JP2004108764A - 電動膨張弁及び冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】　絞り部を構成する冷媒通路を複数設けるとともに、出入口配管を直線状に配列することにより電動膨張弁を接続する配管作業の簡略化と配管スペースの削減を行うことのできる電動膨張弁を提供すること。
【解決手段】　２つの冷媒流通口１ａ、１ｂを設けた略円筒状の筐体１内に、略円柱状の固定部材２及び回転部材３を設けるとともに、この固定部材２及び回転部材３に同一配置の貫通孔５、６を設ける。そして、回転部材３の回転角をステッピングモータで制御して両貫通孔５、６の接合面積を制御し、冷媒減圧量を調整する。
【選択図】　　　　図１

Description

　本発明は、空気調和装置等の冷凍装置に用いられる電動膨張弁の冷媒通過音の低下に関する。

　従来冷凍装置に用いられるステッピングモータで駆動される電動膨張弁の基本的な構造を図２２に示す。
　この図に示すように、従来の電動膨張弁は、弁本体１０１を仕切壁１０２により上下に二分し、仕切壁１０２の上部をステッピングモータ１１０のロータ１１１を収納するロータ室１１２とし、下方を弁室１２０としている。ステッピングモータ１１０のステータ１１３はロータ室１１２の外部に取り付けられている。
　ロータ１１１には弁棒１２１の一端が固定されている。したがって、この弁棒１２１は、ステッピングモータ１１０の駆動によりロータ１１１とともに回転する。

　また、弁棒１２１は、中間部が仕切壁１０２に形成されたネジ部１２２に螺合されている。したがって、弁棒１２１は、ネジ部１２２において弁棒１２１の回転運動が軸方向の運動に変換される。弁棒１２１は、先端部がニードル弁部１２３として形成されている。
　弁室１２０の側壁には一方の冷媒出入口配管部１３１が接続されている。弁室１２０の下方には、中央部に弁座１２４が形成された弁座形成壁１２５が設けられている。この弁座形成壁１２５の下面には、弁座１２４に連通する他方の冷媒出入口配管部１３２が接続されている。

　以上のように構成された電動膨張弁は、ステッピングモータ１１０を駆動し、その回転角度を制御することにより、弁座１２４に対しニードル弁部１２３を進退させて弁体と弁座との間で形成される絞り部の冷媒通過面積を変化させ、冷媒通過面積の変化により減圧量（弁開度）を調節するようにしていた。
　したがって、従来の電動膨張弁では、絞り部の通路が１個で、このような絞り部の冷媒通過面積を変更することにより、所定量の減圧量を得るものであった。このため、絞り部の冷媒通過面積を小さくせざるを得ないものであり、絞り部における冷媒流速が極めて速くならざるを得ないものとなっていた。

　また、電動膨張弁における冷媒通過音は、絞り部の冷媒通過速度が速いほど音に変換されるエネルギーが大きくなり、冷媒通過音が大きくなるという関係にある。
　空気調和機などの冷凍装置においては、一般的に、据付条件や運転条件の変化により、膨張弁入口までの液管内で気泡が発生して二相冷媒流となり、この二相冷媒流中の気泡が大きく成長して冷媒流れ中に大きな気泡が断続的に存在するスラグ流やプラグ流となることがあった。

　このようなスラグ流やプラグ流が発生すると絞り部を通過する液冷媒とガス冷媒との速度差により不連続な圧力変動が発生し、結果として「チュルチュル」などと表現される不連続の冷媒流動音が発生していた。さらに、このような気液冷媒の速度差による圧力変動は、絞り部の冷媒通過速度が速いほど大きくなるという関係にあった。
　このように、従来の電動膨張弁では、１個の絞り部の通過面積だけで冷媒減圧量を変えようとしていたため、圧力変動による冷媒通過音が大きいという問題（以下第１の問題という）があった。

　また、従来の電動膨張弁では、二つの冷媒出入口管が直交するように取り付けられているため、この電動膨張弁に接続する配管がクランク状となり、配管が面倒で取り付けスペースも大きくならざるを得ないという問題（以下第２の問題という）があった。

　上記第１の問題に対し、絞り部の冷媒通路を複数にした電動膨張弁が提案されている（例えば、特許文献１）。この電動膨張弁では、これにより絞り部における圧力変動を緩和しようとしている。しかし、この従来の電動膨張弁では上記第２の問題点については解決されていない。

　また、上記第２の問題点に対し、電動膨張弁の出入口配管を直線状に配置した電動膨張弁が提案されている（例えば、特許文献２）。この電動膨張弁では、このような構成により、電動膨張弁に接続する配管の作業を簡略化し、配管スペースを小さくしょうとている。しかし、この従来の電動膨張弁では上記第１の問題点ついては何ら解決されていない。
特開平５-２８８２８６号公報 特開平７−２３４０４０公報

　本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、絞り部を構成する冷媒通路を複数設けるとともに、出入口配管を直線状に配列することにより電動膨張弁を接続する配管作業の簡略化と配管スペースの削減を行うことのできる電動膨張弁を提供することにある。

　上記課題を解決する第１の解決手段に係る電動膨張弁は、（１）略円筒状の筐体と、筐体に形成された２つの冷媒流通口と、筐体内に嵌合固定された１個の略円柱状の固定部材と、一端面が固定部材の端面に接合するように、筐体内に回転可能に嵌挿された１個の略円柱状の回転部材と、固定部材を軸方向に貫通する複数の第１貫通孔と、第１貫通孔と同様に配置された、回転部材を軸方向に貫通する複数の第２貫通孔と、回転部材を所定角度回転するステッピングモータとを備え、回転部材を回転させることにより複数の第１貫通孔と第２貫通孔との連通面積をそれぞれ変更可能に構成されているか、あるいは（２）略円筒状の筐体と、筐体の両端に形成された冷媒流通口と、筐体内に嵌合固定された１個の略円柱状の固定部材と、一端面が固定部材の端面に接合するように、筐体内に回転可能に嵌挿された１個の略円柱状の回転部材と、固定部材を軸方向に貫通する複数の第１貫通孔と、第１貫通孔と同様に配置された、回転部材を軸方向に貫通する複数の第２貫通孔と、回転部材を所定角度回転するステッピングモータとを備え、回転部材を回転させることにより複数の第１貫通孔と第２貫通孔との連通面積をそれぞれ変更可能に構成されていることを特徴とする。

　このように構成された電動膨張弁によれば、一方の冷媒流通口から流入した冷媒は、固定部材の複数の第１貫通孔を通過し、複数の第１貫通孔と回転部材の複数の第２貫通孔との連通部で絞られ、さらに複数の第２貫通孔を通過して、他方の冷媒流通口から送り出される。また、この電動膨張弁においては、ステッピングモータの回転角度を制御することにより、複数の第１貫通孔と第２貫通孔との連通部の連通面積をそれぞれ所定値に調節し、冷媒減圧量を制御することができる。

　したがって、このように構成された電動膨張弁では、絞り通路が独立した複数の通路に構成されているので、一つの絞り通路での気体、液体の不連続な流れによる圧力変動が生じても他の絞り通路による冷媒流れにより圧力変動が緩和され、大きな圧力変動になることが抑制される。このため、従来の一つの絞り通路によるものと比較し冷媒通過音が大きく低減される。
　また、冷媒流通口が直線的に配置されているため、この電動膨張弁に接続する配管は直線的なものでよく、その配管作業が簡略化され、配管スペースを小さくすることができる。

　上記課題を解決する第２の解決手段に係る電動膨張弁は、（１）略円筒状の筐体と、筐体に形成された２つの冷媒流通口と、筐体内に嵌合固定された２個の略円柱状の固定部材と、両端面が固定部材の端面に接合するように２個の固定部材の間に嵌めこまれ、かつ筐体内に回転可能に嵌挿された１個の略円柱状の回転部材と、固定部材を軸方向に貫通する複数の第１貫通孔と、第１貫通孔と同様に配置された、回転部材を軸方向に貫通する複数の第２貫通孔と、回転部材を所定角度回転するステッピングモータとを備え、回転部材を回転させることにより複数の第１貫通孔と第２貫通孔との連通面積がそれぞれ変更可能に構成されているか、あるいは（２）略円筒状の筐体と、筐体の両端に形成された冷媒流通口と、筐体内に嵌合固定された２個の略円柱状の固定部材と、両端面が固定部材の端面に接合するように２個の固定部材の間に嵌めこまれ、かつ筐体内に回転可能に嵌挿された１個の略円柱状の回転部材と、固定部材を軸方向に貫通する複数の第１貫通孔と、第１貫通孔と同様に配置された、回転部材を軸方向に貫通する複数の第２貫通孔と、回転部材を所定角度回転するステッピングモータとを備え、回転部材を回転させることにより複数の第１貫通孔と第２貫通孔との連通面積がそれぞれ変更可能に構成されていることを特徴とする。

　このように構成された電動膨張弁によれば、一方の冷媒流通口から流入した冷媒は、上流側及び下流側の固定部材の複数の第１貫通孔、回転部材の複数の第２貫通孔、並びに２段に形成される複数の第１貫通孔と第２貫通孔との連通部を介して他方の冷媒流通口から送り出される。また、この電動膨張弁においては、ステッピングモータの回転角度を制御して１個の回転部材を所定角度回転することにより、２段に形成される第１貫通孔と第２貫通孔との連通部の連通面積を所定値に調節して、冷媒減圧量を制御することができる。

　したがって、このように構成された電動膨張弁では、絞り通路が独立した複数の通路に構成されているので、一つの絞り通路での気体、液体の不連続な流れによる圧力変動が生じても他の絞り通路による冷媒流れにより圧力変動が緩和され、大きな圧力変動になることが抑制される。このため、従来の一つの絞り通路によるものと比較し冷媒通過音が大きく低減される。
　絞りは、２段に形成される第１貫通孔と第２貫通孔との連通部の連通面積を可変することにより構成されるので、従来のように１段の絞りのものと比較すると各段の絞り通路における冷媒流速を低減できるので、冷媒通過音をより一層低減することができる。
　また、冷媒流通口が直線的に配置されているため、この電動膨張弁を接続する配管は直線的なものでよく、その配管作業が簡略化され、配管スペースを小さくすることができる。

　上記課題を解決する第３の解決手段に係る電動膨張弁は、（１）略円筒状の筐体と、筐体に形成された２つの冷媒流通口と、筐体内に嵌合固定された複数の略円柱状の固定部材と、端面が固定部材の端面と接合するように固定部材と交互に配置され、かつ筐体内に回転可能に嵌挿された複数の略円柱状の回転部材と、固定部材を軸方向に貫通する複数の第１貫通孔と、第１貫通孔と同様に配置された、回転部材を軸方向に貫通する複数の第２貫通孔と、回転部材を所定角度回転するステッピングモータとを備え、回転部材を回転させることにより第１貫通孔と第２貫通孔との連通面積が変更可能に構成されているか、あるいは（２）略円筒状の筐体と、筐体の両端に形成された冷媒流通口と、筐体内に嵌合固定された複数の略円柱状の固定部材と、端面が固定部材の端面と接合するように固定部材と交互に配置され、かつ筐体内に回転可能に嵌挿された複数の略円柱状の回転部材と、固定部材を軸方向に貫通する複数の第１貫通孔と、第１貫通孔と同様に配置された、回転部材を軸方向に貫通する複数の第２貫通孔と、回転部材を所定角度回転するステッピングモータとを備え、回転部材を回転させることにより第１貫通孔と第２貫通孔との連通面積が変更可能に構成されていることを特徴とする。

　このように構成された電動膨張弁によれば、一方の冷媒流通口から流入した冷媒は、複数段に設けられた固定部材の複数の第１貫通孔、複数段に設けられた回転部材の複数の第２貫通孔、並びに複数段に形成される連通面積可変とされた複数の第１貫通孔と第２貫通孔との連通部を介して他方の冷媒流通口から送り出される。また、この電動膨張弁においては、ステッピングモータの回転角度を制御して複数段に設けられた回転部材を所定角度回転することにより、複数段に形成される第１貫通孔と第２貫通孔との連通部の連通面積を所定値に調節して冷媒減圧量を制御することができる。

　したがって、このように構成された電動膨張弁では、絞り通路が独立した複数の通路に構成されているので、一つの絞り通路での気体、液体の不連続な流れによる圧力変動が生じても他の絞り通路による冷媒流れにより圧力変動が緩和され、大きな圧力変動になることが抑制されている。このため、従来の一つの絞り通路によるものと比較し冷媒通過音が大きく低減される。

　絞りは、複数段に形成される第１貫通孔と第２貫通孔との連通部の連通面積を可変することにより構成されるので、従来のように１段の絞りのものと比較すると各段における絞り通路における冷媒流速を低減できるので、冷媒通過音をより一層低減することができる。
　また、冷媒流通口が直線的に配置されているため、この電動膨張弁に接続する配管は直線的なものでよく、その配管作業が簡略化され、配管スペースを小さくすることができる。

　さらに、上記各電動膨張弁において、前記回転部材を前記ステッピングモータのロータを兼用する構成とし、前記ステッピングモータのステータを筐体の外周側に取り付けてもよい。
　このように構成すれば、電動膨張弁の構成が簡略化され、コスト軽減を図ることができる。

　また、上記各電動膨張弁において、前記筐体に膨出部を設け、この膨出部内にステッピングモータに直結された変速ギヤを収納し、さらに、この変速ギヤを介し前記回転部材をステッピングモータにより回転可能に構成してもよい。
　このように構成すると、回転部材の最小駆動回転角度を微少とすることができ、微少な絞り制御（流量制御）を行うことができる。

　さらに、上記各電動膨張弁において、筐体が、一端に一方の冷媒流通口を有し、他端に閉鎖壁を有し、側方に他方の冷媒流通口を有するように形成され、ステッピングモータは、閉鎖壁から筐体の側方に形成された冷媒流通口にいたる筐体内部にロータが配置されるように構成され、固定部材と回転部材とは、冷媒流通口が形成された端部から筐体の側方に形成された冷媒流通口にいたる筐体内部に配置され、さらに、前記回転部材はロータから延伸された回転軸により回転可能に形成されていてもよい。
　このように構成することにより、回転部材が複数ある場合でも、それらの回転角度を確実に一致させることができる。

　さらに、上記各電動膨張弁において、前記第１貫通孔が入口、出口間で筐体の軸心に対し所定角度ずれるように形成されているように構成してもよい。
　このように構成すると、第１貫通孔に流入する冷媒流れ、あるいは第１貫通孔から流出する冷媒流れに旋回力を与えることにより整流効果が得られ、圧力変動を緩和することができ、冷媒通過音を低減することができる。

　また、上記各電動膨張弁において、前記第２貫通孔が入口、出口間で筐体の軸心に対し所定角度ずれるように形成されているように構成してもよい。
　このように構成すると、第２貫通孔に流入する冷媒流れ、あるいは第２貫通孔から流出する冷媒流れに旋回力を与えることにより整流効果が得られ、圧力変動を緩和することができ、冷媒通過音を低減することができる。

　さらに、上記各電動膨張弁において、筐体又は固定部材と回転部材との接触面にシール部材が配置されていてもよい。
　これにより、筐体又は固定部材と回転部材との間の密着性をよくして、筐体又は固定部材と回転部材との間の隙間からの冷媒の漏れをなくすことができる。

　また、上記各電動膨張弁において、固定部材又は回転部材の端面に突状部を有しており、該突状部が回転部材又は固定部材の端面と接合していてもよい。
　このような構成により、筐体又は固定部材と回転部材との間の密着性を良好にするとともに、この密着性の確保によって増大する回転部材の回転トルクを、固定部材と回転部材との接触面積を小さくすることにより、低減することができる。

　さらに、本発明に係る上記各電動膨張弁を用いた冷凍装置では、運転音を静粛にすることができる。

　本発明に係る電動膨張弁によれば、絞り通路が独立した複数の通路に構成されているので、一つの絞り通路での気体、液体の不連続な流れによる圧力変動が生じても他の絞り通路による冷媒流れにより圧力変動が緩和され、大きな圧力変動になることが抑制される。このため、従来の一つの絞り通路によるものと比較し冷媒通過音が大きく低減される。

　以下、この発明を具体化した電動膨張弁についての実施例を図面に基づいて説明する。

　この実施例の電動膨張弁を、図１及び図２に基づき詳細に説明する。なお、図１は本発明の実施例１に係る電動膨張弁の断面図である。図２は図１におけるＩＩ−ＩＩ断面図である。
　図１に示すように、実施例１に係る電動膨張弁は、略円筒状の筐体１を有し、その両端部は小径に絞られて冷媒流通口１ａ、１ｂが形成されている。

　筐体１内には、１個の略円柱状の固定部材２が嵌挿され、固定されている。そして、この筐体１内には、略円柱状の回転部材３が筐体の軸を中心として回転可能に嵌挿されている。回転部材３の端面と固定部材２の端面とが当接するように配置されている。なお、筐体１内面には回転部材３が軸方向に移動するのを規制する環状突起部４が形成されている。
　固定部材２には、所定半径円周上に、かつ、４等分される角度位置に４個の第１貫通孔５が設けられている。回転部材３には、第１貫通孔５と同様の配置で第２貫通孔６が設けられ、第１貫通孔５と第２貫通孔６とが重なり合う連通部９を形成するように構成されている。なお、第１貫通孔５及び第２貫通孔６は、それぞれ断面円形の孔である。

　また、実施例１におけるステッピングモータ７は、回転部材３をロータとして構成し、筐体１の外側に取り付けられたステータ８とから構成されている。
　したがって、固定部材２の厚さについては、ステッピングモータ７のロータとして必要な厚み、及び、筐体１内で回転させるのに都合のよい厚みが必要とされる。なお、固定部材２の厚さについては格別の制約はなく、筐体１内に固定するのに都合のよい厚さであればよい。

　上記構成の電動膨張弁は、ステッピングモータ７を駆動することにより、回転部材３を回転させて、連通部９における第１貫通孔５と第２貫通孔６との連通面積を可変とすることができるように構成されている。
　この電動膨張弁は、ステッピングモータ７の回転角を微少に制御することにより、第１貫通孔５と第２貫通孔６との連通面積を制御し、所定大きさの連通面積を得て所定の冷媒減圧量が得られるように構成されている。

　実施例１に係る電動膨張弁は、以上のごとく構成されているので、次のような作用効果を奏することができる。
　（１）一方の冷媒流通口１ａから流入した冷媒は、固定部材２の４個の第１貫通孔５を通過し、４個の第１貫通孔５と回転部材３の複数の第２貫通孔６との連通部９で絞られ、さらに複数の第２貫通孔６を通過して、他方の冷媒流通口１ｂから送り出される。なお、冷媒の流れとしては、この逆の流れも可能である。そして、ステッピングモータ７の回転角度を制御することにより、複数の第１貫通孔５と第２貫通孔６との連通部の連通面積をそれぞれ所定値に調節することができ、ひいては、この電動膨張弁による冷媒減圧量を制御することができる。

　したがって、このように構成された電動膨張弁では、絞り通路が独立した複数の通路に構成されているので、一つの絞り通路での気体、液体の不連続な流れによる圧力変動が生じても他の絞り通路による冷媒流れにより圧力変動が緩和され、大きな圧力変動になることが抑制され、従来の一つの絞り通路によるものと比較し冷媒通過音が大きく低減される。

　（２）冷媒流通口１ａ、１ｂが直線的に配置されるため、電動膨張弁に接続する配管は直線的なものでよく、その配管作業が簡略化され、配管スペースを小さくすることができる。
　（３）回転部材３がステッピングモータ７のロータを兼用し、ステッピングモータ７のステータ８を筐体の外周側に取り付けているので、電動膨張弁の構成が簡略化され、コスト軽減を図ることができる。

　実施例２の電動膨張弁について、図３に基づいて説明する。なお、図３は、実施例２に係る電動膨張弁の断面図である。

　実施例２の電動膨張弁は、２個の固定部材２で１個の回転部材３をサンドイッチ状に挟んで固定したものである。したがって、この実施例２では、実施例１のような環状突起部４を設けず回転部材３が回転自在に筐体１内に収納されている。なお、その他の構成は実施例１と同一である。
　したがって、この実施例２の場合には、例えば、冷媒流通口１ａから冷媒流通口１ｂに冷媒が流れる場合、第１貫通孔、連通部９、第２貫通孔、連通部９、第１貫通孔と流れる。

　このように構成された実施例２によれば、絞り部を構成する連通部９が２段に設けられることになるので、１段の絞りで構成される従来のものは言うに及ばず、実施例１のものと比較しても、各段における絞り通路における冷媒流速を低減できるので、冷媒通過音をより低減することができる。

　また、実施例１では固定部材２側から回転部材３側に冷媒が流れるときは、回転部材３は固定部材２から引き離される方向に圧力を受けるため、固定部材２、回転部材３、環状突起部４の加工や組み付けの精度によっては、固定部材２と回転部材３とが密着せず、連通部９で十分な絞り作用を得られない場合が考えられる。しかし、実施例２の場合には、冷媒の流れる方向が何れの方向であっても、回転部材３の少なくとも一方の面と固定部材２とが密着することにより、十分な絞り作用を得ることのできる連通部９が構成される。したがって、実施例２によれば、冷媒の流れ方向が変わっても同様の減圧特性を確実に得ることができ、膨張弁としての信頼性が向上するというメリットがある。

　実施例３について図４に基づき説明する。なお、図４は実施例３に係る電動膨張弁の断面図である。
　実施例３は、固定部材２及び回転部材３をそれぞれ複数にできることを示したものであって、この場合には、固定部材２を３個、回転部材３を２個として、３個の固定部材２の間に２個の回転部材３をサンドイッチ状に挟むようにして構成したものである。

　このように構成された実施例３によれば、絞り部を構成する連通部９が３段に設けられることになるので、各段の絞り通路における冷媒流速をより一層低減でき、冷媒通過音をより一層低減することができる。

　実施例４について図５及び図６に基づき説明する。なお、図５は実施例４に係る電動膨張弁の断面図である。図６は図５におけるＶＩ−ＶＩ断面図である。
　実施例４は、筐体１の外部にステッピングモータ１０を設けるとともに、筐体１に膨出部１１を設けている。そして、この膨出部１１の中にステッピングモータ１０に直結される変速ギヤ１２を設けている。また、筐体１内には表面部に変速ギヤ１２と噛み合う歯形を形成した回転部材１３を収納している。そして、このような構成により回転部材１３を変速ギヤ１２を介してステッピングモータ１０で駆動するようにしたものである。なお、上記した以外の他の構成は実施例１と同一である。
　このように構成された実施例４によれば、回転部材１３の最小駆動回転角度を微少とすることができ、微少な絞り制御（流量制御）を行うことができる。

　実施例５について図７に基づき説明する。なお、図７は実施例５に係る電動膨張弁の断面図である。
　実施例５は、実施例４において固定部材２を２個に増加し、回転部材１３をこれら固定部材２でサンドイッチ状に挟んだものである。なお、このように回転部材１３を固定部材２で挟む構成は、前述の実施例２と同様である。
　このように構成された実施例５によれば、実施例２の場合と同様に連結部９を２段に構成しながら、回転部材１３を微妙に回転させることができる。したがって、冷媒通過音を低くすることができ、微妙な制御も可能となるものである。

　実施例６について図８に基づき説明する。なお、図８は実施例６に係る電動膨張弁の断面図である。

　実施例６は、実施例４において、固定部材２を３個に増加し、回転部材１３を２個に増加し、３個の回転部材１３で２個の固定部材２をサンドイッチ状に挟んだものである。なお、このように２個の回転部材１３を３個の固定部材２で挟む構成は、前述の実施例３と同様である。また、このような構成とするために、筐体１に設ける膨出部１１及びこの膨出部１１に収納する変速ギヤ１２もそれぞれ２個とされている。
　このように構成された実施例６によれば、実施例３の場合と同様に連結部９を３段に構成しながら、回転部材１３を微妙に回転させることができる。したがって、冷媒通過音をより一層低くしながら、より一層微妙な制御も可能となるものである。

　この実施例の電動膨張弁は、図９に示すように、実施例１の電動膨張弁における筐体１と回転部材３との間に、つまり、回転部材３の外周の一部に、シール部材１４が設けられている。

　これにより、絞り部のシール性をよくして、つまり、筐体１と回転部材３との間の密着性をよくして、筐体１と回転部材３との間の隙間からの冷媒の漏れをなくすことができる。
　なお、上記した以外の他の構成は実施例１と同一である。したがって、実施例１と同一の作用効果を有する。

　この実施例の電動膨張弁は、図１０に示すように、実施例１の電動膨張弁における筐体１と回転部材３との間に、つまり、回転部材３の外周の一部に、シール部材１４が設けられている。さらに、回転部材３の端面に突状部１５を有しており、この突状部１５の頂部が固定部材２の端面と接合している。

　このような構成により、筐体１と回転部材３との間の密着性を良好にするとともに、この密着性の確保によって増大する回転部材の回転トルクを、固定部材２と回転部材３との接触面積を小さくすることにより、低減することができる。
　なお、上記した以外の他の構成は実施例１と同一である。したがって、実施例１と同一の作用効果を有する。

　この実施例の電動膨張弁は、図１１に示すように、実施例２の電動膨張弁における筐体１と回転部材３との間にシール部材１４が設けられている。さらに、回転部材３の両端面に突状部１５を有しており、この突状部１５の頂部が固定部材２のそれぞれの端面と接合している。

　このような構成により、筐体１と回転部材３との間の密着性を良好にするとともに、この密着性の確保によって増大する回転部材の回転トルクを、固定部材２と回転部材３との接触面積を小さくすることにより、低減することができる。
　なお、上記した以外の他の構成は実施例２と同一である。したがって、実施例２と同一の作用効果を有する。

　この実施例の電動膨張弁は、図１２に示すように、実施例３の電動膨張弁における筐体１と回転部材３との間にシール部材１４が設けられている。さらに、回転部材３の両端面に突状部１５を有しており、この突状部１５の頂部が固定部材２のそれぞれの端面と接合している。

　このような構成により、筐体１と回転部材３との間の密着性を良好にするとともに、この密着性の確保によって増大する回転部材の回転トルクを、固定部材２と回転部材３との接触面積を小さくすることにより、低減することができる。
　なお、上記した以外の他の構成は実施例３と同一である。したがって、実施例３と同一の作用効果を有する。

　この実施例の電動膨張弁は、図１３に示すように、実施例４の電動膨張弁における筐体１と、変速ギア１２と噛み合っていない部分の回転部材１３との間にシール部材１４が設けられている。さらに、回転部材３の端面に突状部１５を有しており、この突状部１５の頂部が固定部材２の端面と接合している。

　このような構成により、筐体１と回転部材１３との間の密着性を良好にするとともに、この密着性の確保によって増大する回転部材の回転トルクを、固定部材２と回転部材３１との接触面積を小さくすることにより、低減することができる。
　なお、上記した以外の他の構成は実施例４と同一である。したがって、実施例４と同一の作用効果を有する。

　この実施例の電動膨張弁は、図１４に示すように、実施例５の電動膨張弁における筐体１と、変速ギア１２と噛み合っていない部分の回転部材１３との間にシール部材１４が設けられている。さらに、回転部材３の両端面に突状部１５を有しており、この突状部１５の頂部が固定部材２のそれぞれの端面と接合している。

　このような構成により、筐体１と回転部材１３との間の密着性を良好にするとともに、この密着性の確保によって増大する回転部材の回転トルクを、固定部材２と回転部材３１との接触面積を小さくすることにより、低減することができる。
　なお、上記した以外の他の構成は実施例５と同一である。したがって、実施例５と同一の作用効果を有する。

　この実施例の電動膨張弁は、図１５に示すように、実施例６の電動膨張弁における筐体１と、変速ギア１２と噛み合っていない部分の回転部材１３との間であって、両冷媒流通口１ａ、１ｂに近い個所にシール部材１４が設けられている。さらに、回転部材３の両端面に突状部１５を有しており、この突状部１５の頂部が固定部材２のそれぞれの端面と接合している。

　このような構成により、筐体１と回転部材１３との間の密着性を良好にするとともに、この密着性の確保によって増大する回転部材の回転トルクを、固定部材２と回転部材３１との接触面積を小さくすることにより、低減することができる。
　なお、上記した以外の他の構成は実施例６と同一である。したがって、実施例６と同一の作用効果を有する。

　この実施例の電動膨張弁は、図１６に示すように、筐体１９の一端に一方の冷媒流通口１９ａが形成されており、他端には閉塞壁１９ｃを有している。また、他方の冷媒流通口１９ｂは、筐体１９の側方に形成されている。

　また、筐体１９内であって冷媒流通口１９ａから冷媒流通口１９ｂの間に、固定部材２と回転部材３とが、実施例６及び実施例１３で説明したように、それぞれ３個及び２個配置されている。
　さらに、筐体１９内であって、冷媒流通口１９ｂと閉塞壁１９ｃとの間には、ステッピングモータ１８を構成するロータ１６が配置されている。なお、冷媒流通口１９ａに最も近い固定部材２以外の固定部材２には、ロータ１６から延伸された回転軸１７の回転運動を妨げない貫通孔が形成されているとともに、回転軸１７との隙間から冷媒が漏れないようにシール部材１４が設けられており、回転部材３は回転軸１７に回転可能に取り付けられている。

　筐体の外周側には、実施例１等と同様に、ロータ１６を回転させるためのステッピングモータ１８のステータ８が取り付けられている。
　また、筐体１９と回転部材３との間にシール部材１４が設けられている。さらに、回転部材３の両端面には突状部１５が形成されており、この突状部１５の頂部が固定部材２のそれぞれの端面と接合している。

　このような構成により、回転部材３をステッピングモータ１８を駆動することによって自在に回転させることができるため、実施例１と同様の作用効果を有する。また、筐体１９と回転部材３との間の密着性を確保するとともに、この密着性の確保によって増大する回転部材の回転トルクを、固定部材２と回転部材３との接触面積を小さくすることにより、低減することができる。

　実施例１５について図１７に基づき説明する。なお、図１７は実施例１５における第１貫通孔及び第２貫通孔に代わる他の孔形状の例を示すものである。
　実施例１５は、実施例１における第１貫通孔５及び第２貫通孔６の孔の形状を色々変形できることの一例を示すものである。なお、図１７において、２１は実施例１における固定部材２又は回転部材３であることを意味する。また、２２及び２３は実施例１における第１貫通孔５又は第２貫通孔６に代わる孔を意味する。

　なお、このように第１貫通孔又は第２貫通孔の形状を変更すると、制御特性を変更することが可能である。また、この図１７のように回転方向に長い孔を設けた場合は冷媒減圧量をリニアに変化させることが可能となる。

　実施例１６について図１８に基づき説明する。なお、図１８は実施例１における第１貫通孔及び第２貫通孔に代わる他の孔形状の例を示すものである。
　実施例１６は、実施例１における第１貫通孔５及び第２貫通孔６の孔の形状を色々変形できることの一例を示すものである。図１８において、３１は実施例１における固定部材２又は回転部材３であることを意味する。また、３２は実施例１における第１貫通孔５又は第２貫通孔６に代わる貫通孔を意味する。図１８に示されるように、貫通孔３２は、入口、出口間で固定部材２又は回転部材３の軸心、すなわち筐体１の軸心に対し所定角度ずれるように形成されている。

　このように構成すると、貫通孔３２に流入又は貫通孔３２から流出する冷媒流れに旋回成分を与えることで整流効果が得られる。これにより、特に、各貫通孔３２からの噴流が互いに干渉し合うことにより生ずる応力変動が緩和され、冷媒通過音が低減される。

　　　（変形例）
　なお、上述した実施例は、次のように変更して具体化してもよい。
（１）実施例７において、シール部材を設けているが、このシール部材は、筐体と回転部材との接触面、又は固定部材と回転部材との接触面であれば、どのような位置に、どのような材料のものを設けてもよい。例えば、筐体の内面の一部に突状部が形成されていて、その突状部に当接するように回転部材の端面が接触しているのであればその接触面に、回転部材の筐体と接触する側面に、固定部材と回転部材とが、互いに端面を当接しているのであればその接触面等に形成することができる。なお、シール材部は、必ずしも１箇所のみならず、２箇所以上に設けることができる。また、シール部材としては、Ｏリング、ピストンリング、樹脂等が挙げられる。
　同様に、実施例８〜実施例１４におけるシール部材についても、実施例７と同様に適用することができる。

（２）実施例８において、回転部材の端面に突状部が形成されているが、この突状部は、回転部材と固定部材との接触面積を低減するために形成されるものであるため、その目的を実現できるかぎり、固定部材の端面に設けられていてもよいし、その両者に設けられていてもよい。また、突状部の数は、１つの回転部材又は固定部材あたり１つであってもよいが、各冷媒通路ごとに形成することが好ましい。さらに、突状部の大きさは特に限定されるものではなく、各冷媒通路ごとに形成される場合には、その高さは全て同じでなければならない。回転部材と固定部材の両方に設けられる場合には、それらの突状部の頂部同士が接合するように用いることが好ましい。

　　　（応用例）
　上記のように構成された電動膨張弁の応用例について簡単に説明する。
　上記構成の電動膨張弁は、冷凍装置であればどのようなものにも使用することができるが、特に電動膨張弁における冷媒通過音が問題視され易い室内機に用いると効果がある。

応用例１．
　図１９に基づき応用例１を説明する。
　応用例１はヒートポンプ式多室用分離型空気調和機に応用した例であり、図１９にその冷媒回路を示す。
　応用例１の空気調和機は、この図に示されるように、室外ユニット１Ａに対し連絡配管１Ｂ、１Ｃを使用して複数台の室内ユニット１Ｄが接続されている。

　また、図１９に示されるように、室外ユニット１Ａには、圧縮機６１、室外コイル６２、室外ファン６３、従来公知の暖房専用の電動膨張弁６４、四路切換弁６５などが収納され冷媒配管により接続されている。また、室内ユニット１Ｄには、室内コイル６６、室内ファン６７、本発明に係る電動膨張弁６８などが収納され冷媒配管により接続されている。
　そして、冷房運転時は、四路切換弁６５を図示実線の切換位置とし、電動膨張弁６４を全開とするとともに、室内コイル６６の出口の過熱度が所定値となるように電動膨張弁６８も冷媒減圧量を調整することにより、冷媒を実線矢印のように流し、室内コイル６６を蒸発器として作用させることにより冷房を行っている。

　また、暖房運転時は、四路切換弁６５を図示破線の切換位置とし、電動膨張弁６８で少し減圧するようにするとともに、室外コイル６２の出口の過熱度が所定値となるように電動膨張弁６４も冷媒減圧量を調整することにより、冷媒を破線矢印のように流し、室内コイル６６を凝縮器として作用させることにより暖房を行っている。

　このようなヒートポンプ式多室用分離型空気調和機では、運転条件や据付条件の変化が大きく電動膨張弁６８にはスラグ流やプラグ流が流れ易く、冷媒通過音が問題となりやすいが、本電動膨張弁を使用することにより冷媒通過音を低減することができる。

応用例２．
　図２０に基づき応用例２を説明する。
　応用例２は冷房、暖房及び除湿運転可能な分離型空気調和機に応用した例であり、図２０にその冷媒回路を示す。

　応用例２の空気調和機は、この図に示されるように、室外ユニット２Ａに対し連絡配管２Ｂ、２Ｃにより室内ユニット２Ｄが接続されている。
　また、図２０に示されるように、室外ユニット２Ａには、圧縮機７１、室外コイル７２、室外ファン７３、従来公知の電動膨張弁７４、四路切換弁７５などが収納され、冷媒配管により接続されている。また、室内ユニット２Ｄには、第１室内コイル７６、第２室内コイル７７、室内ファン７８、本発明に係る電動膨張弁７９などが収納されている。

　そして、冷房運転時には、四路切換弁６５は図示実線の切換位置とし、電動膨張弁７９を全開とするとともに、電動膨張弁７４を室内コイル７７の出口の過熱度が所定値となるように電動膨張弁７４も冷媒減圧量を調整することにより、冷媒を実線矢印のように流し、室内コイル７６、７７を蒸発器として作用させることにより冷房を行っている。

　暖房運転時には、四路切換弁７５を図示破線の切換位置とし、電動膨張弁７９を全開とするとともに、室外コイル７２の出口の過熱度が所定値となるように電動膨張弁７４も冷媒減圧量を調整することにより、冷媒を破線矢印のように流し、室内コイル７６、７７を凝縮器として作用させることにより暖房を行っている。

　除湿運転時には、四路切換弁７５を図示実線の切換位置とし、電動膨張弁７４を全開とするとともに、室内コイル７７の出口の過熱度が所定値となるように電動膨張弁７９も冷媒減圧量を調整することにより、冷媒を波線矢印のように流し、室内コイル７６を再熱器（凝縮器）とし、室内コイル７７を蒸発器として作用させることにより除湿を行っている。

　このような冷房、暖房及び除湿用の空気調和機においても、本発明に係る電動膨張弁を使用することにより冷媒通過音を小さくすることができる。

応用例３．
　応用例３はヒートポンプ式分離型空気調和機に応用した例であり、図２１にその冷媒回路を示す。
　応用例３の空気調和機は、この図に示されるように、室外ユニット３Ａに対し連絡配管３Ｂ、３Ｃを使用して室内ユニット３Ｄが接続されている。

　また、図２１に示されるように、室外ユニット３Ａには、圧縮機８１、室外コイル８２、室外ファン８３、本発明に係る電動膨張弁８４、四路切換弁８５などが収納され冷媒配管により接続されている。室内ユニット３Ｄには、室内コイル８６、室内ファン８７などが収納され冷媒配管により接続されている。
　そして、冷房運転時は、四路切換弁８５を図示実線の切換位置とし、室内コイル８６の出口の過熱度が所定値となるように電動膨張弁８４も冷媒減圧量を調整することにより、冷媒を実線矢印のように流し、室内コイル８６を蒸発器として作用させることにより冷房を行っている。

　暖房運転時は、四路切換弁８５を図示破線の切換位置とし、室外コイル８２の出口の過熱度が所定値となるように電動膨張弁８４も冷媒減圧量を調整することにより、冷媒を破線矢印のように流し、室内コイル８６を凝縮器として作用させることにより暖房を行っている。
　この応用例のように、室外ユニットの電動膨張弁に使用してもよく、この場合には、室外ユニットの運転音を小さくすることができる。

本発明の実施例１に係る電動膨張弁の断面図である。 図１における駆動体のＩＩ−ＩＩ断面図である。 本発明の実施例２に係る電動膨張弁の断面図である。 本発明の実施例３に係る電動膨張弁の断面図である。 本発明の実施例４に係る電動膨張弁の断面図である。 図５におけるＶＩ−ＶＩ断面図である。 本発明の実施例５に係る電動膨張弁の断面図である。 本発明の実施例６に係る電動膨張弁の断面図である。 本発明の実施例７に係る電動膨張弁の断面図である。 本発明の実施例８に係る電動膨張弁の断面図である。 本発明の実施例９に係る電動膨張弁の断面図である。 本発明の実施例１０に係る電動膨張弁の断面図である。 本発明の実施例１１に係る電動膨張弁の断面図である。 本発明の実施例１２に係る電動膨張弁の断面図である。 本発明の実施例１３に係る電動膨張弁の断面図である。 本発明の実施例１４に係る電動膨張弁の断面図である。 実施例１５に係り、実施例１における第１貫通孔及び第２貫通孔に代わる他の孔形状の例を示すものである。 実施例１６に係り、実施例１における第１貫通孔及び第２貫通孔に代わる他の孔形状の例を示すものである。 本発明に係る電動膨張弁の応用例１を示す冷媒回路図である。 本発明に係る電動膨張弁の応用例２を示す冷媒回路図である。 本発明に係る電動膨張弁の応用例３を示す冷媒回路図である。 従来のステッピングモータで駆動される電動膨張弁の基本的な構造図である。

符号の説明

１、１９　筐体
１ａ、１９ａ　冷媒流通口
１ｂ、１９ｂ　冷媒流通口
２　固定部材
３、１３　回転部材
４　環状突起部
５、６、３２　貫通孔
７、１０、１８　ステッピングモータ
８　ステータ
９　連通部
１１　膨出部
１２　変速ギヤ
１４　シール部材
１５　突状部
１６　ロータ
１７　回転軸
１９ｃ　閉塞壁

Claims (14)

1. 略円筒状の筐体と、筐体に形成された２つの冷媒流通口と、筐体内に嵌合固定された１個の略円柱状の固定部材と、一端面が固定部材の端面に接合するように、筐体内に回転可能に嵌挿された１個の略円柱状の回転部材と、固定部材を軸方向に貫通する複数の第１貫通孔と、第１貫通孔と同様に配置された、回転部材を軸方向に貫通する複数の第２貫通孔と、回転部材を所定角度回転するステッピングモータとを備え、回転部材を回転させることにより複数の第１貫通孔と第２貫通孔との連通面積をそれぞれ変更可能に構成されている電動膨張弁。
2. 略円筒状の筐体と、筐体に形成された２つの冷媒流通口と、筐体内に嵌合固定された２個の略円柱状の固定部材と、両端面が固定部材の端面に接合するように２個の固定部材の間に嵌めこまれ、かつ筐体内に回転可能に嵌挿された１個の略円柱状の回転部材と、固定部材を軸方向に貫通する複数の第１貫通孔と、第１貫通孔と同様に配置された、回転部材を軸方向に貫通する複数の第２貫通孔と、回転部材を所定角度回転するステッピングモータとを備え、回転部材を回転させることにより複数の第１貫通孔と第２貫通孔との連通面積がそれぞれ変更可能に構成されている電動膨張弁。
3. 略円筒状の筐体と、筐体に形成された２つの冷媒流通口と、筐体内に嵌合固定された複数の略円柱状の固定部材と、端面が固定部材の端面と接合するように固定部材と交互に配置され、かつ筐体内に回転可能に嵌挿された複数の略円柱状の回転部材と、固定部材を軸方向に貫通する複数の第１貫通孔と、第１貫通孔と同様に配置された、回転部材を軸方向に貫通する複数の第２貫通孔と、回転部材を所定角度回転するステッピングモータとを備え、回転部材を回転させることにより第１貫通孔と第２貫通孔との連通面積が変更可能に構成されている電動膨張弁。
4. 略円筒状の筐体と、筐体の両端に形成された冷媒流通口と、筐体内に嵌合固定された１個の略円柱状の固定部材と、一端面が固定部材の端面に接合するように、筐体内に回転可能に嵌挿された１個の略円柱状の回転部材と、固定部材を軸方向に貫通する複数の第１貫通孔と、第１貫通孔と同様に配置された、回転部材を軸方向に貫通する複数の第２貫通孔と、回転部材を所定角度回転するステッピングモータとを備え、回転部材を回転させることにより複数の第１貫通孔と第２貫通孔との連通面積をそれぞれ変更可能に構成されている電動膨張弁。
5. 略円筒状の筐体と、筐体の両端に形成された冷媒流通口と、筐体内に嵌合固定された２個の略円柱状の固定部材と、両端面が固定部材の端面に接合するように２個の固定部材の間に嵌めこまれ、かつ筐体内に回転可能に嵌挿された１個の略円柱状の回転部材と、固定部材を軸方向に貫通する複数の第１貫通孔と、第１貫通孔と同様に配置された、回転部材を軸方向に貫通する複数の第２貫通孔と、回転部材を所定角度回転するステッピングモータとを備え、回転部材を回転させることにより複数の第１貫通孔と第２貫通孔との連通面積がそれぞれ変更可能に構成されている電動膨張弁。
6. 略円筒状の筐体と、筐体の両端に形成された冷媒流通口と、筐体内に嵌合固定された複数の略円柱状の固定部材と、端面が固定部材の端面と接合するように固定部材と交互に配置され、かつ筐体内に回転可能に嵌挿された複数の略円柱状の回転部材と、固定部材を軸方向に貫通する複数の第１貫通孔と、第１貫通孔と同様に配置された、回転部材を軸方向に貫通する複数の第２貫通孔と、回転部材を所定角度回転するステッピングモータとを備え、回転部材を回転させることにより第１貫通孔と第２貫通孔との連通面積が変更可能に構成されている電動膨張弁。
7. 前記回転部材を前記ステッピングモータのロータを兼用する構成とし、前記ステッピングモータのステータを筐体の外周側に取り付けた請求項１〜６の何れか１つに記載の電動膨張弁。
8. 前記筐体に膨出部を設け、この膨出部内にステッピングモータに直結された変速ギヤを収納し、さらに、この変速ギヤを介し前記回転部材をステッピングモータにより回転可能に構成した請求項１〜６の何れか１つに記載の電動膨張弁。
9. 筐体が、一端に一方の冷媒流通口を有し、他端に閉鎖壁を有し、側方に他方の冷媒流通口を有するように形成され、
   　ステッピングモータは、閉鎖壁から筐体の側方に形成された冷媒流通口にいたる筐体内部にロータが配置されるように構成され、
   　固定部材と回転部材とは、冷媒流通口が形成された端部から筐体の側方に形成された冷媒流通口にいたる筐体内部に配置され、さらに、前記回転部材はロータから延伸された回転軸により回転可能に形成されてなる請求項１〜６の何れか１つに記載の電動膨張弁。
10. 前記第１貫通孔が入口、出口間で筐体の軸心に対し所定角度ずれるように形成されている請求項１〜９の何れか１つに記載の電動膨張弁。
11. 前記第２貫通孔が入口、出口間で筐体の軸心に対し所定角度ずれるように形成されている請求項１〜９の何れか１つに記載の電動膨張弁。
12. 筐体又は固定部材と回転部材との接触面にシール部材が配置されてなる請求項１〜１１の何れか１つに記載の電動膨張弁。
13. 固定部材と回転部材との接合部における固定部材又は回転部材の少なくとも一方の端面に突状部が形成され、回転部材と固定部材とが、前記突状部の頂部で接合するように構成されている請求項１〜１２の何れか１つに記載の電動膨張弁。
14. 請求項１〜１３の何れか１つに記載の電動膨張弁を用いた冷凍装置。
    

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