JP7157105B2 - 電動弁及び冷凍サイクルシステム - Google Patents

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、この種の電動弁として、ステッピングモータのマグネットロータの回転によりねじ送り機構を介してロータ軸を直動させ、このロータ軸に連結された弁部材で弁ポートを開閉するものがある。このような電動弁は例えば特開２０１６－１５６４４７号公報（特許文献１）及び特開２０１５－９０２０４号公報（特許文献２）に開示されている。

特許文献１の従来の電動弁は、マグネットロータと弁軸（ロータ軸）とを固定する構造として、マグネットロータの軸芯部分に設けた連結体（固定部材）に弁軸を挿通し、この連結体と弁軸とを溶接等で固定するようにしている。

特開２０１６－１５６４４７号公報 特開２０１５－９０２０４号公報

上述したように、マグネットロータの軸芯部分に設けた連結体（固定部材）と弁軸（ロータ軸）とを溶接により固定する場合、連結体と弁軸とのそれぞれの熱容量を適切な関係とすることが要求される。例えば、連結体に比べて弁軸の熱容量が小さい場合、過大な溶接熱が弁軸に加わり、弁軸が変形してしまう虞がある。また、弁軸が先に溶融して連結体の溶融が足りずに十分な固定強度が得られず、連結体が弁軸から外れてしまう虞もある。

本発明は、モータ部がマグネットロータ及びロータ軸を回転させて、ロータ軸の回転に伴う弁部材の進退移動によって弁ポートを開閉させる電動弁において、マグネットロータの固定部材とロータ軸とを溶接固定し、ロータ軸の変形を防止できるとともに、固定強度を向上させた電動弁を提供することを課題とする。

請求項１の電動弁は、モータ部がマグネットロータ及び金属製のロータ軸を回転させるとともに、前記ロータ軸の回転に伴う弁部材の進退移動によって弁ポートを開閉させる電動弁において、前記マグネットロータは、磁性を有したマグネット本体と、前記マグネット本体の中央に該マグネット本体と一体成形された金属製の固定部材と、を有し、前記固定部材は、前記一体成形にて前記マグネット本体に結合された固定部材本体部と、前記固定部材本体部の外径より小径で、かつ、前記固定部材本体部の体積より体積の小さな円筒状の円筒部と、を有して形成されるとともに、前記固定部材本体部と前記円筒部とを前記ロータ軸の軸線方向に貫通する挿通孔が設けられ、前記ロータ軸が前記挿通孔に挿通されるとともに、前記円筒部と前記ロータ軸とが、前記挿通孔の開口端部の周囲の一部にて溶接により固定されており、前記円筒部の前記開口端部の内径角部の形状が、Ｃ０．１以下の糸面取り形状、であり、前記ロータ軸の軸線回りの回転対称な複数箇所において前記円筒部の前記挿通孔の前記開口端部と前記ロータ軸とが溶接されており、前記溶接による各溶融凝固部が、前記軸線回りの９０°以下の角度範囲に亘って、前記軸線に沿った方向からの平面視で扁平湾曲状の蒲鉾型に形成されていることを特徴とする。
請求項２の電動弁は、モータ部がマグネットロータ及び金属製のロータ軸を回転させるとともに、前記ロータ軸の回転に伴う弁部材の進退移動によって弁ポートを開閉させる電動弁において、前記マグネットロータは、磁性を有したマグネット本体と、前記マグネット本体の中央に該マグネット本体と一体成形された金属製の固定部材と、を有し、前記固定部材は、前記一体成形にて前記マグネット本体に結合された固定部材本体部と、前記固定部材本体部の外径より小径で、かつ、前記固定部材本体部の体積より体積の小さな円筒状の円筒部と、を有して形成されるとともに、前記固定部材本体部と前記円筒部とを前記ロータ軸の軸線方向に貫通する挿通孔が設けられ、前記ロータ軸が前記挿通孔に挿通されるとともに、前記円筒部と前記ロータ軸とが、前記挿通孔の開口端部の周囲の一部にて溶接により固定されており、前記ロータ軸の軸線回りの回転対称な複数箇所において前記円筒部の前記挿通孔の前記開口端部と前記ロータ軸とが溶接されており、前記溶接による各溶融凝固部が、前記軸線回りの９０°以下の角度範囲に亘って形成されており、前記円筒部の、前記固定部材本体部と反対側で前記開口端部が設けられた端面において、前記円筒部の内周面から径方向外側に向かって形成された各溶融凝固部の径方向長さが、前記円筒部の径方向の肉厚の１／２以上であることを特徴とする。

請求項３の電動弁は、請求項１に記載の電動弁であって、前記円筒部の前記開口端部の内径角部の形状が、前記糸面取り形状に替えて、前記ロータ軸の外周に接するエッジ形状となっていることを特徴とする。
請求項４の電動弁は、請求項２に記載の電動弁であって、前記円筒部の前記開口端部の内径角部の形状が、前記ロータ軸の外周に接するエッジ形状、または、Ｃ０．１以下の糸面取り形状、であることを特徴とする。

請求項５の電動弁は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電動弁であって、前記ロータ軸の軸線回りの対向する２箇所において前記円筒部の前記挿通孔の前記開口端部と前記ロータ軸とが溶接されており、前記溶接による各溶融凝固部が、前記軸線回りの４５°～９０°の範囲内に形成されていることを特徴とする。

請求項６の電動弁は、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電動弁であって、前記ロータ軸と前記固定部材とが同材質であることを特徴とする。

請求項７の電動弁は、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電動弁であって、前記固定部材本体部が円柱形状であり、前記固定部材本体部の前記軸線方向の寸法が、前記円筒部の前記軸線方向の寸法より大であることを特徴とする。

請求項８の電動弁は、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電動弁であって、前記ロータ軸の径をＤ、前記円筒部の径方向の肉厚をｔ、前記円筒部の前記軸線方向の寸法をＨ、としたとき、
ｔ＜Ｄ／２，Ｈ／ｔ≧１
であることを特徴とする。
請求項９の電動弁は、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の電動弁であって、前記ロータ軸が、前記弁部材とは反対側に位置する第１軸部と、当該第１軸部における前記弁部材側の端部に隣接して位置し、前記第１軸部の長さ以下の長さで前記第１軸部よりも径が大きい第２軸部とを有し、前記固定部材における前記弁部材側の面が前記第１軸部と前記第２軸部との境界部に位置するように、前記円筒部と前記ロータ軸とが固定されていることを特徴とする。
請求項１０の電動弁は、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の電動弁であって、前記マグネット本体は、円筒状のマグネット部と、当該マグネット部の内部の前記軸線方向の略中央部に延在し、前記弁部材側に突出したボス部が中央に設けられた円盤部と、を有し、前記固定部材本体部は、前記軸線方向について、前記円盤部における前記弁部材とは反対側の面から前記ボス部における前記弁部材側の端部に至るまで延在するように前記円盤部に結合されていることを特徴とする。

請求項１１の冷凍サイクルシステムは、圧縮機と、凝縮器と、膨張弁と、蒸発器と、を含む冷凍サイクルシステムであって、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の電動弁が、前記膨張弁として用いられていることを特徴とする。

請求項１乃至１０の電動弁によれば、固定部材本体部の外径より小径で体積が小さく熱容量の小さな円筒部において、全周溶接ではなく部分的に溶接されているので、溶接時に過大な溶接熱の発生を抑えるように溶接できて、溶接熱によるロータ軸の変形のない範囲で溶け込み量を増やせるため、部分的強度が全体の接合強度の向上として作用し、マグネットロータ（その一部の固定部材）がロータ軸から外れなくなる。また、マグネット本体に結合された固定部材本体部の方が、溶接で接合される円筒部よりも外径が大きいので、マグネットロータの回転時にマグネット本体のトルクを固定部材本体部に無理なく伝達することができ、マグネット本体から固定部材が外れなくなる。

また、請求項３，４の電動弁によれば、円筒部の上端の内径角部をエッジ形状、または、Ｃ０．１以下の糸面取り形状としたので、固定部材（円筒部）の端部において、ロータ軸との隙間が小さくなり、部品ばらつきや溶接ばらつきに対しても、溶接性が向上し、固定強度がさらに向上する。

請求項６の電動弁によれば、ロータ軸と固定部材とを同材質としたので、熱伝導率が同じであり、ロータ軸と固定部材とが均等に溶融し、さらに固定強度が向上する。例えば、ロータ軸が先に溶融してしまうこともない。

請求項７の電動弁によれば、固定部材本体部が円柱形状であり、固定部材本体部の軸線方向の寸法が、円筒部の軸線方向の寸法より大である。したがって、固定部材本体部の熱容量を十分に確保でき、マグネット本体に対する溶接熱の影響を抑制できる。

請求項１１の冷凍サイクルシステムによれば、請求項１乃至１０と同様な効果が得られる。

本発明の実施形態の電動弁の縦断面図である。 実施形態の電動弁におけるマグネットロータ及びロータ軸の要部拡大断面図である。 図２のＡ－Ａ矢視図である。 図２のＢ－Ｂ断面図及び一部拡大図である。 実施形態の固定部材の変形例１を示す図である。 実施形態の固定部材の変形例２を示す図である。 実施形態の固定部材の変形例３を示す図である。 実施形態の冷凍サイクルシステムを示す図である。

次に、本発明の電動弁及び冷凍サイクルシステムの実施形態を図面を参照して説明する。図１は実施形態の電動弁の縦断面図、図２は実施形態の電動弁におけるマグネットロータ及びロータ軸の要部拡大断面図、図３は図２のＡ－Ａ矢視図、図４は図２のＢ－Ｂ断面図及び一部拡大図である。なお、以下の説明における「上下」の概念は図１の図面における上下に対応する。

この電動弁１００は、「モータ部」としてのステッピングモータ１０と、弁ハウジング４０と、弁機構部５０と、非磁性体からなる密閉ケース６０とを備えている。

ステッピングモータ１０は、ロータ軸１と、密閉ケース６０の内部に回転可能に配設されたマグネットロータ２と、密閉ケース６０の外周においてマグネットロータ２に対して対向配置されたステータユニット３とで構成されている。後述するように、ロータ軸１はマグネットロータ２の中心に取り付けられ、このロータ軸１は弁機構部５０側に延設されている。ステータユニット３は、樹脂製のボビン３１と、ボビン３１に巻装された上下一対のテータコイル３２と、磁性体からなる継鉄（ヨーク）３３を備えている。そして、継鉄３３の外周端部は円筒ガイカン３４内に嵌合され、継鉄３３と円筒ガイカン３４は樹脂モールド３５によって密閉されている。

弁ハウジング４０はステンレス等で略円筒形状に形成されており、その内側に弁室４０Ｒを有している。弁ハウジング４０の外周片側には弁室４０Ｒに導通される第１継手管４１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４２が接続されている。また、第２継手管４２の弁室４０Ｒ側には弁座リング４３が嵌合されている。弁座リング４３の上端内側は弁ポート４３ａとなっており、第２継手管４２は弁ポート４３ａを介して弁室４０Ｒに導通される。なお、第１継手管４１、第２継手管４２及び弁座リング４３は、弁ハウジング４０に対してろう付け等により固着されている。

弁機構部５０は、支持部材５１と、弁ホルダ５２と、「弁部材」としてのニードル弁５３とを有している。支持部材５１は例えば合成樹脂製で略円柱形状に形成されており、その外周にはインサート成形により一体に設けられたステンレス製のフランジ部５１１を介して弁ハウジング４０の上端部に溶接等により固定されている。支持部材５１の中心には、ロータ軸１の軸線Ｌと同軸の雌ねじ部５１ａとそのねじ孔が形成されるとともに、雌ねじ部５１ａのねじ孔よりも径の大きな円筒状のガイド孔５１ｂが形成されている。

弁ホルダ５２は円筒状の部材であり、ガイド孔５１ｂ内に嵌合されて軸線Ｌ方向に摺動可能に配設されている。そして、弁ホルダ５２の下端部にニードル弁５３が固着されている。弁ホルダ５２内には、バネ受け５２ａが軸線Ｌ方向に移動可能に設けられ、バネ受け５２ａとニードル弁５３との間に圧縮コイルバネ５２ｂが所定の荷重を与えられた状態で取り付けられている。

ロータ軸１の支持部材５１側の外周には雄ねじ部１ａが形成されており、この雄ねじ部１ａが支持部材５１の雌ねじ部５１ａに螺合されている。そして、支持部材５１のガイド孔５１ｂ内で、弁ホルダ５２の上端部がロータ軸１の下端部に係合され、弁ホルダ５２及びニードル弁５３はロータ軸１によって回転可能に吊り下げた状態で支持されている。

密閉ケース６０は、上端部が塞がれた略円筒形状に形成されており、弁ハウジング４０の上端に溶接等によって気密に固定されている。また、密閉ケース６０内の上部には、ガイド保持筒６１が嵌合され、このガイド保持筒６１の中央の円筒部６１ａ内にガイド６２が嵌め込まれている。ガイド６２は中央にガイド孔６２ａを有しており、このガイド孔６２ａ内にロータ軸１の上端部が回動自在に嵌め込まれている。円筒部６１ａの外周には、螺旋ガイド線体６３が装着されるとともに螺旋ガイド線体６３に螺合した可動ストッパ部材６４が設けられている。

以上の構成により、ステッピングモータ１０の駆動により、マグネットロータ２及びロータ軸１が回転し、ロータ軸１の雄ねじ部１ａと支持部材５１の雌ねじ部５１ａとのねじ送り機構により、ロータ軸１が軸線Ｌ方向に移動する。そして、ニードル弁５３が軸線Ｌ方向に移動して弁座リング４３に対して近接又は離間する。これにより、弁ポート４３ａが開閉され、第１継手管４１から第２継手管４２へ、あるいは第２継手管４２から第１継手管４１へ流れる冷媒の流量が制御される。

また、マグネットロータ２には突起部２４が形成されており、マグネットロータ２の回転に伴って突起部２４が可動ストッパ部材６４を蹴り回すことにより、可動ストッパ部材６４が螺旋ガイド線体６３との螺合によって旋回しながら上下動する。そして、可動ストッパ部材６４が、螺旋ガイド線体６３の下端ストッパ６３ａに当接することによって、ロータ軸１の最下端位置での回転ストッパ作用が得られる。また、可動ストッパ部材６４が、ガイド保持筒６１の上端ストッパ６１ｂに当接することによって、ロータ軸１の最上端位置での回転ストッパ作用が得られる。

このように電動弁１００は、ステッピングモータ１０（モータ部）がマグネットロータ２及び金属製のロータ軸１を回転させるとともに、ロータ軸１の回転に伴うニードル弁５３の進退移動によって弁ポート４３ａを開閉させる電動弁である。

ロータ軸１はステンレス製のロッド部材を加工して形成されており、支持部材５１よりも上方に位置する第１軸部１１と、この第１軸部１１よりも径が大きい第２軸部１２とを有している。なお、第２軸部１２の支持部材５１に挿通される部分には前記雄ねじ部１ａが形成されている。また、第１軸部１１と第２軸部１２との径の違いにより、第１軸部１１と第２軸部１２との境界部には、前記ロータ軸１の軸線Ｌ側から第２軸部１２の外径方向に延びてロータ軸１の軸線Ｌに対して直角な面となる段差面部１３を有している。

マグネットロータ２は、外周部を多極に着磁された円筒状のマグネット部２１と、その内部の軸線Ｌ方向の略中央部に延在する円盤部２２と、円盤部２２の中央のボス部２２ａ内に設けられたハブの機能を果たす固定部材２３と、前記の突起部２４とを有している。マグネット部２１と円盤部２２と突起部２４とはＰＰＳ等からなる一体成形部材として「マグネット本体」を構成しており、そのマグネット部２１はＰＰＳ等を母材として磁性粉を混入して成形されている。また、固定部材２３はロータ軸１と同材質のステンレス製であり、この固定部材２３はマグネット部２１及び円盤部２２（そのボス部２２ａ）と共に、インサート成形により一体に成形されている。

マグネットロータ２の一部である固定部材２３は、円柱形状の固定部材本体部２３１と、固定部材本体部２３１より小径で円筒形状の円筒部２３２とを有して形成され、この固定部材本体部２３１と円筒部２３２とは軸線Ｌが中心軸となるように同軸になっている。また、固定部材２３は、固定部材本体部２３１と円筒部２３２とを軸線Ｌ方向に貫通する円柱状の挿通孔２３ａを有している。さらに、固定部材２３は、支持部材５１側の面が、挿通孔２３ａの内周面よりも軸線Ｌから外方に延びる面となっており、この面は、ロータ
軸１の段差面部１３と当接可能な当接面部２３ｂとなっている。

マグネットロータ２は、固定部材２３の挿通孔２３ａ内にロータ軸１（第１軸部１１）を挿通し、固定部材２３の当接面部２３ｂをロータ軸１の段差面部１３に当接させた状態となっている。これにより、ロータ軸１に対するマグネットロータ２の軸線Ｌ方向の位置出しがなされている。そして、固定部材２３における挿通孔２３ａの円筒部２３２側の開口端部の周囲Ａ（図２の二点鎖線）において、その２箇所（一部）にてロータ軸１と円筒部２３２とが溶接により固定され、この溶接による２つの溶融凝固部４，４が形成されている。また、図３に示すように、この溶融凝固部４，４は、それぞれが軸線Ｌ回りの４５°～９０°の範囲内に形成されている。上記の溶接方法は、例えばレーザ溶接によるもので、レーザのスポットを挿通孔２３ａの開口端部とロータ軸１との境界の部分に照射する。このとき、溶融凝固部４の深さが、ロータ軸１と固定部材２３とを確実に固定できる深さとなるように、レーザの出力（強度）を調整する。

このように、固定部材２３は、インサート成形による一体成形にてマグネット部２１及び円盤部２２（マグネット本体）に結合された固定部材本体部２３１を有している。また。固定部材本体部２３１の外径より小径で、かつ、固定部材本体部２３１の体積より体積の小さな円筒状の円筒部２３２を有している。そして、ロータ軸１が挿通孔２３ａに挿通され、円筒部２３２とロータ軸１とが、挿通孔２３ａの開口端部の周囲Ａの一部にて溶接により固定されている。すなわち、固定部材本体部２３１の外径より小径で体積が小さく熱容量の小さい円筒部２３２にて全周溶接ではなく部分的に溶接されている。したがって、溶接時に過大な溶接熱の発生を抑えるように溶接できる。これにより、溶接熱によるロータ軸１の変形のない範囲で溶け込み量を増やせる。したがって、溶融凝固部４，４による部分的強度が全体の接合強度の向上として作用し、マグネットロータ２（固定部材２３）がロータ軸１から外れなくなる。なお、固定部材本体部２３１の方が、溶接で接合される円筒部２３２よりも外径が大きいので、マグネットロータ２の回転時にマグネット本体のトルクを固定部材本体部２３１に無理なく伝達することができ、マグネット本体から固定部材２３が外れなくなる。

また、ロータ軸１の軸線Ｌ回りの対向する２箇所において挿通孔２３ａの開口端部とロータ軸１とが溶接されており、溶接による各溶融凝固部４，４が、軸線Ｌ回りの４５°～９０°の範囲内に形成されている。したがって、溶接時に過大な溶接熱の発生を抑えるように溶接できる。

また、図４の一点鎖線の円で示す一部拡大図に示すように、円筒部２３２の上端の挿通孔２３ａのロータ軸１側の内径角部がＣ０．１以下の糸面取り形状となっている。したがって、固定部材２３の円筒部２３２の端部において、ロータ軸１との隙間が小さくなり、部品ばらつきや溶接ばらつきに対しても、固定部材２３とロータ軸１との溶接性が向上し、固定強度がさらに向上する。なお、挿通孔２３ａのロータ軸１側の内径角部はエッジ形状でもよい。

また、ロータ軸１と固定部材２３とがともにステンレス製で同材質となっているので、熱伝導率が同じであり、ロータ軸１と固定部材２３とが均等に溶融し、さらに固定強度が向上する。

また、固定部材本体部２３１が円柱形状であり、固定部材本体部２３１の軸線Ｌ方向の寸法が、円筒部２３２の軸線Ｌ方向の寸法より大である。したがって、固定部材本体部２３１の熱容量を十分に確保でき、マグネット部２１と円盤部２２とを一体にした「マグネット本体」に対する溶接熱の影響を抑制できる。

また、図２に示すように、ロータ軸１の第１軸部１１の径をＤ、円筒部２３２の径方向の肉厚をｔ、円筒部２３２の軸線Ｌ方向の寸法（高さ）をＨ、としたとき、
ｔ＜Ｄ／２，Ｈ／ｔ≧１
となっている。これにより、円筒部２３２の熱容量が、ロータ軸１の熱容量に対して溶接に適したものとなり、溶接性が向上し、固定強度が向上する。

図５は固定部材の変形例１を示す図である。なお、以下の変形例１乃至３に対応する図５乃至図７において、（Ａ）図は固定部材の平面図、（Ｂ）図は固定部材の縦断面図、（Ｃ）図は固定部材の側面図である。また、マグネットロータ２は図示を省略して縦断面図にてボス部２２ａだけを一点鎖線で示してある。この変形例１の固定部材２５は、ロータ軸１と同材質のステンレス製であり、前記マグネット部２１及び円盤部２２（そのボス部２２ａ）と共に、インサート成形により一体に成形される。また、この変形例１の固定部材２５は、円柱形状の固定部材本体部２５１と、固定部材本体部２５１より小径で円筒形状の円筒部２５２とを有して形成されるとともに、ロータ軸１を挿通する円柱状の挿通孔２５ａを有している。この変形例１の固定部材本体部２５１は前記固定部材本体部２３１と同形状であるが、円筒部２５２は、前記円筒部２３２より小径となっている。

図６は固定部材の変形例２を示す図である。この変形例２の固定部材２６は、ロータ軸１と同材質のステンレス製であり、前記マグネット部２１及び円盤部２２（そのボス部２２ａ）と共に、インサート成形により一体に成形される。また、この変形例２の固定部材２６は、略円柱形状の固定部材本体部２６１と、固定部材本体部２６１より小径で円筒形状の円筒部２６２とを有して形成されるとともに、ロータ軸１を挿通する円柱状の挿通孔２６ａを有している。この変形例２の固定部材本体部２６１は前記固定部材本体部２３１と同径であるが、外周の４箇所に凹溝２６１ａを有している。なお、円筒部２６２は変形例１の円筒部２５２と同形状である。凹溝２６１ａの大きさ、形状は、図の大きさとは限らず、小も大も考えられ、凹溝箇所も４箇所ではなく、４箇所以上でも、４箇所以下でもよい。

図７は固定部材の変形例３を示す図である。この変形例３の固定部材２７は、ロータ軸１と同材質のステンレス製であり、前記マグネット部２１及び円盤部２２（そのボス部２２ａ）と共に、インサート成形により一体に成形される。また、この変形例３の固定部材２７は、四角柱形状の固定部材本体部２７１と、固定部材本体部２７１より小径で円筒形状の円筒部２７２とを有して形成されるとともに、ロータ軸１を挿通する円柱状の挿通孔２７ａを有している。この変形例３の固定部材本体部２７１の最大径部は前記固定部材本体部２３１と同径である。なお、円筒部２７２は変形例１の円筒部２５２と同形状である。

図５（Ｂ）、図６（Ｂ）、図７（Ｂ）に示すように、これらの変形例１乃至３においても、ロータ軸１の軸線Ｌ回りの対向する２箇所において溶接による各溶融凝固部４，４がそれぞれ形成されている。また、これらの変形例１乃至３において固定部材本体部２５１，２６１，２７１の断面形状は同じであり、その最大外径は同じである。しかし、固定部材本体部２５１，２６１，２７１の体積はそれぞれ異なっている。

なお、以上の実施形態及び変形例１乃至３における固定部材本体部２３１，２５１，２６１，２７１の体積は、円筒部２３２，２５２，２６２，２７２の体積のそれぞれ３倍以上であるのが好適である。また、固定部材本体部の形状はその他の形状、例えば三角形や五角形、それ以外の角柱形状でもよい。

また、実施形態及び各変形例では、ロータ軸１の軸線Ｌ回りの対向する２箇所に溶接を施した例について説明したが、溶接箇所は軸線Ｌ回りに１箇所であってもよい。この場合
、軸線周りの１５０°～２７０°の範囲に溶融凝固部が形成されていることが好ましい。また、軸線Ｌ周りの対向する２箇所、軸線Ｌ周りの１箇所に限らず、溶接箇所は軸線Ｌ回りの複数箇所（例：３箇所以上）であってもよい。この場合、溶接箇所は軸線Ｌ回りの回転対称な位置に施すのが好適であり、軸線周りの各溶融凝固部が形成されている角度は４５°未満でもよい。

図８は実施形態の冷凍サイクルシステムを示す図である。図において、符号１００は「膨張弁」を構成する本発明の実施形態の電動弁、２００は室外ユニットに搭載された室外熱交換器、３００は室内ユニットに搭載された室内熱交換器、４００は四方弁を構成する流路切換弁、５００は圧縮機である。電動弁１００、室外熱交換器２００、室内熱交換器３００、流路切換弁４００、及び圧縮機５００は、それぞれ導管によって図示のように接続され、ヒートポンプ式の冷凍サイクルシステムを構成している。なお、アキュムレータ、圧力センサ、温度センサ等は図示を省略してある。

冷凍サイクルの流路は、流路切換弁４００により冷房運転時の流路と暖房運転時の流路の２通りに切換えられる。冷房運転時には、図に実線の矢印で示したように、圧縮機５００で圧縮された冷媒は流路切換弁４００から室外熱交換器２００に流入され、この室外熱交換器２００は凝縮器として機能し、室外熱交換器２００から流出された液冷媒は電動弁１００を介して室内熱交換器３００に流入され、この室内熱交換器３００は蒸発器として機能する。

一方、暖房運転時には、図に破線の矢印で示したように、圧縮機５００で圧縮された冷媒は流路切換弁４００から室内熱交換器３００、電動弁１００、室外熱交換器２００、流路切換弁４００、そして、圧縮機５００の順に循環され、室内熱交換器３００が凝縮器として機能し、室外熱交換器２００が蒸発器として機能する。電動弁１００は、冷房運転時に室外熱交換器２００から流入する液冷媒、または暖房運転時に室内熱交換器３００から流入する液冷媒を、それぞれ減圧膨張し、さらにその冷媒の流量を制御する。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

１ ロータ軸
１ａ 雄ねじ部
２ マグネットロータ
２１ マグネット部（マグネット本体）
２２ 円盤部（マグネット本体）
２２ａ ボス部
２３ 固定部材
２３ａ 挿通孔
２３１ 固定部材本体部
２３２ 円筒部
２５ 固定部材
２５１ 固定部材本体部
２５２ 円筒部
２５ａ 挿通孔
２６ 固定部材
２６１ 固定部材本体部
２６２ 円筒部
２６ａ 挿通孔
２７ 固定部材
２７１ 固定部材本体部
２７２ 円筒部
２７ａ 挿通孔
３ ステータユニット
４ 溶融凝固部
１０ ステッピングモータ（モータ部）
４０ 弁ハウジング
４１ 第１継手管
４２ 第２継手管
４３ 弁座リング
４３ａ 弁ポート
５０ 弁機構部
５１ 支持部材
５２ 弁ホルダ
５３ ニードル弁（弁部材）
５１ａ 雌ねじ部
１００ 電動弁（膨張弁）
２００ 室外熱交換器
３００ 室内熱交換器
４００ 流路切換弁
５００ 圧縮機
Ｌ 軸線

Claims (11)

1. モータ部がマグネットロータ及び金属製のロータ軸を回転させるとともに、前記ロータ軸の回転に伴う弁部材の進退移動によって弁ポートを開閉させる電動弁において、
   前記マグネットロータは、磁性を有したマグネット本体と、前記マグネット本体の中央に該マグネット本体と一体成形された金属製の固定部材と、を有し、
   前記固定部材は、前記一体成形にて前記マグネット本体に結合された固定部材本体部と、前記固定部材本体部の外径より小径で、かつ、前記固定部材本体部の体積より体積の小さな円筒状の円筒部と、を有して形成されるとともに、前記固定部材本体部と前記円筒部とを前記ロータ軸の軸線方向に貫通する挿通孔が設けられ、
   前記ロータ軸が前記挿通孔に挿通されるとともに、前記円筒部と前記ロータ軸とが、前記挿通孔の開口端部の周囲の一部にて溶接により固定されており、
   前記円筒部の前記開口端部の内径角部の形状が、Ｃ０．１以下の糸面取り形状、であり、
   前記ロータ軸の軸線回りの回転対称な複数箇所において前記円筒部の前記挿通孔の前記開口端部と前記ロータ軸とが溶接されており、前記溶接による各溶融凝固部が、前記軸線回りの９０°以下の角度範囲に亘って、前記軸線に沿った方向からの平面視で扁平湾曲状の蒲鉾型に形成されている
   ことを特徴とする電動弁。
2. モータ部がマグネットロータ及び金属製のロータ軸を回転させるとともに、前記ロータ軸の回転に伴う弁部材の進退移動によって弁ポートを開閉させる電動弁において、
   前記マグネットロータは、磁性を有したマグネット本体と、前記マグネット本体の中央に該マグネット本体と一体成形された金属製の固定部材と、を有し、
   前記固定部材は、前記一体成形にて前記マグネット本体に結合された固定部材本体部と、前記固定部材本体部の外径より小径で、かつ、前記固定部材本体部の体積より体積の小さな円筒状の円筒部と、を有して形成されるとともに、前記固定部材本体部と前記円筒部とを前記ロータ軸の軸線方向に貫通する挿通孔が設けられ、
   前記ロータ軸が前記挿通孔に挿通されるとともに、前記円筒部と前記ロータ軸とが、前記挿通孔の開口端部の周囲の一部にて溶接により固定されており、
   前記ロータ軸の軸線回りの回転対称な複数箇所において前記円筒部の前記挿通孔の前記開口端部と前記ロータ軸とが溶接されており、前記溶接による各溶融凝固部が、前記軸線回りの９０°以下の角度範囲に亘って形成されており、
   前記円筒部の、前記固定部材本体部と反対側で前記開口端部が設けられた端面において、前記円筒部の内周面から径方向外側に向かって形成された各溶融凝固部の径方向長さが、前記円筒部の径方向の肉厚の１／２以上である
   ことを特徴とする電動弁。
3. 前記円筒部の前記開口端部の内径角部の形状が、前記糸面取り形状に替えて、前記ロータ軸の外周に接するエッジ形状となっている
   ことを特徴とする請求項１に記載の電動弁。
4. 前記円筒部の前記開口端部の内径角部の形状が、前記ロータ軸の外周に接するエッジ形状、または、Ｃ０．１以下の糸面取り形状、である
   ことを特徴とする請求項２に記載の電動弁。
5. 前記ロータ軸の軸線回りの対向する２箇所において前記円筒部の前記挿通孔の前記開口端部と前記ロータ軸とが溶接されており、
   前記溶接による各溶融凝固部が、前記軸線回りの４５°～９０°の範囲内に形成されている
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電動弁。
6. 前記ロータ軸と前記固定部材とが同材質である
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電動弁。
7. 前記固定部材本体部が円柱形状であり、前記固定部材本体部の前記軸線方向の寸法が、前記円筒部の前記軸線方向の寸法より大である
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電動弁。
8. 前記ロータ軸の径をＤ、前記円筒部の径方向の肉厚をｔ、前記円筒部の前記軸線方向の寸法をＨ、としたとき、
   ｔ＜Ｄ／２，Ｈ／ｔ≧１
   である
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電動弁。
9. 前記ロータ軸が、前記弁部材とは反対側に位置する第１軸部と、当該第１軸部における前記弁部材側の端部に隣接して位置し、前記第１軸部の長さ以下の長さで前記第１軸部よりも径が大きい第２軸部とを有し、
   前記固定部材における前記弁部材側の面が前記第１軸部と前記第２軸部との境界部に位置するように、前記円筒部と前記ロータ軸とが固定されている
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の電動弁。
10. 前記マグネット本体は、円筒状のマグネット部と、当該マグネット部の内部の前記軸線方向の略中央部に延在し、前記弁部材側に突出したボス部が中央に設けられた円盤部と、を有し、
    前記固定部材本体部は、前記軸線方向について、前記円盤部における前記弁部材とは反対側の面から前記ボス部における前記弁部材側の端部に至るまで延在するように前記円盤部に結合されている
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の電動弁。
11. 圧縮機と、凝縮器と、膨張弁と、蒸発器と、を含む冷凍サイクルシステムであって、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の電動弁が、前記膨張弁として用いられている
    ことを特徴とする冷凍サイクルシステム。

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