JPH08123554A

JPH08123554A - 流量弁の制御装置

Info

Publication number: JPH08123554A
Application number: JP6258210A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Suzuki; 康浩鈴木
Original assignee: Matsushita Seiko Co Ltd
Current assignee: Panasonic Ecology Systems Co Ltd
Priority date: 1994-10-24
Filing date: 1994-10-24
Publication date: 1996-05-17

Abstract

(57)【要約】【目的】空気調和機の水回路と冷媒回路内の流体の流
量を制御する流量弁の、開弁時に起こる弁固着を防止す
る流量弁の制御装置を提供することを目的とする。【構成】弁開閉入力部１１０と、制御部１と、高電圧
弁駆動回路４と、低電圧弁駆動回路５と、モータ１１３
を備え、弁開閉入力部１１０からの入力を、制御部１で
判断し、開弁時は高電圧、閉弁時は低電圧にてモータ１
１３を駆動するようにした構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気調和機の、水回路
と冷媒回路内の流体の流量を制御する流量弁の、制御装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、流量弁は弁本体の温度変化による
弁の歪みや、流体の中に含まれている不純物が、弁部分
に付着することによって起こる、弁固着が問題となって
おり、弁固着を防止する制御装置の確立が求められてい
る。

【０００３】従来、この種の流量弁の制御装置は、図５
および図６に示すように、本体１０１内には、ドライバ
１０２と、弁１０３と、弁押え１０４と、弁押え１０４
のシャフトとドライバ１０２との接続にねじ部１０５
と、上部ストッパ１０６と、下部ストッパ１０７と、入
口部１０８と、出口部１０９が設けられ、弁の制御に
は、弁開閉入力部１１０と、制御部１１１と、弁駆動回
路部１１２と、正逆転可能なモータ１１３と、流量弁１
１４を設け、制御部１１１には、開弁判断部１１５と、
開弁出力部１１６と、閉弁出力部１１７が設けられてい
る。

【０００４】上記構成において、流量弁１１４開弁時に
は、弁開閉入力部１１０からの開弁入力を、制御部１１
１内の開弁判断部１１５により判断し、開弁出力部１１
６からの信号を、弁駆動回路部１１２で一定電圧の駆動
波形に変換して、要求開度にてモータ１１３を駆動す
る。そして、モータ１１３の動力は本体１０１内のドラ
イバ１０２に伝達され、ドライバ１０２が回転し、ねじ
部１０５の作用により、弁押え１０４が下方に移動す
る。この移動により、弁１０３と下部ストッパ１０７の
間に隙間が生じ、入口部１０８にある加圧された流体は
出口部１０９へ流れる。ドライバ１０２の回転により、
弁１０３と下部ストッパ１０７の間の隙間を制御して、
任意に流体の流量を変更していた。

【０００５】また、流量弁１１４の閉弁時には、弁開閉
入力部１１０からの閉弁入力を、制御部１１１内の開弁
判断部１１５により判断し、閉弁出力部１１７からの信
号を、弁駆動回路１１２で一定電圧の駆動波形に変換し
て、要求開度にてモータ１１３を開弁方向と逆回転で駆
動する。そして、モータ１１３の動力は本体１０１内の
ドライバ１０２に伝達され、ドライバ１０２が回転し、
ねじ部１０５の作用により、弁押え１０４が上方に移動
する。この移動により、弁１０３と下部ストッパ１０７
の間の隙間が小さくなっていき、出口部１０９へ流れる
流体の流量は減少していく。また、弁１０３と下部スト
ッパ１０７の間の隙間が０になるまでドライバ１０２を
回転して、出口部１０９を通る流体の流量を０にしてい
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の流量
弁１１４では、弁を全閉にした状態で放置すると、弁本
体１０１と、弁押え１０４の材料の違いで、熱膨張率が
違うため、温度変化により弁１０３に歪みが生じ、ねじ
部１０５に大きな力がかかる。また、長時間流体を流す
と、流体の中に含まれている不純物が弁１０３の周囲に
付着する。このような状態で開弁するには、ドライバ１
０２を大きなトルクで回転しなければならない。すなわ
ち、開弁時には、モータ１１３の駆動トルクを大きくし
なければ開弁できず、流体は冷暖房回路に流れないの
で、冷暖房できないという問題があった。

【０００７】本発明は上記課題を解決するもので、弁の
固着を防止することができ、確実な流量制御が可能とな
る流量弁の制御装置を提供することを第１の目的とす
る。

【０００８】第２の目的は、大きなトルクで開弁するこ
とで、弁の固着を防止し、確実な流量制御を、より簡便
な構成で可能にすることにある。

【０００９】第３の目的は、必要なときのみ大きなトル
クで開弁することで、弁の固着を防止し、確実な流量制
御を、迅速かつ高い制御性にて可能にすることにある。

【００１０】第４の目的は、全閉時から一定時間経過後
に、弁の開閉動作を行うことにより、弁の歪みを押え、
且つ、不純物の付着による、弁の固着を防止し、確実な
流量制御を簡便な構成で可能にすることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の流量弁制御装置
は上記第１の目的を達成するために、第１の手段は、空
気調和機の水回路または冷媒回路に設けられ、モータの
駆動により通路を開閉して流体の流量を調節する流量弁
と、この流量弁の弁開閉の信号が入力される弁開閉の入
力部と、この弁開閉の入力部からの信号をもとに開弁か
閉弁かを判断して信号を出力する制御部と、この制御部
からの信号を入力して前記モータを駆動する高電圧弁駆
動回路および低電圧弁駆動回路とを備え、前記制御部を
弁開放時には前記高電圧弁駆動回路に、弁閉鎖時には前
記低電圧弁駆動回路に出力する構成とする。

【００１２】また、第２の目的を達成するために第２の
手段は、第１の手段の高電圧弁駆動回路および低電圧弁
駆動回路に変え、モータを駆動する弁駆動回路を設け、
この弁駆動回路に開弁時は低速の信号を、閉弁時は高速
の信号を出力する制御部を設けた構成とする。

【００１３】また、第３の目的を達成するために第３の
手段は、流量弁の現在の弁の開度状態を判断する判断部
を設け、弁が全閉の近傍にあるときにおいては、開放時
は低速運転の信号を出力し、閉鎖時は高速運転の信号を
出力し、全閉の近傍以外にあるときにおいては一定速度
でモータを駆動するように弁駆動回路に信号を出力する
制御部を設けた構成とする。

【００１４】また、第４の目的を達成するために第４の
手段は、タイマーを設け、全閉時から一定時間経過後に
弁を開閉するように弁駆動回路に信号を出力する制御部
を設けた構成とする。

【００１５】

【作用】本発明は上記した第１の手段の構成により、弁
開閉入力部からの入力を、制御部で判断し、開弁時は高
電圧、閉弁時は低電圧にてモータを駆動するので、閉弁
時は小さなトルク、開弁時は大きなトルクで開弁するこ
とが可能となり、開弁トルク不足による弁の固着を防止
することができる。

【００１６】また、第２の手段の構成により、弁開閉入
力部からの入力を、制御部で判断し、開弁時は低速、閉
弁時は高速にてモータを駆動し、モータの低速では大き
なトルク、高速では小さなトルクが発生する特性を利用
して、閉弁時は小さなトルク、開弁時は大きなトルクで
開弁することが可能となり、開弁トルク不足による弁の
固着をより簡便な方法で防止することができる。

【００１７】また、第３の手段の構成により、開弁時
と、閉弁時の全閉の近傍のみ異なる速度にて流量弁を駆
動するように制御部で判断し、開弁時は低速、閉弁時は
高速、全閉の近傍以外の開度は一定速度にてモータを駆
動する。閉弁時は小さなトルク、開弁時は大きなトルク
で開弁することが可能となり、さらに、使用頻度の高い
領域では一定速度で弁を開閉することができるので、流
量弁の制御性が高くなり、且つ、開弁トルク不足による
弁の固着を防止することができる。

【００１８】また、第４の手段の構成により、全閉時か
らの経過時間を制御部で認識し、一定時間経過後に、弁
の開閉動作を行う。弁を開閉することにより、弁の歪み
を押えることができ、かつ、不純物の付着による、弁の
固着を防止することが簡便な構成で実現することができ
る。

【００１９】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明の第１実施例について、図１
を参照しながら説明する。

【００２０】なお、従来例と同一部分には同一番号をつ
けて詳細な説明は省略する。図に示すように、制御部１
には開弁判断部１１５により開弁か閉弁かを判断され、
開弁すると判断された場合に高電圧で開弁する信号を出
力する高電圧開弁出力部２および、閉弁すると判断され
た場合に低電圧で閉弁する信号を出力する低電圧閉弁出
力部３を設ける。

【００２１】そして、制御部１に設けた高電圧開弁出力
部２からの信号を高電圧の駆動波形に変換してモータ１
１３を駆動する高電圧弁駆動回路４および低電圧閉弁出
力部３からの信号を低電圧の駆動波形に変換してモータ
１１３を駆動する低電圧弁駆動回路５を設ける。

【００２２】上記構成により、流量弁１１４開弁時に
は、弁開閉入力部１１０からの開弁入力を、制御部１内
の開弁判断部１１５により判断し、高電圧開弁出力部２
からの信号を、高電圧弁駆動回路４で高電圧の駆動波形
に変換して、要求開度にてモータ１１３を駆動して流量
弁１１４を開弁する。

【００２３】また、流量弁１１４閉弁時には、弁開閉入
力部１１０からの閉弁入力を、制御部１内の開弁判断部
１１５により判断し、低電圧閉弁出力部３からの信号
を、低電圧弁駆動回路５で低電圧の駆動波形に変換し
て、要求開度にてモータ１１３を開弁方向と逆回転で駆
動して流量弁１１４を閉弁する。

【００２４】このように本発明の第１実施例の流量弁の
制御装置によれば、弁開閉入力部１１０からの入力を、
制御部１で判断し、開弁時は高電圧、閉弁時は低電圧に
てモータ１１３を駆動するので、閉弁時は小さなトル
ク、開弁時は大きなトルクで開弁することが可能とな
り、開弁トルク不足による弁の固着を防止することがで
きる。

【００２５】（実施例２）以下、本発明の第２実施例に
ついて、図２を参照しながら説明する。

【００２６】なお、第１実施例と同一部分については、
同一番号をつけて詳細な説明は省略する。

【００２７】図に示すように、制御部１Ａには開弁判断
部１１５により開弁か閉弁かを判断され、開弁すると判
断された場合に低速で開弁する信号を出力する低速開弁
出力部６および、閉弁すると判断された場合に高速で閉
弁する信号を出力する高速閉弁出力部７を設ける。

【００２８】そして、制御部１Ａに設けた低速開弁出力
部６および高速閉弁出力部７からの信号を一定電圧の駆
動波形に変換してモータ１１３を駆動する弁駆動回路８
を設ける。

【００２９】上記構成により、流量弁１１４開弁時に
は、弁開閉入力部１１０からの開弁入力を、制御部１Ａ
内の開弁判断部１１５により判断し、低速開弁出力部６
からの信号を、弁駆動回路８で一定電圧の駆動波形に変
換して、要求開度にてモータ１１３を駆動して流量弁１
１４を開弁する。

【００３０】また、流量弁１１４閉弁時には、弁開閉入
力部１１０からの閉弁入力を、制御部１Ａ内の開弁判断
部１１５により判断し、高速閉弁出力部７からの信号
を、弁駆動回路８で一定電圧の駆動波形に変換して、要
求開度にてモータ１１３を開弁方向と逆回転で駆動して
流量弁１１４を閉弁する。

【００３１】このように本発明の第２実施例の流量弁の
制御装置によれば、弁開閉入力部１１０からの入力を、
制御部１Ａで判断し、開弁時は低速、閉弁時は高速にて
モータ１１３を駆動し、モータ１１３の低速運転では大
きなトルク、高速運転では小さなトルクが発生する特性
を利用して、閉弁時は小さなトルク、開弁時は大きなト
ルクで開弁することが可能となり、開弁トルク不足によ
る弁の固着を、従来例に示す構成の制御部１１１の中の
開・閉弁出力部の変更、すなわち制御ソフトのみの変更
で防止することができる。

【００３２】（実施例３）以下、本発明の第３実施例に
ついて、図３を参照しながら説明する。

【００３３】なお、第１実施例と同一部分については、
同一番号をつけて詳細な説明は省略する。

【００３４】図に示すように、制御部１Ｂには開弁判断
部１１５により開弁か閉弁かを判断され、開弁すると判
断された場合においては、弁の現在開度を判断する現在
開度判断部９ａおよび弁の開度が目標値以下の場合に一
定開度低速開弁出力信号を出力する低速で開弁する信号
を出力する一定開度低速開弁出力部１０ａを設け、一定
開度低速開弁出力部１０ａからの信号が弁駆動回路８に
入力するように設ける。

【００３５】また、現在開度判断部９ａで判断された弁
の開度が目標値以下の場合に一定速度の開弁出力信号を
出力する一定速度開弁出力部１１を設け、一定速度開弁
出力部１１からの信号が弁駆動回路８に入力するように
設ける。

【００３６】そして、開弁判断部１１５により開弁か閉
弁かを判断され、閉弁すると判断された場合において
は、弁の現在開度を判断する現在開度判断部９ｂおよび
弁の開度が目標値以下の場合に一定開度一定速度で閉弁
する出力信号を出力する一定開度一定速度閉弁出力部１
０ｂを設け、一定開度一定速度閉弁出力部１０ｂからの
信号を弁駆動回路８に入力するように設ける。

【００３７】また、現在開度判断部９ｂで判断された弁
の開度が目標値以下の場合に高速の閉弁出力信号を出力
する高速閉弁出力部１２を設け、高速閉弁出力部１２か
らの信号を弁駆動回路８に入力するように設ける。

【００３８】上記構成により、流量弁１１４開弁時に
は、弁開閉入力部１１０からの開弁入力を、制御部１Ｂ
内の開弁判断部１１５により判断し、現在開度判断部９
ａにより現在開度を判断し、現在開度が全閉近傍の目標
値以下ならば、一定開度低速開弁出力部１０ａからの信
号を、弁駆動回路８で一定電圧の駆動波形に変換して、
目標開度まで低速でモータ１１３を駆動し、目標開度を
越えたら、一定速度開弁出力部１１により一定速度でモ
ータ１１３を駆動して流量弁１１４を開弁する。

【００３９】一方、現在開度判断部９ａにより、現在開
度が全閉近傍の目標値を越えると判断されると、一定速
度開弁出力部１１からの信号を、弁駆動回路８で一定電
圧の駆動波形に変換して、一定速度にてモータ１１３を
駆動して流量弁１１４を開弁する。

【００４０】また、流量弁１１４閉弁時には、弁開閉入
力部１１０からの閉弁入力を、制御部１Ｂ内の開弁判断
部１１５により判断し、現在開度判断部９ｂにより現在
開度を判断し、現在開度が全閉近傍の目標値以下なら
ば、高速閉弁出力部１２からの信号を、弁駆動回路８で
一定電圧の駆動波形に変換して、高速にてモータ１１３
を開弁方向と逆回転で駆動して流量弁１１４を閉弁す
る。一方、現在開度判断部９ｂにより、現在開度が全閉
近傍の目標値を越えると判断されると、一定開度一定速
度閉弁出力部１０ｂからの信号を、弁駆動回路８で一定
電圧の駆動波形に変換して、目標開度まで一定速度でモ
ータ１１３を、開弁方向と逆回転で駆動し、目標開度を
越えたら、高速閉弁出力部１２により、高速でモータ１
１３を開弁方向と逆回転で駆動して流量弁１１４を閉弁
する。

【００４１】このように本発明の第３実施例の流量弁の
制御装置によれば、開弁時と、閉弁時の全閉の近傍の
み、開弁時は低速、閉弁時は高速でモータ１１３を駆動
し、全閉の近傍以外の開度は一定速度にてモータ１１３
を駆動するので、閉弁時は小さなトルク、開弁時は大き
なトルクで開弁することが可能となり、さらに、使用頻
度の高い領域では、一定速度で弁を開閉することができ
るので、開弁でも閉弁でも、変位量が同じならば目標開
度に達する時間に差異はなく、流量弁１１４の制御性が
高くなり、かつ、開弁トルク不足による弁の固着を防止
することができる。

【００４２】（実施例４）以下、本発明の第４実施例に
ついて、図４を参照しながら説明する。

【００４３】なお、第１実施例と同一部分については、
同一番号をつけて詳細な説明は省略する。

【００４４】図に示すように、弁全閉入力部１３からの
弁全閉信号が入力される制御部１Ｃには一定経過時間タ
イマー部１４を設け、一定時間経過後に一定開度で開弁
する出力を送る一定開度開弁出力部１５を設け、一定開
度開弁出力部１５からの信号が弁駆動回路８に入力され
るように設けるとともに、一定開度後、一定開度で閉弁
する出力を送る一定開度閉弁出力部１６を設け、一定開
度閉弁出力部１６からの信号が弁駆動回路８に入力され
るように設ける。

【００４５】上記構成により、弁全閉入力部１３からの
弁全閉信号を受けて、制御部１Ｃに設けた一定経過時間
タイマー部１４で、一定時間経過後に、一定開度開弁出
力部１５からの信号を、弁駆動回路８で、一定電圧の駆
動波形に変換して、一定開度までモータ１１３を駆動
し、次に、一定開度閉弁出力部１６からの信号を、弁駆
動回路８で、一定電圧の駆動波形に変換して、一定開度
までモータ１１３を開弁方向と逆回転で駆動して流量弁
１１４を開閉する。

【００４６】流量弁１１４の開閉が完了すると、再び一
定経過時間タイマー部１４が働き同じ動作を繰返す。一
定経過時間タイマー部１４が働いているときに、他から
開弁の入力があった場合は、従来の制御に移行し、再び
全閉の入力があったときにはこの制御が働くこととな
る。

【００４７】このように本発明の第４実施例の流量弁１
１４によれば、全閉時から一定時間経過後に弁の開閉動
作を行うことにより、流量弁１１４の温度が、通過する
流体の温度により一定に保つことができるので、温度変
化による弁の歪みを小さくすることができ、かつ、長時
間放置による不純物の付着を押えることができるので、
弁の固着を防止することが簡便な構成で実現することが
できる。

【００４８】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明によれば、弁開閉入力部からの入力を、制御部で判断
し、開弁時は高電圧、閉弁時は低電圧にて流量弁を開閉
するモータを駆動するように制御できるため、閉弁時は
小さなトルク、開弁時は大きなトルクで開弁することが
可能となり、開弁トルク不足による弁の固着を防止する
ことができる流量弁の制御装置を提供できる。

【００４９】また、弁開閉入力部からの入力を、制御部
で判断し、開弁時は低速、閉弁時は高速にてモータを駆
動するように制御できるため、閉弁時は小さなトルク、
開弁時は大きなトルクで開弁することが可能となり、開
弁トルク不足による弁の固着をより簡便な方法で防止す
ることができる。

【００５０】また、開弁時と、閉弁時の全閉の近傍のみ
異なる速度にてモータを駆動するように制御部で判断
し、開弁時は低速、閉弁時は高速、全閉の近傍以外の開
度は一定速度にてモータを駆動するように制御できるた
め、使用頻度の高い領域では一定速度で弁を開閉するこ
とができるので、流量弁の制御性が高くなり、かつ、開
弁トルク不足による弁の固着を防止することができる。

【００５１】また、全閉時からの経過時間を制御部で認
識し、一定時間経過後に、弁の開閉動作を行うように制
御できるため、弁を開閉することにより、弁の歪みを押
えることができ、かつ、不純物の付着による弁の固着を
防止することが簡便な構成で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の流量弁の制御装置の制御
回路を示すブロック図

【図２】同第２実施例の流量弁の制御装置の制御回路を
示すブロック図

【図３】同第３実施例の流量弁の制御装置の制御回路を
示すブロック図

【図４】同第４実施例の流量弁の制御装置の制御回路を
示すブロック図

【図５】従来の流量弁の構造を示す断面図

【図６】同流量弁の制御回路を示すブロック図

【符号の説明】

１制御部１Ａ制御部１Ｂ制御部１Ｃ制御部２高電圧開弁出力部３低電圧閉弁出力部４高電圧弁駆動回路５低電圧弁駆動回路６低速開弁出力部７高速閉弁出力部８弁駆動回路９ａ現在開度判断部９ｂ現在開度判断部１０ａ一定開度低速開弁出力部１０ｂ一定開度一定速度閉弁出力部１１一定速度開弁出力部１２高速閉弁出力部１３弁全閉入力部１４一定経過時間タイマー部１５一定開度開弁出力部１６一定開度閉弁出力部１１０弁開閉入力部１１３モータ１１４流量弁１１５開弁判断部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空気調和機の、水回路または冷媒回路内
に設けられ、モータの駆動により通路を開閉して、流体
の流量を調節する流量弁と、この流量弁の弁開閉の信号
が入力される弁開閉の入力部と、この弁開閉の入力部か
らの信号をもとに開弁か閉弁かを判断して信号を出力す
る制御部と、この制御部からの信号を入力して前記モー
タを駆動する高電圧弁駆動回路および低電圧弁駆動回路
とを備え、前記制御部を弁開放時には前記高電圧弁駆動
回路に、弁閉鎖時には前記低電圧弁駆動回路に出力する
構成とした流量弁の制御装置。
【請求項２】モータを駆動する弁駆動回路と、この弁
駆動回路に開弁時は低速の信号を、閉弁時は高速の信号
を出力する制御部を設けた請求項１記載の流量弁の制御
装置。
【請求項３】流量弁の現在の弁の開度状態を判断する
判断部を設け、弁が全閉の近傍にあるときにおいては、
開放時は低速運転の信号を出力し、閉鎖時は高速運転の
信号を出力し、全閉の近傍以外にあるときにおいては一
定速度でモータを駆動するように弁駆動回路に信号を出
力する制御部を設けた請求項１記載の流量弁の制御装
置。
【請求項４】タイマーを設け、全閉時から一定時間経
過後に弁を開閉するように弁駆動回路に信号を出力する
制御部を設けた請求項１記載の流量弁の制御装置。