特許 7499587 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】2024-06-06

(45)【発行日】2024-06-14

(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 20060101AFI20240607BHJP

   F25B 41/35 20210101ALI20240607BHJP

   F25B 41/31 20210101ALI20240607BHJP

【ＦＩ】

F16K31/04 K

F25B41/35

F25B41/31

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020047604

(22)【出願日】2020-03-18

(65)【公開番号】P2021148182

(43)【公開日】2021-09-27

【審査請求日】2022-12-06

(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】竹田 剛

【審査官】武内 大志

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－８９８７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２２４７０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平９－２１７８５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１７２８３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｋ ３１／０４

Ｆ２５Ｂ ４１／３５

Ｆ２５Ｂ ４１／３１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

弁室及び弁座部を構成する弁本体と、前記弁座部と軸線方向で接離して弁ポートの開度を変更する弁体と、回転軸を進退駆動させる駆動部と、前記弁体と前記回転軸とに亘る弁ホルダと、弁閉方向に弁体を付勢する弁ばねと、を備えた電動弁であって、
前記弁体及び前記回転軸の少なくとも一方は、前記弁ホルダに回転自在に挿通される軸部を有し、前記軸部と前記弁ホルダとの間に転がり軸受を備え、
前記転がり軸受と、前記軸部及び前記弁ホルダの少なくとも一方と、の間には、径方向の隙間が設けられており、前記軸部と前記弁ホルダとは、前記径方向に相対変位可能に接続され、
前記転がり軸受は、前記軸部及び前記弁ホルダの少なくとも一方に対し、前記軸線方向に移動可能な隙間を介して設けられ、
前記軸部と前記弁ホルダとは、前記軸線方向に移動可能な前記隙間を介して前記軸線方向に相対変位可能に接続されていることを特徴とする電動弁。

【請求項2】

前記軸部は、前記弁体のロッド軸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】

前記軸部は、前記回転軸の先端部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、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、ステッピングモータなどの回転駆動部によってロータ軸などの回転軸を回転駆動し、この回転軸の回転運動をねじ送り機構によって直線運動に変換し、弁を開閉する電動弁が利用されている（例えば、特許文献１，２等を参照）。この種の電動弁では、弁体の供回りと、弁体の弁座部への過度の押付けと、を抑制して、弁の着座による耐久性を向上させるために、弁体とねじ送り機構との間に、軸受と、弁ばねと、が内蔵された弁ホルダが設けられている。このような弁ホルダに内蔵される軸受には、転がり軸受と、滑り軸受の２種類があるが、転がり軸受の方が、回転負荷が小さく、回転駆動部の必要な出力が小さくて済む高効率な電動弁となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第６４７２６３７号公報

【文献】中国実用新案登録第２０８５１９２８４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１，２に開示されたような従来の電動弁にあっては、弁漏れを低減させるために、弁体と弁座とが同軸上に位置した状態で着座させる必要があるが、部品製造時における部品の寸法公差、組立時における組立公差などに起因する寸法誤差のばらつきにより、図１１に示すように、弁体９５と弁座９６（弁ポート９７）の芯ずれが生じて弁漏れの可能性を排除することが困難であるという問題があった。すなわち、特許文献１の構造では、図１１に示すように、弁軸９１の先端とバネ受け９２とは、弁ばね９３の荷重を受けて互いに当接しており、さらに弁ばね９３の下端は、弁ガイド９４に固着された弁体９５と直接当接しているので、弁体９５が着座した時に弁体９５の軸心Ｌ´と弁座部９６の弁ポート９７の軸心Ｌとのずれを補正しにくく、弁漏れが生じやすい。また、特許文献２の構造では、転がり軸受がねじ軸と弁体の収容溝との間に、径方向のわずかな隙間で収容され、径方向の自由度が殆ど無いため、弁体の軸心を弁座の軸心に合わせるように補正することができないため、弁漏れが生じやすい。

【0005】

本発明の目的は、高効率化を図りつつ、弁漏れを抑制することができる電動弁及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、弁室及び弁座部を構成する弁本体と、前記弁座部と軸線方向で接離して弁ポートの開度を変更する弁体と、回転軸を進退駆動させる駆動部と、前記弁体と前記回転軸とに亘る弁ホルダと、弁閉方向に弁体を付勢する弁ばねと、を備えた電動弁であって、前記弁体及び前記回転軸の少なくとも一方は、前記弁ホルダに回転自在に挿通される軸部を有し、前記軸部と前記弁ホルダとの間に転がり軸受を備え、前記転がり軸受と、前記軸部及び前記弁ホルダの少なくとも一方と、の間には、径方向の隙間が設けられており、前記軸部と前記弁ホルダとは、前記径方向に相対変位可能に接続され、前記転がり軸受は、前記軸部及び前記弁ホルダの少なくとも一方に対し、前記軸線方向に移動可能な隙間を介して設け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、弁体又は回転軸の軸部と弁ホルダとを相対回転可能に接続する軸受に転がり軸受を用いるので、高効率とすることができる。さらに、転がり軸受と、軸部及び弁ホルダの少なくとも一方と、の間には、径方向の隙間が設けられており、軸部と弁ホルダとは、径方向に相対変位可能に接続されているので、弁体が弁座部に着座する際、軸部と弁ホルダとは隙間の範囲内だけ径方向に相対変位し、弁座部に対して同軸上に弁体を着座させることができ、弁漏れを低減させることができる。

【0008】

この際、前記軸部と前記弁ホルダとは、前記軸線方向に移動可能な前記隙間を介して前記軸線方向に相対変位可能に接続されていることが好ましい。

【0009】

以上のような構成では、弁閉時に、弁ばねの収縮により弁体へ適切な押し付け荷重を与えるため、回転軸は弁体を着座位置よりもさらに下降させようとするが、弁体が弁座部に着座する際、軸部と弁ホルダとが、軸線方向に相対変位することによって、軸部と弁ホルダが軸線方向の隙間分自由となるため、弁体に力が加わらない。これにより、回転軸の軸線と弁座（弁口）の軸線とがずれていても、軸部と弁ホルダとが、大きな摺動抵抗なしに径方向及び軸線方向に相対変位することが可能になるため、弁座部に対して同軸上に弁体を着座させることができ、弁漏れを低減させることができる。

【0010】

また、前記軸部は、前記弁体のロッド軸であることが好ましい。また、前記軸部は、前記回転軸の先端部であることが好ましい。

【0011】

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。

【0012】

このような本発明によれば、上記したように、本発明の電動弁は、高効率化を図りつつ、弁漏れを抑制することができるので、運転時に、省エネであり、且つ、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。

【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、高効率化を図りつつ、弁漏れを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の第１実施形態に係る電動弁を示す縦断面図である。

【図2】前記電動弁の弁開時における要部を示す縦断面図である。

【図3】前記電動弁の弁体と弁座との当接時における要部を示す縦断面図である。

【図4】前記電動弁の着座時における要部を示す縦断面図である。

【図5】本発明の第２実施形態に係る電動弁の要部を示す縦断面図である。

【図6】本発明の第３実施形態に係る電動弁の弁開時における要部を示す縦断面図である。

【図7】前記第３実施形態の電動弁の弁体と弁座との当接時における要部を示す縦断面図である。

【図8】前記第３実施形態の前記電動弁の着座時における要部を示す縦断面図である。

【図9】本発明の第４実施形態に係る電動弁の要部を示す縦断面図である。

【図10】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11】従来の電動弁の要部を示す縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明の第１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、弁ホルダ６と、駆動部としてのステッピングモータ３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、筒状の弁ハウジング部材１Ａと、弁ハウジング部材１Ａの上端開口部に固定される支持部材５と、を有している。

【0017】

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、底面側から略円筒状の弁座部材１５が挿入され、ろう付けにより固定される弁座部材１５によって弁座部１３が構成されている。弁座部１３には、弁口である弁ポート１４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、弁座部材１５の内側面の下端部となだらかに連続するように、第２の継手管１２が、弁ハウジング部材１Ａの底部にろう付けにより固定されている。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を介して弁ポート１４を通過した冷媒が第２の継手管１２から流出される。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。

【0018】

支持部材５は、弁ハウジング部材１Ａ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等の軸線Ｌと同軸に形成された雌ねじ部５ａが設けられており、下方に雌ねじ部５ａの外周よりも径の大きな円筒状のガイド孔５ｃが形成されている。

【0019】

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を有している。ロッド軸２２は、上部の縮径部２２ａと下部の拡径部２２ｂとから成り、その上端部には、フランジ部２３が形成されている。ロッド軸２２の外周面側には、転がり軸受８（後述）が配設され、ロッド軸２２の上端部が拡大されたフランジ部２３によって転がり軸受８が抜け止めされている。

【0020】

ステッピングモータ３は、キャン４と、キャン４内に設けられたマグネットロータ３１と、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７と、を有している。

【0021】

キャン４は、弁ハウジング１Ａの上端に溶接などによって気密に固定され、支持部材５、後述するマグネットロータ３１及び回転ストッパ機構７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、その下端部が、弁ホルダ６及び転がり軸受８を介して、弁体２のロッド軸２２と連結されている。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及び雌ねじ部５ａによって、駆動部のねじ送り機構１６が構成されている。ねじ送り機構１６は、ステッピングモータ３の回転運動をロータ軸３２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４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。

【0022】

ステッピングモータ３の回転ストッパ機構７は、キャン４の天井部にガイド支持体７Ａが固定され、ガイド支持体７Ａには、キャン４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７６と、ガイド７６の外周に固定された螺旋ガイド７７と、螺旋ガイド７７にガイドされて回転かつ上下動可能な可動スライダ７８と、を備えている。可動スライダ７８には、径方向外側に突出した爪部７８ａが設けられ、マグネットロータ３１には、上方に延びて爪部７８ａ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７８ａを押すことで、可動スライダ７８が螺旋ガイド７７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７６内部にはロータ軸３２の上部をガイドする筒部材７Ｂが嵌合されている。

【0023】

螺旋ガイド７７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７７ａ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７７ｂ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７８が下端ストッパ７７ｂに当接すると、この当接した位置で可動スライダ７８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７８が上端ストッパ７７ａに当接すると、この当接した位置で可動スライダ７８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。

【0024】

図２に示すように、弁ホルダ６は、筒状のホルダ本体６１の上面部中央に、ロータ軸３２の下側先端部を挿通させる挿通孔６１ａを有し、ロータ軸３２の下側先端部と相対回転可能に係合されている。また、ロータ軸３２の下側先端部には、鍔部３２ｂが設けられており、ホルダ本体６１内から抜けないようになっている。ロータ軸３２の鍔部３２ｂの下面には弁ばね９の上端が当接されている。転がり軸受８は、弁体２のロッド軸２２の縮径部２２ａの外周面側に配設されるリング状の第１部材８１と、複数個の転動部材としての鋼球８ａを介して接続されるリング状の第２部材８２と、を有したベアリングによって構成されている。この転がり軸受８は、第２部材８２が弁ばね９で付勢され、第２部材８２の下端部がホルダ本体６１の下端部（圧入部材６３）に当接するようになっている。弁ホルダ６は、ホルダ本体６１の下面中央に挿通孔６１ｂを有し、弁体２のロッド軸２２の拡径部２２ｂが挿通孔６１ｂに挿通されている。また、挿通孔６１ｂには、図１に示すように、リング状の圧入部材６３が圧入され、この圧入部材６３によって弁ホルダ６からの弁体２及び転がり軸受８の抜け止めがされている。なお、ここでは、ホルダ本体６１の下端部を圧入部材６３を圧入したものを例示したが、これに代わりホルダ本体６１の下端部にリング状の部材（止め輪等）を溶接や、かしめ等で固定してもよく、転がり軸受８の抜け止めが可能な構造であればこれらに限らない。

【0025】

さらに、転がり軸受８内側の第１部材８１と、弁体２におけるロッド軸２２の縮径部２２ａとの間には、ロッド軸２２の径方向の隙間Ｃ１が設けられている。また、転がり軸受８の下側面と、弁体２におけるロッド軸２２の拡径部２２ｂとの間には、軸線方向Ｌの隙間Ｃ２が設けられている。

【0026】

図２に示すように、弁開時においては、弁体２の軸線Ｌ´の位置は、例えば、弁座部１３の軸線Ｌの位置よりも左側にずれている。着座状態にするために、ステッピングモータ３の駆動によって弁体２が下降し、図３に示すように、ニードル部２１が弁座部１３に当接したときは、まだ弁体２の軸線Ｌ´は弁座部１３（弁ポート１４）の軸線Ｌの位置よりも左側にずれた状態で、ニードル部２１の左側が弁座部１３の左側に片当たりしている。この時、弁体２の弁座１３との当接部には矢印のような力（径方向には右方向の力、軸線Ｌ方向には上方向の力）が働く。さらにロータ軸３２が下降すると、弁体２は弁ホルダ６に対し相対的に軸線Ｌ方向で隙間Ｃ２を縮めるように上側に変位しながら、径方向のずれを正すように、径方向の隙間Ｃ１がある右側に変位し、回転ストッパ機構７が働いた着座時においては、図４に示すように、弁体２は、弁開時と比較して弁ホルダ６に対して相対的に右上に移動し、弁体２と弁ポート１４とが同軸上に位置することで、ニードル部２１は弁ポート１４の上端開口部（弁座部１３）の全周に着座する。

【0027】

以上の本実施形態によれば、弁体２のロッド軸２２と弁ホルダ６とを相対回転可能に接続する軸受に転がり軸受８を用いるので、弁閉時における弁体２の供回りを抑制でき、弁体２と弁座１３との間の摺動抵抗による回転負荷が小さくなるため、高効率な作動とすることができる。さらに、転がり軸受８と、弁体２のロッド軸２２と、の間には、径方向の隙間Ｃ１が設けられており、ロッド軸２２と弁ホルダ６とは、径方向に相対変位可能に接続されているので、弁体２が弁座部１３に着座する際、ロッド軸２２と弁ホルダ６のホルダ本体６１とは隙間Ｃ１の範囲内だけ径方向に相対変位し、弁座部１３に対して同軸上に弁体２を着座させることができ、弁漏れを低減させることができる。

【0028】

また、転がり軸受８と、弁体２のロッド軸２２と、の間には、軸線Ｌ方向に隙間Ｃ２が設けられているので、弁体２が弁座と当接後にロータ軸３２がさらに下降するとき、弁体２が着座部１３に着座する際、ロッド軸２２と弁ホルダ６とが、軸線Ｌ方向に相対変位することによって、ロッド軸２２のフランジ部２３の下面と転がり軸受８の第１部材８１の上面が離れて、弁体２が軸線Ｌ方向の隙間分だけ自由となるため、ロータ軸３２の軸線Ｌ´と弁ポート１４の軸線Ｌとがずれていても、ロッド軸２２と弁ホルダ６とが、径方向及び軸線Ｌ方向に相対変位することによって、弁座部１３に対して同軸上に弁体２を着座させることができ、弁漏れを低減させることができる。 なお、軸線Ｌ´が、軸線Ｌに対して図示とは逆の右側に傾斜している場合は、弁体２は、弁体２が着座部１３に着座する際、隙間Ｃ１，Ｃ２がある左上の位置に変位する。

【0029】

次に、図５に基づき、本発明の第２実施形態に係る電動弁について説明する。本実施形態の電動弁は、第１実施形態の電動弁１０と同様に、弁本体１と、弁体２と、弁ホルダ６と、駆動部としてのステッピングモータ３と、を備えている。本実施形態の電動弁では、弁ホルダ６の一部構成が第１実施形態の電動弁１０と相違している。以下、相違点について詳しく説明する。

【0030】

本実施形態の電動弁では、ロータ軸３２の下端部に鍔部３２ｂがなく、弁ホルダ６のホルダ本体６１の上側の挿通孔６１ａもなく、ロータ軸３２の下端部と、ホルダ本体６１の上面の中心部とが一体的に連結され、ホルダ本体６１の円筒内部の天井面に弁ばね９の上端 が当接している点が第１実施形態の電動弁１０と相違している。なお、ロータ軸３２とホルダ本体６１とは、一体的に連結されたものに限らず、別体で形成されて適宜な取り付け手段によって取り付けられていてもよい。

【0031】

以上の本実施形態の電動弁においても、弁体２の軸心と弁座部１３の軸線とのずれに対する補正については第１実施形態と同様な効果が得られる。これに加え、弁ホルダ６においては、ロータ軸３２の下端部と弁ホルダ６のホルダ本体６１とが一体的に形成されているので、第１実施形態の電動弁１０よりも、構成の簡易化を図ることができる。

【0032】

次に、図６～図８に基づき、本発明の第３実施形態に係る電動弁について説明する。本実施形態の電動弁は、第１実施形態の電動弁１０と同様に、弁本体１と、弁体２と、弁ホルダ６と、駆動部としてのステッピングモータ３と、を備えている。本実施形態の電動弁では、弁体２、弁ホルダ６、ロータ軸３２の構成が第１実施形態の電動弁１０と相違している。以下、相違点について詳しく説明する。

【0033】

本実施形態の電動弁において、図６に示すように、転がり軸受８は、ホルダ本体６１内において、軸部としてのロータ軸３２の下側先端部における下側鍔部３２ｂと上側鍔部３２ｄとの間の縮径部３２ｃの外周部に、第１部材８１が取り付けられている。また、転がり軸受８の第２部材８２とホルダ本体６１の内側面との間に、ロータ軸３２の径方向の隙間Ｃ１が設けられている。さらに、ホルダ本体６１の内側面中間部には、リング状の突出部６４が設けられており、この突出部６４と転がり軸受８の下面との間には、軸線Ｌ方向の隙間Ｃ２が設けられている。また、突出部６４の下面には弁ばね９の上端が当接している。

【0034】

図６に示すように、弁開時においては、ロータ軸３２の軸線Ｌ´の位置は、例えば、弁座部１３の軸線Ｌの位置よりも左側にずれている。着座状態にするために、ステッピングモータ３の駆動によって弁体２が下降し、図７に示すように、ニードル部２１が弁座部１３に当接したときは、まだ弁体２の軸線Ｌ´は弁座部１３（弁ポート１４）の軸線Ｌの位置よりも左側にずれた状態で、ニードル部２１の左側が弁座部１３の左側に片当たりしている。この時、弁体２の弁座１３との当接部には矢印のような力（径方向には右方向の力、軸線Ｌ方向には上方向の力）が働くとともに、弁ホルダ６には矢印のような径方向に右側の力が働く。さらにロータ軸３２が下降すると、弁体２と弁ばね９によって軸線Ｌ方向に支持されたホルダ本体６１の天井面と転がり軸受８の第２部材８２の上端面とが離れ、ロータ軸３２及び転がり軸受８に対し相対的に弁体２及び弁ホルダ６が径方向の右方向に、軸線Ｌ方向の上方向に移動することで、ホルダ本体６１が、軸線Ｌ方向で隙間Ｃ２を縮めるように上側に変位しながら、弁体２の軸線Ｌ´と弁座１３の軸線Ｌの径方向のずれが無くなるように、径方向の隙間Ｃ２がある右側に変位し、回転ストッパ機構７が働いた着座時においては、図８に示すように、ロータ軸３２の下端部は、弁開時と比較して弁ホルダ６に対して相対的に左下に移動し、弁体２と弁ポート１４とが同軸上に位置している。

【0035】

以上の本実施形態によれば、ロータ軸３２と弁ホルダ６とを相対回転可能に接続する軸受に転がり軸受８を用いるので、弁閉時における弁体２の供回りを抑制でき、弁体２と弁座１３との間の摺動抵抗による回転負荷が小さくなるため、高効率な作動とすることができる。さらに、転がり軸受８と、ロータ軸３２の縮径部３２ｃと、の間には、径方向の隙間Ｃ１が設けられており、ロータ軸３２と弁ホルダ６とは、径方向に相対変位可能に接続されているので、弁体２が着座部１３に着座する際、ロータ軸３２と弁ホルダ６のホルダ本体６１とは隙間Ｃ１の範囲内だけ径方向に相対変位し、弁座部１３に対して同軸上に弁体２を着座させることができ、弁漏れを低減させることができる。

【0036】

また、弁体２と弁座部１３との当接後、さらにロータ軸３２が下降して、弁体２が弁座部１３に着座する際、ロータ軸３２の軸線Ｌ´と弁ポート１４の軸線Ｌとがずれていても、ロータ軸３２と弁ホルダ６とが、径方向及び軸線Ｌ方向に相対変位することによって、弁座部１３に対して同軸上に弁体２を着座させることができ、ニードル部２１が弁ポート１４の上部開口端（弁座部１３）の全周に当接して弁漏れを低減させることができる。なお、軸線Ｌ´が、軸線Ｌに対して図示とは逆の右側にずれている場合は、ロータ軸３２は、弁体２が着座部１３に着座する際、隙間Ｃ１，Ｃ２がある右下の位置に変位する。なお、図６～図８の実施形態では、転がり軸受８の第１部材８１とロータ軸３２との取付状態として、第１部材８１とロータ軸３２の下側鍔部３２ｂ及び上側鍔部３２ｄとの間において、ロータ軸３２の軸線Ｌ´方向に隙間を設けたものを例示したが、転がり軸受８の第１部材８１とロータ軸３２の下側鍔部３２ｂ及び上側鍔部３２ｄとの間に軸線Ｌ´方向に隙間が無くとも、ホルダ本体６１の突出部６４と転がり軸受８の下面との間には、軸線Ｌ方向の隙間が設けられていることから、上述の効果が得られることは自明である。

【0037】

次に、図９に基づき、本発明の第３実施形態に係る電動弁について説明する。本実施形態の電動弁は、第１実施形態の電動弁１０と同様に、弁本体１と、弁体２と、弁ホルダ６と、駆動部としてのステッピングモータ３と、を備えている。本実施形態の電動弁では、弁ホルダ６の一部構成が第１実施形態の電動弁１０と相違している。以下、相違点について詳しく説明する。

【0038】

本実施形態の電動弁では、ロータ軸３２の下端部に鍔部３２ｂがなく、弁ホルダ６のホルダ本体６１の上側の挿通孔６１ａもなく、ロータ軸３２の下端部と、ホルダ本体６１の上面の中心部とが一体的に形成されており、さらに、弁体２のロッド軸２２の下側の大部分が、ホルダ本体６１の外部に位置して設けられている。転がり軸受８は、その第２部材８２がホルダ本体６１の内側に固定されている。弁ばね９は、弁体２のニードル部２１とロッド軸２２の途中に挿通したリング状のばね受部材２ａとの間に圧縮状態で設けられ、ばね受２ａに対して弁体２が下向きに付勢されている。弁体２のロッド軸２２は、転がり軸受８の第１部材８１に挿通され、弁体２は軸線方向Ｌに沿って変位可能に支持されている。さらに、ロッド軸２２の径方向の隙間Ｃ１は、ロッド軸２２と転がり軸受８の第１部材８１との間に設けられている。また、ロッド軸２２の軸線Ｌ方向の隙間Ｃ２は、転がり軸受８の下面とばね受２ａの上面との間に設けられている。なお、ばね受部材２ａは、弁体２と別部材とせずに、一体的に形成してもよい。

【0039】

以上の本実施形態の電動弁においても、弁体２の軸心と弁座部１３の軸線のずれに対する補正については第１実施形態と同様な効果が得られる。これに加え、弁ホルダ６においては、第２実施形態の電動弁と同様、ロータ軸３２の下端部と弁ホルダ６のホルダ本体６１とが一体的に形成されていることで、第１実施形態の電動弁１０よりも、この部分の構成の簡易化を図ることができる。

【0040】

次に、本発明の冷凍サイクルシステムを図８に基づいて説明する。図８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８において、符号１００は前記各実施形態の電動弁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。

【0041】

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８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。

【0042】

一方、暖房運転時には、図８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７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の継手管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。

【0043】

以上の本発明の冷凍サイクルシステムによれば、上記したように、本実施形態の電動弁１０は、高効率化を図りつつ、弁漏れを抑制することができるので、運転時に、省エネであり、且つ、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。

【0044】

以上、図面を参照して、本発明を実施するための形態を第１～３実施形態に基づいて詳述してきたが、具体的な構成は、これらの実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

【0045】

例えば、上記した第１～３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】

【0046】

１０ 電動弁
Ｃ１，Ｃ２ 隙間
１ 弁本体
１Ａ 弁ハウジング部材
１Ｃ 弁室
２ 弁体
２ａ ばね受部材
２１ ニードル部
２２ ロッド軸（軸部）
３ ステッピングモータ（駆動部）
６ 弁ホルダ
６１ ホルダ本体
６２ ばね受
８ 転がり軸受
８１ 第１部材
８２ 第２部材
８ａ 鋼球（転動部材）
９ 弁ばね
１３ 弁座部
１４ 弁ポート
３２ ロータ軸（回転軸、軸部）
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

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】