JP2003172467A - 電動弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】螺合部にスラッジ等を付着させず、冷凍機油の
キャン内での滞留による作動不良を防止して、信頼性を
向上させる。 【解決手段】電動弁１０'は、弁室２１内の弁座２２に
弁軸２４によって離接する弁体２３で通過流量を調整す
る弁本体２０と、弁本体２０に固着され弁体２３を弁座
２２に離接させるロータ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５０とを備える。弁体２３を弁座２２に離接させる駆
動機構は、弁本体２０よりロータ３０方向に延出して固
定され固定ねじ部２５が形成されたガイドブッシュ２６
と、ロータ３０を支持しガイドブッシュ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３
２とから構成されるねじ送り機構である。ガイドブッシ
ュ２６に均圧孔Ｈを、固定ねじ部の下方の離れた位置に
穿設し、ガイドブッシュ２６と弁本体２０とで形成され
た環状溝Ｍに連通させる。

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、ス
ラッジ等の付着による詰まりを防止する防止機能を有す
る電動弁に関する。

【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
を調整する機能を有し、通常、弁室及び弁座を備えた弁
本体と、鍔状部を介して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、キャンの内側にはロー
タが内蔵され、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。

【０００３】図４は、公知の電動弁１０の縦断面図を示
している。電動弁１０は、弁室２１内の弁座２２に離接
する弁体２３により冷媒の通過流量を調整する弁本体２
０と、弁本体２０に固着され弁体２３を離接させるロ−
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５０とを備えてい
る。ロータ３０とステータ５０とはステッピングモータ
を構成している。また、弁本体２０の下部及び側部に
は、冷媒の流出入管２０ａ，２０ｂが弁室２１に連通し
て連結されている。

【０００４】弁本体２０には弁室２１を形成し、弁室２
１の下方には弁座２２を形成し、上方にはガイドブッシ
ュ２６を固定し、ガイドブッシュ２６との間に環状溝Ｍ
を形成する。キャン４０との接合は、弁本体２０にカシ
メ固着された鍔状板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。

【０００５】キャン４０は有底円筒状をしており、弁本
体２０の上部に固着された鍔状板４１に固着され、内部
は気密状態に保たれている。ステータ５０は磁性材によ
り構成されるヨーク５１と、このヨーク５１にボビン５
２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。ステータ５０から、ステータコイル５
３，５３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５４にコネクタ５６が連結され、
該コネクタ５６に複数のリード線５５が接続されてい
る。

【０００６】ニードル弁からなる弁体２３は弁軸２４の
下端に形成されている。弁体２３を弁座２２に離接させ
る駆動機構は、弁本体２０よりロータ３０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。

【０００７】上記固定ねじ部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の内周に雌ねじとして形成されている。

【０００８】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形状であり、内面に移動ね
じ部３１が形成され、弁軸ホルダ３２の中心に弁軸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が下端に形成されている弁軸２４
は、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。

【０００９】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の内周
孔部に弁軸ホルダ３２の上部突部が嵌合し、上記突部の
外周をカシメ固定してロータ３０、支持リング３６及び
弁軸ホルダ３２を結合している。

【００１０】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２７が固着されており、下
ストッパ体２７の上方に板状の下ストッパ片２７ａが突
設される。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３７が固着され、下方に向け
て板状の上ストッパ片３７ａが突設され下ストッパ片２
７ａと係合可能である。

【００１１】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
部分３２ｂに固着されている。また、ガイドブッシュ２
６の側面には、弁室２１とキャン４０内の空間との均圧
を図る目的で均圧孔３２ａが固定ねじ部２５の直下部に
設けられ、該均圧孔３２ａを通じて冷媒の流通が容易と
なるように構成されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記電
動弁においては、均圧孔は上記螺合部に近接して設けら
れる結果、冷媒内に混入しているスラッジ等が弁軸及び
弁軸ホルダを摺動させるガイドブッシュ内周の雌ねじ部
と弁軸ホルダ外周の雄ねじ部との螺合部に付着して詰ま
り、円滑な螺合を妨げられるばかりでなく、キャン室の
均圧孔より下位にある部分に冷凍機油が滞留し、ロータ
３０の回転抵抗となることが懸念されていた。

【００１３】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、弁軸及び弁
軸ホルダを摺動させるガイドブッシュの内周の雌ねじ部
と、弁軸ホルダの外周の雄ねじ部との螺合部にスラッジ
等の付着による詰まりや流体（冷媒）に混入されている
冷凍機油の滞留に伴って生ずる影響をできるだけ小さく
して、作動の信頼性を向上させた電動弁を提供すること
にある。

【００１４】

【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、弁室内の弁座に弁軸によって離
接する弁体で通過流量を調整する弁本体と、弁本体に固
着され弁体を弁座に離接させるロータを内蔵するキャン
と、キャンに外嵌され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、弁体を弁座に離接させる駆動
機構は、弁本体よりロータ方向に延出して固定され固定
ねじ部及び均圧孔が形成されたガイドブッシュと、ロー
タを支持しガイドブッシュの固定ねじ部に螺合する移動
ねじ部を有する弁軸ホルダとを具備し、上記均圧孔を、
固定ねじ部から弁室側に離れた位置のガイドブッシュに
穿設したことを特徴とする。また、上記手段の実施態様
として、上記均圧孔をガイドブッシュと弁本体とで形成
された環状溝に連通させたことを特徴とする。また、上
記手段の実施態様として、上記均圧孔の位置をキャン内
部空間の最下部近傍としたことを特徴とする。また、更
に、上記手段の実施態様として、上記ガイドブッシュの
弁本体への圧入位置は上記環状溝を避けた位置に形成さ
れていることを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施形態】図１は、本発明に係る電動弁１０'
の一実施形態の縦断面図であり、図２は図１のＸ部分の
拡大図であり、これらの図に基づいて説明する。以下、
本発明の実施例を説明するに当って、図１，２において
図４に示す公知例の電動弁１０と同じ構成部分には、同
一符号を付すことで説明を省略する。

【００１６】本実施例において、ガイドブッシュ２６の
側面下方には、弁室２１内の冷媒圧力とキャン４０内の
冷媒圧力を均等にするための均圧孔Ｈが形成してある。
均圧孔Ｈは、弁室２１の上端の大径穴とガイドブッシュ
２６とで形成された環状溝Ｍに通じている。環状溝Ｍ
は、弁室２１の上端のガイドブッシュ２６が嵌入してい
る弁本体２０の大径穴上部を更に大径として切削する
か、或いは、弁本体２０の成形時に形成される。そし
て、この環状溝Ｍは、弁本体２０と下ストッパ体２７下
部とで形成される空間部Ｓと連通しており、したがっ
て、上記空間部Ｓと弁室２１とは、環状溝Ｍ及び均圧孔
Ｈを通じて連通し、冷媒は流通し易くなっている。冷媒
及び冷凍機油は、弁軸２４とガイドブッシュ２６との隙
間を通じてキャン４０内に入り込み、弁体２３への背圧
作用やガイドブッシュ２６と弁軸ホルダ３２との間等の
潤滑作用を行うが、冷媒内に混在するスラッジもキャン
４０内に移動し、スラッジは螺合部の円滑な動作を妨げ
易く、また冷凍機油の滞留は使用状態によってはロータ
３０の回転抵抗の要因となる。そこで、本実施例のよう
に、環状溝Ｍ及び均圧孔Ｈを設けることで、冷媒の均圧
化に加えて、ねじ螺合部のスラッジ付着を防止し冷凍機
油のキャン内滞留を防止する。

【００１７】前記電動弁１０'の動作について説明す
る。ステータコイル５３，５３に一方向の通電を行い励
磁すると、弁本体２０に固着されたガイドブッシュ２６
に対しロータ３０及び弁軸ホルダ３２が回転し、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とのねじ送り機構により、弁軸ホルダ３２
が、例えば、下方に移動して弁体２３が弁座２２に着座
圧接して弁口は閉じられる。

【００１８】ステータコイル５３，５３に他方向の通電
を行い励磁すると、弁本体２０に固着されたガイドブッ
シュ２６に対し、ロータ３０及び弁軸ホルダ３２が前記
と逆方向に回転され、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とのねじ送り機
構により、今度は弁軸ホルダ３２が上方に移動して弁軸
２４の下端の弁体２３が弁座２２から離れて弁口が開か
れ、冷媒は弁口を通過することができる。そして、ロー
タ３０の回転量により冷媒の通過量を調整することがで
き、ロータの回転量はパルス数にて規制されるため正確
な調整を行うことができる。さらに、上記環状溝Ｍの存
在により、弁本体２０へのガイドブッシュ２６の圧入に
際して、弁本体２０の圧入部が鍔状板４１のカシメ部分
２０ｃを避けて形成されることとなり、鍔状板４１のカ
シメ固定力による影響を受け難くしているのである。即
ち、図２に示すように、ガイドブッシュ２６の弁本体２
０への圧入部分Ｔは、弁本体２０のＴの個所となり、圧
入部分Ｔは弁本体２０の環状溝Ｍの形成部分を避けた位
置に形成されるので、鍔状板４１のカシメ固定力による
影響を受け難いのである。なお、図２は図１のＸ部分の
拡大図であり、弁本体２０、ガイドブッシュ２６、弁軸
２４及び環状溝Ｍを部分的に示す図である。

【００１９】このようにロータ３０が回転し、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とのねじ送り機構によりロータ３０、弁軸ホル
ダ３２及び弁軸２４が軸方向に摺動するが、本実施例の
ように均圧孔Ｈと固定ねじ部２５と移動ねじ部３１から
ねじ部との距離を取って配置することで、冷媒回路中の
スラッジ等のねじ部への付着による詰まりを防止し、ま
た、冷凍機油もキャン室下部の空間部Ｓに滞留すること
がないから、電動弁の作動性能を低下させることがな
い。さらに、以上のように述べた実施例において、弁軸
２４と圧縮コイルばね３４の端部との干渉が生じるおそ
れがある場合には、図３に別例として示すように、弁軸
２４に段差を設けることによってその当接を防止でき
る。即ち、図３に示すように、弁軸２４に段部２４ａを
形成することにより、圧縮コイルばね３４の端部３４ａ
の当接を回避できるのである。なお、図３は、図１の弁
軸２４、弁軸ホルダ３２及び圧縮コイルばね３４を示す
Ｙ部分の別例を示し、符号６０は圧縮コイルばね３４と
弁軸ホルダ３２との間に設けられた平座金を示す。

【００２０】

【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、ねじ螺合部と均圧孔との距離をとって配
置したことで、ねじ螺合部へのスラッジ等の付着を防止
し、螺合部の摺動を円滑に行わせ、また、キャン内部空
間の最下部付近に均圧孔を設けることで、回転抵抗の要
因となる冷凍機油の停滞を未然に防ぐことができ、電動
弁を永続的に有効に機能させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電動弁の一実施例形態の縦断面
図。

【図２】図１のＸ部分の拡大図。

【図３】図１のＹ部分の別例の拡大図。

【図４】従来の電動弁の縦断面図。 １０・・電動弁（従来例） １０'・・電動弁（本
発明） ２０・・弁本体 ２０ａ，２０ｂ・・流
出入管 ２０ｃ・・カシメ部分 ２１・・弁室 ２２・
・弁座 ２３・・弁体 ２４・・弁軸 ２４ａ
・・段部 ２５・・固定ねじ部 ２６・・ガイドブッシュ ２６ａ
・・螺旋溝部分 ２７・・下ストッパ体 ２７ａ・・下ストッ
パ片 ３０・・ロ−タ ３１・・移動ねじ部 ３２・・弁軸ホルダ ３２ａ・・均圧孔 ３３
・・プッシュナット ３２ｂ・・螺旋溝部分 ３４・・圧縮コイルばね ３４
ａ・・端部 ３６・・支持リング ３７・・上ストッパ体 ３７
ａ・・上ストッパ片 ４０・・キャン ４１・・鍔状板 ５０・・ステ−タ ５０ａ・・嵌合穴 ５１・・ヨ−ク ５２・・ボビン ５３・・ステ−タコイル ５４・・リ−ド端子 ５５・・リ−ド線 ５６・・コネクタ ６０・
・平座金 Ｈ・・均圧孔 Ｍ・・環状溝 Ｓ・・空間部 Ｔ
・・圧入部分

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｆターム(参考） 3H062 AA02 AA15 BB26 CC02 DD01 EE08 FF41 HH04 HH08 HH09

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】弁室内の弁座に弁軸によって離接する弁体
   で通過流量を調整する弁本体と、弁本体に固着され弁体
   を弁座に離接させるロータを内蔵するキャンと、キャン
   に外嵌され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、 弁体を弁座に離接させる駆動機構は、弁本体よりロータ
   方向に延出して固定され固定ねじ部及び均圧孔が形成さ
   れたガイドブッシュと、ロータを支持しガイドブッシュ
   の固定ねじ部に螺合する移動ねじ部を有する弁軸ホルダ
   とを具備し、上記均圧孔を、固定ねじ部から弁室側に離
   れた位置のガイドブッシュに穿設したことを特徴とする
   電動弁。
2. 【請求項２】上記均圧孔を、ガイドブッシュと弁本体と
   で形成された環状溝に連通させたことを特徴とする請求
   項１記載の電動弁。
3. 【請求項３】上記均圧孔の位置を、キャン内部空間の最
   下部近傍としたことを特徴とする請求項２に記載の電動
   弁。
4. 【請求項４】上記ガイドブッシュの弁本体への圧入位置
   は上記環状溝を避けた位置に形成されていることを特徴
   とする請求項２に記載の電動弁。