特許 6966416 弁装置および冷凍サイクルシステム

(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】6966416

(24)【登録日】2021年10月25日

(45)【発行日】2021年11月17日

(54)【発明の名称】弁装置および冷凍サイクルシステム

(51)【国際特許分類】

   F16K 31/122 20060101AFI20211108BHJP

   F25B 41/325 20210101ALI20211108BHJP

【ＦＩ】

   F16K31/122

   F25B41/325

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2018-245116(P2018-245116)

(22)【出願日】2018年12月27日

(65)【公開番号】特開2020-106086(P2020-106086A)

(43)【公開日】2020年7月9日

【審査請求日】2020年7月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000143949

【氏名又は名称】株式会社鷺宮製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100134832

【弁理士】

【氏名又は名称】瀧野 文雄

(74)【代理人】

【識別番号】100165308

【弁理士】

【氏名又は名称】津田 俊明

(74)【代理人】

【識別番号】100115048

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 康弘

(72)【発明者】

【氏名】中川 大樹

【審査官】 笹岡 友陽

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６２−１４７００２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５１−０１５２３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−２１１０３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２８７９１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２６６６６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−２１１０３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２６６１９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｋ ３１／１２２

Ｆ２５Ｂ ４１／３２５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

主弁ポートを開閉する主弁体と、前記主弁体に形成された副弁ポートに対して接近または離間する副弁体と、内部に主弁室が形成される弁本体と、を備えた弁装置であって、
前記主弁体は、軸線を軸方向とする円筒状の円筒部と、該円筒部の内部に形成された副弁室と、前記円筒部の周面部に形成された連通孔と、を有し、前記連通孔により、前記主弁室と前記副弁室は連通され、
さらに、前記主弁体は、前記主弁ポート側から見て前記副弁ポートの全体を覆うとともに、軸線方向に対して略直交する平面に沿って延在する阻害壁と、前記阻害壁に沿って流体が通過可能な交差流路部と、前記交差流路部に連続するとともに前記阻害壁の両側の空間を連通する連通流路部と、を有し、
前記副弁ポートから前記主弁ポートに向かうように流体が流れる場合、前記副弁ポートを通過した流体が、前記交差流路部および前記連通流路部をこの順に通過した後、前記主弁ポートに接続された継手管に流れ込むように構成されていることを特徴とする弁装置。

【請求項2】

前記主弁体は、前記副弁ポートに対して前記主弁ポート側に筒状部を有し、
前記筒状部は、前記主弁ポートが形成された主弁座に着座または離座する主弁部を有するとともに、前記主弁ポート側における開口が前記阻害壁によって覆われていることを特徴とする請求項１に記載の弁装置。

【請求項3】

前記阻害壁は、前記筒状部に対して側面部が重ねられる有底筒状部材の底板部を構成するとともに、前記筒状部よりも前記主弁ポート側に配置され、
前記連通流路部は、前記側面部に形成された貫通孔であることを特徴とする請求項２に記載の弁装置。

【請求項4】

前記主弁体は、前記副弁ポートに対して前記主弁ポート側に形成された筒状部と、前記筒状部に対して前記主弁ポート側における開口を塞ぐように取り付けられる閉塞部材と、を有し、
前記閉塞部材は、前記阻害壁を有するとともに、前記主弁ポートが形成された主弁座に着座または離座する主弁部を有することを特徴とする請求項１に記載の弁装置。

【請求項5】

前記阻害壁が、前記筒状部における前記主弁ポート側の端面に対して離隔して配置されることにより、当該阻害壁と当該端面との間に前記交差流路部が形成され、
前記連通流路部は、前記交差流路部よりも外周側において前記阻害壁に形成された貫通孔であることを特徴とすることを特徴とする請求項４に記載の弁装置。

【請求項6】

前記副弁体は、先端側に向かうにしたがって外径が小さくなるように、その外周面にテーパ部を有し、
前記阻害壁の前記副弁ポート側の面は、前記テーパ部を先端側に仮想的に延長した際の焦点よりも前記副弁ポート側に配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の弁装置。

【請求項7】

圧縮機と、凝縮器と、膨張弁と、蒸発器と、を含む冷凍サイクルシステムであって、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の弁装置が、前記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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、弁装置および冷凍サイクルシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、主弁ポートを開閉するピストン形状の主弁体と、主弁ポートの内部に設けられた副弁ポートを開閉する弁棒状の副弁体と、を備えた二段式の電動膨張弁が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された電動膨張弁では、回転直線移動変換手段が設けられていることで、ロータ回転が弁リフト方向の運動に変換されるようになっている。さらに、この弁リフト方向の運動によって、まず副弁体が移動して副弁ポートが開かれて小流量の流量制御が行われ、さらに副弁体が移動することで主弁体も移動し、主弁ポートが開かれて大流量の流量制御が行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０００−２６６１９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載されたような従来の電動膨張弁では、入口ポートと出口ポートとの圧力差や、副弁ポートの開口度等の条件によっては、副弁ポートを通過する流体の流速が高くなり、騒音の原因となる場合があった。そこで、音の発生部を消音部材によって覆うことで騒音を低減する構成が考えられる。このような消音部材としては金属メッシュのように多数の貫通孔が形成された部材が考えられるが、剛性が低くなりやすいため、消音部材自体が振動および変形して騒音が発生してしまう可能性がある。

【0005】

本発明の目的は、騒音を低減することができる弁装置および冷凍サイクルシステムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の弁装置は、主弁ポートを開閉する主弁体と、前記主弁体に形成された副弁ポートに対して接近または離間する副弁体と、内部に主弁室が形成される弁本体と、を備えた弁装置であって、前記主弁体は、軸線を軸方向とする円筒状の円筒部と、該円筒部の内部に形成された副弁室と、前記円筒部の周面部に形成された連通孔と、を有し、前記連通孔により、前記主弁室と前記副弁室は連通され、さらに、前記主弁体は、前記主弁ポート側から見て前記副弁ポートの全体を覆うとともに、軸線方向に対して略直交する平面に沿って延在する阻害壁と、前記阻害壁に沿って流体が通過可能な交差流路部と、前記交差流路部に連続するとともに前記阻害壁の両側の空間を連通する連通流路部と、を有し、前記副弁ポートから前記主弁ポートに向かうように流体が流れる場合、前記副弁ポートを通過した流体が、前記交差流路部および前記連通流路部をこの順に通過した後、前記主弁ポートに接続された継手管に流れ込むように構成されていることを特徴とする。

【0007】

このような本発明によれば、主弁ポート側から見て副弁ポートを覆うように阻害壁が設けられていることで、副弁ポートから主弁ポートに向かうように流体が流れる場合、副弁ポートを通過して副弁体の軸方向に沿って進行する流体は、阻害壁に衝突することによって進行方向を変え、阻害壁に沿った交差流路部を流れることになる。さらにこの流体は、交差流路部を通過した後に連通流路部を通過し、主弁ポートに接続された継手管に流れ込む。このように阻害壁によって流体の進行方向を変えることにより、流速を低下させることができ、騒音を低減することができる。このとき、阻害壁は消音用のメッシュ部材と比較して剛性を確保しやすく、阻害壁の振動や変形を抑制することができる。

【0008】

尚、上記では副弁ポートから主弁ポートに向かうように流体が流れる場合について説明したが、本発明の弁装置は、少なくとも、副弁ポートから主弁ポートに向かって流体が流れるように（主弁ポートを低圧側ポートとして）使用可能なものであればよく、これに加え、他の使用方法があってもよい。例えば、本発明の弁装置は、主弁ポートに対して双方向に流体が通過可能なように用いられる場合があってもよい。

【0009】

また、前記主弁体は、前記副弁ポートに対して前記主弁ポート側に筒状部を有し、前記筒状部は、前記主弁ポートが形成された主弁座に着座または離座する主弁部を有するとともに、前記主弁ポート側における開口が前記阻害壁によって覆われていることが好ましい。

【0010】

このような構成によれば、筒状部が主弁部を有することで、阻害壁を設ける際に、従来形状の主弁体を流用したり、主弁体の形状変更を少なくしたりすることができる。また、阻害壁が主弁座に対して着座しないことから、阻害壁の材質の選択自由度を向上させることができる。

【0011】

このとき、前記阻害壁は、前記筒状部に対して側面部が重ねられる有底筒状部材の底板部を構成するとともに、前記筒状部よりも前記主弁ポート側に配置され、前記連通流路部は、前記側面部に形成された貫通孔であることが好ましい。このような構成によれば、副弁ポートと阻害壁との距離を容易に調節することができる。また、距離を調節した場合であっても、阻害壁と連通流路部との位置関係は不変であることから、交差流路部を流れる流体を連通流路部に向かいやすくすることができる。

【0012】

また、前記主弁体は、前記副弁ポートに対して前記主弁ポート側に形成された筒状部と、前記筒状部に対して前記主弁ポート側における開口を塞ぐように取り付けられる閉塞部材と、を有し、前記閉塞部材は、前記阻害壁を有するとともに、前記主弁ポートが形成された主弁座に着座または離座する主弁部を有していてもよい。このとき、前記阻害壁が、前記筒状部における前記主弁ポート側の端面に対して離隔して配置されることにより、当該阻害壁と当該端面との間に前記交差流路部が形成され、前記連通流路部は、前記交差流路部よりも外周側において前記阻害壁に形成された貫通孔であることを特徴とすることが好ましい。

【0013】

このような構成によれば、阻害壁と筒状部の端面との間に交差流路部が形成されていることで、阻害壁に衝突することによって進行方向を変えた流体が、交差流路部を流れやすく、連通流路部に向かいやすい。また、連通流路部が、阻害壁に形成された貫通孔であることで、連通流路部を通過した流体は軸方向に沿って流れやすく、主弁ポートに接続された継手管に流れ込みやすい。

【0014】

また、前記主弁体には、複数の前記連通流路部が形成され、１つの前記連通流路部の開口面積が、前記副弁ポートの開口面積よりも小さいことが好ましい。このような構成によれば、副弁ポートを通過した流体を分流することができ、騒音をさらに低減することができる。

【0015】

また、前記副弁体は、先端側に向かうにしたがって外径が小さくなるように、その外周面にテーパ部を有し、前記阻害壁の前記副弁ポート側の面は、前記テーパ部を先端側に仮想的に延長した際の焦点よりも前記副弁ポート側に配置されていることが好ましい。このような構成によれば、副弁ポートから主弁ポートに向かうように流体が流れる場合に、副弁ポートを通過して軸方向に沿って進行する流体を、阻害壁に衝突させて進行方向を変えやすくすることができる。

【0016】

本発明の冷凍サイクルシステムは、圧縮機と、凝縮器と、膨張弁と、蒸発器と、を含む冷凍サイクルシステムであって、前記いずれかの弁装置が、前記膨張弁として用いられていることを特徴とする。

【0017】

このような冷凍サイクルシステムによれば、上記のように弁装置の騒音を低減することができるとともに、弁装置（膨張弁）に発生する振動が下流側の装置に伝達されることを抑制することができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明の弁装置および冷凍サイクルシステムによれば、主弁ポート側から見て副弁ポートを覆うように阻害壁が設けられていることで、騒音を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の第１実施形態に係る電動弁を示す縦断面図である。

【図2】前記電動弁の要部を拡大して示す縦断面図である。

【図3】弁開度を最大とした際の前記電動弁の要部を拡大して示す縦断面図である。

【図4】本発明の冷凍サイクルシステムを示す概略構成図である。

【図5】本発明の第２実施形態に係る電動弁の要部を拡大して示す縦断面図である。

【図6】弁開度を最大とした際の前記電動弁の要部を拡大して示す縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。尚、第２実施形態においては、第１実施形態で説明する構成部材と同じ構成部材及び同様な機能を有する構成部材には、第１実施形態と同じ符号を付すとともに説明を省略する。

【0021】

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係る弁装置としての電動弁を図１〜３に基づいて説明する。図１に示すように、本実施形態の電動弁１０は、弁ハウジング１と、主弁体２と、副弁体３と、駆動部４と、を備えている。なお、以下の説明における「上下」の概念は図１の図面における上下に対応する。

【0022】

弁ハウジング１は、筒状の弁本体１Ａと、弁本体１Ａの内部に固定される支持部材１Ｂと、を有している。弁本体１Ａは、その内部に円筒状の主弁室１Ｃが形成され、弁本体１Ａには、側面側から主弁室１Ｃに連通して冷媒が流入される一次継手管１１が取り付けられ、底面側から主弁室１Ｃに連通して冷媒が流出される二次継手管１２が取り付けられている。さらに、弁本体１Ａには、主弁室１Ｃと二次継手管１２とを連通する位置に主弁座１３が形成されるとともに、この主弁座１３から二次継手管１２側に断面形状が円形の主弁ポート１４が形成されている。支持部材１Ｂは、金属製の固定部１５によって弁本体１Ａに溶接固定されている。支持部材１Ｂは、樹脂成形品であって、主弁座１３側に設けられた円筒状の主弁ガイド部１６と、駆動部４側に設けられて内周面に雌ねじが形成された雌ねじ部１７と、を有して形成されている。弁本体１Ａの上端部には、ケース１８が溶接等によって気密に固定されている。

【0023】

主弁体２は、図２、３にも示すように、主弁座１３に対して着座または離座する主弁部２１を有する弁体主部２Ａと、ばね受け部２Ｂと、副弁座２Ｃと、有底筒状部材２Ｄと、を有している。弁体主部２Ａは、軸線Ｌを軸方向とする円筒状の円筒部２２と、この円筒部２２の内部に形成されて流体が流通する副弁室２３と、軸線Ｌに沿って副弁座２Ｃを貫通する副弁ポート２４と、を有している。円筒部２２の周面部には複数の連通孔２５が形成され、副弁室２３は連通孔２５により主弁室１Ｃに連通されている。弁体主部２Ａの円筒部２２の内周面には、軸線Ｌに沿った挿通孔２６が形成され、この挿通孔２６内には副弁体３の副弁基部３Ａが挿通されている。ばね受け部２Ｂは、円環状に形成されて弁体主部２Ａの上端部に固定され、その内部にロータ軸４６が挿通されている。ばね受け部２Ｂの上面と支持部材１Ｂの天井面との間には、主弁ばね２７が配設されており、この主弁ばね２７により主弁体２は主弁座１３方向（閉方向）に付勢されている。

【0024】

副弁体３は、円筒状の副弁基部３Ａと、副弁基部３Ａから下方に突出する副弁部３Ｂと、副弁基部３Ａの上側に設けられたスラストワッシャ３Ｃと、副弁基部３Ａの内部に設けられた副弁ばね（不図示）と、で構成されている。副弁基部３Ａは、主弁体２の挿通孔２６に挿通され、軸線Ｌに沿った上下方向に進退自在かつ軸線Ｌ回りに回転自在に支持されている。スラストワッシャ３Ｃは、副弁基部３Ａの上面及びばね受け部２Ｂの下面に当接可能になっており、その当接面同士の摩擦力が極めて小さくなるようになっている。副弁基部３Ａの上部には挿通孔が設けられてロータ軸４６が挿通され、ロータ軸４６の下端部に形成されたフランジ部（不図示）と副弁基部３Ａの底部に接合された副弁部３Ｂの上端部との間に副弁ばねが配設されている。この副弁ばねにより副弁体３はロータ軸４６（マグネットロータ４４）に対して副弁座２Ｃ方向（閉方向）に付勢されている。なお、副弁基部３Ａは、ロータ軸４６および副弁部３Ｂと一体に形成されてもよく、その場合には、副弁基部３Ａが中実状に形成され、副弁ばねが省略されてもよい。

【0025】

駆動部４は、電動モータとしてのステッピングモータ４１と、ステッピングモータ４１の回転により副弁体３を進退させるねじ送り機構４２と、ステッピングモータ４１の回転を規制するストッパ機構４３と、を備える。ステッピングモータ４１は、外周部が多極に着磁されたマグネットロータ４４と、ケース１５の外周に配設されたステータコイル４５と、マグネットロータ４４に固定されたロータ軸４６と、を備えている。ロータ軸４６は、固定部材４６ａを介してマグネットロータ４４に固定されるとともに、軸線Ｌに沿って延び、その上端部はストッパ機構４３のガイド４７に挿入されている。ロータ軸４６の中間部には雄ねじ部４６ｂが一体に形成され、この雄ねじ部４６ｂが支持部材１Ｂの雌ねじ部１７に螺合し、これによってねじ送り機構４２が構成されている。マグネットロータ４４が回転すると、ロータ軸４６の雄ねじ部４６ｂが雌ねじ部１７に案内されることで、マグネットロータ４４およびロータ軸４６が軸線Ｌ方向に進退移動し、これに伴って副弁体３も軸線Ｌに沿って上昇または下降する。

【0026】

ストッパ機構４３は、ケース１８の天井部から垂下された円筒状のガイド４７と、ガイド４７の外周に固定されたガイド線体４８と、ガイド線体４８にガイドされて回転かつ上下動可能な可動スライダ４９と、を備えている。可動スライダ４９には、径方向外側に突出した爪部４９ａが設けられ、マグネットロータ４４には、上方に延びて爪部４９ａと当接する延長部４４ａが設けられ、マグネットロータ４４が回転すると、延長部４４ａが爪部４９ａを押すことで、可動スライダ４９がガイド線体４８に倣って回転かつ上下するようになっている。ガイド線体４８には、マグネットロータ４４の最上端位置を規定する上端ストッパ４８ａと、マグネットロータ４４の最下端位置を規定する下端ストッパ４８ｂと、が形成されている。これらの上端ストッパ４８ａおよび下端ストッパ４８ｂに可動スライダ４９が当接することで、可動スライダ４９の回転が停止され、これによりマグネットロータ４４の回転が規制され、副弁体３の上昇または下降も停止される。

【0027】

次に、主弁体２の要部について図２、３に基づいて説明する。後述するように、主弁ポート１４を低圧側ポートとして用いる場合、図２、３において副弁ポート２４を基準としてその上方側（主弁ポート１４とは反対側）が上流側となり、下方側（主弁ポート１４側）が下流側となることから、以下の説明では、この「上流側」および「下流側」を用いて各部の位置関係を説明する。弁体主部２Ａは、副弁ポート２４の下流側に筒状部２８を有する。筒状部２８は、円筒部２２を下流側に延長したものであり、円筒状に形成されている。筒状部２８の先端（下流側端部）の外周部に主弁部２１が設けられている。筒状部２８は、上流側よりも下流側において内径が大きくなるように段差が形成されており、即ち拡径部２８１が形成されている。

【0028】

有底筒状部材２Ｄは、弁体主部２Ａとは別体に構成されており、円板状の底板部２９１と、底板部２９１の外周縁に連続した円筒状の側面部２９２と、を一体に有している。有底筒状部材２Ｄの材質としては、ステンレス等の金属が例示される。側面部２９２のうち下流側部分には複数の貫通孔２９２Ａが形成されている。１つの貫通孔２９２Ａの開口面積は、副弁ポート２４の開口寸法よりも小さい。尚、「副弁ポート２４の開口寸法」とは、副弁ポート２４の内径によって決まる開口面積を意味する。

【0029】

有底筒状部材２Ｄは、側面部２９２の一部が筒状部２８に挿通されて内側に重ねられることにより、弁体主部２Ａに固定される。尚、有底筒状部材２Ｄの固定方法は、溶接であってもよいし、ろう付けであってもよいし、圧入であってもよい。筒状部２８の拡径部２８１に側面部２９２が配置されるようになっている。また、弁体主部２Ａに有底筒状部材２Ｄが固定されることにより、筒状部２８の下流側開口２８２が底板部２９１によって覆われる。これにより、副弁ポート２４の下流側において、筒状部２８と有底筒状部材２Ｄとが減速室２Ｅを形成する。

【0030】

有底筒状部材２Ｄが弁体主部２Ａに固定される際、貫通孔２９２Ａは、筒状部２８から露出する。即ち、底板部２９１が、筒状部２８の下流側端面２８３よりも下流側に配置されており、軸線Ｌ方向において、底板部２９１と下流側端面２８３との間に貫通孔２９２Ａが位置している。これにより、貫通孔２９２Ａによって減速室２Ｅの内外が連通され、即ち、貫通孔２９２Ａは、底板部２９１の上面側の空間と下面側の空間とを連通し、連通流路部として機能する。

【0031】

底板部２９１は、副弁ポート２４の下流側に配置されるとともに、軸線Ｌ方向に対して略直交する平面に沿って延在する。底板部２９１は副弁ポート２４よりも大面積に形成され、これらの中心同士が略一致することにより、軸線Ｌ方向における主弁ポート１４側から見て副弁ポート２４の全体が底板部２９１によって覆われる。即ち、底板部２９１が阻害壁として機能するようになっている。

【0032】

以上の電動弁１０は、以下のように動作する。まず、図１、２の状態では、主弁体２の主弁部２１が主弁座１３に着座し、主弁ポート１４が閉じられた弁閉状態である。一方、副弁ポート２４に最も近接した位置にある副弁体３は、副弁座２Ｃに着座せず、副弁体３の副弁部３Ｂの外周面と副弁ポート２４の内周面との隙間によって流路が形成されている。従って、冷媒（流体）が一次継手管１１から主弁室１Ｃに流入した場合、この冷媒は、弁体主部２Ａの連通孔２５を通過し、副弁室２３に流入する。副弁室２３に流入した冷媒は、副弁部３Ｂと副弁ポート２４との隙間を通り、減速室２Ｅに流入する。減速室２Ｅに流入した冷媒は、貫通孔２９２Ａを通過し、主弁ポート１４から二次継手管１２に向かって流出する。このように、電動弁１０は、弁開度がゼロであっても微少な流量が生じるように構成されているが、副弁部３Ｂを副弁ポート２４に対して着座させ、弁開度がゼロとなった際に流量がゼロとなるように構成してもよい。

【0033】

上記のように減速室２Ｅに流入した冷媒は、副弁体３の軸線Ｌ方向に沿って進行し、底板部２９１に衝突することによって進行方向を変え、底板部２９１の上面に沿って流れるようになる。即ち、減速室２Ｅのうち、底板部２９１の上面近傍が、阻害壁（底板部２９１）に沿って冷媒が通過可能な交差流路部２Ｆとなる。このように冷媒が進行方向を変えることで、流速が低下する。交差流路部２Ｆを流れる冷媒は、有底筒状部材２Ｄの側面部２９２に到達し、貫通孔２９２Ａを通過して減速室２Ｅの外側に流出する。尚、図１、２に示すように主弁体２により主弁ポート１４が閉じられた状態において、主弁ポート１４を低圧側ポートとして用いる場合には、副弁ポート２４から主弁ポート１４に向かうように冷媒が流れる。

【0034】

次に、駆動部４のステッピングモータ４１を駆動してマグネットロータ４４を回転させて副弁体３を上昇させ、副弁体３を副弁ポート２４から離間させることで、副弁体３の副弁部３Ｂが副弁ポート２４から抜け出し、副弁部３Ｂと副弁ポート２４との隙間による流路が拡大され、流量が徐々に増加する。この際、主弁体２の主弁部２１は主弁座１３に着座したままであるため、流量の増加は微少である。このように主弁体２を閉じたまま副弁体３の開度を変更する制御域が小流量制御域である。次に、副弁体３をさらに上昇させると、スラストワッシャ３Ｃがばね受け部２Ｂに当接し、副弁体３によって主弁体２が引き上げられ、主弁部２１が主弁座１３から離座する。このように主弁体２を着座位置（閉位置）から弁開位置（開位置）に向かって上昇させる制御域が大流量制御域であって、この大流量制御域における主弁体２の開度（ステッピングモータ４１の回転量＝弁リフト量）に対する流量の変化は大きなものとなり、図３に示すような主弁体２の全開状態において、流量は最大となる。このように主弁ポート１４が開いた状態においては、主弁ポート１４に対して双方向に冷媒が通過可能となっている。

【0035】

以上の本実施形態によれば、主弁ポート１４側から見て副弁ポート２４を覆う阻害壁としての底板部２９１が設けられていることで、副弁ポート２４を通過した冷媒を底板部２９１に衝突させて流速を低下させることができ、騒音を低減することができる。このとき、有底筒状部材２Ｄは消音用のメッシュ部材と比較して剛性を確保しやすく、有底筒状部材２Ｄ自体の変形や振動を抑制することができる。

【0036】

また、弁体主部２Ａの筒状部２８に主弁部２１が設けられていることで、有底筒状部材２Ｄを取り付ける際に、従来形状の弁体主部を流用したり、弁体主部の形状変更を少なくしたりすることができる。また、阻害壁を含む有底筒状部材２Ｄが主弁座１３に対して着座しないことから、有底筒状部材２Ｄの材質の選択自由度を向上させることができる。

【0037】

また、阻害壁としての底板部２９１を有する有底筒状部材２Ｄの側面部２９２が、筒状部２８に重ねられることで、副弁ポート２４と底板部２９１との距離を容易に調節することができる。また、距離を調節した場合であっても、底板部２９１と貫通孔２９２Ａとの位置関係は不変であることから、交差流路部２Ｆを流れる流体を貫通孔２９２Ａに向かいやすくすることができる。

【0038】

また、有底筒状部材２Ｄに複数の貫通孔２９２Ａが形成され、１つの貫通孔２９２Ａの開口面積が副弁ポート２４の開口面積よりも小さいことで、副弁ポート２４を通過した流体を分流することができ、騒音をさらに低減することができる。

【0039】

次に、図４に基づいて本発明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９０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１０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９３、四方弁９４、室外側熱交換器９５および電子膨張弁９６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１０は室内に設置され、圧縮機９３、四方弁９４、室外側熱交換器９５および電子膨張弁９６は室外に設置されていて冷暖房装置を構成している。

【0040】

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係る弁装置としての電動弁を図５、６に基づいて説明する。本実施形態の電動弁１０Ｂは、第１実施形態の電動弁１０に対し、弁体主部２Ａの筒状部２８の形状が変更されるとともに、有底筒状部材２Ｄに代えて閉塞部材５が設けられている点で相違している。尚、本実施形態においても、第１実施形態における主弁体２の要部の位置関係についての説明と同様に、主弁体２により主弁ポート１４が閉じられて主弁ポート１４を低圧側ポートとして用いる場合の「上流側」および「下流側」を用いて位置関係を説明する。また、電動弁１０Ｂの使用方法は、電動弁１０の使用方法と同様である。

【0041】

電動弁１０Ｂの弁体主部２Ａは、外周面の先端側に段差状の縮径部２８４が形成された筒状部２８Ｂを有し、この筒状部２８Ｂに対して閉塞部材５が固定される。尚、閉塞部材５の固定方法は、溶接であってもよいし、ろう付けであってもよいし、圧入であってもよい。閉塞部材５は、円板状の底板部５１と円筒状の筒状部５２とを有して有底筒状に構成され、主弁座１３に対して着座または離座する主弁部５３が設けられている。主弁部５３は、筒状部５２の外周面のうち底板部５１側の位置から突出するように形成されている。

【0042】

閉塞部材５の筒状部５２は、弁体主部２Ａの筒状部２８Ｂの縮径部２８４に配置されることにより、上下方向位置が決まる。このとき、底板部５１の上面が筒状部２８Ｂの下流側端面２８５に対して離隔して配置され、これらの間に隙間６が形成される。さらに、底板部５１には、この隙間６の下方側の位置に、複数の貫通孔５１１が形成される。複数の貫通孔５１１は、底板部５１の外周近傍において円形に沿って配置される。１つの貫通孔５１１の開口面積は、副弁ポート２４の開口寸法よりも小さい。尚、「副弁ポート２４の開口寸法」とは、副弁ポート２４の内径によって決まる開口面積を意味する。

【0043】

閉塞部材５の底板部５１は、第１実施形態における底板部２９１と同様に、副弁ポート２４の下流側に配置されるとともに軸線Ｌ方向における主弁ポート１４側から見て副弁ポート２４を覆う阻害壁として機能する。また、筒状部２８Ｂに対して閉塞部材５が固定されることにより、筒状部２８Ｂの下流側開口２８６が底板部５１によって覆われ、副弁ポート２４の下流側において、筒状部２８Ｂと閉塞部材５とが減速室２Ｇを形成する。底板部５１に形成された貫通孔５１１によって減速室２Ｇの内外が連通され、即ち、貫通孔５１１は、底板部５１の上面側の空間と下面側の空間とを連通し、連通流路部として機能する。

【0044】

副弁体３の副弁部３Ｂは、円錐状の外周面を有しており、即ち、先端側に向かうにしたがって外径が小さくなるように、その外周面にテーパ部３Ｄを有している。図６に示すように副弁ポート２４の弁開度を最大とした状態において、テーパ部３Ｄを先端側に仮想的に延長した際の焦点Ｏよりも、底板部５１の上面は上流側に配置される。尚、テーパ部３Ｄを先端側に仮想的に延長した際、この延長面はある一点に集約され、この一点を焦点Ｏとする。また、図５に示すように副弁ポート２４の弁開度を最小とした場合には、テーパ部３Ｄを延長した際の焦点はさらに下方側に位置することから、この場合においても底板部５１の上面は焦点よりも上流側に配置される。また、テーパ部３Ｄの傾斜角度が一定でない場合、テーパ部３Ｄの適宜な位置（例えば副弁座２Ｃに最も接近した位置）における接面を延長面とすればよい。

【0045】

本実施形態の電動弁１０Ｂにおいても、第１実施形態の電動弁１０と同様に、主弁ポート１４が閉じられた弁閉状態においては、一次継手管１１から主弁室１Ｃに流入した冷媒は、副弁室２３に流入する。副弁室２３に流入した冷媒は、副弁部３Ｂと副弁ポート２４との隙間を通り、減速室２Ｇに流入する。減速室２Ｇに流入した冷媒は、貫通孔５１１を通過し、主弁ポート１４から二次継手管１２に向かって流出する。

【0046】

上記のように減速室２Ｇに流入した冷媒は、副弁体３の軸線Ｌ方向に沿って進行し、底板部５１に衝突することによって進行方向を変え、底板部５１に沿って流れるようになる。底板部５１に沿って流れる流体は、底板部５１の外周側に向かうことで、底板部５１の上面と筒状部２８Ｂの下流側端面２８５との隙間６に到達し、この隙間６を通過する。即ち、隙間６が、阻害壁（底板部５１）に沿って流体が通過可能な交差流路部として機能する。隙間６を通過した冷媒は、貫通孔５１１を通過して減速室２Ｇの外側に流出する。

【0047】

以上の本実施形態によれば、前記第１実施形態と同様に、主弁ポート１４側から見て副弁ポート２４を覆う阻害壁としての底板部５１が設けられていることで、副弁ポート２４を通過した冷媒を底板部５１に衝突させて流速を低下させることができ、騒音を低減することができる。このとき、底板部５１は消音用のメッシュ部材と比較して剛性を確保しやすく、閉塞部材５自体の変形や振動を抑制することができる。

【0048】

また、底板部５１と筒状部２８Ｂの下流側端面２８５との間の隙間６が交差流路部として機能することで、底板部５１に衝突することによって進行方向を変えた冷媒が、この隙間６を流れやすく、貫通孔５１１に向かいやすい。また、底板部５１に形成された貫通孔５１１が連通流路部として機能することで、貫通孔５１１を通過した冷媒は軸線Ｌ方向に沿って流れやすく、二次継手管１２に流れ込みやすい。

【0049】

また、副弁体３のテーパ部３Ｄを先端側に仮想的に延長した際の焦点Ｏよりも、底板部５１の上面が上流側（副弁ポート２４側）に配置されていることで、副弁ポート２４を通過して軸線Ｌ方向に沿って進行する冷媒を、底板部５１に衝突させて進行方向を変えやすくすることができる。

【0050】

なお、本発明は、前記第１実施形態および前記第２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、前記第１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１０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。

【0051】

また、前記第１実施形態および前記第２実施形態では、複数の貫通孔２９２Ａ、５１１が形成されるとともに、１つの貫通孔２９２Ａ、５１１の開口面積が副弁ポート２４の開口面積よりも小さいものとしたが、１つの連通流路部のみを形成してもよいし、１つの連通流路部の開口面積を、副弁ポート２４の開口面積以上としてもよい。このように、連通流路部の開口面積を大きくして数を少なくすることで、主弁体に連通流路部を形成する際の作業性を向上させることができる。

【0052】

また、前記第２実施形態では、副弁体３のテーパ部３Ｄを先端側に仮想的に延長した際の焦点Ｏよりも、阻害壁としての底板部５１の上面が上流側に配置されているものとしたが、阻害壁は、想定される冷媒の流量や、減速室の大きさ、他の部材との干渉等に応じて適宜な位置に配置されればよく、焦点Ｏよりも下流側に配置されてもよい。また、前記第１実施形態のように有底筒状部材２Ｄが設けられる構成においても、副弁体のテーパ部を先端側に仮想的に延長した際の焦点よりも、阻害壁の上面を上流側（副弁ポート側）に配置してもよい。

【0053】

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。

【符号の説明】

【0054】

１０、１０Ｂ 電動弁（弁装置）
１４ 主弁ポート
２ 主弁体
２１、５３ 主弁部
２４ 副弁ポート
２８、２８Ｂ 筒状部
２８２、２８６ 下流側開口
２８３、２８５ 下流側端面
２９１、５１ 底板部（阻害壁）
２９２ 側面部
２９２Ａ、５１１ 貫通孔（連通流路部）
２Ｄ 有底筒状部材
２Ｆ 交差流路部
３ 副弁体
３Ｄ テーパ部
５ 閉塞部材
６ 隙間（交差流路部）
１２ 二次継手管（低圧側継手管）
１３ 主弁座
Ｏ 焦点
９０ 冷凍サイクルシステム
９１ 第１室内側熱交換器
９２ 第２室内側熱交換器
９３ 圧縮機
９５ 室外側熱交換器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】