JP2020133879A - 電動弁 - Google Patents

Abstract

【課題】キャンの厚みの増加を招くことなく、キャンの耐圧強度を向上させた電動弁を提供する。【解決手段】電動弁１００は、筒状の筒部１ａの一端側が頂部１ｂによって閉塞されたキャン１と、キャン１の外周側に配置された電磁コイル２と、キャン１の内周側に回転可能に配置されたロータ３と、ロータ３の径方向の中心に配置され、一端がロータ３の軸線方向の一端から突出するとともに、他端がロータ３の軸線方向の他端から突出したシャフト４と、ロータ３の回転力によって駆動されて、流体の流量を調整する弁体１５と、を有し、頂部１ｂの径方向の中心部には、他端側に環状に凹んで形成された環状凹部１ｄが形成され、頂部１ｂの環状凹部１ｄの内周側には、一端側に凹んで形成された支持凹部１ｅが形成され、シャフト４の一端部は、支持凹部１ｅに回転可能に支持されている。【選択図】図２

Description

本発明では、電動弁に関する。

従来、特許文献１に示されるように、冷凍サイクル装置において、冷媒の流量を調整する電動弁として、弁体を電動モータで駆動変位させるものが知られている。特許文献１に示される電動弁では、頂部を有する筒状のキャンの外周側に電動モータの電磁コイルが配置されている。そして、キャンの内周側に電動モータのロータが収納されている。

さらに、特許文献１に示される電動弁では、キャンの頂部に、内部から外側へ凹んだ凹部が形成されている。そして、凹部をロータに固定されたシャフトの一方側の軸受け部として利用している。また、キャンの内部には、冷媒が流入する。このため、キャンには、冷媒の圧力に耐えることができる耐圧性が求められる。

特許４８１７６７１号公報

特許文献１に示される電動弁では、キャンの頂部にシャフトの軸受け部となる凹部が形成されている。この凹部の根本部分の断面形状は、比較的曲率半径の小さい形状となる。このため、凹部の根本部分には、応力が集中しやすい。従って、特許文献１に示される電動弁では、キャンの耐圧強度が低下しやすいという問題があった。

これに対して、キャンの耐圧強度を確保するために、キャンの厚みを増加させる手段が考えられる。しかしながら、キャンの厚みを増加させてしまうと、電磁コイルとロータとの距離が大きくなってしまい、電動モータの駆動力が低下してしまうという問題があった。

また、キャン頂部の厚みを厚く、かつ、電磁コイルとロータ間の部分を薄くする場合、板材のプレス加工においては、電磁コイルとロータ間の部分において、薄くするためにしごき加工を行う必要があり、成型時にキャンが割れる可能性が有るという問題があった。

本発明は、キャンの厚みの増加を招くことなく、キャンの耐圧強度を向上させた電動弁を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の電動弁は、筒状の筒部（１ａ）の一端側が頂部（１ｂ）によって閉塞されたキャン（１）と、キャンの外周側に配置されて、通電されることによって回転磁界を発生させる電磁コイル（２）と、キャンの内周側に、キャンに対して回転可能に配置されて、電磁コイルによって発生した回転磁界によって回転するロータ（３）と、ロータの径方向の中心に配置され、一端がロータの軸線方向の一端から突出するとともに、他端がロータの軸線方向の他端から突出したシャフト（４）と、シャフトの他端部を回転可能に支持する出力軸（１１）と、ロータとともに変位して流体の流量を調整する弁体（１５）と、を有し、頂部の径方向の中心部には、他端側に環状に凹んで形成された環状凹部（１ｄ）が形成され、頂部の環状凹部の内周側には、一端側に凹んで形成された支持凹部（１ｅ）が形成され、シャフトの一端部は、支持凹部に回転可能に支持されている。

これによれば、環状凹部（１ｄ）の断面形状を、円弧等を組み合わせた曲線状に形成するとともに、支持凹部（１ｅ）の断面形状を、円弧等を組み合わせた曲線状に形成することにより、キャンに角部が形成されること無く、シャフト（４）の一端部を回転可能に支持する支持凹部（１ｅ）を形成することができる。換言すると、環状凹部（１ｄ）および支持凹部（１ｅ）の断面形状に、極端に曲率変形の小さくなってしまう部位が形成されてしまうことなく、支持凹部（１ｅ）を形成することができる。

このため、キャン（１）の内部の冷媒の圧力がかかっても、キャン（１）の頂部（１ｂ）に応力が集中する部分が生じない。その結果、キャン（１）の厚みの増加を招くことなく、キャン（１）の耐圧強度を向上させることができる。

なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

第１実施形態の電動弁の断面図である。 キャンの頂部の詳細断面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 第２実施形態の電動弁のキャンの頂部の断面図である。

（第１実施形態）
以下、図面を用いて、本発明に係る第１実施形態の電動弁１００について説明する。本実施形態の電動弁１００は、車両に搭載された車両用空調装置において、車室内へ送風される送風空気の温度を調整する冷凍サイクル装置の減圧弁に適用される。

図１において、紙面上側を電動弁１００及び電動弁１００を構成する部品の一端側、紙面下方側を電動弁１００及び電動弁１００を構成する部品の他端側とする。また、図１において、紙面上下方向を電動弁１００及び電動弁１００を構成する部品の軸線方向、紙面左右方向を電動弁１００及び電動弁１００を構成する部品の径方向とする。

図１に示すように、電動弁１００は、電動モータ２０、第１軸受６、ハウジング７、ボデー８、減速ギヤ９、伝達部材１０、出力軸１１、スプリング１２、第２軸受１３、シール部材１４、弁体１５、及び弁座部材１６を有している。電動モータ２０は、キャン１、電磁コイル２、ロータ３、シャフト４、及びロータキャップ５を有している。

キャン１は、円筒形状の筒部１ａの一端側が頂部１ｂによって閉塞されている。キャン１は、本実施形態では、非磁性体のステンレス鋼で構成されている。

頂部１ｂの筒部１ａとの接続部分には、その断面形状が円弧形状の円弧部１ｃが形成されている。

図１や図２に示すように、頂部１ｂの径方向の中心部には、他端側に環状に凹んで形成された環状凹部１ｄが形成されている。図２に示すように、環状凹部１ｄの軸線方向の他端部には、断面形状が円弧形状である環状凹部円弧部１ｈが形成されている。環状凹部円弧部１ｈと円弧部１ｃは、第１テーパー部１ｋによって接続されている。第１テーパー部１ｋは、キャン１の軸心Ｃｌから傾いたテーパー状であり、一端側から他端側に向かってその内径及び外径が小さくなっている。つまり、環状凹部１ｄの断面形状は、円弧等を組み合わせた曲線状に形成されている。

頂部１ｂの径方向の中心には、一端側に凹んで形成された支持凹部１ｅが形成されている。つまり、支持凹部１ｅは、環状凹部１ｄの内周側に形成されている。支持凹部１ｅの軸線方向の一端部には、断面形状が円弧形状である支持凹部円弧部１ｉが形成されている。

支持凹部円弧部１ｉと環状凹部円弧部１ｈは、第２テーパー部１ｊで接続されている。第２テーパー部１ｊは、キャン１の軸心Ｃｌから傾いたテーパー状であり、他端側から一端側に向かってその内径及び外径が小さくなっている。つまり、支持凹部１ｅの断面形状は、円弧等を組み合わせた曲線状に形成されている。

このように、キャン１の頂部１ｂは、外周側から内周側に向かって、円弧部１ｃ、第１テーパー部１ｋ、環状凹部円弧部１ｈ、第２テーパー部１ｊ、支持凹部円弧部１ｉの順に連続的にスムーズに接続されて、角部が無い。つまり、キャン１の頂部１ｂは、曲率半径が極端に小さくなる部分が無い。

図１や図２に示すように、頂部１ｂの環状凹部１ｄの径方向の中心側は、頂部１ｂの径方向の外周側よりも一端側に突出していない。

図２に示すように、支持凹部１ｅの支持凹部円弧部１ｉの内面、つまり、支持凹部円弧部１ｉの他端側の面には、半球面である球面部１ｆが形成されている。支持凹部１ｅの内面の球面部１ｆの外周側、つまり、第２テーパー部１ｊの内面には、円錐台面であるテーパー面部１ｇが形成されている。

電磁コイル２は、後述する巻線２ｃが、ステッピングモータ制御回路が出力する駆動パルス信号で通電されると、回転磁界を発生させる。図１に示すように、電磁コイル２は、円筒形状であり、キャン１の外周側に配置されている。電磁コイル２は、クローポール２ａ、ボビン２ｂ、巻線２ｃ、及びヨーク２ｄから構成されている。

クローポール２ａは、軟磁性材料で構成されている。クローポール２ａは、キャン１の外周側に、キャン１に隣接して配置されている。ボビン２ｂは、非磁性材料である合成樹脂で構成されている。ボビン２ｂは、クローポール２ａによって囲まれた空間に配置されている。

銅製の巻線２ｃが、ボビン２ｂに巻き付けられてコイルを形成している。ヨーク２ｄは、軟磁性材料で構成されている。ヨーク２ｄは、クローポール２ａ、ボビン２ｂ、及び巻線２ｃを、これらの外周側から覆っている。

ロータ３は、キャン１の内周側に、キャン１に対して回転可能に配置されている。ロータ３は、ステッピングモータ制御回路が出力する制御信号で駆動される電磁コイル２によって発生した回転磁界によって回転する。ロータ３は、コア部３ａとコア部３ａの外周側に配置された磁石部３ｂとから構成されている。

コア部３ａは、略円柱形状である。コア部３ａは、磁石部３ｂの内周側に配置された本体部３ｅと、本体部３ｅ他端部に接続し、本体部３ｅよりも外径が小さい円柱形状の突出部３ｄとから構成されている。突出部３ｄは、磁石部３ｂの他端側の端面から他端側に突出している。

コア部３ａは、合成樹脂で構成され、磁石部３ｂ、シャフト４、及びロータキャップ５と射出成形によって結合し一体化している。

磁石部３ｂは、円筒形状であり、永久磁石（例えば、フェライト磁石、ネオジボンド磁石）で構成されている。磁石部３ｂは、コア部３ａの外周面に固定されている。

シャフト４は、長手方向中央部に、ローレット加工等にて凹凸形状が形成されている。シャフト４は、ロータ３のコア部３ａの径方向の中心に配置されている。シャフト４の両端は、コア部３ａの軸線方向の両端から突出している。

図２に示すように、シャフト４の一端部には、先端側から順に、半球形状の半球部４ａ及び円錐台形状のテーパー部４ｂが形成されている。シャフト４の他部にも同様に、先端側から順に、半球部４ａ及びテーパー部４ｂが形成されている。

図１や図２に示すように、シャフト４の一端部は、キャン１の支持凹部１ｅに当接して、支持凹部１ｅに回転可能に支持されている。具体的には、シャフト４の半球部４ａは、キャン１のテーパー面部１ｇに当接している。後述するように、シャフト４の半球部４ａは、キャン１のテーパー面部１ｇに押し当てられている。

図２に示すように、キャン１の球面部１ｆの曲率半径Ｒｃは、シャフト４の半球部４ａの曲率半径Ｒｒよりも小さく設定されている。また、シャフト４のテーパー部４ｂのテーパー角θｒは、キャン１のテーパー面部１ｇのテーパー角θｃよりも小さく設定されている。

このため、シャフト４の半球部４ａが、キャン１のテーパー面部１ｇにリング状に当接している。そして、シャフト４の軸心から半球部４ａとテーパー面部１ｇとが当接している位置までの距離Ｌ２は、シャフト４の半径Ｌ１よりも小さくなっている。これにより、ロータ３が回転した場合に、半球部４ａとテーパー面部１ｇとの当接部は略線接触となるので、面積が小さく、半球部４ａとテーパー面部１ｇとの摩擦抵抗が小さくなる。

本実施形態では、キャン１の内周面の少なくとも支持凹部１ｅ及びシャフト４の外周面の少なくとも半球部４ａには、表面の摺動性が良好なメッキ層が形成されている。このため、半球部４ａとテーパー面部１ｇとの摩擦抵抗は、キャン１の内周面の少なくとも支持凹部１ｅ及びシャフト４の外周面にメッキ層が形成されていない場合と比較して、小さくなっている。

メッキ層は、フッ素樹脂が添加された無電解ニッケルメッキ等である。無電解ニッケルメッキは、イオン化したニッケルと還元剤とを溶解させたメッキ溶液に被メッキ物を浸漬させ、被メッキ物の表面上で酸化還元反応を起こさせて、被メッキ物の表面上にメッキ被膜を析出させるメッキである。本実施形態では、メッキ溶液にフッ素樹脂を添加しているので、形成されたメッキ層にフッ素樹脂が添加されている。

図１に示すロータキャップ５は、非磁性体（例えば、オーステナイト系ステンレス鋼）で構成されている。ロータキャップ５は、円筒形状の円筒部５ａと、円筒部５ａの一端から外周側に部分的に張り出されたフランジ部５ｂとから構成されている。円筒部５ａ内には、コア部３ａの突出部３ｄが挿通している。フランジ部５ｂは、コア部３ａの本体部３ｅ及び磁石部３ｂの他端側の端面に当接している。第１軸受６は、内輪６ａと、内輪６ａの外周側に内輪６ａに対して回転可能に配置された外輪６ｂを有している。第１軸受６は、本実施形態では、ボールベアリングである。第１軸受６の内輪６ａは、ロータキャップ５の円筒部５ａの外周面に嵌合している。

第１軸受６の内輪６ａと、ロータキャップ５のフランジ部５ｂとの間には、スプリング１２が圧縮された状態で配置されている。本実施形態では、スプリング１２は、圧縮コイルスプリングである。このスプリング１２によって、ロータ３及びシャフト４は、一端側に付勢されている。このため、シャフト４の半球部４ａがキャン１のテーパー面部１ｇに押し当てられて、シャフト４の一端部が、キャン１の軸心、つまり、支持凹部１ｅの中心にセンタリングされる。

ハウジング７は、略円筒形状の筒部７ａと、筒部７ａの一端部から内周側に形成された円環板形状の壁部７ｂとから構成されている。ハウジング７は、非磁性体のアルミニウムやステンレス鋼で構成されている。壁部７ｂは、キャン１の筒部１ａの他端部に接合されている。筒部７ａの内周面には、円弧状の内歯が複数連続的に形成された内歯車７ｃが形成されている。

ボデー８は、略円柱形状である。ボデー８は、アルミニウム等の金属等で構成されている。ボデー８は、ハウジング７の筒部７ａの軸線方向の他端側の開口部に挿入して嵌合している。

ボデー８の径方向の中心には、軸線方向の一端側から他端側に向かって順番に、挿通穴８ａ、シール部材取付部８ｂ、軸受取付部８ｃ、及び第２流路８ｄが形成されている。ボデー８の外周面には、第２流路８ｄに接続する第１流路８ｅが形成されている。第１流路８ｅのボデー８の外周面の開口部は、流入口８ｆとなっている。第２流路８ｄのボデー８の他端側の外面の開口部は、流出口８ｇとなっている。

ハウジング７の内歯車７ｃ、減速ギヤ９、及び伝達部材１０は、ロータ３の回転を減速して出力軸１１に出力する減速機構３０を形成している。この減速機構３０は、ロータ３と同心状に配置された内接式遊星歯車機構である。減速機構３０は、ハウジング７及びボデー８によって囲まれる空間内に配置されている。

減速ギヤ９は、ハウジング７の筒部７ａの内周側に配置されている。図３に示すように、減速ギヤ９には、貫通穴９ａが形成されている。貫通穴９ａの軸心ＣＬ２は、シャフト４の軸心ＣＬ１に対して偏心している。図１に示すように、貫通穴９ａには、第１軸受６の外輪６ｂが嵌合している。

図３に示すように、減速ギヤ９には、外周部に円弧状の外歯が複数連続的に形成された外歯車９ｂが形成されている。内歯車７ｃ及び外歯車９ｂは、それぞれの歯形状がサイクロイド曲線によって構成されている。内歯車７ｃと外歯車９ｂは、互いに噛み合っている。外歯車９ｂの歯数は、内歯車７ｃの歯数よりも１つ少なくなっている。

図１及び図３に示すように、減速ギヤ９の他端側の面には、一定角度をおいて円柱形状のピン９ｃが複数形成されている。本実施形態では、ピン９ｃは、９０°をおいて４つ形成されている。

図１に示すように、伝達部材１０は、略円板形状であり、減速ギヤ９の他端側に隣接して配置されている。図１に示すように、伝達部材１０の中心には、嵌合穴１０ａが貫通形成されている。図１及び図３に示すように、伝達部材１０には、ピン９ｃに対応する位置に、ピン９ｃの外径よりも大きな内径のピン穴１０ｂが形成されている。ピン９ｃは、ピン穴１０ｂ内に挿通している。このような構造によって、減速ギヤ９が回転すると、伝達部材１０もまた回転する。

電動モータ２０の巻線２ｃにステッピングモータ制御回路が出力する駆動パルス信号が通電されると、電磁コイル２で生じる回転磁界によりロータ３が所定角度だけ回転し、突出部３ｄが軸心ＣＬ１を回転中心として所定角度だけ回転する。この際に、第１軸受６を介して突出部３ｄに接続された減速ギヤ９は、外歯車９ｂがハウジング７の内歯車７ｃに噛み合った状態で軸心ＣＬ１の周りを公転しつつ自転する遊星運動する。

外歯車９ｂの歯数は、内歯車７ｃの歯数よりも１つ少なくなっているので、公転１回転の間に、この外歯車９ｂと内歯車７ｃの歯数の差の分だけ公転方向と反対方向に自転する。伝達部材１０には、減速ギヤ９の自転運動が伝達される。これにより、ロータ３が回転すると、ロータ３の回転が大幅に減速されて、伝達部材１０に伝達される。

図１に示すように、出力軸１１は、ボデー８の挿通穴８ａに挿通し、ボデー８に対して回転可能に配置されている。出力軸１１の一端部は、伝達部材１０の嵌合穴１０ａに嵌合している。出力軸１１は、伝達部材１０と一体回転する。出力軸１１の他端部は、ボデー８の軸受取付部８ｃに取り付けられた第２軸受１３によって回転可能に軸支されている。第２軸受１３は、本実施形態では、ボールベアリングである。このような構成によって、シャフト４の他端部は、出力軸１１及び第２軸受１３によって、回転可能に支持されている。

出力軸１１の一端部には、軸線方向に沿って支持穴１１ａが形成されている。支持穴１１ａの底部には、円錐面であるテーパー面１１ｂが形成されている。シャフト４の他端部は、支持穴１１ａに挿通されている。このような構成によって、シャフト４の他端が出力軸１１の支持穴１１ａに相対回転可能に支持されている。出力軸１１の他端部には、軸線方向に沿ってネジ穴１１ｃが形成されている。

ボデー８のシール部材取付部８ｂには、シール部材１４が配置されている。シール部材１４は、本実施形態では合成ゴムで構成されたＯリングである。シール部材取付部８ｂの内周面及び出力軸１１の外周面は、全周にわたってシール部材１４と接触している。

弁体１５は、ロータ３の回転力によって駆動されて変位し、流体である冷媒の流量を調整するものである。弁体１５は略円柱形状である。弁体１５の他端部には、円錐形状の弁部１５ｂが形成されている。

弁体１５の外周面には、ネジ部１５ａが形成されている。弁体１５のネジ部１５ａが、出力軸１１のネジ穴１１ｃにねじ込まれて、弁体１５が出力軸１１に取り付けられている。弁体１５は、図示しない回転防止機構によって、ボデー８に対する回転が防止されている。このような構造によって、出力軸１１が回転すると、弁体１５は回転すること無く軸線方向に移動する。つまり、弁体１５は、ロータ３の回転力によって軸線方向に駆動される。

弁座部材１６は、円板形状である。弁座部材１６は、ボデー８の第２流路８ｄの途中に、取り付けられている。弁座部材１６の中心には、弁穴１６ａが形成されている。弁体１５の弁部１５ｂは、弁穴１６ａの一端側の開口部を閉塞し、或いは、弁穴１６ａの一端側の開口部を開放する。

弁部１５ｂが弁穴１６ａの一端側の開口部を閉塞している状態では、流入口８ｆと流出口８ｇとの間の流路８ｅ、８ｄが閉塞され、電動弁１００が閉弁状態となる。一方で、弁部１５ｂが弁穴１６ａの一端側の開口部を開放している状態では、流入口８ｆと流出口８ｇとの間の流路８ｅ、８ｄが開放され、電動弁１００が開弁状態となる。

なお、電動弁１００が閉弁状態となっている状態から、弁体１５が僅かに、一端側に移動すると、弁穴１６ａが僅かに開口し、流入口８ｆから第１流路８ｅに流入した冷媒が減圧されて、流出口８ｇから流出する。

また、弁穴１６ａの開口面積によって、流入口８ｆから流出口８ｇに流出する冷媒の流量が調整される。

以上の説明から明らかなように、本実施形態の電動弁１００では、キャン１の頂部１ｂの径方向の中心部には、他端側に環状に凹んで形成された環状凹部１ｄが形成されている。そして、頂部１ｂの環状凹部１ｄの内周側には、一端側に凹んで形成された支持凹部１ｅが形成されている。そして、シャフト４の一端部は、支持凹部１ｅに回転可能に支持されている。

これによれば、環状凹部１ｄの断面形状を、円弧等を組み合わせた曲線状に形成することができる。さらに、支持凹部１ｅの断面形状、円弧等を組み合わせた曲線状に形成することができる。従って、キャン１に角部が形成されること無く、シャフト４の一端部を回転可能に支持する支持凹部１ｅを形成することができる。

換言すると、環状凹部１ｄおよび支持凹部１ｅの断面形状に、極端に曲率変形の小さくなってしまう部位が形成されてしまうことなく、支持凹部１ｅを形成することができる。このため、キャン１の内部の冷媒の圧力がかかっても、キャン１の頂部１ｂに応力が集中する部分が生じない。その結果、キャン１の厚みの増加を招くことなく、キャン１の耐圧強度を向上させることができる。

つまり、キャン１の肉厚を薄くすることができ、電磁コイル２とロータ３との距離であるエアギャップを小さくすることができる。この結果、電動モータ２０の駆動力を増大させることができる。

また、シャフト４の一端側が支持凹部１ｅに回転可能に支持されている。

これによれば、シャフト４の他端部のみが回転可能に支持されている構造と比較して、ロータ３が回転した際の、ロータ３の芯ズレを抑制することができる。このため、ロータ３の外周面とキャン１の内周面との間の隙間を小さくすることができ、電磁コイル２とロータ３とのエアギャップを小さくすることができ、電動モータ２０の駆動力を増大させることができる。

また、支持凹部１ｅは頂部１ｂの環状凹部１ｄの内周側に形成されている。

これによれば、頂部１ｂに環状凹部１ｄが形成されていない構造と比較して、支持凹部１ｅのキャン１の軸線方向の一端側への突出量を抑制することができる。このため、キャン１を小型化することができ、ひいては、電動弁１００を小型化することができる。

また、環状凹部１ｄの他端部には、断面形状が円弧形状である環状凹部円弧部１ｈが形成されている。そして、支持凹部１ｅの一端部には、断面形状が円弧形状である支持凹部円弧部１ｉが形成されている。

これによれば、キャン１に角部が形成されること無く、シャフト４の一端部を回転可能に支持する支持凹部１ｅを確実に形成することができる。

また、頂部１ｂの筒部１ａとの接続部分には、断面形状が円弧形状の円弧部１ｃが形成されている。そして、円弧部１ｃは、環状凹部１ｄに接続している。

これによれば、頂部１ｂの筒部１ａとの接続部分の応力を小さくすることができる。このため、キャン１の耐圧強度を向上させることができる。

また、頂部１ｂの環状凹部１ｄの径方向の中心側は、頂部１ｂの環状凹部１ｄの径方向の外周側よりも、一端側に突出していない。

これによれば、支持凹部１ｅの形成によって、キャン１が軸線方向の一端側に大きくならない。このため、キャン１を小型化することができ、ひいては、電動弁１００を小型化することができる。

また、シャフト４の一端部が支持凹部１ｅに当接することによって、シャフト４一端部が支持凹部１ｅに回転可能に支持されている。

これによれば、シャフト４の一端部を回転可能に支持するための軸受を別に設ける必要が無い。このため、電動弁１００の構造を簡素化することができ、電動弁１００の生産性を向上させることができる。また、上記軸受とキャン１との嵌合部の寸法公差に起因するロータ３の芯ブレを防止することができる。このため、ロータ３の芯ブレに起因する減速機構３０における摺動抵抗の増大を抑制することができる。

また、支持凹部１ｅは、半球面である球面部１ｆが形成されている。そして、シャフト４の一端部は、半球形状の半球部４ａが形成されている。

これによれば、支持凹部１ｅとシャフト４との一端部との接触面積を小さくすることができ、支持凹部１ｅとシャフト４との一端部との摩擦抵抗を低減することができる。このため、電動モータ２０の回転トルクのロスを低減することができる。よって、電動モータ２０に入力される電力を低減させることができる。

また、支持凹部１ｅの球面部１ｆの外周側には、円錐台面であるテーパー面部１ｇが形成されている。そして、球面部１ｆの曲率半径Ｒｃは、半球部４ａの曲率半径Ｒｒよりも小さく設定されている。そして、半球部４ａは、テーパー面部１ｇに当接している。

これによれば、シャフト４の軸心から半球部４ａとテーパー面部１ｇとが当接している位置までの距離Ｌ２は、シャフト４の半径Ｌ１よりも小さくなる。このため、シャフト４の側面でキャン１と摺動する場合に比べて、回転軸と摺動部の距離が縮小することで、ロータ３回転時の負荷トルクを低減することができる。

また、スプリング１２は、シャフト４を支持凹部１ｅ側に付勢する。

これによれば、シャフト４の一端部が、キャン１の軸心、つまり、支持凹部１ｅの中心にセンタリングされる。このため、ロータ３が回転した際の、ロータ３の芯ズレをより一層抑制することができる。

減速機構３０は、ロータ３と同心状に配置された内接式遊星歯車機構である。

このような内接式遊星歯車機構は、減速ギヤ９がシャフト４の軸心ＣＬ１の周りを公転するので、振動が発生し易く、内接式遊星歯車機構と接続しているロータ３の芯ズレが発生し易い。本実施形態の電動弁１００は、シャフト４の一端側が支持凹部１ｅに回転可能に支持されているので、ロータ３の芯ズレを抑制することができる。

（第２実施形態）
以下に、図４を用いて、第１実施形態の電動弁１００と異なる点について、第２実施形態の電動弁１００について説明する。

第２実施形態の電動弁１００は、支持凹部１ｅの他端側の面と前記シャフトの一端側との間に支持部材４０が配置されている。支持部材４０は、シャフト４の一端部とキャン１の支持凹部１ｅとを直接当接させた状態よりも、シャフト４が回転する際の摩擦抵抗を低減させるものである。

本実施形態の支持部材４０は、グリースを含浸させた焼結金属で形成されている。支持部材４０は、シャフト４との間に摩擦抵抗を殆ど生じさせない自己潤滑性を有している。支持部材４０は、略円板形状である。支持部材４０の一端側の面の形状は、支持凹部１ｅの内面（他端側の面）に対応した形状となっている。支持部材４０は、支持凹部１ｅの内面に接着剤によって接着されている。

支持部材４０の他端側の面には、一端側に凹んで形成された摺動凹部４０ａが形成されている。摺動凹部４０ａは、円錐面である。シャフト４の一端部に形成された半球部４ａが摺動凹部４０ａに摺動可能に当接することによって、シャフト４の一端部が摺動凹部４０ａに回転可能に支持されている。

このように、第２実施形態の電動弁１００は、シャフト４の一端部が自己潤滑性を有する支持部材４０の摺動凹部４０ａに回転可能に支持されている。

これによれば、シャフト４の一端部がキャン１の支持凹部１ｅに直接当接している構成に比べて、シャフト４の一端部が回転可能に支持されている部分の摩擦抵抗を低減することができる。このため、電動モータ２０の回転トルクのロスを低減することができる。よって、電動モータ２０に供給される電力を低減させることができる。

なお、支持部材４０は、多孔質の合成樹脂に潤滑油を含浸させたものや、フッ素樹脂等の自己潤滑性を有する材料で構成してもよい。

（他の実施形態）
本実施形態では、環状凹部円弧部１ｈと円弧部１ｃは、第１テーパー部１ｋによって接続されている。環状凹部円弧部１ｈと円弧部１ｃとが直接接続されていてもよい。

本実施形態では、支持凹部円弧部１ｉと円弧部１ｃは、一端側の位置が揃っているが、支持凹部円弧部１ｉが円弧部１ｃに対して、一端側に飛び出す、もしくは多端側に引っ込んでいてもよい。

本実施形態では、支持凹部円弧部１ｉと環状凹部円弧部１ｈは、第２テーパー部１ｊで接続されている。支持凹部円弧部１ｉと環状凹部円弧部１ｈとが直接接続されていてもよい。

上記説明した実施形態では、電動弁１００は、電動モータ２０の回転力によって、弁体１５を駆動させて冷媒の流量を調整する流量調整弁である。電動弁１００は、電動モータ２０の回転力によって、冷媒が流通する流路を切り替える流路切替弁であってもよい。或いは、電動弁１００は、流量調整弁及び流路切替弁の両方の機能を有する統合弁であってもよい。

１ キャン
１ａ 筒部
１ｄ 環状凹部
１ｅ 支持凹部
２ 電磁コイル
３ ロータ
４ シャフト
１３ 第２軸受（軸受）
１５ 弁体

Claims (10)

1. 筒状の筒部（１ａ）の一端側が頂部（１ｂ）によって閉塞されたキャン（１）と、
   前記キャンの外周側に配置されて、通電されることによって回転磁界を発生させる電磁コイル（２）と、
   前記キャンの内周側に、前記キャンに対して回転可能に配置されて、前記電磁コイルによって発生した回転磁界によって回転するロータ（３）と、
   前記ロータの径方向の中心に配置され、両端が前記ロータの軸線方向の両端から突出したシャフト（４）と、
   前記シャフトの他端部を回転可能に支持する軸受（１３）と、
   前記ロータとともに変位して流体の流量を調整する弁体（１５）と、を有し、
   前記頂部の径方向の中心部には、他端側に環状に凹んで形成された環状凹部（１ｄ）が形成され、
   前記頂部の環状凹部の内周側には、一端側に凹んで形成された支持凹部（１ｅ）が形成され、
   前記シャフトの一端部は、前記支持凹部に回転可能に支持されている電動弁。
2. 前記環状凹部の他端部には、断面形状が円弧形状である環状凹部円弧部（１ｈ）が形成され、
   前記支持凹部の一端部には、断面形状が円弧形状である支持凹部円弧部（１ｉ）が形成されている請求項１に記載の電動弁。
3. 前記頂部の前記筒部との接続部分には、断面形状が円弧形状の円弧部（１ｃ）が形成され、
   前記円弧部は、前記環状凹部に接続している請求項１又は２に記載の電動弁。
4. 前記頂部の前記環状凹部の径方向の中心側は、前記頂部の前記環状凹部の径方向の外周側よりも、一端側に突出していない請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電動弁。
5. 前記シャフトの一端部が前記支持凹部に当接することによって、前記シャフトの一端部が前記支持凹部に回転可能に支持されている請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電動弁。
6. 前記支持凹部は、半球面である球面部（１ｆ）が形成され、
   前記シャフトの一端部は、半球形状の半球部（４ａ）が形成されている請求項５に記載の電動弁。
7. 前記支持凹部の前記球面部の外周側には、円錐台面であるテーパー面部（１ｇ）が形成され、
   前記球面部の曲率半径（Ｒｃ）は、前記半球部の曲率半径（Ｒｒ）よりも小さく設定され、
   前記半球部は、前記テーパー面部に当接している請求項６に記載の電動弁。
8. 前記シャフトを、前記支持凹部側に付勢するスプリング（１２）を有する請求項６又は７に記載の電動弁。
9. 前記支持凹部の他端側の面と前記シャフトの一端側との間に配置されて、前記シャフトが回転する際の摩擦抵抗を低減させる支持部材（４０）を有している請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電動弁。
10. 前記ロータの回転を減速する減速機構（３０）を有し、
    前記減速機構は、前記ロータと同心状に配置された内接式遊星歯車機構である請求項１ないし９のいずれか１つに記載の電動弁。

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