JP2012021745A - Electronic expansion valve - Google Patents

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Yasutaka Sanuki
育孝 讃岐
Yukihiro Takano
幸裕 高野
Koji Takiguchi
浩司 滝口
Nobutoshi Migishima
伸敏 右島
Akishi Ono
陽史 大野
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Fuji Electric Retail Systems Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electronic expansion valve that can stably close an inflowing port even if dust together with a refrigerant flows in from a refrigerant inlet.SOLUTION: An electronic expansion valve 30 includes a valve body 31 provided with the refrigerant inlet and a refrigerant outlet, a valve seat 34 that has a small-diameter flow passage 341 whose diameter is smaller than that of the refrigerant inlet but which connects with the refrigerant outlet, an armature 32 that closes the inflowing port 341a of the small-diameter flow passage 341 by being biased by a circle leaf spring 35 and a refrigerant pressure difference between the front and the back of the valve seat to contact with the valve seat 34 under a normal condition and opens the inflowing port 341a by moving toward the direction separating from the valve seat 34 against the pressing force by the pressure difference and the bias force of the circle leaf spring 35 when magnetic force acts to itself, and an annular wall member 342 which is provided in the valve seat 34 to surround the periphery of the inflowing port 341a and the top end 342a becomes the section contacting with the armature 32.

Description

本発明は、電子膨張弁に関し、より詳細には、自動販売機等の冷凍サイクルを構成する電子膨張弁に関するものである。   The present invention relates to an electronic expansion valve, and more particularly to an electronic expansion valve constituting a refrigeration cycle of a vending machine or the like.

従来、冷凍サイクルを構成する電子膨張弁としては、ステッピングモータを使用して膨張通路の開度を変更して冷媒の膨張度を調整するものが知られているが、かかる電子膨張弁では、ステッピングモータを用いるために高価なものでコストの増大化を招来する虞れがある。そこで、膨張通路の入口を電磁弁にて開閉することにより冷媒の膨張度を調整する安価なパルス駆動形膨張弁が知られている（例えば、特許文献１参照）。   Conventionally, as an electronic expansion valve constituting a refrigeration cycle, there is known an electronic expansion valve that adjusts the expansion degree of a refrigerant by changing the opening of an expansion passage using a stepping motor. Since the motor is used, it is expensive and may increase the cost. Therefore, an inexpensive pulse-driven expansion valve that adjusts the degree of expansion of the refrigerant by opening and closing the inlet of the expansion passage with an electromagnetic valve is known (for example, see Patent Document 1).

このようなパルス駆動形膨張弁（電子膨張弁）は、冷媒入口と冷媒出口とが設けられた弁本体と、弁本体の内部に配設され、かつ冷媒入口よりも小径であって冷媒出口に連通する小径流路を有する弁座と、弁本体の内部で弁座に対して近接離反する態様で移動可能に配設され、常態においては弁座の小径流路前後における冷媒の高低圧力差及びコイルスプリングの付勢力により自身の下面が弁座の上面に当接することで小径流路の流入口を閉成する一方、自身に磁力が作用する場合には、上記圧力差及びコイルスプリングの付勢力に抗して弁座から離隔する方向に向けて移動して流入口を開成するアーマチュアとを備えている。そして、所定のデューティー比にてアーマチュアに磁力を作用させることにより小径流路の流入口を開閉して、冷媒入口を通じて流入した冷媒を小径流路で断熱膨張させて冷媒出口を通じて流出させるものである。   Such a pulse drive type expansion valve (electronic expansion valve) includes a valve body provided with a refrigerant inlet and a refrigerant outlet, and is disposed inside the valve body and has a smaller diameter than the refrigerant inlet and is provided at the refrigerant outlet. A valve seat having a small-diameter channel communicating with the valve seat, and movably disposed in a manner close to and away from the valve seat inside the valve body. When the magnetic spring acts on the inlet of the small-diameter channel by the lower surface of the coil spring abutting against the upper surface of the valve seat by the biasing force of the coil spring, the pressure difference and the biasing force of the coil spring are applied. And an armature that moves in a direction away from the valve seat to open the inlet. Then, by applying a magnetic force to the armature at a predetermined duty ratio, the inlet of the small-diameter channel is opened and closed, and the refrigerant flowing in through the refrigerant inlet is adiabatically expanded in the small-diameter channel and flows out through the refrigerant outlet. .

特開昭５３−１３５２号公報Japanese Patent Laid-Open No. 53-1352

ところで、上述したような電子膨張弁では、弁座の小径流路前後における冷媒の高低圧力差及びコイルスプリングの付勢力によりアーマチュアの下面が弁座の上面に当接することで小径流路の流入口を閉成していたため、すなわちアーマチュアの下面と弁座の上面とが面接触することで小径流路の流入口を閉成してシールしていたために、冷媒入口から冷媒とともに流入したゴミが弁座の上面に停滞してしまうとアーマチュアと弁座とが面接触を良好に行えずに、流入口を閉成できず、シールが損なわれるという問題があった。   By the way, in the electronic expansion valve as described above, the lower surface of the armature comes into contact with the upper surface of the valve seat by the pressure difference of the refrigerant before and after the small diameter flow path of the valve seat and the biasing force of the coil spring, so that the inlet of the small diameter flow path In other words, the lower surface of the armature and the upper surface of the valve seat are in surface contact with each other to close and seal the inlet of the small-diameter flow path, so that the dust flowing in together with the refrigerant from the refrigerant inlet If it is stagnant on the upper surface of the seat, there is a problem that the armature and the valve seat cannot make good surface contact, the inlet cannot be closed, and the seal is damaged.

本発明は、上記実情に鑑みて、冷媒入口から冷媒とともにゴミが流入しても流入口を安定的に閉成することができる電子膨張弁を提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an electronic expansion valve that can stably close an inflow port even if dust flows together with the refrigerant from the refrigerant inlet.

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る電子膨張弁は、冷媒入口と冷媒出口とが設けられた弁本体と、前記弁本体の内部に配設され、かつ前記冷媒入口よりも小径であって前記冷媒出口に連通する小径流路を有する弁座と、前記弁本体の内部で前記弁座に対して近接離反する態様で移動可能に配設され、常態においては弁座前後における冷媒の高低圧力差及び付勢手段により弁座に当接することで前記小径流路の流入口を閉成する一方、自身に磁力が作用する場合には、前記冷媒の高低圧力差及び付勢手段に抗して前記弁座から離隔する方向に向けて移動して前記流入口を開成するアーマチュアとを備え、所定のデューティー比にて磁力を作用させることにより前記アーマチュアを移動させることで前記小径流路の流入口を開閉して、前記冷媒入口を通じて流入した冷媒を前記小径流路で断熱膨張させて前記冷媒出口を通じて流出させる電子膨張弁において、前記弁座及び前記アーマチュアの少なくとも一方に配設され、かつ前記小径流路の流入口の閉成時における互いの接触面積を小さくする接触面積低減部材を備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, an electronic expansion valve according to claim 1 of the present invention is provided with a valve main body provided with a refrigerant inlet and a refrigerant outlet, disposed inside the valve main body, and from the refrigerant inlet. A small-diameter valve seat having a small-diameter flow path communicating with the refrigerant outlet, and is disposed movably in a manner of approaching and separating from the valve seat inside the valve body. In the case where the inlet of the small-diameter flow path is closed by contacting the valve seat with the high / low pressure difference and urging means of the refrigerant, when the magnetic force acts on itself, the high / low pressure difference and urging of the refrigerant An armature that moves in a direction away from the valve seat against the means to open the inlet, and moves the armature by moving the armature by applying a magnetic force at a predetermined duty ratio. Open and close the inlet of the diameter channel An electronic expansion valve that adiabatically expands the refrigerant that has flowed through the refrigerant inlet through the small-diameter channel and flows out through the refrigerant outlet, and is disposed in at least one of the valve seat and the armature, and the small-diameter channel A contact area reducing member for reducing the contact area with each other when the inflow port is closed is provided.

また、本発明の請求項２に係る電子膨張弁は、上述した請求項１において、前記接触面積低減部材は、前記弁座において前記流入口の周囲を囲繞する態様で配設され、かつ自身の端面が前記アーマチュアとの接触部位となる環状壁部材であることを特徴とする。   An electronic expansion valve according to a second aspect of the present invention is the electronic expansion valve according to the first aspect described above, wherein the contact area reducing member is arranged in a manner surrounding the periphery of the inflow port in the valve seat, and The end face is an annular wall member that is a contact portion with the armature.

また、本発明の請求項３に係る電子膨張弁は、上述した請求項２において、前記環状壁部材の内径は、前記小径流路の内径に略等しいことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the electronic expansion valve according to the second aspect, an inner diameter of the annular wall member is substantially equal to an inner diameter of the small-diameter channel.

本発明の電子膨張弁によれば、弁座及びアーマチュアの少なくとも一方に配設された接触面積低減部材が、小径流路の流入口の閉成時における互いの接触面積を小さくするので、これにより、従来のようにアーマチュアの下面と弁座の上面とが面接触する場合に比して、冷媒入口から冷媒とともに流入したゴミが弁座の上面に停滞してしまっても流入口を良好に閉成することができる。従って、冷媒入口から冷媒とともにゴミが流入しても流入口を安定的に閉成することができるという効果を奏する。   According to the electronic expansion valve of the present invention, the contact area reducing member disposed on at least one of the valve seat and the armature reduces the contact area with each other when the inlet of the small diameter channel is closed. Compared to the conventional case where the lower surface of the armature and the upper surface of the valve seat are in surface contact with each other, even if dust flowing in together with the refrigerant from the refrigerant inlet stays on the upper surface of the valve seat, the inlet is closed well. Can be made. Therefore, even if dust flows in together with the refrigerant from the refrigerant inlet, the inlet can be stably closed.

図１は、本発明の実施の形態である電子膨張弁が適用された冷凍サイクルの回路構成を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a circuit configuration of a refrigeration cycle to which an electronic expansion valve according to an embodiment of the present invention is applied. 図２は、図１に示した電子膨張弁の構成を示す縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the electronic expansion valve shown in FIG. 図３は、図２のＡ−Ａ線断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 図４は、図２に示した電子膨張弁の要部を拡大して示す説明用断面図である。FIG. 4 is an explanatory sectional view showing an enlarged main part of the electronic expansion valve shown in FIG. 図５は、図２に示した電子膨張弁の開成状態を示す縦断面図である。FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing an opened state of the electronic expansion valve shown in FIG.

以下に添付図面を参照して、本発明に係る電子膨張弁の好適な実施の形態について詳細に説明する。   Exemplary embodiments of an electronic expansion valve according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

図１は、本発明の実施の形態である電子膨張弁が適用された冷凍サイクルの回路構成を示す説明図である。ここで例示する冷凍サイクルは、例えば缶飲料やペットボトル入り飲料等の販売を行う自動販売機を構成するもので、内部に冷媒（例えばＲ１３４ａ）が封入されて、圧縮機１０、庫外熱交換器２０及び庫内熱交換器４０を冷媒配管５０にて順次接続して構成してある。   FIG. 1 is an explanatory diagram showing a circuit configuration of a refrigeration cycle to which an electronic expansion valve according to an embodiment of the present invention is applied. The refrigeration cycle illustrated here constitutes, for example, a vending machine that sells canned beverages, beverages in plastic bottles, and the like, and a refrigerant (for example, R134a) is enclosed inside, and the compressor 10 and external heat exchange are stored. The unit 20 and the internal heat exchanger 40 are sequentially connected by a refrigerant pipe 50.

圧縮機１０は、図には明示しないが、自動販売機の機械室に配設してある。機械室は、自動販売機本体である本体キャビネットの内部であって複数の商品収容庫１，２，３と区画され、かつ商品収容庫１，２，３の下方側の室である。この圧縮機１０は、吸引口を通じて冷媒を吸引し、吸引した冷媒を圧縮して高温高圧の状態（高温高圧冷媒）にして吐出口より吐出するものである。   The compressor 10 is disposed in the machine room of the vending machine, although not shown in the figure. The machine room is a room inside the main body cabinet, which is the main body of the vending machine, and is divided into a plurality of product storages 1, 2, 3, and below the product storages 1, 2, 3. The compressor 10 sucks the refrigerant through the suction port, compresses the sucked refrigerant to be in a high-temperature and high-pressure state (high-temperature and high-pressure refrigerant), and discharges it from the discharge port.

庫外熱交換器２０は、圧縮機１０と同様に機械室に配設してある。この庫外熱交換器２０は、圧縮機１０で圧縮された冷媒が通過する場合には、該冷媒を凝縮させるものである。   The external heat exchanger 20 is disposed in the machine room like the compressor 10. When the refrigerant | coolant compressed with the compressor 10 passes, this external heat exchanger 20 condenses this refrigerant | coolant.

庫内熱交換器４０は、複数（図示の例では３つ）設けてあり、各商品収容庫１，２，３の内部に配設してある。これら庫内熱交換器４０と庫外熱交換器２０とを接続する冷媒配管５０は、その途中の分岐点Ｐ１で３つに分岐して、右側の商品収容庫１に配設された庫内熱交換器４０の入口側に、中央の商品収容庫２に配設された庫内熱交換器４０の入口側に、左側の商品収容庫３の内部に配設された庫内熱交換器４０の入口側にそれぞれ接続してある。   A plurality of (3 in the illustrated example) heat exchangers 40 are provided inside the product storage boxes 1, 2, 3. The refrigerant pipe 50 connecting the internal heat exchanger 40 and the external heat exchanger 20 is branched into three at a branch point P1 in the middle of the refrigerant pipe 50, and the inside of the internal compartment disposed in the right product storage 1 On the inlet side of the heat exchanger 40, on the inlet side of the in-compartment heat exchanger 40 disposed in the central commodity storage 2, on the in-compartment heat exchanger 40 disposed on the inside of the left commodity storage 3. Are connected to the entrance side.

また、この冷媒配管５０においては、分岐点Ｐ１から各庫内熱交換器４０に至る途中に電子膨張弁３０が設けてある。電子膨張弁３０は、図示せぬコントローラから与えられる指令に応じて開度を調整することができる流量可変のものであり、全閉状態となることも可能である。かかる電子膨張弁３０は、通過する冷媒を減圧して断熱膨張させるものである。この電子膨張弁３０の構成について後述する。   Moreover, in this refrigerant | coolant piping 50, the electronic expansion valve 30 is provided in the middle from the branch point P1 to each internal heat exchanger 40. As shown in FIG. The electronic expansion valve 30 has a variable flow rate that can adjust the opening degree according to a command given from a controller (not shown), and can be in a fully closed state. The electronic expansion valve 30 is for adiabatically expanding by reducing the pressure of the refrigerant passing therethrough. The configuration of the electronic expansion valve 30 will be described later.

上記庫内熱交換器４０の出口側に接続された冷媒配管５０は、途中の合流点Ｐ２で合流し、アキュムレータ６０を介して圧縮機１０に接続している。ここでアキュムレータ６０は、通過する冷媒が気液混合冷媒である場合に、液相冷媒を貯留して気相冷媒を通過させる気液分離手段である。尚、図１中の符号Ｆ１及びＦ２は、それぞれ庫内送風ファン及び庫外送風ファンである。   The refrigerant pipe 50 connected to the outlet side of the internal heat exchanger 40 joins at a midway junction P2 and is connected to the compressor 10 via the accumulator 60. Here, the accumulator 60 is gas-liquid separation means for storing the liquid-phase refrigerant and allowing the gas-phase refrigerant to pass through when the refrigerant passing therethrough is a gas-liquid mixed refrigerant. In addition, the code | symbol F1 and F2 in FIG. 1 are an internal fan and an external fan, respectively.

以上のような構成を有する冷凍サイクルにおいては、圧縮機１０で圧縮された冷媒は、庫外熱交換器２０に至り、該庫外熱交換器２０を通過中に周囲空気（外気）に放熱して凝縮する。庫外熱交換器２０で凝縮した冷媒（気液二相冷媒）は、分岐点Ｐ１で３つに分岐した後、電子膨張弁３０でそれぞれ断熱膨張し、各庫内熱交換器４０に至り、各庫内熱交換器４０で蒸発して商品収容庫１，２，３の内部空気から熱を奪い、該内部空気を冷却する。冷却された内部空気は、各庫内送風ファンＦ１の駆動により内部を循環し、これにより各商品収容庫１，２，３に収容された商品は、循環する内部空気に冷却される。各庫内熱交換器４０で蒸発した冷媒は、合流点Ｐ２で合流した後、圧縮機１０に吸引され、圧縮機１０に圧縮されて上述した循環を繰り返すことになる。   In the refrigeration cycle having the above-described configuration, the refrigerant compressed by the compressor 10 reaches the external heat exchanger 20 and dissipates heat to the ambient air (outside air) while passing through the external heat exchanger 20. Condensed. The refrigerant (gas-liquid two-phase refrigerant) condensed in the external heat exchanger 20 branches into three at the branch point P1, and then adiabatically expands in the electronic expansion valve 30 to reach the internal heat exchangers 40. It evaporates in each internal heat exchanger 40, takes heat from the internal air of the product storages 1, 2, and 3, and cools the internal air. The cooled internal air circulates in the interior by driving each internal blower fan F1, whereby the products stored in each product storage 1, 2, 3 are cooled to the circulating internal air. The refrigerant evaporated in each internal heat exchanger 40 joins at the junction P2, and is then sucked into the compressor 10 and compressed by the compressor 10 to repeat the above-described circulation.

上記電子膨張弁３０の構造について、図２及び図３を参照しながら説明する。図２は、図１に示した電子膨張弁の構成を示す縦断面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ線断面図である。ここで例示する電子膨張弁３０は、弁本体３１と、アーマチュア３２と、ソレノイド３３とを備えて構成してある。   The structure of the electronic expansion valve 30 will be described with reference to FIGS. 2 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the electronic expansion valve shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a sectional view taken along line AA in FIG. The electronic expansion valve 30 exemplified here includes a valve main body 31, an armature 32, and a solenoid 33.

弁本体３１は、弁体上部３１１及び弁体下部３１２から構成された筐体である。弁体上部３１１は、強磁性体材料から形成された円柱部材であり、流入部３１１１、吸引部３１１２、上部縦孔３１１３及び横孔３１１４を有している。流入部３１１１は、弁体上部３１１の上側部位に設けてあり、分岐点Ｐ１を介して庫外熱交換器２０に連結された冷媒配管５０の端部の挿入を許容するものである。吸引部３１１２は、例えば継鉄のようなものであり、磁力が作用する場合にアーマチュア３２を吸引するものである。上部縦孔３１１３は、弁体上部３１１の中心軸に沿って延在しており、流入部３１１１に挿入された冷媒配管５０に連通するものである。この上部縦孔３１１３と冷媒配管５０との連通個所が冷媒入口を構成する。横孔３１１４は、上部縦孔３１１３の下端部において該上部縦孔３１１３に連通しつつ水平方向に沿って延在するもので、弁本体内部３１ａに通じるものである。   The valve main body 31 is a housing composed of a valve body upper part 311 and a valve body lower part 312. The valve body upper part 311 is a columnar member made of a ferromagnetic material, and has an inflow part 3111, a suction part 3112, an upper vertical hole 3113 and a horizontal hole 3114. The inflow part 3111 is provided in the upper part of the valve body upper part 311 and permits insertion of the end of the refrigerant pipe 50 connected to the external heat exchanger 20 via the branch point P1. The suction part 3112 is, for example, a yoke, and sucks the armature 32 when a magnetic force acts. The upper vertical hole 3113 extends along the central axis of the valve body upper portion 311 and communicates with the refrigerant pipe 50 inserted into the inflow portion 3111. A communication portion between the upper vertical hole 3113 and the refrigerant pipe 50 constitutes a refrigerant inlet. The horizontal hole 3114 extends along the horizontal direction while communicating with the upper vertical hole 3113 at the lower end of the upper vertical hole 3113, and communicates with the valve body interior 31a.

弁体下部３１２は、弁体上部３１１と同様に強磁性体材料から形成された円柱部材である。この弁体下部３１２は、スペーサ３１３を介して弁体上部３１１との間に内部空間を画成し、非磁性体材料から形成された円筒部材である弁体側部３１４を介して弁体上部３１１と互いの中心軸が同一直線上となる態様で係合している。   The valve body lower part 312 is a cylindrical member formed of a ferromagnetic material like the valve body upper part 311. The valve body lower part 312 defines an internal space between the valve body upper part 311 and the valve body upper part 311 via a valve body side part 314 which is a cylindrical member formed of a nonmagnetic material. Are engaged with each other so that their central axes are on the same straight line.

このような弁体下部３１２は、流出部３１２１、弁座３４及び下部縦孔３１２２を有している。流出部３１２１は、弁体下部３１２の下側部位に設けてあり、庫内熱交換器４０に連結された冷媒配管５０の端部の挿入を許容するものである。   Such a valve body lower part 312 has an outflow part 3121, a valve seat 34 and a lower vertical hole 3122. The outflow part 3121 is provided in the lower part of the valve body lower part 312, and allows the end of the refrigerant pipe 50 connected to the internal heat exchanger 40 to be inserted.

弁座３４は、流出部３１２１よりも上方域に画成された空間３１２３に配設されている。この弁座３４は、非磁性体材料から形成された円柱部材であり、上下方向に沿って延在する小径流路３４１が形成してある。この小径流路３４１は、冷媒入口、すなわち上部縦孔３１１３や冷媒配管５０の内径よりも小径となる流路であり、弁座３４の上面及び下面に開口を形成している。ここで弁座３４の上面側の開口が冷媒の流入口３４１ａとなり、下面側の開口が冷媒の流出口３４１ｂとなる。   The valve seat 34 is disposed in a space 3123 defined above the outflow portion 3121. The valve seat 34 is a cylindrical member made of a non-magnetic material, and has a small-diameter channel 341 extending along the vertical direction. The small-diameter channel 341 is a channel having a smaller diameter than the refrigerant inlet, that is, the inner diameter of the upper vertical hole 3113 and the refrigerant pipe 50, and has openings on the upper surface and the lower surface of the valve seat 34. Here, the opening on the upper surface side of the valve seat 34 becomes the refrigerant inlet 341a, and the opening on the lower surface side becomes the refrigerant outlet 341b.

このような弁座３４においては、その上面に環状壁部材３４２が配設してある。環状壁部材３４２は、小径流路３４１の流入口３４１ａを囲繞する態様で上方に向けて突出して設けられ、詳細は後述するが、自身の上端面３４２ａがアーマチュア３２との接触部位となるものである。ここで環状壁部材３４２の弁座３４の上面からの突出高さは、冷凍サイクルに進入可能なゴミよりも大きくなるよう０．１ｍｍ以上の大きさにしてあり、環状壁部材３４２の内径ｄは、小径流路３４１の内径Ｄ（例えば０．６〜１．０ｍｍ）に略等しい大きさにしてある。   In such a valve seat 34, an annular wall member 342 is disposed on the upper surface thereof. The annular wall member 342 is provided so as to protrude upward in a manner surrounding the inlet 341a of the small-diameter channel 341. Although details will be described later, the upper end surface 342a of the annular wall member 342 serves as a contact portion with the armature 32. is there. Here, the protruding height of the annular wall member 342 from the upper surface of the valve seat 34 is set to 0.1 mm or more so as to be larger than dust that can enter the refrigeration cycle, and the inner diameter d of the annular wall member 342 is The size is approximately equal to the inner diameter D (for example, 0.6 to 1.0 mm) of the small diameter channel 341.

ここで、本実施の形態において冷媒とともに進入可能なゴミは、銅パイプのロウ付け時にできた銅の酸化物か水酸化物の薄膜片を指し、１００〜２００μｍ以下の大きさのものである。   Here, in the present embodiment, the dust that can enter together with the refrigerant refers to a thin film piece of copper oxide or hydroxide formed during brazing of a copper pipe, and has a size of 100 to 200 μm or less.

下部縦孔３１２２は、弁体下部３１２の中心軸に沿って延在しており、上端が弁座３４の小径流路３４１に連通するとともに、下端が流出部３１２１に挿入された冷媒配管５０に連通するものである。この下部縦孔３１２２と冷媒配管５０との連通個所が冷媒出口を構成しており、かかる下部縦孔３１２２により弁座３４の小径流路３４１は、冷媒出口に連通する。   The lower vertical hole 3122 extends along the central axis of the lower part 312 of the valve body, the upper end communicates with the small-diameter flow path 341 of the valve seat 34, and the lower end is connected to the refrigerant pipe 50 inserted into the outflow portion 3121. It communicates. The communication portion between the lower vertical hole 3122 and the refrigerant pipe 50 constitutes a refrigerant outlet, and the small vertical flow path 341 of the valve seat 34 communicates with the refrigerant outlet through the lower vertical hole 3122.

アーマチュア３２は、強磁性体材料から形成されるものであり、３つの異なる外径を有する３段構造の円柱部材である。このアーマチュア３２は、吸着部３２１と側部３２２と弁体３２３とを有している。吸着部３２１は、最上位の部位であり平坦な上端面を有している。側部３２２は、最大径を有する部位であり、弁本体３１の弁体下部３１２により画成される収納空間との間で十分な隙間を保持している。弁体３２３は、最下位の部位であり平坦な下端面を有している。   The armature 32 is formed from a ferromagnetic material and is a three-stage cylindrical member having three different outer diameters. The armature 32 has a suction part 321, a side part 322, and a valve body 323. The adsorption part 321 is the uppermost part and has a flat upper end surface. The side portion 322 is a portion having the maximum diameter, and maintains a sufficient gap with the storage space defined by the valve body lower portion 312 of the valve body 31. The valve body 323 is the lowest part and has a flat lower end surface.

このようなアーマチュア３２は、側部３２２の上端面に円板バネ（付勢手段）３５がカシメにより固定されている。円板バネ３５は、円板状の本体部３５１の周縁がピン３６を介して弁体下部３１２に固定されている。このような円板バネ３５は、図３に示すように、その中心にアーマチュア３２の吸着部３２１を挿通させて係合するための中心孔３５２を有しているとともに、等ピッチで渦巻き状に形成されたスリット３５３を有している。このスリット３５３は、本体部３５１に４個所等ピッチで形成されているので、円板バネ３５は、軸方向（上下方向）の直進性が高く、かつ径方向への剛性が高いものである。また、アーマチュア３２の側部３２２の周面には、冷媒の通路となる溝３２２１が形成してある。   In such an armature 32, a disc spring (biasing means) 35 is fixed to the upper end surface of the side portion 322 by caulking. The disc spring 35 is fixed to the valve body lower portion 312 through the pin 36 at the periphery of the disc-shaped main body 351. As shown in FIG. 3, the disc spring 35 has a center hole 352 for inserting and engaging the suction portion 321 of the armature 32 at the center thereof, and is spirally formed at an equal pitch. The slit 353 is formed. Since the slits 353 are formed in the main body portion 351 at four equal pitches, the disk springs 35 have high linearity in the axial direction (vertical direction) and high rigidity in the radial direction. Further, a groove 3221 serving as a refrigerant passage is formed on the peripheral surface of the side portion 322 of the armature 32.

かかる円板バネ３５の復元力によりアーマチュア３２は、弁座３４に近接する方向に向けて常時付勢されており、自身の弁体３２３の下端面が弁座３４の環状壁部材３４２の上端面３４２ａに当接して流入口３４１ａを閉成することになる。そして、アーマチュア３２が円板バネ３５に付勢されて弁体３２３の下端面が弁座３４の環状壁部材３４２の上端面３４２ａに当接する場合には、吸着部３２１の上端面と、弁体上部３１１の吸引部３１１２の下面との間には間隙が形成される。   The armature 32 is constantly urged toward the direction close to the valve seat 34 by the restoring force of the disc spring 35, and the lower end surface of the valve body 323 is the upper end surface of the annular wall member 342 of the valve seat 34. The inlet 341a is closed by contacting the 342a. When the armature 32 is urged by the disc spring 35 and the lower end surface of the valve body 323 comes into contact with the upper end surface 342a of the annular wall member 342 of the valve seat 34, the upper end surface of the suction portion 321 and the valve body A gap is formed between the lower surface of the suction part 3112 of the upper part 311.

ソレノイド３３は、弁本体３１に対して磁力を作用させるためのもので、鉄芯３３１とコイル３３２とにより構成してある。このようなソレノイド３３は、固定金具３７ａ，３７ｂを介して弁本体３１の側方に取り付けてある。より詳細に説明すると、ソレノイド３３の上部及び下部には、固定金具３７ａ，３７ｂの貫通孔（図示せず）を貫通するネジ部（図示せず）を有し、固定金具３７ａ，３７ｂを貫通したネジ部をナット３３３にて締め付けることによりソレノイド３３は固定金具３７ａ，３７ｂに固定される。この固定金具３７ａ，３７ｂは、強磁性体材料から形成された平板部材であり、平面両端が半円状に形成されており、弁本体３１の弁体上部３１１及び弁体下部３１２にもネジにて固定されている。これにより、ソレノイド３３は、固定金具３７ａ，３７ｂを介して弁本体３１の側方に取り付けられることになる。   The solenoid 33 is for causing a magnetic force to act on the valve body 31 and is constituted by an iron core 331 and a coil 332. Such a solenoid 33 is attached to the side of the valve body 31 via fixing brackets 37a and 37b. More specifically, the upper and lower portions of the solenoid 33 have screw portions (not shown) that pass through through holes (not shown) of the fixing brackets 37a and 37b, and pass through the fixing brackets 37a and 37b. The solenoid 33 is fixed to the fixing brackets 37a and 37b by tightening the threaded portion with the nut 333. The fixing brackets 37a and 37b are flat plate members made of a ferromagnetic material, both ends of the plane are formed in a semicircular shape, and the valve body upper part 311 and the valve body lower part 312 of the valve body 31 are also screwed. Is fixed. Thereby, the solenoid 33 is attached to the side of the valve main body 31 via the fixing brackets 37a and 37b.

ソレノイド３３を通電させることによりコイル３３２より発生する磁束は、鉄芯３３１、固定金具３７ａ、弁体下部３１２、アーマチュア３２、弁体上部３１１、固定金具３７ｂから鉄芯３３１に戻る磁気回路を流れることになり、これにより弁本体３１に磁力を作用させることになる。   Magnetic flux generated from the coil 332 by energizing the solenoid 33 flows through a magnetic circuit that returns from the iron core 331, the fixing bracket 37a, the valve body lower part 312, the armature 32, the valve body upper part 311, and the fixing bracket 37b to the iron core 331. As a result, a magnetic force is applied to the valve body 31.

そして、ソレノイド３３の通電により上記磁気回路に磁束が流れることにより、アーマチュア３２は、吸引部３１１２に吸引されることとなり、図５に示すように、アーマチュア３２は、円板バネ３５の付勢力に抗して弁座３４から離隔する方向、すなわち上方向に向けて移動し、アーマチュア３２の吸着部３２１は吸引部３１１２に吸着して、弁体３２３と弁座３４（環状壁部材３４２）との間に間隙が形成される。つまり、アーマチュア３２は、弁本体３１の内部において弁座３４に対して近接離反する態様で移動可能に配設され、常態においては弁座３４の小径流路３４１の流入口３４１ａ前後における冷媒（凝縮冷媒）の高低圧力差及び円板バネ３５の付勢力によって弁座３４（環状壁部材３４２）に当接することで小径流路３４１の流入口３４１ａを閉成する一方、ソレノイド３３の通電により自身に磁力が作用する場合には、上記冷媒の高低圧力差による押付力及び円板バネ３５の付勢力に抗して弁座３４（環状壁部材３４２）から離隔する方向に向けて移動して流入口３４１ａを開成するものである。   Then, when the magnetic flux flows through the magnetic circuit by energization of the solenoid 33, the armature 32 is attracted to the attracting portion 3112, and the armature 32 receives the urging force of the disc spring 35 as shown in FIG. The armature 32 moves toward the direction away from the valve seat 34, that is, upward, and the suction portion 321 of the armature 32 is attracted to the suction portion 3112, and the valve body 323 and the valve seat 34 (annular wall member 342) A gap is formed between them. That is, the armature 32 is movably disposed in the valve body 31 so as to be close to and away from the valve seat 34. Normally, the refrigerant (condensation) is provided before and after the inlet 341a of the small-diameter flow path 341 of the valve seat 34. The inlet 341a of the small-diameter channel 341 is closed by contacting the valve seat 34 (annular wall member 342) by the pressure difference of the refrigerant) and the urging force of the disc spring 35, while the solenoid 33 energizes itself. When a magnetic force acts, the inlet moves by moving in a direction away from the valve seat 34 (annular wall member 342) against the pressing force due to the difference in pressure of the refrigerant and the biasing force of the disc spring 35. 341a is opened.

このように弁体３２３と弁座３４（環状壁部材３４２）との間に間隙が形成された場合において、流入部３１１１に挿入された冷媒配管５０から流入する冷媒（凝縮冷媒）は、図５中の矢印に示すように、上部縦孔３１１３、横孔３１１４、弁本体内部３１ａ、円板バネ３５のスリット３５３、アーマチュア３２の溝３２２１を経由して間隙に進入し、流入口３４１ａから小径流路３４１に流入して断熱膨張され、気液二相冷媒になる。気液二相冷媒は、流出口３４１ｂから下部縦孔３１２２を経由して流出部３１２１に挿入された冷媒配管５０に至り、該冷媒配管５０を通過して庫内熱交換器４０に供給されることになる。   When the gap is formed between the valve body 323 and the valve seat 34 (annular wall member 342) as described above, the refrigerant (condensed refrigerant) flowing from the refrigerant pipe 50 inserted into the inflow portion 3111 is as shown in FIG. As indicated by the arrows in the middle, the upper vertical hole 3113, the horizontal hole 3114, the valve body inside 31a, the slit 353 of the disc spring 35, and the groove 3221 of the armature 32 enter the gap, and the small diameter flow from the inlet 341a. It flows into the channel 341 and is adiabatically expanded to become a gas-liquid two-phase refrigerant. The gas-liquid two-phase refrigerant reaches the refrigerant pipe 50 inserted into the outflow part 3121 from the outlet 341b via the lower vertical hole 3122, and is supplied to the internal heat exchanger 40 through the refrigerant pipe 50. It will be.

ここでソレノイド３３の通電タイミングについて説明する。ソレノイド３３の通電は、コントローラから与えられるパルス信号に応じて行われる。コントローラは、各庫内熱交換器４０の入口近傍に配設した温度センサ（図示せず）の検知温度により、各電子膨張弁３０をパルス駆動制御して冷媒流量及び庫内熱交換器４０での蒸発温度を制御するものである。具体的には、一定のサイクル時間（例えば１０秒間）毎にデューティー比（サイクル時間に対するオン時間の割合）を０〜１００％の範囲でパルス信号を与え、電子膨張弁３０の内部のアーマチュア３２を移動させることにより、庫内熱交換器４０の蒸発温度を所望の温度に制御する。   Here, the energization timing of the solenoid 33 will be described. Energization of the solenoid 33 is performed according to a pulse signal given from the controller. The controller performs pulse drive control of each electronic expansion valve 30 based on the temperature detected by a temperature sensor (not shown) disposed in the vicinity of the inlet of each internal heat exchanger 40 to control the flow rate of refrigerant and the internal heat exchanger 40. Is used to control the evaporation temperature. Specifically, a pulse signal is given within a range of 0 to 100% of a duty ratio (ratio of on time to the cycle time) every constant cycle time (for example, 10 seconds), and the armature 32 inside the electronic expansion valve 30 is turned on. By moving, the evaporation temperature of the internal heat exchanger 40 is controlled to a desired temperature.

これにより、電子膨張弁３０は、所定のデューティー比にて磁力を作用させることによりアーマチュア３２を移動させることで小径流路３４１の流入口３４１ａを開閉して、冷媒入口を通じて流入した冷媒を小径流路３４１で断熱膨張させて冷媒出口を通じて流出させることになる。   As a result, the electronic expansion valve 30 opens and closes the inlet 341a of the small-diameter channel 341 by moving the armature 32 by applying a magnetic force at a predetermined duty ratio, and allows the refrigerant flowing through the refrigerant inlet to flow through the small-diameter flow. Adiabatic expansion is performed in the path 341 and the refrigerant flows out through the refrigerant outlet.

以上説明したような本実施の形態である電子膨張弁３０においては、弁座３４の上面に配設された環状壁部材３４２が、小径流路３４１の流入口３４１ａの周囲を囲繞し、かつ自身の上端面３４２ａがアーマチュア３２（弁体３２３）との接触部位となるので、小径流路３４１の流入口３４１ａの閉成時における互いの接触面積を小さくすることができる。これにより、従来のようにアーマチュア３２の下面と弁座３４の上面とが面接触する場合に比して、冷媒入口から冷媒とともに流入したゴミが弁座３４の上面に停滞してしまっても流入口３４１ａを良好に閉成することができる。従って、冷媒入口から冷媒とともにゴミが流入しても流入口３４１ａを安定的に閉成することができる。   In the electronic expansion valve 30 according to the present embodiment as described above, the annular wall member 342 disposed on the upper surface of the valve seat 34 surrounds the periphery of the inflow port 341a of the small-diameter channel 341, and is itself Since the upper end surface 342a of this is the contact portion with the armature 32 (valve element 323), the contact area with each other when the inlet 341a of the small-diameter channel 341 is closed can be reduced. As a result, as compared with the conventional case where the lower surface of the armature 32 and the upper surface of the valve seat 34 are in surface contact, the dust flowing together with the refrigerant from the refrigerant inlet flows even if the dust stays on the upper surface of the valve seat 34. The inlet 341a can be closed well. Therefore, even if dust flows in together with the refrigerant from the refrigerant inlet, the inlet 341a can be stably closed.

特に、環状壁部材３４２の突出高さが、冷凍サイクルに進入可能なゴミよりも大きくなるようにしてあるので、ゴミが環状壁部材３４２を超えて小径流路３４１に流入することを抑制し、これにより小径流路３４１での冷媒詰まり等の不具合の発生を防止することができる。   In particular, since the protruding height of the annular wall member 342 is larger than the dust that can enter the refrigeration cycle, it is possible to suppress the dust from flowing into the small-diameter channel 341 beyond the annular wall member 342, As a result, it is possible to prevent problems such as refrigerant clogging in the small-diameter channel 341.

また上記電子膨張弁３０によれば、環状壁部材３４２の内径ｄが小径流路３４１の内径Ｄ（例えば０．６〜１．０ｍｍ）に略等しい大きさにしてあるので、アーマチュア３２の吸引力を必要最小限の大きさにすることができ、これによりソレノイド３３の小型化、ひいては弁全体の小型化を図ることができる。   Further, according to the electronic expansion valve 30, since the inner diameter d of the annular wall member 342 is substantially equal to the inner diameter D (for example, 0.6 to 1.0 mm) of the small-diameter channel 341, the suction force of the armature 32. Therefore, the solenoid 33 can be reduced in size, and the entire valve can be reduced in size.

このことについて詳述する。アーマチュア３２の吸引力Ｆ′は、電子膨張弁３０の内部を流れる冷媒の高低圧力差によりアーマチュア３２を弁座３４（環状壁部材３４２）に押し付ける押付力Ｆよりも大きいことが必要である。この押付力Ｆは、冷媒の高低圧力差ΔＰとアーマチュア３２により閉成される冷媒流路の断面積Ａとの積により求められる（Ｆ＝ΔＰ・Ａ）。   This will be described in detail. The suction force F ′ of the armature 32 needs to be greater than the pressing force F that presses the armature 32 against the valve seat 34 (annular wall member 342) due to the difference in pressure between the refrigerant flowing inside the electronic expansion valve 30. This pressing force F is obtained by the product of the refrigerant high / low pressure difference ΔP and the cross-sectional area A of the refrigerant flow path closed by the armature 32 (F = ΔP · A).

そこで、環状壁部材３４２の内径を小径流路３４１の内径と同じ大きさにすることにより、環状壁部材３４２により構成される冷媒流路の断面積が小径流路３４１の断面積と同じ大きさにすることができ、これにより押付力Ｆを最小限の大きさにすることができる。この結果、アーマチュア３２の吸引力Ｆ′を必要最小限の大きさにすることができ、上述のようにソレノイド３３の小型化、ひいては弁全体の小型化を図ることができる。   Therefore, by setting the inner diameter of the annular wall member 342 to the same size as the inner diameter of the small-diameter channel 341, the cross-sectional area of the refrigerant channel constituted by the annular wall member 342 is the same as the cross-sectional area of the small-diameter channel 341. Thus, the pressing force F can be minimized. As a result, the suction force F ′ of the armature 32 can be reduced to the minimum necessary level, and as described above, the solenoid 33 can be reduced in size, and thus the entire valve can be reduced.

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。   The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this, and various modifications can be made.

上述した実施の形態では、弁座３４の上面に設けた環状壁部材３４２の内径ｄは、小径流路３４１の内径Ｄと略等しい大きさを有していたが、本発明はこれに限定されるものではなく、環状壁部材の内径は、小径流路の内径よりも大きくても構わない。この構成によっても冷媒入口から冷媒とともにゴミが流入しても流入口を安定的に閉成することができる。   In the embodiment described above, the inner diameter d of the annular wall member 342 provided on the upper surface of the valve seat 34 has a size substantially equal to the inner diameter D of the small-diameter channel 341, but the present invention is not limited to this. Instead, the inner diameter of the annular wall member may be larger than the inner diameter of the small-diameter channel. Also with this configuration, the inflow port can be stably closed even if dust flows in together with the coolant from the coolant inlet.

また、上述した実施の形態では、弁座３４の上面に設けた環状壁部材３４２は１つであったが、本発明においては、環状壁部材を二重以上となるように設けてもよい。   In the above-described embodiment, the number of the annular wall members 342 provided on the upper surface of the valve seat 34 is one. However, in the present invention, the annular wall members may be provided to be double or more.

また、上述した実施の形態では、環状壁部材３４２を接触面積低減部材の一例として説明したが、本発明においては、接触面積低減部材は、弁座だけでなくアーマチュアに設けてもよく、その形態は環状である必要ない。つまり弁座の上面から***する態様で設けられていてもよい。   In the embodiment described above, the annular wall member 342 is described as an example of the contact area reducing member. However, in the present invention, the contact area reducing member may be provided not only on the valve seat but also on the armature. Need not be circular. That is, you may be provided in the aspect which protrudes from the upper surface of a valve seat.

以上のように、本発明に係る電子膨張弁は、自動販売機等の冷凍サイクルに有用である。   As described above, the electronic expansion valve according to the present invention is useful for a refrigeration cycle of a vending machine or the like.

３０ 電子膨張弁
３１ 弁本体
３１ａ 弁本体内部
３１１ 弁体上部
３１１１ 流入部
３１１２ 吸引部
３１１３ 上部縦孔
３１１４ 横孔
３１２ 弁体下部
３１２１ 流出部
３１２２ 下部縦孔
３１３ スペーサ
３１４ 弁体側部
３２ アーマチュア
３２１ 吸着部
３２２ 側部
３２３ 弁体
３３ ソレノイド
３３１ 鉄芯
３３２ コイル
３４ 弁座
３４１ 小径流路
３４１ａ 流入口
３４１ｂ 流出口
３４２ 環状壁部材
３４２ａ 上端面
３５ 円板バネ（付勢手段）
３５１ 本体部
３５２ 中心孔
３５３ スリット 30 Electronic expansion valve 31 Valve body 31a Inside valve body 311 Valve body upper part 3111 Inflow part 3112 Suction part 3113 Upper vertical hole 3114 Horizontal hole 312 Valve body lower part 3121 Outflow part 3122 Lower vertical hole 313 Spacer 314 Valve body side part 32 Armature 321 Adsorption part 322 Side 323 Valve body 33 Solenoid 331 Iron core 332 Coil 34 Valve seat 341 Small diameter flow path 341a Inlet 341b Outlet 342 Annular wall member 342a Upper end surface 35 Disc spring (biasing means)
351 Body 352 Center hole 353 Slit

Claims (3)

冷媒入口と冷媒出口とが設けられた弁本体と、
前記弁本体の内部に配設され、かつ前記冷媒入口よりも小径であって前記冷媒出口に連通する小径流路を有する弁座と、
前記弁本体の内部で前記弁座に対して近接離反する態様で移動可能に配設され、常態においては弁座前後における冷媒の高低圧力差及び付勢手段により弁座に当接することで前記小径流路の流入口を閉成する一方、自身に磁力が作用する場合には、前記冷媒の高低圧力差及び付勢手段に抗して前記弁座から離隔する方向に向けて移動して前記流入口を開成するアーマチュアと
を備え、所定のデューティー比にて磁力を作用させることにより前記アーマチュアを移動させることで前記小径流路の流入口を開閉して、前記冷媒入口を通じて流入した冷媒を前記小径流路で断熱膨張させて前記冷媒出口を通じて流出させる電子膨張弁において、
前記弁座及び前記アーマチュアの少なくとも一方に配設され、かつ前記小径流路の流入口の閉成時における互いの接触面積を小さくする接触面積低減部材を備えたことを特徴とする電子膨張弁。 A valve body provided with a refrigerant inlet and a refrigerant outlet;
A valve seat that is disposed inside the valve body and has a small-diameter channel that is smaller in diameter than the refrigerant inlet and communicates with the refrigerant outlet;
The valve body is movably disposed in a manner that moves close to and away from the valve seat. Normally, the small amount of the refrigerant is brought into contact with the valve seat by the pressure difference of the refrigerant before and after the valve seat and the biasing means. If the magnetic field acts on itself while closing the inlet of the radial flow path, it moves toward the direction away from the valve seat against the high and low pressure difference of the refrigerant and the biasing means. An armature that opens the inlet, and opens and closes the inlet of the small-diameter channel by moving the armature by applying a magnetic force at a predetermined duty ratio, and the refrigerant flowing in through the refrigerant inlet is In an electronic expansion valve that adiabatically expands in a radial channel and flows out through the refrigerant outlet,
An electronic expansion valve, comprising: a contact area reducing member that is disposed on at least one of the valve seat and the armature and that reduces a contact area with each other when the inlet of the small-diameter channel is closed. 前記接触面積低減部材は、前記弁座において前記流入口の周囲を囲繞する態様で配設され、かつ自身の端面が前記アーマチュアとの接触部位となる環状壁部材であることを特徴とする請求項１に記載の電子膨張弁。   The contact area reducing member is an annular wall member that is disposed in a manner surrounding the periphery of the inflow port in the valve seat, and an end surface of the contact area reducing member is a contact portion with the armature. The electronic expansion valve according to 1. 前記環状壁部材の内径は、前記小径流路の内径に略等しいことを特徴とする請求項２に記載の電子膨張弁。   The electronic expansion valve according to claim 2, wherein an inner diameter of the annular wall member is substantially equal to an inner diameter of the small-diameter channel.
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