(57)【要約】【課題】電動弁を流れる冷媒が、正逆の流れ方向に拘わらず、同一流量とする。【解決手段】弁室内の弁体により流体の通過流量を調整する弁本体１２と、該弁本体１２に固着され弁体１３を作動させるロータ１７を内蔵するキャン１６と、キャン１６に外嵌されロータ１７を回転駆動するステータ１８とを備えた電動弁１０において、弁体１３は回転可能とし、流体の流れ方向が正逆いずれに拘わらず、流量が略同一となるように構成する。そのため、弁体１３は、外面円筒形状でこの円筒の中心線を軸として回転するようにし、弁体１３には冷媒を流路２ａ，２ｂ間で連通させるオリフィス１３ａと切欠き部１３ｂを形成する。【選択図】図１
2008292003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁室内の弁体により流体の通過流量を調整する弁本体と、該弁本体に固着され前記弁体を作動させるロータを内蔵するキャンと、該キャンに外嵌され前記ロータを回転駆動するステータとを備えた電動弁において、前記弁体は、回転可能とし、流体の流れ方向が正逆いずれに拘わらず、流量が略同一となるように構成することを特徴とする電動弁。
【請求項２】
弁本体と、該弁本体に固着されるキャンと、該キャンに嵌合されるロータとを備えた電動弁において、前記弁本体の弁室内にはロータに連動して回転する弁体を設け、流体の流れ方向が正逆いずれに拘わらず、流体の圧力に伴って形成される弁本体と弁体との隙間の大きさが略同一となるように構成することを特徴とする電動弁。
【請求項３】
弁体は、外面円筒形状でこの円筒の中心線を軸として回転するようにし、弁体には流体を両流路間で連通させる弁体流路を形成することを特徴とする請求項１又は２記載の電動弁。
【請求項４】
弁体に弁体流路を複数設け、それぞれの弁体流路の断面積が相違するように形成することを特徴とする請求項３記載の電動弁。
【請求項５】
弁本体は、弁本体に連結される第１流路と第２流路とが直角に配置されるように形成することを特徴とする請求項１乃至４に記載のいずれかの電動弁。
【請求項６】
弁本体は、弁本体に連結される第１流路と第２流路とが円筒部側部で並行して配置されるように形成することを特徴とする請求項３又は４に記載のいずれかの電動弁。
【請求項７】
弁本体は、弁本体に連結される第１流路と第２流路とが略直線状に配置され、且つ、弁体流路は弁体を貫通するように形成することを特徴とする請求項３又は４に記載のいずれかの電動弁。
【請求項８】
弁本体は、弁本体に連結される第１流路と第２流路とが円筒部の軸線延長部の側部に略並行して配置されるように形成することを特徴とする請求項３又は４記載の電動弁。
【請求項９】
弁本体は円盤状部材からなり、該円盤状部材の中心部周辺に第１連通孔と第２連通孔とが穿設されると共に、円盤状部材のキャン側に、回転して第１連通孔と第２連通孔とを選択的に閉止する位置、及び、第１連通孔と第２連通孔の両方とも閉止しない位置とに移動可能に弁体が配置され、更に、円盤状部材の弁体を配置した側とは反対側の各連通孔に、第１流路と第２流路とを装着させることを特徴とする請求項８に記載の電動弁。
【請求項１０】
第１連通孔と第２連通孔とは、円筒部の軸線延長部側部で且つ軸線を中心に所定の角度を有する位置に配置することを特徴とする請求項９記載の電動弁。
【請求項１１】
上記弁体の弁体流路の上流側に多孔質部材を配置せしめたことを特徴とする請求項９記載の電動弁。
【請求項１２】
上記弁体は、孔及びこの孔内にオリフィスを形成したオリフィス形成板を具備すると共に、上記多孔質部材は、上記オリフィス形成板における流体流入側に配置されていることを特徴とする請求項１１記載の電動弁。
【請求項１３】
上記孔に支持段部を形成し、この支持段部に多孔質部材、オリフィス形成板をこの順に固定する固定部材を設けたことを特徴とする請求項１２記載の電動弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機等に組み込まれて使用される電動弁に係り、特に、電動弁を流れる流体が、流れ方向が正逆に拘わらず、同一流量とすることができる電動弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の空気調和機、冷凍機等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。図１５は、前記したような従来の電動弁１の縦断面図を示しており、弁本体２は弁室２ｃと、ガイドブッシュ固定部２ｄと、キャン固着部２ｅとを備え、弁室２ｃには冷媒等の流体が出入する流体入出管２ａ、２ｂが設けられるとともに、その内部には弁軸３の先端に形成された弁体３ａであるニードル弁が接離する弁座２ｆが配設されている。
【０００３】
前記ガイドブッシュ固定部２ｄは、弁室の上方に位置し、弁本体２とガイドブッシュ４とを固定する。該ガイドブッシュ４の内周には雌ねじ部４ａが形成され、該雌ねじ部４ａには弁体ホルダ５の外周に形成された雄ねじ部５ａが螺合され、雌ねじ部と雄ねじ部とによりねじ送り機構が構成されている。そして、この弁体ホルダ５内には、下端部に弁体３ａを形成している弁軸３が摺動可能に嵌挿されており、該弁軸３は弁体ホルダ内５に縮装された圧縮コイルばね３ｂによって常時下方に付勢されている。
【０００４】
キャン固着部２ｅは弁本体２の上端に位置し、内周面をかしめ固定されるとともに下端面を溶接により接合されているリング状金属板で構成され、その外周部にてキャン６の鍔状部と溶接され弁本体２にキャン６を固定している。弁軸３とロータ７との結合は、弁軸３に弁体ホルダ５と雄ねじ部５ａを外嵌させるとともに、これを永久磁石付きのロータ７に内嵌させることによって行われている。弁軸３の上端にはプッシュナット３ｃが圧入固定され、その鍔部が弁軸３に若干の上下動を許容してロータ７に結合している。弁体ホルダ５に固定される下ストッパ４ｂとスリーブに形成される上ストッパ５ｂとによりストッパ機構が構成される。
【０００５】
キャン６の内部にはロータ７が内蔵され、キャン６の外部にはステータ８が外嵌されている。ステータ８の内部には上下にステータコイル８ａおよびヨーク８ｂが格納されており、ステータコイル８ａはリード線８ｃおよびステータ８の外周に設けられたコネクタ８ｄを通じて通電される。ステータコイル８ａの通電によりヨーク８ｂが励磁されてロータ７を回転させ、ねじ送り機構により弁体ホルダ５と弁軸３を摺動させることによりを開閉作動させて冷媒の流量の調整を行っている。ステータ８にはコネクタのカバー８ｅが溶着されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記の従来技術においては、冷媒の正・逆の流れの方向により、弁体３ａに対する冷媒圧に差が出てきて、結果として、冷媒の流れの方向により流量に差が出てくるという不具合がある。即ち、図１５において、冷媒が、流体入出管２ａから流体入出管２ｂに流れる場合には、弁体３ａに対して冷媒圧は下方向に作用するため、ねじ送り機構のバックラッシュによって常に下方向の位置にあるので、弁本体２との隙間が小さい。これに対して、流体入出管２ｂから流体入出管２ａに流れる場合には、弁体３ａに対して冷媒圧は上方向に作用するため、ねじ送り機構のバックラッシュによって常に上方向の位置となるため、弁本体２との隙間が大きくなって、その分流量を大きくしてしまうという不具合がある。
【０００７】
本発明は、このような不具合に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、電動弁を流れる冷媒等の流体が、正逆の流れ方向に拘わらず、同一流量とすることができる電動弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を達成すべく本発明に係る電動弁は、下記の手段からなるものである。
請求項１記載の電動弁は、弁室内の弁体により流体の通過流量を調整する弁本体と、該弁本体に固着され前記弁体を作動させるロータを内蔵するキャンと、該キャンに外嵌され前記ロータを回転駆動するステータとを備えた電動弁において、前記弁体は、回転可能とし、流体の流れ方向が正逆いずれに拘わらず、流量が略同一となるように構成することを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の電動弁は、弁本体と、該弁本体に固着されるキャンと、該キャンに嵌合されるロータとを備えた電動弁において、前記弁本体の弁室内にはロータに連動して回転する弁体を設け、流体の流れ方向が正逆いずれに拘わらず、流体の圧力に伴って形成される弁本体と弁体との隙間の大きさが略同一となるように構成することを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の電動弁は、上記いずれかの手段において、弁体は、外面円筒形状でこの円筒の中心線を軸として回転するようにし、弁体には流体を流路間で連通させる弁体流路を形成することを特徴とする。
請求項４記載の電動弁は、請求項３記載の手段において、弁体流路を複数設け、それぞれの弁体流路の断面積が相違するように形成することを特徴とする。
請求項５記載の電動弁は、請求項１〜４記載のいずれかの手段において、弁本体は、弁本体に連結される第１流路と第２流路とが直角に配置されるように形成することを特徴とする。
【００１１】
請求項６記載の電動弁は、請求項３又は４記載の手段において、弁本体は、弁本体に連結される第１流路と第２流路とが円筒部側部で並行して配置されるように形成することを特徴とする。
請求項７記載の電動弁は、請求項３又は４記載の手段において、弁本体は、弁本体に連結される第１流路と第２流路とが略直線状に配置され、且つ、弁体流路は弁体を貫通するように形成することを特徴とする。
請求項８記載の電動弁は、請求項３又は４記載の電動弁の手段において、弁本体は、弁本体に連結される第１流路と第２流路とが円筒部の軸線延長部の側部に略並行して配置されるように形成することを特徴とする。
【００１２】
請求項９記載の電動弁は、請求項８記載の手段において、弁本体は円盤状部材からなり、該円盤状部材の中心部周辺に第１連通孔と第２連通孔とが穿設されると共に、円盤状部材のキャン側に、回転して第１連通孔と第２連通孔とを選択的に閉止する位置、及び、第１連通孔と第２連通孔の両方とも閉止しない位置とに移動可能に弁体が配置され、更に、円盤状部材の弁体を配置した側とは反対側の各連通孔に、第１流路と第２流路とを装着させることを特徴とする。
請求項１０記載の電動弁は、請求項９記載の手段において、第１流路と第２流路とは、円筒部の軸線延長部側部で且つ軸線を中心に一定の角度を有する位置に配置されることを特徴とする。
請求項１１記載の電動弁は、請求項９記載の手段において、弁体の弁体流路の上流側に多孔質部材を配置せしめたことを特徴とする。
請求項１２記載の電動弁は、請求項１１記載の手段において、上記弁体は、孔及びこの孔内にオリフィスを形成したオリフィス形成板を具備すると共に、上記多孔質部材は、上記オリフィス形成板における流体流入側に配置されていることを特徴とする。
請求項１３記載の電動弁は、請求項１２記載の手段において、上記孔に支持段部を形成し、この支持段部に多孔質部材とオリフィス形成板をこの順に固定する固定部材を設けたことを特徴とする。
【００１３】
そして、このように構成された電動弁は、冷媒等の流体の流れが正・逆いずれの方向であっても漏れ量が略同一となるため、冷媒の流路を切り換える空調機等において正確な流量制御の実現が可能となる。また、上記機能に加えて流体の流れが正・逆いずれの方向であっても、流体圧が弁体を弁本体に押圧するようにしているから、弁室から流路への流体の漏れが僅少となる。また、電動弁から、流体の流動に伴う騒音が低減される。
【発明の効果】
【００１４】
以上の説明から理解できるように、このように構成された本発明の電動弁は、冷媒等の流体の流れが正・逆いずれの方向であっても漏れ量が略同一となるため、流路を切り換える空調機等において正確な流量制御の実現が可能となる。また、上記機能に加えて流体の流れが正・逆いずれの方向であっても、流体圧が弁体を弁本体に押圧するようにしているから、弁室から流路への流体の漏れを僅少とする。更に、多孔質部材を弁体に具備せしめることにより、冷媒通過時の騒音を低減することができる。
【実施例１】
【００１５】
以下、実施例１に係る電動弁１０の一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は、本発明の実施例１に係る電動弁の最小流量時の状態を示す縦断面図（Ａ）と、同図（Ａ）のｂ−ｂ断面図（Ｂ）であり、図２は、同実施例１に係る電動弁の最大流量時の状態を示す縦断面図（Ａ）と、同図（Ａ）のｂ−ｂ断面図（Ｂ）である。電動弁１０は、弁室１２ａ内の弁体１３により冷媒の通過流量を調整する弁本体１２と、弁本体１２と一体で弁体１３を回転させるロータ１７を内蔵するキャン１６と、キャン１６に外嵌されロータ１７を回転駆動するステータ１８とを備えている。ロータ１７とステータ１８によりステッピングモータを構成している。
【００１６】
弁本体１２は本発明の基幹をなすものであり、黄銅等の金属から構成され、図１に示すように、上下に一定長の長さを有し、筒状形状でその筒状内部は弁室１２ｃを形成しており、その側部には弁室１２ｃに連通する第１連通孔１２ａを有し、該第１連通孔１２ａには第１流路２ａが連結されている。また、弁室の下部には弁室に連通する第２連通孔１２ｂを有し、該第２連通孔１２ｂには第２流路２ｂが連結されている。弁本体１０の上部外周肩部の段差部には、リング状の鍔状板１２ｄが固定される。そして、この鍔状板１２ｄに後述のキャン１６の下端部を突き合わせ溶接することにより固定される。
【００１７】
また、図１に示すように、鍔状板１２ｄの上面における中心点から一定角度、例えば１８０度離れた位置の２箇所にはストッパ１２ｅ，１２ｅが立設される。このストッパ１２ｅ，１２ｅは、弁体１３の回転を一定角度、例えば１８０度で規制し、弁本体１２の第１流路２ａ及び第２流路２ｂと位置決め可能に組付けられる。また、ストッパ１２ｅ，１２ｅは鍔状板１２ｄと同時にろう付け固定される。弁室１２ｃはその水平断面が円形で略円筒状に形成され、上面が開放され、下面が第２連通部１２ｂに連通し、内部に弁体１３が配置される。
【００１８】
弁体１３は黄銅を素材として構成され、一定の厚みを有する筒体からなり、その下部には、弁室１２ｃに内接する外面円筒形状で、この円筒の中心線を軸として回転可能であり、冷媒を第１流路２ａと第２流路２ｂとの間で連通させる弁体流路１３が形成されている。実施例１の場合、弁体流路１３は、切欠き部１３ｂとオリフィス１３ａとからなる。切欠き部１３ｂは、図１，２に示すように、弁体１３下部の一定高さにわたって、略半円形分が欠けた状態で形成され、更に、弁体１３下部の残存部分の上記一定高さの中間位置にオリフィス１３ａが穿設される。そして、弁体１３は回転し、図１に示すように、上記残存部分が第１流路２ａを閉止し、オリフィス１３ａが対向している状態、及び、図２に示すように、上記切欠き部１３ｂが第１流路２ａと第２流路２ｂとを連通させる状態のいずれかに切り換え可能となっている。
【００１９】
そのために、弁体１３は１８０度の範囲で回転駆動される。弁体１３上部は筒状の弁体キー部１３ｃが形成され、この弁体キー部１３ｃは、後述の弁体ホルダ１５に回転のみ連動可能に連結される。そのために、弁体キー部１３ｃの下部外周部は凹凸状に形成され弁体ホルダ１５の下部と係合されるようになっている。また、弁体１３の上下方向中間位置には段部１３ｄが形成され、弁本体１３の上面に当接するように形成され、更に、段部１３ｄの一部には上記ストッパ１２ｅ，１２ｅに当接可能な突起部１３ｅが形成されている。
【００２０】
上記弁体キー部１３ｃは、その上部の筒状の弁体ホルダ１５に嵌合される。この弁体ホルダ１５はロータ１７によって駆動される。弁体ホルダ１５はその上面にばね受け部が形成される。また、弁体ホルダ１５とロータ１７とは支持リング１７ａを介して結合されており、支持リング１７はロータ１７の成形時にインサートされた黄銅製の金属リングで構成されている。また、支持リング１７の内周孔部に弁体ホルダ１５の上部突部が嵌合し、上部突部の外周をかしめ固定して、ロータ１７、支持リング１７ａおよび弁体ホルダ１５を結合している。弁本体１２、弁体ホルダ１５、及び、支持リング１７ａは、全て黄銅より構成している。
【００２１】
ロータ１７は、後述のキャン１６に内装されるように外周面が円筒状であり、弁体ホルダ１５に軸支される。また、キャン１６の内面上底部と、弁体ホルダ１５の上面のばね受けとの間にばね１５ａが圧装される。この構成により、弁体ホルダ１５とロータ１７とは下方向において弁体１３側に押圧されているが、弁体１３に過大な荷重がかかった場合は、弁体ホルダ１５と弁体１３とが非係合となるようにすることも可能で、安全装置の役割を果たさせることができる。
【００２２】
キャン１６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１２の上部に固着されたステンレス製の鍔状板１２ｄ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。
【００２３】
ステータ１８は、磁性材より構成されるヨーク１９と、このヨーク１９にボビン１９ａを介して巻回される上下のステータコイル１９ｂ，１９ｂとから構成され、キャン１６に外嵌する嵌合穴１８ａが形成されている。ステータ１８には、リード端子１９ｃが配設され、該リード端子１９ｃに接続されるコネクタ１９ｄを覆うカバー１９ｅが形成されている。ステータ１８から、ステータコイル１９ｂ，１９ｂに接続されたリード端子１９ｃが突出しており、このリード端子１９ｃに複数のリード線１９ｆが接続されたコネクタ１９ｄが連結されている。そして、コネクタ１９ｄを覆うカバー１９ｅがステータ１８に溶着され、カバー１９ｅ内はエポキシ樹脂等の充填材１９ｇで充填されている。ステータ１８は中心に下面開口の嵌合穴１８ａを有し、この嵌合穴１８ａにキャン１６が嵌合し、ステータ１８の下面に溶着された回り止め部材１８ｂにより弁本体１２およびキャン１６に固定される。
【００２４】
実施例１は、上記構成により、第１，２の両流路２ａ，２ｂ間で冷媒を流す場合に、弁体１３を、図１に示す位置にすれば、小容量の冷媒を流すことができ、弁体１３を、図２に示す位置にすれば、大容量の冷媒を流すことができる。この場合、実施例１では，第１流路２ａから第２流路２ｂへ冷媒が流れると、冷媒圧力によって弁体１３が右方に押されるため，隙間からの漏れ量が大きく、逆に第２流路２ｂから第１流路２ａへ冷媒が流れると、圧力によって左方向に押されるために隙間からの漏れ量が小さくなる。したがって、オリフィス１３ａを流れる流量にこの漏れ量がプラスされるために、完全に、第１→第２の流量＝第２→第１の流量とになるわけではないが、従来技術のように、触媒の流れの方向により、弁体に対して開閉方向における順方向又は逆方向に冷媒圧が作用しないため、比較的両方向の流れが同一に近いものとなる。また、この実施例１では、電動弁１０を構成する部品点数が少ないことから、故障が少なく、また、冷媒の弁体１３に対する圧力を、弁本体１２が直接的に受けることになるから構造的・応力的に無理がなく、材料的にも節約することができる。
【実施例２】
【００２５】
この実施例２の電動弁２０では、第１流路２ａと第２流路２ｂを上下に平行に並べて、両流路２ａ，２ｂから受ける冷媒からの圧力によって、常に右方向（図３）に押圧される構造として、第１→第２≒第２→第１を実現するものである。実施例２は、図３，４に示し、図３は小容量の状態を、図４は大容量の状態を、それぞれ示している。
実施例２が実施例１と基本的に相違する点は、第１流路２ａの下部に平行させて第２流路２ｂを設けた点、及び、弁体２３の第１流路２ａ及び第２流路２ｂに対応する弁体２３に切欠き部２３ｂを形成すると共に、その残存部分の上下に且つ第１流路２ａ及び第２流路２ｂに対応する位置に、それぞれオリフィス２３ａ，２３ａを穿設した点である。また、弁本体２３の下面は閉止されている。
【００２６】
即ち、実施例２の場合も、弁体流路は、切欠き部２３ｂとオリフィス２３ａ，２３ａとからなる。切欠き部２３ｂは、図３，４に示すように弁体２３下部の一定高さにわたって、略半円形分が欠けた状態で形成され、更に、弁体２３下部の残存部分の上記一定高さの位置の２箇所にオリフィス２３ａ，２３ａが穿設される。なお、弁体２３の最下端部は、弁体２３の円滑な回転及び支持のために、切り欠かず、平面視正円部分を残すことで、弁本体２２に案内させるように形成している。また、この平面視正円部分の中心部分は、中心部に孔を形成したリング状となっている。これは冷媒圧がこの弁体２３の下方にかからず、弁本体２２の弁室底部に作用させて弁体２３の回転の障害とならないようにするためである。
【００２７】
そして、弁体２３は回転し、図３に示すように、上記残存部分が第１流路２ａ及び第１流路２ｂを閉止し、それぞれのオリフィス２３ａ，２３ａが第１，２流路２ａ，２ｂに対向している状態、及び、図４に示すように、上記切欠き部２３ｂが第１流路２ａと第２流路２ｂとを連通させる状態のいずれかに切り換え可能となっている。
上記構成において、弁体２３は１８０度の範囲で回転駆動される。弁体２３上部は筒状の弁体キー部２３ｃが形成され、この弁体キー部２３ｃは、後述のロータ２７に回転のみ連動可能に連結されている点、そのために弁体キー部２３ｃの下部外周部は凹凸状に形成され弁体ホルダ２５の下部と係合されるようになっている点、及び、弁体２３の上下方向中間位置には段部２３ｄが形成され、弁本体２２の上面に当接するように形成され、更に、段部２３ｄの一部には上記ストッパ２２ｅ，２２ｅに当接可能な突起部２３ｅが形成されている点等は、実施例１と同じである。
【００２８】
実施例２は、実施例１の効果に加えて、冷媒の流れがどのような方向であっても、弁体２３は第１流路２ａと第２流路２ｂから受ける圧力によって、常に右方向に押圧される構造となっていることから、冷媒の正・逆の流れ方向に拘わらず実施例１に比べて、一層、第１→第２の流量≒第２→第１の流量、を実現することができる。
【実施例３】
【００２９】
本実施例３の電動弁３０は、その基本的な課題は実施例１，２と同様とするも、その流路の位置及び弁体構造は基本的に相違する。実施例３では、弁本体３２に付設する第１流路２ａ及び第２流路２ｂは同一管径で一直線状に配置され、弁体３３の回転軸芯を挟んで弁本体３２の反対面に連結される。一方、弁体３３は全体として筒状に形成される点、及び、弁体３３がその回転軸芯部に弁体通路３３ａ，３３ｂが形成されている点などは実施例１，２と変わるところはない。
【００３０】
この実施例３では、第１流路２ａと第２流路２ｂから受ける冷媒の圧力によって、下流側に押圧されるものの、その形状は全く対称形状となっているために、第１→第２の流量≒第２→第１の流量を実現するものである。実施例３を、更に図５，６を用いて具体的に説明する。図５は小容量の状態を、図６は大容量の状態をそれぞれ示している。実施例３の弁体３３の特徴は、弁体流路として流路断面が小さい小オリフィス３３ａと、流路断面が大きい大オリフィス３３ｂとをクロス状に穿設した点である。また、弁本体３２の下面は閉止されている。
【００３１】
即ち、実施例３の場合は、弁体流路は、９０度に交差する２本の小・大のオリフィス３３ａ，３３ｂとからなる。なお、弁体３３の最下端部は、弁体３３の円滑な回転及び支持のために、切り欠かず、平面視正円部分を残すことで、弁本体に案内させるように形成している点は、実施例２と同じである。そして、弁体３３が、図５に示すように、小オリフィス３３ａが両流路２ａ，２ｂを結ぶ位置にあるときは、第１流路２ａ、第２流路２ｂ間において冷媒を流す場合に、その方向に拘わらず流量に差は発生しない。また、弁体３３をその９０度回転させて、図６に示すように、大断面のオリフィス３３ｂが両流路２ａ，２ｂを結ぶ位置にあり、第１流路２ａから第２流路２ｂに冷媒を流す場合も、その逆でも流量に差は発生しない。
【００３２】
上記構成において、弁体３３は９０度の範囲で回転駆動される。そして、弁体３３上部は筒状の弁体キー部３３ｃが形成され、この弁体キー部３３ｃは、後述のロータ３７に回転のみ連動可能に連結されている点、そのために、弁体キー部３３ｃの下部外周部は凹凸状に形成され、ロータ３７の下部と係合されるようになっている点、及び、弁体３３の上下方向中間位置には段部３３ｄが形成され、弁本体３２の上面に当接するように形成され、更に、段部３３ｄの一部には上記ストッパ３２ｅに当接可能な突起部が形成されている点等は、実施例１，２と同じである。
【００３３】
実施例３は、実施例１の効果に加えて、冷媒の流れがどちらの方向であっても、弁体３３が冷媒から受ける圧力は同じであることから、大・小いずれの流量の場合でも、第１→第２の流量＝第２→第１の流量となる。
【実施例４】
【００３４】
この実施例４では、冷媒の入出管２ａ，２ｂを構成する２本の流路を弁体４３の回転軸芯と平行に縦に並べて、第１流路２ａと第２流路２ｂから受ける冷媒の圧力によって発生する冷媒の漏れ出しを同一にし、第１→第２の流量＝第２→第１の流量を実現するものである。
【００３５】
実施例４は図７〜９に示され、図７，９は、流量が小容量の場合を、図８は流量が大容量の場合をそれぞれ示している。具体的には、図７は、冷房（又は暖房）サイクルの除湿時の弁体位置、図８は、冷房・暖房時の弁体位置、図９は、暖冷（又は冷房）サイクルの除湿時の弁体位置を示している。実施例４が実施例１〜３と基本的に相違する点は、図７に示すように、第１流路２ａと第２流路２ｂとを左右に平行に配置し、両流路の上端部に円盤状の弁本体４２を配置し、該弁本体４２に２つの孔、即ち、第１連通孔４２ａ及び第２連通孔４２ｂを形成して上記流路を装着した点、及び、この弁本体４２の上面に１８０度だけ回転する合成樹脂等から成る弁体を設けた点にある。上記弁体４３は蓋状となっており、該蓋部分にはオリフィス４３ａ、即ち、比較的小断面の流通孔が穿設される。
【００３６】
更に具体的に述べれば、弁本体４２は平面視円形に形成されると共にその中心部には凹部４２ｆが形成され、弁体４３の支持軸４３ｃが回転自在に挿通される。この弁体４３の外周部及び支持軸４３ｃは、弁体ホルダ３２４５の内周部に回転力が伝わるように連結されている。上記弁体ホルダ４５は、他の実施例と同様にロータ４７と一体であり、ロータ４７の回転が弁体ホルダ４５を介して弁体４３を回転させることになる。弁体４３は、左・右の第１連通孔４２ａ及び第２連通孔４２ｂを塞ぐことが可能な閉止部４３ｆと軸芯部４３ｇとからなり、該軸芯部４３ｇに支持軸４３ｃが挿通され、該支持軸４３ｃの回転により、閉止部４３ｆは、図７に示す第１連通孔４２ａを閉止する位置、図８に示す第１連通孔４２ａ及び第２連通孔４２ｂ共に閉止しない位置、及び、図９に示す第２連通孔４２ｂを閉止する位置となる。また、弁体４３が上記３つの位置以外に移動しないようにするために、２本のストッパ４２ｅ，４２ｅが弁本体４２上部で連通孔４２ａ，４２ｂの近傍に立設される。
【００３７】
実施例４は、実施例２，３の効果と同様に、冷媒の流れがどちらの方向であっても、弁体４３は冷媒圧により連通孔４２ａ，４２ｂに押圧される構造となっていることから、第１→第２の流量＝第２→第１の流量を実現することに加えて、弁本体４２と弁体４３との隙間が小さくなり、冷媒の漏れを僅少にすることができる。具体例においては、図７の冷房サイクル時の除湿時（冷媒は、第２流路から第１流路に流れる。）と、図９の暖房サイクル時の除湿時（冷媒は、第１流路から第２流路に流れる。）とを、略同一の冷媒流状態とすることができる。
【００３８】
更に、本発明においては、実施例４に示す電動弁において、冷媒通過時に騒音が発生する場合には、その騒音を低減させることができる。即ち、図７〜９に示す電動弁の弁体４３に多孔質部材を具備せしめるのである。かかる多孔質部材を具備せしめた実施例５を図１０及び図１１に示す。
【実施例５】
【００３９】
以下、実施例５に係る電動弁１００の一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。図１０は、実施例５に係る電動弁１００の最小流量時の状態を示す縦断面図であり、図１１は、図１０の矢印α方向からみた弁体位置の説明図である。電動弁１００は、弁本体９００と、弁本体９００と一体で弁体２００を回転させるロータ３００を内蔵するキャン４００と、キャン４００に外嵌されロータ３００を回転駆動するステータ５００とを備えている。ロータ３００とステータ５００によりステッピングモータを構成している。
【００４０】
弁本体９００はステンレス等の金属から構成される。回転軸８００は、その上部の筒状の弁体ホルダ６００に嵌合される。この弁体ホルダ６００はロータ３００によって駆動される。弁本体９００は、その周縁にキャン４００の固着部を備えるとともに、弁本体９００を構成する円盤部側部で且つ軸線を中心に所定の角度を有する位置に２つの連通孔９１０，９２０が配置されている。また、この２つの連通孔９１０，９２０には、それぞれ流体入出管２ａ及び流体入出管２ｂが連結される。更に、弁本体９００の弁室１１０部分の中心部には、回転軸８００の下端を支持する凹部９００ａが形成される。弁体ホルダ６００には、その上面にばね受け部が形成される。また、弁体ホルダ６００とロータ３００とは支持リング７００を介して結合されており、支持リング７００はロータ３００の成形時にインサートされた金属リングで構成されている。また、支持リング７００の内周孔部に弁体ホルダ６００の上部突部が嵌合し、上部突部の外周をかしめ固定して、ロータ３００、支持リング７００および弁体ホルダ６００を結合している。
【００４１】
ロータ３００は、後述のキャン４００に内装されるように外周面が円筒状であり、弁体ホルダ６００に軸支される。また、キャン４００の内面上底部と、弁体ホルダ６００の上面のばね受けとの間にばね８２０が縮装される。この構成により、弁体ホルダ６００とロータ３００とは弁本体９００側に押圧されている。
【００４２】
キャン４００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９００の上部に形成されたステンレス製の鍔状部分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。
【００４３】
ステータ５００は、磁性材より構成されるヨーク５１０と、このヨーク５１０にボビン５２０を介して巻回される上下のステータコイル５３０，５３０とから構成され、キャン４００に外嵌する嵌合孔が形成されている。ステータ５００には、リード端子５４０が配設され、リード端子５４０に接続されるコネクタ５５０を覆うカバー５６０が形成されている。ステータ５００からは、ステータコイル５３０，５３０に接続されたリード端子５４０が突出しており、このリード端子５４０に複数のリード線５７０が接続されたコネクタ５５０が連結されている。そして、コネクタ５５０を覆うカバー５６０がステータ５００に溶着され、カバー５６０内はエポキシ樹脂等の充填材５８０で充填されている。ステータ５００は中心に下面開口の嵌合孔を有し、この嵌合孔にキャン４００が嵌合し、ステータ５００の下面に溶着された回り止め部材５００ａにより弁本体９００およびキャン４００に固定される。
【００４４】
弁体２００には、図７に示す弁体４３の弁体流路４３ａに多孔質部材を配置し、上記弁体流路４３ａと同じ流路であるオリフィス２２４が穿設されたオリフィス形成板２２５と、多孔質部材として上記オリフィス２２４の上流側に第１の多孔質部材２２６を設けている。さらに必要なら、オリフィス２２４の下流側に第２の多孔質部材を設けてもよい。
図１０では、第１及び第２の多孔質部材を配置するために、弁体２１０に孔２２１を形成し、この孔２２１に第１の多孔質部材２２６、オリフィス２２４を形成したオリフィス形成板２２５及び第２の多孔質部材２２３をこの順に配置し、これらで弁体２００の閉止部２２０を構成する。したがって、弁体２００は回転軸８００が挿入される軸芯部２１０と、閉止部２２０とで構成されることになる。即ち、弁体２００は、一定厚みを有し、所定角度離れた第１連通孔９１０及び第２連通孔９２０を塞ぐことが可能な閉止部２２０と、軸芯部２１０とが例えば合成樹脂等で一体成形されてなり、該軸芯部２１０に回転軸８００が挿通され、該弁体ホルダ６００の回転により、閉止部２２０は、第１連通孔９１０、及び第２連通孔９２０共に閉止しない位置、第２連通孔９２０を閉止する位置、及び第１連通孔９１０を閉止する位置となる。また、弁体２００が上記３つの位置以外に移動しないようにするために、ストッパ９３０が弁本体９００上部に立設される。
【００４５】
軸芯部２１０には棒状の連動杆２１１が立設され、該連動杆２１１は回転軸８００側に形成された略Ｕ形の駆動板８１０により前後から挟まれるように配置されている。なお、連動杆２１１を略Ｕ形に形成し、駆動板８１０を平板状に形成して、連動杆２１１が駆動板８１０を前後から挟むように配置しても同様の機能が得られる。
【００４６】
閉止部２２０は、その位置により、第１連通孔９１０又は第２連通孔９２０のいずれか、若しくは、両方を開とする作用を有する。（図１０，１１は、第１連通孔９１０を「閉」とし、流体が流体入出管２ｂから流体入出管２ａに流れる場合を示している。）弁体２００の閉止部２２０には孔２２１が形成され、該孔２２１には支持段部２２２が形成される。そして、この支持段部２２２上には、第２多孔質部材２２３、オリフィス２２４が穿設されたオリフィス形成板２２５、及び、第１多孔質部材２２６がこの順で嵌合され、前記各部材２２３，２２５，２２６が固定部材２２７によって孔２２１内に固定される。
【００４７】
上流側の第１多孔質部材２２６は、ニッケル、銅などを主成分とする発泡金属或いは多孔質プラスチックを円盤状に形成し、これをオリフィス形成板２２５の上流側の孔２２１に嵌合させる。もちろん、オリフィス２２４部分のみを覆うようにしてもよい。発泡金属は気孔率が９０％以上のものが望ましい。また、第１多孔質部材２２６が層形状である場合は、２層以上の構造としても良い。
【００４８】
下流側の第２多孔質部材２２３は、上流側の第１多孔質部材２２６と同様に、ニッケル、銅などを主成分とする発泡金属或いは多孔質プラスチックを円盤状に形成し、これをオリフィス形成板２２５の下流側の孔１２１に嵌合させる。また、第２多孔質部材２２３が層形状である場合は、２層以上の構造としても良い。更に、以上の説明においては、多孔質部材について述べたが、上記第１及び第２の多孔質部材２２６，２２３の一方又は両方をメッシュ状の金網部材に変更してもよいのは勿論である。
上記実施例５によれば、多孔質部材、例えば発泡金属の形成体又は多孔質プラスチックの成形体からなる部材が介装されているので、流体中の大きな気泡は、多孔質部材を通過する際に細分化され、その細分化された状態で、大きな気泡に成長することなく速やかに弁体と流出口との間に形成されるオリフィスに流入する。そして、流出口（オリフィス）を通過する際、その流入側と流出側に急激な圧力変動は発生せず、したがって、従来の電動弁に比して、流動音の低減効果が向上し、騒音を効果的に防止できる。なお、実施例５は、第１連通孔９１０と第２連通孔９２０とが、軸線を中心に所定角度を有する位置に配置する場合の実施例を示したが、この配置角度は、本発明の作用効果が実現する限りにおいて適宜選択される。
【実施例６】
【００４９】
実施例６に係る電動弁５０は、第１流路２ａと第２流路２ｂとが、弁本体５２を構成する円盤部の軸線延長部側部で且つ軸線を中心に一定の角度を有する位置に配置されることを特徴とする（図１２〜１４）。換言すれば、実施例４では、弁本体５２の中心に対して、２つの連通孔５２ａ，５２ｂを点対称の位置に、即ち、弁本体５２の中心に対して１８０度離して配置させたが、実施例６では、１３５度離して配置し、この２つの連通孔５２ａ，５２ｂに第１流路２ａと第２流路２ｂを設けるものである。
【００５０】
具体的に述べれば、図１２〜１４に示すように、弁本体５２は平面視円形に形成されると共に、その中心部には凹部５２ｆが形成され、弁体５３の支持軸５３ｃが回転自在に挿通される。この弁体５３は、弁体ホルダ５５に嵌合され、回転力が伝わるように連結されている。上記弁体ホルダ５５は、他の実施例と同様にロータ５７と一体であり、ロータ５７の回転が弁体ホルダ５５を介して弁体５３を回転させることになる。なお、キャン５６はキャン支持枠５２ｄを介して弁体５２に支持・固定されている。弁体５３は、１３５度離れた第１連通孔５２ａ、及び第２連通孔５２ｂを塞ぐことが可能な閉止部５３ｆと軸芯部５３ｇとからなり、該軸芯部５３ｇに支持軸５３ｃが挿通され、該弁体ホルダ５５の回転により、閉止部５３ｆは、図１２に示す第１連通孔５２ａ、及び第２連通孔５２ｂ共に閉止しない位置、図１３に示す第２連通孔５２ｂを閉止する位置、及び図１４に示す第１連通孔５２ａを閉止する位置となる。また、弁体５３が上記３つの位置以外に移動しないようにするために、１本のストッパ５２ｅが弁本体５２上部に立設される。
【００５１】
実施例６は、実施例４，５の効果と同様に、冷媒の流れがどちらの方向であっても、弁体５３は冷媒圧により、第１連通孔５２ａ又は第２連通孔５２ｂに押圧される構造となっていることから、第１→第２の流量＝第２→第１の流量を実現することに加えて、弁本体と弁体との隙間が小さくなり、冷媒の漏れを僅少にすることができる。特に、本実施例６は、図１２の状態では、双方向で全開、図１３の状態では、第１流路→第２流路の方向で全閉、図１４の状態では、第２流路→第１流路の方向で全閉となる。
【００５２】
具体例には、図１３の冷房サイクル時の除湿時（冷媒は、第１流路２ａから第２流路２ｂに流れる。）と、図１４の暖房サイクル時の除湿時（冷媒は、第２流路２ｂから第１流路２ａに流れる。）とを、略同一の冷媒流状態とすることができる。更に、実施例６では、第１流路２ａと第２流路２ｂとを近接して設けることができ、外形がコンパクトになるとともに、弁室５２ｃ内における冷媒の移動が少なく、抵抗も少ないから、弁室５２ｃ内における冷媒の移動エネルギの損失も少なくて済むという効果もある。
【００５３】
なお、上記各実施例においては、小容量の流量を流すために、弁体流路として、オリフィスを形成したが、実施例５のように、弁体にオリフィスを形成しなければ流量を限りなくゼロに近い値となる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施例１に係る電動弁の最小流量時の状態を示す縦断面図（Ａ）と、同図（Ａ）のｂ−ｂ断面図（Ｂ）。
【図２】同実施例１に係る電動弁の最大流量時の状態を示す縦断面図（Ａ）と、同図（Ａ）のｂ−ｂ断面図（Ｂ）。
【図３】本発明の実施例２に係る電動弁の最小流量時の状態を示す要部縦断面図（Ａ）と、同図（Ａ）のｂ−ｂ断面図（Ｂ）。
【図４】同実施例２に係る電動弁の最大流量時の状態を示す要部縦断面図（Ａ）と、同図（Ａ）のｂ−ｂ断面図（Ｂ）。
【図５】本発明の実施例３に係る電動弁の最小流量時の状態を示す要部縦断面図（Ａ）と、同図（Ａ）のｂ−ｂ断面図（Ｂ）。
【図６】同実施例３に係る電動弁の最大流量時の状態を示す要部縦断面図（Ａ）と、同図（Ａ）のｂ−ｂ断面図（Ｂ）。
【図７】本発明の実施例４に係る電動弁の正方向の最小流量時の要部縦断面図（Ａ）と弁体位置説明図（Ｂ）。
【図８】同実施例４に係る電動弁の最大流量時の要部縦断面図（Ａ）と弁体位置説明図（Ｂ）。
【図９】同実施例４に係る電動弁の逆方向の最小流量時の要部縦断面図（Ａ）と弁体位置説明図（Ｂ）。
【図１０】本発明の実施例５に係る電動弁の最小流量時の状態を示す縦断面図。
【図１１】図１０の矢印α方向からみた弁体位置の説明図。
【図１２】本発明の実施例６に係る電動弁の最大流量時の要部縦断面図（Ａ）と弁体位置説明図（Ｂ）。なお、図（Ａ）は、図（Ｂ）のＤ−Ｄ断面。
【図１３】同実施例６に係る電動弁の逆方向の最小流量時の要部縦断面図（Ａ）と弁体位置説明図（Ｂ）。なお、図（Ａ）は、図（Ｂ）のＤ−Ｄ断面。
【図１４】同実施例６に係る電動弁の正方向の最小流量時の要部縦断面図（Ａ）と弁体位置説明図（Ｂ）。なお、図（Ａ）は、図（Ｂ）のＤ−Ｄ断面。
【図１５】従来技術に係る電動弁の縦断面図。
【符号の説明】
【００５５】
１・・・電動弁（従来技術），２・・・弁本体
２ａ・・・流体入出管[第１流路]，２ｂ・・・流体入出管[第２流路]
２ｃ・・・弁室，２ｄ・・・ガイドブッシュ固定部
２ｅ・・・キャン固着部，２ｆ・・・弁座
３・・・弁軸，３ａ・・・弁体
３ｂ・・・圧縮コイルばね，３ｃ・・・プッシュナット
４・・・ガイドブッシュ
４ａ・・・雌ねじ部，４ｂ・・・下ストッパ
５・・・弁体ホルダ
５ａ・・・雄ねじ部，５ｂ・・・上ストッパ
６・・・キャン，７・・・ロータ
８・・・ステータ，８ａ・・・ステータコイル
８ｂ・・・ヨーク，８ｃ・・・リード線
８ｄ・・・コネクタ，８ｅ・・・カバー
１０・・電動弁（実施例１）
１２・・弁本体，１２ａ・・第１連通孔
１２ｂ・・第２連通孔，１２ｃ・・弁室
１２ｄ・・鍔状板，１２ｅ・・ストッパ
１３・・・・弁体，１３ａ・・弁体流路［オリフィス］
１３ｂ・・弁体流路［切欠き部］，１３ｃ・・弁体キー部
１３ｄ・・段部，１３ｅ・・突起部
１５・・弁体ホルダ，１５ａ・・ばね
１６・・キャン
１７・・ロータ，１７ａ・・支持リンク
１８・・ステータ，１８ａ・・嵌合穴
１８ｂ・・回り止め部材
１９・・ヨーク，１９ａ・・ボビン
１９ｂ・・ステータコイル，１９ｃ・・リード端子
１９ｄ・・コネクタ，１９ｅ・・カバー
１９ｆ・・リード線，１９ｇ・・充填材
２０・・電動弁（実施例２）
２２・・弁本体，２２ａ・・第１連通孔
２２ｂ・・第２連通孔，２２ｃ・・弁室
２２ｄ・・鍔状板，２２ｅ・・ストッパ
２３・・・・弁体，２３ａ・・弁体流路［オリフィス］
２３ｂ・・弁体流路［切欠き部］，２３ｃ・・弁体キー部
２３ｄ・・段部，２３ｅ・・突起部
２５・・弁体ホルダ，２５ａ・・ばね
２６・・キャン
２７・・ロータ，２７ａ・・支持リンク，３０・・電動弁（実施例３）
３２・・弁本体，３２ａ・・第１連通孔
３２ｂ・・第２連通孔，３２ｃ・・弁室
３２ｄ・・鍔状板，３２ｅ・・ストッパ
３３・・・・弁体，３３ａ・・弁体流路［小オリフィス］
３３ｂ・・弁体流路［大オリフィス］，３３ｃ・・弁体キー部
３３ｄ・・段部，３３ｅ・・突起部
３５・・弁体ホルダ，３５ａ・・ばね
３６・・キャン
３７・・ロータ，３７ａ・・支持リンク
４０・・電動弁（実施例４）
４２・・弁本体，４２ａ・・第１連通孔
４２ｂ・・第２連通孔，４２ｃ・・弁室
４２ｅ・・ストッパ，４２ｆ・・凹部
４３・・・・弁体，４３ａ・・弁体流路［オリフィス］
４３ｃ・・支持軸，４３ｄ・・段部
４３ｆ・・閉止部，４３ｇ・・軸芯部
４５・・弁体ホルダ，４５ａ・・ばね
４６・・キャン
４７・・ロータ，４７ａ・・支持リンク
５０・・電動弁（実施例６）
５２・・弁本体，５２ａ・・第１連通孔
５２ｂ・・第２連通孔，５２ｃ・・弁室
５２ｄ・・キャン支持枠，５２ｅ・・ストッパ
５２ｆ・・凹部，５３・・・・弁体，５３ｃ・・支持軸
５３ｅ・・突起部，５３ｆ・・閉止部，５３ｇ・・軸芯部
５５・・弁体ホルダ，５５ａ・・ばね，５６・・キャン
５７・・ロータ，５７ａ・・支持リンク
１００・・電動弁（実施例５），１１０・・弁室
２００・・弁体，２１０・・軸芯部
２１１・・連動杆，２２０・・閉止部
２２１・・孔，２２２・・支持段部
２２３・・第２多孔質部材，２２４・・オリフィス
２２５・・オリフィス形成板，２２６・・第１多孔質部材
２２７・・固定部材，３００・・ロータ
４００・・キャン，５００・・ステータ，５００ａ・・回り止め部材
５１０・・ヨーク，５２０・・ボビン
５３０・・ステータコイル，５４０・・リード端子
５５０・・コネクタ，５６０・・カバー
５７０・・リード線，５８０・・充填材
６００・・弁体ホルダ，７００・・支持リング
８００・・回転軸，８１０・・・駆動板
８２０・・ばね，９００・・・弁本体
９１０・・・第１連通孔，９２０・・・第２連通孔
９３０・・・ストッパ
【図１】
2008292003.tif 000003
【図２】
2008292003.tif 000004
【図３】
2008292003.tif 000005
【図４】
2008292003.tif 000006
【図５】
2008292003.tif 000007
【図６】
2008292003.tif 000008
【図７】
2008292003.tif 000009
【図８】
2008292003.tif 000010
【図９】
2008292003.tif 000011
【図１０】
2008292003.tif 000012
【図１１】
2008292003.tif 000013
【図１２】
2008292003.tif 000014
【図１３】
2008292003.tif 000015
【図１４】
2008292003.tif 000016
【図１５】
2008292003.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成20年9月2日(2008.9.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１流路と第２流路とが連結される弁本体と、弁室内に配置されて流体の通過流量を調整する弁体と、該弁体を作動させるロータを内蔵する前記弁本体に固着されるキャンと、該キャンに外嵌されて前記ロータを回転駆動するステータと、を備える電動切換え弁であって、
前記弁体には、流体を連通させる弁体流路としての貫通孔が形成されると共に、該貫通孔内にオリフィスを形成したオリフィス形成板と多孔質部材とが具備され、該多孔質部材は前記オリフィス形成板の少なくとも一面側に対向して配置されていることを特徴とする電動切換え弁。
【請求項２】
前記多孔質部材は、前記オリフィスを形成したオリフィス形成板に対し所定の間隔をおいて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電動切換え弁。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機等に組み込まれて使用される電動切換え弁に係り、特に、電動切換え弁を流れる流体が、流れ方向が正逆に拘わらず、同一流量とすることができる電動切換え弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の空気調和機、冷凍機等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。
図３は、前記したような従来の電動弁１の縦断面図を示しており、弁本体２は弁室２ｃと、ガイドブッシュ固定部２ｄと、キャン固着部２ｅとを備え、弁室２ｃには冷媒等の流体が出入する流体入出管２ａ、２ｂが設けられるとともに、その内部には弁軸３の先端に形成された弁体３ａであるニードル弁が接離する弁座２ｆが配設されている。
【０００３】
前記ガイドブッシュ固定部２ｄは、弁室の上方に位置し、弁本体２とガイドブッシュ４とを固定する。該ガイドブッシュ４の内周には雌ねじ部４ａが形成され、該雌ねじ部４ａには弁体ホルダ５の外周に形成された雄ねじ部５ａが螺合され、雌ねじ部と雄ねじ部とによりねじ送り機構が構成されている。
そして、この弁体ホルダ５内には、下端部に弁体３ａを形成している弁軸３が摺動可能に嵌挿されており、該弁軸３は弁体ホルダ内５に縮装された圧縮コイルばね３ｂによって常時下方に付勢されている。
【０００４】
キャン固着部２ｅは弁本体２の上端に位置し、内周面をかしめ固定されるとともに下端面を溶接により接合されているリング状金属板で構成され、その外周部にてキャン６の鍔状部と溶接され弁本体２にキャン６を固定している。弁軸３とロータ７との結合は、弁軸３に弁体ホルダ５と雄ねじ部５ａを外嵌させるとともに、これを永久磁石付きのロータ７に内嵌させることによって行われている。
弁軸３の上端にはプッシュナット３ｃが圧入固定され、その鍔部が弁軸３に若干の上下動を許容してロータ７に結合している。弁体ホルダ５に固定される下ストッパ４ｂとスリーブに形成される上ストッパ５ｂとによりストッパ機構が構成される。
【０００５】
キャン６の内部にはロータ７が内蔵され、キャン６の外部にはステータ８が外嵌されている。ステータ８の内部には上下にステータコイル８ａおよびヨーク８ｂが格納されており、ステータコイル８ａはリード線８ｃおよびステータ８の外周に設けられたコネクタ８ｄを通じて通電される。ステータコイル８ａの通電によりヨーク８ｂが励磁されてロータ７を回転させ、ねじ送り機構により弁体ホルダ５と弁軸３を摺動させることによりを開閉作動させて冷媒の流量の調整を行っている。ステータ８にはコネクタのカバー８ｅが溶着されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前記の従来技術においては、冷媒の正・逆の流れの方向により、弁体３ａに対する冷媒圧に差が出てきて、結果として、冷媒の流れの方向により流量に差が出てくるという不具合がある。
即ち、図３において、冷媒が、流体入出管２ａから流体入出管２ｂに流れる場合には、弁体３ａに対して冷媒圧は下方向に作用するため、ねじ送り機構のバックラッシュによって常に下方向の位置にあるので、弁本体２との隙間が小さい。これに対して、流体入出管２ｂから流体入出管２ａに流れる場合には、弁体３ａに対して冷媒圧は上方向に作用するため、ねじ送り機構のバックラッシュによって常に上方向の位置となるため、弁本体２との隙間が大きくなって、その分流量を大きくしてしまうという不具合がある。
【０００７】
本発明は、このような不具合に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、電動切換え弁を流れる冷媒等の流体が、正逆の流れ方向に拘わらず、同一流量とすることができるとともに、正逆いずれの流れ方向であっても消音効果のある電動切換え弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を達成すべく本発明に係る電動切換え弁は、下記の構成からなるものである。
請求項１記載の電動切換え弁は、第１流路と第２流路とが連結される弁本体と、弁室内に配置されて流体の通過流量を調整する弁体と、該弁体を作動させるロータを内蔵する前記弁本体に固着されるキャンと、該キャンに外嵌されて前記ロータを回転駆動するステータと、を備え、前記弁体には、流体を連通させる弁体流路としての貫通孔が形成されると共に、該貫通孔内にオリフィスを形成したオリフィス形成板と多孔質部材とが具備され、該多孔質部材は前記オリフィス形成板の少なくとも一面側に対向して配置されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の電動切換え弁は、前記多孔質部材は、前記オリフィスを形成したオリフィス形成板に対し所定の間隔をおいて配置されていることを特徴とする。
【００１０】
そして、このように構成された電動切換え弁は、冷媒等の流体の流れが正・逆いずれの方向であっても漏れ量が略同一となるため、冷媒の流路を切り換える空調機等において正確な流量制御の実現が可能となるのに加えて流体の流れが正・逆いずれの方向であっても、流体圧が弁体を弁本体に押圧するようにしているから、弁室から流路への流体の漏れが僅少となるとともに、流体の流動に伴う騒音が低減される。
【発明の効果】
【００１１】
以上の説明から理解できるように、このように構成された本発明の電動切換え弁は、冷媒等の流体の流れが正・逆いずれの方向であっても漏れ量が略同一となるため、流路を切り換える空調機等において正確な流量制御の実現が可能となるのに加えて流体の流れが正・逆いずれの方向であっても、流体圧が弁体を弁本体に押圧するようにしているから、弁室から流路への流体の漏れを僅少とするとともに、冷媒通過時の騒音を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る電動切換え弁１００の一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は、本発明に係る電動切換え弁１００の最小流量時の状態を示す縦断面図であり、図２は、図１の矢印α方向からみた弁体位置の説明図である。
【００１３】
図１，２において、電動切換え弁１００は、弁室１１０内の弁体２００により冷媒等の流体の通過流量を調整する弁本体９００と、弁本体９００と一体で弁体２００を回転させるロータ３００を内蔵するキャン４００と、キャン４００に外嵌されロータ３００を回転駆動するステータ５００とを備えている。ロータ３００とステータ５００によりステッピングモータを構成している。弁体２００は、ロータ３００に連動して弁本体９００に対して回転可能とし、流体の流れ方向が正逆いずれに拘わらず、弁室１１０から弁体２００を介して流れる流量が略同一となるように構成されている。また、弁体２００は、流体の流れ方向が正逆いずれに拘わらず、流体の圧力に伴って形成される弁本体９００と弁体２００との隙間の大きさが略同一となるように構成されている。
【００１４】
弁本体９００はステンレス等の金属から構成される。弁本体９００とキャン４００とにより気密状態の弁室１１０が形成され、弁室に連通する第１連通孔９１０、第２連通孔９２０を有し、第１連通孔９１０には第１流路２ａが連結され、第２連通孔９２０には第２流路２ｂが連結している。そして、弁体２００は、冷媒等の流体を第１流路２ａと第２流路２ｂ間で連通させる弁体流路を形成するものである。
【００１５】
回転軸８００は、その上部の筒状の弁体ホルダ６００に嵌合される。この弁体ホルダ６００はロータ３００によって駆動される。弁本体９００は、その周縁にキャン４００の固着部を備えるとともに、弁本体９００を構成する円盤部側部で且つ軸線を中心に所定の角度を有する位置に２つの連通孔９１０，９２０が配置されている。また、この２つの連通孔９１０，９２０には、それぞれ流体入出管２ａ及び流体入出管２ｂが連結される。更に、弁本体９００の弁室１１０部分の中心部には、回転軸８００の下端を支持する凹部９００ａが形成される。
【００１６】
弁体ホルダ６００には、その上面にばね受け部が形成される。また、弁体ホルダ６００とロータ３００とは支持リング７００を介して結合されており、支持リング７００はロータ３００の成形時にインサートされた金属リングで構成されている。また、支持リング７００の内周孔部に弁体ホルダ６００の上部突部が嵌合し、上部突部の外周をかしめ固定して、ロータ３００、支持リング７００および弁体ホルダ６００を結合している。
【００１７】
ロータ３００は、後述のキャン４００に内装されるように外周面が円筒状であり、弁体ホルダ６００に軸支される。また、キャン４００の内面上底部と、弁体ホルダ６００の上面のばね受けとの間にばね８２０が縮装される。この構成により、弁体ホルダ６００とロータ３００とは弁本体９００側に押圧されている。
【００１８】
キャン４００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９００の上部に形成されたステンレス製の鍔状部分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。
【００１９】
ステータ５００は、磁性材より構成されるヨーク５１０と、このヨーク５１０にボビン５２０を介して巻回される上下のステータコイル５３０，５３０とから構成され、キャン４００に外嵌する嵌合孔が形成されている。
【００２０】
ステータ５００には、リード端子５４０が配設され、リード端子５４０に接続されるコネクタ５５０を覆うカバー５６０が形成されている。ステータ５００からは、ステータコイル５３０，５３０に接続されたリード端子５４０が突出しており、このリード端子５４０に複数のリード線５７０が接続されたコネクタ５５０が連結されている。そして、コネクタ５５０を覆うカバー５６０がステータ５００に溶着され、カバー５６０内はエポキシ樹脂等の充填材５８０で充填されている。
【００２１】
ステータ５００は中心に下面開口の嵌合孔を有し、この嵌合孔にキャン４００が嵌合し、ステータ５００の下面に溶着された回り止め部材５００ａにより弁本体９００およびキャン４００に固定される。
【００２２】
弁体２００には、冷媒等の流体が通過する弁体流路として、オリフィス２２４が穿設されたオリフィス形成板２２５と、多孔質部材としてオリフィス２２４の上面側に第１の多孔質部材２２６を設けている。さらに必要なら、オリフィス２２４の下面側に第２の多孔質部材２２３を設けてもよい。
【００２３】
図１では、第１及び第２の多孔質部材を配置するために、弁体２１０に弁体流路を構成する貫通孔２２１を形成し、この貫通孔２２１に第１の多孔質部材２２６、オリフィス２２４を形成したオリフィス形成板２２５及び第２の多孔質部材２２３をこの順に配置し、これらで弁体２００の閉止部２２０を構成する。したがって、弁体２００は回転軸８００が挿入される軸芯部２１０と、閉止部２２０とで構成されることになる。
【００２４】
即ち、弁体２００は、一定厚みを有し、所定角度離れた第１連通孔９１０及び第２連通孔９２０を塞ぐことが可能な閉止部２２０と、軸芯部２１０とが例えば合成樹脂等で一体成形されてなり、該軸芯部２１０に回転軸８００が挿通され、該弁体ホルダ６００の回転により、閉止部２２０は、第１連通孔９１０、及び第２連通孔９２０を共に閉止しない位置、第２連通孔９２０を閉止する位置、及び第１連通孔９１０を閉止する位置となる。また、弁体２００が前記３つの位置以外に移動しないようにするために、ストッパ９３０が弁本体９００上部に立設される。
【００２５】
軸芯部２１０には棒状の連動杆２１１が立設され、該連動杆２１１は回転軸８００側に形成された略Ｕ形の駆動板８１０により前後から挟まれるように配置されている。なお、連動杆２１１を略Ｕ形に形成し、駆動板８１０を平板状に形成して、連動杆２１１が駆動板８１０を前後から挟むように配置しても同様の機能が得られる。
【００２６】
閉止部２２０は、その位置により、第１連通孔９１０又は第２連通孔９２０のいずれか、若しくは、両方を開とする作用を有する。（図１，２は、第１連通孔９１０を「閉」とし、流体が流体入出管２ｂから流体入出管２ａに流れる場合を示している。）
弁体２００の閉止部２２０には貫通孔２２１が形成され、該貫通孔２２１には支持段部２２２が形成される。そして、この支持段部２２２上には、第２多孔質部材２２３、オリフィス２２４が穿設されたオリフィス形成板２２５、及び、第１多孔質部材２２６がこの順で嵌合され、前記各部材２２３，２２５，２２６が固定部材２２７によって貫通孔２２１内に固定される。
【００２７】
上面側の第１多孔質部材２２６は、ニッケル、銅などを主成分とする発泡金属或いは多孔質プラスチックを円盤状に形成し、これをオリフィス形成板２２５の上面側の貫通孔２２１に嵌合させる。もちろん、オリフィス２２４部分のみを覆うようにしてもよい。発泡金属は気孔率が９０％以上のものが望ましい。また、第１多孔質部材２２６が層形状である場合は、２層以上の構造としても良い。
【００２８】
下面側の第２多孔質部材２２３は、上面側の第１多孔質部材２２６と同様に、ニッケル、銅などを主成分とする発泡金属或いは多孔質プラスチックを円盤状に形成し、これをオリフィス形成板２２５の下面側の貫通孔２２１に嵌合させる。また、第２多孔質部材２２３が層形状である場合は、２層以上の構造としても良い。更に、以上の説明においては、多孔質部材について述べたが、前記第１及び第２の多孔質部材２２６，２２３の一方又は両方をメッシュ状の金網部材に変更してもよいのは勿論である。
【００２９】
この実施形態では、冷媒の流れがどちらの方向であっても、弁体２００は冷媒圧により連通孔９１０，９２０を配置した弁本体９００に押圧される構造となっていることから、
第１流路→第２流路の流量＝第２流路→第１流路の流量
を実現することに加えて、弁本体９００と弁体２００との隙間が小さくなり、冷媒の漏れを僅少にすることができる。
具体例においては、冷房サイクル時の除湿時（冷媒は、第２流路から第１流路に流れる。）と、暖房サイクル時の除湿時（冷媒は、第１流路から第２流路に流れる。）とを、略同一の冷媒流状態とすることができる。
【００３０】
本実施形態の電動切換え弁によれば、多孔質部材、例えば発泡金属の形成体又は多孔質プラスチックの成形体からなる部材が介装されているので、流体中の大きな気泡は、多孔質部材を通過する際に細分化され、その細分化された状態で、大きな気泡に成長することなく速やかに弁体と流出口との間に形成されるオリフィスに流入する。そして、流出口（オリフィス）を通過する際、その流入側と流出側に急激な圧力変動は発生せず、したがって、従来の電動弁に比して、流動音の低減効果が向上し、騒音を効果的に防止できる。
【００３１】
なお、この実施形態においては、第１連通孔９１０と第２連通孔９２０とが、軸線を中心に所定角度を有する位置に配置する場合の実施例を示したが、この配置角度は、本発明の作用効果が実現する限りにおいて適宜選択される。
また、前記の実施形態においては、小容量の流量を流すために、弁体流路として、オリフィスを形成したが、弁体にオリフィスを形成しなければ流量は限りなくゼロに近い値となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る電動切換え弁の一実施形態の最小流量時の状態を示す縦断面図。
【図２】図１の矢印α方向からみた弁体位置の説明図。
【図３】従来技術に係る電動弁の縦断面図。
【符号の説明】
【００３３】
１００…電動切換え弁、２００…弁体、２２１…貫通孔、２２３…第２多孔質部材、２２４…オリフィス、２２５…オリフィス形成板、２２６…第１多孔質部材、２２７…固定部材、３００…ロータ、４００…キャン、５００…ステータ、５１０…ヨーク、５２０…ボビン、５３０…ステータコイル、６００…弁体ホルダ、８００…回転軸、９００…弁本体、９１０…第１連通孔、９２０…第２連通孔
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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