JP2002350006A

JP2002350006A - 電動弁

Info

Publication number: JP2002350006A
Application number: JP2001154841A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Nemoto; 伸一根本; Tetsuya Aoki; 哲也青木
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 2001-05-24
Filing date: 2001-05-24
Publication date: 2002-12-04
Anticipated expiration: 2021-05-24
Also published as: JP4612226B2

Abstract

(57)【要約】【課題】冷暖房時の冷媒の流量制御に加えて、除湿時の
除湿制御をも可能とする。【解決手段】流体出入管１４ａ，１４ｂの開閉を行う切
換弁１６と、切換弁１６に弁室１０ａと流体出入管１４
ａ，１４ｂとを連通するように穿設された除湿オリフィ
ス１６ａと、除湿オリフィス１６ａ内の流体の流量を制
御する制御弁１８とからなる。切換弁１６の開閉動作は
制御弁１８の作動に連動する。制御弁１８は、ステッピ
ングモータ１３により回転角度が制御されながら駆動さ
れる駆動軸１７により、回転駆動されて除湿オリフィス
１６ａ入口の開度を制御する。制御弁１８の一定以上の
回転により切換弁１６を回転させて流体出入管１４ａ，
１４ｂの開閉を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷暖房時に圧力損
失なしに量大の冷媒流量が得られる位置に切え換えられ
る制御に加えて、除湿時の冷媒流量をも制御可能とする
冷暖房装置等の電動弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、冷暖房装置は、冷暖房運転に加え
て除湿運転が可能となっている。そして、近年、冷暖房
装置の高機能化が進み、冷暖房時の温度制御ばかりでな
く、除湿運転時の温度と湿度の制御が求められるように
なっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の従来
技術においては、これに応えるような除湿運転時の温度
と湿度の制御が可能な電動弁が提供されていない。そこ
で、本発明は、上記状況に対応すべく開発したものであ
り、その課題とするところは、冷暖房装置等に用いる電
動弁において、冷暖房時には圧力損失なしに最大の冷媒
流量が得られる位置に切換える制御に加えて、除湿時の
冷媒の流量をも制御可能とすることができる電動弁を提
供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題を達成すべく本
発明に係る電動弁は、下記の手段からなるものである。
請求項１記載の電動弁は、冷暖房サイクルにおいて冷媒
の供給量を制御する電動弁であって、冷暖房時には圧力
損失無しに最大の冷媒流量が得られる位置に切換える制
御に加えて、除湿時の冷媒流量の制御をも可能とするこ
とを特徴とする。請求項２記載の電動弁は、上記手段に
おいて、室内機が第１熱交換器１と第２熱交換器２とを
具備する空調機用の電動弁１０であって、その取付位置
を第１熱交換器１と第２熱交換器２の間とすることを特
徴とする。請求項３記載の電動弁は、上記いずれかの手
段において、除湿時の冷媒流量の制御手段は、冷媒の流
れ方向に従って流体出入管の開閉を行う切換弁１６と、
切換弁１６に、弁室１０ａと流体出入管１４ａ，１４ｂ
とを連通するように穿設した除湿オリフィス１６ａと、
除湿オリフィス１６ａ内の流体の流量を制御する制御弁
１８とからなることを特徴とする。

【０００５】請求項４記載の電動弁は、上記請求項３記
載の手段において、切換弁１６の開閉動作は、制御弁１
８の動作が切換弁１６に設けたストッパ１６ｃを介して
伝達されるように構成することを特徴とする。請求項５
記載の電動弁は、上記請求項３又は４記載の手段におい
て、駆動軸１７に付設された駆動歯車１７ａにより、制
御弁１８側の従動歯車１８ａを回転させると共に、ギア
比によって従動歯車１８ａの回転角度を低減させること
により、除湿オリフィス１６ａ入口の開度量の変化を細
分化することを特徴とする。請求項６記載の電動弁は、
上記請求項５記載の手段において、駆動歯車１７ａと従
動歯車１８ａとのギア比を可変とすることにより、細分
化の程度を可変とすることを特徴とする。

【０００６】請求項７記載の電動弁は、上記請求項４〜
６記載の手段において、制御弁１８の形状を変更可能と
することにより、除湿オリフィス１６ａ内を流れる冷媒
流量を可変とすることを特徴とする。請求項８記載の電
動弁は、上記請求項４〜７記載の手段において、制御弁
１８の材質は、ＰＰＳとテフロンとの複合材料を射出成
形したものであることを特徴とする。請求項９記載の電
動弁は、上記請求項４〜８記載の手段において、切換弁
１６のイニシャル位置を、流体出入管１４ａ、１４ｂを
全開とした位置とすることを特徴とする。請求項１０記
載の電動弁は、上記請求項４〜９記載の手段において、
切換弁１６の動作はイニシャル位置から順番に、冷房運
転時の除湿位置、暖房運転時の除湿位置とすることを特
徴とする。請求項１１記載の電動弁は、上記請求項４〜
１０記載の手段において、駆動軸１７と切換弁１６とを
支持する支持筒１６ｆと、切換弁１６をイニシャル位置
に停止させるストッパ１５ａとを、弁本体１５と一体に
設けたことを特徴とする。請求項１２記載の電動弁は、
上記請求項３〜１１記載の手段において、切換弁１６が
流体出入管１４ａ，１４ｂを閉止した状態において、切
換弁１６の下面の流体出入管１４ａ，１４ｂに対応する
部分に凹部を設けたことを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】

【実施例１】先ず、実施例１について図１〜６を用いて
説明する。図１は実施例１に係る電動弁の縦断面図、図
２は同電動弁の配置図、図３は同電動弁の切換え説明
図、図４は同電動弁の冷房サイクル時の説明図、図５は
同電動弁の暖房サイクル時の説明図、図６は同電動弁の
作用説明図である。実施例１に係る電動弁１０は、図２
に示すように、空調機における第１熱交換器１と第２熱
交換器２とを直列に配置し、その間に介装されるもので
あって、キャン１１、ステッピングモータ１３、弁本体
１５、切換弁１６、駆動軸１７、制御弁１８、及び、軸
支持スプリング１９などから構成され、各第１，２熱交
換器１，２への冷媒量を制御して、除湿制御が可能な電
動弁である。

【０００８】電動弁１０は、弁室１０ａ内の切換弁１６
により冷媒の通過流量を調整する弁本体１５と、制御弁
１８を回転させるロータ１２及び駆動軸１７を内蔵する
キャン１１と、キャン１１に外嵌されロータ１２を回転
駆動するステータ（符号無）とを備えている。ロータ１
２、ステータ等によりステッピングモータ１３を構成し
ているステッピングモータ１３は、冷暖房時を０（零）
パルス（図３（Ａ）参照）として、冷房サイクル時の除
湿位置には９６パルス（図３（Ｃ）参照）、暖房サイク
ル時の除湿位置には１２８パルス（図３（Ｄ）参照）の
信号を受けて、切換弁１６をその分だけ回転するように
作動する。

【０００９】また、ステッピングモータ１３は、冷房サ
イクル時の除湿位置（図３（Ｃ）参照）から、０〜６４
パルスの信号を受けて、１パルス単位で制御弁１８を反
転方向に作動させる。また、ステッピングモータ１３
は、暖房サイクル時の除湿位置（図３（Ｄ）参照）か
ら、０〜６４パルスの信号を受けて、１パルス単位で制
御弁１８を反転方向に作動させる。

【００１０】弁本体１５はステンレス等の金属素材から
構成され、図１に示すように、上下に一定長の幅を有
し、その下部には流体出入管１４ａ、１４ｂが連結され
ている。また、弁本体１５の上部外周肩部の段差部には
後述のキャン１１下端部が突き合わせ溶接することによ
り固定される。キャン１１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となっており、弁本体１
５の上部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。更に、図１、図３〜５に示すように、弁本
体１５の上面における中心点から一定距離離れた位置に
は弁本体側ストッパ１５ａが立設される。この弁本体側
ストッパ１５ａは、切換弁１６の回転を初期位置（０パ
ルス位置、冷暖房位置）に規制し、このストッパ１５ａ
の位置を基準にして流体出入管１４ａと流体出入管１４
ｂが位置決めされて組付けられる。また、弁本体側スト
ッパ１５ａは弁本体１５に圧入又は溶接される。弁本体
１５とキャン１１により形成される弁室１０ａは、切換
弁１６（後述）により閉止されない状態において、流体
出入管１４ａ，１４ｂに連通している。

【００１１】切換弁１６は樹脂又は金属を素材として構
成され、上下に一定の厚みを有し、図３〜６に示すよう
に、例えば、角部がアール状に形成された平面視二等辺
三角形状で、頂角側には、駆動軸１７を回転支承する支
持筒１６ｆの外周で回転支承される孔が穿設されてい
る。切換弁１６は、支持筒１６ｆを軸として回転可能で
あり、冷房サイクル時の除湿位置（９６パルス、図３
（Ｃ）参照）と、暖房サイクル時の除湿位置（１２８パ
ルス、図３（Ｄ）参照）とに選択的に切換えられる。ま
た、切換弁１６における回転中心孔の周囲には軸支持ス
プリング１９の下部を受ける溝状のスプリング受部１６
ｅがリング状に形成されている。更に、切換弁１６に
は、その中心部から一定距離離れた、しかも、流体出入
管１４ａ，１４ｂが位置する同一円周上近傍位置に除湿
オリフィス１６ａが穿設されている。除湿オリフィス１
６ａは、水平断面が、例えば円形で、上方が弁室１０ａ
に連通され、また、下方が流体出入管１４ａ，１４ｂに
連通可能となっている。

【００１２】更に、切換弁１６の上面でその中心孔と除
湿オリフィス１６ａとの中間位置には，上方に突出させ
て制御弁支持軸１６ｂが圧入又はインサート成形又は一
体成形により植設される。この制御弁支持軸１６ｂには
後述の制御弁１８側の従動歯車１８ａが軸着されてい
る。また、切換弁１６の底辺（駆動軸１７用の孔部の反
対側）の上部中央部には、切換弁側ストッパ１６ｃが圧
入又は一体成形により付設されている。この切換弁側ス
トッパ１６ｃは、制御弁側第１ストッパ１８ｂと制御弁
側第２ストッパ１８ｃとに選択的に当接し、駆動軸１７
の出力（回転）を切換弁に伝達する。

【００１３】そして、切換弁１６は回転し、図３〜５に
示すように、その停止位置において、全開（図３（Ａ）
（Ｂ））、流体出入管１４ｂを閉（図３（Ｃ））、又は
流体出入管１４ａを閉（図３（Ｄ））のいずれかの状態
に位置するように切り換え可能となっている。

【００１４】ロータ１２は、後述のキャン１１に内装さ
れ、外周面が円筒状であり、駆動軸１７と共に回転可能
に軸支される。また、駆動軸１７は、上下に長い円柱棒
状体で形成され、その下部は切換弁１６の中心孔に支持
筒１６ｆを介して支持され、その上部は円盤状の支持盤
１１ａに回転可能に支持されている。なお、支持盤１１
ａは、キャン１１の上端位置の内部に水平状に固定さ
れ、その中心部に上方に突出する軸受凹部を有し、駆動
軸１７の上端部を支持している。また、駆動軸１７の下
端部近傍には、伏せた状態の皿状のスプリング受盤１７
ｂが固定され、その下面と、切換弁１６上面にリング状
溝部として穿設されているスプリング受部１６ｅとの間
に、軸支持スプリング１９が配置されている。したがっ
て、該軸支持スプリング１９は、駆動軸１７を上方に支
持していることになる。また、駆動軸１７の下端部でス
プリング受盤１７ｂの直上部には、一定高さの駆動歯車
１７ａが固定されており、後述の制御弁１８側の従動歯
車１８ａと係合（噛合い）している。

【００１５】制御弁１８は、前記制御弁支持軸１６ｂに
軸着された従動歯車１８ａの下面に一体に成形される。
制御弁１８の材質は、ＰＰＳとテフロンとの複合材料を
射出成形したものが好適であり、その形状としては、例
えば底面形状が円形部と徐々に幅が狭くなる尾部とから
なり、除湿オリフィス１６ａに対する制御弁１８の相対
位置により、除湿オリフィス１６ａを全開（図３
（Ａ））から全閉（図３（Ｂ））まで開度制御する。従
動歯車１８ａ外周における制御弁１８の近傍には、制御
弁側第１ストッパ１８ｂが付設され、更に、従動歯車１
８ａ外周における制御弁側第１ストッパ１８ｂとは一定
の角度位置、即ち、弁本体１５における流体出入管１４
ａと流体出入管１４ｂとの取付角度位置と略同一の角度
幅をもつ位置に、制御弁側第２ストッパ１８ｃは付設さ
れる。そして、切換弁側ストッパ１６ｃに制御弁側第１
ストッパ１８ｂ又は制御弁側第２ストッパ１８ｃが左右
から当接しているそれぞれの状態（図３（Ａ）（Ｂ）参
照）では、流体出入管１４ａ，１４ｂは全開となってい
る。

【００１６】電動弁１０の動作パターンは、大別して、
３つ（切換え動作・冷房サイクル時の除湿制御・暖房サ
イクル時の除湿制御）に分けられる。

【００１７】先ず、冷暖房運転の切換えに伴う電動弁１
０の切換弁１６の作動について説明する。冷暖房運転時
の状態においては、ステッピングモータ１３へのパルス
を０とし、切換弁１６は、弁本体側ストッパ１５ａに当
接しており、流体出入管１４ａ，１４ｂ開となり、圧力
損失することなく冷媒は通過する。この切換弁位置が基
点となる。

【００１８】そして、上記基点の０パルスから、冷房除
湿運転（９６パルス・図３（Ｃ））又は暖房除湿運転
（１２８パルス、図３（Ｄ））時のステッピングモータ
１３への信号によって制御弁１８が回転し、制御弁側第
２ストッパ１８ｃは切換弁側ストッパ１６ｃに当接し
（図３（Ｂ））、当接した状態で、切換弁１６は制御弁
１８と共に回転し、除湿運転（除湿サイクル）となる。

【００１９】この除湿運転（除湿サイクル）時は、制御
弁が除湿オリフィス１６ａを全閉させているので、流体
出入管１４ｂ又は流体出入管１４ａは全閉である。

【００２０】次に、冷房除湿運転となった状態（除湿オ
リフィス１６ａの全閉（図３（Ｃ））の９６パルス）か
ら、即ち、この状態をスタートとして、冷房除湿制御を
行う場合の作動について図４を参照しつつ説明する。流
体出入管１４ｂの全閉状態から、要求する除湿レベルに
応じたパルスを反転方向に入力することで、駆動歯車１
７ａは、左方向（反時計方向）にパルス数に応じて回転
する（図４（Ａ）〜図４（Ｄ）参照）。この結果、切換
弁１６の位置はそのままで（即ち、流体出入管１４ｂ上
に位置したままで）、制御弁１８だけが回転して、除湿
オリフィス１６ａは、全閉（図３（Ｃ））から全開（図
４（Ｄ））までのいずれかに１パルス毎に略無段階に開
度制御できる。

【００２１】実施例１の場合、全閉（図３（Ｃ））の０
パルス（基準から９６パルス）から、全開（図４
（Ｄ））の６４パルス（基準から３２パルス）まで無段
階で調整が可能である。

【００２２】即ち、要求される除湿レベルに応じて、除
湿オリフィス１６ａの開度を、やや開（反転方向に１６
パルス（基準から８０パルス）・図４（Ａ））、半開
（同３２パルス（同６４パルス）・図４（Ｂ））、相当
開（同４８パルス（同４８パルス）・図４（Ｃ））、全
開（同６４パルス（同３２パルス）・図４（Ｄ））、を
はじめとして、無段階で調整が可能である。

【００２３】次に、冷房除湿運転（図３（Ｄ）参照）と
なった状態（除湿オリフィス１６ａの全閉（図３
（Ｄ））．９６パルス）から、即ち、この状態をスター
トとして、暖房除湿制御を行う場合の作動について図５
を参照しつつ説明する。流体出入管１４ａの全閉状態か
ら、要求する除湿レベルに応じたパルスを反転方向に入
力することで、駆動歯車１７ａは、左方向（反時計方
向）にパルス数に応じて回転する（図５（Ａ）〜図５
（Ｄ）参照）。この結果、切換弁１６の位置はそのまま
で（即ち、流体出入管１４ａ上に位置したままで）、制
御弁１８だけが回転して、除湿オリフィス１６ａは、全
閉（図３（Ｄ））から全開（図５（Ｄ））までのいずれ
かに１パルス毎に略無段階に開度制御できる。

【００２４】実施例１の場合、全閉（図３（Ｄ））の反
転方向に０パルス（基準から９６パルス）から、全開
（図５（Ｄ））の反転方向に６４パルス（基準から６４
パルス）まで無段階で調整が可能である。

【００２５】即ち、要求される除湿レベルに応じて、除
湿オリフィス１６ａの開度を、やや開（反転方向に１６
パルス（基準から１１２パルス・図５（Ａ））、半開
（同３２パルス（同９６パルス・図５（Ｂ））、相当開
（同４８パルス（同８０パルス）・図５（Ｃ））、全開
（同６４パルス（同６４パルス）・図５（Ｄ））、をは
じめとして、無段階で調整が可能である。

【００２６】ところで、実施例１の説明及び図３〜５で
は、底面形状が円形部と、徐々に幅が狭くなる尾部とか
ら構成しているが、この尾部の形状を変更することによ
って、除湿オリフィス１６ａのカバー割合を変更するこ
とができるから、図６に示すように、種々の流量変化を
実現することが可能となる。例えば、図６において、流
量変化の曲線ａは、尾部の形状を円形部近傍から急激に
狭くした場合であり、流量変化の曲線ｃは、尾部の形状
を円形部近傍では広く、先端に於いて急激に狭くした場
合である。これらの尾部の形状は、空調機が求められる
機能に対応させて設計すればよい。

【００２７】本実施例１では上記のように、電動弁１０
の簡単な構成と作動により、冷暖房時の圧力損失のない
切換動作ばかりでなく、除湿運転時において、冷媒流量
を種々変化させることで、温度及び除湿レベルを制御す
ることができる。特に、実施例１においては、駆動軸１
７から制御弁１８への伝動過程で歯車を用いていること
から、駆動軸１７の回転角度と制御弁１８の回転角度と
の比率（ギア比による）を適宜設計でき、除湿制御時の
弁開度の分解能向上、又は、その変更やステッピングモ
ータ１３及び制御弁１８の選択の自由度も向上する。更
に、伝動が確実で耐久性に優れ、弁機能の精確化が実現
される。また、制御弁１８の回転角度に伴う冷媒流量の
変化量も制御弁１８の形状を変えることによって、適宜
変化させることができる。

【００２８】

【実施例２】実施例２を、図７〜１０を用いて説明す
る。図７は、実施例２に係る電動弁の縦断面図、図８
は、同電動弁の切換え説明図、図９は、同電動弁の冷房
サイクル時の説明図、図１０は、同電動弁の暖房サイク
ル時の説明図である。実施例２に係る電動弁２０も、キ
ャン２１、ステッピングモータ２３、弁本体２５、切換
弁２６、駆動軸２７、制御弁２８、及び、軸支持スプリ
ング２９から構成されており、これらの構成要素は、駆
動軸２７から制御弁２８への回転力の伝達機構を除いて
実施例１と基本的に同じである。

【００２９】電動弁２０は、弁室２０ａ内の切換弁２６
により冷媒の通過流量を調整する弁本体２５と、制御弁
２８を回転させるロータ２２及び駆動軸２７を内蔵する
キャン２１と、キャン２１に外嵌されロータ２２を回転
駆動するステータ（符号無し）とを備えている。また、
ロータ２２、ステータ等によりステッピングモータ２３
を構成している。ステッピングモータ２３は、冷暖房時
を０（零）パルス（図８（Ａ）参照）とし、冷房サイク
ル時の除湿位置には４０パルス（図８（Ｃ）参照）、暖
房サイクル時の除湿位置には７２パルス（図８（Ｄ）参
照）の信号を受けて、切換弁２６をその分だけ回転する
ように作動する。

【００３０】また、ステッピングモータ２３は、冷房サ
イクル時の除湿位置（図８（Ｃ）参照）から、０〜９パ
ルスの信号を受けて、１パルス単位で制御弁２８を反転
方向に作動させる。また、ステッピングモータ２３は、
暖房サイクル時の除湿位置（図８（Ｄ）参照）から、０
〜９パルスの信号を受けて、１パルス単位で制御弁２８
を反転方向に作動させる。

【００３１】弁本体２５はステンレス等の金属素材から
構成され、図７に示すように、上下に一定長の幅を有す
る円盤状で、その下部には流体出入管２４ａ、２４ｂが
連結されている。また、弁本体２５の上部外周肩部の段
差部には後述のキャン２１下端部が突き合わせ溶接する
ことにより固定される。キャン２１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となっており、
弁本体２５の上部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。また、図７〜１０に示すように、
弁本体２５の上面における中心点から一定距離離れた位
置には、弁本体側ストッパ２５ａが立設される。この弁
本体側ストッパ２５ａは、切換弁２６の回転を初期位置
（０パルス位置、冷暖房位置）に規制し、このストッパ
２５ａの位置を基準にして流体出入管２４ａと流体出入
管２４ｂが位置決めされて組付けられる。また、弁本体
側ストッパ２５ａは弁本体２５に圧入又は溶接される。
弁本体２５とキャン２１により形成される弁室２０ａ
は、切換弁２６（後述）により閉止されない状態におい
て、流体出入管２４ａ，２４ｂに連通している。

【００３２】切換弁２６は樹脂又は金属を素材として構
成され、上下に一定の厚みを有し、図８〜１０に示すよ
うに、例えば、角部がアール状に形成された平面視二等
辺三角形状で、頂角側には、駆動軸２７を回転支承する
支持筒２６ｆの外周で回転支承される孔が穿設されてい
る。切換弁２６は、支持筒２６ｆを軸として回転可能で
あり、冷房サイクル時の除湿位置（図８（Ｃ）参照）
と、暖房サイクル時の除湿位置（図８（Ｄ）参照）とに
選択的に切換えられる。また、切換弁２６における回転
中心孔の周囲には軸支持スプリング２９の下部を受ける
溝状のスプリング受部２６ｅがリング状に形成されてい
る。更に、切換弁２６には、その中心部から一定距離離
れた、しかも、流体出入管２４ａ，２４ｂが位置する同
一円周上近傍位置に除湿オリフィス２６ａが穿設されて
いる。除湿オリフィス２６ａは、水平断面が、例えば、
円形で、上方が弁室２０ａに連通され、また、下方が流
体出入管２４ａ，２４ｂに連通可能となっている。

【００３３】更に、切換弁２６の底辺（駆動軸２７用の
孔部の反対側）の両側近傍部には、切換弁側第１ストッ
パ２６ｃ、及び、切換弁側第２ストッパ２６ｄが付設さ
れる。これらの切換弁側第１ストッパ２６ｃ、及び、切
換弁側第２ストッパ２６ｄは、制御弁２８の位置決めの
ために、制御弁２８の側部が選択的に当接することにな
る。そして、切換弁２６は回転し、図８〜１０に示すよ
うに、その回転位置において、全開（図８（Ａ）
（Ｂ））、流体出入管２４ｂを閉（図８（Ｃ））、又
は、流体出入管２４ａを閉（図８（Ｄ））のいずれかの
状態に位置するように切り換え可能となっている。

【００３４】ロータ２２は、後述のキャン２１に内装さ
れるように外周面が円筒状であり、駆動軸２７と共に回
転可能に軸支される。また、駆動軸２７は、上下に長い
円柱棒状体で形成され、その下部は切換弁２６の中心孔
に支持筒２６ｆを介して支持され、その上部は円盤状の
支持盤２１ａに回転可能に支持されている。なお、支持
盤２１ａは、キャン２１の上端位置の内部に水平状に固
定され、その中心部位置おいて上方に突出するように形
成された軸受凹部により、駆動軸２７の上端部を支持し
ていることになる。また、駆動軸２７の下端部近傍に
は、伏せた状態の皿状のスプリング受盤２７ｂが固定さ
れ、その下面と、切換弁２６上面にリング状溝部として
穿設されているスプリング受部２６ｅとの間に、軸支持
スプリング２９が配置されている。したがって、該軸支
持スプリング２９は、駆動軸２７を上方に支持している
ことになる。また、切換弁２６における回転中心孔の周
囲には軸支持スプリング２９の下部を受ける溝状のスプ
リング受部２６ｅがリング状に形成されている。更に、
切換弁２６には、その中心部から一定距離離れた、しか
も、流体出入管２４ａ，２４ｂｂが位置する同一円周上
近傍位置に、除湿オリフィス２６ａが穿設されている。
除湿オリフィス２６ａは、同一円周上に沿って湾曲した
一定幅の溝状に穿設され、上方が弁室２０ａに連通さ
れ、また、下方が流体出入管２４ａ，２４ｂに連通可能
となっている。

【００３５】駆動軸２７の下端部でスプリング受盤２７
ｂの直上部には、制御弁２８が一体に固定されている。
制御弁２８の材質は、ＰＰＳとテフロンとの複合材料を
射出成形したものが好適である。制御弁２８は、幅が漸
次広くなる平板状に構成され、除湿オリフィス２６ａに
対する制御弁２８の相対位置により、除湿オリフィス２
６ａを全開（図８（Ａ））から全閉（図８（Ｂ））まで
開度制御する。

【００３６】電動弁２０の動作パターンは、大別して、
３つ（切換え動作・冷房サイクル時の除湿制御・暖房サ
イクル時の除湿制御）に分けられる。

【００３７】先ず、冷暖房運転の切換えに伴う電動弁２
０の切換弁２６の作動について説明する。冷暖房運転時
の状態においては、ステッピングモータ２３へのパルス
を０とし、切換弁２６は、弁本体側ストッパ２５ａに当
接しており、流体出入管２４ａ，２４ｂ開となり、圧力
損失することなく冷媒は通過する。この切換弁位置が基
点となる。

【００３８】そして、上記基点０パルスから、冷房除湿
運転（４０パルス．図８（Ｃ））、又は、暖房除湿運転
（７２パルス．図８（Ｄ））時のステッピングモータ２
３への信号によって、制御弁２８が回転し、制御弁２８
は、切換弁側第２ストッパ２６ｄに当接し（図８
（Ｂ））し、当接した状態で、切換弁２６は制御弁２８
と共に回転し、除湿運転（除湿サイクル）となる。

【００３９】冷房除湿運転（４０パルス．図８
（Ｃ））、又は、暖房除湿運転（７２パルス．図８
（Ｄ））は、制御弁２８が除湿オリフィス２６ａを全閉
しているので、流体出入管２４ａ、又は、流体出入管２
４ｂは全閉である。

【００４０】次に、冷房除湿運転となった状態（除湿オ
リフィス２６ａの全閉（図８（Ｃ））の４０パルス）か
ら、即ち、この状態をスタートとして、冷房除湿制御を
行う場合の作動について図９を参照しつつ説明する。流
体出入管２４ｂの全閉状態から、要求する除湿レベルに
応じたパルスを反転方向に入力することで、制御弁２８
は、左方向（反時計方向）にパルス数に応じて回転する
（図９（Ａ）〜（Ｄ）参照）。この結果、切換弁２６の
位置はそのままで（即ち、流体出入管２４ｂ上に位置し
たままで）、制御弁２８だけが回転して、除湿オリフィ
ス２６ａは、全閉（図８（Ｃ））から全開（図９
（Ｄ））までのいずれかの位置に１パルス毎に略無段階
に開度制御できる。

【００４１】実施例２の場合、全閉（図８（Ｃ））の０
パルス（基準から４０パルス）から、全開（図９
（Ｄ））の９パルス（基準から３１パルス）まで略無段
階で調整が可能である。

【００４２】即ち、要求される除湿レベルに応じて、除
湿オリフィス２６ａの開度を、やや開（反転方向に３パ
ルス（基準から３７パルス）・図９（Ａ））、半開（同
５パルス（同３５パルス）・図９（Ｂ））、相当開（同
７パルス（同３３パルス）・図９（Ｃ））、全開（同９
パルス（同３１パルス）・図９（Ｄ））、をはじめとし
て、無段階で調整が可能である。

【００４３】次に、冷房除湿運転となった状態（除湿オ
リフィス２６ａの全閉（図８（Ｄ）．７２パルス）か
ら、即ち、この状態をスタートとして、暖房除湿制御を
行う場合の作動について図１０を参照しつつ説明する。
流体出入管２４ａの全閉状態から、要求する除湿レベル
に応じたパルスを入力することで、制御弁２８は、左方
向（反時計方向）にパルス数に応じて回転する（図１０
（Ａ）〜（Ｄ）参照）。この結果、切換弁２６の位置は
そのままで（即ち、流体出入管２４ａ上に位置したまま
で）、制御弁２８だけが回転して、除湿オリフィス２６
ａは、全閉（図８（Ｄ））から全開（図１０（Ｄ））ま
でのいずれかに１パルス毎に略無段階に開度制御でき
る。

【００４４】実施例２の場合、全閉（図８（Ｄ））の反
転方向に０パルス（基準から９６パルス）から、全開
（図１０（Ｄ））の反転方向に９パルス（基準から６３
パルス）まで無段階で調整が可能である。

【００４５】即ち、要求される除湿レベルに応じて、除
湿オリフィス２６ａの開度を、やや開（反転方向に３パ
ルス（基準から６９パルス・図１０（Ａ））、半開（同
５パルス（同６７パルス・図１０（Ｂ））、相当開（同
７パルス（同６５パルス）・図１０（Ｃ））、全開（同
９パルス（同６３パルス）・図１０（Ｄ））、をはじめ
として、無段階で調整が可能である。

【００４６】なお、実施例２において、制御弁２８の形
状を変更することによって、実施例１同様に、除湿オリ
フィス２６ａのカバー割合を変更することができる。

【００４７】本実施例２では上記のように、電動弁２０
の簡単な構成と作動により、冷暖房時の圧力損失のない
切換動作ばかりでなく、除湿運転時において、冷媒流量
を種々変化させることで、温度及び除湿レベルを制御す
ることができる。特に、実施例２においては、実施例１
と比べて伝動過程で歯車を用いていないことから、除湿
制御時の弁開度の分解能を向上できないものの、構成が
簡単な電動弁を実現することができる。

【００４８】

【発明の効果】以上の構成により、本発明は下記の効果
を奏する。請求項１記載の電動弁は、冷暖房サイクルに
おいて冷媒の供給量を制御する電動弁であって、冷暖房
時には圧力損失無しに最大の冷媒流量が得られる位置に
切り換える制御に加えて、除湿時の冷媒流量の無段階制
御をも可能とし、又請求項２記載の電動弁は、上記効
果に加えて、室内機が第１熱交換器１と第２熱交換器２
とを具備する空調機用の第１熱交換器１と第２熱交換器
２の間に取り付けたことで、冷暖房状態のそれぞれにお
いて、温度及び湿度制御が可能となった。

【００４９】また、請求項３記載の電動弁は、上記効果
に加えて、除湿時の冷媒流量の制御手段は、冷媒の流れ
方向に従って流体出入管の開閉を行う切換弁１６と、切
換弁１６に、弁室１０ａと流体出入管１４ａ，１４ｂと
を連通するように穿設した除湿オリフィス１６ａと、除
湿オリフィス１６ａ内の流体の流量を制御する制御弁１
８とからなる構成としたことで、簡単な構成で、冷暖房
切換及び除湿制御が可能となった。

【００５０】請求項４記載の電動弁は、前項の効果に加
えて、切換弁１６の開閉動作は、制御弁１８の動作を切
換弁１６に設けたストッパ１６ｃを介して伝達するよう
にしたから、動作の伝達が確実となった。更に、請求項
５記載の電動弁は、上記請求項３又は４記載の発明の効
果に加えて、駆動軸１７に付設された駆動歯車１７ａに
より、制御弁１８側の従動歯車１８ａを回転させると共
に、従動歯車１８ａの回転角度をギア比によって低減さ
せることにより、除湿オリフィス１６ａ入口の開度量の
変化を細分化することで、除湿オリフィス１６ａ入口の
開度の分解能を向上させることができる。

【００５１】請求項６記載の電動弁は、上記請求項５記
載の発明の効果に加えて、駆動歯車１７ａと従動歯車１
８ａとのギア比を可変とすることにより、電動弁の汎用
性を向上させることができる。請求項７記載の電動弁
は、上記請求項４〜６記載の発明の効果に加えて、制御
弁１８の形状を変更可能とすることにより、除湿オリフ
ィス１６ａを流れる冷媒流量を可変とし、除湿レベルの
多様性を向上させることができる。請求項８記載の電動
弁は、上記請求項４〜７記載の発明の効果に加えて、制
御弁１８の材質は、ＰＰＳとテフロンとの複合材料を射
出成形したものとすることで、制御弁１８の作動性と耐
久性を向上させることができる。

【００５２】請求項９記載の電動弁は、上記請求項４〜
８記載の発明の効果に加えて、切換弁１６のイニシャル
位置を、流体出入管１４ａ、１４ｂを全開とした位置と
することで、冷暖房時には圧力損失無しに最大の冷媒流
量が得られる。請求項１０記載の電動弁は、上記請求項
４〜９記載の発明の効果に加えて、切換弁１６の動作は
イニシャル位置から順番に、冷房運転時の除湿位置、暖
房運転時の除湿位置とすることで、切換弁１６の無駄の
ない動作が実現される。更に、請求項１１記載の電動弁
は、上記請求項４〜１０記載の発明の効果に加えて、駆
動軸１７と切換弁１６とを支持する支持筒１６ｆと、切
換弁１６をイニシャル位置に停止させるストッパ１５ａ
とを、弁本体１５と一体に設けたことで、構成の簡略化
を図ることができるに至った。

【００５３】更に、請求項１２記載の電動弁は、上記請
求項３〜１１記載の発明の効果に加えて、切換弁１６が
流体出入管１４ａ，１４ｂを閉止した状態において、切
換弁１６の下面の流体出入管１４ａ，１４ｂに対応する
部分に凹部を設けたことで、切換弁１６の水密性および
気密性が向上し、キレのよい弁機能が実現することとな
った。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係る電動弁の縦断面図。

【図２】同実施例１に係る電動弁の配置図。

【図３】同実施例１に係る電動弁の切換え説明図。

【図４】同実施例１に係る電動弁の冷房サイクル時の説
明図。

【図５】同実施例１に係る電動弁の暖房サイクル時の説
明図。

【図６】同実施例１に係る電動弁の作用説明図。

【図７】本発明の実施例２に係る電動弁の縦断面図。

【図８】同実施例２に係る電動弁の切換え説明図。

【図９】同実施例２に係る電動弁の冷房サイクル時の説
明図。

【図１０】同実施例２に係る電動弁の暖房サイクル時の
説明図。

【符号の説明】

１・・・第１熱交換器２・・・第２熱交
換器１０・・電動弁（実施例１）１０ａ・・弁室１１・・キャン１１ａ・・支持盤１２・・ロータ１３・・ステッピングモータ１４ａ，１４ｂ・・流体出入管１５・・弁本体１５ａ・・弁本体側ストッパ１
５ｂ・・駆動軸受部１６・・切換弁１６ａ・・除湿オリフィス１
６ｂ・・制御弁支持軸１６ｃ・・切換弁側ストッパ１６ｅ・・スプリング
受部１６ｆ・・支持筒１７・・駆動軸１７ａ・・駆動歯車１７ｂ・
・スプリング受盤１８・・制御弁１８ａ・・従動歯車１８ｂ・
・制御弁側第１ストッパ１８ｃ・・制御弁側第２ストッパ１９・・軸支持スプリング２０・・電動弁（実施例２）２０ａ・・
弁室２１・・キャン２１ａ・・支持盤２２・・ロ
ータ２３・・ステッピングモータ２４ａ，２４ｂ・
・流体出入管２５・・弁本体２５ａ・・弁本体
側ストッパ２６・・切換弁２６ａ・・除湿オ
リフィス２６ｃ・・切換弁側第１ストッパ２６ｄ・・切換弁
側第２ストッパ２６ｅ・・スプリング受部２６ｆ・・支持筒２７・・駆動軸２７ｂ・・スプリ
ング受盤２８・・制御弁２９・・軸支持ス
プリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ２４Ｆ 11/02 １０２Ｆ２４Ｆ 11/02 １０２ＦＦ２５Ｂ 1/00 ３０４Ｆ２５Ｂ 1/00 ３０４Ｌ 41/06 41/06 ＵＦターム(参考） 3H062 AA07 AA13 AA15 BB30 CC02 DD01 EE01 EE07 HH04 HH08 HH09 3H063 AA05 BB32 CC06 DA14 DB31 GG08 GG14 3H067 AA13 BB03 BB14 CC32 DD03 DD12 DD32 DD45 FF11 GG23 GG24 3L060 AA05 DD02 DD07 EE09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷暖房サイクルにおいて冷媒の供給量を制
御する電動弁であって、冷暖房時には圧力損失無しに最
大の冷媒流量が得られる位置に切換える制御に加えて、
除湿時の冷媒流量の制御をも可能とすることを特徴とす
る電動弁。
【請求項２】室内機が第１熱交換器１と第２熱交換器２
とを具備する空調機用の電動弁１０であって、その取付
位置を第１熱交換器１と第２熱交換器２の間とすること
を特徴とする請求項１記載の電動弁。
【請求項３】除湿時の冷媒流量の制御手段は、冷媒の流れ方向に従って流体出入管の開閉を行う切換弁
１６と、切換弁１６に、弁室１０ａと流体出入管１４ａ，１４ｂ
とを連通するように穿設した除湿オリフィス１６ａと、除湿オリフィス１６ａ内の流体の流量を制御する制御弁
１８と、からなることを特徴とする請求項１又は２記載の電動
弁。
【請求項４】切換弁１６の開閉動作は、制御弁１８の動
作が切換弁１６に設けたストッパ１６ｃを介して伝達さ
れるように構成することを特徴とする請求項３記載の電
動弁。
【請求項５】駆動軸１７に付設された駆動歯車１７ａに
より、制御弁１８側の従動歯車１８ａを回転させると共
に、従動歯車１８ａの回転角度をギア比によって低減さ
せることにより、除湿オリフィス１６ａ入口の開度量の
変化を細分化することを特徴とする請求項３又は４記載
の電動弁。
【請求項６】駆動歯車１７ａと従動歯車１８ａとのギア
比を可変とすることにより、細分化の程度を可変とする
ことを特徴とする請求項５記載の電動弁。
【請求項７】制御弁１８の形状を変更可能とすることに
より、除湿オリフィス１６ａ内を流れる冷媒流量を可変
とすることを特徴とする請求項４〜６記載のいずれかの
電動弁。
【請求項８】制御弁１８の材質は、ＰＰＳとテフロン
（登録商標）との複合材料を射出成形したものであるこ
とを特徴とする請求項４〜７記載のいずれかの電動弁。
【請求項９】切換弁１６のイニシャル位置を、流体出入
管１４ａ、１４ｂを全開とした位置とすることを特徴と
する請求項４〜８記載のいずれかの電動弁。
【請求項１０】切換弁１６の動作はイニシャル位置から
順番に、冷房運転時の除湿位置、暖房運転時の除湿位置
とすることを特徴とする請求項４〜９記載のいずれかの
電動弁。
【請求項１１】駆動軸１７と切換弁１６とを支持する支
持筒１６ｆと、切換弁１６をイニシャル位置に停止させ
るストッパ１５ａとを、弁本体１５と一体に設けたこと
を特徴とする請求項５〜１０記載のいずれかの電動弁。
【請求項１２】切換弁１６が流体出入管１４ａ，１４ｂ
を閉止した状態において、切換弁１６の下面の流体出入
管１４ａ，１４ｂに対応する部分に凹部を設けたことを
特徴とする請求項３〜１１記載のいずれかの電動弁。