JP5395775B2 - Motorized valve - Google Patents

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Description

本発明は、空気調和機等において冷媒の流量を制御するニードル弁型の電動弁に関し、特に、ニードル弁に対する弁座の弁ポート形状を改良した電動弁に関する。   The present invention relates to a needle valve type electric valve that controls the flow rate of refrigerant in an air conditioner or the like, and more particularly, to an electric valve having an improved valve port shape of a valve seat with respect to the needle valve.

従来、冷凍サイクルにおいて、冷媒の流量を制御する電動弁から発生する、流体通過にともなう騒音がしばしば問題となることがある。このような騒音対策を施すようにした電動弁として、例えば特開２００８−２３２２９０号公報（特許文献１）に開示されたものがある。   Conventionally, in a refrigeration cycle, noise accompanying the passage of fluid, which is generated from a motor-operated valve that controls the flow rate of refrigerant, often becomes a problem. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-232290 (Patent Document 1) discloses an electric valve that takes such noise countermeasures.

また、従来の電動弁として例えば図９に示すものがある。この電動弁は、弁室４Ａを形成する弁ハウジング４を有し、弁ハウジング４の側部に一次継手管４１が取り付けられるとともに、弁室４Ａの軸線Ｌ方向の片側端部に二次継手管４２が取り付けられている。また、弁ハウジング４内には弁座部９が配設されており、この弁座部９には、弁室４Ａと二次継手管４２とを連通する弁ポート９１が形成されている。   Moreover, there exists a thing shown, for example in FIG. 9 as a conventional motor operated valve. This electric valve has a valve housing 4 that forms a valve chamber 4A. A primary joint pipe 41 is attached to a side portion of the valve housing 4, and a secondary joint pipe is attached to one end portion in the axis L direction of the valve chamber 4A. 42 is attached. A valve seat 9 is disposed in the valve housing 4, and a valve port 91 for communicating the valve chamber 4 </ b> A and the secondary joint pipe 42 is formed in the valve seat 9.

支持部材４３のガイド孔４３ａ内には弁ホルダ４４が摺動可能に嵌合されている。この弁ホルダ４４の下端部には端部にニードル弁５１を有する弁体５が固着されるとともに、弁ホルダ４４はステッピングモータ６のロータ軸６３の下端部に係合されている。また、ロータ軸６３には雄ねじ部６３ａが形成され、この雄ねじ部６３ａは支持部材４３に形成された雌ねじ部４３ｂに螺合している。そして、ステッピングモータ６の駆動により、マグネットロータ６２が回転し、ロータ軸６３及び弁体５が軸線Ｌ方向に移動し、ニードル弁５１の部分で弁ポート９の開口面積を増減し、一次継手管４１から二次継手管４２へ流れる流体の流量を制御する。   A valve holder 44 is slidably fitted in the guide hole 43 a of the support member 43. The valve body 5 having the needle valve 51 at the end is fixed to the lower end of the valve holder 44, and the valve holder 44 is engaged with the lower end of the rotor shaft 63 of the stepping motor 6. The rotor shaft 63 is formed with a male screw portion 63 a, and the male screw portion 63 a is screwed into a female screw portion 43 b formed on the support member 43. Then, by driving the stepping motor 6, the magnet rotor 62 rotates, the rotor shaft 63 and the valve body 5 move in the direction of the axis L, the opening area of the valve port 9 is increased or decreased at the needle valve 51, and the primary joint pipe The flow rate of the fluid flowing from 41 to the secondary joint pipe 42 is controlled.

特開２００８−２３２２９０号公報JP 2008-232290 A

前記図９に示す従来の電動弁では、弁座部９に形成された弁ポート９１は、図１０に示すように弁ポート９１の入口開口部から二次継手管４２側の出口開口部まで次第に内径が大きくなるテーパ面で形成されている。このため、二次継手管４２に対してニードル弁５１と弁ポート９１との隙間から流れる冷媒は以下のような状態になる。   In the conventional motor-operated valve shown in FIG. 9, the valve port 91 formed in the valve seat 9 gradually moves from the inlet opening of the valve port 91 to the outlet opening on the secondary joint pipe 42 side as shown in FIG. It is formed of a tapered surface with an increased inner diameter. For this reason, the refrigerant flowing from the gap between the needle valve 51 and the valve port 91 with respect to the secondary joint pipe 42 is in the following state.

ニードル弁５１と弁ポート９１との隙間から流れ出す冷媒は、弁ポート９１の入口開口部から二次継手管４２への出口開口部に到るまでに、この弁ポート９１の中で加速されてしまう。すなわち冷媒が加速される長さが長く、冷媒の圧力が減少する幅が大きくなる。また、弁ポート９１から流出する冷媒には、図に破線で示すように、二次継手管４２内で弁ポート９１のテーパ面の延長上に、明確な自由せん断面Ｓが生じる。そして、この自由せん断面Ｓの内側では冷媒の流れは直線的な流れになり、自由せん断面Ｓの外側に渦流れが生じる。この直線的な流れと渦流れの影響で騒音が発生する。また、特許文献１の電動弁においても弁ポートの形状が上記図１０と同様であり、同じように騒音が発生する。   The refrigerant that flows out from the gap between the needle valve 51 and the valve port 91 is accelerated in the valve port 91 before reaching the outlet opening to the secondary joint pipe 42 from the inlet opening of the valve port 91. . In other words, the length of acceleration of the refrigerant is long, and the range in which the pressure of the refrigerant decreases is increased. In addition, the refrigerant flowing out from the valve port 91 has a clear free shear surface S on the extension of the tapered surface of the valve port 91 in the secondary joint pipe 42 as indicated by a broken line in the figure. The flow of the refrigerant is a linear flow inside the free shear surface S, and a vortex flow is generated outside the free shear surface S. Noise is generated by the influence of this linear flow and vortex flow. Also, in the motor-operated valve of Patent Document 1, the shape of the valve port is the same as that in FIG. 10, and noise is generated in the same manner.

本発明は、上述の如き問題点を解消するためになされたものであり、弁座部の弁ポートを改良して騒音を低減した電動弁を提供することを課題とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a motor-operated valve in which the valve port of the valve seat portion is improved to reduce noise.

請求項１の電動弁は、一次継手管に連通された弁室を形成する弁ハウジングと、前記弁室と二次継手管とを連通する断面形状が円形の弁ポートが形成された弁座部と、前記弁ポートと同軸に配設されたニードル弁とを備え、前記ニードル弁を軸線方向に移動させて前記弁ポートを開閉することにより、前記一次継手管から前記弁室に冷媒を流入して前記弁ポートを介して前記二次継手管に流出する冷媒の流量を制御するようにした電動弁において、前記弁座部の前記弁ポートを、前記弁室側に位置する内径Ｄ１の第１弁ポートと、前記二次継手管側に位置する内径Ｄ２の第２弁ポートと、前記第１弁ポートと前記第２弁ポートとをつなぐテーパ部とにより構成し、第１弁ポートの内径Ｄ１と第２弁ポートの内径Ｄ２と前記二次継手管の内径Ｄ３との関係がＤ１＜Ｄ２＜Ｄ３とするとともに、前記第２弁ポートが前記テーパ部から前記二次継手管側にかけてストレートな円筒形状となるように、前記弁座部を構成し、
前記テーパ部の内側面の成す角度α１が
１０°≦α１≦２０°…（Ａ）
の範囲であり、
第１弁ポートの内径Ｄ１と第２弁ポートの内径Ｄ２との関係が、
３mm≧√［（Ｄ２）2 −（Ｄ１）2 ］＞２．３mm…（Ｂ）
の条件を満たすように設定されていることを特徴とする。なお、内径Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３は、第１弁ポート、第２弁ポート及び二次継手管を繋いだ内側の通路内面に実質的に段差ができるような値である。 The motor-driven valve according to claim 1 is a valve seat portion in which a valve housing forming a valve chamber communicated with a primary joint pipe, and a valve port having a circular cross-sectional shape communicating the valve chamber and the secondary joint pipe are formed. And a needle valve arranged coaxially with the valve port, and by opening and closing the valve port by moving the needle valve in the axial direction, refrigerant flows into the valve chamber from the primary joint pipe. In the motor-operated valve in which the flow rate of the refrigerant flowing out to the secondary joint pipe through the valve port is controlled, the valve port of the valve seat portion has a first inner diameter D1 positioned on the valve chamber side. A valve port, a second valve port having an inner diameter D2 located on the secondary joint pipe side, and a tapered portion connecting the first valve port and the second valve port, and an inner diameter D1 of the first valve port And the inner diameter D2 of the second valve port and the inner diameter D of the secondary joint pipe With relation to D1 <D2 <D3 and, as the second valve port is a straight cylindrical shape toward the secondary joint pipe side from the tapered portion, constitutes the valve seat,
The angle α1 formed by the inner surface of the tapered portion is
10 ° ≦ α1 ≦ 20 °… ( A )
Range of
The relationship between the inner diameter D1 of the first valve port and the inner diameter D2 of the second valve port is
3 mm ≧ √ [(D2) 2 − (D1) 2 ]> 2.3 mm ( B )
It is characterized by being set so as to satisfy the following condition. The inner diameters D1, D2, and D3 are values such that a step can be substantially formed on the inner surface of the inner passage connecting the first valve port, the second valve port, and the secondary joint pipe.

請求項２の電動弁は、請求項１に記載の電動弁であって、前記一次継手管と前記二次継手管４２との圧力差が１．０（ＭＰａ）であり、該一次継手管内の圧力が２．５〜３．０（ＭＰａ）であることを特徴とする。 The motor-operated valve according to claim 2 is the motor-operated valve according to claim 1, wherein a pressure difference between the primary joint pipe and the secondary joint pipe 42 is 1.0 (MPa). The pressure is 2.5 to 3.0 (MPa).

請求項１または２の電動弁によれば、第１弁ポートとニードル弁との隙間から流れる冷媒が、第１弁ポートより内径の大きな第２弁ポート内に流出し、二次継手管に到達する前の弁座部の第２弁ポート内で流速を減速させるので、冷媒の流れを安定化することができる。さらに、テーパ部と二次継手管との間にストレートな円筒形状の第２弁ポートがあるので、二次継手管側で冷媒に自由せん断面が生じるのを抑えることができ、冷媒が二次継手管に到達する前に流れを安定化することができる。したがって、液体通過音による騒音を低減することができる。 According to the electric valve of claim 1 or 2 , the refrigerant flowing from the gap between the first valve port and the needle valve flows out into the second valve port having a larger inner diameter than the first valve port and reaches the secondary joint pipe. Since the flow velocity is decelerated in the second valve port of the valve seat before the operation, the refrigerant flow can be stabilized. Furthermore, since there is a straight cylindrical second valve port between the tapered portion and the secondary joint pipe, it is possible to suppress the occurrence of a free shear surface in the refrigerant on the secondary joint pipe side, and the refrigerant The flow can be stabilized before reaching the joint pipe. Therefore, noise due to the liquid passing sound can be reduced.

また、テーパ部の側面の成す角度が好適な範囲であり、効果的に騒音を低減することができる。 Further, the angle formed by the side surfaces of the taper portion is in a suitable range, and noise can be effectively reduced.

本発明の第１実施形態の電動弁の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the motor operated valve of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態の電動弁における弁座部近傍の要部拡大縦断面図である。It is a principal part expanded vertical sectional view of the valve seat part vicinity in the motor operated valve of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態の電動弁における弁座部の作用を説明する図である。It is a figure explaining the effect | action of the valve seat part in the motor operated valve of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態の電動弁の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the motor operated valve of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態の電動弁の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the motor operated valve of 3rd Embodiment of this invention. 実施形態の電動弁を用いた空気調和機の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the air conditioner using the motor operated valve of embodiment. 実施形態の電動弁のテーパ角度と騒音低減値の実測例を示す図である。It is a figure which shows the actual measurement example of the taper angle and noise reduction value of the motor operated valve of embodiment. 実施形態の電動弁のＤ１とＤ２の寸法比と騒音低減値の実測例を示す図である。It is a figure which shows the example of an actual measurement of the dimension ratio of D1 and D2 and the noise reduction value of the motor operated valve of embodiment. 従来の電動弁の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the conventional motor operated valve. 従来の電動弁の問題点を説明する図である。It is a figure explaining the problem of the conventional motor operated valve.

次に、本発明の電動弁の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は第１実施形態の電動弁の縦断面図、図２は第１実施形態の電動弁における弁座部近傍の要部拡大縦断面図、図３は第１実施形態の電動弁における弁座部の作用を説明する図、図４は第２実施形態の電動弁の縦断面図、図５は第３実施形態の電動弁の縦断面図、図６は実施形態の電動弁を用いた空気調和機の一例を示す図である。なお、第２実施形態及び第３実施形態において第１実施形態と同様な要素及び対応する要素には同符号を付記して重複する詳細な説明は省略する。   Next, an embodiment of the motor-operated valve of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a longitudinal sectional view of the motor-operated valve according to the first embodiment, FIG. 2 is an enlarged longitudinal sectional view of a main part in the vicinity of the valve seat portion of the motor-operated valve according to the first embodiment, and FIG. FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the motor operated valve according to the second embodiment, FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the motor operated valve according to the third embodiment, and FIG. 6 is a motor operated valve according to the embodiment. It is a figure which shows an example of an air conditioner. In addition, in 2nd Embodiment and 3rd Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected to the element similar to 1st Embodiment, and a corresponding element, and the detailed description which overlaps is abbreviate | omitted.

まず、図６に基づいて実施形態に係る空気調和機について説明する。図６において、符号１０は本発明の各実施形態の電動弁である。また、符号２０は室外ユニット１００に搭載された室外熱交換器、３０は室内ユニット２００に搭載された室内熱交換器、４０は四方弁を構成する流路切換弁、５０は圧縮機である。なお、電動弁１０、流路切換弁４０及び圧縮機５０は室外ユニット１００に搭載されている。電動弁１０、室外熱交換器２０、室内熱交換器３０、流路切換弁４０、及び圧縮機５０は、それぞれ導管によって図示のように接続され、ヒートポンプ式の冷凍サイクルを構成している。なお、アキュムレータ、圧力センサ、温度センサ等は図示を省略してある。   First, the air conditioner according to the embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 6, the code | symbol 10 is the motor operated valve of each embodiment of this invention. Reference numeral 20 denotes an outdoor heat exchanger mounted on the outdoor unit 100, 30 denotes an indoor heat exchanger mounted on the indoor unit 200, 40 denotes a flow path switching valve constituting a four-way valve, and 50 denotes a compressor. The motor operated valve 10, the flow path switching valve 40 and the compressor 50 are mounted on the outdoor unit 100. The motor-operated valve 10, the outdoor heat exchanger 20, the indoor heat exchanger 30, the flow path switching valve 40, and the compressor 50 are connected by conduits as shown in the figure, and constitute a heat pump refrigeration cycle. The accumulator, pressure sensor, temperature sensor, etc. are not shown.

冷凍サイクルの流路は流路切換弁４０により暖房モードおよび冷房モードの２通りの流路に切換えられる。暖房モードでは、図６に実線の矢印で示すように、圧縮機５０で圧縮された冷媒は流路切換弁４０から室内ユニット２００の室内熱交換器３０に流入され、室内熱交換器３０から流出する冷媒は、管路ａを通って室外ユニット１００の電動弁１０に流入される。そして、この電動弁１０で冷媒が膨張され、室外熱交換器２０、流路切換弁４０、圧縮機５０の順に循環される。冷房モードでは、図６に破線の矢印で示すように、圧縮機５０で圧縮された冷媒は流路切換弁４０から室外熱交換器２０に流入され、室外熱交換器２０から流出する冷媒は電動弁１０で膨張され、管路ａを流れて室内熱交換器３０に流入される。この室内熱交換器３０に流入された冷媒は、流路切換弁４０を介して圧縮機５０に流入される。   The flow path of the refrigeration cycle is switched by the flow path switching valve 40 into two flow paths for the heating mode and the cooling mode. In the heating mode, as indicated by solid arrows in FIG. 6, the refrigerant compressed by the compressor 50 flows into the indoor heat exchanger 30 of the indoor unit 200 from the flow path switching valve 40 and flows out of the indoor heat exchanger 30. The refrigerant that flows through the pipe a flows into the motor-operated valve 10 of the outdoor unit 100. Then, the refrigerant is expanded by the electric valve 10 and circulated in the order of the outdoor heat exchanger 20, the flow path switching valve 40, and the compressor 50. In the cooling mode, as indicated by broken arrows in FIG. 6, the refrigerant compressed by the compressor 50 flows into the outdoor heat exchanger 20 from the flow path switching valve 40, and the refrigerant flowing out of the outdoor heat exchanger 20 is electrically driven. It is expanded by the valve 10, flows through the pipe line a, and flows into the indoor heat exchanger 30. The refrigerant that has flowed into the indoor heat exchanger 30 flows into the compressor 50 via the flow path switching valve 40.

電動弁１０は、冷媒の流量を制御する絞り装置として働き、暖房モードでは、室外熱交換器２０が蒸発器として機能し、室内熱交換器３０が凝縮器として機能し、室内の暖房がなされる。また、冷房モードでは、室外熱交換器２０が凝縮器として機能し、室内熱交換器３０が蒸発器として機能し、室内の冷房がなされる。   The motor-operated valve 10 functions as a throttle device that controls the flow rate of the refrigerant. In the heating mode, the outdoor heat exchanger 20 functions as an evaporator, the indoor heat exchanger 30 functions as a condenser, and the room is heated. . In the cooling mode, the outdoor heat exchanger 20 functions as a condenser, the indoor heat exchanger 30 functions as an evaporator, and the room is cooled.

ここで、暖房モードにおいては、管路ａには電動弁１０の一次継手管４１に流入する冷媒が液状化することがあり、管路ａ内に液状冷媒が充満する。このため、電動弁１０の冷媒通過等により振動が発生し、この振動が管路ａを介して室内ユニット２００側に伝達され、室内ユニット２００において騒音が発生する。そこで、後述のように各実施形態の電動弁１０は、弁ポートを改良することで、暖房モードで冷媒が一次継手管４１から電動弁１０本体に流入して二次継手管４２から冷媒が流出する状態での冷媒通過音等を低減するようにしている。   Here, in the heating mode, the refrigerant flowing into the primary joint pipe 41 of the motor-operated valve 10 may be liquefied in the pipe line a, and the liquid refrigerant is filled in the pipe line a. For this reason, vibration is generated by the passage of the refrigerant through the motor-operated valve 10 and the vibration is transmitted to the indoor unit 200 side via the pipe line a, and noise is generated in the indoor unit 200. Thus, as described later, the motor-operated valve 10 of each embodiment improves the valve port so that the refrigerant flows from the primary joint pipe 41 into the motor-operated valve 10 main body and the refrigerant flows out from the secondary joint pipe 42 in the heating mode. In this state, the refrigerant passing sound and the like are reduced.

次に、図１及び図２に基づいて第１実施形態の電動弁１０について説明する。この電動弁１０は、弁ハウジング４を有し、弁ハウジング４には円筒シリンダ状の弁室４Ａが形成されている。また、弁ハウジング４には、側面側から弁室４Ａに連通する一次継手管４１が取り付けられるとともに、弁室４Ａの軸線Ｌ方向の片側端部に二次継手管４２が取り付けられている。さらに、弁ハウジング４には、二次継手管４２の弁室４Ａ側に弁座部１が配設されている。そして、弁座部１には、弁室４Ａと二次継手管４２とを連通する断面形状が円形の第１弁ポート１１と第２弁ポート１２が形成されている。また、第１弁ポート１１と第２弁ポート１２との間にテーパ部１３が形成されている。   Next, based on FIG.1 and FIG.2, the motor operated valve 10 of 1st Embodiment is demonstrated. The electric valve 10 includes a valve housing 4, and a cylindrical cylinder-shaped valve chamber 4 </ b> A is formed in the valve housing 4. In addition, a primary joint pipe 41 communicating with the valve chamber 4A from the side surface side is attached to the valve housing 4 and a secondary joint pipe 42 is attached to one end portion in the axis L direction of the valve chamber 4A. Further, the valve housing 4 is provided with the valve seat portion 1 on the valve chamber 4A side of the secondary joint pipe 42. The valve seat portion 1 is formed with a first valve port 11 and a second valve port 12 having a circular cross-sectional shape communicating the valve chamber 4A and the secondary joint pipe 42. A tapered portion 13 is formed between the first valve port 11 and the second valve port 12.

弁ハウジング４の上部には支持部材４３が取り付けられている。支持部材４３には軸線Ｌ方向に長いガイド孔４３ａが形成されており、このガイド孔４３ａには円筒状の弁ホルダ４４が軸線Ｌ方向に摺動可能に嵌合されている。弁ホルダ４４は弁室４Ａと同軸に取り付けられ、この弁ホルダ４４の下端部には端部にニードル弁５１を有する弁体５が固着されている。また、弁ホルダ４４内には、バネ受け４５が軸線Ｌ方向に移動可能に設けられ、バネ受け４５と弁体５との間には圧縮コイルバネ４６が所定の荷重を与えられた状態で取り付けられている。   A support member 43 is attached to the upper portion of the valve housing 4. The support member 43 is formed with a guide hole 43a that is long in the direction of the axis L, and a cylindrical valve holder 44 is slidably fitted in the guide hole 43a in the direction of the axis L. The valve holder 44 is attached coaxially with the valve chamber 4 </ b> A, and a valve body 5 having a needle valve 51 at the end is fixed to the lower end portion of the valve holder 44. A spring receiver 45 is provided in the valve holder 44 so as to be movable in the direction of the axis L, and a compression coil spring 46 is attached between the spring receiver 45 and the valve body 5 under a predetermined load. ing.

弁ハウジング４の上端には、ステッピングモータ６のケース６１が溶接等によって気密に固定されている。ケース６１内には、外周部を多極に着磁されたマグネットロータ６２が回転可能に設けられ、このマグネットロータ６２にはロータ軸６３が固着されている。ロータ軸６３の上端部は、ケース６１の天井部から垂下された円筒状のガイド６４内に回転可能に嵌合されている。また、ケース６１の外周には、ステータコイル６５が配設されており、このステータコイル６５にパルス信号が与えられることにより、そのパルス数に応じてマグネットロータ６２が回転される。そして、このマグネットロータ６２の回転によってマグネットロータ６２と一体のロータ軸６３が回転する。なお、ガイド６４の外周にはマグネットロータ６２に対する回転ストッパ機構６６が設けられている。   A case 61 of the stepping motor 6 is airtightly fixed to the upper end of the valve housing 4 by welding or the like. In the case 61, a magnet rotor 62 having an outer peripheral portion magnetized in multiple poles is rotatably provided, and a rotor shaft 63 is fixed to the magnet rotor 62. The upper end portion of the rotor shaft 63 is rotatably fitted in a cylindrical guide 64 suspended from the ceiling portion of the case 61. A stator coil 65 is disposed on the outer periphery of the case 61. When a pulse signal is given to the stator coil 65, the magnet rotor 62 is rotated according to the number of pulses. The rotation of the magnet rotor 62 causes the rotor shaft 63 integrated with the magnet rotor 62 to rotate. A rotation stopper mechanism 66 for the magnet rotor 62 is provided on the outer periphery of the guide 64.

弁ホルダ４４の上端部はステッピングモータ６のロータ軸６３の下端部に係合され、弁ホルダ４４はロータ軸６３によって回転可能に吊り下げた状態で支持されている。また、ロータ軸６３には雄ねじ部６３ａが形成されており、この雄ねじ部６３ａは支持部材４３に形成された雌ねじ部４３ｂに螺合している。   The upper end portion of the valve holder 44 is engaged with the lower end portion of the rotor shaft 63 of the stepping motor 6, and the valve holder 44 is supported in a state of being rotatably suspended by the rotor shaft 63. The rotor shaft 63 is formed with a male screw portion 63 a, and the male screw portion 63 a is screwed into a female screw portion 43 b formed on the support member 43.

以上の構成により、ステッピングモータ６のマグネットロータ６２の回転に伴ってロータ軸６３は軸線Ｌ方向に移動する。この回転に伴うロータ軸６３の軸線Ｌ方向移動によって弁ホルダ４４と共に弁体５が軸線Ｌ方向に移動する。そして、弁体５は、ニードル弁５１の部分で第１弁ポート１１の開口面積を増減し、一次継手管４１から二次継手管４２へ流れる冷媒の流量を制御する。   With the above configuration, the rotor shaft 63 moves in the direction of the axis L as the magnet rotor 62 of the stepping motor 6 rotates. The valve body 5 moves in the axis L direction together with the valve holder 44 by the movement of the rotor shaft 63 in the axis L direction accompanying this rotation. And the valve body 5 increases / decreases the opening area of the 1st valve port 11 in the part of the needle valve 51, and controls the flow volume of the refrigerant | coolant which flows from the primary joint pipe 41 to the secondary joint pipe 42. FIG.

弁座部１の第１弁ポート１１及び第２弁ポート１２は円筒形状であり、図２に示すように、第１弁ポート１１の内径Ｄ１はニードル弁５１の外周に合わせた寸法である。また、第２弁ポート１２の内径Ｄ２は第１弁ポート１１の内径Ｄ１より大きな寸法で、かつ、二次継手管４２の内径Ｄ３よりも小さな寸法となっている。さらに、第２弁ポート１２の長さＬ２は第１弁ポート１１の長さＬ１より大きな寸法となっている。テーパ部１３の内側面は、第１弁ポート１１から第２弁ポート１２にかけて内径が拡大する円錐台の形状となっている。そして、このテーパ部１３の内側面の成すテーパ角度α１は、
５°≦α１≦３０°…（１）
の範囲に設定されている。また、ニードル弁５１が第１弁ポート１１を閉とした状態で、このニードル弁５１の先端がテーパ部１３の略中央位置となるように設定されている。 The first valve port 11 and the second valve port 12 of the valve seat portion 1 have a cylindrical shape, and the inner diameter D1 of the first valve port 11 is a size matched to the outer periphery of the needle valve 51 as shown in FIG. Further, the inner diameter D2 of the second valve port 12 is larger than the inner diameter D1 of the first valve port 11 and smaller than the inner diameter D3 of the secondary joint pipe 42. Further, the length L2 of the second valve port 12 is larger than the length L1 of the first valve port 11. The inner surface of the taper portion 13 has a truncated cone shape whose inner diameter increases from the first valve port 11 to the second valve port 12. The taper angle α1 formed by the inner surface of the taper portion 13 is:
5 ° ≦ α1 ≦ 30 ° (1)
Is set in the range. Further, the needle valve 51 is set so that the tip end of the needle valve 51 is substantially at the center position of the taper portion 13 with the first valve port 11 closed.

図３は第１実施形態におけるニードル弁５１，第１弁ポート１１、第２弁ポート１２及びテーパ部１３の作用を説明する図である。ニードル弁５１と第１弁ポート１１の隙間を通った冷媒は、テーパ部１３と第２弁ポート１２を通って二次継手管４２へ流れる。このとき、ニードル弁５１の特に先端の影響を受けて不安定な流れになる場合がある。しかし、ニードル弁５１の先端がテーパ部１３の略中央部に位置するので、第２弁ポート１２に到るまでにこのテーパ部１３で流速を減速させることができる。すなわち、冷媒が二次継手管４２に到達する前の弁座部１の部分で、冷媒の流れを安定化することができ、二次継手管４２の振動を抑えて騒音を低減することができる。   FIG. 3 is a view for explaining the operation of the needle valve 51, the first valve port 11, the second valve port 12, and the taper portion 13 in the first embodiment. The refrigerant that has passed through the gap between the needle valve 51 and the first valve port 11 flows to the secondary joint pipe 42 through the tapered portion 13 and the second valve port 12. At this time, the flow may become unstable due to the influence of the tip of the needle valve 51 in particular. However, since the tip of the needle valve 51 is located at the substantially central portion of the taper portion 13, the flow velocity can be reduced by the taper portion 13 before reaching the second valve port 12. That is, the flow of the refrigerant can be stabilized at the portion of the valve seat portion 1 before the refrigerant reaches the secondary joint pipe 42, and the vibration of the secondary joint pipe 42 can be suppressed and noise can be reduced. .

さらに、テーパ部１３と二次継手管４２との間にストレートな円筒形状の第２弁ポート１２があり、この第２弁ポート１２により、テーパ部１３から流れる冷媒に対して流れを曲げる働きが加わる。これにより、二次継手管４２側で冷媒に自由せん断面が生じるのを抑えることができる。したがって、冷媒が二次継手管４２に到達する前に流れを安定化することができる。   Furthermore, there is a straight cylindrical second valve port 12 between the tapered portion 13 and the secondary joint pipe 42, and the second valve port 12 functions to bend the flow with respect to the refrigerant flowing from the tapered portion 13. Join. Thereby, it can suppress that a free shear surface arises in a refrigerant | coolant at the secondary joint pipe 42 side. Therefore, the flow can be stabilized before the refrigerant reaches the secondary joint pipe 42.

図４の第２実施形態及び図５の第３実施形態と、第１実施形態との大きな違いは、この第２実施形態及び第３実施形態の電動弁１０では、弁室４Ａが弁ハウジング４を切削することにより形成されるとともに、弁座部２（または３）が弁ハウジング４と一体に形成されている点である。   The major difference between the second embodiment of FIG. 4 and the third embodiment of FIG. 5 and the first embodiment is that, in the electric valve 10 of the second embodiment and the third embodiment, the valve chamber 4A is the valve housing 4. And the valve seat portion 2 (or 3) is formed integrally with the valve housing 4.

図４の第２実施形態の電動弁１０では、弁座部２は二次継手管４２の弁室４Ａ側に形成されている。この弁座部２には、弁室４Ａと二次継手管４２とを連通する断面形状が円形の第１弁ポート２１と第２弁ポート２２とが形成されるとともに、この第１弁ポート２１と第２弁ポート２２との間にテーパ部２３が形成されている。そして、第１実施形態と同様に、ステッピングモータ６の回転によりロータ軸６３が軸線Ｌ方向に移動し、弁体５のニードル弁５１が第１弁ポート２１の開口面積を増減し、一次継手管４１から二次継手管４２へ流れる冷媒の流量を制御する。   In the motor-operated valve 10 according to the second embodiment of FIG. 4, the valve seat portion 2 is formed on the valve chamber 4 </ b> A side of the secondary joint pipe 42. The valve seat portion 2 is formed with a first valve port 21 and a second valve port 22 having a circular cross-sectional shape communicating the valve chamber 4A and the secondary joint pipe 42, and the first valve port 21 A taper portion 23 is formed between the second valve port 22 and the second valve port 22. As in the first embodiment, the rotation of the stepping motor 6 causes the rotor shaft 63 to move in the direction of the axis L, the needle valve 51 of the valve body 5 increases or decreases the opening area of the first valve port 21, and the primary joint pipe The flow rate of the refrigerant flowing from 41 to the secondary joint pipe 42 is controlled.

弁座部２の第１弁ポート２１及び第２弁ポート２２は円筒形状であり、第２弁ポート２２の内径は第１弁ポート２１の内径より大きな寸法で、かつ、二次継手管４２の内径よりも小さな寸法となっている。また、ニードル弁５１が第１弁ポート２１を閉とした状態で、このニードル弁５１の先端がテーパ部２３の略中央位置となるように設定されている。さらに、テーパ部２３のテーパ角度も前記（１）の条件範囲となるように設定されている。この第２実施形態における第１弁ポート２１、第２弁ポート２２及びテーパ部２３の作用は、前掲の図３で説明した第１実施形態と同様であり、冷媒の通過音を低減することができる。   The first valve port 21 and the second valve port 22 of the valve seat portion 2 are cylindrical, the inner diameter of the second valve port 22 is larger than the inner diameter of the first valve port 21, and the secondary joint pipe 42 The dimensions are smaller than the inner diameter. Further, the needle valve 51 is set so that the tip of the needle valve 51 is located at the substantially central position of the taper portion 23 in a state where the first valve port 21 is closed. Furthermore, the taper angle of the taper portion 23 is also set to be in the condition range of (1). The operations of the first valve port 21, the second valve port 22 and the taper portion 23 in the second embodiment are the same as those in the first embodiment described with reference to FIG. 3, and can reduce the passage sound of the refrigerant. it can.

図５の第３実施形態と前記第１及び第２実施形態との大きな違いは、この第３実施形態の電動弁１０では、弁ハウジング４のステッピングモータ６側にケース４７が取り付けられ、このケース４７に支持部材４３が取り付けられている。また、弁体５は第１及び第２実施形態よりも長く形成されており、この弁体５は弁ハウジング４に取り付けられガイド部材４８を介してニードル弁５１を弁室４Ａ内に突出している。これにより、弁ホルダ４４等が弁室４Ａ内の冷媒に直接曝されないような構造になっている。   The major difference between the third embodiment of FIG. 5 and the first and second embodiments is that in the motor operated valve 10 of the third embodiment, a case 47 is attached to the stepping motor 6 side of the valve housing 4. A support member 43 is attached to 47. The valve body 5 is formed longer than the first and second embodiments. The valve body 5 is attached to the valve housing 4 and protrudes the needle valve 51 into the valve chamber 4A via a guide member 48. . Thereby, the structure is such that the valve holder 44 and the like are not directly exposed to the refrigerant in the valve chamber 4A.

弁座部３は二次継手管４２の弁室４Ａ側に形成されている。この弁座部３には、弁室４Ａと二次継手管４２とを連通する断面形状が円形の第１弁ポート３１と第２弁ポート３２とが形成されるとともに、この第１弁ポート３１と第２弁ポート３２との間にテーパ部３３が形成されている。そして、第１実施形態と同様に、ステッピングモータ６の回転によりロータ軸６３が軸線Ｌ方向に移動し、弁体５のニードル弁５１が第１弁ポート３１の開口面積を増減し、一次継手管４１から二次継手管４２へ流れる冷媒の流量を制御する。   The valve seat portion 3 is formed on the valve chamber 4A side of the secondary joint pipe 42. The valve seat portion 3 is formed with a first valve port 31 and a second valve port 32 having a circular cross-sectional shape communicating the valve chamber 4A and the secondary joint pipe 42. The first valve port 31 And the second valve port 32 is formed with a tapered portion 33. As in the first embodiment, the rotation of the stepping motor 6 causes the rotor shaft 63 to move in the direction of the axis L, the needle valve 51 of the valve body 5 increases or decreases the opening area of the first valve port 31, and the primary joint pipe The flow rate of the refrigerant flowing from 41 to the secondary joint pipe 42 is controlled.

弁座部３の第１弁ポート３１及び第２弁ポート３２は円筒形状であり、第２弁ポート３２の内径は第１弁ポート３１の内径より大きな寸法で、かつ、二次継手管４２の内径よりも小さな寸法となっている。また、ニードル弁５１が第１弁ポート３１を閉とした状態で、このニードル弁５１の先端がテーパ部３３の略中央位置となるように設定されている。さらに、テーパ部３３のテーパ角度も前記（１）の条件範囲となるように設定されている。この第３実施形態における第１弁ポート３１、第２弁ポート３２及びテーパ部３３の作用は、前掲の図３で説明した第１実施形態と同様であり、冷媒の通過音を低減することができる。   The first valve port 31 and the second valve port 32 of the valve seat portion 3 have a cylindrical shape, the inner diameter of the second valve port 32 is larger than the inner diameter of the first valve port 31, and the secondary joint pipe 42 The dimensions are smaller than the inner diameter. Further, the needle valve 51 is set so that the tip end of the needle valve 51 is substantially at the center position of the taper portion 33 with the first valve port 31 closed. Further, the taper angle of the taper portion 33 is also set to be in the condition range of (1). The operations of the first valve port 31, the second valve port 32, and the taper portion 33 in the third embodiment are the same as those in the first embodiment described with reference to FIG. 3, and can reduce the passage noise of the refrigerant. it can.

次に、図７及び図８に基づいて実施形態の電動弁１０の騒音の低減値の実測例について説明する。なお、第２実施形態の弁座部２及び第３実施形態の弁座部３における各部の寸法及び角度も、図２に示す第１実施形態の（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｌ１，Ｌ２，α１）と同様な記号として表す。また、図７及び図８の実測例の運転条件は、一次継手管４１と二次継手管４２との圧力差が１．０（ＭＰａ：メガパスカル）、一次継手管４１内の圧力が２．５〜３．０（ＭＰａ）である。冷媒の流れは一次継手管４１から二次継手管４２の方向である。Ｌ１＝０．５mm、Ｌ２＝０．６mmである。なお、Ｌ１＝０．２〜１．０mm、Ｌ２＝０．４〜１．２mmの範囲に設定するのが好ましい。   Next, an actual measurement example of the noise reduction value of the motor-operated valve 10 according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 7 and 8. In addition, the dimension and angle of each part in the valve seat part 2 of 2nd Embodiment and the valve seat part 3 of 3rd Embodiment are also (D1, D2, D3, L1, L2, (alpha) 1 of 1st Embodiment shown in FIG. ). The operating conditions of the measurement examples in FIGS. 7 and 8 are that the pressure difference between the primary joint pipe 41 and the secondary joint pipe 42 is 1.0 (MPa: megapascal), and the pressure in the primary joint pipe 41 is 2. 5 to 3.0 (MPa). The flow of the refrigerant is in the direction from the primary joint pipe 41 to the secondary joint pipe 42. L1 = 0.5 mm and L2 = 0.6 mm. In addition, it is preferable to set in the range of L1 = 0.2-1.0 mm and L2 = 0.4-1.2 mm.

図７は実施形態の電動弁１０についてのテーパ角度α１と騒音低減値の実測例である。Ｄ２＝２．９mmに対してＤ１＝１．６mmの場合と、Ｄ２＝４．３mmに対してＤ１＝３．２mmの場合について、テーパ角度α１を０°〜４０°まで変化させた時の騒音低減値を示している。この図７からわかるように、特に５°≦α１≦３０°を満たす範囲で騒音が低くなっている。なお、Ｄ２は、テーパ角度α１＝０°の場合はＤ２＝Ｄ１である。   FIG. 7 is an actual measurement example of the taper angle α1 and the noise reduction value for the motor-operated valve 10 of the embodiment. Noise when the taper angle α1 is changed from 0 ° to 40 ° in the case of D1 = 1.6 mm for D2 = 2.9 mm and in the case of D1 = 3.2 mm for D2 = 4.3 mm. The reduction value is shown. As can be seen from FIG. 7, the noise is particularly low in a range satisfying 5 ° ≦ α1 ≦ 30 °. Note that D2 is D2 = D1 when the taper angle α1 = 0 °.

実施形態における第１弁ポート１１，２１，３１の内径Ｄ１、第２弁ポート１２，２２，３２の内径Ｄ２及び二次継手管４２の内径Ｄ３の関係は以下の条件を満たすように設定されている。
√［（Ｄ２）2 −（Ｄ１）2 ］＞２．３mm…（２） The relationship among the inner diameter D1 of the first valve ports 11, 21, 31 in the embodiment, the inner diameter D2 of the second valve ports 12, 22, 32, and the inner diameter D3 of the secondary joint pipe 42 is set so as to satisfy the following conditions. Yes.
√ [(D2) 2 − (D1) 2 ]> 2.3 mm (2)

図８は実施形態の電動弁１０についてのＤ１とＤ２の寸法比と騒音低減値の実測例である。Ｄ３＝４．９５mmに対してＤ１＝１．６mmの場合と、Ｄ１＝３．２mmの場合について、α１＝２０°で、Ｄ２を変化させたときの条件式（２）の√［（Ｄ２）2 −（Ｄ１）2 ］の値に対する騒音低減値を示している。この図からわかるように、特に条件式（２）を満たす範囲（２．３mmより大きい範囲）で騒音が低くなっている。なお、√［（Ｄ２）2 −（Ｄ１）2 ］＝０はＤ２＝Ｄ１であって、テーパ角度０の場合である。 FIG. 8 is an actual measurement example of the dimension ratio between D1 and D2 and the noise reduction value for the motor-operated valve 10 of the embodiment. In the case of D1 = 1.6 mm with respect to D3 = 4.95 mm and the case of D1 = 3.2 mm, √ [(D2) of the conditional expression (2) when D2 is changed at α1 = 20 ° 2- (D1) 2 ] shows the noise reduction value. As can be seen from this figure, the noise is low particularly in a range satisfying conditional expression (2) (a range larger than 2.3 mm). Note that √ [(D2) 2 − (D1) 2 ] = 0 is a case where D2 = D1 and the taper angle is zero.

１ 弁座部
１１ 第１弁ポート
１２ 第２弁ポート
２ 弁座部
２１ 第１弁ポート
２２ 第２弁ポート
２３ テーパ部
３ 弁座部
３１ 第１弁ポート
３２ 第２弁ポート
３３ テーパ部
４ 弁ハウジング
４Ａ 弁室
４１ 一次継手管
４２ 二次継手管
５ 弁体
５１ ニードル弁
１０ 電動弁
Ｌ 軸線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Valve seat part 11 1st valve port 12 2nd valve port 2 Valve seat part 21 1st valve port 22 2nd valve port 23 Tapered part 3 Valve seat part 31 1st valve port 32 2nd valve port 33 Tapered part 4 Valve Housing 4A Valve chamber 41 Primary joint pipe 42 Secondary joint pipe 5 Valve body 51 Needle valve 10 Motor operated valve L Axis line

Claims (2)

一次継手管に連通された弁室を形成する弁ハウジングと、前記弁室と二次継手管とを連通する断面形状が円形の弁ポートが形成された弁座部と、前記弁ポートと同軸に配設されたニードル弁とを備え、前記ニードル弁を軸線方向に移動させて前記弁ポートを開閉することにより、前記一次継手管から前記弁室に冷媒を流入して前記弁ポートを介して前記二次継手管に流出する冷媒の流量を制御するようにした電動弁において、
前記弁座部の前記弁ポートを、前記弁室側に位置する内径Ｄ１の第１弁ポートと、前記二次継手管側に位置する内径Ｄ２の第２弁ポートと、前記第１弁ポートと前記第２弁ポートとをつなぐテーパ部とにより構成し、
第１弁ポートの内径Ｄ１と第２弁ポートの内径Ｄ２と前記二次継手管の内径Ｄ３との関係がＤ１＜Ｄ２＜Ｄ３とするとともに、前記第２弁ポートが前記テーパ部から前記二次継手管側にかけてストレートな円筒形状となるように、前記弁座部を構成し、
前記テーパ部の内側面の成す角度α１が
１０°≦α１≦２０°…（Ａ）
の範囲であり、
第１弁ポートの内径Ｄ１と第２弁ポートの内径Ｄ２との関係が、
３mm≧√［（Ｄ２）2 −（Ｄ１）2 ］＞２．３mm…（Ｂ）
の条件を満たすように設定されていることを特徴とする電動弁。 A valve housing forming a valve chamber communicated with the primary joint pipe, a valve seat portion formed with a valve port having a circular cross section communicating with the valve chamber and the secondary joint pipe, and coaxial with the valve port A needle valve that is disposed, and opens and closes the valve port by moving the needle valve in the axial direction, whereby a refrigerant flows into the valve chamber from the primary joint pipe, and the valve port is connected to the valve port. In the motor operated valve that controls the flow rate of the refrigerant flowing out to the secondary joint pipe,
The valve port of the valve seat includes a first valve port having an inner diameter D1 located on the valve chamber side, a second valve port having an inner diameter D2 located on the secondary joint pipe side, and the first valve port. A taper portion connecting the second valve port;
The relationship between the inner diameter D1 of the first valve port, the inner diameter D2 of the second valve port, and the inner diameter D3 of the secondary joint pipe satisfies D1 <D2 <D3, and the second valve port extends from the tapered portion to the secondary portion. The valve seat portion is configured to be a straight cylindrical shape over the joint pipe side,
The angle α1 formed by the inner surface of the tapered portion is
10 ° ≦ α1 ≦ 20 °… ( A )
Range of
The relationship between the inner diameter D1 of the first valve port and the inner diameter D2 of the second valve port is
3 mm ≧ √ [(D2) 2 − (D1) 2 ]> 2.3 mm ( B )
The motor-operated valve is set to satisfy the following condition. 前記一次継手管と前記二次継手管４２との圧力差が１．０（ＭＰａ）であり、該一次継手管内の圧力が２．５〜３．０（ＭＰａ）である
ことを特徴とする請求項１に記載の電動弁。 The pressure difference between the primary joint pipe and the secondary joint pipe is 1.0 (MPa), and the pressure in the primary joint pipe is 2.5 to 3.0 (MPa). The motor-operated valve according to Item 1.
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