特許 7453091 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】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-11

(45)【発行日】2024-03-19

(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 20060101AFI20240312BHJP

   F16K 1/32 20060101ALI20240312BHJP

   F25B 41/35 20210101ALI20240312BHJP

【ＦＩ】

F16K31/04 Z

F16K1/32 B

F25B41/35

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020137902

(22)【出願日】2020-08-18

(65)【公開番号】P2022034213

(43)【公開日】2022-03-03

【審査請求日】2022-03-24

【前置審査】

(73)【特許権者】

【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】土井 琢郎

(72)【発明者】

【氏名】樋口 智之

(72)【発明者】

【氏名】中川 大樹

【審査官】橋本 敏行

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－３２９６９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１４８６４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１５１２８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０９５３８７７２（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１９０４９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｋ ３１／０４

Ｆ１６Ｋ １／３２

Ｆ２５Ｂ ４１／３５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

弁ポートと弁室を有する弁本体と、前記弁ポートを開閉する弁体と、駆動軸を回転駆動する駆動部と、前記駆動軸の回転に伴い該駆動軸を軸線方向に進退移動させるねじ送り機構と、を備えた電動弁であって、
前記弁体は、
前記駆動軸の進退移動に伴い前記弁ポートに対して近接または離間する弁部と、
前記駆動軸の先端部と前記弁部の基端部とに亘って設けられる筒状の弁ホルダと、
前記弁ホルダに内蔵されて前記弁部を弁閉方向に付勢するばね部材と、を有して構成され、
前記ねじ送り機構は、
前記弁本体に固定される支持部材と、
前記支持部材に設けられて前記駆動軸と螺合される第１ねじ部と、
前記駆動軸に設けられて前記第１ねじ部と螺合される第２ねじ部と、を有して構成され、
前記弁本体には、前記支持部材よりも前記弁ポート側に位置して前記弁ホルダを軸線方向に沿って案内する案内面を有した案内部が設けられ、
前記駆動軸の先端部と前記弁ホルダとが軸線方向に進退可能に係合するとともに、前記駆動軸の先端部と前記弁ホルダとの間には径方向の隙間が設けられ、
前記駆動部は、内部にロータ室を形成するケースを有し、前記支持部材には、その外周側の固定部を軸線方向に貫通する均圧孔が形成され、前記ロータ室は、前記均圧孔によって前記支持部材と前記案内部との間の中間空間に連通され、
前記案内部における前記案内面よりも径方向外側には、前記弁室と前記中間空間とを連通する連通路が設けられ、
前記支持部材の下端部と前記案内部の上端部との間には、隙間が形成され、前記隙間の幅寸法は、前記均圧孔の径寸法よりも小さく形成され、
前記連通路、前記中間空間および前記均圧孔で構成されるルートによって前記弁室と前記ロータ室との均圧が図られていることを特徴とする電動弁。

【請求項2】

前記案内部は、前記弁本体に固定される筒状の案内部材で構成されるか、または、前記弁本体と一体に形成された案内面で構成されることを特徴とする請求項１に記載の電動弁。

【請求項3】

前記支持部材は、前記第１ねじ部よりも前記弁ポート側に設けられて前記弁ホルダの外周面を覆う筒状部を有し、
前記筒状部の内周面と前記弁ホルダの外周面との隙間寸法Ｓ１よりも、前記案内部の内周面と前記弁ホルダの外周面との隙間寸法Ｓ２が小さいことを特徴とする請求項１または２に記載の電動弁。

【請求項4】

前記案内部における前記弁ホルダを軸線方向に沿って案内する部分の長さ寸法Ｌ１は、前記弁ホルダの外径寸法Ｌ２よりも大きいことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の電動弁。

【請求項5】

前記弁体が全開位置にあるときに前記弁ホルダの先端部が前記案内部の先端部よりも前記弁ポート側に突出して設けられることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の電動弁。

【請求項6】

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１～５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、空気調和機の冷凍サイクルに設けられる電動弁として、内部に弁室を有して一次および二次の継手が接続される弁ハウジング（弁本体）と、コイルからの電磁力によって回転駆動されるマグネットロータおよびロータ軸（駆動軸）を有した電動モータ（駆動部）と、電動モータにより回転駆動されたロータ軸を軸線方向に進退移動させるねじ送り機構と、ロータ軸の進退移動により軸線方向に進退駆動される弁体と、を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この電動弁では、弁本体にガイド部材（支持部材）が固定され、このガイド部材の雌ねじ部にロータ軸の雄ねじ部が螺合されるとともに、ガイド部材のガイド孔に弁体の弁ホルダがガイドされるようになっており、電動モータによって軸線方向に進退駆動される弁体のニードル弁（弁部）が弁室の弁ポートを開閉する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－１９０４９６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、ガイド部材に設けられたガイド孔に弁ホルダがガイドされる構成となっており、このガイド部材が弁本体の弁ポートから離れた位置に設けられているため、軸線に対する弁体の案内精度が高めにくいという問題がある。また、ガイド部材は樹脂成形品で構成され、金属製の固定部材を介して弁本体に溶接固定されることもあるが、金属製の固定部材を介して弁本体に溶接固定する場合、成形精度や固定時の位置精度が低いと、軸線に対してガイド孔が芯ずれしたり傾斜したりする可能性があり、弁体の案内精度が低下してしまう。このようにガイド孔の芯ずれや傾斜が生じると、弁部が弁ポートの中心からずれたり軸線に対して傾いたりした状態で着座する可能性があり、弁閉しているにも関わらず冷媒が漏れる弁漏れが発生する可能性があるとともに、弁部と弁座部との当接部分に偏った応力集中が起き、局所的な変形や摩耗が進展して耐久性が低下する可能性がある。

【0005】

本発明の目的は、弁ポートに対する弁部の偏心や傾きを抑制することでシール性や耐久性を高め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、弁ポートと弁室を有する弁本体と、前記弁ポートを開閉する弁体と、駆動軸を回転駆動する駆動部と、前記駆動軸の回転に伴い該駆動軸を軸線方向に進退移動させるねじ送り機構と、を備えた電動弁であって、前記弁体は、前記駆動軸の進退移動に伴い前記弁ポートに対して近接または離間する弁部と、前記駆動軸の先端部と前記弁部の基端部とに亘って設けられる筒状の弁ホルダと、前記弁ホルダに内蔵されて前記弁部を弁閉方向に付勢するばね部材と、を有して構成され、前記ねじ送り機構は、前記弁本体に固定される支持部材と、前記支持部材に設けられて前記駆動軸と螺合される第１ねじ部と、前記駆動軸に設けられて前記第１ねじ部と螺合される第２ねじ部と、を有して構成され、前記弁本体には、前記支持部材よりも前記弁ポート側に位置して前記弁ホルダを軸線方向に沿って案内する案内面を有した案内部が設けられ、前記駆動軸の先端部と前記弁ホルダとが軸線方向に進退可能に係合するとともに、前記駆動軸の先端部と前記弁ホルダとの間には径方向の隙間が設けられ、前記駆動部は、内部にロータ室を形成するケースを有し、前記支持部材には、その外周側の固定部を軸線方向に貫通する均圧孔が形成され、前記ロータ室は、前記均圧孔によって前記支持部材と前記案内部との間の中間空間に連通され、前記案内部における前記案内面よりも径方向外側には、前記弁室と前記中間空間とを連通する連通路が設けられ、前記支持部材の下端部と前記案内部の上端部との間には、隙間が形成され、前記隙間の幅寸法は、前記均圧孔の径寸法よりも小さく形成され、前記連通路、前記中間空間および前記均圧孔で構成されるルートによって前記弁室と前記ロータ室との均圧が図られていることを特徴とする。

【0007】

このような本発明によれば、弁体は、弁部と弁ホルダとばね部材とを有して構成され、ねじ送り機構は、支持部材の第１ねじ部と駆動軸の第２ねじ部とによって構成され、支持部材よりも弁ポート側に位置する案内部によって弁ホルダが軸線方向に案内されるので、弁ホルダの軸線に対する案内精度を高めることができ、弁ポートに対する弁部の偏心や傾きを抑制することができる。したがって、弁ポートに対して偏心や傾きなく弁部を着座させることで、弁閉時における弁漏れの発生を抑制するとともに、弁部と弁ポートとの当接部分の局所的な変形や摩耗を抑制して耐久性を向上させることができる。

【0008】

この際、前記案内部は、前記弁本体に固定される筒状の案内部材で構成されるか、または、前記弁本体と一体に形成された案内面で構成されることが好ましい。この構成によれば、弁本体とは別体の案内部材で案内部が構成される場合には、案内部材として、弁本体とは材質や成形方法が異なる部材を選択することができる。一方、弁本体と一体に形成された案内面で案内部が構成される場合には、部品点数を削減できるとともに、弁ポートと案内面との位置精度を高めることで、弁ホルダの案内精度を高めることができる。なお、案内面は、弁室を挟んで弁ポートの反対側（駆動部側）に設けられていてもよいし、弁ポートを構成する弁座部から軸線方向に延びる筒状の部位の内面で構成されていてもよい。

【0009】

また、前記支持部材は、前記第１ねじ部よりも前記弁ポート側に設けられて前記弁ホルダの外周面を覆う筒状部を有し、前記筒状部の内周面と前記弁ホルダの外周面との隙間寸法Ｓ１よりも、前記案内部の内周面と前記弁ホルダの外周面との隙間寸法Ｓ２が小さいことが好ましい。この構成によれば、支持部材の筒状部の内周面と弁ホルダの外周面との隙間寸法Ｓ１よりも、案内部の内周面と弁ホルダの外周面との隙間寸法Ｓ２が小さい（Ｓ１＞Ｓ２）ことで、支持部材の筒状部が軸線に対して芯ずれしたり傾斜したりした場合でも、筒状部が弁ホルダに干渉しにくくなり、弁体の案内精度を損ねないようにできる。

【0010】

また、前記案内部における前記弁ホルダを軸線方向に沿って案内する部分の長さ寸法Ｌ１は、前記弁ホルダの外径寸法Ｌ２よりも大きいことが好ましい。この構成によれば、案内部により弁ホルダを案内する部分の長さ寸法Ｌ１が弁ホルダの外径寸法Ｌ２よりも大きい（Ｌ１＞Ｌ２）ことで、弁ホルダの案内長さを確保することができ、弁ホルダの傾きを抑制することができる。

【0011】

また、前記弁体が全開位置にあるときに前記弁ホルダの先端部が前記案内部の先端部よりも前記弁ポート側に突出して設けられることが好ましい。この構成によれば、全開位置にある弁体の弁ホルダが案内部の先端部よりも突出していることで、弁室内の流体の流れを安定させることができる。すなわち、全開時に弁ホルダが案内部の内部に没入してしまうと、案内部の先端部が弁室に開口する状態となり、この開口周辺の形状が複雑になって流体の流れが乱れてしまう可能性がある。

【0012】

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】

【0013】

本発明の電動弁および冷凍サイクルシステムによれば、弁ポートに対する弁部の偏心や傾きを抑制することでシール性や耐久性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態に係る電動弁を示す縦断面図である。

【図2】前記電動弁の弁閉状態における要部を拡大して示す縦断面図である。

【図3】前記電動弁の要部を示す横断面図であり、図１、２にＡ－Ａ線で示す位置の断面図である。

【図4】前記電動弁の弁開状態における要部を拡大して示す縦断面図である。

【図5】前記電動弁の変形例を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を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明の一実施形態に係る電動弁を図１～図４に基づいて説明する。図１に示すように、本実施形態の電動弁１０は、弁本体１と、弁体２と、駆動部３と、ねじ送り機構４と、案内部材５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の図面における上下に対応する。

【0016】

弁本体１は、切削加工されたＳＵＳや黄銅等の金属製の部材であって、その内部に円筒状の弁室１Ａが形成され、側面に第１ポート１Ｂが形成され、底面に第２ポート１Ｃが形成され、第２ポート１Ｃの上側に弁座部１Ｄが形成されている。弁本体１の第１ポート１Ｂには、弁室１Ａに連通して冷媒が流入又は流出される第１継手管１１が取り付けられ、第２ポート１Ｃには、弁室１Ａに連通して冷媒が流出又は流入される第２継手管１２が取り付けられている。弁座部１Ｄには、断面円形状の弁ポート１３が形成されている。また、弁本体１には、弁室１Ａよりも軸線Ｌ方向の上側に延びて後述する案内部材５を収容する第１筒部１４と、第１筒部１４の上側に延びて第１筒部１４よりも内径の大きい第２筒部１５と、が形成されている。第２筒部１５の上端縁には、駆動部３の外殻を構成するケース１６が固定されている。

【0017】

弁体２は、図２に示すように、弁座部１Ｄに対して近接または離間して弁ポート１３を開閉するニードル部２１を有する弁部２Ａと、弁部２Ａの基端部２２を保持する円筒状の弁ホルダ２Ｂと、弁ホルダ２Ｂに内蔵されて後述するねじ軸３２先端の拡径部３２ｃに当接するばね受２Ｃと、弁部２Ａの基端部２２とばね受２Ｃとの間に圧縮状態で介装されるばね部材である圧縮ばね２Ｄと、ねじ軸３２の拡径部３２ｃと弁ホルダ２Ｂの上壁部との間に介装されるスラストワッシャ２Ｅと、を有して構成される。弁部２Ａ、弁ホルダ２Ｂ、ばね受２Ｃ、圧縮ばね２Ｄおよびスラストワッシャ２Ｅは、軸線Ｌを中心とする同軸上に配設され、弁体２は、駆動部３によって軸線Ｌ方向に沿って進退駆動される。弁部２Ａは、基端部２２から上方（駆動部３側）に突出した突起部２３を有し、この突起部２３が圧縮ばね２Ｄに挿入されている。弁ホルダ２Ｂの上壁部には、ねじ軸３２を挿通させる挿通孔２４が形成され、ねじ軸３２の拡径部３２ｃは、スラストワッシャ２Ｅを介して弁ホルダ２Ｂの上壁部に係合している。スラストワッシャ２Ｅは、ねじ軸３２の拡径部３２ｃと弁ホルダ２Ｂの上壁部に当接可能になっており、その当接面同士の摩擦力が極めて小さくなり、これによりねじ軸３２の回転が弁ホルダ２Ｂに伝達されにくくなっている。

【0018】

駆動部３は、電動モータとしてのステッピングモータ３Ａと、ステッピングモータ３Ａの回転を規制するストッパ機構３Ｂと、を備える。ステッピングモータ３Ａは、外周部が多極に着磁されたマグネットロータ３１と、ケース１６の外周に配設された図示しないステータコイルと、マグネットロータ３１に固定された駆動軸としてのねじ軸３２と、を備えている。ねじ軸３２は、固定部材３２ａを介してマグネットロータ３１に固定されるとともに、軸線Ｌに沿って延び、その上端部はストッパ機構３Ｂのガイド３３に挿入されている。ねじ軸３２の中間部には第２ねじ部としての雄ねじ部３２ｂが一体に形成され、この雄ねじ部３２ｂが支持部材４Ａの雌ねじ部４１ａに螺合している。ねじ軸３２の先端部には、弁体２の弁ホルダ２Ｂに係合する拡径部３２ｃが形成されている。

【0019】

ストッパ機構３Ｂは、ケース１６の天井部から垂下された円筒状のガイド３３と、ガイド３３の外周に固定されたガイド線体３４と、ガイド線体３４にガイドされて回転かつ上下動可能な可動スライダ３５と、を備えている。可動スライダ３５には、径方向外側に突出した爪部３５ａが設けられ、マグネットロータ３１が回転して爪部３５ａを押すことで、可動スライダ３５がガイド線体３４に倣って回転かつ上下するようになっている。ガイド３３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３３ａが形成され、ガイド線体３４には、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３４ａが形成されている。これらの上端ストッパ３３ａおよび下端ストッパ３４ａに可動スライダ３５の爪部３５ａが当接することで、可動スライダ３５の回転が停止され、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の上昇または下降も停止される。

【0020】

ねじ送り機構４は、ステッピングモータ３Ａにより回転するねじ軸３２を軸線Ｌ方向に進退移動させることで弁体２を進退させるものであって、支持部材４Ａを備えている。支持部材４Ａは、樹脂成形品である支持部材本体４１と、支持部材本体４１にインサート成形される金属製の固定部４２と、を備え、固定部４２が弁本体１の第２筒部１５の上端縁に溶接固定されている。支持部材本体４１は、ねじ軸３２の雄ねじ部３２ｂと螺合される第１ねじ部としての雌ねじ部４１ａと、雌ねじ部４１ａよりも弁ポート１３側に設けられて弁ホルダ２Ｂの外周面を覆う筒状部４１ｂと、を有して形成されている。筒状部４１ｂの周方向の複数箇所には、径方向に貫通して筒状部４１ｂ内部とケース１６の内部（ロータ室）とを連通させる均圧孔４１ｃが設けられている。また、固定部４２の周方向の複数箇所には、軸方向に貫通して弁本体１の第２筒部１５内部とケース１６の内部（ロータ室）とを連通させる均圧孔４２ａが設けられている。ねじ送り機構４は、ねじ軸３２の雄ねじ部３２ｂと支持部材４Ａの雌ねじ部４１ａとが螺合しているとともに、マグネットロータ３１によってねじ軸３２が回転駆動されることで、マグネットロータ３１およびねじ軸３２を軸線Ｌ方向に進退移動させ、これに伴って弁体２も軸線Ｌに沿って上昇または下降する。

【0021】

案内部材５は、例えばＳＵＳや黄銅等の金属製、あるいはＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の樹脂製であり、全体円筒状の部材であって、支持部材４Ａよりも弁ポート１３側に位置して設けられ（すなわち、案内部材５の上端部と支持部材４Ａの下端部との間には隙間が設けられ）、弁本体１の第１筒部１４に挿入されるとともに、第１筒部１４の上端部のカシメ部１４ａにカシメ固定されている。案内部材５は、カシメ部１４ａにカシメ固定される円環状の鍔部５１と、鍔部５１の下側に連続して第１筒部１４に圧入される圧入部５２と、圧入部５２の下側に連続して圧入部５２よりも薄肉に形成された円筒部５３と、を有している。鍔部５１、圧入部５２および円筒部５３の内周面は同一の内径を有して連続する円柱状の案内面５Ａとなっており、案内面５Ａは、弁ホルダ２Ｂの外周面とわずかな隙間を介して対向し、弁ホルダ２Ｂを軸線Ｌ方向に沿って案内する案内部を構成している。また、図３にも示すように、弁室１Ａと第２筒部１５の内部空間とを連通する連通路としてのＤカット部５４が、鍔部５１および圧入部５２の外周側に２箇所設けられており、これらのＤカット部５４を介して、弁室１Ａと第２筒部１５の内部空間とが連通されている。

【0022】

案内部材５は、図２に示すように、その高さ寸法であり案内面５Ａの軸線方向に沿った長さ寸法Ｌ１が、弁ホルダ２Ｂの外径寸法Ｌ２よりも大きく形成されており（Ｌ１＞Ｌ２）、案内面５Ａの長さ寸法Ｌ１は、弁ホルダ２Ｂの外径寸法Ｌ２の１．５倍以上であることが好ましい。案内部材５の案内面５Ａと弁ホルダ２Ｂの外周面との間には隙間が形成されており、支持部材４Ａの筒状部４１ｂの内周面と弁ホルダ２Ｂの外周面との隙間寸法Ｓ１よりも、案内面５Ａと弁ホルダ２Ｂの外周面との隙間寸法Ｓ２が小さく設定されている。また、図２に示す弁閉時において、ねじ軸３２の拡径部３２ｃ上面とスラストワッシャ２Ｅの下面との間には間隔寸法Ｓ３の隙間が形成され、図４に示す弁開時において、ねじ軸３２の拡径部３２ｃ先端面とばね受２Ｃの上面との間には間隔寸法Ｓ３の隙間が形成されるようになっている。すなわち、弁開時には、ねじ軸３２の拡径部３２ｃにスラストワッシャ２Ｅを介して弁ホルダ２Ｂが吊り下げ支持されており、ねじ軸３２から弁体２に対して圧縮ばね２Ｄの付勢力が作用しないようになっている。また、図４に示す弁開時（全開時）において、弁ホルダ２Ｂの先端部が案内部材５の先端部よりも弁ポート１３側に突出して設けられている。

【0023】

次に、電動弁１０の動作について説明する。図４に示す弁開状態からステッピングモータ３Ａを駆動してねじ軸３２を回転させると、ねじ送り機構４によってねじ軸３２が下降し、これに伴って弁体２も下降し、ニードル部２１が弁ポート１３に挿入されていく。さらにねじ軸３２を回転させて下降させると、弁体２が弁座部１Ｄに当接した状態、すなわち、ニードル部２１の基端部のテーパ面２１ａが弁座部１Ｄの上面角部に着座するが、着座した瞬間においては、ねじ軸３２の拡径部３２ｃ先端がばね受２Ｃに当接していないため、弁体２に対して圧縮ばね２Ｄの付勢力が作用していないため、ニードル部２１と弁座部１Ｄとの間に摺れ回りの摩擦力が生じないようになっている。さらにねじ軸３２を回転させて下降させると、図２に示すように、ねじ軸３２の拡径部３２ｃ先端がばね受２Ｃに当接し、ばね受２Ｃを押し下げることで、圧縮ばね２Ｄの付勢力が弁体２に作用し、ニードル部２１が弁座部１Ｄに押し付けられて弁閉状態が維持される。

【0024】

なお、本実施形態の電動弁としては、図１～図４に示す電動弁１０に限らず、図５に示すような構造を備えていてもよい。図５に示す電動弁１０Ａは、弁本体１と一体に形成された案内面１７によって案内部が構成されている点が電動弁１０と相違する。案内面１７は、弁室１Ａと第２筒部１５の内部とを連通するように弁本体１を上下に貫通し、軸線Ｌを中心とした円柱面として形成されている。この案内面１７と弁ホルダ２Ｂの外周面との隙間寸法Ｓ２は、支持部材４Ａの筒状部４１ｂの内周面と弁ホルダ２Ｂの外周面との隙間寸法Ｓ１よりも小さく設定されている。また、案内面１７の軸線Ｌ方向に沿った長さ寸法Ｌ１は、弁ホルダ２Ｂの外径寸法Ｌ２よりも大きく設定されている。また、案内面１７の周囲には、弁室１Ａと第２筒部１５の内部とを連通する連通路としての連通孔１８が１または複数設けられている。

【0025】

以上の本実施形態によれば、ねじ送り機構４の支持部材４Ａよりも弁ポート１３側に案内部材５が設けられ、この案内部材５によって弁ホルダ２Ｂが軸線Ｌ方向に案内されるので、弁ホルダ２Ｂの軸線Ｌに対する案内精度を高めることができ、弁ポート１３に対するニードル部２１の偏心や傾きを抑制することができる。したがって、弁ポート１３に対して偏心や傾きなくニードル部２１を弁座部１Ｄに着座させることで、弁閉時における弁漏れの発生を抑制するとともに、ニードル部２１と弁座部１Ｄとの当接部分の局所的な変形や摩耗を抑制して耐久性を向上させることができる。

【0026】

また、弁本体１とは別体の案内部材５を弁本体１に固定し、この案内部材５の案内面５Ａで弁ホルダ２Ｂを案内することで、案内部材５として、弁本体１とは材質や成形方法が異なる部材を選択することができる。一方、図５に示すように、弁本体１と一体に形成された案内面１７で弁ホルダ２Ｂを案内する構成を採用すれば、部品点数を削減できるとともに、弁ポート１３と案内面１７との位置精度を高めることで、弁ホルダ２Ｂの案内精度を高めることができる。

【0027】

また、支持部材４Ａの筒状部４１ｂの内周面と弁ホルダ２Ｂの外周面との隙間寸法Ｓ１よりも、案内部材５の案内面５Ａまたは弁本体１の案内面１７と弁ホルダ２Ｂの外周面との隙間寸法Ｓ２が小さい（Ｓ１＞Ｓ２）ことで、支持部材４Ａの筒状部４１ｂが軸線に対して芯ずれしたり傾斜したりした場合でも、筒状部４１ｂが弁ホルダ２Ｂに干渉しにくくなり、弁体２の案内精度を損ねないようにできる。

【0028】

また、案内部材５の案内面５Ａまたは弁本体１の案内面１７により弁ホルダ２Ｂを案内する部分の長さ寸法Ｌ１が弁ホルダ２Ｂの外径寸法Ｌ２よりも大きい（Ｌ１＞Ｌ２）ことで、弁ホルダ２Ｂの案内長さを確保することができ、弁ホルダ２Ｂの傾きを抑制することができる。

【0029】

また、全開位置にある弁体２の弁ホルダ２Ｂが案内面５Ａ，１７の先端部よりも弁ポート１３側に突出していることで、弁室１Ａ内の流体の流れを安定させることができる。

【0030】

また、弁開時にねじ軸３２から弁体２に対して圧縮ばね２Ｄの付勢力が作用せず、着座した瞬間にも弁体２に対して圧縮ばね２Ｄの付勢力が作用しないため、ニードル部２１と弁座部１Ｄとの間に摺れ回りの摩擦力が生じないことで、ニードル部２１と弁座部１Ｄとの当接部分の局所的な変形や摩耗を抑制して耐久性をさらに向上させることができる。

【0031】

また、弁室１Ａと第２筒部１５の内部とを連通する連通路（Ｄカット部５４や変形例における連通孔１８）が設けられ、この連通路（Ｄカット部５４や連通孔１８）を介して、弁室１Ａと弁本体１の第２筒部１５の内部空間とが連通されているとともに、案内部の上端部（案内部材５の上端部や変形例における案内面１７の上端部）と支持部材４Ａの下端部との間に隙間が設けられていることで、弁室１Ａとケース１６の内部空間（ロータ室）とを均圧しやすくできる。すなわち、弁本体１の第２筒部１５は、案内部（案内部材５や変形例における案内面１７の上端部）と支持部材４Ａとの隙間、支持部材本体４１の筒状部４１ｂの内部、および均圧孔４１ｃを介してロータ室に連通されるとともに、支持部材４Ａの固定部４２の均圧孔４２ａを介してロータ室に連通され、これらの２通りのルートを介して弁室１Ａとロータ室との均圧が図られるようになっている。

【0032】

次に、本発明の冷凍サイクルシステムを図７に基づいて説明する。図６は、実施形態の冷凍サイクルシステムを示す図である。図において、符号１００は前記各実施形態の電動弁１０，１０Ａ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。膨張弁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側に流れ、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側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。

【0035】

なお、本発明は、前記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、前記実施形態では、家庭用エアコン等の空気調和機に用いられる電動弁１０，１０Ａ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。

【0036】

また、前記実施形態では、駆動部３がステッピングモータ３Ａとストッパ機構３Ｂと、を備えて構成されていたが、このような構成に限らず、駆動部としては、駆動軸を介して弁体を軸線方向に沿って駆動できるものであればよい。また、前記実施形態では、駆動部３のねじ軸３２の雄ねじ部３２ｂが支持部材４Ａの雌ねじ部４１ａに螺合することでねじ送り機構４が構成されていたが、これに限らず、駆動軸の側に雌ねじ（第２ねじ部）が形成され、支持部材の側に雄ねじ（第１ねじ部）が形成され、これらの雄ねじと雌ねじとが螺合することでねじ送り機構が構成されていてもよい。

【0037】

また、前記実施形態では、弁体２の弁部２Ａの先端部が先細形状のニードル部２１とされ、このニードル部２１が弁ポート１３に挿入されて着座する構成であったが、これに限らず、弁部２Ａの先端が平板状に形成され、弁ポートを覆うように着座する構成であってもよい。また、前記実施形態では、弁部２Ａが弁ホルダ２Ｂと別体に形成されて固定される構成であったが、これに限らず、弁部２Ａと弁ホルダ２Ｂとが相対回転可能に接続されていてもよい。また、前記実施形態では、弁部２Ａの基端部２２に圧縮ばね２Ｄが直接当接する構成であったが、弁部２Ａの基端部２２と圧縮ばね２Ｄとの間にスラストワッシャ２Ｅと同様の摩擦力を軽減させる部材が介装されていてもよい。また、弁部２Ａと弁ホルダ２Ｂとが相対回転可能に接続される構成を採用した場合には、ねじ軸３２の先端部と弁ホルダ２Ｂとが相対回転不能に固定されていてもよい。

【0038】

また、前記実施形態では、弁本体１の弁ポート１３に対して弁室１Ａを挟むようにして案内部材５や案内面１７が設けられていた（すなわち、案内部材５の下端や案内面１７の下端と弁ポート１３との間に弁室１Ａが設けられていた）が、これに限らず、弁ポートに連続した筒状の案内部が設けられ、この案内部に弁ホルダが案内される構成であってもよい。この際、弁ポートに連続した筒状の案内部には、側面に連通孔が設けられて第１ポートと案内部の内部とが連通されていればよく、筒状の案内部の内部空間が弁室として機能すればよい。この際、筒状の案内部は、弁本体と一体に形成されてもよいし、弁本体と別体に形成されて弁本体に固定されてもよい。さらに、弁本体と弁座部材とが別体に形成される場合には、弁座部材に筒状の案内部が一体に設けられていてもよい。

【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 弁本体
１Ａ 弁室
２ 弁体
２Ａ 弁部
２Ｂ 弁ホルダ
２Ｄ 圧縮ばね
３ 駆動部
４ ねじ送り機構
４Ａ 支持部材
５ 案内部材（案内部）
１３ 弁ポート
１７ 案内面（案内部）
２２ 基端部
３２ ねじ軸（駆動軸）
３２ｂ 雄ねじ部（第２ねじ部）
４１ａ 雌ねじ部（第１ねじ部）
１００ 膨張弁（電動弁）
２００ 室外熱交換器（凝縮器又は蒸発器）
３００ 室内熱交換器（蒸発器又は凝縮器）
４００ 流路切換弁
５００ 圧縮機

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】