JP2001187977A

JP2001187977A - 電動膨張弁

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Publication number: JP2001187977A
Application number: JP37432199A
Authority: JP
Inventors: Morio Kaneko; 守男金子; Hideki Sekiguchi; 英樹関口
Original assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Current assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Priority date: 1999-12-28
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2001-07-10
Anticipated expiration: 2019-12-28
Also published as: JP4466888B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電動膨張弁において、微小流量制御と弁閉時
の液漏れをなくする。【解決手段】パルスモータにより回動駆動されるロータ
で回転される弁体２１の回転角度に応じて弁座１３の開
口部１３ａを開閉する電動膨張弁において、弁体２１の
弁座１３に摺接する面を微小流量制御を行うための絞り
溝２１ｇを形成された薄い金属板で形成し、絞り溝２１
ｇをハーフ・エッチング処理することにより任意形状の
溝を極めて正確に形成でき、電動膨張弁の弁開度特性を
極めて正確に設計に適合させて微小流量制御を可能とす
る一方、弁座１３を合成樹脂で形成することで弁閉時の
液漏れをなくするようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍サイクルにお
ける電動膨張弁に関し、特に、冷蔵庫のような微小冷媒
流量制御を必要とする冷凍サイクルにおいて冷媒流量の
完全停止制御が可能な電動膨張弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、冷凍サイクルにおける電動膨張弁
として、特開平２−６２９９号公報に記載されているよ
うなニードル弁タイプのものが知られている。このニー
ドル弁タイプの電動膨張弁は、図１１、図１２に示すよ
うに、全閉機能を有する場合はニードル弁１００のテ−
パ部Ｑ０を弁座１０１に当接させる必要があり、ニード
ル弁１００が垂直方向の力によって、弁座１０１に食い
つくことを防ぐためには、Ｑ０を充分大きく（例えば６
０°）する必要がある。さらに、ニードル付け根径Ｄ１
はポート径Ｄ０よりも小さくしなければならない。（Ｄ
０＞Ｄ１）

【０００３】その結果、ニードル弁タイプのものでは、
弁開き始めの弁特性は急激な立ち上がりとなってしま
う。また、上記食いつきを防ぐために、ニードルと弁座
との間に若干のクリアランスを設けると、そのクリアラ
ンスだけで、冷蔵庫の場合、微小冷媒流量の制御範囲を
越えてしまう。

【０００４】このような理由から、ニードル弁タイプの
ものは、冷蔵庫のような微小冷媒流量制御を必要とする
冷凍サイクルには不向きであるという問題点がある。

【０００５】このほか、図１３〜図１５に示すような電
動式膨張弁２００が知られている。図１３に示す電動式
膨張弁２００は、符号２０１で示すように、電磁コイル
への通電により往復回転可能な回転軸２０２の下端部に
形成され、弁室２０７に配設された長さＬのカム部２０
３が、流量制御弁として作動するようになっている。

【０００６】すなはち、図１３（Ｂ）に示す通り、カム
部２０３が回動してその凸部２０３ａが流路２０５，２
０６の各ポート２０５ａ，２０６ａに対向する位置にあ
るとき、この電動式膨張弁２００は最小流量状態とな
る。

【０００７】また、図１３（Ｃ）に示す通り、回転軸２
０２が回動してそのカム部の凹部２０３ｂが流路２０
５，２０６の各ポート２０５ａ，２０６ａに対向する位
置にあるとき、この電動式膨張弁２００は最大流量状態
となる。図１３（Ｂ），（Ｃ）中の符号２１０は電動式
膨張弁２００の本体に設けられた本体ストッパを示して
おり、また、符号２０９はカム部２０３と一体となって
回動可能なロータストッパを示していて、これらの両部
材は、カム部２０３、すなはち流量制御弁の回動リミッ
タとして作用するようになっている。

【０００８】この電動式膨張弁２００は、電磁コイル２
０１への通電により、回転軸２０２が往復回動して上記
のように、その下端部に形成された長さＬのカム部２０
３が流量制御弁として作動するように流量制御を行うも
のの、電動式膨張弁２００には完全な弁閉機能がないと
いう問題点がある。また、符号で示すピン２１１とケ
−ス２１２との接触部における垂直方向クリアランス、
ガタによる異音、符号で示すマグネット２１３と弁組
品２１４との接触部における垂直方向クリアランス、ガ
タによる異音、符号で示すマグネット２１３と弁組品
２１４との接触部における回動方向クリアランス、ガタ
による異音、符号で示すマグネット２１３とケ−ス２
１２との接触部におけるクリアランス、ガタによる擦れ
異音および符号で示すマグネット２１３と下蓋ストッ
パ２１５との当接による異音などが発生し、さらに、流
量制御が単純であって、比例弁のような制御しか行うこ
とができないと言う問題点もある。

【０００９】このような従来の電動膨張弁の問題点の解
決を図った電動膨張弁として、本出願人が先に出願した
出願に記載されているような電動膨張弁が提案されてい
る。ここで、この電動膨張弁について説明する。

【００１０】図１４はこの電動膨張弁３００の分解斜視
図、図１５はロータ組立の拡大斜視図、図１６は弁体の
拡大斜視図である。なお、電動膨張弁３００の全体構造
は、後述の実施形態のものと同一であるので、これと同
一の符号を付すことにより、その全体構造は明確となる
ので、ここでは、電動膨張弁３００の全体構造について
の説明を省略する。

【００１１】この電動膨張弁３００、例えば、ステップ
モータからなり、継手等を有する弁本体組立体１０と、
マグネット、ロータ等を有するロータ組立体２０と、該
ロータ組立体２０に被覆させるキャン（ケース）４０
と、該キャン４０に外嵌するコイル組立体（図１参照）
等を備えて構成されている。

【００１２】弁本体組立体１０は、筒状の弁室１１を備
えるとともに、その軸線方向直下に出口継手１２が配置
され、弁室１１と出口継手１２との境界部に弁座１３が
形成されており、この弁座１３に弁室１１と出口継手１
２とを連通するポート部１３ａが設けられている。ポー
ト部１３ａの上面近傍の側部に、入口継手１４に接続す
る開口１４ａが設けられ、弁座１３に、次に詳述する一
回転型スライド式の弁体２１（図１５、図１６）が配設
される。符号１５はフランジ状の下蓋、１５ａは下蓋１
５の所定位置に突設され、後述するロータ組立体２０の
停止位置を規定するストッパ、１５ｂはストッパ１５ａ
に外嵌した弾性体からなるＯリング状の緩衝材をそれぞ
れ示している。

【００１３】図１５、図１６に示すように、弁体２１は
短円柱状の本体部２１ａを備えるとともにその下面側
（図１６においては手前側面側）に、略カム形状をした
「弁閉制御部」としての突出部２１ｂが形成されてい
る。なお、この略カム形状の外形は重要な役割をなす。
突出部２１ｂの内側に小判形をした「受圧増加用の凹
部」としての弁閉コア部（凹部）２１ｄが形成され、こ
の突出部２１ｂの手前側面に対向配設された弁座１３と
摺接する摺接面２１ｃの摺接面積が小さくなるようにな
っており、この構成により、受圧面積を小さくして弁閉
機能（シール性）の向上を図っている。この弁閉機能に
より、弁漏れ防止の精度を高めることができる。

【００１４】図１５に示すように、本体部２１ａの側面
の縦軸方向に、段差のある位置決め用の切欠２１ｅが形
成され、次に説明する弁体ホルダ２２の下位置決め部２
２ａがここに嵌入される。本体部２１ａの上面側（図１
６においては背面側）には、弁体ホルダ２２の係合突起
２２ｃを嵌入する穴２１ｆが穿設されている。

【００１５】図１４に示すように、弁体ホルダ２２とロ
ータ２８の下面側との間にコイルスプリング（取付バ
ネ）２５が縮設して配設されていて、このスプリング２
５の付加荷重により、弁体２１を弁座１３側に押し付け
ることができるようになっている。この押し付けによ
り、弁体２１の自由度は回転方向のみとなる。弁体ホル
ダ２２の上端部に、後述するロータ２８における支軸部
２８ｂの下端が抜けるのを防止するための、切り込み形
状の抜け防止部２２ｄがを形成されている。符号２２ｂ
はロータ２８との位置決めをする位置決め部を示す。

【００１６】円筒状のマグネット３１の下端面にロータ
ストッパ３１ａが突設され、また、マグネット３１の内
面中央部に凹部３１ｂが周設されていて、この凹部３１
ｂに後述のように、合成樹脂を流し込んで、マグネット
３１とロータ２８とのガタをなくす構成となっている。

【００１７】ロータ２８は合成樹脂製であって、略円筒
状の外周部２８ａと外周部２８ａの中央から上方に向け
て形成した断面形状略小判形（図１５）の支軸部２８ｂ
と、弁体ホルダ２２に結合する結合部２８ｄとを備えて
いる。

【００１８】マグネット３１とロータ２８とは一体成形
品であって、ロータ２８を成形するための型（図示せ
ず）の外周に沿ってマグネット３１を固定し、この型内
に合成樹脂を射出することにより、これらを一体的に成
形することができる。この射出の際に、樹脂は凹部３１
ｂに流れ込み、経時変化によるガタ等を生じることがな
い。このようにロータ２８とマグネット３１が一体的に
成形されるため、前述の図１３に示した従来例において
は、空隙を生じていた箇所が密着し、このような空隙
を生じることはなく、この状態はその後も変化すること
はない。また、図１３に示す従来のものにおける部分
での異音の発生を防止できる。

【００１９】図１４に示すように、キャン４０を構成す
るキャン本体４１の上蓋部４１ａの中心に支持凹部４１
ｂが形成され、支持凹部４１ｂにロータ２８の支軸部２
８ｂの先端部に形成した係合突起２８ｃを嵌入して回転
自在に支持するようになっている。

【００２０】キャン４０にコイル組立体５０が外嵌され
（図１参照）、コイル組立体５０は内部にコイル５１を
備え、このコイル５１に電流を流すことにより、コイル
５１が磁界を発生して、マグネット３１と相俟ってステ
ッピングモータ６０が構成され、パルス数に応じた所望
の角度にロータ組立体２０を回転させることができるよ
うになっている。このロータ組立体２０の回転により弁
体２１が回転し、ポート部１３ａの開口面積を変え、流
量の制御が行われる。

【００２１】また、ロータ組立体２０の回転の際に、所
定角度の回転によりロータ組立体２０のストッパ３１ａ
が下蓋１５のストッパ１５ａに当接して衝止される。こ
の衝止の際に、ストッパ１５ａは当接部にＯリング状の
緩衝材１５ｂを備えているので、図１３の従来例の符号
の箇所において発生していた異音を減少させることが
できる。

【００２２】次に、図１７を参照しながらこの電動膨張
弁３００の作用を説明する。図１７は、弁体２１の回転
に応じてポート部１３ａの開度が変化する状況を示す特
性図であり、図１７（Ａ）は、ポート部１３ａを突出部
２１ｂの弁閉コア部２１ｄが完全に覆った場合であっ
て、この時は、グラフに示すように、弁開度は全閉であ
る。この場合、前述の如く弁閉コア部２１ｄを形成した
ので、受圧面積が小さくなり、シール性が高められ、弁
漏れを起すことがない。図示の例では、ロータ組立体２
０の回転可能範囲（作動域）は３００°であり、この作
動域は、ロータストッパ３１ａの幅の値により所望範囲
に設定することができる。

【００２３】図１７（Ｂ）は、弁体２１が（Ａ）の状態
から反時計方向に９０°回転した場合であって、ポート
部１３ａは約３５％だけ開口する（グラフの点線で示し
たカーブの符号Ｘを参照）。同様に、図１７（Ｃ）は、
ポート部１３ａが約６５％だけ開口した場合であり、図
１７（Ｄ）は、ポート部１３ａが１００％開口した場合
である。

【００２４】また、図１６および図１７に示した略カム
形状の突出部２１ｂの場合は、図１７の点線で示した開
度特性を示すが、突出部２１ｂの外形を適宜変更するこ
とにより、例えば実線で示した特性Ｙや一点鎖線で示し
た特性Ｚを容易に実現することができる。即ち、従来例
で説明したように、従来は単なる比例制御のみが可能で
あったが、この電動膨張弁３００によれば、略カム形状
の突出部２１ｂの形状を任意に設定することにより、所
望の制御特性の電動膨張弁を得ることが可能となる。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図１４〜図
１７に示した従来例（第３従来例）は上述のように、略
カム形状の突出部２１ｂの形状を任意に設定することに
より、所望の制御特性の電動膨張弁を得ることが可能で
はあるものの、突出部２１ｂの形状を任意の形状に、精
密に加工することは極めて難しく、所望の制御特性、特
に所望の微小流量制御が得られないという問題点があ
る。

【００２６】また、略カム形状の突出部２１ｂと弁座と
は磨耗しやすく、その結果、弁閉時の漏れを長期間にわ
たって完全になくすことが難しく、長期間の使用に耐え
得る電動膨張弁の提供が望まれていた。

【００２７】本発明は、上記第３従来例の上記問題点を
解決した電動膨張弁を提供しようとするものである。

【００２８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するための主要な手段として、外側にコイル組立体を
有し内側にマグネットとロータとからなる弁体の回転手
段を配設されたキャンと、該キャンの下端側に配設され
円筒状の弁室を備えた弁本体組立体とを備えるととも
に、該弁本体組立体が前記弁室に形成された弁座に穿設
したポート部と該弁座を挟んで配設された流体入出口と
を有し、前記弁体は前記弁室に内設された円形の本体部
と該本体部の下面に形成され前記弁座に密接摺動可能な
弁閉制御部とを備え、該弁閉制御部が前記ロータの回転
角度に応じて前記ポート部を覆う面積を制御可能に構成
された電動式膨張弁において、前記弁閉制御部の少なく
とも前記弁座に摺接する面を、薄い金属板で形成すると
ともに、該薄い金属板に微小流量制御を行うための絞り
溝を形成するものである。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、図１〜１０により本発明の
実施の形態について説明する。なお、図１４〜１７と同
じ部材には同一符号を付し、それらについては、説明を
簡略する場合がある。

【００３０】（１）構成図１、図２および図７に示すように、この実施形態の電
動膨張弁ＣＢは、ステップロータをその駆動源としてお
り、継手等を有する弁本体組立体１０と、マグネット、
ロータ等を有するロータ組立体２０と、ロータ組立体２
０を被覆するためのキャン（ケース）４０と、キャン４
０に外嵌するコイル組立体５０等を備えて構成されてい
る。

【００３１】弁本体組立体１０は、本体１０ａと、本体
１０ａ内に形成された筒状の弁室１１を備え、その軸線
方向直下に出口継手１２が取り付けられ、弁室１１と出
口継手１２との境界部に弁座１３が形成されている。弁
座１３に、弁室１１と出口継手１２とを連通するポート
部１３ａが設けられている。ポート部１３ａの上面近傍
の側部に入口継手１４に接続する開口１４ａが設けられ
ている。

【００３２】弁座１３の上に、一回転型スライド式の弁
体２１が弁座１３と密接回動可能に配設されている。こ
の実施形態では、弁体２１は本体部２１ａと弁座１３に
密接回動可能に接触する薄い金属板製の弁２１Ｂとで構
成されている。この実施形態では、薄い金属板製の弁２
１Ｂは本体部２１ａの下端部に形成された小径部ｅの表
面２１ｅに取り付けられている（図８参照）。

【００３３】符号１５はフランジ状の下蓋、１５ａは下
蓋１５の所定位置に突設され後述するロータ組立体２０
の停止位置を規定する剛体製のストッパ、１６はスプリ
ングピンをそれぞれ示している。本体部２１ａの側面に
は、弁室１１に開口する縦長の流路用溝部２１ｆが形成
されており、この流路用溝部２１ｆの下端は、薄い金属
板製の弁２１Ｂに形成された微小流量制御を行うための
絞り溝２１ｇ（後に詳述する）に連通している。

【００３４】図２に詳細に示すように、本体１０ａの弁
座１３の取り付け部に、外開き状テーパ面１０ｂを有す
る環状のばね受け部材１０ｃが取り付けられていて、こ
のばね受け部材１０ｃのテーパ面１０ｂにリングばね１
０Ａが嵌挿されている。リングばね１０Ａは本体１０ａ
のテーパ面１０ｂに作用して下向きの分力を発生し、こ
の分力が弁座１３を押しつけるように作用して、シール
性を確保できる構成となっている。

【００３５】図３、図４に示す変形例では，弁座１３と
本体１０ａとの間にコイルばね１０Ｂが介装されてお
り、コイルばね１０Ｂが弁座１３を押しつけるように作
用して、シール性を確保できる構成となっている。な
お、コイルばね１０Ｂの上側端部は、止め輪を形成すべ
く１巻き分だけ大径に形成されている。

【００３６】弁体２１は、短円柱状の本体部２１ａとそ
の下面側（図８においては手前側面側）に、「弁閉制御
部」としての薄い金属板製の弁２１Ｂが取り付けられて
いる。この実施形態では、薄い金属板製の弁２１Ｂは本
体部２１ａの下端部に形成された小径部２１ｅの表面に
取り付けられている（図８参照）。

【００３７】本体部２１ａの側面には、弁室１１に開口
する縦長の流路用溝部２１ｆが形成されており、この流
路用溝部２１ｆの下端は、薄い金属板製の弁２１Ｂに形
成された微小流量制御を行うための絞り溝２１ｇ（後に
詳述する）に連通している。符号１５はフランジ状の下
蓋、１５ａは下蓋１５の所定位置に突設され後述するロ
ータ組立体２０の停止位置を規定する剛体製のストッ
パ、１６はスプリングピンをそれぞれ示している。

【００３８】本体部２１ａの側面の縦軸方向に段差のあ
る位置決め用の切欠（図示せず）が形成され、次に説明
する弁体ホルダ２２の下位置決め部（図示せず）が嵌入
されて本体部２１ａの位置決めが行われるようになって
いる。本体部２１ａの上面側には、弁体ホルダ２２の係
合突起（図示せず）を嵌入する穴（図示せず）が穿設さ
れていて、係合突起を穴に嵌入することにより、本体部
２１ａと弁体ホルダとの結合が行われるようになってい
る。なお、これらの下位置決め部や係合突起、穴など
は、上述の第３従来例のものと同じ構成である。

【００３９】図７に示すように、弁体ホルダ２２とロー
タ２８の下面側との間に、コイルスプリング（取付バ
ネ）２５が縮設して配設されており、このスプリング２
５の付加荷重により、弁体２１を弁座１３側に押し付け
るようになっている。この押し付けにより、弁体２１の
自由度は回転方向のみとなる。弁体ホルダ２２の上端部
に、ロータ２８における支軸部２８ｂの下端が抜けるの
を防止するための、切り込み形状の抜け防止部２２ｄが
形成されている。符号２２ｂは、ロータ２８との位置決
めをする位置決め部を示す。

【００４０】符号３１は円筒状のマグネットを示してお
り、この円筒状のマグネット３１の下端面にロータスト
ッパ３１ａが突設されている。また、マグネット３１の
内面中央部に凹部３１ｂが周設され、この凹部３１ｂ
に、上述の第３従来例のものと同様に、合成樹脂を流し
込んでマグネッポート３１とロータ２８とのガタをなく
すことができる構成となっている。

【００４１】ロータ２８は合成樹脂製であって、図７に
示すように、略円筒状の外周部２８ａと、外周部２８ａ
の中央から上方に向けて形成された断面形状略小判形の
支軸部２８ｂと、弁体ホルダ２２に結合する結合部２８
ｄとを備えている。

【００４２】ここで、マグネット３１とロータ２８とは
一体成形品であって、ロータ２８を成形するための型
（図示せず）の外周に沿ってマグネット３１を固定し、
この型内に合成樹脂を射出することによりこれらを一体
的に成形する。この射出の際に、樹脂は凹部３１ｂに流
れ込み、経時変化によるガタ等を生じることがない。

【００４３】このようにロータ２８とマグネット３１が
一体的に成形されるため、前記図１３に示す従来例にお
いては、空隙を生じていた箇所は密着し、空隙を生じ
ることはなく、この状態はその後も変化することはな
い。また、図１３に示す従来のものにおける部分での
異音の発生も防止できる。

【００４４】図７に示すキャン４０を構成するキャン本
体４１の上蓋部４１ａの中心に支持凹部４１ｂが形成さ
れ、この支持凹部４１ｂにロータ２８の支軸部２８ｂの
先端部に形成した係合突起２８ｃを嵌入してロータ２８
を回転自在に支持する構成となっている。

【００４５】キャン４０に、コイル組立体５０が外嵌さ
れ（図１）ている。コイル組立体５０は、内部にコイル
５１を備え、電流を流すことによりコイル５１が磁界を
発生し、マグネット３１と相俟ってステッピングモータ
６０を構成し、パルス数に応じて所望の角度にロータ組
立体２０を回転できるようになっている。このロータ組
立体２０の回転により弁体２１が回転することでポート
部１３ａの開口面積が変化して、流量の制御が行われ
る。

【００４６】また、ロータ組立体２０の回転の際に、所
定角度の回転によりロータ組立体２０のストッパ３１ａ
が下蓋１５のストッパ１５ａに当接して衝止される。ス
トッパ１５ａの当接部にＯリング状の緩衝材を設けてお
くと、この衝止の際に、前記図１３のものにおいて符号
で示した箇所にで発生していた異音を、減少させるこ
とができる。

【００４７】また、支軸部２８ｂの先端は、キャン本体
４１の上蓋部４１ａに形成した支持凹部４１ｂに支持さ
れて第１ガイド部Ｇ１（図１）となり、またロータ２８
の嵌合部２８ｅ（図７）の外周で弁室１１の内壁と嵌合
して第２ガイド部Ｇ２となっており、これらの両端支持
部分Ｌｂ間にマグネット３１の上端部と下端部との間隔
Ｌａが存在する構成としているので、ロータ組立体２０
の回転は安定し、マグネットとキャンの内周面との衝突
及び摺接がなくなり、図１３に示した従来のものにおけ
る部分での異音の発生を防止できる。

【００４８】また、コイルスプリング２５によってロー
タ組立体２０を下方向から押圧支持するので、ロータ組
立体２０の回転をより安定化させることができ、ロータ
組立体のふらつきを防止することができ、図１３に示す
従来のものにおける部分での異音の発生を防止でき
る。しかも、前述の摺接が生じなくなり、且つロータ組
立体２０の回転が安定しているので、マグネットは小型
のものでよく、全体を軽量化、小型化することができる
と共に、コイルへの供給電力も小さなものとすることが
でき、消費電力を小さなものとすることができる。

【００４９】さらに、前述の如く、支軸部２８ｂの先端
をガイドする係合突起２８ｃは、キャン本体４１の上蓋
部４１ａに形成した支持凹部４１ｂに支持する構成であ
るので、支持凹部４１ｂはキャン成型時に同時に、正確
な位置に形成することができ、その中心位置を正確なも
のとすることができる。したがって、従来のもののよう
に、上蓋部にピンの先端を支持する他の部材をその中心
位置決めを行いながら固定するものと比較して、より正
確に、しかも容易にピンの位置決めを行うことができ
る。

【００５０】つぎに、薄い金属板製の弁２１Ｂに形成さ
れた微小流量制御を行うための絞り溝２１ｇについて、
説明する。この絞り溝２１ｇは、図８に示すように、弁
体２１の本体部２１ｂの中心軸Ｚ−Ｚを中心とした半径
ｒの円弧状に形成され、深さＨは一定であるが、幅Ｗは
先端部が最大で後端部Ｅに向かって次第に狭くなる形状
となっている。そして、先端部に流路用溝部２１ｆに連
通する貫通穴Ｓが形成されている。なお、後端部Ｅで
は、幅Ｗは０である。この絞り溝２１ｇの開口面積Ａ
は、Ａ＝Ｗ×Ｈとなる。

【００５１】薄い金属板製の弁２１Ｂに対抗する弁座１
３は、合成樹脂のような軟質材で形成されていて、薄い
金属板製の弁２１Ｂの耐磨耗性の向上と、弁漏れ防止の
精度の向上とが図られている。そして、この弁座１３に
は、図９に示すように、上端部をＬ字状に形成されたポ
ート部１３ａが穿設されている。

【００５２】絞り溝２１ｇは、ハーフ・エッチング処理
またはエッチング処理により加工されている。このよう
に、絞り溝２１ｇの加工を、ハーフ・エッチング処理ま
たはエッチング処理により加工することにより、寸法の
極めて正確な絞り溝２１ｇを得ることができる。絞り溝
２１ｇは、このほか、プレス加工またはレーザー加工に
より形成することもでき、この場合も極めて正確な寸法
の絞り溝２１ｇを得ることができる。

【００５３】（２）作用効果次に、図１０を参照しながらこの実施形態の電動膨張弁
の作用効果を説明する。図１０は、弁体２１の回転に応
じてポート部１３ａの開度が変化する状況を示す特性図
である。

【００５４】図１０（Ａ）は、ポート部１３ａが弁２１
Ｂで完全に覆われた場合であって、このとき、グラフに
示すように、弁開度は全閉である。この場合、前述の如
く弁２１Ｂは取付ばね２５により弁座１３に押しつけら
れれおり、しかも弁座１３は合成樹脂のような軟質材で
形成されているため、弁漏れ防止の精度は高く、弁漏れ
を起すことがない。この実施形態の場合、ロータ組立体
２０の回転可能範囲（作動域）は３００°であり、この
作動域は、ロータストッパ３１ａの幅の値により所望範
囲に設定することができる。

【００５５】図１０（Ｂ）は、２４パルスにより（Ａ）
の位置から弁体２１が反時計方向に３０°回転した場合
であって、ポート部１３ａは約Ａ１だけ開口する（グラ
フの点線で示したカーブ参照）。同様に、図１０（Ｃ）
は、弁体２１が約２５０°回転した場合であり、図１０
（Ｄ）は、弁体２１が３００°回転してポート部１３ａ
が１００％開口した場合である。

【００５６】この実施形態の電動膨張弁では、液体は、
入口継手１４→弁室１１→流路用溝部２１ｆ→貫通穴Ｓ
→絞り溝２１ｇ→ポート部１３ａ→出口継手１２の順に
流れ、絞り溝２１ｇ→ポート部１３ａ間で流量制御が行
われる。

【００５７】この実施形態の電動膨張弁の流量制御、す
なはち弁開度特性は、図１０のグラフに示す通りであ
る。そして、この実施形態の電動膨張弁の弁開度特性の
特徴は、特に全閉域から絞り域の始め（弁開度Ａ１）に
至る弁開度特性、いわゆる「立ち上がり特性」が緩やか
な曲線に設定されている点である。この「立ち上がり特
性」を含む弁開度特性全体は、絞り溝２１ｇの形状を変
えることにより、任意のものとすることができる。

【００５８】さらに、この実施形態の場合、絞り溝２１
ｇを形成された薄い金属板は本体部２１ａに簡単に着脱
可能となったいるため、本体部２１ａを変えずに、絞り
溝２１ｇを形成されている薄い金属板のみを取り替える
ことにより、所望の弁開度特性を有するものに変えるこ
とができる。

【００５９】図５、図６は、弁座１３に絞り溝２１ｇを
形成した変形例である。この場合、弁体２１の本体部２
１ａには絞り溝２１ｇは形成されておらず、かつ、合成
樹脂のような軟質材で形成されている。この変形例で
も、図１のものと同様の作用効果が得られることはいう
までもない。

【００６０】図示のこの変形例では、絞り溝２１ｇが弁
座１３に直接形成されているが、薄い金属板に絞り溝２
１ｇを形成されたものを弁座１３に簡単に着脱可能に装
着するようにしてもよい。この場合、上記と同様の効果
が得られる。

【００６１】この実施形態の電動膨張弁では、上記の作
用効果のほか、次のような作用効果も得られる。すなは
ち、支軸部２８ｂの先端は、キャン本体４１の上蓋部４
１ａに形成した支持凹部４１ｂに支持されて第１ガイド
部Ｇ１（図１）となり、またロータ２８の嵌合部２８ｅ
（図３）の外周で弁室１１の内壁と嵌合して第２ガイド
部Ｇ２となっており、これらの両端支持部分Ｌｂ間にマ
グネット３１の上端部と下端部との間隔Ｌａが存在する
構成としているので、ロータ組立体２０の回転は安定
し、マグネットとキャンの内周面との衝突及び摺接がな
くなり、図１３に示す従来のものにおける部分での異
音の発生が防止される。

【００６２】また、コイルスプリング２５によって、ロ
ータ組立体２０は下方向から押圧支持されるので、ロー
タ組立体２０の回転をより安定化させることができ、ロ
ータ組立体のふらつきを防止することができ、図１３に
示す従来のものにおける符号部分での異音の発生が防
止される。しかも、前述の摺接が生じなくなり、且つロ
ータ組立体２０の回転が安定しているので、マグネット
は小型のものでよく、全体を軽量化、小型化することが
できると共に、コイルへの供給電力も小さなものとする
ことができ、消費電力を小さなものとすることができ
る。

【００６３】また、前述の如く支軸部２８ｂの先端をガ
イドする係合突起２８ｃは、キャン本体４１の上蓋部４
１ａに形成した支持凹部４１ｂに支持する構成としたの
で、支持凹部４１ｂはキャン成型時に同時に、正確な位
置に形成することができ、その中心位置を正確なものと
することができる。したがって、従来のもののように、
上蓋部にピンの先端を支持する他の部材をその中心位置
決めを行いながら固定するものと比較して、より正確
に、しかも容易にピンの位置決めを行うことができる。

【００６４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、以下の
ような効果が得られる。（１）冷蔵庫のような微小冷媒流量制御を必要とする冷
凍サイクルにおいて、冷媒流量の完全停止制御が可能な
電動膨張弁を得ることができる。（２）全閉域から絞り域の始め（弁開度が極小の時点）
に至る弁開度特性、いわゆる「立ち上がり特性」を緩や
かな曲線に設定することができる。（３）上記（２）の「立ち上がり特性」を含む弁開度特
性全体を、絞り溝の形状を変えることにより、任意のも
のとすることができる。（４）絞り溝は、ハーフ・エッチング処理またはエッチ
ング処理により加工されており、このように、絞り溝の
加工を、ハーフ・エッチング処理またはエッチング処理
により加工することにより、寸法の極めて正確な絞り溝
を得ることができ、その結果、本発明の電動膨張弁の弁
開度特性を、極めて正確に設計に適合させることができ
る。なほ、絞り溝を、プレス加工またはレーザー加工に
より形成しても、同様の作用・効果が得られる。（５）絞り溝を形成された薄い金属板は本体部に簡単に
着脱可能となったいるため、本体部を変えずに、絞り溝
を形成されている薄い金属板のみを取り替えることによ
り、所望の弁開度特性を有するものに変えることができ
る。（６）絞り溝を形成された部材に密接摺動可能な他方の
部材を、合成樹脂のような軟質材で形成したため、絞り
溝を形成された部材（薄い金属板製の弁）の耐磨耗性の
向上と、弁漏れ防止の精度の向上とを図ることができ
る。（７）弁座を弁本体組立体方向に付勢する付勢手段を設
け、付勢手段の分力が弁座を押しつけるように作用する
構成としたことによって、弁座の弁本体組立体に対する
固定が行なわれるとともに、シ−ル性を確保することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施の形態に係る電動膨張弁の縦断
面図である。

【図２】図１のＩＩ矢部の拡大図である。

【図３】図１の電動膨張弁の変形例の縦断面図である。

【図４】（ａ）は同変形ばねの正面図、（ｂ）は側面図
である。

【図５】図１の電動膨張弁の変形例の弁座の斜視図であ
る。

【図６】同弁体の斜視図である。

【図７】図１の電動膨張弁の分解斜視図である。

【図８】図１の電動膨張弁の弁部の分解斜視図である。

【図９】図１の電動膨張弁の絞り溝の形状の詳細図であ
る。

【図１０】図１の電動膨張弁の弁開度特性を示す図であ
る。

【図１１】従来の電動膨張弁の縦断面図である。

【図１２】同要部の拡大図である。

【図１３】（Ａ）は従来の他の電動膨張弁の縦断面図、
（Ｂ），（Ｃ）は同作動説明図である。

【図１４】従来の他の電動膨張弁（第３従来例）の分解
斜視図である。

【図１５】図１４におけるロータ組立体の拡大斜視図で
ある。

【図１６】図１４における弁体の拡大斜視図である。

【図１７】同電動膨張弁の作用および特性を説明する図
である。

【符号の説明】

ＣＢ電動膨張弁１０弁本体組立体１０Ａリングばね１０Ｂコイルばね１１弁室１２出口継手１３弁座１３ａポート部１４入口継手１５下蓋１５ａストッパ１５ｂ緩衝材２０ロータ組立体２１弁体２１Ｂ弁（薄い金属板）２１ａ弁体部２１ｂ突出部２１ｃ摺接面２１ｄ弁閉コア部２１ｆ流路用溝部２１ｇ絞り溝２２弁体ホルダ− ２５コイルスプリング２８ロータ２８ｃ係合突起３１マグネッポート３１ａロータストッパ４０キャン４１ａ上蓋部４１ｂキャン凹部５０コイル組立体６０ステッピングモータ部Ｓ貫通穴Ｚ−Ｚ弁体の中心軸

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外側にコイル組立体を有し内側にマグネ
ットとロータとからなる弁体の回転手段が配設されたキ
ャンと、該キャンの下端側に配設され円筒状の弁室を備
えた弁本体組立体とを設けるとともに、該弁本体組立体
が前記弁室に形成された弁座に穿設したポート部と該弁
座を挟んで配設された流体入出口とを有し、前記弁体は
前記弁室に内設された円形の本体部と該本体部の下面に
形成され前記弁座に密接摺動可能な弁閉制御部とを備
え、該弁閉制御部が前記ロータの回転角度に応じて前記
ポート部を覆う面積を制御可能に構成された電動式膨張
弁において、前記弁閉制御部の少なくとも前記弁座に摺接する面が薄
い金属板で形成されるとともに、該薄い金属板に微小流
量制御を行うための絞り溝が形成されていることを特徴
とする電動膨張弁。
【請求項２】外側にコイル組立体を有し内側にマグネ
ットとロータとからなる弁体の回転手段を配設されたキ
ャンと、該キャンの下端側に配設され円筒状の弁室を備
えた弁本体組立体とを設けるとともに、該弁本体組立体
が前記弁室に形成された弁座に穿設したポート部と該弁
座を挟んで配設された流体入出口とを有し、前記弁体は
前記弁室に内設された円形の本体部と該本体部の下面に
形成され前記弁座に密接摺動可能な弁閉制御部とを備
え、該弁閉制御部が前記ロータの回転角度に応じて前記
ポート部を覆う面積を制御可能に構成された電動式膨張
弁において、前記弁座の少なくとも前記弁閉制御部に摺接する面が薄
い金属板で形成されるとともに、該薄い金属板に微小流
量制御を行うための絞り溝が形成されていることを特徴
とする、電動膨張弁。
【請求項３】前記絞り溝が、深さを一定とし、幅を、
前記ロータの回動角度に応じて前記絞り溝の開口面積の
調整が可能となるような形状に設定されている請求項１
又は請求項２のいずれかに記載の電動膨張弁。
【請求項４】前記絞り溝が、ハーフ・エッチング処理
またはエッチング処理により、あるいはプレス加工また
はレ−ザ−加工により形成される請求項１ないし３のい
ずれかに記載の電動膨張弁。
【請求項５】前記絞り溝が形成された部材に密接摺動
可能な他方の部材が、合成樹脂のような軟質材で形成さ
れている請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の電
動膨張弁。
【請求項６】前記弁座を上記弁本体組立体方向に付勢
する付勢手段が設けられ、該付勢手段によって前記弁座
の前記弁本体組立体に対する固定が行われている請求項
１ないし請求項５のいずれかに記載の電動膨張弁。