JPH0821556A - 電動流量制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】弁ハウジングを鍛造等で容易に製作することが
でき、弁筐開口部や弁座及び連通弁口が熱変形しない構
造の電動流量制御弁を提供することにある。 【構成】弁室１に連通する一次口１ａ及び二次口１ｂを
有し二次口側隔壁２の連通弁口３に弁座３ａを設けた弁
本体Ａと、この弁本体の弁口弁座３ａに接離する棒状の
ニードル弁５と、弁本体Ａに連設されるキャン６ａ及び
該キャン６ａの内側又は外側に配置されるステータコイ
ルＤと、このステータコイルの通電励磁によって回転さ
れる弁開閉方向に位置移動可能なロータＣと、このロー
タ回転によるねじ送り作用でニードル弁５を開閉作動さ
せる弁作動機構Ｂとを具備する電動流量制御弁におい
て、この弁ハウジング26を弁本体部Ａ′とキャン部６
ａ′を有する金属製の一体化部品で構成し、一次口１ａ
及び二次口１ｂに対する配管接続口を弁本体部Ａ′と一
体の突出口27ａ，27ｂで形成したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は冷凍サイクルに用いられ
る冷媒のような流体の流量制御に使用する電動流量制御
弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は冷媒の流量制御を行う従来の電動
流量制御弁を示す縦断面図であって、この従来の電動流
量制御弁は、弁室１に連通する一次口１ａ及び二次口１
ｂを有し二次口側隔壁２の連通弁口３に弁座３ａを設け
た弁本体Ａと、この弁本体Ａの弁座３に接離する弁部４
を有した棒状のニードル弁５と、前記弁本体Ａの二次口
１ｂと反対側になる外側部（弁筐開口部）に溶接固定さ
れる受け体１７を有した円筒状のキャン６ａと、このキ
ャン６ａの外側に配置されるステータコイルＤと、前記
キャン６ａの内側に配置されステータコイルＤの通電励
磁によって回転される弁開閉方向に位置移動可能なロー
タＣと、このロータの回転によるねじ送り作用でニード
ル弁５を開閉作動させる弁作動機構Ｂとを具備する。
なお、前記弁本体Ａの一次口１ａ及び二次口１ｂは凹状
の弁室連通穴で形成され、この凹状の弁室連通穴に継手
パイプＰａ，Ｐｂを溶接固定して、前記一次口１ａ及び
二次口１ｂに対する配管接続口（冷凍サイクルの冷媒流
通配管を接続する口）が構成されている。

【０００３】前記ロータＣは内周に雌ねじ２１を有する
筒状のブッシュ２２と、外周に多極着磁された円筒形状
をなす焼結品の永久磁石１６と、筒状をなす合成樹脂製
のスリーブ１５とが、該スリーブの射出成形により一体
化された構造となっている。また、弁作動機構Ｂは前記
ブッシュ２２の内周雌ねじ２１を雄ねじ管１８（弁本体
Ａの弁筐突出口に嵌合固定されている）の外周雄ねじに
螺合させて、このねじ送り作用でニードル弁５を開閉作
動させる構成となっている。

【０００４】前記雄ねじ管１８の内側に挿入されたニー
ドル弁５は、その上端軸部をスリーブ１５の上部隔壁中
心孔に挿通し、前記ロータＣと一体に移動するように軸
止具２３で止着されている。そして、前記ロータＣをス
テータコイルＤの通電励磁によって回転させると、該ロ
ータＣが弁作動機構Ｂによるねじ送り作用で回転しなが
ら軸心方向に移動し、このロータＣの回転移動によりニ
ードル弁５を開閉方向に移動させ、ステータコイルＤに
与えられるパルス信号に対応した流体流量を制御できる
ようになっている。

【０００５】かかる従来の電動流量制御弁を密閉型の構
成とした場合には、例えば図５に示す電動流量制御弁が
考えられる。図５は閉弁状態で示す縦断面図であって、
図中Ａは弁室１に連通する一次口１ａと二次口１ｂを有
し、二次口側隔壁２の連通弁口３に弁座３ａを設けた弁
本体で、この弁本体Ａの一次口１ａ及び二次口１ｂは凹
状の弁室連通穴で形成され、この凹状の弁室連通穴に継
手パイプＰａ，Ｐｂを図示の如く溶接固定して、一次口
１ａ及び二次口１ｂに対する配管接続口（冷凍サイクル
の冷媒流通配管を接続する口）が構成されている。

【０００６】６ａは弁本体Ａの二次口１ｂと反対側にな
る外側部（弁筐開口部）に溶接固定された上端が開口す
る円筒状のキャン、７はこのキャン６ａの上端開口部に
溶接して固定されるカバーで、このカバー７と前記キャ
ン６ａとで密閉ケース６が構成されている。なお前記カ
バー７の突出口には、外方及び内方に突出する複数本例
えば４本のハーメチック端子８がガラスやセラミックス
等のハーメ材８ａを介して固着されている。

【０００７】Ｄは前記密閉ケース６の外部と遮断された
内部空間に内蔵されるステータコイルで、このステータ
コイルＤは複数の巻線ボビン部１１と、ロータＣのシャ
フト部１５ａをガイドし前記ロータＣを回転支承する軸
受部１２とを有する電気絶縁樹脂（例えばポリフェニレ
ンサルファイド樹脂）の成形ボビン２０を射出成形する
時に、極歯を有する複数のヨーク１０と、ハーメチック
端子８が電気的に結合される複数のコンタクト１４を一
体的にインサート固定し、前記ボビン部に前記コンタク
ト１４に電気接続されるコイル１３を巻線した一体化構
造の成形巻線体として構成されている。

【０００８】前記ヨーク１０の極歯は、成形ボビン２０
の内周面に露出し、前記ヨーク１０のフランジは、その
外周部が成形ボビン２０の外周に部分的に露出して、前
記キャン６ａの内周面に当接することにより磁路を形成
している。

【０００９】前記ロータＣはステータコイルＤの軸受部
１２にガイドされる回転支承用のシャフト部１５ａを有
したスリーブ１５と、このスリーブ１５の外周に固着さ
れる円筒状の永久磁石１６とで構成され、前記スリーブ
１５の中心部には棒状のニードル弁５が一体的に固定さ
れている。

【００１０】そして、このニードル弁５の外周雄ねじ部
と、この雄ねじ部に噛合する雌ねじ部を有し前記弁本体
Ａの弁筐開口部に嵌着される螺口体１９とによって弁作
動機構Ｂが構成されている。

【００１１】前記シャフト部１５ａとニードル弁５は、
ロータＣの回転中心に位置し、前記シャフト部１５ａに
はバネ９が巻装されている。このバネ９はニードル弁５
のねじ螺合部が離脱した時に、ねじ端面同士が常に当接
するように荷重を印加するコイルスプリングであって、
ロータＣの重量以上のバネ荷重を有する。

【００１２】前記構成の電動流量制御弁は、ステータコ
イルＤの通電励磁によってロータＣが回転されると、こ
のロータＣ及びニードル弁５が弁作動機構Ｂのねじ送り
作用で回転しながら軸心方向に移動し、このニードル弁
５の開閉移動によってステータコイルＤに与えられるパ
ルス信号に対応した流体の流量制御を行うことができ
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】図４に示す従来の電動
流量制御弁は、弁本体Ａに継手パイプＰａ，Ｐｂとキャ
ン受け体１７を溶接（銀ろう付）して組立ており、また
図５に示す電動流量制御弁も同様に、弁本体Ａに継手パ
イプＰａ，Ｐｂとキャン６ａを溶接（銀ろう付）して組
立てることになるので、組立が面倒で製品コストが高く
なる欠点があり、しかも継手パイプＰａ，Ｐｂとキャン
６ａ又はキャン受け体１７を弁本体Ａに溶接する時に、
弁本体Ａが溶接熱（銀ろう付が可能な８００度Ｃ程度の
温度までバーナ加熱される）によって変形を起こす。特
に、弁本体Ａの弁筐開口部と弁座３ａ及び連通弁口３が
熱変形する。

【００１４】弁筐開口部の変形は、螺口体１９や雄ねじ
管１８の嵌着ができなくなり、弁座３ａ及び連通弁口３
の変形は全閉時の弁洩れと流量特性の変化に影響を与え
る。更に、溶接（銀ろう付）時の酸化スケールを除去す
る目的で酸洗処理を行う必要があるが、この酸洗処理に
より上記部分の寸法が拡大するため、前記のような不具
合を増長させていた。一例では、弁洩れ量が１０倍、流
量増が５％となるため、銀ろう付及び酸洗処理後に弁筐
開口部と弁座３ａ及び連通弁口３の精度を機械加工によ
り得ていた。従って、製品コストが高くなり、また加工
時の不良も発生していた。

【００１５】本発明は前記従来の問題を解消するために
なされたもので、その目的は弁ハウジングを鍛造等によ
って容易に製作することができ、その製作時において
も、また冷媒流通配管の溶接接続時においても、弁筐開
口部や弁座及び連通弁口が熱変形しない構造の電動流量
制御弁を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は弁室１に連通する一次口１ａ及び二次口
１ｂを有し二次口側隔壁２の連通弁口３に弁座３ａを設
けた弁本体Ａと、この弁本体の弁口弁座３ａに接離する
棒状のニードル弁５と、前記弁本体Ａに連設されるキャ
ン６ａと、このキャン６ａの内側又は外側に配置される
ステータコイルＤと、このステータコイルの通電励磁に
よって回転される弁開閉方向に位置移動可能なロータＣ
と、このロータ回転によるねじ送り作用でニードル弁５
を開閉作動させる弁作動機構Ｂとを具備する電動流量制
御弁において、弁本体部Ａ′とキャン部６ａ′とを金属
製の一体化部品例えば鍛造品で構成し、前記一次口１ａ
及び二次口１ｂに対する配管接続口を弁本体部Ａ′と一
体の突出口２７ａ，２７ｂで形成したことを特徴とす
る。

【００１７】なお、前記キャン部６ａ′はその端面が開
口し、前記ステータコイルＤがキャン内側に配置される
場合には、前記キャン部６ａ′の端面開口部にコイル通
電用のハーメチック端子８を有する密閉蓋２８を被着
し、また前記ステータコイルＤがキャン外側に配置され
る場合には、前記キャン部６ａ′の端面開口部にロータ
内装室２９を密閉するキャン蓋３０を被着することが望
ましい。

【００１８】

【作用】この電動流量制御弁の本来の作用は、従来例と
同様であるが、本発明においては、従来の弁本体Ａとキ
ャン６ａを一体にした弁本体部Ａ′及びキャン部６ａ′
を有する金属製の一体化部品で弁ハウジング２６を構成
し、一次口１ａ及び二次口１ｂに対する配管接続口を弁
本体部Ａ′と一体の突出口２７ａ，２７ｂで形成したの
で、弁ハウジング２６を鍛造と孔明け加工によって容易
に製作することができ、その製作時においても、また冷
媒流通配管の溶接接続時（前記突出口２７ａ，２７ｂの
端部に冷媒流通配管を溶接して接続する場合）において
も、弁筐開口部や弁座３ａ及び連通弁口３が熱変形する
ことがなく、電動流量制御弁としての精度を向上させる
ことができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例を図１に従い説
明する。この第１の実施例は、図５に示す電動流量制御
弁（構成の説明を簡素化するため、図１の構成部品と図
５の構成部品の対応するものに同一符号を付し、図５の
説明で述べた部分については説明を省略する）におい
て、弁本体部Ａ′とキャン部６ａ′を弁ハウジング２６
として金属製の一体化部品例えば鍛造品で構成し、弁本
体部Ａ′に設けられる弁室１及び弁口３と一次口１ａ及
び二次口１ｂを孔明け加工によって形成し、該一次口１
ａ及び二次口１ｂに対する配管接続口を弁本体部Ａ′と
一体の突出口２７ａ，２７ｂで形成したもので、この突
出口２７ａ，２７ｂの突出長さは、その口端部に冷媒流
通配管（図示せず）を溶接して接続する時に、弁筐開口
部や弁座３ａ及び連通弁口３が溶接熱によって変形しな
い長さ（例えば２cm〜３cm程度の長さ）とされている。

【００２０】前記キャン部６ａ′は、その上端面が開口
し、この端面開口部にコイル通電用のハーメチック端子
８を有する密閉蓋２８がカシメ等の固定手段によって図
示の如く被着され、気密性を確保するため半田付けや接
着剤（図示せず）で封止されている。なお、図中１０ａ
は外ヨークで、前記弁ハウジング２６が鉄材で形成され
る場合には不要となる。

【００２１】図２は本発明の第２の実施例を示す。この
第２の実施例は、図４に示す従来公知の電動流量制御弁
（構成の説明を簡素化するため、図２の構成部品と図４
の構成部品の対応するものに同一の符号を付し、従来例
の説明で述べた部分については説明を省略する）におい
て、弁本体部Ａ′とキャン部６ａ′を弁ハウジング２６
として金属製の一体化部品例えば鍛造品で構成し、弁本
体部Ａ′に設けられる弁室１及び弁口３と一次口１ａ及
び二次口１ｂを孔明け加工によって形成し、この一次口
１ａ及び二次口１ｂに対する配管接続口を弁本体部Ａ′
と一体の突出口２７ａ，２７ｂで形成したもので、この
突出口２７ａ，２７ｂの突出長さは、その口端部に冷媒
流通配管（図示せず）を溶接して接続する時に、弁筐開
口部や弁座３ａ及び連通弁口３が溶接熱によって変形し
ない長さ（例えば２cm〜３cm程度の長さ）とされてい
る。

【００２２】前記キャン部６ａ′はその上端面が開口
し、この端面開口部にロータ内装室２９を密閉するキャ
ン蓋３０がカシメ等の固定手段によって図示の如く被着
され、気密性を確保するため半田付けや接着剤（図示せ
ず）で封止されている。

【００２３】以上のような電動流量制御弁が空気調和機
などの冷凍サイクル中の配管間に介在される膨脹弁とし
て用いられる場合には、直動式膨脹弁となり、ステッピ
ングモータにより駆動され、弁口３に設けられた弁座３
ａとニードル弁５との間の隙間を変化させて、冷媒流量
を調整するのである。

【００２４】ニードル弁５は送りネジを介してロータＣ
に結合され、ロータＣは弁座３ａを設けた弁本体部Ａ′
と、冷凍サイクル側と外部とを分離するキャン部６ａ′
からなる密閉室内または前記弁本体部Ａ′とキャン部６
ａ′及び該キャン部に固定されるカバーからなる密閉室
内に設けられると共に、前記キャン部６ａ′の外側又は
内側に配置された駆動巻線すなわちステータＤによって
駆動され、ロータＣとステータＤとによりステッピング
モータが構成されるのである。

【００２５】図３は本発明の第３の実施例を示す。この
第３の実施例は、図１に示す電動流量制御弁（構成の説
明を簡素化するため、図１の構成部品と図３の構成部品
の対応するものに同一の符号を付して、共通部分の構成
説明を省略する）において、弁本体部Ａ′とキャン部６
ａ′を弁ハウジング２６として金属製の一体化部品例え
ば鍛造品で構成し、弁本体部Ａ′に設けられる弁室１及
び弁口３と一次口１ａ及び二次口１ｂを孔明け加工によ
って形成したもので、この一次口１ａ及び二次口１ｂを
ブロック継手３１等が図示の如く挿入接続可能な長さの
長い弁室連通孔で形成して、突出口２７ａ，２７ｂをな
くした点が図１に示す電動流量制御弁と相違している。

【００２６】

【発明の効果】本発明の電動流量制御弁は、弁本体部
Ａ′とキャン部６ａ′とを金属製の一体化部品で構成
し、一次口１ａ及び二次口１ｂに対する配管接続口を弁
本体部Ａ′と一体の突出口２７ａ，２７ｂで形成したの
で、弁ハウジング２６を鍛造と孔明け加工によって容易
に製作することができ、その製作時においても、また冷
媒流通配管の溶接接続時（前記突出口２７ａ，２７ｂの
端部に冷媒流通配管を溶接して接続する場合）において
も、弁筐開口部や弁座３ａ及び連通弁口３が熱変形する
ことがなく、電動流量制御弁としての精度を向上させる
ことができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による電動流量制御弁を
閉弁状態で示した縦断面図。

【図２】本発明の第２の実施例による電動流量制御弁を
閉弁状態で示した縦断面図。

【図３】本発明の第３の実施例による電動流量制御弁を
閉弁状態で示した縦断面図。

【図４】従来の電動流量制御弁を閉弁状態で示した縦断
面図。

【図５】図４に示す従来の電動流量制御弁を密閉型とし
た場合の例を閉弁状態で示した縦断面図。

【符号の説明】

Ａ′…弁本体部、 １…弁室、 １ａ…一次口、 １ｂ
…二次口、 ２…二次口側隔壁、 ３…連通弁口、 ３
ａ…弁座、 ５…ニードル弁、 ６ａ′…キャン部、
Ｂ…弁作動機構、 Ｃ…ロータ、 Ｄ…ステータコイ
ル、 ８…ハーメチック端子、 ２６…弁ハウジング、
２７ａ，２７ｂ…突出口、 ２８…密閉蓋、 ２９…
ロータ内装室、 ３０…キャン蓋。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁室に連通する一次口及び二次口を有し
   二次口側隔壁の連通弁口に弁座を設けた弁本体と、この
   弁本体の弁口弁座に接離する棒状のニードル弁と、前記
   弁本体に連設されるキャンと、このキャンの内側に配置
   されるステータコイル及び該ステータコイルの通電励磁
   によって回転される弁開閉方向に位置移動可能なロータ
   と、このロータ回転によるねじ送り作用で前記ニードル
   弁を開閉作動させる弁作動機構とを具備する電動流量制
   御弁において、弁本体部とキャン部とを金属製の一体化
   部品で構成し、前記一次口及び二次口に対する配管接続
   口を弁本体部と一体の突出口で形成したことを特徴とす
   る電動流量制御弁。
2. 【請求項２】 前記キャン部が端面開口し、このキャン
   部の端面開口部にコイル通電用のハーメチック端子を有
   する密閉蓋が被着されていることを特徴とする請求項１
   に記載の電動流量制御弁。
3. 【請求項３】 弁室に連通する一次口及び二次口を有し
   二次口側隔壁の連通弁口に弁座を設けた弁本体と、この
   弁本体の弁口弁座に接離する棒状のニードル弁と、前記
   弁本体に連設されるキャン及び該キャンの外側に配置さ
   れるステータコイルと、このステータコイルの通電励磁
   によって前記キャンの内側で回転される弁開閉方向に位
   置移動可能なロータと、このロータ回転によるねじ送り
   作用で前記ニードル弁を開閉作動させる弁作動機構とを
   具備する電動流量制御弁において、弁本体部とキャン部
   とを金属製の一体化部品で構成し、前記一次口及び二次
   口に対する配管接続口を弁本体部と一体の突出口で形成
   したことを特徴とする電動流量制御弁。
4. 【請求項４】 前記キャン部が端面開口し、このキャン
   部の端面開口部にロータ内装室を密閉するキャン蓋が被
   着されていることを特徴とする請求項３に記載の電動流
   量制御弁。
5. 【請求項５】 冷凍サイクル中に用いられる、ステッピ
   ングモータによって駆動される電動流量制御弁におい
   て、前記ステッピングモータを構成するロータは、前記
   冷凍サイクル側と外部とを分離するキャン部と弁座の設
   けられた弁本体部とを金属製一体化部品で構成した密閉
   室に設けられると共に、前記ロータは前記密閉室内又は
   密閉室外に設けたステータによって回転磁力を受けるこ
   とを特徴とする電動流量制御弁。