JP7055768B2

JP7055768B2 - 電動弁及び冷凍サイクルシステム

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Publication number: JP7055768B2
Application number: JP2019076311A
Authority: JP
Inventors: 雄希北見; 亮司小池
Original assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Current assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Priority date: 2019-04-12
Filing date: 2019-04-12
Publication date: 2022-04-18
Anticipated expiration: 2039-04-12
Also published as: JP2022095807A; CN115076379A; JP2020173003A; CN111810654A; CN111810654B

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。

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、小流量制御域と大流量制御域とで流量制御する電動弁がある。このような電動弁は、室内機に搭載される用途（例えば除湿弁）があり、例えば特開２０００－２２７１６５号公報（特許文献１）に開示されている。

特開２０００－２２７１６５号公報

特許文献１の従来の電動弁（電動式コントロールバルブ）は、二次継手管側の大口径ポート（主弁ポート）に対して主弁体を対向配置し、この主弁体をスリーブ部材でガイドするとともに、弁ハウジング（キャップ部材）と主弁体との間に背圧室を画定している。また、パイロット弁体と主弁体との間に設けた圧縮コイルばねにより主弁体を主弁ポート側に付勢している。そして、パイロット弁体により主弁体に設けられたパイロットポート（小口径ポート）の開度を制御して小流量制御域としている。また、特許文献１には詳細には記載されていないが、この種の電動弁は冷凍サイクルシステムの除湿弁として室内機内に用いられ、主弁体を上昇させることで大口径ポートを弁開とし、例えば暖房運転時の大流量制御域として、大口径ポート側から大流量の流体（冷媒）を流す構成となっている。

しかし、このような暖房運転時の大流量制御域の状態では、大口径ポートから流入する流体の圧力が主弁体を上昇させるが、この圧力と主弁ばね荷重との作用により、主弁体にチャタリングが生じ、主弁体の全開位置のバラツキにより暖房運転時の全開流量がバラツキ、安定した制御が困難である。また、主弁体のチャタリングにより騒音が発生するという問題がある。

本発明は、小流量制御域と大流量制御域とで流量制御する電動弁において、大流量制御域で主弁体のチャタリングを防止して、全開位置を安定させて全開流量を安定させるとともに、騒音を防止することを課題とする。

本発明の電動弁は、内部に主弁室を収容する弁ハウジングと、該弁ハウジングの上部と接合し、内部にマグネットロータを収容するケースとを備え、前記弁ハウジングの側面には、前記主弁室に開口する流体入出用の第１継手管と、前記弁ハウジング下部に設けた主弁ポートに接続する流体入出用の第２継手管とを備え、前記主弁室の主弁ポートを開閉する主弁体と、前記主弁体に設けられた副弁室の副弁ポートの開度を変更する副弁体と、前記主弁体を該主弁体の背圧室側から前記主弁ポート側に付勢する主弁ばねと、前記副弁体を軸線方向に進退駆動する駆動部と、を備え、前記副弁体が前記主弁体の副弁ガイド孔内にて前記軸線方向に摺動自在に挿通され、前記主弁体が前記主弁ポートを閉とした状態で、前記副弁体が前記副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を全開状態として、前記主弁ポートから流入する大流量の流体を前記主弁室から側部ポートに流す大流量制御域と、の二段の流量制御域を有する電動弁であって、前記主弁体が前記主弁ポートを閉とした状態から前記全開状態に亘る全域において、前記背圧室と前記主弁室とを導通する排圧路であって、前記副弁ガイド孔における前記主弁体と前記副弁体とのクリアランスの前記軸線と直交する断面の断面積より大きな開口面積を有する排圧路を備え、前記主弁室と前記副弁室とが導通し、該副弁室と前記背圧室とが前記クリアランスにより導通することを特徴とする。

このような本発明によれば、主弁ポート側からの高圧の流体が主弁体と副弁ガイド孔とのクリアランスから前記背圧室に流入しても、この背圧室の高圧流体を排圧路から主弁室に排出することができる。また、排圧路の開口面積は前記クリアランスの断面積より大きくなっているので、背圧室の高圧流体を速やかに主弁室に排出することができる。ここで、背圧室が高圧になりすぎると、主弁体が主弁ばねを圧縮しにくくなるため、主弁体の挙動が不安定になってチャタリングが発生する。しかし、本発明によれば、背圧室の高圧流体を速やかに主弁室に排出できるので、主弁ばねを速やかに安定した圧縮状態にでき、大流量制御域で主弁体のチャタリングを防止して全開位置を安定させ、全開流量を安定させることができるとともに、チャタリングによる騒音を防止することができる。

さらに、前記主弁体を主弁ガイド孔内に挿通して該主弁体を前記軸線方向にガイドするガイド部材を備え、前記排圧路が、前記主弁体の側部のＤカット面と前記主弁ガイド孔の内周面との間に形成されているものが好ましい。

さらに、前記主弁体を主弁ガイド孔内に挿通して該主弁体を前記軸線方向にガイドするガイド部材を備え、前記排圧路が、前記主弁ガイド孔の内周の前記軸線と平行な溝により形成されているものが好ましい。

さらに、前記主弁体を主弁ガイド孔内に挿通して該主弁体を前記軸線方向にガイドするガイド部材を備え、前記排圧路が、前記主弁体の外周の前記軸線と平行な溝により形成されているものが好ましい。

さらに、前記主弁体を主弁ガイド孔内に挿通して該主弁体を前記軸線方向にガイドするガイド部材を備え、前記排圧路が、前記主弁体の側部と前記主弁ガイド孔の内周面とのクリアランスにより形成されているものが好ましい。

さらに、前記主弁体を主弁ガイド孔内に挿通して該主弁体を前記軸線方向にガイドするガイド部材を備え、前記排圧路が、前記主弁ガイド孔の上部と前記ケース内部とを導通する導通孔により形成されているものが好ましい。

本発明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、前記いずれかの電動弁が、前記除湿弁として用いられていることを特徴とする。

また、本発明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を含む冷凍サイクルシステムであって、前記いずれかの電動弁が、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。

このような冷凍サイクルシステムによれば、暖房運転時に前述の電動弁による効果と同様に、全開流量が安定した制御を行うことができるとともに、騒音を防止できるシステムを構成できる。

本発明の電動弁及び冷凍サイクルシステムによれば、二段の流量制御域を有する電動弁において、流体の全開流量を安定させることができるとともに、騒音を防止できる。

本発明の第１実施形態の電動弁の小流量制御域状態の縦断面図である。第１実施形態の電動弁の主弁体の全開状態で暖房運転時の縦断面図である。第１実施形態の電動弁の主弁体の全開状態で暖房運転時の平断面図（図２のＡ－Ａ断面図）である。本発明の第２実施形態の電動弁の主弁体の全開状態で暖房運転時の（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は平断面図（Ａ－Ａ断面図）である。本発明の第３実施形態の電動弁の主弁体の全開状態で暖房運転時の（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は平断面図（Ａ－Ａ断面図）である。本発明の第４実施形態の電動弁の主弁体の全開状態で暖房運転時の（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は平断面図（Ａ－Ａ断面図）である。本発明の第５実施形態の電動弁の主弁体の全開状態で暖房運転時の縦断面図である。本発明の第６実施形態の電動弁の主弁体の全開状態で暖房運転時の縦断面図である。本発明の実施形態の冷凍サイクルシステムを示す図である。

次に、本発明の電動弁及び冷凍サイクルシステムの実施形態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小流量制御域状態の縦断面図、図２は第１実施形態の電動弁の主弁体の全開状態で暖房運転時の縦断面図、図３は第１実施形態の電動弁の主弁体の全開状態で暖房運転時の平断面図であり、この図３は図２のＡ－Ａ断面図である。なお、以下の説明における「上下」の概念は図１及び図２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、「副弁体」としてのニードル弁４と、駆動部５と、を備えている。

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、その内側に主弁室１Ｒを有している。弁ハウジング１の外周片側には主弁室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、弁ハウジング１の第２継手管１２の主弁室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を介して主弁室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（貫通した孔）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。

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より小径で圧入部２１の上下に位置する略円柱状のガイド部２２，２３と、上側のガイド部２２の上部に延設されたホルダ部２４と、圧入部２１の外周に設けられたリング状のフランジ部２５とを有している。圧入部２１、ガイド部２２，２３、ホルダ部２４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２５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２５は、インサート成形により樹脂製の圧入部２１と共に一体に設けられている。

ガイド部材２は、圧入部２１により弁ハウジング１に組み付けられ、フランジ部２５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、圧入部２１及び上下のガイド部２２，２３の内側には軸線Ｌと同軸の円筒形状の主弁ガイド孔２Ａが形成されるとともに、ホルダ部２４の中心には、主弁ガイド孔２Ａと同軸の雌ねじ部２４ａとそのねじ孔が形成されている。そして、下側のガイド部２３の内側で主弁ガイド孔２Ａ内には主弁体３が配設されている。

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、「副弁ガイド孔」としての円柱状のニードルガイド孔３２ａを有する保持部３２と、ニードルガイド孔３２ａの底部を構成する副弁座３３と、保持部３２の端部に設けられたリテーナ３４と、を有している。なお、ニードルガイド孔３２ａの下側一部は副弁室３Ｒとなっている。保持部３２のニードルガイド孔３２ａ内には、後述のロータ軸５１に取り付けられたワッシャ４２とロータ軸５１と一体に形成されたガイド用ボス部４３とが挿通されるとともに、リング状のリテーナ３４は保持部３２の上端に嵌合固着または溶接等により固着されている。

また、リテーナ３４と主弁ガイド孔２Ａの上端部との間には、主弁ばね３５が配設されており、この主弁ばね３５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の中心には軸線Ｌを中心とする円筒形状の副弁ポート３３ａが形成されている。また、保持部３２の側面の少なくとも一箇所には、副弁室３Ｒと主弁室１Ｒとを導通する導通孔３２ｂが形成されており、副弁体としてのニードル弁４が副弁ポート３３ａを開状態としたとき、主弁室１Ｒ、副弁室３Ｒ、副弁ポート３３ａ及び主弁ポート１３ａが導通する。

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側に連なる先端に向かって徐々に径が小さくなる円錐台状のニードル部４１とを一体に形成して備えている。また、ニードル弁４は、ロータ軸５１に取り付けられた潤滑性樹脂からなる円環状のワッシャ４２と、ロータ軸５１と一体に形成されたガイド用ボス部４３と、を有している。そして、ワッシャ４２とガイド用ボス部４３は、ニードルガイド孔３２ａ内に摺動可能に挿通されている。すなわち、このワッシャ４２の外周とニードルガイド孔３２ａの内周との間には所定のクリアランスが設けられている。

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、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。

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２４ａ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２４ａ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。

以上の構成により、ステッピングモータ５Ａが駆動されるとマグネットロータ５２及びロータ軸５１が回転し、マグネットロータ５２と共にロータ軸５１の雄ねじ部５１ａとガイド部材２の雌ねじ部２４ａ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。また、ニードル弁４が上昇するとき、ワッシャ４２が主弁体３のリテーナ３４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から離座する。なお、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の小流量制御域状態では、主弁体３は主弁座１３に着座した状態で主弁ポート１３ａが弁閉となり、ニードル弁４により副弁ポート３３ａの開度が制御され、小流量の制御が行われる。また、例えば冷凍サイクルシステムの圧縮機が停止して流体（冷媒）が停止した状態で、ニードル弁４と主弁体３が上昇されると、図２のように主弁ポート１３ａが全開状態となる。これにより、図６の冷凍サイクルシステムに示す破線矢印方向の冷媒が流れる暖房運転時、電動弁１００の第２継手管１２から第１継手管１１へ大流量の流体（冷媒）が流される。

主弁体３はガイド部材２の主弁ガイド孔２Ａ内に配設されているが、この主弁ガイド孔２Ａの主弁体３の上部空間は主弁体３に対する背圧室２Ｒとなっている。また、図２、図３に示すように、主弁体３の保持部３２の外周一箇所には、軸線Ｌと平行なＤカット面３ａが形成され、主弁ガイド孔２ＡとＤカット面３ａとの間は、背圧室２Ｒと主弁室１Ｒとを導通する排圧路１０となっている。この排圧路１０の軸線Ｌと直交する断面の断面積すなわち開口面積は、ニードルガイド孔３２ａ（副弁ガイド孔）におけるニードル弁４（副弁体）のガイド用ボス部４３またはワッシャ４２のクリアランスの軸線Ｌと直交する断面の断面積のうち小さい方の断面積（ニードル弁部のクリアランス断面積という。）よりも大きくなっている。

そして、図２の状態で暖房運転として第２継手管１２から大流量の流体が流れると、高圧の流体がニードルガイド孔３２ａとニードル弁４のガイド用ボス部４３及びワッシャ４２とのクリアランスを介して背圧室２Ｒに流入するが、この背圧室２Ｒの流体は排圧路１０を介して主弁室１Ｒに排出される。排圧路１０の断面積の方がニードル弁部のクリアランス断面積よりも大きいため、背圧室２Ｒが高圧にならず、主弁体３の下部には高圧が働き、主弁体３の背圧室側の上部には主弁体３の下部より低い圧力が働くこととなる。したがって、主弁体３の上下に作用する流体の圧力差により、主弁体３が主弁ばね３５の付勢力に抗して上昇し、主弁ばね３５は完全に圧縮されない状態で主弁体３の軸線Ｌ方向の位置、すなわち全開位置を保持する。なお、この実施形態では、ガイド部材２のガイド部２２の側面の少なくとも一箇所には、背圧室２Ｒとケース１４内とを導通する導通孔２２ａが形成されている。また、図３に示すように、ガイド部材２のフランジ部２５には、主弁室１Ｒとケース１４内とを導通する導通孔２５ａが形成されている。そして、この導通孔２２ａ、ケース１４内及び導通孔２５ａを介しても背圧室２Ｒと主弁室１Ｒとが導通される。

以上のように主弁体３が主弁ポート１３ａ側からの高圧の流体により上昇し、主弁ばね３５を圧縮して所定位置に保持されるので、主弁体３の全開位置が所定の位置で安定するため、第２継手管１２から第１継手管１１へ流れる流体の流量（全開流量）が安定する。また、主弁体３のチャタリングが防止されるので、騒音を防止できる。

図４、図５及び図６は本発明の第２、第３及び第４実施形態の電動弁の主弁体の全開状態で暖房運転時の（Ａ）は縦断面図であり、（Ｂ）はその平断面図（Ａ－Ａ断面図）である。なお、以下の第２実施形態、第３実施形態及び第４実施形態において第１実施形態と異なる点は排圧路の構成であり、第１実施形態と同様な要素には図１乃至図３と同符号を付記して重複する説明は適宜省略する。

図４の第２実施形態では、ガイド部材２において、上下のガイド部２２，２３と圧入部２１の主弁ガイド孔２Ａの内周面の２箇所に軸線Ｌと平行な溝を形成するとともに、この溝に対応するフランジ部２５の２箇所に切り欠きを形成することにより、背圧室２Ｒと主弁室１Ｒとを導通する排圧路２０，２０を形成したものである。これらの溝の軸線Ｌと直交する断面の断面積は、上記のニードル弁部のクリアランス断面積よりも大きくなっている。

この第２実施形態でも、高圧の流体がニードルガイド孔３２ａとニードル弁４のガイド用ボス部４３及びワッシャ４２とのクリアランスを介して背圧室２Ｒに流入するが、この背圧室２Ｒの流体は排圧路２０を介して主弁室１Ｒに排出される。したがって、第１実施形態と同様に、背圧室２Ｒが高圧にならず、主弁体３が主弁ポート１３ａ側からの高圧の流体により上昇し、主弁ばね３５を圧縮して所定位置に保持されるので、主弁体３の全開位置が所定の位置で安定するため、第２継手管１２から第１継手管１１へ流れる流体の流量（全開流量）が安定する。また、主弁体３のチャタリングが防止されるので、騒音を防止できる。

図５の第３実施形態では、主弁体３の外周面の２箇所に軸線Ｌと平行な溝を形成することにより、背圧室２Ｒと主弁室１Ｒとを導通する排圧路２０′，２０′を形成したものである。これらの溝の軸線Ｌと直交する断面の断面積は、上記のニードル弁部のクリアランス断面積よりも大きくなっている。

この第３実施形態でも、高圧の流体がニードルガイド孔３２ａとニードル弁４のガイド用ボス部４３及びワッシャ４２とのクリアランスを介して背圧室２Ｒに流入するが、この背圧室２Ｒの流体は排圧路２０′を介して主弁室１Ｒに排出される。したがって、第１実施形態と同様に、背圧室２Ｒが高圧にならず、主弁体３が主弁ポート１３ａ側からの高圧の流体により上昇し、主弁ばね３５を圧縮して所定位置に保持されるので、主弁体３の全開位置が所定の位置で安定するため、第２継手管１２から第１継手管１１へ流れる流体の流量（全開流量）が安定する。また、主弁体３のチャタリングが防止されるので、騒音を防止できる。

図６の第４実施形態では、ガイド部材２において、上下のガイド部２２，２３と圧入部２１を貫通する主弁ガイド孔２Ａの内周の径を第１実施形態より僅かに大きくし、この主弁ガイド孔２Ａと主弁体３の保持部３２の外周との間に、背圧室２Ｒと主弁室１Ｒとを導通する排圧路３０を形成したものである。

この第３実施形態でも、高圧の流体がニードルガイド孔３２ａとニードル弁４のガイド用ボス部４３及びワッシャ４２とのクリアランスを介して背圧室２Ｒに流入するが、この背圧室２Ｒの流体は排圧路３０を介して主弁室１Ｒに排出される。したがって、第１実施形態と同様に、背圧室２Ｒが高圧にならず、主弁体３が主弁ポート１３ａ側からの高圧の流体により上昇し、主弁ばね３５を圧縮して所定位置に保持されるので、主弁体３の全開位置が所定の位置で安定するため、第２継手管１２から第１継手管１１へ流れる流体の流量（全開流量）が安定する。また、主弁体３のチャタリングが防止されるので、騒音を防止できる。

図７及び図８は本発明の第５及び第６実施形態の電動弁の主弁体の全開状態で暖房運転時の縦断面図である。なお、以下の第５実施形態及び第６実施形態において第１実施形態と異なる点は排圧路の構成であり、第１実施形態と同様な要素には図２と同符号を付記して重複する説明は適宜省略する。

図７の第５実施形態では、ガイド部材２の上側のガイド部２２において背圧室２Ｒとケース１４の内部を導通する導通孔２２ａ′の内径を第１実施形態よりも大きくして排圧路を形成したものである。この導通孔２２ａ′の流路断面積は、上記のニードル弁部のクリアランス断面積よりも大きくなっている。

図８の第６実施形態では、ガイド部材２の上側のガイド部２２において背圧室２Ｒとケース１４の内部を導通する導通孔２２ａ″を複数（図では２個）設けて排圧路を形成したものである。複数の導通孔２２ａ″の流路断面積の合計は、上記のニードル弁部のクリアランス断面積よりも大きくなっている。

この第５実施形態及び第６実施形態でも、高圧の流体がニードルガイド孔３２ａとニードル弁４のガイド用ボス部４３及びワッシャ４２のとのクリアランスを介して背圧室２Ｒに流入するが、この背圧室２Ｒの流体は排圧路としての導通路２２ａ′または２２ａ″を介してケース１４からフランジ２５の導通孔２５ａを通って主弁室１Ｒに排出される。したがって、第１実施形態と同様に、背圧室２Ｒが高圧にならず、主弁体３が主弁ポート１３ａ側からの高圧の流体により上昇し、主弁ばね３５を圧縮して所定位置に保持されるので、主弁体３の全開位置が所定の位置で安定するため、第２継手管１２から第１継手管１１へ流れる流体の流量（全開流量）が安定する。また、主弁体３のチャタリングが防止されるので、騒音を防止できる。

次に、図９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。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。前記各実施形態の電動弁１００は、空気調和機の第１室内側熱交換器９１（除湿時冷却器として作動）と第２室内側熱交換器９２（除湿時加熱器として作動）との間に設けられており、圧縮機９５、四方弁９６、室外側熱交換器９４および電子膨張弁９３とともに、ヒ－トポンプ式冷凍サイクルを構成している。第１室内側熱交換器９１と第２室内側熱交換器９２及び電動弁１００は室内に設置され、圧縮機９５、四方弁９６、室外側熱交換器９４および電子膨張弁９３は室外に設置されていて冷暖房装置を構成している。

除湿弁としての実施形態の電動弁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９４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９３は、蒸発器と凝縮器の間に設けられている。

以上の冷凍サイクルシステムは、本発明の電動弁を除湿弁として用いた例であるが、本発明の電動弁は、上記の電子膨張弁としての電動弁９３に適用することもできる。この場合、除湿弁が有る場合でも無い場合でもよい。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。例えば、前記実施形態では、家庭用エアコン等の空気調和機に用いられる電動弁１００を例示したが、本発明の電動弁は、家庭用エアコンに限らず、業務用エアコンであってもよいし、空気調和機に限らず、各種の冷凍機等にも適用可能である。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述し、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。

１弁ハウジング
１Ｒ主弁室
１１第１継手管
１２第２継手管
１３主弁座
１３ａ主弁ポート
１４ケース
Ｌ軸線
２ガイド部材
２Ａ主弁ガイド孔
２Ｒ背圧室
２１圧入部
２２上側のガイド部
２２ａ導通孔
２３下側のガイド部
２４ホルダ部
２４ａ雌ねじ部
２５フランジ部
３主弁体
３ａＤカット面
３Ｒ副弁室
３１主弁部
３２保持部
３２ａニードルガイド孔（副弁ガイド孔）
３２ｂ導通孔
３３副弁座
３３ａ副弁ポート
３４リテーナ
３５主弁ばね
４ニードル弁（副弁体）
４１ニードル部
４２ワッシャ
４３ガイド用ボス部
５駆動部
５Ａステッピングモータ
５Ｂねじ送り機構
５Ｃストッパ機構
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
１０排圧路
２０排圧路
３０排圧路
９１第１室内側熱交換器
９２第２室内側熱交換器
９３電子膨張弁
９４室外側熱交換器
９５圧縮機
９６四方弁
１００電動弁

Claims

内部に主弁室を収容する弁ハウジングと、該弁ハウジングの上部と接合し、内部にマグネットロータを収容するケースとを備え、前記弁ハウジングの側面には、前記主弁室に開口する流体入出用の第１継手管と、前記弁ハウジング下部に設けた主弁ポートに接続する流体入出用の第２継手管とを備え、
前記主弁室の主弁ポートを開閉する主弁体と、前記主弁体に設けられた副弁室の副弁ポートの開度を変更する副弁体と、前記主弁体を該主弁体の背圧室側から前記主弁ポート側に付勢する主弁ばねと、前記副弁体を軸線方向に進退駆動する駆動部と、を備え、前記副弁体が前記主弁体の副弁ガイド孔内にて前記軸線方向に摺動自在に挿通され、前記主弁体が前記主弁ポートを閉とした状態で、前記副弁体が前記副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を全開状態として、前記主弁ポートから流入する大流量の流体を前記主弁室から側部ポートに流す大流量制御域と、の二段の流量制御域を有する電動弁であって、
前記主弁体が前記主弁ポートを閉とした状態から前記全開状態に亘る全域において、前記背圧室と前記主弁室とを導通する排圧路であって、前記副弁ガイド孔における前記主弁体と前記副弁体とのクリアランスの前記軸線と直交する断面の断面積より大きな開口面積を有する排圧路を備え、前記主弁室と前記副弁室とが導通し、該副弁室と前記背圧室とが前記クリアランスにより導通することを特徴とする電動弁。
前記主弁体を主弁ガイド孔内に挿通して該主弁体を前記軸線方向にガイドするガイド部材を備え、前記排圧路が、前記主弁体の側部のＤカット面と前記主弁ガイド孔の内周面との間に形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。
前記主弁体を主弁ガイド孔内に挿通して該主弁体を前記軸線方向にガイドするガイド部材を備え、前記排圧路が、前記主弁ガイド孔の内周の前記軸線と平行な溝により形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。
前記主弁体を主弁ガイド孔内に挿通して該主弁体を前記軸線方向にガイドするガイド部材を備え、前記排圧路が、前記主弁体の外周の前記軸線と平行な溝により形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。
前記主弁体を主弁ガイド孔内に挿通して該主弁体を前記軸線方向にガイドするガイド部材を備え、前記排圧路が、前記主弁体の側部と前記主弁ガイド孔の内周面とのクリアランスにより形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。
前記主弁体を主弁ガイド孔内に挿通して該主弁体を前記軸線方向にガイドするガイド部材を備え、前記排圧路が、前記主弁ガイド孔の上部と前記ケース内部とを導通する導通孔により形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。
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１乃至６のいずれか一項に記載の電動弁が、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。
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を含む冷凍サイクルシステムであって、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電動弁が、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。