(57)【要約】【課題】ロータのストッパ機構・動作が簡単な電動弁を提供する。【解決手段】ステッピングモータ３０によってロータ２１を回転させて弁シート１０に対して弁体２６を離接させる。ロータ２１に弁軸２０を一体に設け、弁軸の動作により弁体２６を弁シート１０に当接させて閉とする。弁軸２０に対して、その軸線方向において弁体２６を移動及び回転可能で、且つ、弁シート１０側に突出勝手にバネ２８を付設する。弁体２６には筒状の弁体保持部２７を装着し、弁体保持部２７内に弁軸２０の下部を出入可能に配置する。弁体保持部２７内での下部の端部と弁体２６の上面との間に所定のクリアランスＣを介して球状のボール２５を介装させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステッピングモータによってロータを回転させて、弁シートに対して弁体を離接させる電動弁において、ロータに弁軸を一体に設け、弁軸の動作により弁体を弁シートに当接させることで弁体を閉とすると共に、上記弁軸に対して、その軸線方向において弁体を移動、及び、回転可能で、且つ、弁シート側に突出勝手にバネを付設したことを特徴とする電動弁。
【請求項２】
弁体には筒状の弁体保持部を装着し、該弁体保持部内に弁軸の下部を出入可能に配置すると共に、上記弁体保持部内で上記下部の端部と弁体の上面との間に所定のクリアランスを介して球状のボールを介装させたことを特徴とする請求項１記載の電動弁。
【請求項３】
弁体には筒状の弁体保持部を装着し、該弁体保持部内に弁軸の下部を出入可能に配置すると共に、上記弁体保持部内で上記下部の端部と弁体の上面に形成した球面部との間に所定のクリアランスを設けたことを特徴とする請求項１記載の電動弁。
【請求項４】
上記弁軸の弁体保持部内の部分にバネ性を有する止め輪を付設し、該止め輪とボール又は球面部との間にバネを縮装させたことを特徴とする請求項２又は請求項３記載の電動弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気調和装置、冷凍装置の冷凍サイクル等に用いられる電動弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、公知のものとして下記の特許文献１に記載のものが挙げられる。
この刊行物に記載の電動弁のロータのストッパは、ロータ側にストッパ面部を形成すると共に、弁シート側に前記ストッパ面部が当接するストッパ片を設けるものである。このようなステッピングモータによりロータを回転し、弁シートに対して弁体を離接させる電動弁においては、上述したロータのストッパを設けないと、弁体が弁シートに着座後も、ロータは弁軸を弁シート方向へ変位させ、必要以上の荷重が弁体から弁シートへの押圧荷重として付加され、その結果，弁シートから弁体を離間させるときに、両部材の食い付きにより、安定した開弁挙動を得ることができないことがある。このロータの回転規制を行うストッパを設ける場合には、ロータの高さ方向や回転方向の位置決め調整が必要となり、その結果、製造時の組立工数の増加となり、コスト高となるという問題があった。
【特許文献１】特開２００２−１４７９００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、本発明の課題は、上記問題を解決することにあり、ステッピングモータによりロータを回転し、弁シートに対して弁体を離接させる電動弁において、ストッパ機構の構成及び動作がともに簡単で、ロータの高さ方向・回転方向の位置決め調整を必要としない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】
【０００４】
前記目的を達成すべく、本発明は、下記の手段を採用した。
請求項１記載の電動弁は、ステッピングモータによってロータを回転させて、弁シートに対して弁体を離接させる電動弁において、ロータに弁軸を一体に設け、弁軸の動作により弁体を弁シートに当接させることで弁体を閉とすると共に、上記弁軸に対して、その軸線方向において弁体を移動、及び、回転可能で、且つ、弁シート側に突出勝手にバネを付設したことを特徴とする。
【０００５】
請求項２記載の電動弁は、上記請求項１記載の手段において、弁体には筒状の弁体保持部を装着し、該弁体保持部内に弁軸の下部を出入可能に配置すると共に、上記弁体保持部内で上記下部の端部と弁体の上面との間に所定のクリアランスを介して球状のボールを介装させたことを特徴とする。
請求項３記載の電動弁は、上記請求項１記載の手段において、弁体には筒状の弁体保持部を装着し、該弁体保持部内に弁軸の下部を出入可能に配置すると共に、上記弁体保持部内で上記下部の端部と弁体の上面に形成した球面部との間に所定のクリアランスを設けたことを特徴とする。
【０００６】
請求項４記載の電動弁は、上記請求項２又は請求項３記載の手段において、上記弁軸の弁体保持部内の部分にバネ性を有する止め輪を付設し、該止め輪とボール又は球面部との間にバネを縮装させたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、上記構成により、ロータのストッパを弁シート側等に別途設けなくても、駆動側の弁軸と被駆動側の弁体との間に、弁軸に対して、その軸線方向において弁体を移動及び回転可能で、且つ、弁シート側に突出勝手にバネを付設し、弁軸と弁体との間に所定のクリアランスを介してボールを設けたことにより、円滑なストッパ機能が実現する。また、これにより、弁体の閉時の回転トルクの伝達を減少させ、当接時の磨耗を減少させる。
しかも、本発明によれば、ストッパ機能を実現させるに当って、弁体の高さ及び回転角の調整は不必要であり、従来のロータストッパよりもコストを低廉化させ、組立性がよく、製造時の工数を少なくする効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面により本発明に係る膨張弁の実施形態について説明する。図１は本発明に係る電動弁の縦断面図、図２は同電動弁の第１状態（Ａ）及び第２状態（Ｂ）の要部縦断面図、図３は本発明に係る電動弁の別例の要部縦断面図である。
【０００９】
（固定部）
電動弁Ａは、図１に示すように、その固定部として、中心部にシート孔１０ｂが穿設された弁シート１０と、該弁シート１０の外周部に装着された上下に長い筒状の弁ハウジング１３と、弁シート１０の下部に装着された第１配管１１と、弁ハウジング１３の側面に設けられた第２配管１２と、弁ハウジング１３の上部に設けられた合成樹脂製の弁棒保持体１４と、弁ハウジング１３の外周部にリング状に形成された密閉ケース取付枠１８を介して取り付けられた密閉ケース１６と、密閉ケース１６の外周部に取り付けられるステッピングモータ３０と、を具備する。そして、シート孔１０ｂの上部（後述の弁体２６が当接する部分）には、所定深さのシート凹部１０ａが形成される。また、弁ハウジング１３内には弁室１７が形成される。
【００１０】
図１に示すように、弁棒保持体１４は、上下に長い筒状体として形成され、その軸心部の下方には径大の径大孔部１４ｃが、また、上方には径小孔部１４ｄが形成され、径大孔部１４ｃの側面には均圧孔１４ｂが形成され、径小孔部１４ｄの内周面には雌ねじ部１４ａが形成される。また、弁棒保持体１４下部の外周部には、連結リング１５がインサート成形により嵌合され、この連結リング１５の下面に上記弁ハウジング１３の上端部が当接している。
【００１１】
（可動部）
また、可動部としては、図１，２に示すように、上記弁シート１０のシート孔１０ｂに離接する下方が紡錘形状の弁体２６と、弁体２６の上面周部に装着される上下に長い筒状の弁体保持部２７と、弁体保持部２７の上部筒内に嵌合されて所定幅で摺動（上下動）可能な棒状の弁軸２０と、弁軸２０の上部に一体に設けられたロータ２１を回転させるステッピングモータ３０とを具備する。なお、弁軸２０の上部には、弁棒保持体１４の径小孔部１４ｄの内周面に形成されている雌ねじ部１４ａに螺合する雄ねじ部２０ａが形成され、弁軸２０の下部には、弁軸細径部２３が形成されている。
【００１２】
前記弁体保持部２７は、その下端部が鍔状の径大鍔部２７ａが形成されて弁体２６の上部肩部に溶接されており、また、その上端部は径小の鍔部（窄まり部）が形成され、この径小鍔部２７ｂが弁軸２０下部の弁軸細径部２３の外周に摺動するように形成されている。また、弁体保持部２７の均一径部は径大孔部１４ｃの内周面に摺動可能に形成される。また、径大鍔部２７ａは弁棒保持体１４の下面に当接することで、弁体２６の最上動位置を決めるストッパ機能を有するものである。
【００１３】
更に、図２（Ｂ）に弁体保持部２７内で、弁軸細径部２３の下端と弁体２６の上部平面との間には所定のクリアランスＣをもって、硬度が高く且つ表面が潤滑性を具備する球状のボール２５が配置される。なお、ボール２５の直径は弁軸細径部２３の直径より大となるように形成される。
【００１４】
また、弁軸細径部２３における径小鍔部２７ｂの下部位置にはバネ性を有するＣ形の止め輪２４が嵌合・固定され、この止め輪２４とボール２５との間にはバネ２８が縮装され、該バネ２８はその弾発力により、弁軸２０に対してボール２５を介して弁体２６及び弁体保持部２７を下方（弁シート１０側）に押圧している。このような構成により、弁体２６に対して弁軸２０は回動可能であるばかりでなく、ボール２５はその上下の２点で、弁軸２０と弁体２６とそれぞれ点接触するから、弁軸２０の回転に伴なって摩擦が発生しても、弁体２６に対する摩擦の影響は小さいものとなる。
【００１５】
（弁体２６の閉動作）
次に、弁体２６の閉動作について説明する。
図２（Ｂ）に示すように、弁軸２０が上方位置にあって弁体２６が開の状態では、弁軸２０が最上位置にあり、弁体保持筒２７が止め輪２４に係止している。この状態は、弁軸２０の下端部とボール２５との間に最大のクリアランスＣがある状態である。
【００１６】
この状態において、ロータ２１を回転させると、弁軸２３が下動し、その下動途中において弁体２６は弁シート１０に当接する。なお、この間においては、ボール２５の作用はない。しかし、更に、弁軸２０が下動し、弁軸下端（弁軸細径部２３下端）がボール２５に当接することによって、弁軸２０の下動が止まり、ロータ２１の回転が止まる（ロータ２１のストッパ作用）。そして、この当接により、ボール２５はバネ２８の圧縮荷重を制御することになる。この状態は、図１及び図２（Ａ）に示す。
（弁体２６の開動作）
また、弁体２６の開動作について説明する。
弁体２６が閉状態では、弁軸２０が最下位置にあり、弁軸２０の下端がボール２５に当接している（クリアランスＣはなし）。
【００１７】
弁体２６の開動作のために、ステッピングモータ３０を作動させ、ロータ２１が逆回転すると、弁軸２０が逆回転しながら上動を開始する。このとき、最初はバネ２８が伸びるだけで弁体２６は弁シート１０に当接したままである。このとき、弁軸２０下部（弁軸細径部２３の下端）はボール２５に点接触状態であるから、弁シート１０から弁体２６を離座させるときの弁体２６の回転押圧をスムースに開放し、開弁挙動を安定化させる。そして、弁軸２０の更なる上動により、止め輪２４が弁体保持筒２７を係止して吊り上げ、弁体２６を開とする。
【００１８】
（効果）
したがって、この電動弁Ａでは、別途ロータのストッパを設けなくても、弁軸２０と弁体２６との間のボール２５の配置に加えて、バネ性を有する止め輪２４及びバネ２８を設けたことにより、円滑なストッパ機能が実現する。また、弁体２６の開時の弁軸２３からの回転トルクの伝達は減少する。また、本電動弁Ａでは、弁体２６の高さ及び回転角の調整は不必要であり、組立性がよく、製造時の工数少ないから、従来のロータストッパよりも、コストを一層低減することができるという効果もある。
【００１９】
（別例）
上記実施例におけるボール２５の代替例として、図３に示すように、弁体２６の上面を弁体保持部２７内に突出させてその上面を曲面状にした球面部２６ａとしても上記実施例と同様の効果が得られる。そして、この場合には、バネ２８は、球面部２６ａと止め輪２４との間に縮装されることになる。なお、クリアランスは符号Ｃ'として表している。また、更なる別例として、上記止め輪２４に代えてバネ性を有するワッシャを用いても良い。また、バネの頭頂部を球体面としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る電動弁の縦断面図。
【図２】同電動弁の第１状態（Ａ）及び第２状態（Ｂ）の要部縦断面図。
【図３】本発明に係る電動弁の別例の要部縦断面図。
【符号の説明】
【００２１】
Ａ・・電動弁    Ｃ・・クリアランス
１０・・弁シート  １０ａ・・シート凹部  １０ｂ・・シート孔
１１・・第１配管１２・・第２配管  １３・・弁ハウジング
１４・・弁棒保持体  １４ａ・・雌ねじ部  １４ｂ・・均圧孔
１４ｃ・・径大孔部  １４ｄ・・径小孔部
１５・・連結リング  １８・・密閉ケース取付枠  １６・・密閉ケース
１７・・弁室
【００２２】
２０・・弁軸  ２０ａ・・雄ねじ部  ２１・・ロータ  ２３・・弁軸細径部
２４・・止め輪  ２５・・ボール  ２６・・弁体  ２６ａ・・球面部
２７・・弁体保持筒  ２７ａ・・径大鍔部  ２７ｂ・・径小鍔部
２８・・バネ  ３０・・ステッピングモータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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