JP2000346226A - 電動弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ステータの金型がスライドを不要にできるた
め構造を簡単にでき、多数個取りが可能な電動弁を提供
することにある。さらに、流体入出管を保持する２つの
腕部を有する回り止め部材は構成が簡単で、製造、取付
けが容易でコストダウンを達成できる電動弁を提供する
ことにある。 【解決手段】 弁室内の弁座に接離する弁体により流体
の通過流量を調整する弁本体と、該弁本体に固着され前
記弁体を接離させるロータを内蔵するキャンと、該キャ
ンに外嵌され前記ロータを回転駆動するステータとを備
え、弁本体は垂直方向、水平方向に延出する流体入出管
を有し、前記ステータは前記キャンが嵌合する嵌合穴を
有するとともに、水平方向に延出する前記流体入出管を
保持する２つの腕部を有する回り止め部材が固定してな
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、空気調和機、冷凍
機等に組み込まれて使用される電動弁に係り、特にキャ
ン、弁本体へのステータの取付が容易で構造が簡単な電
動弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の空気調和機、冷凍機等に
組み込まれて使用される電動弁は、冷媒等の流体の流量
を調整する機器であり、通常、弁室および弁座を備えた
弁本体と、鍔状部を介して前記弁本体の上部に固着され
た有底円筒状のキャンとを備えており、該キャンの内側
にはロータが内蔵され、前記キャンの外部には中央部に
挿通孔を有するステータが外嵌されているものである。

【０００３】図６は前記したような従来の電動弁１の縦
断面図を示しており、弁本体２は弁室２ｃと、ガイドブ
ッシュ固定部２ｄと、キャン固着部２ｅとを備え、弁室
２ｃには冷媒等の流体が出入する流体入出管２ａ、２ｂ
が設けられるとともに、その内部には弁軸３の先端に形
成された弁体３ａであるニードル弁が接離する弁座２ｆ
が配設されている。

【０００４】前記ガイドブッシュ固定部２ｄは、弁室の
上方に位置し、弁本体２とガイドブッシュ４とを固定す
る。該ガイドブッシュ４の内周には雌ねじ部４ａが形成
され、該雌ねじ部４ａには弁軸ホルダ５の外周に形成さ
れた雄ねじ部５ａが螺合され、雌ねじ部と雄ねじ部とに
よりねじ送り機構が構成されている。そして、この弁軸
ホルダ５内には、下端部に弁体３ａを形成している弁軸
３が摺動可能に嵌挿されており、該弁軸３は弁軸ホルダ
内５に縮装された圧縮コイルばね３ｂによって常時下方
に付勢されている。

【０００５】キャン固着部２ｅは弁本体２の上端に位置
し、内周面をかしめ固定されるとともに下端面を溶接に
より接合されているリング状金属板で構成され、その外
周部にてキャン６の鍔状部と溶接され弁本体２にキャン
６を固定している。弁軸３とロータ７との結合は、弁軸
３に弁軸ホルダ５とスリーブ等の一体成形物５ａを外嵌
させるとともに、これを永久磁石付きのロータ７に内嵌
させることによって行われている。弁軸３の上端にはプ
ッシュナット３ｃが圧入固定され、その鍔部が弁軸３に
若干の上下動を許容してロータ７に結合している。ま
た、弁軸３およびロータ７の上方移動の最上限は、ロー
タ７の上部に設けられているばね７ｂとキャン６の内面
との接触によって行われる。弁軸ホルダ５に固定される
下ストッパ４ｂとスリーブ５ａに形成される上ストッパ
５ｂとによりストッパ機構が構成される。

【０００６】キャン６の内部にはロータ７が内蔵され、
キャン６の外部にはステータ８が外嵌されている。ステ
ータ８の内部には上下にステータコイル８ａおよびヨー
ク８ｂが格納されており、ステータコイル８ａはリード
線８ｃおよびステータ８の外周に設けられたコネクタ８
ｄを通じて通電される。ステータコイル８ａの通電によ
りヨーク８ｂが励磁されてロータ７を回転させ、ねじ送
り機構により弁軸ホルダ５と弁軸３を摺動させることに
より弁体３ａを開閉作動させて冷媒の流量の調整を行っ
ている。ステータ８にはコネクタのカバー８ｅが溶着さ
れている。

【０００７】ステータ８の下方に金属製のリング状の取
付板９を固定し、この取付板９と一体に形成された回り
止め片９ａを、弁本体２から水平方向に突出する流体流
出管２ａに係合させるとともに、弁本体２とキャン６と
のリング状溶接部の一辺に係合孔９ｂを係合させ、リン
グ状溶接部の他辺には取付板９と一体に形成された押圧
片９ｃを押圧させてステータ８を固定している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記電動弁
１は弁本体２およびキャン６にステータ８を固定する構
成が複雑であり、製造が煩雑であるという問題点があ
る。すなわち、ステータ８には取付板９を固定するため
のフランジ部が形成され、このフランジ部を形成するた
めにステータ８を射出成形する金型はスライドコアが必
要となるため、多数個取りができないという問題点があ
る。また、取付板９は複雑で形状で大きいため、プレス
金型のコストが上昇するという問題点がある。

【０００９】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであって、その目的とするところは、ステータの
金型がスライドを不要にできるため構造を簡単にでき、
多数個取りが可能な電動弁を提供することにある。さら
に、流体入出管を保持する２つの腕部を有する回り止め
部材は構成が簡単で、製造、取付けが容易でコストダウ
ンを達成できる電動弁を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成すべく、
本発明に係る電動弁は、弁室内の弁座に接離する弁体に
より流体の通過流量を調整する弁本体と、該弁本体に固
着され前記弁体を接離させるロータを内蔵するキャン
と、該キャンに外嵌され前記ロータを回転駆動するステ
ータとを備え、弁本体は流体入出管を有し、前記ステー
タは前記キャンが嵌合する嵌合穴を有するとともに、前
記ステータの下部には、水平方向に延出する前記流体入
出管に係合する２つの腕部を有する回り止め部材が固定
されることを特徴とを特徴としている。

【００１１】本発明に係る電動弁の具体的態様として
は、前記回り止め部材には、取付け孔が穿設され、前記
ステータの下部には、前記取付け孔に挿入される突部が
突設され、前記取付け孔に突部を挿入してから該突部を
押し潰して、前記ステータに前記回り止め部材を固定す
ることを特徴としている。

【００１２】また、本発明に係る電動弁の他の具体的態
様としては、前記ステータには、前記取付け孔に対応し
て穴部が形成され、該穴部に、外周に凹凸部を形成し鍔
部付き止め部材を埋め込み、該鍔部付き止め部材により
前記ステータに前記回り止め部材を固定することを特徴
としている。

【００１３】また、本発明に係る電動弁のさらに他の具
体的態様としては、前記ステータには前記取付け孔に対
応して穴部が形成され、該穴部に止めねじを挿入して前
記回り止め部材を固定することを特徴とし、止めねじは
セルフタッピングねじであることを特徴としている。

【００１４】そして、前記ステータには、リード端子が
配設され、該リード端子に接続されるコネクタを覆うカ
バーには平坦部が形成され、前記平坦部を押圧して前記
カバーを前記ステータに溶着することを特徴としてい
る。

【００１５】このように構成された本発明の電動弁は、
ステータの嵌合穴にキャンを嵌合させて弁本体方向に押
し込むことにより、ステータに固定した回り止め部材の
２つの腕部が水平方向の流体入出管に係合保持され、キ
ャンおよび弁本体にステータを容易に取付けることがで
きる。そして、ステータを成形する金型はスライドコア
が必要でなく構成を簡単にできるため多数個取りが可能
となる。さらに、回り止め部材は小形で単純な形状であ
るため、コストダウンを達成できる。

【００１６】また、ステータに突設した突部を押し潰し
て回り止め部材を容易に固定することができる。また、
ステータに形成した穴部に、外周に凹凸部を形成し鍔部
を有する止め部材を埋め込んで回り止め部材を固定する
ことにより回り止め部材の固定が容易に確実に行うこと
ができる。また、ステータに形成した穴部に止めねじを
挿入して回り止め部材を容易に固定することができる。

【００１７】ステータのリード端子を覆うカバーに平坦
部を形成し、この平坦部に超音波ウェルダのホーンを押
圧することにより、カバーをステータに容易に確実に溶
着することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る電動弁の一実
施形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は、本発明
に係る電動弁の一実施形態の縦断面図、図２は図１の回
り止め部材の斜視図である。電動弁１０は、弁室２１内
の弁座２２に接離する弁体２３により冷媒の通過流量を
調整する弁本体２０と、弁本体２０に固着され弁体２３
を接離させるロータ３０を内蔵するキャン４０と、キャ
ン４０に外嵌されロータ３０を回転駆動するステータ５
０とを備えている。ロータ３０とステータ５０によりス
テッピングモータを構成している。

【００１９】キャン４０はステンレス等の非磁性の金属
から形成される有底円筒状をしており、弁本体２０の上
部に固着されたステンレス製の鍔状板４１に溶接等によ
り固着され、内部は気密状態に保たれている。ステータ
５０は磁性材より構成されるヨーク５１と、このヨーク
５１にボビン５２を介して巻回される上下のステータコ
イル５３、５３とから構成され、キャン４０に外嵌する
嵌合穴５０ａが形成されている。

【００２０】ニードル弁から構成される弁体２３は黄銅
製の弁軸２４の下端に形成されている。弁体２３を弁座
２２に接離させる駆動機構は、弁本体２０よりロータ３
０方向に延出して固定され固定ねじ部２５が形成される
筒状のガイドブッシュ２６と、該ガイドブッシュ２６の
固定ねじ部２５に螺合する移動ねじ部３１を有する弁軸
ホルダ３２とから構成されるねじ送り機構であり、前記
ねじ送り機構をロータ３０内の軸方向全長の略中央部に
配置している。

【００２１】このため、従来の電動弁のようにロータの
下方にねじ送り機構が位置するものと比較すると、軸方
向の長さを大幅に低減することができ、キャン４０の小
型化を図ることができる。固定ねじ部２５はガイドブッ
シュ２６の外周に雄ねじで構成され、移動ねじ部３１は
弁軸ホルダ３２の内周に雌ねじで構成されている。な
お、ガイドブッシュ２６および弁軸ホルダ３２は、とも
に黄銅製の円筒状材から形成されている。

【００２２】弁軸ホルダ３２はガイドブッシュ２６の外
側に位置する下方開口の円筒状をしており、前記のよう
に内面に移動ねじ部３１を形成してあり、弁軸ホルダ３
２に中心の弁軸２４の上部縮径部が嵌合してプッシュナ
ット３３により連結されている。弁体２３を下端に形成
した弁軸２４は黄銅より構成され、弁軸ホルダ３２の中
心に上下動可能に嵌挿されており、弁軸ホルダ３２内に
縮装された圧縮コイルばね３４によって常時下方に付勢
されている。弁軸ホルダ３２の側面には弁室２１とキャ
ン４０内の均圧を図る均圧孔３２ａが形成してある。

【００２３】弁軸２４の上端に圧入固定されたプッシュ
ナット３３の外周に円筒状の圧縮コイルばねで構成され
る復帰ばね３５を取付け、ガイドブッシュ２６の固定ね
じ部２５と弁軸ホルダ３２の移動ねじ部３１との螺合が
外れたときに、復帰ばね３５がキャン４０の内面に当接
して固定ねじ部２５と移動ねじ部３１との螺合を復帰さ
せるように付勢する。復帰ばね３５はプッシュナット３
３の外周に緩く嵌合して載置した状態で取付けてもよ
く、またプッシュナットの外周に弾接するように取付け
てもよい。

【００２４】弁本体２０は黄銅等の金属から構成され、
キャン４０との接合は、キャンに溶接等により固着され
た鍔状板４１の段差部にキャンの端部を突き合わせ溶接
することにより行っている。なお、突き合わせ溶接に限
らず、キャン４０の端部を外周に平坦に折り曲げて鍔状
部として形成し、この鍔状部と鍔状板４１とをいわゆる
拝み溶接により固定するようにしてもよい。

【００２５】弁軸ホルダ３２とロータ３０とは支持リン
グ３６を介して結合されており、支持リング３６は本実
施形態ではロータ３０の成形時にインサートされた黄銅
製の金属リングで構成されている。支持リング３６の内
周孔部に弁軸ホルダ３２の上部突部が嵌合し、上部突部
の外周をかしめ固定してロータ３０、支持リング３６お
よび弁軸ホルダ３２を結合している。弁本体２０、弁軸
２４、ガイドブッシュ２６、弁軸ホルダ３２、支持リン
グ３６は、前記したように全て黄銅より構成し、リサイ
クルを考慮した構成としている。

【００２６】ガイドブッシュ２６にはストッパ機構の一
方を構成する下ストッパ体（固定ストッパ）２７が固着
されており、下ストッパ体２７はリング状のプラスチッ
クより構成され、上方に板状の下ストッパ片２７ａが突
設されている。また、弁軸ホルダ３２にはストッパ機構
の他方を構成する上ストッパ体（移動ストッパ）３７が
固着されており、上ストッパ体３７もリング状のプラス
チックより構成され、下方に向けて板状の上ストッパ片
３７ａが突設され前記した下ストッパ片２７ａと係合可
能である。

【００２７】下ストッパ体２７はガイドブッシュ２６の
外周に形成された螺旋溝部分２６ａに射出成形により固
着され、上ストッパ体３７は弁軸ホルダ３２の外周に形
成された螺旋溝３２ｂ部分に射出成形により固着されて
いる。なお、下ストッパ体２７、上ストッパ体３７の固
着は射出成形に限らず、接着や圧入等により固着しても
よいのは勿論である。

【００２８】ステータ５０から、ステータコイル５３、
５３に接続された複数のリード端子５４が突出してお
り、このリード端子に複数のリード線５５が接続された
コネクタ５６が連結されている。そして、コネクタ５６
を覆うカバー５７がステータ５０に溶着され、カバー５
７内はシリコーン樹脂等の充填材５８で充填されてい
る。

【００２９】カバー５７はプラスチックから構成され、
図５に示されるように上面部５７ａ、両側面部５７ｂ、
５７ｃおよび平面部５７ｄより形成され、コネクタ５６
を覆う内部空間が確保されている。そして、ステータ５
０に接合する上面部および両側面部の接合面にはエッジ
部５７ｅが形成され、エッジ部の反対面は平坦部５７ｆ
が形成されている。

【００３０】ステータ５０は中心に下面開口の嵌合穴５
０ａを有し、この嵌合穴にキャン４０が嵌合し、ステー
タ５０の下面に溶着された回り止め部材５９により弁本
体２０およびキャン４０に固定される。回り止め部材５
９は本実施形態ではステンレススチール等の弾性を有す
る金属板から構成され、取付け孔６０ａを形成した水平
方向の基部６０と、この基部より下方に延出する２つの
腕部６１、６１を有するとともに、基部６０より上方に
延出する位置決め部６２が形成されている。

【００３１】２つの腕部６１、６１は基部６０より延出
される平行部とその下方に連続する湾曲部とを有し、湾
曲部は水平方向の流体入出管２０ｂの管径と同等の曲率
半径で形成されている。度決め部６２は半円形状に上方
に屈曲されたものであり、ステータ５０の角部に係合す
ることにより突部５０ｂに対して回り止め部材５９が回
転するのを防止している。回り止め部材５９は取付け孔
６０ａにステータ５０の突部５０ｂを挿入して超音波ウ
ェルダ等により押し潰すことにより固定される。

【００３２】前記の如く構成された本実施形態の電動弁
によれば、ステータ５０はその嵌合穴にキャン４０を嵌
合させて弁本体２０方向に押し込むことにより、回り止
め部材５９の２つの腕部６１、６１が水平方向の流体流
出管２０ｂを保持し、ステータ５０は弁本体２０および
キャン４０に極めて容易に、しかも確実に固定される。
回り止め部材５９は小型で形状が単純であるため、製造
が容易となりコストを低減でき、ステータ５０への固定
も容易に行える。

【００３３】図３を参照して回り止め部材の他の実施形
態を説明する。図３は回り止め部材の他の実施形態の斜
視図である。この実施形態の回り止め部材６５は、水平
方向の基部６６が略リング状をしており、リング状の基
部６６には４つの取付け孔６６ａが穿設されている。そ
して、基部６６から延出する２つの腕部６７、６７は前
記の実施形態と同様に平行部と湾曲部とで構成されてお
り、基部６６は４つの取付け孔６６ａにてステータに固
定されるため、回転防止の位置決め部は形成されていな
い。

【００３４】つぎに図４を参照して回り止め部材の他の
固定構造について説明する。図４（ａ）は第１の固定構
造を示す固定前と固定後の要部断面図、（ｂ）は第２の
固定構造を示す固定前と固定後の要部断面図、（ｃ）は
第３の固定構造を示す固定前と固定後の要部断面図であ
る。図４（ａ）において、回り止め部材５９の取付け孔
６０ａにステータの突部５０ｂを挿入し、突部の突出部
分を例えば超音波ウェルダにより押し潰して、回り止め
部材５９をステータ５０に固定している。

【００３５】図４（ｂ）において、ステータ５０には回
り止め部材５９の取付け孔６０ａに対応して穴部５０ｃ
が形成され、該穴部にローレット加工等により外周に凹
凸部７０ａを形成し鍔部７０ｂを有する止め部材７０を
埋め込み固定する。この止め部材７０の外径は穴部５０
ｃの内径より若干大きく設定され、超音波をかけた状態
でステータの穴部５０ｃに押し込まれ、外周の凹凸部７
０ａがステータの樹脂に埋め込まれた状態で固定され
る。なお、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す固定構造に
おいては、ステータをモールドする樹脂は、熱可塑性樹
脂であることが好ましい。

【００３６】図４（ｃ）において、ステータ５０には取
付け孔６０ａに対応して穴部５０ｄが形成され、該穴部
には雌ねじが形成されている。止めねじ７１をステータ
の穴部５０ｄに挿入して雌ねじに螺合させることにより
回り止め部材５９をステータ５０に固定することができ
る。なお、止めねじ７１はセルフタッピングねじを使用
し、雌ねじを形成していない穴部に直接ねじ込むように
してもよい。図４に示した回り止め部材５９の各固定構
造によれば、回り止め部材５９をステータ５０に極めて
容易に、しかも確実に固定することができる。

【００３７】ステータ５０にはリード端子５４が配設さ
れ、該リード端子５４に接続されるコネクタ５６を覆う
カバー５７には平坦部５７ｆが形成されている。ステー
タ５０にカバー５７を溶着するときは、接合面のエッジ
部５７ｅをステータ５０に対接させ、超音波ウェルダの
ホーン部分を平坦部５７ｆに対接させてステータ方向に
押圧する。

【００３８】これによりエッジ部５７ｅと対接するステ
ータ部分が溶融し、エッジ部５７ｅがステータ５０に溶
けこむようにしてカバー５７はステータ５０に確実に溶
着される。また、超音波ウェルダのホーン部分は上面部
と両側面部に連続する接合面に沿う平坦部５７ｆを押圧
できるので、溶着は全周を容易に、確実に行うことがで
きる。このあと、カバー５７とステータ５０との間の空
間にシリコーン樹脂等の充填材５８で充填し、コネクタ
５６とリード端子５４との接続部分は密封してもよい。
しかも、カバー５７には、図５（ｃ）に示す如く、凸部
５７ｇ、５７ｈが形成されており、リード端子５４の抜
け防止用のストッパとして作用している。

【００３９】

【発明の効果】以上の説明から理解できるように、本発
明の電動弁は、弁本体およびキャンにステータを容易に
取り付けることができる。また、構成を簡単にできコス
トダウンを達成することができる。ステータを弁本体の
流体入出管に保持させる回り止め部材はステータに容易
に確実に固定することができる。ステータのリード端子
およびコネクタを覆うカバーは、容易に確実に溶接する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電動弁の一実施形態の縦断面図。

【図２】図１の回り止め部材の斜視図。

【図３】回り止め部材の他の実施形態の斜視図。

【図４】（ａ）は回り止め部材の第１の固定構造を示す
固定前と固定後の要部断面図、（ｂ）は回り止め部材の
第２の固定構造を示す固定前と固定後の要部断面図、
（ｃ）は回り止め部材の第３の固定構造を示す固定前と
固定後の要部断面図。

【図５】（ａ）はカバーの断面図、（ｂ）カバーの正面
図、（ｃ）はカバーの底面図、（ｄ）はエッジ部の拡大
断面図。

【図６】従来の電動弁の縦断面図。

【符号の説明】

１０ 電動弁 ２０ 弁本体 ２０ａ、２０ｂ 流体入出管 ２１ 弁室 ２２ 弁座 ２３ 弁体 ３０ ロータ ４０ キャン ５０ ステータ ５０ａ 嵌合穴 ５０ｂ 突部 ５０ｃ、５０ｄ 穴部 ５４ リード端子 ５６ コネクタ ５７ カバー ５７ｅ エッジ部 ５７ｆ 平坦部 ５９、６５ 回り止め部材 ６０ａ、６６ａ 取付け孔 ６１、６７ ２つの腕部 ７０ 止め部材 ７０ａ 凹凸部 ７０ｂ 鍔部 ７１ 止めねじ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大内 共存 東京都世田谷区等々力７丁目17番24号 株 式会社不二工機内 (72)発明者 原田 貴雄 東京都世田谷区等々力７丁目17番24号 株 式会社不二工機内 Ｆターム(参考） 3H062 AA02 BB30 BB31 CC02 DD01 FF41 GG01 HH04 HH08 HH09

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁室内の弁座に接離する弁体により流体
   の通過流量を調整する弁本体と、該弁本体に固着され前
   記弁体を接離させるロータを内蔵するキャンと、該キャ
   ンに外嵌され前記ロータを回転駆動するステータとを備
   えた電動弁において、 弁本体は、流体入出管を有すると共に、前記ステータ
   は、前記キャンに嵌合する嵌合穴を有し、前記ステータ
   の下部には、水平方向に延出する前記流体入出管に係合
   する２つの腕部を有する回り止め部材が固定されている
   ことを特徴とする電動弁。
2. 【請求項２】 前記回り止め部材には、取付け孔が穿設
   され、前記ステータの下部には、前記取付け孔に挿入さ
   れる突部が突設され、前記取付け孔に突部を挿入してか
   ら該突部を押し潰して、前記ステータに前記回り止め部
   材を固定することを特徴とする請求項１に記載の電動
   弁。
3. 【請求項３】 前記ステータには前記取付け孔に対応し
   て穴部が形成され、該穴部に外周に凹凸部を形成した鍔
   部付き止め部材を埋め込み、該鍔部付き止め部材により
   前記ステータに前記回り止め部材を固定することを特徴
   とする請求項１に記載の電動弁。
4. 【請求項４】 前記ステータには前記取付け孔に対応し
   て穴部が形成され、該穴部に止めねじを挿入して前記回
   り止め部材を固定することを特徴とする請求項１に記載
   の電動弁。
5. 【請求項５】 前記止めねじはセルフタッピングねじで
   あることを特徴とする請求項４に記載の電動弁。
6. 【請求項６】 前記ステータには、リード端子が配設さ
   れ、該リード端子に接続されるコネクタを覆うカバーに
   は平坦部が形成され、前記平坦部を押圧して前記カバー
   を前記ステータに溶着することを特徴とする請求項１乃
   至５のいずれか一項に記載の電動弁。