JP4490063B2

JP4490063B2 - 電動弁

Info

Publication number: JP4490063B2
Application number: JP2003322774A
Authority: JP
Inventors: 貴雄原田
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 2003-09-16
Filing date: 2003-09-16
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2023-09-16
Also published as: JP2005090571A

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係り、特にステッピングモータの磁極歯とロータを収容したキャンとの間の放電を無くした電動弁に関する。

従来、この種の空気調和機、冷凍機等の冷凍サイクル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いるものである（例えば、特許文献１参照）。

図５の断面図を用いて、特許文献１に示される従来の電動弁の構成を説明する。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。

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とプラスチック製の固定ストッパ２７が固定支持されている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、その外周面の上方に固定ネジ部２５が、下方に射出成型によって形成されるプラスチック製の固定ストッパ２７を固着した螺旋溝２６ａが、両者の中間部には、弁室２１とキャン４０内の空間の圧力を等しくする均圧孔３２ａが設けられ、中空孔には先端に弁体２３を形成した黄銅製の弁軸２４が摺動可能に挿入されている。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、円筒形状を有しており、その中空穴には、弁軸ホルダ３２がプラスチック製の移動ストッパ３７を介して挿入固定されている。弁軸ホルダ３２は、黄鋼を用いて有底円筒状に形成され、その内周壁には移動ネジ部３１が、その外周壁には螺旋溝部３２ｂが形成されている。螺旋溝部３２ｂには、プラスチック製の移動ストッパ３７が射出成型によって固着成型されている。弁軸ホルダ３２の上方開口をかしめることによってロータ３０に固定された支持リング３６が弁軸ホルダ３２に支持固定され、ロータ３０と弁軸ホルダ３２は一体化されている。

ガイドブッシュ２６を弁軸ホルダ３２の内部に挿入し、ガイドブッシュ２６に設けた固定ネジ部２５と、弁軸ホルダ３２に設けた移動ねじ部３１を、互いに螺合させてネジ送り機構を形成する。

ガイドブッシュ２６の中空穴に挿入された弁軸２４の上端部は、弁軸ホルダ３２の上部に位置する底に設けた開口を貫通し、プッシュナット３３に固定されている。ガイドブッシュ２６の中空穴に挿入された弁軸２４は圧縮コイルばね３４によって、弁体２３が弁座２２へ接する方向へ付勢される。弁軸２４の上端部には、動作時に弁軸２４が上方に移動しすぎて固定ネジ部２５と移動ネジ部３１の螺合が外れたときに、移動ネジ部３１を固定ネジ部２５側に付勢する復帰ばね３５が設けられている。

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、キャン４０に外嵌する嵌合穴５０ａが形成されている。

ガイドブッシュ２６に一体に成型した固定ストッパ２７と弁軸ホルダ３２に一体に形成した移動ストッパ３７には、それぞれ下ストッパ片２７ａと上ストッパ片３７ａが突設されている。

ステータ５０から、ステータコイル５３に接続された複数のリード端子５４が突出しており、このリード端子に複数のリード線５５が接続されたコネクタ５６が連結されている。そして、コネクタ５６を覆うカバー５７がステータ５０に溶着され、カバー５７内はシリコーン樹脂又はエポキシ樹脂等の充填材５８で充填されている。

ステータ５０は、中心に下面開口の嵌合穴５０ａを有し、この嵌合穴にキャン４０が嵌合し、ステータ５０の下面に溶着された回り止め部材５９により弁本体２０およびキャン４０に固定される。回り止め部材５９は、ステータ５０の突部５０ｂを超音波ウェルダ等により押し潰すことにより固定され、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り、ステータ５０が、弁本体２０およびキャン４０に固定される。

このようなステータ５０は、モールド材によってモールド成型されるので、通常ではヨーク５１に形成された磁極歯５１ａの表面よりモールド材が収縮してキャンとは非接触となっている。あるいは、磁極歯５１ａの表面の一部にモールド材が存在している場合には、磁極歯５１ａとキャン４０と間に微小な間隙が生じ両者が接触しない状態が発生する。このような状態で、ステータコイル５３に数ＫＶのノイズが印加されると、磁極歯５１ａとキャン４０の間に放電が生じる場合があり、放電が生じた場合には、ノイズが周辺回路に影響を及ぼすおそれがある。そこで、本出願人は、上記問題を解決するために、先に特願２００３−１３８６６８号の発明を提案している。
上記先願技術の開発を進める過程で、電動弁の組み立て工程において、当初、弁本体とステータとが、別々に製造され、その後両部材が組み立てられる結果、組立上において、弁本体とステータとの距離が多少大小の変化があっても、製品として、両部材間における導電が確実に実現できる電動弁の提供が期待されることがわかった。

特開２００１−５０４１５号公報

したがって、本発明は、上記従来技術を解決すると共に、先の先願発明を更に改良するためになされたものであって、その目的とするところは、ノイズに起因してキャンとステータとの間に生じる放電を抑止し、周辺回路へのノイズの影響を低減すると共に、ステータと、弁本体又は廻り止めとの距離に大小があっても、両部材間における確実な導電が可能な電動弁を提供することにある。

前記目的を達成すべく、本発明の電動弁は、弁室及び弁座を有する弁本体と、前記弁座に接離して流体の通過流量を調整する弁体と、前記弁本体に固着され前記弁体を前記弁座に接離させるロータを内蔵するキャンと、前記キャンに外嵌され前記ロータを回転駆動させるステータと、導電性を有する回り止め部材と、導電性を有する弾性材と、を備え、前記ステータは、ヨークを有しモールド材によりモールド成型されると共に、前記ヨーク下面の前記モールド材に所定径の嵌装孔が穿設され、前記回り止め部材は、前記嵌装孔と対向する位置に装着穴を穿設して前記ステータに固着されると共に前記弁本体に取付けられた管に保持され、前記弾性材は、前記ヨークと前記回り止め部材とに接触した縮小状態で、前記嵌装孔と前記装着穴との間に嵌装される、ことを特徴としている。
また、本発明の電動弁の具体的な態様は、前記弾性材が、徐々に径大となる形状のコイルバネであることを特徴としている。

本発明は、上記構成により、ヨークと弁本体の間を電気的に接続することによって、ステータコイルに高電圧のノイズが印加されても、ステータのヨークの電位を弁本体に電気的に接続されたキャンの電位と同電位にされているので、両者の間に放電を生じることを抑止でき、周辺回路への影響を低減することができる。また、弁本体と電気的に接続される回り止め部材とヨークとの間に設けた導電性の弾性材、特に、コイルバネであることから、回り止め部材とヨークとの間の距離に変動があっても、確実に導電できるという効果がある。

以下、本発明にかかる電動弁の実施例を図面に基づき詳細に説明する。図１は本発明の実施例にかかる電動弁を説明する縦断面図、図２は図１の要部の説明図、図３は図１の要部の底面図、図４は図２の分解図である。上記各図において、図５に示した従来の電動弁と同様の構成部分に付いては、同一の符号を付し、その説明を省略する。

実施例は、弁本体２０とヨーク５１との間を、導電性バネ６０を用いて接続して構成される。すなわち、この実施例では、ステータ５０をキャン４０に回転しないように固定する回り止め部材５９とヨーク５１を、導電性弾性体６０であるバネを用いて接続している。

回り止め部材５９は、弁本体２０に取りつけられた流体導出管２０ｂに接しているので、高電圧のノイズがステータコイル５３に印加されてもヨーク５１とキャン４０との間に生じる放電を抑制することができ、周辺回路への影響を低減させることができる。

上記導電性バネ６０を設ける手段として、上記ヨーク５１の下面のモールド材に所定径の嵌装孔５１ｂを穿設しておくと共に、回り止め部材５９には２つの固定孔５９ｂと共に所定径の装着穴５９ａを穿設しておく。また、導電性バネ６０は、所定長さで上方（ヨーク５１側）ほど径大でコイル状の導電性バネ６０を用いるが、これに限らず、導電性で弾性を有する金属素材であればよい。
上記導電性バネ６０をヨーク５１と回り止め部材５９との間に装着するには、ステータ５０に回り止め部材５９を超音波溶接を用いて固定孔５９ｂにより固着するときに、装着穴５９ａと嵌装孔５１ｂとの間に導電性バネ６０を配置するだけでよい。このとき、回り止め部材５９とヨーク５１との距離の大小に拘わらず導電性バネ６０は縮小して嵌装されることになる。そして、この状態において、回り止め部材５９とヨーク５１とは導電性バネ６０を介して電導状態となる。
その後、上記導電性バネ６０装着済みのステータ５０を弁本体２０に装着することで、回り止め部材５９を介してヨーク５１と弁本体２０とは確実に電導状態が実現・保持されることになる。

本発明の実施例にかかる電動弁を説明する縦断面図。図１の要部の説明図。図１の要部の底面図。図２の分解図。従来の電動弁の構造を読明する縦断面図。

符号の説明

１０・・電動弁
２０弁本体２０ａ・・流体導入管２０ｂ・・流体導出管
２１・・弁室２２・・弁座２３・・弁体
２４・・弁軸２５・・固定ネジ部２６・・ガイドブッシュ
２６ａ・・螺旋溝２７・・固定ストッパ２７ａ・・下ストッパ片
３０・・ロータ３１・・移動ネジ部３２・・弁軸ホルダ
３２ａ・・均圧孔３２ｂ・・螺旋溝部３３・・プッシュナット
３４・・圧縮コイルばね３５・・復帰ばね３６・・支持リング
３７・・移動ストッパ３７ａ・・上ストッパ片
４０・・キャン４７・・鍔状板
５０・・ステータ５０ａ・・嵌合穴５０ｂ・・突部５１・・ヨーク
５１ａ・・磁極歯５１ｂ・・嵌装孔
５２・・ボビン５３・・ステータコイル
５４・・リード端子５５・・リード線５６・・コネクタ
５７・・カバー５８・・充填材５９・・回り止め部材
５９ａ・・装着穴５９ｂ・・固定孔６０・・導電性弾性体（導電性バネ）

Claims

弁室及び弁座を有する弁本体と、前記弁座に接離して流体の通過流量を調整する弁体と、前記弁本体に固着され前記弁体を前記弁座に接離させるロータを内蔵するキャンと、前記キャンに外嵌され前記ロータを回転駆動させるステータと、導電性を有する回り止め部材と、導電性を有する弾性材と、を備え、
前記ステータは、ヨークを有しモールド材によりモールド成型されると共に、前記ヨーク下面の前記モールド材に所定径の嵌装孔が穿設され、
前記回り止め部材は、前記嵌装孔と対向する位置に装着穴を穿設して前記ステータに固着されると共に前記弁本体に取付けられた管に保持され、
前記弾性材は、前記ヨークと前記回り止め部材とに接触した縮小状態で、前記嵌装孔と前記装着穴との間に嵌装される、ことを特徴とする電動弁。
前記弾性材が、徐々に径大となる形状のコイルバネであることを特徴とする請求項１に記載の電動弁。