JP2000220757A - 電動式コントロールバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動式コントロールバルブに従来の閉鎖弁の
洩れ補償機能と同等或はこれに近い閉止機能をもたせ、
閉鎖弁の数を減らす。 【解決手段】 電気的駆動手段により進退し、弁筐１に
設ける弁座２に弁頭３を近接離間させる弁棒４を備え、
弁座２と弁頭３との間の開口面積を変化させて流量制御
する電動式コントロールバルブにおいて、弁棒４におけ
る弁頭３の付け根部に、弁座２に圧接して通路を閉止す
る樹脂製の圧接体５を設け、この圧接体５を弁座２に圧
接させることにより、樹脂の変形による良好な密着性を
得て、洩れを殆どゼロにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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式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１０に示すよう
に、弁筐Ｄに設ける弁座Ｚに円錐形の弁頭Ｈを近接離間
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と連結壁Ｗとの間には弁棒押えバネＱを介
装している。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、始端側係止部Ｂ及び終端側係止部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。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、以上の従来
の電動式コントロールバルブＶでは、可動ストッパーＫ
を始端側係止部Ｂに当接係止させた状態で弁棒押えバネ
Ｑにより弁棒Ｎを押し下げ、弁頭Ｈを弁座Ｚに着座させ
ることにより通路の開口面積を最小にできる。しかし、
この状態は高硬質材料同士の接触であって完全に通路を
閉止することを予定しておらず、このような最小開口面
積時にも、約３５０Ｎｃｃ／ｍｉｎ以下程度の洩れを許
容している。

【０００４】従って、このような電動式コントロールバ
ルブＶを膨張弁に用いて空調機等の冷媒回路を構成する
場合、図８左欄に示すように、圧縮機Ｃ、アキュムレー
タＡ、四路切換弁Ｘ、室外熱交換器Ｏを含む室外ユニッ
トと、室内熱交換器Ｉを含む室内ユニットとの分離構造
を構築するため、冷媒配管の液側及びガス側双方に、専
ら通路を開閉するための一対の閉鎖弁Ｌが介装される。
一般にこの種の閉鎖弁Ｌは、閉弁時の洩れを１×１０^-5
ｍｍＨｇｌ／ｓｅｃ（１．３３×１０^-3Ｐａｌ／ｓｅ
ｃ）以下に補償できる優れた閉止機能がある反面、電動
式コントロールバルブＶと別に余分に設けられるため、
コスト高となるし、据付時や移設時に作業員が忘れず確
実に開閉操作しなければならない煩雑さがある。尚、図
８中、Ｐはヘッダー、ＪＩは対室内ユニット接続継手、
ＪＯは対室外ユニット接続継手である。

【０００５】本発明では、電動式コントロールバルブに
従来の閉鎖弁の洩れ補償機能と同等或はこれに近い閉止
機能をもたせることにより、閉鎖弁の数を減らすことが
できる電動式コントロールバルブを提供することを課題
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
図１、図９に示すように、電気的駆動手段により進退
し、弁筐１に設ける弁座２に弁頭３を近接離間させる弁
棒４を備え、弁座２と弁頭３との間の開口面積を変化さ
せて流量制御する電動式コントロールバルブにおいて、
弁棒４における弁頭３の付け根部に、弁座２に圧接して
通路を閉止する樹脂製の圧接体５を設けた。図１は液側
配管向け仕様バルブ１００、図９はガス側配管向け仕様
バルブ２００であり、弁座２、弁頭３、圧接体５の形状
及び大きさが異なっている。

【０００７】請求項２記載の発明は、開弁直後又は閉弁
直前に樹脂製の圧接体５の外側を多量の流体が高速で通
過するのを抑制し、圧接体５の摩耗を低減するため、図
４，５に示すように、弁頭３は、圧接体５の圧接部外径
よりも小径の円柱部３１を備え、弁筐１における弁座２
に連続させて、弁頭３の円柱部３１を微小隙間で受入れ
る受入孔２１を設けた。尚、図９のガス側配管向け仕様
のものも同様である。

【０００８】請求項３記載の発明は、圧接体５を簡易に
設けるため、図４等に示すように、弁頭３の後端に、圧
接体５の内部を貫通して弁棒４の横孔４３に達する曲げ
係止軸３３を設けた。

【０００９】請求項４記載の発明は、圧接体５の取付作
業等を良好なものにするため、図４等に示すように、弁
棒４に、圧接体５の後端側を受入れる凹所４１を設け
た。

【００１０】

【発明の作用効果】請求項１記載の発明では、図４に示
すように、圧接体５を弁座２に圧接させることにより、
樹脂の変形による良好な密着性が得られ、図７太線特性
で示すように、洩れを殆ど生じさせることなく通路を閉
止できる。このため、従来の閉鎖弁の機能を兼用でき、
閉鎖弁の数を減らすことができる。図４の閉止状態から
弁棒４を後退させ、その付け根部の圧接体５を弁座２か
ら離すことにより、図５あるいは図６に示すように、弁
頭３を弁座２に臨ませ、これらの間の開口面積を変えて
電動式コントロールバルブ本来の流量制御機能を発揮さ
せることができる。

【００１１】請求項２記載の発明では、図４の閉止状態
からの開弁直後、或は図４の閉止状態に至る閉弁直前に
は、樹脂製の圧接体５と弁座２との間の開口面積が非常
に小さくなる。このとき、高速で多量の流体が通過する
と、樹脂製とした圧接体５は短時間で摩耗してしまうこ
とになる。しかしながら、このものでは、図４の状態か
ら図５の状態に至るまで、或は図５の状態から図４の状
態に至るまでは、弁頭３の円柱部３１が弁座２に連続す
る受入孔２１に微小隙間で受入れられている。このた
め、通過流量を小流量に制限できる。従って、樹脂製圧
接体５の摩耗を低減でき、その閉止機能を長期間にわた
り維持できる。

【００１２】請求項３記載の発明では、図４等に示すよ
うに、圧接体５に貫通させた曲げ係止軸３３を弁棒４の
横孔４３に達せしめ、横孔４３において軸端を曲げるこ
とにより圧接体５及び弁頭３を弁棒４に簡易かつ同時に
一体化できる。

【００１３】請求項４記載の発明では、図４等に示すよ
うに、圧接体５の取付作業時には、圧接体５の後端側を
凹所４１に受入れさせることにより、その取付作業が良
好に行え、取付後は、圧接体５の後端側が凹所４１に常
時受入れられているめため、その姿勢及び形状が良好に
保持される。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１において、弁筐１には、室外
ユニット側の継手配管１１と、端部に片ユニオン管継手
１０から成る対室内ユニット接続継手をもつ室内ユニッ
ト側の継手配管１２とを、各ロウ付部１３，１４を介し
て直交状に結合し、内部に、図２のとおり頂角が約６０
°の円錐ジョウゴ形の弁座２を設けている。弁座２に近
接離間させる弁頭３は、円柱部３１の先端に頂角約４０
°の円錐台部３２を備え、弁棒４の進退により弁座２と
の間で通路の開口面積を変化させ、通過流量を制御でき
るようにしている。尚、円柱部３１の先端の頂角は、制
御流量の特性カーブに応じて、概ね１０°〜６０°の範
囲で種々変わってくる。

【００１５】弁棒４における弁頭３の付け根部には、弁
座２に圧接して通路を閉止する円筒を呈するＰＴＦＥ等
から成る樹脂製の圧接体５を設けている。圧接体５の外
径は例えば２．４ｍｍ、円柱部３１はこれより小さく例
えば１．５９ｍｍである。弁座２に連続させては、円柱
部３１を微小隙間で受入れる１．６０ｍｍの内径の受入
孔２１を設けている。圧接体５の中心貫通孔５０に円柱
部３１の後端に突設する曲げ係止軸３３を通し、その軸
端を弁棒４の縦孔４２から横孔４３に達せしめ、曲げ加
工している。弁棒４の先端には、圧接体５の後端側を受
入れる凹所４１を設けている。

【００１６】弁棒４は、ステータ６０及びロータ６をも
つステッピングモータから成る電気的駆動手段により進
退する。ロータ６は、外周側から中心部にかけて、マグ
ネット６１、樹脂スペーサ６２、雄ネジ管７を一体に具
備する。全体は、弁筐１に結合する下蓋１５及び上蓋１
６から成るケース１７の内部に納めている。ステータ６
０は上蓋１６の外周に嵌合し、回り止めステー１８を上
蓋１６の係合凹部１９の一つに係合させている。

【００１７】雄ネジ管７は、弁筐１に一体に立設する雌
ネジ管８に螺合し、ロータ６の回転を案内させると共
に、内部に回転自在に受入れる弁棒４の連れ回りを逃が
しながら該弁棒４を軸方向に進退させる役目を担う。雄
ネジ管７から突出する弁棒４の小径軸部４４には止め輪
４５を結合している。雄ネジ管７の弁棒受入孔７０の上
底側段部と、弁棒４の中径軸部４６の始端側段部との間
には弁棒押えバネ４７を介装している。尚、弁棒受入孔
７０の上底側段部と弁棒押えバネ４７の上端側との間
に、弁棒受入孔７０の内径とほぼ等しい外径をもち、内
径が弁棒４の中径軸部４６の外径にほぼ等しい円筒形の
バネ受けを介在させてもよく、このようにすれば、弁棒
４の進退動の直線性を一層良好に保持できる。

【００１８】雌ネジ管８の外方と、ロータ６における樹
脂スペーサ６２の内方との間には筒形の空所９０を設け
て、この空所９０に、弁棒４の進退範囲を規制する進退
規制手段９を配設している。この進退規制手段９は、雌
ネジ管８の外周に巻き付け状に設けるコイル線材から成
る螺旋ガイド９１と、樹脂スペーサ６２の下端に部分的
に突設する係合片６３と回転方向に係合する略リング状
の可動ストッパー９２から成る。このように雌ネジ管８
の外方とロータ６の内方の間に進退規制手段９を配設す
ることにより、図１０の従来例に比べて全体を軸方向に
短くできると共に、螺旋ガイド９１を雌ネジ管８を利用
して巻き付け配設でき、しかも、組付けもケース１７が
関与しないため容易になる。

【００１９】可動ストッパー９２は係合片６３により連
れ回りされ、螺旋ガイド９１に沿って上下に動く。図４
に示すように、螺旋ガイド９１の始端側起立部９１ｂと
の当接係止により弁棒４の進出側の移動を規制し、図６
に示すように、終端側起立部９１ｅとの当接係止により
弁棒４の後退側の移動を規制する。螺旋ガイド９１の終
端側起立部９１ｅの端部に連続させて内向きのフック部
９１ｆを設けており、雌ネジ管８の係止孔８ｆに挿入し
ている。

【００２０】図４の状態は、弁棒４を最大限進出させ、
弁棒押えバネ４７による付勢力により樹脂製の圧接体５
を弁座２に圧接させ、通路を閉止している。このとき、
樹脂の変形による良好な密着性が得られることから、図
７太線特性で示すように、洩れ流量をほぼゼロにでき
る。

【００２１】図５は、弁棒４を開側に後退させていった
状態であり、図４から図５に至るまでは、弁頭３の円柱
部３１が弁座２に連続する受入孔２１に微小隙間で受入
れられるため、同図７太線特性で示すように、通過流量
を小流量に制限でき、樹脂製の圧接体５の摩耗を低減で
きる。

【００２２】図６は、弁棒４を最大限後退させた全開状
態であり、図５から図６に至る範囲内では従来のバルブ
と同様、電気的駆動手段たるステッピングモータに供給
するパルス数に応じた連続的な流量制御が行える。

【００２３】以上の閉止機能付きの電動式コントロール
バルブを膨張弁に用いると、図８右欄に示すように、ペ
アタイプ、マルチタイプ双方について、従来液側配管に
設けていた閉鎖弁Ｌ（Ｌ１）を廃止できる。また、室内
ユニット側の継手配管１２に片ユニオン管継手１０を一
体化したから、従来の液側の対室内ユニット接続継手Ｊ
Ｉも省略できる。

【００２４】更に、図９に示すように、弁座２の口径を
大きくすると共に、弁頭３は比較的高さの低い大径な円
柱部３１のみとし、樹脂製の圧接部５は弁棒４の凹所４
１に受入れる小径部５１と円柱部３１よりも大径な大径
部５２とで構成し、通路の開閉に主眼を置いたガス側配
管向け仕様バルブ２００とし、これを図８右下欄等に示
すように、ガス側配管に介装してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電動式コントロールバルブの第１
実施形態の断面図。

【図２】同分解断面図。

【図３】同分解斜視図。

【図４】閉止状態の要部拡大断面図。

【図５】流量制限状態の要部拡大断面図。

【図６】全開状態の要部拡大断面図。

【図７】従来技術と対比した流量特性図。

【図８】従来技術と対比した冷媒回路図。

【図９】本発明に係る電動式コントロールバルブの第２
実施形態の断面図。

【図１０】従来技術の断面図。

【符号の説明】

１；弁筐 ２；弁座、２１；受入孔 ３；弁頭、３１；円柱部、３３；曲げ係止軸 ４；弁棒、４１；凹所、４３；横孔 ，５；圧接部 ６；ロータ ７；雄ネジ管、８；雌ネジ管 ９；進退規制手段、９１；螺旋ガイド、９２；可動スト
ッパー

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気的駆動手段により進退し、弁筐
   （１）に設ける弁座（２）に弁頭（３）を近接離間させ
   る弁棒（４）を備え、弁座（２）と弁頭（３）との間の
   開口面積を変化させて流量制御する電動式コントロール
   バルブにおいて、弁棒（４）における弁頭（３）の付け
   根部に、弁座（２）に圧接して通路を閉止する樹脂製の
   圧接体（５）を設けたことを特徴とする電動式コントロ
   ールバルブ。
2. 【請求項２】 弁頭（３）は、圧接体（５）の圧接部外
   径よりも小径の円柱部（３１）を備え、弁筐（１）にお
   ける弁座（２）に連続させて、弁頭（３）の円柱部（３
   １）を微小隙間で受入れる受入孔（２１）を設けた請求
   項１記載の電動式コントロールバルブ。
3. 【請求項３】 弁頭（３）の後端に、圧接体（５）の内
   部を貫通して弁棒（４）の横孔（４３）に達する曲げ係
   止軸（３３）を設けた請求項１又は２記載の電動式コン
   トロールバルブ。
4. 【請求項４】 弁棒（４）に、圧接体（５）の後端側を
   受入れる凹所（４１）を設けた請求項３記載の電動式コ
   ントロールバルブ。