(57)【要約】【課題】弁体の背部に高圧側冷媒圧を背圧として導入して弁体の作動に必要な駆動力を少なくして、弁体駆動部の簡略化・小型化を図る。【解決手段】弁本体１０と、弁本体に設けられる高圧流体導入管１１ａと、弁本体に高圧流体導入管から弁室１２を介して連通して設けられる低圧流体導出管１３ａと、弁本体に設けられる弁体駆動部２０と、弁本体に装着されるガイドブッシュ１５と、弁体駆動部により回転駆動されるロータ３１と、ロータと一体でガイドブッシュ１５に螺合状態で支持される作動棒ホルダ３５と、弁室内において作動棒ホルダ３５に保持される作動棒３０により開閉する弁体４０と、を具備する。弁体に高圧流体導入管の高圧流体の圧を開閉方向の両方から作用させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁本体と、弁本体に設けられる高圧流体導入孔と、弁本体に高圧流体導入孔から弁室を介して連通して設けられる低圧流体導出孔と、弁本体に設けられる弁体駆動部と、弁本体に装着されるガイドブッシュと、弁体駆動部により回転駆動されるロータと、ロータと一体でガイドブッシュに螺合状態で支持される作動棒ホルダと、上記作動棒ホルダに保持される作動棒により開閉する弁体と、を具備し、上記弁体に高圧流体導入孔の高圧流体の圧を開閉方向の両方から作用させることを特徴とする電動弁。
【請求項２】
上記弁本体内に高圧流体を導入する背圧室を設け、該背圧室内で弁体を閉方向に作用させることを特徴とする請求項１記載の電動弁。
【請求項３】
上記背圧室に作動棒の一端と弁体の一端とを臨ませ、両端部間に緩衝バネを縮装して配置させることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電動弁。
【請求項４】
弁体に対して、高圧流体の圧を高圧流体導入孔から開側に作用させ、背圧室から閉側に作用させる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、冷凍装置等の冷凍サイクルに用いられる電動弁に関する。
【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ものである。
従来から公知の電動弁としては下記の特許文献１に開示されている
【特許文献１】特開２００１−５０４１５号公報
【０００３】
この公知の電動弁について説明すると下記の通りである。図２は、前記従来の電動弁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流出管２ａ及び流体流入管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。
【０００４】
前記ガイドブッシュ固定部２ｄは、弁室２ｃの上方に位置し、弁本体２とガイドブッシュ４とが固定されている。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には作動棒ホルダ５の外周に形成された雄ねじ部５ａが螺合され、雌ねじ部４ａと雄ねじ部５ａとによりねじ送り機構が構成されている。そして、この作動棒ホルダ５内には、下端に弁体３ａが形成されている弁軸３が摺動可能に嵌挿されており、該弁軸３は作動棒ホルダ内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。
【０００５】
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に作動棒ホルダ５と一体成形されるスリーブ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。
また、弁軸３およびロータ７の上方移動の最上限は、ロータ７の上部に設けられているばね７ｂとキャン６の内面との接触によって規定される。作動棒ホルダ５に固定される下ストッパ４ｂとスリーブ５ａ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。
【０００６】
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へ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作動棒ホルダ５と弁軸３を摺動させることにより弁体３ａ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が接着されている。
【０００７】
ステータ８の下方に金属製のリング状の取付板９を固定し、この取付板９と一体に形成された回り止め片９ａを、弁本体２から水平方向に突出する流体流出管２ａに係合させるとともに、弁本体２とキャン６とのリング状溶接部の一辺に係合孔９ｂを係合させ、リング状溶接部の他辺には取付板９と一体に形成された押圧片９ｃを押圧させてステータ８を固定している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、前記電動弁１においては、高圧流体導入管の冷媒圧と低圧流体導出管との冷媒圧の差が大きいことから、弁体を開方向又は閉方向に移動させるに当たっては大きな駆動力を必要とし、その分だけ弁体駆動部を大きくする必要があった。
【０００９】
本発明は、かかる問題を解消するために発明されたもので、その課題とするところは、弁体の背部に高圧側冷媒圧を背圧として導入して弁体の作動に必要な駆動力を少なくして、駆動モータ部分の簡略化・小型化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、弁本体と、弁本体に設けられる高圧流体導入孔と、弁本体に高圧流体導入孔から弁室を介して連通して設けられる低圧流体導出孔と、弁本体に設けられる弁体駆動部と、弁本体に装着されるガイドブッシュと、弁体駆動部により回転駆動されるロータと、ロータと一体でガイドブッシュに螺合状態で支持される作動棒ホルダと、上記作動棒ホルダに保持される作動棒により開閉する弁体と、を具備し、上記弁体に高圧流体導入孔の高圧流体の圧を開閉方向の両方から作用させることを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の電動弁は、請求項１記載の電動弁において、上記弁本体内に高圧流体を導入する背圧室を設け、該背圧室内で弁体を閉方向に作用させることを特徴とする。
請求項３記載の電動弁は、請求項１又は請求項２記載の電動弁において、上記背圧室に作動棒の一端と弁体の一端とを臨ませ、両端部間に緩衝バネを縮装して配置させることを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の電動弁は、請求項２又は請求項３記載の電動弁において、弁体に対して、高圧流体の圧を高圧流体導入孔から開側に作用させ、背圧室から閉側に作用させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
上記手段によれば、弁体には、開方向の高圧流体の圧と、閉方向の高圧流体の圧とが両方向にかかるから、弁体に対する流体圧の影響が少なくなり、その開閉のための駆動力が少なくてすむことから、弁体駆動部は従来より小さい装置でよく、弁部全体が簡略化する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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、本発明の電動弁の縦断面図である。なお、図１において、図２に示した構成と同一構成に付いては、同一符号を付してその説明を省略する。
【００１５】
本実施例に係る電動弁Ｄは、図１に示すように、弁本体１０と該弁本体１０の上部に装着される弁体駆動部２０とからなる。弁本体１０にはその下部に高圧流体導入孔１１が横方向に形成され、その上部には前記高圧流体導入孔１１からオリフィス１８及び弁室１２を介して連通される低圧流体導出孔１３が横方向に形成される。また、弁本体１０の上部でガイドブッシュ１５（後述）との間には背圧室１６が形成され、該背圧室１６は弁本体１０に形成される高圧導入路１６ａを介して高圧流体導入孔１１に連通している。
【００１６】
また、上記弁室１２と背圧室１６との間の弁本体１０には弁棒支持部材１７が気密状に装着されており、弁室１２と背圧室１６とを区分していると共に、この弁体支持部材１７には後述の弁体４０を上下動可能に挿通するための孔１７ａが形成されている。なお、この孔１７ａの内径は、この実施例の場合は前記オリフィス１８の内径より小さく形成される。
【００１７】
そして、上記高圧流体導入孔１１には高圧流体導入管１１ａが装着され、低圧流体導出孔１３には低圧流体導出管１３ａが装着され、弁体支持部材１７には弁体４０が摺動可能な状態で嵌合されている。前記弁体４０は径大の弁頭部４０ａと径小の弁棒部４０ｂからなるが、弁棒部４０ｂの一端（上端）４２と後述の作動棒３０の一端（下端）３２との間にはそれぞれバネ受け３３ａ，３３ｂを介して緩衝バネ３３が縮装状態で配置されている。
【００１８】
次に、弁本体１０の上部に装着される弁体駆動部２０について説明する。弁本体１０の上端部は背圧室１６を形成するために筒状に形成されるが、その内周上部には異径円筒状のガイドブッシュ１５が嵌合されると共に、その外周にはキャン１４が溶着される。そして、弁本体１０とガイドブッシュ１５との間には背圧室１６が形成される。また、ガイドブッシュ１５の下部径大部の外周には下ストッパ１５ａが螺合状態で装着されている。
【００１９】
キャン１４内に配置されるロータ３１は支持リング３４を介して作動棒ホルダ３５と結合されており、支持リング３４はロータ３１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３４の内周孔部に作動棒ホルダ３５の上部突部が嵌合し、上記突部の外周がかしめ固定されてロータ３１、支持リング３４および作動棒ホルダ３５が結合されている。
弁本体１０の上部に設けられたキャン１４の外周部には弁体駆動部２０が装着されている。また、上記作動棒ホルダ３５の上部には作動棒３０の上端に圧入固定されたプッシュナット１９ａの外周に円筒状の圧縮コイルばねで構成される復帰ばね１９を取付け、ガイドブッシュ１５の雄ねじ１５ｂと作動棒ホルダ３５の雌ねじ３５ｂとの螺合が外れたときに、復帰ばね３５がキャン１４の内面に当接して固定ねじ部と移動ねじ部との螺合を復帰させるように付勢する。そして，更に背圧室１６内において、上記作動棒３０の一端（下端）３２と弁体４０との間には緩衝バネ３３が配置されている。
【００２０】
上記構成の電動弁Ｄは、高圧流体導入管１１ａから高圧冷媒が高圧流体導入孔１１内に流入し、オリフィス１８、弁室１２、低圧流体導出孔１３を介して低圧流体導出管１３ａから流出するように構成されている。このとき、弁体駆動部２０の駆動による作動棒３０の上下動及び流体圧により、弁体４０が開閉され、弁体４０の流量が制御される。
【００２１】
そして、弁体４０の弁頭部４０ａには、下方のオリフィス１８からオリフィス１８の断面積に比例する上向きの高圧冷媒圧が作用し（受圧部４１）、また、上方の背圧室１６から、弁棒部４０ｂの断面積に比例する下向きの高圧冷媒圧が作用するから、実施例の場合には、オリフィス１８の横断面積と弁棒部４０ｂの一端（上端）４２の横断面積との差に係る圧力が、上向きに作用することになる。
【００２２】
したがって、弁体駆動部２０では弁体４０を上下動させる場合に、オリフィス１８の断面積に弁棒部４０ｂの断面積に近接させることで、一層、高圧冷媒の影響を小さくすることができる。なお、上記実施例では、弁体４０には、高圧冷媒差圧が開方向にかかるようにしたが、弁体をオリフィス１８の下部（上流側）に配置することで、高圧冷媒の差圧が閉方向にかかるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る電動弁の縦断面図。
【図２】従来技術に係る電動弁の縦断面図。
【符号の説明】
【００２４】
１・・（従来の）電動弁
２・・弁本体  ２ａ・・流体流出管  ２ｂ・・流体流入管  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・・作動棒ホルダ  ５ａ・・雄ねじ部  ５ａ・・スリーブ５ｂ・・上ストッパ
６・・キャン  ７・・ロータ  ７ｂ・・ばね
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  ９・・取付板  ９ａ・・回り止め片
９ｂ・・係合孔  ９ｃ・・押圧片
【００２５】
Ｄ・・電動弁（本発明）  １０・・弁本体  １１・・高圧流体導入孔
１１ａ・・高圧流体導入管  １２・・弁室  １３・・低圧流体導出孔
１３ａ・・低圧流体導出管  １４・・キャン
１５・・ガイドブッシュ  １５ａ・・下ストッパ  １５ｂ・・雄ねじ
１６・・背圧室  １６ａ・・高圧導入路  １７・・弁体支持部材
１７ａ・・孔  １８・・オリフィス
１９・・復帰ばね  １９ａ・・プッシュナット
２０・・弁体駆動部  ３０・・作動棒  ３１・・ロータ
３２・・（作動棒３０の）一端  ３３・・緩衝バネ
３３ａ，３３ｂ・・バネ受け  ３４・・支持リング
３５・・作動棒ホルダ  ３５ａ・・上ストッパ  ３５ｂ・・雌ネジ
４０・・弁体  ４０ａ・・弁頭部  ４０ｂ・・弁棒部
４１・・受圧部  ４２・・（弁棒部４０ｂの）一端
【図１】
2005172020.tif 000003
【図２】
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