特開 2024-165404 電動弁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】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024165404

(43)【公開日】2024-11-28

(54)【発明の名称】電動弁および冷凍サイクルシステム

(51)【国際特許分類】

   F16K 31/04 20060101AFI20241121BHJP

   F25B 41/35 20210101ALI20241121BHJP

【ＦＩ】

F16K31/04 A

F25B41/35

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023081577

(22)【出願日】2023-05-17

(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】小林 一也

(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）】

3H062AA02

3H062AA15

3H062BB05

3H062BB10

3H062CC02

3H062DD01

3H062EE06

3H062HH04

3H062HH08

3H062HH09

(57)【要約】

【課題】駆動軸のロックを防止して作動性を良好に維持することができる電動弁および冷凍サイクルシステムを提供する。
【解決手段】電動弁１０は、弁本体１と、弁部材２と、駆動部（ステッピングモータ３）と、ロータ軸３２とともにねじ送り機構１７を構成する支持部材５と、弁部材２とロータ軸３２とに亘る弁ホルダ６と、を備え、弁ホルダ６には、ロータ軸３２の上昇に伴ってフランジ部３２ｃに係止されるワッシャ（被係止部）６５と、バネ受け（ばね受け部材）６３の基端部側への移動を規制するスペーサ部（移動規制手段）６７と、が設けられ、ねじ送り機構１７におけるねじ部の軸線方向のバックラッシュ量Ｂと、フランジ部３２ｃとワッシャ６５との軸線方向のクリアランスＣと、の関係が、Ｂ＜Ｃに設定されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

弁室および弁ポートを有する弁本体と、前記弁ポートの開度を変更する弁部材と、前記弁部材を前記弁ポートの軸線方向に進退駆動する駆動軸を有する駆動部と、前記駆動軸とともにねじ送り機構を構成する支持部材と、前記弁部材と前記駆動軸とに亘る弁ホルダと、前記弁ホルダを前記軸線方向に案内するホルダガイドと、を備え、前記駆動部の回転運動を前記ねじ送り機構によって前記駆動軸の軸線方向の直線運動に変換し、前記駆動軸に連結された前記弁部材により前記弁ポートの開度を制御する電動弁であって、
前記駆動軸は、前記弁部材側の先端部にて鍔状に形成されたフランジ部を有し、
前記弁ホルダは、全体筒状のホルダ本体と、前記駆動軸の先端と前記弁部材の基端部との間に設けられるばね受け部材と、前記ばね受け部材と前記弁部材の基端部との間に設けられて前記弁部材を押圧付勢する圧縮ばねと、を有し、
前記弁ホルダには、前記ホルダ本体の基端部に形成されて前記駆動軸の先端部を挿通させる挿通孔と、前記駆動軸の上昇に伴って前記フランジ部に係止される被係止部と、前記圧縮ばねに付勢された前記ばね受け部材の基端部側への移動を規制する移動規制部と、が設けられ、
前記ねじ送り機構における前記駆動軸と前記支持部材とで構成されるねじ部の軸線方向のバックラッシュ量Ｂと、
前記移動規制部によって前記ばね受け部材の移動が規制された状態、かつ、前記駆動軸の先端が前記ばね受け部材に当接した状態、における前記フランジ部と前記被係止部との軸線方向のクリアランスＣと、
の関係が、Ｂ＜Ｃに設定されていることを特徴とする電動弁。

【請求項2】

前記ねじ送り機構における前記ねじ部の径方向の外側クリアランスＷ１および内側クリアランスＷ２は、いずれも前記クリアランスＣよりも小さい（Ｗ１ｏｒＷ２＜Ｃ）に設定され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】

前記弁ホルダと前記ホルダガイドとの径方向のクリアランスＣＬ１と、
前記駆動軸の前記フランジ部と前記移動規制部との径方向のクリアランスＣＬ２と、
前記駆動軸と前記被係止部との径方向のクリアランスＣＬ３と、
は、いずれも前記クリアランスＣよりも大きく（Ｃ＜ＣＬ１ｏｒＣＬ２ｏｒＣＬ３）設定され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4】

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１～３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、電動弁および冷凍サイクルシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、弁ポートを有する弁本体と、弁ポートの開度を変更する弁体と、弁体を進退駆動する駆動部と、を備えた電動弁が知られている（例えば、特許文献１参照）。この電動弁において、駆動部のロータ軸（雄ねじ）と支持部材の雌ねじとによってねじ送り機構が構成され、弁体は、弁ポートに接近または離間する弁部材（ニードル弁）と、駆動部のロータ軸と弁部材とを接続する弁ホルダと、を有し、弁ホルダがロータ軸のフランジ部に係止されることで弁体が吊り上げられて弁開する構成となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第４５４１３６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載されたような従来の電動弁では、駆動部のロータ軸における雄ねじと支持部材の雌ねじとのねじ送り機構によって雄ねじと雌ねじとが当接しながら弁体が進退駆動される。駆動部のロータ軸が雌ねじに対して傾斜した場合、ロータ軸のフランジ部も傾斜するが、傾斜したフランジ部の弁ホルダ内への当接の仕方によっては、雄ねじと雌ねじとの当接に加えフランジ部も２か所以上の複数箇所で当接する恐れがある。このようにフランジ部を含むロータ軸が３か所以上で当接しながら進退駆動すると当接の状態によってはロータ軸がロックする可能性があり、作動性が低下するという問題がある。

【0005】

本発明の目的は、駆動軸のロックを防止して作動性を良好に維持することができる電動弁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】

本発明の電動弁は、弁室および弁ポートを有する弁本体と、前記弁ポートの開度を変更する弁部材と、前記弁部材を前記弁ポートの軸線方向に進退駆動する駆動軸を有する駆動部と、前記駆動軸とともにねじ送り機構を構成する支持部材と、前記弁部材と前記駆動軸とに亘る弁ホルダと、前記弁ホルダを前記軸線方向に案内するホルダガイドと、を備え、前記駆動部の回転運動を前記ねじ送り機構によって前記駆動軸の軸線方向の直線運動に変換し、前記駆動軸に連結された前記弁部材により前記弁ポートの開度を制御する電動弁であって、前記駆動軸は、前記弁部材側の先端部にて鍔状に形成されたフランジ部を有し、前記弁ホルダは、全体筒状のホルダ本体と、前記駆動軸の先端と前記弁部材の基端部との間に設けられるばね受け部材と、前記ばね受け部材と前記弁部材の基端部との間に設けられて前記弁部材を押圧付勢する圧縮ばねと、を有し、前記弁ホルダには、前記ホルダ本体の基端部に形成されて前記駆動軸の先端部を挿通させる挿通孔と、前記駆動軸の上昇に伴って前記フランジ部に係止される被係止部と、前記圧縮ばねに付勢された前記ばね受け部材の基端部側への移動を規制する移動規制部と、が設けられ、前記ねじ送り機構における前記駆動軸と前記支持部材とで構成されるねじ部の軸線方向のバックラッシュ量Ｂと、前記移動規制部によって前記ばね受け部材の移動が規制された状態、かつ、前記駆動軸の先端が前記ばね受け部材に当接した状態、における前記フランジ部と前記被係止部との軸線方向のクリアランスＣと、の関係が、Ｂ＜Ｃに設定されていることを特徴とすることを特徴とする。

【0007】

このような本発明によれば、ねじ送り機構におけるねじ部の軸線方向のバックラッシュ量Ｂよりも、駆動軸のフランジ部と被係止部との軸線方向のクリアランスＣが大きく（Ｂ＜Ｃ）設定されていることで、駆動軸が支持部材に対して傾斜したとしても、駆動軸のフランジ部が弁ホルダ内に２箇所以上の複数箇所で当接しにくくなり、駆動軸がロックすることを防止して電動弁の作動性を良好に維持することができる。すなわち、移動規制部によってばね受け部材の移動が規制された状態、かつ、駆動軸の先端がばね受け部材に当接した状態、とは、駆動軸に対する圧縮ばねの付勢力が作用せず、かつ、駆動軸のフランジ部が被係止部を係止していない状態であるため、駆動軸の先端部の振れを拘束する力がゼロか小さいため、駆動軸に傾きが生じやすい。このように駆動軸が傾きやすい状態であっても、ねじ部のバックラッシュ量Ｂよりも、駆動軸のフランジ部と被係止部との軸線方向のクリアランスＣが大きく設定されていれば、雄ねじ部と雌ねじ部との当接に加え、フランジ部が弁ホルダ内の２箇所以上の複数箇所で当接すること、すなわち、フランジ部を含む駆動軸が３箇所以上で当接することを抑制でき、駆動軸のロックを防止することができる。

【0008】

この際、前記ねじ送り機構における前記ねじ部の径方向の外側クリアランスＷ１および内側クリアランスＷ２は、いずれも前記クリアランスＣよりも小さい（Ｗ１ｏｒＷ２＜Ｃ）に設定されていることが好ましい。この構成によれば、ねじ部の径方向の外側クリアランスＷ１および内側クリアランスＷ２がクリアランスＣよりも小さく設定されていることで、駆動軸の径方向の振れを制限することができ、駆動軸の傾きを抑制することができる。

【0009】

さらに、前記弁ホルダと前記ホルダガイドとの径方向のクリアランスＣＬ１と、前記駆動軸の前記フランジ部と前記移動規制部との径方向のクリアランスＣＬ２と、前記駆動軸と前記被係止部との径方向のクリアランスＣＬ３と、は、いずれも前記クリアランスＣよりも大きく（Ｃ＜ＣＬ１ｏｒＣＬ２ｏｒＣＬ３）設定されていることが好ましい。この構成によれば、駆動軸および弁ホルダに係る各部のクリアランスＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３がクリアランスＣよりも大きく設定されていることで、駆動軸が傾いた場合でも各部のクリアランスＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３部分で隙間が確保できるので、駆動軸におけるフランジ部が２箇所以上の複数箇所で当接することを防いで駆動軸のロックを防止することができる。

【0010】

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。

【発明の効果】

【0011】

本発明の電動弁および冷凍サイクルシステムによれば、駆動軸のロックを防止して電動弁の作動性を良好に維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の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】前記電動弁と従来の電動弁の作用を説明する縦断面図である。

【図4】前記電動弁のねじ部を拡大して示す縦断面図である。

【図5】前記電動弁の他の要部を拡大して示す縦断面図である。

【図6】本発明の冷凍サイクルシステムの一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明の実施形態に係る電動弁について、図１～図５を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態の電動弁１０は、弁本体１と、弁部材としての弁体２と、駆動部としてのステッピングモータ３と、弁ポート１４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における上下に対応する。

【0014】

弁本体１は、筒状の弁ハウジング部材１Ａと、弁ハウジング部材１Ａの内部に固定される弁ガイド部としての弁ガイド部材１Ｂと、弁ハウジング１Ａの上部に固定される円筒状のケース４と、ケース４の上端開口部に固定される支持部材５と、を有している。

【0015】

弁ハウジング部材１Ａは、その内部に略円筒状の弁室１Ｃが形成され、側面側から弁室１Ｃに連通する第１の継手管１１が取り付けられている。また、弁ハウジング部材１Ａには、弁座部１３の中央部に円柱状の弁口である弁ポート１４が形成されている。また、弁ハウジング部材１Ａの上端部には、弁ガイド部材１Ｂを囲うようにリム１ｂが形成されている。さらに、弁ハウジング部材１Ａの底面側には、内部に弁ポート１４の一部を有する円筒状の円筒部１５が形成されている。そして、弁室１Ｃに連通する第２の継手管１２が、円筒部１５の外周側に弁ポート１４と同軸に配置され、弁ハウジング部材１Ａの底部にろう付けにより取り付けられている。第１の継手管１１から流体としての冷媒が流入した場合には、弁室１Ｃを介して第２の継手管１２から冷媒が流出される。また、第２の継手管１２から冷媒が流入した場合には、弁ポート１４を介して弁室１Ｃを通過した冷媒が第１の継手管１１から流出される。なお、円筒部１５は、その円筒状の内周面が弁ハウジング部材１Ａの弁ポート１４と連続して形成され、弁ハウジング部材１Ａと一体に成形されている。

【0016】

弁ガイド部材１Ｂは、弁ハウジング部材１Ａの上部から圧入され、弁室１Ｃ内に挿通した状態で取り付けられており、この弁ガイド部材１Ｂには、軸線Ｌを中心として弁ガイド孔１６が形成されている。ケース４は、弁ハウジング部材１Ａのリム１ｂの外周に嵌合するように組み付けられ、リム１ｂをかしめるとともに、底部外周をろう付けすることにより弁ハウジング部材１Ａに固着されている。

【0017】

支持部材５は、ケース４の上端開口部に固定金具４１を介して溶接固定されている。この支持部材５の上側の中心には、弁ポート１４などの軸線Ｌと同軸に形成された雌ねじ部５ａが設けられており、下側に雌ねじ部５ａの外周よりも内径の大きな円筒状のガイド孔５ｃが形成されている。なお、本実施形態の場合、支持部材５は、ケース４の上端開口部に固定金具４１を介して溶接固定された状態で嵌合されているが、支持部材５は、ケース４に圧入されるようにしてもよい。

【0018】

弁体２は、下側先端にニードル部２１が設けられた軸部としてのロッド軸２２と、ロッド軸２２の上端部を保持する弁ホルダ６と、を有している。ロッド軸２２は、弁ガイド部材１Ｂの弁ガイド孔１６内に軸線Ｌ方向に摺動可能に挿入されている。また、ロッド軸２２の上端部には、フランジ部２３が形成されている。なお、ロッド軸２２に設けられたニードル部２１は、弁体２が最下方に移動した全閉状態時に弁座部１３に着座するニードル部２１の着座面部２１ａに連なって、その先端側に向かうに従い縮径するように形成されている。なお、弁体２は、最下方に移動した全閉状態時（すなわち、弁座部１３に最も近接した状態時）であっても、ニードル部２１を弁座部１３に接触させないことで微小な開度が得られるように設定してもよい。

【0019】

弁ホルダ６は、筒状の円筒部６１の下端にボス部（弁支持部）６２が固着されるとともに、円筒部６１内にバネ受け６３、圧縮コイルバネ６４、ワッシャ６５、およびスペーサ部６７を備えている。そして、弁ホルダ６は、ボス部６２の嵌装孔６２ａ内にロッド軸２２の上端部が挿通されるとともに、ロッド軸２２のフランジ部２３をボス部６２に当接させてロッド軸２２の上端部を保持している。さらに、弁ホルダ６は、支持部材５のホルダガイドとしてのガイド孔５ｃに挿通され、軸線Ｌ方向に摺動可能に支持されている。つまり、弁ホルダ６は、弁ポート１４側の一端に、弁体２が吊り下げられた状態で設けられ、弁体２とバネ受け６３とを離間する方向に付勢する圧縮コイルバネ（圧縮ばね）６４を収容している。また、弁ホルダ６の他端には、駆動軸としての後述するロータ軸３２が連結されている。弁体２またはロータ軸３２のうち、少なくとも一方が、弁ホルダ６に対して抜け止めされた状態で、当該弁ホルダ６の内部に進退移動可能に連結されている。

【0020】

本実施形態の場合、ロータ軸３２のフランジ部３２ｃの厚みは、弁ホルダ６内におけるワッシャ６５とバネ受け６３との間に配置されるスペーサ部６７に形成されたフランジ部３２ｃが収容される窪み部６７ａの高さよりも薄くなっている。つまり、フランジ部３２ｃは、スペーサ部６７の窪み部６７ａに収容された状態で隙間が設けられる。したがって、弁開状態時には、圧縮コイルバネ６４の付勢力がロータ軸３２には伝わらず、弁ホルダ６がロータ軸３２にぶら下がった状態になる。そして、弁閉状態になって初めてバネ受け６３を介してロータ軸３２に圧縮コイルバネ６４の付勢力が作用する構造になっている。これにより、弁ホルダ６は、ロータ軸３２と支持部材５との間のガタの影響を受けにくくなる。その上、弁体２は、弁ガイド部材１Ｂにガイドされているので、弁体２が弁座１３に傾くことなく着座しやすくなる。すなわち、弁体２が弁座１３に着座してから、ロータ軸３２がスペーサ部６７の窪み部６７ａにおけるフランジ部３２ｃとの隙間分移動し、前述した圧縮コイルバネ６４の付勢力が作用し始める。これにより、弁漏れが低減できる。なお、スペーサ部６７とバネ受け６３とを一体に形成してもよい。

【0021】

さらに、弁ホルダ６は、支持部材５のガイド孔５ｃに挿通され、軸線Ｌ方向に案内される。つまり、支持部材５のガイド孔５ｃの下側は、弁ホルダ６を案内するホルダガイド部５ｄとして機能する。なお、ホルダガイド部５ｄは、支持部材５と一体に設けるようにしてもよいし、支持部材５とは別体に設けるようにしてもよい。

【0022】

駆動部としてのステッピングモータ３は、キャン７と、キャン７内に設けられたマグネットロータ３１と、駆動軸としてのロータ軸３２と、不図示のステータコイルと、ステッピングモータ３の回転ストッパ機構８と、を有している。

【0023】

キャン７は、ケース４の上端に溶接などによって気密に固定され、支持部材５およびマグネットロータ３１を収納している。マグネットロータ３１は、その外周部が多極に着磁されており、その中心にロータ軸３２が固定されている。ロータ軸３２は、弁閉状態において、その下端部が、弁ホルダ６の円筒部６１の上端部を貫通し、バネ受け６３の上面に当接するとともに、抜け止め用のフランジ部３２ｃが、ワッシャ６５を介して円筒部６１内に保持されている。また、ロータ軸３２は、その中間部の上側表面に雄ねじ部３２ａが形成されている。この雄ねじ部３２ａは、支持部材５の雌ねじ部５ａに螺合され、これらの雄ねじ部３２ａおよび雌ねじ部５ａによって、駆動部のねじ送り機構１７が構成されている。ねじ送り機構１７は、ステッピングモータ３の回転運動をロータ軸３２の直線運動に変換し、これにより弁体２が軸線Ｌ方向に進退駆動されるようになっている。ステータコイルは、キャン７の外周に配設されており、このステータコイル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３１が回転されてロータ軸３２が回転するようになっている。

【0024】

ステッピングモータ３の回転ストッパ機構８は、キャン７の天井部にガイド支持体８Ａが固定され、ガイド支持体８Ａには、キャン７の天井部の中心から軸心に沿って垂下された円筒状のガイド８６と、ガイド８６の外周に固定された螺旋ガイド８７と、螺旋ガイド８７にガイドされて回転かつ上下動可能な可動スライダ８８と、を備えている。可動スライダ８８には、径方向外側に突出した爪部８８ａが設けられ、マグネットロータ３１には、上方に延びて爪部８８ａと当接する延長部３１ａが設けられ、マグネットロータ３１が回転すると、延長部３１ａが爪部８８ａを押すことで、可動スライダ８８が螺旋ガイド８７に倣って回転かつ上下するようになっている。また、円筒状のガイド８６内部にはロータ軸３２の上部をガイドする筒部材８Ｂが嵌合されている。

【0025】

螺旋ガイド８７には、マグネットロータ３１の最上端位置を規定する上端ストッパ８７ａと、マグネットロータ３１の最下端位置を規定する下端ストッパ８７ｂと、が形成されている。マグネットロータ３１の正回転に伴って下降した可動スライダ８８が下端ストッパ８７ｂに当接すると、この当接した位置で可動スライダ８８が回転不能となり、これによりマグネットロータ３１の回転が規制され、弁体２の下降も停止される。一方、マグネットロータ３１の逆回転に伴って上昇した可動スライダ８８が上端ストッパ８７ａに当接すると、この当接した位置で可動スライダ８８が回転不能となり、これによりマグネットロータ３１の回転が規制され、弁体２の上昇も停止される。

【0026】

なお、電動弁１０における駆動部としてのステッピングモータ３の構造は、前述した
可動スライダ８８の爪部８８ａと当接する延長部３１ａが設けられる形状のものに限らず、例えば、爪部を有するコイル状の従動スライダが支持部材のガイド溝内に螺合されて構成される形状のものであってもよい。

【0027】

次に、本実施形態の駆動部のねじ送り機構１７とロータ軸３２による弁ホルダ６の吊り下げ構造との関係について、図２を参照して説明する。ねじ送り機構１７において、ロータ軸３２の雄ねじ部３２ａと、支持部材５の雌ねじ部５ａと、によって互いに螺合するねじ部が構成されている。このねじ部には、軸線Ｌ方向のバックラッシュがあり、このバックラッシュ量をＢとする。また、弁ホルダ６において、圧縮コイルバネ６４に付勢されたバネ受け（ばね受け部材）６３がスペーサ部（移動規制手段）６７を介してワッシャ（被係止部）６５に当接した状態、すなわち、スペーサ部６７によってバネ受け６３の移動が規制された状態、かつ、ロータ軸３２の先端３２ｄがバネ受け６３に当接した状態、におけるフランジ部３２ｃ上面とワッシャ６５下面との軸線方向のクリアランスをＣとする。このバックラッシュ量ＢとクリアランスＣとの関係が、Ｂ＜Ｃに設定されている。

【0028】

バックラッシュ量ＢとクリアランスＣとの関係が、Ｂ＜Ｃに設定されていることで、図３（Ａ）に示すように、ロータ軸３２が上昇し始めて雄ねじ部３２ａと雌ねじ部５ａとの螺合が緩み、バックラッシュ量Ｂに基づいてロータ軸３２が軸線Ｌに対して傾いた場合でも、ロータ軸３２のフランジ部３２ｃ上面は、図３（Ａ）のＡ１部のように、ワッシャ６５に当接するものの、ロータ軸３２の先端３２ｄはバネ受け６３に当接しないことから２箇所での当接が発生せず、ロータ軸３２がロックされることがない。一方、バックラッシュ量ＢとクリアランスＣとの関係が、Ｂ＜Ｃに設定されていないと、図３（Ｂ）に示すように、ロータ軸３２のフランジ部３２ｃ上面は、図３（Ｂ）のＡ２部のように、ワッシャ６５に当接し、かつ、ロータ軸３２の先端３２ｄも、図３（Ｂ）のＡ３部のように、バネ受け６３に当接する。このような状態の２箇所での当接が発生すると、圧縮コイルバネ６４ の付勢力がバネ受け６３を介してロータ軸３２にも作用するため、特にロータ軸３２がロックされる可能性が高くなる。

【0029】

このような本実施形態の電動弁１０によれば、ねじ送り機構１７におけるねじ部（雄ねじ部３２ａおよび雌ねじ部５ａ）の軸線方向のバックラッシュ量Ｂよりも、ロータ軸３２のフランジ部３２ｃとワッシャ６５との軸線方向のクリアランスＣが大きく（Ｂ＜Ｃ）設定されていることで、ロータ軸３２が支持部材５に対して傾斜したとしても、雄ねじ部３２ａと雌ねじ部５ａとの当接に加え、ロータ軸３２のフランジ部３２ｃが弁ホルダ６内で２箇所以上の複数箇所で当接しにくくなり、すなわち、フランジ部３２ｃを含むロータ軸３２が３箇所以上で当接しながら駆動することを抑制できる。これにより、ロータ軸３２がロックすることを防止して電動弁１０の作動性を良好に維持することができる。

【0030】

また、図４に示すように、本実施形態の電動弁１０において、ねじ送り機構１７におけるねじ部（雄ねじ部３２ａおよび雌ねじ部５ａ）の径方向の外側クリアランスＷ１および内側クリアランスＷ２は、いずれもクリアランスＣよりも小さい（Ｗ１ｏｒＷ２＜Ｃ）に設定されていることが好ましい。この構成によれば、ねじ部の径方向の外側クリアランスＷ１および内側クリアランスＷ２がクリアランスＣよりも小さく設定されていることで、ロータ軸３２の径方向の振れを制限することができ、ロータ軸３２の傾きを抑制することができる。

【0031】

また、図５に示すように、本実施形態の電動弁１０において、弁ホルダ６とガイド孔（ホルダガイド）５ｃとの径方向のクリアランスＣＬ１と、ロータ軸３２のフランジ部３２ｃとスペーサ部６７との径方向のクリアランスＣＬ２と、ロータ軸３２とワッシャ６５との径方向のクリアランスＣＬ３と、は、いずれもクリアランスＣよりも大きく（Ｃ＜ＣＬ１ｏｒＣＬ２ｏｒＣＬ３）設定されていることが好ましい。この構成によれば、ロータ軸３２および弁ホルダ６に係る各部のクリアランスＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３がクリアランスＣよりも大きく設定されていることで、ロータ軸３２が傾いた場合でも各部のクリアランスＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３部分で隙間が確保できるので、ロータ軸３２におけるフランジ部３２ｃが２箇所以上の複数箇所で当接することを防いでロータ軸３２のロックを防止することができる。

【0032】

次に、本発明の冷凍サイクルシステムを図６に基づいて説明する。図６は、本発明の冷凍サイクルシステムの一例を示す図である。図６において、符号１００は前述した実施形態の電動弁１０を用いた膨張弁であり、２００は室外ユニットに搭載された室外熱交換器、３００は室内ユニットに搭載された室内熱交換器、４００は四方弁を構成する流路切換弁、５００は圧縮機である。電動弁１００、室外熱交換器２００、室内熱交換器３００、流路切換弁４００、および圧縮機５００は、それぞれ導管によって図示のように接続され、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ある。

【0033】

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。冷房運転時には、図６に実線の矢印で示したように、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に流入され、この室外熱交換器２００は凝縮器として機能し、室外熱交換器２００から流出された液冷媒は膨張弁１００を介して室内熱交換器３００に流入され、この室内熱交換器３００は蒸発器として機能する。

【0034】

一方、暖房運転時には、図６に破線の矢印で示したように、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。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、また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。なお、図６においては、冷房運転時に室外熱交換器２００から液冷媒が膨張弁１００の第１の１０１に流入し、暖房運転時には、室内熱交換器３００からの液冷媒が膨張弁１００の第２の継手管１０２に流入するように冷凍サイクルに膨張弁１００を設けているが、これに限らず、冷房運転時に室外熱交換器２００からの液冷媒が膨張弁１００の第２の継手管１０２に流入し、暖房運転時には室内熱交換器３００からの液冷媒が膨張弁１００の第１の継手管１０１に流入するように膨張弁１００を冷凍サイクルに設けてもよい。

【0035】

以上の本発明の冷凍サイクルシステムによれば、前述したように、膨張弁１００として用いられる電動弁１０が、ロータ軸３２のロックが防止されて良好に作動するので、不具合が生じ難い冷凍サイクルシステムとすることができる。

【0036】

なお、本発明の冷凍サイクルシステムの具体的な構成は、前述した実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更も本発明に含まれる。例えば、前述した実施形態では、電動弁１０を、冷凍サイクルシステムの膨張弁として使用したが、これに限定されず、例えば、ビル用のマルチエアコン等の室内機側の絞り装置等、他のシステムにも適用することができる。

【符号の説明】

【0037】

１ 弁本体
１Ｃ 弁室
２ 弁体（弁部材）
２１ ニードル部
３ ステッピングモータ（駆動部）
３２ ロータ軸（駆動軸）
３２ａ 雄ねじ部
３２ｃ フランジ部
５ 支持部材
５ａ 雌ねじ部
５ｃ ガイド孔（ホルダガイド）
６ 弁ホルダ
６２ ボス部（弁支持部）
６３ バネ受け（ばね受け部材）
６５ ワッシャ（被係止部）
６７ スペーサ部（移動規制手段）
１０ 電動弁
１３ 弁座部
１４ 弁ポート
１７ ねじ送り機構
１００ 膨張弁
２００ 室外熱交換器（凝縮器、蒸発器）
３００ 室内熱交換器（凝縮器、蒸発器）
４００ 流路切換弁
５００ 圧縮機
Ｂ バックラッシュ量
Ｃ クリアランス
ＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３ クリアランス
Ｗ１ 外側クリアランス
Ｗ２ 内側クリアランス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】