JPH10110850A

JPH10110850A - 電動弁

Info

Publication number: JPH10110850A
Application number: JP26413696A
Authority: JP
Inventors: Tomoari Oouchi; 共存大内
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 1996-10-04
Filing date: 1996-10-04
Publication date: 1998-04-28

Abstract

(57)【要約】【課題】冷凍サイクル等に使用する電動弁のロータを
収容するキャンの頭部の剛性向上を図る。【解決手段】電動弁１はキャン１０を有し、キャン１
０の外側にステータ部材２０がとりつけられる。キャン
１０の内部に収容されるロータ６２，６０と一体の弁ホ
ルダ７０は、弁体８０を摺動自在に支持する。弁本体４
０に固着されるガイドブッシュ９０は雌ねじ９２を有
し、弁ホルダ７０の雄ねじ部７４が螺合する。キャン１
０の頭部１００は、平坦面１１０と湾曲面１２０を有す
る。少くとも平坦面１１０に補強手段を設けてキャン１
０の内部に導入される冷媒の圧力変動に対する剛性を向
上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は冷凍サイクルに用い
られる冷媒のような流体の流量制御に使用する電動弁に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】冷凍サイクルに使用される電動弁は、例
えばステッピングモータの回転運動をねじ機構によって
弁体の直線運動に変換し、弁体と弁本体のオリフィスと
の間の流路面積を制御する構成を有する。具体的には、
弁本体に雌ねじ部を有するガイドブッシュをとりつけ、
ステッピングモータのロータと一体の弁体又は弁体を支
持する弁ホルダに雄ねじ部を設け、両ねじ部を螺合す
る。弁本体に流入する冷媒は、ロータを収容するキャン
の内部にも流入し、循環される。この種の電動弁は、本
出願人による実開平８−２１９３１７号公報に開示され
ている。フロン等の冷媒にあっては、潤滑油成分を含有
させ、ねじ部の潤滑を行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、自然環
境に与える影響を考慮し、従来のフロンＲ２２に代わり
Ｒ４１０ａ等の代替冷媒が使用されつつある。この代替
冷媒の種類によっては、作動圧力を高く設定する必要が
ある。冷凍サイクルに使用される電動弁は、小型、軽量
化が望まれ、また、使用する冷媒の量もできるだけ少な
いことが望まれる。電動弁のロータを収容するキャン
は、ステンレススチールをプレス成型によって円筒のカ
ップ状に加工したものである。内部に充填される冷媒の
圧力に対抗するためには、キャンの底部（電動弁におい
ては、頭部に相当する）を半球形状に形成することが有
利である。しかしながら、この底部を半球形状とする
と、電動弁の全高寸法が大きくなり、小型化に反する。
また、キャンの板厚寸法を大きくすれば、それ自身のコ
ストアップとなる他、ロータとの適当なクリアランスを
確保するためキャン直径を大きくする必要があり、した
がって、モータ実力を確保するためモータが大型化する
という、目的に反する結果を招く。本発明はこの種の問
題を解決する電動弁を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の電動弁は、少く
ともキャン内にロータを設け、モータの駆動により弁体
が作動流体の流量を制御する電動弁において、キャンの
少くとも平坦面に補強手段を設けたことを特徴としてい
る。また本発明の電動弁は、弁室とオリフィスを有する
弁本体と、弁本体にとりつけられる円筒状のキャンと、
キャンの外側に配設されるステータ部材およびキャンの
内側に配設されるロータ部材からなるモータと、モータ
に連動してオリフィスに接離する弁体により作動流体の
オリフィスにおける流量を制御し、キャン内に作動流体
が導入される電動弁において、キャンは、円筒状の側壁
と、平坦面と、平坦面と側壁とを連結する湾曲面とを有
し、少くとも平坦面に補強手段を設けたことを特徴とし
ている。

【０００５】そして、補強手段は、円周上に等間隔にて
平坦面と湾曲面とにまたがって形成され、半径方向に長
手の凹部であったり、直径方向に配設される十文字形の
突部である。また、直径方向に配設される十文字形の凹
部であることもできる。キャンの少くとも平坦面に補強
手段を設けることにより、キャンの剛性が向上し、キャ
ンの内圧の上昇にも耐えることができ、耐久性が向上す
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態に係る
電動弁の全体構成を示す説明図である。全体を符号１で
示す電動弁は、円筒状のキャン１０と、キャン１０の外
周部に嵌装されるステータ部材２０を有する。ステータ
部材２０は樹脂を成形したもので、内部にステータヨー
ク２１と、ボビン２４と、ボビン２４に巻かれるマグネ
ットワイヤ２２とを備える。このマグネットワイヤ２２
は、リード線２３を介してステータ部材２０にとりつけ
られるハウジング３０の内部のコネクタ３４に接続され
る。コネクタ３４はリード線３６を介して制御装置に連
結される。ボビン３０内にはエポキシ樹脂３２が充填さ
れる。

【０００７】このステータ部材２０は、キャン１０の外
周部に軸方向に対して着脱自在に嵌装され、ステータ部
材２０に対してビス２６によりとりつけたストッパ２８
により固定される。キャン１０の外周部には、このスト
ッパ２８を受け入れる凹部１１が形成される。キャン１
０の開口部には、蓋部材１２が溶接等の手段によりとり
つけられ、蓋部材１２の開口部に弁本体４０がとりつけ
られる。弁本体４０は例えば銅合金によりつくられ、弁
室４２と、入口４３、出口４４を有する。出口４４は弁
の流量を制御するオリフィスを形成する。

【０００８】弁本体４０の入口４３には、入口側のパイ
プ５０が連通され、オリフィスである出口４４には出口
側のパイプ５２が連通される。弁本体４０の内径部には
ガイドブッシュ９０が挿入される。ガイドブッシュ９０
は内径部に雌ねじ部９２を有し、この雌ねじ部９２に螺
合する雄ねじ部７４を有する弁ホルダ７０がとりつけら
れる。この弁ホルダ７０は筒状のもので、下部には弁体
８０が摺動自在に挿入される。弁体８０は弁ホルダ７０
の中空部に挿入したコイルスプリング７２によって、常
時外側へ押し出される方向に付勢されており、弁ホルダ
の入口部に圧入されるカラー８２によって弁本体の突出
位置が規制される。

【０００９】弁ホルダ７０の上部にはシャフト６４が配
設される。シャフト６４と弁ホルダ７０の外周部にはプ
ラスチックスリーブ６０が一体成形され、このプラスチ
ックスリーブ６０の外周部にボンド磁石６２が成形され
る。このボンド磁石６２はモータのロータとして機能す
る。シャフト６４の上端部は、キャン１０の頂部の裏面
に配設される軸受部材１４により支持される。シャフト
６４に設けられたコイルスプリング６６は、ロータが回
転して、弁ホルダ７０とともに上昇して、ねじ部の螺合
が外されたときに、弁ホルダ７０をガイドブッシュ９０
側に押圧するためのものである。ガイドブッシュ９０の
上部にとりつけるストッパ部材７７はロータの下端位置
を規制し、樹脂材により成形されており、スリーブ６０
のストッパ部分７８が当接するのである。

【００１０】弁本体４０の弁室４２は、通路４６を介し
てキャン１０内部に連通し、キャン１０の内部と弁ホル
ダの中空部は穴７３を介して連通する。したがって、弁
室４２内に流入する冷媒は、キャン１０の内部に導入さ
れ、ガイドブッシュ９０の雌ねじ部９２と弁ホルダ７０
の雄ねじ部７４の螺合部も冷媒が流入する。冷媒の種類
によっては、キャン内に流入する作動冷媒の圧力が高い
ものもある。そこで本発明の電動弁にあっては、このキ
ャンの対圧剛性を高めた構成を有する。

【００１１】図２は、キャン単体の断面形状を示す。上
述したように、キャン１０はステンレススチールなどの
非磁性の金属をカップ状にプレス加工した形状を有し、
内部に軸受部材１４が挿入され、ポンチ加工による凹部
１１によりキャン１０と一体化される。

【００１２】図３は、キャン１０の平面図（１）、Ｉ−
Ｉ線断面図（２）、II−II線断面図（３）を示す。キャ
ン１０は蓋部材１２に搭載される閉口縁部１６と頭部１
００を有する。頭部１００は、キャンの中心線に対して
垂直な平坦面１１０と、キャンの円筒側壁１１５とを結
ぶ湾曲面１２０を備える。そして、この湾曲面１２０と
平坦面１１０とにまたがって補強手段として凹部１５０
を設けてある。この凹部１５０は、例えば図３（３）に
示すように断面がＶ字形のもので半径方向に長手であっ
て、図３においては、円周上に等間隔に８個の凹部１５
０が設けてある。凹部を円周上に等間隔に設けることに
より平坦面の補強が均一に行え、耐圧性能を向上でき
る。

【００１３】図４は、キャン１０の頭部１００に内圧が
作用しない場合と、内圧Ｐが作用した状態を示す。キャ
ン頭部１００に冷媒による内圧Ｐが作用すると、図に示
すＡ部に最大の応力が作用する。この内圧により、平坦
面１１０はその中心部が寸法Ｌだけ外側に変形する。本
発明にあっては、キャンの頭部１００の最大応力が作用
する部分Ａに補強手段として凹部１５０を設けてあるの
で、耐圧性能が向上し、変形量Ｌも減少する。

【００１４】図５は、キャン１０の頭部１００に形成さ
れる補強手段の他の実施形態を示すものである。この場
合、補強手段は平坦面１１０上のみに設けられ、湾曲面
１２０までまたがっていない十文字形の凹部１６０とし
て形成される。

【００１５】図６は補強手段のさらに他の実施形態を示
し、十文字形の突部１７０が平坦面１１０と湾曲面１２
０とにまたがって直径方向に設けてある。図７は補強手
段のさらに他の実施形態を示し、この場合は十文字形の
凹部１８０が平坦面１１０と湾曲面１２０とにまたがっ
て、直径方向に設けてある。

【００１６】図５〜図７の実施形態において、キャン１
０の頭部１００の平坦面１１０は、補強手段である凹部
１６０、突部１７０、凹部１８０により補強されるた
め、内圧が作用しても変形を小さくでき、耐久性を向上
させることができる。なお、上記した実施の形態におい
てキャン内にロータのみを設けた例を示したが、キャン
内にロータおよびステータを設けたモータに適用するこ
ともできるのは勿論である。

【００１７】

【発明の効果】本発明は以上のように、弁の開閉を制御
するモータのロータを収容する円筒容器であるキャン内
に圧力の高い冷媒が導入される構造の電動弁にあって、
キャンの頭部を平坦面に形成して電動弁の全高寸法を短
縮するとともに、少くとも平坦面に補強手段を設けて内
圧を受けたときのキャン頭部の剛性を向上させた構成を
有する。この構造の電動弁にあっては、弁の開閉の度
に、キャン内部の圧力が変動し、この圧力変動によっ
て、キャン頭部には大きな応力が作用するが、本発明の
構成により圧力変動に対する耐久性が向上する。また代
替冷媒を使用した場合の内圧の上昇にも対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用する電動弁の構成を示す説明図。

【図２】キャンの断面図。

【図３】キャン頭部の補強手段の第１の構成例を示し、
（１）は平面図、（２）はＩ−Ｉ線断面図、（３）はII
−II線断面図。

【図４】補強手段の作用を示す説明図。

【図５】補強手段の第２の構成例を示す斜視図。

【図６】補強手段の第３の構成例を示す斜視図。

【図７】補強手段の第４の構成例を示す斜視図。

【符号の説明】１電動弁１０キャン１２蓋部材２０ステータ部材４０弁本体４２弁室４４オリフィス６０プラスチックスリーブ６２ボンド磁石８０弁体１００キャン頭部１１０平坦面１１５側壁１２０湾曲面１５０凹部１６０凹部１７０突部１８０凹部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少くともキャン内にロータを設け、モー
タの駆動により弁体が作動流体の流量を制御する電動弁
において、前記キャンの少くとも平坦面に補強手段を設けたことを
特徴とする電動弁。
【請求項２】上記補強手段は凹部であることを特徴と
する請求項１記載の電動弁。
【請求項３】弁室とオリフィスを有する弁本体と、弁
本体にとりつけられる円筒状のキャンと、キャンの外側
に配設されるステータ部材およびキャンの内側に配設さ
れるロータ部材とからなるモータと、このモータに連動
してオリフィスに接離する弁体により作動流体のオリフ
ィスにおける流量を制御し、キャン内に作動流体が導入
される電動弁において、キャンは円筒状の側壁と、平坦面と、平坦面と側壁とを
連結する湾曲面とを有し、少くとも平坦面に補強手段を
設けたことを特徴とする電動弁。
【請求項４】前記補強手段は平坦面と湾曲面とにまた
がって形成された凹部であることを特徴とする請求項３
記載の電動弁。
【請求項５】前記凹部は半径方向に長手に形成してあ
ることを特徴とする請求項４記載の電動弁。
【請求項６】前記凹部は円周上に等間隔に設けてある
ことを特徴とする請求項４記載の電動弁。
【請求項７】前記補強手段は、直径方向に配設される
十文字形の突部である請求項３記載の電動弁。
【請求項８】前記補強手段は、直径方向に配設される
十文字形の凹部である請求項３記載の電動弁。
【請求項９】前記作動流体は、冷凍サイクルに用いら
れる代替冷媒である請求項１乃至８のいずれかに記載の
電動弁。