特許 7474892 電動弁及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】2024-04-17

(45)【発行日】2024-04-25

(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 20060101AFI20240418BHJP

   F16K 1/44 20060101ALI20240418BHJP

   F25B 41/26 20210101ALI20240418BHJP

【ＦＩ】

F16K31/04 Z

F16K1/44 Z

F25B41/26 Z

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2023038527

(22)【出願日】2023-03-13

(62)【分割の表示】P 2019192915の分割

【原出願日】2019-10-23

(65)【公開番号】P2023068024

(43)【公開日】2023-05-16

【審査請求日】2023-03-13

(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】北見 雄希

(72)【発明者】

【氏名】小池 亮司

【審査官】笹岡 友陽

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１３２３４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０２－１１６０７４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開平０３－１０７５７２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００６－２６６６６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１５４３４２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｋ ３１／０４

Ｆ１６Ｋ １／４４

Ｆ２５Ｂ ４１／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

弁ハウジングの主弁室内に設けられた主弁ポートの周縁に形成された主弁座と近接または離隔する主弁体を備えるとともに、前記主弁体の内部の副弁室内に設けられた副弁ポートの周縁に形成された副弁座と近接または離隔する副弁体とを備える二段式の電動弁であって、
前記副弁体と、前記主弁体とは、互いに直接接触する当接部をそれぞれ備え、
前記副弁体が、前記弁ハウジングの軸線を中心線とする円柱からなるストレート部を有し、前記ストレート部の外径は、前記副弁ポートの内径よりも小さく、
前記主弁体が前記主弁座に着座するとともに前記ストレート部が前記副弁ポート内に位置することで前記副弁体と前記副弁ポートとの隙間からなる第１絞り部が形成された状態において、前記副弁体が前記当接部により前記主弁体と当接することで、前記副弁体が前記主弁体を前記主弁座に押し付けるよう構成されていることを特徴とする電動弁。

【請求項2】

前記副弁体は、前記当接部と、ニードル部と、を備え、
前記ニードル部は、前記ストレート部と、前記主弁ポート側に向かって縮径するとともに前記ストレート部の前記主弁ポート側に接続されるニードルと、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】

前記当接部より前記副弁ポート側に、前記主弁室と前記副弁室とを連通する導通孔が形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4】

前記副弁体と前記主弁体との前記当接部は、少なくとも一方が段部である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】

前記副弁体と前記主弁体との前記当接部は、一方が前記副弁ポートの軸線を中心軸とするテーパ部であり、他方が前記軸線を中心軸とする段部であ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】

前記主弁座または前記主弁体に、または／および、前記副弁座または前記副弁体に第２の絞り部が形成され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7】

前記第２の絞り部が、溝または孔により構成されてい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、室内熱交換器と、室外熱交換器と、前記室内熱交換器と前記室外熱交換器との間に設けられた電子膨張弁と、前記室内熱交換器に設けられる除湿弁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、前記除湿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、冷凍サイクルシステムなどに使用する電動弁及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、小流量制御域と大流量制御域とで流量制御する電動弁がある。このような電動弁は、室内機に搭載される用途（例えば除湿弁）があり、例えば特開２０１９－１３２３４７号公報（特許文献１）に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－１３２３４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

この種の電動弁は、小流量制御域は例えば除湿運転を行うものであり、この小流量制御域では、主弁座の主弁ポートを主弁体で全閉状態とし、この主弁体に形成された副弁ポートとニードル弁（副弁体）との間の絞り部を冷媒が通過するように構成されている。しかし、一次側または二次側における冷媒流れの脈動などにより圧力変化や配管振動が生じ、主弁体が振動して小流量域の制御性が低下するという問題がある。

【0005】

本発明は、主弁体を主弁座に着座状態とし、この主弁体と主弁座との間の絞り部や、主弁体に形成された副弁ポートとニードル弁との間の絞り部により冷媒の小流量制御域での流量制御を行う二段の流量制御域を有する電動弁において、小流量制御域での主弁体の振動を防止して、小流量域の制御性を向上させることを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の電動弁は、弁ハウジングの主弁室内に設けられた主弁ポートの周縁に形成された主弁座と近接または離隔する主弁体を備えるとともに、前記主弁体の内部の副弁室内に設けられた副弁ポートの周縁に形成された副弁座と近接または離隔する副弁体とを備える二段式の電動弁であって、前記副弁体と、前記主弁体とは、互いに直接接触する当接部をそれぞれ備え、前記副弁体が、前記弁ハウジングの軸線を中心線とする円柱からなるストレート部を有し、前記ストレート部の外径は、前記副弁ポートの内径よりも小さく、前記主弁体が前記主弁座に着座するとともに前記ストレート部が前記副弁ポート内に位置することで前記副弁体と前記副弁ポートとの隙間からなる第１絞り部が形成された状態において、前記副弁体が前記当接部により前記主弁体と当接することで、前記副弁体が前記主弁体を前記主弁座に押し付けるよう構成されていることを特徴とする。

【0007】

また、前記副弁体は、前記当接部と、ニードル部と、を備え、前記ニードル部は、前記ストレート部と、前記主弁ポート側に向かって縮径するとともに前記ストレート部の前記主弁ポート側に接続されるニードルと、を備えることを特徴とする電動弁が好ましい。

【0008】

この際、前記当接部より前記副弁ポート側に、前記主弁室と前記副弁室とを連通する導通孔が形成されることを特徴とする電動弁が好ましい。

【0009】

また、前記副弁体と前記主弁体との前記当接部は、少なくとも一方が段部であることを特徴とする電動弁が好ましい。

【0010】

また、前記副弁体と前記主弁体との前記当接部は、一方が前記副弁ポートの軸線を中心軸とするテーパ部であり、他方が前記軸線を中心軸とする段部であることを特徴とする電動弁が好ましい。

【0011】

また、前記主弁座または前記主弁体に、または／および、前記副弁座または前記副弁体に第２の絞り部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、前記第２の絞り部が、溝または孔により構成されていることを特徴とする電動弁が好ましい。

【0013】

本発明の冷凍サイクルシステムは、圧縮機と、室内熱交換器と、室外熱交換器と、前記室内熱交換器と前記室外熱交換器との間に設けられた電子膨張弁と、前記室内熱交換器に設けられる除湿弁とを含む冷凍サイクルシステムであって、前記電動弁が、前記除湿弁として用いられていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明の電動弁及び冷凍サイクルシステムによれば、副弁体と副弁ポートとの間の絞り部（隙間）による、または、主弁体と主弁座との間や副弁体と副弁座との間の絞り部による小流量制御の状態では、副弁体と主弁体との当接部（副弁体と主弁体の間にバネを介したものも含む）が当接し、副弁体が主弁体を主弁座に押し付けるので、主弁ポートでの流体の圧力変化や配管振動が生じても、主弁体が振動することなく、小流量域の制御性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【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主弁体の全開状態で運転停止時、または冷房運転時の縦断面図である。

【図3】第１実施形態の電動弁の小流量制御域状態の要部拡大縦断面図である。

【図4】第２実施形態の電動弁の小流量制御域状態の要部拡大縦断面図である。

【図5】第２実施形態における第２絞り部の実施例１及び実施例２を示す図である。

【図6】第１及び第２実施形態の電動弁の小流量制御域状態でのニードル部と副弁ポートの拡大図である。

【図7】第１及び第２実施形態の変形例を示す図である。

【図8】第３実施形態の電動弁の小流量制御域状態の要部拡大縦断面図である。

【図9】第４実施形態の電動弁の小流量制御域状態の要部拡大縦断面図である。

【図10】第５実施形態の電動弁の小流量制御域状態の要部拡大縦断面図である。

【図11】第６実施形態の電動弁の小流量制御域状態の要部拡大縦断面図である。

【図12】本発明の実施形態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】

【0016】

次に、本発明の電動弁及び冷凍サイクルシステム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は第１実施形態の電動弁の主弁体の全開状態で運転停止時、または冷房運転時の縦断面図、図３は第１実施形態の電動弁の小流量制御域状態の要部拡大縦断面図である。なお、以下の説明における「上下」の概念は図１及び図２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」としてのニードル弁４と、駆動部５と、を備えている。

【0017】

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側には円筒状の主弁座１３が形成され、この主弁座１３の内側は主弁ポート１３ａとなっており、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。主弁ポート１３ａは軸線Ｌを中心とする円柱形状の透孔（貫通した孔）である。なお、第１継手管１１及び第２継手管１２は、弁ハウジング１に対してろう付け等により固着されている。

【0018】

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の内周面内に圧入される圧入部２１と、圧入部２１より小径で圧入部２１の上下に位置する略円柱状のガイド部２２，２３と、上側のガイド部２２の上部に延設されたホルダ部２４と、圧入部２１の外周に設けられたリング状のフランジ部２５とを有している。圧入部２１、ガイド部２２，２３、ホルダ部２４は樹脂製の一体品として構成されている。また、フランジ部２５は、例えば、黄銅、ステンレス等の金属板であり、このフランジ部２５は、インサート成形により樹脂製の圧入部２１と共に一体に設けられている。なお、フランジ部２５には主弁室１Ｒと後述するケース１４内とを弁軸の軸線Ｌ方向に連通する孔（不図示）が設けられている。

【0019】

ガイド部材２は、圧入部２１により弁ハウジング１に組み付けられ、フランジ部２５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、圧入部２１及び上下のガイド部２２，２３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２４の中心には、ガイド孔２Ａと同軸の雌ねじ部２４ａとそのねじ孔が形成されている。そして、下側のガイド部２３の内側でガイド孔２Ａ内には主弁体３が配設されている。

【0020】

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、円柱状のニードルガイド孔３２ａを有する保持部３２と、ニードルガイド孔３２ａの底部を構成する副弁座３３と、保持部３２の端部に設けられたリテーナ３４と、を有している。また、ニードルガイド孔３２ａの下側にはこのニードルガイド孔３２ａに連なる副弁室３Ｒとなっており、この副弁室３Ｒとニードルガイド孔３２ａとの境界に「当接部」としての段部３ａが形成されている。保持部３２のニードルガイド孔３２ａ内には、後述のロータ軸５１に取り付けられたワッシャ４３とロータ軸５１と一体に形成されたニードル弁４のガイド用ボス部４１とが挿通されている。なお、リング状のリテーナ３４は保持部３２の上端に嵌合固着または溶接等により固着されている。

【0021】

また、リテーナ３４とガイド孔２Ａの上端部との間には、主弁ばね３５が配設されており、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。副弁座３３の中心には軸線Ｌを中心とする円筒形状の副弁ポート３３ａが形成されている。また、段部３ａより下側で保持部３２の側面の一箇所には、副弁室３Ｒと主弁室１Ｒとを導通する導通孔３２ｂが形成されており、副弁体としてのニードル弁４が副弁ポート３３ａを開状態としたとき、主弁室１Ｒ、副弁室３Ｒ、副弁ポート３３ａ及び主弁ポート１３ａが導通する。さらに、主弁室１Ｒとケース１４の内部は、フランジ部２５に設けられた弁軸の軸線Ｌ方向に連通する孔（不図示）により連通され、ケース１４の内部とガイド部材２の内部は、ガイド部材２の上部に設けられた連通孔により連通され、主弁体３の上部と主弁体３の段部３ａ直上の空間は、ワッシャ４３の外周及びニードル弁４のガイド用ボス部４１の外周と主弁体３のニードルガイド孔３２ａの内周との隙間により連通されることで、主弁室１Ｒと副弁室３Ｒが連通する。

【0022】

「副弁体」としてのニードル弁４は、ロータ軸５１の下端部にこのロータ軸５１と一体に形成されており、このニードル弁４はガイド用ボス部４１とニードル部４２とで構成されている。ガイド用ボス部４１はニードル部４２側に向かって徐々に径が小さくなる円錐台状の「当接部」としてのテーパ部４１ａを有し、このテーバ部４１ａは主弁体３の段部３ａ（当接部）に当接可能となっている。また、ニードル部４２はテーパ部４１ａの端部に連結されている。また、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が配設されている。そして、ワッシャ４３とガイド用ボス部４１は、ニードルガイド孔３２ａ内に摺動可能に挿通されている。

【0023】

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の回転によりニードル弁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。

【0024】

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２４ａ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２４ａ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。また、ケース１４の内側天井部で回転ストッパ機構５Ｃを保持する円筒部１４ａ内には、ロータ軸５１の上端に当接するバネ受け５４を介してコイルバネ５５が配設されており、このコイルバネ５５はロータ軸５１を下方に付勢することにより、ねじ送り機構５Ｂにおけるのバックラッシュを防止している。

【0025】

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、ロータ軸５１の雄ねじ部５１ａとガイド部材２の雌ねじ部２４ａ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、ニードル弁４が軸線Ｌ方向に進退移動してニードル弁４が副弁ポート３３ａに対して近接又は離間する。また、ニードル弁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、主弁体３はニードル弁４と共に移動して、主弁座１３から離座する。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。

【0026】

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、ニードル弁４により副弁ポート３３ａの開度が制御され、小流量の制御が行われる。また、例えば冷凍サイクルシステムの圧縮機が停止して流体（冷媒）が停止した状態で、ニードル弁４と主弁体３が上昇されると、図２のように主弁ポート１３ａが全開状態となる。これにより、冷房運転時、第１継手管１１から第２継手管１２へ大流量の流体（冷媒）が流されたり、暖房運転時、第２継手管１２から第１継手管１１へ大流量の流体（冷媒）が流される。

【0027】

図３に示すように、ニードル部４２は、軸線Ｌを中心線とする円柱からなるストレート部４２ａと、先端側にかけて縮径されたニードル４２ｂとから構成されている。また、ストレート部４２ａの外径は、副弁ポート３３ａの内径より小さくなっており、ストレート部４２ａと副弁ポート３３ａとの間には第１の絞り部（隙間）が形成される。そして、この第１絞り部を一定流量の冷媒が流れることにより小流量制御が行われる。また、この小
流量制御の状態では、ニードル弁４のガイド用ボス部４１のテーパ部４１ａが主弁体３の段差部３ａに当接する。そして、このときバックラッシュ防止用のコイルバネ５５の付勢力により、ニードル弁４は主弁体３を主弁座１３側に押圧する。したがって、主弁室１Ｒと主弁ポート１３ａとの間で流体の圧力変化が生じても、主弁体３が振動することなく、小流量域の制御性が向上する。

【0028】

図４は第２実施形態の電動弁の小流量制御域状態の要部拡大縦断面図、図５は第２実施形態における第２絞り部の実施例１及び実施例２を示す図、図６は第１及び第２実施形態の電動弁の小流量制御域状態でのニードル部と副弁ポートの拡大図、図７は第１及び第２実施形態の電動弁の変形例を示す図であり、以下の各実施形態及び変形例において電動弁の全体構成は図１及び図２と同様である。

【0029】

図４の第２実施形態の電動弁でも、ニードル部４２のストレート部４２ａと副弁ポート３３ａとの間で第１の絞り部を構成すること、小流量制御の状態でニードル弁４のテーパ部４１ａが主弁体３の段差部３ａを当接、押圧して、主弁体３が振動することなく、小流量域の制御性が向上することは、第１実施形態と同様である。これに加えて第２実施形態では、主弁体３と主弁座１３との間に第２絞り部Ｐを形成したものである。

【0030】

図５（Ａ）の実施例１は、主弁座１３において主弁ポート１３ａの開口縁に「第２の絞り部Ｐ」としての溝６を形成したものである。溝６は、副弁ポート３３ａとニードル部４２のストレート部４２ａとの第１絞り部により小流量制御が行われるときにも、この溝６により主弁室１Ｒから主弁ポート１３ａに冷媒を流す作用をする。したがって、副弁ポート３３ａとニードル部４２との絞り部の前後の差圧が減少し、この絞り部での冷媒通過音を低減することができる。

【0031】

図５（Ｂ）の実施例２は、主弁３の主弁部３１において「第２の絞り部Ｐ」としての溝６′を形成したものである。そして、実施例１と同様に。溝６′は、副弁ポート３３ａとニードル部４２のストレート部４２ａとの第１絞り部により小流量制御が行われるときにも、この溝６′により主弁室１Ｒから主弁ポート１３ａに冷媒を流す作用をする。したがって、副弁ポート３３ａとニードル部４２との絞り部の前後の差圧が減少し、この絞り部での冷媒通過音を低減することができる。

【0032】

また、図６に示すように、ニードル部４２は、軸線Ｌを中心線とする薄型円柱からなるストレート部４２ａと、先端側にかけて縮径されたニードル４２ｂとから構成されている。また、ストレート部４２ａの外径は、副弁ポート３３ａの内径より小さくなっており、ストレート部４２ａと副弁ポート３３ａとの間には第１絞り部（隙間）が形成される。そして、この第１絞り部を一定流量の冷媒が流れることにより小流量制御が行われる。また、この小流量制御のとき、ストレート部４２ａと副弁ポート３３ａの絞り部に流れ込む冷媒の圧力は、副弁ポート３３ａの副弁室３Ｒ側に形成された溝６（第２絞り部）により軸線Ｌ周りに分散され、副弁座３３とニードル部４２とで構成される第１絞り部の前後の差圧が減少し、この第１絞り部での冷媒通過音を低減することができる。

【0033】

図７の変形例は、ニードル部４２に「第２絞り部」としての溝４ａを形成したものである。溝４ａは、ニードル部４２の前記ガイド用ボス部４４側の付け根部４２ｃからストレート部４２ａの中ほどまで形成したものである。また、この溝４ａは複数（この例では６個）形成され、この溝４ａは、軸線Ｌ周りで等間隔（６０°毎）となる軸線Ｌに対して回転対称な位置に形成されている。さらに、溝４ａの水平断面の面積は軸線Ｌ方向で副弁ポート３３ａに近づくにしたがって小さくなっている。この変形例では、溝４ａはストレート部４２ａの中ほどまでしか形成されていないので、ストレート部４２ａと副弁ポート３３ａとの絞り部の開口面積は実施形態と同様に一定であり、小流量制御のときの流量を一定に保つことができる。

【0034】

そして、この変形例でも、小流量制御のとき、ストレート部４２ａと副弁ポート３３ａの絞り部に流れ込む冷媒の圧力は、ニードル部４２に形成された溝４ａより軸線Ｌ周りに分散され、副弁座３３とニードル部４２とで構成される絞り部の前後の差圧が減少し、この絞り部での冷媒通過音を低減することができる。

【0035】

図８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縦断面図である。この第３実施形態と第１実施形態との違いは、「副弁体」としてのニードル弁４′の構造である。この第３実施形態のニードル弁４′は、ロータ軸５１と一体に形成された薄型のガイド用ボス部４１′と、第１実施形態と同様なニードル部４２と、円柱部４３と、ニードル部４２側に向かって徐々に径が小さくなる円錐台状の「当接部」としてのテーパ部４４とで構成されている。そして、ニードル部４２はテーパ部４４の端部に連結されており、テーバ部４４は主弁体３の段部３ａに当接可能となっている。また、ガイド用ボス部４１′と主弁体３の段差部３ａとの間には、潤滑性樹脂からなる円環状のバネ受け７ａを介してコイルバネ７が配設されている。

【0036】

以上の構成により、第１実施形態と同様に、ニードル部４２のストレート部４２ａと副弁ポート３３ａとの間の第１絞り部を一定流量の冷媒が流れることにより小流量制御が行われ、この小流量制御の状態では、ニードル弁４′のテーパ部４４が主弁体３の段部３ａに当接する。そして、このときコイルバネ７の付勢力により、ニードル弁４′は主弁体３を主弁座１３側に押圧する。したがって、主弁室１Ｒと主弁ポート１３ａとの間で流体の圧力変化が生じても、主弁体３が振動することなく、小流量域の制御性が向上する。

【0037】

図９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縦断面図である。この第４実施形態は第３実施形態のテーパ部４４を無くしたものである。この第４実施形態のニードル弁４″は、ロータ軸５１と一体に形成された薄型のガイド用ボス部４１″（フランジ部）と、１実施形態と同様な「副弁体」としてのニードル部４２と、長尺円錐台状の連結ロッド４３″とで構成されており、ニードル部４２は連結ロッド４３″の端部に連結されている。また、第３実施形態と同様に、ガイド用ボス部４１″と主弁体３の段部３ａとの間には、潤滑性樹脂からなる円環状のバネ受け７ａを介してコイルバネ７が配設されている。そして、コイルバネ７の下端は段部３ａに当接する「当接部」を構成している。

【0038】

以上の構成により、第１実施形態と同様に、ニードル部４２のストレート部４２ａと副弁ポート３３ａとの間の第１絞り部を一定流量の冷媒が流れることにより小流量制御が行われ、この小流量制御の状態では、コイルバネ６の付勢力により、ニードル弁４″は主弁体３を主弁座１３側に押圧する。したがって、主弁室１Ｒと主弁ポート１３ａとの間で流体の圧力変化が生じても、主弁体３が振動することなく、小流量域の制御性が向上する。

【0039】

図１０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縦断面図である。この第５実施形態と第１実施形態との違いは、ニードル弁４のテーパ部４１ａに対向する主弁体３の段差部３ａに溝８を形成したものである。この第５実施形態でも、ニードル部４２のストレート部４２ａと副弁ポート３３ａとの間の第１絞り部で小流量制御が行われること、この小流量制御のとき、ニードル弁４が主弁体３を主弁座１３側に押圧することで、主弁体３が振動することなく、小流量域の制御性が向上することは、第１実施形態と同様である。溝８は、主弁体３のニードルガイド孔３２ａ内とガイド部材２のガイド孔２Ａ内とを副弁室３Ｒに導通し、テーパ部４１ａが主弁体３の段部３ａに当接した状態でもニードル弁４に対する背圧を副弁室３Ｒと均圧するものである。

【0040】

図１１は第６実施形態の電動弁の小流量制御域状態の要部拡大縦断面図である。この第
６実施形態と第１実施形態との違いは、ニードル弁４のテーパ部４１ａに溝９を形成したものである。この第６実施形態でも、ニードル部４２のストレート部４２ａと副弁ポート３３ａとの間の第１絞り部で小流量制御が行われること、この小流量制御のとき、ニードル弁４が主弁体３を主弁座１３側に押圧することで、主弁体３が振動することなく、小流量域の制御性が向上することは、第１実施形態と同様である。溝９はガイド用ボス部４１の外周側からニードル部４２のストレート部４２ａの付け根まで形成したものである。ニードル部４２のストレート部４２ａと副弁ポート３３ａとの間の第１絞り部を一定流量の冷媒が流れることにより小流量制御が行われることは前記各実施形態と同様である。溝９は、主弁体３のニードルガイド孔３２ａ内とガイド部材２のガイド孔２Ａ内とを副弁室３Ｒに導通し、テーパ部４１ａが主弁体３の段部３ａに当接した状態でもニードル弁４に対する背圧を副弁室３Ｒと均圧するものである。

【0041】

次に、図１２に基づいて本発明の冷凍サイクルシステムについて説明する。冷凍サイクルシステムは、例えば、家庭用エアコン等の空気調和機に用いられる。前記実施形態の電動弁１００は、空気調和機の第１室内側熱交換器９１（除湿時冷却器として作動）と第２室内側熱交換器９２（除湿時加熱器として作動）との間に設けられており、圧縮機９５、四方弁９６、室外側熱交換器９４および電子膨張弁９３とともに、ヒ－トポンプ式冷凍サイクルを構成している。第１室内側熱交換器９１と第２室内側熱交換器９２及び電動弁１００は室内に設置され、圧縮機９５、四方弁９６、室外側熱交換器９４および電子膨張弁９３は室外に設置されていて冷暖房装置を構成している。

【0042】

除湿弁としての実施形態の電動弁１００は、除湿時以外の冷房時または暖房時には主弁体が全開状態とされて、第１室内熱交換器９１と第２室内熱交換器９２は一つの室内熱交換器とされる。そして、この一体の室内熱交換器と室外熱交換器９４は、「蒸発器」及び「凝縮器」として択一的に機能する。すなわち、電子膨張弁としての電動弁９３は、蒸発器と凝縮器の間に設けられている。

【0043】

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１００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。

【0044】

また、前記実施形態では、ニードル弁側に当接部としてのテーバ部を形成し、主弁体側に当接部としての段部を形成した例について説明したが、ニードル弁側に円柱状の段部を形成し、主弁体側にこの円柱状の段部をに対向するようなすり鉢状のテーバ部を形成してもよい。また、前記実施形態では、主弁体、主弁座、段差部、又は、ニードル弁に形成した第２の絞り部は溝の構成として記載したが、第２の絞り部は溝に限定するものではなく、孔などによる第２絞り部でもよい。

【0045】

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】

【0046】

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
１４ ケース
２ ガイド部材
２Ａ ガイド孔
２１ 圧入部
２２ ガイド部
２３ ガイド部
２４ ホルダ部
２４ａ 雌ねじ部
２５ フランジ部
３ 主弁体
３Ｒ 副弁室
３ａ 段部（当接部）
３１ 主弁部
３２ 保持部
３２ａ ニードルガイド孔
３２ｂ 導通孔
３３ 副弁座
３３ａ 副弁ポート
３４ リテーナ
３５ 主弁ばね
４ ニードル弁（副弁体）
４１ ガイド用ボス部
４１ａ テーパ部（当接部）
４２ ニードル部
４３ ワッシャ
５ 駆動部
５Ａ ステッピングモータ
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
５４ バネ受け
５５ コイルバネ
５Ｂ ねじ送り機構
５Ｃ ストッパ機構
Ｌ 軸線
６ 溝
６′ 溝
４′ ニードル弁（副弁体）
４１′ ガイド用ボス部
４２ ニードル部
４３ 円柱部
４４ テーパ部（当接部）
７ａ バネ受け
７ コイルバネ
４″ ニードル弁（副弁体）
４１″ ガイド用ボス部
４２ ニードル部
４３″ 連結ロッド
８ 溝
９ 溝
９１ 第１室内側熱交換器
９２ 第２室内側熱交換器
９３ 電子膨張弁
９４ 室外側熱交換器
９５ 圧縮機
９６ 四方弁
１００ 電動弁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】