JP2003028332A - 流量制御弁の防水カバー構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 湿気、水、海水などが流量制御弁のステッピ
ングモータの内部に浸入して、動作不良となるおそれが
なく、安定して作動することが可能な流量制御弁を提供
する。 【解決手段】 弁座に離接する弁体を上下に移動自在に
収容した弁本体と、弁本体の上方に配置され、弁体を上
下に移動させる駆動部と、駆動部の下方部分を被蓋する
下カバーと、下カバーの上部に連結され、前記駆動部を
被蓋する上カバーとを備えた流量制御弁であって、弁本
体上部と下カバーの間の接合部分と、下カバーと上カバ
ーとの接合部分を、シーラント剤で密封するとともに、
下カバーに形成したコイルのリード線引き出し孔と、コ
イルのリード線引き出し部との間を超音波溶着により密
封結合した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空調機や冷凍機な
どに組み込まれて、冷媒の流量制御や流路の切換に好ま
しく用いられる流量制御弁の防水カバー構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】冷凍サイクルの制御弁として、流量を比
例的に変化させることができる流量制御弁が使用されて
いる。このような流量制御弁は、直動型ステッピングモ
ータを用いることによって、パルス信号で弁開度を制御
することができ、小型化が図れるという利点があり、例
えば、海上コンテナなどの大型冷蔵・冷凍システムなど
広範な分野で用いられている。

【０００３】このような従来の流量制御弁としては、例
えば、図４に示したような構造の流量制御弁が用いられ
ている。すなわち、この流量制御弁１００は、弁本体１
０２を備えており、弁本体１０２の弁座１０４に離接可
能なニードル弁１０６を、弁本体１０２に固着した雄螺
子管１０８内に摺動可能に配設している。

【０００４】そして、ステッピングモータＭのロータ１
１０を、永久磁石１１３と、支持筒１１４と、支持筒１
１４の内周に嵌着した雌螺子管１１６から構成してい
る。この雌螺子管１１６をこの雄螺子管１０８に螺合す
ることにより、ロータ１１０を、回転および軸方向に移
動できるように構成している。ロータ１１０の支持筒１
１４の中心部１１８に、ニードル弁１０６の弁軸１２０
を連結している。そして、コイルバネ１２２が、支持筒
１１４の中心部１１８とニードル弁１０６の弁軸１２０
の段部１２０ａとの間に装着されている。

【０００５】さらに、このロータ１１０の外周に、ステ
ッピングモータＭのコイル部１３０として、通電により
ロータ１１０を回転させるコイル１１２が配置されてお
り、エポキシ樹脂などでモールドされている。このよう
に構成される流量制御弁１００では、コイル１１２にパ
ルス電流を流すことによって、ロータ１１０が回転し
て、雌螺子管１１６と雄螺子管１０８の螺合によって、
軸方向に上下動することによって、弁本体１０２の弁座
１０４にニードル弁１０６が離接することによって、弁
の開閉制御が行われるようになっている。

【０００６】なお、図中、芯棒１２４と螺旋状案内リン
グ１２６とスライダ１２８により、ニードル弁１０６の
弁軸１２０の上下方向への移動域を規定する位置決め装
置が構成されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の流量
制御弁１００を、冷凍装置の低圧側に使用する場合に
は、流体温度が低温となるため、結露などによって電気
絶縁性が悪くなり、動作不良となるおそれがあるため、
防湿構造とすることが従来から行われている。すなわ
ち、弁本体１０２の上部からコイル部１３０の下方部分
を被蓋するように装着したゴムなどの弾性材料からなる
下カバー１３２と、この下カバー１３２の上部に連結さ
れ、ケース１８０とコイル部１３０とを被蓋する同じく
弾性材料からなる上カバー１３４を備えており、これに
より断熱性、気密性をもたせ、防湿性を付与している。

【０００８】しかしながら、例えば、海上コンテナなど
の大型冷蔵・冷凍システムなどにおいては、振動や乱雑
な取り扱いによっては、上カバー１３４と下カバー１３
２との間の連結部がずれたり、下カバー１３２と弁本体
１０２との接合部がずれるおそれがあり、その結果、湿
気、水、海水などが流量制御弁のカバーの内部に浸入し
て、コイル部の絶縁性を低下させ、動作不良となるおそ
れがある。

【０００９】さらに、従来の流量制御弁では、リード線
引き出し部１３６と下カバー１３２のリード線引き出し
孔１３８との間からも、湿気、水、海水などが内部に浸
入して、コイル部の絶縁性を低下させ、動作不良となる
おそれがある。本発明はこのような実情に鑑み、湿気、
水、海水などが流量制御弁のステッピングモータのコイ
ル部に浸入して、コイル部の絶縁性を低下させ、動作不
良となるおそれがなく、安定して作動することが可能な
流量制御弁の防水カバー構造を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述したよう
な従来技術における課題及び目的を達成するために発明
なされたものであって、本発明の流量制御弁の防水カバ
ー構造は、弁座に離接する弁体を上下に移動自在に収容
した弁本体と、前記弁本体の上方に配置され、前記弁体
を上下に移動させる駆動部と、前記駆動部の下方部分を
被蓋する下カバーと、前記下カバーの上部に連結され、
前記駆動部を被蓋する上カバーと、を備えた流量制御弁
の防水カバー構造であって、前記弁本体上部と下カバー
の間の接合部分と、前記下カバーと上カバーとの接合部
分を、合成樹脂系のシーラント剤で密封したことを特徴
とする。

【００１１】このように構成することによって、本体上
部と下カバーの間の接合部分と、下カバーと上カバーと
の接合部分が、合成樹脂系のシーラント剤で密封されて
いるので、例えば、海上コンテナなどの大型冷蔵・冷凍
システムなどにおいて、振動や乱雑な取り扱いによって
も、これらの接合部分から、湿気、水、海水などが流量
制御弁のステッピングモータのコイル部に浸入して、コ
イル部の絶縁性を低下させ、動作不良となるおそれがな
く、安定して作動することが可能である。

【００１２】さらに、本発明の流量制御弁の防水カバー
構造は、前記下カバーに形成したコイルのリード線引き
出し孔と、コイルのリード線引き出し部との間を超音波
溶着により密封結合したことを特徴とする。このように
構成することによって、本体上部と下カバーの間の接合
部分と、下カバーと上カバーとの接合部分が、合成樹脂
系のシーラント剤で密封されているとともに、下カバー
に形成したコイルのリード線引き出し孔と、コイルのリ
ード線引き出し部との間を超音波溶着により密封結合し
てあるので、例えば、海上コンテナなどの大型冷蔵・冷
凍システムなどにおいて、振動や乱雑な取り扱いによっ
ても、これらの接合部分およびリード線引き出し孔と、
コイルのリード線引き出し部との間から、湿気、水、海
水などが流量制御弁のステッピングモータのコイル部に
浸入して、コイル部の絶縁性を低下させ、動作不良とな
るおそれがなく、安定して作動することが可能である。

【００１３】また、本発明の流量制御弁の防水カバー構
造は、弁座に離接する弁体を上下に移動自在に収容した
弁本体と、前記弁本体の上方に配置され、前記弁体を上
下に移動させる駆動部と、前記駆動部の下方部分を被蓋
する下カバーと、前記下カバーの上部に連結され、前記
駆動部を被蓋する上カバーと、を備えた流量制御弁の防
水カバー構造であって、前記下カバーに形成したコイル
のリード線引き出し孔と、コイルのリード線引き出し部
との間を超音波溶着により密封結合したことを特徴とす
る。

【００１４】このように構成することによって、下カバ
ーに形成したコイルのリード線引き出し孔と、コイルの
リード線引き出し部との間を超音波溶着により密封結合
してあるので、例えば、海上コンテナなどの大型冷蔵・
冷凍システムなどにおいて、振動や乱雑な取り扱いによ
っても、リード線引き出し孔と、コイルのリード線引き
出し部との間から、湿気、水、海水などが流量制御弁の
ステッピングモータのコイル部に浸入して、コイル部の
絶縁性を低下させ、動作不良となるおそれがなく、安定
して作動することが可能である。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態（実施例）について説明する。図１は、本
発明の流量制御弁の防水カバー構造を備えた流量制御弁
の縦断面図、図２は、図１の流量制御弁の部分拡大断面
図、図３は、図１の流量制御弁のコネクタ部分の部分拡
大断面図である。

【００１６】図１に示したように、この流量制御弁１
は、弁本体２８と、弁本体２８の上部に一体的に固着さ
れ弁駆動部の一部を構成ずるステッピングモータＭとか
ら形成されている。そして、弁本体２８の内部に、上下
一組の上弁座２８ａと下弁座２８ｂを備えた弁室２８Ｂ
が設けられている。弁本体２８の上部に、弁駆動部の基
部としてのモータ本体２５が取り付けられ、このモータ
本体２５に、ステッピングモータＭが支持されている。

【００１７】また、弁本体２８に、上下一組の上弁座２
８ａと下弁座２８ｂが設けられ、これらの各弁座２８
ａ，２８ｂにそれぞれ離接可能な一組の上弁部３８ａ、
下弁部３８ｂを有する弁３８を備えるように、一体加工
で形成された弁棒３７が配設されている。さらに、弁本
体２８の左右両端側の開口部に、それぞれ流体の流入継
手２９ａと、流出継手２９ｂが接続されている。

【００１８】また、ステッピングモータＭのモータ本体
２５には、下蓋２３がロー付けなどによって固着されて
おり、この下蓋２３に、ケース１４が固定されており、
気密状態となるようになっている。また、モータ本体２
５には、ゴムなどの弾性材料からなる下カバー２４が装
着されており、この下カバー２４に、同じくゴムなどの
弾性材料からなる上カバー２６が、これらの下カバー２
４の上縁部の係止片２４ａと、上カバー２６の下縁部の
係止片２６ａを係合することによって、脱着自在に連結
固定されており、これによって、駆動部を構成するステ
ッピングモータＭ全体がカバーで覆われており、これに
より断熱性、気密性をもたせ、防湿性を付与している。
また、この上カバー２６を取外すことによって、修理な
どのために、コイル５を交換できるように構成されてい
る。

【００１９】しかしながら、例えば、海上コンテナなど
の大型冷蔵・冷凍システムなどにおいては、振動や乱雑
な取り扱いによっては、上カバー２６と下カバー２４と
の間の連結部がずれたり、下カバー２４と弁本体上部で
あるモータ本体２５との接合部がずれるおそれがあり、
その結果、湿気、水、海水などが流量制御弁のステッピ
ングモータのコイル部に浸入して、コイル部の絶縁性を
低下させ、動作不良となるおそれがある。

【００２０】このため、本発明では、図２に示したよう
に、これらの弁本体上部であるモータ本体２５と下カバ
ー２４の間の接合部分５０と、下カバー２４と上カバー
２６との接合部分５２を、合成樹脂系のシーラント剤５
４、５６で密封している。この場合、合成樹脂系のシー
ラント剤５４、５６としては、特に限定されるものでは
ないが、スリーボンド社の「合成ゴム系接着剤１５２
１」（商品名）、スリーボンド社の「軟質塩ビ用エポキ
シ系接着剤２０８１Ｄ」（商品名）などが使用可能であ
る。

【００２１】さらに、本発明では、図３に示したよう
に、下カバー２４に形成したコイルのリード線引き出し
孔２４ｂと、コイル５のリード線引き出し部５ａとの間
５８を超音波溶着６０により密封結合している。これに
よって、振動や乱雑な取り扱いによっても、リード線引
き出し孔２４ｂと、コイル５のリード線引き出し部５ａ
との間５８から、湿気、水、海水などが流量制御弁のス
テッピングモータの内部に浸入しないようになってい
る。

【００２２】一方、ケース１４の内部には、モータ本体
２５に雄ねじ管１３が立設固定されており、この雄ねじ
管１３の外周に形成された雄ねじに螺合する雌ねじが内
周に形成された雌ねじ１８が、雄ねじ管１３の外周に螺
合するように装着されている。そして、この雌ねじ１８
の外周には、連結金具１６を介して、マグネット１５が
固定されている。

【００２３】これらの一体化されたマグネット１５、連
結金具１６、雌ねじ１８によって、ステッピングモータ
Ｍのロータが構成されている。そして、ステッピングモ
ータＭのロータは、雌ねじ１８を雄ねじ管１３に螺合す
ることによって、回転可能でかつ軸方向に移動可能に構
成されている。また、連結金具１６の上端膨出部と雌ね
じ１８の上端部との間には、軸方向にプレート１７の両
端部が固定されており、このプレート１７の中央の貫通
孔に、雄ねじ管１３の内周に、上下に摺動可能でかつ回
転可能に装着された連結棒２０の上端部が挿着され、溶
接によって固着されている。

【００２４】なお、雌ねじ１８の段部と、連結金具１６
の上端膨出部の間には、ばね１１が介装されている。さ
らに、連結棒２０の下方部分２０ａは、弁棒３７の上端
に形成した断面略Ｕ字形状のスライド部３７ａ内に、ベ
アリング３０を介して、回転可能でかつ上下に摺動可能
に挿着されている。

【００２５】一方、ケース１４の側部の外周には、上下
に区画されたステータ４の内部に、上下に２個のコイル
５が、ボビンケースに収容された状態で、モールド樹脂
３によって固定され、ケース１４内のマグネット１５と
対峙した状態で配設されている。なお、弁本体２８の下
端部には、弁閉状態で弁体がロックされて作動不能とな
った際に、冷媒サイクルを停止することなく、弁本体の
下部の手動開弁装置を操作することによって、弁体を弁
座に対して離反させる方向に下方に移動させて、強制的
に開弁させる手動開弁装置４０が設けられている。

【００２６】このように構成される本発明の流量制御弁
１では、以下のように作動する。すなわち、コネクタ６
を介して、所定のパルスの電流を通電することによっ
て、コイル５とマグネット１５の作用によって、ロータ
が回転する。そして、このロータの雌ねじ１８が、モー
タ本体２５側に固定された雄ねじ管１３と螺合して、ロ
ータが回転しながら上下動し、これによって、連結棒２
０、スライド部３７ａを介して弁棒３７が上下動して、
弁部３８ａ、３８ｂがそれぞれ、弁座２８ａ、２８ｂに
接近、離反して、それぞれ、弁閉、弁開状態となるよう
になっている。

【００２７】なお、これらのロータの上方または下方へ
の移動の際には、連結金具１６の上端部のスプリングピ
ン８が、ロータとともに回転しながら、上方または下方
へ移動して、このスプリングピン８がスライダー９に当
接した状態で、スライダー９が、ガイド７の螺旋状のガ
イドに沿って回転しながら上下動することによって、上
端ストッパ７ａまたは下端ストッパ７ｂの位置でモータ
が停止するようにパルスが制御されるようになってい
る。

【００２８】なお、上記実施例では、弁駆動源としてス
テッピングモータを備えた流量制御弁に適用した場合を
示したが、本発明は、何らこれに限定されるものではな
く、例えば、弁駆動源としてプランジャを吸引する電磁
コイルを備えた流量制御弁などその他の流量制御弁にも
適用できるなど本発明を逸脱しない範囲で種々の変更が
可能である。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
本体上部と下カバーの間の接合部分と、下カバーと上カ
バーとの接合部分が、合成樹脂系のシーラント剤で密封
されているとともに、下カバーに形成したコイルのリー
ド線引き出し孔と、コイルのリード線引き出し部との間
を超音波溶着により密封結合してあるので、例えば、海
上コンテナなどの大型冷蔵・冷凍システムなどにおい
て、振動や乱雑な取り扱いによっても、これらの接合部
分およびリード線引き出し孔と、コイルのリード線引き
出し部との間から、湿気、水、海水などが流量制御弁の
ステッピングモータのコイル部に浸入して、コイル部の
絶縁性を低下させ、動作不良となるおそれがなく、しか
も、安定して作動することが可能であるなど幾多の顕著
で特有な作用効果を奏する極めて優れた発明である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の流量制御弁の防水カバー構造
を備えた流量制御弁の縦断面図である。

【図２】図２は、図１の流量制御弁の部分拡大断面図で
ある。

【図３】図３は、図１の流量制御弁のコネクタ部分の部
分拡大断面図である。

【図４】図４は、従来の流量制御弁の縦断面図である。

【符号の説明】

１ 流量制御弁 ３ モールド樹脂 ４ ステータ ５ コイル ５ａ リード線引き出し部 ６ コネクタ ７ ガイド ７ａ 上端ストッパ ７ｂ 下端ストッパ ８ スプリングピン ９ スライダー １３ 雄ねじ管 １４ ケース １５ マグネット １６ 連結金具 １７ プレート ２０ａ 下方部分 ２０ 連結棒 ２３ 下蓋 ２４ 下カバー ２４ａ 係止片 ２４ｂ リード線引き出し孔 ２５ モータ本体 ２６ 上カバー ２６ａ 係止片 ２８ａ 上弁座 ２８ｂ 下弁座 ２８Ｂ 弁室 ２８ 弁本体 ２９ａ 流入継手 ２９ｂ 流出継手 ３０ ベアリング ３７ａ スライド部 ３７ 弁棒 ３８ａ 上弁部 ３８ｂ 下弁部 ３８ 弁 ４０ 手動開弁装置 ５０ 接合部分 ５２ 接合部分 ５４、５６ シーラント剤 ６０ 超音波溶着 １００ 流量制御弁 １０２ 弁本体 １０４ 弁座 １０６ ニードル弁 １０８ 雄螺子管 １１０ ロータ １１２ コイル １１３ 永久磁石 １１４ 支持筒 １１６ 雌螺子管 １１８ 中心部 １２０ 弁軸 １２０ａ 段部 １２２ コイルバネ １２４ 芯棒 １２６ 螺旋状案内リング １２８ スライダ １３０ コイル部 １３２ 下カバー １３４ 上カバー １３６ リード線引き出し部 １３８ リード線引き出し孔 Ｍ ステッピングモータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小 俣 道 夫 埼玉県狭山市笹井535 株式会社鷺宮製作 所狭山事業所内 (72)発明者 坂 本 透 埼玉県狭山市笹井535 株式会社鷺宮製作 所狭山事業所内 Ｆターム(参考） 3H051 AA01 BB06 BB10 CC06 CC16 DD07 DD08 EE08 FF08 3H062 AA02 AA15 BB22 BB28 CC02 DD01 EE06 FF38 FF40 GG08 HH04 HH08 HH09

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁座に離接する弁体を上下に移動自在に
   収容した弁本体と、 前記弁本体の上方に配置され、前記弁体を上下に移動さ
   せる駆動部と、前記駆動部の下方部分を被蓋する下カバ
   ーと、 前記下カバーの上部に連結され、前記駆動部を被蓋する
   上カバーと、を備えた流量制御弁の防水カバー構造であ
   って、 前記弁本体上部と下カバーの間の接合部分と、前記下カ
   バーと上カバーとの接合部分を、合成樹脂系のシーラン
   ト剤で密封したことを特徴とする流量制御弁の防水カバ
   ー構造。
2. 【請求項２】 前記下カバーに形成したコイルのリード
   線引き出し孔と、コイルのリード線引き出し部との間を
   超音波溶着により密封結合したことを特徴とする請求項
   １に記載の流量制御弁の防水カバー構造。
3. 【請求項３】 弁座に離接する弁体を上下に移動自在に
   収容した弁本体と、 前記弁本体の上方に配置され、前記弁体を上下に移動さ
   せる駆動部と、前記駆動部の下方部分を被蓋する下カバ
   ーと、 前記下カバーの上部に連結され、前記駆動部を被蓋する
   上カバーと、を備えた流量制御弁の防水カバー構造であ
   って、 前記下カバーに形成したコイルのリード線引き出し孔
   と、コイルのリード線引き出し部との間を超音波溶着に
   より密封結合したことを特徴とする流量制御弁の防水カ
   バー構造。