JPH10220614A - 電動式制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ステッピングモータの励磁コイル部を密閉ケ
ースの外部に配置するタイプの電動式膨張弁において、
モータ磁気効率の向上を図る。 【解決手段】 ステッピングモータ部１４Ｂに冷媒の漏
れ防止用の密閉ケース１５４を備え、この密閉ケース１
５４内に円筒状の永久磁石１５０およびロータ１４９を
回転自在に配置するとともに、密閉ケース１５４の外部
に励磁コイル１５６、１５７および継鉄１５８〜１６０
を配置する。密閉ケース１５４の内周面には、永久磁石
１５０との間に所定の空隙を介在して磁極歯１５３を配
置し、密閉ケース１５４のうち、継鉄１５８〜１６０の
端面に重畳して磁力線が通過する部分１５４ａを磁性体
化し、他の部分は非磁性体化する。これにより、密閉ケ
ース１５４が磁気回路中に介在されていても、密閉ケー
ス１５４の板厚分による磁気ギャップの増大が発生せ
ず、モータ磁気効率を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ステッピングモー
タにより位置調整される弁体を有する電動式制御弁に関
し、より具体的には、車両用空調装置の冷凍サイクルの
電動式膨張弁に用いて好適である。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電動式膨張弁等に用いら
れる電動式制御弁としては、特開平７−３０５７８３号
公報、特開昭６０−１９６４７７号公報に記載されたも
のが知られている。前者のものは、流体回路の流体漏れ
を防止するための密閉ケースの内部に、ステッピングモ
ータを内蔵するタイプであり、これに対し、後者のもの
は、ステッピングモータの励磁コイル部を密閉ケースの
外部に配置するとともに、ステッピングモータの永久磁
石・ロータ部を密閉ケースの内部に配置するタイプであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前者のものは
密閉ケースの内部にステッピングモータを内蔵している
ので、励磁コイル部が密閉ケース内の流体雰囲気中に晒
されることになり、流体が冷凍サイクルの冷媒の場合
は、冷凍機油や水分も含まれている。これらの成分が励
磁コイル部に接することより、励磁コイル部の絶縁樹脂
皮膜の膨潤、劣化が起こり、電気絶縁不良等の不具合を
発生する。さらに、密閉ケース内には高圧冷媒が充満し
ているので、密閉ケース内の励磁コイル部に通電するた
めのリード線を密閉ケース外に引き出す際に、リード線
引き出し部における気密シール化に苦慮する。

【０００４】これに対し、後者のものは、ステッピング
モータの励磁コイル部を密閉ケースの外部に配置してい
るので、上記不具合を解消できるが、その代わりに、密
閉ケース外部の励磁コイル部と、密閉ケース内部の永久
磁石・ロータ部との間に非磁性体の密閉ケースが配置さ
れているので、外部の励磁コイル部の磁極歯と、内部の
永久磁石との間には、非磁性体の密閉ケースの板厚分
と、永久磁石外周面の空隙分とを加えた大きな磁気ギャ
ップが必然的に発生し、この大きな磁気ギャップの存在
によりモータ磁気効率が著しく低下する。このため、必
要なモータ出力を確保するにはモータを大型化しなけれ
ばならないという問題がある。

【０００５】本発明は上記点に鑑みてなされたもので、
ステッピングモータの励磁コイル部を密閉ケースの外部
に配置するタイプの電動式制御弁において、モータ磁気
効率の向上を図ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１〜４記載の発明では、ステッピングモータ
部（１４Ｂ）に流体の外部への漏れを阻止する密閉ケー
ス（１５４）を備え、この密閉ケース（１５４）の内部
に、円筒状の永久磁石（１５０）およびロータ（１４
９）を回転自在に配置するとともに、密閉ケース（１５
４）の外部に、励磁コイル（１５６、１５７）および継
鉄（１５８、１５９、１６０）を配置し、さらに、密閉
ケース（１５４）の内周面には、永久磁石（１５０）と
の間に所定の空隙を介在して磁極歯（１５３、１５３ａ
〜１５３ｄ）を配置し、密閉ケース（１５４）のうち、
継鉄（１５８、１５９、１６０）の端面に重畳して磁力
線が通過する部分（１５４ａ）を磁性体化し、他の部分
は非磁性体化したことを特徴としている。

【０００７】これによると、ステッピングモータ部（１
４Ｂ）において、密閉ケース（１５４）の外側に励磁コ
イル（１５６、１５７）および継鉄（１５８〜１６０）
を配置することにより、冷媒等の流体雰囲気中に晒され
ることに起因する、励磁コイル部の電気絶縁不良等の不
具合を解消できるとともに、励磁コイル部への通電用リ
ード線の引き出し構造を簡素化できる。

【０００８】しかも、これと同時に、密閉ケース（１５
４）のうち、継鉄（１５８〜１６０）の端面に重畳して
磁力線Ｇの通過する部分（１５４ａ）を磁性体化し、他
の部分は非磁性体化しているから、密閉ケース（１５
４）が磁気回路中に介在されていても、密閉ケース（１
５４）の板厚分により磁気ギャップが増大することがな
い。そのため、ステッピングモータ部（１４Ｂ）の磁気
効率が向上するので、密閉ケース（１５４）の板厚分が
そのまま磁気ギャップとなる従来技術に比して、同一モ
ータ出力当たり、モータの体格を２０〜４０％程度、大
幅に小型化できる。

【０００９】特に、請求項２記載の発明によれば、密閉
ケース（１５４）の材料として、オーステナイト系の非
磁性ステンレスを用い、密閉ケース（１５４）のうち、
磁極歯（１５３、１５３ａ〜１５３ｄ）に接する部分に
部分的に機械加工を加えて、この部分を他の部分より薄
肉化して、磁性体化し、この薄肉化した磁性体部分のう
ち、継鉄（１５８〜１６０）の端面と重畳して磁力線が
通過する部分（１５４ａ）以外の部分を加熱処理して再
度、非磁性体化することにより、継鉄（１５８〜１６
０）の端面と重畳して磁力線が通過する部分（１５４
ａ）のみを磁性体化したことを特徴としている。

【００１０】これにより、一部のみに磁性体化部を持つ
密閉ケース（１５４）を容易に低コストで製造できる。
また、本発明は、請求項３、４に記載のように、冷凍サ
イクルの蒸発器（１６）に流入する冷媒を減圧膨張させ
る電動式膨張弁として好適に実施できる。なお、上記各
手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的
手段との対応関係を示すものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図１〜図５は本発明の一実施形態を
示すものであり、図１は、本発明による電動式膨張弁を
適用した冷凍サイクルの全体構成を示しており、この図
１の冷凍サイクルは、車両の前席側と後席側にそれぞれ
独立に制御可能な空調ユニットを持つ車両用空調装置に
使用されるものである。

【００１２】図１の冷凍サイクルは、圧縮機１０を備え
ており、この圧縮機１０は、動力伝達断続用の電磁クラ
ッチ（図示せず）を有しており、この電磁クラッチが接
続状態になると、図示しない車両エンジンから動力が伝
達されて圧縮機１０は作動し、吸入冷媒を圧縮し、高温
高圧のガス冷媒として吐出する。凝縮器１１は、図示し
ない冷却ファンによる空冷作用を受けて圧縮機１０から
の吐出ガス冷媒を冷却して凝縮させ、この凝縮後の液冷
媒は受液器１２内に流入する。この受液器１２は、その
内部に流入した凝縮冷媒を気液分離して、液冷媒のみを
流出させる。

【００１３】受液器１２の下流側には、液冷媒を気液２
相状態に減圧膨張させる第１、第２の膨張弁１３、１４
と、この第１、第２の膨張弁１３、１４を通過した冷媒
を蒸発させる第１、第２の蒸発器１５、１６が相互に並
列に配設されている。ここで、第１の膨張弁１３および
第１の蒸発器１５は、車室内前部の計器盤部に配置され
る前部空調ユニット１７内に設けられ、車室内の前席側
の空調のために使用される。第１の膨張弁１３は周知の
ごとく第１の蒸発器１５の出口冷媒の過熱度を所定値に
維持するように弁開度が自動調整される温度式膨張弁で
あって、第１の蒸発器１５の出口冷媒の温度を感知して
内部の冷媒圧力が変化する感温部１３ａを有している。

【００１４】一方、第２の膨張弁１４および第２の蒸発
器１６は、車室内後部、例えばワゴンタイプの自動車の
後部側に配置される後部空調ユニット１８内に設けら
れ、車室内の後席側の空調のために使用される。なお、
図示しないが、前部、後部空調ユニット１７、１８内に
空調用の送風機等が内蔵されていることはもちろんであ
る。第１、第２の蒸発器１５、１６の冷媒出口側は合流
して圧縮機１０の吸入側に接続されている。

【００１５】後部空調ユニット１８内の第２の膨張弁１
４は、本発明による電動式膨張弁であって、第２の蒸発
器１６の出口冷媒の過熱度を所定値に維持するように弁
開度が自動調整されるものである。この電動式膨張弁１
４は、弁機構部１４Ａとこの弁機構部１４Ａを駆動する
ステッピングモータ部１４Ｂとからなり、このステッピ
ングモータ１４Ｂへの通電を制御する制御回路１４Ｃを
備えている。

【００１６】そして、制御回路１４Ｃには、電動式膨張
弁１４下流の低圧側冷媒圧力（すなわち、冷媒蒸発圧
力）を感知する圧力センサ１４Ｄ、および第２の蒸発器
１６の出口冷媒温度を感知する温度センサ１４Ｅからの
検出信号が入力される。この両センサ１４ｄ、１４Ｅの
検出信号に基づいて、制御回路１４Ｃは第２の蒸発器１
６の出口冷媒の現実の過熱度を算出し、この現実の過熱
度が予め設定された過熱度に近づくようにステッピング
モータ部１４Ｂへの通電の制御（具体的にはステッピン
グモータへの通電パルス数の制御）を行う。

【００１７】次に、上記電動式膨張弁１４の具体的構成
を図２により説明すると、弁機構部１４Ａはアルミニュ
ウム等の金属から形成された弁本体部１４０を有し、こ
の弁本体部１４０には、図１の受液器１２からの高圧液
冷媒が流入する冷媒入口１４１と、蒸発器１６の入口部
に向けて減圧膨張後の冷媒を流出させる冷媒出口１４２
が形成されている。

【００１８】そして、弁本体部１４０の内部には冷媒入
口１４１からの冷媒が流入する弁室１４３が形成され、
この弁室１４３に面する部位に弁座１４４が設置されて
いる。この弁座１４４はステンレス等の金属からなる円
筒状の形状であり、弁本体部１４０にねじ止め等の手段
で固定されている。この弁座１４４の中心部の小径の円
形穴により、液冷媒を減圧膨張させる絞り通路（本発明
の流体通路に相当）１４５を構成している。

【００１９】そして、この絞り通路１４５の開度を調整
するニードル状の弁体１４６が上記弁室１４３を貫通し
て配置されている。この弁体１４６は、ステンレス等の
金属からなる作動軸１４７の一端部に一体形成され、先
端が円錐状に尖った形状にしてあり、その円錐状の先端
部は弁座１４４の絞り通路１４５内に挿入されるように
配置されている。

【００２０】弁本体部１４０には弁室１４３に開口する
嵌合穴１４０ｂが設けられており、この嵌合穴１４０ｂ
に作動軸１４７が軸方向に摺動可能に遊嵌合している。
次に、電動式膨張弁１４のステッピングモータ部１４Ｂ
について説明すると、作動軸１４７の外周側には所定の
間隙を介して円筒状の固定支持部材１４８が配置されて
おり、この固定支持部材１４８は弁本体部１４０の円筒
状の突出部１４０ａの内周側に嵌合し一体に固定されて
いる。固定支持部材１４８の外周面にはおねじが形成さ
れている。

【００２１】そして、この固定支持部材１４８のおねじ
に螺合するめねじを有する円筒状のロータ１４９が固定
支持部材１４８の外周側に、回転可能に、かつ軸方向に
移動可能に配置されている。ロータ１４９の外周面に
は、円筒状の永久磁石１５０が接着、圧入等の手段で固
着されている。この円筒状の永久磁石１５０はその円周
方向に磁極（Ｎ、Ｓ極）が着磁されている。ここで、固
定支持部材１４８とロータ１４９は、磁性材、非磁性材
のいずれでも形成することができ、例えば、ステンレス
等の金属からなる。

【００２２】また、ロータ１４９にはその内周面から中
心側へ延びるリング状の内側連結部１４９ａを有し、こ
の内側連結部１４９ａの中心穴に作動軸１４７の軸方向
の端部（図２の上端部）を挿通し、さらに、この作動軸
１４７の挿通端部の小径部にサークリップ（止め輪）１
５１を装着している。また、作動軸１４７の軸方向の中
間部に形成された段部１４７ａとロータ１４９の内側連
結部１４９ａとの間にはコイルスプリング（ばね手段）
１５２を配設している。これにより、コイルスプリング
１５２のばね力とサークリップ１５１とによって、ロー
タ１４９が作動軸１４７の軸方向に連結される。

【００２３】従って、ロータ１４９が回転すると、ロー
タ１４９と固定支持部材１４８とのねじ結合により、ロ
ータ１４９が回転しながら軸方向（図２の上下方向）に
移動し、このロータ１４９の軸方向移動により作動軸１
４７も一体となって軸方向に移動する。一方、円筒状の
永久磁石１５０の外周側には所定の間隙をあけて、磁極
歯１５３が配置されている。この磁極歯１５３は磁性体
から成形されるもので、その詳細は後述する。この磁極
歯１５３は密閉ケース１５４の内壁面に圧入等の手段で
固定されている。

【００２４】この密閉ケース１５４は後述するように非
磁性体部分と磁性体部分の両方を持つ金属材料（ステン
レス等）からなり、その一端側（図２の上端側）が閉塞
した円筒状に成形されている。この密閉ケース１５４の
他端側（図２の下端側）は開口しており、この開口端部
は支持台座１５５に固定されている。この支持台座１５
５はステンレス等の金属材にて中心穴部を有する皿状の
形状に成形されており、その中心穴部は弁本体部１４０
の円筒状突出部１４０ａに嵌合し、固定されている。こ
こで、密閉ケース１５４と支持台座１５５との固定部お
よび支持台座１５５と弁本体部１４０との固定部はいず
れも溶接等により気密に固定されており、これにより、
密閉ケース１５４の内部空間から外部へ冷媒が洩れるの
を防止する。

【００２５】円筒状の密閉ケース１５４の外周面には、
ステッピングモータの２組の励磁コイル１５６、１５７
の磁気回路を構成する継鉄１５８〜１６０が固定されて
いる。そして、継鉄１５８には励磁コイル１５６、１５
７の外周側を覆う外周円筒部１５８ａが一体成形されて
おり、この外周円筒部１５８ａの内周側の空間は樹脂か
らなる電気絶縁部材１６１により密封されている。な
お、励磁コイル１５６、１５７はそれぞれ樹脂製の巻枠
１６２、１６３に巻装されており、励磁コイル１５６、
１５７への通電用リード線１６４は電気絶縁部材１６１
中を貫通して外部へ引き出されている。

【００２６】一方、ロータ１４９の軸方向の両端部には
ストッパピン１６５、１６６が固定されており、ストッ
パピン１６５の回動軌跡上に位置するようにして、スト
ッパピン１６７が密閉ケース１５４の内壁面に固定され
ている。また、ストッパピン１６６の回動軌跡上に位置
するようにして、ストッパピン１６８が支持台座１５５
を貫通して弁本体部１４０に固定されている。

【００２７】上記ストッパピン１６５〜１６８はロータ
１４９の軸方向の移動範囲を所定範囲内に規制するため
のストッパ機構を構成するものであって、ロータ１４９
が回転しながら、図２の上方へ移動して、ストッパピン
１６５の外周側面がストッパピン１６７に当接すると、
これ以降、ロータ１４９の回転が規制されてロータ１４
９の図２上方への移動が停止する。

【００２８】また、ロータ１４９が逆方向に回転して図
２の下方へ移動し、ストッパピン１６６の外周側面がス
トッパピン１６８に当接すると、これ以降、ロータ１４
９の回転が規制されてロータ１４９の図２下方への移動
が停止する。以上により、ロータ１４９の軸方向の移動
範囲を所定範囲内に規制する。次に、本発明の特徴とす
る磁極歯１５３および密閉ケース１５４を図３〜図５に
ついて説明する。図３は磁極歯１５３の具体的構造の一
例を示すものであり、２組の三角状磁極歯１５３ａ、１
５３ｂと１５３ｃ、１５３ｄを有している。ここで、三
角状磁極歯１５３ａ、１５３ｂ、および三角状磁極歯１
５３ｃ、１５３ｄは、それぞれ所定の磁気ギャップ１５
３ｅ、１５３ｆを介して対向しており、一方の１組の三
角状磁極歯１５３ａ、１５３ｂは一方の励磁コイル１５
６の内周部の円周方向に延びるように配置されている。

【００２９】また、他の１組の三角状磁極歯１５３ｃ、
１５３ｄは他方の励磁コイル１５７の内周部の円周方向
に延びるように配置されている。上記の２組の三角状磁
極歯１５３ａ〜１５３ｄは鉄系の磁性体材料をプレス成
形したものであり、本例では、磁気ギャップ１５３ｅ、
１５３ｆによって、各三角状磁極歯１５３ａ〜１５３ｄ
が分離するのを阻止するため、磁気ギャップ１５３ｅ、
１５３ｆ部分に非磁性材料、例えば樹脂材料を充填し
て、各三角状磁極歯１５３ａ〜１５３ｄを一体に結合し
ている。

【００３０】但し、三角状磁極歯１５３ａと１５３ｂと
の間、および三角状磁極歯１５３ｃと１５３ｄとの間を
磁性体材料で部分的に結合するようにすれば、上記非磁
性材料の充填が不要となり、磁気ギャップ１５３ｅ、１
５３ｆは空隙でよい。この磁気ギャップ１５３ｅ、１５
３ｆは、図３に示すように、励磁コイル１５６、１５７
への通電により発生する磁力線Ｇによって、Ｎ極、Ｓ極
を円周方向に磁極歯の１ピッチ分ずらして発生するため
に必要である。そして、一方の１組の三角状磁極歯１５
３ａ、１５３ｂと、他の１組の三角状磁極歯１５３ｃ、
１５３ｄとの間では、円周方向に磁極歯の半ピッチ分だ
けずらして磁極歯の形成位置が設定されている。

【００３１】図４、５は磁極歯１５３および密閉ケース
１５４を含む磁気回路構成を示すものであり、励磁コイ
ル１５６、１５７への通電により発生する磁力線Ｇは、
前記した継鉄１５８〜１６０を通過して、さらに、密閉
ケース１５４のうち、継鉄１５８〜１６０の端面と重畳
する部分１５４ａを通過して磁極歯１５３に流れる。従
って、密閉ケース１５４の全体を非磁性体で形成した場
合は、前記部分１５４ａの板厚分がそのまま磁気ギャッ
プを増大させることになり、磁気効率を低下させる。

【００３２】そこで、密閉ケース１５４のうち、磁力線
Ｇの通過する部分１５４ａを磁性体で構成し、磁力線Ｇ
の通過しない他の部分１５４ｂは非磁性体で構成するよ
うにしている。この非磁性体部分１５４ｂの存在によ
り、磁力線Ｇが磁極歯１５３を通過せずに密閉ケース１
５４を短絡的に流れることを阻止できる。このように、
密閉ケース１５４に磁性体部分１５４ａと、非磁性体部
分１５４ｂとを共存させるための具体的手段としては、
以下の手段が好適である。すなわち、オーステナイト系
の非磁性ステンレスは、加工率３０〜５０％の機械加工
を加えることにより、マルテンサイト系の磁性体に変わ
ることが知られている。

【００３３】そこで、密閉ケース１５４の材料として、
オーステナイト系の非磁性ステンレスを用いるととも
に、この材料のうち、磁極歯１５３（１５３ａ〜１５３
ｆ）に接する部分に部分的に「しごき加工」を加えて、
この部分を他の部分より薄肉化（図４参照）して、磁性
体化する。この薄肉化した磁性体部分、すなわち、マル
テンサイト系の磁性体は加熱処理でオーステナイト系の
非磁性体に変わることが知られているので、密閉ケース
１５４のうち、継鉄１５８〜１６０の端面と重畳する部
分（磁力線Ｇの通過する部分）１５４ａ以外の部分を、
高周波加熱等の加熱処理により再度、非磁性体化する。

【００３４】以上の加工処理を実施することにより、密
閉ケース１５４のうち、継鉄１５８〜１６０の端面と重
畳する部分（磁力線Ｇの通過する部分）１５４ａのみを
磁性体化し、それ以外の部分は非磁性体化することがで
きる。次に、上記構成に基づいて本実施形態の作動を説
明する。圧縮機１０が車両のエンジンから動力を伝達さ
れて作動すると、圧縮機１０は蒸発器１５、１６の下流
側流路の冷媒を吸入、圧縮して、高温高圧のガス冷媒を
凝縮器１１に向けて吐出する。すると、この凝縮器１１
ではガス冷媒が冷却されて凝縮する。

【００３５】この凝縮後の冷媒は次に受液器１２内に流
入し、冷媒の気液が分離され、液冷媒が受液器１２から
流出して、並列配置された第１、第２の膨張弁１３、１
４側へ向かう。このとき、前部空調ユニット１７側にお
いては、第１の膨張弁１３にて受液器１２からの液冷媒
が減圧、膨張して、低温低圧の気液２相状態となる。こ
の気液２相冷媒が第１の蒸発器１５で空調空気から吸熱
して蒸発するため、空調空気は冷却され冷風となり、車
室内の前席側を空調する。ここで、膨張弁１３の開度
は、周知のごとく感温部１３ａの感知する蒸発器出口冷
媒温度に応じた開度に自動調整され、蒸発器出口冷媒の
過熱度を所定値に維持する。

【００３６】一方、車室内の後席側を空調するために、
後部空調ユニット１８の図示しない作動スイッチを投入
すると、制御回路１４Ｃが始動する。制御回路１４Ｃに
は、圧力センサ１４Ｄから低圧側冷媒圧力の検出信号お
よび温度センサ１４Ｅから蒸発器１６の出口冷媒温度の
検出信号が入力される。この両センサ１４ｄ、１４Ｅの
検出信号に基づいて、制御回路１４Ｃは第２の蒸発器１
６の出口冷媒の現実の過熱度を算出し、この現実の過熱
度が予め設定された過熱度に近づくようにステッピング
モータ部１４Ｂの励磁コイル１５６、１５７に印加する
パルス数を制御する。

【００３７】モータ部１４Ｂでは、この励磁コイル１５
６、１５７へのパルス出力の印加により励磁コイル１５
６、１５７が磁力線Ｇを発生する。これにより、励磁コ
イル１５６に対応する三角状磁極歯１５３ａ、１５３
ｂ、および励磁コイル１５７に対応する三角状磁極歯１
５３ｃ、１５３ｄに発生する磁極（Ｎ、Ｓ極）が時々刻
々と変化し、これらの磁極（Ｎ、Ｓ極）と、永久磁石１
５０に着磁された円周方向の磁極（Ｎ、Ｓ極）との間の
磁気吸引力、磁気反発力により回転力が発生し、永久磁
石１５０と一体のロータ１４９が印加パルス数に比例し
た回転量だけ回転する。

【００３８】ロータ１４９は、この回転により固定支持
部材１４８とのねじ結合に従って、同時に軸方向（図２
の上下方向）にも移動する。このロータ１４９の軸方向
移動により作動軸１４７も一体となって軸方向に移動す
る。これにより、作動軸１４７の先端部に形成した弁体
１４６が軸方向（図２の上下方向）に変位して、液冷媒
を減圧膨張させる絞り通路１４５の開度を調整する。こ
の開度調整により、蒸発器１６への冷媒循環量が調整さ
れて、蒸発器１６の出口冷媒の過熱度を設定値に維持す
る。

【００３９】そして、後部空調ユニット１８の蒸発器１
６に冷媒が循環することにより、蒸発器１６での冷媒蒸
発潜熱を空調空気から吸熱して、空調空気を冷却、除湿
でき、車室内の後席側を空調することができる。また、
後部空調ユニット１８を停止するときは、図２に示すよ
うに、弁体１４６を弁座１４４に着座させて、絞り通路
１４５を全閉する。

【００４０】なお、電動式膨張弁１４のステッピングモ
ータ部１４Ｂにおいては、励磁コイル１５６、１５７へ
のパルス出力の印加によりロータ１４９の軸方向位置が
所定位置に制御された後に、励磁コイル１５６、１５７
への通電を遮断すると、永久磁石１５０の吸引力による
ディテントトルクによりロータ１４９の軸方向位置が上
記所定位置に保持される。

【００４１】ところで、ステッピングモータ部１４Ｂに
おいて、密閉ケース１５４の外側に励磁コイル１５６、
１５７および継鉄１５８〜１６０を配置し、密閉ケース
１５４の内側にロータ１４９および永久磁石１５０を配
置する構成としているが、密閉ケース１５４のうち、継
鉄１５８〜１６０の端面に重畳して磁力線Ｇの通過する
部分１５４ａを磁性体化し、他の部分は非磁性体化して
いるから、密閉ケース１５４が磁気回路中に介在されて
いても、密閉ケース１５４の板厚分により磁気ギャップ
が増大することがない。

【００４２】そのため、ステッピングモータ部１４Ｂの
磁気効率が向上するので、密閉ケース１５４の板厚分が
そのまま磁気ギャップとなる場合に比して、同一モータ
出力当たり、モータの体格を２０〜４０％程度、大幅に
小型化できる。 （他の実施形態）なお、上記の実施形態では、本発明を
冷凍サイクルの電動式膨張弁に適用した場合について説
明したが、本発明は種々な用途の流体回路に用いられる
電動式制御弁一般に広く適用できるものである。この場
合、流量調整機能を持たずに、流体通路を単に開閉する
だけの制御弁であってもよいことはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明膨張弁を適用する冷凍サイクルの回路図
である。

【図２】本発明の一実施形態を示す電動式膨張弁の縦断
面図である。

【図３】図２のステッピングモータ部の磁極歯部分の要
部拡大図である。

【図４】図２のステッピングモータ部の磁気回路を説明
する要部拡大断面図である。

【図５】図４のＡ−Ａ断面拡大図である。

【符号の説明】

１４…電動式膨張弁、１４Ａ…弁機構部、１４Ｂ…ステ
ッピングモータ部、１５、１６…蒸発器、１４５…絞り
通路（流体通路）、１４６…弁体、１４７…作動軸、１
４９…ロータ、１５０…永久磁石、１５４…密閉ケー
ス、１５４ａ…磁性体部分、１５６、１５７…励磁コイ
ル、１５８〜１６０…継鉄。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体通路（１４５）の開度を調整する弁
   体（１４６）と、この弁体（１４６）を変位させる作動
   軸（１４７）と、この作動軸（１４７）を軸方向に移動
   させるステッピングモータ部（１４Ｂ）とを備える電動
   式制御弁において、 前記ステッピングモータ部（１４Ｂ）に、前記流体通路
   （１４５）を流れる流体の外部への漏れを阻止する密閉
   ケース（１５４）を備え、 この密閉ケース（１５４）の内部に、円周方向に磁極が
   着磁された円筒状の永久磁石（１５０）およびこの永久
   磁石（１５０）と一体のロータ（１４９）が回転自在に
   配置されており、 また、前記密閉ケース（１５４）の外部に、励磁コイル
   （１５６、１５７）およびこの励磁コイル（１５６、１
   ５７）の発生する磁力線が通過する継鉄（１５８、１５
   ９、１６０）が配置されており、 さらに、前記密閉ケース（１５４）の内周面には、前記
   永久磁石（１５０）との間に所定の空隙を介在して磁極
   歯（１５３、１５３ａ〜１５３ｄ）が配置されており、 前記密閉ケース（１５４）のうち、前記継鉄（１５８、
   １５９、１６０）の端面に重畳して磁力線が通過する部
   分（１５４ａ）を磁性体化し、他の部分は非磁性体化し
   たことを特徴とする電動式制御弁。
2. 【請求項２】 前記密閉ケース（１５４）の材料とし
   て、オーステナイト系の非磁性ステンレスを用い、前記
   密閉ケース（１５４）のうち、前記磁極歯（１５３、１
   ５３ａ〜１５３ｄ）に接する部分に部分的に機械加工を
   加えて、この部分を他の部分より薄肉化して、磁性体化
   し、この薄肉化した磁性体部分のうち、前記継鉄（１５
   ８〜１６０）の端面と重畳して磁力線が通過する部分
   （１５４ａ）以外の部分を加熱処理して再度、非磁性体
   化することにより、前記継鉄（１５８〜１６０）の端面
   と重畳して磁力線が通過する部分（１５４ａ）のみを磁
   性体化したことを特徴とする請求項１に記載の電動式制
   御弁。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の電動式制御弁
   を用いて、冷凍サイクルの蒸発器（１６）に流入する冷
   媒を減圧膨張させるように構成されたことを特徴とする
   冷凍サイクルの電動式膨張弁。
4. 【請求項４】 冷媒を圧縮し吐出する圧縮機（１０）
   と、 この圧縮機（１０）から吐出されたガス冷媒を冷却し凝
   縮させる凝縮器（１１）と、 この凝縮器（１１）で凝縮した液冷媒を減圧膨張させる
   第１の膨張弁（１３）と、 この第１の膨張弁（１３）と並列に設けられ、前記凝縮
   器（１１）で凝縮した液冷媒を減圧膨張させる第２の膨
   張弁（１４）と、 前記第１の膨張弁（１３）にて減圧膨張した冷媒を蒸発
   させる第１の蒸発器（１５）と、 この第１の蒸発器（１５）と並列に設けられ、前記第２
   の膨張弁（１４）にて減圧膨張した冷媒を蒸発させる第
   ２の蒸発器（１６）とを備え、 前記第１、第２の膨張弁（１５、１６）のうち、少なく
   とも一方を、請求項３に記載の電動式膨張弁により構成
   したことを特徴とする冷凍サイクル。