特開 2024-14977 電動弁

(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】P2024014977

(43)【公開日】2024-02-01

(54)【発明の名称】電動弁

(51)【国際特許分類】

   F16K 31/04 20060101AFI20240125BHJP

【ＦＩ】

F16K31/04 Z

【審査請求】有

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023196517

(22)【出願日】2023-11-20

(62)【分割の表示】P 2020178334の分割

【原出願日】2020-10-23

(71)【出願人】

【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】小池 亮司

(57)【要約】

【課題】主弁体に形成された副弁ポートと副弁体との間のポート絞り部により冷媒の小流量制御域での流量制御を行う電動弁において、副弁室内での冷媒の状態を安定化し、ポート絞り部の冷媒通過音の音圧を低減して、電動弁の騒音や振動の発生を抑制する。
【解決手段】副弁体４にて副弁室３Ｒ内に挿通されるガイド用ボス部４１を設ける。副弁室３Ｒの内周とガイド用ボス４１の外周とのクリアランスにより絞り通路Ｓ１を形成する。主弁室１Ｒ内に流入した冷媒を、連通路３ｂから絞り通路Ｓ１を通って副弁室３Ｒに流す。主弁室１Ｒ内の冷媒が、気相の冷媒に液相の冷媒が混入した状態の冷媒であっても、冷媒を絞り通路Ｓ１を通すことで安定化する。そして、副弁室３Ｒからポート絞り部Ｐを通過させる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

弁本体の主弁室内に設けられて該主弁室に開口する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室内で該主弁体に形成された副弁ポートの軸線方向に移動して該副弁ポートの開度を制御する副弁体と、を備え、前記主弁室から前記副弁室に連通する連通路が形成され、前記主弁体で前記主弁ポートを閉として、前記連通路を介して前記副弁室に流入する流体を、前記副弁体のニードル弁と前記副弁ポートとの隙間のポート絞り部で絞る小流量制御域を有する電動弁において、
前記連通路から前記ポート絞り部までの間に、前記副弁室内での流体の状態を安定化する安定化構造を備えたことを特徴とする電動弁。

【請求項2】

前記副弁室の内周と、該弁室に内挿される前記副弁体の外周とのクリアランスからなる絞り通路により前記安定化構造を構成していることを特徴とする請求項１に記載の電動弁。

【請求項3】

前記副弁体は前記副弁室内に挿通されるガイド用ボス部を備え、前記副弁室の内周と前記ガイド用ボスの外周とのクリアランスにより前記絞り通路を構成していることを特徴とする請求項２に記載の電動弁。

【請求項4】

前記副弁体は前記副弁室内に挿通されるフランジ部と、前記連通路に開口する拡大空間と、を備え、前記副弁室の内周と前記フランジ部の外周とのクリアランスからなる絞り通路と、前記拡大空間とにより、前記安定化構造を構成していることを特徴とする請求項１に記載の電動弁。

【請求項5】

前記フランジ部に、前記拡大空間から前記ポート絞り部側まで前記軸線方向に貫通する透孔が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の電動弁。

【請求項6】

前記連通路の開口面積［Ａ］と、前記絞り通路の開口面積［Ｂ］と、前記ポート絞り部の開口面積［Ｃ］と、の関係が、
Ａ＞Ｂ＞Ｃ
となっていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の電動弁。

【請求項7】

前記連通路の開口面積［Ａ］と、前記絞り通路の開口面積［Ｂ］と、前記ポート絞り部の開口面積［Ｃ］と、前記透孔の開口面積［Ｄ］と、の関係が、
Ａ＞Ｂ＋Ｄ＞Ｃ
となっていることを特徴とする請求項５に記載の電動弁。

【請求項8】

前記主弁体に前記連通路が形成され、前記ポート絞り部から前記連通路までの高さが、前記副弁室の半径よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電動弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、冷凍サイクルシステムなどに使用する電動弁に関する。

【背景技術】

【0002】

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域とで流量制御する電動弁がある。このような電動弁は、例えば特開２０２０－１０６０８６号公報（特許文献１）に開示されている。

【0003】

図９はこの従来の電動弁の要部拡大断面図である。この従来の電動弁では、主弁体ａと副弁体ｂとを備え、副弁体ｂの連通路ｂ３から主弁体ａの副弁室ａ１へ冷媒を流入させ、副弁体ｂのニードル弁ｂ２と副弁ポートａ２との隙間であるポート絞り部Ｐで冷媒を絞って小流量制御を行うものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－１０６０８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の電動弁では、連通路ｂ３に流入する冷媒が気相に液相が混入した場合等、冷媒の状態が不安定である場合、冷媒が安定しないままポート絞り部Ｐに流入する。このため、ポート絞り部Ｐの冷媒通過音が増大するという問題がある。

【0006】

本発明は、主弁体で主弁ポートを全閉状態とし、この主弁体に形成された副弁ポートと副弁体との間のポート絞り部により冷媒の小流量制御域での流量制御を行う電動弁において、副弁室内での冷媒の状態を安定化し、ポート絞り部の冷媒通過音の音圧を低減して、電動弁の騒音や振動の発生を抑制することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の電動弁は、弁本体の主弁室内に設けられて該主弁室に開口する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室内で該主弁体に形成された副弁ポートの軸線方向に移動して該副弁ポートの開度を制御する副弁体と、を備え、前記主弁室から前記副弁室に連通する連通路が形成され、前記主弁体で前記主弁ポートを閉として、前記連通路を介して前記副弁室に流入する流体を、前記副弁体のニードル弁と前記副弁ポートとの隙間のポート絞り部で絞る小流量制御域を有する電動弁において、前記連通路から前記ポート絞り部までの間に、前記副弁室内での流体の状態を安定化する安定化構造を備えたことを特徴とする。

【0008】

この際、前記副弁室の内周と、該副弁室に内挿される前記副弁体の外周とのクリアランスからなる絞り通路により前記安定化構造を構成していることを特徴とする電動弁が好ましい。

【0009】

また、前記副弁体は前記副弁室内に挿通されるガイド用ボス部を備え、前記副弁室の内周と前記ガイド用ボスの外周とのクリアランスにより前記絞り通路を構成していることを特徴とする電動弁が好ましい。

【0010】

また、前記副弁体は前記副弁室内に挿通されるフランジ部と、前記連通路に開口する拡
大空間と、を備え、前記副弁室の内周と前記フランジ部の外周とのクリアランスからなる絞り通路と、前記拡大空間とにより、前記安定化構造を構成していることを特徴とする電動弁が好ましい。

【0011】

また、前記フランジ部に、前記拡大空間から前記ポート絞り部側まで前記軸線方向に貫通する透孔が形成されていることを特徴とする電動弁が好ましい。

【0012】

また、前記連通路の開口面積［Ａ］と、前記絞り通路の開口面積［Ｂ］と、前記ポート絞り部の開口面積［Ｃ］と、の関係が、
Ａ＞Ｂ＞Ｃ
となっていることを特徴とする電動弁が好ましい。

【0013】

また、前記連通路の開口面積［Ａ］と、前記絞り通路の開口面積［Ｂ］と、前記ポート絞り部の開口面積［Ｃ］と、前記透孔の開口面積［Ｄ］と、の関係が、
Ａ＞Ｂ＋Ｄ＞Ｃ
となっていることを特徴とする電動弁が好ましい。

【0014】

また、前記主弁体に前記連通路が形成され、前記ポート絞り部から前記連通路までの高さが、前記副弁室の半径よりも大きいことを特徴とする電動弁が好ましい。

【発明の効果】

【0015】

本発明の電動弁によれば、気相の冷媒に液相の冷媒が混入した状態の冷媒であっても、副弁室内での冷媒の状態が安定化し、副弁室からポート絞り部（副弁ポート）を通過する前の冷媒の状態が安定化する。したがって、ニードル弁と副弁ポートとの隙間であるポート絞り部の冷媒通過音の音圧が低減し、電動弁の騒音や振動の発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の第１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。

【図2】第１実施形態の電動弁の小流量制御域状態の要部拡大断面図である。

【図3】第１実施形態の電動弁の大流量域状態の要部拡大断面図である。

【図4】本発明の第２実施形態の電動弁の小流量制御域状態の要部拡大断面図である。

【図5】第２実施形態の電動弁の大流量域状態の要部拡大断面図である。

【図6】本発明の第３実施形態の電動弁の小流量制御域状態の要部拡大断面図である。

【図7】本発明の第４実施形態の電動弁の小流量制御域状態の要部拡大断面図である。

【図8】本発明の第５実施形態の電動弁の小流量制御域状態の要部拡大断面図である。

【図9】従来の電動弁の要部拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

次に、本発明の電動弁の実施形態について図面を参照して説明する。図１は第１実施形態の電動弁の小流量制御域状態の縦断面図、図２は同電動弁の小流量制御域状態（副弁下端位置）の要部拡大断面図、図３は同電動弁の大流量域状態（副弁上端位置）の要部拡大断面図である。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。

【0018】

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、本実施形態では、主弁座１３は、弁ハウジング１に一体的に形成されているが、主弁ポートを有する弁座部材を弁ハウジングとは別体に設け、弁座部材を弁ハウジングに組み付ける形態としてもよい。

【0019】

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の内周面内に嵌合される嵌合部２１と、嵌合部２１の上方に位置する略円柱状のガイド部２２と、ガイド部２２の上部に延設されたホルダ部２３と、嵌合部２１に設けられ、嵌合部２１の外周に突出する金属板からなるリング状の固定金具２４とを有している。嵌合部２１、上部ガイド部２２及びホルダ部２３は樹脂製の一体品として構成されており、固定金具２４はインサート成形により樹脂製の嵌合部２１と共に一体に設けられている。なお、ガイド部材２の嵌合部２１を弁ハウジング１に対して圧入してもよい。

【0020】

ガイド部材２は、嵌合部２１により弁ハウジング１に組み付けられ、固定金具２４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、嵌合部２１とガイド部２２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２３の中心には、ガイド孔２Ａと同軸の雌ねじ部２３ａとそのねじ孔が形成されている。そして、ガイド孔２Ａ内には主弁体３が配設されている。

【0021】

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、主弁体３の側壁であって副弁体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開口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室３Ｒが形成され、この副弁室３Ｒの内周面は副弁ガイド孔３Ｂとなっている。そして、主弁部３１と保持部３２との間には、軸線Ｌを中心として副弁室３Ｒから開口３Ａ側に開口する円柱状の副弁ポート３ａが形成されている。

【0022】

主弁体３の保持部３２の側面には、軸線Ｌと交差する方向で主弁室１Ｒから副弁室３Ｒに連通する連通路３ｂが形成されている。この実施形態では、連通路３ｂ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。また、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。なお、主弁部３１の開口３Ａの内側に消音部材３６が配設されている。なお、連通路３ｂは、回転対象な位置に放射状に複数本形成される形態に限らず、連通路３ｂの数を一個としたり、不等間隔に複数本形成してもよい。

【0023】

副弁体４は、ロータ軸５１の下端部に設けられている。また、副弁体４は、ロータ軸に一体に形成されている。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、副弁体４のニードル弁４２は、その先端が副弁ポート３ａ対して軸線Ｌ方向に挿通されるものであり、ニードル弁４２と副弁ポート３ａとの隙間であるポート絞り部Ｐ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。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、ガイド用ボス部４１は、副弁ガイド孔３Ｂ内に挿通されている。そして、このガイド用ボス部４１の外周面と副弁ガイド孔３Ｂの内周面とのクリアランスが「安定化構造」としての絞り通路Ｓ１を構成している。なお、副弁体４と、ロータ軸５１とを別体にそれぞれ形成し、これらを組み付けてもよい。

【0024】

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。

【0025】

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２３ａ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２３ａ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５４が配設されている。

【0026】

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、雄ねじ部５１ａと雌ねじ部２３ａ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副弁体４のニードル弁４２が副弁ポート３ａに対して近接又は離間する。また、副弁体４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（副弁上端位置）、主弁体３は副弁体４と共に移動して、主弁体３の主弁部３１が主弁座１３から離座する。これにより、主弁ポート１３ａが全開となって大流量域状態となる（なお、主弁体３が主弁座１３から離座した直後も、主弁ポート１３ａが全開となる大流量域状態である後述の図３と同じ状態となる）。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。

【0027】

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（ポート絞り部Ｐの開口面積）が制御され、小流量の制御が行われる。このとき、第１継手管１１から主弁室１Ｒ内に流入した冷媒は、連通路３ｂから絞り通路Ｓ１を通って副弁室３Ｒに流れる。このように、冷媒は絞り通路Ｓ１を介して副弁室３Ｒに流入するので、仮に主弁室１Ｒ内の冷媒が、気相の冷媒に液相の冷媒が混入した状態の冷媒であっても、この冷媒は絞り通路Ｓ１を通ることで安定化し、副弁室３Ｒからポート絞り部Ｐを通過する前の冷媒の状態が安定化する。したがって、ポート絞り部Ｐでの冷媒通過音の音圧が低減され、この電動弁１００の騒音や振動の発生を抑制することができる。

【0028】

ここで、図９に示す従来の電動弁では、副弁ポートａ２の上縁位置から連通路ｂ３の底部までの高さ［Ｈ１］が小さいため、連通路ｂ３からポート絞り部Ｐまでの冷媒が流れる距離が短い。これに対して本実施形態では、図２に示すように、副弁ポート３ａの上縁位置から連通路３ｂの底部までの高さ［Ｈ３］は、前記従来の電動弁における前記高さ［Ｈ１］より十分に高く、すなわち、この高さ［Ｈ３］は副弁室３ａの内径（ガイド孔３Ｂの内径）の半径よりも大きくなっている。このように、副弁ポート３ａの上縁位置から連通路３ｂの底部までの高さ［Ｈ３］が十分長いので、冷媒の安定化の効果が高くなる。なお、図２は電動弁１００の小流量制御域状態での副弁体４の下端位置を示しており、この状態で、副弁ポート３ａから絞り通路Ｓ１の下端までの高さ［Ｈ２］は、副弁ポート３ａの上縁位置から連通路３ｂの底部までの高さ［Ｈ３］よりは低くなっている。また、図３に示す大流量域状態で副弁体４の上端位置での副弁ポート３ａの上縁位置から絞り通路Ｓ１の下端までの高さ［Ｈ４］も副弁ポート３ａの上縁位置から連通路３ｂの底部までの高さ［Ｈ３］よりは低くなっている。これにより、絞り通路Ｓ１を常時確保できる。

【0029】

また、連通路３ｂの開口面積［Ａ］と、絞り通路Ｓ１の開口面積［Ｂ］と、ポート絞り部Ｐの開口面積［Ｃ］と、の関係は、
Ａ＞Ｂ＞Ｃ
となっている。これにより、冷媒状態の安定化効果が高まる。なお、連通路３ｂを複数設けた形態の場合、複数の連通路３ｂの開口面積の合計とされる。また、本実施の形態では、ポート絞り部Ｐの開口面積は、副弁ポート３ａにニードル弁４２が挿通されていない副弁ポート３ａの内径での開口面積Ｃにて、上記の関係を有するように設定されているが、副弁ポート３ａ内にニードル弁４２が挿通された状態で、副弁ポート３ａとニードル弁４２との間の間隙の開口面積をＣとして、上記の関係を有するように設定してもよい。

【0030】

図４は本発明の第２実施形態の電動弁の小流量制御域状態の要部拡大断面図、図５は第２実施形態の電動弁の大流量域状態の要部拡大断面図である。なお、以下の第２乃至第５実施形態において、図示する要部以外のその他の部分は第１実施形態の図１と同一である。また、以下の各実施形態において第１実施形態と同様な部材、同様な要素には同じ符号を付記して詳細な説明は省略する。この第２実施形態で第１実施形態と異なる点は、副弁体４′の構成である。

【0031】

この第２実施形態における副弁体４′は、副弁室３Ｒ内に挿通される第１実施形態と同様なガイド用ボス部４１′と、このガイド用ボス部４１′から副弁ポート３ａ側に離間した位置に形成されたフランジ部４３′とを備えている。さらに、ガイド用ボス部４１′とフランジ部４３′との間の空間である拡大空間４ａ′を備えている。フランジ部４３′は円盤状であり、その外周面と副弁ガイド孔３Ｂの内周面とのクリアランスにより絞り通路Ｓ２が形成されている。また、拡大空間４ａ′は連通路３ｂに開口している。そして、この絞り通路Ｓ２と拡大空間４ａ′とが「安定化構造」構成している。そして、第１継手管１１から主弁室１Ｒ内に流入した冷媒は、連通路３ｂから拡大空間４ａ′に流出し、さらに絞り通路Ｓ２を通って副弁室３Ｒに流れる。このように、冷媒は拡大空間４ａ′と絞り通路Ｓ２を介して副弁室３Ｒに流入するので、主弁室１Ｒ内の冷媒中の気相と液相の比率の変動により液相の比率が増加した場合であっても、拡大空間内４ａ′内で冷媒中の気相と液相が均一化されるので、副弁室３Ｒからポート絞り部Ｓ（副弁ポート）を通過する前の冷媒の状態がより安定化する。したがって、ポート絞り部Ｐでの冷媒通過音の音圧が低減され、この電動弁１００の騒音や振動の発生を抑制することができる。また、拡大空間４ａ′に流出した流体は、流速が減速されるので、壁面に衝突する際に発生する気泡の消滅に起因する騒音や振動の発生も抑制することもできる。なお、図５に示す大流量域状態で副弁体４′の上端位置での副弁ポート３ａの上縁位置から絞り通路Ｓ２の下端までの高さも副弁ポート３ａの上縁位置から連通路３ｂの底部までの高さよりは低くなっている。これにより、絞り通路Ｓ２を常時確保できる。

【0032】

また、連通路３ｂの開口面積［Ａ］と、絞り通路Ｓ２の開口面積［Ｂ］と、ポート絞り部Ｐの開口面積［Ｃ］と、の関係は、
Ａ＞Ｂ＞Ｃ
となっている。これにより、冷媒状態の安定化効果が高まる。なお、開口面積Ａと開口面積Ｃの設定については第１実施形態の場合と同様に設定できる。

【0033】

図６は第３実施形態の電動弁の小流量制御域状態の要部拡大断面図である。この第３実
施形態では、連通路３ｂの副弁室３Ｒ側に拡大空間３ｃを形成したものである。この第３実施形態でも、第２実施形態と同様であり、冷媒は、連通路３ｂから拡大空間３ｃに流出し、さらに絞り通路Ｓ１を通って副弁室３Ｒに流れるので、主弁室１Ｒ内の冷媒中の気相と液相の比率の変動により液相の比率が増加した場合であっても、拡大空間内３ｃ内で冷媒中の気相と液相が均一化されるので、副弁室３Ｒからポート絞り部Ｐ（副弁ポート）を通過する前の冷媒の状態がより安定化する。したがって、ポート絞り部Ｐでの冷媒通過音の音圧が低減され、この電動弁１００の騒音や振動の発生を抑制することができる。また、拡大空間３ｃに流出した流体は、流速が減速されるので、壁面に衝突する際に発生する気泡の消滅に起因する騒音や振動の発生も抑制することもできる。

【0034】

図７は第４実施形態の電動弁の小流量制御域状態の要部拡大断面図である。この第４実施形態では、副弁体４″のガイド用ボス部４１″において、連通路３ｂと向き合う部分に拡大空間４４″を設けたものである。この拡大空間４４″は、ガイド用ボス部４１″の外周面から軸線Ｌに向けて穿設された孔により形成されている。この孔の内径は連通路３ｂの内径よりも十分大きな内径とされる。すなわち、この拡大空間４４″は全周に設けたものではない。この第４実施形態でも、第２実施形態と同様に、冷媒は、連通路３ｂから拡大空間４４″に流出し、さらに絞り通路Ｓ１を通って副弁室３Ｒに流れるので、主弁室１Ｒ内の冷媒中の気相と液相の比率の変動により液相の比率が増加した場合であっても、拡大空間内４４″内で冷媒中の気相と液相が均一化されるので、副弁室３Ｒからポート絞り部Ｐ（副弁ポート）を通過する前の冷媒の状態がより安定化する。たがって、ポート絞り部Ｐでの冷媒通過音の音圧が低減され、この電動弁１００の騒音や振動の発生を抑制することができる。また、拡大空間４４″に流出した流体は、流速が減速されるので、壁面に衝突する際に発生する気泡の消滅に起因する騒音や振動の発生も抑制することもできる。

【0035】

図８は第５実施形態の電動弁の小流量制御域状態の要部拡大断面図である。この第５実施形態では、第２実施形態と同様な副弁体４′のフランジ部４３′に、拡大空間４ａからポート絞り部Ｐ側まで軸線Ｌ方向に貫通する透孔４５′を形成したものである。そして、この第５実施形態では、冷媒は、連通路３ｂから拡大空間４ａに流出する。そして、冷媒は、絞り通路Ｓ２と、透孔４５′を通って副弁室３Ｒに流れる。このため、主弁室１Ｒ内の冷媒中の気相と液相の比率の変動により液相の比率が増加した場合であっても、拡大空間内４ａ内で冷媒中の気相と液相が均一化されるので、副弁室３Ｒからポート絞り部Ｐを通過する前の冷媒の状態がより安定化する。したがって、ポート絞り部Ｐでの冷媒通過音の音圧が低減され、この電動弁１００の騒音や振動の発生を抑制することができる。また、拡大空間４ａに流出した流体は、流速が減速されるので、壁面に衝突する際に発生する気泡の消滅に起因する騒音や振動の発生も抑制することもできる。

【0036】

また、連通路３ｂの開口面積［Ａ］と、絞り通路Ｓ２の開口面積［Ｂ］と、ポート絞り部の開口面積［Ｃ］と、透孔４５′の開口面積［Ｄ］と、の関係が、
Ａ＞Ｂ＋Ｄ＞Ｃ
となっている。これにより、冷媒状態の安定化効果が高まる。なお、開口面積Ａと開口面積Ｃの設定については第１実施形態の場合と同様に設定できる。

【0037】

なお、第３実施形態、第４実施形態、第５実施形態では、それぞれの大流量域状態の図示は省略したが、大流量域状態においても絞り通路が常時確保できる点は、第１実施形態、第２実施形態と同様である。

【0038】

また、本発明の実施形態では、主弁体に連通路を設けたものとしたが、主弁体に連通路を設けずに、例えばガイド用ボス部にＤカットを設け、主弁体の内周面（副弁ガイド孔３Ｂ）とＤカットとで連通路を形成することもできる。

【0039】

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。

【符号の説明】

【0040】

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
２ ガイド部材
２Ａ ガイド孔
２２ ガイド部
２３ ホルダ部
２３ａ 雌ねじ部
３ 主弁体
３１ 主弁部
３２ 保持部
３ａ 副弁ポート
３ｂ 連通路
３Ｂ 副弁ガイド孔
３Ｒ 副弁室
４ 副弁体
４１ ガイド用ボス部
４２ ニードル弁
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
４′ 副弁体
４１′ ガイド用ボス部
４３′ フランジ部
４ａ′ 拡大空間
４″ 副弁体
４１″ ガイド用ボス部
４４″ 拡大空間
３ｃ 拡大空間
１００ 電動弁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【手続補正書】

【提出日】2023-11-29

【手続補正1】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0007】

本発明の電動弁は、主弁室および主弁ポートを備える弁本体と、前記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の開度を変更する副弁体と、を備え、前記主弁体は、前記副弁体に対して軸線方向に相対的に移動可能に連結され、一方の開口が前記主弁室に開口する連通路を備え、前記連通路の他方の開口から前記副弁ポートまでの流路により副弁室が形成され、前記主弁体で前記主弁ポートを閉として、前記主弁室から前記連通路を経由して前記副弁ポートへ流入する流体を、前記副弁体のニードル弁と前記副弁ポートとの隙間のポート絞り部で絞る小流量制御域を有する電動弁において、前記連通路から前記副弁ポートまでの間に、前記副弁室内での流体の状態を安定化する安定化構造を備え、前記副弁室の前記連通路側に開口する拡大空間と、前記拡大空間と前記副弁ポートを連通し、前記軸線方向から見た断面積が前記拡大空間を前記軸線方向から見た断面積より小さい絞り通路と、が前記安定化構造を構成し、前記副弁体の前記ニードル弁と前記拡大空間の間には、前記軸線方向と交差する方向に延在する円盤状部が設けられ、前記円盤状部には、前記ニードル弁に対して径方向外側の位置で前記軸線方向に貫通する透孔が設けられていることを特徴とする。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0008】

この際、前記ニードル弁は、前記副弁ポート内に挿通された状態で、前記副弁ポートの内壁と対向する円柱部を備えることを特徴とする。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0009】

また、前記絞り通路は、前記副弁室の内周と、該副弁室に内挿される前記副弁体の外周とのクリアランスからなることを特徴とする。

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0010】

また、前記絞り通路は、前記副弁室の内周と前記円盤状部の外周とのクリアランスからなることを特徴とする電動弁が好ましい。

【手続補正5】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】削除

【補正の内容】

【手続補正6】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0014】

また、前記ポート絞り部から前記連通路までの高さが、前記副弁室の半径よりも大きいことを特徴とする電動弁が好ましい。

【手続補正7】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

主弁室および主弁ポートを備える弁本体と、前記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の開度を変更する副弁体と、を備え、
前記主弁体は、前記副弁体に対して軸線方向に相対的に移動可能に連結され、一方の開口が前記主弁室に開口する連通路を備え、
前記連通路の他方の開口から前記副弁ポートまでの流路により副弁室が形成され、
前記主弁体で前記主弁ポートを閉として、前記主弁室から前記連通路を経由して前記副弁ポートへ流入する流体を、前記副弁体のニードル弁と前記副弁ポートとの隙間のポート絞り部で絞る小流量制御域を有する電動弁において、
前記連通路から前記副弁ポートまでの間に、前記副弁室内での流体の状態を安定化する安定化構造を備え、
前記副弁室の前記連通路側に開口する拡大空間と、前記拡大空間と前記副弁ポートを連通し、前記軸線方向から見た断面積が前記拡大空間を前記軸線方向から見た断面積より小さい絞り通路と、が前記安定化構造を構成し、
前記副弁体の前記ニードル弁と前記拡大空間の間には、前記軸線方向と交差する方向に延在する円盤状部が設けられ、
前記円盤状部には、前記ニードル弁に対して径方向外側の位置で前記軸線方向に貫通する透孔が設けられていることを特徴とする電動弁。

【請求項2】

前記ニードル弁は、前記副弁ポート内に挿通された状態で、前記副弁ポートの内壁と対向する円柱部を備えることを特徴とする請求項１に記載の電動弁。

【請求項3】

前記絞り通路は、前記副弁室の内周と、該副弁室に内挿される前記副弁体の外周とのクリアランスからなることを特徴とする請求項１に記載の電動弁。

【請求項4】

前記絞り通路は、前記副弁室の内周と前記円盤状部の外周とのクリアランスからなることを特徴とする請求項１に記載の電動弁。

【請求項5】

前記連通路の開口面積［Ａ］と、前記絞り通路の開口面積［Ｂ］と、前記ポート絞り部の開口面積［Ｃ］と、の関係が、
Ａ＞Ｂ＞Ｃ
となっていることを特徴とする請求項３または４に記載の電動弁。

【請求項6】

前記連通路の開口面積［Ａ］と、前記絞り通路の開口面積［Ｂ］と、前記ポート絞り部の開口面積［Ｃ］と、前記透孔の開口面積［Ｄ］と、の関係が、
Ａ＞Ｂ＋Ｄ＞Ｃ
となっていることを特徴とする請求項３または４に記載の電動弁。

【請求項7】

前記ポート絞り部から前記連通路までの高さが、前記副弁室の半径よりも大きいことを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の電動弁。