JP2020034140A - Motor-operated valve and refrigeration cycle system - Google Patents

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Abstract

To suppress dispersion of a maximum flow rate in a small flow rate control area and to widen a controllable range in the small flow rate control area, in a motor-operated valve executing small flow rate control by a needle valve.SOLUTION: A needle valve 4 having a second truncated cone portion 44 of which a diameter is gradually reduced toward a tip, is disposed on an axis L of an auxiliary valve port 33a. The needle valve 4 is advanced and retracted on the axis by a driving portion 5. A small flow rate control area is defined by the needle valve 4 and the auxiliary valve port 33a. A large flow rate control area is defined by a main valve element 3 and a main valve port 13a. A second straight portion 45 of a fixed diameter is connected to a minimum diameter portion of the second truncated cone portion 44 of the needle valve 4. The second straight portion 45 is held in the auxiliary valve port 33a at a position where the second truncated cone portion 44 comes out from the auxiliary valve port 33a.SELECTED DRAWING: Figure 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及び冷凍サイクルシステムに関する。   The present invention relates to a motor-operated valve and a refrigeration cycle system used for a refrigeration cycle system and the like.

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、例えば特許第２８９８９０６号公報（特許文献１）に開示されたものがある。この電動弁は、弁室の主弁ポート（大径弁口）の開度を変更する主弁体（第２弁体）と、主弁体に形成された副弁ポート（小径弁口）の開度を変更する副弁体（第１弁体）と、副弁体を駆動する電動モータ（ステッピングモータ）を有した駆動部と、を備えている。   BACKGROUND ART Conventionally, as an electric valve provided in a refrigeration cycle of an air conditioner, for example, there is a motor valve disclosed in Japanese Patent No. 2898906 (Patent Document 1). This electric valve has a main valve body (second valve body) that changes the opening of a main valve port (large-diameter valve port) of a valve chamber, and a sub-valve port (small-diameter valve port) formed in the main valve body. A sub-valve element (first valve element) for changing the opening and a drive unit having an electric motor (stepping motor) for driving the sub-valve element are provided.

図１２はこの電動弁における電動モータの駆動パルス（副弁体のリフト量）と電動弁を流れる冷媒の流量の関係（流量特性）を示すグラフである。そして、この電動弁では、主弁体が着座して主弁ポートを閉じた状態で、電動モータの駆動により副弁体が副弁ポートの開度を変更する状態があり、このとき電動モータの駆動パルスに応じて副弁ポートの開度が制御されることで、図１２に示すように小流量制御域となる流量特性が得られる。また、電動モータの駆動により副弁体が引き上げられることで副弁体が主弁体に係合し、主弁体が副弁体と共に引き上げられることで主弁ポートが開き、主弁体が主弁ポートの開度を変更することにより、図１２に示すように大流量制御域となる流量特性が得られる。このように、この電動弁は、小流量制御域と大流量制御域と、の二段の流量制御域を有するものである。   FIG. 12 is a graph showing the relationship (flow characteristic) between the drive pulse of the electric motor (lift amount of the sub-valve element) and the flow rate of the refrigerant flowing through the electric valve in this electric valve. In this electric valve, there is a state in which the sub-valve changes the opening of the sub-valve port by driving the electric motor in a state where the main valve is seated and the main valve port is closed. By controlling the opening degree of the sub-valve port in accordance with the drive pulse, a flow characteristic that is a small flow control region is obtained as shown in FIG. The sub-valve element is engaged with the main valve element by driving the electric motor, and the main valve port is opened by raising the main valve element together with the sub-valve element. By changing the opening degree of the valve port, a flow characteristic that is a large flow control region can be obtained as shown in FIG. As described above, the motor-operated valve has a two-stage flow control region of a small flow control region and a large flow control region.

特許第２８９８９０６号公報Japanese Patent No. 2898906

従来の電動弁では、複数の電動弁において、例えば図１３に実線で示す狙いの流量特性となるように作成したものでも、部品寸法のバラツキ等により、流量特性にもバラツキが生じてしまう。このバラツキの範囲は部品の寸法公差や組立公差等の影響によるものであるが、例えば図１３の例では、実線で示す中心の流量特性に対して、点線で示す上限や破線で示す下限の流量特性のようになる。また、流量特性において、小流量制御域と大流量制御域との境界に屈曲点があり、この屈曲点の位置にもバラツキが生じる。したがって、電動弁のパルス制御を行うには、バラツキ範囲内で、小流量制御域の駆動パルスの上限が最小となる駆動パルス（図１３ではＡ点）よりさらに小さい駆動パルスを上限とし、その上限までの範囲を、微小流量制御の為に実際に使用する微小流量制御可能範囲とする必要がある。   In a conventional motor-operated valve, even if a plurality of motor-operated valves are formed so as to have a target flow characteristic, for example, indicated by a solid line in FIG. 13, the flow characteristics also vary due to a variation in component dimensions and the like. The range of this variation is due to the influence of dimensional tolerances, assembly tolerances, and the like of parts. For example, in the example of FIG. 13, the flow rate characteristic at the center indicated by the solid line is the upper limit indicated by the dotted line and the lower limit indicated by the broken line. It looks like a characteristic. Further, in the flow characteristic, there is a bending point at the boundary between the small flow control area and the large flow control area, and the position of the bending point varies. Therefore, in order to perform the pulse control of the motor-operated valve, a drive pulse smaller than the drive pulse (point A in FIG. 13) in which the upper limit of the drive pulse in the small flow rate control region is the minimum within the variation range is set as the upper limit. It is necessary to set the range up to the range in which the minute flow rate can be actually used for the minute flow rate control.

さらに、図１３のＡ点においても流量にバラツキがあり、例えば流量特性の上限（点線の流量特性）では、弁開度が大きすぎて流量を絞り切れない可能性がある。このため、小流量を制御する範囲の上限をＡ点よりもさらに下げて、その範囲を小流量を制御する範囲とする必要がある。このように、従来の電動弁では、小流量で制御をできる範囲を狭くせざるを得ない。このことは、主弁体と副弁体とによる二段の制御を行うものに限らず、ニードル弁の円錐台部で流量を制御するような電動弁でも同様に問題となる。例えば、小流量制御域の最大流量のバラツキが大きくなって、流量を絞り切れなくなる可能性があり、小流量制御域の小流量の制御として使用する駆動パルスの範囲である微小流量制御可能範囲は、流量のバラツキを考慮して狭くする必要がある。   Further, the flow rate also varies at the point A in FIG. 13. For example, at the upper limit of the flow rate characteristic (the flow rate characteristic indicated by the dotted line), there is a possibility that the valve opening degree is too large to reduce the flow rate. For this reason, it is necessary to lower the upper limit of the range for controlling the small flow rate further than the point A to make the range a range for controlling the small flow rate. As described above, in the conventional motor-operated valve, the range in which control can be performed with a small flow rate must be narrowed. This problem is not limited to the two-stage control using the main valve body and the sub-valve body, but similarly poses a problem for an electric valve that controls the flow rate with the frustoconical portion of the needle valve. For example, the variation of the maximum flow rate in the small flow rate control area becomes large and the flow rate may not be able to be reduced, and the small flow rate controllable range which is the range of the drive pulse used as the control of the small flow rate in the small flow rate control area is In addition, it is necessary to reduce the width in consideration of the variation in the flow rate.

本発明は、ニードル弁により小流量制御を行う電動弁において、小流量制御域の最大流量のバラツキを抑制し、微小流量制御の為に実際に使用する微小流量制御可能範囲を広範囲とすることを課題とする。   The present invention provides a motorized valve that performs a small flow rate control using a needle valve, by suppressing the variation of the maximum flow rate in the small flow rate control area and by widening the range in which the minute flow rate actually used for the minute flow rate control can be controlled. Make it an issue.

請求項１の電動弁は、小径弁ポート側の先端に向かって徐々に径が小さくなる円錐台状の円錐台部を有するニードル弁が前記小径弁ポートの軸線上に配置され、電動モータのロータの回転運動をねじ送り機構で直線運動に変換することにより前記ニードル弁を前記軸線方向に進退させて、前記小径弁ポートの開口部と前記ニードル弁の少なくとも前記円錐台部との隙間の開口面積によって、冷媒の流量を制御する電動弁において、前記ニードル弁は、前記円錐台部の最小径部に連結する一定径のストレート部を有し、前記円錐台部の前記最小径部が前記小径弁ポートから前記軸線方向に抜け出た位置で、前記小径弁ポート内に前記ストレート部が保持されるよう構成されていることを特徴とする。   The electric valve according to claim 1, wherein a needle valve having a frustoconical portion having a frustoconical shape whose diameter gradually decreases toward the tip on the side of the small-diameter valve port is disposed on the axis of the small-diameter valve port, and a rotor of the electric motor is provided. The needle valve is advanced and retracted in the axial direction by converting the rotational motion of the needle valve into a linear motion by a screw feed mechanism, and an opening area of a gap between an opening of the small-diameter valve port and at least the truncated cone of the needle valve is formed. Thus, in the electric valve that controls the flow rate of the refrigerant, the needle valve has a straight portion having a constant diameter connected to the minimum diameter portion of the truncated cone portion, and the minimum diameter portion of the truncated cone portion is the small diameter valve. The straight portion is configured to be held in the small-diameter valve port at a position where the straight portion comes out of the port in the axial direction.

請求項２の電動弁は、請求項１に記載の電動弁であって、弁室の主弁ポートの開度を変更する主弁体を備えるとともに該主弁体に前記小径弁ポートが形成され、前記ニードル弁が前記小径弁ポートの開度を変更する小流量制御域と、前記主弁体が前記主弁ポートの開度を変更する大流量制御域と、の二段の流量制御域を有し、前記ニードル弁は、前記円錐台部の前記最小径部が前記小径弁ポートから抜け出た位置で前記主弁体に係合し、前記主弁体は、前記ニードル弁との係合状態で前記ニードル弁と一体的に移動して前記主弁ポートの開度を変更するよう構成されていることを特徴とする。   The motor-operated valve according to claim 2 is the motor-operated valve according to claim 1, wherein the motor-operated valve includes a main valve body that changes an opening of a main valve port of a valve chamber, and the small-diameter valve port is formed in the main valve body. The two-stage flow control area of a small flow control area in which the needle valve changes the opening of the small diameter valve port, and a large flow control area in which the main valve element changes the opening of the main valve port. The needle valve is engaged with the main valve at a position where the minimum diameter portion of the truncated cone comes out of the small diameter valve port, and the main valve is engaged with the needle valve. , And is configured to move integrally with the needle valve to change the opening of the main valve port.

請求項３の冷凍サイクルシステムは、圧縮機と、凝縮器と、蒸発器と、前記凝縮器と前記蒸発器との間に設けられた電子膨張弁と、を含む冷凍サイクルシステムであって、請求項１に記載の電動弁が、前記電子膨張弁として用いられていることを特徴とする。   The refrigeration cycle system according to claim 3 is a refrigeration cycle system including a compressor, a condenser, an evaporator, and an electronic expansion valve provided between the condenser and the evaporator. The electric valve according to item 1 is used as the electronic expansion valve.

請求項４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、請求項２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。   The refrigeration cycle system according to claim 4, wherein the compressor, an indoor heat exchanger, an outdoor heat exchanger, an electronic expansion valve provided between the indoor heat exchanger and the outdoor heat exchanger, A refrigeration cycle system including a dehumidification valve provided in a heat exchanger, wherein the motor-operated valve according to claim 2 is used as the dehumidification valve.

請求項１または２の電動弁によれば、小径弁ポートの開口部とニードル弁の円錐台部との隙間の開口面積によって、小流量制御域での冷媒の流量が制御されるが、このニードル弁は円錐台部の最小径部に連結する一定径のストレート部を有し、この円錐台部の最小径部が小径弁ポートから抜け出た位置で、小径弁ポート内にストレート部が保持されるので、小流量制御域の終端から定流量域となる。したがって、小流量制御域における最大流量のバラツキを抑制して、最大流量での流量が絞れなくなる現象を防止できるとともに、実際に微小流量の制御に使用する駆動パルスの範囲である微小流量制御可能範囲を広範囲とすることができ、微小流量制御可能範囲の制御性を向上させることができる。   According to the electric valve of claim 1 or 2, the flow rate of the refrigerant in the small flow rate control region is controlled by the opening area of the gap between the opening of the small diameter valve port and the truncated cone of the needle valve. The valve has a straight portion of a constant diameter connected to the smallest diameter portion of the truncated cone portion, and the straight portion is held in the small diameter valve port at a position where the smallest diameter portion of the truncated cone portion comes out of the small diameter valve port. Therefore, a constant flow rate area is set from the end of the small flow rate control area. Therefore, it is possible to suppress the variation of the maximum flow rate in the small flow rate control area and prevent the phenomenon that the flow rate at the maximum flow rate cannot be reduced, and to control the fine flow rate which is the range of the driving pulse actually used for the control of the small flow rate. Can be widened, and the controllability of the micro flow rate controllable range can be improved.

請求項３または４の冷凍サイクルシステムによれば、請求項１または２と同様な効果が得られる。   According to the refrigeration cycle system of the third or fourth aspect, the same effects as those of the first or second aspect can be obtained.

本発明の第１実施形態の電動弁の縦断面図である。It is a longitudinal section of the electric valve of a 1st embodiment of the present invention. 第１実施形態の電動弁におけるニードル弁が副弁ポートに最も近づいた位置にあるときの要部拡大断面図である。It is an important section enlarged sectional view when the needle valve in the electric valve of a 1st embodiment is in the position closest to the auxiliary valve port. 第１実施形態の電動弁におけるニードル弁が副弁ポートに最も近づいた位置と主弁体に係合する位置との間にあるときの要部拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged sectional view of a main part when the needle valve in the motor-operated valve according to the first embodiment is located between a position closest to an auxiliary valve port and a position engaged with a main valve body. 第１実施形態の電動弁におけるニードル弁が主弁体に係合する位置にあるときの要部拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged sectional view of a main part when the needle valve in the motor-operated valve of the first embodiment is at a position where it is engaged with the main valve body. 第１実施形態の電動弁における主弁体の全開状態を示す要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view which shows the fully opened state of the main valve body in the motor-operated valve of 1st Embodiment. 第１実施形態の電動弁における駆動パルスのパルス量と流量の関係を示すグラフである。4 is a graph illustrating a relationship between a pulse amount and a flow rate of a drive pulse in the motor-operated valve according to the first embodiment. 本発明の第２実施形態の電動弁の縦断面図である。It is a longitudinal section of the electric valve of a 2nd embodiment of the present invention. 第２実施形態におけるマグネットロータの最下端位置に対応するニードル弁を示す要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view which shows the needle valve corresponding to the lowermost position of the magnet rotor in 2nd Embodiment. 第２実施形態におけるニードル弁の第二円錐台部と弁ポートとの隙間を冷媒が流れる状態を示す要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view which shows the state which a refrigerant | coolant flows through the clearance gap between the 2nd truncated-cone part of the needle valve in 2nd Embodiment, and a valve port. 第２実施形態におけるニードル弁の第二ストレート部が弁ポート内に位置する状態を示す要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view which shows the state in which the 2nd straight part of the needle valve in 2nd Embodiment is located in a valve port. 実施形態の冷凍サイクルシステムを示す図である。It is a figure showing a refrigeration cycle system of an embodiment. 従来の電動弁における駆動パルスのパルス量と流量の関係を示すグラフである。9 is a graph showing a relationship between a pulse amount of a drive pulse and a flow rate in a conventional motor-operated valve. 従来の問題点を説明する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a conventional problem.

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縦断面図、図２は第１実施形態の電動弁におけるニードル弁が副弁ポートに最も近づいた位置にあるときの要部拡大断面図、図３は第１実施形態の電動弁におけるニードル弁が副弁ポートに最も近づいた位置と主弁体に係合する位置との間にあるときの要部拡大断面図、図４は第１実施形態の電動弁におけるニードル弁が主弁体に係合する位置にあるときの要部拡大断面図、図５は第１実施形態の電動弁における主弁体の全開状態を示す要部拡大断面図である。なお、以下の説明における「上下」の概念は図１乃至図４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、ニードル弁４と、駆動部５と、を備えている。   Next, an embodiment of a motor-operated valve and a refrigeration cycle system of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the motor-operated valve of the first embodiment. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the motor-operated valve of the first embodiment when the needle valve is located closest to the auxiliary valve port. FIG. 4 is an enlarged sectional view of a main part of the motor-operated valve according to the first embodiment when the needle valve is located between a position closest to the auxiliary valve port and a position engaged with the main valve body. FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a main part when the needle valve of the valve is at a position where the needle valve is engaged with the main valve body. FIG. Note that the concept of “up and down” in the following description corresponds to the up and down in the drawings of FIGS. The electric valve 100 includes a valve housing 1, a guide member 2, a main valve body 3, a needle valve 4, and a driving unit 5.

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、その内側に弁室１Ｒを有している。弁ハウジング１の外周片側には弁室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、第２継手管１２の弁室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。   The valve housing 1 is formed of, for example, brass, stainless steel, or the like in a substantially cylindrical shape, and has a valve chamber 1R inside thereof. A first joint pipe 11 connected to the valve chamber 1R is connected to one side of the outer periphery of the valve housing 1, and a second joint pipe 12 is connected to a cylindrical portion extending downward from the lower end. In addition, a cylindrical main valve seat 13 is formed on the valve chamber 1R side of the second joint pipe 12, and a main valve port 13 a is formed inside the main valve seat 13. It is electrically connected to the valve chamber 1R via the port 13a. The main valve port 13a is a cylindrical through hole centered on the axis L. The first joint pipe 11 and the second joint pipe 12 are fixed to the valve housing 1 by brazing or the like.

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の内側に位置する略円柱状のガイド部２２と、ガイド部２２の上部に延設されたホルダ部２３と、ガイド部２２の外周に位置するリング状のフランジ部２４とを有している。圧入部２１、ガイド部２２，ホルダ部２３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２４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２４は、インサート成形により樹脂製の圧入部２１及びホルダ部２２と共に一体に設けられている。   A guide member 2 is attached to an opening at the upper end of the valve housing 1. The guide member 2 includes a press-fit portion 21 press-fit into the inner peripheral surface of the valve housing 1, a substantially cylindrical guide portion 22 located inside the press-fit portion 21, and a holder extending above the guide portion 22. And a ring-shaped flange portion 24 located on the outer periphery of the guide portion 22. The press-fitting portion 21, the guide portion 22, and the holder portion 23 are configured as an integrated resin product. The flange portion 24 is, for example, a metal plate such as brass or stainless steel. The flange portion 24 is provided integrally with the resin press-fit portion 21 and the holder portion 22 by insert molding.

そして、ガイド部材２は、弁ハウジング１に組み付けられ、フランジ部２４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、ガイド部２２には軸線Ｌと同軸の円筒形状のガイド孔２２ａが形成されるとともに、ホルダ部２３の中心には、ガイド孔２２ａと同軸の雌ねじ部２３ａとそのねじ孔が形成されている。ホルダ部２３のガイド孔２２ａ内に主弁体３が配設されている。   The guide member 2 is assembled to the valve housing 1 and is fixed to the upper end of the valve housing 1 via a flange 24 by welding. In the guide member 2, a cylindrical guide hole 22 a coaxial with the axis L is formed in the guide portion 22, and a female screw portion 23 a coaxial with the guide hole 22 a and the screw hole are formed in the center of the holder portion 23. Are formed. The main valve body 3 is disposed in the guide hole 22a of the holder 23.

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、副弁座３３と、を有している。保持部３２のニードルガイド孔３２ａ内には、後述の弁軸４１に取り付けられたワッシャ４６とガイド用ボス部４７とが挿通されるとともに、この保持部３２の上端にはリング状のリテーナ３２１が嵌合固着または溶接等により固着されている。また、保持部３２の上端外周部は縮径されており、この保持部３２の上端外周部とガイド孔２２ａの上端部との間には、主弁ばね３ａが配設されており、この主弁ばね３ａ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はニードルガイド孔３２ａの下端部に位置しており、その中心には「小径弁ポート」としての副弁ポート３３ａが形成されている。この副弁ポート３３ａは、軸線Ｌを中心とする円形の形状である。また、保持部３２の側面の少なくとも一箇所には、ニードルガイド孔３２ａと弁室１Ｒとを導通する導通孔３２ｂが形成されており、後述のようにニードル弁４が副弁ポート３３ａを開状態としたとき、弁室１Ｒ、ニードルガイド孔３２ａ、副弁ポート３３ａ及び主弁ポート１３ａが導通する。   The main valve body 3 has a main valve portion 31 that is seated and unseated on the main valve seat 13, a holding portion 32 having a cylindrical needle guide hole 32 a, and an auxiliary valve seat 33. In the needle guide hole 32a of the holding portion 32, a washer 46 and a guide boss 47 attached to the valve shaft 41 described later are inserted, and a ring-shaped retainer 321 is provided at an upper end of the holding portion 32. They are fixed by fitting or welding or the like. The outer periphery of the upper end of the holding portion 32 is reduced in diameter, and a main valve spring 3a is disposed between the outer periphery of the upper end of the holding portion 32 and the upper end of the guide hole 22a. The main valve body 3 is urged in the direction of the main valve seat 13 (close direction) by the valve spring 3a. The sub-valve seat 33 is located at the lower end of the needle guide hole 32a, and a sub-valve port 33a as a "small diameter valve port" is formed at the center thereof. The auxiliary valve port 33a has a circular shape centered on the axis L. At least one location on the side surface of the holding portion 32 is formed with a conduction hole 32b for conducting the needle guide hole 32a and the valve chamber 1R, and the needle valve 4 opens the sub-valve port 33a as described later. Then, the valve chamber 1R, the needle guide hole 32a, the sub-valve port 33a, and the main valve port 13a conduct.

ニードル弁４は、後述のロータ軸５１の下端部にこのロータ軸５１と一体に形成されてロータ軸５１側に連なる弁軸４１と、弁軸４１側に連なる第一円錐台部４２と、第一円錐台部４２に連なる第一ストレート部４３と、第一ストレート部４３に連なる第二円錐台部４４と、第二円錐台部４４に連なる第二ストレート部４５と、を一体に形成して備えている。また、ニードル弁４は、弁軸４１に配設された円環状のワッシャ４６と、弁軸４１に固着されたガイド用ボス部４７と、を有している。ガイド用ボス部４７は弁軸４１と別体として固着されているが、ガイド用ボス部４７は弁軸４１と一体に形成されたものでもよい。なお、本発明における「円錐台部」及び「ストレート部」は、それぞれ第二円錐台部４４及び第二ストレート部４５に対応する。第一ストレート部４３は、副弁ポート３３ａに整合してこの副弁ポート３３ａ内に挿通可能な径であり、その側面は軸線Ｌ方向で同径となっている。また、第二円錐台部４４の頂角（軸線Ｌ回りで１８０°離間する母線同士の成す角度）は第一円錐台部４２の頂角よりも小さくなっている。また、第二ストレート部４５の側面の径は副弁ポート３３ａの径より小さく、軸線Ｌ方向で同径となっている。そして、ワッシャ４６とガイド用ボス部４７は、ニードルガイド孔３２ａ内に摺動可能に挿通されている。   The needle valve 4 includes a valve shaft 41 formed integrally with the rotor shaft 51 at a lower end portion of the rotor shaft 51 to be described later and connected to the rotor shaft 51 side, a first frustoconical portion 42 connected to the valve shaft 41 side, A first straight portion 43 connected to one truncated cone portion 42, a second frustum portion 44 connected to the first straight portion 43, and a second straight portion 45 connected to the second frustum portion 44 are integrally formed. Have. The needle valve 4 has an annular washer 46 disposed on the valve shaft 41 and a guide boss 47 fixed to the valve shaft 41. Although the guide boss 47 is fixed separately from the valve shaft 41, the guide boss 47 may be formed integrally with the valve shaft 41. The “truncated cone portion” and “straight portion” in the present invention correspond to the second truncated cone portion 44 and the second straight portion 45, respectively. The first straight portion 43 has a diameter that can be inserted into the sub-valve port 33a in alignment with the sub-valve port 33a, and the side surface has the same diameter in the axis L direction. The vertex angle of the second truncated cone portion 44 (the angle formed by the generating lines separated by 180 ° about the axis L) is smaller than the vertex angle of the first truncated cone portion 42. The diameter of the side surface of the second straight portion 45 is smaller than the diameter of the sub-valve port 33a, and has the same diameter in the direction of the axis L. The washer 46 and the guide boss 47 are slidably inserted into the needle guide hole 32a.

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、「電動モータ」としての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。   A case 14 is hermetically fixed to the upper end of the valve housing 1 by welding or the like, and the drive unit 5 is formed inside and outside the case 14. The drive unit 5 includes a stepping motor 5A as an “electric motor”, a screw feed mechanism 5B for moving the needle valve 4 forward and backward by the rotation of the stepping motor 5A, and a stopper mechanism 5C for regulating the rotation of the stepping motor 5A. I have.

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２３ａ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２３ａ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。   The stepping motor 5A includes a rotor shaft 51, a magnet rotor 52 rotatably disposed inside the case 14, a stator coil 53 disposed on the outer periphery of the case 14 so as to face the magnet rotor 52, and the like. It is constituted by a yoke, an exterior member and the like which are not used. The rotor shaft 51 is attached to the center of a magnet rotor 52 via a bush, and a male screw portion 51a is formed on the outer periphery of the rotor shaft 51 on the guide member 2 side. The male screw portion 51a is screwed into the female screw portion 23a of the guide member 2, whereby the guide member 2 supports the rotor shaft 51 on the axis L. The female screw portion 23a of the guide member 2 and the male screw portion 51a of the rotor shaft 51 constitute a screw feed mechanism 5B.

以上の構成により、ステッピングモータ５Ａの駆動により、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２３ａとのねじ送り機構５Ｂにより、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。これにより、副弁ポート３３ａの開度が制御される。また、ニードル弁４（ワッシャ４６）が主弁体３（リテーナ３２１）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に対して着座及び離座する。これにより、第１継手管１１から第２継手管１２へ、あるいは第２継手管１２から第１継手管１１へ流れる冷媒の流量が制御される。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。図１及び図２はロータ軸５１（及びマグネットロータ５２）が最下端位置にある状態である。   With the above configuration, the magnet rotor 52 and the rotor shaft 51 rotate by the driving of the stepping motor 5A, and the rotor shaft 51 is rotated by the screw feed mechanism 5B between the male screw portion 51a of the rotor shaft 51 and the female screw portion 23a of the guide member 2. It moves in the direction of the axis L. Then, the needle valve 4 moves forward and backward in the direction of the axis L, and the needle valve 4 approaches or separates from the auxiliary valve port 33a. Thus, the opening of the sub-valve port 33a is controlled. Further, the needle valve 4 (the washer 46) is engaged with the main valve body 3 (the retainer 321), and the main valve body 3 moves together with the needle valve 4 to be seated and unseated on the main valve seat 13. Thereby, the flow rate of the refrigerant flowing from the first joint pipe 11 to the second joint pipe 12 or from the second joint pipe 12 to the first joint pipe 11 is controlled. A projection 52a is formed on the magnet rotor 52, and the projection 52a operates the rotation stopper mechanism 5C with the rotation of the magnet rotor 52, so that the lowermost position and the uppermost end of the rotor shaft 51 (and the magnet rotor 52). Position is regulated. 1 and 2 show a state where the rotor shaft 51 (and the magnet rotor 52) is at the lowermost position.

図６はステッピングモータ５Ａにおける駆動パルスのパルス量（＝弁開度）と流量の関係を示すグラフであり、図２乃至図６を参照して電動弁１００の詳細な動作について説明する。   FIG. 6 is a graph showing the relationship between the amount of drive pulse (= valve opening) and the flow rate in the stepping motor 5A. The detailed operation of the motor-operated valve 100 will be described with reference to FIGS.

以上の電動弁１００は、以下のように動作する。まず、図２（及び図１）の状態では、主弁体３の主弁部３１が主弁座１３に着座し、主弁ポート１３ａが閉じられた弁閉状態である。一方、副弁ポート３３ａに最も近づいた位置にあるニードル弁４は、第一ストレート部４３が副弁ポート３３ａ内に挿通されているが、このニードル弁４は副弁座３３に着座せず、第一ストレート部４３の外周面と副弁ポート３３ａとの隙間を冷媒が僅かに流れる。すなわち、図６に示すように、駆動パルスが基準点（ゼロ点）であっても微小な流量が生じることとなる。   The above-described motor-operated valve 100 operates as follows. First, in the state of FIG. 2 (and FIG. 1), the main valve portion 31 of the main valve body 3 is seated on the main valve seat 13 and the main valve port 13a is closed. On the other hand, in the needle valve 4 closest to the sub-valve port 33a, the first straight portion 43 is inserted into the sub-valve port 33a, but this needle valve 4 does not sit on the sub-valve seat 33, The refrigerant slightly flows through the gap between the outer peripheral surface of the first straight portion 43 and the sub-valve port 33a. That is, as shown in FIG. 6, even when the drive pulse is at the reference point (zero point), a very small flow rate is generated.

次に、ステッピングモータ５Ａの駆動によりマグネットロータ５２を回転させてニードル弁４を上昇させることで、図３に示すように、ニードル弁４の第一ストレート部４３が副弁ポート３３ａから抜け出し、ニードル弁４の第二円錐台部４４と副弁ポート３３ａとの隙間によって流路が形成される。ここで、第二円錐台部４４は徐々に直径が小さくなることから副弁ポート３３ａとの隙間が大きくなり、流路が拡大されることとなり、図６に示すように、流量が徐々に増加する。この際、主弁体３の主弁部３１が主弁座１３に着座したままであるため、ニードル弁４の第二円錐台部４４が副弁ポート３３ａから抜け出すまでは、流量の増加は微小である。このようにニードル弁４を、副弁ポート３３ａに最も近づいた位置から第二円錐台部４４が副弁ポート３３ａから抜け出す位置までの間で移動させて、副弁ポート３３ａの開度を変更する制御域が小流量制御域である。この小流量制御域におけるステッピングモータ５Ａの駆動パルスのパルス量（＝弁リフト量）に対する流量の変化は大流量制御域に比べて小さくなる。   Next, by rotating the magnet rotor 52 by driving the stepping motor 5A to raise the needle valve 4, the first straight portion 43 of the needle valve 4 comes out of the sub-valve port 33a as shown in FIG. A flow path is formed by the gap between the second truncated cone portion 44 of the valve 4 and the sub-valve port 33a. Here, since the diameter of the second truncated cone 44 gradually decreases, the gap with the sub-valve port 33a increases, and the flow path expands. As shown in FIG. 6, the flow rate gradually increases. I do. At this time, since the main valve portion 31 of the main valve body 3 is still seated on the main valve seat 13, the increase in the flow rate is small until the second truncated cone portion 44 of the needle valve 4 comes out of the auxiliary valve port 33a. It is. In this way, the needle valve 4 is moved from the position closest to the sub-valve port 33a to the position where the second truncated cone portion 44 comes out of the sub-valve port 33a to change the opening of the sub-valve port 33a. The control area is a small flow control area. The change in the flow rate with respect to the pulse amount (= valve lift amount) of the drive pulse of the stepping motor 5A in the small flow rate control area is smaller than in the large flow rate control area.

次に、図４に示すように、ニードル弁４を主弁体３１に係合する位置まで上昇させてワッシャ４６を主弁体３に係合させると、主弁体３はニードル弁４と共に上昇する。そして、さらに上昇させると、図５に示すように、弁軸４１（及びワッシャ４６）によって主弁体３が引き上げられ、主弁部３１が主弁座１３から離間して弁開する。このように主弁体３を着座位置（閉位置）から弁開位置（開位置）に向かって上昇させる制御域が大流量制御域であって、この大流量制御域におけるステッピングモータ５Ａの駆動パルスのパルス量（＝弁リフト量）に対する流量の変化は大きなものとなる。そして、図５に示す弁開位置まで主弁体３を上昇させた全開状態において、流量は最大となる。なお、全開状態における流量としては、一次継手管１１及び二次継手管１２の開口面積に対し、主弁部３１と主弁座１３の隙間の開口面積が同等以上となり、主弁部３１や主弁ポート１３ａによって流量が絞られない状態、すなわち電動弁１００が単なる流路として機能するような開度に設定されている。   Next, as shown in FIG. 4, when the needle valve 4 is raised to a position where it engages with the main valve element 31 and the washer 46 is engaged with the main valve element 3, the main valve element 3 rises together with the needle valve 4. I do. When it is further raised, as shown in FIG. 5, the main valve body 3 is pulled up by the valve shaft 41 (and the washer 46), and the main valve portion 31 is separated from the main valve seat 13 to open. The control area for raising the main valve body 3 from the seating position (closed position) toward the valve open position (open position) is a large flow control area, and the drive pulse of the stepping motor 5A in this large flow control area The change in the flow rate with respect to the pulse amount (= valve lift amount) becomes large. Then, in the fully open state in which the main valve body 3 is raised to the valve open position shown in FIG. 5, the flow rate becomes maximum. In addition, as for the flow rate in the fully opened state, the opening area of the gap between the main valve portion 31 and the main valve seat 13 is equal to or larger than the opening area of the primary joint tube 11 and the secondary joint tube 12, and the main valve portion 31 and the main valve The opening is set such that the flow rate is not restricted by the valve port 13a, that is, the electric valve 100 functions as a simple flow path.

ここで、図３に示す位置から図４に示す位置に到るまでに、ニードル弁４の第二円錐台部４４と第二ストレート部４５との境界部分（円錐台部の最小径部）が、副弁ポート３３ａから抜け出す瞬間がある。この瞬間から図４に示す位置までは、副弁ポート３３ａ内には第二ストレート部４５だけが位置し、この副弁ポート３３ａと第二ストレート部４５との隙間の開口面積は一定である。このため、図６に示すように、小流量制御域の終端から大流量制御域に到るまでの間に、一定流量を保つ定流量域が生じている。したがって、本電動弁１００によれば、小流量制御域における最大流量のバラツキを抑制することができ、この副弁ポート３３ａにおいて最大流量での流量を十分絞ることができる。また、実際に微小流量の制御に使用する駆動パルスの範囲である微小流量制御可能範囲を広範囲とすることができ、微小流量制御可能範囲の制御性を向上させることができる。   Here, from the position shown in FIG. 3 to the position shown in FIG. 4, the boundary portion (the minimum diameter portion of the truncated cone portion) between the second truncated cone portion 44 and the second straight portion 45 of the needle valve 4 is formed. There is a moment when it comes out of the auxiliary valve port 33a. From this moment to the position shown in FIG. 4, only the second straight portion 45 is located in the sub-valve port 33a, and the opening area of the gap between the sub-valve port 33a and the second straight portion 45 is constant. For this reason, as shown in FIG. 6, a constant flow rate region that maintains a constant flow rate occurs from the end of the small flow rate control area to the large flow rate control area. Therefore, according to the motor-operated valve 100, variation in the maximum flow rate in the small flow rate control region can be suppressed, and the flow rate at the maximum flow rate can be sufficiently reduced at the sub-valve port 33a. Further, the controllable range of the minute flow rate, which is the range of the drive pulse actually used for controlling the minute flow rate, can be made wide, and the controllability of the controllable range of the minute flow rate can be improved.

図７は第２実施形態の電動弁の縦断面図、図８は第２実施形態におけるマグネットロータの最下端位置に対応するニードル弁を示す要部拡大断面図、図９は第２実施形態におけるニードル弁の第二円錐台部と弁ポートとの隙間を冷媒が流れる状態を示す要部拡大断面図、図１０は第２実施形態におけるニードル弁の第二ストレート部が弁ポート内に位置する状態を示す要部拡大断面図である。なお、以下の説明における「上下」の概念は図７の図面における上下に対応する。   FIG. 7 is a longitudinal sectional view of the motor-operated valve of the second embodiment, FIG. 8 is an enlarged sectional view of a main part showing a needle valve corresponding to the lowermost position of the magnet rotor in the second embodiment, and FIG. FIG. 10 is an enlarged sectional view of a main part showing a state in which a refrigerant flows through a gap between a second truncated cone portion of the needle valve and a valve port. FIG. 10 shows a state in which a second straight portion of the needle valve according to the second embodiment is located in the valve port. It is a principal part expanded sectional view which shows. Note that the concept of “up and down” in the following description corresponds to “up and down” in the drawing of FIG.

この電動弁２００は、弁ハウジング１０と、ガイド部材２０と、弁ホルダ部３０と、ニードル弁４０と、駆動部５０と、を備えている。   The electric valve 200 includes a valve housing 10, a guide member 20, a valve holder 30, a needle valve 40, and a driving unit 50.

弁ハウジング１０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、その内側に弁室１０Ｒを有している。弁ハウジング１０の外周片側には弁室１０Ｒに導通される第１継手管１１０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１２０が接続されている。また、第２継手管１２０の弁室１０Ｒ側には弁座部材１３０が嵌合されている。弁座部材１３０の内側は「小径弁ポート」としての弁ポート１３０ａとなっており、第２継手管１２０は弁ポート１３０ａを介して弁室１０Ｒに導通される。弁ポート１３０ａは軸線Ｌを中心とする円柱形状の透孔である。なお、第１継手管１１０及び第２継手管１２０は、弁ハウジング１０に対してろう付け等により固着されている。   The valve housing 10 is formed of, for example, brass, stainless steel, or the like in a substantially cylindrical shape, and has a valve chamber 10R inside thereof. A first joint pipe 110 connected to the valve chamber 10R is connected to one side of the outer periphery of the valve housing 10, and a second joint pipe 120 is connected to a cylindrical portion extending downward from the lower end. A valve seat member 130 is fitted on the second joint pipe 120 on the valve chamber 10R side. The inside of the valve seat member 130 is a valve port 130a as a "small diameter valve port", and the second joint pipe 120 is connected to the valve chamber 10R via the valve port 130a. The valve port 130a is a cylindrical through hole centered on the axis L. The first joint pipe 110 and the second joint pipe 120 are fixed to the valve housing 10 by brazing or the like.

弁ハウジング１０の上端の開口部には、ガイド部材２０が取り付けられている。ガイド部材２０は、弁ハウジング１０の内周面内に圧入される圧入部２１０と、圧入部２１０の内側に位置する略円柱状のガイド部２２０と、ガイド部２２０の上部に延設されたホルダ部２３０と、ガイド部２２０の外周に位置するリング状のフランジ部２４０とを有している。圧入部２１０、ガイド部２２０，ホルダ部２３０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２４０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２４０は、インサート成形により樹脂製の圧入部２１０及びホルダ部２２０と共に一体に設けられている。   A guide member 20 is attached to an opening at the upper end of the valve housing 10. The guide member 20 includes a press-fit portion 210 press-fit into the inner peripheral surface of the valve housing 10, a substantially cylindrical guide portion 220 located inside the press-fit portion 210, and a holder extending above the guide portion 220. It has a part 230 and a ring-shaped flange part 240 located on the outer periphery of the guide part 220. The press-fitting portion 210, the guide portion 220, and the holder portion 230 are configured as an integrated resin product. The flange portion 240 is, for example, a metal plate such as brass or stainless steel. The flange portion 240 is provided integrally with the resin press-fit portion 210 and the holder portion 220 by insert molding.

そして、ガイド部材２０は、弁ハウジング１０に組み付けられ、フランジ部２４０を介して弁ハウジング１０の上端部に溶接により固定されている。また、ガイド部材２０において、ガイド部２２０には軸線Ｌと同軸の円筒形状のガイド孔２２０ａが形成されるとともに、ホルダ部２３０の中心には、ガイド孔２２０ａと同軸の雌ねじ部２３０ａとそのねじ孔が形成されている。そして、ガイド部材２０及び弁室１０Ｒ内には、弁ホルダ部３０とニードル弁４０とが設けられている。   The guide member 20 is assembled to the valve housing 10 and fixed to the upper end of the valve housing 10 by welding via the flange 240. In the guide member 20, a cylindrical guide hole 220a coaxial with the axis L is formed in the guide portion 220, and a female screw portion 230a coaxial with the guide hole 220a and its screw hole are formed in the center of the holder portion 230. Are formed. The valve holder 30 and the needle valve 40 are provided in the guide member 20 and the valve chamber 10R.

弁ホルダ部３０は、円環状のスラストワッシャ３１０と、円筒状のガイド管３２０と、バネ受け３３０と、コイルバネ３４０とを備えている。ガイド管３２０は、上端部を内側に曲げることで円環状の天井部３２０ａを有している。一方、後述のロータ軸５１０は、雄ねじ部５１０ａより下端側の端部にボス部５１１を有するとともに、このボス部５１１にはフランジ部５１２が一体に形成されている。そして、ボス部５１１が天井部３２０ａ内に嵌め込まれてスラストワッシャ３１０が取り付けられている。また、ガイド管３２０内には、バネ受け３３０が軸線Ｌ方向に移動可能に設けられ、このバネ受け３３０とコイルバネ３４０が収容された状態で、このガイド管３２０の下端部にニードル弁４０が固着されている。   The valve holder 30 includes an annular thrust washer 310, a cylindrical guide tube 320, a spring receiver 330, and a coil spring 340. The guide tube 320 has an annular ceiling portion 320a by bending an upper end portion inward. On the other hand, a rotor shaft 510 described later has a boss portion 511 at an end portion on the lower end side from the male screw portion 510a, and a flange portion 512 is integrally formed with the boss portion 511. Then, the boss 511 is fitted into the ceiling 320a, and the thrust washer 310 is attached. A spring receiver 330 is provided in the guide tube 320 so as to be movable in the direction of the axis L. The needle valve 40 is fixed to a lower end portion of the guide tube 320 in a state where the spring receiver 330 and the coil spring 340 are housed. Have been.

ニードル弁４０は、ガイド管３２０に固着されるボス部４１０と、このボス部４１０の下部に形成された第一円錐台部４２０と、第一円錐台部４２０に連なる第一ストレート部４３０と、第一ストレート部４３０に連なる第二円錐台部４４０と、第二円錐台部４４０に連なる第二ストレート部４５０と、を一体に形成して備えている。なお、本発明における「円錐台部」及び「ストレート部」は、それぞれ第二円錐台部４４０及び第二ストレート部４５０に対応する。第一ストレート部４３０は、弁ポート１３０ａに整合してこの弁ポート１３０ａ内に挿通可能な径であり、その側面は軸線Ｌ方向で同径となっている。また、第二円錐台部４４０の頂角（軸線Ｌ回りで１８０°離間する母線同士の成す角度）は第一円錐台部４２０の頂角よりも小さくなっている。また、第二ストレート部４５０の側面の径は弁ポート１３０ａの径より小さく、軸線Ｌ方向で同径となっている。   The needle valve 40 includes a boss 410 fixed to the guide tube 320, a first truncated cone 420 formed below the boss 410, a first straight portion 430 connected to the first truncated cone 420, A second frustoconical portion 440 connected to the first straight portion 430 and a second straight portion 450 connected to the second frustum portion 440 are integrally formed and provided. The “truncated cone portion” and “straight portion” in the present invention correspond to the second truncated cone portion 440 and the second straight portion 450, respectively. The first straight portion 430 has a diameter that can be inserted into the valve port 130a in alignment with the valve port 130a, and the side surface has the same diameter in the axis L direction. Further, the vertex angle of the second truncated cone portion 440 (the angle formed by the generating lines separated by 180 ° about the axis L) is smaller than the vertex angle of the first truncated cone portion 420. Further, the diameter of the side surface of the second straight portion 450 is smaller than the diameter of the valve port 130a, and has the same diameter in the direction of the axis L.

弁ハウジング１０の上端にはケース１４０が溶接等によって気密に固定され、このケース１４０の内外に駆動部５０が構成されている。駆動部５０は、「電動モータ」としてのステッピングモータ５０Ａと、ステッピングモータ５０Ａの回転によりニードル弁４０を進退させるねじ送り機構５０Ｂと、ステッピングモータ５０Ａの回転を規制するストッパ機構５０Ｃと、を備えている。   A case 140 is hermetically fixed to the upper end of the valve housing 10 by welding or the like, and a drive unit 50 is formed inside and outside the case 140. The drive unit 50 includes a stepping motor 50A as an “electric motor”, a screw feed mechanism 50B that moves the needle valve 40 forward and backward by the rotation of the stepping motor 50A, and a stopper mechanism 50C that regulates the rotation of the stepping motor 50A. I have.

ステッピングモータ５０Ａは、ロータ軸５１０と、ケース１４０の内部に回転可能に配設されたマグネットロータ５２０と、ケース１４０の外周においてマグネットロータ５２０に対して対向配置されたステータコイル５３０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５１０はブッシュを介してマグネットロータ５２０の中心に取り付けられ、このロータ軸５１０のガイド部材２０側の外周には雄ねじ部５１０ａが形成されている。この雄ねじ部５１０ａはガイド部材２０の雌ねじ部２３０ａに螺合されており、これにより、ガイド部材２０はロータ軸５１０を軸線Ｌ上に支持している。そして、ガイド部材２０の雌ねじ部２３０ａとロータ軸５１０の雄ねじ部５１０ａはねじ送り機構５０Ｂを構成している。   The stepping motor 50A includes a rotor shaft 510, a magnet rotor 520 rotatably disposed inside the case 140, a stator coil 530 disposed on the outer periphery of the case 140 so as to face the magnet rotor 520, and the like. It is constituted by a yoke, an exterior member and the like which are not used. The rotor shaft 510 is attached to the center of the magnet rotor 520 via a bush, and a male screw portion 510a is formed on the outer periphery of the rotor shaft 510 on the guide member 20 side. The male screw portion 510a is screwed into the female screw portion 230a of the guide member 20, so that the guide member 20 supports the rotor shaft 510 on the axis L. The female screw portion 230a of the guide member 20 and the male screw portion 510a of the rotor shaft 510 form a screw feed mechanism 50B.

以上の構成により、ステッピングモータ５０Ａの駆動により、マグネットロータ５２０及びロータ軸５１０が回転し、ロータ軸５１０の雄ねじ部５１０ａとガイド部材２０の雌ねじ部２３０ａとのねじ送り機構５０Ｂにより、ロータ軸５１０が軸線Ｌ方向に移動する。そして、ニードル弁４０が軸線Ｌ方向に進退移動してニードル弁４０が弁ポート１３０ａに対して近接又は離間する。これにより、弁ポート１３０ａの開度が制御され、第１継手管１１０から第２継手管１２０へ、あるいは第２継手管１２０から第１継手管１１０へ流れる冷媒の流量が制御される。マグネットロータ５２０には突起部５２０ａが形成されており、マグネットロータ５２０の回転に伴って突起部５２０ａが回転ストッパ機構５０Ｃを作動させ、ロータ軸５１０（及びマグネットロータ５２０）の最下端位置及び最上端位置が規制される。図７及び図８はロータ軸５１０（及びマグネットロータ５２０）が最下端位置にある状態である。   With the above configuration, the magnet rotor 520 and the rotor shaft 510 rotate by the driving of the stepping motor 50A, and the rotor shaft 510 is rotated by the screw feed mechanism 50B between the male screw portion 510a of the rotor shaft 510 and the female screw portion 230a of the guide member 20. It moves in the direction of the axis L. Then, the needle valve 40 moves forward and backward in the direction of the axis L, and the needle valve 40 approaches or separates from the valve port 130a. Thereby, the opening degree of the valve port 130a is controlled, and the flow rate of the refrigerant flowing from the first joint pipe 110 to the second joint pipe 120 or from the second joint pipe 120 to the first joint pipe 110 is controlled. A protrusion 520a is formed on the magnet rotor 520, and the protrusion 520a activates the rotation stopper mechanism 50C with the rotation of the magnet rotor 520, and the lowermost position and the uppermost end of the rotor shaft 510 (and the magnet rotor 520). Position is regulated. 7 and 8 show a state where the rotor shaft 510 (and the magnet rotor 520) is at the lowermost position.

以上の電動弁２００は、以下のように動作する。まず、図７及び図８の状態では、弁ポート１３０ａに最も近づいた位置にあるニードル弁４０は、第一ストレート部４３０が弁ポート１３０ａ内に挿通されており、第一ストレート部４３０の外周面と弁ポート１３０ａとの隙間を冷媒が僅かに流れる。   The above-described motor-operated valve 200 operates as follows. First, in the state of FIGS. 7 and 8, the needle valve 40 located closest to the valve port 130a has the first straight portion 430 inserted through the valve port 130a, and the outer peripheral surface of the first straight portion 430. The refrigerant slightly flows through the gap between the valve and the valve port 130a.

次に、ステッピングモータ５０Ａの駆動によりマグネットロータ５２０を回転させてニードル弁４０を上昇させることで、図９に示すように、ニードル弁４０の第一ストレート部４３０が弁ポート１３０ａから抜け出し、ニードル弁４０の第二円錐台部４４０と弁ポート１３０ａとの隙間によって流路が形成される。ここで、第二円錐台部４４０は徐々に直径が小さくなることから弁ポート１３０ａとの隙間が大きくなり、流路が拡大されることとなり、図６と同様に流量が徐々に増加するが、この状態では、流量の増加は微小である。このようにニードル弁４０の第二円錐台部４４０と弁ポート１３０ａとの隙間に応じて開度を変更する制御域が小流量制御域であって、この小流量制御域におけるステッピングモータ５０Ａの駆動パルスのパルス量（＝弁リフト量）に対する流量の変化は大流量制御域に比べて小さくなる。   Next, by rotating the magnet rotor 520 by driving the stepping motor 50A to raise the needle valve 40, the first straight portion 430 of the needle valve 40 comes out of the valve port 130a as shown in FIG. A flow path is formed by a gap between the second frusto-conical portion 440 and the valve port 130a. Here, since the diameter of the second truncated cone portion 440 gradually decreases, the gap between the second truncated cone portion 440 and the valve port 130a increases, and the flow path increases, and the flow rate gradually increases as in FIG. In this state, the increase in the flow rate is small. As described above, the control range in which the opening degree is changed according to the gap between the second truncated cone portion 440 of the needle valve 40 and the valve port 130a is the small flow rate control range, and the driving of the stepping motor 50A in this small flow rate control range. The change in the flow rate with respect to the pulse amount (= valve lift amount) of the pulse is smaller than in the large flow rate control region.

ここで、図９に示す位置から図１０に示す位置に到るまでに、ニードル弁４０の第二円錐台部４４０と第二ストレート部４５０との境界部分（円錐台部の最小径部）が、弁ポート１３０ａから抜け出す瞬間がある。この瞬間からは弁ポート１３０ａ内には第二ストレート部４５０だけが位置し、この弁ポート１３０ａと第二ストレート部４５０との隙間の開口面積は一定である。なお、第二ストレート部４５０が弁ポート１３０ａから抜け出すと全開状態に向かって流量が急激に増加する大流量制御域となる。これにより、小流量制御域の終端から大流量制御域に到るまでの間に、一定流量を保つ定流量域が生じる。したがって、本電動弁２００によれば、小流量制御域における最大流量のバラツキを抑制することができ、この弁ポート１３０ａにおいて最大流量での流量を十分絞ることができる。また、実際に微小流量の制御に使用する駆動パルスの範囲である微小流量制御可能範囲を広範囲とすることができ、微小流量制御可能範囲の制御性を向上させることができる。   Here, from the position shown in FIG. 9 to the position shown in FIG. 10, a boundary portion (the minimum diameter portion of the truncated cone portion) between the second truncated cone portion 440 and the second straight portion 450 of the needle valve 40 is formed. , There is a moment when it comes out of the valve port 130a. From this moment, only the second straight portion 450 is located in the valve port 130a, and the opening area of the gap between the valve port 130a and the second straight portion 450 is constant. When the second straight section 450 comes out of the valve port 130a, a large flow rate control region is obtained in which the flow rate rapidly increases toward the fully opened state. As a result, a constant flow rate region where a constant flow rate is maintained between the end of the small flow rate control area and the large flow rate control area is generated. Therefore, according to the present motor-operated valve 200, variation in the maximum flow rate in the small flow rate control region can be suppressed, and the flow rate at the maximum flow rate in the valve port 130a can be sufficiently reduced. Further, the controllable range of the minute flow rate, which is the range of the drive pulse actually used for controlling the minute flow rate, can be made wide, and the controllability of the controllable range of the minute flow rate can be improved.

次に、図１１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。この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。前記第１実施形態の電動弁１００は、「除湿制御弁」として第１室内熱交換器９１（除湿時冷却器として作動）と第２室内熱交換器９２（除湿時加熱器として作動）との間に設けられている。また、前記第２実施形態の電動弁２００は「電子膨張弁」として第２室内熱交換器９２と室外熱交換器９３との間に設けられている。そして、電動弁１００、電動弁２００、室外熱交換器９３、圧縮機９４、四方弁９５は、ヒ−トポンプ式冷凍サイクルを構成している。第１室内熱交換器９１と第２室内熱交換器９２及び電動弁１００は室内に設置され、室外熱交換器９３、圧縮機９４、四方弁９５および電動弁２００は室外に設置されていて冷暖房装置を構成している。   Next, a refrigeration cycle system of the present invention will be described with reference to FIG. This refrigeration cycle system is used for an air conditioner such as a home air conditioner, for example. The motor-operated valve 100 of the first embodiment includes a first indoor heat exchanger 91 (operating as a dehumidifying cooler) and a second indoor heat exchanger 92 (operating as a dehumidifying heater) as “dehumidifying control valves”. It is provided between them. Further, the motor-operated valve 200 of the second embodiment is provided between the second indoor heat exchanger 92 and the outdoor heat exchanger 93 as an “electronic expansion valve”. The electric valve 100, the electric valve 200, the outdoor heat exchanger 93, the compressor 94, and the four-way valve 95 constitute a heat pump type refrigeration cycle. The first indoor heat exchanger 91, the second indoor heat exchanger 92, and the motor-operated valve 100 are installed indoors, and the outdoor heat exchanger 93, the compressor 94, the four-way valve 95, and the motor-operated valve 200 are installed outdoors, and are cooled and heated. Make up the device.

除湿弁としての第１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９３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２００は、蒸発器と凝縮器の間に設けられている。   In the electric valve 100 of the first embodiment as a dehumidifying valve, the main valve body is fully opened during cooling or heating other than during dehumidification, and the first indoor heat exchanger 91 and the second indoor heat exchanger 92 are connected to each other. One indoor heat exchanger. The integrated indoor heat exchanger and outdoor heat exchanger 93 function alternatively as an “evaporator” and a “condenser”. That is, the motor-operated valve 200 as the electronic expansion valve is provided between the evaporator and the condenser.

以上の実施形態では、ガイド部材２，２０に雌ねじ部２３ａ，２３０ａが形成され、ロータ軸５１，５１０に雄ねじ部５１ａ，５１０ａが形成されてねじ送り機構を構成しているが、このねじの組み合わせに限るものではなく、逆に、ガイド部材に雄ねじ部が形成され、ロータ軸に雌ねじ部が形成され、上記とは雌ねじと雄ねじとが逆配置の電動弁としてもよい。   In the above embodiment, the female screw portions 23a and 230a are formed on the guide members 2 and 20, and the male screw portions 51a and 510a are formed on the rotor shafts 51 and 510 to constitute a screw feed mechanism. However, the present invention is not limited to this, and conversely, a male screw portion may be formed on the guide member, and a female screw portion may be formed on the rotor shaft, and the motorized valve may be configured such that the female screw and the male screw are reversely arranged.

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。   As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, and other embodiments have been described in detail. However, the specific configuration is not limited to these embodiments, and the present invention is not limited thereto. The present invention includes any design changes that do not depart from the gist.

１ 弁ハウジング
１Ｒ 弁室
１１ 第１継手管
１２ 第２継手管
１３ 主弁座
１３ａ 主弁ポート
Ｌ 軸線
２ ガイド部材
２１ 圧入部
２２ ガイド部
２２ａ ガイド孔
２３ ホルダ部
２３ａ 雌ねじ部
２４ フランジ部
３ 主弁体
３ａ 主弁ばね
３１ 主弁部
３２ 保持部
３３ 副弁座
３３ａ 副弁ポート（小径弁ポート）
４ ニードル弁
４１ 弁軸
４２ 第一円錐台部
４３ 第一ストレート部
４４ 第二円錐台部（円錐台部）
４５ 第二ストレート部（ストレート部）
４６ ワッシャ
４７ ガイド用ボス部
５ 駆動部
５Ａ ステッピングモータ（電動モータ）
５１ ロータ軸
５１ａ 雄ねじ部
５２ マグネットロータ
５２ａ 突起部
５３ ステータコイル
５Ｂ ねじ送り機構
５Ｃ ストッパ機構
１０ 弁ハウジング
１０Ｒ 弁室
１１０ 第１継手管
１２０ 第２継手管
１３０ 弁座部材
１３０ａ 弁ポート（小径ポート）
２０ ガイド部材
２１０ 圧入部
２２０ ガイド部
２２０ａ ガイド孔
２３０ ホルダ部
２３０ａ 雌ねじ部
２４０ フランジ部
３０ 弁ホルダ部
４０ ニードル弁
４１０ ボス部
４２０ 第一円錐台部
４３０ 第一ストレート部
４４０ 第二円錐台部（円錐台部）
４５０ 第二ストレート部（ストレート部）
５０ 駆動部
５０Ａ ステッピングモータ（電動モータ）
５１０ ロータ軸
５１０ａ 雄ねじ部
５２０ マグネットロータ
５３０ ステータコイル
５１１ ボス部
５１２ フランジ部
５０Ｂ ねじ送り機構
５０Ｃ ストッパ機構
９１ 第１室内熱交換器
９２ 第２室内熱交換器
９３ 室外熱交換器
９４ 圧縮機
９５ 四方弁
１００ 電動弁
２００ 電動弁 Reference Signs List 1 valve housing 1R valve chamber 11 first joint pipe 12 second joint pipe 13 main valve seat 13a main valve port L axis 2 guide member 21 press-fit part 22 guide part 22a guide hole 23 holder part 23a female screw part 24 flange part 3 main valve Body 3a Main valve spring 31 Main valve section 32 Holding section 33 Secondary valve seat 33a Secondary valve port (small diameter valve port)
4 Needle valve 41 Valve shaft 42 First truncated cone portion 43 First straight portion 44 Second truncated cone portion (truncated cone portion)
45 2nd straight part (straight part)
46 washer 47 guide boss 5 drive 5A stepping motor (electric motor)
51 Rotor shaft 51a Male thread 52 Magnet rotor 52a Projection 53 Stator coil 5B Screw feed mechanism 5C Stopper mechanism 10 Valve housing 10R Valve chamber 110 First joint pipe 120 Second joint pipe 130 Valve seat member 130a Valve port (small diameter port)
20 Guide member 210 Press-fit part 220 Guide part 220a Guide hole 230 Holder part 230a Female screw part 240 Flange part 30 Valve holder part 40 Needle valve 410 Boss part 420 First truncated cone part 430 First straight part 440 Second truncated cone part (cone Base)
450 Second straight part (straight part)
50 drive unit 50A stepping motor (electric motor)
510 Rotor shaft 510a Male screw part 520 Magnet rotor 530 Stator coil 511 Boss part 512 Flange part 50B Screw feed mechanism 50C Stopper mechanism 91 First indoor heat exchanger 92 Second indoor heat exchanger 93 Outdoor heat exchanger 94 Compressor 95 Four-way valve 100 Electric valve 200 Electric valve

Claims (4)

小径弁ポート側の先端に向かって徐々に径が小さくなる円錐台状の円錐台部を有するニードル弁が前記小径弁ポートの軸線上に配置され、電動モータのロータの回転運動をねじ送り機構で直線運動に変換することにより前記ニードル弁を前記軸線方向に進退させて、前記小径弁ポートの開口部と前記ニードル弁の少なくとも前記円錐台部との隙間の開口面積によって、冷媒の流量を制御する電動弁において、
前記ニードル弁は、前記円錐台部の最小径部に連結する一定径のストレート部を有し、前記円錐台部の前記最小径部が前記小径弁ポートから前記軸線方向に抜け出た位置で、前記小径弁ポート内に前記ストレート部が保持されるよう構成されていることを特徴とする電動弁。 A needle valve having a frusto-conical portion having a frusto-conical shape whose diameter gradually decreases toward the tip on the side of the small-diameter valve port is arranged on the axis of the small-diameter valve port. The needle valve is advanced and retracted in the axial direction by converting to linear motion, and the flow rate of the refrigerant is controlled by the opening area of the gap between the opening of the small diameter valve port and at least the truncated cone of the needle valve. In motorized valves,
The needle valve has a straight portion having a constant diameter connected to a minimum diameter portion of the truncated cone portion, and at a position where the minimum diameter portion of the truncated cone portion comes out of the small diameter valve port in the axial direction, An electrically operated valve, wherein the straight portion is configured to be held in a small-diameter valve port. 弁室の主弁ポートの開度を変更する主弁体を備えるとともに該主弁体に前記小径弁ポートが形成され、前記ニードル弁が前記小径弁ポートの開度を変更する小流量制御域と、前記主弁体が前記主弁ポートの開度を変更する大流量制御域と、の二段の流量制御域を有し、
前記ニードル弁は、前記円錐台部の前記最小径部が前記小径弁ポートから抜け出た位置で前記主弁体に係合し、前記主弁体は、前記ニードル弁との係合状態で前記ニードル弁と一体的に移動して前記主弁ポートの開度を変更するよう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。 A small flow rate control area including a main valve body for changing an opening degree of a main valve port of a valve chamber and the small diameter valve port being formed in the main valve body, wherein the needle valve changes an opening degree of the small diameter valve port; A large flow control region in which the main valve element changes the opening of the main valve port, and a two-stage flow control region,
The needle valve is engaged with the main valve at a position where the minimum diameter portion of the truncated cone comes out of the small-diameter valve port, and the main valve is engaged with the needle in the engagement state with the needle valve. The motor-operated valve according to claim 1, wherein the motor-operated valve is configured to move integrally with the valve to change an opening degree of the main valve port. 圧縮機と、凝縮器と、蒸発器と、前記凝縮器と前記蒸発器との間に設けられた電子膨張弁と、を含む冷凍サイクルシステムであって、請求項１に記載の電動弁が、前記電子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。   A refrigeration cycle system including a compressor, a condenser, an evaporator, and an electronic expansion valve provided between the condenser and the evaporator, wherein the motor-operated valve according to claim 1, A refrigeration cycle system used as the electronic expansion valve. 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２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。   A compressor, an indoor heat exchanger, an outdoor heat exchanger, an electronic expansion valve provided between the indoor heat exchanger and the outdoor heat exchanger, and a dehumidification valve provided for the indoor heat exchanger. A refrigeration cycle system comprising: a motor-operated valve according to claim 2, wherein the motor-operated valve is used as the dehumidification valve.
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