JP6845817B2 - 電動弁及び冷凍サイクルシステム - Google Patents

電動弁及び冷凍サイクルシステム Download PDF

Info

Publication number
JP6845817B2
JP6845817B2 JP2018016786A JP2018016786A JP6845817B2 JP 6845817 B2 JP6845817 B2 JP 6845817B2 JP 2018016786 A JP2018016786 A JP 2018016786A JP 2018016786 A JP2018016786 A JP 2018016786A JP 6845817 B2 JP6845817 B2 JP 6845817B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
valve body
sub
valve
main valve
main
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018016786A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019132394A (ja
Inventor
大樹 中川
大樹 中川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saginomiya Seisakusho Inc
Original Assignee
Saginomiya Seisakusho Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saginomiya Seisakusho Inc filed Critical Saginomiya Seisakusho Inc
Priority to JP2018016786A priority Critical patent/JP6845817B2/ja
Priority to CN201910036129.0A priority patent/CN110107695B/zh
Publication of JP2019132394A publication Critical patent/JP2019132394A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6845817B2 publication Critical patent/JP6845817B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/02Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with screw-spindle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/32Details
    • F16K1/34Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
    • F16K1/36Valve members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/32Details
    • F16K1/52Means for additional adjustment of the rate of flow
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/44Mechanical actuating means
    • F16K31/50Mechanical actuating means with screw-spindle or internally threaded actuating means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/30Expansion means; Dispositions thereof
    • F25B41/31Expansion valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/30Expansion means; Dispositions thereof
    • F25B41/31Expansion valves
    • F25B41/34Expansion valves with the valve member being actuated by electric means, e.g. by piezoelectric actuators
    • F25B41/35Expansion valves with the valve member being actuated by electric means, e.g. by piezoelectric actuators by rotary motors, e.g. by stepping motors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)

Description

本発明は、電動弁及び冷凍サイクルシステムに関する。
従来、空気調和機の冷凍サイクルに設けられる電動弁として、電動モータにより副弁体が軸線方向に進退駆動され、主弁体の副弁ポートでの流量制御を行う小流量制御域と、弁室の主弁ポートを主弁体で開閉して流量制御を行う大流量制御域と、の二段の流量制御域を有するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載の電動弁(電動式流量制御弁)は、弁室の主弁ポート(弁孔)を開閉する主弁体(弁体)と、主弁体を閉方向に付勢する主弁ばね(第1ばね)と、主弁体に形成された副弁ポート(副弁孔)を開閉する副弁体と、副弁体を閉方向に付勢する副弁ばね(第2ばね)と、副弁体を駆動する電動モータ(モータ)を有した駆動部と、を備えている。この電動弁では、主弁ばねに付勢された主弁体が着座して主弁ポートを閉じるとともに、副弁ばねに付勢された副弁体が着座して副弁ポートを閉じることで、全閉状態となる。また、駆動部により副弁体が引き上げられることで副弁ポートが開き、これにより小流量制御が行われる。さらに、引き上げられた副弁体の係止部(第1ストッパ)が主弁体に係合して主弁体が引き上げられることで主弁ポートが開き、これにより大流量制御が行われる。
特開2014−20457号公報
しかしながら、特許文献1に記載されたような従来の電動弁では、副弁ポートが軸線に沿った長い筒状に形成され、この副弁ポートに長尺棒状の副弁体が遊挿されており、小流量制御時には、副弁ポートの内周面と副弁体の外周面との隙間が冷媒の流路となる構成である。このように主弁体の副弁ポートと副弁体とが流路となる隙間によって離隔されているため、従来の電動弁では、主弁体と副弁体とが互いに摺動案内する関係にはなく、主弁体及び副弁体の各々を進退案内するための機構が必要になってしまい、構造が複雑になり大型化するという問題がある。
本発明の目的は、二段の流量制御域を有する電動弁において、構造を簡単にして小型化を図ることができる電動弁を提供することである。
本発明の電動弁は、弁室を有する弁本体と、前記弁室の主弁ポートを開閉する主弁体と、前記主弁体に設けられた副弁ポートの開度を可変にする副弁体と、前記副弁体を軸線方向に進退駆動する駆動部と、を備え、前記副弁体が前記副弁ポートの開度を変更する小流量制御域と、前記主弁体が前記主弁ポートを開閉する大流量制御域と、の二段の流量制御域を有する電動弁であって、前記小流量制御域において、前記副弁体は、前記副弁ポートに最も近接した第一位置と、前記駆動部の駆動力により前記副弁ポートを開く開方向に移動されて前記主弁体に係合する第二位置と、の間を移動し、前記大流量制御域において、前記主弁体は、前記主弁ポートに着座する閉位置と、前記駆動部の駆動力により前記第二位置に移動した前記副弁体と一体的に移動して前記主弁ポートを開放する開位置と、の間を移動し、前記副弁体は、全体柱状に形成される副弁部と、前記副弁部と一体に連結されて前記駆動部に延びる軸部と、を有し、前記軸部が前記弁本体の支持部に軸線方向に進退案内され、前記主弁体は、全体筒状に形成されるとともに、その内周面が前記副弁体の前記副弁部の外周面に進退案内され、前記主弁体の側面に貫通孔が設けられ、 前記副弁部は、円柱状に形成されて、駆動部の駆動力により軸線方向に移動して前記主弁体の内周面と摺接する円柱部と、前記円柱部から先端側に向かって徐々に径小となる小径部と、を有して形成され、 前記副弁体の前記第一位置において、前記円柱部が前記貫通孔の内側に位置し、前記主弁体の内周面と前記円柱部との隙間によって前記副弁ポートが構成され、前記副弁体の前記第二位置において、前記小径部が前記貫通孔の内側に位置し、前記主弁体の内周面と前記小径部との隙間によって前記副弁ポートが構成されることを特徴とする。
このような本発明によれば、弁本体の支持部に進退案内される軸部と、この軸部が一体に連結された全体柱状の副弁部と、を副弁体が有し、この副弁体の副弁部の外周面に主弁体の内周面が進退案内されることで、主弁体の振れを抑制することができ、主弁体を主弁ポートに確実に着座させることにより弁漏れを防止することができる。従って、副弁ポートを開いた小流量制御時の流量への影響を小さくして、小流量制御域での流量を適切に制御することができる。このように副弁体によって主弁体を進退案内する構成を採用したことで、主弁体を案内するための別途の案内機構を省略又は簡略することができるので、電動弁の構造を簡単にして小型化を図ることができる。また、この構成によれば、主弁体の貫通孔の内側に、副弁部の円柱部を位置させる第一位置と、副弁部の小径部を位置させる第二位置と、に亘って副弁体を移動させることによって副弁ポートの開度を徐々に変更することができる。この際、円柱部と主弁体の内周面との隙間を微小にすることで、第一位置における副弁ポートの流量を極小流量まで絞ることができるとともに、円柱部によって主弁体を進退案内する際のガタ(主弁体の振れ)を小さくすることができる。
この際、前記駆動部は、前記副弁体の前記軸部に設けられた雄ねじ部と、前記弁本体の前記支持部に設けられて前記雄ねじ部に螺合して案内する雌ねじ部と、を有したねじ送り機構を備え、前記駆動部の駆動により前記雄ねじ部が前記雌ねじ部に回転案内されることで、前記副弁体が軸線方向に沿って進退駆動されることが好ましい。
この構成によれば、副弁体に軸部に設けられた雄ねじ部が支持部に設けられた雌ねじ部に案内されて副弁体が進退駆動されることで、駆動部により副弁体を直接的に駆動することができ、副弁体のがたつきを抑制して小流量制御域における流量制御の精度を向上させることができる。
また、前記副弁体は、前記副弁部よりも前記軸部の側に設けられる係止部を有し、前記主弁体は、その内周面よりも径方向内側に突出して前記係止部に係止される被係止部を有して構成されていることが好ましい。
この構成によれば、副弁部よりも軸部の側に係止部が設けられているので、副弁ポートから主弁体の内部を通って主弁ポートに流れる流体が係止部を通らず、係止部と被係止部との間に異物が噛み込む事態を抑止することができ、主弁体を確実に着座させて弁漏れを防止することができる。
本発明の冷凍サイクルシステムは、圧縮機と、凝縮器と、膨張弁と、蒸発器と、を含む冷凍サイクルシステムであって、前記いずれかの電動弁が、前記膨張弁として用いられていることを特徴とする。
このような冷凍サイクルシステムによれば、前述の電動弁による効果と同様に、主弁体の振れを抑制することによって、主弁体を主弁ポートに確実に着座させることができ、弁漏れを防止することができることから、電動弁を膨張弁として用いた冷凍サイクルシステムにおける小流量制御時の流量を適切に制御することができる。
本発明の電動弁及び冷凍サイクルシステムによれば、二段の流量制御域を有する電動弁において、構造を簡単にして小型化を図ることができるとともに、小流量制御域での流量を適切に制御することができる。
本発明の実施形態の電動弁における全閉状態を示す縦断面図である。 前記電動弁における全開状態を示す縦断面図である。 (A),(B)は、前記電動弁の一部を拡大して示す縦断面図である。 前記電動弁における弁開度と流量の関係を示すグラフである。 本発明の冷凍サイクルシステムを示す概略構成図である。
本発明の実施形態に係る電動弁を図1〜4に基づいて説明する。図1、2に示すように、本実施形態の電動弁10は、弁ハウジング1と、主弁体2と、副弁体3と、駆動部4と、を備えている。なお、以下の説明における「上下」の概念は図1、2の図面における上下に対応する。
弁ハウジング1は、筒状の弁本体1aを有し、この弁本体1aは、黄銅製(真鍮製)であり、その内部に円筒状の弁室1Aが形成されている。弁本体1aには、側面側から弁室1Aに連通して冷媒が流入される一次継手管11が取り付けられ、底面側から弁室1Aに連通して冷媒が流出される二次継手管12が取り付けられている。さらに、弁本体1aには、弁室1Aと二次継手管12とを連通する位置に主弁座1bが形成されるとともに、この主弁座1bから二次継手管12側に断面形状が円形の主弁ポート1cが形成されている。弁本体1aの上部開口には支持部材13とケース15とが固定されている。
支持部材13は、全体略円筒状に形成された樹脂成形部材であって、弁本体1aの上部開口に溶接される金属製の固定部材14を介して弁ハウジング1に固定されている。支持部材13は、固定部材14よりも下方に延びる円筒状の主弁ガイド部13aと、固定部材14よりも上方に延びて内側に雌ねじが形成された雌ねじ部13bと、筒状の内側上端に設けられたばね受け部13cと、を有している。この支持部材13を構成する樹脂材料としては、適宜な硬度や耐熱性を有したものであればよく、各種のエンジニアリングプラスチックが利用可能である。ケース15は、弁本体1aの上部開口に溶接等によって固定され、弁本体1a及びケース15によって気密な空間が形成されている。
主弁体2は、全体略円筒状に形成されたステンレス製部材であって、支持部材13の主弁ガイド部13aの内部にて軸線Lに沿った上下方向に進退自在に支持されている。主弁体2は、主弁座1bに対して着座及び離座する主弁部21と、筒状の内周面によって構成される副弁ポート22と、上端部にて内方に折れ曲がる段付き状に形成された被係止部23と、上端部の外側に設けられたばね受け部24と、を有している。主弁体2の側面には、貫通孔25が形成され、この貫通孔25により弁室1Aと主弁体2の内部空間とが連通されている。また、支持部材13及び主弁体2のばね受け部13c,24間には、主弁ばね26が圧縮状態で配設されており、この主弁ばね26により主弁体2は主弁座1b方向(閉方向)に付勢されている。この主弁体2は、その内周面が副弁体3の副弁部31の外周面に進退案内される。
副弁体3は、全体略円柱状に形成されたステンレス製部材であって、主弁体2の内部に配設され、後述する駆動部4のロータ軸(軸部)50の下端部に一体に連結され、駆動部4によって進退及び回転駆動されるようになっている。この副弁体3は、その外周面に設けられて副弁ポート22の開度を変更するとともに、主弁体2を進退案内する副弁部31を有している。副弁体3の上側には、高滑性表面の金属製ワッシャ、フッ素樹脂等の高滑性樹脂製ワッシャ、あるいは高滑性樹脂コーディングされたワッシャからなるスラストワッシャ34が設けられ、このスラストワッシャ34が主弁体2の被係止部23を係止可能な係止部となっている。スラストワッシャ34は、副弁体3の上面及び被係止部23に当接可能になっており、その当接面同士の摩擦力が極めて小さくなるようになっている。
駆動部4は、電動モータとしてのステッピングモータ41と、ステッピングモータ41の回転により副弁体3を進退させるねじ送り機構42と、ステッピングモータ41の回転を規制するストッパ機構43と、を備える。
ステッピングモータ41は、外周部が多極に着磁されたマグネットロータ44と、ケース15の外周に配設されたステータコイル45と、マグネットロータ44に固定されて軸線L方向に延びるロータ軸50と、を備えている。ステッピングモータ41は、ステータコイル45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44が回転される。ロータ軸50は、固定部材50aを介してマグネットロータ44に固定された長尺棒状の部材であり、ステンレス等の金属材料を切削あるいは転造等の加工を施すことで、副弁体3と一体に形成されている。ロータ軸50の中間部には雄ねじ部50bが一体に形成され、この雄ねじ部52bが支持部材13の雌ねじ部13bに螺合し、これによってねじ送り機構42が構成されている。ロータ軸50の上端部はストッパ機構43のガイド46に挿入され、軸線L方向に案内されるようになっている。
駆動部4のマグネットロータ44及びロータ軸50が回転すると、雌ねじ部13bによって雄ねじ部50bが案内され、ねじピッチに応じて軸線L方向にマグネットロータ44及びロータ軸50が移動する。ここで、マグネットロータ44及びロータ軸50は、その正回転に伴って下降し、この下降に伴って副弁体3も下降する。一方、マグネットロータ44及びロータ軸50は、その逆回転に伴って上昇し、この上昇に伴って副弁体3も上昇する。
ストッパ機構43は、ケース15の天井部から垂下された円筒棒状のガイド46と、ガイド46の外周に固定されたガイドねじ47と、ガイドねじ47にガイドされて回転かつ上下動可能な可動スライダ48と、を備えている。可動スライダ48には、径方向外側に突出した爪部48aが設けられ、マグネットロータ44には、上方に延びて爪部48aと当接する延長部44aが設けられ、マグネットロータ44が回転すると、延長部44aが爪部48aを押すことで、可動スライダ48がガイドねじ47に倣って回転かつ上下するようになっている。
ガイドねじ47には、マグネットロータ44の最上端位置を規定する上端ストッパ47aと、マグネットロータ44の最下端位置を規定する下端ストッパ47bと、が形成されている。マグネットロータ44の正回転に伴って下降した可動スライダ48が下端ストッパ47bに当接すると、この当接した位置で可動スライダ48が回転不能となり、これによりマグネットロータ44の回転が規制され、副弁体3の下降も停止される。一方、マグネットロータ44の逆回転に伴って上昇した可動スライダ48が上端ストッパ47aに当接すると、この当接した位置で可動スライダ48が回転不能となり、これによりマグネットロータ44の回転が規制され、副弁体3の上昇も停止される。
次に、図3、4を参照して電動弁10の詳細構造、その動作について説明する。図3(A),(B)は、それぞれ電動弁10の一部を拡大して示す縦断面図であり、主弁体2及び副弁体3の先端部を拡大して示す縦断面図である。図4は、電動弁10における弁開度と流量の関係を示すグラフである。
図3に示すように、副弁体3の副弁部31は、円柱状の円柱部32と、この円柱部32よりも先端に向かって徐々に径が小さくなる円錐台状の円錐部(小径部)33と、を有して形成されている。円柱部32の直径は、主弁体2の内径よりも小さく形成され、円柱部32及び円錐部33の外周面と主弁体2の内周面との隙間によって冷媒が通過する流路Rが形成されている。図3(A)は、マグネットロータ44の最下端位置に対応して円柱部32が貫通孔25の内側にある位置であり、すなわち副弁ポート22に最も近接する第一位置の副弁体3を示している。図3(B)は、マグネットロータ44の回転により第一位置から副弁体3が上昇し、スラストワッシャ34が被係止部23に当接した位置であり、すなわち主弁体2に係合する第二位置の副弁体3を示している。副弁体3が第一位置から第二位置に向かって上昇することで、円錐部33が貫通孔25の内側に位置するようになり、副弁ポート22の開度が徐々に大きくなり、流路Rを通過する冷媒の流量が増加する。
以上の電動弁10は、以下のように動作する。まず、図1及び図3(A)の状態では、主弁体2の主弁部21が主弁座1bに着座し、主弁ポート1cが閉じられた弁閉状態である。一方、第一位置にある副弁体3は、円柱部32が貫通孔25の内側に位置し、その隙間に副弁ポート22の流路Rが形成されている。従って、一次継手管11から弁室1Aに流入し、さらに貫通孔25から流入した冷媒は、副弁ポート22の流路Rを通って主弁体2の内部に流れ、主弁ポート1cから二次継手管12に向かって流出する。すなわち、図4に示すように、弁開度がゼロであっても微少な流量が生じることとなる。
次に、駆動部4のステッピングモータ41を駆動してマグネットロータ44を逆回転させて副弁体3を上昇させることで、副弁体3の円錐部33が貫通孔25の内側に位置するようになり、その隙間に副弁ポート22の流路Rが形成される。ここで、円錐部33は徐々に直径が小さくなることから主弁体2の内周面との隙間が大きくなり、流路Rが拡大されることとなり、図4に示すように、流量が徐々に増加する。この際、主弁体2の主弁部21が主弁座1bに着座したままであるため、副弁体3が主弁体2に係合する第二位置までは、流量の増加は微少である。このように副弁体3を第一位置と第二位置との間で移動させて開度を変更する制御域が小流量制御域であって、この小流量制御域における副弁体3の開度(ステッピングモータ41の回転量)に対する流量の変化は極微少である。
次に、第二位置まで上昇させて主弁体2に係合した副弁体3をさらに上昇させると、図2及び図3(B)に示すように、副弁体3によって主弁体2が引き上げられ、主弁部21が主弁座1bから離間して弁開する。この際、主弁体2は、副弁体3の円柱部32及び支持部材13の主弁ガイド部13aによって案内される。このように主弁体2を着座位置(閉位置)から弁開位置(開位置)に向かって上昇させる制御域が大流量制御域であって、この大流量制御域における主弁体2の開度(ステッピングモータ41の回転量)に対する流量の変化は大きなものとなる。そして、図2及び図3(B)に示す弁開位置まで主弁体2を上昇させた全開状態において、流量は最大となる。ここで、全開状態における流量としては、一次継手管11及び二次継手管12の開口面積に対し、主弁部21と主弁座1bの隙間の開口面積が同等以上となり、主弁部21や主弁ポート1cによって流量が絞られない状態、すなわち電動弁10が単なる流路として機能するような開度に設定されている。また、駆動部4のステッピングモータ41を駆動してマグネットロータ44を正回転させて副弁体3を下降させることで、主弁ばね26に付勢された主弁体2も下降し、その主弁部21が主弁座1bに着座して主弁ポート1cが閉じられ、小流量制御域となる。
以上の本実施形態によれば、弁本体1の支持部材13に進退案内されるロータ軸50に副弁体3が一体に連結され、この副弁体3の円柱部32の外周面に主弁体2の内周面が進退案内されることで、主弁体2の振れを抑制することができ、主弁体2を主弁ポート1cに確実に着座させることにより弁漏れを防止することができる。従って、副弁ポート22を開いた小流量制御時の流量への影響を小さくして、小流量制御域での流量を適切に制御することができる。このように副弁体3によって主弁体2を進退案内する構成を採用したことで、主弁体2を案内するための別途の案内機構を省略又は簡略することができるので、電動弁10の構造を簡単にして小型化を図ることができる。
また、副弁体3に一体に連結されたロータ軸50の雄ねじ部50bが雌ねじ部13bに案内されて副弁体3が進退駆動されることで、駆動部4により副弁体3を直接的に駆動することができ、副弁体3のがたつきを抑制して小流量制御域における流量制御の精度を向上させることができる。
また、主弁体2の貫通孔25の内側に、副弁部31の円柱部32を位置させる第一位置と、副弁部3の円錐部33を位置させる第二位置と、に亘って副弁体3を移動させることによって副弁ポート22の開度を徐々に変更することができる。この際、円柱部32と主弁体2の内周面との隙間を微小にすることで、第一位置における副弁ポート22の流量を極小流量まで絞ることができるとともに、円柱部32によって主弁体2を進退案内する際のガタ(主弁体の振れ)を小さくすることができる。
また、第一位置にある副弁体3の円柱部32の外周面と主弁体2の内周面との隙間によって流路Rが形成されることで、この流路Rによって常に流量が確保される弁開タイプの電動弁10を構成することができる。このような弁開タイプの電動弁10とすることで、家庭用エアコン等の除湿機能を有した空気調和機に好適に利用することができる。さらに、円柱部32の外周面と主弁体2の内周面との隙間によって流路Rが形成されることで、この流路Rの開口面積を厳密に規定することができ、第一位置に副弁体3があるときの小流量を適切に確保ことができる。
また、副弁部31よりもロータ軸50の側に係止部であるスラストワッシャ34が設けられているので、副弁ポート22から主弁体2の内部を通って主弁ポート1cに流れる冷媒が係止部を通らず、スラストワッシャ34と被係止部23との間に異物が噛み込む事態を抑止することができ、主弁体2を確実に着座させて弁漏れを防止することができる。
また、弁本体1に固定される支持部材13が主弁ガイド部13aと雌ねじ部13bとばね受け部13cとを有し、主弁ガイド部13aにより主弁体2を軸線L方向に進退案内することで、主弁体2の振れを抑制することができ、主弁座1bに確実に着座させることにより弁漏れを防止することができる。従って、副弁ポート22を開いた小流量制御時の流量への影響を小さくして、小流量制御域での流量を適切に制御することができる。また、支持部材13が樹脂成形部材で構成されていることで、支持部材13や主弁体2の摩耗を抑制することができ、電動弁10の耐久性を向上させることができる。
次に、図5に基づいて本発明の冷凍サイクルシステムについて説明する。冷凍サイクルシステム90は、例えば、家庭用エアコン等の空気調和機に用いられる。前記実施形態の電動弁10は、空気調和機の第1室内側熱交換器91(除湿時冷却器として作動)と第2室内側熱交換器92(除湿時加熱器として作動)との間に設けられており、圧縮機93、四方弁94、室外側熱交換器95および電子膨張弁96とともに、ヒ−トポンプ式冷凍サイクルを構成している。第1室内側熱交換器91と第2室内側熱交換器92及び電動弁10は室内に設置され、圧縮機93、四方弁94、室外側熱交換器95および電子膨張弁96は室外に設置されていて冷暖房装置を構成している。
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。例えば、前記実施形態では、家庭用エアコン等の空気調和機に用いられる電動弁10を例示したが、本発明の電動弁は、家庭用エアコンに限らず、業務用エアコンであってもよいし、空気調和機に限らず、各種の冷凍機等にも適用可能である。
また、前記実施形態では、ねじ送り機構42がロータ軸50の雄ねじ部50bと支持部材13の雌ねじ部13bとで構成されていたが、副弁体3を進退駆動するねじ送り機構の構成は前記実施形態のものに限らず、任意の構成が採用可能である。さらに、副弁体を進退駆動する機構としては、ねじ送り機構に限らず、適宜な機構が適用可能である。
また、前記実施形態では、ストッパ機構43がケース15の天井部に設けられたガイド46、ガイドねじ47及び可動スライダ48によって構成されていたが、ストッパ機構としては、マグネットロータ44の回転を規制できるものであればよく、その配設位置や構造は特に限定されない。例えば、マグネットロータの内側や下側にストッパ機構が設けられていてもよい。
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
10 電動弁
1d 主弁ポート
2 主弁体
3 副弁体
4 駆動部
13 支持部材
13a 主弁ガイド部
13b 雌ねじ部
13c ばね受け部
22 副弁ポート
23 被係止部
25 貫通孔
26 主弁ばね
31 副弁部
32 円柱部
33 円錐部(小径部)
34 スラストワッシャ(係止部)
35 貫通流路
42 ねじ送り機構
50b 雄ねじ部
91 第1室内側熱交換器
92 第2室内側熱交換器
93 圧縮機
95 室外側熱交換器

Claims (4)

  1. 弁室を有する弁本体と、前記弁室の主弁ポートを開閉する主弁体と、前記主弁体に設けられた副弁ポートの開度を可変にする副弁体と、前記副弁体を軸線方向に進退駆動する駆動部と、を備え、前記副弁体が前記副弁ポートの開度を変更する小流量制御域と、前記主弁体が前記主弁ポートを開閉する大流量制御域と、の二段の流量制御域を有する電動弁であって、
    前記小流量制御域において、前記副弁体は、前記副弁ポートに最も近接した第一位置と、前記駆動部の駆動力により前記副弁ポートを開く開方向に移動されて前記主弁体に係合する第二位置と、の間を移動し、
    前記大流量制御域において、前記主弁体は、前記主弁ポートに着座する閉位置と、前記駆動部の駆動力により前記第二位置に移動した前記副弁体と一体的に移動して前記主弁ポートを開放する開位置と、の間を移動し、
    前記副弁体は、全体柱状に形成される副弁部と、前記副弁部と一体に連結されて前記駆動部に延びる軸部と、を有し、前記軸部が前記弁本体の支持部に軸線方向に進退案内され、
    前記主弁体は、全体筒状に形成されるとともに、その内周面が前記副弁体の前記副弁部の外周面に進退案内され
    前記主弁体の側面に貫通孔が設けられ、
    前記副弁部は、円柱状に形成されて、駆動部の駆動力により軸線方向に移動して前記主弁体の内周面と摺接する円柱部と、前記円柱部から先端側に向かって徐々に径小となる小径部と、を有して形成され、
    前記副弁体の前記第一位置において、前記円柱部が前記貫通孔の内側に位置し、前記主弁体の内周面と前記円柱部との隙間によって前記副弁ポートが構成され、
    前記副弁体の前記第二位置において、前記小径部が前記貫通孔の内側に位置し、前記主弁体の内周面と前記小径部との隙間によって前記副弁ポートが構成されることを特徴とする電動弁。
  2. 前記駆動部は、前記副弁体の前記軸部に設けられた雄ねじ部と、前記弁本体の前記支持部に設けられて前記雄ねじ部に螺合して案内する雌ねじ部と、を有したねじ送り機構を備え、
    前記駆動部の駆動により前記雄ねじ部が前記雌ねじ部に回転案内されることで、前記副弁体が軸線方向に沿って進退駆動されることを特徴とする請求項1に記載の電動弁。
  3. 前記副弁体は、前記副弁部よりも前記軸部の側に設けられる係止部を有し、
    前記主弁体は、その内周面よりも径方向内側に突出して前記係止部に係止される被係止部を有して構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の電動弁。
  4. 圧縮機と、凝縮器と、膨張弁と、蒸発器と、を含む冷凍サイクルシステムであって、
    請求項1〜のいずれか一項に記載の電動弁が、前記膨張弁として用いられていることを特徴とする冷凍サイクルシステム。
JP2018016786A 2018-02-01 2018-02-01 電動弁及び冷凍サイクルシステム Active JP6845817B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018016786A JP6845817B2 (ja) 2018-02-01 2018-02-01 電動弁及び冷凍サイクルシステム
CN201910036129.0A CN110107695B (zh) 2018-02-01 2019-01-15 电动阀以及冷冻循环系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018016786A JP6845817B2 (ja) 2018-02-01 2018-02-01 電動弁及び冷凍サイクルシステム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019132394A JP2019132394A (ja) 2019-08-08
JP6845817B2 true JP6845817B2 (ja) 2021-03-24

Family

ID=67483383

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018016786A Active JP6845817B2 (ja) 2018-02-01 2018-02-01 電動弁及び冷凍サイクルシステム

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6845817B2 (ja)
CN (1) CN110107695B (ja)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7208127B2 (ja) * 2019-10-11 2023-01-18 株式会社鷺宮製作所 電動弁及び冷凍サイクルシステム
CN111022653B (zh) * 2019-11-18 2022-03-22 宁波奥克斯电气股份有限公司 一种电子膨胀阀、调节方法以及空调器
JP7361628B2 (ja) * 2020-02-19 2023-10-16 株式会社鷺宮製作所 電動弁及び冷凍サイクルシステム
CN113339511A (zh) * 2020-03-03 2021-09-03 浙江盾安禾田金属有限公司 电子膨胀阀螺母座结构及其安装方法
JP7267970B2 (ja) * 2020-04-07 2023-05-02 株式会社鷺宮製作所 二段式電動弁及び冷凍サイクルシステム
JP7391003B2 (ja) * 2020-10-23 2023-12-04 株式会社鷺宮製作所 電動弁
JP7449844B2 (ja) * 2020-11-27 2024-03-14 株式会社鷺宮製作所 電動弁
CN116428371A (zh) * 2020-12-14 2023-07-14 广东威灵电机制造有限公司 电子膨胀阀以及制冷设备
JP7465845B2 (ja) * 2021-04-15 2024-04-11 株式会社鷺宮製作所 電動弁及び冷凍サイクルシステム
CN115370754A (zh) * 2021-05-17 2022-11-22 丹佛斯有限公司 流量控制阀
JP7248922B2 (ja) * 2021-06-23 2023-03-30 ダイキン工業株式会社 空気調和装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS594200Y2 (ja) * 1976-09-10 1984-02-06 焼結金属工業株式会社 安全スピ−ド調整弁
JPH0332945Y2 (ja) * 1985-05-13 1991-07-12
JPH0665915B2 (ja) * 1987-03-27 1994-08-24 株式会社鷺宮製作所 可逆電動膨張弁
JP2002156050A (ja) * 2000-11-20 2002-05-31 Toyo Keiki Co Ltd 流量制御弁
WO2006108930A1 (fr) * 2005-04-11 2006-10-19 Burner Systems International (Bsi) Robinet a gaz
JP3145048U (ja) * 2008-07-11 2008-09-25 株式会社鷺宮製作所 電動膨張弁及び冷凍サイクル
JP2012117584A (ja) * 2010-11-30 2012-06-21 Saginomiya Seisakusho Inc 電動流量制御弁
CN202182593U (zh) * 2011-08-05 2012-04-04 株式会社鹭宫制作所 膨胀阀、热泵式制冷循环设备和空气处理机组
CN202274126U (zh) * 2011-09-05 2012-06-13 浙江盾安禾田金属有限公司 一种电子膨胀阀
JP5830567B2 (ja) * 2014-04-23 2015-12-09 株式会社不二工機 電動弁
CN104534142A (zh) * 2015-01-12 2015-04-22 浙江三花股份有限公司 电动阀及其止动装置
JP6555895B2 (ja) * 2015-02-17 2019-08-07 株式会社不二工機 電動弁
CN204784967U (zh) * 2015-05-28 2015-11-18 浙江盾安禾田金属有限公司 一种电子膨胀阀
CN106870750A (zh) * 2015-12-10 2017-06-20 浙江三花智能控制股份有限公司 二段式电子膨胀阀
JP6240243B2 (ja) * 2016-03-07 2017-11-29 株式会社鷺宮製作所 電動弁及び電動弁の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019132394A (ja) 2019-08-08
CN110107695A (zh) 2019-08-09
CN110107695B (zh) 2020-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6845817B2 (ja) 電動弁及び冷凍サイクルシステム
JP6857624B2 (ja) 電動弁及び冷凍サイクルシステム
JP6909740B2 (ja) 電動弁及び冷凍サイクルシステム
JP6194157B2 (ja) 電動弁
JP6978391B2 (ja) 電動弁及び冷凍サイクルシステム
JP5019862B2 (ja) パイロット型制御弁
JP6209231B2 (ja) 電動弁
JP4570484B2 (ja) 複合弁およびヒートポンプ式空気調和装置およびその制御方法
JP7383774B2 (ja) 電動弁及び冷凍サイクルシステム
JP2018003899A (ja) 電動弁
JP2022095807A (ja) 電動弁及び冷凍サイクルシステム
CN113883284B (zh) 电动阀以及冷冻循环系统
JP2024010029A (ja) 電動弁及び冷凍サイクルシステム
JP7208127B2 (ja) 電動弁及び冷凍サイクルシステム
JP6194403B2 (ja) 電動弁
JP2020169661A (ja) 電動弁及び冷凍サイクルシステム
JP7491734B2 (ja) 電動弁及び冷凍サイクルシステム
JP7349415B2 (ja) 二段式電動弁及び冷凍サイクルシステム
JP7453091B2 (ja) 電動弁および冷凍サイクルシステム
JP7478881B2 (ja) 電動弁及び冷凍サイクルシステム
JP7509962B2 (ja) 電動弁及び冷凍サイクルシステム
JP7264975B2 (ja) 電動弁及び冷凍サイクルシステム
JP7254678B2 (ja) 電動弁および冷凍サイクルシステム
JP7509961B2 (ja) 電動弁及び冷凍サイクルシステム
JP2023094136A (ja) 電動弁および冷凍サイクルシステム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20191204

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20201013

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201110

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201218

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210216

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210226

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6845817

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150