JP2000213660A - 冷凍サイクル用電子膨張弁 - Google Patents

冷凍サイクル用電子膨張弁

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JP2000213660A
JP2000213660A JP10895A JP2000010895A JP2000213660A JP 2000213660 A JP2000213660 A JP 2000213660A JP 10895 A JP10895 A JP 10895A JP 2000010895 A JP2000010895 A JP 2000010895A JP 2000213660 A JP2000213660 A JP 2000213660A
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guide cylinder
valve
guide
electronic expansion
needle valve
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Kanryu Kin
完龍 金
Kwang-Il Kim
洸▲逸▼ 金
Gi-Myoung Woo
起命 禹
Lae-Soo Boku
來洙 朴
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Samsung Electronics Co Ltd
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Samsung Electronics Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は製品のサイズを縮め製造コストを節
減すると共に、冷媒吐出量調整の信頼性を高められる冷
凍サイクル用電子膨張弁を提供する。 【解決手段】 本発明による電子膨張弁は、冷媒管と連
通されるように流入口５１ａと流出口５１ｂを備え、流
出口にオリフィス５２を備えた弁ハウジング５１と、弁
ハウジングの上部に置かれるケースの内部に備わり、弁
ハウジングの内部に延設される駆動軸６７を備えたモー
タ６２と、弁ハウジングの内部に備わり、駆動軸の正逆
転により上下動するガイド筒７１と、ガイド筒と共に上
下動するようにガイド筒に設けられオリフィスの開度を
調節するニードル弁７３と、駆動軸６７とガイド筒７１
に配されガイド筒７１とニードル弁７３の上下移動距離
を制限する手段とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電子膨張弁に係り、
より詳しくはモータの駆動によりオリフィスの開度を調
節することによって冷媒吐出量を制御できる冷凍サイク
ル用電子膨張弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、冷蔵庫や空気調和装置などに適
用される冷凍サイクル装置は、冷媒ガスが圧縮機により
高温高圧に圧縮され凝縮機で送風器による強制冷却方式
により液化され、膨脹装置を通じて減圧、蒸発器で熱を
吸収して気化することによって室内空気温度を下げるこ
とであって、最近はインバータ制御という周波数変換方
式で圧縮機の回転数を温度条件に応じて自動変換させて
冷房能力を自動調節できるように構成される。
【０００３】このようなインバータ制御による圧縮機の
回転数変化によって能動的に冷媒量を変更し減圧できる
膨脹装置として、日本特開昭６０−１９６４７７号の公
報に開示された電子膨張弁があるが、図１を参照して説
明する。従来の電子膨張弁は、図１に示したように、弁
部Ｖとステッピングモータ部Ｍよりなる。
【０００４】弁部Ｖにおいて、弁ハウジング１の側面に
は凝縮機(図示せず)側と連結された冷媒管Ａが結合され
る流入口１ａが形成され、底面には蒸発器(図示せず)側
と連結された冷媒管Ｂが結合される流出口１ｂが形成さ
れる。流入口１ａと流出口１ｂ間の隔壁２には弁座２ａ
が設けられ、該弁座２ａにニードル弁３が当接／離隔さ
れる。このためにニードル弁３は弁ハウジング１に螺合
された雄螺子管４内に軸方向に摺動自在に支持されてい
る。
【０００５】弁ハウジング１の上部にはステッピングモ
ータ部Ｍをなす密閉型ケース６が固定される。ケース６
の外周部にはコイル７を内蔵した固定子８が設けられ、
ケース６の内部には回転子９が前記雄螺子管４により回
動自在に支持されて設けられる。回転子９は支持筒１０
の外周部に嵌め合う永久磁石１１を含み、支持筒１０の
内側下方に嵌め込まれて固定された雌螺子管１２を前記
雄螺子管４に螺合させることによって回動と同時に軸方
向に移動できるように備わる。
【０００６】支持筒１０内の軸方向中間部には連結壁１
０ｂが形成され、この連結壁１０ｂに形成された貫通孔
１０ｃにニードル弁３の小径部３ａを挿通させ固定させ
る。ニードル弁３の小径部３ａの外周面にはコイルスプ
リング１４が小径部３ａの端部３ｂと連結壁１０ｂとの
間に位置する。回転子９の上部にはケース６に固定され
た中心棒１５に螺旋状の案内リング１６が巻着され、該
案内リング１６にはスライダー１７が案内リング１６を
追って回動しつつ上下動できるように結合され、このス
ライダー１７の外側端は回転子９に位置した係止棒１８
に係止される。
【０００７】前述したような構成において、固定子８の
コイル７に電源を印加すれば、回転子９が回転し、回転
子９の回転によりニードル弁３が上下動するようにな
り、スライダー１７は螺旋状の案内リング１６を追って
上下動する。この際、スライダー１７が案内リング１６
の上下端１６ａ、１６ｂと当接する位置で回転子９の回
動及びニードル弁３の移動は止まる。このように、ニー
ドル弁３を上下動させることによって、弁ハウジング１
を通過する冷媒量を適切に変更して減圧させることがで
きるようになる。
【０００８】しかし、このような従来の電子膨張弁はケ
ース６の内側に回転子９が配されて、外側に固定子８が
配される外装型のステッピングモータ部Ｍを適用するた
め、固定子８のコイル７と回転子９の永久磁石１１との
間隙(ａｉｒ ｇａｐ)はその分大きくなるだけでなく、
回転子９が回動と同時に上下動するようになる。従っ
て、電子膨張弁で求めるトルクを正確に発生させるため
にはサイズの大きい永久磁石１１が使われ全体的な弁の
サイズが大きくなったり、高価な製品の希土類系永久磁
石１１を使用することによってコストアップを招く短所
がある。
【０００９】また、回転子９の回転及びニードル弁３の
上下移動距離を制限するための中心棒１５、案内リング
１６、スライダー１７、係止棒１８がこのケース６内の
回転子９の上側に配されるため、全体的な膨脹弁の上下
サイズが比較的大きくなる問題がある。そして、従来の
電子膨張弁は弁ハウジング１に雄螺子管４を螺合させ、
該雄螺子管４に回転子９の雌螺子管１２を螺合させるこ
とによってニードル弁３の初期位置を設定するようにな
っている。一般にニードル弁３が弁座２ａに完全に圧着
され流路を全閉する状態をニードル弁３の初期位置と設
定するが、この際はスライダー１７が案内リング１６の
下端１６ｂに位置されると同時に回転子９に置かれた係
止棒１８に係止されるべきである。
【００１０】しかし、螺子の加工精度には限界があるの
で、弁ハウジング１と雄螺子管４の結合、雄螺子管４と
雌螺子管１２の結合のような２地点の螺合によってはニ
ードル弁３の初期位置設定が正確になされ難い問題点が
ある。さらに、電子膨張弁の組立時、前記螺合によりニ
ードル弁３の初期位置設定が完了した後にも各部材の加
工及び組立上の誤差により係止棒１８にスライダー１７
が係止されない場合が生ずる。このように係止棒１８に
スライダー１７が係止されない状態で膨脹弁を駆動する
ようになれば、回転子９の回転によりニードル弁３は初
期位置から上昇移動を始めるが、スライダー１７は係止
棒１８と当接するまで案内リング１６の下端１６ｂに位
置し続ける。即ち、ニードル弁３の上下移動距離は案内
リング１６の上端１６ａと下端１６ｂ間を移動するスラ
イダー１７により制限されるが、各部材の誤差により係
止棒１８がスライダー１７と当接するまで回転した以降
にスライダー１７を上昇させるようになるので、これに
よりニードル弁３の上下移動距離の誤差が生じて電子膨
張弁の冷媒吐出量の調節が正確になされなくて作動信頼
性が低下する問題点がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前述した問題
点を解決するために案出されたもので、本発明の目的は
固定子のコイルと回転子の永久磁石との間隙が小さく構
成されたステッピングモータを適用することによって製
品の全体サイズを縮めると共に、ステッピングモータと
ニードル弁の結合構造を単純化して組立性を向上させら
れる冷凍サイクル用電子膨張弁を提供するところにあ
る。本発明の他の目的はニードル弁の初期位置をさらに
容易に設定してオリフィス流路の開閉時点を正確に調節
することによって、冷媒吐出量の調節の信頼性を高めら
れる冷凍サイクル用電子膨張弁を提供するところにあ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ための本発明に係る電子膨張弁は、冷媒管と連通される
ように流入口と流出口を備え、流出口にオリフィスを備
えた弁ハウジングと、弁ハウジングの上部に位置するケ
ースの内部に備わり弁ハウジングの内部に延設される駆
動軸を備えたモータと、弁ハウジングの内部に備わり駆
動軸の正逆転により上下動するガイド筒と、ガイド筒と
共に上下動するようにガイド筒に設けられオリフィスの
開度を調節するニードル弁と、駆動軸とガイド筒に配さ
れガイド筒とニードル弁の上下移動距離を制限する手段
とを具備する。
【００１３】前記制限手段はガイド筒の上側で駆動軸と
共に回転するように駆動軸に結合される回転板と、上端
が回転板に結合されガイド筒と弁ハウジングの側壁間に
下向延びる回転ピンと、ガイド筒の外周縁に巻着される
螺旋状のガイドリングと、一端がガイド筒に巻着され、
他端が回転ピンに係止され回転ピンの回転によりガイド
リングの螺旋に沿って移動するように設けられたスライ
ダーと、スライダーの上下移動距離を制限するようにガ
イドリングの上端と下端に各々折曲形成された上部スト
ッパと下部ストッパを含み、前記回転板には回転ピンが
選択的に結合される多数の結合ホールが回転板の円周方
向に配列され形成される。
【００１４】そして、弁ハウジングの底面にはガイド筒
の上下動を案内するように多数のガイドピンが上側に突
設され、ガイド筒は下面が開口され内部に中空部が形成
された円筒形の胴体部と、胴体部の上部から駆動軸と螺
合されるように雌螺子が形成された螺子部と、胴体部の
下端から半径方向に延設されガイドピンが挿着されガイ
ド筒の回転運動は拘束しつつ上下動は案内するようにす
る多数の挿入孔が形成されている外向フランジ部よりな
る。
【００１５】ニードル弁はガイド筒の中空部内に上下に
摺動自在に位置する大径部と、大径部と段差部を持って
中空部からオリフィス側に延設された小径部を含み、ガ
イド筒の胴体部の開放された下面にはニードル弁の大径
部が中空部内に位置固定されるようにニードル弁の段差
部を支持する円筒形のブッシュが結合される。ブッシュ
にはニードル弁の小径部がブッシュを貫通するように貫
通孔が軸方向に穿孔されている。
【００１６】また、ガイド筒の中空部の内部にはニード
ル弁をオリフィス側に弾性支持するスプリングが設けら
れる。前記ブッシュはガイド筒の下面に押し込まれ結合
されたり、またはニードル弁の上下位置を調節できるよ
うにガイド筒の下面に螺合される。前記モータはケース
の内部に備わるモータハウジングと、モータハウジング
の内部に備わりコイルが巻線された固定子と、モータハ
ウジングの内部に固定子と所定間隔に離隔され備わる永
久磁石が装着された回転子を具備するステッピングモー
タよりなり、ケースには固定子と電気接続された端子部
が設けられる。
【００１７】前述した目的を達成するための本発明の他
の実施形態にともなう電子膨張弁は、冷媒管と連通され
るように流入口と流出口を備え、流出口にオリフィスを
備えた弁ハウジングと、弁ハウジングの内部に延設され
る駆動軸を備えたモータと、弁ハウジングの内部に備わ
り駆動軸の正逆転により上下動するガイド筒と、ガイド
筒と共に上下動するようにガイド筒に設けられオリフィ
スの開度を調節するニードル弁と、ガイド筒に設けられ
オリフィスに対するニードル弁の初期位置を設定するた
めの手段とを具備する。
【００１８】弁ハウジングの底面にはガイド筒の上下動
を案内するように多数のガイドピンが上側に突設され、
ガイド筒は下面が開口され内部に中空部が形成された円
筒形の胴体部と、胴体部の上部で駆動軸と螺合されるよ
うに雌螺子が形成された螺子部と、胴体部の下端から半
径方向に延設されガイドピンが挿着されガイド筒の回転
運動は拘束しつつ上下動は案内するようにする多数の挿
入孔が形成されている外向フランジ部よりなる。
【００１９】前記ニードル弁はガイド筒の中空部内に上
下に摺動自在に位置する大径部と、大径部と段差部を持
って中空部からオリフィス側に延設された小径部を含
み、前記初期位置設定手段はニードル弁の段差部を支持
するようにガイド筒の胴体部の開放された下面に螺合さ
れることによって螺子の締結程度によりニードル弁の初
期位置を設定できる円筒形のブッシュよりなる。前記ガ
イド筒の中空部の内部にはニードル弁をオリフィス側に
弾性支持するスプリングが設けられる。
【００２０】そして、前記駆動軸にはガイド筒の上側で
駆動軸と共に回転するように回転板が結合され、回転板
にはガイド筒と弁ハウジングの側壁間に下向延びるよう
に回転ピンが結合され、ガイド筒の外周縁には螺旋形の
ガイドリングが巻着され、ガイド筒には一端がガイド筒
に巻着され他端が回転ピンに係止され回転ピンの回転に
よりガイドリングの螺旋に沿って移動するようにスライ
ダーが設けられ、ガイドリングの上端と下端にはスライ
ダーの上下移動距離を制限するように上部ストッパと下
部ストッパが折曲形成される。回転板には回転ピンが選
択的に結合される多数の結合ホールが回転板の円周方向
に配列され形成される。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照して本
発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。図２は本発
明に係る冷凍サイクル用電子膨張弁の第１実施形態を示
す断面図であり、図３は図２の冷凍サイクル用電子膨張
弁の弁部を示した分解斜視図である。これら図に示した
ように、本発明に係る冷凍サイクル用電子膨張弁は、そ
の内部を流れる冷媒量を制御する弁部５０と、この弁部
５０を駆動する駆動部６０よりなる。
【００２２】前記弁部５０は上側が開口された円筒形の
弁ハウジング５１を含み、弁ハウジング５１の側面には
凝縮機(図示せず)側と連結された冷媒管Ａが結合される
流入口５１ａが形成され、底面には蒸発器(図示せず)側
と連結された冷媒管Ｂが結合される流出口５１ｂ及びオ
リフィス５２が形成される。弁ハウジング５１の内部に
は後述する駆動部６０の駆動軸６７と螺合され駆動軸６
７の正逆転により上下動するガイド筒７１が備わり、弁
ハウジング５１の底面縁部にはガイド筒７１の上下動を
案内するように上側に所定高さ突設された多数のガイド
ピン５３が一定間隔に離隔され備わる。
【００２３】前記ガイド筒７１は下面が開口され、内部
に中空部７１ａが形成された円筒形の胴体部７１ｂと、
胴体部７１ｂの上部で前記駆動軸６７と螺合されるよう
に雌螺子７１ｅが形成された螺子部７１ｃと、胴体部７
１ｂの下端から半径方向に延設される外向フランジ部７
１ｄよりなる。外向フランジ部７１ｄには前記ガイドピ
ン５３の貫着される挿入孔７２がガイドピン５３と応ず
る位置に穿孔されている。これにより、駆動部６０の正
逆転時ガイド筒７１はガイドピン５３により回転運動が
拘束されたままガイドピン５３を追って上下動するよう
になる。この際、ガイド筒７１の上下動がスムーズにな
されるように外向フランジ部７１ｄの直径は弁ハウジン
グ５１の内径よりやや小さく形成することが望ましい。
【００２４】前記ガイド筒７１の中空部７１ａ内にはオ
リフィス５２の開度を調節するためにガイド筒７１と一
体に上下動してオリフィス５２の弁座５２ａと当接／離
隔されるニードル弁７３が摺動自在に備わり、外向フラ
ンジ部７１ｄの開口された下面にはニードル弁７３を中
空部７１ａ内に位置固定させるための円筒形のブッシュ
７４が押し込み結合される。
【００２５】ニードル弁７３は前記ガイド筒７１の中空
部７１ａ内に位置する大径部７３ａと、この大径部７３
ａについて下側に延びてブッシュ７４の貫通孔７４ａを
通してガイド筒７１の外側に突出される小径部７３ｂを
含む。大径部７３ａと小径部７３ｂとの間にはニードル
弁７３がブッシュ７４の上面に安着するように段差部が
形成され、小径部７３ｂには下部へ行くほど直径が小さ
くなる段差部が多段に形成され弁座５２ａに当接され
る。
【００２６】また、ガイド筒７１の中空部７１ａ内には
ボール７５を介してニードル弁７３をオリフィス５２側
に弾性支持する円錐形のスプリング７６がニードル弁７
３の上部に置かれる。このスプリング７６はガイド筒７
１が下降してニードル弁７３の下端部がオリフィス５２
の弁座５２ａと当接する時、ニードル弁７３と弁座５２
ａに伝わる衝撃を緩和させるだけでなく、弾性復元力に
よりニードル弁７３をオリフィス５２側に付勢させるこ
とによってオリフィス５２を確実に全閉して冷媒の漏洩
を最小化できるようにするためのものである。
【００２７】前記弁ハウジング５１の上部には駆動部６
０をなす密閉型ケース６１が固定され、このケース６１
の内部には前記ガイド筒７１及びニードル弁７３を上下
動させるためのステッピングモータ６２と、外部電源を
印加されるための端子部６３が設けられる。前記ステッ
ピングモータ６２は外観をなすモータハウジング６２ａ
の内部に端子部６３が電気的に接続されたコイル６４ａ
が巻線され電磁気場を形成する固定子６４と、固定子６
４の内部に固定子６４と所定間隔に離隔され正逆転自在
に設けられ、その外周面に永久磁石６５ａが嵌合した回
転子６５を含む。
【００２８】このように、固定子６４と回転子６５がモ
ータハウジング６２ａの内部で相互一定間隔に離隔され
設けられたステッピングモータ６２を適用することによ
って、固定子６４と回転子６５との間隙が小さく形成さ
れ、回転子６５が昇降移動なしで回転動だけ行うため、
小さな永久磁石を使用しても電子膨張弁の作動時求めら
れるトルクを正確に発生させることができる。
【００２９】回転子６５の中心部にはモータハウジング
６２ａの上面と下面でベアリング６６を通して回転自在
に支持された駆動軸６７が備わる。この駆動軸６７は下
端部がモータハウジング６２ａの下面を貫通して弁ハウ
ジング５１の上側内部まで延びる。駆動軸６７の下部に
は雄螺子６８が形成されており、これをガイド筒７１の
螺子部７１ｃに形成された雌螺子７１ｅと結合させれ
ば、駆動軸６７の正逆転によって雄螺子６８と雌螺子７
１ｅとの噛合いによりガイド筒７１及びニードル弁７３
は上下動するようになる。また、電子膨張弁の組立時、
一般にニードル弁７３が弁座５２ａに完全に圧着されオ
リフィス５２の流路を全閉する位置をニードル弁７３の
初期位置と設定するが、このようなニードル弁７３の初
期位置は駆動軸６７の雄螺子６８とガイド筒７１の雌螺
子７１ｅを螺合させることだけで容易に設定できる。
【００３０】一方、駆動軸６７とガイド筒７１にはガイ
ド筒７１とニードル弁７３の上下移動距離を制限し、駆
動軸６７の無理な回転を防ぐための制限手段が備わる。
このため、駆動軸６７には弁ハウジング５１の上部で駆
動軸６７と共に回転動する円板形の回転板８１が押し込
まれ、この回転板８１の縁部には回転ピン８２が押し込
まれガイド筒７１と弁ハウジング５１の側壁間に下向延
設される。回転軸８１には図３に示したように、駆動軸
６７が貫通される中心部を軸に円周方向を追って前記回
転ピン８２が押し込まれる多数の結合ホール８１ａが相
互同じ角度θに離隔され穿孔されている。これら中一つ
の結合ホール８１ａに回転ピン８２の上端が押し込まれ
ることにより駆動軸６７の回転時回転板８１と回転ピン
８２が一体に回転動するようになる。前記結合ホール８
１ａの作用効果は、以下組立過程において詳細に説明す
る。
【００３１】そして、ガイド筒７１の胴体部７１ｂの外
周縁には螺旋状のガイドリング８３が巻着され、このガ
イドリング８３にはガイドリング８３を追って回動しつ
つ上下動するスライダー８４が結合される。前記ガイド
リング８３は一定のピッチを有するコイルスプリング形
状で作られ、上端と下端には各々上部ストッパ８３ａと
下部ストッパ８３ｂが下側に折曲形成されスライダー８
４の上下移動距離を制限する。この中、下部ストッパ８
３ｂはガイド筒７１の外向フランジ７１ｄに形成された
固定孔７７に挿着される。
【００３２】前記スライダー８４は、図４に示したよう
に、ガイド筒７１の胴体部７１ｂの外周縁に巻着され、
ガイドリング８３のピッチ間に挟まれガイドリング８３
を追って回動しつつ上下動自在に環状で設けられ、この
端部には回転ピン８２に係止されるよう突出部８４ａが
突設されている。従って、駆動軸６７の正逆転時、ガイ
ド筒７１及びニードル弁７３が上下動するようになり、
これと同時にスライダー８４も回転ピン８２の回転によ
りガイドリング８３の上部ストッパ８３ａと下部ストッ
パ８３ｂ間を上下動することによって、ガイド筒７１及
びニードル弁７３の上死点及び下死点の位置を制限する
ようになる。
【００３３】以下、上記の通り構成された本発明に係る
電子膨張弁の組立過程及び作動を説明する。まず、ガイ
ド筒７１の中空部７１ａ内にスプリング７６、ボール７
５、ニードル弁７３を順次に挿入した後、外向フランジ
７１ｄの開口された下面にブッシュ７４を押し込ませる
ことにより、ニードル弁７３の大径部７３ａは中空部７
１ａ内に位置固定され、小径部７３ｂはブッシュ７４の
貫通孔７４ａを通してガイド筒７１の下部に突出され
る。
【００３４】そして、ガイド筒７１の胴体部７１ｂの外
周縁にガイドリング８３を巻着し、このガイドリング８
３のピッチ間にスライダー８４を嵌め込んでガイドリン
グ８３の下部ストッパ８３ｂに当接させる。その後、ケ
ース６１の下側に突出されたステッピングモータ６２の
駆動軸６７に回転板８１を押し込んだ後、駆動軸６７に
形成された雄螺子６８にガイド筒７１の上側の螺子部７
１ｃに形成された雌螺子７１ｅを螺合させるようになる
が、この際ガイド筒７１に設けられたニードル弁７３が
オリフィス５２の流路を完全に閉鎖できる位置になるよ
うに螺合する。
【００３５】上記の通り駆動軸６７とガイド筒７１の螺
合によりニードル弁７３の初期位置設定が完了した後、
回転軸８１に形成された多数の結合ホール８１ａのうち
何れか一つに回転ピン８２を押込ませるが、このような
回転ピン８２の組立過程を詳細に説明すれば次の通りで
ある。
【００３６】前述したように、回転ピン８２は駆動軸６
７の回転によりスライダー８４を上下動させることによ
ってガイドリング８３と共にニードル弁７３の上下移動
距離を制限するためのものであって、ニードル弁７３の
上下動が正確になされるためにはスライダー８４がニー
ドル弁７３と同時に上下動するようになるべきである。
このため、電子膨張弁の組立時、回転ピン８２はスライ
ダー８４と相互当接する状態になるべきであるが、各部
材の加工及び組立上の誤差によってそうでない場合が発
生する。
【００３７】これを詳細に説明すれば、従来の電子膨張
弁(図１参照)の場合は、モータＭの駆動により回転子９
が回転してニードル弁３が初期位置から上昇移動を始め
るが、スライダー１７は係止棒１８に当接するまで案内
リング１６の下端１６ｂに止まりつつある。即ち、モー
タＭが駆動を始めた後、回転子９の一定の位置に結合さ
れる係止棒１８がスライダー１７と当接するまで最大３
６０゜を回転しなければならない場合が生じ、これによ
りスライダー１７がニードル弁３よりその分遅く上昇移
動してニードル弁３の上下動誤差が大きく発生するよう
になる。
【００３８】一方、本発明に係る電子膨張弁の場合は、
例えば、結合ホール８１ａが回転板８１の中心部を軸に
円周方向に相互６０゜の角度をなしながら六つが穿孔さ
れている時、スライダー８４と最も隣接している結合ホ
ール８１ａに回転ピン８２を押込ませれば、回転ピン８
２は最大６０゜まで回転した後、スライダー８４と当接
してこれを上昇移動させることによってその分ニードル
弁７３の上下動誤差を縮め、オリフィス流路の開閉時点
を正確に調節して冷媒吐出量調節の信頼性を高められる
効果を奏する。
【００３９】上記の通り回転ピン８２を回転板８１に押
込んだ後、ケース６１の下部にガイド筒７１、回転板８
１、回転ピン８２を収めるように弁ハウジング５１を置
かせ、ケース６１と弁ハウジング５１を接合するように
なれば、本発明に係る電子膨張弁の組立が完了する。望
ましくはケース６１と弁ハウジング５１はエポキシ樹脂
(epoxy resin)で接合する。
【００４０】このような本発明に係る電子膨張弁におい
て、ニードル弁７３が初期位置に設定されている状態で
電子膨張弁を通過する冷媒の吐出量を増大させるために
外部電源が端子部６３を通じてステッピングモータ６２
に供給されれば、与えられた信号ほど固定子６４のコイ
ル６４ａに電磁気場が発生され、これに永久磁石６５ａ
が相互作用して回転子６５の駆動軸６７が所定角度回転
動する。この際、駆動軸６７と共に回転板８１及び回転
ピン８２が回転すると同時に、駆動軸６７と螺合された
ガイド筒７１がガイドピン５３により回転運動が拘束さ
れたまま上昇する。これによりガイド筒７１に設けられ
たニードル弁７３もやはり上昇し、オリフィス５２から
次第に離隔される。従って、流入口５１ａを通じて弁ハ
ウジング５１内に流入された凝縮冷媒はオリフィス５２
と流出口５１ｂを通過しつつ減圧され蒸発器側に案内さ
れる。
【００４１】また、回転板８１に結合された回転ピン８
２が回転するにつれスライダー８４もやはりガイドリン
グ８３を追って回動しつつ上昇するようになる。このよ
うに上昇するスライダー８４はその突出部８４ａがガイ
ドリング８３の上部ストッパ８３ａに係止されれば、こ
れ以上上昇しなくなるが、この際がまさにガイド筒７１
とニードル弁７３が上死点に達した時であって、オリフ
ィス５２の開度は最大になる。
【００４２】逆に、冷媒吐出量を減らすよう外部電源が
端子部６３を通じてステッピングモータ６２に供給され
れば、駆動軸６７が冷媒吐出量の増大時の回転方向とは
逆に回転し、これによりガイド筒７１が下降すると同時
に、スライダー８４もガイドリング８３を追って回動し
つつ下降する。その後、スライダー８４がガイドリング
８３の下部ストッパ８３ｂに係止されこれ以上下降しな
い時、ガイド筒７１が下死点に達したことであって、ニ
ードル弁７３はオリフィス５２を全閉するようになる。
このようなオリフィス５２の全閉状態では冷媒の漏れが
抑えられるべきであるが、このような冷媒漏れ防止はニ
ードル弁７３を下側に弾性支持するスプリング７６によ
りニードル弁７３がオリフィス５２側にさらに圧着され
ることで確保できる。
【００４３】図５は本発明に係る冷凍サイクル用電子膨
張弁の第２実施形態を示した断面図である。第２実施形
態にともなう電子膨張弁はニードル弁７３の初期位置を
さらに正確で容易に設定可能にすることで、冷媒吐出量
調節の信頼性を高められるための初期位置設定手段を持
つことを特徴とする。その全体的な構成は、第１実施形
態にともなう電子膨張弁と同一なので、同じ部品は同一
番号を付しその詳細な説明は省略する。
【００４４】図５に示したように、第２実施形態にとも
なう電子膨張弁はガイド筒７１の中空部７１ａ内に位置
するニードル弁７３を支持するためのブッシュ７４が外
向フランジ７１ｄの下面に螺合されることを特徴とす
る。このため、ブッシュ７４の外周面と外向フランジ７
１ｄの内周面には各々雄螺子７４ｂと雌螺子７１ｆが加
工形成されている。
【００４５】これを詳細に説明すれば、ニードル弁７３
の初期位置は、前述したように、駆動軸６７とガイド筒
７１の螺合だけで容易に設定できるが、組立上の誤差に
よりニードル弁７３の初期位置が正確に設定されなくて
電子膨脹弁の作動信頼性が低下される問題点が生じう
る。従って、このような問題点を解決するため、電子膨
張弁の組立時、駆動軸６７とガイド筒７１の螺合後に生
ずるニードル弁７３の初期位置誤差はブッシュ７４とガ
イド筒７１との螺子締結程度を調節することによって正
確に設定できるようになる。
【００４６】即ち、外向フランジ７１ｄの雌螺子７１ｆ
に結合されたブッシュ７４の雄螺子７４ｂを解くほどス
プリング７６により下側に弾性支持されるニードル弁７
３はオリフィス５２にさらに圧着され、これと逆に、ブ
ッシュ７４の雄螺子７４ｂを締めるほどニードル弁７３
は上側に移動してオリフィス５２との圧着程度が弱ま
る。このようにガイド筒７１に対するブッシュ７４の螺
子締結程度を調節することによって、オリフィス５２に
対するニードル弁７３の初期位置をさらに容易で正確に
設定できるようになる。
【００４７】一方、図６に示したように、本発明に係る
電子膨張弁のニードル弁７３'をその下段部がテーパ面
に形成された円錐形に適用することもできるが、これは
既に公知の通り、オリフィス５２を開閉するニードル弁
７３’の形状がテーパ面に形成された場合は、膨脹弁を
通過する冷媒流量の増減が線形的に引き起る一方、図２
に示したように、ニードル弁７３が段差部を多段に備え
てなされた場合は膨脹弁を通過する冷媒流量の増減が段
階的に引き起る。従って、本発明に係る電子膨張弁が適
用される各製品の特性に最も適するようにニードル弁７
３、７３’の形状を変更して適用できる。
【００４８】
【発明の効果】以上述べた通り、本発明に係る冷凍サイ
クル用電子膨張弁において、コイルが巻線された固定子
と永久磁石の装着される回転子が全てモータハウジング
に内蔵されるステッピングモータを適用することによっ
て全体的な製品のサイズを縮めると共に、製造コストを
節減できる長所がある。そして、ステッピングモータの
駆動軸とニードル弁の結合構造を単純化して組立性及び
生産性が向上され、回転板に形成された多数の結合ホー
ルとガイド筒に螺合されるブッシュによりニードル弁の
上下移動距離と初期位置を正確で容易に設定することに
よって、ニードル弁の作動誤差を縮めて冷媒流量調節を
さらに信頼性あるように行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の冷凍サイクル用電子膨張弁を示した断
面図である。
【図２】 本発明に係る冷凍サイクル用電子膨張弁の第
１実施形態を示した断面図である。
【図３】 図２の冷凍サイクル用電子膨張弁の弁部を示
した分解斜視図である。
【図４】 本発明に係る冷凍サイクル用電子膨張弁のス
ライダーを示した斜視図である。
【図５】 本発明に係る冷凍サイクル用電子膨張弁の第
２実施形態を示した断面図である。
【図６】 本発明に係る冷凍サイクル用電子膨張弁のニ
ードル弁の他の実施形態を示した正面図である。
【符号の説明】
５０ 弁部 ５１ 弁ハウジング ５２ オリフィス ６０ 駆動部 ６１ 密閉型ケース ６２ ステッピングモータ ６４ 固定子 ６５ 回転子 ６７ 駆動軸 ７１ ガイド筒 ７３ ニードル弁 ７４ ブッシュ ８１ 回転板 ８２ 回転ピン ８３ ガイドリング ８４ スライダー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 禹 起命 大韓民国京畿道水原市八達區梅灘３洞林光 アパート１−1008 (72)発明者 朴 來洙 大韓民国京畿道水原市八達區靈通洞住公ア パート151−603

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 冷媒管と連通されるよう流入口と流出
    口を備え、前記流出口にオリフィスを備えた弁ハウジン
    グと、 前記弁ハウジングの上部に置かれるケースの内部に備わ
    り、前記弁ハウジングの内部に延設される駆動軸を備え
    たモータと、 前記弁ハウジングの内部に備わり、前記駆動軸の正逆転
    により上下動するガイド筒と、 前記ガイド筒と共に上下動するように前記ガイド筒に設
    けられ前記オリフィスの開度を調節するニードル弁と、 前記駆動軸と前記ガイド筒に配され前記ガイド筒と前記
    ニードル弁の上下移動距離を制限する手段とを備えるこ
    とを特徴とする冷凍サイクル用電子膨張弁。
  2. 【請求項２】 前記制限手段は、 前記ガイド筒の上側で前記駆動軸と共に回転するように
    前記駆動軸に結合される回転板と、 上端が前記回転板に結合され前記ガイド筒と前記弁ハウ
    ジングの側壁間に下向延びる回転ピンと、 前記ガイド筒の外周縁に巻着される螺旋状のガイドリン
    グと、 一端が前記ガイド筒に巻着され、他端が前記回転ピンに
    係止され前記回転ピンの回転により前記ガイドリングの
    螺旋に沿って移動するように設けられたスライダーと、 前記スライダーの上下移動距離を制限するように前記ガ
    イドリングの上端と下端に各々折曲形成された上部スト
    ッパと下部ストッパとを含むことを特徴とする請求項１
    に記載の冷凍サイクル用電子膨張弁。
  3. 【請求項３】 前記回転板には前記回転ピンが選択的
    に結合される多数の結合ホールが前記回転軸の円周方向
    に配列され形成されていることを特徴とする請求項２に
    記載の冷凍サイクル用電子膨張弁。
  4. 【請求項４】 前記弁ハウジングの底面には前記ガイ
    ド筒の上下動を案内するように多数のガイドピンが上側
    に突設され、 前記ガイド筒は下面が開口され内部に中空部が形成され
    た円筒形の胴体部と、 前記胴体部の上部で前記駆動軸と螺合するように雌螺子
    が形成された螺子部と、 前記胴体部の下端から半径方向に延設され、前記ガイド
    ピンが挿着され前記ガイド筒の回転運動は拘束しつつ上
    下動は案内するようにする多数の挿入孔が形成されてい
    る外向フランジ部とからなることを特徴とする請求項１
    に記載の冷凍サイクル用電子膨張弁。
  5. 【請求項５】 前記ニードル弁は前記ガイド筒の前記
    中空部内に上下に摺動自在に位置する大径部と、前記大
    径部と段差部を持って前記中空部から前記オリフィス側
    に延設され小径部を含み、 前記ガイド筒の前記胴体部の開放された下面には前記ニ
    ードル弁の前記大径部が前記中空部内に位置固定される
    ように前記ニードル弁の前記段差部を支持する円筒形の
    ブッシュが結合され、 前記ブッシュには前記ニードル弁の前記小径部が前記ブ
    ッシュを貫通するように貫通孔が軸方向に穿孔されてい
    ることを特徴とする請求項４に記載の冷凍サイクル用電
    子膨脹弁。
  6. 【請求項６】 前記ガイド筒の前記中空部の内部には
    前記ニードル弁を前記オリフィス側に弾性支持するスプ
    リングが設けられていることを特徴とする請求項５に記
    載の冷凍サイクル用電子膨張弁。
  7. 【請求項７】 前記ブッシュは前記ガイド筒の下面に
    押し込まれて結合されることを特徴とする請求項５に記
    載の冷凍サイクル用電子膨張弁。
  8. 【請求項８】 前記ブッシュは前記ニードル弁の上下
    位置を調節できるように前記ガイド筒の下面に螺合され
    ていることを特徴とする請求項５に記載の冷凍サイクル
    用電子膨張弁。
  9. 【請求項９】 前記モータは前記ケースの内部に備わ
    るモータハウジングと、前記モータハウジングの内部に
    備わってコイルが巻線された固定子と、前記モータハウ
    ジングの内部に前記固定子と所定間隔に離隔され備わる
    永久磁石が装着された回転子を具備するステッピングモ
    ータよりなり、 前記ケースには前記固定子と電気接続された端子部が設
    けられていることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サ
    イクル用電子膨張弁。
  10. 【請求項１０】 冷媒管と連通されるように流入口と
    流出口を備え、前記流出口にオリフィスを備えた弁ハウ
    ジングと、 前記弁ハウジングの内部に延設される駆動軸を備えたモ
    ータと、 前記弁ハウジングの内部に備わり、前記駆動軸の正逆転
    により上下動するガイド筒と、 前記ガイド筒と共に上下動するように前記ガイド筒に設
    けられ前記オリフィスの開度を調節するニードル弁と、 前記ガイド筒に設けられ前記オリフィスに対する前記ニ
    ードル弁の初期位置を設定するための手段とを具備する
    ことを特徴とする冷凍サイクル用電子膨張弁。
  11. 【請求項１１】 前記弁ハウジングの底面には前記ガ
    イド筒の上下動を案内するように多数のガイドピンが上
    側に突設され、 前記ガイド筒は下面が開口され内部に中空部が形成され
    た円筒形の胴体部と、 前記胴体部の上部で前記駆動軸と螺合されるように雌螺
    子が形成された螺子部と、 前記胴体部の下端から半径方向に延設され前記ガイドピ
    ンが挿着され前記ガイド筒の回転運動は拘束しつつ上下
    動は案内するようにする多数の挿入孔が形成されている
    外向フランジとからなり、 前記ニードル弁は前記ガイド筒の前記中空部内に上下に
    摺動自在に置かれる大径部と、前記大径部と段差部を持
    って前記中空部から前記オリフィス側に延設された小径
    部を含み、 前記初期位置設定手段は前記ニードル弁の前記段差部を
    支持するように前記ガイド筒の前記胴体部の開放された
    下面に螺合されることによって螺子の締結程度により前
    記ニードル弁の初期位置を設定できる円筒形のブッシュ
    よりなることを特徴とする請求項１０に記載の冷凍サイ
    クル用電子膨張弁。
  12. 【請求項１２】 前記ガイド筒の前記中空部の内部に
    は前記ニードル弁を前記オリフィス側に弾性支持するス
    プリングが設けられていることを特徴とする請求項１１
    に記載の冷凍サイクル用電子膨脹弁。
  13. 【請求項１３】 前記駆動軸には前記ガイド筒の上側
    で前記駆動軸と共に回転するように回転板が結合され、
    前記回転板には前記ガイド筒と前記弁ハウジングの側壁
    間に下向延びるように回転ピンが結合され、前記ガイド
    筒の外周縁には螺旋状のガイドリングが巻着され、前記
    ガイド筒には一端が前記ガイド筒に巻着され他端の前記
    回転ピンに係止され前記回転ピンの回転により前記ガイ
    ドリングの螺旋に沿って移動するようにスライダーが設
    けられ、前記ガイドリングの上端と下端には前記スライ
    ダーの上下移動距離を制限するように上部ストッパと下
    部ストッパが折曲形成されていることを特徴とする請求
    項１１に記載の冷凍サイクル用電子膨張弁。
  14. 【請求項１４】 前記回転板には前記回転ピンが選択
    的に結合される多数の結合ホールが前記回転板の円周方
    向に配列され形成されていることを特徴とする請求項１
    ３に記載の冷凍サイクル用電子膨脹弁。
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