JPH06323460A - 電動弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、推進軸５と推進軸受６の遊びが回
転子４の偏心や振れの原因となり、回転子４の外周とケ
ース１内面が接触して騒音の原因になったり、遊びが回
転子４の振動を増幅し、動作中に推進軸５と推進軸受６
間から耳障りなびびり音などの騒音が発生するのを防止
する。 【構成】 本発明の電動弁は、固定した固定子コイル２
への通電により、弁軸３と一体的に形成したモータの回
転子４を回転させ、この回転を弁軸３に形成した推進軸
５と、これに螺合する推進軸受６により弁軸３の直線運
動に変換させて、弁軸３の先端に形成した弁体７により
弁の開口度を制御する電動弁において、回転子４の軸心
上から軸方向に開口した穴９内に、圧縮ばね１０と摺動
自在なピストン１１を挿入するとともに、円筒状ケース
１の蓋１２の内面中心部から垂下固定した心棒１３の先
端が前記ピストン１１の端面と当接するように構成した
ものである。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、ルームエアコンやカー
エアコンなどの冷凍サイクル中に用いられる電子制御膨
張弁、あるいは一般の産業分野でマイコンと組み合わせ
て使用させる比例制御弁として利用される電動弁に関す
るものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、ステッピングモータと弁を組み合
わせてマイコンにより制御する電動弁として、各種のも
のが発明されていた。図４は、従来の電動弁の基本構成
を示す縦断面を示すものであり、以下にその構成を説明
する。従来の電動弁は、非磁性体からなる円筒状ケース
１の外周部に固定したモータの固定子コイル２への通電
により、弁軸３と一体的に形成したモータの回転子４を
回転させ、この回転を弁軸３に形成した推進軸５と、こ
れに螺合する推進軸受６とにより支持し、弁軸３の直線
運動に変換させ、弁軸先端に形成した弁体７と、これに
対向する弁口８により弁の開口度を制御する構造であっ
た。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】近年この種の電動弁の
低作動音化が強く求められるようになった。しかし、こ
の種のモータは駆動トルクが小さく、この小さいトルク
で弁軸３を確実に駆動するために前記した構造の如く、
回転子４の支持は推進軸５と推進軸受６だけの片持支持
方式とされ、さらに推進軸５と推進軸受６との間に適度
な遊びが設けられていた。ところがこのような構造にす
ると、推進軸５と推進軸受６の遊びが回転子４の偏心や
振れの原因となり、回転子４の外周とケース１内面が接
触して騒音の原因になったり、遊びが回転子４の振動を
増幅し、動作中に推進軸５と推進軸受６間から耳障りな
びびり音などの騒音が発生していた。しかし、両端支持
方式は部品精度や組立精度によっては、推進軸５が推進
軸受６あるいは、他の支持部に噛み込んで動作不良を発
生し易く、そのため部品加工や組立に高精度が要求さ
れ、エアコン等の電動弁にはコスト的に実現性のある方
式ではなかった。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明の電動弁は、非磁
性体からなる円筒状ケース１の外周部に固定した固定子
コイル２への通電により、弁軸３と一体的に形成したモ
ータの回転子４を回転させ、この回転を弁軸３に形成し
た推進軸５と、これに螺合する推進軸受６により弁軸３
の直線運動に変換させて、弁軸３の先端に形成した弁体
７により弁の開口度を制御する電動弁において、回転子
４の軸心上から軸方向に開口した穴９内に、圧縮ばね１
０と摺動自在なピストン１１を挿入するとともに、円筒
状ケース１の蓋１２の内面中心部から垂下固定した心棒
１３の先端が前記ピストン１１の端面と当接するように
構成したものである。 【０００５】 【実施例】本発明の実施例を図１により説明する。本発
明の電動弁は、非磁性体からなる円筒状ケース１の外周
部に固定した固定子コイル２への通電により、弁軸３と
一体的に形成したモータの回転子４を回転させ、この回
転を弁軸３に形成した推進軸５と、これに螺合する推進
軸受６により弁軸３の直線運動に変換させ、弁軸３の先
端に形成した弁体７により弁の開口度を制御するもので
あって、回転子４の上部軸心上から軸方向に開口した穴
９を設け、該穴９に圧縮ばね１０と摺動自在なピストン
１１を挿入するとともに、円筒状ケース１の蓋１２の内
面中心部から垂下固定した心棒１３の先端が前記ピスト
ン１１の端面と当接するように構成したものである。 【０００６】 【他の実施例】図２と図３は、前記図１で示した電動弁
の心棒１３まわりにモータの回転ストッパ機構を設け、
推進軸５と推進軸受６け間のくい込みによる動作不良の
防止をはかったもので、モータの回転子４の内周面に、
一カ所だけ半径方向に突出させて凸部４ａを形成すると
共に、円筒状ケース１の蓋の内面には、前記心棒１３の
取付部より離れた位置にストッパ片１４を垂下して固定
し、心棒１３の下端にはフランジ部１５を設け、該フラ
ンジ部１５の上部に上下差を設けて上方の突出片１６ａ
と下方の突出片１６ｂを半径方向に突出させた止め部材
１６を遊嵌し、前記上方の突出片１６ａの回転方向前面
または、後面にストッパ片１４が当接できるように配置
し、下方の突出片１６ｂの回転方向後面または前面に凸
部４ａを当接状に位置させることにより、心棒１３周り
に回転子４のストッパ構造を形成し、心棒１３下端で前
記構造のピストン１１を押すように構成したものであ
る。 【０００７】 【作用】図１の作動について説明する。回転子４と一体
成形した弁軸３は推進軸５と螺合する推進軸受６けによ
り片持ち保持され、上部の蓋１２から垂下された心棒１
３の先端により回転子４内のピストン１１と圧縮ばね１
０を介して下方に押し付けられた状態となっている。次
に、固定子コイル２に通電すると回転子４および、回転
子４と一体成形された弁軸３、及び推進軸５が回転し、
回転方向に応じて弁軸３は上下方向に直線移動する。こ
の時、心棒１３先端と当接した回転子４内のピストン１
１は圧縮ばね１０の伸縮をともなってを穴９内を摺動
し、弁軸３は圧縮ばね１０の縮みによる強弱はあるもの
の、心棒１３から常時下方に押し付けられている。 【０００８】図２の回転ストッパ機構の作動を説明する
と、この図は電動弁の開弁状態を示しており、この状態
において固定子コイル２に閉弁方向に回転するように通
電されると、止め部材１６と全く無関係にモータの回転
子４は上面から見て右方向に一回転し、回転子４の凸部
４ａが心棒１３に遊嵌された止め部材１６の下方の突出
片１６ｂに当たる。続いて、回転子４が回転すると、止
め部材１６の下方の突出片１６ｂが回転子４の凸部４ａ
に押されて右方向に回転し、やがて止め部材１６の上方
突出片１６ａが前記ストッパ片１４と当接し、回転子４
は約１回転半で強制的に停止する。従って、推進軸５と
推進軸受６け間のくい込みが防止できる。一方、弁軸３
は心棒１３からピストン１１と圧縮ばね１０を介して常
時下方に押し付けられている。 【０００９】以上の如く、心棒１３で弁軸３をピストン
１１と圧縮ばね１０を介して常時一方（下方）に押さえ
ることにより、推進軸５と推進軸受６け間に設けた遊び
に起因する”がた”がなくなり、さらにゆるやかな両端
支持となって騒音の原因となった回転子４の振動や振
れ、あるいは円筒状ケース１との接触が防止でき、回転
子４を滑らかに駆動すことができる。ところで、本発明
では、推進力に抗した圧縮ばね１０の力が作用するが、
その力は推進力に比較して小さなものでも十分効果があ
る。参考までに本実施例の値で示すと、モータによる推
進力は約２kgf 発生するのに対し、圧縮ばね１０の抗力
は０．１kgf であり、その時の、本発明品と従来品との
動作時の騒音レベルを比較測定した結果、作動音を５５
ｄＢ(A) から３３ｄＢ(A) に低下することができた。 【００１０】ここで万一、推進力のロスが問題になる場
合、推進力が最も必要とされる全閉時→開弁時に心棒１
３の先端とピストン１１が離れ、開弁後に心棒１３の先
端がピストン１１と当接するように、心棒長，ピストン
長，ばね長を適宜選択することで、開弁後、流体圧力の
作用が弱まってから回転子４に押圧力を作用させること
ができ、推進力不足の問題を解決することができる。さ
らに本構造では心棒１３が回転子４の回転中心を押さえ
るために、モータに発生するトルクのロス量が少なく、
また、ゆるやかな両端支持となっており、部品精度にば
らつきがあっても動力性能にはほとんど影響を与えな
い。 【００１１】 【発明の効果】本発明によれば、心棒１３，ピストン１
１，圧縮ばね１０から構成される簡単な構造により作動
音を大幅に低減できる。また、作用点が回転中心である
からモータトルクを低下させることもなく、耐久性も十
分ある。さらに心棒１３を利用してストッパ機構を構成
できる利点も持ち合わせており、産業上の効果は大なる
ものである。

【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明に係る電動弁を示す縦断面図。 【図２】 本発明に係る他の実施例を示す縦断面図。 【図３】 図２の回転ストッパー機構を示す部分斜視
図。 【図４】 従来の電動弁を示す縦断面図。 【符号の説明】 １ ケース ２ 固定子コイル ３
弁軸 ４ 回転子 ４ａ 凸部 ５
推進軸 ６ 推進軸受け ７ 弁体 ８
弁口 ９ 穴 １０ 圧縮ばね １１
ピストン １２ 蓋 １３ 心棒。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 非磁性体からなる円筒状ケース１の外周部に固定した固
   定子コイル２への通電により、弁軸３と一体的に形成し
   たモータの回転子４を回転させ、この回転を弁軸３に形
   成した推進軸５と、これに螺合する推進軸受６により弁
   軸３の直線運動に変換させて、弁軸３の先端に形成した
   弁体７により弁の開口度を制御する電動弁において、 回転子４の軸心上から軸方向に開口した穴９内に、圧縮
   ばね１０と摺動自在なピストン１１を挿入するととも
   に、円筒状ケース１の蓋１２の内面中心部から垂下固定
   した心棒１３の先端が前記ピストン１１の端面と当接す
   るように構成したことを特徴とする電動弁。