特開 2023-54989 流量制御弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023054989

(43)【公開日】2023-04-17

(54)【発明の名称】流量制御弁

(51)【国際特許分類】

   F16K 31/04 20060101AFI20230410BHJP

   F25B 41/20 20210101ALI20230410BHJP

【ＦＩ】

F16K31/04 A

F16K31/04 K

F25B41/20 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021164062

(22)【出願日】2021-10-05

(71)【出願人】

【識別番号】391002166

【氏名又は名称】株式会社不二工機

(74)【代理人】

【識別番号】110000062

【氏名又は名称】弁理士法人第一国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤井 沙弥佳

(72)【発明者】

【氏名】湊 祐介

(72)【発明者】

【氏名】新谷 勇斗

【テーマコード（参考）】

3H062

【Ｆターム（参考）】

3H062AA02

3H062AA15

3H062BB31

3H062BB33

3H062CC02

3H062DD01

3H062EE06

3H062HH04

3H062HH08

3H062HH09

(57)【要約】

【課題】弁体の高精度な位置決めを可能とし、適切な流量制御を行える流量制御弁を提供する。
【解決手段】流量制御弁は、弁体と、前記弁体を駆動する従動軸を備えた弁部アセンブリと、駆動軸を備えた駆動部アセンブリと、前記駆動軸と前記従動軸の軸線方向の対向面を非接触で磁気的に連結する磁気継手とを有し、前記弁体は、前記従動軸に対して接近または離間する方向に移動するように構成され、前記弁部アセンブリと前記駆動部アセンブリとは、所定方向に沿って相対的に接近させて組み付けが可能であり、組み付け後に前記弁部アセンブリと前記駆動部アセンブリの相対回転を抑制する係合部が配設されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

弁体と、前記弁体を駆動する従動軸を備えた弁部アセンブリと、
駆動軸を備えた駆動部アセンブリと、
前記駆動軸と前記従動軸の軸線方向の対向面を非接触で磁気的に連結する磁気継手とを有し、
前記弁体は、前記従動軸に対して接近または離間する方向に移動するように構成され、
前記弁部アセンブリと前記駆動部アセンブリとは、所定方向に沿って相対的に接近させて組み付けが可能であり、組み付け後に前記弁部アセンブリと前記駆動部アセンブリの相対回転を抑制する係合部が配設された、
ことを特徴とする流量制御弁。

【請求項2】

前記弁部アセンブリの本体部は、軸線に平行な一対の平行外面と、前記平行外面に繋がる段差面とを有し、
前記駆動部アセンブリの円筒部材は、前記平行外面に摺動可能に係合する内面と、前記段差面に当接可能な底面とを備えた一対の壁部を有し、
前記弁部アセンブリと前記駆動部アセンブリとを、軸線方向または軸線に交差する方向に沿って接近させたとき、前記平行外面と前記内面が摺動しつつ密着する、
ことを特徴とする請求項１に記載の流量制御弁。

【請求項3】

前記弁部アセンブリと前記駆動部アセンブリとを、軸線方向または軸線を横切る方向に沿って接近させたとき、前記段差面と前記底面のうち一方に形成された凸部と、他方に形成された凹部とが嵌合する、
ことを特徴とする請求項２に記載の流量制御弁。

【請求項4】

前記弁部アセンブリと前記駆動部アセンブリとを、軸線方向に沿って接近させたとき、前記平行外面と前記内面のうち一方に形成された溝と、他方に形成された隆起部とが摺動する、
ことを特徴とする請求項２に記載の流量制御弁。

【請求項5】

前記弁部アセンブリの本体部の端面に第１の孔が形成され、前記駆動部アセンブリの円筒部材の端面に第２の孔が形成されており、
前記弁部アセンブリと前記駆動部アセンブリとを、軸線方向に沿って接近させたとき、前記第１の孔と前記第２の孔のうち一方の孔に装着された連結片が、他方の孔に係合する、
ことを特徴とする請求項１に記載の流量制御弁。

【請求項6】

前記弁部アセンブリの本体部は、軸線に交差する方向に延在する横孔を備えた縮径円筒部を有し、
前記駆動部アセンブリの円筒部材は、軸線に交差する方向に形成された貫通孔を備え前記縮径円筒部に嵌合可能な薄肉円筒部を有し、
前記弁部アセンブリと前記駆動部アセンブリとを嵌合させて、前記横孔と前記貫通孔が重なり合ったとき、前記貫通孔を貫通して前記横孔に係合可能なピン部を備えた連結体を配設した、
ことを特徴とする請求項１に記載の流量制御弁。

【請求項7】

前記貫通孔、前記横孔及び前記ピン部はそれぞれ一対設けられ、前記連結体は、前記ピン部を両端に保持する弾性変形可能な連結部を有する、
ことを特徴とする請求項６に記載の流量制御弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、流量制御弁に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、ルームエアコン、カーエアコン等のヒートポンプ式冷暖房システムは、圧縮機、室外熱交換器、室内熱交換器、及び膨張弁等に加えて、流量制御弁などを備えている。

【0003】

この種の流量制御弁としては、例えば特許文献１に示す弁装置がある。この弁装置は、電動駆動部の回転駆動を、磁気継手及びネジ機構を介して弁体の直動動作に変換し、それにより弁体の先端部が縦通路を開閉し、流入路側の冷媒の流通を許容・遮断し、更には流通量を調整するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－２１１１７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、特許文献１に示す弁装置において、電動駆動部から磁気継手を介して伝達される回転運動がネジ機構により弁体の上下運動に変換されたときに、電気駆動部側の磁気対向面と、弁体側の磁気対向面との間隔が変動する。この間隔が変動することにより、磁気継手により伝達可能な回転力も変動する。回転力が許容値を下回ると、フリクションなどの影響により弁体の上下位置決め精度が低下するおそれがある。

【0006】

本発明の目的は、弁体の高精度な位置決めを可能とし、適切な流量制御を行える流量制御弁を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、本発明による流量制御弁は、
弁体と、前記弁体を駆動する従動軸を備えた弁部アセンブリと、
駆動軸を備えた駆動部アセンブリと、
前記駆動軸と前記従動軸の軸線方向の対向面を非接触で磁気的に連結する磁気継手とを有し、
前記弁体は、前記従動軸に対して接近または離間する方向に移動するように構成され、
前記弁部アセンブリと前記駆動部アセンブリとは、所定方向に沿って相対的に接近させて組み付けが可能であり、組み付け後に前記弁部アセンブリと前記駆動部アセンブリの相対回転を抑制する係合部が配設された、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、弁体の高精度な位置決めを可能とし、適切な流量制御を行える流量制御弁を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１の実施の形態にかかる流量制御弁を示す縦断面図である。

【図2】図２は、図１に示す流量制御弁を分解して示す縦断面図である。

【図3】図３は、図１に示す流量制御弁の一部を示す斜視図である。

【図4】図４は、第２の実施形態にかかる流量制御弁を示す縦断面図である。

【図5】図５は、図４に示す流量制御弁を分解して示す縦断面図である。

【図6】図６は、図４に示す流量制御弁の一部を示す斜視図である。

【図7】図７は、第３の実施形態にかかる流量制御弁を示す縦断面図である。

【図8】図８は、図７に示す流量制御弁を分解して示す縦断面図である。

【図9】図９は、図７に示す流量制御弁の一部を示す斜視図である。

【図10】図１０は、第４の実施形態にかかる流量制御弁を示す縦断面図である。

【図11】図１１は、図１０に示す流量制御弁を分解して示す縦断面図である。

【図12】図１２は、図１１に示す流量制御弁の一部を示す斜視図である。

【図13】図１３は、第５の実施形態にかかる流量制御弁を示す縦断面図である。

【図14】図１４は、図１３に示す流量制御弁の側面図である。

【図15】図１５は、連結体の上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して、本発明にかかる実施形態の流量制御弁について説明する。本実施形態の流量制御弁は、冷凍サイクル装置の循環路内に設置され、該循環路内を流れる冷媒の流量を制御する。

【0011】

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態にかかる流量制御弁１Ｄを示す縦断面図である。図２は、図１に示す流量制御弁１Ｄを分解して示す縦断面図である。図３は、図１に示す流量制御弁１Ｄの一部を示す斜視図である。なお、本明細書で上方というときは、駆動部アセンブリ側を意味し、下方とは弁部アセンブリ側を意味するものとする。流量制御弁１の軸線をＬとする。

【0012】

（流量制御弁の構成）
流量制御弁１Ｄは、駆動部アセンブリ１０Ｄと、弁部アセンブリ５０Ｄとを有する。
まず、駆動部アセンブリ１０Ｄについて説明する。図１において、駆動部アセンブリ１０Ｄは、駆動部ケース１１と、駆動部ケース１１の内側に取り付けられたステータ１２と、ステータ１２の径方向内側に配置されたロータ１３と、ロータ１３に固定された駆動軸１４と、円筒部材２０Ｄとを有する。ステータ１２とロータ１３とで、ステッピングモータを構成する。なお、駆動源としてはステッピングモータに限らず、ブラシレスモータ、ブラシ付きモータ等を採用してもよい。

【0013】

ステータ１２は、ヨーク１２ａと、コイル１２ｃとからなり、駆動部ケース１１の内側に樹脂材２９を介して、軸線Ｌと同軸に配置されている。コイル１２ｃは、不図示のリード線を介して外部電源に接続されている。

【0014】

駆動部ケース１１は、金属をプレス成形することによって有頂円筒状に形成され、頂部中央において内側に突出した凸部１１ａを有している。駆動部ケース１１の下端側には、環状板材１５が配置され、駆動部ケース１１の下端と環状板材１５の外周とは、カシメにより固定されている。

【0015】

駆動軸１４は、上端側の小径部１４ａと、小径部１４ａより大径の大径部１４ｂと、大径部１４ｂより大径の円盤部１４ｃとを連設してなる。円盤部１４ｃの下面側を帯磁することにより、Ｓ極及びＮ極からなる磁気対向面１４ｄを形成してなる。円盤部１４ｃに磁石を貼り付けてもよい。

【0016】

略円筒状の軸受ホルダ１６の内周が、小径部１４ａの外周に圧入により嵌合するとともに、軸受ホルダ１６の外周がロータ１３の内周に嵌合している。また、略円筒状の係止部材１７の内周が、大径部１４ｂの外周に圧入により嵌合するとともに、ロータ１３の内周に嵌合している。これにより駆動軸１４は、ロータ１３に対して同軸に取り付けられる。

【0017】

軸受ホルダ１６の外周鍔部１６ａが、ロータ１３の上端に当接し、係止部材１７の外周鍔部１７ａが、ロータ１３の下端に当接している。軸受ホルダ１６は、第１の玉軸受１８の外輪を保持する凹部１６ｂを有する。第１の玉軸受１８の内輪は、駆動部ケース１１の凸部１１ａに当接している。これにより、駆動軸１４のロータ１３に対する軸線Ｌ方向の位置決めが可能になる。

【0018】

係止部材１７の下端は、駆動軸１４の大径部１４ｂに嵌合した第２の玉軸受１９の内輪の上端に当接している。

【0019】

駆動軸１４の下端側周囲から駆動部アセンブリ１０Ｄの下方に突出するようにして、中空の円筒部材２０Ｄが配置されている。円筒部材２０Ｄは、上端近傍の内周に形成された内側段部２０Ｄａと、上端近傍の外周に形成された外側段部２０Ｄｂと、下方に突出する一対の壁部２０Ｄｃとを有する。

【0020】

円筒部材２０Ｄの外側段部２０ｂは、環状板材１５の中央開口１５ａに嵌合している。円筒部材２０Ｄは、環状板材１５と共に駆動部ケース１１と一体化されている。

【0021】

第２の玉軸受１９の外輪の下端は、円筒部材２０Ｄの内側段部２０Ｄａに当接している。このため、駆動軸１４は、第１の玉軸受１８と第２の玉軸受１９とにより、駆動部ケース１１に対して回転可能に支持されており、また後述する磁気継手ＭＣの磁力が作用しても、下方に変位することはない。

【0022】

円筒部材２０Ｄの壁部２０Ｄｃは、円筒の下端を径方向外方から、円筒外径よりサイズが小さい直方体で打ち抜いたごとき形状を有している。具体的には、図３に示すように、各壁部２０Ｄｃは、部分円筒状の外面２０Ｄｄと、軸線Ｌに平行に延在する内面２０Ｄｅと、軸線Ｌに直交する面に沿って延在する三日月状の底面２０Ｄｆとを有する。一対の壁部２０Ｄｃの内面２０Ｄｅは、互いに平行である。内面２０Ｄｅの間隔をＷ１とし、内面２０Ｄｅの高さ(軸線Ｌ方向の長さ）をＨ１とする。

【0023】

次に、弁部アセンブリ５０Ｄは、弁本体５１Ｄと、従動軸５２と、弁軸５３と、円形の閉塞板３６と、を有する。

【0024】

弁本体５１Ｄは、円形の閉塞板３６により上端を閉止された円筒状の本体部５１Ｄａと、本体部５１Ｄａの下端に連結された有底円筒状の薄肉筒部５１ｂとを有する。薄肉筒部５１ｂの外周に形成された開口５１ｃに、第１流路を構成する第１配管４１が連結されている。開口５１ｃの軸線をＯとする。

【0025】

また、薄肉筒部５１ｂの下端に形成された開口５１ｄ内に、弁座部材５４が配置されている。弁座部材５４は、中央に貫通したオリフィス５４ａを有している。第２流路を構成するオリフィス５４ａの上端には、弁座５４ｂが形成されている。オリフィス５４ａに連通するようにして、第２配管４２が連結され、薄肉筒部５１ｂの下面に取り付けられている。本体部５１Ｄａの上端内周に、ステンレス製の閉塞板３６が嵌合して取り付けられ、弁室６６を密閉している。

【0026】

図３に示すように、本体部５１Ｄａの上端外周は、軸線Ｌに平行な２面で削がれたごとき形状を有している。具体的には、本体部５１Ｄａは、その上端に繋がるとともに軸線Ｌに平行な一対の平行外面５１Ｄｂと、平行外面５１Ｄｂに繋がるとともに軸線Ｌに直交する面に沿った三日月状の段差面５１Ｄｃとを有する。段差面５１Ｄｃの形状は、円筒部材２０Ｄの底面２０Ｄｆの形状と一致すると好ましい。平行外面５１Ｄｂの間隔をＷ２とし、平行外面５１Ｄｂの軸線Ｌ方向の長さをＨ２とすると、Ｗ１≒Ｗ２、Ｈ１＞Ｈ２である。

【0027】

図１，２において、本体部５１Ｄａの内側において、駆動軸１４に対して同軸に配置された従動軸５２は、円盤部５２ａと、拡径部５２ｂと、小径部５２ｃとを連設してなり、さらに円盤部５２ａの中央から、拡径部５２ｂと小径部５２ｃとを貫通してなる中央開口５２ｄを有する。円盤部５２ａの上面側を帯磁することにより、Ｓ極及びＮ極からなる磁気対向面５２ｇを形成してなる。円盤部５２ａに磁石を貼り付けてもよい。

【0028】

第３の玉軸受３３の内輪が、小径部５２ｃに嵌合している。その内輪の上端は、拡径部５２ｂと小径部５２ｃとの段部に突き当てられ、その内輪の下端は、小径部５２ｃの外周に圧入された第１環状部材５６の上端に当接しており、これにより第３の玉軸受３３と従動軸５２との軸線Ｌ方向の位置決めがなされる。第３の玉軸受３３は、冷媒の影響を受けないようシール付きであることが好ましい。

【0029】

第３の玉軸受３３の外輪の下端は、本体部５１Ｄａの第２内側段部５１Ｄｇに当接し、その外輪の上端は、本体部５１Ｄａの第１内側段部５１Ｄｈに当接した第２環状部材５５の下端に当接している。従動軸５２は、第３の玉軸受３３を介して本体部５１Ｄａに対して回転可能に保持され、かつ軸線Ｌ方向の位置が固定されるため、後述する磁気継手ＭＣの磁力が作用しても、上方に変位することはない。

【0030】

従動軸５２に対して、弁軸５３が連結されている。弁軸５３は、上側軸部５３ａと、フランジ部５３ｂと、下側軸部５３ｃとを連設してなる。上側軸部５３ａは、外周面の周方向の一部が軸線Ｌに平行な面でカットされた、いわゆる断面Ｄ形状を有する。また、従動軸５２の中央開口５２ｄの内周も、上側軸部５３ａに対応した断面Ｄ形状を有する。

【0031】

このため、上側軸部５３ａを中央開口５２ｄに嵌合させたとき、従動軸５２に対して弁軸５３は、軸線Ｌ方向に移動可能であるが、一体的に回転可能となっている。下側軸部５３ｃの外周には、雄ねじ５３ｄが形成されている。

【0032】

フランジ部５３ｂの下面に突き当てるようにして、環状のストッパ体５７が取り付けられている。ストッパ体５７は、軸線Ｌから離れて下面から突出する下凸部５７ａを有する。

【0033】

本体部５１ａの下端に対して、環状の支持板５８を介して、円筒状のねじ部材５９が固定されている。ねじ部材５９は、軸線Ｌから離れて上面から突出する上凸部５９ａと、上部中央に形成された雌ねじ孔５９ｂとを有する。上凸部５９ａは、ストッパ体５７の下凸部５７ａに当接可能であり、雌ねじ孔５９ｂは、弁軸５３の雄ねじ５３ｄに螺合している。弁軸５３とねじ部材５９とで、ねじ機構を構成する。

【0034】

ねじ部材５９の下方には、周壁に連通穴５９ｄを有する薄肉円筒部５９ｃが形成されている。薄肉円筒部５９ｃの内周に嵌合する態様で、中空円筒状の保持筒６０が配置されている。保持筒６０は、ねじ部材５９に対して軸線Ｌ方向に摺動可能である。

【0035】

保持筒６０の周壁には均圧孔６０ａが形成され、保持筒６０の上端は、弁軸５３の下側軸部５３ｃの下端に対して支持板６１を介して固定されている。ねじ部材５９及び保持筒６０と、薄肉筒部５１ｂとの間に、弁室６６が形成される。

【0036】

保持筒６０の内側には、コイルバネ６２と押圧部材６３とが配設されており、コイルバネ６２の上端は、支持板６１の下面に当接している。押圧部材６３は、胴部６３ａとフランジ部６３ｂとを連設してなり、コイルバネ６２の下端は、押圧部材６３のフランジ部６３ｂの上面に当接している。このため、押圧部材６３は、コイルバネ６２の付勢力により下方に向かって付勢される。

【0037】

弁体を構成するニードル弁６４の上端が、押圧部材６３に当接している。ニードル弁６４は、上端側のフランジ部６４ａと、下端側のテーパ部６４ｂとを有する。テーパ部６４ｂは、弁座部材５４の弁座５４ｂに着座可能となっている。すなわちニードル弁６４は、従動軸５２に対して接近または離間する方向に移動可能に構成されている。

【0038】

フランジ部６４ａが、保持筒６０の下端内方に突出する鍔部６０ｂに係止されることで、保持筒６０からニードル弁６４が脱落することが阻止される。自由状態では、コイルバネ６２の付勢力により押圧部材６３を介して、ニードル弁６４が下方に付勢されるため、フランジ部６４ａは、保持筒６０の鍔部６０ｂに係止されたままとなる。

【0039】

（流量制御弁の組立）
流量制御弁１Ｄを組み立てる際は、まず駆動部アセンブリ１０Ｄと弁部アセンブリ５０Ｄの部品を組み付けて、それぞれアセンブリ化する。駆動部アセンブリ１０Ｄと弁部アセンブリ５０Ｄとをそれぞれ組み付けた状態で、駆動軸１４は、第１の玉軸受１８と第２の玉軸受１９により自立して規定位置に保持され、また従動軸５２は、第３の玉軸受３３により自立して規定位置に保持されるため、取り扱い性に優れる。

【0040】

その後、図３に示すように、軸線同士が平行になる状態で、本体部５１Ｄａの平行外面５１Ｄｂの延長面に、円筒部材２０Ｄの内面２０Ｄｅが位置するように、弁部アセンブリ５０Ｄに対して駆動部アセンブリ１０Ｄを配置する。

【0041】

かかる状態から、平行外面５１Ｄｂの延長面に沿って内面２０Ｄｅが移動するようにして、駆動部アセンブリ１０Ｄを弁部アセンブリ５０Ｄに近づける。平行外面５１Ｄｂの間隔Ｗ２と、内面２０Ｄｅの間隔Ｗ１とはほぼ等しいため、壁部２０Ｄｃ間に本体部５１Ｄａの上端を嵌合させることができ、さらに平行外面５１Ｄｂと内面２０Ｄｅとを相対摺動させるようにして、駆動部アセンブリ１０Ｄと弁部アセンブリ５０Ｄとを同軸に組み付けることができる。

【0042】

組付けた状態で、平行外面５１Ｄｂと内面２０Ｄｅとが密着し、外面２０Ｄｄは、本体部５１Ｄａの外周面とともに円筒面を構成することとなる。平行外面５１Ｄｂと内面２０Ｄｅとが密着することで、駆動部アセンブリ１０Ｄと弁部アセンブリ５０Ｄとの相対回転が抑制されるため、後述するニードル弁６４の開弁位置に影響を与えることがない。平行外面５１Ｄｂと内面２０Ｄｅとで係合部を構成する。また、底面２０Ｄｆが段差面５１Ｄｃに当接することで、駆動部アセンブリ１０Ｄと弁部アセンブリ５０Ｄとの軸線Ｌ方向の位置決めを行うことができる。以上により、流量制御弁１Ｄの組み立てが完成する。

【0043】

磁気対向面１４ｄ、５２ｇのうち一方の磁気対向面のＮ極から出た磁力線は、閉塞板３６を通過して他方の磁気対向面のＳ極に至る。これにより磁気対向面１４ｄ、５２ｇ間で引力が生じるため、駆動軸１４に対して従動軸５２が連れ回りし、非接触での回転力の伝達が可能になる。磁気対向面１４ｄ、５２ｇにより磁気継手ＭＣが形成される。

【0044】

駆動軸１４の磁気対向面１４ｄと従動軸５２の磁気対向面５２ｇとが、薄い閉塞板３６を挟んで所定間隔で同軸に対向するため、適切な回転力を磁気継手ＭＣにより伝達できる。すなわち磁気継手ＭＣは、駆動軸１４と従動軸５２の軸線方向の磁気対向面１４ｄ、５２ｇを非接触で磁気的に連結する。

【0045】

本実施形態によれば、工具などを用いることなく、作業者の手で駆動部アセンブリ１０Ｄと弁部アセンブリ５０Ｄとの組み立てを行うことができる。このとき、図３の矢印に示すように、軸線Ｌに対して直交する方向から、駆動部アセンブリ１０Ｄと弁部アセンブリ５０Ｄとを相対的に接近させることができ、これにより弁部アセンブリ５０Ｄの上方にスペースの余裕がない場合でも、容易に組み付けが可能になる。これに対し、弁部アセンブリ５０Ｄの周囲にスペースの余裕がない場合には、駆動部アセンブリ１０Ｄと弁部アセンブリ５０Ｄとを軸線Ｌ方向に相対的に接近させればよく、すなわち本実施形態によれば組み付けの自由度が高まる。

【0046】

また、組み付け後においては、磁気対向面１４ｄ、５２ｇの間に作用する吸引力で、駆動部アセンブリ１０Ｄと弁部アセンブリ５０Ｄとの脱落を抑制することができ、さらに該吸引力により磁気対向面１４ｄ、５２ｇの同軸度も自律的に調整される。一方、駆動部アセンブリ１０Ｄと弁部アセンブリ５０Ｄの分解時には、磁気対向面１４ｄ、５２ｇの吸引力に抗して、両者を離間させればよく、手間がかからない。

【0047】

（閉弁時）
流量制御弁１Ｄの動作について説明する。
駆動部アセンブリ１０Ｄに対して、制御信号に応じて外部電源から給電が行われ、駆動軸１４が一方向に回転すると、磁気継手ＭＣを介して従動軸５２が同方向に回転する。従動軸５２が回転すると、弁軸５３が回転するため、雄ねじ５３ｄと雌ねじ孔５９ｂとが螺動する。このため、従動軸５２は軸線Ｌ方向に移動しないが、弁軸５３はねじ部材５９に対して下方に移動する。

【0048】

弁軸５３が下方に移動すると、保持筒６０とともにニードル弁６４が下方に移動し、テーパ部６４ｂが弁座５４ｂに着座する。このときコイルバネ６２は、着座時の衝撃を弱める緩衝効果を発揮する。さらに弁軸５３が回転することで、コイルバネ６２が圧縮され、テーパ部６４ｂが弁座５４ｂに対して所定の付勢力で押圧される。これにより、所定の予圧が付与されて閉弁状態が確保されるため、第１配管４１から第２配管４２への冷媒の流れが遮断される。

【0049】

なお、万が一駆動軸１４が過回転した場合、ストッパ体５７の下凸部５７ａが、ねじ部材５９の上凸部５９ａに当接することで、それ以上の回転を阻止することができる。

【0050】

（開弁時）
一方、外部電源からの給電により、駆動軸１４が逆方向に回転すると、磁気継手ＭＣを介して従動軸５２も逆方向に回転し、弁軸５３はねじ部材５９に対して上方に移動する。これにより、弁軸５３とともに保持筒６０が上方に移動し、鍔部６０ｂがフランジ部６４ａに当接してニードル弁６４を上方に移動させる。このため、テーパ部６４ｂが弁座５４ｂから離間する。

【0051】

このとき、第１配管４１から弁室６６に進入した冷媒は、テーパ部６４ｂと弁座５４ｂとの隙間を通過して、オリフィス５４ａを介して第２配管４２へと流出する。テーパ部６４ｂと弁座５４ｂとの隙間は、駆動軸１４の回転角度に応じて変化するため、駆動軸１４の回転角度を調整することで、第１配管４１から第２配管４２へ流れる冷媒の量を調整できる。

【0052】

本実施の形態によれば、駆動軸１４が、第１の玉軸受１８と第２の玉軸受１９により回転可能かつ軸線Ｌ方向に移動不能に保持され、また従動軸５２が、第３の玉軸受３３により回転可能かつ軸線Ｌ方向に移動不能に保持されている。このため、開弁動作の間に円盤部１４ｃと円盤部５２ａとの間隔が変化することがなく、安定した回転力の伝達を確保することができる。

【0053】

また、本実施形態によれば、弁部アセンブリ５０Ｄの端部が閉塞板によって閉止され、弁部アセンブリ５０Ｄの内部が駆動部アセンブリ１０Ｄと連通していない。このため、弁室６６に流入した冷媒が駆動部アセンブリ１０Ｄ側に流れ込むことがなく、駆動部アセンブリ１０Ｄの部品において冷媒の耐性を持たせる必要がなくなり、部品の選定の自由度が向上する。また、冷媒温度の影響も受けにくくなり駆動部アセンブリ１０Ｄの出力も安定する。

【0054】

さらに本実施の形態によれば、たとえ弁部アセンブリ５０Ｄを循環路に接続して内部に冷媒を貯留した状態でも、冷媒漏れを生じさせることなく、駆動部アセンブリ１０Ｄと弁部アセンブリ５０Ｄを取り外すことができる。

【0055】

［第２の実施形態］
図４は、第２の実施形態にかかる流量制御弁１Ｅを示す縦断面図である。図５は、図４に示す流量制御弁１Ｅを分解して示す縦断面図である。図６は、図４に示す流量制御弁１Ｅの一部を示す斜視図である。

【0056】

流量制御弁１Ｅは、駆動部アセンブリ１０Ｅと、弁部アセンブリ５０Ｅとを有する。
駆動部アセンブリ１０Ｅは、上述の実施形態に対して円筒部材２０Ｅの構成が異なり、弁部アセンブリ５０Ｅは、弁本体５１Ｅの本体部５１Ｅａの構成が異なる。それ以外の構成は、上述した実施形態と同様であるため、同じ符号を付して重複説明を省略する。

【0057】

図６に示すように、円筒部材２０Ｅの壁部２０Ｅｃは、部分円筒状の外面２０Ｅｄと、軸線Ｌに平行に延在する内面２０Ｅｅと、軸線Ｌに直交する面に沿って延在する三日月状の底面２０Ｅｆとを有する。一対の壁部２０Ｅｃの内面２０Ｅｅは、互いに平行である。各底面２０Ｅｆの中央に、円形凹部２０Ｅｋが形成されている。

【0058】

本体部５１Ｅａは、その上端に繋がるとともに軸線Ｌに平行な一対の平行外面５１Ｅｂと、平行外面５１Ｅｂに繋がるとともに軸線Ｌに直交する面に沿った三日月状の段差面５１Ｅｃとを有する。各段差面５１Ｅｃの中央に、半球状の凸部５１Ｅｅが形成されている。

【0059】

組み立ての際には、平行外面５１Ｅｂの延長面に沿って内面２０Ｅｅが移動するように、軸線Ｌ方向または軸線Ｌ方向を横切る方向から駆動部アセンブリ１０Ｅを弁部アセンブリ５０Ｅに近づける。底面２０Ｅｆが段差面５１Ｅｃに当接することで、駆動部アセンブリ１０Ｅと弁部アセンブリ５０Ｅとの軸線Ｌ方向の位置決めを行うことができる。

【0060】

このとき、円形凹部２０Ｅｋに凸部５１Ｅｅが嵌合することで、磁気対向面１４ｄ、５２ｇの同軸度をさらに高めることができる。特に、流量制御弁１Ｅが振動を受けたような場合にも、円形凹部２０Ｅｋと凸部５１Ｅｅとが嵌合しているため、駆動部アセンブリ１０Ｅと弁部アセンブリ５０Ｅとの振動に起因する相対偏位が抑制され、安定した流量制御弁１Ｅの動作を確保できる。円形凹部２０Ｅｋと凸部５１Ｅｅとで、係合部を構成する。分解時は、逆の手順で行えばよい。

【0061】

なお、弁部アセンブリ５０Ｄの上方にスペースの余裕があまりない場合には、凸部５１Ｅｅの高さを超える分だけ、駆動部アセンブリ１０Ｄを弁部アセンブリ５０Ｄに対して浮かせたまま(軸線Ｌ方向上方に偏位させたまま)、軸線Ｌに直交する方向から接近させ、同軸となった時点で、底面２０Ｅｆを段差面５１Ｅｃに当接させることもできる。

【0062】

本実施形態では、底面２０Ｅｆの中央に、円形凹部２０Ｅｋが形成され、段差面５１Ｅｃの中央に、半球状の凸部５１Ｅｅが形成されているが、底面の中央に凸部を配設し、段差面の中央に、凸部に嵌合する円形凹部を形成してもよい。また、凸部は半球状に限られず、凹部は円形に限られず、互いに相補する形状を有していれば足りる。

【0063】

［第３の実施形態］
図７は、第３の実施形態にかかる流量制御弁１Ｆを示す縦断面図である。図８は、図７に示す流量制御弁１Ｆを分解して示す縦断面図である。図９は、図７に示す流量制御弁１Ｆの一部を示す斜視図である。

【0064】

流量制御弁１Ｆは、駆動部アセンブリ１０Ｆと、弁部アセンブリ５０Ｆとを有する。
駆動部アセンブリ１０Ｆは、上述の実施形態に対して円筒部材２０Ｆの構成が異なり、弁部アセンブリ５０Ｆは、弁本体５１Ｆの本体部５１Ｆａの構成が異なる。それ以外の構成は、上述した実施形態と同様であるため、同じ符号を付して重複説明を省略する。

【0065】

図９に示すように、円筒部材２０Ｆの壁部２０Ｆｃは、部分円筒状の外面２０Ｆｄと、軸線Ｌに平行に延在する内面２０Ｆｅと、軸線Ｌに直交する面に沿って延在する三日月状の底面２０Ｆｆと、内面２０Ｆｅの中央に軸線Ｌに平行に形成された溝２０Ｆｋを有する。溝２０Ｆｋは、軸線Ｌに直交する断面が三角形状を有する。一対の壁部２０Ｆｃの内面２０Ｆｅは、互いに平行である。

【0066】

本体部５１Ｆａは、その上端に繋がるとともに軸線Ｌに平行な一対の平行外面５１Ｆｂと、平行外面５１Ｆｂに繋がるとともに軸線Ｌに直交する面に沿った三日月状の段差面５１Ｆｃと、平行外面５１Ｆｂの中央に軸線Ｌに平行に形成された隆起部５１Ｆｅを有する。隆起部５１Ｆｅは、軸線Ｌに直交する断面が三角形状を有する。

【0067】

組み立ての際には、平行外面５１Ｆｂの延長面に沿って内面２０Ｆｅが移動するように、軸線Ｌ方向から駆動部アセンブリ１０Ｆを弁部アセンブリ５０Ｆに近づける。

【0068】

このとき、隆起部５１Ｆｅが溝２０Ｆｋに嵌合して摺動することで、駆動部アセンブリ１０Ｆと弁部アセンブリ５０Ｆとの相対移動が案内され、底面２０Ｆｆが段差面５１Ｆｃに当接した状態では、磁気対向面１４ｄ、５２ｇの同軸度をさらに高めることができる。特に、流量制御弁１Ｆが振動を受けたような場合にも、隆起部５１Ｆｅと溝２０Ｆｋとが嵌合しているため、駆動部アセンブリ１０Ｆと弁部アセンブリ５０Ｆとの振動に起因する相対偏位が抑制され、安定した流量制御弁１Ｆの動作を確保できる。隆起部５１Ｆｅと溝２０Ｆｋとで、係合部を構成する。分解時は、逆の手順で行えばよい。

【0069】

本実施形態では、内面２０Ｆｅの中央に溝２０Ｆｋが形成され、平行外面５１Ｆｂの中央に隆起部５１Ｆｅが形成されているが、内面の中央に隆起部を配設し、平行外面の中央に、溝隆起部に嵌合する溝を形成してもよい。また、溝及び隆起部の断面は三角形状に限られず、例えば半円形状でもよい。

【0070】

［第４の実施形態］
図１０は、第４の実施形態にかかる流量制御弁１Ｇを示す縦断面図である。図１１は、図１０に示す流量制御弁１Ｇを分解して示す縦断面図である。図１２は、図１０に示す流量制御弁１Ｇの一部を示す斜視図である。

【0071】

流量制御弁１Ｇは、駆動部アセンブリ１０Ｇと、弁部アセンブリ５０Ｇと、連結片７０とを有する。駆動部アセンブリ１０Ｇは、上述の実施形態に対して円筒部材２０Ｇの構成が異なり、弁部アセンブリ５０Ｇは、弁本体５１Ｇの本体部５１Ｇａの構成が異なる。それ以外の構成は、上述した実施形態と同様であるため、同じ符号を付して重複説明を省略する。

【0072】

本実施形態の本体部５１Ｇａは、図１２に示すように、上端まで円筒形状であり、その上部環状端面５１Ｇｆには、本体部５１Ｇａの外周に沿って、円弧状に延在する下長孔（第１の孔）５１Ｇｅが形成されている。

【0073】

また、円筒部材２０Ｇの壁部２０Ｇｃも、下端まで円筒形状であり、その下部環状端面２０Ｇｉには、下長孔５１Ｇｅに対向して、上長孔（第２の孔）２０Ｇｋが形成されている（図１０，１１参照）。

【0074】

連結片７０は、軸線Ｌ方向に見て、下長孔５１Ｇｅ及び上長孔２０Ｇｋの断面形状にほぼ等しい湾曲した形状を有し、軸線Ｌに直交する方向に見て、略長方形状を有する。

【0075】

連結片７０を下長孔５１Ｇｅに嵌合させると、連結片７０の高さ半分が、本体部５１Ｇａの上部環状端面５１Ｇｆから突出する。かかる状態で、下長孔５１Ｇｅと上長孔２０Ｇｋとが対向するようにして、軸線Ｌ方向に沿って駆動部アセンブリ１０Ｇを弁部アセンブリ５０Ｇに近づけることにより組み立てを行う。

【0076】

このとき、本体部５１Ｇａから突出した連結片７０が、円筒部材２０Ｇの上長孔２０Ｇｋに嵌合し、本体部５１Ｇａの上部環状端面５１Ｇｆと、円筒部材２０Ｇの下部環状端面２０Ｇｉが当接し合う。これにより、磁気対向面１４ｄ、５２ｇの同軸度及び軸線Ｌ方向の位置決めを精度よく確保することができる。特に、流量制御弁１Ｇが振動を受けたような場合にも、連結片７０を介して下長孔５１Ｇｅ及び上長孔２０Ｇｋが軸線方向に整列した状態が維持され、駆動部アセンブリ１０Ｇと弁部アセンブリ５０Ｇとの振動に起因する相対偏位が抑制され、安定した流量制御弁１Ｇの動作を確保できる。連結片７０と、下長孔５１Ｇｅと、上長孔２０Ｇｋとで、係合部を構成する。分解時は、逆の手順で行えばよい。

【0077】

本実施形態では、連結片７０を下長孔５１Ｇｅに嵌合させて組み付けを行ったが、上長孔２０Ｇｋに嵌合させて組み付けてもよい。径方向の幅に比べ、周方向に長い連結片７０を用いることで、駆動部アセンブリ１０Ｇと弁部アセンブリ５０Ｇとが相対回転する方向に強い力を受けた場合にも、それに抗することができる。ただし、駆動部アセンブリ１０Ｇと弁部アセンブリ５０Ｇとが相対回転する方向に強い力を受けない場合には、連結片７０を丸棒とし、それに対応して駆動部アセンブリ１０Ｇと弁部アセンブリ５０Ｇの端部に円形孔を配設してもよい。

【0078】

［第５の実施形態］
図１３は、第５の実施形態にかかる流量制御弁１Ｈを示す縦断面図である。図１４は、図１３に示す流量制御弁１Ｇの側面図である。図１５は、連結体８０の上面図である。

【0079】

流量制御弁１Ｈは、駆動部アセンブリ１０Ｈと、弁部アセンブリ５０Ｈと、連結体８０とを有する。駆動部アセンブリ１０Ｈは、上述の実施形態に対して円筒部材２０Ｈの構成が異なり、弁部アセンブリ５０Ｈは、弁本体５１Ｈの本体部５１Ｈａの構成が異なる。それ以外の構成は、上述した実施形態と同様であるため、同じ符号を付して重複説明を省略する。

【0080】

図１３において、本実施形態の本体部５１Ｈａは、その上端側に縮径円筒部５１Ｈｆを備える。縮径円筒部５１Ｈｆの外周面には、軸線Ｌを挟んで一対の円形孔（横孔）５１Ｈｅが形成されている。

【0081】

また、円筒部材２０Ｈは、その下端側に下端薄肉円筒部２０Ｈｊを備える。下端薄肉円筒部２０Ｈｊの内外を貫通するように、軸線Ｌを挟んで一対の円形である貫通孔２０Ｈｋが形成されている。下端薄肉円筒部２０Ｈｊの内径は、縮径円筒部５１Ｈｆの外径に略等しく、下端薄肉円筒部２０Ｈｊの外径は、縮径円筒部５１Ｈｆ以外の本体部５１Ｈａの外径に略等しい。

【0082】

図１５に示すように、連結体８０は、Ｃ字状に曲がった棒状の連結部８１と、連結部８１の端部から、対向して突出する円筒状のピン部８２とを連結してなる。ピン部８２の外径は、円形孔５１Ｈｅ及び貫通孔２０Ｈｋの内径に略等しい。連結部８１の自由状態で内接円内径は、円筒部材２０Ｈの外径とほぼ等しいか、わずかに小さいと好ましい。

【0083】

組み立ての際には、軸線Ｌ方向に沿って駆動部アセンブリ１０Ｇを弁部アセンブリ５０Ｇに近づけ、下端薄肉円筒部２０Ｈｊを縮径円筒部５１Ｈｆに嵌合させる。下端薄肉円筒部２０Ｈｊの下端を、本体部５１Ｈａの外周面と縮径円筒部５１Ｈｆとの段部に当接させた状態で、軸線方向における円形孔５１Ｈｅ及び貫通孔２０Ｈｋの位置が略等しくなる。そこで、駆動部アセンブリ１０Ｇと弁部アセンブリ５０Ｇとを相対回転させながら、円形孔５１Ｈｅと貫通孔２０Ｈｋとが重なる位置を探索する。

【0084】

円形孔５１Ｈｅと貫通孔２０Ｈｋとが重なれば、連結体８０を軸線Ｌに直交する方向から円筒部材２０Ｈに接近させ、例えば作業者が手で連結部８１を広げるように弾性変形させて、各ピン部８２を貫通孔２０Ｈｋ及び円形孔５１Ｈｅに嵌合させる。各ピン部８２が貫通孔２０Ｈｋ及び円形孔５１Ｈｅに嵌合した状態で、作業者が手を離すと、連結部８１が弾性変形から復帰し、各ピン部８２が貫通孔２０Ｈｋ及び円形孔５１Ｈｅに嵌合した状態が維持される。組み付け後に、連結部８１の内周側は、全体的に円筒部材２０Ｈの外周に密着するため、振動が生じても連結部８１が動いて騒音を発生させることが抑制される。連結体８０と、円形孔５１Ｈｅと、貫通孔２０Ｈｋとで、係合部を構成する。分解時は、逆の手順で行えばよい。

【0085】

なお、駆動部アセンブリ１０Ｇを弁部アセンブリ５０Ｇに近づける際に、円筒部材２０Ｈにより円形孔５１Ｈｅが隠れて視認できなくなる。そこで、縮径円筒部５１Ｈｆ以外の本体部５１Ｈａの外周において、円形孔５１Ｈｅと同じ周方向位置にマーカー(例えば刻印やペイント)を形成すると好ましい。該マーカーを視認することで、貫通孔２０Ｈｋと円形孔５１Ｈｅとを重ねる作業が容易になる。

【符号の説明】

【0086】

１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ、１Ｈ 流量制御弁
１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ、１０Ｇ、１０Ｈ 駆動部アセンブリ
１２ ステータ
１３ ロータ
１４ 駆動軸
１８ 第１の玉軸受
１９ 第２の玉軸受
２０Ｄ、２０Ｅ、２０Ｆ、２０Ｇ、２０Ｈ 円筒部材
５０Ｄ、５０Ｅ、５０Ｆ、５０Ｇ、５０Ｈ 弁部アセンブリ
５１Ｄ、５１Ｅ、５１Ｆ、５１Ｇ、５１Ｈ 弁本体
５１Ｄａ、５１Ｅａ、５１Ｆａ、５１Ｇａ、５１Ｈａ 本体部
５２ 従動軸
３３ 第３の玉軸受
５３ 弁軸
６４ ニードル弁
７０ 連結片
８０ 連結体

【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】