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(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】P2024163514
(43)【公開日】2024-11-22
(54)【発明の名称】電動弁及び冷凍サイクルシステム
(51)【国際特許分類】
F16K 31/04 20060101AFI20241115BHJP
【ＦＩ】
F16K31/04 Z
【審査請求】有
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023079206
(22)【出願日】2023-05-12
(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】110001243
【氏名又は名称】弁理士法人谷・阿部特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】中川 大樹
【テーマコード（参考）】
3H062
【Ｆターム（参考）】
3H062AA05
3H062BB33
3H062CC01
3H062FF38
3H062FF39
3H062HH04
3H062HH08
3H062HH09
(57)【要約】
【課題】摺動部を構成する互いの材料を工夫することにより、オイルフリーの状態、又は、低油量の状態においても、円滑な回転を可能とし、摺動部の作動性と耐久性を向上させることができる電動弁及びこれを用いた冷凍サイクルシステムを提供することである。
【解決手段】電動弁１００ａであって、弁部２０ａが設けられる弁体２０を有する回転子部と、流路室１３及び径方向に延在する弁ポート１１ａを有する弁本体１０Ａと、を備え、弁本体１０Ａは、弁体２０を円周方向にガイドするガイド部材１１と、弁部２０ａは、弁ポート１１ａを塞ぐシール部２０ａａと、弁ポート１１ａと連通可能である流路部１５と、を有し、回転子部の回転により、弁ポート１１ａと流路部１５との連通状態を変化させ、流量を制御するものであり、弁体２０及びガイド部材１１は、互いに摺動部を構成するとともに、樹脂材料からなる。
【選択図】図１
【解決手段】電動弁１００ａであって、弁部２０ａが設けられる弁体２０を有する回転子部と、流路室１３及び径方向に延在する弁ポート１１ａを有する弁本体１０Ａと、を備え、弁本体１０Ａは、弁体２０を円周方向にガイドするガイド部材１１と、弁部２０ａは、弁ポート１１ａを塞ぐシール部２０ａａと、弁ポート１１ａと連通可能である流路部１５と、を有し、回転子部の回転により、弁ポート１１ａと流路部１５との連通状態を変化させ、流量を制御するものであり、弁体２０及びガイド部材１１は、互いに摺動部を構成するとともに、樹脂材料からなる。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
一端側に弁部が設けられる弁体、及び、前記弁体と一体的に回転するロータを有する回転子部と、
前記弁部を収容する流路室、前記弁部と径方向に対向する弁座、及び、前記流路室と連通可能に径方向に延在する弁ポートを有する弁本体と、
前記弁本体と接続し、前記回転子部の背圧室を画定するケースと、
を備え、
前記弁本体は、前記流路室と直接連通する第１ポートと、前記弁ポートと連通する第２ポートと、軸線に沿って設ける前記弁体を、軸線方向に支持し、円周方向にガイドするガイド部材と、を有し、
前記弁部は、前記弁ポートを塞ぐシール部と、前記弁ポートと連通可能である流路部と、を有し、
前記ロータの回転により、前記弁ポートと前記流路部との連通状態を変化させ、前記弁ポートを流れる流体の流量を制御するものであり、
前記弁体及び前記ガイド部材は、互いに摺動部を構成するとともに、樹脂材料からなることを特徴とする電動弁。
前記弁部を収容する流路室、前記弁部と径方向に対向する弁座、及び、前記流路室と連通可能に径方向に延在する弁ポートを有する弁本体と、
前記弁本体と接続し、前記回転子部の背圧室を画定するケースと、
を備え、
前記弁本体は、前記流路室と直接連通する第１ポートと、前記弁ポートと連通する第２ポートと、軸線に沿って設ける前記弁体を、軸線方向に支持し、円周方向にガイドするガイド部材と、を有し、
前記弁部は、前記弁ポートを塞ぐシール部と、前記弁ポートと連通可能である流路部と、を有し、
前記ロータの回転により、前記弁ポートと前記流路部との連通状態を変化させ、前記弁ポートを流れる流体の流量を制御するものであり、
前記弁体及び前記ガイド部材は、互いに摺動部を構成するとともに、樹脂材料からなることを特徴とする電動弁。
【請求項2】
前記樹脂材料は、ＰＴＦＥが添加されたＰＰＳであることを特徴とする請求項１に記載の電動弁。
【請求項3】
前記樹脂材料は、強化剤としてガラス繊維、又は炭素繊維が添加されたものであることを特徴とする請求項２に記載の電動弁。
【請求項4】
前記摺動部である前記弁体及び前記ガイド部材の間に、所定の半径方向隙間に設定され、前記弁体を半径方向に支持する半径方向支持手段をさらに備え、
前記半径方向支持手段は、前記弁部に隣接する一端側半径方向隙間と、前記一端側半径方向隙間の他端側に隣接する他端側半径方向隙間と、を有し、前記一端側半径方向隙間を、前記他端側半径方向隙間より小さく設定することを特徴とする請求項１に記載の電動弁。
前記半径方向支持手段は、前記弁部に隣接する一端側半径方向隙間と、前記一端側半径方向隙間の他端側に隣接する他端側半径方向隙間と、を有し、前記一端側半径方向隙間を、前記他端側半径方向隙間より小さく設定することを特徴とする請求項１に記載の電動弁。
【請求項5】
前記弁体は、一端側から他端側に沿って順に、前記弁部を一端側に有する小径ガイド軸部、大径ガイド軸部を有し、
前記ガイド部材は、一端側から他端側に沿って順に、小径ガイド部、大径ガイド部を有し、
前記小径ガイド軸部及び前記小径ガイド部の間からなる前記一端側半径方向隙間を、前記大径ガイド軸部及び前記大径ガイド部の間からなる前記他端側半径方向隙間より小さく設定することを特徴とする請求項４に記載の電動弁。
前記ガイド部材は、一端側から他端側に沿って順に、小径ガイド部、大径ガイド部を有し、
前記小径ガイド軸部及び前記小径ガイド部の間からなる前記一端側半径方向隙間を、前記大径ガイド軸部及び前記大径ガイド部の間からなる前記他端側半径方向隙間より小さく設定することを特徴とする請求項４に記載の電動弁。
【請求項6】
前記摺動部である、前記弁体及び前記ガイド部材の軸線方向対向面を係合させ、前記弁体を軸線方向に支持する軸線方向支持手段をさらに備え、
前記第１ポートは、前記流路室を介して、前記弁ポートと連通し、
前記弁体は、軸線に沿って延在するとともに、前記第２ポートと前記背圧室とを常時連通させる均圧孔を有することを特徴とする請求項５に記載の電動弁。
前記第１ポートは、前記流路室を介して、前記弁ポートと連通し、
前記弁体は、軸線に沿って延在するとともに、前記第２ポートと前記背圧室とを常時連通させる均圧孔を有することを特徴とする請求項５に記載の電動弁。
【請求項7】
前記弁体は、前記小径ガイド軸部と前記大径ガイド軸部との境界に、環状の段部を有し、
前記ガイド部材は、前記小径ガイド部と前記大径ガイド部との境界に、環状の段差部を有し、
前記軸線方向支持手段は、前記弁体の前記段部及び前記ガイド部材の前記段差部を、互いに係合させることを特徴とする請求項６に記載の電動弁。
前記ガイド部材は、前記小径ガイド部と前記大径ガイド部との境界に、環状の段差部を有し、
前記軸線方向支持手段は、前記弁体の前記段部及び前記ガイド部材の前記段差部を、互いに係合させることを特徴とする請求項６に記載の電動弁。
【請求項8】
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１～７のいずれか一項に記載の電動弁が、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、樹脂材料同士からなる摺動部を備える電動弁及びこれを用いた冷凍サイクルシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
近年では、環境保全の向上、及び、メンテナンス性の向上を目的として、例えば、特許文献１に記載されているような、冷凍機油を使用しない、いわゆる、オイルフリーの状態、又は、低油量の状態で使用する冷凍サイクルシステムが提案されている。
【0003】
一般的な電動弁は、回転運動を直線運動に変換するねじ送り部を有する駆動部と、この直線運動により、軸線方向に移動する弁体とガイド部との間に生じる摺動部と、を有している。これにより、回転時において、駆動部（特に、ねじ送り部）及び摺動部における摺動抵抗が増加して、円滑な回転が困難となるおそれがあった（以下、「従来の問題点（摺動抵抗の増加）」という）。
【0004】
ここで、特許文献２には、図１０に示すように、電動弁（以下、「従来の電動弁」という）１０００であって、弁本体１０１０と、弁体１０２０と、ステッピングモータ１０３０と、を備えるものが記載されている。この弁本体１０１０は、弁ポート１０１１ａ、弁座１０１１ｂ、円管形状のガイド部１０１１ｃを有するとともに、第１継手管１００１及び第２継手管１００２が接続される。また、弁体１０２０は、弁部１０２０ａ、ガイド部１０１１ｃの内周側に摺動可能に係合されるガイド軸部１０２０ｇを有する。さらに、ステッピングモータ１０３０は、弁体１０２０と一体的に回転するマグネットロータ１０３２を有する。
【0005】
これにより、特許文献２では、ガイド軸部１０２０ｇを、ガイド部１０１１ｃに対して、回転方向のみに移動可能とする構成を採用することにより、ねじ送り部を省略し、駆動部における摺動抵抗を抑制するものが記載されている。
【0006】
しかしながら、特許文献２（特に、第１の実施例：段落［００４２］，［００６４］～［００６５］及び図１参照）において、ガイド部１０１１ｃ及びガイド軸部１０２０ｇが、金属材料同士からなるため、オイルフリーの状態、又は、低油量の状態で使用する冷凍サイクルシステムに採用された場合に、摺動部における摺動抵抗が極めて大きく、かじりなどを生じるおそれがあった。また、特許文献２（特に、第５の実施例：段落［００６４］～［００６５］及び図１４参照）において、ガイド軸部１０２０ｇを合成樹脂で被膜するものもあるが、ガイド部１０１１ｃが金属材料からなるため、被膜された合成樹脂の著しい摩耗が生じ、摺動部における摺動抵抗が増加するおそれがあった。このため、特許文献２（特に、第１の実施例及び第５の実施例参照）においても、依然として、従来の問題点（摺動抵抗の増加）を解消することができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開２０２１－１６２２１３号公報
【特許文献2】特開平８－３１２８２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明の目的は、摺動部を構成する互いの材料を工夫することにより、オイルフリーの状態、又は、低油量の状態においても、円滑な回転を可能とし、摺動部の作動性と耐久性を向上させることができる電動弁及びこれを用いた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】
【0009】
上記課題を解決するために、一端側に弁部が設けられる弁体、及び、前記弁体と一体的に回転するロータを有する回転子部と、前記弁部を収容する流路室、前記弁部と径方向に対向する弁座、及び、前記流路室と連通可能に径方向に延在する弁ポートを有する弁本体と、前記弁本体と接続し、前記回転子部の背圧室を画定するケースと、を備え、前記弁本体は、前記流路室と直接連通する第１ポートと、前記弁ポートと連通する第２ポートと、軸線に沿って設ける前記弁体を、軸線方向に支持し、円周方向にガイドするガイド部材と、を有し、前記弁部は、前記弁ポートを塞ぐシール部と、前記弁ポートと連通可能である流路部と、を有し、前記ロータの回転により、前記弁ポートと前記流路部との連通状態を変化させ、前記弁ポートを流れる流体の流量を制御するものであり、前記弁体及び前記ガイド部材は、互いに摺動部を構成するとともに、樹脂材料からなる電動弁である。
【0010】
また、上記電動弁であって、前記樹脂材料は、ＰＴＦＥが添加されたＰＰＳとしてもよい。
【0011】
また、上記電動弁であって、前記樹脂材料は、強化剤としてガラス繊維、又は炭素繊維が添加されたものとしてもよい。
【0012】
また、上記電動弁であって、前記摺動部である前記弁体及び前記ガイド部材の間に、所定の半径方向隙間に設定され、前記弁体を半径方向に支持する半径方向支持手段をさらに備え、前記半径方向支持手段は、前記弁部に隣接する一端側半径方向隙間と、前記一端側半径方向隙間の他端側に隣接する他端側半径方向隙間と、を有し、前記一端側半径方向隙間を、前記他端側半径方向隙間より小さく設定するものとしてもよい。
【0013】
また、上記電動弁であって、前記弁体は、一端側から他端側に沿って順に、前記弁部を一端側に有する小径ガイド軸部、大径ガイド軸部を有し、前記ガイド部材は、一端側から他端側に沿って順に、小径ガイド部、大径ガイド部を有し、前記小径ガイド軸部及び前記小径ガイド部の間からなる前記一端側半径方向隙間を、前記大径ガイド軸部及び前記大径ガイド部の間からなる前記他端側半径方向隙間より小さく設定するものとしてもよい。
【0014】
また、上記電動弁であって、前記摺動部である、前記弁体及び前記ガイド部材の軸線方向対向面を係合させ、前記弁体を軸線方向に支持する軸線方向支持手段をさらに備え、前記第１ポートは、前記流路室を介して、前記弁ポートと連通し、前記弁体は、軸線に沿って延在するとともに、前記第２ポートと前記背圧室とを常時連通させる均圧孔を有するものとしてもよい。
【0015】
また、上記電動弁であって、前記弁体は、前記小径ガイド軸部と前記大径ガイド軸部との境界に、環状の段部を有し、前記ガイド部材は、前記小径ガイド部と前記大径ガイド部との境界に、環状の段差部を有し、前記軸線方向支持手段は、前記弁体の前記段部及び前記ガイド部材の前記段差部を、互いに係合させるものとしてもよい。
【0016】
また、冷凍サイクルシステムであって、圧縮機と、凝縮器と、膨張弁と、蒸発器と、を含み、上記電動弁が、前記膨張弁として用いられているものとしてもよい。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、摺動部を構成する互いの材料を工夫することにより、オイルフリーの状態、又は、低油量の状態においても、円滑な回転を可能とし、摺動部の作動性と耐久性を向上させることができる電動弁及びこれを用いた冷凍サイクルシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の第１の実施形態に係る電動弁の弁開状態における断面図であり、（ａ）は、電動弁の縦断面図、（ｂ）は、（ａ）のＩｂ－Ｉｂ断面拡大図を、それぞれ表す。
【図3】第１の実施形態及び軸線方向支持手段変形例の説明図であり、（ａ）は、第１の実施形態における、図２に示される破線ＩＩＩａで囲まれた領域の拡大図、（ｂ）は、第１の実施形態における、図２に示される破線ＩＩＩｂで囲まれた領域の拡大図、（ｃ）は、軸線方向支持手段変形例における（ａ）に対応する拡大図、（ｄ）は、軸線方向支持手段変形例における（ｂ）に対応する拡大図を、それぞれ表す。
【図4】第１の実施形態の流路部変形例１及び２の説明図であり、（ａ）は、流路部変形例１における図１（ｂ）に対応する断面図、（ｂ）は、流路部変形例１における図２（ｂ）に対応する断面図、（ｃ）は、流路部変形例２における（ａ）に対応する断面図、（ｄ）は、流路部変形例２における（ｂ）に対応する断面図を、それぞれ表す。
【図7】本発明の第２の実施形態に係る電動弁の弁開状態における断面図であり、（ａ）は、電動弁の縦断面図、（ｂ）は、（ａ）のＶＩＩｂ－ＶＩＩｂ断面拡大図、（ｃ）は、（ａ）の破線ＶＩＩｃで囲まれた領域の拡大図を、それぞれ表す。
【図9】本発明の冷凍サイクルシステムを示す図である。
【図10】従来技術に係る電動弁を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
【0020】
＜用語について＞
本明細書および特許請求の範囲の記載において、「左」、「右」、「上」、「下」とは、図１（ａ）、図２（ａ）、図３、図５～６、図７（ａ），（ｃ）、図８（ａ）に示される方向を示す。本明細書および特許請求の範囲の記載において、「一端」及び「他端」とは、図面における「下端」及び「上端」を示す。本明細書および特許請求の範囲の記載において、「摺動部」とは、「弁体及びガイド部材における摺接可能に係合される領域」を示す。本明細書および特許請求の範囲の記載において、「冷却手段」とは、「摺動部を冷却する手段」を示す。本明細書および特許請求の範囲の記載において、「面圧」とは、「接触面における単位面積当たりの荷重」を示す。本明細書および特許請求の範囲の記載において、「半径方向支持手段」とは、「弁体を半径方向に支持する手段」を示す。本明細書および特許請求の範囲の記載において、「軸線方向支持手段」とは、「弁体を軸線方向に支持する手段」を示す。
本明細書および特許請求の範囲の記載において、「左」、「右」、「上」、「下」とは、図１（ａ）、図２（ａ）、図３、図５～６、図７（ａ），（ｃ）、図８（ａ）に示される方向を示す。本明細書および特許請求の範囲の記載において、「一端」及び「他端」とは、図面における「下端」及び「上端」を示す。本明細書および特許請求の範囲の記載において、「摺動部」とは、「弁体及びガイド部材における摺接可能に係合される領域」を示す。本明細書および特許請求の範囲の記載において、「冷却手段」とは、「摺動部を冷却する手段」を示す。本明細書および特許請求の範囲の記載において、「面圧」とは、「接触面における単位面積当たりの荷重」を示す。本明細書および特許請求の範囲の記載において、「半径方向支持手段」とは、「弁体を半径方向に支持する手段」を示す。本明細書および特許請求の範囲の記載において、「軸線方向支持手段」とは、「弁体を軸線方向に支持する手段」を示す。
【0021】
（第１の実施形態）
＜電動弁の構成について＞
図１及び図２を用いて、本発明の第１の実施形態に係る電動弁１００ａについて説明する。電動弁１００ａは、弁本体１０Ａ、弁体２０、ステッピングモータ３０、支持部材４０から主に構成される。以下、電動弁１００ａのそれぞれの構成を順に説明する。
＜電動弁の構成について＞
図１及び図２を用いて、本発明の第１の実施形態に係る電動弁１００ａについて説明する。電動弁１００ａは、弁本体１０Ａ、弁体２０、ステッピングモータ３０、支持部材４０から主に構成される。以下、電動弁１００ａのそれぞれの構成を順に説明する。
【0022】
ここで、詳細は後述するが、第１の実施形態における電動弁１００ａは、第１の対策（摺動部の材料を工夫）を採用し、摺動部を互いに樹脂材料で構成することにより、従来の問題点（摺動抵抗の増加）を解消し、摺動部の作動性と耐久性を向上させることができる。
【0023】
弁本体１０Ａは、流路室１３の一部を画定する椀状部材１０と、軸線Ｌ上に沿って延在する概略円管形状を有し、椀状部材１０の底面側に固定接続されるガイド部材１１と、ガイド部材１１に一体成形された円環形状からなる下蓋１２と、を備える。
【0024】
椀状部材１０には、冷媒などの流体経路としての第１継手管１が側面側に、第２継手管２が底面側に、それぞれ接続される。この第１継手管１は、第１ポート１ａを介して、流路室１３に直接連通される。また、第２継手管２は、第２ポート２ａ、ガイド部材１１の内部流路１４及び弁ポート１１ａ（詳細は後述する）のそれぞれを介して、流路室１３に連通される。第１継手管１及び第２継手管２は、例えば、銅やステンレスなどを材料として構成されており、椀状部材１０に、ろう付け等により固着されている。
【0025】
ガイド部材１１には、軸線Ｌに沿って、一端側から他端側まで開口する挿通孔が形成される。この挿通孔には、他端側から一端側に向かって、大径ガイド部１１ｃｂ、小径ガイド部１１ｃａがそれぞれ設けられる。この小径ガイド部１１ｃａは、大径ガイド部１１ｃｂより内径が小さく設定され、一端側の内側領域には、軸線Ｌ方向に延在する内部流路１４が画定される。また、大径ガイド部１１ｃｂと小径ガイド部１１ｃａとの境界には、平坦な形状を有する環状の段差部１１ｅ（軸線方向対向面）が形成される。さらに、ガイド部材１１には、図１（ａ）及び図２（ａ）に示すように、第１ポート１ａの同心上、かつ、軸線Ｌ方向から見て、軸線Ｌに対して、第１継手管１の反対側に位置するとともに、内部流路１４と流路室１３との間を径方向に貫通する弁ポート１１ａと、この弁ポート１１ａの周囲に形成される環状の弁座１１ｂ（図１（ｂ）及び図２（ｂ）参照）と、が形成される。加えて、ガイド部材１１の他端側外周面の一部には、径方向外側に延在する引出し部１１ｇが形成される。
【0026】
下蓋１２は、ガイド部材１１に接合される内周部と、椀状部材１０の他端部及びケース３１の一端部にそれぞれ接合される外周部と、を有する。この下蓋１２には、流路室１３と背圧室１６とを常時連通し、均圧孔として機能する連通孔１２ａが形成される。
【0027】
第１の実施形態において、軸線Ｌと直交する方向から見た、弁ポート１１ａの形状は、円形状であるが、これに限らず、例えば、矩形形状や、楕円形状や、任意の非対称形状など、様々な形状を採用することができる。また、第１の実施形態においては、椀状部材１０とガイド部材１１とを別体とするものであったが、これに限らず、例えば、図１０に示される従来の電動弁のように、椀状部材１０とガイド部材１１とを一体に形成するものであってもよい。
【0028】
弁体２０は、軸線Ｌに沿って延在する部材である。この弁体２０の一端側は、ガイド部材１１の挿通孔に挿入されており、一端側から他端側に向かって順に、弁部２０ａを一端側に有する小径ガイド軸部２０ｇ、大径ガイド軸部２０ｈが、階段状に順次拡径して形成され、小径ガイド軸部２０ｇと大径ガイド軸部２０ｈとの境界には、平坦な形状を有する環状の一端側段部２０ｉ（段部，軸線方向対向面）が形成される。ここで、弁部２０ａは、小径ガイド軸部２０ｇと同一外径を有する。この弁部２０ａには、図１（ｂ）及び図２（ｂ）に示すように、軸線Ｌ方向から見て、略扇形形状を有し、軸線Ｌ方向の一端側に延在し開口する流路部１５を有する。また、詳細は後述するが、図３（ａ）に示すように、小径ガイド軸部２０ｇ、一端側段部２０ｉ及び大径ガイド軸部２０ｈは、それぞれ、ガイド部材１１の小径ガイド部１１ｃａ、段差部１１ｅ及び大径ガイド部１１ｃｂに、それぞれ摺接可能に係合される摺動部を有する。これにより、第１の実施形態における弁体２０は、半径方向の大きさを比較的小さくし、軽量化を図ることができるため、ステッピングモータ３０における省エネ化を向上させることができる。さらに、弁体２０の他端側には、マグネットロータ３２のハブ３５に固定される他端側段部２０ｋａ、軸線Ｌに沿って他端側へと延在し開口する他端側有底円筒部２０ｃと、を備える。この他端側有底円筒部２０ｃには、弁体２０を一端側に付勢する支持部材４０が収容される。
【0029】
弁体２０は、図２（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、円板部２０ｋから垂設された突起部２０ｋｂを備える。弁部２０ａが、ガイド部材１１に対して回転する際に、この突起部２０ｋｂが、ストッパ部として機能するガイド部材１１の引出し部１１ｇに突き当たり、弁部２０ａの回転が規制される。なお、図３（ｂ）に示すように、ガイド部材１１の他端部１１ｈは、弁体２０の円板部２０ｋと離間する。
【0030】
ステッピングモータ３０は、ケース３１と、マグネットロータ３２と、ステータコイル３３と、を備える。
【0031】
ケース３１は、例えば、ステンレスなどの金属を材料として、上方の端部が塞がれた略円筒形状に形成され、弁体２０及びマグネットロータ３２を収容する背圧室１６を画定する。ケース３１の下方の開口側の端部は、下蓋１２の外周部に溶接等によって気密に固定される。
【0032】
マグネットロータ３２は、外周部を多極に着磁された円筒状のマグネット部３４と、マグネット部３４の内周側にスポークを介して接続されるハブ３５と、を一体に備える。マグネットロータ３２のハブ３５の内側には、弁体２０が軸線Ｌ方向の他端側に向けて嵌挿され、弁体２０の他端側段部２０ｋａを、ハブ３５の一端部に当接させ、後述の支持部材４０のブッシュ４３を他端側有底円筒部２０ｃに組み込み、ハブ３５の他端部に当接させ後、ハブ３５との溶着等により、回転子部であるマグネットロータ３２及び弁体２０は一体的に固定される。これにより、回転子部は、ケース３１内に軸線Ｌを中心に回転可能に設けられる。
【0033】
ステータコイル３３は、ケース３１の外周面に配設されており、ステータコイル３３にパルス信号が与えられることにより、そのパルス数に応じてマグネットロータ３２が回転される。
【0034】
このように、マグネットロータ３２が回転されると、このマグネットロータ３２とともに弁部２０ａが弁ポート１１ａに対して回転し、流路部１５と弁ポート１１ａとの開度を変化させ、第１継手管１から第２継手管２へ（又は第２継手管２から第１継手管１へ）流れる流体の流量が制御される。
【0035】
支持部材４０は、ケース３１に対して、当接した状態で、回転可能に配置されるばね受け部４１と、他端側有底円筒部２０ｃ及びハブ３５に固定されるブッシュ４３と、ばね受け部４１とブッシュ４３との間に挟持され、弁体２０を一端側に付勢する付勢ばね４２と、を備える。
【0036】
＜電動弁の動作について＞
図１及び図２を用いて、電動弁１００ａの動作を説明する。ここでは、電動弁１００ａが用いられる対象を冷媒回路として説明するが、これに限らない。また、電動弁１００ａにおいて、第１継手管１は、高圧（一次側圧力）側に接続され、第２継手管２は、低圧（二次側圧力）側に接続される。なお、これとは反対方向に流れる、第２継手管２が高圧側に接続され、第１継手管１が低圧側に接続される場合（図１（ａ），（ｂ）中の破線）にも、同様の説明ができることから、ここでは省略する。
図１及び図２を用いて、電動弁１００ａの動作を説明する。ここでは、電動弁１００ａが用いられる対象を冷媒回路として説明するが、これに限らない。また、電動弁１００ａにおいて、第１継手管１は、高圧（一次側圧力）側に接続され、第２継手管２は、低圧（二次側圧力）側に接続される。なお、これとは反対方向に流れる、第２継手管２が高圧側に接続され、第１継手管１が低圧側に接続される場合（図１（ａ），（ｂ）中の破線）にも、同様の説明ができることから、ここでは省略する。
【0037】
まず、図１（ｂ）に示すように、弁部２０ａが、マグネットロータ３２により、反時計回りに回転されることにより、不図示であるが、弁体２０の突起部２０ｋｂが、ガイド部材１１の引出し部１１ｇに突き当たり、弁部２０ａの回転が規制されるとともに、マグネットロータ３２の回転も規制される。この際、流路部１５が、弁ポート１１ａと対向する位置となるため、弁開状態となる。よって、流体は、図１（ａ），（ｂ）における実線矢印で示すように、高圧側の第１ポート１ａから低圧側の第２ポート２ａへと流れる。なお、流体経路において、圧力損失を生じさせないために、弁ポート１１ａ前後に位置する、流路室１３及び流路部１５におけるそれぞれの流路面積は、弁ポート１１ａの流路面積より大きくなるように設定される。
【0038】
次に、図２（ｂ）に示すように、弁部２０ａが、マグネットロータ３２により、時計回りに回転されることにより、図２（ａ）に示すように、弁体２０の突起部２０ｋｂが、ガイド部材１１の引出し部１１ｇに突き当たり、弁部２０ａの回転が規制されるとともに、マグネットロータ３２の回転も規制される。この際、流路部１５が、弁座１１ｂと対向するとともに、弁ポート１１ａがシール部２０ａａと対向する位置となるため、弁閉状態となる。よって、高圧側の第１ポート１ａから低圧側の第２ポート２ａへの流路が閉じられる。なお、本実施形態では、弁体２０の弁部２０ａと小径ガイド軸部２０ｇとを同一外径としたが、冷凍サイクルシステムにより電動弁１００ａの弁閉時にも少量の流体を通過させる必要がある。この場合は、弁部２０ａの外径を、小径ガイド軸部２０ｇの外径より小さくし、弁ポート１１ａとシール部２０ａａとの間隙量を調整することにより、弁閉時に必要とされる流量を任意に設定することができる。
【0039】
第１の実施形態における流路部１５は、軸線Ｌ方向から見て、略扇形形状を有する。よって、第１の実施形態における電動弁１００ａでは、流路部１５が、弁ポート１１ａに対して回転し、弁開状態及び弁閉状態の一方から他方に遷移すると、遷移直後に、流路面積が急激に減少又は増加するため、例えば、開閉弁として用いることができる。
【0040】
第１の実施形態における流路部１５は、軸線Ｌ方向から見て、略扇形形状であったが、これに限らない。例えば、第１の実施形態における流路部１５が、軸線Ｌ方向から見て、軸線Ｌに対して、偏心した半円形状を有する場合には、電動弁１００ａでは、流路部１５が、弁ポート１１ａに対して回転し、弁開状態及び弁閉状態の一方から他方に遷移すると、流路面積が漸減的又は漸増的に変化し、細かな流量制御が可能となるため、例えば、流量調整弁として用いることができる。また、第１の実施形態における流路部１５が、軸線Ｌ方向から見て、略扇形形状と、軸線Ｌに対して、偏心した半円形状とを組み合わせた形状を有する場合には、電動弁１００ａでは、流路部１５が、弁ポート１１ａに対して回転し、弁開状態及び弁閉状態の一方から他方に遷移すると、遷移直後に、流路面積が急激に減少し、その後、流路面積が漸減的に変化する、又は、流路面積が漸増的に変化し、その後、流路面積が急激に増加するため、例えば、流量調整弁の機能を付加した開閉弁として用いることができる。
【0041】
＜摺動部の詳細について＞
図１０を用いて前述したように、従来の電動弁１０００では、ガイド部１０１１ｃ及びガイド軸部１０２０ｇからなる摺動部が、金属材料同士、又は、金属材料と被膜された合成樹脂とからなる。よって、従来の電動弁１０００が、オイルフリーの状態、又は、低油量の状態で使用する冷凍サイクルシステムに採用される場合には、ガイド部１０１１ｃ及びガイド軸部１０２０ｇとの間に、冷凍機油による流体潤滑膜が全く存在しない状態、又は、比較的薄い流体潤滑膜しか存在しない状態となるため、著しい機械的摩耗、つまり、摺動面の凝着による摩耗や、摺動面の凹凸によるアブレシブ摩耗が生じ、摺動部における摺動抵抗が増加するおそれがあった。このため、従来の電動弁においても、依然として、従来の問題点（摺動抵抗の増加）を解消することができなかった。
図１０を用いて前述したように、従来の電動弁１０００では、ガイド部１０１１ｃ及びガイド軸部１０２０ｇからなる摺動部が、金属材料同士、又は、金属材料と被膜された合成樹脂とからなる。よって、従来の電動弁１０００が、オイルフリーの状態、又は、低油量の状態で使用する冷凍サイクルシステムに採用される場合には、ガイド部１０１１ｃ及びガイド軸部１０２０ｇとの間に、冷凍機油による流体潤滑膜が全く存在しない状態、又は、比較的薄い流体潤滑膜しか存在しない状態となるため、著しい機械的摩耗、つまり、摺動面の凝着による摩耗や、摺動面の凹凸によるアブレシブ摩耗が生じ、摺動部における摺動抵抗が増加するおそれがあった。このため、従来の電動弁においても、依然として、従来の問題点（摺動抵抗の増加）を解消することができなかった。
【0042】
これに対して、第１の実施形態における電動弁１００ａでは、従来の問題点（摺動抵抗の増加）を解消するために、以下の第１の対策（摺動部の材料を工夫）を講じるものである。加えて、詳細は後述するが、第１の対策（摺動部の材料を工夫）を講じた上で、懸念される事項に対して、さらなる、第２の対策（摺動部の耐熱手段）及び第３の対策（摺動部の冷却手段（弁部））を講じるものである。
【0043】
＜第１の対策（摺動部の材料を工夫）について＞
第１の実施形態の電動弁１００ａにおいて、第１の対策（摺動部の材料を工夫）として、摺動部を構成する材料等を工夫することにより、従来の問題点（摺動抵抗の増加）を解消するものである。具体的には、第１の実施形態の電動弁１００ａにおいて、摺動部を構成する弁体２０及びガイド部材１１を、互いに樹脂材料で構成するものである。
第１の実施形態の電動弁１００ａにおいて、第１の対策（摺動部の材料を工夫）として、摺動部を構成する材料等を工夫することにより、従来の問題点（摺動抵抗の増加）を解消するものである。具体的には、第１の実施形態の電動弁１００ａにおいて、摺動部を構成する弁体２０及びガイド部材１１を、互いに樹脂材料で構成するものである。
【0044】
一般的に、樹脂材料は、比較的低い動摩擦係数（例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）は、０.０４程度、超高分子量ポリエチレンは、０.１１程度、モノマーキャストナイロンは、０.１８程度）を有するため、摺動性は極めて良好である。また、第１の実施形態の電動弁１００ａの摺動部では、面圧及び相対的な滑り速度が、比較的小さく、摺動時間も比較的短いものである。よって、第１の実施形態の電動弁１００ａにおいて、第１の対策（摺動部の材料を工夫）として、弁体２０及びガイド部材１１を、互いに樹脂材料で構成することにより、オイルフリーの状態、又は、低油量の状態においても、動摩擦力を極めて小さくすることができるため、従来の問題点（摺動抵抗の増加）を解消し、摺動部の円滑な回転を可能とする。この結果、電動弁１００ａにおける、摺動部の作動性と耐久性を向上させることができる。
【0045】
ここで、第１の実施形態の電動弁１００ａにおいて、第１の対策（摺動部の材料を工夫）を採用したとしても、想定外の事態が生じ、摺動部（弁体２０及びガイド部材１１）における面圧及び相対的な滑り速度が比較的大きくなる場合には、動摩擦力が極めて大きくなり、比較的高い摩擦熱（例えば、２００℃）が生じるおそれがある。この際、一般的な樹脂材料の融点は、１００～２００℃の間であるので、仮に、樹脂材料同士が溶融する場合には、樹脂材料同士が溶着するおそれがあった（以下、「懸念事項（摺動部の溶融）」という）。このため、第１の実施形態では、第２の対策（摺動部の耐熱手段）をさらに採用することにより、懸念事項（摺動部の溶融）を解消し、摺動部の作動性と耐久性を一層向上させることができる。
【0046】
＜第２の対策（摺動部の耐熱手段）について＞
第１の実施形態の電動弁１００ａにおいて、第２の対策（摺動部の耐熱手段）として、弁体２０及びガイド部材１１の樹脂材料を、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が添加されたポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）とする。このＰＰＳは、非常に高い耐熱性（例えば、ＰＰＳの耐熱温度は２２０℃程度）を有するとともに、良好な潤滑性を有している。
第１の実施形態の電動弁１００ａにおいて、第２の対策（摺動部の耐熱手段）として、弁体２０及びガイド部材１１の樹脂材料を、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が添加されたポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）とする。このＰＰＳは、非常に高い耐熱性（例えば、ＰＰＳの耐熱温度は２２０℃程度）を有するとともに、良好な潤滑性を有している。
【0047】
これにより、第１の実施形態の電動弁１００ａにおいて、第２の対策（摺動部の耐熱手段）を採用することにより、摺動部は、非常に高い耐熱性及び潤滑性を有することから、想定外の事態が生じ、比較的高い摩擦熱が生じたとしても、樹脂材料は、溶融することないため、懸念事項（摺動部の溶融）を解消し、摺動部の作動性と耐久性を一層向上させることができる。
【0048】
加えて、第１の実施形態の電動弁１００ａにおいて、弁体２０及びガイド部材１１の樹脂材料は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）に加え強化剤としてガラス繊維、又は炭素繊維が添加されたＰＰＳとしてもよい。このＰＰＳは、非常に高い引張り強度（例えば、１５０ＭＰａ）及び耐熱性（例えば、耐熱温度は２３０℃程度）を有している。
【0049】
これにより、第１の実施形態の電動弁１００ａにおいて、第２の対策（摺動部の耐熱手段）を採用することにより、摺動部は、非常に高い耐熱性及び強度を有することから、想定外の事態が生じ、比較的高い摩擦熱が生じたとしても、樹脂材料は、溶融することないため、懸念事項（摺動部の溶融）を解消し、摺動部の作動性と耐久性をさらに一層向上させることができる。
【0050】
＜第３の対策（摺動部の冷却手段（弁部））について＞
第１の実施形態の電動弁１００ａにおいて、懸念事項（摺動部の溶融）を解消するために、第２の対策（摺動部の耐熱手段）を採用したとしても、摺動部における摩擦熱は依然として発生するため、この摩擦熱の発生自体に、何ら対策を講じない場合には、樹脂材料からなる摺動部に僅かでも寸法変化が生じ、摺動部の最適な摺動状態からずれる懸念があった（以下、「懸念事項（摺動部の寸法変化）」という）。そこで、第１の実施形態の電動弁１００ａでは、第３の対策（摺動部の冷却手段（弁部））を採用することにより、懸念事項（摺動部の寸法変化）を解消するものである。
第１の実施形態の電動弁１００ａにおいて、懸念事項（摺動部の溶融）を解消するために、第２の対策（摺動部の耐熱手段）を採用したとしても、摺動部における摩擦熱は依然として発生するため、この摩擦熱の発生自体に、何ら対策を講じない場合には、樹脂材料からなる摺動部に僅かでも寸法変化が生じ、摺動部の最適な摺動状態からずれる懸念があった（以下、「懸念事項（摺動部の寸法変化）」という）。そこで、第１の実施形態の電動弁１００ａでは、第３の対策（摺動部の冷却手段（弁部））を採用することにより、懸念事項（摺動部の寸法変化）を解消するものである。
【0051】
第１の実施形態の電動弁１００ａは、図３（ａ）に示すように、小径ガイド軸部２０ｇと小径ガイド部１１ｃａ、及び、大径ガイド軸部２０ｈと大径ガイド部１１ｃｂとの摺接可能な係合により、弁体２０を半径方向に支持する半径方向支持手段と、一端側段部２０ｉ及び段差部１１ｅの摺接可能な係合により、弁体２０を軸線方向に支持する軸線方向支持手段と、を有する。ここで、第１の実施形態の電動弁１００ａは、第３の対策（摺動部の冷却手段（弁部））として、弁部２０ａに隣接する、一端側半径方向隙間Ｇ１（半径方向隙間）を、他端側半径方向隙間Ｇ２（半径方向隙間）より小さく（Ｇ１＜Ｇ２）設定するものである。具体的には、半径方向支持手段において、図３（ａ）に示すように、弁部２０ａを一端側に有する小径ガイド軸部２０ｇ及び小径ガイド部１１ｃａの間からなる一端側半径方向隙間Ｇ１を、大径ガイド軸部２０ｈ及び大径ガイド部１１ｃｂの間からなる他端側半径方向隙間Ｇ２より、小さく設定する。このように、第１の実施形態の電動弁１００ａにおいて、第３の対策（摺動部の冷却手段（弁部））を採用すると、実質的な摺動部は、弁部２０ａを一端側に有する小径ガイド軸部２０ｇ及び小径ガイド部１１ｃａから構成される。なお、半径方向支持手段において、摺動面積を比較的小さくし、摺動抵抗を低減できるため、摺動部の作動性と耐久性をより一層向上させることができる。さらに、一端側半径方向隙間Ｇ１が比較的小さいことから、図２（ｂ）に示すように、弁閉状態における弁部２０ａのシール性が向上し、弁漏れを抑制することができる。
【0052】
ここで、具体的に、第３の対策（摺動部の冷却手段（弁部））を説明するために、図１（ａ）を用いて、第１の実施形態の電動弁１００ａにおける流体の温度について考察する。まず、流体が、第１ポート１ａから流路室１３に流入する際には、中温（例えば、約６０～７０℃）となる一方、流体が、弁ポート１１ａ及び流路部１５を介し、内部流路１４に流入する際には、膨張（減圧）することにより、低温（例えば、約－１０～２０℃）となる。これにより、弁開状態において、低温の流体により、弁部２０ａが積極的に冷却されることから、第３の対策（摺動部の冷却手段（弁部））を採用することにより、弁部２０ａに加え、弁部２０ａを一端側に有する小径ガイド軸部２０ｇ及び小径ガイド部１１ｃａも、積極的に冷却されるため、懸念事項（摺動部の寸法変化）を解消し、摺動部の作動性と耐久性をさらに一層向上させることができる。
【0053】
以上より、第１の実施形態における電動弁１００ａは、第１の対策（摺動部の材料を工夫）を採用することにより、従来の問題点（摺動抵抗の増加）を解消し、摺動部の作動性と耐久性を向上させることができる。また、第２の対策（摺動部の耐熱手段）を採用し、懸念事項（摺動部の溶融）を解消するとともに、第３の対策（摺動部の冷却手段（弁部））を採用し、懸念事項（摺動部の寸法変化）を解消することにより、摺動部の作動性と耐久性をさらに一層向上させることができる。
【0054】
なお、第１の実施形態の電動弁１００ａでは、第１の対策（摺動部の材料を工夫）、第２の対策（摺動部の耐熱手段）及び第３の対策（摺動部の冷却手段（弁部））をそれぞれ採用するものであるが、これに限らず、例えば、第１の対策（摺動部の材料を工夫）を採用した上で、第２の対策（摺動部の耐熱手段）、又は、第３の対策（摺動部の冷却手段（弁部））を採用するものであってもよい。
【0055】
（第１の実施形態の軸線方向支持手段変形例）
図３（ｃ），（ｄ）を用いて、第１の実施形態の軸線方向支持手段変形例について説明する。第１の実施形態の軸線方向支持手段変形例は、軸線方向支持手段を、半径方向支持手段から離間配置する点で、第１の実施形態と相違するが、その他の構成は、第１の実施形態と同一である。ここで、同一構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
図３（ｃ），（ｄ）を用いて、第１の実施形態の軸線方向支持手段変形例について説明する。第１の実施形態の軸線方向支持手段変形例は、軸線方向支持手段を、半径方向支持手段から離間配置する点で、第１の実施形態と相違するが、その他の構成は、第１の実施形態と同一である。ここで、同一構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【0056】
具体的には、図３（ｃ）に示すように、半径方向支持手段は、第１の実施形態と同様に、小径ガイド軸部２０ｇ及び小径ガイド部１１ｃａ、大径ガイド軸部２０ｈ及び大径ガイド部１１ｃｂのそれぞれを半径方向に摺接可能に係合させる。一方、軸線方向支持手段は、図３（ｃ）に示すように、一端側段部２０ｉ’及び段差部１１ｅを軸線Ｌ方向に離間させる代わりに、図３（ｄ）に示すように、円板部２０ｋの一端面（軸線方向対向面）及びガイド部材１１’の他端部１１ｈ’（軸線方向対向面）を軸線Ｌ方向に摺接可能に係合させる。このように、電動弁１００ｂにおいて、軸線方向支持手段を、半径方向支持手段から離間配置し、摺動部において生じる摩擦熱を分散させる。これにより、半径方向支持手段における懸念事項（摺動部の寸法変化）を、確実に解消することができる。なお、軸線方向支持手段において生じる摩擦熱は、背圧室１６の流体へと放熱することができる。
【0057】
以上より、第１の実施形態の軸線方向支持手段変形例における電動弁１００ｂは、第１の実施形態と同様に、第１の対策（摺動部の材料を工夫）を採用することにより、従来の問題点（摺動抵抗の増加）を解消し、摺動部の作動性と耐久性を向上させることができる。また、第２の対策（摺動部の耐熱手段）及び／又は第３の対策（摺動部の冷却手段（弁部））を採用することにより、懸念事項（摺動部の溶融）及び／又は懸念事項（摺動部の寸法変化）を解消し、摺動部の作動性と耐久性をさらに一層向上させることができる。
【0058】
加えて、第１の実施形態の軸線方向支持手段変形例における電動弁１００ｂは、軸線方向支持手段を、半径方向支持手段から離間配置し、摺動部において生じる摩擦熱を分散させることにより、半径方向支持手段における懸念事項（摺動部の寸法変化）を、確実に解消することができる。
【0059】
（第１の実施形態の流路部変形例１及び２）
図４を用いて、第１の実施形態の流路部変形例１及び２について説明する。第１の実施形態の流路部変形例１及び２は、弁部２０ａ’’，２０ａ’’’における流路部１５’’，１５’’’の形状について、第１の実施形態の弁部２０ａの流路部１５と相違するが、その他の基本構成は第１の実施形態と同一である。ここで、同一構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。なお、図４（ａ），（ｃ）及び図４（ｂ），（ｄ）は、それぞれ、図１（ｂ）及び図２（ｂ）に対応する図であるが、便宜的に、弁部２０ａ’’，２０ａ’’’及びガイド部材１１のみを示す。
図４を用いて、第１の実施形態の流路部変形例１及び２について説明する。第１の実施形態の流路部変形例１及び２は、弁部２０ａ’’，２０ａ’’’における流路部１５’’，１５’’’の形状について、第１の実施形態の弁部２０ａの流路部１５と相違するが、その他の基本構成は第１の実施形態と同一である。ここで、同一構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。なお、図４（ａ），（ｃ）及び図４（ｂ），（ｄ）は、それぞれ、図１（ｂ）及び図２（ｂ）に対応する図であるが、便宜的に、弁部２０ａ’’，２０ａ’’’及びガイド部材１１のみを示す。
【0060】
（第１の実施形態の流路部変形例１）
図４（ａ），（ｂ）を用いて、第１の実施形態の流路部変形例１における、弁部２０ａ’’の流路部１５’’を説明する。この流路部１５’’は、軸線Ｌ方向から見て、軸線Ｌに対して、偏心した半円形状を有する点で、第１の実施形態の流路部１５と相違するが、その他の構成は、第１の実施形態の流路部１５と同一である。
図４（ａ），（ｂ）を用いて、第１の実施形態の流路部変形例１における、弁部２０ａ’’の流路部１５’’を説明する。この流路部１５’’は、軸線Ｌ方向から見て、軸線Ｌに対して、偏心した半円形状を有する点で、第１の実施形態の流路部１５と相違するが、その他の構成は、第１の実施形態の流路部１５と同一である。
【0061】
流路部１５’’が、弁ポート１１ａに対して回転し、弁開状態及び弁閉状態の一方から他方に遷移すると、流路面積が漸減的又は漸増的に変化する。よって、第１の実施形態の流路部変形例１における電動弁１００ｃでは、マグネットロータ３２の回転角度により、細かな流量制御が可能となるため、例えば、流量調整弁として用いることができる。
【0062】
（第１の実施形態の流路部変形例２）
図４（ｃ），（ｄ）を用いて、第１の実施形態の流路部変形例２における、弁部２０ａ’’’の流路部１５’’’を説明する。この流路部１５’’’は、第１の実施形態の流路部１５に、第１の実施形態の流路部変形例１の流路部１５’’を組み合わせた形状を有する点で、第１の実施形態の流路部１５と相違するが、その他の構成は、第１の実施形態の流路部１５と同一である。
図４（ｃ），（ｄ）を用いて、第１の実施形態の流路部変形例２における、弁部２０ａ’’’の流路部１５’’’を説明する。この流路部１５’’’は、第１の実施形態の流路部１５に、第１の実施形態の流路部変形例１の流路部１５’’を組み合わせた形状を有する点で、第１の実施形態の流路部１５と相違するが、その他の構成は、第１の実施形態の流路部１５と同一である。
【0063】
具体的には、流路部１５’’’は、軸線Ｌ方向から見て、略扇形形状と、軸線Ｌに対して、偏心した半円形状とを組み合わせた形状を有する。よって、第１の実施形態の流路部変形例２における電動弁１００ｄでは、流路部１５’’’が、弁ポート１１ａに対して回転し、弁開状態及び弁閉状態の一方から他方に遷移すると、遷移直後に、流路面積が急激に減少し、その後、流路面積が漸減的に変化する、又は、流路面積が漸増的に変化し、その後、流路面積が急激に増加するように、流路面積の急激な変化及び漸次的な変化の組み合わせることにより流量制御が可能となるため、例えば、流量調整弁の機能を付加した開閉弁として用いることができる。
【0064】
以上より、第１の実施形態の流路部変形例１及び２における電動弁１００ｃ，１００ｄは、第１の実施形態と同様に、第１の対策（摺動部の材料を工夫）を採用することにより、従来の問題点（摺動抵抗の増加）を解消し、摺動部の作動性と耐久性を向上させることができる。また、第２の対策（摺動部の耐熱手段）及び／又は第３の対策（摺動部の冷却手段（弁部））を採用することにより、懸念事項（摺動部の溶融）及び／又は懸念事項（摺動部の寸法変化）を解消し、摺動部の作動性と耐久性をさらに一層向上させることができる。
【0065】
（第１の実施形態の第２継手管変形例）
図５を用いて、第１の実施形態の第２継手管変形例について説明する。第１の実施形態の第２継手管変形例における第２継手管２’の接続様態は、弁本体１０Ａ’に対して、軸線Ｌと直交する方向に延在するように第２継手管２’を配置する点で、第１の実施形態と相違するが、その他の構成は、第１の実施形態と同一である。ここで、同一構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
図５を用いて、第１の実施形態の第２継手管変形例について説明する。第１の実施形態の第２継手管変形例における第２継手管２’の接続様態は、弁本体１０Ａ’に対して、軸線Ｌと直交する方向に延在するように第２継手管２’を配置する点で、第１の実施形態と相違するが、その他の構成は、第１の実施形態と同一である。ここで、同一構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【0066】
具体的には、椀状部材１０’の底面側には、ガイド部材１１が嵌合固定される接続室１８が形成される。この接続室１８から径方向に第２継手管２’が接続される。このように、電動弁１００ｅにおいて、第２継手管２’を軸線Ｌと直交する方向に延在するように配置することにより、軸線Ｌ方向の低背化を図ることができる。
【0067】
以上より、第１の実施形態の第２継手管変形例における電動弁１００ｅは、第１の実施形態と同様に、第１の対策（摺動部の材料を工夫）を採用することにより、従来の問題点（摺動抵抗の増加）を解消し、摺動部の作動性と耐久性を向上させることができる。また、第２の対策（摺動部の耐熱手段）及び／又は第３の対策（摺動部の冷却手段（弁部））を採用することにより、懸念事項（摺動部の溶融）及び／又は懸念事項（摺動部の寸法変化）を解消し、摺動部の作動性と耐久性をさらに一層向上させることができる。
【0068】
（第１の実施形態の弁体変形例）
図６を用いて、第１の実施形態の弁体変形例について説明する。第１の実施形態の弁体変形例は、内部流路１４と背圧室１６とを常時連通する均圧孔（軸孔２０ｌ及び貫通孔２０ｍ）が弁体２０’’’’に形成される点で、第１の実施形態と相違するが、その他の構成は、第１の実施形態と同一である。ここで、同一構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
図６を用いて、第１の実施形態の弁体変形例について説明する。第１の実施形態の弁体変形例は、内部流路１４と背圧室１６とを常時連通する均圧孔（軸孔２０ｌ及び貫通孔２０ｍ）が弁体２０’’’’に形成される点で、第１の実施形態と相違するが、その他の構成は、第１の実施形態と同一である。ここで、同一構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【0069】
＜電動弁の構成について＞
図６を用いて、本発明の第１の実施形態の弁体変形例に係る電動弁１００ｆについて説明する。電動弁１００ｆは、弁本体１０Ａ’’、弁体２０’’’’、ステッピングモータ３０、支持部材４０から主に構成される。ここで、第１の実施形態と相違する点を中心に、弁本体１０Ａ’’及び弁体２０’’’’について順に説明する。
図６を用いて、本発明の第１の実施形態の弁体変形例に係る電動弁１００ｆについて説明する。電動弁１００ｆは、弁本体１０Ａ’’、弁体２０’’’’、ステッピングモータ３０、支持部材４０から主に構成される。ここで、第１の実施形態と相違する点を中心に、弁本体１０Ａ’’及び弁体２０’’’’について順に説明する。
【0070】
弁本体１０Ａ’’は、第１の実施形態と同様に、ガイド部材１１に一体成形された円環形状からなる下蓋１２’を備えるが、この下蓋１２’には、流路室１３と背圧室１６とを常時連通し、均圧孔として機能する連通孔が形成されていない点で、第１の実施形態と異なり、その他の構成は、同一である。
【0071】
弁体２０’’’’は、内部流路１４と他端側有底円筒部２０ｃとの間を、軸線Ｌ上に沿って貫通する軸孔２０ｌと、他端側有底円筒部２０ｃと背圧室１６との間を、半径方向に貫通する貫通孔２０ｍと、を備える点で、第１の実施形態と異なり、その他の構成は、同一である。この貫通孔２０ｍは、ガイド部材１１の他端部１１ｈと、弁体２０’’’’の円板部２０ｋとの間に配置される。
【0072】
＜第４の対策（摺動部の冷却手段（均圧孔））について＞
第１の実施形態の弁体変形例における電動弁１００ｆでは、第１の実施形態と同様に、従来の問題点（摺動抵抗の増加）を解消するために、第１の対策（摺動部の材料を工夫）を講じた上で、懸念事項（摺動部の溶融）及び懸念事項（摺動部の寸法変化）に対して、第２の対策（摺動部の耐熱手段）及び第３の対策（摺動部の冷却手段（弁部））をさらに講じるものである。この上で、第１の実施形態の弁体変形例における電動弁１００ｆでは、懸念事項（摺動部の寸法変化）に対して、第４の対策（摺動部の冷却手段（均圧孔））を加えて講じるものである。
第１の実施形態の弁体変形例における電動弁１００ｆでは、第１の実施形態と同様に、従来の問題点（摺動抵抗の増加）を解消するために、第１の対策（摺動部の材料を工夫）を講じた上で、懸念事項（摺動部の溶融）及び懸念事項（摺動部の寸法変化）に対して、第２の対策（摺動部の耐熱手段）及び第３の対策（摺動部の冷却手段（弁部））をさらに講じるものである。この上で、第１の実施形態の弁体変形例における電動弁１００ｆでは、懸念事項（摺動部の寸法変化）に対して、第４の対策（摺動部の冷却手段（均圧孔））を加えて講じるものである。
【0073】
ここで、第１の実施形態の弁体変形例における電動弁１００ｆは、第１の実施形態と同様に、小径ガイド軸部２０ｇ及び小径ガイド部１１ｃａの摺接可能な係合により、弁体２０’’’’を半径方向に支持する半径方向支持手段と、一端側段部２０ｉ及び段差部１１ｅの摺接可能な係合により、弁体２０’’’’を軸線方向に支持する軸線方向支持手段と、を備える。なお、不図示であるが、一端側半径方向隙間Ｇ１（半径方向隙間）を、他端側半径方向隙間Ｇ２（半径方向隙間）より小さく（Ｇ１＜Ｇ２）設定するものである（図３（ａ）参照）。また、第１の実施形態の弁体変形例における電動弁１００ｆは、図６に示すように、弁体２０’’’’には、均圧孔として機能する、軸孔２０ｌ、他端側有底円筒部２０ｃ及び貫通孔２０ｍが形成されており、この均圧孔を介して、内部流路１４と背圧室１６とが常時連通する。
【0074】
第３の対策（摺動部の冷却手段（弁部））における説明と重複するが、流体が、弁ポート１１ａ及び流路部１５を介し、内部流路１４に流入する際には、膨張（減圧）することにより、低温（例えば、約－１０～２０℃）となる。よって、弁開状態において、この低温の流体が、弁体２０’’’’の軸孔２０ｌに導入されることにより、特に、弁体２０’’’’の一端側に位置する半径方向支持手段及び軸線方向支持手段が、内側から積極的に冷却されることにより、懸念事項（摺動部の寸法変化）を解消し、摺動部の作動性と耐久性を確実に向上させることができる。
【0075】
加えて、第１の実施形態の弁体変形例における電動弁１００ｆにおいて、弁体２０’’’’が、均圧孔を有することにより、高圧側の第１ポート１ａから低圧側の第２ポート２ａへと流れる場合（図中の実線参照）（以下、「順方向流れ」という）と、高圧側の第２ポート２ａから低圧側の第１ポート１ａへと流れる場合（図中の破線参照）（以下、「逆方向流れ」という）のいずれにおいても、軸線方向支持手段における摺動部の面圧を、所望の値に維持することができる。以下に、軸線方向支持手段における摺動部の面圧について具体的な説明をする。
【0076】
＜比較例：第１の実施形態における摺動部の面圧＞
まず、理解を深めるために、図１に示される第１の実施形態の電動弁１００ａを用いて、弁体２０に生じる差圧による押圧力を説明する。この電動弁１００ａでは、第１ポート１ａは、流路室１３及び下蓋１２の連通孔１２ａを介して、背圧室１６と常時連通する。よって、順方向流れの場合（図中の実線参照）と、逆方向流れの場合（図中の破線参照）では、背圧室１６に導入される圧力が変動する。つまり、順方向流れの場合には、背圧室１６の流体は高圧となる一方、内部流路１４の流体は低圧となるため、弁体２０の軸線Ｌ方向に生じる差圧による押圧力は、一端側（下側）に向けて生じる。これに対し、逆方向流れの場合には、背圧室１６の流体は低圧となる一方、内部流路１４の流体は高圧となるため、弁体２０の軸線Ｌ方向に生じる差圧による押圧力は、他端側（上側）に向けて生じる。
まず、理解を深めるために、図１に示される第１の実施形態の電動弁１００ａを用いて、弁体２０に生じる差圧による押圧力を説明する。この電動弁１００ａでは、第１ポート１ａは、流路室１３及び下蓋１２の連通孔１２ａを介して、背圧室１６と常時連通する。よって、順方向流れの場合（図中の実線参照）と、逆方向流れの場合（図中の破線参照）では、背圧室１６に導入される圧力が変動する。つまり、順方向流れの場合には、背圧室１６の流体は高圧となる一方、内部流路１４の流体は低圧となるため、弁体２０の軸線Ｌ方向に生じる差圧による押圧力は、一端側（下側）に向けて生じる。これに対し、逆方向流れの場合には、背圧室１６の流体は低圧となる一方、内部流路１４の流体は高圧となるため、弁体２０の軸線Ｌ方向に生じる差圧による押圧力は、他端側（上側）に向けて生じる。
【0077】
したがって、第１の実施形態の電動弁１００ａでは、順方向流れの場合及び逆方向流れの場合における差圧による弁体２０への押圧力の差が、若干大きくなっているため、弁体２０がぐらつかないように、逆方向流れの場合（差圧による他端側（上側）への押圧力）を基準として、最大差圧による押圧力に耐える付勢ばね４２（弁体２０を一端側に付勢）のばね荷重が設定される。これにより、電動弁１００ａでは、順方向流れの場合には、軸線方向支持手段における摺動部の面圧が、逆方向流れの場合と比べ、差圧による押圧力の差分が若干大きくなっている。
【0078】
＜第１の実施形態の弁体変形例の摺動部の面圧＞
これに対し、第１の実施形態の弁体変形例における電動弁１００ｆでは、図６に示すように、順方向流れの場合には、背圧室１６及び内部流路１４の流体はともに低圧となるため、弁体２０’’’’の軸線Ｌ方向に生じる差圧による押圧力は、略キャンセルされる。また、逆方向流れの場合には、背圧室１６及び内部流路１４の流体はともに高圧となるため、弁体２０’’’’の軸線Ｌ方向に生じる差圧による押圧力は、略キャンセルされる。
これに対し、第１の実施形態の弁体変形例における電動弁１００ｆでは、図６に示すように、順方向流れの場合には、背圧室１６及び内部流路１４の流体はともに低圧となるため、弁体２０’’’’の軸線Ｌ方向に生じる差圧による押圧力は、略キャンセルされる。また、逆方向流れの場合には、背圧室１６及び内部流路１４の流体はともに高圧となるため、弁体２０’’’’の軸線Ｌ方向に生じる差圧による押圧力は、略キャンセルされる。
【0079】
したがって、第１の実施形態の弁体変形例における電動弁１００ｆでは、順方向流れの場合及び逆方向流れの場合における差圧による押圧力の差がないため、付勢ばね４２（弁体２０を一端側に付勢）のばね荷重は、弁体２０がぐらつかない程度に、必要最小限の値に設定することができる。これにより、電動弁１００ｆでは、順方向流れの場合及び逆方向流れの場合のいずれにおいても、軸線方向支持手段における摺動部の面圧を、所望の値に維持することができる。
【0080】
以上より、第１の実施形態の弁体変形例における電動弁１００ｆは、第１の実施形態と同様に、第１の対策（摺動部の材料を工夫）を採用することにより、従来の問題点（摺動抵抗の増加）を解消し、摺動部の作動性と耐久性を向上させることができる。また、第２の対策（摺動部の耐熱手段）を採用することにより、懸念事項（摺動部の溶融）を解消し、加えて、第３の対策（摺動部の冷却手段（弁部））及び第４の対策（摺動部の冷却手段（均圧孔））を採用することにより、懸念事項（摺動部の寸法変化）を確実に解消し、摺動部の作動性と耐久性をさらに一層向上させることができるとともに、軸線方向支持手段における摺動部の面圧を、所望の値に維持することができる。
【0081】
なお、第１の実施形態の弁体変形例における電動弁１００ｆでは、第１の対策（摺動部の材料を工夫）、第２の対策（摺動部の耐熱手段）、第３の対策（摺動部の冷却手段（弁部））及び第４の対策（摺動部の冷却手段（均圧孔））をそれぞれ採用するものであるが、これに限らず、例えば、第１の対策（摺動部の材料を工夫）を採用した上で、第３の対策（摺動部の冷却手段（弁部））及び第４の対策（摺動部の冷却手段（均圧孔））を採用するものであってもよい。
【0082】
（第２の実施形態）
図７を用いて、本発明の第２の実施形態に係る電動弁１００ｇについて説明する。第２の実施形態に係る電動弁１００ｇは、主に、弁体２０Ｂ及びガイド部材１１Ｂの径方向の配置や、第１継手管１Ｂ及び第２継手管２Ｂの接続様態について、第１の実施形態の電動弁１００ａと相違するが、その他の基本構成は第１の実施形態と略同一である。ここで、同一構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
図７を用いて、本発明の第２の実施形態に係る電動弁１００ｇについて説明する。第２の実施形態に係る電動弁１００ｇは、主に、弁体２０Ｂ及びガイド部材１１Ｂの径方向の配置や、第１継手管１Ｂ及び第２継手管２Ｂの接続様態について、第１の実施形態の電動弁１００ａと相違するが、その他の基本構成は第１の実施形態と略同一である。ここで、同一構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【0083】
ここで、詳細は後述するが、第２の実施形態における電動弁１００ｇは、第１の実施形態と同様に、従来の問題点（摺動抵抗の増加）を解消するために、第１の対策（摺動部の材料を工夫）を講じた上で、懸念事項（摺動部の溶融）及び懸念事項（摺動部の寸法変化）に対して、第２の対策（摺動部の耐熱手段）及び第３の対策（摺動部の冷却手段（弁部））をさらに講じるものである。
【0084】
＜電動弁の構成について＞
図７に示すように、電動弁１００ｇは、弁本体１０Ｂ、弁体２０Ｂ、ステッピングモータ３０Ｂ、支持部材４０Ｂから主に構成される。以下、電動弁１００ｇのそれぞれの構成を順に説明する。
図７に示すように、電動弁１００ｇは、弁本体１０Ｂ、弁体２０Ｂ、ステッピングモータ３０Ｂ、支持部材４０Ｂから主に構成される。以下、電動弁１００ｇのそれぞれの構成を順に説明する。
【0085】
弁本体１０Ｂは、流路室１３の一部を画定する椀状部材１０Ｂａと、軸線Ｌ上に沿って延在する略円筒形状を有し、椀状部材１０Ｂａの底面側に固定接続されるガイド部材１１Ｂと、を備える。
【0086】
椀状部材１０Ｂａには、冷媒などの流体経路としての第１継手管１Ｂ及び第２継手管２Ｂが、底面側に接続される。この第１継手管１Ｂは、第１ポート１Ｂａを介して、流路室１３に直接連通される。また、第２継手管２Ｂは、ガイド部材１１Ｂの一端部に当接され、第２ポート２Ｂａ、ガイド部材１１Ｂの内部流路１４及び弁ポート１１Ｂａ（詳細は後述する）のそれぞれを介して、流路室１３に連通される。第１継手管１Ｂ及び第２継手管２Ｂは、例えば、銅やステンレスなどを材料として構成されており、椀状部材１０Ｂａに、ろう付け等により固着されている。また、図７（ｂ）に示すように、椀状部材１０Ｂａには、軸線Ｌ方向から見て、軸線Ｌに対して、第１継手管１Ｂの反対側に位置するとともに、流路室１３内に向けて隆起する隆起部１０Ｂａａが形成される。
【0087】
ガイド部材１１Ｂは、軸線Ｌ方向の略中央から一端側及び他端側で、構造が大きく異なる。まず、ガイド部材１１Ｂにおける軸線Ｌ方向の略中央から一端側は、有底円筒形状を有しており、軸線Ｌ方向に延在する内部流路１４と、内部流路１４の他端側で、ガイド部材１１Ｂを径方向に貫通する弁ポート１１Ｂａと、弁ポート１１Ｂａの周囲に形成される環状の弁座１１Ｂｂと、弁体２０Ｂを円周方向にガイドするガイド部１１Ｂｄと、環状の縮径部１１Ｂｃ（図７（ｃ）参照）と、を有する。この縮径部１１Ｂｃは、ガイド部１１Ｂｄより外径が小さく設定される。次に、ガイド部材１１Ｂにおける軸線Ｌ方向の略中央から他端側は、中実形状を有しており、ガイド部材１１Ｂの他端部には、平坦な形状を有する支持部１１Ｂｅが形成される。ここで、弁ポート１１Ｂａは、図７（ｂ）に示すように、軸線Ｌ方向から見て、軸線Ｌに対して、第１ポート１Ｂａの反対側に位置する。第２の実施形態において、軸線Ｌと直交する方向から見た、弁ポート１１Ｂａの形状は、円形状であるが、これに限らず、例えば、矩形形状や、楕円形状や、任意の非対称形状など、様々な形状を採用することができる。
【0088】
第２の実施形態においては、椀状部材１０Ｂａとガイド部材１１Ｂとを別体とするものであったが、これに限らず、例えば、図１０に示される従来の電動弁のように、椀状部材１０Ｂａとガイド部材１１Ｂとを一体に形成するものであってもよい。
【0089】
弁体２０Ｂは、軸線Ｌに沿って延在する部材である。この弁体２０Ｂは、一端側に弁部２０Ｂａが形成される。また、弁体２０Ｂの内側には、軸線Ｌに沿って一端側へと延在する一端側有底円筒部２０Ｂｂと、軸線Ｌに沿って他端側へと延在する他端側有底円筒部２０Ｂｃと、を備える。一方、弁体２０Ｂの外周側には、弁部２０Ｂａの径方向外側から円盤状に突出するフランジ部２０Ｂｇと、このフランジ部２０Ｂｇから垂設されるとともに、弁部２０Ｂａの径方向外側から突出し、弁体２０Ｂが回転する際に、椀状部材１０Ｂａの隆起部１０Ｂａａと当接し得る突起部２０Ｂｅと、を備える。さらに、弁体２０Ｂの外周側には、詳細は後述するが、マグネットロータ３２Ｂが嵌合及び当接される段部２０Ｂｄと、止め輪１７を保持する環状溝２０Ｂｆと、を備える。
【0090】
一端側有底円筒部２０Ｂｂには、円周方向にガイドするガイド部材１１Ｂが、径方向に僅かな隙間を有し、摺動可能な状態で挿入される。ここで、一端側有底円筒部２０Ｂｂ、及び、ガイド部１１Ｂｄは、互いに摺動可能に係合される摺動部を有する。これにより、弁体２０Ｂの回転状態の安定性を高めることができる。また、一端側有底円筒部２０Ｂｂにおいて、ガイド部材１１Ｂの支持部１１Ｂｅと当接する他端部２０Ｂｂａは、支持部１１Ｂｅと対応する平坦な形状を有する。この他端部２０Ｂｂａ及び支持部１１Ｂｅの摺接可能な係合により、弁体２０Ｂを軸線方向に支持する軸線方向支持手段を備える。さらに、一端側有底円筒部２０Ｂｂには、詳細は後述するが、ガイド部材１１Ｂの弁座１１Ｂｂと環状に摺接するシール部２０Ｂａａと、軸線Ｌ方向から見て、略扇形形状と、軸線Ｌに対して、偏心した半円形状とを組み合わせた形状を有し、軸線Ｌ方向の一端側に延在し開口する流路部１５Ｂと、を有する。この流路部１５Ｂは、図７（ａ）に示すように、一端部を、弁ポート１１Ｂａに対して、軸線Ｌ方向の一端側に配置するとともに、流路部１５Ｂの他端部を、弁ポート１１Ｂａに対して、軸線Ｌ方向の他端側に配置する。なお、第２の実施形態において、ガイド部材１１Ｂの支持部１１Ｂｅの形状を平坦としたが、これに限らず、例えば、半球面形状や凸形状としてもよい。これにより、ガイド部材１１Ｂの支持部１１Ｂｅと、弁体２０Ｂの他端部２０Ｂｂａとの接触面積が極めて小さくなり、摺動抵抗が低減されることにより、弁体２０Ｂが回転し易くなる。
【0091】
他端側有底円筒部２０Ｂｃには、弁体２０Ｂを一端側に付勢する支持部材４０Ｂが収容される。
【0092】
よって、弁部２０Ｂａが、ガイド部材１１Ｂに対して回転することにより、弁部２０Ｂａの流路部１５Ｂと、ガイド部材１１Ｂの弁ポート１１Ｂａとの連通状態を、弁開状態（図７（ａ），（ｂ）参照）から弁閉状態（不図示）（あるいは最小開度）の間で変化させ、流量の調節を行う。この際、図７（ｂ）に示すように、弁部２０Ｂａの突起部２０Ｂｅが、ストッパ部として機能する隆起部１０Ｂａａに突き当たり、弁部２０Ｂａの回転が規制されるとともに、マグネットロータ３２Ｂの回転も規制される。よって、弁部２０Ｂａが弁開状態となる位置又は弁閉状態（あるいは最小開度）となる位置を超えて移動されることが規制されるため、再現性のある安定かつ確実な位置決めができる。
【0093】
ステッピングモータ３０Ｂは、ケース３１Ｂと、マグネットロータ３２Ｂと、ステータコイル３３Ｂと、を備える。
【0094】
ケース３１Ｂは、例えば、ステンレスなどの金属を材料として、上方の端部が塞がれた略円筒形状に形成され、弁体２０Ｂ及びマグネットロータ３２Ｂを収容する背圧室１６を画定する。ケース３１Ｂの下方の開口側の端部は、椀状部材１０Ｂａの上端部に溶接等によって気密に固定される。
【0095】
マグネットロータ３２Ｂは、外周部を多極に着磁された円筒状のマグネット部３４Ｂと、マグネット部３４Ｂの内周側にスポークを介して接続されるハブ３５Ｂと、を一体に備える。マグネットロータ３２Ｂは、ハブ３５Ｂの一端部を、段部２０Ｂｄに当接させるとともに、ハブ３５Ｂの他端部を、止め輪１７により軸線Ｌ方向に付勢させるように挟持することにより、弁体２０Ｂに固定される。これにより、回転子部は、マグネットロータ３２Ｂ及び弁体２０Ｂを一体的に有し、ケース３１Ｂ内に軸線Ｌを中心に回転可能に設けられる。
【0096】
ステータコイル３３Ｂは、ケース３１Ｂの外周面に配設されており、ステータコイル３３Ｂにパルス信号が与えられることにより、そのパルス数に応じてマグネットロータ３２Ｂが回転される。
【0097】
このように、マグネットロータ３２Ｂが回転されると、このマグネットロータ３２Ｂとともに弁部２０Ｂａが弁ポート１１Ｂａに対して回転し、流路部１５Ｂと弁ポート１１Ｂａとの開度を変化させ、詳細は後述するが、第１継手管１Ｂから第２継手管２Ｂへ（又は第２継手管２Ｂから第１継手管１Ｂへ）流れる流体の流量が制御される。
【0098】
支持部材４０Ｂは、ケース３１Ｂに対して、当接した状態で、回転可能に配置されるばね受け部４１と、ばね受け部４１と弁体２０Ｂとの間に挟持され、弁体２０Ｂを一端側に付勢する付勢ばね４２と、を備える。
【0099】
＜電動弁の動作について＞
図７を用いて、電動弁１００ｇの動作を説明する。ここでは、電動弁１００ｇが用いられる対象を冷媒回路として説明するが、これに限らない。また、電動弁１００ｇにおいて、第１継手管１Ｂは、高圧（一次側圧力）側に接続され、第２継手管２Ｂは、低圧（二次側圧力）側に接続される場合（図７（ａ）中の実線）について説明する。なお、これとは反対方向に流れる、第２継手管２Ｂが高圧側に接続され、第１継手管１Ｂが低圧側に接続される場合（図７（ａ）中の破線）にも、同様の説明ができることから、ここでは省略する。
図７を用いて、電動弁１００ｇの動作を説明する。ここでは、電動弁１００ｇが用いられる対象を冷媒回路として説明するが、これに限らない。また、電動弁１００ｇにおいて、第１継手管１Ｂは、高圧（一次側圧力）側に接続され、第２継手管２Ｂは、低圧（二次側圧力）側に接続される場合（図７（ａ）中の実線）について説明する。なお、これとは反対方向に流れる、第２継手管２Ｂが高圧側に接続され、第１継手管１Ｂが低圧側に接続される場合（図７（ａ）中の破線）にも、同様の説明ができることから、ここでは省略する。
【0100】
まず、図７（ｂ）に示すように、弁部２０Ｂａが、マグネットロータ３２Ｂにより、反時計回り（矢印方向）に回転されることにより、弁部２０Ｂａの突起部２０Ｂｅが、椀状部材１０Ｂａの隆起部１０Ｂａａに突き当たり、弁部２０Ｂａの回転が規制されるとともに、マグネットロータ３２Ｂの回転も規制される。この際、流路部１５Ｂが、弁ポート１１Ｂａと対向する位置となるため、弁開状態となる。よって、流体は、図７（ａ）における実線矢印で示すように、高圧側の第１ポート１Ｂａから低圧側の第２ポート２Ｂａへと流れる。なお、流体経路において、圧力損失を生じさせないために、弁ポート１１Ｂａ前後に位置する、流路部１５Ｂ及び内部流路１４におけるそれぞれの流路面積は、弁ポート１１Ｂａの流路面積より大きくなるように設定される。
【0101】
次に、図示は省略するが、弁部２０Ｂａが、マグネットロータ３２Ｂにより、時計回りに回転されることにより、弁部２０Ｂａの突起部２０Ｂｅが、椀状部材１０Ｂａの隆起部１０Ｂａａに突き当たり、弁部２０Ｂａの回転が規制されるとともに、マグネットロータ３２Ｂの回転も規制される。この際、流路部１５Ｂが、弁座１１Ｂｂと対向するとともに、弁ポート１１Ｂａがシール部２０Ｂａａと対向する位置となるため、弁閉状態となる。よって、高圧側の第１ポート１Ｂａから低圧側の第２ポート２Ｂａへの流路が閉じられる。
【0102】
第２の実施形態における流路部１５Ｂは、軸線Ｌ方向から見て、略扇形形状と、軸線Ｌに対して、偏心した半円形状とを組み合わせた形状を有する。よって、第２の実施形態では、流路部１５Ｂが、弁ポート１１Ｂａに対して回転し、弁開状態（図７（ｂ）参照）及び弁閉状態（不図示）の一方から他方に遷移すると、遷移直後に、流路面積が急激に減少し、その後、流路面積が漸減的に変化する、又は、流路面積が漸増的に変化し、その後、流路面積が急激に増加する。このように、第２の実施形態における電動弁１００ｇでは、流路面積の急激な変化及び漸次的な変化の組み合わせによる流量制御が可能となるため、例えば、流量調整弁の機能を付加した開閉弁として用いることができる。
【0103】
第２の実施形態における流路部１５Ｂは、軸線Ｌ方向から見て、略扇形形状と、軸線Ｌに対して、偏心した半円形状とを組み合わせた形状であったが、これに限らない。例えば、第２の実施形態における流路部１５Ｂが、軸線Ｌ方向から見て、略扇形形状を有する場合には、電動弁１００ｇでは、流路部１５Ｂが、弁ポート１１Ｂａに対して回転し、弁開状態及び弁閉状態の一方から他方に遷移すると、遷移直後に、流路面積が急激に減少又は増加するため、例えば、開閉弁として用いることができる。また、第２の実施形態における流路部１５Ｂが、軸線Ｌ方向から見て、軸線Ｌに対して、偏心した半円形状を有する場合には、電動弁１００ｇでは、流路部１５Ｂが、弁ポート１１Ｂａに対して回転し、弁開状態及び弁閉状態の一方から他方に遷移すると、流路面積が漸減的又は漸増的に変化し、細かな流量制御が可能となるため、例えば、流量調整弁として用いることができる。
【0104】
ここで、第２の実施形態における電動弁１００ｇでは、第１の実施形態と同様に、従来の問題点（摺動抵抗の増加）を解消するために、第１の対策（摺動部の材料を工夫）を講じた上で、懸念事項（摺動部の溶融）及び懸念事項（摺動部の寸法変化）に対して、第２の対策（摺動部の耐熱手段）及び第３の対策（摺動部の冷却手段（弁部））をさらに講じるものである。
【0105】
＜第１の対策（摺動部の材料を工夫）について＞
第２の実施形態における電動弁１００ｇでは、第１の実施形態と同様に、第１の対策（摺動部の材料を工夫）を採用すること、つまり、摺動部（弁体２０Ｂ及びガイド部材１１Ｂ）を構成する材料等を工夫し、互いに樹脂材料で構成することにより、従来の問題点（摺動抵抗の増加）を解消するものである。
第２の実施形態における電動弁１００ｇでは、第１の実施形態と同様に、第１の対策（摺動部の材料を工夫）を採用すること、つまり、摺動部（弁体２０Ｂ及びガイド部材１１Ｂ）を構成する材料等を工夫し、互いに樹脂材料で構成することにより、従来の問題点（摺動抵抗の増加）を解消するものである。
【0106】
＜第２の対策（摺動部の耐熱手段）について＞
第２の実施形態における電動弁１００ｇでは、第１の実施形態と同様に、第２の対策（摺動部の耐熱手段）を採用すること、つまり、弁体２０Ｂ及びガイド部材１１Ｂの樹脂材料を、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が添加されたポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）とし、好ましくは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）に加え強化剤としてガラス繊維、又は炭素繊維が添加されたＰＰＳとすることにより、懸念事項（摺動部の溶融）を解消するものである。
第２の実施形態における電動弁１００ｇでは、第１の実施形態と同様に、第２の対策（摺動部の耐熱手段）を採用すること、つまり、弁体２０Ｂ及びガイド部材１１Ｂの樹脂材料を、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が添加されたポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）とし、好ましくは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）に加え強化剤としてガラス繊維、又は炭素繊維が添加されたＰＰＳとすることにより、懸念事項（摺動部の溶融）を解消するものである。
【0107】
＜第３の対策（摺動部の冷却手段（弁部））について＞
第２の実施形態における電動弁１００ｇでは、第１の実施形態と同様に、第３の対策（摺動部の冷却手段（弁部））を採用することにより、懸念事項（摺動部の寸法変化）を解消するものである。以下に、第３の対策（摺動部の冷却手段（弁部））について具体的な説明をする。
第２の実施形態における電動弁１００ｇでは、第１の実施形態と同様に、第３の対策（摺動部の冷却手段（弁部））を採用することにより、懸念事項（摺動部の寸法変化）を解消するものである。以下に、第３の対策（摺動部の冷却手段（弁部））について具体的な説明をする。
【0108】
第２の実施形態における電動弁１００ｇは、図７（ｃ）に示すように、一端側有底円筒部２０Ｂｂと、ガイド部１１Ｂｄ及び縮径部１１Ｂｃとの摺接可能な係合により、弁体２０Ｂを半径方向に支持する半径方向支持手段を有する。ここで、第２の実施形態の電動弁１００ｇは、第３の対策（摺動部の冷却手段（弁部））として、弁部２０Ｂａに隣接する、一端側半径方向隙間Ｇ１’（半径方向隙間）を、他端側半径方向隙間Ｇ２’（半径方向隙間）より小さく（Ｇ１’＜Ｇ２’）設定するものである。具体的には、半径方向支持手段において、図７（ｃ）に示すように、弁部２０Ｂａを一端側に有する一端側有底円筒部２０Ｂｂ及びガイド部１１Ｂｄの間からなる一端側半径方向隙間Ｇ１’を、一端側有底円筒部２０Ｂｂ及び縮径部１１Ｂｃの間からなる他端側半径方向隙間Ｇ２’より、小さく設定する。このように、第２の実施形態の電動弁１００ｇにおいて、第３の対策（摺動部の冷却手段（弁部））を採用すると、実質的な摺動部は、弁部２０Ｂａを一端側に有する一端側有底円筒部２０Ｂｂ及びガイド部１１Ｂｄから構成される。
【0109】
ここで、第１の実施形態と同様に、流体が、流路部１５Ｂ及び弁ポート１１Ｂａを介し、内部流路１４に流入する際には、膨張（減圧）することにより、低温（例えば、約－１０～２０℃）となる。よって、弁開状態において、この低温の流体が、弁体２０Ｂの内部流路１４に導入されることにより、特に、弁体２０Ｂの一端側に位置する半径方向支持手段が、内側から積極的に冷却されるため、懸念事項（摺動部の寸法変化）を解消し、摺動部の作動性と耐久性を確実に向上させることができる。また、半径方向支持手段において、摺動面積を比較的小さくし、摺動抵抗を低減できるため、摺動部の作動性と耐久性をより一層向上させることができる。さらに、一端側半径方向隙間Ｇ１’が比較的小さいことから、弁閉状態における弁部２０Ｂａのシール性が向上し、弁漏れを抑制することができる。
【0110】
以上より、第２の実施形態における電動弁１００ｇは、第１の対策（摺動部の材料を工夫）を採用することにより、従来の問題点（摺動抵抗の増加）を解消し、摺動部の作動性と耐久性を向上させることができる。また、第２の対策（摺動部の耐熱手段）を採用し、懸念事項（摺動部の溶融）を解消するとともに、第３の対策（摺動部の冷却手段（弁部））を採用し、懸念事項（摺動部の寸法変化）を解消することにより、摺動部の作動性と耐久性をさらに一層向上させることができる。
【0111】
なお、第２の実施形態における電動弁１００ｇでは、第１の対策（摺動部の材料を工夫）、第２の対策（摺動部の耐熱手段）及び第３の対策（摺動部の冷却手段（弁部））をそれぞれ採用するものであるが、これに限らず、例えば、第１の対策（摺動部の材料を工夫）を採用した上で、第２の対策（摺動部の耐熱手段）、又は、第３の対策（摺動部の冷却手段（弁部））を採用するものであってもよい。
【0112】
（第２の実施形態のストッパ部変形例）
図８を用いて、第２の実施形態のストッパ部変形例について説明する。第２の実施形態のストッパ部変形例における第１継手管１Ｂ’の接続様態は、第１継手管１Ｂ’が、弁部２０Ｂａのストッパ部として機能する位置に、軸線Ｌと直交する方向に延在する第１継手管１Ｂ’を配置し、隆起部１０Ｂａａを省略する点で、第２の実施形態と相違するが、その他の構成は、第２の実施形態と同一である。ここで、同一構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
図８を用いて、第２の実施形態のストッパ部変形例について説明する。第２の実施形態のストッパ部変形例における第１継手管１Ｂ’の接続様態は、第１継手管１Ｂ’が、弁部２０Ｂａのストッパ部として機能する位置に、軸線Ｌと直交する方向に延在する第１継手管１Ｂ’を配置し、隆起部１０Ｂａａを省略する点で、第２の実施形態と相違するが、その他の構成は、第２の実施形態と同一である。ここで、同一構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【0113】
具体的には、椀状部材１０Ｂａ’には、第１継手管１Ｂ’が、図８（ａ）に示すように、軸線Ｌと直交する方向から見て、突起部２０Ｂｅと重なる位置に配置されるとともに、図８（ｂ）に示すように、軸線Ｌ方向から見て、回転する突起部２０Ｂｅと干渉する位置に配置される。この第１継手管１Ｂ’が、回転する突起部２０Ｂｅと当接することにより、所望の回転角度に規制されるため、再現性のある安定かつ確実な位置決めができる。このように、第１継手管１Ｂ’が、弁部２０Ｂａのストッパ部として機能するため、隆起部１０Ｂａａを省略することができ、低コスト化を図ることができる。
【0114】
以上より、第２の実施形態のストッパ部変形例における電動弁１００ｈは、第２の実施形態と同様に、第１の対策（摺動部の材料を工夫）を採用することにより、従来の問題点（摺動抵抗の増加）を解消し、摺動部の作動性と耐久性を向上させることができる。また、第２の対策（摺動部の耐熱手段）及び／又は第３の対策（摺動部の冷却手段（弁部））を採用することにより、懸念事項（摺動部の溶融）及び／又は懸念事項（摺動部の寸法変化）を解消し、摺動部の作動性と耐久性をさらに一層向上させることができる。
【0115】
＜冷凍サイクルシステムについて＞
図９を用いて、本発明の冷凍サイクルシステムを説明する。冷凍サイクルシステムは、第１から２の実施形態の電動弁１００ａ～１００ｈを用いた膨張弁１００と、室外ユニットに搭載された室外熱交換器２００と、室内ユニットに搭載された室内熱交換器３００と、四方弁を構成する流路切換弁４００と、圧縮機５００と、を備える。ここで、膨張弁１００、室外熱交換器２００、室内熱交換器３００、流路切換弁４００、及び、圧縮機５００は、それぞれ導管によって接続され、ヒートポンプ式の冷凍サイクルを構成している。なお、アキュムレータ、圧力センサ、温度センサ等は図示を省略している。
図９を用いて、本発明の冷凍サイクルシステムを説明する。冷凍サイクルシステムは、第１から２の実施形態の電動弁１００ａ～１００ｈを用いた膨張弁１００と、室外ユニットに搭載された室外熱交換器２００と、室内ユニットに搭載された室内熱交換器３００と、四方弁を構成する流路切換弁４００と、圧縮機５００と、を備える。ここで、膨張弁１００、室外熱交換器２００、室内熱交換器３００、流路切換弁４００、及び、圧縮機５００は、それぞれ導管によって接続され、ヒートポンプ式の冷凍サイクルを構成している。なお、アキュムレータ、圧力センサ、温度センサ等は図示を省略している。
【0116】
冷凍サイクルの流路は、流路切換弁４００により冷房運転時の流路と暖房運転時の流路の２通りに切換えられる。冷房運転時（図中の実線矢印参照）には、圧縮機５００で圧縮された冷媒は、流路切換弁４００から室外熱交換器２００、膨張弁１００、室内熱交換器３００、流路切換弁４００、そして、圧縮機５００の順に循環され、室外熱交換器２００が凝縮器として機能し、室内熱交換器３００は蒸発器として機能する。
【0117】
一方、暖房運転時（図中の破線矢印参照）には、圧縮機５００で圧縮された冷媒は、流路切換弁４００から室内熱交換器３００、膨張弁１００、室外熱交換器２００、流路切換弁４００、そして、圧縮機５００の順に循環され、室内熱交換器３００が凝縮器として機能し、室外熱交換器２００が蒸発器として機能する。よって、膨張弁１００は、冷房運転時に室外熱交換器２００から流入する液冷媒、又は、暖房運転時に室内熱交換器３００から流入する液冷媒を、それぞれ減圧膨張し、さらにその冷媒の流量を制御することができる。
【0118】
なお、本発明は、第１から２の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、第１から２の実施形態では、家庭用エアコン等の空気調和機に用いられる電動弁１００ａ～１００ｈ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。
【0119】
＜その他＞
本実施形態の電動弁１００ａ～１００ｈは、例示する冷凍サイクルだけでなく、あらゆる流体装置及び流体回路に適用可能であることは言うまでもない。また、本発明は、上述した各形態や、各実施形態、随所に述べた変形例に限られることなく、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲で、適宜の変更や変形が可能である。
本実施形態の電動弁１００ａ～１００ｈは、例示する冷凍サイクルだけでなく、あらゆる流体装置及び流体回路に適用可能であることは言うまでもない。また、本発明は、上述した各形態や、各実施形態、随所に述べた変形例に限られることなく、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲で、適宜の変更や変形が可能である。
【符号の説明】
【0120】
１００ａ～１００ｈ 電動弁
１，１Ｂ，１Ｂ’ 第１継手管
１ａ，１Ｂａ，１Ｂａ’ 第１ポート
２，２’，２Ｂ 第２継手管
２ａ，２Ｂａ 第２ポート
１０Ａ，１０Ａ’，１０Ａ’’，１０Ｂ 弁本体
１０，１０’，１０Ｂａ，１０Ｂａ’ 椀状部材
１０Ｂａａ 隆起部
１１，１１’，１１Ｂ ガイド部材
１１ａ，１１Ｂａ 弁ポート
１１ｂ，１１Ｂｂ 弁座
１１ｃａ 小径ガイド部
１１ｃｂ 大径ガイド部
１１ｅ 段差部
１１ｇ 引出し部
１１ｈ，１１ｈ’ 他端部
１１Ｂｃ 縮径部
１１Ｂｄ ガイド部
１１Ｂｅ 支持部
１２，１２’ 下蓋
１２ａ 連通孔
１３ 流路室
１４ 内部流路
１５，１５’’，１５’’’，１５Ｂ 流路部
１６ 背圧室
１７ 止め輪
１８ 接続室
２０，２０’，２０’’’’，２０Ｂ 弁体
２０ａ，２０ａ’’，２０ａ’’’，２０Ｂａ 弁部
２０ａａ，２０Ｂａａ シール部
２０ｃ，２０Ｂｃ 他端側有底円筒部
２０ｇ 小径ガイド軸部
２０ｈ 大径ガイド軸部
２０ｉ，２０ｉ’ 一端側段部
２０ｋ 円板部
２０ｋａ 他端側段部
２０ｋｂ，２０Ｂｅ 突起部
２０ｌ 軸孔（均圧孔）
２０ｍ 貫通孔（均圧孔）
２０Ｂｂ 一端側有底円筒部
２０Ｂｂａ 他端部
２０Ｂｄ 段部
２０Ｂｆ 環状溝
２０Ｂｇ フランジ部
３０，３０Ｂ ステッピングモータ
３１，３１Ｂ ケース
３２，３２Ｂ マグネットロータ
３３，３３Ｂ ステータコイル
３４，３４Ｂ マグネット部
３５，３５Ｂ ハブ
４０，４０Ｂ 支持部材
４１ ばね受け部
４２ 付勢ばね
４３ ブッシュ
１００ 膨張弁
２００ 室外熱交換器
３００ 室内熱交換器
４００ 流路切換弁
５００ 圧縮機
Ｇ１，Ｇ１’ 一端側半径方向隙間
Ｇ２，Ｇ２’ 他端側半径方向隙間
Ｌ 軸線
１，１Ｂ，１Ｂ’ 第１継手管
１ａ，１Ｂａ，１Ｂａ’ 第１ポート
２，２’，２Ｂ 第２継手管
２ａ，２Ｂａ 第２ポート
１０Ａ，１０Ａ’，１０Ａ’’，１０Ｂ 弁本体
１０，１０’，１０Ｂａ，１０Ｂａ’ 椀状部材
１０Ｂａａ 隆起部
１１，１１’，１１Ｂ ガイド部材
１１ａ，１１Ｂａ 弁ポート
１１ｂ，１１Ｂｂ 弁座
１１ｃａ 小径ガイド部
１１ｃｂ 大径ガイド部
１１ｅ 段差部
１１ｇ 引出し部
１１ｈ，１１ｈ’ 他端部
１１Ｂｃ 縮径部
１１Ｂｄ ガイド部
１１Ｂｅ 支持部
１２，１２’ 下蓋
１２ａ 連通孔
１３ 流路室
１４ 内部流路
１５，１５’’，１５’’’，１５Ｂ 流路部
１６ 背圧室
１７ 止め輪
１８ 接続室
２０，２０’，２０’’’’，２０Ｂ 弁体
２０ａ，２０ａ’’，２０ａ’’’，２０Ｂａ 弁部
２０ａａ，２０Ｂａａ シール部
２０ｃ，２０Ｂｃ 他端側有底円筒部
２０ｇ 小径ガイド軸部
２０ｈ 大径ガイド軸部
２０ｉ，２０ｉ’ 一端側段部
２０ｋ 円板部
２０ｋａ 他端側段部
２０ｋｂ，２０Ｂｅ 突起部
２０ｌ 軸孔（均圧孔）
２０ｍ 貫通孔（均圧孔）
２０Ｂｂ 一端側有底円筒部
２０Ｂｂａ 他端部
２０Ｂｄ 段部
２０Ｂｆ 環状溝
２０Ｂｇ フランジ部
３０，３０Ｂ ステッピングモータ
３１，３１Ｂ ケース
３２，３２Ｂ マグネットロータ
３３，３３Ｂ ステータコイル
３４，３４Ｂ マグネット部
３５，３５Ｂ ハブ
４０，４０Ｂ 支持部材
４１ ばね受け部
４２ 付勢ばね
４３ ブッシュ
１００ 膨張弁
２００ 室外熱交換器
３００ 室内熱交換器
４００ 流路切換弁
５００ 圧縮機
Ｇ１，Ｇ１’ 一端側半径方向隙間
Ｇ２，Ｇ２’ 他端側半径方向隙間
Ｌ 軸線
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】