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JP7581461B2 - Motor-operated valve and refrigeration cycle system - Google Patents

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JP7581461B2
JP7581461B2 JP2023171284A JP2023171284A JP7581461B2 JP 7581461 B2 JP7581461 B2 JP 7581461B2 JP 2023171284 A JP2023171284 A JP 2023171284A JP 2023171284 A JP2023171284 A JP 2023171284A JP 7581461 B2 JP7581461 B2 JP 7581461B2
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JP
Japan
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valve
needle
motor
valve port
throttle
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大樹 中川
亮司 小池
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Saginomiya Seisakusho Inc
Original Assignee
Saginomiya Seisakusho Inc
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Description

本発明は、冷凍サイクルシステムなどに使用する電動弁及び冷凍サイクルシステムに関する。 The present invention relates to an electrically operated valve for use in a refrigeration cycle system and a refrigeration cycle system.

従来、空気調和機の冷凍サイクルに設けられる電動弁として、小流量制御域と大流量制御域とで流量制御する電動弁がある。このような電動弁は、室内機に搭載される用途(例えば除湿弁)があり、例えば特開2019-132347号公報(特許文献1)に開示されている。 Conventionally, motorized valves that control flow rate in a small flow rate control range and a large flow rate control range are used in the refrigeration cycle of air conditioners. Such motorized valves are used in indoor units (e.g., dehumidification valves), and are disclosed, for example, in JP 2019-132347 A (Patent Document 1).

特開2019-132347号公報JP 2019-132347 A

この種の電動弁は、小流量制御域は例えば除湿運転を行うものであり、この小流量制御域では、主弁座の主弁ポートを主弁体で全閉状態とし、この主弁体に形成された副弁ポートとニードル弁(副弁体)との間の絞り部を冷媒が通過するように構成されている。しかし、前記従来の電動弁では、小流量制御域のとき、流体は弁室(主弁室)から導通孔を介して副弁室に流入し、この副弁室を介して副弁ポートと副弁体との間の絞り部から流体が流出するよう構成されている。このため、主弁室から絞り部まで流れる流体は、導通孔から副弁室に流入する際に、一旦、膨張される。このため、副弁室での冷媒の圧力変動により副弁体が振動するなどして、騒音が生じるという問題がある。 In this type of motor-operated valve, the small flow control range is used for dehumidification, for example. In this small flow control range, the main valve port of the main valve seat is fully closed by the main valve body, and the refrigerant passes through a throttling section between the sub-valve port formed on the main valve body and the needle valve (sub-valve body). However, in the above-mentioned conventional motor-operated valve, in the small flow control range, the fluid flows from the valve chamber (main valve chamber) through the introduction hole into the sub-valve chamber, and the fluid flows out from the throttling section between the sub-valve port and the sub-valve body through the sub-valve chamber. Therefore, the fluid flowing from the main valve chamber to the throttling section is expanded once when it flows from the introduction hole into the sub-valve chamber. This causes a problem that the sub-valve body vibrates due to pressure fluctuations of the refrigerant in the sub-valve chamber, generating noise.

本発明は、主弁体を主弁座に着座状態とし、この主弁体に形成された副弁ポートとニードル弁との間の絞り部により冷媒の小流量制御域での流量制御を行う二段の流量制御域を有する電動弁において、小流量制御域での静音性を向上させることを課題とする。 The objective of the present invention is to improve quietness in the small flow control range of an electric valve having a two-stage flow control range in which the main valve body is seated on the main valve seat and the flow rate of the refrigerant is controlled in the small flow control range by a throttling section between the auxiliary valve port and the needle valve formed on the main valve body.

本発明の電動弁は、主弁室を有する弁本体と、前記主弁室内に空間を区画する区画部と、外周に雄ねじ部が形成されるロータ軸と、前記弁本体に設置され前記雄ねじ部が螺合する雌ねじ部を備えるガイド部材と、前記ロータ軸に設けられ前記区画部に形成された副弁ポートに対して軸線方向に挿通し前記雄ねじ部と前記雌ねじ部により構成されるねじ送り機構により前記軸線方向に移動して、該副弁ポートの開度を制御するニードル弁と、を備え、前記副弁ポートと前記ニードル弁との間の絞り部で流体を絞る電動弁において、前記区画部には、前記主弁室から前記軸線と交差する方向で前記副弁ポートと前記ニードル弁との間の前記絞り部まで流路断面積が一様な絞り流路と、前記副弁ポートと同軸で該副弁ポートに対向するニードルガイド孔が形成され、前記ニードル弁は、前記軸線方向にストレート部を有し、前記ストレート部が前記ニードルガイド孔にて前記軸線上にガイドされるよう構成され、前記副弁ポートと前記ニードルガイド孔とを前記軸線方向に接続する縦孔を備え、前記縦孔は、前記副弁ポートと同軸かつ同径であり、前記絞り流路は、前記縦孔に直接接続され、前記縦孔の内径は、前記雄ねじ部の外径よりも小さいことを特徴とする。
また、前記縦孔は、前記副弁ポートおよび前記ニードルガイド孔と同軸かつ同径であることが好ましい。
The motor-operated valve of the present invention comprises a valve body having a main valve chamber, a partition section which partitions a space within the main valve chamber, a rotor shaft having a male thread formed on its outer periphery, a guide member which is installed on the valve body and has a female thread section into which the male thread section screws, and a needle valve which is axially inserted into an auxiliary valve port which is provided on the rotor shaft and formed in the partition section and which moves in the axial direction by a screw feed mechanism constituted by the male thread section and the female thread section to control the opening degree of the auxiliary valve port, and in this motor-operated valve which throttles a fluid at a throttle section between the auxiliary valve port and the needle valve, the partition section has a groove extending from the main valve chamber to the groove which intersects with the axis. a throttle flow passage having a uniform flow passage cross-sectional area in a direction extending from the auxiliary valve port to the throttle section between the auxiliary valve port and the needle valve, and a needle guide hole coaxial with the auxiliary valve port and facing the auxiliary valve port, the needle valve has a straight portion in the axial direction and is configured so that the straight portion is guided on the axis by the needle guide hole, and is provided with a vertical hole connecting the auxiliary valve port and the needle guide hole in the axial direction, the vertical hole being coaxial with and having the same diameter as the auxiliary valve port, the throttle flow passage being directly connected to the vertical hole, and the inner diameter of the vertical hole being smaller than the outer diameter of the male threaded portion.
In addition, it is preferable that the vertical hole is coaxial with and has the same diameter as the auxiliary valve port and the needle guide hole.

また、この際、前記ガイド部材は、前記弁本体の内周面に圧入される圧入部と、前記圧入部と前記軸線方向に並び前記圧入部より小径の円柱状のガイド部と、前記ガイド部に延設された前記ガイド部の外径以下のホルダ部と、を有し、前記雌ねじ部は、前記ホルダ部の中心に形成されていることが好ましい。 In addition, in this case, the guide member preferably has a press-fit portion that is press-fitted into the inner peripheral surface of the valve body, a cylindrical guide portion aligned with the press-fit portion in the axial direction and having a smaller diameter than the press-fit portion, and a holder portion that is extended from the guide portion and has an outer diameter equal to or smaller than the guide portion, and the female thread portion is preferably formed in the center of the holder portion.

また、前記副弁ポートの前記縦孔がある側と反対側の開口に連通し、前記副弁ポートの内径よりも大きい内径を有する円柱状の膨張孔が形成され、前記膨張孔は、前記主弁室の主弁ポートが閉弁した状態で前記主弁室よりも前記弁本体の下端側まで形成されていることが好ましい。 In addition, it is preferable that a cylindrical expansion hole is formed which communicates with an opening on the opposite side to the side where the vertical hole is located of the auxiliary valve port and has an inner diameter larger than the inner diameter of the auxiliary valve port, and that the expansion hole is formed further toward the lower end of the valve body than the main valve chamber when the main valve port of the main valve chamber is closed .

また、前記ニードル弁は、前記ストレート部と、前記ストレート部の前記軸線方向一端部に基端部が連続し先端部にかけて縮径されるニードルと、を備え、前記副弁ポートの内周面との間で鋭角をなす前記ニードルの外周面における前記基端部から前記先端部までの長さの2倍の値は、前記ストレート部の外径よりも大きいことが好ましい。 The needle valve further comprises the straight portion and a needle whose base end is connected to one axial end of the straight portion and whose diameter is reduced toward the tip end, and it is preferable that twice the length from the base end to the tip end on the outer peripheral surface of the needle, which forms an acute angle with the inner peripheral surface of the auxiliary valve port, is greater than the outer diameter of the straight portion.

また、前記ニードル弁は、前記ストレート部と、前記ストレート部の前記軸線方向一端部に基端部が連続し先端部にかけて縮径されるニードルと、を備え、
前記ニードルにおける前記基端部から前記先端部までの前記軸線方向の長さは、前記ストレート部の半径よりも大きいことが好ましい。
The needle valve further includes the straight portion and a needle having a base end portion connected to one end portion of the straight portion in the axial direction and a diameter reduced toward a tip end portion,
It is preferable that the length of the needle in the axial direction from the base end to the tip end be greater than the radius of the straight portion.

また、前記ニードルガイド孔は前記絞り流路と前記軸線に沿って交差することが好ましい。 It is also preferable that the needle guide hole intersects with the throttle flow passage along the axis.

また、前記絞り流路は、前記軸線周りに複数形成され、前記複数の絞り流路の流路断面積の総和は、前記副弁ポートの流路断面積より大きく設定されていることが好ましい。 It is also preferable that a plurality of the throttle passages are formed around the axis, and the sum of the flow passage cross-sectional areas of the plurality of throttle passages is set to be larger than the flow passage cross-sectional area of the auxiliary valve port.

また、本発明の冷凍サイクルシステムは、圧縮機と、室内熱交換器と、室外熱交換器と、電子膨張弁と、を含む冷凍サイクルシステムであって、上記いずれかに記載の電動弁が、前記電子膨張弁として用いられていることを特徴とする。 The refrigeration cycle system of the present invention is a refrigeration cycle system including a compressor, an indoor heat exchanger, an outdoor heat exchanger, and an electronic expansion valve, and is characterized in that any of the motor-operated valves described above is used as the electronic expansion valve.

本発明の電動弁及び冷凍サイクルシステムによれば、副弁体と副弁ポートとの間の絞り部(隙間)による小流量制御の状態において、主弁室から絞り部に至る流体は、流路断面積が一様な絞り流路を通過するだけであり、冷媒の圧力変動が抑えられ冷媒の状態が安定し、ニードル弁ガイド孔によりニードル弁が副弁ポートの直近までガイドされることにより、副弁体の振動等を抑制でき、さらに、主弁体の絞り流路の弁室側の開口部および/または膨張孔の開口部に消音部材を設けることで、静音性が向上する。 According to the motor-operated valve and refrigeration cycle system of the present invention, in a state of small flow rate control by the throttling section (gap) between the sub-valve body and the sub-valve port, the fluid from the main valve chamber to the throttling section passes only through a throttling passage with a uniform flow cross-sectional area, suppressing refrigerant pressure fluctuations and stabilizing the state of the refrigerant, and the needle valve is guided to the immediate vicinity of the sub-valve port by the needle valve guide hole, thereby suppressing vibration of the sub-valve body, and furthermore, noise reduction is improved by providing a sound-absorbing member at the opening on the valve chamber side of the throttling passage of the main valve body and/or the opening of the expansion hole.

本発明の実施形態の電動弁の小流量制御域状態の縦断面図である。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of the motor-operated valve according to the embodiment of the present invention in a small flow rate control range state. 実施形態の電動弁の図1の小流量制御域状態から副弁体が僅かに上昇した状態の要部拡大縦断面図である。2 is an enlarged longitudinal sectional view of a main portion of the motor-operated valve according to the embodiment in a state in which the sub-valve body is slightly raised from the small flow rate control region state of FIG. 1 . FIG. 実施形態の電動弁における主弁体の変形例を示す拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view showing a modified example of the main valve body in the motor-operated valve of the embodiment. 本発明の実施形態の冷凍サイクルシステムを示す図である。1 is a diagram showing a refrigeration cycle system according to an embodiment of the present invention.

次に、本発明の電動弁及び冷凍サイクルシステムの実施形態について図面を参照して説明する。図1は実施形態の電動弁の小流量制御域状態の縦断面図、図2は実施形態の電動弁の図1の小流量制御域状態から副弁体が僅かに上昇した状態の要部拡大縦断面図である。なお、以下の説明における「上下」の概念は図1及び図2の図面における上下に対応する。この電動弁100は、弁ハウジング1と、ガイド部材2と、主弁体3と、副弁体4と、駆動部5と、を備えている。 Next, an embodiment of the motor-operated valve and refrigeration cycle system of the present invention will be described with reference to the drawings. Fig. 1 is a vertical cross-sectional view of the motor-operated valve of the embodiment in a small flow control range state, and Fig. 2 is an enlarged vertical cross-sectional view of the main parts of the motor-operated valve of the embodiment in a state where the sub-valve body is slightly raised from the small flow control range state of Fig. 1. The concepts of "up and down" in the following description correspond to up and down in Figs. 1 and 2. This motor-operated valve 100 comprises a valve housing 1, a guide member 2, a main valve body 3, a sub-valve body 4, and a drive unit 5.

弁ハウジング1は例えば、黄銅、ステンレス等で略円筒形状に形成されており、その内側に主弁室1Rを有している。弁ハウジング1の外周片側には主弁室1Rに導通される第1継手管11が接続されるとともに、下端から下方に延びる筒状部に第2継手管12が接続されている。また、弁ハウジング1の第2継手管12の主弁室1R側には主弁座13が形成され、この主弁座13の内側は主弁ポート13aとなっている。主弁ポート13aは軸線Lを中心とする円柱形状の透孔(貫通した孔)であり、第2継手管12は主弁ポート13aを介して主弁室1Rに導通される。なお、第1継手管11及び第2継手管12は、弁ハウジング1に対してろう付け等により固着されている。 The valve housing 1 is formed in a generally cylindrical shape from, for example, brass or stainless steel, and has a main valve chamber 1R inside. A first coupling pipe 11 that is connected to the main valve chamber 1R is connected to one side of the outer periphery of the valve housing 1, and a second coupling pipe 12 is connected to a cylindrical portion extending downward from the lower end. A main valve seat 13 is formed on the main valve chamber 1R side of the second coupling pipe 12 of the valve housing 1, and the inside of this main valve seat 13 is the main valve port 13a. The main valve port 13a is a cylindrical through hole (through hole) centered on the axis L, and the second coupling pipe 12 is connected to the main valve chamber 1R via the main valve port 13a. The first coupling pipe 11 and the second coupling pipe 12 are fixed to the valve housing 1 by brazing or the like.

弁ハウジング1の上端の開口部には、ガイド部材2が取り付けられている。ガイド部材2は、弁ハウジング1の内周面内に圧入される圧入部21と、圧入部21より小径で圧入部21の上下に位置する略円柱状のガイド部22,23と、上側のガイド部22の上部に延設されたホルダ部24と、圧入部21の外周に設けられたリング状のフランジ部25とを有している。圧入部21、ガイド部22,23、ホルダ部24は樹脂製の一体品として構成されている。また、フランジ部25は、例えば、黄銅、ステンレス等の金属板であり、このフランジ部25は、インサート成形により樹脂製の圧入部21と共に一体に設けられている。 A guide member 2 is attached to the opening at the upper end of the valve housing 1. The guide member 2 has a press-fit portion 21 that is press-fitted into the inner peripheral surface of the valve housing 1, approximately cylindrical guide portions 22, 23 that are smaller in diameter than the press-fit portion 21 and are located above and below the press-fit portion 21, a holder portion 24 that extends from the upper portion of the upper guide portion 22, and a ring-shaped flange portion 25 that is provided on the outer periphery of the press-fit portion 21. The press-fit portion 21, guide portions 22, 23, and holder portion 24 are configured as an integrated resin product. The flange portion 25 is a metal plate, such as brass or stainless steel, and is provided integrally with the resin press-fit portion 21 by insert molding.

ガイド部材2は、圧入部21により弁ハウジング1に組み付けられ、フランジ部25を介して弁ハウジング1の上端部に溶接により固定されている。また、ガイド部材2において、圧入部21及び上下のガイド部22,23の内側には軸線Lと同軸の円筒形状のガイド孔2Aが形成されるとともに、ホルダ部24の中心には、ガイド孔2Aと同軸の雌ねじ部24aとそのねじ孔が形成されている。そして、下側のガイド部23の内側でガイド孔2A内には主弁体3が配設されている。 The guide member 2 is assembled to the valve housing 1 by the press-fit portion 21, and is fixed to the upper end of the valve housing 1 by welding via the flange portion 25. In addition, a cylindrical guide hole 2A coaxial with the axis L is formed inside the press-fit portion 21 and the upper and lower guide portions 22, 23 of the guide member 2, and a female threaded portion 24a coaxial with the guide hole 2A and its threaded hole are formed in the center of the holder portion 24. The main valve body 3 is disposed inside the guide hole 2A inside the lower guide portion 23.

主弁体3は、主弁座13に対して着座及び離座する主弁部31と、副弁体4を保持する保持部32とで構成されている。主弁部31の内側には円柱状の膨張孔3Aが形成されるとともに、保持部32の内側には円柱状の副弁ガイド孔3Bが形成されている。そして、主弁部31と保持部32との間には、軸線Lを中心として膨張孔3A側に開口する円柱状の副弁ポート3aが形成されるとともに、副弁ガイド孔3B側で軸線Lと同軸の円柱状のニードルガイド孔3bが形成されている。 The main valve body 3 is composed of a main valve portion 31 that seats and unseats on the main valve seat 13, and a holding portion 32 that holds the sub-valve body 4. A cylindrical expansion hole 3A is formed inside the main valve portion 31, and a cylindrical sub-valve guide hole 3B is formed inside the holding portion 32. A cylindrical sub-valve port 3a is formed between the main valve portion 31 and the holding portion 32, centered on the axis L and opening toward the expansion hole 3A, and a cylindrical needle guide hole 3b is formed coaxially with the axis L on the sub-valve guide hole 3B side.

また、主弁体3の主弁部31と保持部32との連結部において、主弁室1Rから軸線Lと交差する方向で副弁ポート3aと後述のニードル弁42との間の絞り部C(図2)まで連通する絞り流路3cが形成されている。この絞り流路3cは、主弁室1R側から副弁ポート3a側にかけて、流路断面積が一様となるような円柱形状をしている。この実施形態では、絞り流路3cは、軸線L周りに回転対象な位置に放射状に複数本(例えば4本)形成されている。そして、4本の絞り流路3cの合計の流路断面積は、副弁ポート3aの流路断面積より大きく設定されている。なお、「流路断面積」とは流体が流れる方向と直行する面での断面積である。なお、ここでは絞り流路3cを4本としたものを例示したが、絞り流路3cの流路断面積の総和が、副弁ポート3aの流路面積より大きく設定してあれば、2本以上の複数本としても良い。 In addition, at the connection between the main valve portion 31 and the holding portion 32 of the main valve body 3, a throttle passage 3c is formed that communicates from the main valve chamber 1R to a throttle portion C (FIG. 2) between the sub-valve port 3a and the needle valve 42 described later in a direction intersecting the axis L. This throttle passage 3c has a cylindrical shape such that the flow passage cross-sectional area is uniform from the main valve chamber 1R side to the sub-valve port 3a side. In this embodiment, multiple throttle passages 3c (for example, four) are formed radially at positions that are rotationally symmetrical around the axis L. The total flow passage cross-sectional area of the four throttle passages 3c is set to be larger than the flow passage cross-sectional area of the sub-valve port 3a. Note that the "flow passage cross-sectional area" is the cross-sectional area of a plane perpendicular to the direction in which the fluid flows. Note that, although four throttle passages 3c are illustrated here, two or more throttle passages may be used as long as the sum of the flow passage cross-sectional areas of the throttle passages 3c is set to be larger than the flow passage area of the sub-valve port 3a.

主弁体3は、保持部32の上端部にリテーナ34を有するとともに、リテーナ34とガイド部材2のガイド孔2Aの上端部との間に主弁ばね35を有しており、この主弁ばね35により主弁体3は主弁座13の方向(閉方向)に付勢されている。 The main valve body 3 has a retainer 34 at the upper end of the holding portion 32, and a main valve spring 35 between the retainer 34 and the upper end of the guide hole 2A of the guide member 2. The main valve spring 35 biases the main valve body 3 toward the main valve seat 13 (closing direction).

副弁体4は、ロータ軸51の下端部にこのロータ軸51と一体に形成されており、この副弁体4はガイド用ボス部41とニードル弁42とで構成されている。また、図2に示すように、副弁体4のニードル弁42は、副弁ポート3a対して軸線L方向に挿通されるものであり、このニードル弁42は軸線Lを中心線とする円柱からなるストレート部42aと、先端側にかけて縮径されたニードル42bとから構成されている。また、ストレート部42aの外径は、副弁ポート3aの内径より僅かに小さくなっており、ストレート部42aと副弁ポート3aとの間、またはニードル42bと副弁ポート3aとの間には絞り部C(一点鎖線の円で囲った部分)が形成される。そして、この絞り部Cを小流量の冷媒が流れることにより小流量制御が行われる。なお、ガイド用ボス部41の上端には、潤滑性樹脂からなる円環状のワッシャ43が配設され、ワッシャ43とガイド用ボス部41は、副弁ガイド孔3B内に摺動可能に挿通されている。 The sub-valve body 4 is formed integrally with the rotor shaft 51 at the lower end of the rotor shaft 51, and the sub-valve body 4 is composed of a guide boss portion 41 and a needle valve 42. As shown in FIG. 2, the needle valve 42 of the sub-valve body 4 is inserted into the sub-valve port 3a in the axial direction L, and the needle valve 42 is composed of a straight portion 42a made of a cylinder with the axial line L as the center line, and a needle 42b whose diameter is reduced toward the tip side. The outer diameter of the straight portion 42a is slightly smaller than the inner diameter of the sub-valve port 3a, and a throttle portion C (a portion surrounded by a dashed line circle) is formed between the straight portion 42a and the sub-valve port 3a, or between the needle 42b and the sub-valve port 3a. A small flow rate of refrigerant flows through this throttle portion C, thereby performing small flow rate control. In addition, an annular washer 43 made of lubricating resin is disposed on the upper end of the guide boss 41, and the washer 43 and the guide boss 41 are slidably inserted into the auxiliary valve guide hole 3B.

さらに、ニードル弁42のストレート部42aは、副弁ポート3aの直上付近で絞り流路3cと軸線Lに沿って交差するニードルガイド孔3bの内周に摺動ガイドされている。 Furthermore, the straight portion 42a of the needle valve 42 is slidably guided on the inner circumference of the needle guide hole 3b, which intersects with the throttle passage 3c along the axis L near directly above the auxiliary valve port 3a.

弁ハウジング1の上端にはケース14が溶接等によって気密に固定され、このケース14の内外に駆動部5が構成されている。駆動部5は、ステッピングモータ5Aと、ステッピングモータ5Aの回転により副弁体4を進退させるねじ送り機構5Bと、ステッピングモータ5Aの回転を規制するストッパ機構5Cと、を備えている。 A case 14 is fixed airtightly to the upper end of the valve housing 1 by welding or the like, and the drive unit 5 is configured inside and outside this case 14. The drive unit 5 includes a stepping motor 5A, a screw feed mechanism 5B that moves the sub-valve body 4 forward and backward by the rotation of the stepping motor 5A, and a stopper mechanism 5C that restricts the rotation of the stepping motor 5A.

ステッピングモータ5Aは、ロータ軸51と、ケース14の内部に回転可能に配設されたマグネットロータ52と、ケース14の外周においてマグネットロータ52に対して対向配置されたステータコイル53と、その他、図示しないヨークや外装部材等により構成されている。ロータ軸51はブッシュを介してマグネットロータ52の中心に取り付けられ、このロータ軸51のガイド部材2側の外周には雄ねじ部51aが形成されている。この雄ねじ部51aはガイド部材2の雌ねじ部24aに螺合されており、これにより、ガイド部材2はロータ軸51を軸線L上に支持している。そして、ガイド部材2の雌ねじ部24aとロータ軸51の雄ねじ部51aはねじ送り機構5Bを構成している。なお、ケース14の内側天井部には回転ストッパ機構5Cを保持する円筒部14aが設けられ、この円筒部14a内には、ロータ軸51の上端をガイドするガイド部材52が配設されている。 The stepping motor 5A is composed of a rotor shaft 51, a magnet rotor 52 rotatably arranged inside the case 14, a stator coil 53 arranged opposite the magnet rotor 52 on the outer periphery of the case 14, and other yokes and exterior members (not shown). The rotor shaft 51 is attached to the center of the magnet rotor 52 via a bush, and a male screw portion 51a is formed on the outer periphery of the rotor shaft 51 on the guide member 2 side. This male screw portion 51a is screwed into the female screw portion 24a of the guide member 2, so that the guide member 2 supports the rotor shaft 51 on the axis L. The female screw portion 24a of the guide member 2 and the male screw portion 51a of the rotor shaft 51 form the screw feed mechanism 5B. In addition, a cylindrical portion 14a that holds the rotation stopper mechanism 5C is provided on the inner ceiling of the case 14, and a guide member 52 that guides the upper end of the rotor shaft 51 is arranged inside this cylindrical portion 14a.

以上の構成により、ステッピングモータ5Aが駆動されるとマグネットロータ52及びロータ軸51が回転し、ロータ軸51の雄ねじ部51aとガイド部材2の雌ねじ部24aとのねじ送り機構5Bにより、マグネットロータ52と共にロータ軸51が軸線L方向に移動する。そして、副弁体4が軸線L方向に進退移動してニードル弁42が副弁ポート3aに対して近接又は離間する。また、ニードル弁42が上昇するとき、ワッシャ43が主弁体3のリテーナ34に係合し、主弁体3は副弁体4と共に移動して、主弁座13から離座する。なお、マグネットロータ52には突起部52aが形成されており、マグネットロータ52の回転に伴って突起部52aが回転ストッパ機構5Cを作動させ、ロータ軸51(及びマグネットロータ52)の最下端位置及び最上端位置が規制される。 With the above configuration, when the stepping motor 5A is driven, the magnet rotor 52 and the rotor shaft 51 rotate, and the rotor shaft 51 moves in the axial direction L together with the magnet rotor 52 due to the screw feed mechanism 5B between the male thread 51a of the rotor shaft 51 and the female thread 24a of the guide member 2. Then, the sub-valve body 4 moves forward and backward in the axial direction L, and the needle valve 42 approaches or moves away from the sub-valve port 3a. When the needle valve 42 rises, the washer 43 engages with the retainer 34 of the main valve body 3, and the main valve body 3 moves together with the sub-valve body 4 and leaves the main valve seat 13. In addition, a protrusion 52a is formed on the magnet rotor 52, and as the magnet rotor 52 rotates, the protrusion 52a activates the rotation stopper mechanism 5C, restricting the lowest end position and the highest end position of the rotor shaft 51 (and the magnet rotor 52).

図1の小流量制御域状態では、主弁体3は主弁座13に着座した状態で主弁ポート13aが弁閉となり、副弁体4のニードル弁42により副弁ポート3aの開度が制御され、小流量の制御が行われる。このとき、主弁室1R内の冷媒は絞り流路3cを通って絞り部Cに流れるが、この冷媒は絞り流路3cの一様な流路断面積により安定した圧力で絞り部Cに流れる。そして、この冷媒は絞り部Cから膨張孔3Aに流出するときに膨張される。すなわち、主弁室1Rから絞り部Cを通過するまで冷媒の流れが安定するので、当該電動弁における振動等を防止することができる。 In the low flow control range state of FIG. 1, the main valve element 3 is seated on the main valve seat 13 and the main valve port 13a is closed, and the needle valve 42 of the sub-valve element 4 controls the opening of the sub-valve port 3a to control the low flow rate. At this time, the refrigerant in the main valve chamber 1R flows through the throttle passage 3c to the throttle section C, and this refrigerant flows to the throttle section C at a stable pressure due to the uniform flow cross-sectional area of the throttle passage 3c. This refrigerant is then expanded when it flows out of the throttle section C into the expansion hole 3A. In other words, the flow of the refrigerant is stable from the main valve chamber 1R until it passes through the throttle section C, so vibrations in the motor-operated valve can be prevented.

また、複数の絞り流路3cは軸線L周りに回転対称な位置に設けられていることから、絞り流路3cを通過する冷媒によりニードル弁42に対して軸線Lと交差する方向に大きく偏った力が加わることが抑制され、さらに、ニードル弁42のストレート部42aは、副弁ポート3aの直上付近でニードルガイド孔3bにガイドされていることから、冷媒の流れによる副弁体4の振動がより抑制される。 In addition, since the multiple throttle channels 3c are arranged in rotationally symmetrical positions around the axis L, the refrigerant passing through the throttle channels 3c is prevented from applying a large biased force to the needle valve 42 in a direction intersecting the axis L. Furthermore, since the straight portion 42a of the needle valve 42 is guided by the needle guide hole 3b immediately above the sub-valve port 3a, vibration of the sub-valve body 4 due to the flow of refrigerant is further suppressed.

なお、ニードル弁42のニードル42bは副弁ポート3aに対して進退するが、このニードル42bの外周と副弁ポート3aとの間の隙間である絞り部Cの流路断面積も複数設けた絞り流路3cの合計の流路断面積より、常時小さくなっている。これにより、絞り流路3cに影響されず、副弁体4による低流量制御が精度良く行われる。 The needle 42b of the needle valve 42 advances and retreats relative to the sub-valve port 3a, but the flow path cross-sectional area of the throttle section C, which is the gap between the outer periphery of the needle 42b and the sub-valve port 3a, is always smaller than the total flow path cross-sectional area of the multiple throttle channels 3c. This allows the sub-valve body 4 to perform low flow control with high precision without being affected by the throttle channels 3c.

図3は実施形態の電動弁の変形例を示す小流量制御域状態の要部拡大縦断面図であり、以下のこの変形例においてその特徴部分以外の電動弁の全体構成は図1及び図2と同様である。この変形例では、主弁体3′において、主弁部31と保持部32とを別部品で構成し、主弁部31の膨張孔3Aの開口部に消音部材36を配設し、保持部32と主弁部31との連結部分において、絞り流路3cの主弁室1R側の開口部分に消音部材37を配設したものである。これら消音部材36,37により冷媒の通過音が吸収され、さらに静音効果が高まる。なお、消音部材36,37はいずれか一方だけでもよい。 Figure 3 is an enlarged longitudinal cross-sectional view of the main part of the motor-operated valve in the small flow control region, showing a modified example of the motor-operated valve of the embodiment. In this modified example, the overall configuration of the motor-operated valve other than its characteristic parts is the same as in Figures 1 and 2. In this modified example, in the main valve body 3', the main valve section 31 and the holding section 32 are constructed as separate parts, a sound-absorbing member 36 is disposed at the opening of the expansion hole 3A of the main valve section 31, and a sound-absorbing member 37 is disposed at the opening of the main valve chamber 1R side of the throttle flow passage 3c at the connecting section between the holding section 32 and the main valve section 31. These sound-absorbing members 36, 37 absorb the sound of the refrigerant passing through, further enhancing the silencing effect. Note that only one of the sound-absorbing members 36, 37 may be used.

図4は本発明の実施形態の冷凍サイクルシステムを示す図であり、同図に基づいて実施形態の冷凍サイクルシステムについて説明する。冷凍サイクルシステムは、例えば、家庭用エアコン等の空気調和機に用いられる。前記実施形態の電動弁100は、空気調和機の第1室内側熱交換器91(除湿時冷却器として作動)と第2室内側熱交換器92(除湿時加熱器として作動)との間に設けられており、圧縮機95、四方弁96、室外側熱交換器94および電子膨張弁93とともに、ヒ-トポンプ式冷凍サイクルを構成している。第1室内側熱交換器91と第2室内側熱交換器92及び電動弁100は室内に設置され、圧縮機95、四方弁96、室外側熱交換器94および電子膨張弁93は室外に設置されていて冷暖房装置を構成している。 Figure 4 shows a refrigeration cycle system according to an embodiment of the present invention, and the refrigeration cycle system according to the embodiment will be described based on this figure. The refrigeration cycle system is used, for example, in an air conditioner such as a home air conditioner. The motor-operated valve 100 according to the embodiment is provided between the first indoor heat exchanger 91 (operating as a cooler during dehumidification) and the second indoor heat exchanger 92 (operating as a heater during dehumidification) of the air conditioner, and constitutes a heat pump type refrigeration cycle together with the compressor 95, the four-way valve 96, the outdoor heat exchanger 94, and the electronic expansion valve 93. The first indoor heat exchanger 91, the second indoor heat exchanger 92, and the motor-operated valve 100 are installed indoors, and the compressor 95, the four-way valve 96, the outdoor heat exchanger 94, and the electronic expansion valve 93 are installed outdoors to constitute a heating and cooling device.

除湿弁としての実施形態の電動弁100は、除湿時以外の冷房時または暖房時には主弁体が全開状態とされて、第1室内熱交換器91と第2室内熱交換器92は一つの室内熱交換器とされる。そして、この一体の室内熱交換器と室外熱交換器94は、「蒸発器」及び「凝縮器」として択一的に機能する。すなわち、電子膨張弁としての電動弁93は、蒸発器と凝縮器の間に設けられている。 In the embodiment of the motor-operated valve 100 as a dehumidification valve, during cooling or heating other than dehumidification, the main valve body is fully open, and the first indoor heat exchanger 91 and the second indoor heat exchanger 92 are made into a single indoor heat exchanger. The combined indoor heat exchanger and outdoor heat exchanger 94 function alternatively as an "evaporator" and a "condenser". In other words, the motor-operated valve 93 as an electronic expansion valve is provided between the evaporator and the condenser.

なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。例えば、前記実施形態では、家庭用エアコン等の空気調和機に用いられる電動弁100を例示したが、本発明の電動弁は、家庭用エアコンに限らず、業務用エアコンであってもよいし、空気調和機に限らず、各種の冷凍機等にも適用可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, but includes other configurations that can achieve the object of the present invention, and the following modifications are also included in the present invention. For example, the above-described embodiment illustrates an electric valve 100 used in an air conditioner such as a home air conditioner, but the electric valve of the present invention is not limited to home air conditioners, but may also be used in commercial air conditioners, and is not limited to air conditioners, but can also be applied to various types of refrigeration machines, etc.

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述し、その他の実施形態についても詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。 The above describes the embodiments of the present invention in detail with reference to the drawings, and other embodiments have also been described in detail, but the specific configuration is not limited to these embodiments, and the present invention also includes design changes that do not deviate from the gist of the present invention.

1 弁ハウジング
1R 主弁室
11 第1継手管
12 第2継手管
13 主弁座
13a 主弁ポート
L 軸線
C 絞り部
2 ガイド部材
2A ガイド孔
24 ホルダ部
24a 雌ねじ部
3 主弁体
31 主弁部
32 保持部
3a 副弁ポート
3b ニードルガイド孔
3c 絞り流路
4 副弁体
41 ガイド用ボス部
42 ニードル弁
42a ストレート部
42b ニードル
5 駆動部
5A ステッピングモータ
5B ねじ送り機構
5C ストッパ機構
51 ロータ軸
51a 雄ねじ部
52 マグネットロータ
53 ステータコイル
91 第1室内側熱交換器
92 第2室内側熱交換器
93 電子膨張弁
94 室外側熱交換器
95 圧縮機
96 四方弁
100 電動弁
1 Valve housing 1R Main valve chamber 11 First joint pipe 12 Second joint pipe 13 Main valve seat 13a Main valve port L Axis C Throttle section 2 Guide member 2A Guide hole 24 Holder section 24a Female thread section 3 Main valve body 31 Main valve section 32 Holding section 3a Sub-valve port 3b Needle guide hole 3c Throttle flow passage 4 Sub-valve body 41 Guide boss section 42 Needle valve 42a Straight section 42b Needle 5 Drive section 5A Stepping motor 5B Screw feed mechanism 5C Stopper mechanism 51 Rotor shaft 51a Male thread section 52 Magnet rotor 53 Stator coil 91 First indoor heat exchanger 92 Second indoor heat exchanger 93 Electronic expansion valve 94 Outdoor heat exchanger 95 Compressor 96 Four-way valve 100 Motor-operated valve

Claims (9)

主弁室を有する弁本体と、前記主弁室内に空間を区画する区画部と、外周に雄ねじ部が形成されるロータ軸と、前記弁本体に設置され前記雄ねじ部が螺合する雌ねじ部を備えるガイド部材と、前記ロータ軸に設けられ前記区画部に形成された副弁ポートに対して軸線方向に挿通し前記雄ねじ部と前記雌ねじ部により構成されるねじ送り機構により前記軸線方向に移動して、該副弁ポートの開度を制御するニードル弁と、を備え、前記副弁ポートと前記ニードル弁との間の絞り部で流体を絞る電動弁において、
前記区画部には、前記主弁室から前記軸線と交差する方向で前記副弁ポートと前記ニードル弁との間の前記絞り部まで流路断面積が一様な絞り流路と、前記副弁ポートと同軸で該副弁ポートに対向するニードルガイド孔が形成され、
前記ニードル弁は、前記軸線方向にストレート部を有し、
前記ストレート部が前記ニードルガイド孔にて前記軸線上にガイドされるよう構成され、
前記副弁ポートと前記ニードルガイド孔とを前記軸線方向に接続する縦孔を備え、
前記縦孔は、前記副弁ポートと同軸かつ同径であり、
前記絞り流路は、前記縦孔に直接接続され、
前記縦孔の内径は、前記雄ねじ部の外径よりも小さいことを特徴とする電動弁。
an electrically operated valve comprising: a valve body having a main valve chamber; a partition section which partitions a space within the main valve chamber; a rotor shaft having a male thread section formed on its outer periphery; a guide member which is installed on the valve body and has a female thread section which screws into said male thread section; and a needle valve which is axially inserted into an auxiliary valve port which is provided on the rotor shaft and formed in the partition section and which moves in the axial direction by a screw feed mechanism constituted by said male thread section and said female thread section to control the opening of said auxiliary valve port, and which throttles a fluid at a throttle section between said auxiliary valve port and said needle valve,
the partition portion is formed with a throttle flow passage having a uniform flow passage cross-sectional area in a direction intersecting with the axis from the main valve chamber to the throttle portion between the sub-valve port and the needle valve, and a needle guide hole that is coaxial with the sub-valve port and faces the sub-valve port,
The needle valve has a straight portion in the axial direction,
The straight portion is configured to be guided along the axis by the needle guide hole,
a vertical hole that connects the auxiliary valve port and the needle guide hole in the axial direction,
The vertical hole is coaxial with and has the same diameter as the secondary valve port,
The throttle channel is directly connected to the vertical hole,
An electrically operated valve, characterized in that an inner diameter of the vertical hole is smaller than an outer diameter of the male threaded portion.
前記縦孔は、前記副弁ポートおよび前記ニードルガイド孔と同軸かつ同径であることを特徴とする請求項1に記載の電動弁。2. The motor-operated valve according to claim 1, wherein the vertical hole is coaxial with and has the same diameter as the auxiliary valve port and the needle guide hole. 前記ガイド部材は、前記弁本体の内周面に圧入される圧入部と、
前記圧入部と前記軸線方向に並び前記圧入部より小径の円柱状のガイド部と、
前記ガイド部に延設された前記ガイド部の外径以下のホルダ部と、を有し、
前記雌ねじ部は、前記ホルダ部の中心に形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の電動弁。
The guide member has a press-fit portion that is press-fitted into an inner circumferential surface of the valve body,
a cylindrical guide portion that is aligned with the press-fit portion in the axial direction and has a smaller diameter than the press-fit portion;
a holder portion that is extended from the guide portion and has an outer diameter equal to or smaller than the outer diameter of the guide portion,
3. The motor-operated valve according to claim 1, wherein the female thread is formed at the center of the holder.
前記副弁ポートの前記縦孔がある側と反対側の開口に連通し、前記副弁ポートの内径よりも大きい内径を有する円柱状の膨張孔が形成され
前記膨張孔は、前記主弁室の主弁ポートが閉弁した状態で前記主弁室よりも前記弁本体の下端側まで形成されていることを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載の電動弁。
a cylindrical expansion hole is formed , the expansion hole having an inner diameter larger than an inner diameter of the auxiliary valve port and communicating with an opening on the opposite side to the side where the vertical hole is located of the auxiliary valve port;
4. The motor-operated valve according to claim 1, wherein the expansion hole is formed further to a lower end side of the valve body than the main valve chamber when a main valve port of the main valve chamber is closed .
前記ニードル弁は、前記ストレート部と、前記ストレート部の前記軸線方向一端部に基端部が連続し先端部にかけて縮径されるニードルと、を備え、
前記副弁ポートの内周面との間で鋭角をなす前記ニードルの外周面における前記基端部から前記先端部までの長さの2倍の値は、前記ストレート部の外径よりも大きいことを特徴とする請求項1~のいずれか一項に記載の電動弁。
the needle valve includes the straight portion and a needle having a base end portion connected to one end portion in the axial direction of the straight portion and a diameter reduced toward a tip end portion,
The motor-operated valve according to any one of claims 1 to 4, characterized in that twice the length from the base end to the tip end on the outer peripheral surface of the needle, which forms an acute angle with the inner peripheral surface of the auxiliary valve port, is greater than the outer diameter of the straight portion.
前記ニードル弁は、前記ストレート部と、前記ストレート部の前記軸線方向一端部に基端部が連続し先端部にかけて縮径されるニードルと、を備え、
前記ニードルにおける前記基端部から前記先端部までの前記軸線方向の長さは、前記ストレート部の半径よりも大きいことを特徴とする請求項1~のいずれか一項に記載の電動弁。
the needle valve includes the straight portion and a needle having a base end portion connected to one end portion in the axial direction of the straight portion and a diameter reduced toward a tip end portion,
The motor-operated valve according to any one of claims 1 to 5 , characterized in that a length of the needle in the axial direction from the base end to the tip end is larger than a radius of the straight portion.
前記ニードルガイド孔は前記絞り流路と前記軸線に沿って交差することを特徴とする請求項1~のいずれか一項に記載の電動弁。 The motor-operated valve according to any one of claims 1 to 6 , wherein the needle guide hole intersects with the throttle passage along the axis. 前記絞り流路は、前記軸線周りに複数形成され、
前記複数の絞り流路の流路断面積の総和は、前記副弁ポートの流路断面積より大きく設定されていることを特徴とする請求項に記載の電動弁。
The throttle flow passage is formed in plurality around the axis line,
8. The motor-operated valve according to claim 7 , wherein a sum of the flow passage cross-sectional areas of the plurality of throttle passages is set to be larger than a flow passage cross-sectional area of the sub-valve port.
圧縮機と、室内熱交換器と、室外熱交換器と、電子膨張弁と、を含む冷凍サイクルシステムであって、請求項1~のいずれか一項に記載の電動弁が、前記電子膨張弁として用いられていることを特徴とする冷凍サイクルシステム。 A refrigeration cycle system including a compressor, an indoor heat exchanger, an outdoor heat exchanger, and an electronic expansion valve, wherein the motor-operated valve according to any one of claims 1 to 8 is used as the electronic expansion valve.
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