(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
横断面形状が円形の弁室の内周面に対してその一つの曲面母線上に整合配置された入口ポートと出口ポートとが開口し、前記弁室の内周面に対向する外周面部に、自身の中心軸線の周りに回転することにより前記弁室の内周面との間の間隙寸法を変化し該変化に応じて前記入口ポートと前記出口ポートとの間の連通度を変化する計量用の偏心外周面と前記入口ポートと前記出口ポートとの間の連通を全開する全開用溝とを有した弁体が前記弁室内に配置された回転式電動膨張弁であって、
前記入口ポートと前記出口ポートの断面積が、前記弁体の前記全開用溝が前記入口ポートと前記出口ポートとの間を連通したときの前記弁室における冷媒通過有効面積より大きい
ことを特徴とする回転式電動膨張弁。
【請求項２】
前記入口ポートと前記出口ポートは各々前記曲面母線上に一列に配置された複数個の小孔によって構成されていることを特徴とする請求項１記載の回転式電動膨張弁。
【請求項３】
前記入口ポートと前記出口ポートは各々前記曲面母線方向に長い長孔であることを特徴とする請求項１記載の回転式電動膨張弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、冷凍サイクル装置の回転式電動膨張弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
冷凍サイクル装置の膨張弁として、特開平８−３１２８２３号公報に示されているように、偏心外周面を有した弁体が横断面形状が円形の弁室内に配置され、前記弁室の内周面に対して入口ポートと出口ポートとが開口し、前記弁体が自身の中心軸線の周りに回転することにより前記偏心外周面と前記弁室の内周面との間の間隙寸法を変化し、当該間隙寸法の変化に応じて前記入口ポートと前記出口ポートとの間の連通度を変化する型式のものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような構成による膨張弁の場合、開弁量が大きい状態時に、冷媒通過音が発生すると云う問題があることが知られている。
【０００４】
開弁量が大きい状態時に発生する冷媒通過音の主なる原因は、冷媒が膨張弁の入口ポートから弁体の偏心外周面と弁室の内周面との間に流入した際に、この部分の通路断面積（冷媒通過有効面積）が入口ポートの断面積より大きいことによる圧力降下により冷媒中にキャビテーション気泡が発生し、その後に、冷媒が出口ポートに流入する際に、圧力の回復（圧力上昇）が起き、冷媒中のキャビテーション気泡が次々に崩壊消滅し、この気泡の崩壊消滅に圧力パルスが発生し、弁体等を加振するからであると考えられる。
【０００５】
なお、このような気泡消滅による冷媒通過音の発生メカニズムについては、特公平２−５８５１４号公報に開示されている。
【０００６】
この発明は、上述の如き問題点を解消するためになされたもので、上述の気泡消滅による冷媒通過音の発生メカニズムに着目し、弁室内におけるキャビテーション気泡の発生を回避し、開弁量が大きい状態時に冷媒通過音が発生することがなく、静粛性に優れ、併せて流量制御域の流量分解能を低下させることなく、最大流量を確保できる回転式電動膨張弁を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１記載の発明による回転式電動膨張弁は、横断面形状が円形の弁室の内周面に対してその一つの曲面母線上に整合配置された入口ポートと出口ポートとが開口し、前記弁室の内周面に対向する外周面部に、自身の中心軸線の周りに回転することにより前記弁室の内周面との間の間隙寸法を変化し該変化に応じて前記入口ポートと前記出口ポートとの間の連通度を変化する計量用の偏心外周面と前記入口ポートと前記出口ポートとの間の連通を全開する全開用溝とを有した弁体が前記弁室内に配置された回転式電動膨張弁であって、前記入口ポートと前記出口ポートの断面積が、前記弁体の前記全開用溝が前記入口ポートと前記出口ポートとの間を連通したときの前記弁室における冷媒通過有効面積より大きいものである。
【０００９】
請求項２記載の発明による回転式電動膨張弁は、さらに、前記入口ポートと前記出口ポートは各々前記曲面母線上に一列に配置された複数個の小孔によって構成されているものである。
【００１０】
請求項３記載の発明による回転式電動膨張弁は、さらに、前記入口ポートと前記出口ポートは各々前記曲面母線方向に長い長孔であるものである。
【００１１】
請求項１記載の発明による回転式電動膨張弁では、弁体がその外周面部に偏心外周面と全開用溝とを有し、弁室の内周面の一つの曲面母線上に整合配置された入口ポートと出口ポートの断面積が、弁体の全開用溝が入口ポートと出口ポートとの間を連通したときの弁室における冷媒通過有効面積より大きいから、入口ポートから流入した冷媒が圧力降下されることがなく冷媒中にキャビテーション気泡が発生せず、弁室内において冷媒中のキャビテーション気泡が崩壊消滅する現象が生じない他、入口ポート、出口ポートの断面積を必要断面積に確保した上で、弁体の所定回転角当たりの流量増減量を低値に設定できる。
【００１４】
請求項２記載の発明による回転式電動膨張弁では、入口ポートと出口ポートの各々が前記曲面母線上に一列に配置された複数個の小孔によって構成されているから、入口ポート、出口ポートの断面積を必要断面積に確保した上で、弁体の所定回転角当たりの流量増減量を低値に設定できる。
【００１５】
請求項３記載の発明による回転式電動膨張弁では、入口ポートと出口ポートの各々が前記曲面母線方向に長い長孔であることにより、入口ポート、出口ポートの断面積を必要断面積に確保した上で、弁体の所定回転角当たりの流量増減量を低値に設定できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照してこの発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１〜図５はこの発明による回転式コントロールバルブの一つの実施の形態を示している。回転式コントロールバルブは金属製の弁ハウジング１を有し、弁ハウジング１には、横断面形状が円形の有底孔状の弁室２と、弁室２の内周面に対して開口した入口ポート３および出口ポート４とが形成されている。
【００１７】
弁ハウジング１の上部にはストッパ突起片５ａ付きの円環状の取付座金５がろう付け部６により気密にろう付け固定されている。取付座金５上には、キャップ状のロータケース７が、取付座金５とロータケース７の外鍔状のフランジ７ａとによるフランジ結合部の溶接により、気密に固着している。
【００１８】
ロータケース７内にはステッピングモータ８のロータ９が回転可能に配置され、ロータケース７の外側に円筒状のコイル組立体１０が嵌合している。コイル組立体１０は、巻線部１１、コイルカバー１２、コネクタ部１３、位置決め固定金具１４とにより構成され、位置決め固定金具１４に形成されている係止爪１４ａが弁ハウジング１に固定されている位置決めピン１５に係合し、位置決め固定金具１４の係合爪１４ｂが取付座金５の外周端面に押し付けられることにより、がた付きを抑制された状態で、弁ハウジング１とロータケース７との結合体に位置決め固定される。
【００１９】
ロータ９は、中央孔９ａを有する円筒状をなしており、磁性粉を混練されて着磁した樹脂成型品で構成されている。ロータ９の中央孔９ａには、ロータ９とはとは別の単品として成型されたＰＰＳ樹脂等による樹脂成型品による弁体１６の頭部１６ａが挿入されている。
【００２０】
ロータ９にはストッパ片９ｂが一体成型されており、ストッパ片９ｂが取付座金５に折曲形成されたストッパ突起片５ａと当接することにより、ロータ９の回転範囲が定められている。
【００２１】
弁体１６は、弁ハウジング１に形成された横断面形状が円形の弁室２内に回転可能に嵌合配置されており、弁室２の内周面２ａに対向する外周面部に、図３に示されているように、全閉外周面（符号なし）と計量用の偏心外周面１６ｃと全開用溝１６ｄを形成され、全閉外周面が入口ポート３および出口ポート４に対向する位置にあるとき入口ポート３と出口ポート４との間の連通を遮断し、自身の中心軸線の周りに回転することにより、偏心外周面１６ｃが入口ポート３および出口ポート４に対向するようになると、入口ポート３および出口ポート４との間の間隙寸法を連続的に変化し、この間隙寸法の変化に応じて入口ポート３と出口ポート４との間の連通度（弁開度）を連続的に変化する。全開用溝１６ｄが入口ポート３および出口ポート４に対向するように弁体１６を自身の中心軸線の周りに回転すると、入口ポート３および出口ポート４において、弁体１６の外周面部と弁室２の内周面２ａとの間の間隙寸法が最大となり開度は全開となる。
【００２２】
入口ポート３と出口ポート４は弁室２の内周面２ａの一つの曲面母線上に互いに整合配置され、入口ポート３と出口ポート３は各々前記曲面母線上に一列に配置された複数個、この実施の形態では各々２個の小孔３ａ、３ｂおよび４ａ、４ｂによって構成されている。
【００２３】
入口ポート３の断面積（小孔３ａと３ｂの合計の断面積）および出口ポート４の断面積（小孔４ａと４ｂの合計の断面積）が、弁体１６の外周面部と弁室２の内周面２ａとの間の間隙寸法が最大である状態、すなわち、全開用溝１６ｄが入口ポート３、出口ポート４と整合する状態での弁室２における冷媒通過有効面積より大きく設定されている。
【００２４】
また、入口ポート３と出口ポート４の各々に継手側には面取り部３ｃ、４ｃが形成されている。
【００２５】
なお、弁ハウジング１には、入口ポート３、出口ポート４の各々について継手１７、１８の挿入孔１９、２０および連続孔２１、２２が形成されており、これらの孔の通路断面積は、入口ポート３、出口ポート４の通路断面積より大きい。
【００２６】
弁体１６には金属製の心軸２３がインサート成型され、心軸２３は弁室２の底部に配置された軸受ブッシュ２４に回転可能に係合している。
【００２７】
上述の構成による回転式コントロールバルブによれば、ステッピングモータ８によって弁体１６が直接的に回転駆動され、弁体１６が自身の中心軸線の周りに回転することにより、偏心外周面１６ｃと弁室２の内周面２ａとの間の間隙寸法を変化し、この間隙寸法の変化に応じて入口ポート３と出口ポート４との間の連通度が変化し、その連通度に応じた流量をもって冷媒等の冷媒が入口ポート３より出口ポート４へ流れる。
【００２８】
入口ポート３および出力ポート４の断面積は、弁体１６の偏心外周面１６ｃと弁室２の内周面２ａとの間の間隙寸法が最大である最大開弁状態での弁室２における冷媒通過有効面積より大きいから、継手１７を介して入口ポート３から弁室内に流入した冷媒は冷媒通過有効面積の方が入口ポート３の断面積より大きい場合のような圧力降下を弁室内で受けることがなくなり、冷媒中にキャビテーション気泡を発生することがない。
【００２９】
これにより、開弁量が大きい状態時に冷媒通過音が発生することがなく、優れた静粛性が得られる。
【００３０】
なお、冷媒の流れ方向が反転し、出口ポート４より入口ポート３へ冷媒が流れる場合も、弁室２内において冷媒中のキャビテーション気泡が崩壊消滅する現象が生じることがなく、開弁量が大きい状態時に冷媒通過音が発生することが回避され、優れた静粛性が得られる。
【００３２】
また、入口ポート３と出口ポート４が弁室２の内周面２ａの一つの曲面母線上に整合配置され、入口ポート３と出口ポート４の各々が前記曲面母線上に一列に配置された複数個の小孔３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂによって構成されているから、入口ポート３、出口ポート４の断面積を必要断面積に確保した上で、弁体１６の所定回転角当たりの流量増減量を低値に設定でき、流量制御域の流量分解能を低下させることがなく、最大流量を確保できる。
【００３３】
上述の作用、効果は、入口ポート３と出口ポート４を弁室２の内周面２ａの一つの曲面母線上に整合配置した上で、図６に示されているように、入口ポート３と出口ポート４の各々を前記曲面母線方向に長い長孔３ｄ、４ｄにより構成しても、同様に得ることができる。
【００３４】
なお、冷媒通過音の発生を回避するだけで、流量制御域の流量分解能の低下について問題がない場合には、ポート断面積の確保のために、入口ポート３、出口ポート４を、図７に示されているように、弁室２の内周面２ａの周方向にも隔置された複数個の小孔３ｅ、３ｆ、３ｇ、３ｈおよび４ｅ、４ｆ、４ｇ、４ｈにより構成することも、図８に示されているように、大径の一つの貫通孔により構成することもできる。
【００３５】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、請求項１記載の発明による回転式電動膨張弁によれば、入口ポートと出口ポートの断面積が、弁体の全開用溝が入口ポートと出口ポートとの間を連通したときの弁室における冷媒通過有効面積より大きいから、入口ポートから流入した冷媒は冷媒通過有効面積の方が入口ポートの断面積より大きい場合のような圧力降下を受けることがなく、冷媒中にキャビテーション気泡が発生することがなくなり、弁室内において冷媒中のキャビテーション気泡が崩壊消滅する現象が生じることがないので、開弁量が大きい状態時でも冷媒通過音が発生することがなく、優れた静粛性が得られ、弁体がその外周面部に偏心外周面と全開用溝とを有し、入口ポートと出口ポートが弁室の内周面の一つの曲面母線上に整合配置されているので、入口ポート、出口ポートの断面積を必要断面積に確保した上で、弁体の所定回転角当たりの流量増減量を低値に設定でき、流量制御域の流量分解能を低下させることがなく、最大流量を確保できる。
【００３７】
請求項２記載の発明による回転式電動膨張弁によれば、入口ポートと出口ポートの各々が前記曲面母線上に一列に配置された複数個の小孔によって構成されているから、入口ポート、出口ポートの断面積を必要断面積に確保した上で、弁体の所定回転角当たりの流量増減量を低値に設定でき、流量制御域の流量分解能を低下させることがなく、最大流量を確保できる。
【００３８】
請求項３記載の発明による回転式電動膨張弁によれば、入口ポートと出口ポートの各々が前記曲面母線方向に長い長孔であることにより、入口ポート、出口ポートの断面積を必要断面積に確保した上で、弁体の所定回転角当たりの流量増減量を低値に設定でき、流量制御域の流量分解能を低下させることがなく、最大流量を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による回転式コントロールバルブの一つの実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】この発明による回転式コントロールバルブの一つの実施の形態を示す外観図である。
【図３】この発明による回転式コントロールバルブの弁部の平断面図である。
【図４】この発明による回転式コントロールバルブの入口ポート、出口ポート部分の縦断面図である。
【図５】この発明による回転式コントロールバルブの入口ポート、出口ポート部分の正面図である。
【図６】この発明による回転式コントロールバルブの入口ポート、出口ポート部分の他の実施の形態を示す正面図である。
【図７】この発明による回転式コントロールバルブの入口ポート、出口ポート部分の他の実施の形態を示す正面図である。
【図８】この発明による回転式コントロールバルブの入口ポート、出口ポート部分の他の実施の形態を示す正面図である。
【符号の説明】
１  弁ハウジング
２  弁室
２ａ  内周面
３  入口ポート
４  出口ポート
５  取付座金
７  ロータケース
８  ステッピングモータ
９  ロータ
１０  コイル組立体
１６  弁体
１６ｃ  偏心外周面
【図１】
0003968196.tif 000002
【図２】
0003968196.tif 000003
【図３】
0003968196.tif 000004
【図４】
0003968196.tif 000005
【図５】
0003968196.tif 000006
【図６】
0003968196.tif 000007
【図７】
0003968196.tif 000008
【図８】
0003968196.tif 000009