JP5725714B2 - 電動弁のコイルユニットの取付装置 - Google Patents

Description

本発明は、弁本体部の外周にコイルユニットを着脱自在に装着する電動弁におけるコイルユニットの固定装置に関する。

この種の電動弁は、非磁性金属でつくられるキャンと称される円筒形状の部材の内部にロータを装備し、キャンの外周に着脱自在に装着されるコイルユニットと組合せてステッピングモータを構成する。
ロータ回転は、必要に応じて歯車機構により減速された後、ねじ機構によって直線運動に変換され、弁本体内に配設される弁開度を制御する。
下記の特許文献は、この種の電動弁の構造を詳しく開示している。

特開２００６−２２６３６９号公報

弁本体側に着脱自在に装着されるコイルユニットは、円筒形状のキャンの外周に嵌合されるドーナツ形状を有し、キャンに嵌合した後に３本の弾性を有する取付部（板状部材）を備えた取付部材を用いて弁本体側に固定される。

コイルユニットは、キャンに対して円周上で４個所の取付姿勢を選択できるように構成されている。これは冷凍サイクル中に電動弁を配設する際に、コイルユニットの取付姿勢を相手機器に対して最適な姿勢に選択できるようにしたものである。
具体的には、キャンの外周部に形成される４個の突起に対してコイルユニット側に設けた３本の取付部のうちの１本の取付部に形成した打ち抜き等により形成された穴を嵌合させてコイルユニットを電動弁本体側に固定する。コイルユニットを電動弁本体のキャンに対して正確に位置決めし固定する必要があるため、取付部に形成される穴の直径は、キャンの外周部に形成される突起の最低部の直径よりもやや小さく形成されている。これにより前記穴が形成された取付部が前記突起を介してキャンを押圧し、穴が形成されていない取付部は直接キャンを押圧し、コイルユニットがキャンに対して正しく位置決めされると共に固定される。
しかし、上記嵌合の為の位置合わせが難しく、取付不良が発生するおそれがあった。

本発明の目的は、弁本体に対してコイルユニットを組付ける際に、上記の嵌合を容易に行い、かつその取付不良を防止する取付装置を提供するものである。

上述した本発明の目的を達成するために、本発明の電動弁は、弁室と、弁室に通ずる弁座と、弁座に対して離接する弁体を備えた弁本体と、弁本体に固着される非磁性金属材料でつくられる円筒形のキャンと、キャンの内部に回転自在に配設されるロータと、ロータの回転運動を直線運動に変換して弁体に伝達する機構と、円筒形のキャンの外側に着脱自在に取付けられるコイルユニットとを備え、コイルユニットをキャンに対して固定する取付装置は、キャンの外側に突出する突起と、コイルユニットに固着される弾性を有する複数の取付部を備え、複数の取付部の１つの取付部はキャンの突起に係合する穴を備えるとともに、該穴は、取付部の弾性により該突起の中心を自動的に穴の中心に案内する自動調芯機能を備える形状に形成されているものである。
そして、取付部に形成される穴は、コイルユニットの軸線方向に長手方向を有する卵型の穴であるか、又は、コイルユニットの軸線方向に長手方向を有するひし形の穴である。
さらに、取付部に形成される穴は、突起と係合する方向に大径部を有するテーパー穴であるか、又は、突起に係合する方向から工具を挿入してバーリング加工により形成される穴であることもできる。
また、本発明の電動弁は、弁室と、弁室に通ずる弁座と、弁座に対して離接する弁体を備えた弁本体と、弁本体に固着される非磁性金属材料でつくられる円筒形のキャンと、キャンの内部に回転自在に配設されるロータと、ロータの回転運動を直線運動に変換して弁体に伝達する機構と、円筒形のキャンの外側に着脱自在に取付けられるコイルユニットとを備え、コイルユニットをキャンに対して固定する取付装置は、キャンの外側に突出する突起と、コイルユニットに固着される弾性を有する複数の取付部を備え、複数の取付部の１つの取付部はキャンの突起に係合する穴と、突起を穴の中心に案内するために前記穴の近傍で前記取付部の両側面に設けられた案内手段とを備えるものである。
そして、案内手段は、取付部側面に設けられた切欠き、又は、へこみ部である。

本発明の電動弁は以上の構成を備えることにより、コイルユニットと弁本体側とを組立てる際に、取付部の穴と突起の位置は自動調芯され、その位置決めが容易となり、かつ組立不良は防止される。

本発明の電動弁の外観を示す説明図。 弁本体１０とキャン２０の組立部品を示す説明図。 コイルユニット５０の外観図。 電動弁を本体部とコイルユニットに分解した状態を示す斜視図。 コイルユニット５０と取付部材１００を分解した状態を示す斜視図。 従来の取付部１１０の穴１１２とキャン側の突起３０の関係を示す説明図。 本発明の実施例を示す説明図。 本発明の他の実施例を説明する説明図。 本発明の更に他の実施例を説明する説明図。 本発明の更に他の実施例を説明する説明図。 本発明の更に他の実施例を説明する説明図。 本発明の更に他の実施例を説明する説明図。

図１は、本発明の電動弁の外観を示す説明図である。
全体を符号１で示す電動弁は黄銅等の材料でつくられる円筒形状の弁本体１０を有し、弁本体１０に配管１２，１４が接続される。
弁本体１０内には弁室と弁座が設けられる。弁本体１０の上部にはステンレススチール等の非磁性材料でつくられる有底円筒形状のキャン２０が取付部２２を介して固着される。このキャン２０内には、円筒形状のロータが回転自在に装備される。ロータの回転はねじ機構により直線運動に変換され、弁座に対向する弁体を操作する。
弁座に対する弁体の位置を制御することにより、弁を通過する冷媒等の流量を制御する。

キャン２０の外周部には、コイルユニット５０が着脱自在に装着される。コイルユニット５０内には、電線を巻いたボビンが配置され、合成樹脂で一体化されている。コイルユニットの一側にはターミナルを収容するカバー部６０が設けられ、リード線６２により外部の給電側に連結される。
キャン外側のコイルユニットとキャン内側のロータは、ステッピングモータを構成し、コイルユニット側に給電されるパルスによりロータを所定の角度回転させる。
キャン２０を固着した弁本体１０は、ユニット部品として供給され、コイルユニット５０を組付けることで電動弁１は完成品となる。

図２は、弁本体１０とキャン２０の組立部品を示し、図３は、コイルユニット５０の外観図を示す。
キャン２０は取付部材２２を介して弁本体１０に固着される。
円筒形状のキャン２０の取付部材２２の近傍には、円周上に例えば４個の突起３０が形成される。この突起３０は、キャン２０の内側からポンチ、プレス等の工具を用いてキャン２０を加工することで形成される。この突起３０は半球状、あるいはその縦断面形状が円若しくは楕円の一部、又はその他の曲面を描くように形成されている。。
コイルユニット５０は、合成樹脂でコイルボビンを覆った部材であって、下部に樹脂製の複数のボス７０を有する。このボス７０に金属製の取付部材１００を嵌合させ、ボス７０を取付部材１００に溶着して取付部材１００を一体化する。
この取付部材１００は、弾性を有する金属板でつくられ、折曲げ加工により例えば３本の取付部が形成される。
３本の取付部のうち、１本の取付部１１０は取付用の穴を有し、他の２本の取付部１２０は穴を有せずに、それぞれ弾性によってキャン２０の外周を押圧することによりコイルユニット５０をキャン２０の外周部に確実に固定する機能を有する。

図４は、電動弁を本体部とコイルユニットに分解した状態を示す斜視図である。
前述したように、弁本体１０に対して取付部２２を有して固着されたキャン２０の弁本体側の近傍には、円周上に例えば等間隔に４個の突起３０が形成してある。
コイルユニット５０は、合成樹脂の内部にコイルボビンを封止した構造を有し、内側はキャン２０の外周部に嵌合される。コイルユニットはドーナツ状の形状を有するが、外側には給電を受けるためのターミナルを収容するカバー部６０が突出している。
コイルユニット５０の下面には、軸方向に突出する複数の円柱状のボス７０が設けてある。

取付部材１００は、弾性を有する金属板でつくられ、ボス７０に嵌合する複数の穴を備える。取付部材１００は、この穴をボス７０に嵌合し、ボスを溶着等の手段で加工して、取付部材１００をコイルユニット５０に固着する。
取付部材１００は金属板を折り曲げて形成される３本の取付部１１０，１２０を有する。そのうちの１本の取付部１１０にはキャン２０の突起３０に係合する穴１１２が形成されている。他の２本の取付部１２０は、突起に係合する穴を備えず、その弾性でコイルユニット５０をキャン２０に対して確実に固定する機能を有する。

図５は、コイルユニット５０と取付部材１００を分解した状態を示す斜視図である。
取付部材１００は、内側にキャン２０の外周部に挿入される空間１０４を有する円盤状の部材であって、コイルユニット５０のボス７０に係合する複数の取付穴１０２を有する。
取付部材を構成する金属板に切り取り加工と折り曲げ加工を加えて形成される３本の取付部１１０，１２０のうちの１本の取付部１１０は、キャンの突起に係合する穴１１２を有する。他の２本の取付部１２０は穴を備えずに、弾性でコイルユニットをキャンに対して確実に固定する機能を備える。

図６は、従来の取付部１１０の穴１１２とキャン側の突起３０の関係を示す説明図である。
従来の取付部１１０には、図６の（ａ）に示すように、打ち抜き等により丸穴１１２が形成されていた。すなわち、この丸穴１１２は、その内壁面が取付部１１０の表面と垂直となるように形成されていた。
コイルユニット５０とキャン３０を組立てる際に、コイルユニットをキャンの外側に嵌合した後に、コイルユニットを旋回動させて、取付部１１０の穴１１２を突起３０に係合させる。
この組立の際にコイルユニットとキャンの軸方向の位置が所定の位置にあれば、図６の（ｂ）に示すように、取付部１１０の穴１１２は、キャンの突起３０に正確に係合される。

しかしながら、コイルユニットとキャンの間の軸方向の位置が所定の位置により短いと、図６の（ｃ）に示すように、取付部１１０の穴１１２と突起３０は正しく係合しない。
同様にコイルユニットとキャンの間の軸方向の位置が所定の位置より長いと、図６の（ｄ）に示すように取付部１１０の穴１１２と突起３０は正しく係合しない。
したがって、上記の係合作業は面倒であり、また組立時に取付部１１０の穴１１２とキャンの突起３０が正しく係合されないとコイルユニットと弁本体側の固着状態は不安定となり、ステッピングモータの作動不良の原因となり、電動弁の機能は損なわれる。
本発明の取付装置は上述した不具合を解消する取付部材を提供するものである。

図７は、本発明の実施例を示す説明図である。
本発明の取付装置は、従来と同様にコイルユニット５０の下面に固着される取付部材１００を有する。取付部材１００はキャン側の突起３０に係合される係合脚として機能する取付部１１０と、単にキャンを押圧するだけの機能を備えた例えば２つの取付部１２０（図４、５）を有する。この取付部１１０は、図７の（ａ）に示すように卵型の穴２００を有する。穴２００はコイルユニット側の上部が小径部２０４に、下方が大径部２０２に形成された卵型に形成される。すなわち、突起３０を位置決めすべき位置を中心として円形の大径部２０２が形成され、該大径部２０２の上方に突出するように小径部２０４が形成され、そしてそれらの輪郭が直線で結ばれるようにして、前記穴２００が形成される。また上記の大径部２０２は、突起３０の最低部の直径よりもやや小さく設定されている。さらにこの実施例では、前記穴２００は例えば上記の形状をした型を用いた打ち抜き加工により形成され、その内壁面は、取付部１１０の表面に対して垂直に形成されている。
そこで、例えば、図７の（ｂ）に示すように、組立時に穴２００と突起３０の高さ方向の位置が不一致であっても、突起３０の頂点を卵型の穴２００の入口内に入れることが出来れば、取付部の弾性により卵型の穴２００の中心部（大径部２０２の中心部）に突起３０が案内されて自動的に調芯される。これにより突起３０が大径部２０２に係合され、コイルユニット５０がキャン２０の正確な位置に取り付けられる。

図８は、本発明の他の実施例を説明する説明図である。
図８の（ａ）に示す実施例にあっては、取付部１１０に形成される穴２１０は、上方が大径部２１２に、下方が小径部２１４に形成された倒立の卵型の穴２１０の形状を有する。
この例は図７に示した卵型の穴２００を上下逆にした形状であり、円形の輪郭を有する前記大径部２１２の中心は突起３０を位置決めすべき位置に設定されている。この倒立の卵型の穴２１０の持つ機能は図７で説明したものと同様である。
図８の（ｂ）に示す実施例にあっては、ひし形の穴２２０は、図７に示した実施例及び図８（ａ）に示した実施例の機能を併せ持つもので、円形の大径部２２２の上下に円形の小径部２２４を有し、かつそれらが直線で結ばれるようにされている。すなわち穴２２０は、上下方向に長軸を持つひし形を有する。したがって、上下の小径部２２４内に突起３０の中心が位置すれば、突起３０の中心は穴２２０の中央（大径部２２２の中心）に案内され、自動的に調芯される。

図９は、本発明の更に他の実施例を示す説明図である。
本実施例にあっては、取付部１１０に形成される穴３００は、図９の（ａ）、（ｂ）に示すように突起３０と対向する側の面（表面）の円が大きく、その反対側の面（裏面）の円が小さくなるようなテーパー状に（傾斜して）形成されている。このテーパー面の作用により突起３０の先端を前記穴３００の表面内に位置させることができれば、該突起３０はその中心が、穴３００の中心に位置するように案内され、自動的に調芯される。
また、テーパー面の傾斜角度及び突起３０の曲面を適宜設定することにより、テーパー面と突起３０との接触部分を、穴３００の表面端部ではなく該表面から裏面側に移動した位置とすることも出来、この分だけ穴３００の表面の円の直径を、打ち抜きにより穴を形成する場合に比較して大きくすることができる。これにより、穴３００内への突起３０の挿入をさらに容易に行うことが出来る。

図１０は、本発明の更に他の実施例を示す説明図である。
本実施例にあっては、取付部１１０に形成される穴４００は、突起３０が挿入される側から取付部１１０に工具を圧入するバーリング加工により形成される。
このバーリング加工により、取付部１１０の裏側には円筒状の突起４１０が形成されるとともに穴４００の表側の周囲にはＲ面４１２が形成される。
このＲ面４１２の作用により、突起３０の先端を穴４００の内側に位置させることができれば、突起３０はその中心が穴４００の中心に位置するように案内され、自動調芯される。
またこの例においても、図９に示した例と同様に、突起３０と対向する側の穴４００の最外周部の直径は、打ち抜きにより穴を形成する場合に比較して大きくすることが可能であり、この結果、該穴４００内への突起３０の挿入がさらに容易となる。

図１１は、本発明の更に他の実施例を説明する説明図である。
本実施例にあっては、取付部材１００の突起３０に係合する弾性金属版を脚状に折り曲げた取付部１１０は、中央に丸穴１１２を備える。そして、この取付部１１０の両側面には、突起３０を丸穴１１２の中心に案内するための案内手段であるへこみ部５００が設けられる。
このへこみ部５００は、弾性金属板でつくられる取付部１１０の両側部をプレス加工により変形部５１０を形成することにより構成することができる。

図１２は、本発明の更に他の実施例を説明する説明図である。
本実施例にあっては、取付部材１００の取付部１１０は、中央に丸穴１１２を備える。そして、この取付部１１０の両側面には、突起３０を丸穴１１２の中心に案内するための案内手段である切欠き６００が設けられる。
この切欠き６００は取付部１１０を切り抜くと同時に形成することができる。
この案内手段を設けることにより、取付部の両側面のいずれの側面から近づいて突起３０であっても、丸穴１１２の中心に案内することができ、確実な係合が達成される。
なお、図１１及び１２の例においては、丸穴１１２は打抜きにより形成されているが、図７〜１０に示される様に卵型やひし形、あるいはテーパ状、バーリング加工により形成された穴であっても良い。

本発明の電動弁にあっては、予め構成される弁本体部とコイルユニット側とを組立てる際に、弁本体のキャンに形成される突起とコイルユニット側の取付部の穴の位置に嵌合可能となるように案内され、確実に組立が達成される。

１ 電動弁
１０ 弁本体
２０ キャン
３０ 突起
５０ コイルユニット
６０ カバー部
７０ ボス
１００ 取付部材
１１０ 取付部
１１２ 丸穴
１２０ 取付部
２００ 卵型の穴
３００ ひし形の穴
４００ バーリング加工の穴
５００ へこみ部
６００ 切欠き

Claims (8)

1. 弁室と、弁室に通ずる弁座と、弁座に対して離接する弁体を備えた弁本体と、弁本体に固着される非磁性金属材料でつくられる円筒形のキャンと、キャンの内部に回転自在に配設されるロータと、ロータの回転運動を直線運動に変換して弁体に伝達する機構と、円筒形のキャンの外側に着脱自在に取付けられるコイルユニットとを備える電動弁であって、
   コイルユニットをキャンに対して固定する取付装置は、キャンの外側に突出する突起と、コイルユニットに固着される弾性を有する複数の取付部を備え、複数の取付部の１つの取付部はキャンの突起に係合する穴を備えるとともに、該穴は、取付部の弾性により該突起の中心を自動的に穴の中心に案内する自動調芯機能を備える形状に形成されている電動弁のコイルユニットの取付装置。
2. 取付部に形成される穴は、コイルユニットの軸線方向に長手方向を有する卵型の穴である請求項１記載の電動弁のコイルユニットの取付装置。
3. 取付部に形成される穴は、コイルユニットの軸線方向に長手方向を有するひし形の穴である請求項１記載の電動弁のコイルユニットの取付装置。
4. 取付部に形成される穴は、突起と係合する方向に大径部を有するテーパー穴である請求項１記載の電動弁のコイルユニットの取付装置。
5. 取付部に形成される穴は、突起に係合する方向から工具を挿入してバーリング加工により形成される穴である請求項１記載の電動弁のコイルユニットの取付装置。
6. 弁室と、弁室に通ずる弁座と、弁座に対して離接する弁体を備えた弁本体と、弁本体に固着される非磁性金属材料でつくられる円筒形のキャンと、キャンの内部に回転自在に配設されるロータと、ロータの回転運動を直線運動に変換して弁体に伝達する機構と、円筒形のキャンの外側に着脱自在に取付けられるコイルユニットとを備える電動弁であって、
   コイルユニットをキャンに対して固定する取付装置は、キャンの外側に突出する突起と、コイルユニットに固着される弾性を有する複数の取付部を備え、
   複数の取付部の１つの取付部はキャンの突起に係合する穴と、突起を穴の中心に案内するために前記穴の近傍で前記取付部の両側面に設けられた案内手段とを備える電動弁のコイルユニットの取付装置。
7. 案内手段は、取付部側面に設けられた切欠きである請求項６記載の電動弁のコイルユニットの取付装置。
8. 案内手段は、取付部側面に設けられたへこみ部である請求項６記載の電動弁のコイルユニットの取付装置。

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