(57)【要約】【課題】  ストッパが磨耗し難くなるように材質を変更してストッパの耐久性を向上させ、係合部をストッパと正確な位置で当接させることにより、正確な位置制御が可能となるだけでなく、ステッピングモータの動作信頼性を確保できるように構成されたステッピングモータバルブを提供する。【解決手段】  ステッピングモータの回転子の底面の外側縁及び中央には、係合部７４と弁体７５とがそれぞれ備えられる。また、ステッピングモータの下部には、バルブハウジングとポート支持体８１とが設けられ、ポート支持体８１の上面には、突出部８３が備えられる。ポート支持体８１と突出部８３とをそれぞれ貫通して、入力ポート８５と出力ポート８７，８９とが設けられる。一方、ポート支持体８１の内部から突出する針金９０の一端部がフック状とされ、ストッパ９１が形成される。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子と回転子とを有するステッピングモータと、前記回転子により回動して冷媒の流動を制御するための開放領域と閉鎖領域とを有する弁体と、前記開放領域と前記閉鎖領域とにより開閉される複数の出力ポートと入力ポートとを有するポート支持体とを具備するステッピングモータバルブにおいて、
前記回転子の底面の一方側に備えられる係合部と、
前記ステッピングモータバルブの初期制御の際に前記回転子の回転により前記係合部が当接する金属材質のストッパと、を備えることを特徴とする冷蔵庫用ステッピングモータバルブ。
【請求項２】
前記ストッパは、前記ポート支持体の内部に一部が押し込まれて固定される針金から形成されることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫用ステッピングモータバルブ。
【請求項３】
前記ストッパは、前記ポート支持体の上面に平行であり、前後方向に所定の幅を有するフック状になっていることを特徴とする請求項１または２に記載の冷蔵庫用ステッピングモータバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷蔵庫用ステッピングモータバルブに関し、より詳しくは、ステッピングモータバルブを構成するステッピングモータのストッパ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、冷蔵庫、空気調和機、キムチ冷蔵庫のような冷凍装置は、冷凍サイクルを循環する高温高圧の冷媒により温度を調節している。本明細書では、この冷凍装置の中で冷蔵庫を例に挙げて説明する。
【０００３】
図１は、一般的な冷蔵庫の冷凍サイクルを示す構成図であり、図示のように、冷蔵庫の冷凍サイクルは、冷媒を圧縮する圧縮機１１と、前記圧縮機１１で圧縮された冷媒の保有熱を放熱する凝縮機１３と、前記凝縮機１３の後段に設けられ、冷媒に残存する水分を除去する乾燥機１５とを備えている。
【０００４】
そして、前記乾燥機１５の出口と連結される複数の膨張弁２１、２３の入口との間に冷媒管路が形成される。また、前記乾燥機１５の出口側冷媒管路１９ｃと前記膨張弁２１、２３の入口側冷媒管路１９ａ、１９ｂとを連結するように３方向のステッピングモータバルブ１７が設けられる。
【０００５】
前記ステッピングモータバルブ１７は、マイコン（図示せず）の制御を受けて、前記膨張弁２１、２３と連結された冷媒管路１９ａ、１９ｂを選択的に開閉できるように構成される。すなわち、前記ステッピングモータバルブ１７によれば、前記乾燥機１５と連結された入口側を基準としてそれぞれの膨張弁２１、２３と連結される冷媒管路１９ａ、１９ｂを選択的に開閉し、前記膨張弁２１と連結された冷媒管路１９ａを開けたり、前記膨張弁２３と連結された冷媒管路１９ｂを開けたり、両側の冷媒管路１９ａ、１９ｂを両方とも開けたり閉じたりすることが可能となる。
【０００６】
前記膨張装置２１、２３の後段には、蒸発器２５、２７がそれぞれ連結される。前記蒸発器２５、２７は、冷蔵庫に保存されている食べ物を冷却するための冷気を発生する。そして、前記蒸発器２５、２７の後段に連結される冷媒管路が前記圧縮機１１に連結されることにより、前記圧縮機１１→凝縮機１３→乾燥機１５→ステッピングモータバルブ１７→膨張装置２１、２３→蒸発器２５、２７→圧縮機１１に連結される冷凍サイクルが形成される。
【０００７】
従って、前記蒸発器２５、２７が複数の場合は、冷蔵庫の保存空間によって、冷気の供給を制御することが可能となる。すなわち、マイコンの制御による前記ステッピングモータバルブ１７の開き動作に従って、前記圧縮機１１→凝縮機１３→乾燥機１５→ステッピングモータバルブ１７→膨張装置２１→蒸発器２５→圧縮機１１に連結される冷凍サイクル、または、前記圧縮機１１→凝縮機１３→乾燥機１５→ステッピングモータバルブ１７→膨張装置２３→蒸発器２７→圧縮機１１に連結される冷凍サイクル、または、前記圧縮機１１→凝縮機１３→乾燥機１５→ステッピングモータバルブ１７→膨張装置２１、２３→蒸発器２５、２７→圧縮機１１に連結される冷凍サイクルが構成されても良い。
【０００８】
つまり、前記ステッピングモータバルブ１７と連結された前記冷媒管路１９ａと、膨張装置２１と、蒸発器２５とは、第１の保存空間の冷気の制御のための構成である。そして、前記ステッピングモータバルブ１７と連結された前記冷媒管路１９ｂと、膨張装置２３と、蒸発器２７とは、第２の保存空間の冷気の制御のための構成である。
【０００９】
一方、図２は、図１に示すステッピングモータバルブの構成を示す側面断面図であり、図３は、図２のＡ-Ａ’断面図である。
【００１０】
図示のように、３方向のステッピングモータバルブ１７には、固定子３１と、回転子３３とから構成されるステッピングモータ３０が備えられる。前記回転子３３の底面の縁の一部が下方に突出されて係合部３４が形成され、前記回転子３３の底面の中央部には、弁体３５が備えられる。
【００１１】
前記弁体３５の底面の一部には、開放領域３６が形成され、その残りの部分には、閉鎖領域３７が形成される。前記開放領域３６は、後述する第１及び第２の出力ポート４７及び４９を開放する役割を有し、前記閉鎖領域３７は、第１及び第２の出力ポート４７及び４９を閉鎖する役割を有する。
【００１２】
そして、前記ステッピングモータ３０の下部には、バルブハウジング３９が備えられ、前記バルブハウジング３９の内部には、ポート支持体４１が設けられる。前記ポート支持体４１の上面には、前記弁体３５の底面にその上面が密着する突出部４３が備えられ、前記ポート支持体４１の上面を貫通して入力ポート４５が設けられ、前記突出部４３の上面一方側を貫通して第１及び第２の出力ポート４７及び４９が設けられる。
【００１３】
前記入力ポート４５は、前記バルブハウジング３９の内部に冷媒を供給する役割を有し、前記第１及び第２の出力ポート４７及び４９は、前記入力ポート４５から前記バルブハウジング３９の内部に供給された冷媒を外部に吐出する役割を有する。このとき、例えば、前記第１の出力ポート４７と第２の出力ポート４９とは、図１に示すように、冷媒管路１９ａ、１９ｂとそれぞれ連通されても良い。
【００１４】
一方、前記突出部４３の外側に該当する前記ポート支持体４１の上面には、ストッパ５１が備えられる。前記ストッパ５１は、ゴム材質からなり、初期制御の際にマイコンが前記回転子３３の位置を感知できるようにする役割を有する。すなわち、冷蔵庫が最初に出荷されて作動する場合に、前記回転子３３が一方向に回転しながら前記係合部３４の一方側が前記ストッパ５１の一方側に当接する位置を基準として前記ステッピングモータバルブ３０を制御することになる。
【００１５】
図面において、参照符号Ａ１は、前記回転子３３の回転中心となる回転軸である。
しかし、このように構成される従来の技術によるステッピングモータバルブには、次のような問題点があった。
【００１６】
上述のように、前記ストッパ５１がゴム材質からなり、前記ステッピングモータバルブ３０の初期制御のために、前記ストッパ５１に当接する前記係合部３４は、磁石のように相対的に堅固な材質の前記回転子３３に一体に形成される。よって、前記ステッピングモータ３０の頻繁な初期制御動作や動作中のバラツキにより前記係合部３４が前記ストッパ５１に数回衝突すると、ストッパ５１が磨耗することになり、前記ステッピングモータ３０が誤作動することもあるという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、ストッパが磨耗し難くなるように材質を変更して前記ストッパの耐久性を向上させ、これにより、係合部が前記ストッパと正確な位置で当接することになり、正確な位置制御が可能となるだけでなく、ステッピングモータの動作信頼性を確保できるように構成されるステッピングモータバルブを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の目的を達成するために、本発明によるステッピングモータバルブは、固定子と回転子とを有するステッピングモータと、前記回転子により回動して冷媒の流動を制御するための開放領域と閉鎖領域とを有する弁体と、前記開放領域と閉鎖領域とにより開閉される複数の出力ポートと入力ポートとを有するポート支持体とを具備するステッピングモータバルブにおいて、前記回転子の底面の一方側に備えられる係合部と、前記ステッピングモータバルブの初期制御の際に前記回転子の回転により前記係合部が当接する金属材質のストッパとを備えることを特徴とする。
【００１９】
前記ストッパは、前記ポート支持体の内部に一部が押し込まれて固定される針金から形成されることを特徴とする。
前記ストッパは、前記ポート支持体の上面に平行であり、前後方向に所定の幅を有するフック状になっていることを特徴とする。
【００２０】
このような本発明による冷蔵庫用ステッピングモータバルブによれば、前記ストッパが金属材質からなっており、動作中に磨耗される現象を防止することが可能となるという利点がある。
【発明の効果】
【００２１】
このような本発明による冷蔵庫用ステッピングモータバルブによれば、冷蔵庫の初期作動の際に係合部がストッパに当接して、回転子の初期制御位置を正確に制御することができ、前記ストッパが金属材質からなっているために、耐久性が向上し、これにより、前記ストッパが磨耗される現象を防止することができるために、製品の動作信頼性を向上させることが可能となる。
【００２２】
また、前記ストッパは、針金から作られるため、製造及び組み立てが簡単となり、生産性を向上することができる。
【００２３】
さらに、前記ストッパが前後方向に所定の幅を有するフック状になっており、前記回転子の回転により前記係合部が当接する瞬間に発生する衝撃量を緩衝させて、製品の寿命を向上させることができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付図面に基づいて詳しく説明する。
図４は、本発明による冷蔵庫用ステッピングモータの好ましい実施形態の構成を示す側面断面図であり、図５は、図４のＢ-Ｂ’断面図である。
【００２５】
図示のように、ステッピングモータバルブ６０を構成するステッピングモータ７０には、固定子７１と、回転子７３とが備えられる。前記回転子７３は、前記固定子７１との電磁気的な相互作用により、回転軸Ａ２を中心として回転する。前記回転子７３の底面には、係合部７４が形成され、前記回転子７３の底面中央には、弁体７５が備えられる。
【００２６】
前記係合部７４は、前記回転子７３の底面の外側縁の一部が下方に突出することで形成され、前記ステッピングモータバルブ６０の初期制御の際に後述するストッパ９１に当接することになる。そして、前記弁体７５は、後述する第１及び第２の出力ポート８７及び８９を開放または閉鎖する役割を有するものであり、前記弁体７５には、開放領域７６と閉鎖領域７７とが形成される。
【００２７】
一方、前記ステッピングモータ７０の下部には、バルブハウジング７９が備えられる。前記バルブハウジング７９の内部には、冷気が留まるように所定の空間が設けられ、このような前記バルブハウジング７９の内部空間には、ポート支持体８１が設けられる。前記ポート支持体８１は、冷気の入出力のための複数のポートを支持するためのものであり、前記ポート支持体８１の上面には、前記弁体７５の底面に密着する突出部８３が備えられる。
【００２８】
前記ポート支持体８１には、前記バルブハウジング７９の内部と外部を連通するように入力ポート８５と、第１及び第２の出力ポート８７及び８９とが設けられる。前記入力ポート８５は、前記バルブハウジング７９の内部空間に冷媒を供給するためのものであり、前記ポート支持体８１の上面の一方側を貫通して設けられる。
【００２９】
そして、前記第１及び第２の出力ポート８７及び８９は、前記入力ポート８５から前記バルブハウジング７９の内部に供給された冷媒を外部に吐出するためのものであり、前記突出部８３の上面の一方側を貫通して設けられる。前記第１及び第２の出力ポート８７及び８９は、前記弁体７５に対応する前記突出部８３の上面を貫通することになる。
【００３０】
前記突出部８３の外側に該当する前記ポート支持体８１の上面には、ストッパ９１が備えられる。前記ストッパ９１は、前記ステッピングモータバルブ６０の初期制御の際に前記係合部７４と当接することで前記回転子７３の初期位置を感知するためのものであり、針金９０により形成される。前記針金９０の一端部は、前記ポート支持体８１の内部に押し込まれて固定され、前記針金９０の他端部は、前記突出部８３の側面に少なくとも一回り以上巻き付けられる。
【００３１】
次に、前記針金９０の一端部をフック状とすることにより、前記ストッパ９１が形成される。このとき、前記ストッパ９１は、前記ポート支持体８１の上面に対して平行であり、前後方向に所定の幅を有するように形成される。これは、前記ステッピングモータバルブ６０の初期制御の際に基準ステップを決定するためのものであり、これについての詳細は、本明細書では省略する。
【００３２】
以下では、このように構成される本発明による冷蔵庫用ステッピングモータバルブの好ましい実施形態の動作を図６乃至図９を参照して説明する。
【００３３】
ステッピングモータ７０の固定子７１と回転子７３との間の電磁気的な相互作用により前記回転子７３が回転する。そして、このような前記回転子７３の回転により弁体７５も回転することになり、前記弁体７５の回転により第１及び第２の出力ポート８７及び８９が選択的に開閉される。
【００３４】
先ず、図６に示すように、前記第１の出力ポート８７は、前記弁体７５の閉鎖領域７７に位置しており、遮蔽された状態となる。よって、入力ポート８５によりバルブハウジング７９の内部空間に供給された冷媒が前記第１の出力ポート８７を通して膨張装置２１（図１参照）に供給されなくなる。
【００３５】
しかし、前記第２の出力ポート８９は、前記弁体７５の開放領域７６に位置しており、開放された状態となる。よって、前記入力ポート８５により前記バルブハウジング７９の内部空間に供給された冷媒が前記第２の出力ポート８９を通して前記膨張装置２３に供給される。
【００３６】
そして、図７に示すように、前記回転子７３が一方向（図中の時計方向）に回転すると、前記第２の出力ポート８９も前記弁体７５の閉鎖領域７７に位置することになる。よって、前記第２の出力ポート８９も前記第１の出力ポート８７と同様に遮蔽され、これを通した冷媒の供給が中断される。
【００３７】
次に、前記回転子７３が同じ方向に回転し続けると、図８に示すように、前記第１の出力ポート８７は、前記弁体７５の開放領域７６に位置することになる。よって、前記第１の出力ポート８７が開放され、これを通して冷媒が前記膨張装置２１に供給される。
【００３８】
また、このような状態で、前記回転子７３が同一方向にさらに回転すると、図９に示すように、前記第２の出力ポート８９が再び前記弁体７５の開放領域７６に位置することになる。よって、前記第１及び第２の出力ポート８７及び８９が何れも開放され、冷媒が第１及び第２の出力ポート８７及び８９を通して前記膨張装置２１、２３に供給される。
【００３９】
一方、前記回転子７３は、前記第１及び第２の出力ポート８７及び８９が開放された状態で反対方向(図中反時計方向)に回転する。よって、上述のような前記第１及び第２の出力ポート８７及び８９の開閉が逆順に行われる。そして、前記回転子７３の反対方向への回転は、係合部７４の一端部がストッパ９１の一端部から所定のステップだけ離隔された状態で行われる。
【００４０】
また、前記回転子７３が反対方向に回転すると、前記第１及び第２の出力ポート８７及び８９が開閉を繰り返してから、何れも遮蔽される。そして、前記回転子７３は、前記係合部７４の他端部が前記ストッパ９１の他端部から所定のステップだけ離隔された状態で停止し、再び最初の方向に回転することになる。
【００４１】
このように、前記回転子７３を一方向またはその反対方向に回転させるためには、前記回転子７３の現在位置を把握しなければならない。このために、初期制御を行うことになるが、先ず、前記回転子７３を一方向に最大限回転させて前記係合部７４の一方側が前記ストッパ９１の一方側に当接するようにする。
【００４２】
次に、前記回転子７３を反対方向に回転させて、前記係合部７４の他方側を前記ストッパ９１の他方側に当接するようにする。よって、前記回転子７３が回転できる範囲が分かるようになり、前記係合部７４が前記ストッパ９１に当接した状態での前記回転子７３の位置を初期位置とする。
【００４３】
上述のような初期制御は、冷蔵庫が出荷されて最初に動作したり、停電などにより冷蔵庫に電源が新たに供給されたりする場合に行われる。また、冷蔵庫の動作中に発生する誤差により前記回転子７３が正常回転角度よりも相対的にさらに回転するようになり、この時には、前記係合部７４が前記ストッパ９１に当接する。
【００４４】
ところで、前記係合部７４は、堅固な材質である前記回転体７３と一体に形成され、前記ストッパ９１が針金９０により形成される。よって、このように前記係合部７４が前記ストッパ９１に当接する現象が数回発生しても従来のように前記ストッパ９１が損傷する現象を防止することが可能となる。
【００４５】
以上のように、本発明によれば、ステッピングモータバルブの初期制御のためのストッパを金属材質で形成することを基本的な技術的思想としていることが分かる。
【００４６】
以上のように、上記実施形態を参照して詳細に説明され図示されたが、本発明は、これに限定されるものでなく、このような本発明の基本的な技術的思想を逸脱しない範囲内で、当業界の通常の知識を有する者にとっては、他の多くの変更が可能であろう。また、本発明は、添付の特許請求の範囲により解釈されるべきであることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】一般的なステッピングモータバルブが備えられる冷凍サイクルの構成図である。
【図２】図１に示すステッピングモータバルブの構成を示す側面断面図である。
【図３】図２のＡ-Ａ’断面図である。
【図４】本発明によるステッピングモータバルブの好ましい実施形態の構成を示す側面断面図である。
【図５】図４のＢ-Ｂ’断面図である。
【図６】図４に示す実施形態が備えるステッピングモータバルブの動作状態図である。
【図７】図４に示す実施形態が備えるステッピングモータバルブの動作状態図である。
【図８】図４に示す実施形態が備えるステッピングモータバルブの動作状態図である。
【図９】図４に示す実施形態が備えるステッピングモータバルブの動作状態図である。
【符号の説明】
【００４８】
６０    ステッピングモータバルブ
７０    ステッピングモータ
７１    固定子
７３    回転子
７４    係合部
７５    弁体
７６    開放領域
７７    閉鎖領域
７９    バルブハウジング
８１    ポート支持体
８３    突出部
８５    入力ポート
８７    第１の出力ポート
８９    第２の出力ポート
９０    針金
９１    ストッパ
Ａ２    回転軸
【図１】
2005214419.tif 000003
【図２】
2005214419.tif 000004
【図３】
2005214419.tif 000005
【図４】
2005214419.tif 000006
【図５】
2005214419.tif 000007
【図６】
2005214419.tif 000008
【図７】
2005214419.tif 000009
【図８】
2005214419.tif 000010
【図９】
2005214419.tif 000011