JP4377556B2 - 電動流量制御弁 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動流量制御弁に係り、特に、冷暖房等の冷凍サイクルに用いられる冷媒等の流体の流量を制御する電動流量制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種、冷凍サイクルに使用される従来の電動流量制御弁は、弁室内に弁座と弁体とを有する弁本体と、該弁本体の上部に配置されたステッピングモータ等の電動機とから構成されており、前記電動機は、円筒状の密閉ケースと、該密閉ケースの外側に配置されたステータコイルと、前記密閉ケースのケース内室に配置されたロータとで構成されている。該ロータは、内周側に配置されたアルミニュウム製又はステンレス製のスリーブと外周側に配置されたフェライトマグネットとで形成されている。
【０００３】
また、前記ケース内室から前記弁室に渡って長い棒状の弁軸が伸びており、該弁軸の一端は前記ロータのスリーブに摺動可能に固定されていると共に、他端には弁体を固定している。前記ロータの前記アルミニュウムスリーブは、内周に雌ネジが刻設されていると共に、前記弁本体の上部にその下端が固定されていて外周に雄ネジが刻設されたステンレス製の固定ガイドに、前記雌ネジと前記雄ネジとを螺合することによって回動可能に支持されている。
【０００４】
前記構成の電動流量制御弁は、前記ステータコイルに通電して励磁することによって、前記ロータを回動させるべく作用させる。該ロータはその内周雌ネジが前記固定ガイドの外周雄ネジに螺合しているので、その回動によって上下動を行う。前記ロータには弁軸が摺動可能に固定されているので、前記ロータの上下動によって前記弁軸も上下動を行い、該弁軸の下端に固定された弁体が前記弁座に対してその流路間隙を調節することで、前記電動流量制御弁を通過する冷媒の流量を調節するものである。
【０００５】
また、前記ケース内室と前記弁室とは、連通しており、前記弁室の冷媒が前記ケース内室に流入するように構成されており、前記冷媒中に混合されている油分が、前記スリーブと前記固定ガイドとの前記雌ネジと前記雄ネジとの螺合部に供給されることによって、該螺合部を潤滑して、該螺合部の回動を良くしている。
【０００６】
かかる従来の電動流量制御弁の具体的構成は、特開平１０−８９５２１号公報に開示されている。
図６は、その従来の電動流量制御弁を示し、真鍮等の材料で形成される弁本体１１は、上部にステッピングモータ等の電動機３０を載置固定し、その外側にネジ切りされた配管接続部１２、１３を備えると共に、下部にプラグ１９を螺着する開口部１８を備えている。前記弁本体１１のプラグ１９の上部は弁室１５として構成され、該弁室１５には、弁体１７と弁座体２１とが同一軸心で配置されている。前記弁体１７は、弁軸２０に取付固定され、前記弁座体２１は、前記弁本体１１に上下位置調節自在に螺合して固定されている。
【０００７】
前記配管接続部１２内には、入口側通路１２ａが穿設されていると共に、前記配管接続部１３には、出口側通路１３ａが穿設され、両通路１２ａ、１３ａは、前記弁室１５に連通接続しており、前記両通路内にストレーナー１２ｂ、１３ｂを各々備えている。
【０００８】
前記弁軸２０は、その中間部を前記弁本体１１の上部部分１１ａに摺動可能に軸支されていると共に、該弁軸２０の上部部分２０ａは、前記電動機３０内に挿入されている。
【０００９】
前記電動機３０は、前記弁本体１１の前記上部部分１１ａに載置固定される非磁性体の板で構成される円筒状の密閉ケース３１と、該密閉ケース３１の外側に配置されたステータコイル３２と、前記密閉ケース３１のケース内室３１ａに配置されたロータ３３とで構成されている。該ロータ３３は、内周側に配置されたステンレス製のスリーブ３４と外周側に配置されたフェライトマグネット３９とで形成されており、前記電動機３０の外側から配線３２ａを介して前記ステータコイル３２に電気信号が付与されるようになっている。
【００１０】
また、前記ロータ３３の前記スリーブ３４とマグネット３９とは、その嵌合接合部を接着剤で貼着固定されていると共に、その上部に示す歯付き止め輪４４を押し込むことで固定されている。なお、歯付き止め輪４４はバネ材などの弾性材にて形成され、内側の複数の歯はスリーブ３４の外周に弾接する。スリーブ３４は硬度の高いステンレス製であるため複数の歯は傾斜角度が大となり、弾接力が大きく結合強度も大きくなる。
【００１１】
前記密閉ケース３１は、下蓋３１ｂとキャン体３１ｃとで構成され、前記下蓋３１ｂ（弁本体１１）には、全閉ストッパ３５が固着されており、前記ロータ３３の前記スリーブ３４の下端部に突出量を調節できるように螺装された閉弁規制ピン３６が前記全閉ストッパ３５の外周面部に当接して、前記ロータ３３の閉弁下降限を規制している。前記スリーブ３４の上端部には、開弁規制ピン３７がその突出量を調節できるように螺合されており、前記弁体１７の全開時に前記キャン体３１ｃの上端の停止部材３８に当接して前記ロータ３３の開弁上昇限を規制する。
【００１２】
また、前記弁本体１１の上部部分１１ａには、前記弁軸２０と同軸心に、かつ、該弁軸２０を摺動可能に内挿するステンレス製の中空筒状の固定ガイド４０が固定されている。該固定ガイド４０の外周には雄ネジ４０ａが刻設されていると共に、前記スリーブ３４の中心部の内周には、雌ネジ３４ｂが刻設され、前記雄ネジ４０ａと前記雌ネジ３４ｂとは螺合している。
【００１３】
前記弁本体１１から上方に伸び、前記固定ガイド４０の筒内を貫通して、さらに上方に伸びる弁軸２０の上部部分２０ａは、前記スリーブ３４の上部の連結壁３４ａの中心に穿設された孔を貫通してその突出端が、Ｃリング４１で止着されると共に、前記弁軸２０の中間段部と前記スリーブの連結壁の内側ワッシャ４２との間に、弁体１７を閉弁方向に付勢する緩衝バネ４３を介在させている。
【００１４】
前記の如く構成された従来の電動流量制御弁１０は、前記電動機３０の前記ステータコイル３２が外部からの電気（パルス）信号によって励磁されると、前記ロータ３３が前記電気信号量に基づき所定量回動する。該ロータ３３は前記固定ガイド４０にその螺合部（雌ネジ３４ｂ、雄ネジ４０ａ）で螺合しているので、前記該ロータ３３は、その回動によって、上下の所定方向に移動し、固定されている前記弁軸２０を同様に上下の所定方向に移動させ、前記弁体１７が前記弁座体２１に対してその間隔を移動させて、前記電動流量制御弁１０によって制御される冷媒の流量を、前記ステータコイル３２に付与される電気信号の量に対応して制御するものである。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電動流量制御弁においては、スリーブ３４が上昇して弁体１７が全開方向へ移動したときに、ロータ３３の開弁規制ピン３７が、キャン体３１ｃに設けられた停止部材３８に当接してロータ３３の開弁上昇限位置が規制される構造を採用している。
【００１６】
しかしながら、停止部材３８は、例えばステンレスでつくられ、弾性を備えており、ピン３７が停止部材３８の側面に当接する場合には問題ないが、ピン３７の頂部が停止部材３８の底面を押し上げる姿勢で当接されると、停止部材３８の弾性によって停止部材３８とピン３７が摩擦により固着され、ロータ３３が閉弁方向に回動することができなくなる不具合が生ずる。
本発明は、上述した不具合を解消する電動流量制御弁を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の電動流量制御弁は、弁室を有する弁本体と、前記弁室内の弁座体に対してその間隔を移動させる弁体と、前記弁本体に載置固定される電動機とを備え、該電動機は、頂部が閉塞した密閉ケース、該密閉ケースの外側に配置されたステータコイル、及び、前記密閉ケース内に配置されたロータとを有し、かつ、前記弁体が弁軸で前記ロータに連結されると共に、前記弁室内の弁座体に前記弁体を移動させて制御流体の流量を制御するものである。そして、前記ロータの頂部には、前記密閉ケースの頂部に対向し弾性材の板材で形成されるストッパが折り立てられたストッパ部材が固定され、前記密閉ケースの頂部の内側には、該ストッパが当接する複数の開口部を有する停止板が備えられており、前記ストッパが前記複数の開口部の１つに当接して前記ロータの回転を規制するものである。
【００１８】
また、前記ストッパは、その先端に平坦部が形成されているものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１及び図２は本実施形態の電動流量制御弁１００の要部を示す図であり、図６に示す従来の電動流量制御弁と同様にスリーブとマグネットから構成されるロータ１２０の上部の構成を示し、図６に示す従来の電動流量制御弁と基本的構成及び作用は同じであり、図１及び図２において、ストッパを装置したロータの上部の構成が異なるのみであるので、上記ロータのみを示している。なお、図１（ａ）は本実施形態の電動流量制御弁の要部の縦断面図を示し、図１（ｂ）は図１（ａ）の一部を破断した状態の平面図を示し、図２（ａ）、（ｂ）は図１においてロータ及びストッパ部材が回転し、他の開口部に当接した状態を示す。図において、円筒状の密閉ケース１１０の頂部１１４は、中央部が中高となる半球状に形成される。
【００２０】
ロータ１２０を構成するスリーブ（図示せず）の中心には、弁軸となるシャフト１２２の上部が突出しており、このシャフト１２２にワッシャ１３０が嵌合される。
ワッシャ１３０の上面には、リング状のストッパ部材１５０が重ね合わされ、Ｃ型止め輪１６０により、シャフト１２２の上部に固着される。
ストッパ部材１５０は、図４に示されるように、弾性を有する金属板でつくられ、その一部は上側へ折り立てられて、ストッパ１５２が形成される。なお、図４において、一点鎖線で示す部分は、折り立てる前の平板状の板材の形状を示している。
【００２１】
一方、密閉ケース１１０の頂部の内側には停止板２００が係合される。停止板２００は、キャップ状のもので、４個の開口部２１０を有する。開口部の数は適宜に選択される。
この停止板２００は、密閉ケース１１０の頭部に挿入された後に、密閉ケース１１０にポンチ加工等により形成される内側突起１１２により密閉ケース内に固定される。
この内側突起１１２は、円周上に４個設けられ、密閉ケースの外側に取付けられるコイル部材の固定にも利用される。
【００２２】
ストッパ１５２の上端は、折り曲げられて平坦部１５４を形成する。
ロータ１２０が開弁方向に回動すると、ロータ１２０と共にストッパ１５２が回転しつつ上昇する。
ロータ１２０が上昇限度位置まで上昇すると、ストッパ１５２の平坦部１５４は、停止板２００の開口部２１０に突出し、縁部２１０ａに係止される。
【００２３】
ストッパ１５２の平坦部１５４が停止板２００の下面に接触したときには、ストッパ１５２はその弾性により押された状態で、その平坦面１５４が停止板２００の下面を滑り、停止板２００の開口部２１０に達すると、弾性により起立し、開口部２１０の縁部２１０ａに係止される。
【００２４】
ロータ１２０が閉弁方向に回転すると、ストッパ１５２は停止板２００の開口部２１０の縁部２１０ａから離れ、停止板２００の下方へ移動する。
この際に、ストッパ１５２が停止板２００と干渉したときには、ストッパ１５２はその弾性により曲げられ、平坦部１５４が停止板２００の下面を滑って、干渉を回避する。
【００２５】
図３は、停止板２００の正面図（ａ）と、そのＡ−Ａ線に沿う断面図（ｂ）を示す。
カップ状に形成された停止板２００は、その平坦部２２０に４個の開口部２１０を有する。開口部２１０の個数と形状は適宜に選択される。
開口部２１０の縁部２１０ａに対してストッパが当接し、ロータの回転が規制される。
【００２６】
図４は、ストッパ部材の平面図（ａ）を示し、折り立てる前の平坦な状態を二点鎖線で示しており、ストッパを折り立てた正面図（ｂ）、側面図（ｃ）を示す。ストッパ部材１５０は、ほぼ環状の平面形状を有し、一部にストッパ１５２用の折り曲げ部が形成される。
ストッパ１５２は直角に起立し、その上端部に平坦面１５４が形成される。このストッパ部材１５０は、弾性を有する薄い金属板でつくられ、ストッパ１５２も可撓性を有する。
【００２７】
次に、ストッパ部材１５０の別例を示す。別例のストッパ部材１７０は、図５に示されており、図５（ａ）はその平面図、図５（ｂ）はその正面図である。ストッパ部材１７０は、略環状の平面形状を有し、一部にストッパ１７２用の折り曲げ部が形成される。ストッパ１７２は、図５（ｂ）に示すように、回転方向αに対して立ち上がるように３０度程度傾斜して起立し、その上端部に平坦部１７４が形成される。このストッパ部材１７０は弾性を有する薄い金属板でつくられ、ストッパ１７２も可撓性を有する。なお、上記「３０度程度傾斜」はあくまで実施例であって、その他の角度,例えば４５度程度であっても良い。
この別例のストッパ部材１７０も、実施例のストッパ部材１５０と同様に使用されるが、前記の実施例と相違して、別例は、３０度程度傾斜していることから、停止板２００の下面に接触したときに、下動し易く、また、下動角度が少なくてすむから、変形が繰り返されても素材の金属疲労が発生し難く、ストッパ部材１７０の耐久性が向上するという効果がある。
また、停止板２００の下面にストッパ部材１７０が接触したときも、接触に無理がなく、停止板２００の耐久性も向上するという効果もある。.
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、本発明の電動流量制御弁は、ロータの上昇限度位置を規制するために、ロータに取付けられるストッパと、密閉ケース内に固定されてストッパが当接する停止板との構成を改良し、両者が当接状態で固着するのを防止するので、電動流量制御弁の作動の信頼性を向上することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）は本発明の電動流量制御弁の密閉ケースの頭部の要部構成を示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）の密閉ケースの一部を破断した状態の平面図。
【図２】 図１に示す電動流量制御弁のロータ及びストッパ部材が回転し、他の開口部に当接した状態の縦断面図（ａ）と、（ａ）の一部を破断した状態の平面図。
【図３】 停止板の平面図（ａ）と、（ａ）のＡ−Ａ線断面図（ｂ）。
【図４】 ストッパ部材を示し、（ａ）は折り立てる前の平坦な状態を二点鎖線で示す平面図、（ｂ）折り曲げ後の平面図、（ｃ）は（ｂ）の側面図。
【図５】 別例のストッパ部材の平面図（ａ）及び正面図（ｂ）。
【図６】 従来の電動流量制御弁の説明図。
【符号の説明】
１０・・（従来の）電動流量制御弁
１１・・弁本体 １１ａ・・上部部分
１２，１３・・配管接続部 １２ａ・・入口側通路 １３ａ・・出口側通路
１２ｂ、１３ｂ・・ストレーナー
１５・・弁室 １７・・弁体
１８・・開口部 １９・・プラグ ２０・・弁軸
２０ａ・・上部部分
２１・・弁座体 ３０・・電動機
３１・・密閉ケース ３１ａ・・ケース内室 ３１ｂ・・下蓋
３１ｃ・・キャン体 ３２・・ステータコイル
３２ａ・・配線 ３３・・ロータ ３４・・スリーブ
３４ａ・・連結壁 ３４ｂ・・雌ネジ
３５・・全閉ストッパ ３６・・閉弁規制ピン ３７・・開弁規制ピン
３８・・停止部材 ３９・・フェライトマグネット
４０・・固定ガイド ４０ａ・・雄ネジ ４１・・Ｃリング
４２・・内側ワッシャ ４３・・緩衝バネ ４４・・歯付き止め輪
１００・・電動流量制御弁 １１０・・密閉ケース
１１２・・内側突起部 １１４・・頂部
１２０・・ロータ １２２・・シャフト
１３０・・ワッシャ １５０・・ストッパ部材
１５２・・ストッパ １５４・・平坦部
１６０・・Ｃ型止め輪 １７０・・ストッパ部材（別例）
１７２・・ストッパ １７４・・平坦部
２００・・停止板 ２１０・・開口部
２１０ａ・・縁部

Claims (2)

1. 弁室を有する弁本体と、前記弁室内の弁座体に対してその間隔を移動させる弁体と、前記弁本体に載置固定される電動機とを備え、該電動機は、頂部が閉塞した密閉ケース、該密閉ケースの外側に配置されたステータコイル、及び、前記密閉ケース内に配置されたロータとを有し、かつ、前記弁体が弁軸で前記ロータに連結されると共に、前記弁室内の弁座体に前記弁体を移動させて制御流体の流量を制御する電動流量制御弁であって、
   前記ロータの頂部には、前記密閉ケースの頂部に対向し弾性材の板材で形成されるストッパが折り立てられたストッパ部材が固定され、前記密閉ケースの頂部の内側には、前記ストッパが当接する複数の開口部を有する停止板が備えられており、
   前記ストッパが前記複数の開口部の１つに当接して前記ロータの回転を規制することを特徴とする電動流量制御弁。
2. 前記ストッパは、その先端に平坦部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の電動流量制御弁。

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