り返すいわゆるチャタリ現象が発生してしまう。
【０００５】
ここで、閉弁を弁棒押えバネＱに頼るのではなく、弁棒Ｎを弁座Ｚに直接ネジで締め付ける構造にすることが考えられる。しかし、単にネジで締め付ける構造に変えても、弁頭Ｈが弁座Ｚに噛み込むと共に、ネジ山が潰れてネジの逆転による開弁も不可となる問題が生じる。
【０００６】
本発明では、大リードネジと回り止め構造とを組み合わせて採用することにより、弁棒を弁座に直接押し付ける構造とし、このようにしても弁頭が弁座に噛み込むこともなく、また良好に逆転することもでき、全体の構成を簡易化しつつ、閉弁時のチャタリ現象を解消できるコントロールバルブを提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、上記課題を解決するため、回転駆動体に連動して進退し、弁筐に設ける弁座に弁頭を着座及び離間させる弁棒を備えたコントロールバルブにおいて、前記回転駆動体と前記弁棒とをネジ径に対するリードが大きい大リードネジを介して直結すると共に、前記回転駆動体の回転に伴う前記弁棒の連れ回りを阻止する回り止め体を介在させた。
【０００８】
これにより、弁棒を回転駆動体により直接弁座に押し付けることができ、閉弁時のチャタリ現象を解消できる。しかも、弁棒は回り止め体によりその回転が阻止された状態で弁座に押し付けられるため、弁頭が弁座に噛み込むのも防止できる。また、大リードネジにより、ネジ山が潰れるのを防止でき、逆転による開弁も良好にできる。さらに、弁棒を直接駆動するため、従来要した弁棒の進退範囲を規制する可動ストッパーなどの特別な機構も必要なく、構成を簡易にできる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、大リードネジを採用しつつも、流量制御時等の開弁時における流路開口面積の変動等を少なくするため、前記弁棒を軸方向に付勢して前記弁棒の前記弁座に対する離間時の挙動を安定化させる弾性部材を介在させた。
【００１０】
これにより、回転駆動体と弁棒との間の大リードネジによる隙間がほぼ一定に保たれ、弁座の入出口間の圧力変化に起因した弁棒の移動や振動等を抑制でき、流路面積が変化するのを低減できる。又、冷媒が通過する際に弁棒が振動して異常音を発するのも低減できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、大容量電動弁への適用例を示し、弁筐１には第１接続配管１１と第２接続配管１２とを直交状に結合している。例えば、第１接続配管１１は室外ユニット側に、第２接続配管１２は室内ユニット側に接続される。弁筐１の内部には弁座２を設け、四角柱を呈する弁棒３の先端に一体化したニードル形の弁頭４を臨ませている。尚、弁頭４はニードル形でなくともよい。弁棒３の進退により流路開口面積を変化させ、流量を閉弁時の０から全開時まで連続的に制御できるようにしている。
【００１２】
弁棒３は、遊星歯車減速機５を間に介在させて、ステッピングモータ６のマグネットロータ６１に連動させている。遊星歯車減速機５は、弁筐１に取付ける下蓋７１及びこれに被せる上蓋７２から成る減速機ケース７に内装している。マグネットロータ６１は、上蓋７２に嵌め込むロータケース６２に内装している。ロータケース６２の外側には、ステータコイル６３を嵌合している。モータシャフト６０は上部軸受６４及び下部軸受６５に支持している。
【００１３】
図２，３に示すように、遊星歯車減速機５は、モータシャフト６０に一体的に結合する第１太陽歯車Ｓ１、該第１太陽歯車Ｓ１及び外側に固定する内歯歯車Ｄ０に噛み合う３つの第１遊星歯車Ｕ１，Ｕ１，Ｕ１、これら第１遊星歯車を保持する第１キャリアＲ１、該第１キャリアＲ１の反モータ側に一体化し且つモータシャフト６０に遊挿する第２太陽歯車Ｓ２、該第２太陽歯車Ｓ２及び外側の内歯歯車Ｄ０に噛み合う３つの第２遊星歯車Ｕ２，Ｕ２，Ｕ２、これら第２遊星歯車を保持する第２キャリアＲ２を有する。弁棒３を駆動する回転駆動体となる第２キャリアＲ２の下部には、弁棒３とネジ嵌合するボス８を一体化している。
【００１４】
弁棒３の四角柱部は、弁筐１に圧入する有底筒状の回り止め体９に設けた角抜き四角穴９０に挿通し、ボス８の回転に伴う弁棒３の連れ回りを阻止するようにしている。尚、回り止め構造は、四角を利用する他、他の多角形等を利用してもよい。
【００１５】
弁棒３の中間部にはバネ受け９１を係止させ、弁筐１側の回り止め体９との間に圧縮バネから成る弾性部材９２を介在させ、弁棒３を軸方向上側に付勢し、弁棒３の弁座２に対する離間時の挙動を安定化させている。
【００１６】
尚、遊星歯車減速機５の各歯車Ｓ１、Ｕ１、Ｒ１、Ｓ２、Ｕ２、Ｒ２は、軸方向上下に互いに接触して密に組付けている。また、第２キャリアＲ２の上面には、モータシャフト６０の下端を受止めるスラストプレート９３を介装している。
【００１７】
図４に示すように、弁棒３とボス８とは、平均ネジ径の円周長さ（ｑ）に対するネジリード（ｒ）が大、すなわち、ネジ勾配（ｒ／ｑ）を８％以上とした大リードネジ３０，８０を介して直結している。弁棒３側に大リードの雄ネジ３０、ボス８側すなわち回転駆動体側に大リードの雌ネジ８０を設けたが、雄雌の関係は逆でもよい。
【００１８】
図５は、減速機を設けない直動式電動弁への適用例を示し、弁筐１には第１接続配管１１と第２接続配管１２とを直交状に結合している。例えば、第１接続配管１１は室外ユニット側に、第２接続配管１２は室内ユニット側に接続される。弁筐１の内部には弁座２を設け、四角柱を呈する弁棒３の先端に一体化したニードル形の弁頭４を臨ませている。尚、弁頭４はニードル形でなくともよい。弁棒３の進退により流路開口面積を変化させ、流量を閉弁時の０から全開時まで連続的に制御できるようにしている。
【００１９】
弁棒３は、回転駆動体を構成するステッピングモータ６のマグネットロータ６１０に直接連動させている。マグネットロータ６１０は、弁筐１に取付ける下フランジ６６に被せるロータケース６７に内装している。ロータケース６７の外側には、ステータコイル６３を嵌合している。マグネットロータ６１０の中心部に設ける軸穴６２０の上部は、段付き円柱状の上部軸受６４０に受入れている。マグネットロータ６１０の下部はフロントプレート６５０にスラスト支持している。
【００２０】
図６，７に示すように、弁棒３の四角柱部は、フロントプレート６５０の受入穴６６０，６６０にピン９６０，９６０を受入れて回転不能に取付けたブロック状の回り止め体９の四角穴９００に挿通し、マグネットロータ６１０の回転に伴う弁棒３の連れ回りを阻止するようにしている。尚、回り止め構造は、四角を利用する他、他の多角形等を利用してもよい。
【００２１】
弁棒３の上端と上部軸受６４０の間には圧縮バネから成る弾性部材９２０を介在させ、弁棒３を軸方向下側に付勢し、弁棒３の弁座２に対する離間時の挙動を安定化させている。
【００２２】
図８に示すように、弁棒３とマグネットロータ６１０とは、平均ネジ径の円周長さ（ｑ）に対するネジリード（ｒ）が大、すなわち、ネジ勾配（ｒ／ｑ）を８％以上とした大リードネジ３００，８００を介して直結している。弁棒３側に大リードの雄ネジ３００、回転駆動体側に大リードの雌ネジ８００を設けたが、雄雌の関係は逆でもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明コントロールバルブの第一実施形態の縦断面図。
【図２】同第一実施形態の下方から見た組立図。
【図３】同第一実施形態の上方から見た組立図。
【図４】同第一実施形態の大リードネジの説明図。
【図５】本発明コントロールバルブの第二実施形態の縦断面図。
【図６】同第二実施形態の下方から見た組立図。
【図７】同第二実施形態の上方から見た組立図。
【図８】同第二実施形態の大リードネジの説明図。
【図９】従来のコントロールバルブの縦断面図。
【符号の説明】
１  弁筐
２  弁座
３  弁棒
４  弁頭
８（６１０）  回転駆動体
３０，８０（３００，８００）  大リードネジ
９  回り止め体
９２，９２０  弾性部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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