JP7284054B2 - 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、例えば特開２００３－７４７３０号公報（特許文献１）に開示されたものがある。この従来の電動弁はストッパ機構を備えており、このストッパ機構は、円筒部（保持部）に螺旋ガイド線体を取り付けるとともにこの螺旋ガイド線体に可動スライダ（可動ストッパ部材）を螺合し、ステッピングモータのロータにより可動スライダを回転させることで軸線方向に移動させるものである。そして、この可動スライダをストッパ線体部に突き当ることにより、所定のロータを所定の位置で停止させるものである。また、螺旋ガイド線体は、端部にある係合端を円筒部の位置決め孔に対して弾性的に嵌合させることで固定されている。

特開２００３－７４７３０号公報

上記特許文献１の従来の電磁弁では、螺旋ガイド線体の係合端が円筒部（位置決め孔）に対して弾性的に嵌合させて固定しているため、この螺旋ガイド線体の係合端の近傍が変形する。このため、螺旋ガイド線体の変形する部分での螺旋のピッチが変化することがあり、可動スライダが引っ掛かって動作が正常な動作を損なう虞がある。

本発明は、螺旋ガイド線体と可動スライダからなるストッパ機構を備えた電動弁において、螺旋ガイド線体の螺旋のピッチを均等にして、正常な動作を確保することを課題とする。

本発明の電動弁は、電動モータを構成するマグネットロータの回転運動をネジ送り機構により弁体の直線運動に変換し、該弁体を弁ポートに対して進退させて該弁ポートを通る流体の流量を制御する電動弁において、前記マグネットロータの少なくとも下端位置を規制するストッパ機構を備え、前記ストッパ機構は、前記弁ポートの軸線周りに螺旋状の軌道を構成する螺旋ガイド線体と、該螺旋ガイド線体の下端から延在された下端ストッパ部と、該螺旋ガイド線体を保持する保持部と、前記螺旋ガイド線体に螺合された可動スライダとで構成され、前記螺旋ガイド線体は、前記保持部に保持される定常連続部と弾性変形により固定される係止作用部とで構成され、当該螺旋ガイド線体は、自然状態で、前記定常連続部における線材の前記軸線方向のピッチと、前記係止作用部における線材の前記軸線方向のピッチとが異なることを特徴とする。

このような本発明によれば、螺旋ガイド線体が保持部に弾性的に取り付けられたときに、この螺旋ガイド線体の係止作用部の変形の仕方に応じて線材の軸線方向のピッチが均等ピッチとなるようにすることができ、可動スライダの正常な動作を確保することができる。

この際、前記下端ストッパ部が前記係止作用部に含まれ、前記螺旋ガイド線体の自然状態で、前記係止作用部における線材のピッチが、前記定常連続部における線材のピッチより大きいことを特徴とする電動弁が好ましい。

また、この際、前記螺旋ガイド線体の自然状態で、前記下端ストッパ部が端部に向かうほど螺旋ガイド線体を組付けた状態と比べて前記軸線側に傾斜していることを特徴とする電動弁が好ましい。

また、前記下端ストッパ部が前記係止作用部に含まれ、自然状態で、前記係止作用部における線材のピッチが、前記定常連続部における線材のピッチより小さいことを特徴とする電動弁が好ましい。

また、この際、前記螺旋ガイド線体の自然状態で、前記下端ストッパ部が端部に向かうほど螺旋ガイド線体を組付けた状態と比べて前記軸線とは反対側に傾斜してい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、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５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。

本発明の電動弁及び冷凍サイクルシステムによれば、ストッパ機構の螺旋ガイド線体の軸線方向のピッチが均等ピッチとなって、可動スライダの正常な動作を確保することができる。

本発明の第１実施形態の電動弁の縦断面図である。 第１実施形態の電動弁における螺旋ガイド線体の自然状態の側面図である。 第１実施形態の電動弁における螺旋ガイド線体を組付けた状態の要部縦断面図である。 本発明の第２実施形態の電動弁の縦断面図である。 第２実施形態の電動弁における螺旋ガイド線体の自然状態の側面図である。 第２実施形態の電動弁における螺旋ガイド線体を組付けた状態の要部縦断面図である。 本発明の第３実施形態の電動弁の縦断面図である。 第３実施形態の電動弁における螺旋ガイド線体の自然状態の側面図である。 第３実施形態の電動弁における螺旋ガイド線体を組付けた状態の要部縦断面図である。 本発明の第４実施形態の電動弁の縦断面図である。 第４実施形態の電動弁における螺旋ガイド線体の自然状態の側面図である。 第４実施形態の電動弁における螺旋ガイド線体を組付けた状態の要部縦断面図である。 本発明の実施形態の冷凍サイクルシステムの要部を示す図である。

次に、本発明の電動弁の実施形態を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縦断面図、図２は第１実施形態の電動弁における螺旋ガイド線体の自然状態の側面図、図３は第１実施形態の電動弁における螺旋ガイド線体を組付けた状態の要部縦断面図である。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１０と、支持部材２０と、ストッパ機構１と、「弁体」としてのニードル弁３０と、ステッピングモータ４０と、を備えている。

弁ハウジング１０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１０Ｒを有している。弁ハウジング１０の外周片側には弁室１０Ｒに導通される第１継手管１０１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１０２が接続されている。また、第２継手管１０２の弁室１０Ｒ側には弁座リング１０３が嵌合されている。弁座リング１０３の内側は弁ポート１０３ａとなっており、第２継手管１０２は弁ポート１０３ａを介して弁室１０Ｒに導通される。なお、第１継手管１０１、第２継手管１０２及び弁座リング１０３は、弁ハウジング１０に対してろう付け等により固着されている。また、弁ハウジング１０の上端には、密閉ケース１０４が溶接によって気密に固定されており、この密閉ケース１０４内の上部に、後述のストッパ機構１が設けられている。

支持部材２０は中央のホルダ部２０１とこのホルダ部２０１の外周の厚手の基部２０２と固定金具２０３とを有しており、固定金具２０３はインサート成形によりホルダ部２０１及び基部２０２と共に一体に設けられている。そして、支持部材２０は固定金具２０３を介して弁ハウジング１０の上端部に溶接により固定されている。ホルダ部２０１の中心には、軸線Ｌと同軸の雌ねじ部２０１ａとそのねじ孔が形成されるとともにガイド孔２０１ｂが形成されている。

ニードル弁３０は、円筒状の弁ホルダ３０１の下端に設けられ、弁ホルダ３０１はステッピングモータ４０のロータ軸４０１の下端に取り付けられている。なお、弁ホルダ３０１は支持部材２０のガイド孔２０１ｂ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。また、弁ホルダ３０１内には、バネ受け３０２が軸線Ｌ方向に移動可能に設けられ、バネ受け３０２とニードル弁３０との間に圧縮コイルバネ３０３が所定の荷重を与えられた状態で取り付けられている。

ステッピングモータ４０は、ロータ軸４０１と、密閉ケース１０４の内部に回転可能に配設されたマグネットロータ４０２と、密閉ケース１０４の外周においてマグネットロータ４０２に対して対向配置されたステータコイル４０３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４０１はマグネットロータ４０２の中心に取り付けられ、このロータ軸４０１は支持部材２０側に延設されている。ロータ軸４０１の支持部材２０側の外周には雄ねじ部４０１ａが形成されており、この雄ねじ部４０１ａが支持部材２０の雌ねじ部２０１ａに螺合されている。そして、支持部材２０のガイド孔２０１ｂ内で、弁ホルダ３０１の上端部がロータ軸４０１の下端部に係合され、弁ホルダ３０１及びニードル弁３０はロータ軸４０１によって回転可能に吊り下げた状態で支持されている。なお、ロータ軸４０１の上端部は、ストッパ機構１の内側のガイド１０５内に回動自在に嵌め込まれている。

以上の構成により、ステッピングモータ４０の駆動により、マグネットロータ４０２及びロータ軸４０１が回転し、ロータ軸４０１の雄ねじ部４０１ａと支持部材２の雌ねじ部２１ａとのねじ送り機構により、ロータ軸４０１が軸線Ｌ方向に移動する。そして、ニードル弁３０が軸線Ｌ方向に移動して弁座リング１０３に対して近接又は離間する。これにより、弁ポート１０３ａが開閉され、第１継手管１０１から第２継手管１０２へ、あるいは第２継手管１０２から第１継手管１０１へ流れる冷媒の流量が制御される。

ストッパ機構１は、密閉ケース１０４内の上部に嵌合された内ケース１１ａの中央から突出する円筒状の保持部１１と、保持部１１の外周に装着された螺旋ガイド線体１２と、螺旋ガイド線体１２に螺合された可動スライダ１３とを有して構成されている。螺旋ガイド線体１２は、金属線材の曲げ加工により形成され、軸線Ｌ回りに螺旋状の軌道を構成するガイド部１２１と、ガイド部１２１の下端にて軸線Ｌと平行に曲げられた下端ストッパ部１２２と、下端ストッパ部１２２から軸線Ｌ側の半径方向に延在された係止部１２３とを有している。そして、この係止部１２３は、保持部１１の下端に形成された凹部１１１内に係止されている。また、可動スライダ１３は、ばね性を有する金属線材の曲げ加工により形成されており、半径方向外向きに突出する爪部１３１を有している。

マグネットロータ４０２には突起部４０２ａが形成されており、マグネットロータ４０２の回転に伴って突起部４０２ａが可動スライダ１３を蹴り回すことにより、可動スライダ１３が螺旋ガイド線体１２のガイド部１２１との螺合によって旋回しながら上下動する。そして、可動スライダ１３の爪部１３１が、螺旋ガイド線体１２の下端ストッパ１２２に当接することによって、ロータ軸４０１の最下端位置での回転ストッパ作用が得られる。また、可動スライダ１３が、保持部１１の上端に形成された凸部１１２に当接することによって、ロータ軸４０１の最上端位置での回転ストッパ作用が得られる。

図２に示すように、ストッパ機構１として組付ける前の自然状態での螺旋ガイド線体１２は、線材の軸線Ｌ方向のピッチが「Ａ」である定常連続部１２Ａと、線材の軸線Ｌ方向のピッチが「Ｂ」である係止作用部１２Ｂとで構成されている。このピッチの関係は、
Ａ＜Ｂ
の関係にある。下端ストッパ部１２２と係止部１２３とは係止作用部１２Ｂに含まれており、この自然状態では、下端ストッパ部１２２は軸線Ｌに対して角度「θ」だけ軸線Ｌ側に傾斜している。そして、図３に示すように、螺旋ガイド線体１２を保持部１１に組付けるとき、係止作用部１２Ｂの弾性力に抗して変形させて係止部１２３を保持部１１の下端の凹部１１１内に係止する。図３の太い矢印は係止部１２３が凹部１１１を押圧する弾性力である。このように、係止作用部１２Ｂを変形させることで、係止作用部１２Ｂは軸線Ｌ方向に僅かに圧縮され、この係止作用部１２Ｂにおける自然状態での線材のピッチ「Ｂ」は縮小して、定常連続部１２Ａと同じピッチ「Ａ」となる。したがって、螺旋ガイド線体１２のピッチが均等ピッチとなり、この螺旋ガイド線体１２と可動スライダ１３との間隙「Ｈ」が確保でき、可動スライダ１３が螺旋ガイド線体１２に引っ掛かることなく安定した動きとなる。

（第１実施形態の実施例）なお、この実施形態では、係止作用部１２Ｂは線材の２巻き分である。定常連続部１２Ａにおける線材のピッチ「Ａ」はＡ＝２．０ｍｍ、係止作用部１２Ｂにおける自然状態での線材のピッチ「Ｂ」はＢ＝２．３ｍｍである。また、「均等ピッチ」とは、最大、最小の差が、±０．２ｍｍ以内で、可動スライダ１３の線材の線径の±３０％以内である。例えば可動スライダ１３の線材の線径が０．７ｍｍのとき均等ピッチの最大、最小の差は０．２１ｍｍ以内である。したがって、前記Ａ＜Ｂの関係とは、最大、最小の差（ＡとＢの差）が±０．２ｍｍを超えるもの（Ｂ＝Ａ＋０．３＝２．３等）が好ましいが、螺旋ガイド線体１２や可動スライダ１３の線径、ピッチなどの寸法により、「均等ピッチ」の最大、最小の差の範囲が変動する為、Ｂ＝Ａ＋０．１ｍｍや、Ｂ＝Ａ＋０．２ｍｍや、Ｂ＝Ａ＋０．４ｍｍ等が好ましい場合もある。また、下端ストッパ部１２２と軸線Ｌとの角度「θ」はθ＝３°前後が好ましい。

図４は第２実施形態の電動弁の縦断面図、図５は第２実施形態の電動弁における螺旋ガイド線体の自然状態の側面図、図６は第２実施形態の電動弁における螺旋ガイド線体を組付けた状態の要部縦断面図である。以下、第２実施形態において、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。

この第２実施形態と第１実施形態との違いは、ストッパ機構２の構成である。ストッパ機構２は、密閉ケース１０４内の上部に嵌合された内ケース２１ａの中央から突出する円筒状の保持部２１と、保持部２１の外周に装着された螺旋ガイド線体２２と、螺旋ガイド線体２２に螺合された可動スライダ２３とを有して構成されている。螺旋ガイド線体２２は、金属線材の曲げ加工により形成され、軸線Ｌ回りに螺旋状の軌道を構成するガイド部２２１と、ガイド部２２１の下端にて軸線Ｌと平行に曲げられた下端ストッパ部２２２と、下端ストッパ部２２２から軸線Ｌ側の半径方向に延在されたＬ型の係止部２２３とを有している。そして、この係止部２２３は、保持部２１の下端に形成された孔部２１１内に係止されている。また、可動スライダ２３は、ばね性を有する金属線材の曲げ加工により形成されており、半径方向外向きに突出する爪部２３１を有している。

そして、マグネットロータ４０２の突起部４０２ａに追従して可動スライダ２３が螺旋ガイド線体２２のガイド部２２１との螺合によって旋回しながら上下動する。そして、可動スライダ２３の爪部２３１が、螺旋ガイド線体２２の下端ストッパ２２２に当接することによって、ロータ軸４０１の最下端位置での回転ストッパ作用が得られる。また、可動スライダ２３が、保持部１１の上端に形成された凸部２１２に当接することによって、ロータ軸４０１の最上端位置での回転ストッパ作用が得られる。

図５に示すように、ストッパ機構２として組付ける前の自然状態での螺旋ガイド線体２２は、線材の軸線Ｌ方向のピッチが「Ａ」である定常連続部２２Ａと、線材の軸線Ｌ方向のピッチが「Ｃ」である係止作用部２２Ｃとで構成されている。このピッチの関係は、
Ｃ＜Ａ
の関係にある。下端ストッパ部２２２と係止部２２３とは係止作用部２２Ｃに含まれており、この自然状態では、下端ストッパ部２２２は軸線Ｌに対して角度「θ」だけ軸線Ｌとは反対側に傾斜している。そして、図６に示すように、螺旋ガイド線体２２を保持部２１に組付けるとき、係止作用部２２Ｃの弾性力に抗して変形させて係止部２２３を保持部２１の下端の孔部２１１内に係止する。図６の太い矢印は係止部２２３が孔部２１１の端部を内側から押圧する弾性力である。このように、係止作用部２２Ｃを変形させることで、係止作用部２２Ｃは軸線Ｌ方向に僅かに伸長され、この係止作用部２２Ｃにおける自然状態での線材のピッチ「Ｃ」は拡大して、定常連続部２２Ａと同じピッチ「Ａ」となる。したがって、螺旋ガイド線体２２のピッチが均等ピッチとなり、この螺旋ガイド線体２２と可動スライダ２３との間隙「Ｈ」が適切に確保でき、例えば「Ｈ」が部分的に広くなりすぎたりしないようにでき、可動スライダ２３が螺旋ガイド線体２２に引っ掛かることなく安定した動きとなる。

（第２実施形態の実施例）なお、この実施形態では、係止作用部２２Ｃは線材の２巻き分である。定常連続部２２Ａの線材のピッチ「Ａ」はＡ＝２．０ｍｍ、係止作用部２２Ｃにおける自然状態での線材のピッチ「Ｃ」はＣ＝１．７ｍｍである。また、「均等ピッチ」とは、最大、最小の差が、±０．２ｍｍ以内で、可動スライダ２３の線材の線径の±３０％以内である。例えば可動スライダ２３の線材の線径が０．７ｍｍのとき均等ピッチの最大、最小の差は０．２１ｍｍ以内である。したがって、前記Ｃ＜Ａの関係とは、最大、最小の差（ＡとＣの差）が±０．２ｍｍを超えるもの（Ｃ＝Ａ－０．３＝１．７等）が好ましいが、螺旋ガイド線体２２や可動スライダ２３の線径、ピッチなどの寸法により、「均等ピッチ」の最大、最小の差の範囲が変動する為、Ｃ＝Ａ－０．１ｍｍや、Ｃ＝Ａ－０．２ｍｍや、Ｃ＝Ａ－０．４ｍｍ等が好ましい場合もある。また、下端ストッパ部２２２と軸線Ｌとの角度「θ」はθ＝３°前後が好ましい。

図７は第３実施形態の電動弁の縦断面図、図８は第３実施形態の電動弁における螺旋ガイド線体の自然状態の側面図、図９は第３実施形態の電動弁における螺旋ガイド線体を組付けた状態の要部縦断面図である。

この電動弁１００は、弁ハウジング５０と、支持部材６０と、ストッパ機構３と、「弁体」としてのニードル弁７０と、ステッピングモータ８０と、を備えている。

弁ハウジング５０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５０Ｒを有している。弁ハウジング５０の外周片側には弁室５０Ｒに導通される第１継手管５０１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５０２が接続されている。また、第２継手管５０２の弁室５０Ｒ側には弁座部材５０３が嵌合されている。弁座部材５０３の内側は弁ポート５０３ａとなっており、第２継手管５０２は弁ポート５０３ａを介して弁室５０Ｒに導通される。また、弁座部材５０３は円筒状のガイド部５０３ｂを有し、その内側はガイド孔５０３ｃとなっている。なお、第１継手管５０１、第２継手管５０２及び弁座部材５０３は、弁ハウジング５０に対してろう付け等により固着されている。また、弁ハウジング５０の上端には、密閉ケース５０４が溶接によって気密に固定されており、この密閉ケース５０４内の支持部材６０には、後述のストッパ機構３が設けられている。

支持部材６０は、ストッパ機構３を構成する保持部３１と、保持部３１の下部の基部６０２と固定金具６０３とを有しており、固定金具６０３はインサート成形により保持部３１及び基部６０２と共に一体に設けられている。そして、支持部材６０は固定金具６０３を介して弁ハウジング５０の上端部に溶接により固定されている。保持部３１の中心には、軸線Ｌと同軸の雌ねじ部３１ａが形成されている。

ニードル弁７０は、円筒状の弁ホルダ部７０ａを有しこの弁ホルダ部７０ａは、バネ受け７０１を介してステッピングモータ８０のロータ軸８０１の下端に取り付けられている。なお、弁ホルダ部７０ａは弁座部材５０３のガイド孔５０３ｃ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。また、弁ホルダ部７０ａ内には、バネ受け７０２が軸線Ｌ方向に移動可能に設けられ、バネ受け７０２とバネ受け７０１との間に圧縮コイルバネ７０３が所定の荷重を与えられた状態で取り付けられている。

ステッピングモータ８０は、ロータ軸８０１と、密閉ケース５０４の内部に回転可能に配設されたマグネットロータ８０２と、密閉ケース５０４の外周においてマグネットロータ８０２に対して対向配置されたステータコイル８０３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８０１はマグネットロータ８０２の中心に取り付けられ、このロータ軸８０１は支持部材６０側に延設されている。ロータ軸８０１の支持部材６０側の外周には雄ねじ部８０１ａが形成されており、この雄ねじ部８０１ａが支持部材６０の雌ねじ部３１ａに螺合されている。

以上の構成により、ステッピングモータ８０の駆動により、マグネットロータ８０２及びロータ軸８０１が回転し、ロータ軸８０１の雄ねじ部８０１ａと保持部３１の雌ねじ部３１ａとのねじ送り機構により、ロータ軸８０１が軸線Ｌ方向に移動する。そして、ニードル弁７０が軸線Ｌ方向に移動して弁座部材５０３に対して近接又は離間する。これにより、弁ポート５０３ａが開閉され、第１継手管５０１から第２継手管５０２へ、あるいは第２継手管５０２から第１継手管５０１へ流れる冷媒の流量が制御される。

ストッパ機構３は、支持部材６０の中央に形成された円柱状の保持部３１と、保持部３１の外周に装着された螺旋ガイド線体３２と、螺旋ガイド線体３２に螺合された可動スライダ３３とを有して構成されている。螺旋ガイド線体３２は、金属線材の曲げ加工により形成され、軸線Ｌ回りに螺旋状の軌道を構成するガイド部３２１と、ガイド部３２１の上端にて軸線Ｌと平行に曲げられた上端ストッパ部３２４と、ガイド部３２１の下端にて軸線Ｌと略平行に曲げられた下端ストッパ部３２２と、下端ストッパ部３２２から軸線Ｌを中心とする円周の接線方向に延在された係止部３２３とを有している。そして、この係止部３２３は、支持部材６０の基部６０２に形成された溝部６０２ａ内に係止されている。また、可動スライダ３３は、ばね性を有する金属線材の曲げ加工により形成されており、半径方向外向きに突出する爪部３３１を有している。

マグネットロータ８０２には突起部８０２ａが設けられており、マグネットロータ８０２の回転に伴って突起部８０２ａが可動スライダ３３を蹴り回すことにより、可動スライダ３３が螺旋ガイド線体３２のガイド部３２１との螺合によって旋回しながら上下動する。そして、可動スライダ３３の爪部３３１が、螺旋ガイド線体３２の下端ストッパ３２２に当接することによって、ロータ軸８０１の最下端位置での回転ストッパ作用が得られる。また、可動スライダ３３が、螺旋ガイド線体３２の上端ストッパ３２４に当接することによって、ロータ軸８０１の最上端位置での回転ストッパ作用が得られる。

図８に示すように、ストッパ機構３として組付ける前の自然状態での螺旋ガイド線体３２は、線材の軸線Ｌ方向のピッチが「Ａ」である定常連続部３２Ａと、線材の軸線Ｌ方向のピッチが「Ｂ」である係止作用部３２Ｂとで構成されている。このピッチの関係は、
Ａ＜Ｂ
の関係にある。下端ストッパ部３２２と係止部３２３とは係止作用部３２Ｂに含まれており、この自然状態では、下端ストッパ部３２２は軸線Ｌと平行になっており、ストッパ機構３として組付けた状態では、軸線Ｌに対して角度「θ」だけ軸線Ｌとは反対側に傾斜する。そして、図９に示すように、螺旋ガイド線体３２を保持部３１に組付けるとき、係止作用部３２Ｂの弾性力に抗して変形させて係止部３２３を支持部材６０の下端の溝部６０２ａ内に係止する。図９の太い矢印は係止部３２３が溝部６０２ａ内を押圧する弾性力である。このように、係止作用部３２Ｂを変形させることで、係止作用部３２Ｂは軸線Ｌ方向に僅かに圧縮され、この係止作用部３２Ｂにおける自然状態での線材のピッチ「Ｂ」は縮小して、定常連続部３２Ａと同じピッチ「Ａ」となる。したがって、螺旋ガイド線体３２のピッチが均等ピッチとなり、この螺旋ガイド線体３２と可動スライダ３３との間隙「Ｈ」が確保でき、可動スライダ３３が螺旋ガイド線体３２に引っ掛かることなく安定した動きとなる。

（第３実施形態の実施例）なお、この実施形態では、係止作用部３２Ｂは線材の２巻き分である。定常連続部３２Ａの線材のピッチ「Ａ」はＡ＝２．０ｍｍ、係止作用部３２Ｃにおける自然状態での線材のピッチ「Ｂ」はＢ＝２．３ｍｍである。また、「均等ピッチ」とは、最大、最小の差が、±０．２ｍｍ以内で、可動スライダ３３の線材の線径の±３０％以内である。例えば可動スライダ３３の線材の線径が０．７ｍｍのとき均等ピッチの最大、最小の差は０．２１ｍｍ以内である。したがって、前記Ａ＜Ｂの関係とは、最大、最小の差（ＡとＢの差）が±０．２ｍｍを超えるもの（Ｂ＝Ａ＋０．３＝２．３等）が好ましいが、螺旋ガイド線体３２や可動スライダ３３の線径、ピッチなどの寸法により、「均等ピッチ」の最大、最小の差の範囲が変動する為、Ｂ＝Ａ＋０．１ｍｍや、Ｂ＝Ａ＋０．２ｍｍ等や、Ｂ＝Ａ＋０．４ｍｍが好ましい場合もある。また、下端ストッパ部３２２と軸線Ｌとの角度「θ」はθ＝３°前後が好ましい。

図１０は第４実施形態の電動弁の縦断面図、図１１は第４実施形態の電動弁における螺旋ガイド線体の自然状態の側面図、図１２は第４実施形態の電動弁における螺旋ガイド線体を組付けた状態の要部縦断面図である。この第４実施形態において、第３実施形態と同様な要素には図７乃至図９と同符号を付記して重複する説明は適宜省略する。

この第４実施形態と第３実施形態との違いは、ストッパ機構４の構成である。ストッパ機構４は、支持部材６０の中央に形成された円柱状の保持部４１と、保持部４１の外周に装着された螺旋ガイド線体４２と、螺旋ガイド線体４２に螺合された可動スライダ４３とを有して構成されている。螺旋ガイド線体４２は、金属線材の曲げ加工により形成され、軸線Ｌ回りに螺旋状の軌道を構成するガイド部４２１と、ガイド部４２１の上端にて軸線Ｌと平行に突出するＵ字部４２４と、ガイド部４２１の下端にて軸線Ｌから外側に曲げられた下端ストッパ部４２２と、下端ストッパ部４２２から下方に延在されたＬ型の係止部４２３とを有している。そして、この係止部４２３は、支持部材６０の基部６０２に形成された溝部６０２ａ内に係止されている。また、可動スライダ４３は、ばね性を有する金属線材の曲げ加工により形成されており、半径方向外向きに突出する爪部４３１を有している。

そして、第３実施形態と同様にマグネットロータ８０２の突起部８０２ａにより、マグネットロータ８０２の回転に伴って突起部８０２ａが可動スライダ４３を蹴り回すことにより、可動スライダ４３が螺旋ガイド線体４２のガイド部４２１との螺合によって旋回しながら上下動する。そして、可動スライダ４３の爪部４３１が、螺旋ガイド線体４２の下端ストッパ４２２に当接することによって、ロータ軸８０１の最下端位置での回転ストッパ作用が得られる。また、可動スライダ４３が、螺旋ガイド線体４２のＵ字部４２４に当接することによって、ロータ軸８０１の最上端位置での回転ストッパ作用が得られる。

図１１に示すように、ストッパ機構４として組付ける前の自然状態での螺旋ガイド線体４２は、線材の軸線Ｌ方向のピッチが「Ａ」である定常連続部４２Ａと、線材の軸線Ｌ方向のピッチが「Ｄ」である係止作用部４２Ｄとで構成されている。このピッチの関係は、
Ｄ＜Ａ
の関係にある。Ｕ字部４２４は係止作用部４２Ｄに含まれている。そして、図１２に示すように、螺旋ガイド線体４２を保持部４１に組付けるとき、係止作用部４２Ｄの弾性力に抗して変形させてＵ字部４２４を保持部４１の上端の縦孔４１ａ内に係止する。図１２の太い矢印はＵ字部４２４に作用する係止作用部４２Ｄの弾性力である。なお、下端ストッパ部４２２から延在された係止部４２３は、支持部材６０の固定金具６０３に溶接により固定されている。このように、螺旋ガイド線体４２を保持部４１に組付けることで、係止作用部４２Ｄは軸線Ｌ方向に僅かに伸長され、この係止作用部４２Ｄにおける自然状態での線材のピッチ「Ｄ」は拡大して、定常連続部４２Ａと同じピッチ「Ａ」となる。したがって、螺旋ガイド線体４２のピッチが均等ピッチとなり、この螺旋ガイド線体４２と可動スライダ４３との間隙「Ｈ」が、螺旋ガイド線体４２の上部においても、適切に確保でき、例えば「Ｈ」が部分的に広くなりすぎたりしないようにでき、可動スライダ４３が螺旋ガイド線体４２に引っ掛かることなく安定した動きとなる。

（第４実施形態の実施例）なお、この実施形態では、係止作用部４２Ｄは線材の２巻き分である。定常連続部４２Ａの線材のピッチ「Ａ」はＡ＝２．０ｍｍ、係止作用部４２Ｄにおける自然状態での線材のピッチ「Ｄ」はＤ＝１．７ｍｍである。また、「均等ピッチ」とは、最大、最小の差が、±０．２ｍｍ以内で、可動スライダ４３の線材の線径の±３０％以内である。例えば可動スライダ４３の線材の線径が０．７ｍｍのとき均等ピッチの最大、最小の差は０．２１ｍｍ以内である。したがって、前記Ｄ＜Ａの関係とは、最大、最小の差（ＤとＡの差）が±０．２ｍｍを超えるもの（Ｄ＝Ａ－０．３＝１．７等）が好ましいが、螺旋ガイド線体４２や可動スライダ４３の線径、ピッチなどの寸法により、「均等ピッチ」の最大、最小の差の範囲が変動する為、Ｄ＝Ａ－０．１ｍｍや、Ｄ＝Ａ－０．２ｍｍや、Ｄ＝Ａ－０．４ｍｍ等が好ましい場合もある。

図１３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。例えば、実施形態における螺旋ガイド線体の係止作用部における固定方法は、弾性力を利用した固定方法であれば、どのような固定方法でもよい。また、第３実施形態と第４実施形態を組み合わせた構成により、螺旋ガイド線体は３種類の異なるピッチを有するものでもよい。

なお、第１～第４実施形態では、螺旋ガイド線体の係止作用部１２Ｂ、２２Ｃ、３２Ｂ、４２Ｄは、線材の２巻き分として説明したが、２巻きに限られるものではなく、係止部組み付け後に螺旋ガイド線体の螺旋が均等ピッチとなっていれば、２巻き未満（１巻き等）や、２巻きを超える巻き数（３巻き、４巻き等）としてもよい。

１０ 弁ハウジング
１０Ｒ 弁室
１０１ 第１継手管
１０２ 第２継手管
１０３ 弁座リング
１０３ａ 弁ポート
２０ 支持部材
２０１ ホルダ部
２０１ａ 雌ねじ部
２０２ 基部
２０３ 固定金具
３０ ニードル弁（弁体）
４０ ステッピングモータ
４０１ ロータ軸
４０１ａ 雄ねじ部
４０２ マグネットロータ
４０２ａ 突起部
１ ストッパ機構
１１ 保持部
１１１ 凹部
１２ 螺旋ガイド線体
１２Ａ 定常連続部
１２Ｂ 係止作用部
１２１ ガイド部
１２２ 下端ストッパ部
１２３ 係止部
１３ 可動スライダ
１３１ 爪部
Ｌ 軸線
２ ストッパ機構
２１ 保持部
２２ 螺旋ガイド線体
２２Ａ 定常連続部
２２Ｃ 係止作用部
２２１ ガイド部
２２２ 下端ストッパ部
２２３ 係止部
２３ 可動スライダ
２３１ 爪部
５０ 弁ハウジング
５０Ｒ 弁室
５０１ 第１継手管
５０２ 第２継手管
５０３ 弁座部材
５０３ａ 弁ポート
６０ 支持部材
６０２ 基部
６０３ 固定金具
７０ ニードル弁（弁体）
８０ ステッピングモータ
８０１ ロータ軸
８０１ａ 雄ねじ部
８０２ マグネットロータ
８０２ａ 突起部
３ ストッパ機構
３１ 保持部
３１ａ 雌ねじ部
３２ 螺旋ガイド線体
３２Ａ 定常連続部
３２Ｂ 係止作用部
３２１ ガイド部
３２２ 下端ストッパ部
３２３ 上端ストッパ部
３３ 可動スライダ
３３１ 爪部
４ ストッパ機構
４２ 螺旋ガイド線体
４２Ａ 定常連続部
４２Ｄ 係止作用部
４２１ ガイド部
４２２ 下端ストッパ部
４２３ Ｕ字部
４３ 可動スライダ
４３１ 爪部

Claims (6)

1. 電動モータを構成するマグネットロータの回転運動をネジ送り機構により弁体の直線運動に変換し、該弁体を弁ポートに対して進退させて該弁ポートを通る流体の流量を制御する電動弁において、
   前記マグネットロータの少なくとも下端位置を規制するストッパ機構を備え、
   前記ストッパ機構は、前記弁ポートの軸線周りに螺旋状の軌道を構成する螺旋ガイド線体と、該螺旋ガイド線体の下端から延在された下端ストッパ部と、該螺旋ガイド線体を保持する保持部と、前記螺旋ガイド線体に螺合された可動スライダとで構成され、前記螺旋ガイド線体は、前記保持部に保持される定常連続部と弾性変形により固定される係止作用部とで構成され、当該螺旋ガイド線体は、自然状態で、前記定常連続部における線材の前記軸線方向のピッチと、前記係止作用部における線材の前記軸線方向のピッチとが異なることを特徴とする電動弁。
2. 前記下端ストッパ部が前記係止作用部に含まれ、前記螺旋ガイド線体の自然状態で、前記係止作用部における線材のピッチが、前記定常連続部における線材のピッチより大きいことを特徴とする請求項１に記載の電動弁。
3. 前記螺旋ガイド線体の自然状態で、前記下端ストッパ部が端部に向かうほど螺旋ガイド線体を組付けた状態と比べて前記軸線側に傾斜していることを特徴とする請求項２に記載の電動弁。
4. 前記下端ストッパ部が前記係止作用部に含まれ、自然状態で、前記係止作用部における線材のピッチが、前記定常連続部における線材のピッチより小さいことを特徴とする請求項１に記載の電動弁。
5. 前記螺旋ガイド線体の自然状態で、前記下端ストッパ部が端部に向かうほど螺旋ガイド線体を組付けた状態と比べて前記軸線とは反対側に傾斜していることを特徴とする請求項４に記載の電動弁。
6. 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５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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