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発明の名称 電動膨張弁
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−187977(P2001−187977A)
公開日 平成13年7月10日(2001.7.10)
出願番号 特願平11−374321
出願日 平成11年12月28日(1999.12.28)
代理人 【識別番号】100096275
【弁理士】
【氏名又は名称】草野 浩一
【テーマコード(参考)】
3H053
3H062
【Fターム(参考)】
3H053 AA02 AA03 BA04 BB18 CA02 DA12 
3H062 AA07 BB28 BB33 CC02 DD01 EE07 GG04 HH04 HH08 HH09
発明者 金子 守男 / 関口 英樹
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 外側にコイル組立体を有し内側にマグネットとロータとからなる弁体の回転手段が配設されたキャンと、該キャンの下端側に配設され円筒状の弁室を備えた弁本体組立体とを設けるとともに、該弁本体組立体が前記弁室に形成された弁座に穿設したポート部と該弁座を挟んで配設された流体入出口とを有し、前記弁体は前記弁室に内設された円形の本体部と該本体部の下面に形成され前記弁座に密接摺動可能な弁閉制御部とを備え、該弁閉制御部が前記ロータの回転角度に応じて前記ポート部を覆う面積を制御可能に構成された電動式膨張弁において、前記弁閉制御部の少なくとも前記弁座に摺接する面が薄い金属板で形成されるとともに、該薄い金属板に微小流量制御を行うための絞り溝が形成されていることを特徴とする電動膨張弁。
【請求項2】 外側にコイル組立体を有し内側にマグネットとロータとからなる弁体の回転手段を配設されたキャンと、該キャンの下端側に配設され円筒状の弁室を備えた弁本体組立体とを設けるとともに、該弁本体組立体が前記弁室に形成された弁座に穿設したポート部と該弁座を挟んで配設された流体入出口とを有し、前記弁体は前記弁室に内設された円形の本体部と該本体部の下面に形成され前記弁座に密接摺動可能な弁閉制御部とを備え、該弁閉制御部が前記ロータの回転角度に応じて前記ポート部を覆う面積を制御可能に構成された電動式膨張弁において、前記弁座の少なくとも前記弁閉制御部に摺接する面が薄い金属板で形成されるとともに、該薄い金属板に微小流量制御を行うための絞り溝が形成されていることを特徴とする、電動膨張弁。
【請求項3】 前記絞り溝が、深さを一定とし、幅を、前記ロータの回動角度に応じて前記絞り溝の開口面積の調整が可能となるような形状に設定されている請求項1又は請求項2のいずれかに記載の電動膨張弁。
【請求項4】 前記絞り溝が、ハーフ・エッチング処理またはエッチング処理により、あるいはプレス加工またはレ−ザ−加工により形成される請求項1ないし3のいずれかに記載の電動膨張弁。
【請求項5】 前記絞り溝が形成された部材に密接摺動可能な他方の部材が、合成樹脂のような軟質材で形成されている請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の電動膨張弁。
【請求項6】 前記弁座を上記弁本体組立体方向に付勢する付勢手段が設けられ、該付勢手段によって前記弁座の前記弁本体組立体に対する固定が行われている請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の電動膨張弁。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍サイクルにおける電動膨張弁に関し、特に、冷蔵庫のような微小冷媒流量制御を必要とする冷凍サイクルにおいて冷媒流量の完全停止制御が可能な電動膨張弁に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、冷凍サイクルにおける電動膨張弁として、特開平2−6299号公報に記載されているようなニードル弁タイプのものが知られている。このニードル弁タイプの電動膨張弁は、図11、図12に示すように、全閉機能を有する場合はニードル弁100のテ−パ部Q0を弁座101に当接させる必要があり、ニードル弁100が垂直方向の力によって、弁座101に食いつくことを防ぐためには、Q0を充分大きく(例えば60°)する必要がある。さらに、ニードル付け根径D1はポート径D0よりも小さくしなければならない。(D0>D1)
【0003】その結果、ニードル弁タイプのものでは、弁開き始めの弁特性は急激な立ち上がりとなってしまう。また、上記食いつきを防ぐために、ニードルと弁座との間に若干のクリアランスを設けると、そのクリアランスだけで、冷蔵庫の場合、微小冷媒流量の制御範囲を越えてしまう。
【0004】このような理由から、ニードル弁タイプのものは、冷蔵庫のような微小冷媒流量制御を必要とする冷凍サイクルには不向きであるという問題点がある。
【0005】このほか、図13〜図15に示すような電動式膨張弁200が知られている。図13に示す電動式膨張弁200は、符号201で示すように、電磁コイルへの通電により往復回転可能な回転軸202の下端部に形成され、弁室207に配設された長さLのカム部203が、流量制御弁として作動するようになっている。
【0006】すなはち、図13(B)に示す通り、カム部203が回動してその凸部203aが流路205,206の各ポート205a,206aに対向する位置にあるとき、この電動式膨張弁200は最小流量状態となる。
【0007】また、図13(C)に示す通り、回転軸202が回動してそのカム部の凹部203bが流路205,206の各ポート205a,206aに対向する位置にあるとき、この電動式膨張弁200は最大流量状態となる。図13(B),(C)中の符号210は電動式膨張弁200の本体に設けられた本体ストッパを示しており、また、符号209はカム部203と一体となって回動可能なロータストッパを示していて、これらの両部材は、カム部203、すなはち流量制御弁の回動リミッタとして作用するようになっている。
【0008】この電動式膨張弁200は、電磁コイル201への通電により、回転軸202が往復回動して上記のように、その下端部に形成された長さLのカム部203が流量制御弁として作動するように流量制御を行うものの、電動式膨張弁200には完全な弁閉機能がないという問題点がある。また、符号■で示すピン211とケ−ス212との接触部における垂直方向クリアランス、ガタによる異音、符号■で示すマグネット213と弁組品214との接触部における垂直方向クリアランス、ガタによる異音、符号■で示すマグネット213と弁組品214との接触部における回動方向クリアランス、ガタによる異音、符号■で示すマグネット213とケ−ス212との接触部におけるクリアランス、ガタによる擦れ異音および符号■で示すマグネット213と下蓋ストッパ215との当接による異音などが発生し、さらに、流量制御が単純であって、比例弁のような制御しか行うことができないと言う問題点もある。
【0009】このような従来の電動膨張弁の問題点の解決を図った電動膨張弁として、本出願人が先に出願した出願に記載されているような電動膨張弁が提案されている。ここで、この電動膨張弁について説明する。
【0010】図14はこの電動膨張弁300の分解斜視図、図15はロータ組立の拡大斜視図、図16は弁体の拡大斜視図である。なお、電動膨張弁300の全体構造は、後述の実施形態のものと同一であるので、これと同一の符号を付すことにより、その全体構造は明確となるので、ここでは、電動膨張弁300の全体構造についての説明を省略する。
【0011】この電動膨張弁300、例えば、ステップモータからなり、継手等を有する弁本体組立体10と、マグネット、ロータ等を有するロータ組立体20と、該ロータ組立体20に被覆させるキャン(ケース)40と、該キャン40に外嵌するコイル組立体(図1参照)等を備えて構成されている。
【0012】弁本体組立体10は、筒状の弁室11を備えるとともに、その軸線方向直下に出口継手12が配置され、弁室11と出口継手12との境界部に弁座13が形成されており、この弁座13に弁室11と出口継手12とを連通するポート部13aが設けられている。ポート部13aの上面近傍の側部に、入口継手14に接続する開口14aが設けられ、弁座13に、次に詳述する一回転型スライド式の弁体21(図15、図16)が配設される。符号15はフランジ状の下蓋、15aは下蓋15の所定位置に突設され、後述するロータ組立体20の停止位置を規定するストッパ、15bはストッパ15aに外嵌した弾性体からなるOリング状の緩衝材をそれぞれ示している。
【0013】図15、図16に示すように、弁体21は短円柱状の本体部21aを備えるとともにその下面側(図16においては手前側面側)に、略カム形状をした「弁閉制御部」としての突出部21bが形成されている。なお、この略カム形状の外形は重要な役割をなす。突出部21bの内側に小判形をした「受圧増加用の凹部」としての弁閉コア部(凹部)21dが形成され、この突出部21bの手前側面に対向配設された弁座13と摺接する摺接面21cの摺接面積が小さくなるようになっており、この構成により、受圧面積を小さくして弁閉機能(シール性)の向上を図っている。この弁閉機能により、弁漏れ防止の精度を高めることができる。
【0014】図15に示すように、本体部21aの側面の縦軸方向に、段差のある位置決め用の切欠21eが形成され、次に説明する弁体ホルダ22の下位置決め部22aがここに嵌入される。本体部21aの上面側(図16においては背面側)には、弁体ホルダ22の係合突起22cを嵌入する穴21fが穿設されている。
【0015】図14に示すように、弁体ホルダ22とロータ28の下面側との間にコイルスプリング(取付バネ)25が縮設して配設されていて、このスプリング25の付加荷重により、弁体21を弁座13側に押し付けることができるようになっている。この押し付けにより、弁体21の自由度は回転方向のみとなる。弁体ホルダ22の上端部に、後述するロータ28における支軸部28bの下端が抜けるのを防止するための、切り込み形状の抜け防止部22dがを形成されている。符号22bはロータ28との位置決めをする位置決め部を示す。
【0016】円筒状のマグネット31の下端面にロータストッパ31aが突設され、また、マグネット31の内面中央部に凹部31bが周設されていて、この凹部31bに後述のように、合成樹脂を流し込んで、マグネット31とロータ28とのガタをなくす構成となっている。
【0017】ロータ28は合成樹脂製であって、略円筒状の外周部28aと外周部28aの中央から上方に向けて形成した断面形状略小判形(図15)の支軸部28bと、弁体ホルダ22に結合する結合部28dとを備えている。
【0018】マグネット31とロータ28とは一体成形品であって、ロータ28を成形するための型(図示せず)の外周に沿ってマグネット31を固定し、この型内に合成樹脂を射出することにより、これらを一体的に成形することができる。この射出の際に、樹脂は凹部31bに流れ込み、経時変化によるガタ等を生じることがない。このようにロータ28とマグネット31が一体的に成形されるため、前述の図13に示した従来例においては、空隙■を生じていた箇所が密着し、このような空隙を生じることはなく、この状態はその後も変化することはない。また、図13に示す従来のものにおける部分■での異音の発生を防止できる。
【0019】図14に示すように、キャン40を構成するキャン本体41の上蓋部41aの中心に支持凹部41bが形成され、支持凹部41bにロータ28の支軸部28bの先端部に形成した係合突起28cを嵌入して回転自在に支持するようになっている。
【0020】キャン40にコイル組立体50が外嵌され(図1参照)、コイル組立体50は内部にコイル51を備え、このコイル51に電流を流すことにより、コイル51が磁界を発生して、マグネット31と相俟ってステッピングモータ60が構成され、パルス数に応じた所望の角度にロータ組立体20を回転させることができるようになっている。このロータ組立体20の回転により弁体21が回転し、ポート部13aの開口面積を変え、流量の制御が行われる。
【0021】また、ロータ組立体20の回転の際に、所定角度の回転によりロータ組立体20のストッパ31aが下蓋15のストッパ15aに当接して衝止される。この衝止の際に、ストッパ15aは当接部にOリング状の緩衝材15bを備えているので、図13の従来例の符号■の箇所において発生していた異音を減少させることができる。
【0022】次に、図17を参照しながらこの電動膨張弁300の作用を説明する。図17は、弁体21の回転に応じてポート部13aの開度が変化する状況を示す特性図であり、図17(A)は、ポート部13aを突出部21bの弁閉コア部21dが完全に覆った場合であって、この時は、グラフに示すように、弁開度は全閉である。この場合、前述の如く弁閉コア部21dを形成したので、受圧面積が小さくなり、シール性が高められ、弁漏れを起すことがない。図示の例では、ロータ組立体20の回転可能範囲(作動域)は300°であり、この作動域は、ロータストッパ31aの幅の値により所望範囲に設定することができる。
【0023】図17(B)は、弁体21が(A)の状態から反時計方向に90°回転した場合であって、ポート部13aは約35%だけ開口する(グラフの点線で示したカーブの符号Xを参照)。同様に、図17(C)は、ポート部13aが約65%だけ開口した場合であり、図17(D)は、ポート部13aが100%開口した場合である。
【0024】また、図16および図17に示した略カム形状の突出部21bの場合は、図17の点線で示した開度特性を示すが、突出部21bの外形を適宜変更することにより、例えば実線で示した特性Yや一点鎖線で示した特性Zを容易に実現することができる。即ち、従来例で説明したように、従来は単なる比例制御のみが可能であったが、この電動膨張弁300によれば、略カム形状の突出部21bの形状を任意に設定することにより、所望の制御特性の電動膨張弁を得ることが可能となる。
【0025】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図14〜図17に示した従来例(第3従来例)は上述のように、略カム形状の突出部21bの形状を任意に設定することにより、所望の制御特性の電動膨張弁を得ることが可能ではあるものの、突出部21bの形状を任意の形状に、精密に加工することは極めて難しく、所望の制御特性、特に所望の微小流量制御が得られないという問題点がある。
【0026】また、略カム形状の突出部21bと弁座とは磨耗しやすく、その結果、弁閉時の漏れを長期間にわたって完全になくすことが難しく、長期間の使用に耐え得る電動膨張弁の提供が望まれていた。
【0027】本発明は、上記第3従来例の上記問題点を解決した電動膨張弁を提供しようとするものである。
【0028】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解決するための主要な手段として、外側にコイル組立体を有し内側にマグネットとロータとからなる弁体の回転手段を配設されたキャンと、該キャンの下端側に配設され円筒状の弁室を備えた弁本体組立体とを備えるとともに、該弁本体組立体が前記弁室に形成された弁座に穿設したポート部と該弁座を挟んで配設された流体入出口とを有し、前記弁体は前記弁室に内設された円形の本体部と該本体部の下面に形成され前記弁座に密接摺動可能な弁閉制御部とを備え、該弁閉制御部が前記ロータの回転角度に応じて前記ポート部を覆う面積を制御可能に構成された電動式膨張弁において、前記弁閉制御部の少なくとも前記弁座に摺接する面を、薄い金属板で形成するとともに、該薄い金属板に微小流量制御を行うための絞り溝を形成するものである。
【0029】
【発明の実施の形態】以下、図1〜10により本発明の実施の形態について説明する。なお、図14〜17と同じ部材には同一符号を付し、それらについては、説明を簡略する場合がある。
【0030】(1)構成図1、図2および図7に示すように、この実施形態の電動膨張弁CBは、ステップロータをその駆動源としており、継手等を有する弁本体組立体10と、マグネット、ロータ等を有するロータ組立体20と、ロータ組立体20を被覆するためのキャン(ケース)40と、キャン40に外嵌するコイル組立体50等を備えて構成されている。
【0031】弁本体組立体10は、本体10aと、本体10a内に形成された筒状の弁室11を備え、その軸線方向直下に出口継手12が取り付けられ、弁室11と出口継手12との境界部に弁座13が形成されている。弁座13に、弁室11と出口継手12とを連通するポート部13aが設けられている。ポート部13aの上面近傍の側部に入口継手14に接続する開口14aが設けられている。
【0032】弁座13の上に、一回転型スライド式の弁体21が弁座13と密接回動可能に配設されている。この実施形態では、弁体21は本体部21aと弁座13に密接回動可能に接触する薄い金属板製の弁21Bとで構成されている。この実施形態では、薄い金属板製の弁21Bは本体部21aの下端部に形成された小径部eの表面21eに取り付けられている(図8参照)。
【0033】符号15はフランジ状の下蓋、15aは下蓋15の所定位置に突設され後述するロータ組立体20の停止位置を規定する剛体製のストッパ、16はスプリングピンをそれぞれ示している。本体部21aの側面には、弁室11に開口する縦長の流路用溝部21fが形成されており、この流路用溝部21fの下端は、薄い金属板製の弁21Bに形成された微小流量制御を行うための絞り溝21g(後に詳述する)に連通している。
【0034】図2に詳細に示すように、本体10aの弁座13の取り付け部に、外開き状テーパ面10bを有する環状のばね受け部材10cが取り付けられていて、このばね受け部材10cのテーパ面10bにリングばね10Aが嵌挿されている。リングばね10Aは本体10aのテーパ面10bに作用して下向きの分力を発生し、この分力が弁座13を押しつけるように作用して、シール性を確保できる構成となっている。
【0035】図3、図4に示す変形例では,弁座13と本体10aとの間にコイルばね10Bが介装されており、コイルばね10Bが弁座13を押しつけるように作用して、シール性を確保できる構成となっている。なお、コイルばね10Bの上側端部は、止め輪を形成すべく1巻き分だけ大径に形成されている。
【0036】弁体21は、短円柱状の本体部21aとその下面側(図8においては手前側面側)に、「弁閉制御部」としての薄い金属板製の弁21Bが取り付けられている。この実施形態では、薄い金属板製の弁21Bは本体部21aの下端部に形成された小径部21eの表面に取り付けられている(図8参照)。
【0037】本体部21aの側面には、弁室11に開口する縦長の流路用溝部21fが形成されており、この流路用溝部21fの下端は、薄い金属板製の弁21Bに形成された微小流量制御を行うための絞り溝21g(後に詳述する)に連通している。符号15はフランジ状の下蓋、15aは下蓋15の所定位置に突設され後述するロータ組立体20の停止位置を規定する剛体製のストッパ、16はスプリングピンをそれぞれ示している。
【0038】本体部21aの側面の縦軸方向に段差のある位置決め用の切欠(図示せず)が形成され、次に説明する弁体ホルダ22の下位置決め部(図示せず)が嵌入されて本体部21aの位置決めが行われるようになっている。本体部21aの上面側には、弁体ホルダ22の係合突起(図示せず)を嵌入する穴(図示せず)が穿設されていて、係合突起を穴に嵌入することにより、本体部21aと弁体ホルダとの結合が行われるようになっている。なお、これらの下位置決め部や係合突起、穴などは、上述の第3従来例のものと同じ構成である。
【0039】図7に示すように、弁体ホルダ22とロータ28の下面側との間に、コイルスプリング(取付バネ)25が縮設して配設されており、このスプリング25の付加荷重により、弁体21を弁座13側に押し付けるようになっている。この押し付けにより、弁体21の自由度は回転方向のみとなる。弁体ホルダ22の上端部に、ロータ28における支軸部28bの下端が抜けるのを防止するための、切り込み形状の抜け防止部22dが形成されている。符号22bは、ロータ28との位置決めをする位置決め部を示す。
【0040】符号31は円筒状のマグネットを示しており、この円筒状のマグネット31の下端面にロータストッパ31aが突設されている。また、マグネット31の内面中央部に凹部31bが周設され、この凹部31bに、上述の第3従来例のものと同様に、合成樹脂を流し込んでマグネッポート31とロータ28とのガタをなくすことができる構成となっている。
【0041】ロータ28は合成樹脂製であって、図7に示すように、略円筒状の外周部28aと、外周部28aの中央から上方に向けて形成された断面形状略小判形の支軸部28bと、弁体ホルダ22に結合する結合部28dとを備えている。
【0042】ここで、マグネット31とロータ28とは一体成形品であって、ロータ28を成形するための型(図示せず)の外周に沿ってマグネット31を固定し、この型内に合成樹脂を射出することによりこれらを一体的に成形する。この射出の際に、樹脂は凹部31bに流れ込み、経時変化によるガタ等を生じることがない。
【0043】このようにロータ28とマグネット31が一体的に成形されるため、前記図13に示す従来例においては、空隙■を生じていた箇所は密着し、空隙を生じることはなく、この状態はその後も変化することはない。また、図13に示す従来のものにおける部分■での異音の発生も防止できる。
【0044】図7に示すキャン40を構成するキャン本体41の上蓋部41aの中心に支持凹部41bが形成され、この支持凹部41bにロータ28の支軸部28bの先端部に形成した係合突起28cを嵌入してロータ28を回転自在に支持する構成となっている。
【0045】キャン40に、コイル組立体50が外嵌され(図1)ている。コイル組立体50は、内部にコイル51を備え、電流を流すことによりコイル51が磁界を発生し、マグネット31と相俟ってステッピングモータ60を構成し、パルス数に応じて所望の角度にロータ組立体20を回転できるようになっている。このロータ組立体20の回転により弁体21が回転することでポート部13aの開口面積が変化して、流量の制御が行われる。
【0046】また、ロータ組立体20の回転の際に、所定角度の回転によりロータ組立体20のストッパ31aが下蓋15のストッパ15aに当接して衝止される。ストッパ15aの当接部にOリング状の緩衝材を設けておくと、この衝止の際に、前記図13のものにおいて符号■で示した箇所にで発生していた異音を、減少させることができる。
【0047】また、支軸部28bの先端は、キャン本体41の上蓋部41aに形成した支持凹部41bに支持されて第1ガイド部G1(図1)となり、またロータ28の嵌合部28e(図7)の外周で弁室11の内壁と嵌合して第2ガイド部G2となっており、これらの両端支持部分Lb間にマグネット31の上端部と下端部との間隔Laが存在する構成としているので、ロータ組立体20の回転は安定し、マグネットとキャンの内周面との衝突及び摺接がなくなり、図13に示した従来のものにおける■部分での異音の発生を防止できる。
【0048】また、コイルスプリング25によってロータ組立体20を下方向から押圧支持するので、ロータ組立体20の回転をより安定化させることができ、ロータ組立体のふらつきを防止することができ、図13に示す従来のものにおける■部分での異音の発生を防止できる。しかも、前述の摺接が生じなくなり、且つロータ組立体20の回転が安定しているので、マグネットは小型のものでよく、全体を軽量化、小型化することができると共に、コイルへの供給電力も小さなものとすることができ、消費電力を小さなものとすることができる。
【0049】さらに、前述の如く、支軸部28bの先端をガイドする係合突起28cは、キャン本体41の上蓋部41aに形成した支持凹部41bに支持する構成であるので、支持凹部41bはキャン成型時に同時に、正確な位置に形成することができ、その中心位置を正確なものとすることができる。したがって、従来のもののように、上蓋部にピンの先端を支持する他の部材をその中心位置決めを行いながら固定するものと比較して、より正確に、しかも容易にピンの位置決めを行うことができる。
【0050】つぎに、薄い金属板製の弁21Bに形成された微小流量制御を行うための絞り溝21gについて、説明する。この絞り溝21gは、図8に示すように、弁体21の本体部21bの中心軸Z−Zを中心とした半径rの円弧状に形成され、深さHは一定であるが、幅Wは先端部が最大で後端部Eに向かって次第に狭くなる形状となっている。そして、先端部に流路用溝部21fに連通する貫通穴Sが形成されている。なお、後端部Eでは、幅Wは0である。この絞り溝21gの開口面積Aは、A=W×Hとなる。
【0051】薄い金属板製の弁21Bに対抗する弁座13は、合成樹脂のような軟質材で形成されていて、薄い金属板製の弁21Bの耐磨耗性の向上と、弁漏れ防止の精度の向上とが図られている。そして、この弁座13には、図9に示すように、上端部をL字状に形成されたポート部13aが穿設されている。
【0052】絞り溝21gは、ハーフ・エッチング処理またはエッチング処理により加工されている。このように、絞り溝21gの加工を、ハーフ・エッチング処理またはエッチング処理により加工することにより、寸法の極めて正確な絞り溝21gを得ることができる。絞り溝21gは、このほか、プレス加工またはレーザー加工により形成することもでき、この場合も極めて正確な寸法の絞り溝21gを得ることができる。
【0053】(2)作用効果次に、図10を参照しながらこの実施形態の電動膨張弁の作用効果を説明する。図10は、弁体21の回転に応じてポート部13aの開度が変化する状況を示す特性図である。
【0054】図10(A)は、ポート部13aが弁21Bで完全に覆われた場合であって、このとき、グラフに示すように、弁開度は全閉である。この場合、前述の如く弁21Bは取付ばね25により弁座13に押しつけられれおり、しかも弁座13は合成樹脂のような軟質材で形成されているため、弁漏れ防止の精度は高く、弁漏れを起すことがない。この実施形態の場合、ロータ組立体20の回転可能範囲(作動域)は300°であり、この作動域は、ロータストッパ31aの幅の値により所望範囲に設定することができる。
【0055】図10(B)は、24パルスにより(A)の位置から弁体21が反時計方向に30°回転した場合であって、ポート部13aは約A1だけ開口する(グラフの点線で示したカーブ参照)。同様に、図10(C)は、弁体21が約250°回転した場合であり、図10(D)は、弁体21が300°回転してポート部13aが100%開口した場合である。
【0056】この実施形態の電動膨張弁では、液体は、入口継手14→弁室11→流路用溝部21f→貫通穴S→絞り溝21g→ポート部13a→出口継手12の順に流れ、絞り溝21g→ポート部13a間で流量制御が行われる。
【0057】この実施形態の電動膨張弁の流量制御、すなはち弁開度特性は、図10のグラフに示す通りである。そして、この実施形態の電動膨張弁の弁開度特性の特徴は、特に全閉域から絞り域の始め(弁開度A1)に至る弁開度特性、いわゆる「立ち上がり特性」が緩やかな曲線に設定されている点である。この「立ち上がり特性」を含む弁開度特性全体は、絞り溝21gの形状を変えることにより、任意のものとすることができる。
【0058】さらに、この実施形態の場合、絞り溝21gを形成された薄い金属板は本体部21aに簡単に着脱可能となったいるため、本体部21aを変えずに、絞り溝21gを形成されている薄い金属板のみを取り替えることにより、所望の弁開度特性を有するものに変えることができる。
【0059】図5、図6は、弁座13に絞り溝21gを形成した変形例である。この場合、弁体21の本体部21aには絞り溝21gは形成されておらず、かつ、合成樹脂のような軟質材で形成されている。この変形例でも、図1のものと同様の作用効果が得られることはいうまでもない。
【0060】図示のこの変形例では、絞り溝21gが弁座13に直接形成されているが、薄い金属板に絞り溝21gを形成されたものを弁座13に簡単に着脱可能に装着するようにしてもよい。この場合、上記と同様の効果が得られる。
【0061】この実施形態の電動膨張弁では、上記の作用効果のほか、次のような作用効果も得られる。すなはち、支軸部28bの先端は、キャン本体41の上蓋部41aに形成した支持凹部41bに支持されて第1ガイド部G1(図1)となり、またロータ28の嵌合部28e(図3)の外周で弁室11の内壁と嵌合して第2ガイド部G2となっており、これらの両端支持部分Lb間にマグネット31の上端部と下端部との間隔Laが存在する構成としているので、ロータ組立体20の回転は安定し、マグネットとキャンの内周面との衝突及び摺接がなくなり、図13に示す従来のものにおける■部分での異音の発生が防止される。
【0062】また、コイルスプリング25によって、ロータ組立体20は下方向から押圧支持されるので、ロータ組立体20の回転をより安定化させることができ、ロータ組立体のふらつきを防止することができ、図13に示す従来のものにおける符号■部分での異音の発生が防止される。しかも、前述の摺接が生じなくなり、且つロータ組立体20の回転が安定しているので、マグネットは小型のものでよく、全体を軽量化、小型化することができると共に、コイルへの供給電力も小さなものとすることができ、消費電力を小さなものとすることができる。
【0063】また、前述の如く支軸部28bの先端をガイドする係合突起28cは、キャン本体41の上蓋部41aに形成した支持凹部41bに支持する構成としたので、支持凹部41bはキャン成型時に同時に、正確な位置に形成することができ、その中心位置を正確なものとすることができる。したがって、従来のもののように、上蓋部にピンの先端を支持する他の部材をその中心位置決めを行いながら固定するものと比較して、より正確に、しかも容易にピンの位置決めを行うことができる。
【0064】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、以下のような効果が得られる。
(1)冷蔵庫のような微小冷媒流量制御を必要とする冷凍サイクルにおいて、冷媒流量の完全停止制御が可能な電動膨張弁を得ることができる。
(2)全閉域から絞り域の始め(弁開度が極小の時点)に至る弁開度特性、いわゆる「立ち上がり特性」を緩やかな曲線に設定することができる。
(3)上記(2)の「立ち上がり特性」を含む弁開度特性全体を、絞り溝の形状を変えることにより、任意のものとすることができる。
(4)絞り溝は、ハーフ・エッチング処理またはエッチング処理により加工されており、このように、絞り溝の加工を、ハーフ・エッチング処理またはエッチング処理により加工することにより、寸法の極めて正確な絞り溝を得ることができ、その結果、本発明の電動膨張弁の弁開度特性を、極めて正確に設計に適合させることができる。なほ、絞り溝を、プレス加工またはレーザー加工により形成しても、同様の作用・効果が得られる。
(5)絞り溝を形成された薄い金属板は本体部に簡単に着脱可能となったいるため、本体部を変えずに、絞り溝を形成されている薄い金属板のみを取り替えることにより、所望の弁開度特性を有するものに変えることができる。
(6)絞り溝を形成された部材に密接摺動可能な他方の部材を、合成樹脂のような軟質材で形成したため、絞り溝を形成された部材(薄い金属板製の弁)の耐磨耗性の向上と、弁漏れ防止の精度の向上とを図ることができる。
(7)弁座を弁本体組立体方向に付勢する付勢手段を設け、付勢手段の分力が弁座を押しつけるように作用する構成としたことによって、弁座の弁本体組立体に対する固定が行なわれるとともに、シ−ル性を確保することができる。




 

 


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