JP7456895B2 - 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等に用いられて冷媒等の流量を制御する電動弁、及びこのような電動弁を備えた冷凍サイクルシステムに関する。

従来、電動弁として、弁本体とステッピングモータとロータ軸と弁体と弁ホルダとを備え、弁ホルダに内蔵された圧縮ばねによって弁体を弁座部に向かって付勢するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような電動弁の一例として、弁体が弁ホルダに対して軸方向に移動自在かつ軸回りに回転自在に接続された構成を備えたものが挙げられる。この電動弁では、弁開時には弁体と弁ホルダとの間に圧縮ばねの付勢力が作用せず、弁座部に着座した弁体が弁ホルダに対して所定量だけ軸方向に相対移動することで、圧縮ばねの付勢力が弁体及び弁座部に作用する。また、電動弁の他の例として、ロータ軸が弁ホルダに対して軸方向に移動自在かつ軸回りに回転自在に接続され構成を備えたものも挙げられる。この電動弁では、弁開時にはロータ軸と弁ホルダとの間に圧縮ばねの付勢力が作用せず、弁体が弁座部に着座してからロータ軸が弁ホルダに対して所定量だけ軸方向に相対移動することで、圧縮ばねの付勢力が弁体及び弁座部に作用する。

特許第４５４１３６６号明細書

上述した従来の電動弁によれば、弁体が弁座部に着座する際には圧縮ばねの付勢力が作用せず、弁体が弁座部に対して擦れ回りすることが防止されることで、弁体及び弁座部の摩耗が軽減されて弁漏れを抑制することができる。他方で、電動弁については、使用期間の長期化等の観点から、弁漏れを抑制する性能（以下、弁漏れ性能と呼ぶ）の更なる向上が期待されている。

従って、本発明は、上記のような問題に着目し、弁漏れ性能を向上させることができる電動弁、及びそのような電動弁を備えた冷凍サイクルシステムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の電動弁は、第１ポートに連通する弁室、及び前記弁室と第２ポートの間を仕切る弁座部を構成する弁本体と、ロータ軸と、当該ロータ軸を回転駆動する駆動部と、前記ロータ軸の回転に伴って当該ロータ軸を軸線方向に進退させるねじ送り機構と、前記ロータ軸の進退に伴って前記弁座部に着座又は離座可能な弁体と、前記ロータ軸と前記弁体とを接続する弁ホルダと、前記弁ホルダに内蔵または外装される圧縮ばねと、を備えた電動弁であって、前記弁ホルダは、ホルダ本体と、前記ホルダ本体の前記駆動部の側に設けられて前記ロータ軸の前記弁室の側の先端部を回転自在かつ前記軸線方向及び径方向に所定の遊びをもって保持する第１保持部と、前記ホルダ本体の前記弁室の側に設けられて前記弁体の基端部を回転自在かつ前記軸線方向及び前記径方向に所定の遊びをもって保持する第２保持部と、を有し、前記第１保持部と前記第２保持部との間に前記圧縮ばねが圧縮状態で介装され、前記第１保持部及び前記第２保持部の少なくとも一方は、前記圧縮ばねの付勢力によって前記ホルダ本体に設けられた係止部に係止されるとともに、前記圧縮ばねの付勢力に抗して前記係止部から離間する方向に移動可能に設けられていることを特徴とする。

本発明の電動弁によれば、ロータ軸、弁体、及び弁ホルダと、がそれぞれ軸線方向及び径方向に遊びをもって接続されている。この構成では、弁体が弁座部に着座してから更にロータ軸及び弁ホルダが進んで軸線方向の遊びが消えてから圧縮ばねの付勢力が弁体に作用する。つまり、着座の瞬間には圧縮ばねの付勢力が弁体に作用していないために着座の際の弁座部に対する弁体の摺れ回りによる摩擦の発生が無くなり、その結果、弁体及び弁座部の摩耗を軽減することができる。また、着座の瞬間に弁体と弁座部との間に軸の芯ずれや傾きが生じていたとしても、その後にロータ軸や弁ホルダが進む際に圧縮ばねの付勢力に押される弁体が径方向の遊びの範囲内で動くことにより、軸の芯ずれや傾きを補正して確実に着座させることができる。このように、本発明の電動弁によれば、弁漏れ性能を向上させることができる。

ここで、本発明の電動弁において、前記弁本体には、前記弁体を前記軸線方向に進退案内するガイド部材が設けられ、前記弁体と前記ガイド部材との前記径方向のクリアランスは、前記弁体と前記第２保持部との前記径方向の遊びよりも小さいことが好適である。

この構成によれば、まず、ガイド部材を設けたことで弁体の軸線方向の進退を安定させることができる。そして、弁体とガイド部材との径方向のクリアランスが、弁体と第２保持部との径方向の遊びよりも小さいので、仮にガイド部材において弁体に芯ずれ等が発生したとしても、弁体と第２保持部との遊びによって上記の芯ずれを吸収することができる。つまり、上記の構成によれば、ガイド部材によって弁体の安定した作動を得ることができるとともに、ガイド部材での弁体の芯ずれ等に起因する弁体の傾き等を抑えて弁漏れ性能を一層向上させることができる。

また、本発明の電動弁において、前記ロータ軸の前記弁室の側の先端部には、該先端部の一部をなす転がり軸受が設けられ、当該転がり軸受の内輪が前記ロータ軸の軸本体に固定され、前記転がり軸受の外輪が前記第１保持部に、前記軸線方向及び前記径方向に所定の遊びをもって保持されることも好適である。

この構成によれば、転がり軸受を設けたことで、ロータ軸の回転の、ホルダ本体及び弁体への伝達が一層抑えられ、その結果、着座の際の弁座部に対する弁体の摺れ回りが更に抑えられるので、弁漏れ性能を一層向上させることができる。

また、上記課題を解決するために、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、上述した本発明の電動弁を前記膨張弁として備えたことを特徴とする。

本発明の冷凍サイクルシステムは、上述したように弁漏れ性能を向上させることができる電動弁を備えたものとなっている。

本発明によれば、弁漏れ性能を向上させることができる電動弁、及びそのような電動弁を備えた冷凍サイクルシステムを提供することができる。

第１実施形態にかかる電動弁の内部構造を、弁体が弁座部から離座した弁開状態で示す模式的な断面図である。 図１に示されている電動弁を、弁体が弁座部に着座した弁閉状態で示す模式的な断面図である。 弁開状態から弁体が弁座に着座した瞬間までの移行の際の第１状態を示す、弁ホルダの拡大断面図である。 図３に示されている第１状態から、前記ロータ軸が弁閉方向に所定量下降した際の第２状態を示す弁ホルダの拡大断面図である。 図４に示されている第２状態から、前記ロータ軸が弁閉方向に所定量下降させた際の第３状態を示す弁ホルダの拡大断面図である。 第２実施形態の電動弁における弁ホルダの内部構造を示す図である。 第３実施形態の電動弁における弁ホルダの内部構造を示す図である。 第４実施形態の電動弁における弁ホルダの内部構造を示す図である。 第５実施形態の電動弁における弁ホルダの内部構造を示す図である。 一実施形態の冷凍サイクルシステムを示す図である。

以下、一実施形態にかかる電動弁及び冷凍サイクルシステムについて説明する。まず、電動弁の第１実施形態について説明する。

図１は、第１実施形態にかかる電動弁の内部構造を、弁体が弁座部から離座した弁開状態で示す模式的な断面図である。図２は、図１に示されている電動弁を、弁体が弁座部に着座した弁閉状態で示す模式的な断面図である。

本実施形態の電動弁１０は、一例として家庭用エアコン等の空気調和機に用いられるものであり、ケース１と、弁本体２と、ロータ軸３と、駆動部４と、ねじ送り機構５と、弁体６と、弁ホルダ７と、圧縮ばね８と、転がり軸受９と、を備えている。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。

ケース１は、有蓋筒状で内側が各種部品の収納空間となった部位であり、ドーム状の天井を有する第１ケース１１と、この第１ケース１１の下側開口に固定された筒状の第２ケース１２と、を備えている。

弁本体２は、内部空間が弁室２１となった有底有蓋筒状の部位であり、その蓋部をなす天井壁が第２ケース１２の下側開口に固定されている。この弁本体２の周壁には、弁室２１に連通した冷媒の第１ポート２２が設けられ、底壁には、弁室２１に連通した冷媒の第２ポート２３が設けられている。第１ポート２２には一次継手管２２１が取り付けられ、第２ポート２３には二次継手管２３１が取り付けられている。また、底壁における第２ポート２３の弁室２１側の周縁を含む部分が、弁室２１と第２ポート２３との間を仕切り、弁体６によって開閉される弁座部２４となっている。このように、弁本体２は、弁室２１及び弁座部２４を構成する部位となっている。また、弁本体２の天井壁には、弁体６を内側に通して軸線Ｌに沿った方向（軸線方向Ｄ１１）に進退案内する筒状のガイド部材２５が天井壁を貫通して設けられている。

ロータ軸３は、その中途に雄ねじ部３１が形成された丸棒状の部位である軸本体３ａと転がり軸受９とを備えており、ロータ軸３の弁室２１の側の先端部である下端部３２において、この下端部３２の一部をなす転がり軸受９の内輪９１が軸本体３ａに固定されている。詳述すると、ロータ軸３の下端部３２における内輪９１の設置個所よりも更に先端では軸本体３ａが他の部位よりも大径の鍔状に張り出している。また、この下端部３２よりもロータ軸３の中央寄りに、内側に雌ねじが形成された筒状で一端側が雄ねじ部３１に螺合した軸受固定金具３３が固定されている。そして、この軸受固定金具３３の下端と大径の下端部３２における大径鍔状の先端との間に挟み込まれることで転がり軸受９の内輪９１が軸本体３ａに固定されてロータ軸３の下端部３２の一部をなしている。

駆動部４は、ロータ軸３を回転駆動するステッピングモータであり、コイル４１、マグネット４２、マグネット連結金具４３、マグネット固定金具４４、及びストッパ機構４５を備えている。コイル４１は、ケース１における上側の第１ケース１１の外周面に配設され、不図示のコントローラからロータ軸３を回転駆動するためのパルス信号が供給される部位である。マグネット４２は、筒状に形成され、また外周部が多極に着磁されて、第１ケース１１の内側に、その周壁を挟んでコイル４１と外周面が対向するように配置される。そして、コイル４１にパルス信号が与えられることにより、そのパルス数に応じて軸線Ｌ回りに回転する部位である。マグネット連結金具４３は、マグネット４２とロータ軸３の上端部３４とを連結する部位である。このマグネット連結金具４３は、有蓋筒状に形成され、その外周面に筒状のマグネット４２が配置され、前記マグネット４２の下端に設ける座金４６と止め輪４７により、マグネット４２の上端を前記マグネット連結金具４３の上端の鍔部に当接させて固定され、その天井壁の中央にマグネット固定金具４４を介してロータ軸３の上端部３４を保持するための貫通孔が設けられている。マグネット固定金具４４は、筒状に形成され、内側にロータ軸３の上端部３４が嵌め込まれて固着されるとともに、マグネット連結金具４３の天井壁中央の貫通孔に嵌め込まれてかしめ等にて固定される部位である。

駆動部４では、コイル４１にパルス信号が供給されると、マグネット４２と一体となった、マグネット連結金具４３、マグネット固定金具４４、及びロータ３軸が軸線Ｌ回りに回転する。このとき、ロータ軸３は、このような回転に伴って、後述のねじ送り機構５によって軸線方向Ｄ１１に進退する。駆動部４におけるストッパ機構４５は、このような回転に伴うロータ軸３の進退の上下限を規制する機構であり、ガイド軸４５１と、ガイド線体４５２と、可動スライダ４５３と、スライダ当接軸４５４と、を備えている。

ガイド軸４５１は、第１ケース１１の天井から垂下された軸部であり、その外周にガイド線体４５２が螺旋状に巻き付けられて固定されている。巻き付けられたガイド線体４５２における天井側の端部が突出して上端ストッパ４５２ａとなっている。また、ガイド軸４５１の下端には、下端ストッパ４５１ａが設けられている。可動スライダ４５３は、ガイド線体４５２にガイドされて回転かつ上下動可能となるように、ガイド軸４５１の外周に一周巻き付けられている。この可動スライダ４５３における天井側の端部は突出して、可動スライダ４５３が回転しつつ天井に向かって上昇したときに上端ストッパ４５２ａに当接する第１爪部４５３ａとなっている。また、可動スライダ４５３における下方側の端部も突出して、可動スライダ４５３が回転しつつ下降したときに下端ストッパ４５１ａに当接する第２爪部４５３ｂとなっている。更に、この第２爪部４５３ｂは第１爪部４５３ａよりも長く突出し、以下に説明するスライダ当接軸４５４にも当接するようになっている。スライダ当接軸４５４は、マグネット連結金具４３の天井壁の周縁寄りに、第１ケース１１の天井に向かって立設された軸であり、ロータ軸３やマグネット連結金具４３と一緒に軸線Ｌ回りに回転しつつ軸線方向Ｄ１１に進退する。そして、可動スライダ４５３の第２爪部４５３ｂは軸線Ｌ回りに回転するスライダ当接軸４５４に押されることでガイド線体４５２に沿って回転しつつ上昇又は下降する。

上昇の際には、可動スライダ４５３は第１爪部４５３ａが上端ストッパ４５２ａに当接したところで可動スライダ４５３の回転と上昇が止まり、動きを止めた可動スライダ４５３の第２爪部４５３ｂがスライダ当接軸４５４、即ちマグネット４２の回転と上昇を止める。下降の際には、可動スライダ４５３は第２爪部４５３ｂが下端ストッパ４５１ａに当接したところで可動スライダ４５３の回転と下降が止まり、その第２爪部４５３ｂがスライダ当接軸４５４、即ちマグネット４２の回転と下降を止める。つまり、可動スライダ４５３の第１爪部４５３ａが上端ストッパ４５２ａに当接するときのロータ軸３の軸線方向Ｄ１１の位置がロータ軸３の上限位置となり、第２爪部４５３ｂが下端ストッパ４５１ａに当接するときの位置がロータ軸３の下限位置となる。

ねじ送り機構５は、駆動部４によるロータ軸３の回転に伴ってロータ軸３を軸線方向Ｄ１１に進退させる機構であり、雌ねじ部５１と、雌ねじ固定金具５２と、を備えている。雌ねじ固定金具５２は、下側にフランジ部分５２１が設けられた筒状の部位である。フランジ部分５２１が、第２ケース１２の上側の開口を塞ぐように固定されており、雌ねじ固定金具５２の内側に雌ねじ部５１が一体に形成されている。そして、雌ねじ部５１に、ロータ軸３の雄ねじ部３１が螺合している。ロータ軸３が軸線Ｌ回りに回転すると雌ねじ部５１に沿って雄ねじ部３１が、つまりはロータ軸３が軸線方向Ｄ１１に進退する。

弁体６は、ロータ軸３の進退に伴って弁本体２の内部の弁座部２４に着座又は離座可能な丸棒状の部位である。弁体６は、上述したように弁本体２の天井壁を貫通して設けられたガイド部材２５に挿入され、第２ケース１２の内側から弁本体２の弁室２１へと進入して配置されている。この弁体６の基端部６１は、後述の弁ホルダ７を介してロータ軸３の下端部３２に接続されており、ロータ軸３が軸線方向Ｄ１１に進退すると、弁体６も軸線方向Ｄ１１に進退する。弁体６の下端部６２は、弁座部２４に向かって先細りのテーパ形状となっており、このテーパ形状の下端部６２が弁座部２４に着座又は離座する。

弁ホルダ７は、ロータ軸３と弁体６とを接続する部位であり、ホルダ本体７１と、第１保持部７２と、第２保持部７３と、座金７４と、を備えている。

ホルダ本体７１は、有底有蓋筒状の部位であり、その蓋部をなす天井壁に設けられた貫通孔を通ってロータ軸３の下端部３２が、この下端部３２の一部をなすように設けられた転がり軸受９ごと内部に進入している。ホルダ本体７１の底側には、第２保持部７３の係止部をなすリング状の止め輪７１１が固定されて貫通孔の開いた底壁を構成している。この止め輪７１１の貫通孔を通って弁体６の基端部６１がホルダ本体７１の内部に進入している。

第１保持部７２は、ホルダ本体７１の天井側に設けられ、ロータ軸３の下端部３２を回転自在かつ軸線方向Ｄ１１及び径方向Ｄ１２に所定の遊びをもって保持する。つまり、第１保持部７２は、軸線方向Ｄ１１及び径方向Ｄ１２について、ロータ軸３の下端部３２がホルダ本体７１に対して若干相対移動できる状態で、この下端部３２を保持している。

詳述すると本実施形態では、この第１保持部７２は、鍔部と側壁部７２１とを有した有底筒型に形成されており、ホルダ本体７１の天井壁の中央から下方に突出した筒状突部に、側壁部７２１の内部に転がり軸受９を内包して座金７４とともに前記鍔部の内周部が嵌入固定され、前記ホルダ本体７１と一体となっている。第１保持部７２の底壁には、ロータ軸３の下端部３２の一部をなす転がり軸受９における内輪９１を軸本体３ａに固定するための大径鍔状の先端が通る貫通孔が設けられている。座金７４は、上述の如くホルダ本体７１の筒状突部に第１保持部の鍔部とともに嵌入固定される部位であり、ドーナッツ状の薄板であって、転がり軸受９の上面と摺接するので、滑り性及び/または耐摩耗性に優れる表面処理を施されるのが好ましい。

このような第１保持部７２によるロータ軸３の下端部３２の保持は、この転がり軸受９にて行われる。即ち、第１保持部７２の底壁と、ホルダ本体７１の天井壁における筒状突部と、の間に、筒状突部に密着固定された座金７４を介して転がり軸受９の外輪９２が内包されている。このとき、第１保持部７２の底壁から筒状突部側の座金７４までの寸法が転がり軸受９の外輪９２の軸線方向Ｄ１１の寸法よりも大きくなっている。これにより、転がり軸受９の外輪９２と第１保持部７２との間、即ち、ロータ軸３の下端部３２と第１保持部７２との間に保持の上での軸線方向Ｄ１１の遊びが生じることとなっている。また、第１保持部７２の側壁部７２１（転がり軸受９を内包する部位）の内径が転がり軸受９の外輪９２の外径よりも大きくなっている。これにより、転がり軸受９の外輪９２と第１保持部７２との間、即ち、ロータ軸３の下端部３２と第１保持部７２との間に保持の上での径方向Ｄ１２の遊びが生じることとなっている。

第２保持部７３は、ホルダ本体７１の底側に設けられて弁体６の基端部６１を回転自在かつ軸線方向Ｄ１１及び径方向Ｄ１２に所定の遊びをもって保持する。つまり、第２保持部７３は、軸線方向Ｄ１１及び径方向Ｄ１２について、弁体６の基端部６１がホルダ本体７１に対して若干相対移動できる状態で、この基端部６１を保持している。

詳述すると本実施形態では、この第２保持部７３は、中央に弁体６の基端部６１を通す貫通孔が設けられた円板状に形成され、ホルダ本体７１の内側でその周縁が止め輪７１１の上に非固定で載置された状態となっている。

このような第２保持部７３による弁体６の基端部６１の保持は、次のようにして行われる。まず、弁体６の基端部６１は、この第２保持部７３の中央部の貫通孔を通ってホルダ本体７１の内部に進入している。この基端部６１には雄ねじが形成されており、この雄ねじにナット６３が締結されることで弁体６の基端部６１が第２保持部７３に保持される。このとき、弁体６において基端部６１よりも下端部６２側は、第２保持部７３の前記貫通孔の内径よりも太い大径部６４となっている。そして、締結されたナット６３の下面から大径部６４までの寸法が第２保持部７３の前記貫通孔周辺の厚み寸法よりも大きくなっている。これにより、弁体６の基端部６１と第２保持部７３との間に保持の上での軸線方向Ｄ１１の遊びが生じることとなっている。また、第２保持部７３の前記貫通孔の内径が弁体６における基端部６１の貫通部分の外径よりも大きくなっている。これにより、弁体６の基端部６１と第２保持部７３との間に保持の上での径方向Ｄ１２の遊びが生じることとなっている。

圧縮ばね８は、以上に説明した弁ホルダ７に内蔵されるコイルばねであり、ホルダ本体７１の内部において、第１保持部７２の鍔部と第２保持部７３の周縁部の段差形状部との間に圧縮状態で介装されている。本実施形態では、上述したように第１保持部７２がホルダ本体７１の天井壁における筒状突部に嵌入固定され、第２保持部７３がホルダ本体７１の底壁をなす止め輪７１１の上に非固定で載置されている。その結果、第１保持部７２と第２保持部７３のうち非固定の第２保持部７３が、圧縮ばね８の付勢力によって、ホルダ本体７１の止め輪７１１に係止される。また、第２保持部７３は、止め輪７１１の上に非固定で載置されていることから、圧縮ばね８の付勢力に抗して、止め輪７１１から離間して第１保持部７２に近づく近接方向Ｄ１３に移動可能に設けられている。弁体６の下端部６２が弁座部２４に着座した状態でロータ軸３の回転に伴い更に弁ホルダ７が下降すると、軸線方向Ｄ１１について不動状態の弁体６の大径部６４に下方から支持された第２保持部７３が、圧縮ばね８を圧し縮めながら第１保持部７２に近づくこととなる。

転がり軸受９は、上述したようにロータ軸３の下端部３２に該下端部３２の一部として設けられて第１保持部７２による下端部３２の保持に寄与する部位である。転がり軸受９の内輪９１が、ロータ軸３の下端部３２に固定され、外輪９２が、有底筒状の第１保持部７２の内部に、軸線方向Ｄ１１径方向Ｄ１２に所定の遊びをもって収められて保持される。

図１及び図２に示されている電動弁１０では、図１の弁開状態から図２の弁閉状態への移行時には、駆動部４に閉弁のためのパルス信号が供給される。すると、駆動部４によってロータ軸３が回転駆動され、ねじ送り機構５によって閉弁方向Ｄ１１１に作動する。その結果、弁ホルダ７を介してロータ軸３の下端部３２に接続された弁体６がロータ軸３と一緒に閉弁方向Ｄ１１１に作動し、その下端部６２が弁座部２４に着座して図２の弁閉状態となる。他方、弁閉状態から弁開状態への移行時には、駆動部４に開弁のためのパルス信号が供給される。すると、駆動部４によってロータ軸３が回転駆動され、ねじ送り機構５によって開弁方向Ｄ１１２に作動する。その結果、弁体６がロータ軸３と一緒に開弁方向Ｄ１１２に動き、その下端部６２が弁座部２４から離座して図１の弁開状態となる。

以上に説明した電動弁１０では、図１の弁開状態から図２の弁閉状態へと、以下に説明する第１～第３の三状態を経て移行する。これらの三状態は主に弁ホルダ７の内部で生じる。

図３は、弁開状態から弁体が弁座に着座した瞬間までの移行の際の第１状態を示す弁ホルダの拡大断面図であり、図４は、図３に示されている第１状態から、前記ロータ軸が弁閉方向に所定量下降した際の第２状態を示す弁ホルダの拡大断面図である。また、図５は、図４に示されている第２状態から、前記ロータ軸が弁閉方向に所定量下降させた際の第３状態を示す弁ホルダの拡大断面図である。

図３には第１状態の一例として図１に示されている弁開状態が示されており、図３は、図１に示されている弁ホルダ７の拡大断面図となっている。この第１状態ではロータ軸３の下端部３２に弁ホルダ７が、弁ホルダ７及び弁体６の重量によって吊下がっている。そして、弁ホルダ７の第２保持部７３に、弁体６が自重によって吊下がっている。

詳述すると、この第１状態では、弁ホルダ７の内部における座金７４が、ロータ軸３の下端部３２をなす転がり軸受９における外輪９２の上面に当接した状態で弁ホルダ７が吊下がっている。このとき、有底筒状の第１保持部７２における底壁の上面と外輪９２の下面との間隙ｔ１１が、第１保持部７２とロータ軸３の下端部３２との間の軸線方向Ｄ１１の遊びとなる。また、第１保持部７２の側壁部７２１（転がり軸受９を内包する部位）の内周面と外輪９２の外周面との間隙ｔ１２が、第１保持部７２とロータ軸３の下端部３２との間の径方向Ｄ１２の遊びとなる。

また、この第１状態では、弁体６の基端部６１に締結されたナット６３が、弁ホルダ７の止め輪７１１に圧縮ばね８によって押し付けられた第２保持部７３の上面に当接した状態で弁体６が吊下がっている。このとき、第２保持部７３の下面と弁体６の大径部６４の上端部との間隙ｔ１３が、第２保持部７３と弁体６の基端部６１との間の軸線方向Ｄ１１の遊びとなる。また、第２保持部７３の貫通孔の内周面と弁体６の基端部６１の貫通部分の外周面との間隙ｔ１４が、第２保持部７３と弁体６の基端部６１との間の径方向Ｄ１２の遊びとなる。そして、この第１状態では、圧縮ばね８は弁ホルダ７の止め輪７１１に第２保持部７３を押し付けるだけで、その付勢力は、弁体６には及んでいない。このように、第１状態は、第１保持部７２の底壁と転がり軸受９の外輪９２の下面との間、及び第２保持部７３の下面と弁体６の大径部６４の上端面との間、それぞれの軸線方向Ｄ１１の遊びが残り、圧縮ばね８の付勢力が弁体６に作用せず、径方向Ｄ１２に弁体６が移動可能な状態となっている。なお、弁体６が弁座部２４に着座した瞬間も同じ状態（第１状態）となる。

図４に示されている第２状態は、図１に示されている弁開状態からロータ軸３及び弁ホルダ７によって弁体６が閉弁方向Ｄ１１１に所定量動かされて、その下端部６２が弁座部２４に着座し（ここまでが第１状態）、その後に、ロータ軸３が弁閉方向Ｄ１１１に更に所定量進んだ状態である。このときの第１状態からのロータ軸３の進み量は、弁体６の下端部６２が弁座部２４に着座して、この後軸線方向Ｄ１１に不動状態の弁体６の大径部６４に第２保持部７３が接触し、更に、弁ホルダ７の座金７４から転がり軸受９の外輪９２が軸線方向Ｄ１１に離れて反対側の第１保持部７２の底壁に接触する量となる。

第２状態では、座金７４と転がり軸受９の外輪９２の上面との間に間隙ｔ１５が開くが、外輪９２の下面が第１保持部７２の底壁に接触しており、ロータ軸３が更に閉弁方向Ｄ１１１に動く時の遊びは消失している。また、第２保持部７３についても、ナット６３の下面との間に間隙ｔ１６が開くが、弁体６の大径部６４に第２保持部７３が接触しており、ロータ軸３が更に閉弁方向Ｄ１１１に動く時の遊びが消失している。

他方、径方向Ｄ１２については、第１保持部７２の側壁部７２１（前記転がり軸受９を内包する部位）の内周面と転がり軸受９の外輪９２の外周面との間の間隙ｔ１２及び第２保持部７３の貫通孔の内周面と弁体６の基端部６１の貫通部分の外周面との間の間隙ｔ１４が維持されている。つまり、この第２状態でも、第１保持部７２及び第２保持部７３の双方とも、径方向Ｄ１２の遊びは維持されている。そして、この第２状態でも、圧縮ばね８の付勢力は未だ弁体６には及んでいない。このように、第２状態は、第１保持部７２の底壁と転がり軸受９の外輪９２の下面との間、及び第２保持部７３の下面と弁体６の大径部６４の上端面との間、それぞれの閉弁方向Ｄ１１１の遊びは消失したが、圧縮ばね８の付勢力は弁体６に作用せず、未だ径方向Ｄ１２に弁体６が移動可能な状態となっている。この第２状態から、ロータ軸３を弁閉方向Ｄ１１１に進めると弁体６に圧縮ばね８の付勢力が弁体に作用し始めるが、第２保持部７３と止め輪７１１とが未だ当接しているため、圧縮ばね８の付勢力のうちの一部のみが弁体６に作用する。

図５に示されている第３状態は、図２に示されている弁閉状態そのものであり、図５は、図２に示されている弁ホルダ７の拡大断面図となっている。この第３状態では、図４に示されている第２状態から、更に、ロータ軸３が弁閉方向Ｄ１１１に所定量進んでいる。このときの第２状態からのロータ軸３の進み量は、軸線方向Ｄ１１に不動状態の弁体６の大径部６４によって支持されて同じく不動状態となった第２保持部７３が止め輪７１１から離れるまで、弁ホルダ７を圧縮ばね８の付勢力に抗して閉弁方向Ｄ１１１に進ませる量となる。

第３状態では、第２保持部７３と止め輪７１１との間に間隙ｔ１７が開く。そして、この間隙ｔ１７に応じた量だけ圧縮ばね８が押し縮められ、その反力であるばね荷重が間隙ｔ１７の増加量に応じて生じる閉弁荷重として、第２保持部７３の下面に当接した弁体６に作用し、その下端部６２が弁座部２４に押し付けられることとなる。

このとき、仮に上述の第２状態の段階での着座状態において弁体６と弁座部２４との間に軸の芯ずれや傾きが生じていた場合、第２状態から第３状態への移行時に着座状態が次のように修正される。即ち、ロータ軸３の移動によって生じるばね荷重に押されて、第２状態での径方向Ｄ１２の遊びの範囲内で弁体６が径方向Ｄ１２に動くことで軸の芯ずれや傾きが補正されて着座状態が修正される。このような修正が生じた場合には、そのときの修正分だけ径方向Ｄ１２の遊びが減少することとなる。

第３状態は、第１保持部７２の底壁と転がり軸受９の外輪９２の下面との間、及び第２保持部７３の下面と弁体６の大径部６４の上端面との間、それぞれの閉弁方向Ｄ１１１の遊びが消失し、更に圧縮ばね８の付勢力が閉弁荷重として弁体６に作用する状態となっている。

なお、上記のように第２状態から第３状態までの間においても弁体には圧縮ばね８の付勢力の一部が作用するが、第３状態においては、間隙ｔ１７が生じることにより、圧縮ばね８の軸方向の付勢力の全てが弁体に作用する。以上、図にて本実施形態の弁開から弁閉の状態について順番に説明したが、この逆の弁閉から弁開の時は、この逆の順番で同様の作動となることは言うまでもない。

以上に説明した第１実施形態の電動弁１０によれば、ロータ軸３、弁体６、及び弁ホルダ７と、がそれぞれ軸線方向Ｄ１１及び径方向Ｄ１２に遊びをもって接続されている。この構成では、弁体６が弁座部２４に着座してから更にロータ軸３及び弁ホルダ７が進んで軸線方向Ｄ１１の遊びが消えてから圧縮ばね８の付勢力が弁体６に作用する。つまり、着座の瞬間には圧縮ばね８の付勢力が弁体６に作用していないために着座の際の弁座部２４に対する弁体６の摺れ回りによる摩擦の発生が無くなり、その結果、弁体６及び弁座部２４の摩耗を軽減することができる。また、着座の瞬間に弁体６と弁座部２４との間に軸の芯ずれや傾きが生じていたとしても、次のように確実に着座させることができる。即ち。着座の瞬間に続いてロータ軸３や弁ホルダ７が進む際に圧縮ばね８の付勢力に押される弁体６が径方向Ｄ１２の遊びの範囲内で動くことにより、軸の芯ずれや傾きを補正して弁体６を弁座部２４に確実に着座させることができる。このように、本実施形態の電動弁１０によれば、弁漏れ性能を向上させることができる。

ここで、本実施形態では、弁体６と弁本体２に設けられたガイド部材２５との径方向Ｄ１２のクリアランスが、弁体６と第２保持部７３との径方向Ｄ１２の遊びよりも小さい。この構成によれば、まず、ガイド部材２５を設けたことで弁体６の軸線方向Ｄ１１の進退を安定させることができる。そして、弁体６とガイド部材２５とのクリアランスが、弁体６と第２保持部７３との遊びよりも小さいので、仮にガイド部材２５において弁体６に芯ずれ等が発生したとしても、弁体６と第２保持部７３との遊びによって上記の芯ずれを吸収することができる。つまり、上記の構成によれば、ガイド部材２５によって弁体６の安定した作動を得ることができるとともに、ガイド部材２５での弁体６の芯ずれ等に起因する弁体６の傾き等を抑えて弁漏れ性能を一層向上させることができる。

また、本実施形態では、ロータ軸３の下端部３２において、転がり軸受９の内輪９１がロータ軸３に固定され、外輪９２が第１保持部７２に、軸線方向Ｄ１１及び径方向Ｄ１２に所定の遊びをもって保持される。この構成によれば、転がり軸受９を設けたことで、ロータ軸３の回転の、ホルダ本体７１及び弁体６への伝達が一層抑えられ、その結果、着座の際の弁座部２４部に対する弁体６の摺れ回りが更に抑えられるので、弁漏れ性能を一層向上させることができる。

以上で第１実施形態の電動弁１０についての説明を終了し、第２～第５実施形態の電動弁について説明する。これらの電動弁は、弁ホルダの内部構造が、上述の第１実施形態の電動弁１０と異なっている。他方で、電動弁の全体構造等は、第１実施形態の電動弁１０と同じである。そこで、以下では、第２～第５実施形態の電動弁について、第１実施形態の電動弁１０との相違点に注目して説明を行い、同一点である全体構造等については図示や説明を割愛する。

まず、第２実施形態の電動弁について説明する。

図６は、第２実施形態の電動弁における弁ホルダの内部構造を示す図である。尚、この図６には、第２実施形態の電動弁１０Ａにおける弁ホルダの内部構造が、図３と同様の第１状態で示されている。そして、図６では、図３に示されている構成要素と同等な構成要素には図３と同じ符号が付されており、以下では、それら同等な構成要素については重複説明を省略する。以上の点は、後述の第３実施形態の電動弁を示す図７、後述の第４実施形態の電動弁を示す図８、及び後述の第５実施形態の電動弁を示す図９においても同様である。

図６に示されている電動弁１０Ａでは、弁ホルダ７Ａにおいて、第１保持部７２Ａとホルダ本体７１Ａとが一体に形成されている。有底筒状の第１保持部７２Ａの内側に、ロータ軸３の下端部３２の一部をなす転がり軸受９が収められ、第１保持部７２Ａの開口に、転がり軸受９の抜止め部７５Ａが嵌め込まれ固着されている。このとき、第１保持部７２Ａの底壁から抜止め部７５Ａの下面までの寸法が転がり軸受９の外輪９２の軸線方向Ｄ１１の寸法よりも大きくなっている。これにより、転がり軸受９の外輪９２と第１保持部７２Ａとの間、即ち、ロータ軸３の下端部３２と第１保持部７２Ａとの間に軸線方向Ｄ１１の遊びが生じることとなっている。また、第１保持部７２Ａの側壁部７２１Ａ（転がり軸受９を内包する部位）の内径が転がり軸受９の外輪９２の外径よりも大きくなっている。これにより、転がり軸受９の外輪９２と第１保持部７２Ａとの間、即ち、ロータ軸３の下端部３２と第１保持部７２Ａとの間に保持の上での径方向Ｄ１２の遊びが生じることとなっている。この他、ナット６３を介した第２保持部７３による弁体６の基端部６１の保持構造や、圧縮ばね８の介装構造等は、図３に示されている第１実施形態と同じである。

次に、第３実施形態の電動弁について説明する。

図７は、第３実施形態の電動弁における弁ホルダの内部構造を示す図である。

図７に示されている電動弁１０Ｂでは、弁ホルダ７Ｂに設けられる第１保持部７２Ｂの形状と、この第１保持部７２Ｂとロータ軸３Ｂの下端部３２Ｂとの連結構造が上述の第１実施形態と異なっている。

本実施形態の第１保持部７２Ｂは、弁体６を保持する第２保持部７３と類似の形状を有しており、中央にロータ軸３Ｂの下端部３２Ｂを通す貫通孔が設けられた円板状に形成され、周縁部に圧縮ばね８の上端側が嵌め込まれる段差形状が形成されている。そして、この第１保持部７２Ｂが、有底有蓋筒状のホルダ本体７１Ｂの天井壁の内側に非固定で配置されている。第１保持部７２Ｂは、この第１保持部７２Ｂと第２保持部７３との間に介装された圧縮ばね８の付勢力によって、止め輪７１１に押し付けられる第２保持部７３と同様に、ホルダ本体７１Ｂの天井壁に押し付けられる。このように、本実施形態では、圧縮ばね８の付勢力によって、第２保持部７３が止め輪７１１に係止されるとともに、第１保持部７２Ｂも天井壁に係止される。そして、閉弁時には、第２保持部７３が圧縮ばね８の付勢力に抗して止め輪７１１から離間して第１保持部７２Ｂに近づく。他方、第１保持部７２Ｂは天井壁に終始当接したままとなる。

第１保持部７２Ｂによるロータ軸３Ｂの下端部３２Ｂの保持は、次のようにして行われる。まず、ロータ軸３Ｂの下端部３２Ｂは、この第１保持部７２Ｂの貫通孔を通ってホルダ本体７１Ｂの内部に進入している。この下端部３２Ｂの下端には段差状の小径部が形成されており、この小径部に押さえ部材３５Ｂが嵌め込まれ固着されることでロータ軸３Ｂの下端部３２Ｂが第１保持部７２Ｂに保持される。このとき、ロータ軸３Ｂにおいて下端部３２Ｂよりも駆動部の側は、第１保持部７２Ｂの貫通孔の内径よりも太い大径部３６Ｂとなっている。そして、下端部３２Ｂの一部をなす押さえ部材３５Ｂの上面から大径部３６Ｂまでの寸法が第１保持部７２Ｂの貫通孔周辺の厚み寸法よりも大きくなっている。これにより、ロータ軸３Ｂの下端部３２Ｂと第１保持部７２Ｂとの間に保持の上での軸線方向Ｄ１１の遊びが生じることとなっている。また、第１保持部７２Ｂの貫通孔の内径がロータ軸３Ｂにおける下端部３２Ｂの一部である貫通部分の外径よりも大きくなっている。これにより、ロータ軸３Ｂの下端部３２Ｂと第１保持部７２Ｂとの間に保持の上での径方向Ｄ１２の遊びが生じることとなっている。この他、ナット６３を介した第２保持部７３による弁体６の基端部６１の保持構造等は、図３に示されている第１実施形態と同じである。

次に、第４実施形態の電動弁について説明する。

図８は、第４実施形態の電動弁における弁ホルダの内部構造を示す図である。この第４実施形態は、図７に示されている第３実施形態の変形例となっている。

図８に示されている電動弁１０Ｃでは、上述の第３実施形態において円板状に形成された第１保持部７２Ｂが圧縮ばね８の付勢力によってホルダ本体７１Ｂの天井壁に押し付けられていたのに対し、ホルダ本体７１Ｃの天井壁自体が第１保持部７２Ｃとなっている。

本実施形態の第１保持部７２Ｃは、弁ホルダ７Ｃにおけるホルダ本体７１Ｃの天井壁であって、その中央にロータ軸３Ｃの下端部３２Ｃを通す貫通孔が設けられ、ホルダ本体７１Ｃの周壁との間に、圧縮ばね８の上端側が嵌め込まれる窪みが形成されている。そして、この第１保持部７２Ｃと、止め輪７１１の上面に載置された第２保持部７３との間に圧縮ばね８が介装され、その付勢力によって、第２保持部７３が止め輪７１１に押し付けられる。

このような第１保持部７２Ｃによるロータ軸３Ｃの下端部３２Ｃの保持は上述の第３実施形態と同じであり、下端部３２Ｃに形成された段差状の小径部への押さえ部材３５Ｃの固着によってロータ軸３Ｃの下端部３２Ｃが第１保持部７２Ｃに保持される。そして、下端部３２Ｃの一部をなす押さえ部材３５Ｃの上面からロータ軸３Ｃの大径部３６Ｃまでの寸法が第１保持部７２Ｃの貫通孔周辺の厚み寸法よりも大きくなっている。これにより、ロータ軸３Ｃの下端部３２Ｃと第１保持部７２Ｃとの間に軸線方向Ｄ１１の遊びが生じることとなっている。また、第１保持部７２Ｃの貫通孔の内径が、ロータ軸３Ｃにおける下端部３２Ｃの一部である貫通部分の外径よりも大きくなっている。これにより、ロータ軸３Ｃの下端部３２Ｃと第１保持部７２Ｃとの間に径方向Ｄ１２の遊びが生じることとなっている。この他、ナット６３を介した第２保持部７３による弁体６の基端部６１の保持構造等は、図３に示されている第１実施形態と同じである。

次に、第５実施形態の電動弁について説明する。

図９は、第５実施形態の電動弁における弁ホルダの内部構造を示す図である。

本実施形態の電動弁１０Ｄにおける弁ホルダ７Ｄは、駆動側ばね受け７Ｄ－１と、弁体側ばね受け７Ｄ－２と、を備えている。駆動側ばね受け７Ｄ－１は、ロータ軸３の下端部３２の一部をなす転がり軸受９を保持するとともに圧縮ばね８Ｄの一端部（上端部）に当接する部材である。また、弁体側ばね受け７Ｄ－２は、弁体６の基端部６１を保持するとともに圧縮ばね８Ｄの他端部（下端部）に当接する部材である。本実施形態では、圧縮ばね８Ｄが、駆動側ばね受け７Ｄ－１と弁体側ばね受け７Ｄ－２との間に圧縮状態で介装されることで、弁ホルダ７Ｄに外装されている。

駆動側ばね受け７Ｄ－１は、第１ばね受け部材７１Ｄと、第１ばね受け部材７１Ｄの内周側に設けられて転がり軸受９の外輪９２を保持するためのリング部材７２Ｄと、が互いに溶接固定されて一体に構成されている。第１ばね受け部材７１Ｄは、その上端部にて径方向Ｄ１２の外側に延びて圧縮ばね８Ｄの一端部に当接する第１外鍔部７１１Ｄと、第１外鍔部７１１Ｄに連続して軸線方向Ｄ１１の下方に延びる筒状に形成された第１筒状案内部７１２Ｄと、第１筒状案内部７１２Ｄの下端部から内方に延びる第１規制部７１３Ｄと、を有して形成されている。リング部材７２Ｄは、第１ばね受け部材７１Ｄの上側から第１筒状案内部７１２Ｄの内周面に沿って挿入され、第１筒状案内部７１２Ｄの段差部７１２Ｄ－１との間に転がり軸受９の外輪９２を保持した状態で、第１ばね受け部材７１Ｄの上端縁に対して溶接固定されている。

弁体側ばね受け７Ｄ－２は、第２ばね受け部材７３Ｄと、第２ばね受け部材７３Ｄの内周側に設けられる環状のフランジ７４Ｄと、フランジ７４Ｄの内周側に設けられて弁体６の基端部６１を保持する接続リング７５Ｄと、が互いに固定されて一体に構成されている。第２ばね受け部材７３Ｄは、その下端部にて径方向Ｄ１２の外側に延びて圧縮ばね８Ｄの他端部に当接する第２外鍔部７３１Ｄと、第２外鍔部７３１Ｄに連続して軸線方向Ｄ１１の上方に延びる筒状に形成された第２筒状案内部７３２Ｄと、を有して形成されている。接続リング７５Ｄは、弁体６の縮径部の外周を囲む下側筒状部７５１Ｄと、下側筒状部７５１Ｄに連続して上方に延びてナット６３Ｄの外周を囲む上側筒状部７５２Ｄと、上側筒状部７５２Ｄの上端部から外方に延びる第２規制部７５３Ｄと、を有して形成されている。第２ばね受け部材７３Ｄとフランジ７４Ｄとは、互いに挿入されて圧縮ばね８Ｄの付勢力により係止固定され、フランジ７４Ｄと接続リング７５Ｄとは互いに溶接固定されている。

なお、本実施形態では、フランジ７４Ｄと接続リング７５Ｄの下側筒状部７５１Ｄを固定する際、フランジ７４Ｄの上面を下側筒状部７５１Ｄの段差部に係止させて固定している。しかしながら、下側筒状部７５１Ｄに前述のような段差部を設けずに、下側筒状部７５１Ｄの側面形状をフランジ７４Ｄの内径に沿った円筒状として、フランジ７４Ｄの上面が下側筒状部７５１Ｄに係止しない形態としてもよい。この場合は、フランジ７４Ｄと接続リング７５Ｄとを溶接固定する際に、フランジ７４Ｄの下側筒状部７５１Ｄに対する挿入量の調整により、圧縮ばね８Ｄの圧縮量を任意に調整可能である。これにより、第１規制部７１３Ｄと第２規制部７５３Ｄとが係止した状態における圧縮ばね８Ｄの圧縮荷重、すなわち弁体６に作用する弁閉荷重のばらつきを抑えることができる。

図９には、本実施形態において、ロータ軸３の下端部３２に弁ホルダ７Ｄが、弁ホルダ７Ｄ及び弁体６の重量によって吊下がり、弁ホルダ７Ｄに弁体６が自重によって吊下がった第１状態が示されている。そして、図９に拡大して示されているように、第１筒状案内部７１２Ｄの段差部７１２Ｄ－１と転がり軸受９における外輪９２の下面との間隙ｔ１８が、駆動側ばね受け７Ｄ－１によるロータ軸３の下端部３２の保持における軸線方向Ｄ１１の遊びとなる。また、第１筒状案内部７１２Ｄの内周面と外輪９２の外周面との間隙ｔ１９が、駆動側ばね受け７Ｄ－１によるロータ軸３の下端部３２の保持における径方向Ｄ１２の遊びとなる。

また、この第１状態では、圧縮ばね８Ｄの付勢力によって駆動側ばね受け７Ｄ－１の第１規制部７１３Ｄに、弁体側ばね受け部７Ｄ－２の接続リング７５Ｄにおける第２規制部７５３Ｄが係止している。そして、弁体６の基端部６１に締結されたナット６３Ｄが、接続リング７５Ｄにおける段差部に当接した状態で弁体６が吊下がっている。このとき、接続リング７５Ｄの下面と弁体６の大径部６４の上端部との間隙ｔ２０が、弁体側ばね受け部７Ｄ－２による弁体６の基端部６１の保持における軸線方向Ｄ１１の遊びとなる。また、接続リング７５Ｄの内周面と弁体６の縮径部の外周面との間隙ｔ２１が、弁体側ばね受け部７Ｄ－２による弁体６の基端部６１の保持における径方向Ｄ１２の遊びとなる。

そして、本実施形態では、駆動側ばね受け７Ｄ－１における第１ばね受け部材７１Ｄと、弁体側ばね受け部７Ｄ－２における第２ばね受け部材７３Ｄとを組み合わせた部位が、弁ホルダ７Ｄにおけるホルダ本体７６Ｄに相当する。また、駆動側ばね受け７Ｄ－１においてロータ軸３の下端部３２の保持に寄与する第１ばね受け部材７１Ｄの上方の転がり軸受９を内包する部位が、弁ホルダ７Ｄにおいてロータ軸３の下端部３２を、回転自在かつ軸線方向Ｄ１１及び径方向Ｄ１２に所定の遊びをもって保持する第１保持部７７Ｄに相当する。また、弁体側ばね受け部７Ｄ－２において弁体６の基端部６１の保持に寄与する第２ばね受け部材７３Ｄの下方の部位、フランジ７４Ｄ、及び接続リング７５Ｄの組合せ部位が、弁体６の基端部６１を、回転自在かつ軸線方向Ｄ１１及び径方向Ｄ１２に所定の遊びをもって保持する第２保持部７８Ｄに相当する。本実施形態では、圧縮ばね８Ｄが、このような第１保持部７７Ｄと第２保持部７８Ｄとの間に圧縮状態で介装されることで、弁ホルダ７Ｄに外装されている。

以上に説明した第２～第５実施形態の電動弁１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄの何れによっても、上述の第１実施形態の電動弁１０と同様に、弁漏れ性能の向上効果が得られることは言うまでもない。

次に、上述の第１～第５実施形態の電動弁１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄが共通して適用される冷凍サイクルシステムの一実施形態について説明する。

図１０は、一実施形態の冷凍サイクルシステムを示す図である。

この図１０において、符号「１００」は上述の各実施形態の電動弁１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄを用いた膨張弁である。また、「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。膨張弁１００、室外熱交換器２００、室内熱交換器３００、流路切換弁４００、および圧縮機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１００Ａ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。

冷凍サイクルシステム１００Ａ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に流入される。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膨張弁１００を介して室内熱交換器３００側に流され、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、膨張弁１００、室外熱交換器２００、流路切換弁４００、そして、圧縮機５００の順に冷媒が循環する。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。

膨張弁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側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。冷房運転時には、一次継手管１０１から二次継手管１０２へと液冷媒が流れ、暖房運転時には逆向きに二次継手管１０２から一次継手管１０１へと液冷媒が流れる。

本実施形態の冷凍サイクルシステム１００Ａによれば、上述の各実施形態の電動弁１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄが膨張弁１００として用いられていることから、この膨張弁１００における弁漏れ性能を向上させることができる。

尚、以上に説明した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、これに限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の電動弁及び冷凍サイクルシステムの構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。

例えば、上述した実施形態では、電動弁の一例として、家庭用エアコン等の空気調和機に用いられる電動弁１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄが例示されている。しかしながら、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、上述した実施形態では、ロータ軸を回転駆動する駆動部の一例として、ステッピングモータとしての駆動部４が例示されている。しかしながら、駆動部はこれに限るものではなく、ロータ軸を回転駆動するものであれば、他のモータであってもよく、その具体的な態様を問うものではない。

また、上述した実施形態では、電動弁の一例として、着座の際に第２保持部７３，７８Ｄが第１保持部７２，７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃ，７７Ｄに近づく方向に移動する電動弁１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄが例示されている。しかしながら、電動弁は、これに限るものではなく、着座の際に第１保持部が第２保持部に近づく方向に移動するものであってもよく、着座の際に第１保持部と第２保持部の両方が互いに近づく方向に移動するものであってもよい。

また、上述した実施形態では、電動弁の一例として、弁本体２に弁体６のガイド部材２５が設けられ、弁体６とガイド部材２５とのクリアランスが、弁体６と第２保持部７３との遊びよりも小さくなった電動弁１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄが例示されている。しかしながら、電動弁は、これに限るものではなく、弁本体に弁体のガイド部材を設けないこととしてもよく、ガイド部材を設ける場合であっても、弁体とガイド部材とのクリアランスが、弁体と第２保持部との遊びよりも大きくなるように設定してもよい。ただし、弁本体２に弁体６のガイド部材２５を設け、弁体６とガイド部材２５とのクリアランスを弁体６と第２保持部７３との遊びよりも小さくすることで、弁体の安定した作動を得て、更に弁漏れ性能を一層向上させることができる点は上述した通りである。

また、上述した第１，第２，第５実施形態では、電動弁の一例として、ロータ軸３に転がり軸受９が設けられ、内輪９１がロータ軸３に固定され、外輪９２と第１保持部７２，７２Ａ，７７Ｄとの間に遊びが設けられた電動弁１０，１０Ａ，１０Ｄが例示されている。しかしながら、電動弁は、これに限るものではなく、スラストベアリングや滑り軸受け等を使用して駆動軸の回転を弁体に伝えない様にしてもよい。また、第３，第４実施形態のように、転がり軸受を設けないこととしてもよい。ただし、転がり軸受９を設けることで、弁漏れ性能を一層向上させることができる点も上述した通りである。

１ ケース
２ 弁本体
２１ 弁室
２２ 第１ポート
２２１ 一次継手管
２３ 第２ポート
２３１ 二次継手管
２４ 弁座部
２５ ガイド部材
３，３Ｂ，３Ｃ ロータ軸
３ａ 軸本体
３１ 雄ねじ部
３２，３２Ｂ，３２Ｃ 下端部
３３ 軸受固定金具
３４ 上端部
３５Ｂ，３５Ｃ 押さえ部材
３６Ｂ，３６Ｃ 大径部
４ 駆動部
４１ コイル
４２ マグネット
４３ マグネット連結金具
４４ マグネット固定金具
４５ ストッパ機構
４５１ ガイド軸
４５１ａ 下端ストッパ
４５２ ガイド線体
４５２ａ 上端ストッパ
４５３ 可動スライダ
４５３ａ 第１爪部
４５３ｂ 第２爪部
４５４ スライダ当接軸
４６ 座金
４７ 止め輪
５ ねじ送り機構
５１ 雌ねじ部
５２ 雌ねじ固定金具
５２１ フランジ部分
６ 弁体
６１ 基端部
６２ 下端部
６３，６３Ｄ ナット
６４ 大径部
７，７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ 弁ホルダ
７１，７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ ホルダ本体
７２，７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃ 第１保持部
７２１，７２１Ａ 側壁部
７３ 第２保持部
７４ 座金
７５Ａ 抜止め部
７Ｄ－１ 駆動側ばね受け
７Ｄ－２ 弁体側ばね受け
７１Ｄ 第１ばね受け部材
７１１Ｄ 第１外鍔部
７１２Ｄ 第１筒状案内部
７１２Ｄ－１ 段差部
７１３Ｄ 第１規制部
７２Ｄ リング部材
７３Ｄ 第２ばね受け部材
７３１Ｄ 第２外鍔部
７３２Ｄ 第２筒状案内部
７４Ｄ フランジ
７５Ｄ 接続リング
７５１Ｄ 下側筒状部
７５２Ｄ 上側筒状部
７５３Ｄ 第２規制部
７６Ｄ ホルダ本体
７７Ｄ 第１保持部
７８Ｄ 第２保持部
８，８Ｄ 圧縮ばね
９ 転がり軸受
９１ 内輪
９２ 外輪
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ 電動弁
１１ 第１ケース
１２ 第２ケース
１００ 膨張弁
１００Ａ 冷凍サイクルシステム
１０１ 一次継手管
１０２ 二次継手管
２００ 室外熱交換器
３００ 室内熱交換器
４００ 流路切換弁
５００ 圧縮機
Ｄ１１ 軸線方向
Ｄ１２ 径方向
Ｄ１３ 近接方向
Ｄ１１１ 閉弁方向
Ｄ１１２ 開弁方向
Ｌ 軸線
ｔ１１，ｔ１２，ｔ１３，ｔ１４，ｔ１５，ｔ１６，ｔ１７，ｔ１８，ｔ１９，ｔ２０，ｔ２１ 間隙

Claims (4)

1. 第１ポートに連通する弁室、及び前記弁室と第２ポートの間を仕切る弁座部を構成する弁本体と、ロータ軸と、当該ロータ軸を回転駆動する駆動部と、前記ロータ軸の回転に伴って当該ロータ軸を軸線方向に進退させるねじ送り機構と、前記ロータ軸の進退に伴って前記弁座部に着座又は離座可能な弁体と、前記ロータ軸と前記弁体とを接続する弁ホルダと、前記弁ホルダに内蔵または外装される圧縮ばねと、を備えた電動弁であって、
   前記弁ホルダは、ホルダ本体と、前記ホルダ本体の前記駆動部の側に設けられて前記ロータ軸の前記弁室の側の先端部を回転自在かつ前記軸線方向及び径方向に所定の遊びをもって保持する第１保持部と、前記ホルダ本体の前記弁室の側に設けられて前記弁体の基端部を回転自在かつ前記軸線方向及び前記径方向に所定の遊びをもって保持する第２保持部と、を有し、前記第１保持部と前記第２保持部との間に前記圧縮ばねが圧縮状態で介装され、
   前記第１保持部及び前記第２保持部の少なくとも一方は、前記圧縮ばねの付勢力によって前記ホルダ本体に設けられた係止部に係止されるとともに、前記圧縮ばねの付勢力に抗して前記係止部から離間する方向に移動可能に設けられていることを特徴とする電動弁。
2. 前記弁本体には、前記弁体を前記軸線方向に進退案内するガイド部材が設けられ、
   前記弁体と前記ガイド部材との前記径方向のクリアランスは、前記弁体と前記第２保持部との前記径方向の遊びよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の電動弁。
3. 前記ロータ軸の前記弁室の側の先端部には、該先端部の一部をなす転がり軸受が設けられ、当該転がり軸受の内輪が前記ロータ軸の軸本体に固定され、前記転がり軸受の外輪が前記第１保持部に、前記軸線方向及び前記径方向に所定の遊びをもって保持されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動弁。
4. 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１～３のうち何れか一項に記載の電動弁を前記膨張弁として備えたことを特徴とする冷凍サイクルシステム。

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