JP6902789B2 - 電動弁 - Google Patents

Description

本発明は、ヒートポンプ式冷暖房システム等に使用するのに好適な電動弁に係り、特に、流通する流体（冷媒）中に含まれる金属粉等の異物に起因する不具合が生じ難くされた電動弁に関する。

従来より、電動弁として、弁室、複数の入出口、弁シート、及び弁口等が設けられた弁本体と、前記弁室に上下動可能に配在された弁体と、該弁体を前記弁シートに対して接離させるための、例えば雄ねじが設けられた弁軸及び雌ねじが設けられたガイドステム等からなるねじ送り機構と、前記弁本体に密封接合された円筒状のキャンと、該キャンの内側に回転可能に配在されたロータ及び該キャンの外側に配在されたステータからなるステッピングモータとを備え、前記ロータの回転をねじ送り機構により弁体の上下動に変換して、弁体のリフト量（弁開度）を変化させることにより、弁口を通過する流体（冷媒）の流量を調整するようにされたものが知られている（例えば特許文献１参照）。

かかる電動弁では、通常、ロータの回転を減速することなくねじ送り機構に伝達するようされているが（このタイプを直動式の電動弁と称する）、近年においては、シール圧を上げるべく、例えば特許文献２に見られるように、ロータとねじ送り機構との間に遊星歯車式減速機構を介装し、ロータの回転を減速してねじ送り機構に伝達し、もって、弁体の軸力、すなわち、弁体の弁シートへの押し付け力を増大するようにしたものが知られている（このタイプを歯車減速式の電動弁と称する）。

特開２０１２−１７２７４９号公報 特開２０１３−１３０２７１号公報

しかしながら、上記のような従来の電動弁では、弁体のリフト量が微小（微開）であるとき、流体（冷媒）中に含まれる異物（金属粉、削りカス、研磨材、スラッジ等）が弁体部分に詰まり気味となり、この微開状態から閉弁すると、詰まり気味の異物が弁体と弁シートとの間に噛み込まれ、この異物噛み込みにより弁漏れしやすくなるという問題がある。

特に、弁体の弁シートへの押し付け力を増大するようにした歯車減速式の電動弁では、閉弁時に、異物が弁体と弁シートとの間に噛み込まれると、その噛み込まれた異物が弁体により弁シートに強く押し付けられるので、弁シートや弁体（のシール面）に傷、打痕等がつき、弁漏れが生じやすくなる。

そこで、従来、上記した如くの歯車減速式の電動弁を例えば緊急遮断弁として使用する場合には、当該電動弁を直列に２台繋いで安全性を高めるようにしているが、かかる方策では、システムへの弁の組み込みや配管等を考慮すると、電動弁を１台だけで済ます場合と比べてコストが大幅に増大し、しかも、異物噛み込み自体は発生し得るので、費用対効果の面で良策ではない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、流通する流体（冷媒）中に含まれる異物が弁体と弁シートとの間に噛み込まれてそれらに強く押し付けられないようにでき、もって、弁シートや弁体に傷、打痕等がつかず、弁漏れを生じ難くできる信頼性の高い電動弁を提供することにある。

前記目的を達成すべく、本発明に係る電動弁は、基本的には、弁室、複数の入出口、及び弁口が設けられた弁本体と、前記弁口を開閉すべく前記弁室に上下動可能に配在された主弁体と、前記弁本体に接合された筒状のキャンと、該キャンの内側に回転可能に配在されたロータ及び該キャンの外側に配在されたステータからなるステッピングモータと、前記ロータの回転を前記主弁体の上下動に変換するねじ送り機構とを備え、前記主弁体の外周側に、前記弁口を開閉するための副弁体が上下動可能に配設され、該副弁体は、前記主弁体が前記弁口を閉弁する際、前記弁口を前記主弁体より先に閉弁するようにされており、前記主弁体に、抜止係止部とばね受け部とを兼ねる上側鍔状部が設けられるとともに、該上側鍔状部より下側に、下側鍔状部付き円筒状の副弁体が摺動自在に外挿され、該副弁体の外周側に、前記上側鍔状部に係止される内鍔状引っ掛け部が設けられるとともに、前記下側鍔状部に固着された円筒状抜止部材が配設されており、前記上側鍔状部と前記下側鍔状部との間に前記副弁体を閉弁方向に付勢する圧縮コイルばねが縮装されていることを特徴としている。また、本発明に係る電動弁は、基本的には、弁室、複数の入出口、及び弁口が設けられた弁本体と、前記弁口を開閉すべく前記弁室に上下動可能に配在された主弁体と、前記弁本体に接合された筒状のキャンと、該キャンの内側に回転可能に配在されたロータ及び該キャンの外側に配在されたステータからなるステッピングモータと、前記ロータの回転を前記主弁体の上下動に変換するねじ送り機構とを備え、前記主弁体の外周側に、前記弁口を開閉するための副弁体が上下動可能に配設され、該副弁体は、前記主弁体が前記弁口を閉弁する際、前記弁口を前記主弁体より先に閉弁するようにされており、前記主弁体は、前記弁口を開閉する大径の主弁体部と、該主弁体部より上側の小径の胴部とを有し、前記副弁体は、前記主弁体部に摺動自在又は隙間を空けて外挿される大径外挿部と、前記胴部に摺動自在に外挿される小径外挿部と、前記大径外挿部と前記小径外挿部との間の、抜止係止部とばね受け部とを兼ねる段差部とを有し、前記段差部と前記弁本体に設けられた該段差部より上側の不動部分との間に前記副弁体を閉弁方向に付勢する圧縮コイルばねが縮装されていることを特徴としている。

好ましい態様では、前記弁本体における前記弁口に、前記主弁体が接離する主弁シートと前記副弁体が接離する副弁シートとが別個に設けられる。

更に好ましい態様では、前記主弁体は、前記主弁シートに対して垂直方向に上下動して前記弁口を開閉するようにされ、前記副弁体は、前記副弁シートに対して垂直方向に上下動して前記弁口を開閉するようにされる。

他の好ましい態様では、前記主弁体に前記副弁体が上下方向に摺動可能かつ抜止係止されて配在される。

他の好ましい態様では、前記主弁体の内周側に前記副弁体が上下動可能に配在される。

更に好ましい態様では、前記主弁体は、円筒状の主弁体部を有し、前記副弁体は、前記主弁体部の内周側に摺動自在かつ前記主弁体に設けられた抜止係止部に抜止係止されて配在されており、前記副弁体と前記主弁体との間に該副弁体を閉弁方向に付勢する圧縮コイルばねが縮装される。

更に好ましい態様では、前記副弁体は、前記主弁体に固着された前記抜止係止部を持つ副弁体支持棒に摺動自在に外挿される。

更に好ましい態様では、前記副弁体は、前記主弁体及び前記抜止係止部を持つ円筒状胴部に摺動自在に内挿される。

別の好ましい態様では、前記ロータと前記ねじ送り機構との間に遊星歯車式減速機構が設けられる。

本発明に係る電動弁では、主弁体に、弁口を主弁体より先に閉弁する副弁体が設けられているので、副弁体が微開状態にあるとき、流体（冷媒）中に含まれる異物が副弁体により堰き止められ、そこから副弁体が閉弁すると流体（冷媒）が実質的に流れなくなるため、異物が主弁体と主弁シートとの間に噛み込まれることはなく、したがって、主弁体が閉弁して主弁シートに強く押し付けられても、主弁体や主弁シートに傷、打痕等はつくことはない。

また、異物は副弁体と副弁シートとの間に噛み込まれるおそれがあるが、副弁体は圧縮コイルばねにより付勢されているだけであるので、その押し付け力はさほど強くなく、したがって、副弁体と副弁シートに傷、打痕等はつかない。

また、異物が副弁体と副弁シートとの間に噛み込まれて、それらの間に隙間が生じても、主弁体は閉弁しているので、弁漏れは生じない。

このように、本発明によれば、流体（冷媒）中に含まれる異物が主弁体と主弁シートとの間に噛み込まれてそれらに強く押し付けられるような事態を生じ難くでき、そのため、弁シートや弁体に傷、打痕等がつかないようにでき、その結果、弁漏れを効果的に防止して、閉弁の信頼性を向上させることができる。

本発明に係る電動弁の第１実施形態の全閉状態を示す全体縦断面図。 図１に示される電動弁の要部拡大縦断面図。 第１実施形態の電動弁における、第１流れ時の閉弁動作中（１）の説明に供される要部拡大縦断面図。 第１実施形態の電動弁における、第１流れ時の閉弁動作中（２）の説明に供される要部拡大縦断面図。 第１実施形態の電動弁における、第１流れ時の閉弁動作完了（全閉）の説明に供される要部拡大縦断面図。 第１実施形態の電動弁における、第１流れ時の開弁動作中の説明に供される要部拡大縦断面図。 第１実施形態の電動弁における、第２流れ時の閉弁動作中（１）の説明に供される要部拡大縦断面図。 第１実施形態の電動弁における、第２流れ時の閉弁動作中（２）の説明に供される要部拡大縦断面図。 本発明に係る電動弁の第２実施形態の全閉状態を示す全体縦断面図。 第２実施形態の電動弁における、第１流れ時の閉弁動作中（１）の説明に供される要部拡大縦断面図。 第２実施形態の電動弁における、第１流れ時の閉弁動作中（２）の説明に供される要部拡大縦断面図。 第２実施形態の電動弁における、第１流れ時の閉弁動作完了（全閉）の説明に供される要部拡大縦断面図。 第２実施形態の電動弁における、第１流れ時の開弁動作中の説明に供される要部拡大縦断面図。 本発明に係る電動弁の第３実施形態を示し、第３実施形態の電動弁における、第１流れ時の閉弁動作中（１）の説明に供される要部拡大縦断面図。 第３実施形態の電動弁における、第１流れ時の閉弁動作中（２）の説明に供される要部拡大縦断面図。 第３実施形態の電動弁における、第１流れ時の閉弁動作完了（全閉）の説明に供される要部拡大縦断面図。 第３実施形態の電動弁における、第１流れ時の開弁動作中の説明に供される要部拡大縦断面図。 本発明に係る電動弁の第３実施形態の他例（全閉状態）の要部拡大縦断面図。 本発明に係る電動弁の第４実施形態の全閉状態を示す全体縦断面図。 第４実施形態の電動弁における、第１流れ時の閉弁動作中（１）の説明に供される要部拡大縦断面図。 第４実施形態の電動弁における、第１流れ時の閉弁動作中（２）の説明に供される要部拡大縦断面図。 第４実施形態の電動弁における、第１流れ時の閉弁動作完了（全閉）の説明に供される要部拡大縦断面図。 第４実施形態の電動弁における、第１流れ時の開弁動作中の説明に供される要部拡大縦断面図。 本発明に係る電動弁の第５実施形態を示し、第５実施形態の電動弁における、第１流れ時の閉弁動作中（１）の説明に供される要部拡大縦断面図。 第５実施形態の電動弁における、第１流れ時の閉弁動作中（２）の説明に供される要部拡大縦断面図。 第５実施形態の電動弁における、第１流れ時の閉弁動作完了（全閉）の説明に供される要部拡大縦断面図。 第５実施形態の電動弁における、第１流れ時の開弁動作中の説明に供される要部拡大縦断面図。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明に係る電動弁の第１実施形態の全閉状態を示す全体縦断面図、図２は、図１に示される電動弁の要部拡大縦断面図である。また、図３〜図８は、図１及び図２に示される電動弁の構成並びに動作説明に供される要部拡大縦断面図である。

なお、本明細書において、上下、左右、前後等の位置、方向を表わす記述は、説明が煩瑣になるのを避けるために図面に従って便宜上付けたものであり、実際にシステムに組み込まれた状態での位置、方向を指すとは限らない。

また、各図において、部材間に形成される隙間や部材間の離隔距離等は、発明の理解を容易にするため、また、作図上の便宜を図るため、各構成部材の寸法に比べて大きくあるいは小さく描かれている場合がある。

図示実施形態の電動弁１は、例えばヒートポンプ式冷暖房システムにおいて膨張弁として使用するのに好適なもので、流体（冷媒）が双方向（横から下への第１流れ方向と下から横への第２流れ方向）に流されるようになっている。また、本実施形態の電動弁１は、後述するように、ロータとねじ送り機構との間に遊星歯車式減速機構を介装し、主弁体の軸力を高めてシール性を向上させるようになっている。

電動弁１は、板金製の有底の筒状基体１０Ａを有する弁本体１０と、この弁本体１０内に上下動可能に配在された主弁体２０と、この主弁体２０を上下動させるべく、弁本体１０の上側に取り付けられたステッピングモータ５０とを備える。

弁本体１０の筒状基体１０Ａには、弁室７が形成されるとともに、その側部に、弁室７に開口する横向きの第１入出口（導管継手）１１が取り付けられ、その底部に、下側から弁室７に開口する縦向きの弁口９、該弁口９の上端内周角部からなる主弁シート８ａ、該弁口９の上部外周円錐台面からなる副弁シート８ｂが形成された段付きの弁座部材８が固着され、この弁座部材８に、前記弁口９に連なる第２入出口（導管継手）１２が取り付けられている。

筒状基体１０Ａの上面開口部には、段付きの筒状基台１３が取着され、この筒状基台１３の上端部には、ステッピングモータ５０の一部を構成する天井部付き円筒状のキャン５８の下端部が溶接等により密封接合されている。筒状基台１３の内周側には隔壁１４ｃ付き筒状保持部材１４が圧入等により固定され、この筒状保持部材１４の上部には、下部内周にめねじ１５ｉが設けられた軸受部材１５がかしめ係止固定されている。筒状保持部材１４の隔壁１４ｃの直上は、圧縮コイルばねからなる開弁ばね２５が収納されるばね室１４ａとされている。

また、前記主弁体２０は、段付き円筒状を有し、主弁シート８ａに対して垂直方向に上下動して弁口９を開閉するポペット弁とされている。この主弁体２０は、図２を参照すればよくわかるように、前記弁座部材８の主弁シート８ａに接離して弁口９を開閉する若干大径の主弁体部２０Ａと、この主弁体部２０Ａより上側の胴部２０Ｂとを有し、胴部２０Ｂの上部が筒状保持部材１４における隔壁１４ｃより下側の弁体ガイド穴１４ｂに摺動自在に嵌挿されている。主弁体部２０Ａの下面外周部には、所要のシール性が得られるように、前記主弁シート８ａに対して実質的に線接触する逆円錐台状のシール面２０ａが設けられている。

そして、本実施形態では、前記主弁体２０の下部外周側に、弁口９を開閉するための副弁体３０が上下方向に摺動可能に配設されている。すなわち、上記した如くに、弁本体１０における弁座部材８（弁口９）の上部内周側（角部）に、主弁体部２０Ａ（のシール面２０ａ）が接離する主弁シート８ａが設けられ、この主弁シート８ａとは別個に、弁座部材８の上部外周側に、副弁体３０のシール面（下端内周側角部）３０ａが接離する円錐台状の副弁シート８ｂが設けられている。この副弁体３０は、主弁体２０の下部外周に摺動自在に外挿された円筒状部３０Ａを有し、当該円筒状部３０Ａ（のシール面（下端内周側角部）３０ａ）が前記副弁シート８ｂに対して垂直方向に上下動して弁口９を開閉するようにされている。

より詳細には、主弁体部２０Ａに、抜止係止部とばね受け部とを兼ねる（詳しくは、上面が抜止係止部とされ、下面がばね受け部とされる）上側鍔状部２０Ｃが設けられるとともに、この上側鍔状部２０Ｃより下側に、下側鍔状部３０Ｂ付き円筒状の（言い換えれば、下側鍔状部３０Ｂ付きの円筒状部３０Ａを持つ）副弁体３０が摺動自在に外挿されている。この副弁体３０の外周側には、上側鍔状部２０Ｃに係止される内鍔状引っ掛け部３２Ｂがその上端部に設けられるとともに、前記下側鍔状部３０Ｂの上面外周部にその下端部が溶接等で固着された円筒状抜止部材３２が配設され、前記上側鍔状部２０Ｃ（の下面）と前記下側鍔状部３０Ｂ（の上面）との間に前記副弁体３０を常時下方（閉弁方向）に付勢する付勢部材としての圧縮コイルばね３３が縮装されている。

また、円筒状抜止部材３２の円筒部３２Ａと上側鍔状部２０Ｃとの間（詳細には、上側鍔状部２０Ｃの外周に形成された環状溝）には、シール部材としてのＯリング３４が介装されている。

前記副弁体３０は、主弁体２０が開弁状態から閉弁せしめられる際、弁口９を主弁体２０より先に閉弁するように、各部の寸法形状が設定されている（後で詳述）。

一方、弁本体１０（の筒状基体１０Ａ）の上側に配置された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５４等からなる２相のコイル部を有し、キャン５８に外嵌固定されたステータ５５と、キャン５８内に回転自在に配在され、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。また、ロータ５７の内周側には、ロータ支持部材５６に一体的に設けられた太陽歯車４１、筒状保持部材１４の上端部に固着された筒状体１４ｄの先端に固定された固定リング歯車４７、前記太陽歯車４１及び固定リング歯車４７に歯合する遊星歯車４２、該遊星歯車４２を回転自在に支持するキャリア４４、前記遊星歯車４２に歯合するリング状の出力歯車４５、該出力歯車４５に固着された出力軸４６等からなる不思議遊星歯車式減速機構４０が付設されている。前記固定リング歯車４７の歯数は、前記出力歯車４５の歯数とは異なるようにされている。

前記出力軸４６の上部に設けられた穴に支持軸４９の下部が挿通されており、該支持軸４９に前記キャリア４４、太陽歯車４１（ロータ支持部材５６）が挿通されている。

キャン５８内部において、該キャン５８の天井部とロータ支持部材５６との間には、該キャン５８の内径とほぼ同一径を有する支持部材４８が配置され、前記支持軸４９の上部は、支持部材４８の中心部に設けられた穴に挿通されている。

前記不思議遊星歯車式減速機構４０の出力軸４６は、軸受部材１５の上部に回転自在に嵌挿され、この出力軸４６の回転が、前記軸受部材１５に設けられためねじ１５ｉに螺合するおねじ１７ｅが設けられた回転上下動軸１７に伝達される。出力軸４６の下部にはスリット状嵌合部４６ａが設けられ、回転上下動軸１７の上部には前記スリット状嵌合部４６ａに摺動自在に嵌合する板状部１７ａが突設されており、出力軸４６が回転すると、前記めねじ１５ｉとおねじ１７ｅによるねじ送りにより回転上下動軸１７が回転しながら上下動せしめられる。

回転上下動軸１７の下方には、該回転上下動軸１７の下方への推力がボール１８、ボール受座１９を介して伝達される段付き筒状の推力伝達部材２３が配在されている。なお、ボール１８を介在させていることにより、回転上下動軸１７が回転しながら下降しても、回転上下動軸１７から推力伝達部材２３へは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、上から順に、内周に前記ボール受座１９が嵌め込まれた大径上部２３ａ、前記筒状保持部材１４の隔壁１４ｃに摺動自在に挿通せしめられる中間胴部２３ｂ、該中間胴部２３ｂより小径の小径下部２３ｃからなっており、その内部に、後述する均圧通路２６の上部を構成する貫通孔２６ｄ及び後述する背圧室２７に開口する複数個の横孔２６ｅが設けられている。なお、貫通孔２６ｄの上端開口はボール受座１９により閉塞されている。

推力伝達部材２３の小径下部２３ｃは、段付き円筒状の主弁体２０の上部嵌合穴２０ｄに圧入等により嵌合固定され、主弁体２０と推力伝達部材２３とは一体に上下動せしめられる。主弁体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、前記小径下部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ており、この押さえ部材２４と主弁体２０の上端部に設けられた環状溝と前記筒状保持部材１４の弁体ガイド穴１４ｂとの間には、Ｏリング、リング状パッキンからなるシール部材２９が装着されている。

また、筒状保持部材１４の隔壁１４ｃより上側のばね室１４ａには、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縮装されるとともに、この開弁ばね２５の付勢力（引き上げ力）を推力伝達部材２３を介して主弁体２０に伝達すべく、上下に鍔状引っ掛け部（上引っ掛け部２８ａ、下引っ掛け部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の上引っ掛け部２８ａは、開弁ばね２５の上に乗せられ、下引っ掛け部２８ｂは推力伝達部材２３の大径上部２３ａの下端段差部を掛止するようになっている。

したがって、本実施形態では、めねじ１５ｉが設けられた軸受部材１５とおねじ１７ｅが設けられた回転上下動軸１７等でねじ送り機構が構成され、ステッピングモータ５０（ロータ５７）が一方向に回転せしめられるとき、前記めねじ１５ｉとおねじ１７ｅによるねじ送りにより回転上下動軸１７が回転しながら例えば下動せしめられ、回転上下動軸１７の推力により、推力伝達部材２３及び主弁体２０が開弁ばね２５の付勢力に抗して押し下げられ、最終的には主弁体部２０Ａのシール面２０ａが主弁シート８ａに押し付けられて弁口９が閉じられる。

それに対し、ステッピングモータ５０（ロータ５７）が他方向に回転せしめられるときには、前記めねじ１５ｉとおねじ１７ｅによるねじ送りにより回転上下動軸１７が回転しながら例えば上動せしめられ、それに伴い推力伝達部材２３及び主弁体２０が開弁ばね２５の付勢力によって引き上げられ、主弁体部２０Ａのシール面２０ａが主弁シート８ａからリフト（上昇）して弁口９を開くようにされている。

なお、副弁体３０を含めた詳細な動作説明は後述する。

本実施形態では、前記主弁体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２７が画成されている。また、主弁体２０内には、該主弁体２０の先端部（下端部）と背圧室２７とを連通させる段付きの均圧通路２６が設けられている。この均圧通路２６は、前記した推力伝達部材２３の縦穴２６ｄ及び横孔２６ｅとともに背圧室２７に連通している。ここでは、閉弁状態において主弁体２０に作用する押し下げ力（閉弁方向に働く力）と主弁体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２７の室径Ｄａと弁口９の口径Ｄｃとは略同一に設定されている。

次に、上記した如くの構成を有する電動弁１における副弁体３０を含めた開閉動作を図２〜図８を参照しながら説明する。

まず、図２及び図５に示される如くに、閉弁動作が完了して主弁体２０及び副弁体３０が最も下方に位置する状態、すなわち、主弁体２０が主弁シート８ａに着座して押し付けられ、副弁体３０が副弁シート８ｂに着座して押し付けられ、共に閉弁しているとき（全閉時）には、圧縮コイルばね３３が上側鍔状部２０Ｃに押し下げられて該上側鍔状部２０Ｃの下面と副弁体３０の円筒状部３０Ａの上端との間には間隙Ｌａが空けられるとともに、上側鍔状部２０Ｃの上面と円筒状抜止部材３２の内鍔状引っ掛け部３２Ｂの下面との間に間隙Ｌｂが空けられる。

一方、図３に示される如くに、横から下への第１流れ時において、ステッピングモータ５０（ロータ５７）が一方向に回転せしめられて、主弁体２０が副弁体３０を伴って下動しているとき、すなわち、主弁体２０及び副弁体３０が共に開状態の閉弁動作中（１）においては、圧縮コイルばね３３の付勢力により副弁体３０が押し下げられて、上側鍔状部２０Ｃ（の上面）に円筒状抜止部材３２の内鍔状引っ掛け部３２Ｂ（の下面）が当接係止され、上側鍔状部２０Ｃの下面と副弁体３０の円筒状部３０Ａの上端との間には間隙Ｌａ＋Ｌｂが空けられている。

この閉弁動作中（１）において、本例では、主弁体２０の下端より副弁体３０の下端の方が下側に位置し、冷媒及びその中に含まれる異物（金属粉、削りカス、研磨材、スラッジ等）は、副弁体３０と副弁シート８ｂとの間、及び、主弁体２０と主弁シート８ａとの間を通って流される。

続いて、図３に示される、主弁体２０が小開、副弁体３０が微開している状態から、図４に示される如くに、主弁体２０がさらに下動せしめられて、副弁体３０が副弁シート８ｂに着座して閉弁するまでの閉弁動作中（２）、すなわち、副弁体３０と副弁シート８ｂとの間に形成される隙間が次第に小さくなって最終的に０になるときには、冷媒中に含まれる異物が副弁体３０と副弁シート８ｂとの間に形成される微小隙間に堰き止められ、図４においてＥ１矢印で示される部位、すなわち、副弁体３０と副弁シート８ｂとの間に形成される微小隙間の上流側（外周側）に溜まって詰まり気味となる。副弁体３０が副弁シート８ｂに着座して閉弁したときには、異物は副弁体３０によりブロックされて下流側（ここでは、内周側の主弁体２０及び主弁シート８ａ側）には流れなくなる。

このようにして副弁体３０が微開状態から閉弁するまでの閉弁動作中（２）においては、主弁体２０は小開状態から微開状態へと下動し、主弁体２０を通過する冷媒流量が次第に小量となり、副弁体３０が閉弁すると、冷媒は流れなくなり、流量が実質的に０となる。

続いて、主弁体２０が図４に示される微開状態からさらに下動せしめられると、図５に示される如くに、主弁体２０のシール面２０ａが主弁シート８ａに着座して閉弁する。この場合、主弁体２０は、不思議遊星歯車式減速機構４０による高い軸力で主弁シート８ａに強く押し付けられる。このとき、前述したように、圧縮コイルばね３３が上側鍔状部２０Ｃにより間隙Ｌｂ分だけ押し下げられて該上側鍔状部２０Ｃの下面と副弁体３０の円筒状部３０Ａの上端との間に形成される間隙がＬａ＋ＬｂからＬａのみになるとともに、上側鍔状部２０Ｃの上面と円筒状抜止部材３２の内鍔状引っ掛け部３２Ｂの下面との間に間隙Ｌｂが空けられ、副弁体３０が圧縮コイルばね３３の付勢力により副弁シート８ｂに押し付けられる。

ここで、副弁体３０が副弁シート８ｂに着座して閉弁した際（図４に示される状態）、異物が副弁体３０と副弁シート８ｂとの間に噛み込まれている場合には、Ｌｂ分圧縮される圧縮コイルばね３３の付勢力により異物が副弁体３０と副弁シート８ｂとに押し付けられるが、その押し付け力はさほど強くなく、したがって、副弁体３０と副弁シート８ｂに傷、打痕等はつかない。

また、このときは、主弁体２０が微開状態から閉弁しても、異物は副弁体３０でブロックされていて、冷媒は実質的に流れなくなっているので、主弁体２０と主弁シート８ａとの間に異物を噛み込むことはなく、したがって、主弁体２０が主弁シート８ａに不思議遊星歯車式減速機構４０による高い軸力で強く押し付けられても、主弁体２０や主弁シート８ａに傷、打痕等はつくことはない。

図５に示される全閉状態から開弁するにあたっては、ステッピングモータ５０（ロータ５７）が他方向に回転せしめられ、これによって、図６に示される如くに、主弁体２０が引き上げられる。この場合、主弁体２０が間隙Ｌｂ分引き上げられると、主弁体２０が閉弁状態から微開し、これによって、圧縮コイルばね３３の付勢力により上側鍔状部２０Ｃの上面に円筒状抜止部材３２の内鍔状引っ掛け部３２Ｂの下面が当接係止されるとともに、上側鍔状部２０Ｃの下面と副弁体３０の円筒状部３０Ａの上端との間に形成される間隙がＬａからＬａ＋Ｌｂになり、副弁体３０は閉弁したままであるが、圧縮コイルばね３３による押し付け力は小さくなる。

この状態からさらに主弁体２０が引き上げられると、副弁体３０のシール面３０ａが副弁シート８ｂから離れ、図３に示される如くの、主弁体２０が小開、副弁体３０が微開している状態となる。

以上は、横から下への第１流れ時についての説明であるが、下から横への第２流れ時においても、図７、図８（図３、図４に対応する状態）に示される如くに、主弁体２０が小開、副弁体３０が微開している状態から、主弁体２０が下動せしめられて、副弁体３０と副弁シート８ｂとの間に形成される隙間が次第に小さくなって最終的に０になるときには、冷媒中に含まれる異物が副弁体３０と副弁シート８ｂとの間に形成される微小隙間に堰き止められ、図８においてＥ２矢印で示される部位、すなわち、主弁体２０と主弁シート８ａとの間に形成される隙間より下流側（外周側）で、副弁体３０と副弁シート８ｂとの間に形成される微小隙間の上流側（内周側）に溜まって詰まり気味となる。

かかる副弁体３０が微開状態から閉弁するまでの閉弁動作中（２）においては、主弁体２０は小開状態から微開状態へと下動し、主弁体２０を通過する冷媒流量が次第に小量となり、副弁体３０が閉弁すると、冷媒は流れなくなるので、異物が主弁体２０と主弁シート８ａとの間の隙間に詰まることはない。

続いて、主弁体２０が図８に示される微開状態からさらに下動せしめられると、主弁体２０が主弁シート８ａに着座して閉弁する。このとき、前述したように、圧縮コイルばね３３が上側鍔状部２０Ｃにより間隙Ｌｂ分だけ押し下げられて該上側鍔状部２０Ｃの下面と副弁体３０の円筒状部３０Ａの上端との間に形成される間隙がＬａ＋ＬｂからＬａのみになるとともに、上側鍔状部２０Ｃの上面と円筒状抜止部材３２の内鍔状引っ掛け部３２Ｂの下面との間に間隙Ｌｂが空けられ、副弁体３０が圧縮コイルばね３３の付勢力により副弁シート８ｂに押し付けられる。

ここで、本第２流れ時においても、副弁体３０が副弁シート８ｂに着座して閉弁した際（図８に示される状態）、異物が副弁体３０と副弁シート８ｂとの間に噛み込まれている場合には、Ｌｂ分圧縮される圧縮コイルばね３３により異物が副弁体３０と副弁シート８ｂとに押し付けられるが、その押し付け力はさほど強くなく、したがって、副弁体３０と副弁シート８ｂに傷、打痕等はつかない。

また、このときは、主弁体２０が微開状態から閉弁しても、冷媒は実質的に流れなくなっているので、主弁体２０と主弁シート８ａとの間に異物を噛み込むことはほとんどなく、したがって、主弁体２０が主弁シート８ａに強く押し付けられても、主弁体２０や主弁シート８ａに傷、打痕等はつくことはない。

このように、本実施形態の電動弁１においては、主弁体２０の外周に、弁口９を主弁体２０より先に閉弁する副弁体３０が設けられているので、副弁体３０が微開状態にあるとき、流体（冷媒）中に含まれる異物が副弁体３０により堰き止められ、そこから副弁体３０が閉弁すると流体（冷媒）が実質的に流れなくなるため、異物が主弁体２０と主弁シート８ａとの間に噛み込まれることはなく、したがって、主弁体２０が閉弁して主弁シート８ａに強く押し付けられても、主弁体２０や主弁シート８ａに傷、打痕等はつくことはない。

また、異物は副弁体３０と副弁シート８ｂとの間に噛み込まれるおそれがあるが、副弁体３０は圧縮コイルばね３３により付勢されているだけであるので、その押し付け力はさほど強くなく、したがって、副弁体３０と副弁シート８ｂに傷、打痕等はつかない。

また、異物が副弁体３０と副弁シート８ｂとの間に噛み込まれて、それらの間に隙間が生じても、主弁体２０は閉弁しているので、弁漏れは生じない。

このように、本第１実施形態の歯車減速式の電動弁１では、シール性を高めて弁漏れを確実に防ぐべく、ロータ５７とねじ送り機構（めねじ１５ｉが設けられた軸受部材１５、おねじ１７ｅが設けられた回転上下動軸１７）との間に不思議遊星歯車式減速機構４０を介装し、主弁体２０の軸力、すなわち、主弁体２０の主弁シート８ａへの押し付け力を増大するようにしたものにおいて、流体（冷媒）中に含まれる異物が主弁体２０と主弁シート８ａとの間に噛み込まれてそれらに強く押し付けられるような事態を生じ難くでき、そのため、主弁シート８ａ、副弁シート８ｂや主弁体２０、副弁体３０に傷、打痕等がつかないようにでき、その結果、弁漏れを効果的に防止して、閉弁の信頼性を向上させることができる。

［第２実施形態］
図９は、本発明に係る電動弁の第２実施形態の全閉状態を示す全体縦断面図である。また、図１０〜図１３は、図９に示される電動弁の構成並びに動作説明に供される要部拡大縦断面図である。

図示第２実施形態の電動弁２は、図１〜図８に示される第１実施形態の電動弁１と、主弁体及び副弁体周り以外は略同様な構成である。そのため、第１実施形態の電動弁１の各部に対応する部分並びに同様の機能を有する部分には共通の符号を付して重複説明を省略し、以下においては、主弁体及び副弁体周りを中心に説明する。

図示実施形態の電動弁２において、弁本体１０を構成する筒状基体１０Ｂは、底部付き大径の下部円筒部１０ａ、中間厚肉部１０ｂ、及びキャン５８に挿入された上部円筒部１０ｃを有する。筒状基体１０Ｂの下部円筒部１０ａには、弁室７が形成されるとともに、その側部に、弁室７に開口する横向きの第１入出口（導管継手）１１が取り付けられ、その底部に、下側から弁室７に開口する縦向きの弁口９、該弁口９の上端内周角部からなる主弁シート８ａ、及び該弁口９の上部外周円錐台面からなる副弁シート８ｂが形成された弁座部８が一体に設けられ（図１０〜図１３参照）、この弁座部８に、前記弁口９に連なる第２入出口（導管継手）１２が取り付けられている。

筒状基体１０Ｂの中間厚肉部１０ｂの外周段差部には、リング状基台１３が取着され、このリング状基台１３の上端外周部には、天井部付き円筒状のキャン５８の下端部が溶接等により密封接合されている。リング状基台１３の内周側には筒状基体１０Ｂの上部円筒部１０ｃの基部が圧入等により固定され、この筒状基体１０Ｂの上部円筒部１０ｃに、下部内周にめねじ１５ｉが設けられた軸受部材１５がかしめ係止固定されている。

この軸受部材１５の下面と筒状基体１０Ｂの中間厚肉部１０ｂの内周段差部との間には、ばね受け部と主弁体案内部とを兼ねる板金製の段付き円筒体６５の上端鍔状部６５Ｄが挟持されている。段付き円筒体６５は、間に円環状の段差（段丘）部６５Ｃを介して、主弁体７０（の胴部７０Ｂ）が摺動自在に嵌挿された下部小径案内部６５Ａと、前記上端鍔状部６５Ｄが設けられた上部大径部６５Ｂとを有し、該段差部６５Ｃと推力伝達部材２３の大径上部２３ａとの間に、圧縮コイルばねからなる開弁ばね２５が縮装されている。

また、前記主弁体７０は、主弁シート８ａに対して垂直方向に上下動して弁口９を開閉するポペット弁とされている。この主弁体７０は、前記弁座部８の主弁シート８ａに接離して弁口９を開閉する大径の主弁体部７０Ａと、この主弁体部７０Ａより上側の小径の胴部７０Ｂと、前記推力伝達部材２３の小径下部２３ｃに圧入等で固着された上凸部７０Ｃとを有し、胴部７０Ｂが段付き円筒体６５の下部小径案内部６５Ａに摺動自在に嵌挿されている。主弁体部７０Ａの下面外周部には、所要のシール性が得られるように、前記主弁シート８ａに対して実質的に線接触する逆円錐台状のシール面７０ａが設けられている（図１０〜図１３参照）。

そして、本実施形態では、前記主弁体７０の下部外周側に、弁口９を開閉するための副弁体８０が上下方向に摺動可能に配設されている。すなわち、上記した如くに、弁本体１０における弁座部８（弁口９）の上部内周側（角部）に、主弁体部７０Ａのシール面７０ａが接離する主弁シート８ａが設けられ、この主弁シート８ａとは別個に、弁座部８の上部外周側に、副弁体８０のシール面（下端内周側角部）８０ａが接離する円錐台状の副弁シート８ｂが設けられている。

副弁体８０は、主弁体７０の主弁体部７０Ａの外周に摺動自在に外挿される大径外挿部８０Ａと、主弁体７０の胴部７０Ｂに摺動自在に外挿される小径外挿部８０Ｂと、大径外挿部８０Ａと小径外挿部８０Ｂとの間の、抜止係止部とばね受け部とを兼ねる（詳しくは、下面が抜止係止部とされ、上面がばね受け部とされる）円環状の段差（段丘）部８０Ｃと、からなる段付き円筒状とされ、段差部８０Ｃと弁本体１０に設けられた該段差部８０Ｃより上側の不動部分である段付き円筒体６５の段差部６５Ｃとの間に副弁体８０を常時下方（閉弁方向）に付勢する付勢部材としての圧縮コイルばね７３が縮装されている。ここでは、大径外挿部８０Ａ（のシール面（下端内周側角部）８０ａ）が前記副弁シート８ｂに対して垂直方向に上下動して弁口９を開閉するようにされている。

なお、副弁体８４の小径外挿部８０Ｂと主弁体７０の胴部７０Ｂとの摺動面間にＯリング等のシール部材を介装してもよい。

次に、上記した如くの構成を有する電動弁２における副弁体８０を含めた開閉動作を図１０〜図１３を参照しながら説明する。

まず、図１２に示される如くに、閉弁動作が完了した状態、すなわち、主弁体７０が主弁シート８ａに着座して押し付けられ、副弁体８０が副弁シート８ｂに着座して押し付けられ、共に閉弁しているとき（全閉時）には、主弁体部７０Ａの上面と副弁体８０の段差部８０Ｃの下面との間には間隙Ｌｃが空けられる。

一方、図１０に示される如くに、横から下への第１流れ時において、ステッピングモータ５０（ロータ５７）が一方向に回転せしめられて、主弁体７０が副弁体８０を伴って下動している閉弁動作中（１）においては、圧縮コイルばね７３の付勢力により副弁体８０が押し下げられて、主弁体部７０Ａの上面に副弁体８０の段差部８０Ｃが当接係止され、本例では、主弁体７０の下端より副弁体８０の下端の方が下側に位置し、冷媒及びその中に含まれる異物（金属粉、削りカス、研磨材、スラッジ等）は、副弁体８０と副弁シート８ｂとの間、及び、主弁体７０と主弁シート８ａとの間を通って流される。

続いて、図１０に示される、主弁体７０が小開、副弁体８０が微開している状態から、図１１に示される如くに、主弁体７０がさらに下動せしめられて、副弁体８０が副弁シート８ｂに着座して閉弁するまでの閉弁動作中（２）、すなわち、副弁体８０と副弁シート８ｂとの間に形成される隙間が次第に小さくなって最終的に０になるときには、冷媒中に含まれる異物が副弁体８０と副弁シート８ｂとの間に形成される微小隙間に堰き止められ、図１１においてＥ１矢印で示される部位、すなわち、副弁体８０と副弁シート８ｂとの間に形成される微小隙間の上流側（外周側）に溜まって詰まり気味となる。副弁体８０が副弁シート８ｂに着座して閉弁したときには、異物は副弁体８０によりブロックされて下流側（ここでは、内周側の主弁体７０及び主弁シート８ａ側）には流れなくなる。

このようにして副弁体８０が微開状態から閉弁するまでの閉弁動作中（２）においては、主弁体７０は小開状態から微開状態へと下動し、主弁体７０を通過する冷媒流量が次第に小量となり、副弁体８０が閉弁すると、冷媒は流れなくなり、流量が実質的に０となる。

続いて、主弁体７０が図１１に示される微開状態からさらに下動せしめられると、図１２に示される如くに、副弁体８０が圧縮コイルばね７３の付勢力により副弁シート８ｂに押し付けられ、主弁体７０が主弁シート８ａに着座して不思議遊星歯車式減速機構４０による高い軸力で主弁シート８ａに強く押し付けられ、全閉状態となる。この全閉時には、前述したように、主弁体部７０Ａの上面と副弁体８０の段差部８０Ｃの下面との間には間隙Ｌｃが空けられる。

ここで、副弁体８０が副弁シート８ｂに着座して閉弁した際（図１１に示される状態）、異物が副弁体８０と副弁シート８ｂとの間に噛み込まれている場合には、圧縮コイルばね７３の付勢力により異物が副弁体８０と副弁シート８ｂとに押し付けられるが、その押し付け力はさほど強くなく、したがって、副弁体８０と副弁シート８ｂに傷、打痕等はつかない。

また、このときは、主弁体７０が微開状態から閉弁しても、異物は副弁体８０でブロックされていて、冷媒は実質的に流れなくなっているので、主弁体７０と主弁シート８ａとの間に異物を噛み込むことはなく、したがって、主弁体７０が主弁シート８ａに不思議遊星歯車式減速機構４０による高い軸力で強く押し付けられても、主弁体７０や主弁シート８ａに傷、打痕等はつくことはない。

図１２に示される全閉状態から開弁するにあたっては、ステッピングモータ５０（ロータ５７）が他方向に回転せしめられ、これによって、図１３に示される如くに、主弁体７０が引き上げられて開弁する。この場合、主弁体７０が間隙Ｌｃ分引き上げられると、主弁体部７０Ａの上面が副弁体８０の段差部８０Ｃの下面に当接し、これ以上主弁体７０が引き上げられると、それに伴って副弁体８０が引き上げられ、副弁体８０のシール面８０ａが副弁シート８ｂから離れて、副弁体８０も開弁する。

以上は、横から下への第１流れ時についての説明であるが、下から横への第２流れ時においても、上記第１流れ時と同様の動作となり、図７、図８を用いて前述した第１実施形態の第２流れ時の作用効果と同様の作用効果が得られる。

このように、本第２実施形態の電動弁２においても、主弁体７０の外周に、弁口９を主弁体７０より先に閉弁する副弁体８０が設けられているので、副弁体８０が微開状態にあるとき、流体（冷媒）中に含まれる異物が副弁体８０により堰き止められ、そこから副弁体８０が閉弁すると流体（冷媒）が実質的に流れなくなるため、異物が主弁体７０と主弁シート８ａとの間に噛み込まれることはなく、したがって、主弁体７０が閉弁して主弁シート８ａに強く押し付けられても、主弁体７０や主弁シート８ａに傷、打痕等はつくことはない。

また、異物は副弁体８０と副弁シート８ｂとの間に噛み込まれるおそれがあるが、副弁体８０は圧縮コイルばね７３により付勢されているだけであるので、その押し付け力はさほど強くなく、したがって、副弁体８０と副弁シート８ｂに傷、打痕等はつかない。

また、異物が副弁体８０と副弁シート８ｂとの間に噛み込まれて、それらの間に隙間が生じても、主弁体７０は閉弁しているので、弁漏れは生じない。

このように、本第２実施形態の歯車減速式の電動弁２においても、流体（冷媒）中に含まれる異物が主弁体７０と主弁シート８ａとの間に噛み込まれてそれらに強く押し付けられるような事態を生じ難くでき、そのため、主弁シート８ａ、副弁シート８ｂや主弁体７０、副弁体８０に傷、打痕等がつかないようにでき、その結果、弁漏れを効果的に防止して、閉弁の信頼性を向上させることができる。

［第３実施形態］
図１４〜図１７は、本発明に係る電動弁の第３実施形態の構成並びに動作説明に供される要部拡大縦断面図である。

図示第３実施形態の電動弁３は、図９〜図１３に示される第２実施形態の電動弁２と主弁体及び副弁体周り以外は略同様な構成である。そのため、第２実施形態の電動弁２の各部に対応する部分並びに同様の機能を有する部分には共通の符号を付して重複説明を省略し、以下においては、主弁体及び副弁体周りを中心に説明する。

図示実施形態の電動弁３においては、上記第２実施形態の電動弁２とは逆に、弁座部８の外周側（角部）に主弁シート８ａが設けられ、弁座部８の内周側（角部）に副弁シート８ｂが設けられている。また、主弁体７２が円筒状とされ、副弁体８２が逆円錐台状とされ、主弁体７２（の主弁体部７２Ａの逆円錐台状のシール面７２ａ）が副弁体８２（の逆円錐台状のシール面８２ａ）より外周側（換言すれば、副弁体８２が主弁体７２より内側）に位置している。

詳細には、主弁体７２は、円筒状胴部７２Ｂと、円筒状胴部７２Ｂの下端から外向きに突設され、逆円錐台状のシール面７２ａを有する鍔状の主弁体部７２Ａと、円筒状胴部７２Ｂの上端から内向きに突設され、第２実施形態における胴部７０Ｂの下端部に圧入等により固着される上端内鍔状部７２Ｃとを有する。

前記胴部７０Ｂの下部中央には、副弁体８２が摺動自在に外挿された副弁体支持棒７５の上端部が圧入等により固着されている。この副弁体支持棒７５の下端部には、副弁体８２の先端面（下端面）に設けられた下端凹部８３に嵌り込んで該副弁体８２を抜止係止する大径の抜止係止部７５ａが設けられている。ここでは、副弁体８２の先端面（下端面）が、主弁シート８ａの内側で副弁シート８ｂに対して垂直方向に上下動して弁口９を開閉する逆円錐台状のシール面８２ａとなっている。

また、主弁体７２の上端内鍔状部７２Ｃと副弁体８２との間には、副弁体８２を常時下方（閉弁方向）に付勢する圧縮コイルばね７７が縮装されている。

次に、上記した如くの構成を有する電動弁３における副弁体８２を含めた開閉動作を図１４〜図１７を参照しながら説明する。

まず、図１６に示される如くに、閉弁動作が完了した状態、すなわち、主弁体７２が主弁シート８ａに着座して押し付けられ、副弁体８２が副弁シート８ｂに着座して押し付けられ、共に閉弁しているとき（全閉時）には、副弁体８２の下端凹部８３の上面と副弁体支持棒７５の抜止係止部７５ａの上面との間には間隙Ｌｄが空けられる。

一方、図１４に示される如くに、横から下への第１流れ時において、ステッピングモータ５０（ロータ５７）が一方向に回転せしめられて、主弁体７２が副弁体８２を伴って下動している閉弁動作中（１）においては、圧縮コイルばね７７の付勢力により副弁体８２が押し下げられて、副弁体８２が副弁体支持棒７５の抜止係止部７５ａに当接係止され、本例では、主弁体７２の下端より副弁体８２の下端の方が下側に位置し、冷媒及びその中に含まれる異物（金属粉、削りカス、研磨材、スラッジ等）は、副弁体８２と副弁シート８ｂとの間、及び、主弁体７２と主弁シート８ａとの間を通って流される。

続いて、図１４に示される、主弁体７２が小開、副弁体８２が微開している状態から、図１５に示される如くに、主弁体７２がさらに下動せしめられて、副弁体８２が副弁シート８ｂに着座して閉弁するまでの閉弁動作中（２）、すなわち、副弁体８２と副弁シート８ｂとの間に形成される隙間が次第に小さくなって最終的に０になるときには、冷媒中に含まれる異物が副弁体８２と副弁シート８ｂとの間に形成される微小隙間に堰き止められ、副弁体８２と副弁シート８ｂとの間に形成される微小隙間の上流側（外周側）に溜まって詰まり気味となる。副弁体８２が副弁シート８ｂに着座して閉弁したときには、異物は副弁体８２によりブロックされて下流側（ここでは、内周側の弁口９側）には流れなくなる。

このようにして副弁体８２が微開状態から閉弁するまでの閉弁動作中（２）においては、主弁体７２は小開状態から微開状態へと下動し、主弁体７２を通過する冷媒流量が次第に小量となり、副弁体８２が閉弁すると、冷媒は流れなくなり、流量が実質的に０となる。

続いて、主弁体７２が図１５に示される微開状態からさらに下動せしめられると、図１６に示される如くに、副弁体８２が圧縮コイルばね７７の付勢力により副弁シート８ｂに押し付けられ、主弁体７２が主弁シート８ａに着座して不思議遊星歯車式減速機構４０による高い軸力で主弁シート８ａに強く押し付けられ、全閉状態となる。この全閉時には、前述したように、副弁体８２の下端凹部８３の上面と副弁体支持棒７５の抜止係止部７５ａの上面との間には間隙Ｌｄが空けられる。

ここで、副弁体８２が副弁シート８ｂに着座して閉弁した際（図１５に示される状態）、異物が副弁体８２と副弁シート８ｂとの間に噛み込まれている場合には、圧縮コイルばね７７の付勢力により異物が副弁体８２と副弁シート８ｂとに押し付けられるが、その押し付け力はさほど強くなく、したがって、副弁体８２と副弁シート８ｂに傷、打痕等はつかない。

また、このときは、主弁体７２が微開状態から閉弁しても、異物は副弁体８２でブロックされるとともに、冷媒は実質的に流れなくなっているので、主弁体７２と主弁シート８ａとの間に異物を噛み込むことはほとんどなく、したがって、主弁体７２が主弁シート８ａに不思議遊星歯車式減速機構４０による高い軸力で強く押し付けられても、主弁体７２や主弁シート８ａに傷、打痕等はつくことはない（図７、図８を用いて前述した第１実施形態の第２流れ時の動作説明を併せて参照）。

図１６に示される全閉状態から開弁するにあたっては、ステッピングモータ５０（ロータ５７）が他方向に回転せしめられ、これによって、図１７に示される如くに、主弁体７２が引き上げられて開弁する。この場合、主弁体７２が間隙Ｌｄ分引き上げられると、副弁体８２の下端凹部８３の上面に副弁体支持棒７５の抜止係止部７５ａの上面が当接し、これ以上主弁体７２が引き上げられると、それに伴って副弁体８２が引き上げられ、副弁体８２のシール面８２ａが副弁シート８ｂから離れて、副弁体８２も開弁する。

以上は、横から下への第１流れ時についての説明であるが、下から横への第２流れ時においても、上記第１流れ時と同様の動作となり、図７、図８を用いて前述した第１実施形態の第２流れ時や図９〜図１３を用いて前述した第２実施形態の第１流れ時の作用効果と同様の作用効果が得られる。

なお、図１４〜図１７に示される例では、弁座部８の外周側角部に主弁シート８ａが設けられ、弁座部８の内周側角部に副弁シート８ｂが設けられているが、例えば、図１８に示されるように、弁座部８の上面を傾斜面とし、その傾斜面に主弁シート８ａを設けるとともに、その傾斜面の内端（角部）に副弁シート８ｂを設けてもよい。また、この場合、主弁体７２の円筒状胴部７２Ｂの下端部を、シール面７２ａを有する主弁体部７２Ａとしてもよい。

このように、本第３実施形態の電動弁３においても、第１実施形態及び第２実施形態の電動弁１、２と同様に、主弁体７２の内周に、弁口９を主弁体７２より先に閉弁する副弁体８２が設けられているので、副弁体８２が微開状態にあるとき、流体（冷媒）中に含まれる異物が副弁体８２により堰き止められ、そこから副弁体８２が閉弁すると流体（冷媒）が実質的に流れなくなるため、異物が主弁体７２と主弁シート８ａとの間に噛み込まれることはなく、したがって、主弁体７２が閉弁して主弁シート８ａに強く押し付けられても、主弁体７２や主弁シート８ａに傷、打痕等はつくことはない。

また、異物は副弁体８２と副弁シート８ｂとの間に噛み込まれるおそれがあるが、副弁体８２は圧縮コイルばね７３により付勢されているだけであるので、その押し付け力はさほど強くなく、したがって、副弁体８２と副弁シート８ｂに傷、打痕等はつかない。

また、異物が副弁体８２と副弁シート８ｂとの間に噛み込まれて、それらの間に隙間が生じても、主弁体７２は閉弁しているので、弁漏れは生じない。

このように、本第３実施形態の歯車減速式の電動弁３においても、流体（冷媒）中に含まれる異物が主弁体７２と主弁シート８ａとの間に噛み込まれてそれらに強く押し付けられるような事態を生じ難くでき、そのため、主弁シート８ａ、副弁シート８ｂや主弁体７２、副弁体８２に傷、打痕等がつかないようにでき、その結果、弁漏れを効果的に防止して、閉弁の信頼性を向上させることができる。

［第４実施形態］
図１９は、本発明に係る電動弁の第４実施形態の全閉状態を示す全体縦断面図である。また、図２０〜図２３は、図１９に示される電動弁の構成並びに動作説明に供される要部拡大縦断面図である。

図示第４実施形態の電動弁４は、直動式のものであり、主に、図９〜図１３に示される第２実施形態の電動弁２から不思議遊星歯車式減速機構４０及びそれに関連する部分を取り除いた構成とされ、主弁体及び副弁体等は第２実施形態のものに類似した形状とされている。そのため、第２実施形態の電動弁２の各部に対応する部分並びに同様の機能を有する部分には共通の符号を付して重複説明を省略し、以下においては、相違点を中心に説明する。すなわち、まず、副弁体を除く基本の全体構成を説明し、その後に、副弁体を含む本発明の特徴部分を説明する。なお、本第４実施形態の電動弁４において、詳細構造及び動作の説明は、必要なら前記した特許文献１等を参照されたい。

図示実施形態の電動弁４は、基本的には、主弁体７４が一体に設けられた弁軸１２５と、弁室７、弁口９、弁座部８等が設けられた有底の筒状基体１０Ｂを有する弁本体１０と、この弁本体１０にその下端部が溶接等により密封接合された天井部付き円筒状のキャン５８と、このキャン５８の内周に所定の間隙をあけて配在されたロータ５７、及び、このロータ５７を回転駆動すべく前記キャン５８に外嵌されたステータ５５からなるステッピングモータ５０と、前記ロータ５７と前記主弁体７４との間に配在され、前記ロータ５７の回転を利用して主弁体７４を弁座部８に形成された主弁シート８ａに接離させるねじ送り機構とを備える。

前記ロータ５７には、支持リング１３６が一体的に結合されるとともに、この支持リング１３６に、前記弁軸１２５及びガイドブッシュ１２６の外周に配在された下方開口で筒状の弁軸ホルダ１３２の上部突部がかしめ固定され、これにより、ロータ５７、支持リング１３６及び弁軸ホルダ１３２が一体的に連結されている。

前記ねじ送り機構は、弁本体１０の筒状基体１０Ｂに設けられた嵌合穴１４２にその下端部１２６ａが圧入固定されるとともに、弁軸１２５（の下部大径部１２５ａ）が摺動自在に内挿された筒状のガイドブッシュ１２６の外周に形成された固定ねじ部（おねじ部）１２８と、前記弁軸ホルダ１３２の内周に形成されて前記固定ねじ部１２８に螺合せしめられた移動ねじ部（めねじ部）１３８とから構成されている。

また、前記ガイドブッシュ１２６の上部小径部１２６ｂが弁軸ホルダ１３２の上部に内挿されるとともに、弁軸ホルダ１３２の天井部中央（に形成された通し穴）に弁軸１２５の上部小径部１２５ｂが挿通せしめられている。弁軸１２５の上部小径部１２５ｂの上端部（弁軸ホルダ１３２の通し穴から上側に突出する部分）にはプッシュナット１３３が圧入固定されている。

また、前記弁軸１２５は、該弁軸１２５の上部小径部１２５ｂに外挿され、かつ、弁軸ホルダ１３２の天井部と弁軸１２５における下部大径部１２５ａの上端段丘面との間に縮装された圧縮コイルばねからなる閉弁ばね１３４によって、常時下方（閉弁方向）に付勢されている。弁軸ホルダ１３２の天井部上でプッシュナット１３３の外周には、コイルばねからなる復帰ばね１３５が設けられている。

前記ガイドブッシュ１２６には、前記ロータ５７が所定の閉弁位置まで回転下降せしめられた際、それ以上の回転下降を阻止するための回転下降ストッパ機構の一方を構成する下ストッパ体（固定ストッパ）１２７が固着され、弁軸ホルダ１３２には前記回転下降ストッパ機構の他方を構成する上ストッパ体（移動ストッパ）１３７が外装されて固着されている。

このような構成とされた直動式の電動弁４においても、ステッピングモータ５０（ロータ５７）が一方向に回転せしめられるときには、固定ねじ部（おねじ部）１２８とこれに螺合せしめられた移動ねじ部（めねじ部）１３８とからなるねじ送りにより弁軸１２５が回転しながら例えば下動せしめられ、最終的には主弁体７４のシール面７４ａが主弁シート８ａに押し付けられて（図２０〜図２３参照）弁口９が閉じられる。

それに対し、ステッピングモータ５０（ロータ５７）が他方向に回転せしめられるときには、固定ねじ部（おねじ部）１２８とこれに螺合せしめられた移動ねじ部（めねじ部）１３８とからなるねじ送りにより弁軸１２５が回転しながら例えば上動せしめられ、それに伴い主弁体７４のシール面７４ａが主弁シート８ａから離れて（図２０〜図２３参照）弁口９を開くようにされている。

次に、上記電動弁４の主弁体７４及び副弁体８４周りの構成を図２０〜図２３を参照しながら説明する。

本実施形態の電動弁４において、主弁体７４は、弁軸１２５の下部に連設された、該弁軸１２５より若干大径の係止用大径部７４Ｃと、逆円錐台面からなるシール面７４ａを持つ主弁体部７４Ａと、該主弁体部７４Ａの下側に連設されて弁口９に挿通された逆円錐台状の先細り下部７４Ｂとを有する。この弁軸１２５の下部及び主弁体７４の外周側に、弁口９を開閉するための副弁体８４が上下方向に摺動可能に配設されている。

副弁体８４は、主弁体部７４Ａの外周側に（隙間を空けて）配在された大径弁体部（大径外挿部）８４Ａと、弁軸１２５の下部に摺動自在に外挿される小径外挿部８４Ｂと、大径弁体部８４Ａと小径外挿部８４Ｂとの間の、抜止係止部とばね受け部とを兼ねる（詳しくは、下面が抜止係止部とされ、上面がばね受け部とされる）円環状の段差（段丘）部８４Ｃと、からなる段付き円筒状とされている。つまり、段差部８４Ｃが主弁体７４の係止用大径部７４Ｃに抜止係止されるようになっている。ここでは、大径弁体部８４Ａ（のシール面（下端平坦面）８４ａ）が前記弁座部８の上面に形成された平坦面からなる副弁シート８ｂに対して垂直方向に上下動して弁口９を開閉するようにされている。

また、副弁体８４の段差部８４Ｃと弁本体１０に設けられた該段差部８０Ｃより上側の不動部分であるガイドブッシュ１２６の下端部１２６ａとの間には、副弁体８４を常時下方（閉弁方向）に付勢する付勢部材としての圧縮コイルばね７３が縮装されている。

なお、副弁体８４の小径外挿部８４Ｂと弁軸１２５の下部との摺動面間にＯリング等のシール部材を介装してもよい。

上記した如くの構成のもとでは、図２２に示される如くに、閉弁動作が完了した状態、すなわち、主弁体７４が主弁シート８ａに着座して押し付けられ、副弁体８４が副弁シート８ｂに着座して押し付けられ、共に閉弁しているとき（全閉時）には、係止用大径部７４Ｃの上面と段差部８４Ｃの下面との間には間隙Ｌｅが空けられる。

このような構成を有する本第４実施形態の電動弁４においても、図２０〜図２３を参照すればよくわかるように、第２実施形態の電動弁２と同様に、主弁体７４の外周に、弁口９を主弁体７４より先に閉弁する副弁体８４が設けられているので、副弁体８４が微開状態にあるとき、流体（冷媒）中に含まれる異物が副弁体８４により堰き止められ、そこから副弁体８４が閉弁すると流体（冷媒）が実質的に流れなくなるため、異物が主弁体７４と主弁シート８ａとの間に噛み込まれることはなく、したがって、主弁体７４が閉弁して主弁シート８ａに強く押し付けられても、主弁体７４や主弁シート８ａに傷、打痕等はつくことはない。

また、異物は副弁体８４と副弁シート８ｂとの間に噛み込まれるおそれがあるが、副弁体８４は圧縮コイルばね７３により付勢されているだけであるので、その押し付け力はさほど強くなく、したがって、副弁体８４と副弁シート８ｂに傷、打痕等はつかない。

また、異物が副弁体８４と副弁シート８ｂとの間に噛み込まれて、それらの間に隙間が生じても、主弁体７４は閉弁しているので、弁漏れは生じない。

このように、本第４実施形態の直動式の電動弁４においても、流体（冷媒）中に含まれる異物が主弁体７４と主弁シート８ａとの間に噛み込まれてそれらに強く押し付けられるような事態を生じ難くでき、そのため、主弁シート８ａ、副弁シート８ｂやシ弁体７４、副弁体８４に傷、打痕等がつかないようにでき、その結果、弁漏れを効果的に防止して、閉弁の信頼性を向上させることができる。

［第５実施形態］
図２４〜図２７は、本発明に係る電動弁の第５実施形態の構成並びに動作説明に供される要部拡大縦断面図である。

図示第５実施形態の電動弁５は、主弁体及び副弁体周りを除く全体構成は上記第４実施形態の電動弁４と同じ（図１９参照）であり、また、主弁体及び副弁体周りは図１４〜図１７に示される第３実施形態の電動弁３と類似した構成である。そのため、第３及び第４実施形態の電動弁３、４の各部に対応する部分並びに同様の機能を有する部分には共通の符号を付して重複説明を省略し、以下においては、主弁体及び副弁体周りを簡潔に説明する。

図示実施形態の電動弁５においては、上記第４実施形態の電動弁４とは逆、かつ、上記第３実施形態の電動弁３と同様の構成とされ、弁座部８の外周側（角部）に主弁シート８ａが設けられ、弁座部８の内周側（角部）に副弁シート８ｂが設けられている。また、主弁体７６が円筒状とされ、副弁体８６が段付き逆円錐台状とされ、主弁体７６（の主弁体部７６Ａの逆円錐台状のシール面７６ａ）が副弁体８６（の副弁体部８６Ａの逆円錐台状のシール面８６ａ）より外周側（換言すれば、副弁体８６が主弁体７６より内側）に位置している。

詳細には、主弁体７６は、円筒状胴部７６Ｂと、この円筒状胴部７６Ｂの下端部と内周突部とからなる逆円錐台状のシール面７６ａを有する主弁体部７６Ａと、弁軸１２５に形成された下端鍔状部１２５ｄに圧入等により固着された上端固定部７６Ｃとを有する。ここでは、主弁体部７６Ａを構成する内周突部が、円筒状胴部７６Ｂに摺動自在に内挿された副弁体８６（の上部鍔状部８６Ｃ）を抜止係止する抜止係止部となっている。

前記主弁体７６の内周側には、副弁体８６の上部が摺動自在に内挿されている。すなわち、副弁体８６は、上から順に、前記主弁体７０の円筒状胴部７６Ｂに摺動自在に内挿された、抜止係止部とばね受け部とを兼ねる（詳しくは、下面が抜止係止部とされ、上面がばね受け部とされる）上部鍔状部８６Ｃと、主弁体部７６Ａの内側に（隙間を空けて）配在された、逆円錐台状シール面８６ａが形成された副弁体部８６Ａと、該副弁体部８６Ａの下側に連設されて弁口９に挿通された逆円錐台状の先細り状下部８６Ｂとを有する。また、弁軸１２５の下端鍔状部１２５ｄ（主弁体７６の上端固定部７６Ｃに連結される部分）と副弁体８６の上部鍔状部８６Ｃとの間には、副弁体８６を常時下方（閉弁方向）に付勢する付勢部材としての圧縮コイルばね７７が縮装されている。

上記した如くの構成のもとでは、図２６に示される如くに、閉弁動作が完了した状態、すなわち、主弁体７６が主弁シート８ａに着座して押し付けられ、副弁体８６が副弁シート８ｂに着座して押し付けられ、共に閉弁しているとき（全閉時）には、主弁体部７６Ａの内周突部（抜止係止部）の上面と上部鍔状部８６Ｃの下面との間には間隙Ｌｆが空けられる。

このような構成を有する本第５実施形態の電動弁５においても、図２４〜図２７を参照すればよくわかるように、第３実施形態の電動弁３と同様に、主弁体７６の内周に、弁口９を主弁体７６より先に閉弁する副弁体８６が設けられているので、副弁体８６が微開状態にあるとき、流体（冷媒）中に含まれる異物が副弁体８６により堰き止められ、そこから副弁体８６が閉弁すると流体（冷媒）が実質的に流れなくなるため、異物が主弁体７６と主弁シート８ａとの間に噛み込まれることはなく、したがって、主弁体７６が閉弁して主弁シート８ａに強く押し付けられても、主弁体７６や主弁シート８ａに傷、打痕等はつくことはない。

また、異物は副弁体８６と副弁シート８ｂとの間に噛み込まれるおそれがあるが、副弁体８６は圧縮コイルばね７７により付勢されているだけであるので、その押し付け力はさほど強くなく、したがって、副弁体８６と副弁シート８ｂに傷、打痕等はつかない。

また、異物が副弁体８６と副弁シート８ｂとの間に噛み込まれて、それらの間に隙間が生じても、主弁体７６は閉弁しているので、弁漏れは生じない。

このように、本第５実施形態の直動式の電動弁５においても、異物が主弁体７６と主弁シート８ａとの間に噛み込まれてそれらに強く押し付けられるような事態を生じ難くでき、そのため、主弁シート８ａ、副弁シート８ｂや主弁体７６、副弁体８６に傷、打痕等がつかないようにでき、その結果、弁漏れを効果的に防止して、閉弁の信頼性を向上させることができる。

なお、本発明に係る電動弁は、上記した各実施形態の構成に限られないことは勿論であり、例えば主弁体及び副弁体周りの構成等は様々に変更可能である。

１、２、３、４、５ 電動弁（第１〜第５実施形態）
７ 弁室
８ 弁座部材
８ａ 主弁シート
８ｂ 副弁シート
９ 弁口
１０ 弁本体
１０Ａ、１０Ｂ 筒状基体
１１ 第１入出口
１２ 第２入出口
２０、７０、７２、７４、７６ 主弁体（第１〜第５実施形態）
３０、８０、８２、８４、８６ 副弁体（第１〜第５実施形態）
３３、７３、７７ 圧縮コイルばね
４０ 不思議遊星歯車式減速機構
５０ ステッピングモータ
５５ ステータ
５７ ロータ
５８ キャン

Claims (10)

1. 弁室、複数の入出口、及び弁口が設けられた弁本体と、前記弁口を開閉すべく前記弁室に上下動可能に配在された主弁体と、前記弁本体に接合された筒状のキャンと、該キャンの内側に回転可能に配在されたロータ及び該キャンの外側に配在されたステータからなるステッピングモータと、前記ロータの回転を前記主弁体の上下動に変換するねじ送り機構とを備える電動弁であって、
   前記主弁体の外周側に、前記弁口を開閉するための副弁体が上下動可能に配設され、該副弁体は、前記主弁体が前記弁口を閉弁する際、前記弁口を前記主弁体より先に閉弁するようにされており、
   前記主弁体に、抜止係止部とばね受け部とを兼ねる上側鍔状部が設けられるとともに、該上側鍔状部より下側に、下側鍔状部付き円筒状の副弁体が摺動自在に外挿され、該副弁体の外周側に、前記上側鍔状部に係止される内鍔状引っ掛け部が設けられるとともに、前記下側鍔状部に固着された円筒状抜止部材が配設されており、
   前記上側鍔状部と前記下側鍔状部との間に前記副弁体を閉弁方向に付勢する圧縮コイルばねが縮装されていることを特徴とする電動弁。
2. 弁室、複数の入出口、及び弁口が設けられた弁本体と、前記弁口を開閉すべく前記弁室に上下動可能に配在された主弁体と、前記弁本体に接合された筒状のキャンと、該キャンの内側に回転可能に配在されたロータ及び該キャンの外側に配在されたステータからなるステッピングモータと、前記ロータの回転を前記主弁体の上下動に変換するねじ送り機構とを備える電動弁であって、
   前記主弁体の外周側に、前記弁口を開閉するための副弁体が上下動可能に配設され、該副弁体は、前記主弁体が前記弁口を閉弁する際、前記弁口を前記主弁体より先に閉弁するようにされており、
   前記主弁体は、前記弁口を開閉する大径の主弁体部と、該主弁体部より上側の小径の胴部とを有し、
   前記副弁体は、前記主弁体部に摺動自在又は隙間を空けて外挿される大径外挿部と、前記胴部に摺動自在に外挿される小径外挿部と、前記大径外挿部と前記小径外挿部との間の、抜止係止部とばね受け部とを兼ねる段差部とを有し、
   前記段差部と前記弁本体に設けられた該段差部より上側の不動部分との間に前記副弁体を閉弁方向に付勢する圧縮コイルばねが縮装されていることを特徴とする電動弁。
3. 前記弁本体における前記弁口に、前記主弁体が接離する主弁シートと前記副弁体が接離する副弁シートとが別個に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動弁。
4. 前記主弁体は、前記主弁シートに対して垂直方向に上下動して前記弁口を開閉するようにされ、前記副弁体は、前記副弁シートに対して垂直方向に上下動して前記弁口を開閉するようにされていることを特徴とする請求項３に記載の電動弁。
5. 前記主弁体に前記副弁体が上下方向に摺動可能かつ抜止係止されて配在されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電動弁。
6. 前記主弁体の内周側に前記副弁体が上下動可能に配在されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の電動弁。
7. 前記主弁体は、円筒状の主弁体部を有し、
   前記副弁体は、前記主弁体部の内周側に摺動自在かつ前記主弁体に設けられた抜止係止部に抜止係止されて配在されており、
   前記副弁体と前記主弁体との間に該副弁体を閉弁方向に付勢する圧縮コイルばねが縮装されていることを特徴とする請求項６に記載の電動弁。
8. 前記副弁体は、前記主弁体に固着された前記抜止係止部を持つ副弁体支持棒に摺動自在に外挿されていることを特徴とする請求項７に記載の電動弁。
9. 前記副弁体は、前記主弁体及び前記抜止係止部を持つ円筒状胴部に摺動自在に内挿されていることを特徴とする請求項７に記載の電動弁。
10. 前記ロータと前記ねじ送り機構との間に遊星歯車式減速機構が設けられていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の電動弁。

Images