特許 6574467 直動式電動弁及びその実装方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6574467

(24)【登録日】2019年8月23日

(45)【発行日】2019年9月11日

(54)【発明の名称】直動式電動弁及びその実装方法

(51)【国際特許分類】

   F16K 31/04 20060101AFI20190902BHJP

   F16K 31/50 20060101ALI20190902BHJP

【ＦＩ】

   F16K31/04 A

   F16K31/50 C

【請求項の数】7

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2017-186257(P2017-186257)

(22)【出願日】2017年9月27日

(62)【分割の表示】特願2016-524052(P2016-524052)の分割

【原出願日】2015年1月20日

(65)【公開番号】特開2018-25302(P2018-25302A)

(43)【公開日】2018年2月15日

【審査請求日】2017年9月28日

(31)【優先権主張番号】201410026132.1

(32)【優先日】2014年1月20日

(33)【優先権主張国】CN

(31)【優先権主張番号】201410025331.0

(32)【優先日】2014年1月20日

(33)【優先権主張国】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】514239545

【氏名又は名称】浙江三花制冷集団有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】▲呂▼▲銘▼

(72)【発明者】

【氏名】魏先▲譲▼

【審査官】 小岩 智明

(56)【参考文献】

【文献】 中国実用新案第２０３２２３６１７（ＣＮ，Ｕ）

【文献】 中国実用新案第２０２１０９０４７（ＣＮ，Ｕ）

【文献】 特開２００１−１５３２３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３１０５４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０１０００４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１７９７３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１４１０９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２６７４６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１５３６３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｋ １／００− １／０４， １／３２− １／４２，

１１／０４−１１／０４８，３１／０４−３１／０８，

Ｆ２５Ｂ ４１／０４−４１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

弁室を有する弁座（３０）と、前記弁座（３０）の上端に設けられたモータ（１０）と、スクリュー（３１２）とを備え、前記スクリュー（３１２）は螺合によりナット（４１）が連結されており、前記ナット（４１）に弁コア（４２）が連結されている直動式電動弁において、
前記モータ（１０）のロータ（１２）と前記弁座（３０）の軸方向位置が相対的に固定されて、前記スクリュー（３１２）の上端と前記ロータ（１２）が固定接続されており、前記弁コア（４２）が前記ナット（４１）の協働で前記弁室の軸方向に移動して前記弁座（３０）に設けられた弁口（３０ａ）を開閉するように配置され、前記弁コア（４２）はバランス通路を有する筒状構造であり、その外周に、前記弁室を２つの独立したチャンバに分割するシール部材が設けられ、
前記直動式電動弁は、弁コアユニット（４００）と、下弁座ユニット（３０２）と、上弁座ユニット（３０１）とを備え、前記上弁座ユニット（３０１）は、上弁座（３１）と、スクリュー（３１２）と、モータ（１０）のロータ（１２）とを備え、前記上弁座（３１）は、前記下弁座ユニット（３０２）の下弁座（３２）と固定接続され、かつ両者の内室が連通し、前記ロータ（１２）は前記上弁座（３１）の上端に外嵌すると共に、前記上弁座（３１）の軸方向位置と相対的に固定され、前記スクリュー（３１２）の上端は前記上弁座（３１）を貫通して前記ロータ（１２）と固定接続されており、下端は前記弁コアユニット（４００）のナット（４１）と螺合されて、前記弁コアユニット（４００）の弁コア（４２）は、前記ナット（４１）の協働で前記下弁座（３２）の内室に沿って軸方向に移動して、前記下弁座（３２）に設けられた弁口（３０ａ）を開閉するように構成されていることを特徴とする直動式電動弁。

【請求項2】

前記スクリュー（３１２）は、環状接続ピース（３１５）を介して前記ロータ（１２）に溶接固定されており、前記環状接続ピース（３１５）の貫通穴の周辺には軸方向に沿って延在して突出部を形成するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の直動式電動弁。

【請求項3】

前記ロータ（１２）は永久磁石ロータであり、前記ロータ（１２）の外径と前記弁口（３０ａ）の直径との比は０．８〜１．８であることを特徴とする請求項１に記載の直動式電動弁。

【請求項4】

前記上弁座（３１）の内室は環状板によって上側室（３１ｅ）と下側室とに仕切られており、前記上側室（３１ｅ）内に軸受（３１１）が設けられており、前記スクリュー（３１２）は前記軸受（３１１）を介して前記上弁座（３１）の軸方向位置と相対的に固定されるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の直動式電動弁。

【請求項5】

前記上弁座（３１）にハウジング（２０）が外嵌されており、前記ハウジング（２０）に前記モータ（１０）のコイル部材（１１）が外嵌されるとともに、前記ハウジング（２０）に被せて設けられている固定ホルダー（２１）により支持されており、前記コイル部材（１１）の軸方向中心線と、前記軸受（３１１）の軸方向中心線及びロータ（１２）の軸方向中心線が重なり合うように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の直動式電動弁。

【請求項6】

請求項１に記載された直動式電動弁の実装方法であって、
組み立てられた弁コアユニット（４００）を、組み立てられた下弁座ユニット（３０２）に取り付けるステップと、
組み立てられた上弁座ユニット（３０１）のスクリュー（３１２）を前記弁コアユニット（４００）のナット（４１）にねじ込ませるとともに、前記上弁座ユニット（３０１）の上弁座（３１）を前記下弁座ユニット（３０２）の下弁座（３２）に溶接固定させるステップと、
ハウジング（２０）と固定ホルダー（２１）を押圧して実装すると共に、モータ（１０）のコイル部材（１１）を組み立てるステップと、を含むことを特徴とする直動式電動弁の実装方法。

【請求項7】

前記上弁座ユニットの実装において、
スクリュー（３１２）と、軸受（３１１）と、上弁座（３１）とを押圧して実装するステップと、
スペーサ（３１４）を前記軸受（３１１）の上端に取り付けて、前記上弁座（３１）とかしめ接続又は溶接させるステップと、
ブッシュ（３１３）を前記スクリュー（３１２）と前記スペーサ（３１４）との間に介在させ、前記軸受（３１１）の上端と当接させると共に、前記スクリュー（３１２）と溶接固定させるステップと、
モータ（１０）のロータ（１２）を前記上弁座（３１）の上端に外嵌するとともに、前記スクリュー（３１２）と固定接続させるステップと、を含むことを特徴とする請求項６に記載の実装方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、２０１４年０１月２０日に中国特許庁に出願され、出願番号が２０１４１００
２６１３２．１、発明の名称が「直動式電動弁」である中国特許出願、及び２０１４年０
１月２０日に中国特許庁に出願され、出願番号が２０１４１００２５３３１．０、発明の
名称が「直動式電動弁及びその実装方法」である中国特許出願に基づき優先権を主張する
ものであり、その記載内容のすべてを、本出願に援用する。

【0002】

本発明は、流体制御部材の技術分野に関し、特に直動式電動弁に関する。また、本発明
は、さらに、前記直動式電動弁を実装するための実装方法に関する。

【背景技術】

【0003】

マルチエアコンやモジュール型空調機などの業務用エアコンにおいては、１つの室外機に
複数の室内機システムが接続されており、各室内機の冷媒回路ごとには、冷媒を切断する
か、流量の大きさを調整するための流量制御弁が実装されなければならない。このような
流量制御弁は、任意の開度流量を調節でき、安定的に動作できることが求められている。
また、各室内機の冷媒回路ごとに実装することが必要となるので、当該流量制御弁の小型
化及び大容量化も望まれている。

【0004】

従来、前記流量制御弁は、パイロット式制御弁が用いられることが多い。電動モータによ
ってパイロット弁コアを駆動し、メイン弁コアを利用してこのパイロット弁コアと連動さ
せてメイン弁口を開閉するように構成されている。しかしながら、パイロット式制御弁は
、メイン弁口が開かれると、開口面積が急に増え、流量が激しく変わる場合がある。つま
り、パイロット式制御弁は流量を精度よく調整することができなかった。

【0005】

冷媒の流量を精度よく調整するため、直動式制御弁が採用されている。従来の直動式制御
弁においては、モータの出力軸はギヤシステムを介してスクリューと伝動的に接続され、
スクリューは螺合によりナットが接続され、ナットは弁コアと接続され、また、ナットは
軸方向のみに摺動できるが、周方向に回転することができないように制限されている。作
動時に、モータが始動され、これに伴い、その出力軸が回動し始め、ギヤシステムによっ
てスクリューに伝達される。その後、スクリューの回転に伴い、ナットが軸方向に摺動し
て弁コアを軸方向に摺動させるように駆動し、これによって、弁口の開度を調整する目的
が図られる。

【0006】

しかしながら、マルチエアコンやモジュール型空調機などの業務用エアコンにおいては、
流量制御弁の弁口の面積を大きく設定しなければならないので、これに相応する駆動力が
大きく求められるようになってきた。この場合、前記直動式制御弁を使用し続けると、大
きな駆動力を取得するために、モータのサイズが必ず大型化されるようになる。その結果
、制御弁の体積が大きくなりすぎ、コストが増える一方、着脱も手間がかかってしまう。

【0007】

従来の別種の直動式制御弁においては、スクリューはモータのロータと固定されると共に
、螺合によりナットが接続されており、スクリューの下端に弁コアが直接的に噛み合い、
ナットは弁座と固定されている。作動時に、モータのロータはスクリューを回動させるよ
うに駆動し、スクリューがナットと螺合されており、かつナットが固定されているため、
ロータはスクリューを軸方向にも移動させ、これにより、弁口を開閉するように弁コアを
動かすこともできる。ところが、このような直動式制御弁は作動時に、ロータが軸方向に
移動するので、ロータの位置がコイル部材の軸方向中心位置に対して変化するため、ロー
タを常にコイル部材の軸方向中心位置に保持することができず、さらに、駆動力が低下す
る原因となる。よって、大径の弁口を開閉するために、モータのサイズを大型化する必要
もある。

【0008】

こうした状況に鑑みて、当業者が現在に解決しなければならない技術的課題は、小型モー
タで大径の弁口を開閉するように弁コアを駆動することができるように、如何に直動式電
動弁を改良するかということである。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、小型化及び大容量化を図るために、小型モータで大径の弁口を開閉するように
弁コアを駆動することができる直動式電動弁を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

前記技術的課題を解決するために、本発明は、弁室を有する弁座と、前記弁座の上端に設けられたモータと、スクリューとを備え、前記スクリューは螺合によりナットが連結されて、前記ナットに弁コアが連結されている直動式電動弁において、前記モータのロータと前記弁座の軸方向位置が相対的に固定されており、前記スクリューの上端と前記ロータが固定接続されており、前記弁コアが前記ナットの協働で前記弁室の軸方向に移動して前記弁座に設けられた弁口を開閉するように配置されて、前記弁コアはバランス通路を有する筒状構造であり、その外周に前記弁室を２つの独立したチャンバに分割するシール部材が設けられ、前記直動式電動弁は、弁コアユニットと、下弁座ユニットと、上弁座ユニットとを備え、前記上弁座ユニットは、上弁座と、スクリューと、モータのロータとを備え、前記上弁座は、前記下弁座ユニットの下弁座と固定接続され、かつ両者の内室が連通し、前記ロータは前記上弁座の上端に外嵌すると共に、前記上弁座の軸方向位置と相対的に固定され、前記スクリューの上端は前記上弁座を貫通して前記ロータと固定接続されており、下端は前記弁コアユニットのナットと螺合されて、前記弁コアユニットの弁コアは、前記ナットの協働で前記下弁座の内室に沿って軸方向に移動して、前記下弁座に設けられた弁口を開閉するように構成されている直動式電動弁を提供する。

【0011】

こうすると、作動時に、モータのコイル部材はロータを回動させるように駆動する。ロー
タと弁座の軸方向位置が固定され、かつスクリューがロータと固定接続されているため、
スクリューのみがロータによって回動される。スクリューと螺合するナットは、スクリュ
ーの回動を軸方向移動に変換することにより、弁コアを軸方向に移動させて弁口を開閉す
る。前記構造はギヤシステムを無くしたため、不要な伝動を低減させ、動力損失を小さく
することができ、反応が直接的且つ確実で敏感となる。また、ロータと弁座の軸方向位置
が固定され、即ち作業中にロータとコイル部材との相対的な位置が決められているため、
モータの駆動力が弁コアの軸方向移動に伴って変化することはなく、さらに、弁コアはバ
ランス通路を有するため、弁を開くのにかかる抵抗力が小さい。明らかなように、同一サ
イズを有する弁口に対して、そのモータのサイズが先行技術よりも小さくなるため、小型
化と大容量化の要求を両立させることが可能となった。

【0012】

モータのロータと上弁座の軸方向位置が相対的固定され、かつスクリューがロータと固定
接続されているため、作動時に、モータはスクリューの回動を直接的に駆動し、スクリュ
ーと螺合するナットはスクリューの回動を軸方向移動に変換することにより、弁コアを軸
方向に移動させて弁口を開閉するようにしている。ギヤシステムを無くしたため、不要な
伝動を低減させ、摩擦損失を小さくすることができ、反応が直接的且つ確実である。

【0013】

モータのロータと上弁座の軸方向位置が相対的に固定されているため、ロータとモータの
コイル部材との間の相対的な位置が固定される。作動時に、モータの駆動モーメントは弁
コアの軸方向移動に伴って変わることがなく、前述した構造と組み合せると、モータのサ
イズを効果的に低減させることができる。

【0014】

好ましくは、前記スクリューは、環状接続ピースを介して前記ロータに溶接固定されてお
り、前記環状接続ピースの貫通穴の周辺端部には軸方向に延在して突出部が形成されてい
る。

【0015】

好ましくは、前記ロータは永久磁石ロータであり、前記ロータの外径と前記弁口の直径と
の比は０．８〜１．８である。

【0016】

好ましくは、前記上弁座の内室は環状板によって上側室と下側室とに仕切られており、前記上側室内に軸受が設けられており、前記スクリューは前記軸受を介して前記上弁座の軸方向位置と相対的に固定されるように構成されている。

【0017】

好ましくは、前記上弁座にハウジングが外嵌されており、前記ハウジングに前記モータのコイル部材が外嵌されるとともに、前記ハウジングに被せて設けられている固定ホルダーにより支持されており、前記コイル部材の軸方向中心線と、前記軸受の軸方向中心線及びロータの軸方向中心線が重なり合うように構成されている。

【0020】

好ましくは、前記ロータの軸方向中心線と、前記モータのコイル部材の軸方向中心線とが
重なり合うように構成されている。

【0021】

本発明は、さらに、以下のステップを含む、上記記載に従う直動式電動弁の実装方法を提供する。すなわち、
組み立てられた弁コアユニットを、組み立てられた下弁座ユニットに取り付けるステップと、
組み立てられた上弁座ユニットのスクリューを前記弁コアユニットのナットにねじ込ませるとともに、前記上弁座ユニットの上弁座を前記下弁座ユニットの下弁座に溶接固定させるステップと、
ハウジングと固定ホルダーを押圧して実装すると共に、モータのコイル部材を組み立てるステップと、を含む。

【0022】

本発明が提案する直動式電動弁は、前記直動式電動弁の実装方法を採用している。前記直
動式電動弁は前記技術的効果を奏するので、前記直動式電動弁を実装するための実装方法
も相応する技術的効果を具備するはずである。

【0023】

好ましくは、前記上弁座ユニットの実装において、
スクリューと、軸受と、上弁座とを押圧して実装するステップと、
スペーサを前記軸受の上端に取り付けて、前記上弁座とかしめ接続又は溶接させるステッ
プと、
ブッシュを前記スクリューと前記スペーサとの間に介在させ、前記軸受の上端と当接させ
ると共に、スクリューと溶接固定させるステップと、
モータのロータを前記上弁座の上端に外嵌するとともに、前記スクリューと固定接続させ
るステップとを含む。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明に係る直動式電動弁の具体的な実施形態を示す断面図、弁コアが全開状態とされるときの構造を示している。

【図2】本発明に係る直動式電動弁の具体的な実施形態を示す断面図、弁コアが全閉状態とされるときの構造を示している。

【図3】弁コアが全閉状態とされるときにおける弁コアユニットのバランス通路の構造を示している。

【図4】図１における上弁座ユニットの構造概略図である。

【図5】図１における上弁座ユニットの断面概略図である。

【図6】図５の平面図である。

【図7】図１における弁コアユニットの構造概略図である。

【図8】図１における弁コアユニットの断面概略図である。

【図9】図８の平面図である。

【図10】図１における弁座コアの構造概略図である。

【図11】図１における下弁座の構造概略図である。

【図12】上弁座の上側室の拡大概略図である。

【図13】上弁座の構造概略図である。

【図14】リテーナリングの構造概略図である。

【図15】直動式電動弁を実装するプロセス概略図である。

【図16】上弁座ユニットを実装するプロセス概略図である。

【図17】弁コアユニットを実装するプロセス概略図である。

【発明を実施するための最良の形態】

【0025】

本発明は、小型化及び大容量化を図るために、小型モータで大径の弁口を開閉するように
弁コアを駆動することができる直動式電動弁を提供する。

【0026】

当業者に本発明に係る技術案をより効果的に理解させるために、以下で、図面及び具体的
な実施形態を参照しながら、本発明についてさらに詳しく説明する。

【0027】

本文に言及される上と下などの方位語は、図１ないし図１１における部品が図中にある位
置及び部品同士間の位置関係によって定義され、技術案を明確に表現するものに過ぎない
。本文に使われている方位語は、係る請求項を限定するものとして理解されるべきではな
い。

【0028】

図１〜２を参照し、図１は、本発明に係る直動式電動弁の具体的な実施形態を示す断面図
であり、弁コアが全開状態のときの構造を示している。図２は、本発明に係る直動式電動
弁の具体的な実施形態を示す断面図であり、弁コアが全閉状態のときの構造を示している
。

【0029】

この実施例において、直動式電動弁は、弁室を有する弁座３０と、弁座３０と接続された
ハウジング２０と、弁座３０の上端に設けられたモータ１０と、スクリュー３１２とを備
え、スクリュー３１２は螺合によりナット４１が連結されて、ナット４１に弁コア４２が
連結されたる。モータ１０のロータ１２はハウジング２０内に設けられ、弁座３０の軸方
向位置と相対的に固定されて、コイル部材１１はハウジング２０に外嵌しており、スクリ
ュー３１２の上端とロータ１２が固定接続されており、弁コア４２はナット４１の協働で
前記弁室の軸方向に移動して、弁座３０上に設けられた弁口３０ａを開閉するように配置
されている。ここで、弁コア４２は、バランス通路を有する筒状構造であり、その外周に
前記弁室を2つの独立したチャンバに分割するシール部材が設けられている。

【0030】

直動式電動弁は、弁コアユニット４００と、下弁座ユニット３０２とを備える。ここで、下弁座ユニット３０２は、下弁座３２と、下弁座３２の内室に設けられた弁座コア３２１とを備える。弁コアユニット４００は、ナット４１と、ナット４１と接続された弁コア４２とを備える。また、上弁座ユニット３０１を備え、さらに、上弁座３１と、スクリュー３１２とモータ１０のロータ１２とを備える。上弁座３１と下弁座３２は固定接続され、かつ両者の内室が連通している。ロータ１２は上弁座３１の上端に外嵌されるとともに、上弁座３１の軸方向位置と相対的に固定されている。スクリュー３１２の上端は上弁座３１を貫通してロータ１２と固定接続されており、下端はナット４１と螺合し、弁コア４２はナット４１の協働で弁座コア３２１のコアチャンバに沿って軸方向に移動して、下弁座３２に設けられた弁口３０ａを開閉するように構成されている。

【0031】

この直動式電動弁は以下のような技術的効果を有する。すなわち、モータ１０のロータ１２と上弁座３１の軸方向位置が相対的固定され、かつスクリュー３１２がロータ１２と固定接続されている。作動時に、モータ１０は直接的にスクリュー３１２を回動させるように駆動し、スクリュー３１２と螺合するナット４１は、スクリュー３１２の回動を軸方向移動に変換することにより、弁コア４２を軸方向に移動させて弁口３０ａを開閉するようにしている。これにより、ギヤシステムを無くしたため、不要な伝動を低減させ、動力損失を小さくすることができ、反応が直接的且つ確実となる。

【0032】

モータ１０のロータ１２と上弁座３１の軸方向位置が相対的固定されているため、ロータ
１２とモータ１０のコイル部材１１との間の相対的な位置が固定されている。作動時に、
モータ１０の駆動トルクは弁コア４２の軸方向移動に伴い変わることはないため、前述し
た構造と組み合せると、モータ１０のサイズを効果的に低減させることができる。

【0033】

ここで、上弁座３１にハウジング２０が外嵌されており、ハウジング２０にモータ１０の
コイル部材１１が外嵌されるとともに、ハウジング２０に外嵌された固定ホルダー２１に
より支持されている。

【0034】

こうすると、作動時に、モータ１０のコイル部材１１はロータ１２を回動させるように駆
動し、ロータ１２と弁座３０の軸方向位置が固定され、かつスクリュー３１２はロータ１
２と固定接続されているため、ロータ１２はスクリュー３１２のみを回転させ、スクリュ
ー３１２と螺合するナット４１は、スクリュー３１２の回動を軸方向移動に変換すること
により、弁コア４２を軸方向に移動させて弁口３０ａを開閉するようにしている。前記構
造はギヤシステムを無くしたため、不要な伝動を低減させ、動力損失を小さくすることが
でき、反応が直接的且つ確実で敏感となる。また、ロータ１２と弁座３０の軸方向位置が
相対的に固定され、即ち作業中にロータ１２とコイル部材１１との相対的な位置が固定さ
れているため、モータ１０の駆動力は弁コア４２の軸方向移動に伴って変化することがな
い。明らかなように、同一サイズを有する弁口３０ａに対して、本技術案に係るモータの
サイズが先行技術よりも小さくなるため、弁体の小型化と大容量化の要求を両立させるこ
とが可能となる。

【0035】

好ましい方案において、ロータ１２の軸方向中心線とコイル部材１１の軸方向中心線とは
、重なり合うように構成されている。好ましい方案において、コイル部材１１の軸方向中
心線、軸受３１１の軸方向中心線及びロータ１２の軸方向中心線は重なり合うように構成
されている。これによって、モータ１０の駆動力を最大化することができる。

【0036】

この実施例において、弁座３０は上弁座３１と下弁座３２とを備え、両者は固定接続され
ている。ここで、弁口３０ａは下弁座３２に配置されている。

【0037】

図４〜６を参照し、図４は、図１における上弁座ユニットの構造概略図であり、図５は、
図１における上弁座ユニットの断面概略図であり、図６は図５の平面図である。

【0038】

図示されるように、上弁座３１は、ロータ１２の内部に挿し込まれる小径部と大径部とを
備え、スクリュー３１２は上弁座３１の内室を貫通してロータ１２と固定接続されている
。

【0039】

具体的な方案において、スクリュー３１２は環状接続ピース３１５を介してロータ１２と溶接固定されている。環状接続ピース３１５は環状をなし、中間に貫通穴を開け、スクリュー３１２に外嵌することができる。環状接続ピース３１５の外側とロータ１２とが溶接固定され、これによって、スクリュー３１２とロータ１２の接続強度を確保することができる。

【0040】

さらに、環状接続ピース３１５の貫通穴の周辺には軸方向に延在して突出部を形成するよ
うに構成されている。これによって、この突出部をスクリュー３１２に外嵌すると、環状
接続ピース３１５とスクリュー３１２との接触面積を増加させることができるため、スク
リュー３１２とロータ１２との間の接続強度を補強し、スクリュー３１２がロータ１２の
回転に伴い回動することが確保できるようになる。

【0041】

具体的な方案において、実装を手軽に利用できるように、環状接続ピース３１５はロータ
１２と一体に設けられている。

【0042】

上弁座３１の内室は 環状板によって上側室と下側室とに分割されており、該環状板は上
弁座３１と一体に設けられている。前記上側室の内部に軸受３１１が設けられており、こ
の軸受３１１の内輪はスクリュー３１２の外周壁と接合し、外輪は前記上側室の内壁と接
合するように設けられている。これによって、スクリュー３１２は軸受３１１を介して上
弁座３１との軸方向位置が相対的に固定されるため、ロータ１２と上弁座３１の軸方向位
置が相対的に固定される。即ち上弁座３１の前記構造では、軸受３１１と、スクリュー３
１２と、ロータ１２との三者の相対的な位置が定められる。

【0043】

ここで、上弁座３１の周壁に平衡孔３１ｄをさらに開設してもよい。この平衡孔３１ｄは
圧力のバランスをとりつつ、スクリュー３１２の回動抵抗力を低下させるために、上弁座
３１の小径部に設けられる。

【0044】

さらには、軸受３１１の上端にブッシュ３１３をさらに設けていてもよい。ブッシュ３１
３はスクリュー３１２に外嵌するとともに、スクリュー３１２と溶接固定される。これに
よって、軸受３１１の内輪は軸方向から力を受けて軸受３１１の外輪から離脱するのを防
止することができる。なお、ブッシュ３１３の上にスペーサ３１４をはめ込むように設け
、スペーサ３１４を上弁座３１の上部に溶接することで、軸受３１１の内輪と外輪が互い
に離脱するのを更に防止することが可能となる。

【0045】

上弁座３１、軸受３１１、スクリュー３１２及びロータ１２は、上弁座ユニットと称する
。

【0046】

ここで、前記記述は例として、ロータ１２と弁座３０の軸方向位置を特定する形態を与え
るものに過ぎず、実際に、他の方式によってロータ１２と弁座３０の軸方向位置を特定す
ることもできるように理解されるべきである。

【0047】

図１２に示すように、上弁座３１の環状板の上端に、段差面が軸受３１１に向く環状段差
３１ｆが設けられている。これによって、軸受３１１の内輪が回動するとき、環状板と直
接的に接触し摩擦が生じるのを回避することが可能となる。

【0048】

スクリュー３１２のねじ部は、上弁座３１の下側室に設けられており、前記下側室は、ス
クリュー３１２と螺合して接続されたナット４１をガイドするための小径チャンバ３１ａ
と、下弁座３２の内室と組み合わされて弁室を形成する大径チャンバ３１ｂと備える。つ
まり、上弁座３１の下側室は、ナット４１と弁コア４２とからなる弁コアユニット４００
を軸方向に移動させるスペースを提供し、上弁座３１の構成では、弁の軸方向寸法が小さ
くなるため、弁の小型化の設計に寄与する。

【0049】

また、図７〜図９を参照し、図７は、図１における弁コアユニットの構造概略図であり、
図８は、図１における弁コアユニットの断面概略図であり、図９は、図８の平面図である
。

【0050】

弁コアユニット４００は、ナット４１と弁コア４２とを備える。前記ナット４１はスクリ
ュー３１２と螺合する小径部４１ａと大径部４１ｂを備える。弁コア４２の上端に大径部
４１ｂを収容する収容チャンバがあり、前記収容チャンバの内壁上端に、段差面がロータ
１２に向く環状段差が設けられており、その環状段差の上に、ナット４１と弁コア４２の
軸方向における相対的な位置を制限するようにナット蓋板４１１が配置されている。

【0051】

ロータ１２は回転し、スクリュー３１２を回動させると共に、ナット４１を上側に移動さ
せると、ナット４１の大径部４１ｂの端部はナット蓋板４１と干渉するので、弁コア４２
と共に上方に移動させることができるため、ナット４１が弁コア４２から離脱するのを防
止することができる。

【0052】

ロータ１２は回転し、スクリュー３１２を回動させると共に、ナット４１を下側に移動さ
せると、ナット４１は、弁口３０ａが閉じるまで、弁コア４２を下側に移動させるように
直接に動かすことができる。

【0053】

ここで、モータ１０のロータ１２は、コイル部材１１の駆動により時計回りに回転するか
、反時計回りに回転するようにして、ナット４１を上方側、或いは下方側に移動させるこ
とができる。実際の設置に際して、ロータ１２が時計回りに回転するとき、ナット４１を
上方側に移動させるように設定してもよいし、ロータ１２が反時計回りに回転するとき、
ナット４１を下方側に移動させるように設定してもよいし、ロータ１２が時計回りに回転
するとき、ナット４１を下方側に移動させるように設定してもよいし、ロータ１２が反時
計回りに回転するとき、ナット４１を上方側に移動させるように設定していてもよい。

【0054】

ナット４１の小径部４１ａは、上弁座３１の下側室の小径チャンバ３１ａに延びており、
スクリュー３１２の駆動によって、ナット４１の小径部４１ａは前記小径チャンバ３１ａ
の軸方向に沿って移動する。この小径チャンバ３１ａがナット４１の軸方向移動をガイド
する役割を果たすことにより、ナット４１は軸方向に移動するときに歪みが生じ、弁コア
４２の弁口３０ａに対する封止性を妨げるのを避けることができる。

【0055】

明らかなように、ナット４１によりスクリュー３１２の回動を軸方向移動に変換して、弁
コア４２を軸方向に移動させるために、ナット４１の周方向回動を制限する位置リミット
部材がさらに配置されている。

【0056】

位置リミット部材を設ける形態は種々があり、具体的に、本技術案では、ナット４１の小
径部４１ａを、横断面が非円形のコラム構造、例えば図７に示す四角柱とすることができ
る。これに応じて、上弁座３１の小径チャンバ３１ａを前記四角柱と適合させるように設
けている。当然ながら、実際の設置に際して、ナット４１の小径部４１ａを、横断面が非
円形の他のコラム構造、例えば五角形などとして設置することもできる。これに応じて、
小径チャンバ３１ａをこれと適合させるように設けている。また、小径チャンバ３１ａの
内壁にリテーナリングを設け、リテーナリングの内孔を非円形とし、ナット４１の小径部
４１ａを該リテーナリングと係合し、横断面が非円形のコラムとして設置することもでき
る。これ以外に、さらに、前記収容チャンバの底部に周方向制限溝を設け、ナット４１の
大径部４１ｂの底部に、周方向制限溝と係合する周方向制限突起を設けることもできる。
以上の幾つかの例は、ナット４１の周方向の回動を制限する位置リミット部材を例示する
ものに過ぎない。

【0057】

さらに、図１３に示すように、上弁座３１の小径チャンバ３１ａの横断面を円形とし、小
径チャンバ３１ａのチャンバ壁の下端に環状溝を設け、この環状溝の内部にリテーナリン
グ３１６を設け、このリテーナリング３１６の内孔を非円形孔としている。図１４に、リ
テーナリング３１６の内孔が四角形孔とされる構造を示している。ナット４１の小径部４
１ａの横断面はリテーナリング３１６の内孔と適合させるように配置され、これによって
、ナット４１の周方向の回転を制限することができる。

【0058】

また、図１０〜１１を併せて参照し、図１０は、図１にお
ける弁座コアの構造概略図であり、図１１は、図１における下弁座の構造概略図である。

【0059】

下弁座３２内に、弁座コア３２１が固着されて設けられており、弁座コア３２１はコアチ
ャンバを有すると共に、周壁に１つまたは複数の流量調節溝３２１ａが配置されているい
る。弁座コア３２１は弁室を第１のチャンバと、第１のチャンバを囲繞する第２のチャン
バとに分割しており、明らかなように、２つのチャンバは流量調節溝３２１ａによって連
通されている。ここで、前記第１のチャンバは弁座コア３２１のコアチャンバと理解され
るべきである。第２のチャンバは第１の接続管と連通し、第１のチャンバは弁口３０ａを
介して第２の接続管と連通している。

【0060】

冷媒の流量調整工程において弁座コア３１２に付加する力の安定性を確保するために、複
数の流量調節溝３２１ａは弁座コア３２１の周壁に沿って均一に分布するように配置され
てもよい。

【0061】

さらに、流量調節溝３２１ａは、弁座コア３２１の軸方向に沿ってその周方向長さが下側
に向けて漸縮する構造とされてもよい。図１０に示すように、この構成では、小流量範囲
の冷媒の流量調節をより一層正確に行うことができる。当然ながら、実際の設置に際して
、流量調節溝３２１ａを他の構造、例えば四角形、円形又は楕円形の構造として設置して
もよい。但し、前述した構造に比べて、小流量範囲内で調整精度が低くなる。

【0062】

ナット４１と接続された弁コア４２は弁室内に設けられ、具体的には前記第１のチャンバ
内に設けられている。弁コア４２が全閉状態とされ、弁口３０ａが閉じられると、弁コア
４２の側壁は流量調節溝３２１ａを塞ぐことができるため、第１のチャンバと第２のチャ
ンバとの連通を切断することができる。また、弁コア４２がナット４１の移動により上方
側に移動されると、流量調節溝３２１ａを漸次的に打開すると共に、流量調節溝３２１ａ
の流通面積を変更することにより、第１のチャンバと第２のチャンバとを連通させ、冷媒
の流量を調節することができる。明らかなように、弁コア４２と弁座コア３２１の間を封
止することが要求される。

【0063】

図３を参照しながら見ると、具体的な方案においては、弁座コア３２１のコアチャンバを段差孔として設置し、この段差孔は上弁座３１に向く段差面を形成する。弁座コア３２１の上端に上部リミットスリーブ４２１が差し込まれるように実装されており、この上部リミットスリーブ４２１の上端に環状の径方向ボスを有し、この径方向ボスは、弁座コア３２１の上弁座３１に向く上端面に当接されている。このように、上部リミットスリーブ４２１の下端面である弁口３０ａに向く端面と、弁座コア３２１の内側壁及び前記弁座コア３２１の段差面は実装溝を形成し、この実装溝の内部にシールガスケット４２３を配置することができる。

【0064】

さらに、シールガスケット４２３と前記弁座コア３２１の段差面の間に、下部リミットス
リーブ４２２を設けてもよい。弁口３０ａに対する封止性を確保するため、通常、弁コア
４２は上部が小さく、下部が大きい構造とされており、弁コア４２の実装上の要求を満た
すために、弁座コア３２１の小径貫通穴と弁コア４２との間には実装用ギャップが存在し
ている。下部リミットスリーブ４２２の設置によって、実装用ギャップの存在によりシー
ルガスケット４２３が弁コアの往復移動中に前記実装溝から離脱するのを回避することが
できる。

【0065】

さらには、シールガスケット４２３の外周面にスライド支援部材４２３ａが設けられてい
る。このスライド支援部材４２３ａをシールガスケット４２３と一体に設けることができ
、即ち、スライド支援部材４２３ａをシールガスケット４２３の外周に被覆してもよく、
それ自体を単独に設けることもできる。前記第１のチャンバと前記第２のチャンバの間に
圧力差が存在するとき、圧力によってシールガスケット４２３が押圧され変形される。ス
ライド支援部材４２３ａはシールガスケット４２３の外周に被覆されているため、シール
ガスケット４２３の押圧力を容易に捕捉することができ、弁コア４２の外周壁と密着して
封止性を確保することができる。また、スライド支援部材４２３ａの設置によって、弁コ
ア４２の軸方向移動時における摩擦抵抗力を低減することもできる。

【0066】

前記上部リミットスリーブ４２１は、さらに、弁座コア３２１との相対的な固定を維持するように設けられている。この実施例において、上弁座３１の大径部の底部に軸方向ボスを配置し、下弁座３２に向く環状段差面を形成することができる。上弁座３１はこの軸方向ボスを介して下弁座３２に挿入実装され、その環状段差面は下弁座３２の上端面と密着し、前記軸方向ボスの下端は上部リミットスリーブ４２１を弁座コア３２１の上端面に押し付けるように設けられている。また、上弁座３１のこのような構造の設置によって、下弁座３２との同軸度を容易に確保することもできる。当然ながら、その他の方式、例えば溶接やねじ連接などの方式によって、上部リミットスリーブ４２１と弁座コア３２１とを固定することもできる。

【0067】

弁コア４２は全閉状態の時に、その弁口３０ａとの間の封止性が確保されなければならな
い。

【0068】

この実施例においては、弁コア４２の底部には、シールリング４２５がかしめ接続された
軸方向ボス部を備える。弁コア４２が完全に閉じられた状態になると、シールリング４２
５の下端面が弁口３０ａの端面に密着し封止するように構成されている。明らかなように
、シールリング４２５の外端部の直径は弁口３０ａの直径よりも大きく設定されている。

【0069】

さらに、この直動式電動弁のモータ１０のロータ１２は永久磁石ロータであり、具体的に、ネオジム鉄ボロン系焼結磁石材料又は各異方性フェライト材料から作製されている。これによって、弁コア４２が全閉状態になると、モータ１０が電源オフとされ、このとき、ロータ１２は永久磁石ロータであるため、モータ１０は電源オフ状態において位置決めトルクを有し、スクリュー３１２とナット４１との間の相対的な位置を確保し、両者の滑りや変位を避けることができる。したがって、モータ１０が電源オフの状態において、弁コア４２と弁口３０ａとの間の封止性がさらに確保され、内部漏れの発生を回避することが可能となる。

【0070】

モータ１０に一定の位置決めトルクを具備させるために、ロータ１２の外径と弁口３０ａ
の直径との比は０．８〜１．８であることが好ましい。

【0071】

さらには、弁コア４２は前記収容チャンバと貫通する軸方向貫通穴を有し、ナット４１の
周壁に通気溝４１ｃを有し、すなわち弁コア４２のバランス通路は、前記収容チャンバと
、前記収容チャンバと貫通する軸方向貫通穴と、ナット４１の周壁に設けられた通気溝４
１ｃとを備える。これによって、弁コア４２が全閉状態にされると、弁コア４２の上下端
の圧力のバランスが取られる。図３を参照しながら見ると、図３は、弁口の全閉状態にお
ける下部弁コアユニットの上下端での圧力バランスを示す構造概略図である。図中の矢印
に示すように、第２の接続管３２３は弁口３０ａを介して弁コア４２の軸方向貫通穴と連
通すると共に、ナット４１の通気溝４１ｃを介して上弁座３１の大径チャンバ３１ｂと連
通している。このとき、弁コア４２に付勢する圧力が小さいため、弁口３０ａを開くとき
に、僅かに小さな駆動力だけで済む。即ち、小型のモータ１０だけで大きな弁コア４２を
駆動することができるため、さらに直動式電動弁の小型化を図ることができる。

【0072】

さらには、弁コア４２の軸方向貫通穴の内壁の下端には、内部にストレーナー４２４が配
置された環状溝が設けられている。ストレーナー４２４の設置によって、冷媒が流れると
きに不純物を弁コア４２の軸方向貫通穴に持ち込まれることによる、スクリュー３１２と
ナット４１との噛み合わせねじの潰れを防止することができる。

【0073】

また、この直動式電動弁の上弁座３１の下側室の小径チャンバ３１ａと大径チャンバ３１
ｂとが連通する部位に、弁口３０ａに向く段差端面３１ｃが形成されており、この段差端
面３１ｃと弁口３０ａ間の距離によって、弁コア４２の軸方向移動距離が定められる。図
１に示すように、弁コア４２が全開状態になると、流量調節溝３２１ａが全開にされ、第
１の接続管３２２は流量調節溝３２１ａを介して第２の接続管３２３と連通し、このとき
、弁コア４２の上端面は段差端面３１ｃと当接する。図２に示すように、弁コア４２が全
閉状態にあると、そのシールリング４２５が弁口３０ａに密着して封止され、第１の接続
管３２２は第２の接続管３２３と連通せず、冷媒の流通が完全に切断されるようになる。

【0074】

この直動式電動弁は双方向の流通を実現することができる。図１及び図２を組み合わせて
みると、図１及び図２における矢印は、冷媒の流れを示している。ここで、実線矢印は、
冷媒が第１の接続管３２２から流入し、第２の接続管３２３から流出することを示してお
り、破線矢印は、冷媒が第２の接続管３２３から流入し、第１の接続管３２２から流出す
ることを示している。

【0075】

図１５は、直動式電動弁を実装するプロセス概略図を示している。前記直動式電動弁の実
装方法において、組み立てられた弁コアユニット４００を、組み立てられた下弁座ユニッ
ト３０２に取り付けるステップと、
組み立てられた上弁座ユニット３０１のスクリュー３１２を前記弁コアユニット４００の
ナット４１にねじ込ませるとともに、上弁座ユニット３０１の上弁座３１を下弁座ユニッ
ト３０２の下弁座３２に溶接固定させるステップと、
ハウジング２０と固定ホルダー２１を押圧して実装すると共に、モータ１０のコイル部材
１１を組み立てるステップとを含む。

【0076】

ここで、上弁座ユニット３０１の実装プロセスは、図１６を参照して、以下のステップを
含む。すなわち、
スクリュー３１２と、軸受３１１と、上弁座３１を押圧して実装するステップと、
スペーサ３１４を軸受３１１の上端に取り付けて、上弁座３１とかしめ接続又は溶接させ
るステップと、
ブッシュ３１３をスクリュー３１２とスペーサ３１４との間に介在させ、軸受３１１の上
端と当接させると共に、スクリュー３１２と溶接固定させるステップと、
モータ１０のロータ１２を上弁座３１の上端に外嵌するとともに、スクリュー３１２と固
定接続させるステップとを含む。

【0077】

弁コアユニット４００の実装プロセスは、図１７を参照して、以下のステップを含む。すなわち、
シールリング４２５とシールガスケット４２３を弁コア４２の底部の軸方向ボス部にかしめ接続させるステップと、
ナット４１の大径部４１ｂを弁コア４２の収容チャンバに押圧し実装するステップと、
ナット蓋板４１１を弁コア４２と溶接固定させるステップと、
ストレーナー４２４とクランプ部材４２６とを組み立てるステップとを含む。

【0078】

本発明が提供する直動式電動弁は、前記直動式電動弁の実装方法を採用している。前記直
動式電動弁は前記技術的効果を奏するので、前記直動式電動弁を実装する実装方法も相応
する技術的効果を具備するはずである。ここでは、繰り返さない。

【0079】

以上にて、本発明が提案される流量調節弁について詳細に説明した。本文には、具体的な
例を挙げて本発明の主旨や実施形態について述べたが、以上の実施態様の説明は、本発明
の方法及び基本的な構想を効果的に理解するためのものに過ぎない。本発明の趣旨から逸
脱することなく、本発明に対して種々の変更や修飾を実施できることは、当業者には明白
であろう。これらの変更や修飾も、本出願の範囲内に含まれるべきであることは意図され
るべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】