(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】2024-05-16
(45)【発行日】2024-05-24
(54)【発明の名称】電動弁、及び、これを含む冷凍サイクルシステム
(51)【国際特許分類】
F16K 31/04 20060101AFI20240517BHJP
F25B 41/35 20210101ALI20240517BHJP
F16K 27/10 20060101ALI20240517BHJP
F16K 27/02 20060101ALI20240517BHJP
【ＦＩ】
F16K31/04 Z
F25B41/35
F16K27/10
F16K27/02
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2023096971
(22)【出願日】2023-06-13
(62)【分割の表示】P 2022104537の分割
【原出願日】2019-03-05
(65)【公開番号】P2023115062
(43)【公開日】2023-08-18
【審査請求日】2023-06-13
(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】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
【審査官】加藤 昌人
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１８－１５０９６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－０３２０９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０２１６７１（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭５５－０３４５０８（ＪＰ，Ｕ）
【文献】米国特許出願公開第２０１１／００１２０３９（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１６Ｋ ３１／００－３１／０５
Ｆ２５Ｂ ４１／３５
Ｆ１６Ｋ ２７／００－２７／１２
Ｆ２３Ｋ ２６／２８
Ｂ２３Ｋ １／１８
Ｂ２３Ｋ ９／０２８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
弁ポートを開閉制御する弁体を含んでなる弁体ユニットと、前記弁体ユニットに、前記弁体の端部と前記弁ポートの周縁との間を通過する流体の流量を調整するように、前記弁ポートに対して前記弁体が近接または離隔可能に制御する動作を行わせる駆動機構を作動させるロータ軸およびマグネットロータを含んでなる電磁アクチュエータと、
前記ロータ軸を回転可能に支持する雌ねじ部材と、
前記雌ねじ部材が固定される弁本体ハウジングと、
前記ロータ軸の中心軸線に対し直交する方向に前記雌ねじ部材の外周部から突出する外周縁部を有し、前記雌ねじ部材に固着され前記弁本体ハウジングの開口上面の周縁に溶接されることにより前記雌ねじ部材を固定する固定金具と、
前記電磁アクチュエータのロータ軸およびマグネットロータと、収容する収容ケースと、を備え、
前記固定金具は、前記収容ケースの中心軸線と同心上となるように外周縁部に形成され、前記収容ケースの内周面に向けて突出している当接面をそれぞれ有する前記固定金具の円周方向に沿って離間して形成されている複数のガイド部と、該複数のガイド部相互間における該ガイド部の前記当接面よりも該固定金具の中心軸方向に凹んでいる複数の凹部と、前記凹部に形成される溶接部であって、該弁本体ハウジングの前記開口上面に溶接固定される溶接部と、を有し、前記ガイド部の当接面は、前記ロータ軸の中心軸線を中心とした共通の仮想円の円周上にあるように形成され、前記溶接部のビードは、仮想円の内側の領域に形成されていることを特徴とする電動弁。
【請求項2】
前記凹部に形成される前記溶接部のビードの径方向幅は、複数の前記凹部における前記凹部の径方向凹み深さよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の電動弁。
【請求項3】
前記ガイド部の前記当接面は、前記ロータ軸の中心軸線を中心とした共通の仮想円の円周上にあるように形成され、該仮想円の直径は、前記マグネットロータの外径よりも大であって収容ケースの内周面の内径よりも小に設定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動弁。
【請求項4】
前記凹部は、前記固定金具の円周方向に延びる円弧面部を含み、前記円弧面部の外周面における曲率半径は、前記当接面の曲率半径よりも小に設定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電動弁。
【請求項5】
複数の前記凹部における径方向凹み深さは、同一であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１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から５のいずれか１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、及び、これを含む冷凍サイクルシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
ヒートポンプ式の冷凍サイクルシステムにおいて、電動式膨張弁として使用される電動弁が、例えば、特許文献１の図１に記載されるように、知られている。
【0003】
電動弁は、ステッピングモータと、弁本体部としての弁ハウジングと、弁機構部と、収容ケースとしての密閉ケースとを備えている。そのステッピングモータは、ロータ軸と、密閉ケース内のマグネットロータと、密閉ケースの外周部にマグネットロータに対向して配置されるステータコイルとを含んで構成されている。ロータ軸の雄ねじ部は、後述する弁機構部の支持部材の雌ねじ部に捩じ込まれている。弁ハウジングは、第１継手管内に連通し、第２継手管内に弁座リングの弁ポートを介して連通する弁室を有している。弁機構部は、支持部材と、弁ホルダと、ニードル弁とを有している。合成樹脂製の支持部材は、インサート成形された固定金具としてのステンレス製のフランジ部を介して上述の弁ハウジングの上端面に溶接により固定されている。また、弁ハウジングの上端面には、上述のフランジ部の外周部に対し所定の隙間をもって離隔した位置に、密閉ケースの下部の開口端面が溶接されている。
【0004】
ステッピングモータの作動により、ロータ軸およびマグネットロータが円滑に回動するためには、密閉ケースの内周面とマグネットロータの外周面との間に適正な隙間が形成されるとともに、弁ハウジングの上端面に溶接された密閉ケースの中心軸線が、弁ハウジングの中心軸線上にあることが必要とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１８－１１５７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上述の特許文献１に開示されるように、弁ハウジング１０１１の上端面には、本願の添付図面における図８（ａ）に部分的に拡大されて示されるように、上述の固定金具としてのフランジ部１０３３の外周部に対し所定の隙間Δｇをもって離隔した位置に、密閉ケース１０５１の下部の開口端面が溶接されている。なお、図８（ａ）においては、密閉ケース１０５１および弁ハウジング１０１１相互間のビードの図示が省略されている。このように所定の隙間Δｇが設けられるのは、密閉ケース１０５１の下部の開口端面と弁ハウジング１０１１の上端面とが溶接されるとともに、フランジ部１０３３の外周部と弁ハウジング１０１１の上端面（円環状の接合部１０１１ｄ）とがすみ肉溶接される場合、その後、密閉ケース１０５１の下端の内周面が、形成されるビード（溶接肉盛部）１０３３ｗに乗り上がることを回避するためである。仮に、上述のような隙間Δｇが、密閉ケース１０５１の下部の内周面とフランジ部１０３３の外周部との間に設けられない場合、図９（ａ）及び図９（ｂ）に部分的に拡大されて示されるように、密閉ケース１０５１´の下端の内周面が、ビード（溶接肉盛部）１０３３ｗ´に乗り上がり、その結果として、密閉ケース１０５１´の軸心が弁ハウジング１０１１´の軸心に対しずれるとともに、密閉ケース１０５１´と弁ハウジング１０１１´との間に軸方向の隙間Δｇ´が形成されることとなる。従って、隙間Δｇ´の大きさによっては、密閉ケース１０５１´の下部の開口端面を弁ハウジング１０１１´の上端面に溶接できない虞がある。
【0007】
このような溶接作業が行われる場合、密閉ケース１０５１および弁ハウジング１０１１は、密閉ケース１０５１の中心軸線と弁ハウジング１０１１の中心軸線とが共通の中心軸線にあるように溶接機における治具等により位置調整され保持されている。
【0008】
しかしながら、組立工程中、組立精度を高精度に確保するために密閉ケース１０５１および弁ハウジング１０１１が、密閉ケース１０５１の中心軸線と弁ハウジング１０１１の中心軸線とが共通の中心軸線にあるように溶接機における治具等により位置調整され保持されることが、必要とされる場合、電動弁の組立作業工程において、組立精度の管理が煩雑となる。そこで、密閉ケース１０５１および弁ハウジング１０１１の組み立てにおいて、密閉ケース１０５１および弁ハウジング１０１１の互いの軸心を高精度に一致させ、しかも、簡単な溶接作業で組み立てることができることが要望される。
【0009】
以上の問題点を考慮し、本発明は、電動弁、及び、これを含む冷凍サイクルシステムであって、煩雑な組立精度の管理を必要とすることなく、収容ケースおよび弁本体部の互いの軸心を高精度に一致させて組み立てることができる構成を備える電動弁、及び、これを含む冷凍サイクルシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上述の目的を達成するために、本発明に係る電動弁は、流体の管路に接続される少なくとも一つの接続口に連通し、接続口に設けられた弁座の弁ポートを開閉制御する弁体を含んでなる弁体ユニットを移動可能に収容する弁室を備える弁本体ハウジングと、弁体ユニットに、弁体の端部と弁座の弁ポートの周縁との間を通過する流体の流量を調整するように、弁座の弁ポートに対して弁体が近接または離隔可能に制御する動作を行わせる駆動機構を作動させるロータ軸およびマグネットロータを含んでなる電磁アクチュエータと、弁体ユニットを案内するとともに前記ロータ軸を回転可能に支持する雌ねじ部材と、ロータ軸の中心軸線に対し直交する方向に雌ねじ部材の外周部から突出する外周縁部を有し、雌ねじ部材に固着され雌ねじ部材の下部が挿入される弁本体ハウジングの開口端部の周縁に溶接されることにより雌ねじ部材を固定する固定金具と、電磁アクチュエータのロータ軸およびマグネットロータと、雌ねじ部材と、固定金具とを収容する収容ケースと、を備え、固定金具は、収容ケースの中心軸線と同心上となるように外周縁部に形成され、収容ケースの内周面に当接する当接面をそれぞれ有する複数のガイド部と、ガイド部相互間におけるガイド部の当接面よりも固定金具の中心軸線方向内方に形成される溶接部であって、弁本体ハウジングの開口端部の上面に溶接固定される溶接部と、を有することを特徴とする。
【0011】
ガイド部の当接面は、ロータ軸の中心軸線を中心とした共通の仮想円の円周上にあるように形成され、仮想円の直径は、マグネットロータの外径よりも大であって収容ケースの内周面の内径よりも小に設定されてもよい。
【0012】
ガイド部の当接面には、少なくとも、固定金具の中心軸線の周囲を等角度でＮ等分した線（Ｎ＝３以上の整数）と、前記仮想円とが交わる交点が位置してもよい。
【0013】
固定金具における複数のガイド部の当接面のうちの少なくとも１つの当接面は、収容ケースの内周面に沿って延びる円弧面であってもよい。溶接部は、弁本体ハウジングの開口端部の上面に、複数の点溶接、または、互いに離隔した複数の点状のすみ肉溶接、あるいは、連続したすみ肉溶接により溶接固定されてもよい。
【0014】
また、本発明に係る電動弁は、流体の管路に接続される少なくとも一つの接続口に連通し、接続口に設けられた弁座の弁ポートを開閉制御する弁体を含んでなる弁体ユニットを移動可能に収容する弁室を備える弁本体ハウジングと、弁体ユニットに、弁体の端部と弁座の弁ポートの周縁との間を通過する流体の流量を調整するように、弁座の弁ポートに対して弁体が近接または離隔可能に制御する動作を行わせる駆動機構を作動させるロータ軸およびマグネットロータを含んでなる電磁アクチュエータと、弁体ユニットを案内するとともにロータ軸を回転可能に支持する雌ねじ部材と、ロータ軸の中心軸線に対し直交する方向に雌ねじ部材の外周部から突出する外周縁部を有し、雌ねじ部材に固着され、雌ねじ部材の下部が挿入される弁本体ハウジングの開口端部の上面に溶接されることにより雌ねじ部材を固定する縁段付き固定金具と、電磁アクチュエータのロータ軸およびマグネットロータと、雌ねじ部材と、固定金具を収容する収容ケースと、を備え、縁段付き固定金具は、収容ケースの中心軸線と同心上に形成され、収容ケースの内周面に当接する当接面を有するガイド部と、収容ケースの内周面と弁本体ハウジングの開口端部の上面とにより囲まれる部分に臨むガイド部の下方位置に、ガイド部と一体に形成される溶接部であって、ガイド部の当接面よりもロータ軸の中心軸線に近い弁本体ハウジングの開口端部の上面に溶接固定される溶接部と、を有することを特徴とする。ガイド部の当接面は、ロータ軸の中心軸線を中心とした共通の仮想円の円周上にあるように形成され、仮想円の直径は、マグネットロータの外径よりも大であって収容ケースの内周面の内径よりも小に設定されてもよい。縁段付き固定金具が複数のガイド部を有する場合、各ガイド部の当接面には、少なくとも、固定金具の中心軸線の周囲を等角度でＮ等分した線（Ｎ＝３以上の整数）と、仮想円とが交わる交点とが位置するものとされてもよい。
【0015】
さらに、本発明に係る冷凍サイクルシステムは、蒸発器と、圧縮機、および、凝縮器とを備え、上述の電動弁が、凝縮器の出口と蒸発器の入口との間に配される配管に設けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【0016】
本発明に係る電動弁、及び、これを含む冷凍サイクルシステムによれば、固定金具は、収容ケースの中心軸線と同心上となるように外周縁部に形成され、収容ケースの内周面に当接する当接面をそれぞれ有する複数のガイド部と、ガイド部相互間におけるガイド部の当接面よりも固定金具の中心軸線方向内方に形成される溶接部であって、弁本体ハウジングの開口端部の周縁に溶接固定される溶接部と、を有するので煩雑な組立精度の管理を必要とすることなく、収容ケースおよび弁本体ハウジングの互いの軸心を高精度に一致させて組み立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明に係る電動弁の第１の実施形態の概略の構成を示す縦断面図である。
【図2】図２（ａ）は、図１に示すＩＩＡ－ＩＩＡ線に沿った断面図であって、固定金具の形状を示す図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＩＩＢ部分を拡大して示す部分拡大図であり、図２（ｃ）は、図２（ａ）に示す、固定金具のガイド部を説明する図である。
【図4】本発明に係る電動弁の第２の実施形態の概略の構成を示す縦断面図である。
【図6】本発明に係る電動弁の一例を使用した冷凍サイクルシステムの構成の一例を示す図である。
【図7】本発明に係る電動弁の一例に用いられる固定金具の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
図１は、本発明に係る電動弁の第１の実施形態の構成を、配管用パイプととともに概略的に示す。
【0019】
なお、以下の説明における上下の概念は、例えば、図１における上下に対応しており、各部材の相対的な位置関係を示すものであって、絶対的な位置関係を示すものではない。
【0020】
第１の実施形態としての電動弁１００、および、後述する第２の実施形態としての電動弁２００（図４参照）は、例えば、図６に示されるように、膨張弁３１１として冷凍サイクルシステム３００の配管における後述する冷房運転時における室外熱交換器３１２の出口（第１のポート３１２ａ）と室内熱交換器３１５の入口（第１のポート３１５ａ）との間に配置されている。
【0021】
膨張弁３１１は、冷房運転時、後述する接続用パイプ（第２の継手１２）で、一次側配管Ｄｕ１に接合されており、接続用パイプ（第１の継手１１）で二次側配管Ｄｕ２に接合されている。一次側配管Ｄｕ１は、室外熱交換器３１２の出口（第１のポート３１２ａ）と膨張弁３１１とを接続し、二次側配管Ｄｕ２は、室内熱交換器３１５の入口（第１のポート３１５ａ）と膨張弁３１１とを接続するものとされる。室内熱交換器３１５の出口（第２のポート３１５ｂ）と室外熱交換器３１２の入口（第２のポート３１２ｂ）との間には、室内熱交換器３１５の出口に接合される配管Ｄｕ３と、流路切換弁３１３と、室外熱交換器３１２の入口に接合される配管Ｄｕ６とが配されている。また、配管Ｄｕ４、および、配管Ｄｕ５により、圧縮機３１４が、流路切換弁３１３に接合されている。配管Ｄｕ３の他端は、流路切換弁３１３のポート３１３ｄに接合されている。配管Ｄｕ６の他端は、流路切換弁３１３のポート３１３ｂに接合されている。配管Ｄｕ４の一端は、流路切換弁３１３のポート３１３ｃに接合され、配管Ｄｕ４の他端は、圧縮機３１４の吐出口に接合されている。配管Ｄｕ５の一端は、流路切換弁３１３のポート３１３ａに接合され、配管Ｄｕ５の他端は、圧縮機３１４の吸入口に接合されている。冷房運転時、ポート３１３ａとポート３１３ｄとが連通し、ポート３１３ｂとポート３１３ｃとが連通している。これにより、冷房運転時、冷凍サイクルシステムにおける冷媒が、例えば、図６に示される破線の矢印の示す方向に沿って循環され、室外熱交換器３１２が凝縮器として、室内熱交換器３１５が蒸発器として機能することとなる。なお、冷房運転時、膨張弁３１１は、第２の継手１２で、一次側配管Ｄｕ１に接合されており、第１の継手１１で二次側配管Ｄｕ２に接合されている形態について説明したが、斯かる例に限られることなく、例えば、冷房運転時、膨張弁３１１は、第１の継手１１で、一次側配管Ｄｕ１に接合され、第２の継手１２で二次側配管Ｄｕ２に接合されていてもよい。
【0022】
一方、暖房運転時、流路切換弁３１４のポート３１３ａとポート３１３ｂとが連通し、ポート３１３ｃとポート３１３ｄとが連通するように、流路切換弁３１３が切り換えられる。これにより、暖房運転時、冷凍サイクルシステムにおける冷媒が、例えば、図６に示される実線の矢印の示す方向に沿って循環され、室内熱交換器３１５が凝縮器として、室外熱交換器３１２が蒸発器として機能することとなる。なお、図示が省略される制御部により、圧縮機３１４および膨張弁３１１は、駆動制御され、流路切換弁３１３は、切り換え制御される。
【0023】
電動弁１００は、図１に示されるように、後述する外装部１５０の一部を構成する円筒状の収容ケース１５１内に配され後述する弁体ユニットを昇降動可能に駆動する弁駆動部と、収容ケース１５１の下端に結合され弁体としてのニードル１２１の先端部で開閉される弁ポート１１２ａを有する弁座１１２を備える弁本体部１１０と、弁本体部１１０内に配され弁座１１２の弁ポート１１２ａを開閉するニードル１２１を含んでなる弁体ユニットと、を含んで構成されている。
【0024】
弁駆動部は、後述する弁体ユニットを昇降動させるロータ軸１３１と、ロータ軸１３１の雄ねじ部１３１ａと同心上に嵌め合わされる雌ねじが形成された雌ねじ部１３２ｂを有し、弁本体ハウジング１１１に固定され弁体ユニットを昇降動可能に案内する案内支持部としての雌ねじ部材１３２と、ロータ軸１３１のガイド軸部に同心上に固定され回転可能に支持され着磁されたマグネットロータ１４１と、収容ケース１５１の外周部に配されマグネットロータ１４１を回転させるステータコイル（不図示）と、を主な要素として含んで構成されている。マグネットロータ１４１およびステータコイルは、電磁アクチュエータとしてのステッピングモータの一部を構成している。
【0025】
ロータ軸１３１および雌ねじ部材１３２は、後述するロータ軸回転部１３０の一部を形成している。また、マグネットロータ１４１およびステータコイルは、後述するロータ軸駆動部１４０の一部を構成している。
【0026】
弁本体部１１０の弁本体ハウジング１１１は、例えば、ステンレス鋼板等の金属材料をプレス加工等により円筒状に加工して形成されている。弁本体ハウジング１１１は、雌ねじ部材１３２の下端部（張出部１３２Ｂ）と、後述されるロータ軸１３１と同心上に支持されるニードル１２１の他端、および、円筒状のニードルケース１２５とを内側に収容する弁室１１１Ａを有している。弁室１１１Ａには、ニードル１２１の他端が弁ポート１１２ａに向けて突出している。また、弁室１１１Ａには、ニードル１２１の中心軸線に対し略直交する軸線上に第１の通路としての第１の継手１１の一端が接続される第１のポート１１１ｂと、ニードル１２１の中心軸線と共通の軸線上にある第２の通路としての第２の継手１２の一端が接続される、第２のポート１１１ｃに隣接した弁ポート１１２ａを有する弁座１１２とが形成されている。
【0027】
弁本体ハウジング１１１の上部の円形状の開口端部の周縁には、後述する収容ケース１５１の下端部に接合される開口端部の上面、即ち、円環形状の接合部１１１ｄが形成されている。
【0028】
なお、第１の継手１１、及び、第２の継手１２は、ここではいずれも銅製またはステンレス製であって、ろう付けや溶接等により弁本体ハウジング１１１に固定されるものであるが、これに限定されるものではない。また、本実施形態の電動弁では、第１のポート１１１ｂを流入側とし、第２のポート１１１ｃを流出側として、冷媒が流れるものとして説明するが、これには限定されず、本実施形態の電動弁１００は、第１のポート１１１ｂを流出側とし、第２のポート１１１ｃを流入側としても使用できる双方向対応型の電動弁である。
【0029】
弁座１１２は、例えば、ステンレス鋼あるいは銅合金等の金属材料で形成され、弁本体ハウジング１１１の第２の継手１２が接続される第２のポート１１１ｃの周囲に溶接やろう付けなどにより固定される。ニードル１２１がニードルケース１２５を伴い弁ポート１１２ａに対し近接または離隔可能に配されることにより、弁ポート１１２ａを通過する冷媒の流量が制御される。なお、ここでは、弁座１１２は、弁本体ハウジング１１１と別部材であるものとしたが、弁本体ハウジング１１１と一体に成形されるものとしてもよい。
【0030】
弁体ユニット１２０は、弁座１１２の弁ポート１１２ａを開閉するニードル１２１と、ロータ軸１３１のフランジ部１３１ｂを、樹脂製のワッシャ１２４と協働してニードルケース１２５の開口端部１２５ａの内周縁に係合させる円柱状の樹脂製のばね受け１２３と、ばね受け１２３のばね係合部１２３ａとニードル１２１の一端のばね受け用環状平坦部との間に配され、双方を互いに離隔する方向に付勢する弁ばね１２２と、ばね受け１２３、弁ばね１２２、および、ニードル１２１の一端を収容する円筒状のニードルケース１２５と、を主な要素として含んで構成されている。
【0031】
ニードル１２１は、例えば、ステンレス鋼等の金属材料で形成されている。ニードル１２１は、後述するロータ軸１３１等により、中心軸線ＣＬに沿って昇降動される。これにより、弁ポート１１２ａを通過する冷媒の流量が制御される。ニードル１２１における弁ポート１１２ａに近接する側には、なだらかに中央が突出する形状が形成されている。そのような突出する形状は、上述の弁ポート１１２ａに対するニードル１２１の位置制御により、実効開口面積がニードル１２１の位置によって増減するように形成されている。
【0032】
略円筒形状のニードルケース１２５の内部に配置される弁ばね１２２は、ニードル１２１と、後述するばね受け１２３のばね係合部１２３ａとの間に圧縮されて配置される。なお、弁ばね１２２を設けることにより、後述するロータ軸１３１等によるねじ推力をニードル１２１及び弁ポート１１２ａなどに直接与えることを防止する作用があり、その結果として、電動弁１００の耐久性を高める効果がある。
【0033】
ばね受け１２３は、例えば、樹脂等により略円柱形状に形成されている。ばね受け１２３は、ニードルケース１２５の内部において後述するロータ軸１３１のフランジ部１３１ｂとニードル１２１との間であって、弁ばね１２２の内側に中心軸線ＣＬに沿って配置される。ばね受け１２３のロータ軸１３１に接触される側の端部には、外径方向に向かって突出した円板形状のばね係合部１２３ａが形成されている。なお、弁ばね１２２の内側であって中心軸線ＣＬに沿ってばね受け１２３を配置することにより、弁ばね１２２とばね受け１２３との同心性を高め、弁体ユニット１２０の作動性を向上させる効果がある。
【0034】
ワッシャ１２４は、例えば、高滑性樹脂等で円環形状に形成されている。ワッシャ１２４は、後述するロータ軸１３１のフランジ部１３１ｂと、後述するニードルケース１２５の開口端部１２５ａとの間に配置される。なお、ワッシャ１２４を設けることにより、ロータ軸１３１の回転を直接ニードル１２１に伝達することを抑制することができる。これにより、ニードル１２１の回転が抑制され、ニードル１２１および弁座１１２の弁ポート１１２ａ相互間における磨耗を防止する作用を有することとなる。
【0035】
ニードルケース１２５は、例えば、ステンレス鋼などの金属材料で、プレス加工等により略円筒形状に形成される。ニードルケース１２５のロータ軸１３１側の端部には、開口端部１２５ａが形成されている。ニードルケース１２５は、後述するロータ軸１３１等のねじ駆動力をニードル１２１に伝達する作用を有している。ニードルケース１２５の開口端部１２５ａは、互いに対向するロータ軸１３１のフランジ部１３１ｂと係合するように配置されている。また、ニードルケース１２５の開口端部１２５ａと反対側の端部には、ニードル１２１が溶接等により固定されている。
【0036】
ロータ軸駆動部１４０は、マグネットロータ１４１と、ロータ固定部材１４２と、回転ストッパばね１４３と、可動ストッパ部材１４４とを備えている。
【0037】
マグネットロータ１４１は、後述する収容ケース１５１の内部のロータ室１４１Ａに収容され、フェライト焼結体等により形成されたＮ極Ｓ極交互に配置された多極の永久磁石により構成されている。本実施形態では、マグネットロータ１４１は、後述する収容ケース１５１の外周に配置され、図示が省略されるヨーク、ボビン、およびコイルなどからなるステータコイルと共にステッピングモータを構成している。なお、ここではステッピングモータとしたが、これには限定されず、マグネットロータ１４１を回転駆動できるその他の電動機を使用しても同様の作用効果を得ることができる。
【0038】
マグネットロータ１４１は、ロータ固定部材１４２を介してロータ軸１３１に支持されている。ロータ軸１３１が挿入される孔を有するロータ固定部材１４２は、ロータ軸１３１の中心軸線の回りに設けられている。ロータ固定部材１４２は、マグネットロータ１４１の取付孔に圧入されている。
【0039】
回転ストッパばね１４３は、コイルばね形状を有し、後述するロータ支持部材１５２の円筒部分１５２ｂの周囲に巻装されている。回転ストッパばね１４３の上端部及び下端部が、それぞれ、円筒部分１５２ｂに係止される。
【0040】
可動ストッパ部材１４４は、１巻き程度のコイルばね形状を有し、ロータ支持部材１５２の円筒部分１５２ｂの周囲に回転可能に配置される。可動ストッパ部材１４４の一方の端部は、多極を有するマグネットロータ１４１の所定の一極に一体として形成された係合突起部１４１ｂに係合され、もう一方の端部は回転ストッパばね１４３に螺合される。可動ストッパ部材１４４は、マグネットロータ１４１の回転に合わせて、円筒部分１５２ｂの周囲を回転しながら、上下に移動する。このような構成とすることにより、回転ストッパばね１４３は、電動弁１００の中心軸線ＣＬに対して、がたつきなく配置される。
【0041】
外装部１５０は、収容ケース１５１と、ロータ支持部材１５２と、筒状部材１５３とを備えている。
【0042】
収容ケース１５１は、例えば、ステンレス鋼板などの非磁性体の金属材料で、プレス加工等によりカップ形状に加工して形成されている。収容ケース１５１は、上述の弁本体ハウジング１１１の外径と略同一の外径を有している。収容ケース１５１の円形状の下端部は、例えば、ＴＩＧ溶接、プラズマ溶接あるいはレーザ溶接、抵抗溶接等によって、弁本体ハウジング１１１の円形状の上端部と突合わせ溶接を全周にすることにより固定される。これにより、収容ケース１５１の内部が密閉された状態となる。また、収容ケース１５１には、後述するロータ支持部材１５２のカップ形状部分１５２ａに形成された係合凹部１５２ｃに係合するための、ディンプル１５１ａが形成されている。
【0043】
ロータ支持部材１５２は、例えば、ステンレス鋼板などの材料で、プレス加工等により形成されている。ロータ支持部材１５２は、収容ケース１５１に接触して固定されるカップ形状部分１５２ａと、カップ形状部分１５２ａの中央から下側に延びる円筒部分１５２ｂとから構成される。カップ形状部分１５２ａには、係合凹部１５２ｃが形成されている。この係合凹部１５２ｃと収容ケース１５１のディンプル１５１ａとの係合により、ロータ支持部材１５２は、収容ケース１５１の所定の取付位置に固定される。
【0044】
筒状部材１５３は、金属あるいは合成樹脂であって、潤滑性の高い素材により形成されている。筒状部材１５３は、ロータ支持部材１５２の円筒部分１５２ｂの内部に配置され、ロータ軸１３１の上端部（ガイド軸部）を回転可能に保持している。
【0045】
ロータ軸回転部１３０は、ロータ軸１３１と、雌ねじ部材１３２と、固定金具１３３とを備えている。
【0046】
ロータ軸１３１は、例えば、金属材料で形成され、概ね円柱状に形成され、電動弁１００の中心軸線ＣＬに沿って上下方向に延在している。後述するステッピングモータ等の電動機により回転されるマグネットロータ１４１は、ロータ軸１３１の軸心を中心として、後述するロータ固定部材１４２を介して固定されている。これにより、ロータ軸１３１は、マグネットロータ１４１を伴って中心軸線ＣＬの周りを回転する。
【0047】
ロータ軸１３１のロータ固定部材１４２よりもニードル１２１側の部分には、雄ねじ部１３１ａが形成されている。雄ねじ部１３１ａは、後述する雌ねじ部材１３２の雌ねじ部１３２ｂに捩じ込まれる。さらに、ロータ軸１３１における雄ねじ部１３１ａよりもニードル１２１側の端部には、外径方向に円板形状に突出したフランジ部１３１ｂが形成されている。フランジ部１３１ｂは、ニードルケース１２５の開口端部１２５ａの内周面に対し離隔した位置に配置されている。フランジ部１３１ｂは、その直径が開口端部１２５ａの孔の直径よりも大きくなっており、抜け止めとなっている。
【0048】
雌ねじ部材１３２は、例えば、樹脂で概ね円筒形状に形成されている。雌ねじ部材１３２の上部には、ロータ軸１３１の雄ねじ部１３１ａに嵌め合わされる雌ねじ部１３２ｂが形成されている。雌ねじ部１３２ｂは、電動弁１００の中心軸線ＣＬと同心上に形成されている。雌ねじ部材１３２は、このロータ軸１３１とのねじ結合により、マグネットロータ１４１の回転運動をロータ軸１３１の中心軸線ＣＬ方向の直線運動に変換するねじ送り機構の一部を構成している。
【0049】
雌ねじ部材１３２における雌ねじ部１３２ｂよりも下方の部分には、ニードル１２１を伴ってニードルケース１２５を摺動可能に収容するガイド室１３２Ａが形成されている。ガイド室１３２Ａを形成する雌ねじ部材１３２の内周面は、円筒形のニードルケース１２５の外周面を移動可能に案内する案内面とされる。また、ガイド室１３２Ａを形成する内周面の一部には、外部に貫通する均圧孔１３２ｃが設けられている。これにより、ガイド室１３２Ａとロータ室１４１Ａとが連通することとなり、ロータ軸１３１及びニードルケース１２５の移動が容易となる。また、雌ねじ部材１３２における均圧孔１３２ｃが形成される部分よりも下方となる端部には、上述の弁本体ハウジング１１１の開口端部に挿入される張出部１３２Ｂが形成されている。張出部１３２Ｂには、インサート成形により、固定金具１３３が固定されている。その際、固定金具１３３は、雌ねじ部材１３２の中心軸線と同心上に固定されている。
【0050】
固定金具１３３は、例えば、図２（ａ）に示されるように、金属製の円板形状の部材である。後述する固定金具１３３の外周部の凹部１３３ｂの円弧面または斜面部は、弁本体ハウジング１１１の円環形状の接合部１１１ｄに溶接等により固定される。これにより、雌ねじ部材１３２は、固定金具１３３を介して弁本体ハウジング１１１に固着されることとなる。その際、雌ねじ部材１３２は、弁本体ハウジング１１１の中心軸線と同心上に固着される。
【0051】
以上説明した本発明の第１の実施形態の電動弁１００には、従来の問題点を解消するために上述の簡単な形状の固定金具１３３を使用することにより、収容ケース１５１および雌ねじ部材１３２における同軸性を自動的に維持できる構造が設けられている。以下、図２（ａ）及び図２（ｂ）を参照して、その構造について説明する。
【0052】
図２（ａ）は、図１に示すＩＩＡ－ＩＩＡ線に沿った断面図であって、固定金具１３３の形状を示す図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＩＩＢ部分を拡大して示す部分拡大図であり、図２（ｃ）は、図２（ａ）に示す、固定金具１３３のガイド部１３３ｃ（以下、凸部１３３ａともいう）を説明する図である。
【0053】
図２（ａ）、及び、図２（ｂ）に示すように、第１の実施例としての固定金具１３３は、例えば、金属製の概略円板形状の部材であって、円板形状の外周に沿って、４つの凸部１３３ａが設けられている。各凸部１３３ａは、収容ケース１５１の内周面に当接するように半径方向に突出している当接面を有している。４つの凸部１３３ａの形状は、先端部がカップ形状の収容ケース１５１の内周面１５１ｂに当接するように、概ね円弧形状に形成されている。なお、当接面は、すべてが面接触だけに限られることなく、例えば、当接面における一部分が、線接触、または、点接触されるように構成されてもよい。
【0054】
４つの凸部１３３ａは、固定金具１３３の円周方向に沿って均等な角度（９０°）の間隔で形成されている。また、各凸部１３３ａは、円周方向に沿った同一の幅Ｗを有して形成されている。連なる凸部１３３ａと凸部１３３ａとの間には、４つの凹部１３３ｂが、形成されている。凹部１３３ｂは、固定金具１３３の円周方向に延びる円弧面部と、円弧面部の両端に連なりガイド部１３３ｃの当接面に到達する斜面部とから形成されている。凹部１３３ｂの円弧部を形成する外周面の曲率半径は、凸部１３３ａを形成する当接面の曲率半径よりも小に設定されている。
【0055】
なお、ここでは、凹部１３３ｂは、複数の凸部１３３ａ相互間における外周上の凸部１３３ａ以外の部分に設けられるものとする。
【0056】
その際、凹部１３３ｂは、固定金具１３３の円周方向に延びる円弧面部と、円弧面部の両端に連なりガイド部１３３ｃの当接面に到達する斜面部とから形成されている。凹部１３３ｂにおいて、例えば、円弧面部がすべてすみ肉溶接され、斜面部が溶接されない場合、その溶接された円弧面部が溶接部１３３ｄを形成することとなる。また、例えば、円弧面部が複数の点溶接により所定の間隔で溶接され、斜面部が溶接されない場合、各点溶接された部分が溶接部１３３ｄを形成することなる。さらに、上述の２箇所の斜面部だけが点溶接またはすみ肉溶接され、円弧面部が溶接されない場合、点溶接またはすみ肉溶接された部分が溶接部１３３ｄを形成することとなる。溶接されてない円弧面部あるいは斜面部、換言すれば、溶接しなくてもよい円弧面部あるいは斜面部は、図２（ｂ）に示されるように、溶接範囲となる場合がある。
【0057】
斯かる例においては、４つの凸部１３３ａの当接面全部が、収容ケース１５１の内周面１５１ｂに当接するものとしたが、必ずしも、このようになされる必要がなく、例えば、４つの凸部１３３ａ（ガイド部１３３ｃ）の当接面全部が、収容ケース１５１の内周面１５１ｂに当接されなくてもよい。
【0058】
図２（ａ）及び図２（ｃ）を参照して、更に詳しくガイド部１３３ｃ（凸部１３３ａ）を説明する。各ガイド部１３３ｃの当接面は、ロータ軸１３１の中心軸線ＣＬを中心とした共通の仮想円ＣＩの円周上にあるように形成されている。仮想円ＣＩの半径は、例えば、ロータ軸１３１と同心上にある固定金具１３３の中心軸線ＣＬから最も遠い部分までの長さに設定されている。これにより、組み立ての際、固定金具１３３は、収容ケース１５１の内周面１５１ｂに嵌めこまれる。ガイド部１３３ｃは、収容ケース１５１の内周面１５１ｂと、回転運動するマグネットロータ１４１との干渉を防止できる程度に、収容ケース１５１と、雌ねじ部材１３２との間の同軸性（同軸度、同心度）を維持できればよい。このため、上述のガイド部１３３ｃの当接面の仮想円ＣＩの直径は、マグネットロータ１４１の外径よりも大であって収容ケース１５１の内周面１５１ｂの内径よりも小に設定されている（マグネットロータ１４１の外径＜仮想円ＣＩの直径＜収容ケース１５１の内径）。また、図２（ｃ）に示すように、収容ケース１５１の内周面１５１ｂに当接するガイド部１３３ｃの当接面には、固定金具１３３の中心軸線ＣＬの周囲を等角度で４等分した線と、仮想円ＣＩとが交わる交点が位置することが望ましい。なお、ここでは４等分としたが、これには限定されず、Ｎ等分（Ｎは３以上の整数）とすれば、上述の同軸性は維持できる。
【0059】
４つの凹部１３３ｂの円弧面または斜面部と、弁本体ハウジング１１１の接合部１１１ｄとが溶接固定される場合、上述のガイド部１３３ｃ以外の部分にある後述する溶接部１３３ｄで溶接固定されればよい。上述したように、凹部１３３ｂは、固定金具１３３の円周方向に延びる円弧面部と、円弧面部の両端に連なりガイド部１３３ｃの当接面に到達する斜面部とから形成されている。例えば、図２（ｂ）に示すように、凹部１３３ｂを形成する中心軸線ＣＬに最も近い部分である、図２（ａ）において円弧面部だけではなく、斜面部を含む範囲において、その溶接された円弧面部または斜面部が溶接部１３３ｄである。これにより、溶接部１３３ｄに形成されるビードは、仮想円ＣＩの外側にはなく、仮想円ＣＩの内側となる領域に形成されるのでビードが収容ケース１５１の内周面１５１ｂに干渉する虞がない。
【0060】
なお、図２（ａ）において破線で示される弁本体ハウジング１１１の円環形状の接合部１１１ｄの内径より、溶接部１３３ｄを内側に設けることはできない。固定金具１３３と弁本体ハウジング１１１とが接触できず、溶接固定が不能となるからである。
【0061】
斯かる構成において、上述の電動弁１００の組み立てを行うにあたり、先ず、互いに組み付けられたロータ軸１３１、および、ニードル１２１が固定されたニードルケース１２５等が雌ねじ部材１３２に取り付けられた後、次に、雌ねじ部材１３２の張出部１３２Ｂが弁本体ハウジング１１１の開口端部に挿入され、固定金具１３３が、弁座１１２等が予め取り付けられた弁本体ハウジング１１１の開口端部の周縁に載置される。続いて、固定金具１３３の凹部１３３ｂの例えば、円弧面部と弁本体ハウジング１１１の開口端部の周縁とが第１の溶接機（不図示）によるすみ肉溶接により固定される。これにより、溶接された円弧面部である溶接部１３３ｄと弁本体ハウジング１１１の接合部１１１ｄとに第１のビードが形成される。
【0062】
なお、雌ねじ部材１３２の張出部１３２Ｂおよび弁本体ハウジング１１１の開口端部相互間の半径方向の隙間は、例えば、すきまばめ、または、しまりばめとなるように設定されてもよい。
【0063】
続いて、マグネットロータ１４１がロータ軸１３１に取り付けられた後、上述の弁本体ハウジング１１１が第１の溶接機から取り外され、その組み立てられた弁本体ハウジング１１１が第２の溶接機の支持台（不図示）に移送された後、ロータ支持部材１５２等が取り付けられた収容ケース１５１の内周面１５１ｂが、上述の固定金具１３３の溶接部１３３ｄが固定された弁本体ハウジング１１１の開口端部の周縁における固定金具１３３のガイド部１３３ｃの当接面に当接するように、収容ケース１５１の下端部が弁本体ハウジング１１１の開口端部の周縁に隙間なく載置される。これにより、収容ケース１５１の軸心とロータ軸１３１および雌ねじ部材１３２の軸心とが自動的に一致した状態となる。
【0064】
そして、第２の溶接機の支持台において、互いに外径が略同一とされる収容ケース１５１および弁本体ハウジング１１１が全体として把持されることにより、収容ケース１５１および弁本体ハウジング１１１の軸心が互いに一致した状態で、収容ケース１５１の下端面と弁本体ハウジング１１１の接合部１１１ｄとについて溶接作業が行われることとなる。これにより、収容ケース１５１の下端面と弁本体ハウジング１１１の接合部１１１ｄとに第２のビードが、上述の第１のビードに隣接して形成される。
【0065】
このように、固定金具１３３の例えば円板形状の外周に複数のガイド部１３３ｃ（凸部１３３ａ）と、複数の凹部１３３ｂとを設けることにより、収容ケース１５１の内周面１５１ｂにガイド部１３３ｃの当接面が当接し、収容ケース１５１の内周面１５１ｂに当接しない凹部１３３ｂに形成された溶接部１３３ｄで固定金具１３３と弁本体ハウジング１１１とを溶接固定することができ、溶接部１３３ｄで形成された溶接ビードが収容ケース１５１の内周面１５１ｂに干渉することがないため、弁本体ハウジング１１１と、収容ケース１５１が互いに隙間なく接触し、同軸性を維持して固定することができる。
【0066】
なお、上述の例において、全てのガイド部１３３ｃの当接面が収容ケース１５１の内面に当接する必要がなく、全てのガイド部１３３ｃの当接面が収容ケース１５１の内面に当接しない状態で収容ケース１５１の端部と弁本体ハウジング１１１の端部とを密着させ、固定金具１３３と収容ケース１５１との同軸度を維持してもよい。なぜならば、ガイド部１３３ｃの当接面は、収容ケース１５１と弁本体ハウジング１１１の軸心のずれ量が、マグネットロータ１４１の回転時、マグネットロータ１４１が収容ケース１５１の内周面１５１ｂに当たらない範囲から当たる範囲に入るのを機械的にストッパとして働いて、収容ケース１５１のずれを防ぐものだからである。
【0067】
なお、固定金具１３３に形成された凸部１３３ａ（ガイド部１３３ｃ）は、ここでは４箇所設けられるものとしたが、収容ケース１５１と同軸性を保てればよいので、上記の条件を満たして、２箇所以上の複数個所に設けられていればよい。以下、図３（ａ）乃至図３（ｃ）を参照して、固定金具の第２実施例乃至第４実施例（変形例）を説明する。
【0068】
【0069】
図３（ａ）に示すように、第２実施例としての固定金具１３３Ａには、３箇所の凸部１３３Ａａ（以下、ガイド部１３３Ａｃともいう）と、円周上の凸部１３３Ａａと凸部１３３Ａａとの間には、３箇所の凹部１３３Ａｂが形成されている。３箇所の凸部１３３Ａａは、それぞれ、均等な角度間隔、例えば、１２０°間隔で離隔して形成されている。円周方向に沿った各凸部１３３Ａａの幅Ｗは、互いに同一に設定されている。また、凹部１３３Ａｂは、それぞれ、均等な角度間隔、例えば、１２０°間隔で離隔して形成されている。円周方向に沿った凹部１３３Ａｂを形成する円弧面部の長さは、互いに同一に設定されている。また、図３（ａ）に示すように、収容ケース１５１の内周面と当接するガイド部１３３Ａｃの当接面は、固定金具１３３Ａの中心軸線ＣＬの周囲を等角度で３等分した線と、仮想円（図２（ｃ）に示される仮想円に類似した上述の各当接面が存在する共通の円）とが交わる交点が位置している。これにより、上述の同軸性を維持するための条件を満たしている。
【0070】
その際、凹部１３３Ａｂは、固定金具１３３の円周方向に延びる円弧面部と、円弧面部の両端に連なりガイド部１３３Ａａの当接面に到達する斜面部とから形成されている。凹部１３３Ａｂにおいて、例えば、円弧面部が全てすみ肉溶接され、斜面部が溶接されない場合、その溶接された円弧面部が溶接部１３３Ａｄを形成することとなる。
【0071】
また、図３（ｂ）に示すように、第３実施例としての固定金具１３３Ｂには、幅Ｗの狭い凸部１３３Ｂａ１（以下、ガイド部１３３Ｂｃともいう）と、円周方向に沿った約１２０°の中心角を有する円弧面部からなる凸部１３３Ｂａ２とが互い対向する位置に設けられている。２箇所の凸部１３３Ｂａ１と凸部１３３Ｂａ２との間には、円周方向に沿って形成される円弧面部を含んでなる凹部１３３Ｂｂが２箇所に形成されている。２箇所の凸部１３３Ｂａ１の当接面、および、凸部１３３Ｂａ２の当接面の円周方向の長さ（表面積）は、互いに異なり均等ではない。また、図３（ｂ）に示すように、収容ケース１５１の内周面１５１ｂと当接するガイド部１３３Ｂｃの当接面は、固定金具１３３Ｂの中心軸線ＣＬの周囲を等角度で３等分した線と、仮想円（図２（ｃ）に示される仮想円に類似した上述の各当接面が存在する共通の円）とが交わる交点が位置している。これにより、上述の同軸性を維持するための条件を満たしている。
【0072】
その際、凹部１３３Ｂｂは、固定金具１３３の円周方向に延びる円弧面部と、円弧面部の両端に連なりガイド部１３３Ｂｃの当接面に到達する斜面部とから形成されている。凹部１３３Ｂｂにおいて、例えば、円弧面部がすべてすみ肉溶接され、斜面部が溶接されない場合、その溶接された円弧面部が溶接部１３３Ｂｄを形成することとなる。
【0073】
さらに、図３（ｃ）に示すように、第４実施例としての固定金具１３３Ｃにおける対向して形成される２箇所の凸部１３３Ｃａ（以下、ガイド部１３３Ｃｃともいう）以外の残部には、２箇所の凹部１３３Ｃｂが対向して形成されている。２箇所の凸部１３３Ｃａの当接面は、互いに同一の中心角を有する円弧面により形成されている。２箇所の凹部１３３Ｃｂを形成する外周面は、互いに同一の形状を有する曲面から形成されている。また、図３（ｃ）に示すように、収容ケース１５１の内周面１５１ｂと当接するガイド部１３３Ｃｃの当接面は、固定金具１３３Ｃの中心軸線ＣＬの周囲を等角度で４等分した線と、仮想円とが交わる交点が位置している。これにより、同軸性を維持するための条件を満たしている。
【0074】
その際、凹部１３３Ｃｂは、固定金具１３３の円周方向に延びる曲面部と、曲面部の両端に連なりガイド部１３３Ｃａの当接面に到達する斜面部とから形成されている。凹部１３３Ｃｂにおいて、例えば、曲面部が全てすみ肉溶接され、斜面部が溶接されない場合、その溶接された曲面部が溶接部１３３Ｃｄを形成することとなる。
【0075】
このような固定金具１３３の第２実施例乃至第４実施例（変形例）となる固定金具１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃを使用することによっても、図２（ａ）に示した固定金具１３３を使用した場合と同様に、弁本体ハウジング１１１と、収容ケース１５１が互いに隙間なく接触し、同軸性が維持されることとなる。
【0076】
以上のように、本発明の第１の実施形態の電動弁１００によれば、固定金具１３３の外周に沿って、複数のガイド部１３３ｃと複数の溶接部１３３ｄとを設けることにより、溶接部で発生する可能性のある溶接ビードと収容ケース１５１の干渉を防止し、弁本体ハウジング１１１と、収容ケース１５１が互いに隙間なく接触し、同軸性を維持して固定することができ、製造管理の軽減を可能とすることができる。
【0077】
このように構成された電動弁１００の動作について説明する。
【0078】
電動弁１００を駆動する場合には、まずステータに駆動パルス信号を与えることから開始する。これにより、パルス数に応じてマグネットロータ１４１が回転し、これに伴いロータ軸１３１が回転し、ロータ軸１３１の雄ねじ部１３１ａと、雌ねじ部材１３２の雌ねじ部１３２ｂとのねじ結合により、ロータ軸１３１が回転しつつ中心軸線ＣＬに沿って移動する。
【0079】
電動弁１００を弁閉状態にする場合には、ロータ軸１３１を下側に移動させる必要がある。ニードル１２１が弁座１１２に当接した後、さらにロータ軸１３１が下側に移動すると、ばね受け１２３を介して、弁ばね１２２が縮み、ニードル１２１が、弁ばね１２２の反力による荷重で弁座１１２に押圧され、電動弁１００は、確実な弁閉状態に制御される。
【0080】
このとき、ニードル１２１は、ばね受け１２３、弁ばね１２２を介して、弁座１１２に押圧されるため着座面の摩擦抵抗が、ロータ軸１３１と高滑性のばね受け１２３間の摩擦抵抗より大きくなり、回転するロータ軸１３１はばね受け１２３との間で滑り摺動するため、ニードルケース１２５及びニードル１２１への回転の伝達は抑制される。これにより、ニードル１２１と弁ポート１１２ａとの磨耗が抑制される。また、ロータ軸１３１が押し込まれるため、ロータ軸１３１のフランジ部１３１ｂと共にワッシャ１２４が下降するので、ワッシャ１２４の上面がニードルケース１２５の開口端部１２５ａの下端面と非接触となり、ニードルケース１２５の回転も停止する。
【0081】
続いて、電動弁１００を弁閉状態から、弁開状態に戻す場合には、ロータ軸１３１を逆回転させて上側に移動させる必要がある。ロータ軸１３１の上昇に伴い弁ばね１２２はばね受け１２３を介して伸長する。このとき、ニードル１２１が弁座１１２に当接状態を保持している。更にロータ軸１３１が上側に移動すると、ロータ軸１３１のフランジ部１３１ｂがワッシャ１２４を介して、ニードルケース１２５の開口端部１２５ａの内面に接触し、回転しながらニードルケース１２５を吊り上げる。ニードルケース１２５が吊り上げられると、これに固定されたニードル１２１も上側に移動し、ニードル１２１と弁座１１２の弁ポート１１２ａが非接触となり、電動弁１００は、弁開状態に制御される。
【0082】
このとき、ニードルケース１２５及びニードル１２１は、高滑性のワッシャ１２４を介して、ロータ軸１３１に駆動されるため、ロータ軸１３１の回転がニードルケース１２５及びニードル１２１に伝達されることが抑制される。これにより、ニードル１２１と弁ポート１１２ａとの磨耗が抑制される。
【0083】
次に、本発明に係る電動弁の第２の実施形態について説明する。
【0084】
【0085】
図４及び図５に示すように、電動弁２００の構成は、雌ねじ部材２３３にインサート成形された縁段付き固定金具２３３を備える点で固定金具１３３を有する電動弁１００の構成と異なる。より詳細には、金属製の概略円板形状の縁段付き固定金具２３３の外周部は、収容ケース１５１の内周面１５１ｂに当接する当接面を有し、外方に向けて突出する凸部２３３ａ（以下、ガイド部２３３ｃともいう）と、収容ケース１５１の内周面１５１ｂと弁本体ハウジング１１１の上端面とにより囲まれる部分に、隙間を形成する凹部２３３ｂとから構成される段差部を有している。凹部２３３ｂを形成する弁本体ハウジング１１１の上端面の一部（接合部１１１ｄ）および、弁本体ハウジング１１１の上端面に支持される縁段付き固定金具２３３の下端部の一部は、図５に示されるように、溶接部２３３ｄを形成することとなる。
【0086】
なお、電動弁２００におけるそれ以外の構成は、上述の電動弁１００の構成と同一であるのでその同一の構成要素について、同一の参照符号を付し、その重複説明を省略する。
【0087】
図４及び図５に示すように、上述の縁段付き固定金具２３３の段差部は、電動弁２００の中心軸線ＣＬに沿った厚さ方向に形成されている。中心軸線ＣＬに近い部分である凹部２３３ｂは、固定金具２３３の下端面が弁本体ハウジング１１１の接合部１１１ｄとすみ肉溶接されるため、固定金具２３３の下側である弁本体ハウジング１１１側に形成される。また、凹部２３３ｂよりも中心軸線ＣＬから遠い部分であるガイド部２３３ｃの当接面は、収容ケース１５１の内周面１５１ｂと当接するので固定金具２３３の上側である収容ケース１５１側に形成される。
【0088】
なお、ここでは、必ずしも凸部２３３ａの全当接面が収容ケース１５１の内周面１５１ｂに当接する必要はない。
【0089】
なお、ガイド部２３３ｃの条件としては、第１の実施形態と同様に、ガイド部２３３ｃの当接面が、収容ケース１５１の内周面１５１ｂに当接するように、縁段付き固定金具２３３が収容ケース１５１の内周面１５１ｂに嵌めこまれる。ガイド部２３３ｃは、収容ケース１５１の内周面と回転運動するマグネットロータ１４１との干渉を防止できる程度に、収容ケース１５１と、弁本体ハウジング１１１の同軸性（同軸度、同心度）を維持できればよい。このため、上述のガイド部２３３ｃの当接面の直径は、マグネットロータ１４１の外径よりも大であって収容ケース１５１の内周面１５１ｂの内径よりも小に設定されている（マグネットロータ１４１の外径＜当接面の直径＜収容ケース１５１の内径）。
【0090】
また、ここでは、上述のガイド部２３３ｃ以外の部分である凹部２３３ｂの一部を形成する下端部と、弁本体ハウジング１１１の接合部１１１ｄとが溶接固定される。これにより、溶接部２３３ｄが、縁段付き固定金具２３３における凹部２３３ｂを形成する下端部と弁本体ハウジング１１１の接合部１１１ｄとにより形成される。
【0091】
なお、凹部２３３ｂの全てを溶接部２３３ｄとする必要はなく、凹部２３３ｂの一部が溶接されるものとしてもよいし、複数の点溶接、複数の点状のすみ肉溶接で溶接固定されるものとしてもよい。
【0092】
なお、溶接部２３３ｄは、弁本体ハウジング１１１の円環形状の接合部１１１ｄの内径より内側に設けることはできない。固定金具２３３と弁本体ハウジング１１１が接触できず、溶接固定が不能となるからである。更に溶接部２３３ｄは、弁本体ハウジング１１１との溶接で生じる溶接ビード２３３ｗが収容ケース１５１に干渉しない位置に形成される必要がある。
【0093】
また、凸部２３３ａは、全周に連続して設けられるものとしてもよく、あるいは、全周に連続ではなく、途中で凸部２３３ａが複数に途切れていてももちろん構わない。そのような場合、ガイド部２３３ｃの当接面には、少なくとも、固定金具の中心軸線の周囲を等角度でＮ等分した線（Ｎ＝３以上の整数）と、図２（ｃ）に示される仮想円と類似した仮想円とが交わる交点が位置するものとされる。
【0094】
但し、凸部２３３ａが全周に設けられている場合には、凸部２３３ａが円形となるため、製造するのが容易となるため、製造工数を低減することができる。
【0095】
さらに、本実施形態を以下のような形態としてとられることもでき、このような形態も本発明の適用範囲である。縁段付き固定金具には、例えば収容ケース１５１側にガイド部となる円板が形成され、この円板より直径が小さい小円板が、弁本体ハウジング１１１側に大きな円板と同軸に一体となって形成され、小円板には溶接部が形成される。
【0096】
以上のように、本発明の第２の実施形態の電動弁２００によっても、第１の実施形態と同様の作用効果を奏するのと共に、製造工数を低減できるという効果も有する。
【0097】
なお、本発明では、溶接される弁本体ハウジング１１１および固定金具１３３は、金属材料であるものとして説明してきたが、これには限定されず、例えば溶接が可能な熱可塑性樹脂等を使用するものとしてもよい。また、固定金具１３３および２３３は、円板形状であるものとして説明してきたが、これには限定されず図７に示すように、固定金具３３３として６角形などの多角形のような他の形状を有する板材を使用することもできる。
【0098】
以上説明したように、本発明によれば、上述の従来の問題点を解消するために、部品の簡単な構造で弁本体ハウジングと収容ケースを固定する際の同軸性を維持することができ、製造管理の軽減を可能とする電動弁、及び、これを含む冷凍サイクルシステムを提供できる。
【符号の説明】
【0099】
ＣＬ 中心軸線
１１ 第１の継手
１２ 第２の継手
１００、２００ 電動弁
１１０ 弁本体部
１１１ 弁本体ハウジング
１１１Ａ 弁室
１１１ｂ 第１のポート
１１１ｃ 第２のポート
１１１ｄ 接合部
１１２ 弁座
１１２ａ 弁ポート
１２０ ニードル部
１２１ ニードル
１２２ 弁ばね
１２３ ばね受け
１２３ａ ばね係合部
１２４ ワッシャ
１２５ ニードルケース
１２５ａ 開口端部
１３０、２３０ ロータ軸回転部
１３１ ロータ軸
１３１ａ 雄ねじ部
１３１ｂ フランジ部
１３２、２３２ 雌ねじ部材
１３２Ａ、２３２Ａ ガイド室
１３２ｂ、２３２ｂ 雌ねじ部
１３２ｃ、２３２ｃ 均圧孔
１３３、１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃ、２３３ 固定金具
１３３ａ、１３３Ａａ、１３３Ｂａ１、１３３Ｂａ１、１３３Ｃａ、２３３ａ 凸部
１３３ｂ、１３３Ａｂ、１３３Ｂｂ、１３３Ｃｂ、２３３ｂ 凹部
１３３ｃ、１３３Ａｃ、１３３Ｂｃ、１３３Ｃｃ、２３３ｃ ガイド部
１３３ｄ、１３３Ａｄ、１３３Ｂｄ、１３３Ｃｄ、２３３ｄ 溶接部
１４０ ロータ軸駆動部
１４１ マグネットロータ
１４１Ａ ロータ室
１４１ｂ 係合突起部
１４２ ロータ固定部材
１４３ 回転ストッパばね
１４４ 可動ストッパ部材
１５０ 外装部
１５１ 収容ケース
１５１ａ ディンプル
１５２ ロータ支持部材
１５２ａ 傘状部分
１５２ｂ 円筒部分
１５２ｃ 係合凹部
１５３ 筒状部材
３００ 冷凍サイクルシステム
３１０ 室外ユニット
３１１ 膨張弁
３１２ 室外熱交換器
３１３ 流路切換弁
３１４ 圧縮機
３１５ 室内熱交換器
３２０ 室内ユニット
１１ 第１の継手
１２ 第２の継手
１００、２００ 電動弁
１１０ 弁本体部
１１１ 弁本体ハウジング
１１１Ａ 弁室
１１１ｂ 第１のポート
１１１ｃ 第２のポート
１１１ｄ 接合部
１１２ 弁座
１１２ａ 弁ポート
１２０ ニードル部
１２１ ニードル
１２２ 弁ばね
１２３ ばね受け
１２３ａ ばね係合部
１２４ ワッシャ
１２５ ニードルケース
１２５ａ 開口端部
１３０、２３０ ロータ軸回転部
１３１ ロータ軸
１３１ａ 雄ねじ部
１３１ｂ フランジ部
１３２、２３２ 雌ねじ部材
１３２Ａ、２３２Ａ ガイド室
１３２ｂ、２３２ｂ 雌ねじ部
１３２ｃ、２３２ｃ 均圧孔
１３３、１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃ、２３３ 固定金具
１３３ａ、１３３Ａａ、１３３Ｂａ１、１３３Ｂａ１、１３３Ｃａ、２３３ａ 凸部
１３３ｂ、１３３Ａｂ、１３３Ｂｂ、１３３Ｃｂ、２３３ｂ 凹部
１３３ｃ、１３３Ａｃ、１３３Ｂｃ、１３３Ｃｃ、２３３ｃ ガイド部
１３３ｄ、１３３Ａｄ、１３３Ｂｄ、１３３Ｃｄ、２３３ｄ 溶接部
１４０ ロータ軸駆動部
１４１ マグネットロータ
１４１Ａ ロータ室
１４１ｂ 係合突起部
１４２ ロータ固定部材
１４３ 回転ストッパばね
１４４ 可動ストッパ部材
１５０ 外装部
１５１ 収容ケース
１５１ａ ディンプル
１５２ ロータ支持部材
１５２ａ 傘状部分
１５２ｂ 円筒部分
１５２ｃ 係合凹部
１５３ 筒状部材
３００ 冷凍サイクルシステム
３１０ 室外ユニット
３１１ 膨張弁
３１２ 室外熱交換器
３１３ 流路切換弁
３１４ 圧縮機
３１５ 室内熱交換器
３２０ 室内ユニット
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】