JP3150885B2 - 制御弁 - Google Patents
制御弁Info
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- JP3150885B2 JP3150885B2 JP26500895A JP26500895A JP3150885B2 JP 3150885 B2 JP3150885 B2 JP 3150885B2 JP 26500895 A JP26500895 A JP 26500895A JP 26500895 A JP26500895 A JP 26500895A JP 3150885 B2 JP3150885 B2 JP 3150885B2
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ヒートポンプ式
冷媒回路における冷房時と暖房時の冷媒の流路を切り換
える四方弁と、膨張弁の機能を果たす電動弁とを複合一
体化した制御弁に関するものである。
冷媒回路における冷房時と暖房時の冷媒の流路を切り換
える四方弁と、膨張弁の機能を果たす電動弁とを複合一
体化した制御弁に関するものである。
【0002】
【従来の技術】先ず最初に図5は、特願平6−2703
81号に開示された従来技術の制御弁Zの構造を示す。
制御弁Zの構造は、六方弁であり、大きく分けて電動弁
A部、四方弁B部及び前記電動弁A部と四方弁B部とを
連結する伝達装置C部の3つに分けられる。
81号に開示された従来技術の制御弁Zの構造を示す。
制御弁Zの構造は、六方弁であり、大きく分けて電動弁
A部、四方弁B部及び前記電動弁A部と四方弁B部とを
連結する伝達装置C部の3つに分けられる。
【0003】第1番目に電動弁A部の構造は、上部を大
径部1aとした非磁性体からなる円筒状ケース1の下端
部に弁ボディ6が配置されおり、該弁ボディ6は、中央
にチャンバー17を備えチャンバーの中心上部に推進軸
受7が設けられると共に下部に弁口8が設けられ、チャ
ンバー側部には開口18が設けられている。又、前記開
口18には出入口パイプ19が、又、下部の弁口8下方
の開口20には出入口パイプ21が設けられている。
径部1aとした非磁性体からなる円筒状ケース1の下端
部に弁ボディ6が配置されおり、該弁ボディ6は、中央
にチャンバー17を備えチャンバーの中心上部に推進軸
受7が設けられると共に下部に弁口8が設けられ、チャ
ンバー側部には開口18が設けられている。又、前記開
口18には出入口パイプ19が、又、下部の弁口8下方
の開口20には出入口パイプ21が設けられている。
【0004】そして、ケース1の下部外周に固定子コイ
ル2が設けられ、前記ケース1の内部には先端部に針状
弁3を備えたねじ軸4の上部と一体的に成形されたモー
タの回転子5が設けられ、このねじ軸4が前記推進軸受
7により直進運動に変換されて弁ボディ6の下部の弁口
8に前記針状弁3を接離させることにより、弁口8の開
口度を制御させるようになっており、回転子5の上半部
内周面には、一箇所だけ中心方向にリブ状の凸部9が突
出状に形成されているものである。
ル2が設けられ、前記ケース1の内部には先端部に針状
弁3を備えたねじ軸4の上部と一体的に成形されたモー
タの回転子5が設けられ、このねじ軸4が前記推進軸受
7により直進運動に変換されて弁ボディ6の下部の弁口
8に前記針状弁3を接離させることにより、弁口8の開
口度を制御させるようになっており、回転子5の上半部
内周面には、一箇所だけ中心方向にリブ状の凸部9が突
出状に形成されているものである。
【0005】第2番目に四方弁B部の構造は、非磁性体
からなる前記円筒状ケース1上部の大径部1aの上端
に、図6に示す如く、4つの開口33、34、35、3
6を同心円上でかつ、等間隔に有する金属円板状の弁座
37が固定され、この弁座37の下面にプラスチック製
の肉厚円板状の弁体39が摺動回転可能に配設されたも
のである。
からなる前記円筒状ケース1上部の大径部1aの上端
に、図6に示す如く、4つの開口33、34、35、3
6を同心円上でかつ、等間隔に有する金属円板状の弁座
37が固定され、この弁座37の下面にプラスチック製
の肉厚円板状の弁体39が摺動回転可能に配設されたも
のである。
【0006】前記弁座37の4つの開口33、34、3
5、36は、その開口33を導入口、これと対向位置の
開口34を導出口、又これらと直交的に配置した開口3
5と36を通孔としており、それぞれ導入口33の上面
には導入管40が、導出口34には導出管41が、又通
孔35と36には通孔管42と43が設けられ、前記導
入口33の下部にのみパイプによるストッパー44が少
量突出状に設けられている。
5、36は、その開口33を導入口、これと対向位置の
開口34を導出口、又これらと直交的に配置した開口3
5と36を通孔としており、それぞれ導入口33の上面
には導入管40が、導出口34には導出管41が、又通
孔35と36には通孔管42と43が設けられ、前記導
入口33の下部にのみパイプによるストッパー44が少
量突出状に設けられている。
【0007】又、前記肉厚円板状の弁体39には、図6
に示す如く、前記弁座37の導入口33と通孔35と対
応する位置に貫通孔45と46を設けると共に、その上
半部に両貫通孔45、46をつなぐ連通孔47(図7
(A)参照)を設け、導出口34及び通孔36と対応す
る位置に導出口34及び通孔36を気密的につなぐ気密
連通孔48(図7(B)参照)が設けられ、これら両連
通孔47、48の上部は平面円弧状に形成されていて、
隣接する各開口において連通状態が切り換わるようにな
っている。
に示す如く、前記弁座37の導入口33と通孔35と対
応する位置に貫通孔45と46を設けると共に、その上
半部に両貫通孔45、46をつなぐ連通孔47(図7
(A)参照)を設け、導出口34及び通孔36と対応す
る位置に導出口34及び通孔36を気密的につなぐ気密
連通孔48(図7(B)参照)が設けられ、これら両連
通孔47、48の上部は平面円弧状に形成されていて、
隣接する各開口において連通状態が切り換わるようにな
っている。
【0008】又、肉厚円板状の弁体39には、図5に示
す如く、その上面中心に孔22が設けられ、この孔22
に運転時冷媒の圧力により弁体39を弁座37に押圧す
る圧力よりも弱い圧力の圧縮コイルばね23が設けら
れ、反対側の弁体39の下面中心にはボス24を設け、
その中心部に多数の内歯25が形成されている。
す如く、その上面中心に孔22が設けられ、この孔22
に運転時冷媒の圧力により弁体39を弁座37に押圧す
る圧力よりも弱い圧力の圧縮コイルばね23が設けら
れ、反対側の弁体39の下面中心にはボス24を設け、
その中心部に多数の内歯25が形成されている。
【0009】第3番目に伝達装置C部は、図5に示す如
く、前記電動弁A部の回転子5と四方弁B部の弁体29
との間の前記非磁性体からなる円筒状ケース1の中間部
に設けられ、電動弁A部の弁口8が全開直前の位置と全
閉直前の位置において、回転を伝えるようにしたもので
ある。
く、前記電動弁A部の回転子5と四方弁B部の弁体29
との間の前記非磁性体からなる円筒状ケース1の中間部
に設けられ、電動弁A部の弁口8が全開直前の位置と全
閉直前の位置において、回転を伝えるようにしたもので
ある。
【0010】即ち、円筒状ケース1内にガイドブッシュ
26をかしめ固定し、このガイドブッシュ26の中心
に、上部に鍔27を有する連結棒28を気密的、かつ回
転自在に支持し、この連結棒28の上端部には前記弁体
39下面中心の内歯25と噛み合う外歯29が形成さ
れ、この内歯25と外歯29とにより係合手段30を形
成している。
26をかしめ固定し、このガイドブッシュ26の中心
に、上部に鍔27を有する連結棒28を気密的、かつ回
転自在に支持し、この連結棒28の上端部には前記弁体
39下面中心の内歯25と噛み合う外歯29が形成さ
れ、この内歯25と外歯29とにより係合手段30を形
成している。
【0011】また、上記の連結棒28の下方は、ガイド
ブッシュ26を貫通し、上下に突出片14、15を有す
るコイルによる遅延伝達手段16が設けられている。即
ち、連結棒28の下端は前記回転子5の上半部内面にま
で延び、その先端にフランジ11を備えている。
ブッシュ26を貫通し、上下に突出片14、15を有す
るコイルによる遅延伝達手段16が設けられている。即
ち、連結棒28の下端は前記回転子5の上半部内面にま
で延び、その先端にフランジ11を備えている。
【0012】そして、連結棒28のガイドブッシュ26
より少し下方に、垂下状のストッパー片13aを外方先
端に備えたストッパー13を固定し、このストッパー1
3と下端のフランジ11との間に、図5および図10、
図11に示す如く、所定長さのコイルの上下端を上方の
突出片14と下方の突出片15として接線方向にほぼ平
行的に延長させた遅延伝達手段16を回転可能に設け、
この遅延伝達手段16の上方の突出片14の先端が前記
ストッパー片13aと当接可能となっており、下方の突
出片15の先端が前記回転子5の上半部内面に形成され
た内向きの凸部9と当接可能となっている。
より少し下方に、垂下状のストッパー片13aを外方先
端に備えたストッパー13を固定し、このストッパー1
3と下端のフランジ11との間に、図5および図10、
図11に示す如く、所定長さのコイルの上下端を上方の
突出片14と下方の突出片15として接線方向にほぼ平
行的に延長させた遅延伝達手段16を回転可能に設け、
この遅延伝達手段16の上方の突出片14の先端が前記
ストッパー片13aと当接可能となっており、下方の突
出片15の先端が前記回転子5の上半部内面に形成され
た内向きの凸部9と当接可能となっている。
【0013】引き続いて、従来技術の制御弁の作用(作
動)について説明する。図5に示す如く、電動弁A部の
針状弁3が閉弁状態で、図7、図8に示す如く、四方弁
B部の弁体39における貫通孔45と46が弁座37の
導入孔33と通孔35に対応して暖房状態となっている
時は、図10、図11(A)に示す如く、平面的にみ
て、回転子5の凸部9の一側面(上面)が遅延伝達手段
16の下方の突出片15の外面(下面)に、また、上方
の突出片14の外面(上面)がストッパー片13aの外
側(下面)に当接して、上下の突出片14、15を凸部
9とストッパー片13aにより挟んだ状態となってい
る。
動)について説明する。図5に示す如く、電動弁A部の
針状弁3が閉弁状態で、図7、図8に示す如く、四方弁
B部の弁体39における貫通孔45と46が弁座37の
導入孔33と通孔35に対応して暖房状態となっている
時は、図10、図11(A)に示す如く、平面的にみ
て、回転子5の凸部9の一側面(上面)が遅延伝達手段
16の下方の突出片15の外面(下面)に、また、上方
の突出片14の外面(上面)がストッパー片13aの外
側(下面)に当接して、上下の突出片14、15を凸部
9とストッパー片13aにより挟んだ状態となってい
る。
【0014】この状態においては、弁座37と弁体39
の位置関係が図8に示す如く、四方弁B部の弁座37の
導入口33の下面に突出状に設けたストッパー44は、
弁体39の貫通孔45と対応した位置にある。従って、
図7(A)に示す如く、連通孔47により導入口33と
通孔35とが連通された状態になり、図9で示すよう
に、圧縮機Fの吐出口から出た冷媒は、導入管40→導
入口33→連通孔47→通孔管42を経て室内熱交換器
Eに入り、制御弁Aの出入口パイプ19→弁口8→出入
口パイプ21を経て、室外熱交換器Dを通り、図6
(B)に示す如く、通孔管43→通孔36→気密連通孔
48→導出口34→導出管41を経て圧縮機Fに戻る。
の位置関係が図8に示す如く、四方弁B部の弁座37の
導入口33の下面に突出状に設けたストッパー44は、
弁体39の貫通孔45と対応した位置にある。従って、
図7(A)に示す如く、連通孔47により導入口33と
通孔35とが連通された状態になり、図9で示すよう
に、圧縮機Fの吐出口から出た冷媒は、導入管40→導
入口33→連通孔47→通孔管42を経て室内熱交換器
Eに入り、制御弁Aの出入口パイプ19→弁口8→出入
口パイプ21を経て、室外熱交換器Dを通り、図6
(B)に示す如く、通孔管43→通孔36→気密連通孔
48→導出口34→導出管41を経て圧縮機Fに戻る。
【0015】この暖房状態において、電動弁Aの固定子
コイル2に閉弁方向に回転するように通電されると、図
10、図11(A)に示すモータの回転子5は上面から
みて矢印の如く左方向に一回転し、回転子5の凸部9が
遅延伝達手段16の下方の突出片15から離れ、約1周
回転したところで図11(B)のように下方の突出片1
5の内側(上面)に当たる。
コイル2に閉弁方向に回転するように通電されると、図
10、図11(A)に示すモータの回転子5は上面から
みて矢印の如く左方向に一回転し、回転子5の凸部9が
遅延伝達手段16の下方の突出片15から離れ、約1周
回転したところで図11(B)のように下方の突出片1
5の内側(上面)に当たる。
【0016】続いて回転子5が回転すると、前記遅延伝
達手段16下方の突出片15が回転子5の凸部9に押さ
れて上方の突出片14と共に左方向に回動し、やがて、
図11(C)のように上方の突出片14が前記スッパー
片13aの後面(上面)と当接するまで回転子5が回転
する。上記図11(A)〜(C)間の回転子5の約2回
転の間は遅延伝達手段16におけるコイルの空転によ
り、連結棒28には伝わらない。従って、この間、ねじ
軸4による針状弁3の上下作用により弁口8の開口面積
を変化させることができ、最適絞り度の位置で、暖房運
転が可能となる。
達手段16下方の突出片15が回転子5の凸部9に押さ
れて上方の突出片14と共に左方向に回動し、やがて、
図11(C)のように上方の突出片14が前記スッパー
片13aの後面(上面)と当接するまで回転子5が回転
する。上記図11(A)〜(C)間の回転子5の約2回
転の間は遅延伝達手段16におけるコイルの空転によ
り、連結棒28には伝わらない。従って、この間、ねじ
軸4による針状弁3の上下作用により弁口8の開口面積
を変化させることができ、最適絞り度の位置で、暖房運
転が可能となる。
【0017】次に、冷房運転に切り換えたい時は、図1
1(C)の状態から回転子5を、さらに左方向に回転さ
せると上方の突出片14により連結棒28と一体的に固
定されたストッパー片13aを押しつつ、図11(D)
の状態まで回転するので、連結棒28は回転を始め、上
部の四方弁B部の弁体36に回転を伝える。これによ
り、弁体39が図8の状態から図9の状態まで90°回
転し、冷房運転に切り換わる。
1(C)の状態から回転子5を、さらに左方向に回転さ
せると上方の突出片14により連結棒28と一体的に固
定されたストッパー片13aを押しつつ、図11(D)
の状態まで回転するので、連結棒28は回転を始め、上
部の四方弁B部の弁体36に回転を伝える。これによ
り、弁体39が図8の状態から図9の状態まで90°回
転し、冷房運転に切り換わる。
【0018】この暖房運転から冷房運転に切り換える
際、弁体39を90°回転させるが、この時、弁体39
における連通孔47の貫通孔45側の内縁外端部に当接
していたストッパー44が連通孔47の貫通孔46側の
内縁外端部に図9の如く当接することにより確実に停止
する。
際、弁体39を90°回転させるが、この時、弁体39
における連通孔47の貫通孔45側の内縁外端部に当接
していたストッパー44が連通孔47の貫通孔46側の
内縁外端部に図9の如く当接することにより確実に停止
する。
【0019】この弁体39の切り換えにより、気密連通
孔48は導出孔34と通孔35の間を気密的に連通させ
ることになるため、圧縮機Fの吐出口から出た冷媒は、
導入管40→導入口33→連通孔47→通孔36→導孔
管43を経て室外熱交換器Dに入り、制御弁の出入口パ
イプ21→弁口8→出入口パイプ19を経て室内熱交換
器Eを通り、通孔管42→通孔35→連通孔48→導出
口34→導出管41を経て圧縮機Fに戻る。
孔48は導出孔34と通孔35の間を気密的に連通させ
ることになるため、圧縮機Fの吐出口から出た冷媒は、
導入管40→導入口33→連通孔47→通孔36→導孔
管43を経て室外熱交換器Dに入り、制御弁の出入口パ
イプ21→弁口8→出入口パイプ19を経て室内熱交換
器Eを通り、通孔管42→通孔35→連通孔48→導出
口34→導出管41を経て圧縮機Fに戻る。
【0020】この冷房運転、即ち、図11(D)の状態
で最適絞り度を得ようとする時は、針状弁3が閉弁方向
に回転するように固定子コイル2に通電する。それによ
り、前記とは逆の原理にて、モータの回転子5は遅延伝
達手段とは接触することなく上面から見て矢印とは逆の
右方向に一回転し、回転子の凸部9が遅延伝達手段16
の下方の突出片15の反対側に当たる。続いて回転子5
が回転すると、遅延伝達手段16の下方の突出片15が
ロータースリーブの凸部9に押されて右方向に回転し、
やがて上方の突出片14が前記ストッパー片13と当接
するまで、回転子5が回転する。この間ねじ軸4による
針状弁3の上下作用により弁口8の開口面積を変化させ
ることができ、最適絞り度の位置で冷房運転が可能とな
る。
で最適絞り度を得ようとする時は、針状弁3が閉弁方向
に回転するように固定子コイル2に通電する。それによ
り、前記とは逆の原理にて、モータの回転子5は遅延伝
達手段とは接触することなく上面から見て矢印とは逆の
右方向に一回転し、回転子の凸部9が遅延伝達手段16
の下方の突出片15の反対側に当たる。続いて回転子5
が回転すると、遅延伝達手段16の下方の突出片15が
ロータースリーブの凸部9に押されて右方向に回転し、
やがて上方の突出片14が前記ストッパー片13と当接
するまで、回転子5が回転する。この間ねじ軸4による
針状弁3の上下作用により弁口8の開口面積を変化させ
ることができ、最適絞り度の位置で冷房運転が可能とな
る。
【0021】再び暖房運転に切り換えたい時は、針状弁
3が更に閉弁方向に回転するように固定子コイル2に通
電すると、遅延伝達手段16の上方の突出片14がスト
ッパー片13aと当接し連結棒28が図11において反
時計方向に回転し、弁体39は図9の状態から図8の状
態に90°回動して暖房運転に切り換わる。
3が更に閉弁方向に回転するように固定子コイル2に通
電すると、遅延伝達手段16の上方の突出片14がスト
ッパー片13aと当接し連結棒28が図11において反
時計方向に回転し、弁体39は図9の状態から図8の状
態に90°回動して暖房運転に切り換わる。
【0022】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来技術で
は、弁口8の内径を大口径(例えば、φ3mm→φ6m
m)にし、かつ、大流量高差圧の冷媒を流量制御(絞り
制御)する場合には、回転子5の上部と下部に高差圧が
作用し、針状弁3の受圧面積と圧力差に比例して増大す
る作動抵抗力により以下のような問題点があった。 針状弁3を開閉弁させるのに大型のモータ(固定子コ
イル2や回転子5など)が必要であり、配管スペースに
無駄が生じた。 大型モータは、部品コストを高くした。 大型のモータを駆動させると、消費電力がアップし、
エアコンの運転コストを高くした。
は、弁口8の内径を大口径(例えば、φ3mm→φ6m
m)にし、かつ、大流量高差圧の冷媒を流量制御(絞り
制御)する場合には、回転子5の上部と下部に高差圧が
作用し、針状弁3の受圧面積と圧力差に比例して増大す
る作動抵抗力により以下のような問題点があった。 針状弁3を開閉弁させるのに大型のモータ(固定子コ
イル2や回転子5など)が必要であり、配管スペースに
無駄が生じた。 大型モータは、部品コストを高くした。 大型のモータを駆動させると、消費電力がアップし、
エアコンの運転コストを高くした。
【0023】
【問題点を解決するための手段】本発明の制御弁は、膨
張弁の機能を果たす電動弁A部と、冷房時と暖房時の冷
媒の流路を切り換える機能を果たす四方弁B部からなる
従来の制御弁において、回転子5と一体化された弁体5
1の外周面におねじ52と円筒状のシール部53及び弁
部55のを設けると共に中心部に均圧孔56を設けるこ
とにより、回転子5を回転させ上下動させるときに圧力
差によって発生する作動抵抗力をなくすことにより、小
さな駆動力(小型モータ)で大流量の冷媒の流量制御
(絞り制御)可能とすることを特徴とするものである。
張弁の機能を果たす電動弁A部と、冷房時と暖房時の冷
媒の流路を切り換える機能を果たす四方弁B部からなる
従来の制御弁において、回転子5と一体化された弁体5
1の外周面におねじ52と円筒状のシール部53及び弁
部55のを設けると共に中心部に均圧孔56を設けるこ
とにより、回転子5を回転させ上下動させるときに圧力
差によって発生する作動抵抗力をなくすことにより、小
さな駆動力(小型モータ)で大流量の冷媒の流量制御
(絞り制御)可能とすることを特徴とするものである。
【0024】すなわち、本発明に係る制御弁は、非磁性
体からなるケース1外周部の固定子コイル2への通電に
よるケース1内の回転子5の回転により、この回転子5
の中心下方に一体的に設けられたおねじを介しておねじ
の下端に設けられた弁を上下動させ、ケース1の下端に
設けた弁ボディ6下部の弁口8の開度を制御する電動弁
A部と、少なくとも3つの開口を同心円上に設けた金属
円板状の弁座37を前記ケース1の上端に設け、この弁
座37の下面を摺動回転して前記3つの開口の少くとも
2つを気密的に連通させ、他の1つの開口は開放状態と
する弁体39とからなる四方弁B部と、前記電動弁A部
の回転子5と四方弁B部の弁体39との間に設けた、電
動弁A部の弁口8が全開直前の位置と全閉直前の位置に
おいて回転を伝える伝達装置C部とにより構成され、前
記電動弁A部の回転子5の回転力を利用して、電動弁A
部の弁口8の絞り開閉と四方弁B部の弁体39の回転に
よる流路切換とを連動して行なう制御弁において、前記
回転子5の中心部には弁体51を一体的に設け、該弁体
51の外周部にはおねじ52と円筒状のシール部53及
び弁部55のを設けると共に中心部に均圧孔56を設け
て前記ケース1内に形成しているチャンバー62と前記
弁口8の下に形成している開口20とを連通させ、前記
弁ボディ6には、中央上部にめねじ60を有する推進軸
受7を設けると共に、その下方に前記弁体51のシール
部53を気密シールするパッキン61を設けた制御弁で
ある。
体からなるケース1外周部の固定子コイル2への通電に
よるケース1内の回転子5の回転により、この回転子5
の中心下方に一体的に設けられたおねじを介しておねじ
の下端に設けられた弁を上下動させ、ケース1の下端に
設けた弁ボディ6下部の弁口8の開度を制御する電動弁
A部と、少なくとも3つの開口を同心円上に設けた金属
円板状の弁座37を前記ケース1の上端に設け、この弁
座37の下面を摺動回転して前記3つの開口の少くとも
2つを気密的に連通させ、他の1つの開口は開放状態と
する弁体39とからなる四方弁B部と、前記電動弁A部
の回転子5と四方弁B部の弁体39との間に設けた、電
動弁A部の弁口8が全開直前の位置と全閉直前の位置に
おいて回転を伝える伝達装置C部とにより構成され、前
記電動弁A部の回転子5の回転力を利用して、電動弁A
部の弁口8の絞り開閉と四方弁B部の弁体39の回転に
よる流路切換とを連動して行なう制御弁において、前記
回転子5の中心部には弁体51を一体的に設け、該弁体
51の外周部にはおねじ52と円筒状のシール部53及
び弁部55のを設けると共に中心部に均圧孔56を設け
て前記ケース1内に形成しているチャンバー62と前記
弁口8の下に形成している開口20とを連通させ、前記
弁ボディ6には、中央上部にめねじ60を有する推進軸
受7を設けると共に、その下方に前記弁体51のシール
部53を気密シールするパッキン61を設けた制御弁で
ある。
【0025】
【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図1、図2に
基づき詳細に説明する。なお、従来技術の制御弁Zと同
じ部品については同一の符号を用いている。本発明の制
御弁は、図1に示す如く、伝達装置C部及び四方弁B部
については、従来技術の制御弁と構造が同一のため従来
技術と重複ので詳細な説明は省略する。
基づき詳細に説明する。なお、従来技術の制御弁Zと同
じ部品については同一の符号を用いている。本発明の制
御弁は、図1に示す如く、伝達装置C部及び四方弁B部
については、従来技術の制御弁と構造が同一のため従来
技術と重複ので詳細な説明は省略する。
【0026】本発明の制御弁の電動弁A部の構造は、ケ
ース1と固定子コイル2と回転子5および回転子に固着
された弁体51と弁ボテディ6とにより構成されてい
る。前記弁ボディ6は、上部を大径部1aとした非磁性
体からなる円筒状ケース1の下端部に取り付けられるも
のであり、図2に示すように、該弁ボディ6の中央上部
には、めねじ60を有する推進軸受7を固定保持してい
る軸受座部57が設けられ、その下方に弾性体でできて
いるリング状のパッキン61をはめ込むためのパッキン
溝58が設けられ、続いて内径φD1を有するガイド部
59、チャンバー17、内径φD2を有する弁口8が設
けられるとともに、チャンバー17の側部には開口18
が設けられている。又、弁口8の下部には開口20が設
けられており、さらに、開口18には出入口パイプ19
を、開口20には出入口パイプ21が取り付けられてい
る。
ース1と固定子コイル2と回転子5および回転子に固着
された弁体51と弁ボテディ6とにより構成されてい
る。前記弁ボディ6は、上部を大径部1aとした非磁性
体からなる円筒状ケース1の下端部に取り付けられるも
のであり、図2に示すように、該弁ボディ6の中央上部
には、めねじ60を有する推進軸受7を固定保持してい
る軸受座部57が設けられ、その下方に弾性体でできて
いるリング状のパッキン61をはめ込むためのパッキン
溝58が設けられ、続いて内径φD1を有するガイド部
59、チャンバー17、内径φD2を有する弁口8が設
けられるとともに、チャンバー17の側部には開口18
が設けられている。又、弁口8の下部には開口20が設
けられており、さらに、開口18には出入口パイプ19
を、開口20には出入口パイプ21が取り付けられてい
る。
【0027】一方、ケース1の下部外周には固定子コイ
ル2が設けられ、該ケース1内にはチャンバー62が形
成されている。又、前記チャンバー62内に配置された
回転子5の中心部には弁体51が一体的に設けられてお
り、該弁体51の外周には、上から順に前記めねじ60
と螺合するおねじ52、前記ガイド部59の内径φD1
より小さい外径で前記パッキン61とにより気密保持す
る円筒状のシール部53、同じく前記ガイド部59の内
径φD1より小さい内径φD3を有する小径部54及び
前記弁口8の内径φD2より小さい外径で弁口8と接離
することにより弁口8の開口度を制御するストレート円
筒状の弁部55が形成されている。又、前記弁体51の
中心部には、前記チャンバー62と前記開口20とを連
通する内径φD4を有する均圧孔56が形成されてい
る。
ル2が設けられ、該ケース1内にはチャンバー62が形
成されている。又、前記チャンバー62内に配置された
回転子5の中心部には弁体51が一体的に設けられてお
り、該弁体51の外周には、上から順に前記めねじ60
と螺合するおねじ52、前記ガイド部59の内径φD1
より小さい外径で前記パッキン61とにより気密保持す
る円筒状のシール部53、同じく前記ガイド部59の内
径φD1より小さい内径φD3を有する小径部54及び
前記弁口8の内径φD2より小さい外径で弁口8と接離
することにより弁口8の開口度を制御するストレート円
筒状の弁部55が形成されている。又、前記弁体51の
中心部には、前記チャンバー62と前記開口20とを連
通する内径φD4を有する均圧孔56が形成されてい
る。
【0028】
【作用】本発明の制御弁の回転子5が上下動する際に、
圧力差によって回転子5に加わる作動抵抗力を、いかに
無くすことができるかについて説明する。ここで、開口
18での内圧を圧力P1 、開口部20での内圧をP2 と
すると、圧力損失がほとんどなく開口18と連通してい
るチャンバー17の内圧はP1 となり、さらに、同じく
圧力損失がほとんどなく均圧孔56と連通しているチャ
ンバー62の内圧はP2 となる。次ぎに、各室の内圧に
よって回転子5に加わる力は、それぞれ以下のようにな
る。チャンバー62内において回転子5に加わる下向き
の力R1 は、 R1 =1/4×π・(D12−D42)・P2 となり、チャンバー17内において回転子5に加わる上
向きの力R2 は、 R2 =1/4×π・(D12−D32)・P1 となり、チャンバー17内において回転子5に加わる下
向きの力R3 は、 R3 =1/4×π・(D22−D32)・P1 となり、開口20内において回転子5に加わる上向きの
力R4 は、 R4 =1/4×π・(D22−D42)・P2 となる。よって、圧力差によって回転子5に発生する作
動抵抗力R(下向きの力を+とする)は、 R=R1 −R2 +R3 −R4 =1/4×π・(D12−D22)・(P2 −P1 ) となり、ここで、D1 =D2 とすると、R=0となり、
弁口8の内径φD2 や圧力差(P2 −P1 )が、いくら
大きくなっても、弁口8の内径φD2 をガイド部59の
内径φD1 と等しく設計すれば、均圧孔56とパッキン
シールの働きにより圧力差によって回転子5に発生する
作動抵抗力Rがゼロとなり、大きなモータは不要とな
る。
圧力差によって回転子5に加わる作動抵抗力を、いかに
無くすことができるかについて説明する。ここで、開口
18での内圧を圧力P1 、開口部20での内圧をP2 と
すると、圧力損失がほとんどなく開口18と連通してい
るチャンバー17の内圧はP1 となり、さらに、同じく
圧力損失がほとんどなく均圧孔56と連通しているチャ
ンバー62の内圧はP2 となる。次ぎに、各室の内圧に
よって回転子5に加わる力は、それぞれ以下のようにな
る。チャンバー62内において回転子5に加わる下向き
の力R1 は、 R1 =1/4×π・(D12−D42)・P2 となり、チャンバー17内において回転子5に加わる上
向きの力R2 は、 R2 =1/4×π・(D12−D32)・P1 となり、チャンバー17内において回転子5に加わる下
向きの力R3 は、 R3 =1/4×π・(D22−D32)・P1 となり、開口20内において回転子5に加わる上向きの
力R4 は、 R4 =1/4×π・(D22−D42)・P2 となる。よって、圧力差によって回転子5に発生する作
動抵抗力R(下向きの力を+とする)は、 R=R1 −R2 +R3 −R4 =1/4×π・(D12−D22)・(P2 −P1 ) となり、ここで、D1 =D2 とすると、R=0となり、
弁口8の内径φD2 や圧力差(P2 −P1 )が、いくら
大きくなっても、弁口8の内径φD2 をガイド部59の
内径φD1 と等しく設計すれば、均圧孔56とパッキン
シールの働きにより圧力差によって回転子5に発生する
作動抵抗力Rがゼロとなり、大きなモータは不要とな
る。
【0029】なお、上述の実施例では、おねじ52及び
めねじ60が上側で、シール部53及びパッキン61が
下側となる取付関係で説明したが、その取付関係が上下
逆に取り付いても同様な効果が得られることは明白であ
る。
めねじ60が上側で、シール部53及びパッキン61が
下側となる取付関係で説明したが、その取付関係が上下
逆に取り付いても同様な効果が得られることは明白であ
る。
【0030】さらに、上述の実施例では、弁部55の外
周形状をストレート状として説明したが、図3に示すよ
うに、様々な流量特性(回転子5の回転位置<ステップ
数>と流量との関係)の弁を設計するために弁部55の
外周形状をテーパー面63を形成させたり、弁部55の
側面の一部にスリット64を設けたりするが、この場合
においても同様な効果が得られる。
周形状をストレート状として説明したが、図3に示すよ
うに、様々な流量特性(回転子5の回転位置<ステップ
数>と流量との関係)の弁を設計するために弁部55の
外周形状をテーパー面63を形成させたり、弁部55の
側面の一部にスリット64を設けたりするが、この場合
においても同様な効果が得られる。
【0031】
【発明の効果】本発明の制御弁は、膨張弁の機能を果た
す電動弁A部と、冷房時と暖房時の冷媒の流路を切り換
える機能を果たす四方弁B部からなる従来の制御弁にお
いて、回転子5と一体化された弁体51の外周部にシー
ル部53を形成するとともに、中心部に均圧孔56を形
成することにより、回転子5を回転させ上下動させると
きに冷媒の圧力差によって発生する作動抵抗力をなくす
ことを可能とするものである。
す電動弁A部と、冷房時と暖房時の冷媒の流路を切り換
える機能を果たす四方弁B部からなる従来の制御弁にお
いて、回転子5と一体化された弁体51の外周部にシー
ル部53を形成するとともに、中心部に均圧孔56を形
成することにより、回転子5を回転させ上下動させると
きに冷媒の圧力差によって発生する作動抵抗力をなくす
ことを可能とするものである。
【0031】したがって、大流量高差圧の冷媒を流量制
御(絞り制御)する場合でも下述のような効果が得られ
る。 大型のモータ(固定子コイル2や回転子5など)は不
要となり、配管スペースに無駄が生じない。 小型モータにより、部品コストを安くできる。 小型モータにより駆動時の消費電力がダウンし、エア
コンの運転コストを安くすることができる。
御(絞り制御)する場合でも下述のような効果が得られ
る。 大型のモータ(固定子コイル2や回転子5など)は不
要となり、配管スペースに無駄が生じない。 小型モータにより、部品コストを安くできる。 小型モータにより駆動時の消費電力がダウンし、エア
コンの運転コストを安くすることができる。
【図1】 本発明の制御弁の一実施例の暖房状態におけ
る縦断面図。
る縦断面図。
【図2】 本発明の制御弁の電動弁A部拡大縦断面図。
【図3】 本発明の制御弁の他の実施例の弁口近傍拡大
図で、(A)は弁部形状をテーパー状とした例の拡大
図、(B)は弁部にスリットを設けた例の拡大図。
図で、(A)は弁部形状をテーパー状とした例の拡大
図、(B)は弁部にスリットを設けた例の拡大図。
【図4】 制御弁を用いた冷凍サイクル図であり、実線
矢印は暖房運転時の冷媒の流れを示す。
矢印は暖房運転時の冷媒の流れを示す。
【図5】 従来技術の制御弁の暖房状態における縦断面
図。
図。
【図6】 従来技術の制御弁の弁座と弁体との分解斜視
図で、(A)は弁座の斜視図、(B)は弁体の斜視図。
図で、(A)は弁座の斜視図、(B)は弁体の斜視図。
【図7】 従来技術の制御弁の弁座と弁体とを組み合わ
せた状態における断面図で、(A)は図6のA−A断面
図、(B)は図6のB−B断面図。
せた状態における断面図で、(A)は図6のA−A断面
図、(B)は図6のB−B断面図。
【図8】 従来技術の制御弁の暖房時における弁座と弁
体の位置関係を示す平面図。
体の位置関係を示す平面図。
【図9】 従来技術の制御弁の冷房時における弁座と弁
体の位置関係を示す平面図。
体の位置関係を示す平面図。
【図10】 従来技術の制御弁の遅延連結手段の一部切
欠斜視図。
欠斜視図。
【図11】 冷・暖切換時における従来技術の制御弁の
遅延連結手段の作動状態を説明するための平面図であ
り、(A)は暖房時、(B)〜(C)は弁口の絞り時、
(D)は冷房時の状態を示す平面図。
遅延連結手段の作動状態を説明するための平面図であ
り、(A)は暖房時、(B)〜(C)は弁口の絞り時、
(D)は冷房時の状態を示す平面図。
A 電動弁 B 四方弁 C
伝達装置 D 室外側熱交換器 E 室内側熱交換器 F
圧縮機 Z 制御弁 R 作動抵抗力 R1 、R2 、R3 、R4 力 P1 、P2 内圧 φD1 、φD2 φD3 、φ
D4 内径 1 ケース 2 固定子コイル 3
針状弁 4 ねじ軸 5 回転子 6
弁ボディ 7 推進軸受 8 弁口 9
凸部 10 蓋 11 フランジ部 13a ストッパー片 13 ストッパー 1
4 上方の突出片 15 下方の突出片 16 遅延伝達手段 1
7 チャンバー 18 開口 19 パイプ 2
0 開口 21 パイプ 22 孔 2
3 圧縮コイルばね 24 ボス 25 内歯 2
6 ガイドブッシュ 27 鍔 28 連結棒 2
9 外歯 30 係合手段 31 弁本体 3
2 円筒状のケース 33 開口(導入口) 34 開口(導出口) 3
5 開口(通孔) 36 開口(通孔) 37 弁座 3
8 圧縮コイルばね 39 弁体 40 導入管 4
1 導出管 42 通孔管 43 通孔管 4
4 弁体ストッパー 45 貫通孔 46 貫通孔 4
7 連通孔 48 連通孔 51 弁体 52 おねじ 5
3 シール部 54 小径部 55 弁部 5
6 均圧孔 57 軸受座部 58 パッキン溝 5
9 ガイド部 60 めねじ 61 パッキン 6
2 チャンバー 63 テーパー面 64 スリット
伝達装置 D 室外側熱交換器 E 室内側熱交換器 F
圧縮機 Z 制御弁 R 作動抵抗力 R1 、R2 、R3 、R4 力 P1 、P2 内圧 φD1 、φD2 φD3 、φ
D4 内径 1 ケース 2 固定子コイル 3
針状弁 4 ねじ軸 5 回転子 6
弁ボディ 7 推進軸受 8 弁口 9
凸部 10 蓋 11 フランジ部 13a ストッパー片 13 ストッパー 1
4 上方の突出片 15 下方の突出片 16 遅延伝達手段 1
7 チャンバー 18 開口 19 パイプ 2
0 開口 21 パイプ 22 孔 2
3 圧縮コイルばね 24 ボス 25 内歯 2
6 ガイドブッシュ 27 鍔 28 連結棒 2
9 外歯 30 係合手段 31 弁本体 3
2 円筒状のケース 33 開口(導入口) 34 開口(導出口) 3
5 開口(通孔) 36 開口(通孔) 37 弁座 3
8 圧縮コイルばね 39 弁体 40 導入管 4
1 導出管 42 通孔管 43 通孔管 4
4 弁体ストッパー 45 貫通孔 46 貫通孔 4
7 連通孔 48 連通孔 51 弁体 52 おねじ 5
3 シール部 54 小径部 55 弁部 5
6 均圧孔 57 軸受座部 58 パッキン溝 5
9 ガイド部 60 めねじ 61 パッキン 6
2 チャンバー 63 テーパー面 64 スリット
Claims (1)
- 【請求項1】非磁性体からなるケース1外周部の固定子
コイル2への通電によるケース1内の回転子5の回転に
より、この回転子5の中心下方に一体的に設けられたお
ねじを介しておねじの下端に設けられた弁部を上下動さ
せ、ケース1の下端に設けた弁ボディ6下部の弁口8の
開度を制御する電動弁A部と、少なくとも3つの開口を
同心円上に設けた金属円板状の弁座37を前記ケース1
の上端に設け、この弁座37の下面を摺動回転して前記
3つの開口の少くとも2つを気密的に連通させ、他の1
つの開口は開放状態とする弁体39とからなる四方弁B
部と、前記電動弁A部の回転子5と四方弁B部の弁体3
9との間に設けた、電動弁A部の弁口8が全開直前の位
置と全閉直前の位置において回転を伝える伝達装置C部
とにより構成され、前記電動弁A部の回転子5の回転力
を利用して、電動弁A部の弁口8の絞り開閉と四方弁B
部の弁体39の回転による流路切換とを連動して行なう
制御弁において、前記回転子5の中心部には弁体51を
一体的に設け、該弁体51の外周部にはおねじ52と円
筒状のシール部53及び弁部55を設けると共に中心部
に均圧孔56を設けて前記ケース1内に形成しているチ
ャンバー62と前記弁口8の下に形成している開口20
とを連通させ、前記弁ボディ6には、中央上部にめねじ
60を有する推進軸受7を設けると共に、その下方に前
記弁体51のシール部53を気密シールするパッキン6
1を設けたことを特徴とする制御弁。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26500895A JP3150885B2 (ja) | 1995-09-18 | 1995-09-18 | 制御弁 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26500895A JP3150885B2 (ja) | 1995-09-18 | 1995-09-18 | 制御弁 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0979409A JPH0979409A (ja) | 1997-03-25 |
JP3150885B2 true JP3150885B2 (ja) | 2001-03-26 |
Family
ID=17411301
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26500895A Expired - Fee Related JP3150885B2 (ja) | 1995-09-18 | 1995-09-18 | 制御弁 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3150885B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5391971B2 (ja) * | 2009-09-30 | 2014-01-15 | ダイキン工業株式会社 | 複合弁及び冷凍装置 |
KR101684637B1 (ko) | 2012-12-11 | 2016-12-08 | 쯔지앙 산화 컴퍼니 리미티드 | 전자 팽창밸브 |
CN103868289B (zh) * | 2012-12-11 | 2016-08-31 | 浙江三花股份有限公司 | 电子膨胀阀 |
CN104180567B (zh) * | 2013-05-22 | 2017-08-25 | 浙江三花智能控制股份有限公司 | 一种电子膨胀阀 |
WO2020034423A1 (zh) * | 2018-08-17 | 2020-02-20 | 浙江盾安禾田金属有限公司 | 无标题 |
-
1995
- 1995-09-18 JP JP26500895A patent/JP3150885B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0979409A (ja) | 1997-03-25 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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