JP7116999B2 - electric valve - Google Patents
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Description
本発明は電動弁に関し、特にモータユニットとボディとを組み付けて構成される電動弁に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electrically operated valve, and more particularly to an electrically operated valve constructed by assembling a motor unit and a body.
自動車用空調装置は、一般に、圧縮機、凝縮器、膨張装置、蒸発器等を冷凍サイクルに配置して構成される。冷凍サイクルには、膨張装置としての膨張弁など、冷媒の流れを制御するために各種制御弁が設けられている。近年の電気自動車等の普及に伴い、駆動部としてモータを備える電動弁が広く採用されつつある。 An automobile air conditioner is generally configured by arranging a compressor, a condenser, an expansion device, an evaporator, etc. in a refrigeration cycle. A refrigerating cycle is provided with various control valves, such as an expansion valve as an expansion device, for controlling the flow of refrigerant. 2. Description of the Related Art With the recent spread of electric vehicles and the like, electrically operated valves having a motor as a drive unit are being widely used.
電動弁は、弁部を内蔵するボディと、モータユニットとを組み付けて構成される。モータユニットは、ステータユニットの内方にロータを配置して構成される。このような電動弁として、ステータユニットとボディとを接続板を介して接続するものがある（例えば特許文献１）。ステータユニットは、樹脂製の本体にステータを内包して構成され、その本体の側部にコネクタが一体に設けられる。接続板が予めステータユニットに溶着され、その接続板をボディに対してねじ接合することにより、ステータユニットとボディとが固定される。 A motor-operated valve is configured by assembling a body containing a valve portion and a motor unit. The motor unit is constructed by arranging the rotor inside the stator unit. As such an electric valve, there is one in which a stator unit and a body are connected via a connection plate (for example, Patent Document 1). The stator unit is configured by enclosing a stator in a resin main body, and a connector is integrally provided on the side of the main body. A connection plate is welded to the stator unit in advance, and the connection plate is screwed to the body, thereby fixing the stator unit and the body.
しかしながら、このような電動弁は、溶着用の孔が複数設けられた特殊形状の接続板が必要となる点でコストが嵩む。また、電動弁の量産に溶着工程が設けられるところ、その溶着条件の管理が必要となる点で煩雑となる。このような問題は、車両の冷凍サイクルに限らず種々の用途に用いられる電動弁について生じ得る。 However, such an electrically operated valve requires a specially shaped connection plate having a plurality of holes for welding, which increases the cost. In addition, when a welding process is provided in the mass production of motor-operated valves, it becomes complicated in that the welding conditions must be managed. Such a problem may occur with motor operated valves used in various applications, not limited to the refrigeration cycle of vehicles.
本発明の目的の一つは、ステータユニットがボディに固定される電動弁において、両者の組み付けを簡易に実現することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION One of the objects of the present invention is to facilitate assembly of a motor-operated valve in which a stator unit is fixed to a body.
本発明のある態様は、電動弁である。この電動弁は、弁部を有するボディと、モータユニットとを組み付けて構成される。モータユニットは、モールド樹脂に被覆されたステータを含むステータユニットと、ステータの内方に配置されるロータを含む。ボディは、ステータユニットを固定するためのねじが螺合可能なねじ孔を有する。ステータユニットは、ロータの軸線を中心とする仮想円上に連続的又は間欠的に設けられてねじ孔と対向し、ねじを挿通可能な挿通孔と、挿通孔の開口部に沿って設けられ、ねじの頭部を係止可能な座面を有する。 One aspect of the present invention is an electrically operated valve. This electric valve is configured by assembling a body having a valve portion and a motor unit. The motor unit includes a stator unit including a stator covered with molding resin, and a rotor arranged inside the stator. The body has a threaded hole into which a screw for fixing the stator unit can be screwed. The stator unit is provided continuously or intermittently on a virtual circle centered on the axis of the rotor and faces the screw hole, and is provided along the insertion hole through which the screw can be inserted, and the opening of the insertion hole, It has a bearing surface that can lock the head of the screw.
この態様によると、ステータユニットとボディとをねじ止めにより直接接続できる。別途の接続板が不要となるため、部品点数を削減できる。また、溶着が不要となり、ステータユニットとボディとの組み付けを簡易に実現できる。 According to this aspect, the stator unit and the body can be directly connected by screwing. Since a separate connection plate is not required, the number of parts can be reduced. In addition, welding is not required, and assembly of the stator unit and the body can be easily achieved.
本発明の別の態様も電動弁である。この電動弁は、弁部を有するボディと、モータユニットとを組み付けて構成される。モータユニットは、ステータを含むステータユニットと、ステータの内方に配置されるロータを含む。ボディは、ステータユニットを固定するためのねじが螺合可能なねじ孔を有する。ステータユニットは、ロータの軸線を中心とする仮想円に沿って連続的に延びてねじ孔と対向し、ねじを相対位置可変に挿通するスリットと、スリットの開口部に沿って設けられ、ねじの頭部を係止可能な座面を有する。 Another aspect of the invention is also a motor operated valve. This electric valve is configured by assembling a body having a valve portion and a motor unit. The motor unit includes a stator unit including a stator and a rotor arranged inside the stator. The body has a threaded hole into which a screw for fixing the stator unit can be screwed. The stator unit continuously extends along a virtual circle centered on the axis of the rotor, faces the screw hole, and is provided along the slit through which the screw is inserted so that the relative position of the screw can be varied, and along the opening of the slit. It has a seat surface on which the head can be locked.
この態様によると、ねじを挿通するスリットの位置を連続的に調整でき、ボディに対するステータユニットの取付角度を任意に設定できる。このため、ステータユニットとボディとの組み付けを簡易に実現できる。 According to this aspect, the position of the slit through which the screw is inserted can be continuously adjusted, and the mounting angle of the stator unit with respect to the body can be arbitrarily set. Therefore, it is possible to easily assemble the stator unit and the body.
本発明によれば、ステータユニットとボディとの組み付けを簡易に実現できる。 According to the present invention, it is possible to easily assemble the stator unit and the body.
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明においては便宜上、図示の状態を基準に各構造の位置関係を表現することがある。また、以下の実施形態およびその変形例について、ほぼ同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, for the sake of convenience, the positional relationship of each structure may be expressed based on the illustrated state. Also, in the following embodiments and modifications thereof, substantially the same constituent elements are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る電動弁を表す正面図である。
電動弁１は、図示しない自動車用空調装置の冷凍サイクルに適用される。この冷凍サイクルには、循環する冷媒を圧縮する圧縮機、圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器、凝縮された冷媒を絞り膨張させて霧状に送出する膨張弁、霧状の冷媒を蒸発させてその蒸発潜熱により車室内の空気を冷却する蒸発器等が設けられている。電動弁１は、その冷凍サイクルの膨張弁として機能する。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a front view showing an electrically operated valve according to the first embodiment. FIG.
The motor-operated
電動弁１は、弁本体２とモータユニット３とを組み付けて構成される。弁本体２は、弁部を収容したボディ５を有する。モータユニット３は、後述のステータユニット７８を含み、そのステータユニット７８の下部がボディ５の上部に嵌合し、ねじ１５０により固定されている。モータユニット３は、ボディ５の上端開口部を閉止している。
A motor-operated
図２は、電動弁を表す断面図である。
ボディ５は、第１ボディ６と第２ボディ８とを軸線方向に組み付けて構成される。第２ボディ８の下半部が、第１ボディ６の上半部に組み付けられている。第１ボディ６はアルミニウム合金からなり、第２ボディ８は銅合金からなる。なお、変形例においては、第２ボディ８をステンレス鋼（以下「ＳＵＳ」と表記する）にて構成してもよい。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an electrically operated valve.
The
第１ボディ６は角柱状をなし、その一側面上部に導入ポート１０が設けられ、反対側面下部に導出ポート１２が設けられている。導入ポート１０と導出ポート１２とをつなぐ通路に弁部が配置される。上流側（凝縮器側）からの冷媒が導入ポート１０を介してボディ５に導入され、弁部へ導かれる。弁部にて絞り膨張された冷媒は、導出ポート１２を介して下流側（蒸発器側）へ導出される。
The
第１ボディ６の中央には上下方向の接続通路１４が形成され、その上流側通路１６が導入ポート１０に連通し、下流側通路１８が導出ポート１２に連通している。第１ボディ６には、段付円孔状の取付孔２０が形成されている。取付孔２０は、上方に向けて段階的に拡径している。接続通路１４は、取付孔２０の一部を構成する。取付孔２０における下流側通路１８のやや上方位置に雌ねじ２２が形成されている。
A
第２ボディ８は、その外径および内径が下方に向けて段階的に縮径する段付円筒状をなし、その下半部が取付孔２０に挿通される態様で第１ボディ６に組み付けられている。第２ボディ８の上半部は、取付孔２０の上方に突出している。第２ボディ８の下部外周面には、第１ボディ６の雌ねじ２２と螺合可能な雄ねじ２４が形成されている。第２ボディ８における雄ねじ２４のやや上方の外周面には、環状のシール収容部２６が形成され、シールリング２８が嵌着されている。第２ボディ８の上部外周面にも環状のシール収容部３０が形成され、シールリング３２が嵌着されている。第２ボディ８におけるシール収容部２６，３０間には、半径方向外向きに突出するフランジ部３４が設けられている。
The
第２ボディ８の下部には、弁座形成部材３５が同軸状に組み付けられている。弁座形成部材３５は有底円筒状をなし、その上部が第２ボディ８の下部に同軸状に圧入されている。弁座形成部材３５の下部外周面には環状のシール収容部３６が形成され、シールリング３８が嵌着されている。弁座形成部材３５は、そのシールリング３８の位置において第１ボディ６に組み付けられている。
A valve
弁座形成部材３５の底部を軸線方向に貫通するように弁孔４０が設けられ、その弁孔４０の開口端に弁座４２が形成されている。弁座形成部材３５の側部におけるシール収容部３６のやや上方には、内外を連通させる連通孔４４が設けられている。第２ボディ８および弁座形成部材３５の内方に弁室４５が形成されている。弁室４５は、連通孔４４を介して上流側通路１６と連通している。
A
第２ボディ８は、第１ボディ６の上方から取付孔２０に嵌合させるようにして取り付けられる。このとき、雄ねじ２４が雌ねじ２２に螺合しつつ第２ボディ８が第１ボディ６へ組み付けられる。また、弁座形成部材３５の下端部が取付孔２０（接続通路１４）に嵌合する。フランジ部３４が第１ボディ６の上面に係止されることで、第２ボディ８が第１ボディ６に締結される。第１ボディ６と第２ボディ８との嵌合部にシールリング２８が介装され、第１ボディ６と弁座形成部材３５との間にシールリング３８が介装される。前者により、冷媒の外部漏れが防止される。また後者により、第１ボディ６と弁座形成部材３５とのクリアランスを介した冷媒の漏れ（弁部を迂回した冷媒の漏れ）が防止される。
The
第２ボディ８の内方には、モータユニット３のロータ６０から延びる作動ロッド４６が挿通されている。作動ロッド４６は、弁室４５を貫通する。作動ロッド４６は、非磁性金属からなる棒材を切削加工して得られ、その下部にニードル状の弁体４８が一体に設けられている。弁体４８が弁室４５側から弁座４２に着脱することにより弁部を開閉する。
An operating
第２ボディ８の上部中央には、ガイド部材５０が立設されている。ガイド部材５０は、非磁性金属からなる管材を段付円筒状に切削加工して得られ、その軸線方向中央部の外周面に雄ねじ５２が形成されている。ガイド部材５０の下端部が大径となっており、その大径部５４が第２ボディ８の上部中央に同軸状に固定されている。ガイド部材５０は、その内周面により作動ロッド４６を軸線方向に摺動可能に支持する一方、その外周面によりロータ６０の回転軸６２を回転摺動可能に支持する。
A
作動ロッド４６における弁体４８のやや上方にばね受け４９が設けられ、ガイド部材５０の底部にもばね受け５６が設けられている。ばね受け４９，５６間に、弁体４８を閉弁方向に付勢するスプリング５８（「付勢部材」として機能する）が介装されている。
A
一方、モータユニット３は、ロータ６０とステータ６４とを含む三相ステッピングモータとして構成されている。モータユニット３は、有底円筒状のキャン６６を有し、そのキャン６６の内方にロータ６０を配置し、外方にステータ６４を配置して構成されている。キャン６６は、弁体４８およびその駆動機構が配置される空間を覆うとともにロータ６０を内包する有底円筒状の部材であり、冷媒の圧力が作用する内方の圧力空間（内部空間）と作用しない外方の非圧力空間（外部空間）とを画定する。キャン６６は、非磁性金属からなり、その下端開口部が第２ボディ８の上端開口部に外挿され溶接されることで、第２ボディ８に同軸状に固定されている。キャン６６と第２ボディ８とに囲まれた空間が、上記圧力空間を形成している。
On the other hand,
ステータ６４は、積層コア７０の内周部に複数の突極７２を等間隔に配置して構成される。積層コア７０は、円板状のコアが軸線方向に積層されて構成される。各突極７２には、コイル７３（電磁コイル）が巻回されたボビン７４が組み付けられている。これらコイル７３およびボビン７４により「コイルユニット７５」が構成される。本実施形態では、三相電流を供給するための３つのコイルユニット７５が、積層コア７０の中心軸に対して１２０度ごとに設けられている。
The
ステータ６４は、樹脂製のケース７６と一体に設けられている。すなわち、ケース７６は、耐食性を有する樹脂材の射出成形により得られる。ステータ６４は、その射出成形（「インサート成形」又は「モールド成形」ともいう）によるモールド樹脂によって被覆されている。以下、ステータ６４とケース７６とのモールド成形品を「ステータユニット７８」とも称する。ステータユニット７８は、中空構造を有し、キャン６６を同軸状に挿通しつつボディ５に組み付けられる。
The
第１ボディ６の上面には、円ボス状の嵌合部１３０が突設されている。嵌合部１３０は、第２ボディ８と同軸状に設けられ、複数のねじ孔１３２が径方向に貫通するように設けられている。一方、ケース７６の下部には円筒状の嵌合部１４０が設けられ、さらにその外側に円弧状の接続部１４２が同心状に設けられている。嵌合部１４０が第２ボディ８の上半部に外挿されるように嵌合している。接続部１４２の側壁に沿って円弧状のスリット１４４が設けられている。スリット１４４は、ねじ１５０（図１参照）の挿通孔として機能する。ねじ孔１３２にねじ１５０を螺合させて締結することにより、ステータユニット７８とボディ５とが固定されている。ねじ１５０は、第２ボディ８の軸線（ロータ６０の軸線Ｌ）と直角方向に締結される。
A circular boss-shaped
ロータ６０は、回転軸６２に組み付けられた円筒状のロータコア１０２と、ロータコア１０２の外周に沿って設けられたマグネット１０４を備える。ロータコア１０２は、回転軸６２に組み付けられている。マグネット１０４は、その円周方向に複数極に磁化（着磁）されている。
The
回転軸６２は、有底円筒状の円筒軸であり、その開口端を下にしてガイド部材５０に外挿されている。回転軸６２の下部内周面に雌ねじ１０８が形成され、ガイド部材５０の雄ねじ５２と噛合している。このような構成により、ロータ６０の回転によりねじ送り機構が機能し、ロータ６０が軸線方向に移動（昇降）する。
The
作動ロッド４６の上部が縮径され、その縮径部１１０が回転軸６２の底部１１２を貫通している。縮径部１１０の先端部には環状のストッパ１１４が固定されている。一方、縮径部１１０の基端と底部１１２との間には、作動ロッド４６を下方（つまり閉弁方向）に付勢するスプリング１１６が介装されている。このような構成により、開弁時には、ストッパ１１４が底部１１２に係止される態様で作動ロッド４６がロータ６０と一体変位する。一方、閉弁時には、弁体４８が弁座４２から受ける反力によりスプリング１１６が押し縮められる。このときのスプリング１１６の弾性変形により、その反力で弁体４８を弁座４２に押し付けることができ、弁体４８の着座性能（弁閉性能）を高めることができる。
The upper portion of the actuating
モータユニット３は、キャン６６の外側に回路基板１１８を有する。回路基板１１８は、ケース７６の内方に固定されている。本実施形態では、回路基板１１８の下面に制御部や通信部として機能する各種回路が実装されている。具体的には、モータを駆動するための駆動回路、駆動回路に制御信号を出力する制御回路（マイクロコンピュータ）、制御回路が外部装置と通信するための通信回路、各回路およびモータ（コイル）に電力を供給するための電源回路等が実装されている。ケース７６の上端は、蓋体７７により閉止されている。ケース７６における蓋体７７の下方の空間に回路基板１１８が配設されている。
The
ボビン７４からはコイル７３につながる一対の端子が延出し、回路基板１１８に接続されている。回路基板１１８からは電源端子、グランド端子および通信端子（これらを総称して「接続端子８１」ともいう）が延出し、それぞれケース７６の側壁を貫通して外部に引き出されている。ケース７６の側部にコネクタ部７９が一体に設けられ、そのコネクタ部７９の内方に接続端子８１が配置されている。
A pair of terminals connected to the
図３は、ステータ６４およびその周辺の構成を表す図である。（Ａ）は図２のＢ－Ｂ矢視断面に対応し、ステータユニット７８の断面図である。（Ｂ）はステータ６４のみ（樹脂モールド前の状態）を表す図である。なお、図３（Ａ）には参考のため、キャン６６およびロータ６０を示している（二点鎖線参照）。
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the
モータユニット３が三相のモータであるため、図３（Ａ）に示すように、ロータ６０の軸線Ｌの周りに等間隔でコイルユニット７５が設けられている。ロータ６０の軸線Ｌは、ステータ６４の軸線と一致する。図３（Ｂ）にも示すように、積層コア７０の内周部に軸線Ｌに対して１２０度の間隔でスロット１２０ａ～１２０ｃ（これらを特に区別しないときは「スロット１２０」と総称する）が設けられている。各スロット１２０には、その中央から半径方向内向きに突出する突極１２２ａ～１２２ｃ（「突極１２２」と総称する）が形成され、それぞれＵ相コイル７３ａ、Ｖ相コイル７３ｂ、Ｗ相コイル７３ｃ（「コイル７３」と総称する）が組み付けられている。互いに隣接するスロット１２０の間にも、横断面Ｕ字状のスリット１２４が形成され、磁路の最適化が図られている。
Since the
マグネット１０４は、キャン６６を介して突極１２２ａ～１２２ｃと対向する。本実施形態では図３（Ａ）に示すように、マグネット１０４が１０極に磁化されているが、その極数については適宜設定できる。
The
図４は、図１のＡ－Ａ矢視断面を示し、ステータユニット７８とボディ５との固定構造を表す図である。（Ａ）はねじを取り付ける前の状態を示し、（Ｂ）はねじが締結された状態を示す。図５は、ボディ５に対するステータユニット７８の取付自由度を表す図である。（Ａ）～（Ｃ）は、それぞれステータユニット７８の取付態様を例示している。
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1, showing a fixing structure between the
図４（Ａ）に示すように、ボディ５の嵌合部１３０は円筒状をなしている。一方、ステータユニット７８（ケース７６）の嵌合部１４０も円筒状をなし、その外側に円弧状の接続部１４２が同軸状に設けられている。嵌合部１４０と接続部１４２との間隙に嵌合部１３０を位置させるように、ケース７６とボディ５とが同軸状に組み付けられる。ボディ５とケース７６との径方向の当接面が、軸線Ｌを中心とした曲面を有する。このため、ねじ１５０が締結されない状態では、ステータユニット７８をボディ５に組み付けたまま軸線Ｌを中心に回転させることができる。
As shown in FIG. 4A, the
ボディ５の嵌合部１３０には、軸線Ｌを中心として９０度ごとにねじ孔１３２が設けられている。一方、ケース７６の接続部１４２には、その側壁に沿ってスリット１４４が設けられている。スリット１４４は、ボディ５の軸線Ｌを中心とする仮想円ＶＣ上に連続的に設けられている。本実施形態では、軸線Ｌを中心とした約１８０度の角度範囲に設けられている。スリット１４４は、嵌合部１４０の径方向にねじ孔１３２と対向配置されている。接続部１４２の外周面におけるスリット１４４の周辺が、ねじ１５０の頭部を係止可能な座面１４５を形成している。すなわち、座面１４５がスリット１４４の開口部に沿って設けられている。
A
図４（Ｂ）に示すように、ねじ孔１３２にねじ１５０を螺合させて締結することにより、ステータユニット７８とボディ５とが固定される。図示の例では、固定に用いるねじ１５０を２本としているが、３本としてもよいし、１本としてもよい。ねじ１５０をねじ孔１３２に螺合した状態であっても、締結されていない状態（緩められた状態）であれば、ボディ５に対するステータユニット７８の取付角度を任意に変更できる。すなわち、図５（Ａ）～（Ｃ）に示すように、コネクタ部７９の向きを任意の方向に設定できる。設定位置にてねじ１５０を締結することで、ボディ５に対するステータユニット７８の位置を固定できる。
As shown in FIG. 4B, the
図２に戻り、以上のように構成された電動弁１は、モータユニット３の駆動制御によってその弁開度を調整可能な電動膨張弁として機能する。すなわち、図示しない外部装置からの指令に基づき、制御回路は、目標開度を実現するための制御量（モータの駆動ステップ数）を設定し、これを実現するための駆動信号（駆動パルス）を駆動回路に出力する。駆動回路は、各コイル７３に設定されたタイミングで三相の駆動電流（駆動パルス）を供給する。それにより、ロータ６０が高分解能にて回転する。このとき、弁体４８が弁座４２から離間した開弁状態であれば、スプリング１１６の付勢力によりストッパ１１４が回転軸６２に当接し、作動ロッド４６ひいては弁体４８が、ロータ６０と一体に動作する。
Returning to FIG. 2 , the
ロータ６０は、ガイド部材５０との間のねじ送り機構により上下方向に動作する。つまり、弁体４８が弁部の開閉方向に並進し、弁部の開度が設定開度に調整される。このねじ送り機構は、ロータ６０の軸線周りの回転運動を作動ロッド４６の軸線方向の並進運動（直進運動）に変換し、弁体４８を弁部の開閉方向に駆動する。
The
以上説明したように、本実施形態によれば、ステータユニット７８とボディ５とをねじ止めにより直接接続できる。別途の接続板が不要となるため、部品点数を削減できる。また、溶着が不要となり、ステータユニット７８とボディ５との組み付けを簡易に実現できる。また、電動弁１の組み立てに際して、ねじ１５０を挿通するスリット１４４の位置を調整することで、ボディ５に対するケース７６の取付角度を任意に設定できる。このため、ステータユニット７８とボディ５との組み付け自由度が向上する。電動弁１の車両への搭載仕様によってコネクタ部７９の向きが異なる場合にも容易に対応できる。
As described above, according to this embodiment, the
［変形例］
図６は、変形例に係る電動弁の構成を表す横断面図であり、図４（Ｂ）に対応する。
第１実施形態では図４に示したように、ねじ１５０の挿通孔としてスリット１４４を例示した。本変形例では、接続部１４２（ケース１７６）の側面に沿って複数の挿通孔１６０が間欠的に（所定間隔をあけて）設けられている。挿通孔１６０は円孔からなり、軸線Ｌを中心とする仮想円ＶＣ上に４５度おきに設けられている。このような構成によれば、ボディ５に対するステータユニット１７８の取付角度を４５度間隔で変更できる。
[Modification]
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the configuration of an electrically operated valve according to a modification, and corresponds to FIG. 4(B).
In the first embodiment, as shown in FIG. 4, the
［第２実施形態］
図７は、第２実施形態に係る電動弁を表す正面図である。
電動弁２０１は、弁本体２０２とモータユニット２０３とを組み付けて構成される。弁本体２０２は、第１実施形態のボディ５よりも大きなボディ２０５を有する。ボディ２０５の上面周縁部に複数のねじ孔１３２が設けられている。一方、ステータユニット２７８は、ケース２７６の下端部に半径方向外向きに延出するフランジ部２４２を有する。フランジ部２４２には、複数のねじ孔１３２との対向部を跨ぐようにスリット２４４が設けられている。ねじ孔１３２にねじ１５０を螺合させて締結することにより、ステータユニット２７８とボディ２０５とが固定される。ねじ１５０は、ボディ２０５の軸線と平行に締結される。
[Second embodiment]
FIG. 7 is a front view showing an electrically operated valve according to the second embodiment.
The
図８は、電動弁２０１を表す断面図である。
ケース２７６の下端部に第２ボディ８の上半部を挿通するようにして、ステータユニット２７８がボディ２０５に組み付けられている。ケース２７６と第２ボディ８とは、同軸状に組み付けられる。ねじ１５０が締結されない状態では、ステータユニット２７８をボディ５に組み付けたままロータ６０の軸線Ｌを中心に回転させることができる。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the motor operated
A
図９は、ステータユニット２７８とボディ２０５との取付構造を表す説明図である。（Ａ）は図７のＢ－Ｂ矢視断面図であり、（Ｂ）はステータユニットの平面図である。図１０は、ボディ２０５に対するステータユニット２７８の取付自由度を表す図である。（Ａ）～（Ｃ）は、それぞれステータユニット２７８の取付態様を例示している。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a mounting structure between
図９（Ａ）に示すように、ボディ２０５（第１ボディ２０６）の上面には、軸線Ｌを中心とする仮想円ＶＣ１上に４５度ごとにねじ孔１３２が設けられている。一方、図９（Ｂ）に示すように、ケース２７６のフランジ部２４２には、軸線Ｌを中心とする仮想円ＶＣ２に沿ってスリット２４４が設けられている。スリット２４４は、本実施形態では、軸線Ｌを中心とした約１８０度の角度範囲に設けられている。スリット２４４は、複数のねじ孔１３２と対向配置される。フランジ部２４２の上面におけるスリット２４４の周辺が、ねじ１５０の頭部を係止可能な座面２４５を形成している。すなわち、座面２４５がスリット２４４の開口部に沿って設けられている。
As shown in FIG. 9A, the upper surface of the body 205 (first body 206) is provided with
複数のねじ孔１３２のいずれかにねじ１５０（図７参照）を螺合させて締結することにより、ステータユニット２７８とボディ２０５とが固定される。本実施形態では、この締結に２つのねじ１５０が用いられる。ねじ１５０をねじ孔１３２に螺合した状態であっても、締結されていない状態（緩められた状態）であれば、ボディ２０５に対するステータユニット２７８の取付角度を任意に変更できる。すなわち、図１０（Ａ）～（Ｃ）に示すように、コネクタ部７９の向きを任意の方向に設定できる。設定位置にてねじ１５０を締結することで、ボディ２０５に対するステータユニット２７８の位置を固定できる。
The
本実施形態においても、ステータユニット２７８とボディ２０５とをねじ止めにより直接接続でき、両者の組み付けを簡易に実現できる。また、電動弁２０１の組み立てに際して、ねじ１５０を挿通するスリット２４４の位置を調整することで、ボディ２０５に対するケース２７６の取付角度を任意に設定できる。このため、ステータユニット２７８とボディ２０５との組み付け自由度が向上する。
Also in this embodiment, the
［変形例］
図１１は、変形例に係る電動弁の主要部を表す図であり、図９（Ｂ）に対応する。
第２実施形態では図９（Ｂ）に示したように、ねじ１５０の挿通孔としてスリット２４４を例示した。本変形例では、フランジ部２４２の周縁部に沿って複数の挿通孔１６０が間欠的に（所定間隔をあけて）設けられている。挿通孔１６０は、軸線Ｌを中心とする仮想円ＶＣ２上に４５度おきに設けられている。このような構成によれば、ボディ２０５に対するステータユニット２７９の取付角度を４５度間隔で変更できる。
[Modification]
FIG. 11 is a diagram showing the main parts of an electrically operated valve according to a modification, and corresponds to FIG. 9(B).
In the second embodiment, as shown in FIG. 9B, the
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はその特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々の変形が可能であることはいうまでもない。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, it goes without saying that the present invention is not limited to those specific embodiments, and that various modifications are possible within the scope of the technical idea of the present invention. Nor.
上記実施形態および変形例では、ステータユニットとボディとを締結するねじの挿通孔として、軸線を中心とする１８０度範囲で連続するスリットや、間欠的に配置される複数の円孔を例示した。変形例においては、スリットの設定角度を４５度、６０度、９０度等に設定するなど、適宜変更してよい。スリットと円孔とを混在させてもよい。また、挿通孔の形状についてはこれらに限らず、四角孔や六角孔等の多角形状を採用してもよい。 In the above-described embodiment and modified example, as the insertion holes for the screws that fasten the stator unit and the body, slits that are continuous in a range of 180 degrees around the axis and a plurality of intermittently arranged circular holes are exemplified. In a modified example, the setting angle of the slit may be changed as appropriate, such as by setting the setting angle to 45 degrees, 60 degrees, 90 degrees, or the like. Slits and circular holes may be mixed. Moreover, the shape of the insertion hole is not limited to these, and a polygonal shape such as a square hole or a hexagonal hole may be adopted.
上記実施形態では、ボディとケースを同軸状に嵌合させ、両者の当接面を軸線を中心とした曲面とした。嵌合部の横断面を同心円状とすることにより、ねじが締結されない状態において、ステータユニットがボディに組み付けられたまま軸線を中心に回転できるようにした。変形例においては、嵌合部の横断面を多角形状としてもよい。その場合、ボディに対するステータユニットの組付角度（コネクタ部の向き）に制約はできるが、接続板等を別途設けなくとも両者の組み付けを簡易に実現できる。 In the above-described embodiment, the body and the case are coaxially fitted together, and the contact surfaces of the two are curved around the axis. By making the cross section of the fitting portion concentric, the stator unit can be rotated around the axis while assembled to the body in a state in which the screws are not tightened. In a modification, the cross section of the fitting portion may be polygonal. In this case, although the assembly angle of the stator unit with respect to the body (orientation of the connector portion) can be restricted, assembly of the two can be easily achieved without separately providing a connection plate or the like.
上記実施形態では、ステータユニットのケースをモールド樹脂にて形成したが、モールド成形を伴わない樹脂ケースとしてもよい、あるいは、金属製のケースとしてもよい。 In the above embodiment, the case of the stator unit is made of molded resin, but the case may be made of resin without molding, or may be made of metal.
上記実施形態では述べなかったが、ねじを締結する際に座金を設けてもよい。その場合も、特許文献１に記載の接続板のように特殊な部品を伴わないため、コスト低減を実現できる。
Although not described in the above embodiment, a washer may be provided when tightening the screw. Also in this case, unlike the connection plate described in
上記実施形態では述べなかったが、ステータユニットとボディとの間に接続部材を設け、その接続部材にスリットを設けることで、両者の相対位置を任意に変更できるようにしてもよい。例えば、図９（Ｂ）におけるフランジ部２４２と代替可能な接続板を設けてもよい。接続板は金属板からなるものでもよく、円弧状のスリット２４４が設けられる。その接続板をケース（ケース２７６においてフランジ部２４２をなくしたもの）に固定することで、フランジ部２４２と代替できる。このような構成によれば、ケースそのものの形状を簡素にでき、その製造が容易となる。
Although not described in the above embodiment, a connection member may be provided between the stator unit and the body, and a slit may be provided in the connection member so that the relative position between the two can be changed arbitrarily. For example, a connection plate that can replace the
各実施形態では、モータユニットとして、ＰＭ型ステッピングモータを採用したが、ハイブリッド型ステッピングモータを採用してもよい。また、上記実施形態では、モータユニットを三相モータとしたが、二相，四相、五相などその他のモータとしてもよい。ステータにおける電磁コイルの数も３つや６つに限らず、モータの相数に合わせて適宜設定してよい。 In each embodiment, a PM stepping motor is used as the motor unit, but a hybrid stepping motor may be used. Also, in the above embodiment, the motor unit is a three-phase motor, but other motors such as two-phase, four-phase, and five-phase motors may be used. The number of electromagnetic coils in the stator is not limited to three or six, and may be appropriately set according to the number of phases of the motor.
各実施形態では、上記電動弁を、１つの導入ポートに対して１つの導出ポートを有する二方弁として構成する例を示した。変形例においては、１つの導入ポートに対して２つの導出ポートを有する三方弁、あるいは２つの導入ポートに対して２つの導出ポートを有する四方弁として構成することもできる。 In each embodiment, an example is shown in which the motor-operated valve is configured as a two-way valve having one outlet port for one inlet port. In a variant, it can be configured as a three-way valve with two outlet ports for one inlet port, or as a four-way valve with two outlet ports for two inlet ports.
各実施形態の電動弁は、冷媒として代替フロン（ＨＦＣ－１３４ａ）など使用する冷凍サイクルに好適に適用されるが、二酸化炭素のように作動圧力が高い冷媒を用いる冷凍サイクルに適用することも可能である。その場合には、冷凍サイクルに凝縮器に代わってガスクーラなどの外部熱交換器が配置される。 The motor-operated valve of each embodiment is suitably applied to a refrigeration cycle that uses a CFC substitute (HFC-134a) as a refrigerant, but it can also be applied to a refrigeration cycle that uses a refrigerant with a high operating pressure, such as carbon dioxide. is. In that case, an external heat exchanger such as a gas cooler is arranged in the refrigeration cycle instead of the condenser.
各実施形態では、上記電動弁を膨張弁として構成したが、膨張機能を有しない開閉弁や流量制御弁として構成してもよい。 In each embodiment, the electric valve is configured as an expansion valve, but it may be configured as an on-off valve or a flow control valve that does not have an expansion function.
各実施形態では、上記電動弁を自動車用空調装置の冷凍サイクルに適用する例を示したが、車両用に限らず電動膨張弁を搭載する空調装置に適用可能である。また、冷媒以外の流体の流れを制御する電動弁として構成することもできる。 In each embodiment, an example in which the electric valve is applied to the refrigerating cycle of an automotive air conditioner is shown, but the electric valve is applicable not only to vehicles but also to air conditioners equipped with an electric expansion valve. Also, it can be configured as an electrically operated valve that controls the flow of fluid other than refrigerant.
なお、本発明は上記実施形態や変形例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。上記実施形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成してもよい。また、上記実施形態や変形例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and can be embodied by modifying constituent elements without departing from the scope of the invention. Various inventions may be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments and modifications. Also, some components may be deleted from all the components shown in the above embodiments and modifications.
１ 電動弁、２ 弁本体、３ モータユニット、５ ボディ、１０ 導入ポート、１２ 導出ポート、４０ 弁孔、４６ 作動ロッド、４８ 弁体、６０ ロータ、６４ ステータ、７０ 積層コア、７３ コイル、７６ ケース、７８ ステータユニット、７９ コネクタ部、１３０ 嵌合部、１３２ ねじ孔、１４０ 嵌合部、１４２ 接続部、１４４ スリット、１４４ 挿通孔、１４５ 座面、１５０ ねじ、１６０ 挿通孔、２０１ 電動弁、２０２ 弁本体、２０３ モータユニット、２０５ ボディ、２４２ フランジ部、２４４ スリット、２４５ 座面、２７６ ケース、２７８ ステータユニット、２７９ ステータユニット、Ｌ 軸線、ＶＣ 仮想円、ＶＣ１ 仮想円、ＶＣ２ 仮想円。
Claims (2)
前記モータユニットは、モールド樹脂に被覆されたステータを含むステータユニットと、前記ステータの内方に配置されるロータとを含み、
前記ボディは、前記ステータユニットを固定するためのねじが螺合可能なねじ孔を有し、
前記ステータユニットは、
前記ロータの軸線を中心とする仮想円上に連続的又は間欠的に設けられて前記ねじ孔と対向し、前記ねじを挿通可能な挿通孔と、
前記挿通孔の開口部に沿って設けられ、前記ねじの頭部を係止可能な座面と、
を有 し、
前記ねじが締結されない状態において、前記ステータユニットが前記ボディに組み付けられたまま前記軸線を中心に回転可能であり、
前記挿通孔が前記ステータユニットの側面に沿って形成されている ことを特徴とする電動弁。 A motor-operated valve configured by assembling a body having a valve portion and a motor unit,
The motor unit includes a stator unit including a stator coated with molding resin, and a rotor disposed inside the stator,
the body has a threaded hole into which a screw for fixing the stator unit can be screwed;
The stator unit is
an insertion hole provided continuously or intermittently on a virtual circle centered on the axis of the rotor, facing the screw hole, and through which the screw can be inserted;
a seat surface provided along the opening of the insertion hole and capable of locking the head of the screw;
have death,
wherein the stator unit is rotatable around the axis while assembled to the body when the screws are not tightened;
The insertion hole is formed along the side surface of the stator unit A motor-operated valve characterized by:
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