JPH0410532Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は電動膨張弁に関するものである。

（従来の技術） 冷凍装置において使用される電動膨張弁の従来
例としては、例えば実開昭60−182577号公報に記
載された膨張弁を挙げることができる。この電動
膨張弁を第３図に示すが、図において、５１は弁
本体であつて、この弁本体５１には側部に開口し
た第１通路５２と、端部に開口した第２通路５３
とがそれぞれ設けられている。そして上記第１通
路５２と第２通路５３とは流路５４を介して連通
しており、この流路５４内に弁座５５が形成され
ている。一方、上記弁本体５１の背部は、ケース
５６によつて密閉状に覆われているが、このケー
ス５６の外周部にコイル５７が、その内部にはロ
ータ５８がそれぞれ配置されており、ロータ５８
の外周には永久磁石５９が取着されている。すな
わち、コイル５７にパルス等の電気的入力を入力
することによつて、上記ロータ５８を回転駆動し
得るようにしてある。一方、上記弁本体５１の上
端中心部の位置には円筒状の固定軸受６０が取着
されており、この固定軸受６０には上記ロータ５
８の内周面に固定された円筒状の推進軸受６１が
螺着されている。そして、バネ６２により下方へ
押圧、付勢されている弁体６３が、このロータ５
８の軸心位置に固定軸受６０を貫通して配置され
ており、この弁体６３の先端部には弁部６４が一
体的に形成されている。したがつて、ロータ５８
が回転駆動されることにより、このロータ５８は
同時に軸方向の直進運動を伴い、さらに弁体６３
も軸方向に移動されることとなつて弁部６４と弁
座５５との間の開度が調整され、第１通路５２か
ら第２通路５３へと流れる冷媒量が調整されるの
である。

一方、上記ロータ５８上端面にはその軸心より
離れた位置にピン６５が立設されている。またロ
ータ５８の中心軸線上において、ケース５６に固
定して心棒６６を設け、この心棒６６に弾性金属
線材より成る螺旋状案内リング６７が捲着されて
いる。さらにこの螺旋状案内リング６７の螺旋溝
に卷装して回動かつ軸方向移動が可能なスライダ
６８を設けている。このスライダ６８には上記ピ
ン６５に当接し得るよう径方向に延びる当接片６
９が形成されている。

これらの部品より成る機構はロータ５８の停止
位置を定めるためのものである。すなわち、開弁
時においてはロータ５８が回転しながら上方へ移
動していくが、このときスライダ６８は当接片６
９を介してロータ５８に立設されているピン６５
により回転され、したがつて螺旋状案内リング６
７の螺旋溝に案内されて上昇していく。そして、
このスライダ６８が螺旋状案内リング６７の上端
部に達したときには、スライダ６８はそこで移動
が規制され、逆に当接片６９とピン６５とによつ
てロータ５８の回転および直進移動が停止される
こととなるのである。また閉弁時においてもスラ
イダ６８は螺旋状案内リング６７の下端部で移動
が規制され、ロータ５８が同様に停止される。

このように、ロータ５８の停止機構を設けるこ
とによつて、開弁時にもそれ程大きなトルクを必
要とせず、そのためコイル５７と永久磁石５９と
より成る電気的駆動機構が小形で済むという利点
がある。それは、弁部６４が弁座５５に当接し、
閉弁状態となつた後においても、電気的駆動機構
からは閉状態の信号入力が継続されているが、こ
のときロータ５８に与えられている回転トルク
は、上記のような停止機構がない場合には、弁体
６３の締付け力として作用し続けることとなる。
したがつて開弁に際しては、弁部６４前後の差圧
力に打ち勝つ力に加えて、さらに上記締付け状態
を解除するための力が必要になるためである。

（考案が解決しようとする問題点） ところで上記のような電動膨張弁においては、
ピン６５と弾性体スライダ６８とで停止機構を構
成しているため、ピン６５がスライダ６８に当つ
た状態で停止するときに、スライダ６８のばね力
によつてロータ５８は大きく反撥され逆方向の回
転が生ずる。またピン６５が弾性体スライダ６８
に当つた状態で停止しているとき、同方向にパル
スが入つている間は、磁気反撥によつてロータ５
８は１ステツプ角度分逆方向に動き、また元の位
置に戻されるという回転振動を生じており、した
がつてピン６５とスライダ６８の衝突、反撥が繰
り返されるので、このときの衝突音が大きいとい
う欠点がある。また逆方向への反撥動作も大きい
ため、軸受部の摩耗が大きいという欠点もある。
さらに、螺旋状案内リング６７の間をスライダ６
８が摺動するため、ガタツキが大きく、その摺動
音が薄肉のケースを通して外部へ大きく聞こえる
という問題もある。

この考案は上記した従来の欠点を解決するため
になされたものであつて、その目的は、パルスモ
ータ等によつて駆動される膨張弁の回転停止機構
に関し、ストツパー衝突音と反撥を小さくし得る
電動膨張弁を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） そこで、この考案の電動膨張弁は、ロータ９の
軸心部に軸方向へと後端面にまで延びる横断面非
円形の係合凹部１５を穿設し、一方上記弁本体１
の背部を覆うケース６にストツパ軸受２４を取着
し、このストツパ軸受２４には上記係合凹部１５
に係合すると共に軸方向に移動するストツパ２５
を螺着し、このストツパ２５の軸方向移動端部を
定める当接部材２６，２７を設けて成り、上記ス
トツパ２５と上記係合凹部１５との間には、電気
的駆動機構１３による上記ロータ９の単位回転変
位量よりも大きな隙間を設けてある。

（作用） 上記のようにストツパ２５はねじ送りにより移
動する構成であるので摺動音は小さく、、また停
止時にも従来例のようなバネ反力が生ずることが
ないので反撥動作が小さいと共に衝突音も小さく
することができる。さらにストツパ２５と係合凹
部１５との隙間をロータ９の単位回転変位量より
も大きく形成してあるので、停止時に磁気反撥に
より生ずる１ステツプ角度内のロータ９の回転振
動中もストツパ２５は係合凹部１５内で少なくと
も初期に当接していた壁面以外には当たることが
ないため、騒音の小さい電動膨張弁を構成するこ
とが可能である。

（実施例） 次にこの考案の電動膨張弁の具体的な実施例に
ついて、図面を参照しつつ詳細に説明する。

第１図において、１は弁本体を示しているが、
この弁本体１には、側部に開口した第１通路２
と、下端部へ開口した第２通路３とがそれぞれ形
成されている。上記両通路２，３は、流路４を介
して互いに連通しており、この流路４内に弁座５
が形成されている。また上記弁本体１の背部、す
なわち図において上部は、ケース６によつて密閉
状に覆われているが、このケース６はその上端部
に取着されたキヤツプ７を含むものである。そし
て上記ケース６の外周部にはコイル８が配置さ
れ、またケース６の内部にはロータ９が配置され
ている。１０はコイル固定板であるが、このコイ
ル固定板１０は、上端折曲部が上記キヤツプ７に
ねじ１１を介して取着され、コイル８の抜け止め
を行なうべく下端折曲部でコイル８の上端面を押
さえている。なおコイル８の下端部は弁本体１の
上端外周部に支持されている。上記ロータ９の外
周部には、永久磁石１２が取着され、この永久磁
石１２と上記コイル８とによつてロータ９を回転
駆動するための電気的駆動機構１３が構成されて
いる。つまり上記コイル８にパルス等の電気的入
力を入力することによつて、上記ロータ９を回転
駆動し得るようにしてあるのである。上記ロータ
９の軸心部には、軸方向へ延びると共に前端面
（図面上は下端面）に開口する円径の凹入孔１４
と、軸方向へと後端面（図面上に上端面）にまで
延びた係合凹部、すなわちガイド溝１５とが穿設
されている。

一方、上記弁本体１の上端中心部の位置には円
筒状の固定軸受１６が取着され、この固定軸受１
６に、上記凹入孔１４の内周面に固定された円筒
状の推進軸受１７が螺着されている。１８はリン
グ状のバネ受であつて、このバネ受１８は、推進
軸受１７の上端面と凹入孔１４の底面間に固定さ
れたものである。そしてこのバネ受１８および上
記固定軸受１６を通して上記流路４の開閉を行な
う弁体１９が出没自在に配置されており、この弁
体１９の先端部には弁部２０が形成されている。
なお弁体１９の上端部には弁体抜け止め用の上部
座金２１が取着されている。また弁体１９にはそ
の中途部に段部２２が形成されており、この段部
２２と上記バネ受１８との間にバネ２３が介設さ
れている。上記弁体１９はこのバネ２３によつ
て、下方、閉弁方向へと押圧、付勢されている。

一方、上記キヤツプ７には下方へと延びるスト
ツパ軸受２４が取着され、このストツパ軸受２４
が上記ガイド溝１５の中心部に挿入されている。
またこのガイド溝１５内にはストツパ２５が上下
方向に移動自在に配置されているが、このストツ
パ２５は上記ストツパ軸受２４に螺着されてい
る。このストツパ２５に対して、第２図に示すよ
うに、前記ガイド溝１５の溝幅ｄは、例えば同図
のようにストツパ２５の一方の角部ｘ点でこのガ
イド溝１５の一方の壁面１５ａに当接していると
きに、ロータ９が１ステツプ各θ左回りに回転し
たとしても、他方の角部ｙと他方の壁面１５ｂと
の間にはなお隙間が残るような寸法に形成されて
いる。したがつてロータ９が１ステツプ角θの変
位を伴う回転振動をする場合でも、ストツパ２５
が両壁面と衝突を繰り返してストツパ２５自身が
異常振動を引き起こすというようなことはない。

一方、ストツパ軸受２４には第１図のように上
下両端部に当接部材２６，２７が取着されてい
る。これらの当接部材２６，２７はそれぞれ例え
ば樹脂等の弾性材で製作された緩衝体２８，２９
と、緩衝体受３０，３１とから構成され、ストツ
パ２５の軸方向移動端部を定めている。つまり上
記弁体１９を閉弁方向へと導くべくロータ９が回
転しつつ下降した際に、上記ストツパ２５の下端
面が下側の当接部材２７の緩衝体２９に当接して
ロータ９のそれ以上の下降を規制し、一方上記弁
体１９を開弁方向へと導くべくロータ９が回転し
つつ上昇した際に、上記ストツパ２５の上端面が
上側の当接部材２６の緩衝体２８に当接して弁体
１９のそれ以上の上昇を規制し得るようにしてあ
るのである。またこのようにしてストツパ２５が
上側の当接部材２６に当接する場合においても、
回転しつつ上昇してきたロータ９の上端面が上側
の当接部材２６を越えて上方に位置するように、
ガイド溝１５の軸方向長さ、推進軸受１７のねじ
部のリード、ストツパ軸受２４のねじ部のリー
ド、および当接部材２６の取付位置が選定されて
いる。したがつて、ストツパ２５は常にロータ９
内部に位置するようになつているので、ストツパ
２５が発する衝突音等は緩和されて外部に伝わる
こととなり、騒音のより小さい構成となつている
のである。

また上記ロータ９とストツパ２５とは、上記ロ
ータ９を下降させた際に、まず最初に弁体１９の
弁部２０が弁座５に当接し、さらにそれから所定
距離だけ、上記バネ２３の力に抗してロータ９を
下降させたときに、上記ストツパ２５が下側の当
接部材２７に当接するような位置関係が選択され
ている。

さらにストツパ２５の停止時に、ストツパ軸受
２４がストツパ２５に締付けられるようなことが
ないように、ストツパ軸受２４のねじ部のリード
は前記推進軸受１７のねじ部よりも大きなリード
に設定されている。

上記した電動膨張弁においては、コイル８にパ
ルス等の電気的入力を入力することにより、ロー
タ９と共に推進軸受１７が回転する。この推進軸
受１７は、固定軸受１６に案内されている訳であ
るから、上記回転によつて軸方向に駆動され、こ
れにより弁体１９の弁部２０が弁座５に対して近
接、離反することになる。そして両者２０，５間
の開度を調整することによつて、第１通路２と第
２通路３との間を流れる冷媒量の調整を行なうの
である。

そして上記電動膨張弁においては、閉弁時、ロ
ータ９を下降させたときに、まず最初に弁体１９
の弁部２０が弁座５に当接し、これからさらに所
定距離だけロータ９が下降した際に、ストツパ２
５の下端面が下側の当接部材２７に当接し、ロー
タ９の下降が停止される。この状態では弁体１９
はバネ２３の力でもつて弁座５に当接されてい
る。このような構造によつて、閉弁後にさらにパ
ルスが入力され、コイル８の磁極位置変化とロー
タ９の永久磁石１２の磁極の反撥によつて、上記
ロータ９とこれに固定の推進軸受１７およびバネ
受１８が進退を繰返すような現象が生じても、こ
の現象は弁体には伝達されず、バネ２３による安
定した閉弁状態が得られる。一方このときロータ
９は上記磁気反撥により１ステツプ角度分逆方向
に動き、また元の位置に戻されるという回転振動
を生じているが、この間前述したようにガイド溝
１５とストツパ２５との間に設けた隙間によつ
て、ストツパ２５がガイド溝１５の両壁面１５
ａ，１５ｂ間で衝突を繰返すということはないの
で、余分な衝突音が発生することはない。またこ
の位置はロータ９の内部にあるので外部に聞こえ
る音も小さなものとなる。

また閉弁時においては、ロータ９を上昇させて
いくときに、所定距離だけ上昇した後で弁体１９
の弁部２０が弁座５から離反していき、さらにロ
ータ９を上昇させることによつて、弁部２０と弁
座５との開度が全開となり、このときロータ９の
上端面は上側の当接部材２６より上方に位置す
る。その後ストツパ２５の上端面が上側の当接部
材２６に当接し、ロータ９の上昇が停止される。
このとき前記と同様にさらにパルスが入力され、
磁気反撥によつてロータ９の回転振動が生じたと
しても、前述と同様の効果が与えられる。

以上の説明のように、この考案の電動膨張弁で
は、ストツパ２５の衝突部にバネ反力が加わらな
いため大きな反撥逆転の繰返しがなく、軸受ねじ
部の耐久性が向上する。またガイド溝１５とスト
ツパ２５との間に１ステツプ角以上に相当する隙
間を設けたため連続パルス入力時でも異常な振動
が生じない。さらにロータ９の内部で当接するも
のであるから、外部に聞こえる音も小さなものと
なる。さらにストツパ２５は送りねじで移動する
ものであるから摺動音も小さなものである。

また上記実施例ではストツパ２５のロータ１回
転当りの移動ピツチを弁体１９の移動ピツチより
も大きくしてあるので、ストツパ２５の停止時
に、ストツパ２５がストツパ軸受２４に締付けら
れるような現象を防止でき、そのため開弁に要す
る力が小さくなり、電気的駆動機構１３を小形化
することが可能となる。また推進軸受１７とスト
ツパ軸受２４とでロータ９の両側を支持している
ので、ロータ９が横振れして固定軸受１６と推進
軸受１７間及びストツパ軸受２４とストツパ２５
間の各ねじ部において騒音が発生するというよう
なことはない。またストツパ２５は軸方向移動端
部において緩衝材２８，２９に当接するので、発
生する騒音も小さなものとなる。

なお上記実施例においては係合凹部としてスリ
ツト状のガイド溝１５を例に挙げたが、これに限
定されるものではなく、長方形でもその他の多角
形でもよく、その形状に適合するストツパ形状と
の組合わせで任意の形状を選定することができ
る。またロータ９の回転運動を弁体１９の直進運
動に転換する機構として、固定軸受１６と推進軸
受１７を用いたものを例に挙げたが、これに限ら
れるものではなく、要するにこの機能を果たせる
ものであればどのような機構でもよい。またロー
タ９のガイド溝１５の内周面部分は、ストツパ２
５の移動を良好なものとするため樹脂等で別個構
成するようにしてもよい。

（考案の効果） この考案の電動膨張弁においては、ロータにス
トツパと係合する係合凹部を設け、またストツパ
とガイド溝との隙間を大きくしてあるとともに、
ストツパをねじ送りする構成であるので、ピンと
弾性体スライダとで停止機構を構成した従来例に
比較して、衝突時の反撥を小さくすることができ
ることとなり軸受部の耐久性を向上し得るし、さ
らにストツパの衝突音及び摺動音も小さくするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例における電動膨張
弁を示す断面図、第２図は第１図の−線に沿
う断面図、第３図は従来の電動膨張弁の断面図で
ある。 １……弁本体、２……第１通路、３……第２通
路、４……流路、５……弁座、６……ケース、９
……ロータ、１３……電気的駆動機構、１５……
ガイド溝（係合凹部）、１９……弁体、２４……
ストツパ軸受、２５……ストツパ、２６，２７…
…当接部材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 弁本体１に設けた第１通路２と第２通路３との
   間を連通させる流路４内に弁座５を設け、電気的
   駆動機構１３によつて回転駆動されるロータ９の
   回転により上記弁座５に当接、離反する方向に駆
   動される弁体１９を設けた電動膨張弁において、
   上記ロータ９の軸心部に軸方向へと後端面にまで
   延びる横断面非円形の係合凹部１５を穿設し、一
   方上記弁本体１の背部を覆うケース６にストツパ
   軸受２４を取着し、このストツパ軸受２４には上
   記係合凹部１５に係合すると共に軸方向に移動す
   るストツパ２５を螺着し、このストツパ２５の軸
   方向移動端部を定める当接部材２６，２７を設け
   て成り、上記ストツパ２５と上記係合凹部１５と
   の間には、上記電気的駆動機構１３による上記ロ
   ータ９の単位回転変位量よりも大きな隙間を設け
   たことを特徴とする電動膨張弁。