(57)【要約】【課題】  電動弁の弁体を軸方向のみに移動させて回転させないことにより、弁座との間の回転接触を防止する。【解決手段】  電動弁１は、ステータユニット８０によりキャン４０内のロータ組立体１００を駆動する。ロータ組立体１００の雌ねじ部材１３０は、案内部材６０に回転自在に支持される。雌ねじ部材１３０に螺合する雄ねじ部７６を有する弁軸７０は、案内部材６０の縦溝６２に係合する突起７４を有し、回転運動せずに軸方向のみに移動する。【選択図】        図１
2007032675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オリフィス部材を有する弁本体と、弁本体に固着されるキャンの内側に収容されるモータのロータと、
キャンの外側に配設される励磁コイルを含むステータと、前記ロータの回転運動をねじ機構により進退運動に変換して弁体に伝達して弁開度を制御する電動弁であって、
ロータに連結される雌ねじ部材と、雌ねじ部材を摺動自在に案内する固定部材である案内部材と、雌ねじ部材に螺合する雄ねじ部を有し、先端に弁体を有する弁軸と、弁軸の廻り止め機構を備える電動弁。
【請求項２】
弁軸の廻り止め機構は、案内部材の内径部に設けられる縦溝と、弁軸の外径部に設けられて案内部材の縦溝に係合する突起により構成される請求項１記載の電動弁。
【請求項３】
案内部材及び突起は、樹脂成形により形成されている請求項１又は２に記載の電動弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍システムに装備されて冷媒の流量制御弁として利用される電動弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷凍システムに装備される電動弁は、例えば特許文献１に開示される如く、キャンと称する圧力容器内に回転自在に支持されるロータをキャンの外側に取付けられるコイルを有するステータにより駆動し、このロータの回転をねじ機構により軸方向の運動に変換して弁のリフト量を制御している。
弁がオリフィスに対して弁閉位置と全開位置にあるときに、ロータの回転を規制するストッパ装置を必要とする。
【特許文献１】特開２００１−５０４１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した電動弁にあっては、ニードル状の弁体を有する弁軸は、回転しつつオリフィスに対してリフトする。そこで弁体がオリフィスに当接する際に、回転による摩擦が発生し、該摩擦が弁洩れ等の不具合を引き起こすおそれがあった。
本発明の目的は、弁体と一体の弁軸に回転運動を与えずに、直線運動のみでオリフィスに対してリフトすることにより、弁体とオリフィスとの間の摩耗を防止する電動弁を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、本発明の電動弁は、ロータに連結される雌ねじ部材と、雌ねじ部材を摺動自在に案内する固定部材である案内部材と、雌ねじ部材に螺合する雄ねじ部を有し、先端に弁体を有する弁軸と、弁軸の廻り止め機構を備えるものである。そして、弁軸の廻り止め機構は、案内部材の内径部に設けられる縦溝と、弁軸の外径部に設けられて案内部材の縦溝に係合する突起により構成されるものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の電動弁は以上の手段を備えることにより、先端に弁体を有する弁軸は回転運動をせずに直線運動のみによりオリフィス部材のオリフィスに対して接離する。すなわち、弁体と弁シートの間には、回転摺動が発生せず、したがって摩耗を発生せず、また摩耗による異物を発生することもなく、長期に亘って安定した弁洩れ性を持続することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は本発明の電動弁の全体構成を示す断面図である。
全体を符号１で示す電動弁はプレス加工等でつくられる円筒形状の弁本体１０を有する。弁本体１０には、オリフィス部材２０が固着され、弁室に連通する配管３０，３２が取付けられる。
【０００７】
オリフィス部材２０はオリフィス２２を有し、後述する弁部７２との間で配管３０，３２の間を流れる冷媒の流量を制御する。弁本体１０の開口端には、キャン４０が溶接手段Ｗ１により固着される。弁本体１０とキャン４０との間には、円盤状の金属製フランジ５０と一体の合成樹脂製案内部材６０が固着される。フランジ５０は、案内部材６０とインサート成形により一体化されている。
【０００８】
フランジ５０は、均圧穴５２を有し、案内部材６０は１対の縦溝６２を有する。
キャン４０の外周部に着脱自在に嵌装されるステータユニット８０は、コイル８２を有し、キャン４０内のロータ組立体１００を駆動する。
【０００９】
ロータ組立体１００は、磁性材と樹脂を一体に成型した永久磁石ロータ１１０と、連結部材１２０を介してロータ１１０に一体に連結される雌ねじ部材１３０を有する。雌ねじ部材１３０の雌ねじ部１３２に螺合する雄ねじ部７６を有する弁軸７０は、合成樹脂製の案内部材６０の縦溝６２に係合する突起７４を有する合成樹脂製ガイド体７１を備え、弁軸７０の先端はニードル状の弁部７２に形成される。
【００１０】
雌ねじ部材１３０とキャン４０の頂部との間には、コイルスプリング１４０とキャップ１５０が配設され、ロータ組立体１００に弁室１２側へ向かう推力が与えられる。
【００１１】
図１は、電動弁１が全閉状態にある状態を示す。この状態からロータ組立体１００が開弁方向に回転駆動されると、雌ねじ部材１３０は、弁軸７０と共に回転させようとする。弁軸７０は突起７４が案内部材６０の縦溝６２に係合しているので、回転が規制され、螺合するねじ部のピッチに対応して軸方向に引き上げられる。
この作用により、弁軸７０の弁部７２は、オリフィス２２から所定の距離だけリフトし、弁開度が制御される。
【００１２】
ロータ組立体１００は、コイルスプリング１４０とキャップ１５０により常時弁室１２へ向けて付与されている。この推力を受けて雄ねじ部７６と雌ねじ部１３２は常時螺合が保持され、バックラッシュがなくなる。そこで、ロータ組立体１００の回転量と弁リフトは常に比例し、弁開度は高精度に制御される。
ロータ組立体１００が６回転する間に、弁体は全閉位置から全閉位置までリフトする。この両端位置でロータ組立体１００の回転を規制するストッパ装置２００が装備される。
【００１３】
図２乃至図５は、本発明の電動弁の主要な構成部材の詳細を示す。
図２は、フランジ５０と案内部材６０の組立体の詳細を示す。フランジ５０は均圧穴５２を有し、案内部材６０は、ロータ組立体の雌ねじ部材の外径部を案内する内径部６６と１対の縦溝６２を有する。案内部材６０の丸穴６１は、弁軸を摺動自在に案内する。
案内部材６０の上端の外径部は、細径部６３に形成され、ストッパ用の凸部６４が設けられる。
【００１４】
図３は弁軸７０の詳細を示す。
弁軸７０は、先端にニードル状の弁部７２を有する。案内部材６０の内径部６１に案内されるガイド体７１の直径上には、軸方向に延びる１対の突起７４が形成される。弁軸７０の弁部７２とは反対側の端部には雄ねじ部７６が設けられる。ガイド体７１は弁軸７０に対しインサート成形により一体化される。
【００１５】
図４は、ロータ組立体１００の詳細を示す。
ロータ組立体１００は、磁性材を混入した樹脂を成型加工してつくられる永久磁石ロータ１１０と、インサート成形により一体成型されるリング状の金属製連結部材１２０と、連結部材１２０に支持される金属製雌ねじ部材１３０を有する。
雌ねじ部材１３０の内径部には雌ねじ部１３２が形成され、大径の外径部１３４は案内部材６０の内径部６６に対して回転自在に摺接する。小径の外径部１３６には後述するストッパ装置が嵌装される。
ロータ１１０の内径部１１２の上端には、ストッパ装置に当接する凸部１１４が設けられる。
【００１６】
図５は、ロータ組立体の回転を弁の全開位置と全閉位置で規制するストッパ装置の詳細を示す。
ストッパ装置２００は、複数の合成樹脂製回転円盤により構成される。図の実施例にあっては、５枚の回転円盤２１０，２２０，２３０，２４０，２５０を備える。第１の回転円盤２１０は、ロータ組立体の雌ねじ部材１３０の小径の外径部１３６に遊嵌される貫通穴２１４と、外径部に突出する凸部２１２を有する。
第２の回転円盤２２０以後も同様の構成を備える。
この５枚の回転円盤２１０，２２０，２３０，２４０，２５０は、重ねられた状態で雌ねじ部材１３０の外径部１３６に装備される。
【００１７】
次に、このストッパ装置の作用を説明する。
組立てられた状態で、ロータ組立体１００のロータ１１０の内側の凸部１１４の一方の面１１４ａがストッパ装置２００の第１の回転円盤２１０の凸部２１２の一方の面２１２ａに当接しているものとする。
【００１８】
ロータ組立体１００が矢印Ｒ１方向に回転すると、ロータ組立体１００のロータ１１０の凸部１１４は、第１の回転円盤２１０の凸部２１２から離れ、略１回転して、凸部１１４が第１の回転円盤２１０の凸部２１２の他方の面につき当たる。
ロータ組立体１００が更に回転すると、第１の回転円盤２１０も共に回転し、略１回転すると、第１の回転円盤２１０の凸部２１２が第２の回転円盤２２０の凸部２２２につき当たる。
【００１９】
以上操作をくり返し、第５の回転円盤２５０が略１回転すると、凸部２５２が固定側の案内部材６０の凸部６４につき当たり、ロータ組立体１００の回転は停止する。このロータ組立体１００の回転位置で、弁軸７０のリフトは最大となり、弁は全開する。
ロータ組立体１００が反対方向に回転して、弁軸７０が閉弁方向に移動するときには、ストッパ装置２００の各回転円盤も逆方向に回転し、最終位置でロータ組立体１００の回転を停止させる。
【００２０】
上述した実施例にあっては、ロータ組立体１００は６回転以内の回転範囲で規制される。回転円盤の枚数や凸部の幅寸法を変更することにより、任意の回転領域を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の電動弁の全体構成を示す断面図。
【図２】案内部材の説明図。
【図３】弁軸の説明図。
【図４】ロータ組立体の説明図。
【図５】ストッパ装置の説明図。
【符号の説明】
【００２２】
１  電動弁
１０  弁本体
２０  オリフィス部材
２２  オリフィス
４０  キャン
６０  案内部材
６２  縦溝
７０  弁軸
７１  ガイド体
７２  弁部
７４  突起
８０  ステータユニット
１００  ロータ組立体
１１０  ロータ
１３０  雌ねじ部材
２００  ストッパ装置
【図１】
2007032675.tif 000003
【図２】
2007032675.tif 000004
【図３】
2007032675.tif 000005
【図４】
2007032675.tif 000006
【図５】
2007032675.tif 000007