JP7242511B2 - 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、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２０１９－１３２３４７号公報（特許文献１）に開示されている。

特開２０１９－１３２３４７号公報

この種の電動弁は、小流量制御域は例えば除湿運転を行うものであり、この小流量制御域では、主弁座の主弁ポートを主弁体で全閉状態とし、この主弁体に形成された副弁ポートとニードル弁（副弁体）との間の絞り部を冷媒が通過するように構成されている。しかし、一次側または二次側における冷媒流れの脈動などにより圧力変化や配管振動が生じ、主弁体が振動するという問題がある。通常、この小流量制御域では主弁体は主弁ポートを全閉としているが、上記の振動により主弁体が主弁ポート（主弁座）から浮き上がってしまうことがある。このため、流体の流量が主弁体の上昇量に応じて増減（変動）するという問題がある。

本発明は、主弁体を主弁座に着座状態とし、この主弁体に形成された副弁ポートとニードル弁との間の絞り部により冷媒の小流量制御域での流量制御を行う二段の流量制御域を有する電動弁において、小流量制御域での主弁体の振動があっても、小流量域の制御性を向上させることを課題とする。

本発明の電動弁は、弁ハウジングの主弁室内に設けられた主弁ポートの周縁に形成された主弁座に対して、前記主弁ポートの軸線方向に近接または離隔する主弁体を備えるとともに、前記主弁体の内部の副弁室内に設けられた副弁ポートの周縁に形成された副弁座と近接または離隔する副弁体とを備えた二段式の電動弁であって、前記副弁体と、前記主弁体とは、前記副弁室内で互いに当接する当接部をそれぞれ備え、前記副弁体は、前記副弁ポートに対向するニードル部を備え、前記軸線方向の一方側の最下端位置から前記ニードル部と前記副弁ポートの間の隙間が最小の流量面積となる範囲内において、前記当接部を介して直接的に前記主弁体を前記主弁座側に押圧し、前記主弁体は、前記副弁体に直接的に押圧された状態が解除された場合に、前記副弁体との間における前記軸線方向の距離Ｌ１の範囲内で変動可能であり、前記主弁体または前記主弁座の少なくとも一方には、前記軸線と平行となるストレート部が設けられ、前記ストレート部の前記軸線方向の長さＬ２は、前記主弁体と前記主弁座との間の開口面積が一定となる微小変動の許容範囲を規定し、前記距離Ｌ１よりも大きく設定されていることを特徴とする。
また、本発明の電動弁は、弁ハウジングの主弁室内に設けられた主弁ポートの周縁に形成された主弁座に対して、前記主弁ポートの軸線方向に近接または離隔する主弁体を備えるとともに、前記主弁体の内部の副弁室内に設けられた副弁ポートの周縁に形成された副弁座と近接または離隔する副弁体とを備えた二段式の電動弁であって、前記副弁体と、前記主弁体とは、前記副弁室内で互いに当接する当接部をそれぞれ備え、前記副弁体は、前記副弁ポートに対向するニードル部を備え、前記軸線方向の一方側の最下端位置から前記ニードル部と前記副弁ポートの間の隙間が最小の流量面積となる範囲内において、前記当接部を介して間接的に前記主弁体を前記主弁座側に押圧し、前記主弁体は、前記副弁体に間接的に押圧された状態で前記主弁座側へ押圧される力よりも大きな力を前記主弁座側と反対側に向かって受けた場合に、前記副弁体との間における前記軸線方向の距離Ｌ１の範囲内で変動可能であり、前記主弁体または前記主弁座の少なくとも一方には、前記軸線と平行となるストレート部が設けられ、前記ストレート部の前記軸線方向の長さＬ２は、前記主弁体と前記主弁座との間の開口面積が一定となる微小変動の許容範囲を規定し、前記距離Ｌ１よりも大きく設定されていることを特徴とする。

この際、前記主弁体に、前記主弁ポート内に挿通される円柱状の前記ストレート部が設けられ、当該ストレート部は前記軸線方向の前記許容範囲内で前記主弁ポートの最小径の部位と対向することを特徴とする電動弁が好ましい。

また、前記主弁座の前記主弁ポートが前記主弁体の一部を挿通させる円柱状の前記ストレート部を構成し、当該ストレート部は前記軸線方向の前記許容範囲内で前記主弁体の前記主弁ポート内の突条と対向することを特徴とする電動弁が好ましい。

また、前記当接部は、一方が前記副弁ポートの軸線を中心軸とするテーパ部であり、他方が前記軸線を中心軸とする段部であることを特徴とする電動弁が好ましい。

また、前記当接部は、前記副弁体に設けられたフランジ部と前記主弁体に設けられた段部との間に設置されたバネを介して当接されることを特徴とする電動弁が好ましい。

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。

本発明の電動弁及び冷凍サイクルシステムによれば、副弁体と副弁ポートとの間の絞り部（隙間）による小流量制御の状態では、主弁ポートでの流体の圧力変化や配管振動が生て主弁体が浮上しても、ストレート部の許容範囲内では流量が一定になり小流量域の制御性が向上する。

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運転停止時、または冷房運転時の縦断面図である。 第１実施形態の電動弁の小流量制御域状態の要部拡大縦断面図である。 第１実施形態の電動弁の図３の小流量制御域状態から副弁体が僅かに上昇した要部拡大縦断面図である。 第１実施形態の電動弁における主弁体のストレート部と着座部を示す拡大図である。 第２実施形態の電動弁の小流量制御域状態の要部拡大縦断面図である。 第３実施形態の電動弁の小流量制御域状態の要部拡大縦断面図である。 第４実施形態の電動弁の小流量制御域状態の要部拡大縦断面図である。 第４実施形態の電動弁における主弁座のストレート部を示す拡大図である。 第５実施形態の電動弁の微少振動の許容範囲を説明する図である。 第５実施形態の電動弁における主弁座のストレート部を示す拡大図である。 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運転停止時、または冷房運転時の縦断面図、図３は第１実施形態の電動弁の小流量制御域状態の要部拡大縦断面図である」図４は、図３の小流量制御域状態から副弁体が僅かに上昇した状態の要部拡大縦断面図である。図５（Ａ）は、図４の状態において、主弁体が主弁座から浮いた状態を示し、図５（Ｂ）は、図４の状態における主弁体内の段差部と副弁体のテーパ部（当接部）の縦断面図である。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。なお、フランジ部２５には主弁室１Ｒと後述するケース１４内とを弁軸の軸線Ｌ方向に連通する孔（不図示）が設けられている。

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、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、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。また、ニードルガイド孔３２ａの下側にはこのニードルガイド孔３２ａに連なる副弁室３Ｒとなっており、この副弁室３Ｒとニードルガイド孔３２ａとの境界に「当接部」としての段部３ａが形成されている。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４３とロータ軸５１と一体に形成されたニードル弁４のガイド用ボス部４１とが挿通されている。なお、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、段部３ａより下側で保持部３２の側面の一箇所には、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。さらに、主弁室１Ｒとケース１４の内部は、フランジ部２５に設けられた弁軸の軸線Ｌ方向に連通する孔（不図示）により連通され、ケース１４の内部とガイド部材２の内部は、ガイド部材２の上部に設けられた連通孔により連通され、主弁体３の上部と主弁体３の段部３ａ直上の空間は、ワッシャ４３の外周及びニードル弁４のガイド用ボス部４１の外周と主弁体３のニードルガイド孔３２ａの内周との隙間により連通されることで、主弁室１Ｒと副弁室３Ｒが連通する。

「副弁体」としてのニードル弁４は、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おり、このニードル弁４はガイド用ボス部４１とニードル部４２とで構成されている。ガイド用ボス部４１はニードル部４２側に向かって徐々に径が小さくなる円錐台状の「当接部」としてのテーパ部４１ａを有し、このテーバ部４１ａは主弁体３の段部３ａ（当接部）に当接可能となっている。また、ニードル部４２はテーパ部４１ａの端部に連結されている。また、ガイド用ボス部４１の上端には、潤滑性樹脂からなる円環状のワッシャ４３が配設されている。そして、ワッシャ４３とガイド用ボス部４１は、ニードルガイド孔３２ａ内に摺動可能に挿通されている。

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。また、ケース１４の内側天井部で回転ストッパ機構５Ｃを保持する円筒部１４ａ内には、ロータ軸５１の上端に当接するバネ受け５４を介してコイルバネ５５が配設されており、このコイルバネ５５はロータ軸５１を下方に付勢することにより、ねじ送り機構５Ｂにおけるのバックラッシュを防止している。

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、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、マグネットロータ５２と共にロータ軸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４３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、冷房運転時、第１継手管１１から第２継手管１２へ大流量の流体（冷媒）が流されたり、暖房運転時、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。

図３及び図４に示すように、ニードル部４２は、軸線Ｌを中心線とする円柱からなるストレート部４２ａと、先端側にかけて縮径されたニードル４２ｂとから構成されている。また、ストレート部４２ａの外径は、副弁ポート３３ａの内径より小さくなっており、ストレート部４２ａと副弁ポート３３ａとの間には絞り部（隙間）が形成される。そして、この絞り部を一定流量の冷媒が流れることにより小流量制御が行われる。また、この小流量制御の状態では、ニードル弁４のガイド用ボス部４１のテーパ部４１ａが主弁体３の段差部３ａに当接する。そして、このときバックラッシュ防止用のコイルバネ５５の付勢力により、ニードル弁４は主弁体３を主弁座１３側に押圧する。したがって、主弁室１Ｒと主弁ポート１３ａとの間で流体の多少の圧力変化が生じても、主弁体３が振動することなく、小流量域の制御性が向上する。

ここで、図４に示すようにニードル４が主弁体３の段差部３ａから僅か（図５（Ｂ）に示すＬ１）に上昇し、ニードル弁４のテーパ部４１ａが主弁体３の段差部３ａから離れた状態になった場合、主弁体３は、主弁ばね３５により主弁座１３の方向（閉方向）に付勢されているので、ニードル弁４のテーパ部４１ａが主弁体３の段差部３ａに当接していなくても、通常は、主弁体３は主弁座１３に対する着座状態を保持するが、第１継手管１１及び第２継手管１２の圧力変動により大きな圧力差が生じた場合、主弁体３が主弁座１３からＬ１の距離浮上する場合が生じる。これに対してこの第１実施形態では、図４及び図５（Ａ）に示すように、主弁体３の主弁部３１の先端部に軸線Ｌを中心とする円柱形状のストレート部３Ｓが形成されている。このストレート部３Ｓの外径は円柱状の主弁ポート１３ａの内径より僅かに小さく、このストレート部３Ｓは主弁ポート１３ａ内に挿通される。ここで、Ｌ１は、雌ねじ部２４ａと雄ねじ部５１ａのバックラッシュの大きさである。

これにより、図５（Ａ）に示すように、ストレート部３Ｓの外周と主弁ポート１３ａとの間の隙間は、軸線Ｌ方向の一定の許容範囲Ｌ２内において一定幅となる。ここで、ストレート部３Ｓの外周と主弁ポート１３ａとの間の隙間による流路面積は、ニードル弁４が図５（Ｂ）に示すＬ１の距離浮上した状態において、ニードル弁４のテーパ部４１ａと主弁体３の段差部３ａによる流路面積より小さく設定されている。また、主弁体３が主弁座１３に着座した状態において、許容範囲Ｌ２は図５（Ｂ）に示すテーパ部４１ａと段差部３ａとの距離Ｌ１に対して、好ましくは、
Ｌ１×２＞Ｌ２＞Ｌ１
となるように設定されている。すなわち、軸線Ｌ方向の一定の許容範囲Ｌ２は、雌ねじ部２４ａと雄ねじ部５１ａのバックラッシュより大きく、このバックラッシュの２倍より小さく設定されている。

このように、主弁体３の軸線Ｌ方向の微少変動の許容範囲Ｌ２内にて、主弁体３と主弁座１３との間の開口面積を一定にするように軸線Ｌと平行となる円柱状のストレート部３Ｓが、主弁体３に設けられ、このストレート部３Ｓは、主弁ポート１３ａ内に挿通されている。また、このストレート部３Ｓは軸線Ｌ方向の許容範囲Ｌ２内で主弁ポート１３ａの最小径の部位と対向している。これにより、主弁座１３に対して主弁体３が軸線Ｌ方向に浮上しても、この浮上量が許容範囲Ｌ２内であれば、ストレート部３Ｓと主弁座１３との相互間の隙間による開口面積は一定になる。したがって、このような主弁体３の振動時でも、第１継手管１１から第２継手管１２へ流れる流体の流量を一定に保持することができ、小流量域の制御性が向上する。

図６は第２実施形態の電動弁の小流量制御域状態の要部拡大縦断面図であり、以下の各実施形態において、各実施形態の特徴部分以外の電動弁の全体構成は図１及び図２と同様である。この第２実施形態におけるニードル弁４′は、ロータ軸５１と一体に形成された薄型のガイド用ボス部４１′（フランジ部）と、第１実施形態と同様な「副弁体」としてのニードル部４２と、長尺円錐台状の連結ロッド４３′とで構成されており、ニードル部４２は連結ロッド４３′の端部に連結されている。また、ガイド用ボス部４１′と主弁体３の段部３ａとの間には、潤滑性樹脂からなる円環状のバネ受け７ａを介してコイルバネ７が配設されている。そして、コイルバネ７の下端は段部３ａに当接する「当接部」を構成している。

以上の構成により、第１実施形態と同様に、ニードル部４２のストレート部４２ａと副弁ポート３３ａとの間の絞り部を一定流量の冷媒が流れることにより小流量制御が行われ、この小流量制御の状態では、コイルバネ７の付勢力により、ニードル弁４′は主弁体３を主弁座１３側に押圧する。したがって、主弁室１Ｒと主弁ポート１３ａとの間で流体の圧力変化が生じても、主弁体３が振動することなく、小流量域の制御性が向上する。なお、すなわち、圧力変動により大きな圧力差が生じた場合に主弁体３が許容範囲Ｌ２内で振動しても、小流量域の制御性が向上することは、第１実施形態と同様である。

図７は第３実施形態の電動弁の小流量制御域状態の要部拡大縦断面図である。この第３実施形態は、第１実施形態のテーパ部４１ａと段差部３ａ、第２実施形態のコイルバネ７のように、主弁体３を主弁座１３側に押圧する構成を無くしたものである。この第３実施形態におけるニードル弁４″は、ロータ軸５１の下端部にこのロータ軸５１と一体に形成された円柱状のガイド用ボス部４１″と、ガイド用ボス部４１″の下端に形成された「副弁体」としてのニードル部４２″とを一体に形成して備えている。また、ニードル弁４″は、前記実施形態と同様に、ワッシャ４３を備えており、ワッシャ４３とガイド用ボス部４１″は、ニードルガイド孔３２ａ内に摺動可能に挿通されている。

この第３実施形態でも、前記実施形態と同様に、ニードル部４２のストレート部４２ａと副弁ポート３３ａとの間の絞り部を一定流量の冷媒が流れることにより小流量制御が行われる。なお、この第３実施形態における主弁体３、主弁座１３の構成は第１実施形態と同様であり、主弁体３のストレート部３Ｓと主弁座１３との相互間の隙間による開口面積が一定になる。すなわち、圧力変動により大きな圧力差が生じた場合に主弁体３が振動しても、小流量域の制御性が向上することは、第１実施形態と同様である。

図８は第４実施形態の電動弁の小流量制御域状態の要部拡大縦断面図である。この第４実施形態では、主弁座１３の主弁ポート１３ａの上部をストレート部１３Ｓとし、主弁体３の主弁部３１の先端部の外周に軸線Ｌを中心とする円環状の突条３１ａを形成したものである。突条３１ａの外径は円柱状のストレート部１３Ｓ（主弁ポート１３ａ）の内径より僅かに小さく、この突条３１ａはストレート部１３Ｓ内に挿通さる。

これにより、図９に示すように、突条３１ａの外周とストレート部１３Ｓ（主弁ポート１３ａ）との間の隙間は、軸線Ｌ方向の一定の許容範囲Ｌ２内において一定幅となる。このように、主弁体３の軸線Ｌ方向の微少変動の許容範囲Ｌ２内にて、主弁体３と主弁座１３との間の開口面積を一定にするように軸線Ｌと平行となる円柱状のストレート部１３Ｓが主弁座１３に設けられ、このストレート部１３Ｓは、主弁ポート１３ａ内に挿通された主弁体３の突条３１ａが軸線Ｌ方向の許容範囲Ｌ２内で主弁ポート１３ａの最大径の部位と対向している。

これにより、主弁座１３に対して主弁体３が軸線Ｌ方向に浮上しても、この浮上量が許容範囲Ｌ２内であれば、主弁体３の突条３１ａとストレート部１３Ｓとの相互間の隙間による開口面積は一定になる。したがって、このような主弁体３の許容範囲Ｌ２内での振動時でも、第１継手管１１から第２継手管１２へ流れる流体の流量を一定に保持することができ、小流量域の制御性が向上する。

図１０は第５実施形態の電動弁の小流量制御域状態の要部拡大縦断面図であり、この第５実施形態において第１実施形態と異なるところは、主弁体３の２カ所に導通孔３２ｂが形成されている点と、主弁座１３の端部にストレート部１３Ｓ′を設けた点である。すなわち、図１１に示すように、この第４実施形態では、主弁座１３の上端部の内側に主弁ポート１３ａより径の大きなストレート部１３Ｓ′を設け、このストレート部１３Ｓ′内に主弁体３の主弁部３１の一部を挿通するようにしている。

このように、主弁体３の軸線Ｌ方向の微少変動の許容範囲Ｌ２内にて、主弁体３と主弁座１３との間の開口面積を一定にするように軸線Ｌと平行となる円環状のストレート部３Ｓ′が主弁座１３に設けられている。また、このストレート部１３Ｓ′は軸線Ｌ方向の許容範囲Ｌ２内で主弁座３の最大径の部位と対向している。

これにより、主弁座１３に対して主弁体３が軸線Ｌ方向に浮上しても、この浮上量が許容範囲Ｌ２内であれば、ストレート部１３Ｓ′と主弁体３との相互間の隙間による開口面積は一定になる。したがって、このような主弁体３の振動時でも、第１継手管１１から第２継手管１２へ流れる流体の流量を一定に保持することができ、小流量域の制御性が向上する。

次に、図１２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。

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。

また、前記実施形態では、ニードル弁側に当接部としてのテーバ部を形成し、主弁体側に当接部としての段部を形成した例について説明したが、ニードル弁側に円柱状の段部を形成し、主弁体側にこの円柱状の段部をに対向するようなすり鉢状のテーバ部を形成してもよい。

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 ガイド孔
２１ 圧入部
２２ 上側のガイド部
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
３Ｓ ストレート部
３Ｒ 副弁室
３ａ 段部（当接部）
３１ 主弁部
３２ 保持部
３２ａ ニードルガイド孔
３３ 副弁座
３４ リテーナ
３５ 主弁ばね
４ ニードル弁（副弁体）
４１ ガイド用ボス部
４１ａ テーパ部（当接部）
４２ ニードル部
４２ａ ストレート部
４２ｂ ニードル
４３ ワッシャ
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
５４ バネ受け
５５ コイルバネ
４′ ニードル弁
４１′ ガイド用ボス部
４３′ 連結ロッド
７ａ バネ受け
７ コイルバネ（当接部）
４″ ニードル弁
４１″ ガイド用ボス部
４２″ ニードル部（副弁体）
１３Ｓ ストレート部
３１ａ 突条
１３Ｓ′ ストレート部
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 (7)

1. 弁ハウジングの主弁室内に設けられた主弁ポートの周縁に形成された主弁座に対して、前記主弁ポートの軸線方向に近接または離隔する主弁体を備えるとともに、前記主弁体の内部の副弁室内に設けられた副弁ポートの周縁に形成された副弁座と近接または離隔する副弁体とを備えた二段式の電動弁であって、
   前記副弁体と、前記主弁体とは、前記副弁室内で互いに当接する当接部をそれぞれ備え、
   前記副弁体は、前記副弁ポートに対向するニードル部を備え、前記軸線方向の一方側の最下端位置から前記ニードル部と前記副弁ポートの間の隙間が最小の流量面積となる範囲内において、前記当接部を介して直接的に前記主弁体を前記主弁座側に押圧し、
   前記主弁体は、前記副弁体に直接的に押圧された状態が解除された場合に、前記副弁体との間における前記軸線方向の距離Ｌ１の範囲内で変動可能であり、
   前記主弁体または前記主弁座の少なくとも一方には、前記軸線と平行となるストレート部が設けられ、
   前記ストレート部の前記軸線方向の長さＬ２は、前記主弁体と前記主弁座との間の開口面積が一定となる微小変動の許容範囲を規定し、前記距離Ｌ１よりも大きく設定されていることを特徴とする電動弁。
2. 弁ハウジングの主弁室内に設けられた主弁ポートの周縁に形成された主弁座に対して、前記主弁ポートの軸線方向に近接または離隔する主弁体を備えるとともに、前記主弁体の内部の副弁室内に設けられた副弁ポートの周縁に形成された副弁座と近接または離隔する副弁体とを備えた二段式の電動弁であって、
   前記副弁体と、前記主弁体とは、前記副弁室内で互いに当接する当接部をそれぞれ備え、
   前記副弁体は、前記副弁ポートに対向するニードル部を備え、前記軸線方向の一方側の最下端位置から前記ニードル部と前記副弁ポートの間の隙間が最小の流量面積となる範囲内において、前記当接部を介して間接的に前記主弁体を前記主弁座側に押圧し、
   前記主弁体は、前記副弁体に間接的に押圧された状態で前記主弁座側へ押圧される力よりも大きな力を前記主弁座側と反対側に向かって受けた場合に、前記副弁体との間における前記軸線方向の距離Ｌ１の範囲内で変動可能であり、
   前記主弁体または前記主弁座の少なくとも一方には、前記軸線と平行となるストレート部が設けられ、
   前記ストレート部の前記軸線方向の長さＬ２は、前記主弁体と前記主弁座との間の開口面積が一定となる微小変動の許容範囲を規定し、前記距離Ｌ１よりも大きく設定されていることを特徴とする電動弁。
3. 前記当接部は、一方が前記副弁ポートの軸線を中心軸とするテーパ部であり、他方が前記軸線を中心軸とする段部であることを特徴とする請求項１に記載の電動弁。
4. 前記当接部は、前記副弁体に設けられたフランジ部と前記主弁体に設けられた段部との間に設置されたバネを介して当接されることを特徴とする請求項２に記載の電動弁。
5. 前記主弁体に、前記主弁ポート内に挿通される円柱状の前記ストレート部が設けられ、当該ストレート部は前記軸線方向の前記許容範囲内で前記主弁ポートの最小径の部位と対向することを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の電動弁。
6. 前記主弁座の前記主弁ポートが前記主弁体の一部を挿通させる円柱状の前記ストレート部を構成し、当該ストレート部は前記軸線方向の前記許容範囲内で前記主弁体の前記主弁ポート内の突条と対向することを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の電動弁。
7. 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１～６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。

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