JP2015094372A - 電動弁 - Google Patents

Abstract

【課題】第１流れ方向に流体が流される場合に生じる異音を低減することのできる電動弁を提供する。
【解決手段】内部に弁室７が画成されると共に側部と底部に第１開口１１ａと第２開口１２ａが形成された弁本体５と、弁室７に開口する弁口９と弁座８ａとを有して弁本体５の第２開口１２ａに固着された弁座部材８と、弁室７に昇降可能に配置された弁体２０と、弁体２０を弁座８ａに対して昇降させる昇降駆動部５０と、を備え、弁体２０は、弁口９に向かって開口する筒状体からなり、かつ、その筒状体の内径が弁口９に向かって連続的もしくは段階的に拡がるスカート部２０ｃを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動弁に係り、例えばヒートポンプ式冷暖房システム等に使用される電動弁に関する。

従来から、小型化、大容量化、省電力化を目指した電動弁の開発が進められている。そのような従来の電動弁の一例として、特許文献１には、閉弁方向に働く力を可及的に小さくし、より小さなばね荷重の開弁ばねを使用できるようにした技術が開示されている。

特許文献１に開示されている電動弁は、弁室、該弁室に開口する横向きの第１入出口、前記弁室に開口する縦向きの弁座付き弁口、及び該弁口に連なる第２入出口を有する弁本体と、前記弁口を開閉すべく前記弁室に昇降可能に配在された弁体と、該弁体を昇降させるための電動モータを有する昇降駆動手段と、前記弁体を開弁方向に付勢する開弁ばねと、を備え、前記弁口の口径と前記弁体の上方に画成される背圧室の室径とが略同一に設定されるとともに、前記弁体内に、前記弁口と前記背圧室とを連通させるべく下端面が開口した均圧通路が設けられ、前記均圧通路の下端開口面積を前記弁口面積で除した値が所定範囲内となるように各部の寸法が設定されているものである。

特開２０１３−１３０２７１号公報

ところで、この種の電動弁においては、流体（冷媒）が第１入出口から第２入出口に向かう第１流れ方向と第２入出口から第１入出口に向かう第２流れ方向との双方向に流されるが、例えば気体からなる冷媒（ガス冷媒）が第１流れ方向に流される場合、弁体の先端部（弁体部）付近での渦の発生に伴い、均圧通路が設けられた筒状弁体の内部で気柱共鳴と考えられる異音が生じるといった問題があった。具体的には、図６に示すように、低差圧かつ比較的大きな弁開度で第１流れ方向に冷媒が流される場合や高差圧かつ極めて小さな弁開度で第１流れ方向に冷媒が流される場合、当該電動弁から僅かながら異音が生じることが本発明者等による実験によって確認された。

本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、第１流れ方向に流体が流される場合に生じる異音を低減することのできる電動弁を提供することにある。

本発明者等は、鋭意研究の結果、均圧通路が設けられた筒状弁体の内部形状を適正に設計することにより、電動弁において第１流れ方向に流体が流される場合に生じる異音を有効に低減し得ることを見出した。

すなわち、上記する課題を解決するために、本発明に係る電動弁は、内部に弁室が画成されると共に側部と底部に第１開口と第２開口が形成された弁本体と、前記弁室に開口する弁口と弁座とを有して前記弁本体の前記第２開口に固着された弁座部材と、前記弁室に昇降可能に配置された弁体と、該弁体を前記弁座に対して昇降させる昇降駆動部と、を備えた電動弁であって、前記弁体は、前記弁口に向かって開口する筒状体からなり、かつ、該筒状体の内径が前記弁口に向かって連続的もしくは段階的に拡がるスカート部を備えていることを特徴としている。

好ましい形態では、前記スカート部の昇降方向下方には、内径が一定の下側筒部が設けられていることを特徴としている。

別の好ましい形態では、前記スカート部の昇降方向上方には、内径が一定の上側筒部が設けられていることを特徴としている。更に好ましい形態では、前記スカート部の昇降方向上端部の内径と前記上側筒部の内径とが同一である、あるいは、前記スカート部の昇降方向上端部の内径は前記上側筒部の内径よりも大きいことを特徴としている。更に好ましい形態では、前記スカート部の内周面と前記上側筒部の内周面とが昇降方向に垂直な平面を介して接続されていることを特徴としている。

本発明の電動弁によれば、弁座部材の弁口へ向かって内径が連続的もしくは段階的に拡がるスカート部が弁体に設けられていることによって、第１流れ方向に流体（ガス冷媒）が流される場合に、弁体の先端部（弁体部）付近での渦発生に伴う筒状弁体の内部における気柱共鳴の発生を抑制することができ、電動弁に生じる異音を効果的に低減することができる。

本発明に係る電動弁の実施形態１の閉弁状態を示す縦断面図。 図１に示す電動弁の開弁状態を示す縦断面図。 本発明に係る電動弁の実施形態２の閉弁状態を示す縦断面図。 本発明に係る電動弁の実施形態３の閉弁状態を示す縦断面図。 本発明に係る電動弁の実施形態４の閉弁状態を示す縦断面図。 従来構造の電動弁の開弁時における異音の有無を測定した実験結果を示す図。

以下、本発明に係る電動弁の実施形態を図面を参照して説明する。

［実施形態１］
図１は、本発明に係る電動弁の実施形態１の縦断面図、図２は、図１に示す電動弁の開弁状態を示す縦断面図である。

図示する電動弁１は、例えばヒートポンプ式冷暖房システム等において膨張弁として使用され、流体（冷媒）が双方向（第１流れ方向とその逆の第２流れ方向）に流動し、かつ、少なくとも一方向には大流量が流動する流路に対応した双方向流通型の電動弁である。

電動弁１は、主として、板金製の筒状基体６を有する弁本体５と、弁本体５に固着されたキャン５８と、弁本体５及びキャン５８によって画成された内部空間で弁本体５に固定配置された支持部材１９と、支持部材１９により支持されて前記内部空間に昇降可能に配置された弁体２０と、弁体２０を昇降させるべく弁本体５の上方に取り付けられたステッピングモータ（昇降駆動部）５０と、を備えている。

弁本体５の筒状基体６は、その内部に弁室７が画成されると共に、その側部に弁室７に開口する横向きの第１開口１１ａが形成され、その底部に弁室７に開口する縦向きの第２開口１２ａが形成されている。弁本体５の筒状基体６の底部に形成された第２開口１２ａには、弁室７に開口する縦向きの弁口９と弁座８ａとを有する段付きの弁座部材８が固着されている。そして、筒状基体６の側部に形成された第１開口１１ａに横向きの導管継手１１が取り付けられ、弁座部材８の底部８ｃ側に形成された弁口９よりも大径の接続口１２ｂに、弁座部材８の弁口９に連通する縦向きの導管継手１２が取り付けられている。

より具体的には、段付きの弁座部材８は、その底部８ｃが第２開口１２ａに嵌合されて弁本体５の筒状基体６に固着され、その底部８ｃ側に形成された前記接続口１２ｂに導管継手１２が嵌挿されて取り付けられている。また、弁座部材８の上端部には、弁座８ａに連接する傾斜面８ｂが形成され、この傾斜面８ｂの上端部８ｄが第１開口１１ａに取り付けられた導管継手１１の略中央近傍もしくは導管継手１１の中央よりも僅かに下方に位置するように、弁座部材８と導管継手１１とが配設されている。

弁本体５の筒状基体６の上方開口部には、上方に向かって縮径する段付きの筒状基台１３が取り付けられている。筒状基台１３の上端部には、天井部を有する円筒状のキャン５８の下端部が溶接等によって接合されている。また、支持部材１９は、隔壁１４ｃ付き筒状保持部材１４及び雌ねじ１５ｉ付き軸受部材１５を有し、筒状基台１３の内側に、前記筒状保持部材１４が圧入等により固定され、筒状保持部材１４の上部に、内周面下方に雌ねじ１５ｉが螺設された筒状の雌ねじ付き軸受部材１５がかしめ等により固定されている。なお、雌ねじ付き軸受部材１５の下面の中心側には突設部１５ａが形成され、該突設部１５ａにも雌ねじ１５ｉが螺設されている。また、筒状保持部材１４の隔壁１４ｃと雌ねじ付き軸受部材１５との間にばね室１４ａが画成され、該ばね室１４ａに弁体２０を開弁方向に付勢する開弁ばね２５が収納されている。

また、弁体２０は、その中心部に該弁体２０の昇降方向（上下方向）に沿う均圧通路３２が形成された筒状体からなり、該弁体２０の上部が前記筒状保持部材１４における隔壁１４ｃよりも下側の弁体ガイド穴１４ｂに摺動自在に嵌挿されている。弁体２０は、上方から、内径が一定の上側円筒部（上側筒部）２０ｂと、弁座部材８の弁口９に向かって内径が連続的に拡がるスカート部２０ｃとを有する。上側円筒部２０ｂの中心穴は、推力伝達部材２３の小径下部２３ｃが嵌合固定される嵌合穴２０ｄとされ、スカート部２０ｃの下端部は、弁座部材８の弁座８ａに接離して弁口９を開閉する略円錐台状の弁体部２０ａとされている。上側円筒部２０ｂの内径とスカート部２０ｃの上端部の内径とは同一であり、従って、上側円筒部２０ｂの内周面はスカート部２０ｃの内周面と連続的に繋がっている。

ここで、弁体２０のスカート部２０ｃの内径は、側面視で視た際に上側円筒部２０ｂの下端から弁座部材８の弁口９に向かって直線的に増加しているが、例えば弁座部材８の弁口９に向かって曲線的（例えば、上方もしくは下方に向かって凸となる放物線等からなる曲線状）に増加してもよい。また、側面視で視た際の昇降方向に対するスカート部２０ｃの内周面の傾斜角（テーパ角）θやスカート部２０ｃの昇降方向での高さＨは、異音の要因となる流体の波長等を考慮して適宜に設計すればよい。

一方、ステッピングモータ５０は、ヨーク５１、ボビン５２、コイル５３、樹脂モールドカバー５４等からなるステータ５５と、キャン５８の内部に該キャン５８に対して回転自在に配置され、ロータ支持部材５６がその上部内側に固着されたロータ５７と、を有している。ステータ５５は、キャン５８に外嵌固定されている。また、ロータ５７の内周側には、ロータ支持部材５６に一体に形成された太陽歯車４１、筒状保持部材１４の上部に固着された筒状体４３の上端に固定された固定リング歯車４７、太陽歯車４１と固定リング歯車４７との間に配置されてそれぞれに歯合する遊星歯車４２、遊星歯車４２を回転自在に支持するキャリア４４、遊星歯車４２に外側から歯合する有底リング状の出力歯車４５、出力歯車４５の底部に形成された孔にその上部が圧入等によって固着された出力軸４６等からなる不思議遊星歯車式減速機構４０が設けられている。ここで、固定リング歯車４７の歯数は、出力歯車４５の歯数とは異なるように設定されている。

出力軸４６の上部の中心部には孔が形成され、該孔には太陽歯車４１（ロータ支持部材５６）とキャリア４４の中心部を挿通した支持軸４９の下部が挿通されている。この支持軸４９の上部は、キャン５８の内径と略同一の外径を有し、ロータ支持部材５６の上側でキャン５８に内接して配置される支持部材４８の中心部に形成された孔に挿通されている。ロータ５７自体は、支持部材４８等によってキャン５８の内部で上下動しないようになっており、キャン５８に外嵌固定されたステータ５５との位置関係が常に一定に維持されている。

減速機構４０の出力軸４６の下部は、該出力軸４６等を支持する支持部材１９を構成する筒状の雌ねじ付き軸受部材１５の上部に回転自在に嵌挿され、出力軸４６の下部には、その中心を通るように横方向に延びるスリット状の嵌合部４６ａが形成されている。雌ねじ付き軸受部材１５の内周面下方に螺設された雌ねじ１５ｉと螺合する雄ねじ１７ａが螺設された回転昇降軸１７の上端には板状部１７ｃが突設され、板状部１７ｃがスリット状の嵌合部４６ａに摺動自在に嵌合されている。出力軸４６がロータ５７の回転に応じて回転すると、出力軸４６の回転が回転昇降軸１７に伝達され、軸受部材１５の雌ねじ１５ｉと回転昇降軸１７の雄ねじ１７ａのねじ送りによって回転昇降軸１７が回転しながら昇降する。

回転昇降軸１７の下方には、該回転昇降軸１７の下方への推力がボール１８、ボール受座１６を介して伝達される段付き筒状の推力伝達部材２３が配置されている。なお、回転昇降軸１７と推力伝達部材２３との間にボール１８を介在させることにより、例えば回転昇降軸１７が回転しながら下降しても、回転昇降軸１７から推力伝達部材２３へ下方への推力のみが伝達され、回転力は伝達されない。

推力伝達部材２３は、上方から、内周に前記ボール受座１６が嵌め込まれる大径上部２３ａ、前記筒状保持部材１４の隔壁１４ｃに形成された孔に摺動自在に挿通される中間胴部２３ｂ、該中間胴部２３ｂよりも小径の小径下部２３ｃから構成され、その内部には、弁体２０内に形成された均圧通路３２の上部を構成する縦向きの貫通孔３２ｄ及び後述する背圧室３０に開口する複数個の横孔３２ｅが形成されている。なお、貫通孔３２ｄの上端開口はボール受座１６によって閉塞されている。

推力伝達部材２３の小径下部２３ｃは、上記したように、弁体２０の上側円筒部２０ｄの嵌合穴２０ｄに圧入等により嵌合固定されており、弁体２０と推力伝達部材２３は一体に昇降される。なお、弁体２０の上端面と推力伝達部材２３の中間胴部２３ｂの下端段差部との間には、小径下部２３ｃの圧入時において押さえ部材２４が挟み込まれて固定され、この押さえ部材２４と弁体２０の上端部に形成された環状溝と弁体ガイド穴１４ｂとの間にＯリング等のシール部材３８が装着されている。

また、筒状保持部材１４の隔壁１４ｃよりも上側のばね室１４ａには、上記したように、圧縮コイルばねからなる開弁ばね２５がその下端を隔壁１４ｃに当接させた状態で配置されると共に、この開弁ばね２５の付勢力（引き上げ力）を推力伝達部材２３を介して弁体２０に伝達すべく、上下に鍔状の引っ掛け部２８ａ、２８ｂを有する引き上げばね受け体２８が配在されている。引き上げばね受け体２８の上側の引っ掛け部２８ａは開弁ばね２５の上部に載置され、下側の引っ掛け部２８ｂは推力伝達部材２３の大径上部２３ａの下端段差部に掛止される。また、筒状保持部材１４には、前記ばね室１４ａとキャン５８の内部を連通する連通孔１４ｄが形成されている。

したがって、モータ５０のロータ５７を一方向に回転駆動させると、減速機構４０の出力軸４６を介してロータ５７の回転が回転昇降軸１７に減速されて伝達され、雌ねじ付き軸受部材１５の雌ねじ１５ｉと回転昇降軸１７の雄ねじ１７ａによるねじ送りによって回転昇降軸１７が回転しながら例えば下降され、回転昇降軸１７の推力により推力伝達部材２３及び弁体２０が開弁ばね２５の付勢力に抗して押し下げられ、最終的には弁体２０のスカート部２０ｃの下端部からなる弁体部２０ａが弁座８ａに着座して弁口９が閉じられる（図１参照）。それに対し、モータ５０のロータ５７を他方向に回転駆動させると、減速機構４０の出力軸４６を介してロータ５７の回転が回転昇降軸１７に減速されて伝達され、前記雌ねじ１５ｉと雄ねじ１７ａによるねじ送りによって回転昇降軸１７が回転しながら例えば上昇され、それに伴い推力伝達部材２３及び弁体２０が開弁ばね２５の付勢力によって引き上げられ、弁体部２０ａが弁座８ａから離間して弁口９が開かれる（図２参照）。

また、前記弁体２０の上方で押さえ部材２４と筒状保持部材１４の隔壁１４ｃとの間に背圧室３０が画成されている。弁体２０内には、該弁体２０の下端部と前記背圧室３０とを連通させるべく、下方から、下端が弁口９に向かって開口したスカート部２０ｃの内周面からなる太通路部３２ｂと、上側円筒部２０ｂの内周面からなる細通路部３２ｃ（嵌合穴２０ｄ）とを有する均圧通路３２が形成され、その細通路部３２ｃが推力伝達部材２３の貫通孔３２ｄ及び横孔３２ｅを介して背圧室３０に連通している。ここでは、閉弁状態において弁体２０に作用する押し下げ力（閉弁方向に働く力）と弁体２０に作用する押し上げ力（開弁方向に働く力）とをバランス（差圧をキャンセル）させるべく、背圧室３０の室径と弁口９の口径とは略同一に設定されている。

本実施形態１の電動弁１においては、モータ５０のロータ５７を他方向に回転駆動させて弁口９を開弁した際、流体（冷媒）が第１流れ方向（第１開口１１ａに接続された導管継手１１から第２開口１２ａの弁座部材８に接続された導管継手１２へ向かう流れ方向）とその逆の第２流れ方向の双方向に流されるが（図２参照）、気体からなる冷媒（ガス冷媒）が第１流れ方向に流される場合に、弁体２０に設けられたスカート部２０ｃ（昇降方向に沿って内径が変化する部分）により、弁体２０の弁体部２０ａ付近での渦発生に伴う弁体２０内部における気柱共鳴の発生が抑制されるため、電動弁１に生じる異音を効果的に低減することができる。

具体的には、導管継手１１側と導管継手１２側との差圧が低い（０．０１〜０．０１５ＭＰａ程度）状況下において電動弁１のステッピングモータ５０への通電パルス量を２２００パルスから６０００パルス（全開に相当）まで変化させた場合に従来構造の電動弁で生じた異音や、導管継手１１側と導管継手１２側との差圧が高い（０．７〜２．０ＭＰａ程度）状況下において電動弁１のステッピングモータ５０への通電パルス量を１５０パルスから３００パルスまで変化させた場合に従来構造の電動弁で生じた異音（図６参照）を確実に低減し得ることが、本発明者等による実験によって確認された。

また、本実施形態１の電動弁１においては、上側円筒部２０ｂの内径とスカート部２０ｃの上端部の内径とが同一であり、上側円筒部２０ｂの内周面とスカート部２０ｃの内周面とが連続的に繋がることによって、弁体２０内での流体（冷媒）の流れを円滑化できるといった利点もある。

［実施形態２］
図３は、本発明に係る電動弁の実施形態２の閉弁状態を示す縦断面図である。本実施形態２の電動弁１Ａは、上記した実施形態１の電動弁１に対し、弁体の内部形状が相違しており、その他の構成は電動弁１とほぼ同様である。したがって、実施形態１の電動弁１と同様の構成については同様の符号を付してその詳細な説明は省略する。

本実施形態２の電動弁１Ａにおいては、弁体２０Ａの下端部、すなわち、上側円筒部２０ｂＡの下方に連設されたスカート部２０ｃＡの更に下方に、内径が一定の下側円筒部（下側筒部）２０ｄＡが設けられ、この下側円筒部２０ｄＡによって弁座部材８Ａの弁座８ａＡに接離して弁口９Ａを開閉する弁体部２０ａＡが構成される。

ここで、本実施形態２の電動弁１Ａでは、上側円筒部２０ｂＡの昇降方向（上下方向）の高さは、上記した実施形態１の電動弁１の上側円筒部２０ｂの昇降方向の高さよりも高く、かつ、スカート部２０ｃＡの下端部に下側円筒部２０ｄＡが設けられている。そのため、側面視で視た際のスカート部２０ｃＡの昇降方向での高さＨは、実施形態１の電動弁１のスカート部２０ｃの昇降方向での高さよりも低く、昇降方向に対するスカート部２０ｃＡの内周面の傾斜角θは、実施形態１の電動弁１のスカート部２０ｃの内周面の傾斜角よりも大きく設計されている。

弁体２０Ａの下端部と背圧室３０Ａとを連通させる弁体２０Ａ内に形成された均圧通路３２Ａは、下方から、下端が弁口９Ａに向かって開口した下側円筒部２０ｄＡの内周面からなる太通路部３２ａＡと、スカート部２０ｃＡの内周面からなる太通路部３２ｂＡと、上側円筒部２０ｂＡの内周面からなる細通路部３２ｃＡとから構成され、その細通路部３２ｃＡが推力伝達部材２３Ａの貫通孔３２ｄＡ及び横孔３２ｅＡを介して背圧室３０Ａに連通している。

本実施形態２の電動弁１Ａにおいても、上記した実施形態１と同様、気体からなる冷媒（ガス冷媒）が第１流れ方向に流される場合に、弁体２０Ａの中腹部に設けられたスカート部２０ｃＡにより、弁体２０Ａの弁体部２０ａＡ付近での渦発生に伴う弁体２０Ａ内部における気柱共鳴の発生が抑制されるため、電動弁１Ａに生じる異音を効果的に低減することができる。

また、弁体２０Ａの下端部近傍では、例えば開弁時において弁体２０Ａの上方の差圧室３０Ａよりも圧力が低下する場合があるが、本実施形態２の電動弁１Ａにおいては、その弁体２０Ａの下端部（差圧室３０Ａよりも圧力が低下し得る部分）に下側円筒部２０ｄＡが設けられることにより、差圧室３０Ａよりも低い圧力が当該弁体２０Ａに上向きに作用することを回避することができる。そのため、閉弁状態において弁体２０Ａに作用する押し下げ力（閉弁方向に働く力）と弁体２０Ａに作用する押し上げ力（開弁方向に働く力）とを精緻にバランス（差圧をキャンセル）させることができる。

［実施形態３］
図４は、本発明に係る電動弁の実施形態３の閉弁状態を示す縦断面図である。本実施形態３の電動弁１Ｂは、上記した実施形態１の電動弁１に対し、弁体の内部形状が相違しており、その他の構成は電動弁１とほぼ同様である。したがって、実施形態１の電動弁１と同様の構成については同様の符号を付してその詳細な説明は省略する。

本実施形態３の電動弁１Ｂにおいては、スカート部２０ｃＢの上端部の内径が上側円筒部２０ｂＢの内径よりも大きく、スカート部２０ｃＢの内周面と上側円筒部２０ｂＢの内周面とが略水平（昇降方向に対して略垂直）な平面状の天井面３２ｆＢを介して接続される。

ここで、本実施形態３の電動弁１Ｂでは、上側円筒部２０ｂＢの昇降方向（上下方向）の高さは、上記した実施形態１の電動弁１の上側円筒部２０ｂの昇降方向の高さよりも高い。そのため、側面視で視た際のスカート部２０ｃＢの昇降方向での高さＨは、実施形態１の電動弁１のスカート部２０ｃの昇降方向での高さよりも低く、昇降方向に対するスカート部２０ｃＢの内周面の傾斜角θは、上記した実施形態１の電動弁１のスカート部２０ｃの内周面の傾斜角よりも大きい。

本実施形態３の電動弁１Ｂにおいても、上記した実施形態１と同様、気体からなる冷媒（ガス冷媒）が第１流れ方向に流される場合に、弁体２０Ｂに設けられたスカート部２０ｃＢにより、弁体２０Ｂの弁体部２０ａＢ付近での渦発生に伴う弁体２０Ｂ内部における気柱共鳴の発生が抑制されるため、電動弁１Ｂに生じる異音を効果的に低減することができる。

また、本実施形態３の電動弁１Ｂにおいては、上側円筒部２０ｂＢとスカート部２０ｃＢとの間に略水平な平面状の天井面３２ｆＢが設けられることにより、前記天井面３２ｆＢを利用して弁体２０Ｂを筒状保持部材１４Ｂの弁体ガイド穴１４ｂＢに圧入等により嵌挿させることができるため、当該電動弁１Ｂの組立工程を簡素化できるといった利点もある。

［実施形態４］
図５は、本発明に係る電動弁の実施形態４の閉弁状態を示す縦断面図である。本実施形態４の電動弁１Ｃは、上記した実施形態１の電動弁１に対し、弁体の内部形状が相違しており、その他の構成は電動弁１とほぼ同様である。したがって、実施形態１の電動弁１と同様の構成については同様の符号を付してその詳細な説明は省略する。

本実施形態４の電動弁１Ｃにおいては、弁体２０Ｃが、上方から、内径が一定の上側円筒部２０ｂＣと、昇降方向（上下方向）に沿って且つ弁座部材８Ｃの弁口９Ｃに向かって内径が段階的に拡がるスカート部２０ｃＣとを有する。上側円筒部２０ｂＣの中心穴は、推力伝達部材２３Ｃの小径下部２３ｃＣが嵌合固定される嵌合穴２０ｄＣとされ、スカート部２０ｃＣの下端部が、弁座部材８Ｃの弁座８ａＣに接離して弁口９Ｃを開閉する略円錐台状の弁体部２０ａＣとされている。

スカート部２０ｃＣの内周面は階段状を呈しており、内径の異なる３つの部分内周面（上方から、上側内周面３２ｂｃＣ、中間内周面３２ｂｂＣ、下側内周面３２ｂａＣ）と各部分内周面を繋ぐ２つの水平面とから構成される。また、スカート部２０ｃＣの上側内周面３２ｂｃＣと上側円筒部２０ｂＣの内周面とは、上記した実施形態３と同様、略水平（昇降方向に対して略垂直）な平面状の天井面３２ｆＢを介して接続される。

ここで、スカート部２０ｃＣの内周面を構成する３つの部分内周面（上側内周面３２ｂｃＣ、中間内周面３２ｂｂＣ、下側内周面３２ｂａＣ）の昇降方向での高さは略同一であるが、その高さは異なっていてもよい。また、スカート部２０ｃＣの内周面を構成する部分内周面の数（スカート部２０ｃＣの内周面の段数に相当）や、各部分内周面（上側内周面３２ｂｃＣ、中間内周面３２ｂｂＣ、下側内周面３２ｂａＣ）の昇降方向での高さ或いは内径等は、異音の要因となる流体の波長を考慮して適宜に設計すればよい。

その一例としては、図５に示すように、スカート部２０ｃＣの内周面の段数を３段で設計し、スカート部２０ｃＣの下端（下側内周面３２ｂａＣの下端）から上側内周面３２ｂｃＣの上端までの高さを電動弁１Ｃにおける異音の要因となる流体の波長よりも長く設定し、スカート部２０ｃＣの下端から中間内周面３２ｂｂＣの上端までの高さを前記流体の波長の１／２よりも長く設定し、スカート部２０ｃＣの下端から下側内周面３２ｂａＣの上端までの高さを前記流体の波長の１／４よりも長くなるように設定すればよい。

すなわち、スカート部２０ｃＣの内周面の段数をｎ段で設計した場合、スカート部２０ｃＣの下端からｎ段目（上方から数えた段数）の部分内周面の上端までの高さを前記流体の波長の１／ｎ波長となる長さからずらして設定することにより、スカート部２０ｃＣの内周面の各段における気柱共鳴の発生を効果的に抑制することができる。

なお、本実施形態４の電装弁１Ｃにおいては、異音の要因となる流体の波長の１／４波長まで共鳴することが本発明者等により確認されたことから、スカート部２０ｃＣの内周面の段数を３段で設計したが、それ以上の波長（例えば、１／６波長や１／８波長）においても共鳴する場合にはその段数を更に増加させてスカート部２０ｃＣの内周面を設計すればよい。

本実施形態４の電動弁１Ｃにおいても、上記した実施形態１と同様、気体からなる冷媒（ガス冷媒）が第１流れ方向に流される場合に、弁体２０Ｃに設けられたスカート部２０ｃＣ（昇降方向に沿って内径が段階的に変化する部分）により、弁体２０Ｃの弁体部２０ａＣ付近での渦発生に伴う弁体２０Ｃ内部における気柱共鳴の発生が抑制されるため、電動弁１Ｃに生じる異音を効果的に低減することができる。

また、本実施形態４の電動弁１Ｃにおいては、スカート部２０ｃＣの内径が昇降方向に沿って段階的に変化することにより、例えば弁体２０Ｃを切削加工により製造する際にその加工工程を簡素化できるといった利点もある。

前述の説明において本実施形態１〜４の電動弁は、例えばヒートポンプ式冷暖房システム等において膨張弁として使用され、流体が双方向に流動する双方向流通型の電動弁としたが、本発明の電動弁は、ヒートポンプ式冷暖房システム以外の他のシステムにも適用し得ることは言うまでもなく、また流体が一方向のみに流動する電動弁に適用されるものであってもよいことは当然である。

１ 電動弁
５ 弁本体
６ 筒状基体
７ 弁室
８ 弁座部材
８ａ 弁座
８ｂ 傾斜面
９ 弁口
１１ 導管継手
１１ａ 第１開口
１２ 導管継手
１２ａ 第２開口
１３ 筒状基台
１４ 筒状保持部材
１４ｃ 隔壁
１５ 筒状軸受部材
１５ｉ 雌ねじ
１７ 回転昇降軸
１７ａ 雄ねじ
１９ 支持部材
２０ 弁体
２０ａ 弁体部
２０ｂ 上側円筒部（上側筒部）
２０ｃ スカート部
２０ｄＡ 下側円筒部（下側筒部）
２３ 推力伝達部材
２４ 押さえ部材
２５ 開弁ばね
３０ 背圧室
３２ 均圧通路
３２ｂ 太通路部
３２ｃ 細通路部
４０ 不思議遊星歯車式減速機構
５０ ステッピングモータ（昇降駆動部）
５５ ステータ
５７ ロータ
５８ キャン

Claims (6)

1. 内部に弁室が画成されると共に側部と底部に第１開口と第２開口が形成された弁本体と、前記弁室に開口する弁口と弁座とを有して前記弁本体の前記第２開口に固着された弁座部材と、前記弁室に昇降可能に配置された弁体と、該弁体を前記弁座に対して昇降させる昇降駆動部と、を備えた電動弁であって、
   前記弁体は、前記弁口に向かって開口する筒状体からなり、かつ、該筒状体の内径が前記弁口に向かって連続的もしくは段階的に拡がるスカート部を備えていることを特徴とする電動弁。
2. 前記スカート部の昇降方向下方には、内径が一定の下側筒部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電動弁。
3. 前記スカート部の昇降方向上方には、内径が一定の上側筒部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電動弁。
4. 前記スカート部の昇降方向上端部の内径と前記上側筒部の内径とは同一であることを特徴とする請求項３に記載の電動弁。
5. 前記スカート部の昇降方向上端部の内径は前記上側筒部の内径よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載の電動弁。
6. 前記スカート部の内周面と前記上側筒部の内周面とは、昇降方向に垂直な平面を介して接続されていることを特徴とする請求項５に記載の電動弁。

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