JPH0337670B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、空気調和装置、冷凍冷蔵庫等の冷媒
回路中に接続され、冷媒の流量を制御するために
用いる流量制御弁に関する。

〔従来の技術〕

近年、ルームエアコン、電気冷蔵庫等の冷媒回
路中に於いては、圧縮機をインバータモータによ
り駆動させ、圧縮機の回転数を大巾に変化させて
その時々に応じた最適運転を実施している。

そして、より一層無駄の無い運転を行なうため
に、圧縮機の能力に応じて冷媒の流量を制御させ
るべく膨張弁としてのパルスモータ式流量制御弁
が使用されている。

ところで、前記のパルスモータ式流量制御弁
は、本願出願人が第４図に示すような構造のもの
を実開昭62−124384号で出願している。

しかし、これはモータ６への通電により、円筒
４内に収納したおねじ２２を有する弁軸２３と一
体的に形成したロータ３を回転させ、この回転を
軸受２４により弁軸２３を直進運動に変換し、弁
軸２３の先端にボール２５を回転可能にかしめ、
又弁座２６との開口度を制御する針状弁２７を弁
座２６に対して弁軸２３の先端のボール２５と反
対側に位置させると共に、この針状弁２７の後部
をスプリング２８を介して調整ナツト２９で押し
付け固定し、弁軸２３の回転直進運動によつて、
弁軸２３の先端のボール２５により針状弁２７の
先端を押す様にして弁座２６との開口度を制御す
る様にしたものであつた。

このパルスモータ式流量制御弁は、弁軸２３の
おねじ２２を約５回転させることによつて流量制
御を行うものであるから、ねじの結合部分に耐久
性の高い高価な材料を使用しなければならないと
いう欠点があつた。また、弁軸２３を相当量軸方
向へ移動させる構造のため、高さ方向において製
品寸法が大きくなるというものであつた。

さらに、この図面で示されるような密閉形のも
のにおいては、針状弁２７、スプリング２８、調
整ナツト２９が必要となり、構造も一層複雑にな
ると共に寸法も大型化するという問題があつた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の流量制御弁は、弁座を形成する外筒１
の軸心から半径ｒの位置の外筒底面１９上に弁口
１７を設けると共に、前記弁口１７に対応させ
て、内軸２の中心から半径ｒの同心円上に、弁口
１７への流量を連続的に変化させる適宜な形態の
突起１８を形成し、ロータ３の一回転以内の範囲
で冷媒の流量制御をできるようにしたものであ
る。

すなわち、外部に通じる弁口１７と流入口１５
を備えた外筒１の上部に、薄肉円筒４を設け、こ
の円筒４の外部にステータ７を配置すると共に、
内部にロータ３と一体とした内軸２を回転可能に
設け、この内軸２の回転により前記弁口１７を通
る流量を制御するようにした流量制御弁であつ
て、 外筒底面１９の中心に凹部１２ａを形成すると
共に、軸心から半径ｒの位置に弁口１７を設け、 一方、モータ６のロータ３に一体的に取り付け
られた内軸２の上面中心に穴２１を設けると共に
該内軸２の下面中心に、凹部１２ｂを形成し、こ
の内軸２の中心から半径ｒとする同心円上の約3/
４に渡つて、前記外筒底面との間隙ｈがほぼ０か
ら順次大きくなるように一定幅の突起１８を形成
するか、または、外筒底面との間隙ｈを一定とし
て突起１８の幅ｗを弁口１７の直径寸法から順次
小さくなるように形成し、 前記外筒底面の凹部１２ａと内軸下面の凹部１
２ｂとの間に鋼球１２を介在させると共に、内軸
上面の穴２１には圧縮コイルバネ１３を介して鋼
球１４を挿入すると共に、該鋼球１４の上方を薄
肉円筒４の上部に固定した上蓋５下面の円錐状の
凹部１４ａにより圧接し内軸２を外筒１との間に
支持し、 ロータ３の一回転以内の範囲で前記弁口１７へ
の流入抵抗を連続的に変化させ、冷媒の流量制御
をできるようにしたことを特徴とするものであ
る。また、前記内軸２下方の外周部には、それぞ
れ内方と外方に折り曲げた係止部８ａ，８ｂを有
するコイルバネ８を配設すると共に、一方の係止
部８ａを内軸２に嵌め込んで固定し、又他方の係
止部８ｂは外筒１に取付けた止めピン９に当接す
るようにして内軸２の回転角度の位置決めをする
ものである。

〔実施例〕

以下、図面に基づき本発明の一実施例を第１図
〜第３図により密閉形の流量制御弁について説明
すると、 外筒底面１９には、軸心から半径ｒの位置に弁
口１７が設けられている。そして、弁口上方の内
軸２の底面には、前記弁口１７に対応させて孔２
０が設けられ、該孔２０には、ばね１１を介して
鋼球の閉弁子１０が下方の弁口１７へ押し付けら
れるように内挿されている。

尚、非密閉形の流量制御弁においては、前記閉
弁子１０を省略することが出来る。勿論この時は
孔２０とばね１１も不要となる。

前記孔２０の端部からは、第２〜３図に示すよ
うに、内軸２の中心から半径ｒとする同心円上の
約3/4に渡つて、外筒底面１９との間隙ｈが順次
大きくなるように一定巾の突起１８が形成されて
おり、内軸２を回転させ外筒底面１９と突起１８
との間隙を変化させることにより、この間隙部に
臨ませて設けられている流入管１５から前記弁口
１７を介して流出管１６へ流れる冷媒流量を一定
の比率で変化させ得るようになつている。

尚、前記突起１８は外筒底面１９との間隙ｈを
一定として突起１８の巾ｗを順次小さくしてもよ
く、あるいはこれらの組み合わせでもよい。更に
突起１８には第２図の二点鎖線で示すように、突
起の頂部に円弧状の凹溝１８′を形成するなどし
て、冷媒の流通抵抗を変えることもできる。

モータ６はロータ３とステータ７とからなつて
おり、前記内軸２はモータ６のロータ３と一体的
に取り付けられている。又、ロータ３とステータ
７との間には、例えば非磁性体のステンレス薄肉
円筒４が介在させてあり、該薄肉円筒４の下端部
には外筒１が、また上端部には上蓋５がそれぞれ
溶接等の方法により気密に接合されていて、円筒
４の内部と外部とを完全に分離している。

モータ６は、例えばパルスモータであつて、図
示しないマイクロコンピユータから送られてくる
パルス指示により、パルスに比例した角度だけ回
転する。

流量制御弁の下方の弁機構側、即ち外筒底面１
９と内軸２下面の中心部には円錐状の凹部１２
ａ，１２ｂを形成し、該凹部に鋼球１２を介在さ
せ、又、流量制御弁の上方のモータ側には、内軸
２の中心上面に形成した穴２１に圧縮コイルばね
１３を介して鋼球１４を挿入すると共に、該鋼球
１４の上方を上蓋５の下面に形成した円錐状の凹
部１４ａにて圧縮させることによつて内軸２が薄
肉円筒４の中心に支持され、前記穴２１に挿入し
た圧縮コイルばね１３により内軸２を常時圧接し
て軸方向のガタツキが生じないようにしている。

前記内軸２の下方外周部には、それぞれ内方と
外方に折り曲げた係止部８ａ，８ｂを有するコイ
ルバネ８を配設すると共に、一方の係止部８ａを
内軸２に嵌め込んで固定し、又他方の係止部８ｂ
は外筒１に取付けた止めピン９に当接するように
して内軸２に設けた閉弁子１０が弁口１７の位置
に達した時にロータ３の回転が止まるようになつ
ている。

尚、前記止めピン９は必ずしも外筒に固定しな
くても薄肉円筒４に固定してもよい。図中、１６
は外筒１の前記弁口１７の下部に設けられた流出
管であり、１５は外筒１の側部に設けられた流入
管である。

〔本発明の作用〕

第３図は、弁機構部を軸心より半径ｒの位置で
展開した図であつて、全閉状態を示す。

今、マイクロコンピユータの指示によりモータ
６のステータ７に開方向のパルスが印加される
と、そのパルス数に応じて内軸２が回転し、第３
図において内軸２の下面に設けられた突起１８は
右方向に移動する。それに伴い、弁口１７と弁口
から突起１８までの高さｈが徐々に大きくなるた
め、冷媒は一次圧が同じであれば、流出管１６を
通る冷媒量は徐々に大きくなり、Ａ点を通り過ぎ
たところで最大流量となる。

又、ステータ７への通電を換え、内軸２を閉方
向に回転すれば、流出管を通つて出る冷媒量は
徐々に減少し、図の位置で閉弁子１０が弁口１７
を塞いで全閉状態になる。

尚、この全閉状態の位置において、外筒１の止
めピン９は、コイルバネ８の一端８ｂと当接する
ように設定してあり、且つ、コイルバネ８のバネ
力により、内軸２の回転エネルギが吸収される。
従つて、全閉状態よりもさらに閉方向への回転パ
ルスが印加されても、閉弁子１０が弁口１７から
外れないようにしてある。又、内軸２の停止時に
生じる係止部８ｂと止めピン９の当たり音は、コ
イルバネ８の緩衝効果により、最小限に食い止め
ることができる。

〔本発明の効果〕

本発明では、上記説明によりあきらかなよう
に、外筒１の軸心から半径ｒの位置の底面１９に
設けた弁口１７への流量を、連続的に変化させる
適宜な形態の突起１８を設け、ロータ３の一回転
以内の範囲で冷媒の流量制御をできるようにした
ものであるから、従来のものに比べて耐久性が著
しく向上する。また、密閉形の流量制御弁におい
ては、内軸内に閉弁子を設けることができ、構造
が非常に簡単で安価な流量制御弁を提供すること
ができ、また、非密閉形の流量制御弁において
は、閉弁子を全く不要とすることができる。

さらに、本発明は従来のような弁軸の軸方向の
移動を全く不要とするものであるから、内軸２の
下部外周部に配設したコイルバネ８の一方の係止
部８ａを内軸２に嵌め込んで固定し、又他方の係
止部８ｂは外筒１に取付けた止めピン９に当接す
るというきわめて簡単なストツパー構造を提供で
き、且つ、ストツパーの作動時の騒音を低減でき
るという、産業上きわめて有益な発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の流量制御弁の縦断面図、第２
図は本発明に係る内軸下面の斜視図、第３図は半
径ｒで展開した弁機構部の縦断面図、第４図は従
来の流量制御弁の縦断面図。 １…外筒、２…内軸、３…ロータ、４…円筒、
５…上蓋、６…モータ、７…ステータ、８…コイ
ルバネ、９…止めピン、１０…閉弁子、１２，１
４…鋼球、１１，１３…ばね、１５…流入管、１
６…流出管、１７…弁口、１８…突起。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外部に通じる弁口１７と流入口１５を備えた
   外筒１の上部に、薄肉円筒４を設け、この円筒４
   の外部にステータ７を配置すると共に、内部にロ
   ータ３と一体とした内軸２を回転可能に設け、こ
   の内軸２の回転により前記弁口１７を通る流量を
   制御するようにした流量制御弁であつて、 外筒底面１９の中心に凹部１２ａを形成すると
   共に、軸心から半径ｒの位置に弁口１７を設け、 一方、モータ６のロータ３に一体的に取り付け
   られた内軸２の上面中心に穴２１を設けると共に
   該内軸２の下面中心に、凹部１２ｂを形成し、こ
   の内軸２の中心から半径ｒとする同心円上の約3/
   ４に渡つて、前記外筒底面との間隙ｈがほぼ０か
   ら順次大きくなるように一定幅の突起１８を形成
   するか、または、外筒底面との間隙ｈを一定とし
   て突起１８の幅ｗを弁口１７の直径寸法から順次
   小さくなるように形成し、 前記外筒底面の凹部１２ａと内軸下面の凹部１
   ２ｂとの間に鋼球１２を介在させると共に、内軸
   上面の穴２１には圧縮コイルバネ１３を介して鋼
   球１４を挿入すると共に、該鋼球１４の上方を薄
   肉円筒４の上部に固定した上蓋５下面の円錐状の
   凹部１４ａにより圧接して内軸２を外筒１との間
   に支持し、 ロータ３の一回転以内の範囲で前記弁口１７へ
   の流入抵抗を連続的に変化させ、冷媒の流量制御
   をできるようにしたことを特徴とする流量制御
   弁。 ２ 請求項１記載の流量制御弁において、前記内
   軸２の下方外周部には、それぞれ内方と外方に折
   り曲げた係止部８ａ，８ｂを有するコイルバネ８
   を配設すると共に、一方の係止部８ａを内軸２に
   嵌め込んで固定し、又他方の係止部８ｂは外筒１
   に取付けた止めピン９に当接するようにして内軸
   ２の停止位置を決めるようにしたことを特徴とす
   る流量制御弁。