特開 2024-104444 電動弁及び電動弁ユニット

(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】P2024104444

(43)【公開日】2024-08-05

(54)【発明の名称】電動弁及び電動弁ユニット

(51)【国際特許分類】

   F16K 31/04 20060101AFI20240729BHJP

【ＦＩ】

F16K31/04 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023008648

(22)【出願日】2023-01-24

(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】上原 聡

(72)【発明者】

【氏名】羽間 丈浩

(72)【発明者】

【氏名】望月 健一

(72)【発明者】

【氏名】荒井 裕介

【テーマコード（参考）】

3H062

【Ｆターム（参考）】

3H062AA02

3H062BB30

3H062BB31

3H062CC02

3H062DD01

3H062EE07

3H062GG04

3H062HH04

3H062HH08

3H062HH09

(57)【要約】

【課題】組付性を向上させ小型化を維持しつつ信頼性を向上できる電動弁及び電動弁ユニットを提供する。
【解決手段】電動弁は、弁室、前記弁室に連通し軸線方向に開口した端部開口および前記弁室に連通し軸線と交わる方向に開口した側部開口を有する弁本体と、少なくとも一部が前記端部開口内に配置されるとともに前記弁室側に弁座を備えたシート部材と、前記弁座に対して接近または離間する弁体と、ロータの回転移動を前記弁体の直線移動に変換する変換機構と、を有し、前記弁本体は、前記端部開口内で前記シート部材の前記弁室側への移動を規制する当接面を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

弁室、前記弁室に連通し軸線方向に開口した端部開口および前記弁室に連通し軸線と交わる方向に開口した側部開口を有する弁本体と、
少なくとも一部が前記端部開口内に配置されるとともに前記弁室側に弁座を備えたシート部材と、
前記弁座に対して接近または離間する弁体と、
ロータの回転移動を前記弁体の直線移動に変換する変換機構と、を有し、
前記弁本体は、前記端部開口内で前記シート部材の前記弁室側への移動を規制する当接面を備えることを特徴とする電動弁。

【請求項2】

前記弁本体が、第１流路及び第２流路を備えた流路ブロックに取り付けられた状態において、前記シート部材は、前記シート部材の上端側に設けられ、前記弁本体に当接する第１の当接面、および前記シート部材の下端に設けられ、前記流路ブロックに当接する第２の当接面を有することを特徴とする請求項１の電動弁。

【請求項3】

前記シート部材は前記端部開口に圧入されており、前記シート部材の外周面と前記端部開口の接触面が流体をシールするシール面となることを特徴とする請求項２に記載の電動弁。

【請求項4】

前記第１の当接面と前記第２の当接面の少なくとも一方が流体をシールするシール面となることを特徴とする請求項２に記載の電動弁。

【請求項5】

弁室、前記弁室に連通し軸線方向に開口した端部開口および前記弁室に連通し軸線と交わる方向に開口した側部開口を有する弁本体と、
少なくとも一部が前記端部開口内に配置されるとともに前記弁室側に弁座を備えたシート部材と、
前記弁座に対して接近または離間する弁体と、
ロータの回転移動を前記弁体の直線移動に変換する変換機構と、を有し、
前記シート部材は、前記弁本体の一端側から前記弁室に向かって前記端部開口内に挿入されており、前記弁座の周囲で前記弁本体に対して全周で当接することを特徴とする電動弁。

【請求項6】

前記弁本体が、第１流路及び第２流路を備えた流路ブロックに取り付けられた状態において、前記シート部材は、前記シート部材の上端側に設けられ、前記弁本体に当接する第１の当接面、および前記シート部材の下端に設けられ、前記流路ブロックに当接する第２の当接面を有することを特徴とする請求項５の電動弁。

【請求項7】

前記シート部材は、前記端部開口に圧入されており、前記シート部材の外周面と前記端部開口の接触面が流体をシールするシール面となることを特徴とする請求項６に記載の電動弁。

【請求項8】

前記第１の当接面と前記第２の当接面の少なくとも一方が流体をシールするシール面となることを特徴とする請求項６に記載の電動弁。

【請求項9】

前記弁本体が流路ブロックに取り付けられた状態において、前記シート部材の下端は、前記弁本体の下端よりも前記流路ブロックの底面側に位置する、
ことを特徴とする請求項１または５に記載の電動弁。

【請求項10】

前記シート部材を組み付けた前記弁本体を、流路ブロックの底面に接近させたとき、前記弁本体の下端が前記底面に当接する前に、前記シート部材の下端が前記底面に当接する、
ことを特徴とする請求項１または５に記載の電動弁。

【請求項11】

請求項１に記載の電動弁と、前記電動弁を組付けた流路ブロックとを有することを特徴とする電動弁ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動弁及び電動弁ユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、電動弁は、例えば流体の配管系統の途中に組み付けられて、流体の流路の開閉や流量制御を行うために使用されている。例えば、特許文献１に示すような電動弁においては、ステッピングモータの回転移動を弁体の軸線方向移動に変換して、精度良い流量制御を実現している。また、別なタイプの電動弁として、遊星歯車減速機構などを用いてステッピングモータのトルクを減速して弁体に伝達し、閉弁時の密封性を確保するものもある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第７０４８１４４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の電動弁においては、弁体が着座する筒状のシート部材が、弁室側から弁本体に圧入することにより取り付けられているが、その組付性が問題となっている。そこで、シート部材を端部から弁室側に向かって弁本体に圧入して組付けたいという要請がある。

【0005】

しかしながら、シート部材を端部から弁本体に組付けた場合、冷媒を高圧化したときに弁室と、シート部材内側の弁口との差圧により、シート部材が弁本体から抜け出る恐れがある。かかる不具合を回避するためには、弁本体に対するシート部材の圧入代（圧入部位の長さ）を増やす必要が生じ、それにより電動弁の大型化を招くという問題がある。

【0006】

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであって、組付性を向上させ小型化を維持しつつ信頼性を向上できる電動弁及び電動弁ユニット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】

【0007】

本発明の電動弁は、
弁室、前記弁室に連通し軸線方向に開口した端部開口および前記弁室に連通し軸線と交わる方向に開口した側部開口を有する弁本体と、
少なくとも一部が前記端部開口内に配置されるとともに前記弁室側に弁座を備えたシート部材と、
前記弁座に対して接近または離間する弁体と、
ロータの回転移動を前記弁体の直線移動に変換する変換機構と、を有し、
前記弁本体は、前記端部開口内で前記シート部材の前記弁室側への移動を規制する当接面を備えることを特徴とする。

【0008】

また、本発明の電動弁は、
弁室、前記弁室に連通し軸線方向に開口した端部開口および前記弁室に連通し軸線と交わる方向に開口した側部開口を有する弁本体と、
少なくとも一部が前記端部開口内に配置されるとともに前記弁室側に弁座を備えたシート部材と、
前記弁座に対して接近または離間する弁体と、
ロータの回転移動を前記弁体の直線移動に変換する変換機構と、を有し、
前記シート部材は、前記弁本体の一端側から前記弁室に向かって前記端部開口内に挿入されており、前記弁座の周囲で前記弁本体に対して全周で当接することを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、組付性を向上させ小型化を維持しつつ信頼性を向上できる電動弁及び電動弁ユニットを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本実施形態に係る電動弁の縦断面図である。

【図2】図２は、閉弁状態にある電動弁の下部を示す縦断面図である。

【図3】図３は、開弁状態にある電動弁の下部を示す縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明に係る電動弁の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、本明細書では、電動弁のロータ側を上方とし、それに対する流路ブロック側を下方として説明する。不思議遊星歯車減速機構は、遊星歯車減速機構の一タイプである。

【0012】

図１は、本実施形態に係る電動弁１の縦断面図であり、開弁状態で示している。図２は、閉弁状態にある電動弁１の下部を示す縦断面図であり、図３は、開弁状態にある電動弁１の下部を示す縦断面図である。

【0013】

本実施形態の電動弁１は、例えば冷凍サイクルにおいて冷媒（流体ともいう）の流量を調整するために用いられる。本実施形態の電動弁１は、流路ブロック１００に取り付けられて使用される。電動弁１と流路ブロック１００とで電動弁ユニットを構成する。電動弁１の軸線をＬとする。

【0014】

有底円筒状の流路ブロック１００は、軸線Ｌと同軸の第１流路１０１と、軸線Ｌに直交する軸線Ｏと同軸の第２流路１０２とを有する。第１流路１０１と第２流路１０２は、それぞれ流路ブロック１００の外部と内部とを連通する。第１流路１０１には、不図示の低圧配管が接続され、第２流路１０２には、不図示の高圧配管が接続される。

【0015】

流路ブロック１００の内側に、円筒状の下部内周面１０３と、下部内周面１０３よりも大径である円筒状の中間内周面１０４と、雌ねじ部１０５とが形成される。流路ブロック１００の内部が弁室ＶＣを構成する。下部内周面１０３と第１流路１０１との間には、軸線Ｌに直交する平面である底面１０６が形成されている。第２流路１０２は、下部内周面１０３を貫通して弁室ＶＣに連通する。

【0016】

電動弁１は、流路ブロック１００に取り付けられる弁本体２と、環状部材３１を介して弁本体２に固着される金属製で有頂円筒形状のキャン３と、キャン３の外部に装備されるステータ５０及びキャン３の内部に装備されるロータ５７からなるステッピングモータと、ロータ５７の回転トルクを減速して伝達する減速機構６と、シート部材２１に接離して流体の通過量を制御する弁体４１を含む弁体ユニット４と、減速機構６の出力ギヤの回転移動を、後述するねじ送り機構（変換機構）を介して直線移動に変換して弁体４１を駆動するねじ駆動部材２２と、から構成される。

【0017】

図１において、キャン３の外側において、それぞれ一対のヨーク５１、ボビン５２、及びステータコイル５３が配置されてステータ５０が形成され、その外側が樹脂モールドカバー５８によって覆われている。ロータ５７とステータ５０とによりステッピングモータを構成している。樹脂モールドカバー５８は、ステッピングモータを制御駆動するための回路基板等を内包したボックス５９を有する。

【0018】

略円管状である弁本体２は、上端側より、第１外周部２ａと、第１外周部２ａよりも大径の第２外周部２ｂと、第２外周部２ｂよりも大径の第３外周部２ｃと、第３外周部２ｃよりも大径の第４外周部２ｄと、流路ブロック１００の雌ねじ部１０５に螺合する雄ねじ部２ｅと、中間内周面１０４に嵌合する第５外周部２ｆと、下部内周面１０３に嵌合する第６外周部２ｇとを有する。第２外周部２ｂの外周に、環状部材３１が溶接により固定されている。第３外周部２ｃと第４外周部２ｄとの間の段差面に、後述する樹脂モールドカバー５８の円管状下端が突き当てられ、該円管状下端と第３外周部２ｃとの間に、防塵用Ｏ－リングＯＲ４が配置され、両者間を封止している。

【0019】

また、弁本体２は、上端側より、雄ねじ部２ｅの上端近傍まで延在する第１内周部２ｈと、第１内周部２ｈよりも小径の第２内周部２ｉと、第２内周部２ｉよりも大径の第３内周部２ｊと、第３内周部２ｊよりも大径の第４内周部（以下、端部開口という）２ｋとを有する。第６外周部２ｇと端部開口２ｋは、弁本体２の下端２ｓに隣接する。下端２ｓは、軸線方向において側部開口２ｒに近い側の端部であり、弁本体２の上端は、側部開口２ｒから遠い端部である。第３内周部２ｊと端部開口２ｋとの間には、軸線Ｌに直交する受け面２ｑが形成されている。圧力キャンセルのため、第２内周部２ｉの内径は、シート部材２１の弁座２１ｄの内径と略等しくなっている。

【0020】

第５外周部２ｆ（外周側）と第２内周部２ｉ（内周側）とを連通するようにして、側部開口２ｒが形成されている。側部開口２ｒは、軸線Ｌ方向に見て例えば十字型に交差するようにして貫通しており、また側部開口２ｒの軸線は、図１において流路ブロック１００の第２流路１０２の軸線Ｏと重なる。側部開口２ｒの内径は、第２流路１０２の内径と略等しいと好ましい。側部開口２ｒを十字型に形成することにより、弁本体２を流路ブロック１００に取り付ける際に、軸線Ｌ回りの位相が第２流路１０２と完全に一致しない場合でも、第２流路１０２から弁室ＶＣに流入する冷媒の量が制限されることを回避できる。

【0021】

側部開口２ｒの上方における第５外周部２ｆには、上下に並行して、第１周溝２ｍと第２周溝２ｎが形成されている。第１周溝２ｍには、第１のＯ－リングＯＲ１が配置され、第２周溝２ｎには、第２のＯ－リングＯＲ２が配置され、これらにより流路ブロック１００と弁本体２との間を封止している。このようにＯ－リングを二重に配設する理由は、側部開口２ｒに高圧の冷媒が導入されることに対応してシールを強化し、電動弁１の外部への冷媒漏れを抑制するためである。

【0022】

また、第６外周部２ｇには第３周溝２ｐが形成され、第３周溝２ｐには第３のＯ－リングＯＲ３が配置され、これにより流路ブロック１００と弁本体２の下端との間を封止している。

【0023】

端部開口２ｋの径方向内側に、円管状のシート部材２１が圧入により固定される。ただし、シート部材２１の取り付けは、圧入に限られず、例えばねじ固定なども可能である。図２、３を参照して、金属製（例えばステンレス製）のシート部材２１は、厚肉円筒部２１ａと、厚肉円筒部２１ａから上方に延在する薄肉円筒部２１ｂとを連設してなる。厚肉円筒部２１ａと薄肉円筒部２１ｂの内径は等しく、シート部材２１の内側が弁口を形成し、薄肉円筒部２１ｂの上端内周が、弁座２１ｄを構成する。シート部材２１は、少なくとも一部が端部開口２ｋ内に配置されるとともに、弁室ＶＣ側に弁座２１ｄを備えている。

【0024】

厚肉円筒部２１ａの外径は、圧入可能な程度に端部開口２ｋの内径よりわずかに大きく（両者間に隙間がなく）、薄肉円筒部２１ｂの外径は、第３内周部２ｊの内径よりわずかに小さくなっている（両者間に隙間がある）。薄肉円筒部２１ｂの上端は、軸線Ｌ方向において、側部開口２ｒ（または第２開口１０２）の内周下端の位置と等しいか、または第１流路１０１に近い側に位置すると好ましい。軸線Ｌ方向における薄肉円筒部２１ｂの上端の位置と、側部開口２ｒの内周下端の位置とを調整することで、開弁時の流量特性を調整できる。例えば、薄肉円筒部２１ｂの長さを変えた複数種類のシート部材２１を用意しておき、必要な特性に合致した薄肉円筒部２１ｂの長さを持つシート部材２１を選択して用いることができる。

【0025】

厚肉円筒部２１ａと薄肉円筒部２１ｂの間に、軸線Ｌに直交する当接段差面２１ｃが形成される。当接段差面２１ｃは、端部開口２ｋ内でシート部材２１の弁室ＶＣ側への移動を規制する当接面となる。図２に示すように、軸線Ｌに沿って、端部開口２ｋの長さＡは、厚肉円筒部２１ａの長さＢより短くなっている。このため、シート部材２１が弁本体２に取り付けられ、また弁本体２が流路ブロック１００に取り付けられた状態では、シート部材２１の下端２１ｅが、流路ブロック１００の底面１０６に当接し、弁本体２の下端２ｓと底面１０６との間には隙間（Ｂ－Ａ）が形成されることとなる。換言すれば、シート部材２１の下端２１ｅは、弁本体２の下端２ｓよりも軸線Ｌ方向下方にはみ出している（底面１０６側に位置する）。この隙間（Ｂ－Ａ）は、一般的な製造公差を考慮して負にならない値である。本実施形態では、シート部材２１の下端２１ｅが、差圧による押圧方向を向いて流路ブロック１００の底面１０６に当接する第１の当接面、及び弁本体２の軸力を受けて底面１０６に当接する第２の当接面を構成する。

【0026】

図１において、キャン３の上端内側に、樹脂製の軸支持部８１が取り付けられている。より具体的に、軸支持部８１は、上端面をキャン３の下面に当接させた円筒部８１ａと、円筒部８１ａの周囲に配置されキャン３の内周に外周を当接させたフランジ部８１ｂとを連設してなり、円筒部８１ａの下面中央には、貫通孔８１ｃが軸線Ｌと同軸に形成されている。貫通孔８１ｃの内径は、支持軸８の外径に略等しい。キャン３の内側に配置された円筒状のロータ５７の上端に、軸支持部８１に対向してロータ支持部材５６が取り付けられて有頂円筒状を形成している。ロータ５７の径方向内方に、減速機構６が配置されている。

【0027】

減速機構６は、ロータ５７の内周側において、ロータ支持部材５６に一体に形成された太陽歯車６１と、弁本体２の上部に固着され上方に延在する薄肉筒状体６６を介して固定された固定リング歯車６２の上部と、太陽歯車６１と固定リング歯車６２との間に配置されてそれぞれに歯合する複数の遊星歯車６３と、遊星歯車６３を回転自在に支持するキャリア６４と、遊星歯車６３に歯合する歯を内周に備えた有底筒状の出力歯車部材６５とを有し、これらにより不思議遊星歯車減速機構を構成する。固定リング歯車６２の歯数は、出力歯車部材６５の歯数とは異なるように設定されている。

【0028】

金属製の支持軸８は、ロータ支持部材５６及び太陽歯車６１を貫通して、これらと共に回転可能に保持されている。支持軸８の上端は、キャン３に取り付けられた軸支持部８１の貫通孔８１ｃに嵌合して支持されている。支持軸８の下端は、ねじ駆動部材２２の上端に形成された袋穴２２ｆに嵌合している。

【0029】

出力歯車部材６５の底部中央には、円筒軸状のねじ駆動部材（出力軸）２２の第１軸部２２ａが圧入により連結固定されており、出力歯車部材６５とねじ駆動部材２２とは一体的に回転する。ねじ駆動部材２２は、第１軸部２２ａと、第１軸部２２ａよりも大径の第２軸部２２ｂと、第２軸部２２ｂよりも小径の第３軸部２２ｃと、第３軸部２２ｃよりも小径の第４軸部２２ｄと、雄ねじ部２２ｅとを有する。出力歯車部材６５の底面は、第２軸部２２ｂの上面に当接している。

【0030】

弁本体２の上端には、円管状の軸受保持部材２３が取り付けられている。軸受保持部材２３は、上方外周部２３ａと、上方外周部２３ａよりも大径の中間外周部２３ｂと、中間外周部２３ｂよりも小径の下方外周部２３ｃとを有する。上方外周部２３ａと中間外周部２３ｂとの段差に下端を突き当てつつ、上方外周部２３ａに嵌合するようにして、薄肉筒状体６６が例えば溶接により固定されている。また、下方外周部２３ｃと中間外周部２３ｂとの段差に上端を突き当てつつ、下方外周部２３ｃに第１内周部２ｈを嵌合させるようにして、弁本体２が例えば圧入により固定されている。

【0031】

また、軸受保持部材２３は、上方内周部２３ｄと、上方内周部２３ｄよりも小径の下方内周部２３ｅとを有する。上方内周部２３ｄと下方内周部２３ｅとの段差に下端を突き当てつつ、転がり軸受２４の外輪が上方内周部２３ｄに嵌合している。

【0032】

転がり軸受２４の内輪は、その上端をねじ駆動部材２２の第２軸部２２ｂと第３軸部２２ｃとの間の段差に当接させるようにして、第２軸部２２ｂの外周に嵌合して取り付けられている。これにより、ねじ駆動部材２２は、弁本体２に対して軸受保持部材２３を介して軸線方向位置を固定されつつ、回転可能に保持されている。

【0033】

ねじ駆動部材２２の雄ねじ部２２ｅは、被駆動部材２５の雌ねじ部２５ｅに螺合している。被駆動部材２５は、大円筒部２５ａと、大円筒部２５ａの下端から下方に突出する小円筒部２５ｂと、大円筒部２５ａの上端から径方向外方に延在するフランジ部２５ｃとを有する。フランジ部２５ｃの外径は、第２内周部２ｉの内径より小さい。また、被駆動部材２５は、軸線Ｌ方向に延在する貫通孔２５ｄを有し、貫通孔２５ｄの上部が雌ねじ部２５ｅとなっている。大円筒部２５ａの下端近傍には、貫通孔２５ｄと被駆動部材２５の外周とを連通する連通孔２５ｆが形成されている。

【0034】

出力歯車部材６５の回転運動は、雄ねじ部２２ｅと雌ねじ部２５ｅとからなるねじ送り機構（変換機構）により、軸線Ｌに沿って直線運動に変換される。

【0035】

大円筒部２５ａと、弁本体２の第２内周部２ｉとの間に、略円管状のばね受け部材２６が配置されており、その上端に形成された拡径部の下面を、第１内周部２ｈと第２内周部２ｉとの間の段差面に当接させることで、ばね受け部材２６は弁本体２に対して固定されている。ばね受け部材２６に対して大円筒部２５ａが摺動可能となっており、これにより被駆動部材２５は、弁本体２に対して軸線Ｌ方向に移動可能である。

【0036】

大円筒部２５ａを内包するようにして、フランジ部２５ｃの下面とばね受け部材２６の上端との間にコイルばね２７が配置され、弁本体２に対して被駆動部材２５を上方に付勢している。コイルばね２７は、雄ねじ部２２ｅと雌ねじ部２５ｅとのバックラッシを除去する機能を有する。

【0037】

被駆動部材２５の下方には、保持リング２８と、内部Ｏ－リングＯＲ５と、例えばＰＴＦＥ製の滑動リング２９と、弁体４１が取り付けられている。被駆動部材２５と、保持リング２８と、内部Ｏ－リングＯＲ５と、滑動リング２９と、弁体４１とにより、弁体ユニット４を構成する。図示していないが弁体ユニット４は、ねじ駆動部材２２と被駆動部材２５との連れ回りを防止する機構を有する。ばね受け部材２６と保持リング２８との間における弁本体２と被駆動部材２５との間の空間を背圧室ＢＣとする。

【0038】

保持リング２８は、その内周を小円筒部２５ｂに嵌合させつつ、その上面を大円筒部２５ａと小円筒部２５ｂとの段差面に当接させて固定され、内部Ｏ－リングＯＲ５を保持する機能を有する。

【0039】

図２、３において、筒状の弁体４１は、保持リング２８の下面に上端を当接させた小径部４１ａと、小径部４１ａより大径の大径部４１ｂと、大径部４１ｂより大径の拡径隆起部４１ｃとを有する。大径部４１ｂは、弁本体２の第２内周部２ｉに摺動可能に嵌合する。拡径隆起部４１ｃの下端が、軸線方向下方に向かうにつれて縮径するテーパ状の弁体部４１ｄとなる。弁体部４１ｄは、シート部材２１の弁座２１ｄに着座可能である。小径部４１ａの外周に、内部Ｏ－リングＯＲ５が配置され、その外周に滑動リング２９が配置されている。

【0040】

弁室ＶＣに導入される高圧の冷媒の漏れを抑制するには、通常の圧力の冷媒を使用する場合に比べ、シール性を向上させるべく内部Ｏ－リングＯＲ５の設定変形量を増大させなくてはならない。かかる場合、仮に滑動リング２９がないとすると、内部Ｏ－リングＯＲ５の外周が、弁本体２の内周に直接当接して大きな摩擦力を付与し、それにより弁体４１の移動を阻害するおそれがある。そこで、内部Ｏ－リングＯＲ５と弁本体２の内周との間に、低フリクション素材からなる滑動リング２９を挿入することで、冷媒漏れを防ぎつつ弁体４１のスムーズな移動を確保する。

【0041】

さらに弁体４１は、軸線方向に貫通した形状を備え、該貫通孔の上端側において小円筒部２５ｂが嵌合する嵌合部４１ｅが形成され、該貫通孔の下端側において下方に向かうにつれて拡径する第１テーパ部４１ｆおよび第２テーパ部４１ｇが形成されている。軸線Ｌに対する第１テーパ部４１ｆの傾き角は、第２テーパ部４１ｇの傾き角より小さい。

【0042】

（電動弁の組立）
本実施形態の電動弁１を組み立てるときは、まず単体の弁本体２の下端側から、保持リング２８と、内部Ｏ－リングＯＲ５及び滑動リング２９を取り付けた弁体４１を挿入し、また弁本体２の上端側からばね受け部材２６と、コイルばね２７と、被駆動部材２５を挿入し、小円筒部２５ｂを保持リング２８を通して嵌合部４１ｅに圧入する。さらに、側部開口２ｒに向かって、弁本体２の下端側より端部開口２ｋにシート部材２１を圧入する。シート部材２１の弁本体２への挿入を、弁本体２の端部から行えるため、組付性が向上する。

【0043】

弁体ユニット４の被駆動部材２５とねじ駆動部材２２とを螺合させた後、軸支持部８１、支持軸８、ロータ５７、減速機構６、ねじ駆動部材２２、転がり軸受２４、軸受保持部材２３等を組付ける。

【0044】

かかる状態で、弁本体２に対して軸受保持部材２３を固定するとともに、環状部材３１を介してキャン３を固定する。

【0045】

その後、弁本体２に対してＯ－リングを組付けたのち、流路ブロック１００に挿入し、雄ねじ部２ｅと雌ねじ部１０５とを螺合させる。雌ねじ部１０５に対して雄ねじ部２ｅをねじ込んでゆくと、シート部材２１の下端２１ｅが、流路ブロック１００の底面１０６に当接し、かつシート部材２１の弁座２１ｄの周囲で当接段差面２１ｃが受け面２ｑに軸線回りに全周にわたって当接する。その後、キャン３の周囲にステータ５０を装着する。以上により、電動弁ユニットが完成する。

【0046】

本実施形態において、弁本体２の端部開口２ｋにシート部材２１を圧入するため、圧入面（シート部材２１の外周面と端部開口２ｋの内周面の接触面）が、冷媒をシールするシール面となる。ただし、端部開口２ｋに対してシート部材２１に圧入にならない（微小隙間を有する）寸法関係を持たせた上で、シート部材２１を端部開口２ｋに挿入してもよい。かかる場合は、シート部材２１における弁本体２側を向いた面である当接段差面２１ｃが、シート部材２１を弁本体２の一端側から側部開口２ｒに向かって挿入（圧入ではない）したときに、受け面２ｑに全周で当接する。

【0047】

一方、弁本体２を流路ブロック１００に取り付けた（雄ねじ部２ｅをねじ込んで弁本体2に下方に向かう軸力を付与した）際に、シート部材２１が受け面（第１の当接面）２ｑと流路ブロック（下端２１ｅに当接する流路ブロック１００の底面（第２の当接面）１０６）とに挟まれて圧縮されるように押圧される。このとき、シート部材２１の軸線方向に対向する当接段差面２１ｃ及び下端２１ｅが、冷媒をシールするシール面になる。ただし、下端２１ｅよりも当接段差面２１ｃの方が、当接面積が少なく強い面圧が付与されるため、シール面として好ましい。

【0048】

シート部材２１の圧入面、当接段差面２１ｃ又は下端２１ｅは、薄肉円筒部２１ｂの外周と第３内周部２ｊの内周との間の隙間に進入する高圧の冷媒が、圧入面、当接段差面２１ｃ又は下端２１ｅを超えて第１流路１０１側に漏れないようにシールする。段差面２１ｃをシール面とする場合、雄ねじ部２ｅのねじ径が、当接段差面２１ｃの外径より例えば１．５倍以上大きいため、当接段差面２１ｃと受け面２ｑの面圧が高まる。このため、冷媒漏れを効果的に抑制できる。

【0049】

なお、シート部材２１を弁本体２の端部開口２ｋに圧入した場合であっても、シート部材２１の外周面に軸方向の溝がある場合は、当接段差面２１ｃをシール面とすることができる。

【0050】

（電動弁の動作）
図２に示す閉弁状態では、弁体４１の弁体部４１ｄが弁座２１ｄに着座しており、弁室ＶＣから冷媒が弁口を介して第１流路１０１へと向かうことが阻止される。

【0051】

かかる閉弁状態では、シート部材２１の弁口、弁体４１の内部、連通孔２５ｆを介して第１流路１０１の圧力が、被駆動部材２５と弁体４１の間の背圧室ＢＣに伝達される。背圧室ＢＣと側部開口２ｒとの間は、内部Ｏ－リングＯＲ５により封止されている。このため、弁体４１を挟んで軸線Ｌ方向両側の圧力が均一化され、開弁動作を妨げないようになっている。

【0052】

閉弁状態から、ステータ５０に給電することにより発生した磁力により、ロータ５７を回転駆動させると、ロータ５７の回転トルクがロータ支持部材５６を介して減速機構６の太陽歯車６１に伝達され、所定の減速比で減速された回転トルクが出力歯車部材６５から出力される。これにより、出力歯車部材６５とともに、ねじ駆動部材２２が回転する。

【0053】

ねじ駆動部材２２の回転移動は、雄ねじ部２２ｅと雌ねじ部２５ｅとからなるねじ送り機構により直線移動に変換され、それにより被駆動部材２５は、弁本体２に対して弁体４１と共に軸線Ｌ方向に沿って上昇し、弁体部４１ｄが弁座２１ｄから離間して、図３に示す開弁状態となる。開弁状態では、弁体部４１ｄと弁座２１ｄとの隙間に応じた流量により、弁室ＶＣからシート部材２１の弁口および第１流路１０１に向かって流体が流れる。

【0054】

開弁状態から、ステータ５０に逆特性の給電を行うことにより、ロータ５７が逆方向に回転するため、上述とは逆の動作で弁体４１を下降させ、弁体４１の弁体部４１ｄを弁座２１ｄに着座させることにより閉弁状態とすることができる。

【0055】

図２に示すように、本実施形態によれば、弁本体２の下端２ｓと底面１０６との間に隙間（Ｂ－Ａ）が形成されているため、流路ブロック１００にねじ込むことにより発生する軸線Ｌ方向の弁本体２の軸力は、シート部材２１の下端２１ｅと流路ブロック１００の底面１０６との間の環状当接領域Ｃによってすべて受けられる。また、厚肉円筒部２１ａを挟んで下端２１ｅに対向する当接段差面２１ｃが、弁本体２の受け面２ｑに環状当接領域Ｄで当接しているため、環状当接領域Ｃに生じた上向きの反力を環状当接領域Ｄで受けることができる。このため、シート部材２１は軸線方向両側から押圧力を付与されて固定される。環状当接領域Ｄの面積は、環状当接領域Ｃの面積より小さいため、高い面圧を確保できシール性が向上する。なお、軸線方向に見て、環状当接領域Ｃは環状当接領域Ｄと一部が重なっていると好ましい。

【0056】

ここで、高圧の冷媒が導入される第２流路１０２と第１流路１０１との内圧差が大きいため、シート部材２１には該内圧差に応じた軸線方向下向きの押圧力が作用することとなる。本実施形態によれば、シート部材２１の下端２１ｅが流路ブロック１００の底面１０６に当接しているため、下向きの押圧力が作用してもシート部材２１が弁本体２から抜け出すことがなく、環状当接領域Ｄのシール性が維持される。それにより弁本体２に対するシート部材２１の圧入代を考慮する必要がなくなり、シート部材２１をより小型化することができ、コンパクトかつ低コストである電動弁１を提供できる。

【0057】

この例では、第２流路１０２と第１流路１０１との内圧差によるシート部材２１の押圧力、及び流路ブロック１００に弁本体２をねじ込むことにより発生する軸線Ｌ方向の軸力が、主として環状当接領域Ｃで受けられる。

【0058】

なお、シート部材２１の下端２１ｅが、弁本体２の下端２ｓの位置と等しいか、それより上方に位置していた場合でも、例えば流路ブロック１００の底面１０６を平面とする代わりにシート部材２１に対応して環状に隆起させることで、本実施形態と同様な効果が得られる。流路ブロック１００の底面１０６の隆起部が、弁本体２の下端２ｓと接することなくシート部材２１の下端２１ｅに当接するように構成することで、弁本体２の下端２ｓと底面１０６との間に、所定の隙間を形成することができる。

【0059】

（変形例）
また、上記実施形態とは逆に、第１流路１０１に高圧配管を接続して高圧側流路とし、第２流路１０２に低圧配管を接続して低圧側流路とした仕様でも、本実施形態の電動弁１は構成を共通としたまま使用可能となる。このとき閉弁状態において、環状当接領域Ｄを挟んで薄肉円筒部２１ｂの径方向外側が低圧となり、厚肉円筒部２１ａの径方向外側が高圧となる。

【0060】

変形例の電動弁１において、開弁時に第１流路１０１から第２流路１０２に向かって冷媒が流れる以外、開閉弁動作も共通である。この例では、高圧の冷媒が導入される第１流路１０１と第２流路１０２との内圧差により、シート部材２１には該内圧差に応じた軸線方向上向きの押圧力が作用するが、これは環状当接領域Ｄのシール性を高めることに貢献する。本変形例では、シート部材２１の当接段差面２１ｃが、シート部材２１の挿入方向及び差圧による押圧方向を向いて弁本体２の受け面２ｑに当接する第１の当接面及びシール面を構成し、シート部材２１の下端２１ｅが、厚肉円筒部２１ａを挟んで当接段差面２１ｃと軸線方向に対向して流路ブロック１００に当接する第２の当接面を構成する。

【0061】

さらに、上記変形例において、第１流路１０１の内径を、シート部材２１の外径以上に大きくすることもできる。このとき、シート部材２１に対しては、冷媒の差圧により第１流路１０１側から弁室ＶＣ側に向かう押圧力が作用するため、当接段差面２１ｃが弁本体２の受け面２ｑに当接する状態が維持され、第２の当接面がなくても弁本体２からシート部材２１が抜け出ることがない。また、かかる構成により、流路ブロック１００に弁本体２を取り付けたのちに、流路ブロック１００の外側から第１流路１０１を通してシート部材２１を弁本体２に圧入することもできる。この例では、シート部材２１は、当接段差面２１ｃとしての第１の当接面及びシール面を有するが、第２の当接面は有しない。

【0062】

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されない。本発明の範囲内において、上述の実施形態の任意の構成要素の変形が可能である。また、上述の実施形態において任意の構成要素の追加または省略が可能である。例えば減速機構として、遊星歯車減速機構の代わりに歯車対からなる減速機構を設けてもよい。また、本発明の電動弁は、例えばＣＯ_２を含む高圧の流体の流量制御に使用することができる。

【0063】

本明細書は、以下の発明の開示を含む。
（第１の形態）
弁室、前記弁室に連通し軸線方向に開口した端部開口および前記弁室に連通し軸線と交わる方向に開口した側部開口を有する弁本体と、
少なくとも一部が前記端部開口内に配置されるとともに前記弁室側に弁座を備えたシート部材と、
前記弁座に対して接近または離間する弁体と、
ロータの回転移動を前記弁体の直線移動に変換する変換機構と、を有し、
前記弁本体は、前記端部開口内で前記シート部材の前記弁室側への移動を規制する当接面を備えることを特徴とする電動弁。

【0064】

（第２の形態）
前記弁本体が、第１流路及び第２流路を備えた流路ブロックに取り付けられた状態において、前記シート部材は、前記シート部材の上端側に設けられ、前記弁本体に当接する第１の当接面、および前記シート部材の下端に設けられ、前記流路ブロックに当接する第２の当接面を有することを特徴とする請求項１の電動弁。

【0065】

（第３の形態）
前記シート部材は前記端部開口に圧入されており、前記シート部材の外周面と前記端部開口の接触面が流体をシールするシール面となることを特徴とする第２の形態の電動弁。

【0066】

（第４の形態）
前記第１の当接面と前記第２の当接面の少なくとも一方が流体をシールするシール面となることを特徴とする第２の形態の電動弁。

【0067】

（第５の形態）
弁室、前記弁室に連通し軸線方向に開口した端部開口および前記弁室に連通し軸線と交わる方向に開口した側部開口を有する弁本体と、
少なくとも一部が前記端部開口内に配置されるとともに前記弁室側に弁座を備えたシート部材と、
前記弁座に対して接近または離間する弁体と、
ロータの回転移動を前記弁体の直線移動に変換する変換機構と、を有し、
前記シート部材は、前記弁本体の一端側から前記弁室に向かって前記端部開口内に挿入されており、前記弁座の周囲で前記弁本体に対して全周で当接することを特徴とする。

【0068】

（第６の形態）
前記弁本体が、第１流路及び第２流路を備えた流路ブロックに取り付けられた状態において、前記シート部材は、前記シート部材の上端側に設けられ、前記弁本体に当接する第１の当接面、および前記シート部材の下端に設けられ、前記流路ブロックに当接する第２の当接面を有することを特徴とする請求項５の電動弁。

【0069】

（第７の形態）
前記シート部材は前記端部開口に圧入されており、前記シート部材の外周面と前記端部開口の接触面が流体をシールするシール面となることを特徴とする第６の形態の電動弁。

【0070】

（第８の形態）
前記第１の当接面と前記第２の当接面の少なくとも一方が流体をシールするシール面となることを特徴とする第６の形態の電動弁。

【0071】

（第９の形態）
前記弁本体が前記流路ブロックに取り付けられた状態において、前記シート部材の下端は、前記弁本体の下端よりも前記流路ブロックの底面側に位置する、
ことを特徴とする第１の形態～第８の形態のいずれかの電動弁。

【0072】

（第１０の形態）
前記シート部材を組み付けた前記弁本体を、前記流路ブロックの底面に接近させたとき、前記弁本体の下端が前記底面に当接する前に、前記シート部材の下端が前記底面に当接する、
ことを特徴とする第１の形態～第９の形態のいずれかの電動弁。

【0073】

（第１１の形態）
第１の形態～第８の形態のいずれかの電動弁と、前記電動弁を組付けた流路ブロックとを有することを特徴とする電動弁ユニット。

【符号の説明】

【0074】

１ 電動弁
２ 弁本体
２ｋ 端部開口
２ｒ 側部開口
２ｓ 弁本体の端部
３ キャン
６ 減速機構
８ 支持軸
２１ シート部材
２１ｃ 当接段差面
２１ｄ 弁座
２１ｅ シート部材の端部
２２ ねじ駆動部材
２３ 軸受保持部材
２４ 転がり軸受
２５ 被駆動部材
２６ ばね受け部材
２７ コイルばね
４１ 弁体
４１ｄ 弁体部
５０ ステータ
５７ ロータ
８１ 軸支持部
１００ 流路ブロック
１０１ 第１流路
１０２ 第２流路
ＢＣ 背圧室
ＶＣ 弁室

【図1】

【図2】

【図3】