JP2006097947A5 - - Google Patents

Description

電動式膨張弁

本発明は、空気調和機に組み込まれて冷媒の流量を制御する電動式膨張弁に関し、特には、冷媒通過時に発生しがちな騒音を簡便に抑制するのに好適な電動式膨張弁に関する。

弁室と弁座を有する弁本体に円筒状のキャンを溶接し、キャン内に配置したロータをキャン外に装着するステータコイルにより回転駆動し、この回転をねじ機構によって、弁軸の直線運動に変換して、弁軸と弁座の間の流路面積を制御する電動弁が使用されている。
例えば、下記の特許文献１は、この種の電動弁を開示する。
特開２０００−１２０８８５号公報

ヒートポンプ式の空気調和機にあっては、膨張弁を通過する冷媒は、双方向に流れる。
膨張弁に流入する冷媒は、液相の冷媒中に気泡が含まれ、この気泡が膨張弁に流入する際につぶれて騒音を発生させる原因となる。
本発明の目的は、上述した不具合を解消する電動式膨張弁を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の電動式膨張弁は、基本的手段として、弁本体に固着される２つのパイプ部材の一方の先端部に、その管径よりも小径に絞った絞り部を一体に設ける。
さらに好適には、弁本体の軸線上に設けられる弁口の長さ寸法は、弁口内に挿入される弁棒先端のテーパー状の弁部の長さ寸法より大とする。

また、絞り部は、弁室の横穴に一端部が連結されるパイプ部材の他端先端部に設ける。さらに好適には、絞り部の内径寸法は、弁口の内径寸法に対して１乃至１．５倍の寸法を有し、絞り部の長さ寸法は、絞り部の内径寸法の実質的に略３倍の長さ寸法を有する。

本発明は、以上の構成を備えることにより、冷媒中に含まれる気泡の流れを抑制して、冷媒の通過音を簡便に低減することができる。

図１は、本発明の電動式膨張弁のステータを取り外した構造を示す説明図である。
全体を符号１で示す電動式膨張弁は、黄銅や鉄材でつくられる弁本体１０を有する。弁本体１０は弁室１２を有し、弁室１２には、横穴１１と、弁本体１０の軸線上に設けられる弁口１３と、弁口１３の弁室１２側の端部に形成される弁座１４を備える。

弁本体１０には、円盤状の取付部材２０が固着され、取付部材２０に対して非磁性材でつくられる円筒状のキャン３０が溶接手段Ｗ_１等により固着される。
弁本体１０には、弁棒案内部材４０が圧入等の手段により固定される。弁棒案内部材４０は、内径部で弁棒８０を案内するとともに、外ねじ部４２を有する。

この外ねじ部４２に対して、内ねじ部６２を有するねじ部材６０が螺合する。ねじ部材６０は、連結部材５０を介してローター部材７０に一体化される。
ローター部材７０は、磁性材を含有するプラスチックで作られ、モーターのローターとして機能する。非磁性材製のキャン３０の外側にはコイルが装着されたステータ（共に図示せず）からなる励磁装置が配置される。ローター部材７０は、ステータ側の磁界に対応して回転する。
ローター部材７０の回転は、連結部材５０を介してねじ部材６０に伝達される。

連結部材５０は、ローター部材７０に対して一体成形されており、カシメ手段Ｋ_１によりねじ部材６０に固着される。ねじ部材６０の回転は、ねじ部４２，６２の作用により直線運動に変換される。弁棒案内部材４０に挿入される弁棒８０の上端は、ねじ部材６０を貫通し、ストッパー部材８２が圧入されてねじ部材６０に吊り下げられる。

弁棒８０と、ねじ部材６０の間にはコイルスプリング７２が配設され、弁棒８０を弁座１４に向けて付勢する。
弁棒８０の先端にはテーパー状の弁部８４が形成されている。この弁部８４が弁座１４に対して離接することで弁の開度が制御される。

ねじ部材６０の外側にはプラスチック部材６４が固着される。このプラスチック部材６４は、それが回転降下しながらストッパー９０に突き当り、下端位置が規制される。
ねじ部材６０が所定の上昇限度よりも上昇したときには、ねじ部４２，６２の螺合が外れることがある。スプリング８６は、ねじ部材６０が逆回転されるときにこの螺合を復帰させるために装備される。

弁本体１０の弁座１４と弁口１３が形成されるボス部１６の外側には、第１のパイプ部材１００が取付けられる。
弁室１２の横穴１１の外側には、第２のパイプ部材１１０が取付けられる。これらのパイプ部材１００、１１０は、例えば、銅パイプが使用され、冷凍サイクルを構成する周知の空調システムの配管が接続される。

第１のパイプ部材１００から冷媒が矢印Ｆ_１方向に弁室１２側へ流れるときには、冷媒は、弁本体１０のボス部１６に突き当り、内径寸法Ｄ_１を有する弁口１３を通って、弁室１２へ送られる。
この弁口１３の長さ寸法Ｌ_１は、全閉状態の弁部８４の長さ寸法より大きくしてある。すなわち、弁部８４の先端部は、常に弁口１３内にとどまり、ボス部１６より突出しない。

この構成により、矢印Ｆ_１方向に流れて弁室１２側へ向かう冷媒の騒音の発生を抑制することができる。この騒音低減は、ボス部１６がオリフィスとして機能することによる。

次に、第２のパイプ部材１１０の構造を説明する。
第２のパイプ部材１１０の一端部は、弁本体１０の弁室１２に通ずる横穴１１の外側に溶接手段により固着される。
第２のパイプ部材１１０は、通常は、第１のパイプ部材１００に平行になる形状に湾曲される。そして、第２のパイプ部材１１０の他端先端部には、絞り部１１２に形成される。そして、絞り部１１２の外側に、周知の空調システムの配管部材１２０が嵌着される。

この絞り部１１２は、第２のパイプ部材１１０側から弁室１２に流れる矢印Ｆ_２で示す冷媒に対して、オリフィスの機能を発揮して膨張弁の通過音を低減させる。
絞り部１１２の内径寸法Ｄ_２は、弁の口径寸法Ｄ_１に対して１倍から１．５倍の間に設定される。
又、絞り部１１２の長さ寸法Ｌ_２は、内径寸法Ｄ_２の大略３倍程度に設定される。

図示の実施例にあっては、弁口径Ｄ_１は、１．５ｍｍ程度に設定される。好適には、絞り部１１２の内径寸法Ｄ_２は、１．５ｍｍから２．２５ｍｍ程度に設定される。
又、絞り部１１２の長さ寸法Ｌ_２は、５〜７ｍｍ程度に設定するのが好ましい。

本発明の電動式膨張弁の説明図。

符号の説明

１ 電動式膨張弁
１０ 弁本体
１２ 弁室
１３ 弁口
１４ 弁座
１６ ボス部
３０ キャン
４０ 弁棒案内部材
６０ ねじ部材
７０ ローター部材
８０ 弁棒
８４ 弁部
１００ 第１のパイプ部材
１１０ 第２のパイプ部材
１１２ 絞り部

Claims (5)

1. 冷媒が導入される弁室及び弁座を有する弁本体と、前記弁座に対向する弁棒と、前記弁本体に固着される非磁性材製のキャンと、前記キャン内に配設されるローター部材と、前記キャン外に装着されるステータ部材と、前記ローター部材の回転運動を直線運動に変換して前記弁棒に伝達するねじ機構を備え、前記弁本体に２つのパイプ部材が固着される電動式膨張弁であって、
   前記パイプ部材の一方の先端部には、その管径よりも小径に絞った絞り部が一体に設けてある
   ことを特徴とする電動式膨張弁。
2. 前記絞り部は、前記弁室の横穴に一端部が連結されるパイプ部材の他端先端部に設けてあることを特徴とする請求項１記載の電動式膨張弁。
3. 前記弁本体の軸線上に設けられる弁口の長さ寸法は、前記弁口内に挿入される前記弁棒の先端に備わっているテーパー状弁部の長さ寸法よりも大であることを特徴とする請求項１記載の電動式膨張弁。
4. 前記絞り部の内径寸法は、前記弁口の内径寸法に対して１乃至１．５倍の寸法を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電動式膨張弁。
5. 前記絞り部の長さ寸法は、前記絞り部の内径寸法の実質的に略３倍の長さ寸法を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電動式膨張弁。