JP2005291266A - 電動弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 モータを大型化することなく消費電力を従来の１／２〜１／３とした電動弁を提供する。
【解決手段】 弁室２１内の弁座２２に弁軸２４によって接離する弁体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に接離させるロータ３０を内蔵するキャン４０と、キャン４０に外嵌されロータ３０を回転駆動する駆動コイル５３を有するステータ５０とを備えた電動弁１０において、ステータ５０を構成する駆動コイル５３を駆動するコイル駆動回路６０をステータ５０と一体にモールドした。コイル駆動回路６０は、シリアルインタフェースを有する駆動用ＩＣ６２を配線基板６３上に配置した回路であり、コイル駆動回路の入力電力供給用リード線と制御用シリアル信号線６９とが接続され、出力に駆動コイルのリード端子５４が接続されている。前記駆動コイル５３は、バイポーラ駆動用コイルとして構成される。
【選択図】 図１

Description

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かかり、特にステッピングモータを駆動する駆動回路を駆動回路収容容器内にステータと一体にした電動弁に関する。

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器であり、通常、弁室および弁座を備えた弁本体と、鍔状部を介して前記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、該キャンの内側にはロータが内蔵され、前記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おり、モータの駆動信号は、外部に設けた駆動回路から供給されている。（例えば、特許文献１参照）。

このような構成の電動弁では、駆動回路から二組のコイルを駆動するパルス入力用の６本のリード線が必要であった。
特開２００１−５０４１５号公報

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、モータを大型化することなく消費電力を従来の１／２〜１／３とした省エネルギー電動弁を提供することにある。また、本発明は、電動弁に接続されるリード線の数を３本に削減した電動弁を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明にかかる電動弁は、弁室内の弁座に弁軸によって接離する弁体で通過流量を調整する弁本体と、該弁本体に固着され前記弁体を弁座に接離させるロータを内蔵するキャンと、該キャンに外嵌され前記ロータを回転駆動する駆動コイルを有するステータとを備え、ステータを構成するコイルを駆動するコイル駆動回路をステータと一体にモールドした。

本発明は、前記電動弁において、前記コイル駆動回路が駆動用ＩＣを配線基板上に配置した回路であり、コイル駆動回路の入力電力供給用リード線と制御用シリアル信号線とが接続され、出力に駆動コイルのリード端子が接続されている。

さらに、本発明は、上記電動弁において、前記駆動コイルが、バイポーラ駆動用コイルとして構成されている。

また、本発明は、上記電動弁において、前記駆動用ＩＣがシリアルインタフェース機能を有している。

上記構成を有する電動弁は、シリアルインタフェース機能を有する駆動用ＩＣをステータと一体にしたことにより、入力用にリード線が電力用２本とシリアル信号用１本の合計３本でよく、駆動コイルをバイポーラ方式で駆動するので、コイルのリード端子が４本でよく、導電材料を低減することができる。

さらに、本発明は、駆動コイルをバイポーラ駆動方式で駆動するので、コイルを小型のものとすることができ、材料の使用量を低減することができる。

以下、本発明にかかる電動弁の実施形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は、本発明にかかる電動弁の縦断面図である。電動弁１０は、弁本体２０と、ロータ３０と、キャン４０と、ステータ５０とを備えている。ロータ３０とステータ５０によりステッピングモータを構成している。

黄銅製の弁本体２０は、冷媒の通過流量を調整する手段であり、弁室２１と、弁体２３が接離する弁座２２を有している。弁本体２０には、黄銅製の鍔状板４７を介して黄銅製のガイドブッシュ２６が支持固定される。ガイドブッシュ２６は、中空筒状に形成され、その内周面の上方に固定ネジ部２５が、下方に案内溝２７が設けられ、中空孔には先端が急２８を介して弁体２３を押圧する黄銅製の弁軸２４が摺動可能に挿入されている。弁軸２４はその外周面に回転ねじ部２４ａが形成され、ガイドブッシュ２６の固定ねじ部２５に螺合している。鍔状板４７の外周は、キャン４０の下方開口を支持固着する。弁座２２の下方には流体導入管２０ａが、弁室２１には流体導出管２０ｂが接続固着される。

ロータ３０は、例えば着磁された磁性体から構成され、有底円筒形状を有しており、底部分の中心に設けた孔に、弁軸ホルダ３２が固定されている。黄銅を用いて円筒状に形成された弁軸ホルダ３２の内壁に弁軸２４の先端部が固定されて、弁軸２４とロータ３０は弁軸ホルダ３２を介して一体化されている。

ガイドブッシュ２６に設けた固定ネジ部２５と、弁軸２４に設けた回転ねじ部２４ａを、互いに螺合させてネジ送り機構を形成する。

キャン４０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をしており、弁本体２０の上部に固着されたステンレス製の鍔状板４７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。弁本体２０とキャン４０は鍔状板４７により電気的に接続されている。

ステータ５０は、磁性材より構成されるヨーク５１と、ヨーク５１のキャン４０側に設けた磁極歯５１ａと、ヨーク５１にボビン５２を介して巻回される上下のステータコイル５３，５３とを有しており、モールド材によってモールド形成される。ボビン５２に設けた突起部５２１をヨーク５１に設けた嵌合孔に挿入し、その先端を溶着して、ヨーク５１とボビン５２を固定する。ステータコイル５３は、バイポーラ駆動用コイルとして構成されるので、ユニポーラ駆動用コイルに比較して使用する巻線の量が半分でよく、またリード端子の数は６本であったものが４本で済む。

ステータ５０から、ステータコイル５３に接続された４本のリード端子５４が突出している。ステータ５０のコイル５３は、熱可塑性樹脂またはエポキシ樹脂等の充填材で充填してモールド５８されている。

ステータ５０は、中心に開口した嵌合穴を有し、この嵌合穴にキャン４０が嵌合する。ステータ５０は、下面に溶着された回り止め部材５９を有しており、回り止め部材５９の２つの腕部により流体導出管２０ｂを保持することによって、ステータ５０が、弁本体２０およびキャン４０に固定される。

本発明にかかる電動弁１０は、ステータ５０と一体に駆動回路６０を設けた点に特徴を有している。すなわち、発振子などの回路部品６１とシリアルインタフェース機能を有する駆動用ＩＣ６２を回路基板６３上に配置し、図示を省略した電源リード線２本と制御用シリアル信号線６９を回路基板５３の受け穴に挿入し、回路基板６３の配線用ランド部に半田付け６７して駆動回路６０を構成する。この駆動回路６０の回路基板６３の他方の受け孔にステータ５０のリード端子５４を挿入し、回路基板６３の配線用ランド部に半田付け６７して駆動回路６０をステータに接続する。その後、駆動回路保護カバー６４をステータ５０のモールド部分５８に溶着して駆動回路６０部分を覆い、形成された内部空間に、例えば、加圧や真空ポッティングによってシーラント等の封止剤６６を充填してリード線６９や駆動回路６０をモールドして、ステータ５０と一体化する。

本発明にかかる電動弁の構造を説明する縦断面図。

符号の説明

１０ 電動弁
２０ 弁本体
２０ｂ 流体導出管
２１ 弁室
２２ 弁座
２３ 弁体
２４ 弁軸
２４ａ 回転ねじ部
２５ 固定ねじ部
２６ ガイドブッシュ
２７ 内部空間
３０ ロータ
３２ 弁軸ホルダ
４０ キャン
５０ ステータ
５１ ヨーク
５１ａ 磁極歯
５２ ボビン
５２１ 突起部
５３ ステータコイル
５４ リード端子
５９ 回り止め部材
６０ 駆動回路
６１ 電気部品
６２ 駆動用ＩＣ
６３ 配線基板
６４ カバー
６６ 封止剤
６７ 半田
６９ シリアル信号線

Claims (4)

1. 弁室内の弁座に弁軸によって接離する弁体で通過流量を調整する弁本体と、該弁本体に固着され前記弁体を弁座に接離させるロータを内蔵するキャンと、該キャンに外嵌され前記ロータを回転駆動する駆動コイルを有するステータとを備えた電動弁において、
   ステータを構成する駆動コイルを駆動するコイル駆動回路をステータと一体にしたことを特徴とする電動弁。
2. 前記コイル駆動回路が駆動用ＩＣを配線基板上に配置した回路であり、コイル駆動回路の入力電力供給用リード線と制御用シリアル信号線とが接続され、出力に駆動コイルのリード端子が接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電動弁。
3. 前記駆動コイルが、バイポーラ駆動用コイルであることを特徴と請求項１または請求項２に記載の電動弁。
4. 前記駆動用ＩＣがシリアルインタフェース機能を有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電動弁。
   

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