JP2018076932A - 電動弁及び冷凍サイクルシステム - Google Patents

Abstract

【課題】モータ部のロータ軸４１１の回転駆動により作動軸６４０を進退させてニードル弁６３０（弁部材）で弁ポート２５０を開閉する電動弁において、ロータ軸４１１と作動軸６４０との摩耗等を防止して、作動性を確保する。【解決手段】マグネットロータ４１０のロータ軸４１１の下端に第１連結板１１を固着する。作動軸６４０の上端に第２連結板１２を固着する。第１連結板１１の連結ピン１１ａ，１１ｂを、第２連結板１２の長溝１２ａと長孔１２ｂに係合する。第１連結板１１と第２連結板１２とで連結機構１０を構成し、ロータ軸４１１の回転を連結機構１０を介して作動軸６４０に伝達する。連結機構１０を弁ハウジング２０内のホルダ板５０側の開放空間２０Ｂ内に配設する。【選択図】図１

Description

本発明は、冷凍サイクルシステムなどに使用する電動弁に関する。

従来、この種の電動弁として、モータ部のロータ軸（出力軸）の回転により、ねじ送り機構で弁部材を進退させて弁ポートを開閉するものがある。このような電動弁は例えば特開２０１５−１４３０６号公報（特許文献１）、特許第５３８０５６２号公報（特許文献２）及び特許第５１５６４１８号公報（特許文献３）に開示されている。

特許文献１の電動弁は、モータ部のロータの回転を出力する出力軸と、ロータの回転運動を弁体の軸線方向の運動に変換するねじ送り機構とが、それぞれ分離して設けられている。また、出力軸とねじ送り機構とが、出力軸側に形成された噛合溝部（９４２ａ）と、ネジ部材（８２）の先端部分に形成された面形成部（８２２）との噛み合いにより構成されたカップリングによりロータの回転運動をねじ送り機構に伝達している。そして、出力軸とネジ部材（８２）とが、弁本体に固定された雌ネジ部材（８４）の上部に一体に形成された軸受部によって出力軸が案内されている。

また、特許文献２の電動弁では、モータ部側の出力軸（４６）と、ねじ送り機構側のねじ軸（５２）とが、凸部（５４）及び凹部（５５）で連結されているが、出力軸（４６）とねじ軸（５２）とが、これらの外周に整合する筒状軸受（５０）によって案内されている。

また、特許文献３の電動弁では、モータ部側の出力軸（５８）と、ねじ送り機構側のねじ軸（６２）とが、継ぎ手部（６１）で連結されているが、出力軸（５８）とねじ軸（６２）とがこれらの外周に整合する軸受（６３）によって案内されている。

特開２０１５−１４３０６号公報 特許第５３８０５６２号公報 特許第５１５６４１８号公報

特許文献１乃至３のものは、いずれも、軸受と、ねじ送り機構の軸やロータの回転軸（出力軸）との間の同軸度が低い場合、ロータ側とねじ送り機構側との組み付けが困難になってしまうため、これらの部品には高寸法精度、高仕上げ精度、および高い組み付け精度が狭い空間に必要とされる。また、ねじ送り機構の軸やロータの回転軸が同一の軸受により案内されるため、これらの部材の摺動により生じた摩耗粉が、カップリング部や雄ねじの摺動部等の狭い空間へ浸透し、堆積し易く、ロック等の作動不良の原因となる。

本発明は、モータ部の出力軸の回転駆動により作動軸を進退させて弁部材で弁ポートを開閉する電動弁において、組み付けの際の自由度が大きく、出力軸と作動軸との摩耗粉の発生を抑制して、良好な作動性を確保することを課題とする。

請求項１の電動弁は、モータ部と、弁ハウジングに設けられて前記モータ部の出力軸の回転駆動により作動軸を進退させて該作動軸に設けられた弁部材で弁ポートを開閉する弁機構部と、を備えた電動弁において、前記出力軸の前記弁機構部側の端部と前記弁機構部の前記出力軸側の端部とを収容する開放空間が設けられ、前記開放空間で前記出力軸と前記作動軸とを前記出力軸の軸線方向に相互に移動可能に連結する連結機構を備えたことを特徴とする。

請求項２の電動弁は、請求項１に記載の電動弁であって、前記連結機構が、前記出力軸と前記作動軸との一方に固定されるとともに、前記軸線回りの周上に設けられた連結凸部と、前記出力軸と前記作動軸との他方に固定されるとともに、前記連結凸部に対して前記軸線回りに当接可能に該連結凸部に係合する係合部を有する連結板と、で構成されていることを特徴とする。

請求項３の電動弁は、請求項２に記載の電動弁であって、前記連結機構の前記係合部に、前記連結凸部に当接する緩衝部材が設けられていることを特徴とする。

請求項４の電動弁は、請求項２に記載の電動弁であって、前記連結機構の前記連結板が弾性板で構成されていることを特徴とする。

請求項５の電動弁は、請求項２乃至４のいずれか一項に記載の電動弁であって、前記連結機構の前記係合部が、前記連結凸部に係合して、前記軸線に対する半径方向を長手方向とする長孔及び／または長溝であることを特徴とする。

請求項６の電動弁は、請求項２乃至５のいずれか一項に記載の電動弁であって、前記係合部が、前記弁機構部の前記弁部材を進退させるねじ送り機構よりも外側に形成されていることを特徴とする。

請求項７の電動弁は、請求項２乃至６のいずれか一項に記載の電動弁であって、前記作動軸と前記弁部材とが圧縮コイルバネを介して連結されていることを特徴とする。

請求項８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、請求項１から７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。

請求項１の電動弁によれば、連結機構が開放空間に設けられているため、この連結機構の部分において、摺動部品としての高寸法精度、高仕上げ精度、および組み付けの際の自由度が高く、また、出力軸と作動軸との摩耗粉の発生を抑制でき、良好な作動性を確保できる。

請求項２の電動弁によれば、連結凸部と連結板という簡単な構成で連結機構を構成することができる。

請求項３の電動弁によれば、連結機構の係合部に、連結凸部に当接する緩衝部材が設けられているので、連結凸部に起因する騒音が低減できる。

請求項４の電動弁によれば、連結機構の連結板が弾性板で構成されているので、連結凸部に起因する騒音が低減できる。

請求項５の電動弁によれば、連結機構の係合部が、軸線に対する半径方向を長手方向とする長孔及び／または長溝であるので、この係合部と連結凸部との半径方向の位置ずれを吸収することができ、組立性が向上する。

請求項６の電動弁によれば、係合部が、弁機構部の弁部材を進退させるねじ送り機構よりも外側に形成されているので、出力軸の回転力を作動軸に対して容易に伝達することができる。

請求項７の電動弁によれば、作動軸と弁部材とが圧縮コイルバネを介して連結されているので、圧縮コイルバネのばね力により弁ポートに対する弁閉性が向上する。

請求項８の冷凍サイクルシステムによれば、請求項１乃至７と同様な効果が得られる。

本発明の実施形態の電動弁の縦断面図である。 実施形態の電動弁の第１実施例の連結機構の縦断面図及びＡ−Ａ断面図である。 実施形態の電動弁の第２実施例の連結機構の縦断面図及びＡ−Ａ断面図である。 実施形態の電動弁の第３実施例の連結機構の縦断面図及びＡ−Ａ断面図である。 実施形態の電動弁の第４実施例の連結機構の縦断面図及びＡ−Ａ断面図である。 実施形態の電動弁の第５実施例の連結機構の縦断面図及びＡ−Ａ断面図である。 実施形態の電動弁の第６実施例の連結機構の縦断面図及びＡ−Ａ断面図である。 実施形態の電動弁の第７実施例の連結機構の縦断面図及びＡ−Ａ断面図である。 実施形態の冷凍サイクルシステムを示す図である。

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を図面を参照して説明する。図１は実施形態の電動弁の縦断面図、図２は実施形態の電動弁の連結機構の縦断面図及びＡ−Ａ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の図面における上下に対応する。

この実施形態の電動弁１００は、連結機構１０と、弁ハウジング２０と、非磁性体からなる密閉ケース３０と、「モータ部」としてのステッピングモータ４０と、ホルダ板５０と、弁機構部６０とを備えている。そして、この電動弁１００は後述の冷凍サイクルシステムに用いられる。

弁ハウジング２０はステンレス等で略円筒形状に形成されており、その内側に弁室２０Ａを有している。弁ハウジング２０の外周片側には弁室２０Ａに導通される第１継手管２１０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２２０が接続されている。また、第２継手管２２０の弁室２０Ａ側には弁座部材２３０が嵌合されている。弁座部材２３０には、その内側に弁室２０Ａに連通する円形の弁ポート２４０が形成されている。弁ポート２４０は軸線Ｌを中心とする断面形状が円形の形状であり、この弁ポート２４０を介して弁室２０Ａと第２継手管２２０とが導通可能となっている。なお、後述の冷凍サイクルシステムにおいて、第１継手２１０は室外熱交換器側に接続され、第２継手２２０は室内熱交換器側に接続される。

弁ハウジング２０の上端のフランジ部２０ａには密閉ケース３０が溶接等によって気密に固定されている。そして、ステッピングモータ４０は、密閉ケース３０の内部で回転可能に配設されたマグネットロータ４１０と、密閉ケース３０の外周に取り付けられたステータコイル４２０とを備えている。

密閉ケース３０内で弁ハウジング２０のフランジ部２０ａの上端には、ホルダ板５０が固定されている。そして、マグネットロータ４１０の中心に固定された「出力軸」としてのロータ軸４１１が、ホルダ板５０の軸受け孔５１０と、密閉ケース３０の天井部の軸受け孔３１０とに支持されることにより、マグネットロータ４１０は密閉ケース３０内で回転可能に配設されている。

弁機構部６０は、支持部材６１０と、弁ホルダ６２０と、「弁部材」としてのニードル弁６３０と、作動軸６４０とを有している。支持部材６１０は合成樹脂製であり、インサート成形により一体に設けられたステンレス製の固定金具６１１を有している。そして、支持部材６１０は、固定金具６１１により弁ハウジング２０の中断の段部に固着されている。

支持部材６１０には軸線Ｌ方向に長いガイド孔６１０ａが形成されており、このガイド孔６１０ａ内に、円筒状の弁ホルダ６２０が軸線Ｌ方向に摺動可能に嵌合されている。弁ホルダ６２０は弁室２０Ａと同軸に設けられ、この弁ホルダ６２０の下端部にニードル弁６３０が固着されている。なお、弁ホルダ６２０内には、バネ受け６２０ａが軸線Ｌ方向に移動可能に設けられ、バネ受け６２０ａとニードル弁６３０との間に圧縮コイルバネ６２０ｂが所定の荷重を与えられた状態で取り付けられている。この圧縮コイルバネ６２０ｂはニードル弁６３０が弁座部材２３０に着座して弁ポート２４０を閉塞する場合には、ニードル弁２３０を弁座部材２３０側に付勢する。

作動軸６４０の外周には雄ねじ部６４０ａが形成されている。また、支持部材６１０には、軸線Ｌを中心としてガイド孔６１０ａに貫通するネジ孔内に雌ねじ部６１０ｂが形成されており、作動軸６４０の雄ねじ部６４０ａがこの雌ねじ部６１０ｂに螺合されている。そして、弁ホルダ６２０の上端部は作動軸６４０の下端部に係合され、弁ホルダ６２０は作動軸６４０によって回転可能に吊り下げた状態で支持されている。

作動軸６４０とマグネットロータ４１０のロータ軸４１１とが後述の連結部材１０によって切り離されて連結されるのに加えて、作動軸６４０とニードル弁６３０とも切り離されており、さらにはニードル弁６３０が圧縮コイルバネ６２０ｂを介して作動軸６４０と連結されているため、ニードル弁６３０が弁座部材２３０に着座している際にステッピングモータ４０駆動時の間欠運動がニードル弁２３０に伝わり難くなっている。

図１及び図２に示すように、連結機構１０は、弁ハウジング２０で弁機構部６０とホルダ板５０との間に構成されている。すなわち、弁ハウジング２０内にはホルダ板５０側に円柱状の開放空間２０Ｂが形成されており、連結機構１０はこの開放空間２０Ｂ内に配設されている。連結機構１０は、第１連結板１１と第２連結板１２とを備えている。第１連結板１１はロータ軸４１１の下端に固着されており、この第１連結板１１は、軸線Ｌと平行に延びる二本の棒状の「連結凸部」としての連結ピン１１ａ，１１ｂを備えている。連結ピン１１ａ，１１ｂは、軸線Ｌから所定距離（所定半径）の周上に位置している。また、第２連結板１２は作動軸６４０の上端に固着されており、この第２連結板１２には、連結ピン１１ａ，１１ｂに対応する「係合部」としての長溝１２ａと「係合部」としての長孔１２ｂとが形成されている。長溝１２ａと長孔１２ｂは、軸線Ｌに対する半径方向を長手方向としている。そして、第１連結板１１の連結ピン１１ａ，１１ｂは第２連結板１２の長溝１２ａと長孔１２ｂとにそれぞれ係合されている。第１連結板１１や第２連結板１２は、ステンレス等の金属材料や各種樹脂材料等の適宜な材質により形成される。例えば、第１連結板１１の第２連結板１２に対する良好な摺動性のためにＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）を母材としてグラファイトやカーボン等の炭素系材料をフィラ―として含有することが好ましい。

以上の構成により、ステッピングモータ４０のステータコイル４２０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４１０が回転される。そして、このマグネットロータ４１０の回転によってマグネットロータ４１０と一体のロータ軸４１１が回転する。そして、このロータ軸４１１の回転は連結機構１０の第１連結板１１と第２連結板１２を介して作動軸６４０に伝達される。作動軸６４０が回転すると、作動軸６４０の雄ねじ部６４０ａと支持部材６１０の雌ねじ部６１０ｂのねじ送り機構により作動軸６４０及びニードル弁６３０が軸線Ｌ方向に上下動（進退）する。これにより、ニードル弁６３０が弁ポート２４０の開口面積を増減し、第１継手管２１０から第２継手管２２０へ、あるいは第２継手管２２０から第１継手管２１０へ流れる冷媒の流量を制御する。

連結機構１０において、第１連結板１１の一方の連結ピン１１ａは第２連結板１２の長溝１２ａに係合し、第１連結板１１の他方の連結ピン１１ｂは第２連結板１２の長孔１２ｂに係合している。したがって、第１連結板１１が回転すると連結ピン１１ａは、長溝１２ａの内側面１２ａ１に当接し、連結ピン１１ｂは長孔１２ｂの内側面１２ｂ１に当接し、第１連結板１１の回転力が第２連結板１２に伝達される。また、連結ピン１１ａ，１１ｂは軸線Ｌと平行になっているので、第１連結板１１と第２連結板１２とは軸線Ｌ方向に相互に移動可能である。このように、連結機構１０は、ロータ軸４１１の回転力を作動軸６４０に伝達するとともに、ロータ軸４１１と作動軸６４０とをロータ軸４１１の軸線Ｌ方向に相互に移動可能に連結している。

以上のように、実施形態の電動弁は、ステッピングモータ４０と、弁ハウジング２０に設けられてステッピングモータ４０のロータ軸４１１（出力軸）の回転駆動により作動軸６４０を進退させる構成となっている。また、作動軸６４０に設けられたニードル弁６３０（弁部材）で弁ポート２４０を開閉する弁機構部６０とを備えている。そして、連結機構１０が開放空間２０Ｂ内に配設されることにより、開放空間２０Ｂは、ロータ軸４１１の弁機構部６０側の端部と弁機構部６０のロータ軸４１１側の端部（作動軸６４０の上端部）とを収容している。また、連結機構１０は、開放空間２０Ｂでロータ軸４１１と作動軸６４０とをロータ軸４１１の軸線Ｌ方向に相互に移動可能に連結している。

また、図２（Ｂ）に示されるように長溝１２ａと長孔１２ｂは、軸線Ｌに対する半径方向を長手方向とされている。このため、第１連結板１１と第２連結板１２の半径方向の位置ずれ、すなわち長溝１２ａ及び長孔１２ｂと、連結ピン１１ａ，１１ｂの位置ずれを吸収することができる。このように、連結機構において、連結ピン１１ａ，１１ｂ（連結凸部）と、長溝１２ａ及び長孔１２ｂ（係合部）とが、軸線Ｌと直交する方向に相対移動が可能であるため、ロータ軸４１１と作動軸６４０の軸ずれを吸収できる。したがって、作動性が安定するとともに、組立性が向上する。

以上の図１及び図２に示す連結機構１０は第１実施例であるが、以下、図３乃至図８により連結機構１０の第２実施例乃至第７実施例について説明する。図１では第１実施例について図示してあるが、第２実施例乃至第７実施例の連結機構も開放空間２０Ｂ内に配設され、ロータ軸４１１と作動軸６４０とを連結することは第１実施例と同じである。

図３は第２実施例の連結機構１０の縦断面図及びＡ−Ａ断面図である。この第２実施例の連結機構１０は、第１連結板２１と第２連結板２２とを備えている。第１連結板２１はロータ軸４１１の下端に固着されており、この第１連結板２１は、軸線Ｌと平行に延びる二本の板状の「連結凸部」としての連結アーム２１ａ，２１ｂを備えている。連結アーム２１ａ，２１ｂは、軸線Ｌから所定距離（所定半径）の周上に位置している。この第２実施例でも、第１連結板２１や第２連結板２２は、ステンレス等の金属材料や各種樹脂材料等の適宜な材質により形成される。例えば、第１連結板２１の第２連結板２２に対する良好な摺動性のためにＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）を母材としてグラファイトやカーボン等の炭素系材料をフィラ―として含有することが好ましい。

また、第２連結板２２は作動軸６４０の上端に固着されており、この第２連結板２２には、連結アーム２１ａ，２１ｂに対応する「係合部」としての長溝２２ａ，２２ｂが形成されている。長溝２２ａ，２２ｂは、軸線Ｌに対する半径方向を長手方向としている。そして、第１連結板２１の連結アーム２１ａ，２１ｂは第２連結板２２の長溝２２ａ，２２ｂにそれぞれ係合されている。

そして、マグネットロータ４１０の回転によって第１連結板２１が回転すると連結アーム２１ａ，２１ｂは、長溝２２ａ，２２ｂの内側面２２ａ１，２２ｂ１にそれぞれ当接し、第１連結板２１の回転力が第２連結板２２に伝達される。また、連結アーム２１ａ，２１ｂは軸線Ｌと平行になっているので、第１連結板２１と第２連結板２２とは軸線Ｌ方向に相互に移動可能であり、この第２実施例でも、連結機構１０はロータ軸４１１の回転力を作動軸６４０に伝達するとともに、ロータ軸４１１と作動軸６４０とをロータ軸４１１の軸線Ｌ方向に相互に移動可能に連結している。

この第２実施例でも、長溝２２ａ，２２ｂは半径方向を長手方向とされているので、この長溝２２ａ，２２ｂと、連結アーム２１ａ，２１ｂの位置ずれを吸収することができる。このように、連結機構において、連結アーム２１ａ，２１ｂ（連結凸部）と、長溝２２ａ，２２ｂ（係合部）とが、軸線Ｌと直交する方向に相対移動が可能であるため、ロータ軸４１１と作動軸６４０の軸ずれを吸収できる。したがって、作動性が安定するとともに、組立性が向上する。

図４は第３実施例の連結機構１０の縦断面図及びＡ−Ａ断面図である。この第３実施例の連結機構１０は、第１連結板３１と弾性部材製の第２連結板３２とを備えている。第１連結板３１はロータ軸４１１の下端に固着されており、この第１連結板３１は、軸線Ｌと平行に延びる二本の板状の「連結凸部」としての連結アーム３１ａ，３１ｂを備えている。連結アーム３１ａ，３１ｂは、軸線Ｌから所定距離（所定半径）の周上に位置している。この第３実施例でも、第１連結板３１は、ステンレス等の金属材料や各種樹脂材料等の適宜な材質により形成される。例えば、第１連結板３１の第２連結板３２に対する良好な摺動性のためにＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）を母材としてグラファイトやカーボン等の炭素系材料をフィラ―として含有することが好ましい。また、第２連結板３２は、ニトリルゴムや、ニトリルゴムにフッ素等の高摺動性樹脂を皮膜した弾性部材である。

また、第２連結板３２は作動軸６４０の上端に固定部材３３と固定部材３４とにより挟持されており、この第２連結板３２は、連結アーム３１ａ，３１ｂに対応する「係合部」としての長溝３２ａ，３２ｂが形成されている。長溝３２ａ，３２ｂは、軸線Ｌに対する半径方向を長手方向としている。そして、第１連結板３１の連結アーム３１ａ，３１ｂは第２連結板３２の長溝３２ａ，３２ｂにそれぞれ係合されている。

そして、マグネットロータ４１０の回転によって第１連結板３１が回転すると連結アーム３１ａ，３１ｂは、長溝３２ａ，３２ｂの内側面３２ａ１，３２ｂ１にそれぞれ当接し、第１連結板３１の回転力が第２連結板３２に伝達される。また、連結アーム３１ａ，３１ｂは軸線Ｌと平行になっているので、第１連結板３１と第２連結板３２とは軸線Ｌ方向に相互に移動可能であり、この第３実施例でも、連結機構１０はロータ軸４１１の回転力を作動軸６４０に伝達するとともに、ロータ軸４１１と作動軸６４０とをロータ軸４１１の軸線Ｌ方向に相互に移動可能に連結している。

この第３実施例では、第２連結板３２が弾性部材からなる弾性板であるので、連結機構１０における連結アーム３１ａ，３１ｂと長溝３２ａ，３２ｂとの間の接触音などの騒音を低減できる。さらに、この第３実施例でも、長溝３２ａ，３２ｂが半径方向を長手方向とされていることから、これによっても、位置ずれを吸収することができる。このように、連結機構において、連結アーム３１ａ，３１ｂ（連結凸部）と、長溝３２ａ，３２ｂ（係合部）とが、軸線Ｌと直交する方向に相対移動が可能であるため、ロータ軸４１１と作動軸６４０の軸ずれを吸収できる。したがって、作動性が安定するとともに、組立性が向上する。また、第２連結板３２が弾性部材で構成されているため連結機構１０の耐摩耗性が向上する。

図５は第４実施例の連結機構１０の縦断面図及びＡ−Ａ断面図である。この第４実施例の連結機構１０は、第１連結板４１と弾性部材製の第２連結板４２とを備えている。第１連結板４１はロータ軸４１１の下端に固着されており、この第１連結板４１は、軸線Ｌと平行に延びる二本の棒状の「連結凸部」としての連結ピン４１ａ，４１ｂを備えている。連結ピン４１ａ，４１ｂは、軸線Ｌから所定距離（所定半径）の周上に位置している。この第４実施例でも、第１連結板４１は、ステンレス等の金属材料や各種樹脂材料等の適宜な材質により形成される。例えば、第１連結板４１の第２連結板４２に対する良好な摺動性のためにＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）を母材としてグラファイトやカーボン等の炭素系材料をフィラ―として含有することが好ましい。また、第２連結板４２は、ニトリルゴムや、ニトリルゴムにフッ素等の高摺動性樹脂を皮膜した弾性部材である。

また、第２連結板４２は作動軸６４０の上端に固定部材４３と固定部材４４とにより挟持されており、この第２連結板４２は、連結ピン４１ａ，４１ｂに対応する軸線Ｌから所定距離（所定半径）の周上に１２個の「係合部」としての長孔４２ａ，４２ｂが形成されている。長孔４２ａ，４２ｂは、軸線Ｌに対する半径方向を長手方向としている。そして、第１連結板４１の連結ピン４１ａ，４１ｂは第２連結板４２の１８０度離間した位置の一対の長孔４２ａ，４２ｂにそれぞれ係合されている。

そして、マグネットロータ４１０の回転によって第１連結板４１が回転すると連結ピン４１ａ，４１ｂは、一対の長孔４２ａ，４２ｂの内側面４２ａ１，４２ｂ１にそれぞれ当接し、第１連結板４１の回転力が第２連結板４２に伝達される。また、連結ピン４１ａ，４１ｂは軸線Ｌと平行になっているので、第１連結板４１と第２連結板４２とは軸線Ｌ方向に相互に移動可能であり、この第４実施例でも、連結機構１０はロータ軸４１１の回転力を作動軸６４０に伝達するとともに、ロータ軸４１１と作動軸６４０とをロータ軸４１１の軸線Ｌ方向に相互に移動可能に連結している。

この第４実施例でも、第２連結板４２が弾性部材からなる弾性板であるので、連結機構１０における連結ピン４１ａ，４１ｂと長孔４２ａ，４２ｂとの間の接触音などの騒音を低減できる。さらに、長孔４２ａ，４２ｂが半径方向を長手方向とされていることから、長孔４２ａ，４２ｂと、連結ピン４１ａ，４１ｂの位置ずれを吸収することができる。このように、連結機構において、連結ピン４１ａ，４１ｂ（連結凸部）と、長孔４２ａ，４２ｂ（係合部）とが、軸線Ｌと直交する方向に相対移動が可能であるため、ロータ軸４１１と作動軸６４０の軸ずれを吸収できる。したがって、作動性が安定するとともに、組立性が向上する。また、この第４実施例では、多数（１２個）の長孔４２ａ，４２ｂを備えているので、組立の際にこのうちの任意の２つを選択すればよく第１連結板４１と第２連結板４２との組立性がさらに向上する。また、第２連結板４２が弾性部材で構成されているため連結機構１０の耐摩耗性が向上する。なお、上記の例では、「係合部」としての複数（１２個）の長孔を形成した例に説明したが、この複数の「係合部」は、軸線Ｌに対する半径方向を長手方向とする長溝でもよいし、長孔と長溝を組み合わせたものでもよい。

図６は第５実施例の連結機構１０の縦断面図及びＡ−Ａ断面図である。この第５実施例の連結機構１０は、第１連結板５１と第２連結板５２とを備えている。第１連結板５１はロータ軸４１１の下端に固着されており、この第１連結板５１は、軸線Ｌと平行に延びる二本の棒状の「連結凸部」としての連結ピン５１ａ，５１ｂを備えている。連結ピン５１ａ，５１ｂは、軸線Ｌから所定距離（所定半径）の周上に位置している。この第５実施例でも、第１連結板５１や第２連結板５２は、ステンレス等の金属材料や各種樹脂材料等の適宜な材質により形成される。例えば、第１連結板５１の第２連結板５２に対する良好な摺動性のためにＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）を母材としてグラファイトやカーボン等の炭素系材料をフィラ―として含有することが好ましい。

また、第２連結板５２は作動軸６４０の上端に固着されており、この第２連結板５２は、連結ピン５１ａ，５１ｂに対応する「係合部」としての丸孔５２ａ，５２ｂが形成されている。丸孔５２ａ，５２ｂ内には、「緩衝部材」としてのＯリング５２ｃ，５２ｄが嵌め込まれている。これらのＯリング５２ｃと５２ｄは、止め金具５２ｅ，５２ｆを丸孔５２ａ，５２ｂ内に嵌め込むことにより第２連結板５２に固定されている。そして、第１連結板５１の連結ピン５１ａ，５１ｂは第２連結板５２側のＯリング５２ｃ，５２ｄ内にそれぞれ弾性的に係合し保持されている。

そして、マグネットロータ４１０の回転によって第１連結板５１が回転すると連結ピン５１ａ，５１ｂは、Ｏリング５２ｃ，５２ｄにそれぞれ当接し、第１連結板５１の回転力が第２連結板５２に伝達される。また、連結ピン５１ａ，５１ｂは軸線Ｌと平行になっているので、第１連結板５１と第２連結板５２とは軸線Ｌ方向に相互に移動可能であり、この第５実施例でも、連結機構１０はロータ軸４１１の回転力を作動軸６４０に伝達するとともに、ロータ軸４１１と作動軸６４０とをロータ軸４１１の軸線Ｌ方向に相互に移動可能に連結している。

この第５実施例では、第２連結板５２側のＯリング５２ｃ，５２ｄが弾性部材（緩衝部材）を構成し、第１連結板５１の連結ピン５１ａ，５１ｂが弾性的に係合し保持されているので、連結ピン５１ａ，５１ｂによる第２連結板６２への接触音などの騒音を低減できだけでなく、第１連結板５１と第２連結板５２とガタツキなく組み付けることができる。これにより、マグネットロータ４１０の回転方向が逆転した際、すなわち、ロータ軸４１１の回転方向が逆転した際でも連結機構１０において応答性のズレ（ヒステリシス）が生じることを防止できる。また、Ｏリング５２ｃ，５２ｄの弾性により、連結ピン５１ａ，５１ｂの位置ずれを吸収することができる。このように、連結機構において、Ｏリング５２ｃ，５２ｄによる弾性的な係合により、連結ピン５１ａ，５１ｂ（連結凸部）と、丸孔５２ａ，５２ｂ（係合部）とが、軸線Ｌと直交する方向に相対移動が可能であるため、ロータ軸４１１と作動軸６４０の軸ずれを吸収できる。したがって、この第５実施例でも、作動性が安定するとともに、組立性が向上する。また、連結ピン５１ａ，５１ｂが緩衝部材を介して第２連結板５２と係合しているため連結機構１０の耐摩耗性が向上する。

図７は第６実施例の連結機構１０の縦断面図及びＡ−Ａ断面図である。この第５実施例の連結機構１０は、金属製の第１連結板６１と金属製の第２連結板６２とを備えている。第１連結板６１はロータ軸４１１の下端に固着されており、この第１連結板６１は、軸線Ｌと平行に延びる二本の棒状の「連結凸部」としての連結ピン６１ａ，６１ｂを備えている。連結ピン６１ａ，６１ｂは、軸線Ｌから所定距離（所定半径）の周上に位置している。

また、第２連結板５２は作動軸６４０の上端に固着されており、この第２連結板６２は、第５実施例と同様な構造で、連結ピン６１ａ，６１ｂに対応する位置に、「係合部」としての丸孔６２ａ，６２ｂ、「緩衝部材」としてのＯリング６２ｃ，６２ｄ、止め金具６２ｅ，６２ｆを有している。

ここで、第５実施例では、連結ピン５１ａ，５１ｂはＯリング５２ｃ，５２ｄ内に接触しているが、この第６実施例では、連結ピン６１ａ，６１ｂはＯリング６２ｃ，６２ｄ内に接触しないで、このＯリング６２ｃ，６２ｄ内に挿通されているだけである。そして、第１連結板６１が回転すると連結ピン６１ａ，６１ｂは、Ｏリング６２ｃ，６２ｄにそれぞれ当接し、第５実施例と同様に、第１連結板６１の回転力が第２連結板６２に伝達される。また、連結ピン６１ａ，６１ｂは軸線Ｌと平行になっているので、第１連結板６１と第２連結板６２とは軸線Ｌ方向に相互に移動可能であり、この第６実施例でも、連結機構１０はロータ軸４１１の回転力を作動軸６４０に伝達するとともに、ロータ軸４１１と作動軸６４０とをロータ軸４１１の軸線Ｌ方向に相互に移動可能に連結している。

この第６実施例でも、Ｏリング６２ｃ，６２ｄが弾性部材（緩衝部材）を構成しているので、連結ピン６１ａ，６１ｂによる第２連結板６２への接触音などの騒音を低減できる。また、Ｏリング６２ｃ，６２ｄの弾性により、連結ピン６１ａ，６１ｂの位置ずれを吸収することができる。このように、連結機構において、Ｏリング６２ｃ，６２ｄによる弾性的な係合により、連結ピン６１ａ，６１ｂ（連結凸部）と、丸孔６２ａ，６２ｂ（係合部）とが、軸線Ｌと直交する方向に相対移動が可能であるため、ロータ軸４１１と作動軸６４０の軸ずれを吸収できる。したがって、この第６実施例でも、作動性が安定するとともに、組立性が向上する。また、連結ピン６１ａ，６１ｂは、緩衝部材を介して第２連結板６２と係合しているため連結機構１０の耐摩耗性が向上する。

図８は第７実施例の連結機構１０の縦断面図及びＡ−Ａ断面図である。なお、図８（Ａ）は図１及び図２（Ａ）に対して軸線Ｌ回りに９０度回転した位置から見た側面図である。この第７実施例の連結機構１０は、金属製の第１連結板７１と金属製の第２連結板７２とを備えている。第１連結板７１はロータ軸４１１の下端に固着されており、この第１連結板７１は、軸線Ｌと平行に延びる二本の板状の「連結凸部」としての連結アーム７１ａ，７１ｂを備えている。連結アーム７１ａ，７１ｂは、軸線Ｌから所定距離（所定半径）の周上に位置している。

また、第２連結板７２は作動軸６４０の上端に固着されており、この第２連結板７２には、連結アーム７１ａ，７１ｂに対応する「係合部」としての切り溝７２ａ，７２ｂが形成されている。切り溝７２ａ，７２ｂの内周には、「緩衝部材」としてのゴム等のエラストマーからなるブッシュ７２ｃ，７２ｄが嵌め込まれている。そして、第１連結板７１の連結アーム７１ａ，７１ｂは第２連結板７２側のブッシュ７２ｃ，７２ｄ内にそれぞれ係合されている。

そして、マグネットロータ４１０のロータ軸４１１の回転によって第１連結板７１が回転すると連結アーム７１ａ，７１ｂは、ブッシュ７２ｃ，７２ｄにそれぞれ当接し、第１連結板７１の回転力が第２連結板７２に伝達される。また、連結アーム７１ａ，７１ｂは軸線Ｌと平行になっているので、第１連結板７１と第２連結板７２とは軸線Ｌ方向に相互に移動可能であり、この第７実施例でも、連結機構１０はロータ軸４１１の回転力を作動軸６４０に伝達するとともに、ロータ軸４１１と作動軸６４０とをロータ軸４１１の軸線Ｌ方向に相互に移動可能に連結している。

この第７実施例では、第２連結板７２側のブッシュ７２ｃ，７２ｄが緩衝部材を構成しているので、連結アーム７１ａ，７１ｂによる第２連結板７２への接触音などの騒音を低減できる。また、ブッシュ７２ｃ，７２ｄの弾性により、連結アーム７１ａ，７１ｂの位置ずれを吸収することができる。このように、連結機構において、連結アーム７１ａ，７１ｂ（連結凸部）と、切り溝７２ａ，７２ｂ（係合部）とが、軸線Ｌと直交する方向に相対移動が可能であるため、ロータ軸４１１と作動軸６４０の軸ずれを吸収できる。したがって、この第７実施例でも、作動性が安定するとともに、組立性が向上する。また、連結アーム７１ａ，７１ｂが、緩衝部材を介して第２連結板７２と係合しているため連結機構１０の耐摩耗性が向上する。

以上のように各実施例の連結機構１０は、各実施例の効果が得られるとともに、各実施例の連結機構１０は、開放空間５０Ａ内に配設されているので、ロータ軸（出力軸）と作動軸との摩耗等を防止することができ、作動性を確保できる。

また、図２乃至図８に示すように、連結機構１０において、係合部（切り溝や長溝や長孔や丸孔）が、弁機構部６０の雄ねじ部６４０ａと雌ねじ部６１０ｂからなるねじ送り機構よりも軸線Ｌに対して外側に形成されている。したがって、ロータ軸４１１の回転力を作動軸６４０に対して容易に伝達することができる。

図９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は膨張弁を構成する本発明の実施形態の電動弁、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、及び圧縮機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。

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から流出された冷媒液は電動弁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。

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、電動弁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、室外内熱交換器２００が蒸発器として機能する。電動弁１００は、冷房運転時に室外熱交換器２００から流入する冷媒液、または暖房運転時に室内熱交換器３００から流入する冷媒液を、それぞれ減圧膨張し、さらにその冷媒の流量を制御する。

以上、本発明の実施の形態についてはロータ軸４１１側に連結凸部（連結ピンや連結アーム）を備えた第１連結板を設け、作動軸６４０側に連結凸部が係合される係合部を備えた第２連結板を設けているが、作動軸６４０側に連結凸部を備えた第１連結板を設け、ロータ軸４１１側に係合部を備えた第２連結板を設けてもよい。

また、実施例では、係合部（切り溝や長溝や長孔や丸孔）を有する第２連結板が弾性体で構成されている形態や、第２連結板に緩衝部材を設ける形態について説明したが、これに限らず、第１連結板における連結凸部にゴム等の弾性体を皮膜することで第１連結板側に緩衝部材を設けてもよい。また、比較的剛性の高い硬質ゴム等の弾性体から連結凸部（連結ピンや連結アームを含む第１連結板を形成してもよく、これらの方法により、第１連結板と第２連結板の双方に緩衝部材を設ける、または、第１連結板１、第２連結板の双方を弾性体から形成する、あるいは、これらを適宜組み合わせることで、連結機構を構成してもよい。

なお、本実施の形態の電動弁１００は、前記のように、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において、凝縮器と蒸発器との間に設けられる電子膨張弁として用いられる。

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。

１０ 連結機構
２０ 弁ハウジング
２０Ａ 弁室
２０Ｂ 開放空間
２１０ 第１継手管
２２０ 第２継手管
２３０ 弁座部材
２４０ 弁ポート
３０ 密閉ケース
４０ ステッピングモータ（モータ部）
４１０ マグネットロータ
４１１ ロータ軸（出力軸）
５０ ホルダ板
６０ 弁機構部
６１０ 支持部材
６１０ｂ 雌ねじ部
６４０ 作動軸
６４０ａ 雄ねじ部
６２１ 弁ホルダ
６３０ ニードル弁（弁部材）
１１ 第１連結板
１１ａ 連結ピン（連結凸部）
１１ｂ 連結ピン（連結凸部）
１２ 第２連結板
１２ａ 長溝（係合部）
１２ｂ 長孔（係合部）
２１ 第１連結板
２１ａ 連結アーム（連結凸部）
２１ｂ 連結アーム（連結凸部）
２２ 第２連結板
２２ａ 長溝（係合部）
２２ｂ 長溝（係合部）
３１ 第１連結板
３１ａ 連結アーム（連結凸部）
３１ｂ 連結アーム（連結凸部）
３２ 第２連結板
３２ａ 長溝（係合部）
３２ｂ 長溝（係合部）
４１ 第１連結板
４１ａ 連結ピン（連結凸部）
４１ｂ 連結ピン（連結凸部）
４２ 第２連結板
４２ａ 長孔（係合部）
４２ｂ 長孔（係合部）
５１ 第１連結板
５１ａ 連結ピン（連結凸部）
５１ｂ 連結ピン（連結凸部）
５２ 第２連結板
５２ａ 丸孔（係合部）
５２ｂ 丸孔（係合部）
５２ｃ Ｏリング（緩衝部材）
５２ｄ Ｏリング（緩衝部材）
５２ｅ 止め金具
５２ｆ 止め金具
６１ 第１連結板
６１ａ 連結ピン（連結凸部）
６１ｂ 連結ピン（連結凸部）
６２ａ 丸孔（係合部）
６２ｂ 丸孔（係合部）
６２ｃ Ｏリング（緩衝部材）
６２ｄ Ｏリング（緩衝部材）
６２ｅ 止め金具
６２ｆ 止め金具
７１ 第１連結板
７１ａ 連結アーム（連結凸部）
７１ｂ 連結アーム（連結凸部）
７２ 第２連結板
７２ａ 切り溝（係合部）
７２ｂ 切り溝（係合部）
７２ｃ ゴムブッシュ（緩衝部材）
７２ｄ ゴムブッシュ（緩衝部材）
Ｌ 軸線

Claims (8)

1. モータ部と、弁ハウジングに設けられて前記モータ部の出力軸の回転駆動により作動軸を進退させて該作動軸に設けられた弁部材で弁ポートを開閉する弁機構部と、を備えた電
   動弁において、
   前記出力軸の前記弁機構部側の端部と前記弁機構部の前記出力軸側の端部とを収容する開放空間が設けられ、前記開放空間で前記出力軸と前記作動軸とを前記出力軸の軸線方向に相互に移動可能に連結する連結機構を備えた
   ことを特徴とする電動弁。
2. 前記連結機構が、
   前記出力軸と前記作動軸との一方に固定されるとともに、前記軸線回りの周上に設けられた連結凸部と、
   前記出力軸と前記作動軸との他方に固定されるとともに、前記連結凸部に対して前記軸線回りに当接可能に該連結凸部に係合する係合部を有する連結板と、
   で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電動弁。
3. 前記連結機構の前記係合部に、前記連結凸部に当接する緩衝部材が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の電動弁。
4. 前記連結機構の前記連結板が弾性板で構成されていることを特徴とする請求項２に記載の電動弁。
5. 前記連結機構の前記係合部が、前記連結凸部に係合して、前記軸線に対する半径方向を長手方向とする長孔及び／または長溝であることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の電動弁。
6. 前記係合部が、前記弁機構部の前記弁部材を進退させるねじ送り機構よりも外側に形成されていることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一項に記載の電動弁。
7. 前記作動軸と前記弁部材とが圧縮コイルバネを介して連結されていることを特徴とする請求項２乃至６のいずれか一項に記載の電動弁。
8. 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７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。

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