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JP7736738B2 - Electric valve and refrigeration cycle system - Google Patents
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JP7736738B2 - Electric valve and refrigeration cycle system - Google Patents

Electric valve and refrigeration cycle system

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JP7736738B2 JP2023079206A JP2023079206A JP7736738B2 JP 7736738 B2 JP7736738 B2 JP 7736738B2 JP 2023079206 A JP2023079206 A JP 2023079206A JP 2023079206 A JP2023079206 A JP 2023079206A JP 7736738 B2 JP7736738 B2 JP 7736738B2
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Description

本発明は、樹脂材料同士からなる摺動部を備える電動弁及びこれを用いた冷凍サイクルシステムに関する。 The present invention relates to an electrically operated valve having sliding parts made of resin material and a refrigeration cycle system using the same.

近年では、環境保全の向上、及び、メンテナンス性の向上を目的として、例えば、特許文献1に記載されているような、冷凍機油を使用しない、いわゆる、オイルフリーの状態、又は、低油量の状態で使用する冷凍サイクルシステムが提案されている。 In recent years, with the aim of improving environmental conservation and ease of maintenance, refrigeration cycle systems have been proposed that do not use refrigeration oil, i.e., operate in an oil-free state or with a low oil volume, as described in Patent Document 1, for example.

一般的な電動弁は、回転運動を直線運動に変換するねじ送り部を有する駆動部と、この直線運動により、軸線方向に移動する弁体とガイド部との間に生じる摺動部と、を有している。これにより、回転時において、駆動部(特に、ねじ送り部)及び摺動部における摺動抵抗が増加して、円滑な回転が困難となるおそれがあった(以下、「従来の問題点(摺動抵抗の増加)」という)。 A typical motor-operated valve has a drive unit with a screw feed unit that converts rotary motion into linear motion, and a sliding unit that occurs between the valve element, which moves axially due to this linear motion, and a guide unit. This increases the sliding resistance of the drive unit (particularly the screw feed unit) and the sliding unit during rotation, potentially making smooth rotation difficult (hereinafter referred to as "conventional problem (increased sliding resistance)").

ここで、特許文献2には、図10に示すように、電動弁(以下、「従来の電動弁」という)1000であって、弁本体1010と、弁体1020と、ステッピングモータ1030と、を備えるものが記載されている。この弁本体1010は、弁ポート1011a、弁座1011b、円管形状のガイド部1011cを有するとともに、第1継手管1001及び第2継手管1002が接続される。また、弁体1020は、弁部1020a、ガイド部1011cの内周側に摺動可能に係合されるガイド軸部1020gを有する。さらに、ステッピングモータ1030は、弁体1020と一体的に回転するマグネットロータ1032を有する。 As shown in Figure 10, Patent Document 2 describes an electric valve (hereinafter referred to as a "conventional electric valve") 1000, which includes a valve body 1010, a valve element 1020, and a stepping motor 1030. The valve body 1010 has a valve port 1011a, a valve seat 1011b, and a cylindrical guide portion 1011c, and is connected to a first joint pipe 1001 and a second joint pipe 1002. The valve element 1020 also has a guide shaft portion 1020g that slidably engages with the inner periphery of the valve portion 1020a and the guide portion 1011c. The stepping motor 1030 also has a magnet rotor 1032 that rotates integrally with the valve element 1020.

これにより、特許文献2では、ガイド軸部1020gを、ガイド部1011cに対して、回転方向のみに移動可能とする構成を採用することにより、ねじ送り部を省略し、駆動部における摺動抵抗を抑制するものが記載されている。 Patent Document 2 describes a configuration in which the guide shaft portion 1020g is movable only in the rotational direction relative to the guide portion 1011c, thereby eliminating the need for a screw feed portion and reducing sliding resistance in the drive portion.

しかしながら、特許文献2(特に、第1の実施例:段落[0042],[0064]~[0065]及び図1参照)において、ガイド部1011c及びガイド軸部1020gが、金属材料同士からなるため、オイルフリーの状態、又は、低油量の状態で使用する冷凍サイクルシステムに採用された場合に、摺動部における摺動抵抗が極めて大きく、かじりなどを生じるおそれがあった。また、特許文献2(特に、第5の実施例:段落[0064]~[0065]及び図14参照)において、ガイド軸部1020gを合成樹脂で被膜するものもあるが、ガイド部1011cが金属材料からなるため、被膜された合成樹脂の著しい摩耗が生じ、摺動部における摺動抵抗が増加するおそれがあった。このため、特許文献2(特に、第1の実施例及び第5の実施例参照)においても、依然として、従来の問題点(摺動抵抗の増加)を解消することができなかった。 However, in Patent Document 2 (particularly, see the first example: paragraphs [0042], [0064]-[0065] and Figure 1), the guide portion 1011c and the guide shaft portion 1020g are made of metal. Therefore, when used in a refrigeration cycle system operated in an oil-free or low-oil state, the sliding resistance at the sliding portion is extremely high, which could result in galling or other problems. Also, in Patent Document 2 (particularly, see the fifth example: paragraphs [0064]-[0065] and Figure 14), the guide shaft portion 1020g is coated with a synthetic resin. However, because the guide portion 1011c is made of metal, significant wear of the coated synthetic resin can occur, potentially increasing the sliding resistance at the sliding portion. Therefore, Patent Document 2 (particularly, see the first and fifth examples) still fails to resolve the conventional problem (increased sliding resistance).

特開2021-162213号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2021-162213 特開平8-312822号公報Japanese Patent Application Publication No. 8-312822

本発明の目的は、摺動部を構成する互いの材料を工夫することにより、オイルフリーの状態、又は、低油量の状態においても、円滑な回転を可能とし、摺動部の作動性と耐久性を向上させることができる電動弁及びこれを用いた冷凍サイクルシステムを提供することである。 The object of the present invention is to provide an electrically operated valve and a refrigeration cycle system using the same that, by optimizing the materials that make up the sliding parts, enable smooth rotation even in an oil-free state or with a low oil volume, thereby improving the operability and durability of the sliding parts.

上記課題を解決するために、一端側に弁部が設けられる弁体、及び、前記弁体と一体的に回転するロータを有する回転子部と、前記弁部を収容する流路室、前記弁部と径方向に対向する弁座、及び、前記流路室と連通可能に径方向に延在する弁ポートを有する弁本体と、前記弁本体と接続し、前記回転子部の背圧室を画定するケースと、を備え、前記弁本体は、前記流路室と直接連通する第1ポートと、前記弁ポートと連通する第2ポートと、軸線に沿って設ける前記弁体を、軸線方向に支持し、円周方向にガイドするガイド部材と、を有し、前記弁部は、前記弁ポートを塞ぐシール部と、前記弁ポートと連通可能である流路部と、を有し、前記ロータの回転により、前記弁ポートと前記流路部との連通状態を変化させ、前記弁ポートを流れる流体の流量を制御するものであり、前記弁体及び前記ガイド部材は、互いに摺動部を構成するとともに、樹脂材料からなる電動弁である。 To solve the above problem, a valve body includes a valve element having a valve portion on one end thereof and a rotor that rotates integrally with the valve element; a flow path chamber that houses the valve portion, a valve seat that faces the valve portion radially, and a valve port that extends radially and is communicative with the flow path chamber; and a case that connects to the valve body and defines a back pressure chamber for the rotor portion. The valve body has a first port that directly communicates with the flow path chamber, a second port that communicates with the valve port, and a guide member that axially supports the valve element, which is disposed along the axis, and guides it circumferentially. The valve portion has a seal that closes the valve port and a flow path that is communicative with the valve port. The rotation of the rotor changes the state of communication between the valve port and the flow path, thereby controlling the flow rate of fluid flowing through the valve port. The valve element and the guide member mutually constitute sliding parts and are made of a resin material. This motor-operated valve.

また、上記電動弁であって、前記樹脂材料は、PTFEが添加されたPPSとしてもよい。 Furthermore, in the above-mentioned motor-operated valve, the resin material may be PPS with PTFE added.

また、上記電動弁であって、前記樹脂材料は、強化剤としてガラス繊維、又は炭素繊維が添加されたものとしてもよい。 Furthermore, in the above-mentioned motor-operated valve, the resin material may be reinforced with glass fiber or carbon fiber.

また、上記電動弁であって、前記摺動部である前記弁体及び前記ガイド部材の間に、所定の半径方向隙間に設定され、前記弁体を半径方向に支持する半径方向支持手段をさらに備え、前記半径方向支持手段は、前記弁部に隣接する一端側半径方向隙間と、前記一端側半径方向隙間の他端側に隣接する他端側半径方向隙間と、を有し、前記一端側半径方向隙間を、前記他端側半径方向隙間より小さく設定するものとしてもよい。 The above-mentioned motor-operated valve may further include a radial support means for radially supporting the valve body, which is set at a predetermined radial gap between the valve body and the guide member, and which supports the valve body. The radial support means may have a one-end radial gap adjacent to the valve body and an other-end radial gap adjacent to the other end of the one-end radial gap, and the one-end radial gap may be set smaller than the other-end radial gap.

また、上記電動弁であって、前記弁体は、一端側から他端側に沿って順に、前記弁部を一端側に有する小径ガイド軸部、大径ガイド軸部を有し、前記ガイド部材は、一端側から他端側に沿って順に、小径ガイド部、大径ガイド部を有し、前記小径ガイド軸部及び前記小径ガイド部の間からなる前記一端側半径方向隙間を、前記大径ガイド軸部及び前記大径ガイド部の間からなる前記他端側半径方向隙間より小さく設定するものとしてもよい。 Furthermore, in the above-mentioned motor-operated valve, the valve element may have, in order from one end to the other end, a small-diameter guide shaft portion having the valve portion at one end thereof and a large-diameter guide shaft portion, and the guide member may have, in order from one end to the other end, a small-diameter guide portion and a large-diameter guide portion, and the one-end radial gap between the small-diameter guide shaft portion and the small-diameter guide portion may be set smaller than the other-end radial gap between the large-diameter guide shaft portion and the large-diameter guide portion.

また、上記電動弁であって、前記摺動部である、前記弁体及び前記ガイド部材の軸線方向対向面を係合させ、前記弁体を軸線方向に支持する軸線方向支持手段をさらに備え、前記第1ポートは、前記流路室を介して、前記弁ポートと連通し、前記弁体は、軸線に沿って延在するとともに、前記第2ポートと前記背圧室とを常時連通させる均圧孔を有するものとしてもよい。 The above-mentioned motor-operated valve may further include an axial support means for engaging the axially opposing surfaces of the valve element and the guide member, which are the sliding part, and supporting the valve element in the axial direction, wherein the first port communicates with the valve port via the flow path chamber, and the valve element extends along the axis and has a pressure equalizing hole that constantly communicates between the second port and the back pressure chamber.

また、上記電動弁であって、前記弁体は、前記小径ガイド軸部と前記大径ガイド軸部との境界に、環状の段部を有し、前記ガイド部材は、前記小径ガイド部と前記大径ガイド部との境界に、環状の段差部を有し、前記軸線方向支持手段は、前記弁体の前記段部及び前記ガイド部材の前記段差部を、互いに係合させるものとしてもよい。 Furthermore, in the above-mentioned motor-operated valve, the valve body may have an annular step at the boundary between the small-diameter guide shaft portion and the large-diameter guide shaft portion, and the guide member may have an annular step at the boundary between the small-diameter guide portion and the large-diameter guide portion, and the axial support means may engage the step of the valve body and the step of the guide member with each other.

また、冷凍サイクルシステムであって、圧縮機と、凝縮器と、膨張弁と、蒸発器と、を含み、上記電動弁が、前記膨張弁として用いられているものとしてもよい。 The refrigeration cycle system may also include a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator, and the motor-operated valve may be used as the expansion valve.

本発明によれば、摺動部を構成する互いの材料を工夫することにより、オイルフリーの状態、又は、低油量の状態においても、円滑な回転を可能とし、摺動部の作動性と耐久性を向上させることができる電動弁及びこれを用いた冷凍サイクルシステムを提供することができる。 This invention provides an electrically operated valve and a refrigeration cycle system using the same, which, by optimizing the materials that make up the sliding parts, allows for smooth rotation even in an oil-free state or with a low oil level, improving the operability and durability of the sliding parts.

本発明の第1の実施形態に係る電動弁の弁開状態における断面図であり、(a)は、電動弁の縦断面図、(b)は、(a)のIb-Ib断面拡大図を、それぞれ表す。1A and 1B are cross-sectional views of a motor-operated valve according to a first embodiment of the present invention in an open state, where FIG. 1A is a longitudinal cross-sectional view of the motor-operated valve, and FIG. 1B is an enlarged view of the Ib-Ib cross-section of FIG. 1A. 図1に示される電動弁の弁閉状態における断面図であり、(a)は、電動弁の縦断面図、(b)は、(a)のIIb-IIb断面拡大図を、それぞれ表す。2A and 2B are cross-sectional views of the motor-operated valve shown in FIG. 1 in a valve-closed state, where FIG. 2A is a longitudinal cross-sectional view of the motor-operated valve, and FIG. 2B is an enlarged cross-sectional view of FIG. 2A taken along line IIb-IIb. 第1の実施形態及び軸線方向支持手段変形例の説明図であり、(a)は、第1の実施形態における、図2に示される破線IIIaで囲まれた領域の拡大図、(b)は、第1の実施形態における、図2に示される破線IIIbで囲まれた領域の拡大図、(c)は、軸線方向支持手段変形例における(a)に対応する拡大図、(d)は、軸線方向支持手段変形例における(b)に対応する拡大図を、それぞれ表す。1A and 1B are explanatory diagrams of the first embodiment and a modified axial support means, in which (a) is an enlarged view of the area surrounded by dashed line IIIa shown in FIG. 2 in the first embodiment, (b) is an enlarged view of the area surrounded by dashed line IIIb shown in FIG. 2 in the first embodiment, (c) is an enlarged view corresponding to (a) in the modified axial support means, and (d) is an enlarged view corresponding to (b) in the modified axial support means. 第1の実施形態の流路部変形例1及び2の説明図であり、(a)は、流路部変形例1における図1(b)に対応する断面図、(b)は、流路部変形例1における図2(b)に対応する断面図、(c)は、流路部変形例2における(a)に対応する断面図、(d)は、流路部変形例2における(b)に対応する断面図を、それぞれ表す。2A and 2B are explanatory diagrams of flow path section variants 1 and 2 of the first embodiment, in which (a) is a cross-sectional view of flow path section variant 1 corresponding to FIG. 1B, (b) is a cross-sectional view of flow path section variant 1 corresponding to FIG. 2B, (c) is a cross-sectional view of flow path section variant 2 corresponding to (a), and (d) is a cross-sectional view of flow path section variant 2 corresponding to (b). 第1の実施形態の第2継手管変形例の説明図(図1(a)に対応する断面図)である。FIG. 1B is an explanatory view (a cross-sectional view corresponding to FIG. 1A) of a modified second joint pipe of the first embodiment. 第1の実施形態の弁体変形例の説明図(図1(a)に対応する断面図)である。1A and 1B are explanatory views (cross-sectional views corresponding to FIG. 1A) of modified valve bodies of the first embodiment; 本発明の第2の実施形態に係る電動弁の弁開状態における断面図であり、(a)は、電動弁の縦断面図、(b)は、(a)のVIIb-VIIb断面拡大図、(c)は、(a)の破線VIIcで囲まれた領域の拡大図を、それぞれ表す。7A and 7B are cross-sectional views of a motor-operated valve according to a second embodiment of the present invention in an open state, in which (a) is a longitudinal cross-sectional view of the motor-operated valve, (b) is an enlarged cross-sectional view of VIIb-VIIb in (a), and (c) is an enlarged view of the area surrounded by the dashed line VIIc in (a). 第2の実施形態のストッパ部変形例の説明図であり、(a)は、図7(a)に対応する要部断面図、(b)は、(a)に示されるVIIIb-VIIIb線に沿った断面図を、それぞれ表す。8A and 8B are explanatory diagrams of a modified stopper portion of the second embodiment, in which (a) is a cross-sectional view of the main part corresponding to FIG. 7A, and (b) is a cross-sectional view taken along line VIIIb-VIIIb shown in (a). 本発明の冷凍サイクルシステムを示す図である。1 is a diagram showing a refrigeration cycle system of the present invention. 従来技術に係る電動弁を示す縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a motor-operated valve according to a conventional technique.

本発明の実施形態について、図1から図9を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明は本実施形態の態様に限定されるものではない。 An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to Figures 1 to 9. However, the present invention is not limited to this embodiment.

<用語について>
本明細書および特許請求の範囲の記載において、「左」、「右」、「上」、「下」とは、図1(a)、図2(a)、図3、図5~6、図7(a),(c)、図8(a)に示される方向を示す。本明細書および特許請求の範囲の記載において、「一端」及び「他端」とは、図面における「下端」及び「上端」を示す。本明細書および特許請求の範囲の記載において、「摺動部」とは、「弁体及びガイド部材における摺接可能に係合される領域」を示す。本明細書および特許請求の範囲の記載において、「冷却手段」とは、「摺動部を冷却する手段」を示す。本明細書および特許請求の範囲の記載において、「面圧」とは、「接触面における単位面積当たりの荷重」を示す。本明細書および特許請求の範囲の記載において、「半径方向支持手段」とは、「弁体を半径方向に支持する手段」を示す。本明細書および特許請求の範囲の記載において、「軸線方向支持手段」とは、「弁体を軸線方向に支持する手段」を示す。
<Terminology>
In this specification and the claims, the terms "left,""right,""upper," and "lower" refer to the directions shown in Figures 1(a), 2(a), 3, 5-6, 7(a), (c), and 8(a). In this specification and the claims, the terms "one end" and "other end" refer to the "lower end" and "upper end" in the drawings. In this specification and the claims, the term "sliding portion" refers to the "area of the valve body and the guide member that are slidably engaged." In this specification and the claims, the term "cooling means" refers to the "means for cooling the sliding portion." In this specification and the claims, the term "surface pressure" refers to the "load per unit area on the contact surface." In this specification and the claims, the term "radial support means" refers to the "means for supporting the valve body in the radial direction." In this specification and the claims, the term "axial support means" refers to the "means for supporting the valve body in the axial direction."

(第1の実施形態)
<電動弁の構成について>
図1及び図2を用いて、本発明の第1の実施形態に係る電動弁100aについて説明する。電動弁100aは、弁本体10A、弁体20、ステッピングモータ30、支持部材40から主に構成される。以下、電動弁100aのそれぞれの構成を順に説明する。
(First embodiment)
<Configuration of the motor-operated valve>
1 and 2, a motor-operated valve 100a according to a first embodiment of the present invention will be described. The motor-operated valve 100a is mainly composed of a valve body 10A, a valve element 20, a stepping motor 30, and a support member 40. Each component of the motor-operated valve 100a will be described below in order.

ここで、詳細は後述するが、第1の実施形態における電動弁100aは、第1の対策(摺動部の材料を工夫)を採用し、摺動部を互いに樹脂材料で構成することにより、従来の問題点(摺動抵抗の増加)を解消し、摺動部の作動性と耐久性を向上させることができる。 Here, as will be described in detail later, the motor-operated valve 100a in the first embodiment employs the first measure (improving the material of the sliding parts) and constructs both sliding parts from resin material, thereby resolving the conventional problem (increased sliding resistance) and improving the operability and durability of the sliding parts.

弁本体10Aは、流路室13の一部を画定する椀状部材10と、軸線L上に沿って延在する概略円管形状を有し、椀状部材10の底面側に固定接続されるガイド部材11と、ガイド部材11に一体成形された円環形状からなる下蓋12と、を備える。 The valve body 10A comprises a bowl-shaped member 10 that defines a portion of the flow channel chamber 13, a guide member 11 that has a roughly cylindrical shape extending along the axis L and is fixedly connected to the bottom side of the bowl-shaped member 10, and a bottom cover 12 that is annular and integrally molded with the guide member 11.

椀状部材10には、冷媒などの流体経路としての第1継手管1が側面側に、第2継手管2が底面側に、それぞれ接続される。この第1継手管1は、第1ポート1aを介して、流路室13に直接連通される。また、第2継手管2は、第2ポート2a、ガイド部材11の内部流路14及び弁ポート11a(詳細は後述する)のそれぞれを介して、流路室13に連通される。第1継手管1及び第2継手管2は、例えば、銅やステンレスなどを材料として構成されており、椀状部材10に、ろう付け等により固着されている。 The first coupling pipe 1, which serves as a fluid path for a refrigerant or the like, is connected to the side of the bowl-shaped member 10, and the second coupling pipe 2 is connected to the bottom. The first coupling pipe 1 is directly connected to the flow path chamber 13 via the first port 1a. The second coupling pipe 2 is connected to the flow path chamber 13 via the second port 2a, the internal flow path 14 of the guide member 11, and the valve port 11a (details will be described later). The first coupling pipe 1 and the second coupling pipe 2 are made of materials such as copper or stainless steel, and are fixed to the bowl-shaped member 10 by brazing or the like.

ガイド部材11には、軸線Lに沿って、一端側から他端側まで開口する挿通孔が形成される。この挿通孔には、他端側から一端側に向かって、大径ガイド部11cb、小径ガイド部11caがそれぞれ設けられる。この小径ガイド部11caは、大径ガイド部11cbより内径が小さく設定され、一端側の内側領域には、軸線L方向に延在する内部流路14が画定される。また、大径ガイド部11cbと小径ガイド部11caとの境界には、平坦な形状を有する環状の段差部11e(軸線方向対向面)が形成される。さらに、ガイド部材11には、図1(a)及び図2(a)に示すように、第1ポート1aの同心上、かつ、軸線L方向から見て、軸線Lに対して、第1継手管1の反対側に位置するとともに、内部流路14と流路室13との間を径方向に貫通する弁ポート11aと、この弁ポート11aの周囲に形成される環状の弁座11b(図1(b)及び図2(b)参照)と、が形成される。加えて、ガイド部材11の他端側外周面の一部には、径方向外側に延在する引出し部11gが形成される。 The guide member 11 has an insertion hole that opens from one end to the other along the axis L. This insertion hole is provided with a large-diameter guide portion 11cb and a small-diameter guide portion 11ca, extending from the other end toward the one end. The small-diameter guide portion 11ca has a smaller inner diameter than the large-diameter guide portion 11cb, and an internal flow path 14 extending in the direction of the axis L is defined in the inner region of the one end. Furthermore, a flat, annular step portion 11e (axially opposing surface) is formed at the boundary between the large-diameter guide portion 11cb and the small-diameter guide portion 11ca. Furthermore, as shown in Figures 1(a) and 2(a), the guide member 11 is formed with a valve port 11a that is concentric with the first port 1a and is located on the opposite side of the axis L from the first coupling pipe 1 with respect to the axis L, and that penetrates radially between the internal flow path 14 and the flow path chamber 13, and an annular valve seat 11b (see Figures 1(b) and 2(b)) that is formed around this valve port 11a. In addition, a drawn-out portion 11g that extends radially outward is formed on part of the outer circumferential surface at the other end of the guide member 11.

下蓋12は、ガイド部材11に接合される内周部と、椀状部材10の他端部及びケース31の一端部にそれぞれ接合される外周部と、を有する。この下蓋12には、流路室13と背圧室16とを常時連通し、均圧孔として機能する連通孔12aが形成される。 The lower cover 12 has an inner peripheral portion that is joined to the guide member 11, and an outer peripheral portion that is joined to the other end of the bowl-shaped member 10 and one end of the case 31. The lower cover 12 is formed with a communication hole 12a that constantly connects the flow path chamber 13 and the back pressure chamber 16 and functions as a pressure equalization hole.

第1の実施形態において、軸線Lと直交する方向から見た、弁ポート11aの形状は、円形状であるが、これに限らず、例えば、矩形形状や、楕円形状や、任意の非対称形状など、様々な形状を採用することができる。また、第1の実施形態においては、椀状部材10とガイド部材11とを別体とするものであったが、これに限らず、例えば、図10に示される従来の電動弁のように、椀状部材10とガイド部材11とを一体に形成するものであってもよい。 In the first embodiment, the shape of the valve port 11a when viewed from a direction perpendicular to the axis L is circular, but this is not limited to this and various shapes can be used, such as rectangular, elliptical, or any asymmetrical shape. Also, in the first embodiment, the bowl-shaped member 10 and the guide member 11 are separate bodies, but this is not limited to this and the bowl-shaped member 10 and the guide member 11 may be formed as a single unit, as in the conventional motor-operated valve shown in Figure 10.

弁体20は、軸線Lに沿って延在する部材である。この弁体20の一端側は、ガイド部材11の挿通孔に挿入されており、一端側から他端側に向かって順に、弁部20aを一端側に有する小径ガイド軸部20g、大径ガイド軸部20hが、階段状に順次拡径して形成され、小径ガイド軸部20gと大径ガイド軸部20hとの境界には、平坦な形状を有する環状の一端側段部20i(段部,軸線方向対向面)が形成される。ここで、弁部20aは、小径ガイド軸部20gと同一外径を有する。この弁部20aには、図1(b)及び図2(b)に示すように、軸線L方向から見て、略扇形形状を有し、軸線L方向の一端側に延在し開口する流路部15を有する。また、詳細は後述するが、図3(a)に示すように、小径ガイド軸部20g、一端側段部20i及び大径ガイド軸部20hは、それぞれ、ガイド部材11の小径ガイド部11ca、段差部11e及び大径ガイド部11cbに、それぞれ摺接可能に係合される摺動部を有する。これにより、第1の実施形態における弁体20は、半径方向の大きさを比較的小さくし、軽量化を図ることができるため、ステッピングモータ30における省エネ化を向上させることができる。さらに、弁体20の他端側には、マグネットロータ32のハブ35に固定される他端側段部20ka、軸線Lに沿って他端側へと延在し開口する他端側有底円筒部20cと、を備える。この他端側有底円筒部20cには、弁体20を一端側に付勢する支持部材40が収容される。 The valve element 20 is a member extending along the axis L. One end of the valve element 20 is inserted into the insertion hole of the guide member 11. From one end to the other, a small-diameter guide shaft portion 20g and a large-diameter guide shaft portion 20h, each having a valve portion 20a at one end, are formed with successively increasing diameters in a stepped manner. A flat, annular one-end step portion 20i (step portion, axially opposing surface) is formed at the boundary between the small-diameter guide shaft portion 20g and the large-diameter guide shaft portion 20h. The valve portion 20a has the same outer diameter as the small-diameter guide shaft portion 20g. As shown in Figures 1(b) and 2(b), the valve portion 20a has a substantially fan-shaped shape when viewed from the axis L, and includes a flow path portion 15 that opens at one end along the axis L. As shown in FIG. 3(a), the small-diameter guide shaft portion 20g, the one-end step portion 20i, and the large-diameter guide shaft portion 20h each have sliding portions that slidably engage with the small-diameter guide portion 11ca, the step portion 11e, and the large-diameter guide portion 11cb of the guide member 11, respectively. This allows the valve element 20 in the first embodiment to have a relatively small radial size and lightweight, thereby improving energy efficiency in the stepping motor 30. The other end of the valve element 20 also includes a other-end step portion 20ka that is fixed to the hub 35 of the magnet rotor 32, and a other-end bottomed cylindrical portion 20c that extends along the axis L to the other end and opens. The other-end bottomed cylindrical portion 20c accommodates a support member 40 that biases the valve element 20 toward the one end.

弁体20は、図2(a)及び図3(b)に示すように、円板部20kから垂設された突起部20kbを備える。弁部20aが、ガイド部材11に対して回転する際に、この突起部20kbが、ストッパ部として機能するガイド部材11の引出し部11gに突き当たり、弁部20aの回転が規制される。なお、図3(b)に示すように、ガイド部材11の他端部11hは、弁体20の円板部20kと離間する。 As shown in Figures 2(a) and 3(b), the valve body 20 has a protrusion 20kb that hangs down from the disk portion 20k. When the valve portion 20a rotates relative to the guide member 11, this protrusion 20kb abuts against the drawn-out portion 11g of the guide member 11, which functions as a stopper, thereby restricting the rotation of the valve portion 20a. Note that, as shown in Figure 3(b), the other end 11h of the guide member 11 is spaced apart from the disk portion 20k of the valve body 20.

ステッピングモータ30は、ケース31と、マグネットロータ32と、ステータコイル33と、を備える。 The stepping motor 30 comprises a case 31, a magnet rotor 32, and a stator coil 33.

ケース31は、例えば、ステンレスなどの金属を材料として、上方の端部が塞がれた略円筒形状に形成され、弁体20及びマグネットロータ32を収容する背圧室16を画定する。ケース31の下方の開口側の端部は、下蓋12の外周部に溶接等によって気密に固定される。 The case 31 is made of a metal such as stainless steel and is formed in a generally cylindrical shape with a closed upper end, defining the back pressure chamber 16 that houses the valve body 20 and magnet rotor 32. The lower open end of the case 31 is hermetically fixed to the outer periphery of the bottom cover 12 by welding or the like.

マグネットロータ32は、外周部を多極に着磁された円筒状のマグネット部34と、マグネット部34の内周側にスポークを介して接続されるハブ35と、を一体に備える。マグネットロータ32のハブ35の内側には、弁体20が軸線L方向の他端側に向けて嵌挿され、弁体20の他端側段部20kaを、ハブ35の一端部に当接させ、後述の支持部材40のブッシュ43を他端側有底円筒部20cに組み込み、ハブ35の他端部に当接させ後、ハブ35との溶着等により、回転子部であるマグネットロータ32及び弁体20は一体的に固定される。これにより、回転子部は、ケース31内に軸線Lを中心に回転可能に設けられる。 The magnet rotor 32 integrally comprises a cylindrical magnet portion 34 whose outer periphery is magnetized with multiple poles, and a hub 35 connected to the inner periphery of the magnet portion 34 via spokes. The valve element 20 is inserted into the inside of the hub 35 of the magnet rotor 32 toward the other end in the direction of the axis L, with the other end step 20ka of the valve element 20 abutting against one end of the hub 35. The bushing 43 of the support member 40 (described below) is assembled into the other end bottomed cylindrical portion 20c and abutted against the other end of the hub 35. The magnet rotor 32 and valve element 20, which form the rotor portion, are then integrally fixed to the hub 35 by welding or the like. This allows the rotor portion to rotate about the axis L within the case 31.

ステータコイル33は、ケース31の外周面に配設されており、ステータコイル33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マグネットロータ32が回転される。 The stator coil 33 is arranged on the outer peripheral surface of the case 31, and when a pulse signal is applied to the stator coil 33, the magnet rotor 32 rotates according to the number of pulses.

このように、マグネットロータ32が回転されると、このマグネットロータ32とともに弁部20aが弁ポート11aに対して回転し、流路部15と弁ポート11aとの開度を変化させ、第1継手管1から第2継手管2へ(又は第2継手管2から第1継手管1へ)流れる流体の流量が制御される。 In this way, when the magnet rotor 32 rotates, the valve portion 20a rotates together with the magnet rotor 32 relative to the valve port 11a, changing the opening between the flow path portion 15 and the valve port 11a and controlling the flow rate of fluid flowing from the first joint pipe 1 to the second joint pipe 2 (or from the second joint pipe 2 to the first joint pipe 1).

支持部材40は、ケース31に対して、当接した状態で、回転可能に配置されるばね受け部41と、他端側有底円筒部20c及びハブ35に固定されるブッシュ43と、ばね受け部41とブッシュ43との間に挟持され、弁体20を一端側に付勢する付勢ばね42と、を備える。 The support member 40 includes a spring bearing portion 41 that is rotatably arranged in contact with the case 31, a bushing 43 that is fixed to the bottomed cylindrical portion 20c on the other end and the hub 35, and a biasing spring 42 that is sandwiched between the spring bearing portion 41 and the bushing 43 and biases the valve body 20 toward one end.

<電動弁の動作について>
図1及び図2を用いて、電動弁100aの動作を説明する。ここでは、電動弁100aが用いられる対象を冷媒回路として説明するが、これに限らない。また、電動弁100aにおいて、第1継手管1は、高圧(一次側圧力)側に接続され、第2継手管2は、低圧(二次側圧力)側に接続される。なお、これとは反対方向に流れる、第2継手管2が高圧側に接続され、第1継手管1が低圧側に接続される場合(図1(a),(b)中の破線)にも、同様の説明ができることから、ここでは省略する。
<Operation of the motor-operated valve>
The operation of the motor-operated valve 100a will be described using Figures 1 and 2. Here, the motor-operated valve 100a will be described as being used in a refrigerant circuit, but this is not limited thereto. In the motor-operated valve 100a, the first coupling pipe 1 is connected to the high-pressure (primary pressure) side, and the second coupling pipe 2 is connected to the low-pressure (secondary pressure) side. Note that a similar explanation can be given for the case where the second coupling pipe 2 is connected to the high-pressure side and the first coupling pipe 1 is connected to the low-pressure side (broken lines in Figures 1(a) and 1(b)), in which refrigeration flows in the opposite direction, and therefore this description will be omitted here.

まず、図1(b)に示すように、弁部20aが、マグネットロータ32により、反時計回りに回転されることにより、不図示であるが、弁体20の突起部20kbが、ガイド部材11の引出し部11gに突き当たり、弁部20aの回転が規制されるとともに、マグネットロータ32の回転も規制される。この際、流路部15が、弁ポート11aと対向する位置となるため、弁開状態となる。よって、流体は、図1(a),(b)における実線矢印で示すように、高圧側の第1ポート1aから低圧側の第2ポート2aへと流れる。なお、流体経路において、圧力損失を生じさせないために、弁ポート11a前後に位置する、流路室13及び流路部15におけるそれぞれの流路面積は、弁ポート11aの流路面積より大きくなるように設定される。 First, as shown in FIG. 1(b), the valve portion 20a is rotated counterclockwise by the magnet rotor 32. As a result, the protrusion 20kb of the valve element 20 abuts against the drawn-out portion 11g of the guide member 11 (not shown), restricting the rotation of the valve portion 20a and the magnet rotor 32. At this time, the flow path portion 15 faces the valve port 11a, resulting in an open valve state. Therefore, fluid flows from the high-pressure first port 1a to the low-pressure second port 2a, as indicated by the solid arrows in FIGS. 1(a) and 1(b). To prevent pressure loss in the fluid path, the flow path areas of the flow path chamber 13 and flow path portion 15, located before and after the valve port 11a, are set larger than the flow path area of the valve port 11a.

次に、図2(b)に示すように、弁部20aが、マグネットロータ32により、時計回りに回転されることにより、図2(a)に示すように、弁体20の突起部20kbが、ガイド部材11の引出し部11gに突き当たり、弁部20aの回転が規制されるとともに、マグネットロータ32の回転も規制される。この際、流路部15が、弁座11bと対向するとともに、弁ポート11aがシール部20aaと対向する位置となるため、弁閉状態となる。よって、高圧側の第1ポート1aから低圧側の第2ポート2aへの流路が閉じられる。なお、本実施形態では、弁体20の弁部20aと小径ガイド軸部20gとを同一外径としたが、冷凍サイクルシステムにより電動弁100aの弁閉時にも少量の流体を通過させる必要がある。この場合は、弁部20aの外径を、小径ガイド軸部20gの外径より小さくし、弁ポート11aとシール部20aaとの間隙量を調整することにより、弁閉時に必要とされる流量を任意に設定することができる。 Next, as shown in FIG. 2(b), the valve portion 20a is rotated clockwise by the magnet rotor 32. As shown in FIG. 2(a), the protrusion 20kb of the valve element 20 abuts against the extended portion 11g of the guide member 11, restricting the rotation of the valve portion 20a and the magnet rotor 32. At this time, the flow path portion 15 faces the valve seat 11b, and the valve port 11a faces the seal portion 20aa, resulting in a closed valve state. This closes the flow path from the high-pressure side first port 1a to the low-pressure side second port 2a. Note that, in this embodiment, the valve portion 20a of the valve element 20 and the small-diameter guide shaft portion 20g have the same outer diameter; however, the refrigeration cycle system requires a small amount of fluid to pass through even when the motor-operated valve 100a is closed. In this case, the flow rate required when the valve is closed can be set arbitrarily by making the outer diameter of the valve portion 20a smaller than the outer diameter of the small-diameter guide shaft portion 20g and adjusting the amount of gap between the valve port 11a and the seal portion 20aa.

第1の実施形態における流路部15は、軸線L方向から見て、略扇形形状を有する。よって、第1の実施形態における電動弁100aでは、流路部15が、弁ポート11aに対して回転し、弁開状態及び弁閉状態の一方から他方に遷移すると、遷移直後に、流路面積が急激に減少又は増加するため、例えば、開閉弁として用いることができる。 The flow path portion 15 in the first embodiment has a generally fan-shaped shape when viewed from the direction of the axis L. Therefore, in the motor-operated valve 100a in the first embodiment, when the flow path portion 15 rotates relative to the valve port 11a and transitions from one of the valve open state and the valve closed state to the other, the flow path area rapidly decreases or increases immediately after the transition, allowing it to be used, for example, as an on-off valve.

第1の実施形態における流路部15は、軸線L方向から見て、略扇形形状であったが、これに限らない。例えば、第1の実施形態における流路部15が、軸線L方向から見て、軸線Lに対して、偏心した半円形状を有する場合には、電動弁100aでは、流路部15が、弁ポート11aに対して回転し、弁開状態及び弁閉状態の一方から他方に遷移すると、流路面積が漸減的又は漸増的に変化し、細かな流量制御が可能となるため、例えば、流量調整弁として用いることができる。また、第1の実施形態における流路部15が、軸線L方向から見て、略扇形形状と、軸線Lに対して、偏心した半円形状とを組み合わせた形状を有する場合には、電動弁100aでは、流路部15が、弁ポート11aに対して回転し、弁開状態及び弁閉状態の一方から他方に遷移すると、遷移直後に、流路面積が急激に減少し、その後、流路面積が漸減的に変化する、又は、流路面積が漸増的に変化し、その後、流路面積が急激に増加するため、例えば、流量調整弁の機能を付加した開閉弁として用いることができる。 In the first embodiment, the flow path portion 15 had a generally fan-shaped configuration when viewed from the direction of the axis L, but this is not limited to this. For example, if the flow path portion 15 in the first embodiment has a semicircular shape that is eccentric with respect to the axis L when viewed from the direction of the axis L, in the electrically operated valve 100a, the flow path portion 15 rotates relative to the valve port 11a, and when the valve transitions from one of the open and closed states to the other, the flow path area gradually decreases or increases, enabling precise flow rate control, and the valve can be used, for example, as a flow rate adjustment valve. Furthermore, in the first embodiment, when the flow path portion 15 has a shape that combines a substantially fan-shaped shape and a semicircular shape that is eccentric with respect to the axis L when viewed from the direction of the axis L, in the motor-operated valve 100a, when the flow path portion 15 rotates relative to the valve port 11a and transitions from one of the valve open state and the valve closed state to the other, the flow path area decreases abruptly immediately after the transition and then gradually decreases, or the flow path area changes gradually and then rapidly increases, so that the motor-operated valve can be used, for example, as an opening/closing valve with added flow rate adjustment valve functionality.

<摺動部の詳細について>
図10を用いて前述したように、従来の電動弁1000では、ガイド部1011c及びガイド軸部1020gからなる摺動部が、金属材料同士、又は、金属材料と被膜された合成樹脂とからなる。よって、従来の電動弁1000が、オイルフリーの状態、又は、低油量の状態で使用する冷凍サイクルシステムに採用される場合には、ガイド部1011c及びガイド軸部1020gとの間に、冷凍機油による流体潤滑膜が全く存在しない状態、又は、比較的薄い流体潤滑膜しか存在しない状態となるため、著しい機械的摩耗、つまり、摺動面の凝着による摩耗や、摺動面の凹凸によるアブレシブ摩耗が生じ、摺動部における摺動抵抗が増加するおそれがあった。このため、従来の電動弁においても、依然として、従来の問題点(摺動抵抗の増加)を解消することができなかった。
<Details of the sliding part>
As described above with reference to FIG. 10 , in the conventional motor-operated valve 1000, the sliding portion consisting of the guide portion 1011c and the guide shaft portion 1020g is made of either metallic materials or metallic materials coated with synthetic resin. Therefore, when the conventional motor-operated valve 1000 is used in a refrigeration cycle system operated in an oil-free or low-oil state, there is no fluid lubrication film of refrigerant oil between the guide portion 1011c and the guide shaft portion 1020g, or only a relatively thin fluid lubrication film. This can result in significant mechanical wear, such as adhesion wear on the sliding surfaces or abrasive wear due to unevenness on the sliding surfaces, which can increase the sliding resistance of the sliding portion. Therefore, the conventional motor-operated valve still fails to solve the problem of increased sliding resistance.

これに対して、第1の実施形態における電動弁100aでは、従来の問題点(摺動抵抗の増加)を解消するために、以下の第1の対策(摺動部の材料を工夫)を講じるものである。加えて、詳細は後述するが、第1の対策(摺動部の材料を工夫)を講じた上で、懸念される事項に対して、さらなる、第2の対策(摺動部の耐熱手段)及び第3の対策(摺動部の冷却手段(弁部))を講じるものである。 In response to this, the motor-operated valve 100a in the first embodiment takes the following first measure (improving the material of the sliding part) to resolve the conventional problem (increased sliding resistance). In addition, as will be described in detail below, after taking the first measure (improving the material of the sliding part), further measures (heat-resistant means for the sliding part) and third measures (cooling means for the sliding part (valve part)) are taken to address concerns.

<第1の対策(摺動部の材料を工夫)について>
第1の実施形態の電動弁100aにおいて、第1の対策(摺動部の材料を工夫)として、摺動部を構成する材料等を工夫することにより、従来の問題点(摺動抵抗の増加)を解消するものである。具体的には、第1の実施形態の電動弁100aにおいて、摺動部を構成する弁体20及びガイド部材11を、互いに樹脂材料で構成するものである。
<First measure (improving the material of the sliding part)>
In the motor-operated valve 100a of the first embodiment, the first measure (improving the material of the sliding part) is to solve the conventional problem (increased sliding resistance) by improving the material of the sliding part, etc. Specifically, in the motor-operated valve 100a of the first embodiment, the valve body 20 and the guide member 11 that make up the sliding part are both made of a resin material.

一般的に、樹脂材料は、比較的低い動摩擦係数(例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)は、0.04程度、超高分子量ポリエチレンは、0.11程度、モノマーキャストナイロンは、0.18程度)を有するため、摺動性は極めて良好である。また、第1の実施形態の電動弁100aの摺動部では、面圧及び相対的な滑り速度が、比較的小さく、摺動時間も比較的短いものである。よって、第1の実施形態の電動弁100aにおいて、第1の対策(摺動部の材料を工夫)として、弁体20及びガイド部材11を、互いに樹脂材料で構成することにより、オイルフリーの状態、又は、低油量の状態においても、動摩擦力を極めて小さくすることができるため、従来の問題点(摺動抵抗の増加)を解消し、摺動部の円滑な回転を可能とする。この結果、電動弁100aにおける、摺動部の作動性と耐久性を向上させることができる。 Generally, resin materials have a relatively low coefficient of dynamic friction (e.g., approximately 0.04 for polytetrafluoroethylene (PTFE), approximately 0.11 for ultra-high molecular weight polyethylene, and approximately 0.18 for monomer cast nylon), resulting in extremely good sliding properties. Furthermore, the sliding parts of the motor-operated valve 100a of the first embodiment have relatively low surface pressure and relative sliding speed, and the sliding time is also relatively short. Therefore, in the motor-operated valve 100a of the first embodiment, as a first measure (improving the material of the sliding parts), the valve body 20 and guide member 11 are both made of resin material. This significantly reduces dynamic friction even in oil-free or low-oil conditions, thereby resolving the conventional problem (increased sliding resistance) and enabling smooth rotation of the sliding parts. As a result, the operability and durability of the sliding parts of the motor-operated valve 100a can be improved.

ここで、第1の実施形態の電動弁100aにおいて、第1の対策(摺動部の材料を工夫)を採用したとしても、想定外の事態が生じ、摺動部(弁体20及びガイド部材11)における面圧及び相対的な滑り速度が比較的大きくなる場合には、動摩擦力が極めて大きくなり、比較的高い摩擦熱(例えば、200℃)が生じるおそれがある。この際、一般的な樹脂材料の融点は、100~200℃の間であるので、仮に、樹脂材料同士が溶融する場合には、樹脂材料同士が溶着するおそれがあった(以下、「懸念事項(摺動部の溶融)」という)。このため、第1の実施形態では、第2の対策(摺動部の耐熱手段)をさらに採用することにより、懸念事項(摺動部の溶融)を解消し、摺動部の作動性と耐久性を一層向上させることができる。 Here, even if the first measure (improving the material of the sliding part) is adopted in the motor-operated valve 100a of the first embodiment, if an unexpected event occurs and the surface pressure and relative sliding speed of the sliding part (valve element 20 and guide member 11) become relatively high, the dynamic friction force may become extremely large, and relatively high frictional heat (e.g., 200°C) may be generated. In this case, since the melting point of typical resin materials is between 100 and 200°C, if resin materials melt together, there is a risk of them welding together (hereinafter referred to as the "concern (melting of the sliding part)"). Therefore, in the first embodiment, the second measure (heat-resistant means for the sliding part) is further adopted to resolve the concern (melting of the sliding part) and further improve the operability and durability of the sliding part.

<第2の対策(摺動部の耐熱手段)について>
第1の実施形態の電動弁100aにおいて、第2の対策(摺動部の耐熱手段)として、弁体20及びガイド部材11の樹脂材料を、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)が添加されたポリフェニレンサルファイド(PPS)とする。このPPSは、非常に高い耐熱性(例えば、PPSの耐熱温度は220℃程度)を有するとともに、良好な潤滑性を有している。
<Second measure (heat-resistant means for sliding parts)>
In the motor-operated valve 100a of the first embodiment, as a second measure (heat resistance of the sliding parts), polyphenylene sulfide (PPS) containing polytetrafluoroethylene (PTFE) is used as the resin material for the valve body 20 and the guide member 11. This PPS has very high heat resistance (for example, the heat resistance temperature of PPS is about 220°C) and good lubricity.

これにより、第1の実施形態の電動弁100aにおいて、第2の対策(摺動部の耐熱手段)を採用することにより、摺動部は、非常に高い耐熱性及び潤滑性を有することから、想定外の事態が生じ、比較的高い摩擦熱が生じたとしても、樹脂材料は、溶融することないため、懸念事項(摺動部の溶融)を解消し、摺動部の作動性と耐久性を一層向上させることができる。 As a result, by adopting the second measure (heat-resistant means for the sliding part) in the motor-operated valve 100a of the first embodiment, the sliding part has extremely high heat resistance and lubricity, so even if an unexpected event occurs and relatively high frictional heat is generated, the resin material will not melt, eliminating the concern (melting of the sliding part) and further improving the operability and durability of the sliding part.

加えて、第1の実施形態の電動弁100aにおいて、弁体20及びガイド部材11の樹脂材料は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)に加え強化剤としてガラス繊維、又は炭素繊維が添加されたPPSとしてもよい。このPPSは、非常に高い引張り強度(例えば、150MPa)及び耐熱性(例えば、耐熱温度は230℃程度)を有している。 In addition, in the motor-operated valve 100a of the first embodiment, the resin material of the valve body 20 and guide member 11 may be PPS, which is polytetrafluoroethylene (PTFE) reinforced with glass fiber or carbon fiber. This PPS has extremely high tensile strength (e.g., 150 MPa) and heat resistance (e.g., heat resistance temperature of approximately 230°C).

これにより、第1の実施形態の電動弁100aにおいて、第2の対策(摺動部の耐熱手段)を採用することにより、摺動部は、非常に高い耐熱性及び強度を有することから、想定外の事態が生じ、比較的高い摩擦熱が生じたとしても、樹脂材料は、溶融することないため、懸念事項(摺動部の溶融)を解消し、摺動部の作動性と耐久性をさらに一層向上させることができる。 As a result, by adopting the second measure (heat-resistant means for the sliding part) in the motor-operated valve 100a of the first embodiment, the sliding part has extremely high heat resistance and strength, so even if an unexpected event occurs and relatively high frictional heat is generated, the resin material will not melt, eliminating the concern (melting of the sliding part) and further improving the operability and durability of the sliding part.

<第3の対策(摺動部の冷却手段(弁部))について>
第1の実施形態の電動弁100aにおいて、懸念事項(摺動部の溶融)を解消するために、第2の対策(摺動部の耐熱手段)を採用したとしても、摺動部における摩擦熱は依然として発生するため、この摩擦熱の発生自体に、何ら対策を講じない場合には、樹脂材料からなる摺動部に僅かでも寸法変化が生じ、摺動部の最適な摺動状態からずれる懸念があった(以下、「懸念事項(摺動部の寸法変化)」という)。そこで、第1の実施形態の電動弁100aでは、第3の対策(摺動部の冷却手段(弁部))を採用することにより、懸念事項(摺動部の寸法変化)を解消するものである。
<Third measure (cooling means for sliding part (valve part))>
In the motor-operated valve 100a of the first embodiment, even if the second measure (heat-resistant means for the sliding part) is adopted to resolve the concern (melting of the sliding part), frictional heat is still generated in the sliding part, and if no measures are taken to prevent this frictional heat from being generated, there is a concern that even slight dimensional changes will occur in the sliding part made of a resin material, causing the sliding part to deviate from its optimal sliding state (hereinafter referred to as the "concern (dimensional change of the sliding part)"). Therefore, the motor-operated valve 100a of the first embodiment employs the third measure (cooling means (valve part) for the sliding part) to resolve the concern (dimensional change of the sliding part).

第1の実施形態の電動弁100aは、図3(a)に示すように、小径ガイド軸部20gと小径ガイド部11ca、及び、大径ガイド軸部20hと大径ガイド部11cbとの摺接可能な係合により、弁体20を半径方向に支持する半径方向支持手段と、一端側段部20i及び段差部11eの摺接可能な係合により、弁体20を軸線方向に支持する軸線方向支持手段と、を有する。ここで、第1の実施形態の電動弁100aは、第3の対策(摺動部の冷却手段(弁部))として、弁部20aに隣接する、一端側半径方向隙間G1(半径方向隙間)を、他端側半径方向隙間G2(半径方向隙間)より小さく(G1<G2)設定するものである。具体的には、半径方向支持手段において、図3(a)に示すように、弁部20aを一端側に有する小径ガイド軸部20g及び小径ガイド部11caの間からなる一端側半径方向隙間G1を、大径ガイド軸部20h及び大径ガイド部11cbの間からなる他端側半径方向隙間G2より、小さく設定する。このように、第1の実施形態の電動弁100aにおいて、第3の対策(摺動部の冷却手段(弁部))を採用すると、実質的な摺動部は、弁部20aを一端側に有する小径ガイド軸部20g及び小径ガイド部11caから構成される。なお、半径方向支持手段において、摺動面積を比較的小さくし、摺動抵抗を低減できるため、摺動部の作動性と耐久性をより一層向上させることができる。さらに、一端側半径方向隙間G1が比較的小さいことから、図2(b)に示すように、弁閉状態における弁部20aのシール性が向上し、弁漏れを抑制することができる。 As shown in Figure 3(a), the motor-operated valve 100a of the first embodiment has a radial support means for supporting the valve element 20 in the radial direction by sliding engagement between the small-diameter guide shaft portion 20g and the small-diameter guide portion 11ca, and between the large-diameter guide shaft portion 20h and the large-diameter guide portion 11cb, and an axial support means for supporting the valve element 20 in the axial direction by sliding engagement between the one-end step portion 20i and the stepped portion 11e. Here, as a third measure (cooling means for sliding parts (valve portion)), the motor-operated valve 100a of the first embodiment sets the one-end radial gap G1 (radial gap) adjacent to the valve portion 20a smaller than the other-end radial gap G2 (radial gap) (G1 < G2). Specifically, as shown in FIG. 3(a), the radial support means defines a radial gap G1 between the small-diameter guide shaft portion 20g, which has the valve portion 20a at one end, and the small-diameter guide portion 11ca, which is smaller than the radial gap G2 between the large-diameter guide shaft portion 20h and the large-diameter guide portion 11cb. Thus, when the third measure (cooling means for the sliding portion (valve portion)) is adopted in the motor-operated valve 100a of the first embodiment, the actual sliding portion is comprised of the small-diameter guide shaft portion 20g, which has the valve portion 20a at one end, and the small-diameter guide portion 11ca. Furthermore, the relatively small sliding area of the radial support means reduces sliding resistance, further improving the operability and durability of the sliding portion. Furthermore, because the radial gap G1 is relatively small, the sealing performance of the valve portion 20a in the valve closed state is improved, as shown in FIG. 2(b), and valve leakage is suppressed.

ここで、具体的に、第3の対策(摺動部の冷却手段(弁部))を説明するために、図1(a)を用いて、第1の実施形態の電動弁100aにおける流体の温度について考察する。まず、流体が、第1ポート1aから流路室13に流入する際には、中温(例えば、約60~70℃)となる一方、流体が、弁ポート11a及び流路部15を介し、内部流路14に流入する際には、膨張(減圧)することにより、低温(例えば、約-10~20℃)となる。これにより、弁開状態において、低温の流体により、弁部20aが積極的に冷却されることから、第3の対策(摺動部の冷却手段(弁部))を採用することにより、弁部20aに加え、弁部20aを一端側に有する小径ガイド軸部20g及び小径ガイド部11caも、積極的に冷却されるため、懸念事項(摺動部の寸法変化)を解消し、摺動部の作動性と耐久性をさらに一層向上させることができる。 To specifically explain the third measure (cooling means for the sliding portion (valve portion)), let us consider the temperature of the fluid in the motor-operated valve 100a of the first embodiment using Figure 1(a). First, when the fluid flows from the first port 1a into the flow path chamber 13, it is at a medium temperature (e.g., approximately 60 to 70°C). However, when the fluid flows through the valve port 11a and the flow path portion 15 into the internal flow path 14, it expands (decompresses) and becomes a low temperature (e.g., approximately -10 to 20°C). As a result, when the valve portion 20a is in the open state, the low-temperature fluid actively cools the valve portion 20a. Therefore, by adopting the third measure (cooling means for the sliding portion (valve portion)), not only the valve portion 20a but also the small-diameter guide shaft portion 20g and small-diameter guide portion 11ca, which have the valve portion 20a on one end, are actively cooled. This eliminates the concern (dimensional change in the sliding portion) and further improves the operability and durability of the sliding portion.

以上より、第1の実施形態における電動弁100aは、第1の対策(摺動部の材料を工夫)を採用することにより、従来の問題点(摺動抵抗の増加)を解消し、摺動部の作動性と耐久性を向上させることができる。また、第2の対策(摺動部の耐熱手段)を採用し、懸念事項(摺動部の溶融)を解消するとともに、第3の対策(摺動部の冷却手段(弁部))を採用し、懸念事項(摺動部の寸法変化)を解消することにより、摺動部の作動性と耐久性をさらに一層向上させることができる。 As described above, the motor-operated valve 100a in the first embodiment employs the first measure (improving the material of the sliding part) to resolve the conventional problem (increased sliding resistance) and improve the operability and durability of the sliding part. Furthermore, the second measure (heat-resistant means for the sliding part) resolves the concern (melting of the sliding part), and the third measure (cooling means (valve part) for the sliding part) resolves the concern (dimensional change of the sliding part), thereby further improving the operability and durability of the sliding part.

なお、第1の実施形態の電動弁100aでは、第1の対策(摺動部の材料を工夫)、第2の対策(摺動部の耐熱手段)及び第3の対策(摺動部の冷却手段(弁部))をそれぞれ採用するものであるが、これに限らず、例えば、第1の対策(摺動部の材料を工夫)を採用した上で、第2の対策(摺動部の耐熱手段)、又は、第3の対策(摺動部の冷却手段(弁部))を採用するものであってもよい。 The motor-operated valve 100a of the first embodiment employs the first measure (improving the material of the sliding portion), the second measure (heat-resistant means for the sliding portion), and the third measure (cooling means for the sliding portion (valve portion)). However, this is not limiting, and for example, it may employ the first measure (improving the material of the sliding portion), and then employ the second measure (heat-resistant means for the sliding portion) or the third measure (cooling means for the sliding portion (valve portion)).

(第1の実施形態の軸線方向支持手段変形例)
図3(c),(d)を用いて、第1の実施形態の軸線方向支持手段変形例について説明する。第1の実施形態の軸線方向支持手段変形例は、軸線方向支持手段を、半径方向支持手段から離間配置する点で、第1の実施形態と相違するが、その他の構成は、第1の実施形態と同一である。ここで、同一構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
(Modification of the axial support means of the first embodiment)
3(c) and (d), a modified axial support means of the first embodiment will be described. The modified axial support means of the first embodiment differs from the first embodiment in that the axial support means is disposed apart from the radial support means, but other configurations are the same as those of the first embodiment. Here, the same components are given the same reference numerals, and duplicated explanations will be omitted.

具体的には、図3(c)に示すように、半径方向支持手段は、第1の実施形態と同様に、小径ガイド軸部20g及び小径ガイド部11ca、大径ガイド軸部20h及び大径ガイド部11cbのそれぞれを半径方向に摺接可能に係合させる。一方、軸線方向支持手段は、図3(c)に示すように、一端側段部20i’及び段差部11eを軸線L方向に離間させる代わりに、図3(d)に示すように、円板部20kの一端面(軸線方向対向面)及びガイド部材11’の他端部11h’(軸線方向対向面)を軸線L方向に摺接可能に係合させる。このように、電動弁100bにおいて、軸線方向支持手段を、半径方向支持手段から離間配置し、摺動部において生じる摩擦熱を分散させる。これにより、半径方向支持手段における懸念事項(摺動部の寸法変化)を、確実に解消することができる。なお、軸線方向支持手段において生じる摩擦熱は、背圧室16の流体へと放熱することができる。 Specifically, as shown in FIG. 3(c), the radial support means radially slidably engages the small-diameter guide shaft portion 20g with the small-diameter guide portion 11ca, and the large-diameter guide shaft portion 20h with the large-diameter guide portion 11cb, as in the first embodiment. Meanwhile, instead of separating the one-end step portion 20i' and the step portion 11e along the axis L as shown in FIG. 3(c), the axial support means slidably engages the one-end surface (axially opposing surface) of the disk portion 20k with the other end portion 11h' (axially opposing surface) of the guide member 11' along the axis L, as shown in FIG. 3(d). In this way, in the motor-operated valve 100b, the axial support means is spaced apart from the radial support means, dispersing frictional heat generated in the sliding portions. This reliably eliminates concerns about the radial support means (dimensional changes in the sliding portions). Furthermore, frictional heat generated in the axial support means can be dissipated into the fluid in the back pressure chamber 16.

以上より、第1の実施形態の軸線方向支持手段変形例における電動弁100bは、第1の実施形態と同様に、第1の対策(摺動部の材料を工夫)を採用することにより、従来の問題点(摺動抵抗の増加)を解消し、摺動部の作動性と耐久性を向上させることができる。また、第2の対策(摺動部の耐熱手段)及び/又は第3の対策(摺動部の冷却手段(弁部))を採用することにより、懸念事項(摺動部の溶融)及び/又は懸念事項(摺動部の寸法変化)を解消し、摺動部の作動性と耐久性をさらに一層向上させることができる。 As described above, the motor-operated valve 100b in the modified axial support means of the first embodiment, like the first embodiment, employs the first measure (improving the material of the sliding part) to resolve the conventional problem (increased sliding resistance) and improve the operability and durability of the sliding part. Furthermore, employing the second measure (heat-resistant means for the sliding part) and/or the third measure (cooling means (valve part) for the sliding part) can resolve concerns (melting of the sliding part) and/or concerns (dimensional changes in the sliding part), further improving the operability and durability of the sliding part.

加えて、第1の実施形態の軸線方向支持手段変形例における電動弁100bは、軸線方向支持手段を、半径方向支持手段から離間配置し、摺動部において生じる摩擦熱を分散させることにより、半径方向支持手段における懸念事項(摺動部の寸法変化)を、確実に解消することができる。 In addition, the motor-operated valve 100b in the axial support means variant of the first embodiment positions the axial support means away from the radial support means, dispersing frictional heat generated in the sliding parts, thereby reliably eliminating concerns about the radial support means (dimensional changes in the sliding parts).

(第1の実施形態の流路部変形例1及び2)
図4を用いて、第1の実施形態の流路部変形例1及び2について説明する。第1の実施形態の流路部変形例1及び2は、弁部20a’’,20a’’’における流路部15’’,15’’’の形状について、第1の実施形態の弁部20aの流路部15と相違するが、その他の基本構成は第1の実施形態と同一である。ここで、同一構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。なお、図4(a),(c)及び図4(b),(d)は、それぞれ、図1(b)及び図2(b)に対応する図であるが、便宜的に、弁部20a’’,20a’’’及びガイド部材11のみを示す。
(Modifications 1 and 2 of the flow path portion of the first embodiment)
Flow path portion modifications 1 and 2 of the first embodiment will be described using FIG. 4 . Flow path portion modifications 1 and 2 of the first embodiment differ from the flow path portion 15 of the valve portion 20a of the first embodiment in the shapes of the flow path portions 15'', 15''' in the valve portions 20a'', 20a''', but the other basic configurations are the same as those of the first embodiment. Here, the same components are denoted by the same reference numerals, and duplicated explanations will be omitted. Note that FIGS. 4(a), (c) and 4(b), (d) correspond to FIGS. 1(b) and 2(b), respectively, but for convenience, only the valve portions 20a'', 20a''' and the guide member 11 are shown.

(第1の実施形態の流路部変形例1)
図4(a),(b)を用いて、第1の実施形態の流路部変形例1における、弁部20a’’の流路部15’’を説明する。この流路部15’’は、軸線L方向から見て、軸線Lに対して、偏心した半円形状を有する点で、第1の実施形態の流路部15と相違するが、その他の構成は、第1の実施形態の流路部15と同一である。
(Modification 1 of the flow path portion of the first embodiment)
4( a) and 4(b) , the flow path section 15″ of the valve section 20a″ in the flow path section variation 1 of the first embodiment will be described. This flow path section 15″ differs from the flow path section 15 of the first embodiment in that it has a semicircular shape that is eccentric with respect to the axis L when viewed in the direction of the axis L. However, the other configurations are the same as those of the flow path section 15 of the first embodiment.

流路部15’’が、弁ポート11aに対して回転し、弁開状態及び弁閉状態の一方から他方に遷移すると、流路面積が漸減的又は漸増的に変化する。よって、第1の実施形態の流路部変形例1における電動弁100cでは、マグネットロータ32の回転角度により、細かな流量制御が可能となるため、例えば、流量調整弁として用いることができる。 When the flow path section 15'' rotates relative to the valve port 11a and transitions from one of the valve open state and the valve closed state to the other, the flow path area gradually decreases or increases. Therefore, the motor-operated valve 100c in flow path section variant 1 of the first embodiment allows for precise flow rate control depending on the rotation angle of the magnet rotor 32, and can therefore be used, for example, as a flow rate adjustment valve.

(第1の実施形態の流路部変形例2)
図4(c),(d)を用いて、第1の実施形態の流路部変形例2における、弁部20a’’’の流路部15’’’を説明する。この流路部15’’’は、第1の実施形態の流路部15に、第1の実施形態の流路部変形例1の流路部15’’を組み合わせた形状を有する点で、第1の実施形態の流路部15と相違するが、その他の構成は、第1の実施形態の流路部15と同一である。
(Modification 2 of the flow path portion of the first embodiment)
4(c) and 4(d) will be used to describe the flow path section 15''' of the valve section 20a''' in flow path section variant 2 of the first embodiment. This flow path section 15''' differs from the flow path section 15 of the first embodiment in that it has a shape that combines the flow path section 15 of the first embodiment with the flow path section 15'' of flow path section variant 1 of the first embodiment, but other configurations are the same as the flow path section 15 of the first embodiment.

具体的には、流路部15’’’は、軸線L方向から見て、略扇形形状と、軸線Lに対して、偏心した半円形状とを組み合わせた形状を有する。よって、第1の実施形態の流路部変形例2における電動弁100dでは、流路部15’’’が、弁ポート11aに対して回転し、弁開状態及び弁閉状態の一方から他方に遷移すると、遷移直後に、流路面積が急激に減少し、その後、流路面積が漸減的に変化する、又は、流路面積が漸増的に変化し、その後、流路面積が急激に増加するように、流路面積の急激な変化及び漸次的な変化の組み合わせることにより流量制御が可能となるため、例えば、流量調整弁の機能を付加した開閉弁として用いることができる。 Specifically, when viewed from the direction of the axis L, the flow path section 15''' has a shape that combines a generally fan-shaped shape with a semicircular shape that is eccentric with respect to the axis L. Therefore, in the motor-operated valve 100d in flow path section variant 2 of the first embodiment, when the flow path section 15''' rotates with respect to the valve port 11a and transitions from one of the valve open state and the valve closed state to the other, the flow path area decreases abruptly immediately after the transition and then gradually decreases, or the flow path area changes gradually and then suddenly increases. This combination of abrupt and gradual changes in the flow path area enables flow control, and the motor-operated valve can be used, for example, as an on-off valve with added flow adjustment valve functionality.

以上より、第1の実施形態の流路部変形例1及び2における電動弁100c,100dは、第1の実施形態と同様に、第1の対策(摺動部の材料を工夫)を採用することにより、従来の問題点(摺動抵抗の増加)を解消し、摺動部の作動性と耐久性を向上させることができる。また、第2の対策(摺動部の耐熱手段)及び/又は第3の対策(摺動部の冷却手段(弁部))を採用することにより、懸念事項(摺動部の溶融)及び/又は懸念事項(摺動部の寸法変化)を解消し、摺動部の作動性と耐久性をさらに一層向上させることができる。 As described above, the motor-operated valves 100c, 100d in flow path portion variants 1 and 2 of the first embodiment, like the first embodiment, can resolve the conventional problem (increased sliding resistance) and improve the operability and durability of the sliding portion by adopting the first measure (improving the material of the sliding portion). Furthermore, by adopting the second measure (heat-resistant means for the sliding portion) and/or the third measure (cooling means (valve portion) for the sliding portion), the concerns (melting of the sliding portion) and/or the concerns (dimensional changes in the sliding portion) can be resolved, further improving the operability and durability of the sliding portion.

(第1の実施形態の第2継手管変形例)
図5を用いて、第1の実施形態の第2継手管変形例について説明する。第1の実施形態の第2継手管変形例における第2継手管2’の接続様態は、弁本体10A’に対して、軸線Lと直交する方向に延在するように第2継手管2’を配置する点で、第1の実施形態と相違するが、その他の構成は、第1の実施形態と同一である。ここで、同一構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
(Modification of the second joint pipe of the first embodiment)
A modified second coupling pipe of the first embodiment will be described using Figure 5. The connection mode of the second coupling pipe 2' in the modified second coupling pipe of the first embodiment differs from that of the first embodiment in that the second coupling pipe 2' is arranged so as to extend relative to the valve body 10A' in a direction perpendicular to the axis L. However, the other configurations are the same as those of the first embodiment. Here, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant explanations will be omitted.

具体的には、椀状部材10’の底面側には、ガイド部材11が嵌合固定される接続室18が形成される。この接続室18から径方向に第2継手管2’が接続される。このように、電動弁100eにおいて、第2継手管2’を軸線Lと直交する方向に延在するように配置することにより、軸線L方向の低背化を図ることができる。 Specifically, a connection chamber 18 is formed on the bottom side of the bowl-shaped member 10', into which the guide member 11 is fitted and fixed. The second coupling pipe 2' is connected radially from this connection chamber 18. In this way, by arranging the second coupling pipe 2' to extend in a direction perpendicular to the axis L in the motor-operated valve 100e, the height in the direction of the axis L can be reduced.

以上より、第1の実施形態の第2継手管変形例における電動弁100eは、第1の実施形態と同様に、第1の対策(摺動部の材料を工夫)を採用することにより、従来の問題点(摺動抵抗の増加)を解消し、摺動部の作動性と耐久性を向上させることができる。また、第2の対策(摺動部の耐熱手段)及び/又は第3の対策(摺動部の冷却手段(弁部))を採用することにより、懸念事項(摺動部の溶融)及び/又は懸念事項(摺動部の寸法変化)を解消し、摺動部の作動性と耐久性をさらに一層向上させることができる。 As described above, the motor-operated valve 100e in the second joint pipe variant of the first embodiment, like the first embodiment, employs the first measure (improving the material of the sliding part) to resolve the conventional problem (increased sliding resistance) and improve the operability and durability of the sliding part. Furthermore, employing the second measure (heat-resistant means for the sliding part) and/or the third measure (cooling means (valve part) for the sliding part) can resolve the concerns (melting of the sliding part) and/or the concerns (dimensional change of the sliding part), further improving the operability and durability of the sliding part.

(第1の実施形態の弁体変形例)
図6を用いて、第1の実施形態の弁体変形例について説明する。第1の実施形態の弁体変形例は、内部流路14と背圧室16とを常時連通する均圧孔(軸孔20l及び貫通孔20m)が弁体20’’’’に形成される点で、第1の実施形態と相違するが、その他の構成は、第1の実施形態と同一である。ここで、同一構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
(Valve body modification of the first embodiment)
A modified valve element of the first embodiment will be described with reference to Figure 6. This modified valve element of the first embodiment differs from the first embodiment in that the valve element 20'''' is provided with pressure equalizing holes (axial hole 20l and through hole 20m) that constantly communicate between the internal flow path 14 and the back pressure chamber 16, but the other configurations are the same as those of the first embodiment. Here, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant explanations will be omitted.

<電動弁の構成について>
図6を用いて、本発明の第1の実施形態の弁体変形例に係る電動弁100fについて説明する。電動弁100fは、弁本体10A’’、弁体20’’’’、ステッピングモータ30、支持部材40から主に構成される。ここで、第1の実施形態と相違する点を中心に、弁本体10A’’及び弁体20’’’’について順に説明する。
<Configuration of the motor-operated valve>
A motor-operated valve 100f according to a modified valve element of the first embodiment of the present invention will be described using Figure 6. The motor-operated valve 100f is mainly composed of a valve body 10A", a valve element 20"", a stepping motor 30, and a support member 40. Here, the valve body 10A" and the valve element 20"" will be described in order, focusing on the differences from the first embodiment.

弁本体10A’’は、第1の実施形態と同様に、ガイド部材11に一体成形された円環形状からなる下蓋12’を備えるが、この下蓋12’には、流路室13と背圧室16とを常時連通し、均圧孔として機能する連通孔が形成されていない点で、第1の実施形態と異なり、その他の構成は、同一である。 Like the first embodiment, the valve body 10A'' is equipped with a circular lower cover 12' integrally molded with the guide member 11. However, unlike the first embodiment, this lower cover 12' does not have a communication hole that constantly connects the flow path chamber 13 and the back pressure chamber 16 and functions as a pressure equalization hole. The rest of the configuration is the same.

弁体20’’’’は、内部流路14と他端側有底円筒部20cとの間を、軸線L上に沿って貫通する軸孔20lと、他端側有底円筒部20cと背圧室16との間を、半径方向に貫通する貫通孔20mと、を備える点で、第1の実施形態と異なり、その他の構成は、同一である。この貫通孔20mは、ガイド部材11の他端部11hと、弁体20’’’’の円板部20kとの間に配置される。 The valve element 20'''' differs from the first embodiment in that it has an axial hole 20l that penetrates along the axis L between the internal flow path 14 and the other-end bottomed cylindrical portion 20c, and a through hole 20m that penetrates radially between the other-end bottomed cylindrical portion 20c and the back pressure chamber 16. The other configuration is the same. This through hole 20m is located between the other end 11h of the guide member 11 and the disc portion 20k of the valve element 20''''.

<第4の対策(摺動部の冷却手段(均圧孔))について>
第1の実施形態の弁体変形例における電動弁100fでは、第1の実施形態と同様に、従来の問題点(摺動抵抗の増加)を解消するために、第1の対策(摺動部の材料を工夫)を講じた上で、懸念事項(摺動部の溶融)及び懸念事項(摺動部の寸法変化)に対して、第2の対策(摺動部の耐熱手段)及び第3の対策(摺動部の冷却手段(弁部))をさらに講じるものである。この上で、第1の実施形態の弁体変形例における電動弁100fでは、懸念事項(摺動部の寸法変化)に対して、第4の対策(摺動部の冷却手段(均圧孔))を加えて講じるものである。
<Fourth measure (cooling means for sliding parts (pressure equalizing holes))>
In the motor-operated valve 100f in the valve body modification of the first embodiment, similarly to the first embodiment, a first measure (improving the material of the sliding part) is taken to solve the conventional problem (increased sliding resistance), and then a second measure (heat-resistant means for the sliding part) and a third measure (cooling means for the sliding part (valve part)) are further taken to address the concerns (melting of the sliding part) and the concerns (dimensional change of the sliding part). Furthermore, in the motor-operated valve 100f in the valve body modification of the first embodiment, a fourth measure (cooling means for the sliding part (pressure equalizing hole)) is taken to address the concern (dimensional change of the sliding part).

ここで、第1の実施形態の弁体変形例における電動弁100fは、第1の実施形態と同様に、小径ガイド軸部20g及び小径ガイド部11caの摺接可能な係合により、弁体20’’’’を半径方向に支持する半径方向支持手段と、一端側段部20i及び段差部11eの摺接可能な係合により、弁体20’’’’を軸線方向に支持する軸線方向支持手段と、を備える。なお、不図示であるが、一端側半径方向隙間G1(半径方向隙間)を、他端側半径方向隙間G2(半径方向隙間)より小さく(G1<G2)設定するものである(図3(a)参照)。また、第1の実施形態の弁体変形例における電動弁100fは、図6に示すように、弁体20’’’’には、均圧孔として機能する、軸孔20l、他端側有底円筒部20c及び貫通孔20mが形成されており、この均圧孔を介して、内部流路14と背圧室16とが常時連通する。 Here, the motor-operated valve 100f in the valve body modification of the first embodiment, like the first embodiment, is equipped with radial support means that radially supports the valve body 20'''' through slidable engagement between the small diameter guide shaft portion 20g and the small diameter guide portion 11ca, and axial support means that axially supports the valve body 20'''' through slidable engagement between the one end step portion 20i and the stepped portion 11e. Although not shown, the one end side radial gap G1 (radial gap) is set smaller than the other end side radial gap G2 (radial gap) (G1 < G2) (see Figure 3(a)). Furthermore, as shown in Figure 6, the motor-operated valve 100f according to the valve element modification of the first embodiment has an axial hole 20l, a bottomed cylindrical portion 20c at the other end, and a through-hole 20m formed in the valve element 20'''', which function as a pressure equalizing hole, and the internal flow path 14 and the back pressure chamber 16 are constantly in communication via this pressure equalizing hole.

第3の対策(摺動部の冷却手段(弁部))における説明と重複するが、流体が、弁ポート11a及び流路部15を介し、内部流路14に流入する際には、膨張(減圧)することにより、低温(例えば、約-10~20℃)となる。よって、弁開状態において、この低温の流体が、弁体20’’’’の軸孔20lに導入されることにより、特に、弁体20’’’’の一端側に位置する半径方向支持手段及び軸線方向支持手段が、内側から積極的に冷却されることにより、懸念事項(摺動部の寸法変化)を解消し、摺動部の作動性と耐久性を確実に向上させることができる。 This overlaps with the explanation for the third measure (cooling means for sliding parts (valve part)), but when the fluid flows into the internal flow path 14 via the valve port 11a and flow path part 15, it expands (decompresses) and becomes colder (for example, approximately -10 to 20°C). Therefore, when the valve is open, this cold fluid is introduced into the axial hole 20l of the valve element 20'''', and the radial support means and axial support means located on one end of the valve element 20'''' are actively cooled from the inside, eliminating the concern (dimensional change in the sliding parts) and ensuring improved operability and durability of the sliding parts.

加えて、第1の実施形態の弁体変形例における電動弁100fにおいて、弁体20’’’’が、均圧孔を有することにより、高圧側の第1ポート1aから低圧側の第2ポート2aへと流れる場合(図中の実線参照)(以下、「順方向流れ」という)と、高圧側の第2ポート2aから低圧側の第1ポート1aへと流れる場合(図中の破線参照)(以下、「逆方向流れ」という)のいずれにおいても、軸線方向支持手段における摺動部の面圧を、所望の値に維持することができる。以下に、軸線方向支持手段における摺動部の面圧について具体的な説明をする。 In addition, in the motor-operated valve 100f in the valve element modification of the first embodiment, the valve element 20'''' has a pressure equalization hole, which makes it possible to maintain the surface pressure of the sliding portion of the axial support means at a desired value in both cases where fluid flows from the first port 1a on the high-pressure side to the second port 2a on the low-pressure side (see the solid line in the figure) (hereinafter referred to as "forward flow"), and where fluid flows from the second port 2a on the high-pressure side to the first port 1a on the low-pressure side (see the dashed line in the figure) (hereinafter referred to as "reverse flow"). The surface pressure of the sliding portion of the axial support means is described in detail below.

<比較例:第1の実施形態における摺動部の面圧>
まず、理解を深めるために、図1に示される第1の実施形態の電動弁100aを用いて、弁体20に生じる差圧による押圧力を説明する。この電動弁100aでは、第1ポート1aは、流路室13及び下蓋12の連通孔12aを介して、背圧室16と常時連通する。よって、順方向流れの場合(図中の実線参照)と、逆方向流れの場合(図中の破線参照)では、背圧室16に導入される圧力が変動する。つまり、順方向流れの場合には、背圧室16の流体は高圧となる一方、内部流路14の流体は低圧となるため、弁体20の軸線L方向に生じる差圧による押圧力は、一端側(下側)に向けて生じる。これに対し、逆方向流れの場合には、背圧室16の流体は低圧となる一方、内部流路14の流体は高圧となるため、弁体20の軸線L方向に生じる差圧による押圧力は、他端側(上側)に向けて生じる。
<Comparative Example: Surface Pressure of Sliding Portion in First Embodiment>
First, for better understanding, the pressing force caused by the pressure difference occurring on the valve element 20 will be described using the motor-operated valve 100a of the first embodiment shown in FIG. 1 . In this motor-operated valve 100a, the first port 1a is constantly connected to the back pressure chamber 16 via the flow path chamber 13 and the communication hole 12a of the bottom cover 12. Therefore, the pressure introduced into the back pressure chamber 16 fluctuates between the forward flow (see the solid line in the figure) and the reverse flow (see the dashed line in the figure). That is, in the forward flow, the fluid in the back pressure chamber 16 is at high pressure while the fluid in the internal flow path 14 is at low pressure, so that the pressing force caused by the pressure difference occurring in the axial direction L of the valve element 20 is directed toward one end (downward). In contrast, in the reverse flow, the fluid in the back pressure chamber 16 is at low pressure while the fluid in the internal flow path 14 is at high pressure, so that the pressing force caused by the pressure difference occurring in the axial direction L of the valve element 20 is directed toward the other end (upward).

したがって、第1の実施形態の電動弁100aでは、順方向流れの場合及び逆方向流れの場合における差圧による弁体20への押圧力の差が、若干大きくなっているため、弁体20がぐらつかないように、逆方向流れの場合(差圧による他端側(上側)への押圧力)を基準として、最大差圧による押圧力に耐える付勢ばね42(弁体20を一端側に付勢)のばね荷重が設定される。これにより、電動弁100aでは、順方向流れの場合には、軸線方向支持手段における摺動部の面圧が、逆方向流れの場合と比べ、差圧による押圧力の差分が若干大きくなっている。 In the motor-operated valve 100a of the first embodiment, therefore, the difference in the pressing force on the valve element 20 due to the differential pressure between forward flow and reverse flow is slightly larger. Therefore, to prevent the valve element 20 from wobbling, the spring load of the biasing spring 42 (which biases the valve element 20 toward one end) is set to withstand the pressing force due to the maximum differential pressure, using the pressing force toward the other end (upward) due to the differential pressure as the reference for reverse flow. As a result, in the motor-operated valve 100a, the surface pressure of the sliding portion of the axial support means is slightly larger in the case of forward flow than in the case of reverse flow, due to the difference in the pressing force caused by the differential pressure.

<第1の実施形態の弁体変形例の摺動部の面圧>
これに対し、第1の実施形態の弁体変形例における電動弁100fでは、図6に示すように、順方向流れの場合には、背圧室16及び内部流路14の流体はともに低圧となるため、弁体20’’’’の軸線L方向に生じる差圧による押圧力は、略キャンセルされる。また、逆方向流れの場合には、背圧室16及び内部流路14の流体はともに高圧となるため、弁体20’’’’の軸線L方向に生じる差圧による押圧力は、略キャンセルされる。
<Surface pressure of sliding portion of modified valve body of first embodiment>
In contrast, in the motor-operated valve 100f according to the valve element modification of the first embodiment, as shown in FIG. 6, in the case of a forward flow, the fluid in the back pressure chamber 16 and the internal flow path 14 are both at low pressure, so the pressing force due to the pressure difference occurring in the axial direction L of the valve element 20'''' is substantially canceled. In the case of a reverse flow, the fluid in the back pressure chamber 16 and the internal flow path 14 are both at high pressure, so the pressing force due to the pressure difference occurring in the axial direction L of the valve element 20'''' is substantially canceled.

したがって、第1の実施形態の弁体変形例における電動弁100fでは、順方向流れの場合及び逆方向流れの場合における差圧による押圧力の差がないため、付勢ばね42(弁体20を一端側に付勢)のばね荷重は、弁体20がぐらつかない程度に、必要最小限の値に設定することができる。これにより、電動弁100fでは、順方向流れの場合及び逆方向流れの場合のいずれにおいても、軸線方向支持手段における摺動部の面圧を、所望の値に維持することができる。 Therefore, in the motor-operated valve 100f according to the valve element modification of the first embodiment, there is no difference in pressing force due to the pressure difference between forward flow and reverse flow, so the spring load of the biasing spring 42 (which biases the valve element 20 toward one end) can be set to the minimum necessary value so that the valve element 20 does not wobble. As a result, in the motor-operated valve 100f, the surface pressure of the sliding portion of the axial support means can be maintained at the desired value in both forward flow and reverse flow.

以上より、第1の実施形態の弁体変形例における電動弁100fは、第1の実施形態と同様に、第1の対策(摺動部の材料を工夫)を採用することにより、従来の問題点(摺動抵抗の増加)を解消し、摺動部の作動性と耐久性を向上させることができる。また、第2の対策(摺動部の耐熱手段)を採用することにより、懸念事項(摺動部の溶融)を解消し、加えて、第3の対策(摺動部の冷却手段(弁部))及び第4の対策(摺動部の冷却手段(均圧孔))を採用することにより、懸念事項(摺動部の寸法変化)を確実に解消し、摺動部の作動性と耐久性をさらに一層向上させることができるとともに、軸線方向支持手段における摺動部の面圧を、所望の値に維持することができる。 As described above, the motor-operated valve 100f in the valve body modification of the first embodiment, like the first embodiment, employs the first measure (improving the material of the sliding part) to resolve the conventional problem (increased sliding resistance) and improve the operability and durability of the sliding part. Furthermore, employing the second measure (heat-resistant means for the sliding part) resolves the concern (melting of the sliding part). Additionally, employing the third measure (cooling means for the sliding part (valve part)) and the fourth measure (cooling means for the sliding part (pressure equalizing hole)) reliably resolves the concern (dimensional change of the sliding part), further improving the operability and durability of the sliding part and maintaining the surface pressure of the sliding part in the axial support means at a desired value.

なお、第1の実施形態の弁体変形例における電動弁100fでは、第1の対策(摺動部の材料を工夫)、第2の対策(摺動部の耐熱手段)、第3の対策(摺動部の冷却手段(弁部))及び第4の対策(摺動部の冷却手段(均圧孔))をそれぞれ採用するものであるが、これに限らず、例えば、第1の対策(摺動部の材料を工夫)を採用した上で、第3の対策(摺動部の冷却手段(弁部))及び第4の対策(摺動部の冷却手段(均圧孔))を採用するものであってもよい。 Note that the motor-operated valve 100f in the valve body modification of the first embodiment employs the first measure (improving the material of the sliding portion), the second measure (heat-resistant means for the sliding portion), the third measure (cooling means for the sliding portion (valve portion)), and the fourth measure (cooling means for the sliding portion (pressure equalizing hole)). However, this is not limiting, and for example, it may employ the first measure (improving the material of the sliding portion), and then employ the third measure (cooling means for the sliding portion (valve portion)) and the fourth measure (cooling means for the sliding portion (pressure equalizing hole)).

(第2の実施形態)
図7を用いて、本発明の第2の実施形態に係る電動弁100gについて説明する。第2の実施形態に係る電動弁100gは、主に、弁体20B及びガイド部材11Bの径方向の配置や、第1継手管1B及び第2継手管2Bの接続様態について、第1の実施形態の電動弁100aと相違するが、その他の基本構成は第1の実施形態と略同一である。ここで、同一構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
Second Embodiment
A motor-operated valve 100g according to a second embodiment of the present invention will be described using Figure 7. The motor-operated valve 100g according to the second embodiment differs from the motor-operated valve 100a according to the first embodiment mainly in the radial arrangement of the valve body 20B and the guide member 11B and the connection mode of the first joint pipe 1B and the second joint pipe 2B, but the other basic configuration is substantially the same as that of the first embodiment. Here, the same components are designated by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

ここで、詳細は後述するが、第2の実施形態における電動弁100gは、第1の実施形態と同様に、従来の問題点(摺動抵抗の増加)を解消するために、第1の対策(摺動部の材料を工夫)を講じた上で、懸念事項(摺動部の溶融)及び懸念事項(摺動部の寸法変化)に対して、第2の対策(摺動部の耐熱手段)及び第3の対策(摺動部の冷却手段(弁部))をさらに講じるものである。 As will be described in more detail below, the motor-operated valve 100g of the second embodiment, like the first embodiment, takes the first measure (improving the material of the sliding part) to resolve the conventional problem (increased sliding resistance), and then further takes the second measure (heat-resistant means for the sliding part) and the third measure (cooling means for the sliding part (valve part)) to address the concerns (melting of the sliding part) and (dimensional change of the sliding part).

<電動弁の構成について>
図7に示すように、電動弁100gは、弁本体10B、弁体20B、ステッピングモータ30B、支持部材40Bから主に構成される。以下、電動弁100gのそれぞれの構成を順に説明する。
<Configuration of the motor-operated valve>
7, the motor-operated valve 100g is mainly composed of a valve body 10B, a valve element 20B, a stepping motor 30B, and a support member 40B. Each component of the motor-operated valve 100g will be described below in order.

弁本体10Bは、流路室13の一部を画定する椀状部材10Baと、軸線L上に沿って延在する略円筒形状を有し、椀状部材10Baの底面側に固定接続されるガイド部材11Bと、を備える。 The valve body 10B comprises a bowl-shaped member 10Ba that defines a portion of the flow path chamber 13, and a guide member 11B that has a generally cylindrical shape extending along the axis L and is fixedly connected to the bottom side of the bowl-shaped member 10Ba.

椀状部材10Baには、冷媒などの流体経路としての第1継手管1B及び第2継手管2Bが、底面側に接続される。この第1継手管1Bは、第1ポート1Baを介して、流路室13に直接連通される。また、第2継手管2Bは、ガイド部材11Bの一端部に当接され、第2ポート2Ba、ガイド部材11Bの内部流路14及び弁ポート11Ba(詳細は後述する)のそれぞれを介して、流路室13に連通される。第1継手管1B及び第2継手管2Bは、例えば、銅やステンレスなどを材料として構成されており、椀状部材10Baに、ろう付け等により固着されている。また、図7(b)に示すように、椀状部材10Baには、軸線L方向から見て、軸線Lに対して、第1継手管1Bの反対側に位置するとともに、流路室13内に向けて隆起する隆起部10Baaが形成される。 The bowl-shaped member 10Ba is connected to its bottom side with a first coupling tube 1B and a second coupling tube 2B, which serve as fluid paths for refrigerants and the like. The first coupling tube 1B is directly connected to the flow path chamber 13 via the first port 1Ba. The second coupling tube 2B abuts against one end of the guide member 11B and is connected to the flow path chamber 13 via the second port 2Ba, the internal flow path 14 of the guide member 11B, and the valve port 11Ba (described in detail below). The first coupling tube 1B and the second coupling tube 2B are made of materials such as copper or stainless steel and are fixed to the bowl-shaped member 10Ba by brazing or the like. As shown in FIG. 7(b), the bowl-shaped member 10Ba has a raised portion 10Baa that is located on the opposite side of the axis L from the first coupling tube 1B and that protrudes toward the flow path chamber 13.

ガイド部材11Bは、軸線L方向の略中央から一端側及び他端側で、構造が大きく異なる。まず、ガイド部材11Bにおける軸線L方向の略中央から一端側は、有底円筒形状を有しており、軸線L方向に延在する内部流路14と、内部流路14の他端側で、ガイド部材11Bを径方向に貫通する弁ポート11Baと、弁ポート11Baの周囲に形成される環状の弁座11Bbと、弁体20Bを円周方向にガイドするガイド部11Bdと、環状の縮径部11Bc(図7(c)参照)と、を有する。この縮径部11Bcは、ガイド部11Bdより外径が小さく設定される。次に、ガイド部材11Bにおける軸線L方向の略中央から他端側は、中実形状を有しており、ガイド部材11Bの他端部には、平坦な形状を有する支持部11Beが形成される。ここで、弁ポート11Baは、図7(b)に示すように、軸線L方向から見て、軸線Lに対して、第1ポート1Baの反対側に位置する。第2の実施形態において、軸線Lと直交する方向から見た、弁ポート11Baの形状は、円形状であるが、これに限らず、例えば、矩形形状や、楕円形状や、任意の非対称形状など、様々な形状を採用することができる。 The guide member 11B has a significantly different structure from approximately the center along the axis L to one end. First, the guide member 11B from approximately the center along the axis L to one end has a bottomed cylindrical shape. It includes an internal flow path 14 extending along the axis L. At the other end of the internal flow path 14, it has a valve port 11Ba that radially penetrates the guide member 11B. It also has an annular valve seat 11Bb formed around the valve port 11Ba. It also has a guide portion 11Bd that guides the valve body 20B circumferentially. It also has an annular reduced-diameter portion 11Bc (see Figure 7(c)). The reduced-diameter portion 11Bc has a smaller outer diameter than the guide portion 11Bd. Next, the guide member 11B from approximately the center along the axis L to the other end has a solid shape. A flat support portion 11Be is formed at the other end of the guide member 11B. As shown in Figure 7(b), the valve port 11Ba is located on the opposite side of the first port 1Ba from the axis L when viewed in the direction of the axis L. In the second embodiment, the shape of the valve port 11Ba when viewed in a direction perpendicular to the axis L is circular, but this is not limited to this and various shapes can be used, such as a rectangular shape, an elliptical shape, or any asymmetric shape.

第2の実施形態においては、椀状部材10Baとガイド部材11Bとを別体とするものであったが、これに限らず、例えば、図10に示される従来の電動弁のように、椀状部材10Baとガイド部材11Bとを一体に形成するものであってもよい。 In the second embodiment, the bowl-shaped member 10Ba and the guide member 11B are separate bodies, but this is not limited thereto. For example, the bowl-shaped member 10Ba and the guide member 11B may be formed as a single unit, as in the conventional motor-operated valve shown in Figure 10.

弁体20Bは、軸線Lに沿って延在する部材である。この弁体20Bは、一端側に弁部20Baが形成される。また、弁体20Bの内側には、軸線Lに沿って一端側へと延在する一端側有底円筒部20Bbと、軸線Lに沿って他端側へと延在する他端側有底円筒部20Bcと、を備える。一方、弁体20Bの外周側には、弁部20Baの径方向外側から円盤状に突出するフランジ部20Bgと、このフランジ部20Bgから垂設されるとともに、弁部20Baの径方向外側から突出し、弁体20Bが回転する際に、椀状部材10Baの隆起部10Baaと当接し得る突起部20Beと、を備える。さらに、弁体20Bの外周側には、詳細は後述するが、マグネットロータ32Bが嵌合及び当接される段部20Bdと、止め輪17を保持する環状溝20Bfと、を備える。 The valve element 20B is a member extending along the axis L. A valve portion 20Ba is formed at one end of the valve element 20B. The inside of the valve element 20B is provided with a bottomed cylindrical portion 20Bb extending toward one end along the axis L, and a bottomed cylindrical portion 20Bc extending toward the other end along the axis L. The outer periphery of the valve element 20B is provided with a flange portion 20Bg protruding in a disk shape from the radially outer side of the valve portion 20Ba, and a protrusion 20Be extending from the flange portion 20Bg, protruding from the radially outer side of the valve portion 20Ba, and capable of abutting against the raised portion 10Baa of the bowl-shaped member 10Ba as the valve element 20B rotates. Furthermore, the outer periphery of the valve body 20B is provided with a step 20Bd into which the magnet rotor 32B fits and abuts, and an annular groove 20Bf that holds the retaining ring 17, as will be described in detail below.

一端側有底円筒部20Bbには、円周方向にガイドするガイド部材11Bが、径方向に僅かな隙間を有し、摺動可能な状態で挿入される。ここで、一端側有底円筒部20Bb、及び、ガイド部11Bdは、互いに摺動可能に係合される摺動部を有する。これにより、弁体20Bの回転状態の安定性を高めることができる。また、一端側有底円筒部20Bbにおいて、ガイド部材11Bの支持部11Beと当接する他端部20Bbaは、支持部11Beと対応する平坦な形状を有する。この他端部20Bba及び支持部11Beの摺接可能な係合により、弁体20Bを軸線方向に支持する軸線方向支持手段を備える。さらに、一端側有底円筒部20Bbには、詳細は後述するが、ガイド部材11Bの弁座11Bbと環状に摺接するシール部20Baaと、軸線L方向から見て、略扇形形状と、軸線Lに対して、偏心した半円形状とを組み合わせた形状を有し、軸線L方向の一端側に延在し開口する流路部15Bと、を有する。この流路部15Bは、図7(a)に示すように、一端部を、弁ポート11Baに対して、軸線L方向の一端側に配置するとともに、流路部15Bの他端部を、弁ポート11Baに対して、軸線L方向の他端側に配置する。なお、第2の実施形態において、ガイド部材11Bの支持部11Beの形状を平坦としたが、これに限らず、例えば、半球面形状や凸形状としてもよい。これにより、ガイド部材11Bの支持部11Beと、弁体20Bの他端部20Bbaとの接触面積が極めて小さくなり、摺動抵抗が低減されることにより、弁体20Bが回転し易くなる。 The guide member 11B, which guides the valve element 20B in the circumferential direction, is inserted into the bottomed cylindrical portion 20Bb with a small radial gap allowing for sliding movement. The bottomed cylindrical portion 20Bb and the guide portion 11Bd have sliding portions that slidably engage with each other. This increases the stability of the rotational state of the valve element 20B. The other end 20Bba of the bottomed cylindrical portion 20Bb, which abuts against the support portion 11Be of the guide member 11B, has a flat shape corresponding to the support portion 11Be. The sliding engagement between the other end 20Bba and the support portion 11Be provides an axial support means that supports the valve element 20B in the axial direction. Furthermore, the one-end bottomed cylindrical portion 20Bb, as will be described in detail later, has a seal portion 20Baa that is in annular sliding contact with the valve seat 11Bb of the guide member 11B, and a flow path portion 15B that has a shape that, when viewed from the direction of the axis L, is a combination of a substantially fan shape and a semicircular shape that is eccentric with respect to the axis L, and that extends and opens to one end side in the direction of the axis L. As shown in FIG. 7A , one end of this flow path portion 15B is located on one end side in the direction of the axis L with respect to the valve port 11Ba, and the other end of the flow path portion 15B is located on the other end side in the direction of the axis L with respect to the valve port 11Ba. Note that, although the shape of the support portion 11Be of the guide member 11B is flat in the second embodiment, it is not limited to this and may be, for example, a hemispherical shape or a convex shape. This significantly reduces the contact area between the support portion 11Be of the guide member 11B and the other end portion 20Bba of the valve body 20B, reducing sliding resistance and making it easier for the valve body 20B to rotate.

他端側有底円筒部20Bcには、弁体20Bを一端側に付勢する支持部材40Bが収容される。 The bottomed cylindrical portion 20Bc on the other end accommodates a support member 40B that biases the valve body 20B toward one end.

よって、弁部20Baが、ガイド部材11Bに対して回転することにより、弁部20Baの流路部15Bと、ガイド部材11Bの弁ポート11Baとの連通状態を、弁開状態(図7(a),(b)参照)から弁閉状態(不図示)(あるいは最小開度)の間で変化させ、流量の調節を行う。この際、図7(b)に示すように、弁部20Baの突起部20Beが、ストッパ部として機能する隆起部10Baaに突き当たり、弁部20Baの回転が規制されるとともに、マグネットロータ32Bの回転も規制される。よって、弁部20Baが弁開状態となる位置又は弁閉状態(あるいは最小開度)となる位置を超えて移動されることが規制されるため、再現性のある安定かつ確実な位置決めができる。 As a result, the valve portion 20Ba rotates relative to the guide member 11B, changing the state of communication between the flow path portion 15B of the valve portion 20Ba and the valve port 11Ba of the guide member 11B between an open valve state (see FIGS. 7(a) and 7(b)) and a closed valve state (not shown) (or minimum opening), thereby adjusting the flow rate. At this time, as shown in FIG. 7(b), the protrusion 20Be of the valve portion 20Ba abuts against the raised portion 10Baa, which functions as a stopper, restricting the rotation of the valve portion 20Ba and the magnet rotor 32B. This prevents the valve portion 20Ba from moving beyond the position where the valve is open or the position where the valve is closed (or minimum opening), ensuring stable, reliable positioning with reproducibility.

ステッピングモータ30Bは、ケース31Bと、マグネットロータ32Bと、ステータコイル33Bと、を備える。 The stepping motor 30B includes a case 31B, a magnet rotor 32B, and a stator coil 33B.

ケース31Bは、例えば、ステンレスなどの金属を材料として、上方の端部が塞がれた略円筒形状に形成され、弁体20B及びマグネットロータ32Bを収容する背圧室16を画定する。ケース31Bの下方の開口側の端部は、椀状部材10Baの上端部に溶接等によって気密に固定される。 The case 31B is made of a metal such as stainless steel and is formed in a generally cylindrical shape with a closed upper end, defining the back pressure chamber 16 that houses the valve body 20B and magnet rotor 32B. The lower open end of the case 31B is hermetically fixed to the upper end of the bowl-shaped member 10Ba by welding or the like.

マグネットロータ32Bは、外周部を多極に着磁された円筒状のマグネット部34Bと、マグネット部34Bの内周側にスポークを介して接続されるハブ35Bと、を一体に備える。マグネットロータ32Bは、ハブ35Bの一端部を、段部20Bdに当接させるとともに、ハブ35Bの他端部を、止め輪17により軸線L方向に付勢させるように挟持することにより、弁体20Bに固定される。これにより、回転子部は、マグネットロータ32B及び弁体20Bを一体的に有し、ケース31B内に軸線Lを中心に回転可能に設けられる。 The magnet rotor 32B integrally comprises a cylindrical magnet portion 34B whose outer periphery is magnetized with multiple poles, and a hub 35B connected to the inner periphery of the magnet portion 34B via spokes. The magnet rotor 32B is fixed to the valve body 20B by abutting one end of the hub 35B against the step portion 20Bd and clamping the other end of the hub 35B with a retaining ring 17 so that it is biased in the direction of the axis L. As a result, the rotor portion integrally includes the magnet rotor 32B and the valve body 20B and is rotatable about the axis L within the case 31B.

ステータコイル33Bは、ケース31Bの外周面に配設されており、ステータコイル33B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マグネットロータ32Bが回転される。 The stator coil 33B is arranged on the outer peripheral surface of the case 31B, and when a pulse signal is applied to the stator coil 33B, the magnet rotor 32B rotates according to the number of pulses.

このように、マグネットロータ32Bが回転されると、このマグネットロータ32Bとともに弁部20Baが弁ポート11Baに対して回転し、流路部15Bと弁ポート11Baとの開度を変化させ、詳細は後述するが、第1継手管1Bから第2継手管2Bへ(又は第2継手管2Bから第1継手管1Bへ)流れる流体の流量が制御される。 In this way, when the magnet rotor 32B rotates, the valve portion 20Ba rotates with the magnet rotor 32B relative to the valve port 11Ba, changing the opening between the flow path portion 15B and the valve port 11Ba. As will be described in more detail below, this controls the flow rate of fluid flowing from the first joint pipe 1B to the second joint pipe 2B (or from the second joint pipe 2B to the first joint pipe 1B).

支持部材40Bは、ケース31Bに対して、当接した状態で、回転可能に配置されるばね受け部41と、ばね受け部41と弁体20Bとの間に挟持され、弁体20Bを一端側に付勢する付勢ばね42と、を備える。 The support member 40B includes a spring bearing portion 41 that is rotatably arranged in contact with the case 31B, and a biasing spring 42 that is sandwiched between the spring bearing portion 41 and the valve body 20B and biases the valve body 20B toward one end.

<電動弁の動作について>
図7を用いて、電動弁100gの動作を説明する。ここでは、電動弁100gが用いられる対象を冷媒回路として説明するが、これに限らない。また、電動弁100gにおいて、第1継手管1Bは、高圧(一次側圧力)側に接続され、第2継手管2Bは、低圧(二次側圧力)側に接続される場合(図7(a)中の実線)について説明する。なお、これとは反対方向に流れる、第2継手管2Bが高圧側に接続され、第1継手管1Bが低圧側に接続される場合(図7(a)中の破線)にも、同様の説明ができることから、ここでは省略する。
<Operation of the motor-operated valve>
The operation of the motor-operated valve 100g will be described using Figure 7. Here, the motor-operated valve 100g will be described as being used in a refrigerant circuit, but this is not limited thereto. In addition, the motor-operated valve 100g will be described in the case where the first joint pipe 1B is connected to the high-pressure (primary pressure) side and the second joint pipe 2B is connected to the low-pressure (secondary pressure) side (solid line in Figure 7(a)). Note that the same explanation can be given for the case where the second joint pipe 2B is connected to the high-pressure side and the first joint pipe 1B is connected to the low-pressure side (dashed line in Figure 7(a)), which is the opposite direction of flow, and therefore this will not be described here.

まず、図7(b)に示すように、弁部20Baが、マグネットロータ32Bにより、反時計回り(矢印方向)に回転されることにより、弁部20Baの突起部20Beが、椀状部材10Baの隆起部10Baaに突き当たり、弁部20Baの回転が規制されるとともに、マグネットロータ32Bの回転も規制される。この際、流路部15Bが、弁ポート11Baと対向する位置となるため、弁開状態となる。よって、流体は、図7(a)における実線矢印で示すように、高圧側の第1ポート1Baから低圧側の第2ポート2Baへと流れる。なお、流体経路において、圧力損失を生じさせないために、弁ポート11Ba前後に位置する、流路部15B及び内部流路14におけるそれぞれの流路面積は、弁ポート11Baの流路面積より大きくなるように設定される。 First, as shown in FIG. 7(b), the valve portion 20Ba is rotated counterclockwise (in the direction of the arrow) by the magnet rotor 32B. This causes the protrusion 20Be of the valve portion 20Ba to abut against the raised portion 10Baa of the bowl-shaped member 10Ba, restricting the rotation of both the valve portion 20Ba and the magnet rotor 32B. At this time, the flow path portion 15B faces the valve port 11Ba, resulting in an open valve. Therefore, fluid flows from the high-pressure first port 1Ba to the low-pressure second port 2Ba, as indicated by the solid arrows in FIG. 7(a). To prevent pressure loss in the fluid path, the flow path areas of the flow path portion 15B and the internal flow path 14, located before and after the valve port 11Ba, are set larger than the flow path area of the valve port 11Ba.

次に、図示は省略するが、弁部20Baが、マグネットロータ32Bにより、時計回りに回転されることにより、弁部20Baの突起部20Beが、椀状部材10Baの隆起部10Baaに突き当たり、弁部20Baの回転が規制されるとともに、マグネットロータ32Bの回転も規制される。この際、流路部15Bが、弁座11Bbと対向するとともに、弁ポート11Baがシール部20Baaと対向する位置となるため、弁閉状態となる。よって、高圧側の第1ポート1Baから低圧側の第2ポート2Baへの流路が閉じられる。 Next, although not shown, the valve portion 20Ba is rotated clockwise by the magnet rotor 32B, causing the protrusion 20Be of the valve portion 20Ba to abut against the raised portion 10Baa of the bowl-shaped member 10Ba, restricting the rotation of the valve portion 20Ba and also restricting the rotation of the magnet rotor 32B. At this time, the flow path portion 15B faces the valve seat 11Bb, and the valve port 11Ba faces the seal portion 20Baa, resulting in a closed valve state. This closes the flow path from the high-pressure side first port 1Ba to the low-pressure side second port 2Ba.

第2の実施形態における流路部15Bは、軸線L方向から見て、略扇形形状と、軸線Lに対して、偏心した半円形状とを組み合わせた形状を有する。よって、第2の実施形態では、流路部15Bが、弁ポート11Baに対して回転し、弁開状態(図7(b)参照)及び弁閉状態(不図示)の一方から他方に遷移すると、遷移直後に、流路面積が急激に減少し、その後、流路面積が漸減的に変化する、又は、流路面積が漸増的に変化し、その後、流路面積が急激に増加する。このように、第2の実施形態における電動弁100gでは、流路面積の急激な変化及び漸次的な変化の組み合わせによる流量制御が可能となるため、例えば、流量調整弁の機能を付加した開閉弁として用いることができる。 In the second embodiment, the flow path portion 15B has a shape that combines a generally fan-shaped shape and a semicircular shape that is eccentric with respect to the axis L when viewed from the direction of the axis L. Therefore, in the second embodiment, when the flow path portion 15B rotates with respect to the valve port 11Ba and transitions from one of the valve open state (see FIG. 7(b)) and the valve closed state (not shown) to the other, the flow path area decreases abruptly immediately after the transition, and then gradually decreases, or the flow path area changes gradually, and then suddenly increases. In this way, the motor-operated valve 100g in the second embodiment is capable of flow rate control by a combination of abrupt and gradual changes in the flow path area, and can therefore be used, for example, as an on-off valve with added flow rate adjustment valve functionality.

第2の実施形態における流路部15Bは、軸線L方向から見て、略扇形形状と、軸線Lに対して、偏心した半円形状とを組み合わせた形状であったが、これに限らない。例えば、第2の実施形態における流路部15Bが、軸線L方向から見て、略扇形形状を有する場合には、電動弁100gでは、流路部15Bが、弁ポート11Baに対して回転し、弁開状態及び弁閉状態の一方から他方に遷移すると、遷移直後に、流路面積が急激に減少又は増加するため、例えば、開閉弁として用いることができる。また、第2の実施形態における流路部15Bが、軸線L方向から見て、軸線Lに対して、偏心した半円形状を有する場合には、電動弁100gでは、流路部15Bが、弁ポート11Baに対して回転し、弁開状態及び弁閉状態の一方から他方に遷移すると、流路面積が漸減的又は漸増的に変化し、細かな流量制御が可能となるため、例えば、流量調整弁として用いることができる。 While the flow path portion 15B in the second embodiment has a shape that combines a generally fan-shaped shape with a semicircular shape that is eccentric with respect to the axis L when viewed from the axis L, the shape is not limited to this. For example, if the flow path portion 15B in the second embodiment has a generally fan-shaped shape when viewed from the axis L, in the motor-operated valve 100g, the flow path portion 15B rotates relative to the valve port 11Ba, and when the motor-operated valve 100g transitions from one of the valve open state and the valve closed state to the other, the flow path area rapidly decreases or increases immediately after the transition, allowing the motor-operated valve 100g to be used, for example, as an on-off valve. Furthermore, if the flow path portion 15B in the second embodiment has a semicircular shape that is eccentric with respect to the axis L when viewed from the axis L, in the motor-operated valve 100g, the flow path portion 15B rotates relative to the valve port 11Ba, and when the motor-operated valve 100g transitions from one of the valve open state and the valve closed state to the other, the flow path area gradually decreases or increases, allowing for precise flow rate control, allowing the motor-operated valve 100g to be used, for example, as a flow regulation valve.

ここで、第2の実施形態における電動弁100gでは、第1の実施形態と同様に、従来の問題点(摺動抵抗の増加)を解消するために、第1の対策(摺動部の材料を工夫)を講じた上で、懸念事項(摺動部の溶融)及び懸念事項(摺動部の寸法変化)に対して、第2の対策(摺動部の耐熱手段)及び第3の対策(摺動部の冷却手段(弁部))をさらに講じるものである。 Here, in the motor-operated valve 100g of the second embodiment, similar to the first embodiment, a first measure (changing the material of the sliding part) is taken to resolve the conventional problem (increased sliding resistance), and then a second measure (heat-resistant means for the sliding part) and a third measure (cooling means for the sliding part (valve part)) are further taken to address the concerns (melting of the sliding part) and (dimensional change of the sliding part).

<第1の対策(摺動部の材料を工夫)について>
第2の実施形態における電動弁100gでは、第1の実施形態と同様に、第1の対策(摺動部の材料を工夫)を採用すること、つまり、摺動部(弁体20B及びガイド部材11B)を構成する材料等を工夫し、互いに樹脂材料で構成することにより、従来の問題点(摺動抵抗の増加)を解消するものである。
<First measure (improving the material of the sliding part)>
In the electric valve 100g of the second embodiment, as in the first embodiment, the first measure (improving the material of the sliding part) is adopted, that is, the material constituting the sliding part (valve body 20B and guide member 11B) is improved and both are made of resin material, thereby solving the conventional problem (increased sliding resistance).

<第2の対策(摺動部の耐熱手段)について>
第2の実施形態における電動弁100gでは、第1の実施形態と同様に、第2の対策(摺動部の耐熱手段)を採用すること、つまり、弁体20B及びガイド部材11Bの樹脂材料を、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)が添加されたポリフェニレンサルファイド(PPS)とし、好ましくは、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)に加え強化剤としてガラス繊維、又は炭素繊維が添加されたPPSとすることにより、懸念事項(摺動部の溶融)を解消するものである。
<Second measure (heat-resistant means for sliding parts)>
In the electric valve 100g of the second embodiment, as in the first embodiment, a second measure (heat-resistant means for the sliding parts) is adopted, that is, the resin material of the valve body 20B and the guide member 11B is polyphenylene sulfide (PPS) with polytetrafluoroethylene (PTFE) added, preferably PPS with glass fiber or carbon fiber added as a reinforcing agent in addition to polytetrafluoroethylene (PTFE), thereby eliminating the concern (melting of the sliding parts).

<第3の対策(摺動部の冷却手段(弁部))について>
第2の実施形態における電動弁100gでは、第1の実施形態と同様に、第3の対策(摺動部の冷却手段(弁部))を採用することにより、懸念事項(摺動部の寸法変化)を解消するものである。以下に、第3の対策(摺動部の冷却手段(弁部))について具体的な説明をする。
<Third measure (cooling means for sliding part (valve part))>
In the motor-operated valve 100g of the second embodiment, similarly to the first embodiment, the third measure (cooling means for the sliding portion (valve portion)) is adopted to resolve the concern (dimensional change of the sliding portion). The third measure (cooling means for the sliding portion (valve portion)) will be specifically described below.

第2の実施形態における電動弁100gは、図7(c)に示すように、一端側有底円筒部20Bbと、ガイド部11Bd及び縮径部11Bcとの摺接可能な係合により、弁体20Bを半径方向に支持する半径方向支持手段を有する。ここで、第2の実施形態の電動弁100gは、第3の対策(摺動部の冷却手段(弁部))として、弁部20Baに隣接する、一端側半径方向隙間G1’(半径方向隙間)を、他端側半径方向隙間G2’(半径方向隙間)より小さく(G1’<G2’)設定するものである。具体的には、半径方向支持手段において、図7(c)に示すように、弁部20Baを一端側に有する一端側有底円筒部20Bb及びガイド部11Bdの間からなる一端側半径方向隙間G1’を、一端側有底円筒部20Bb及び縮径部11Bcの間からなる他端側半径方向隙間G2’より、小さく設定する。このように、第2の実施形態の電動弁100gにおいて、第3の対策(摺動部の冷却手段(弁部))を採用すると、実質的な摺動部は、弁部20Baを一端側に有する一端側有底円筒部20Bb及びガイド部11Bdから構成される。 As shown in Figure 7(c), the motor-operated valve 100g of the second embodiment has a radial support means for radially supporting the valve element 20B through sliding engagement between the bottomed cylindrical portion 20Bb at one end and the guide portion 11Bd and reduced diameter portion 11Bc. Here, as a third measure (cooling means for the sliding portion (valve portion)), the motor-operated valve 100g of the second embodiment sets the radial gap G1' (radial gap) at one end adjacent to the valve portion 20Ba smaller than the radial gap G2' (radial gap) at the other end (G1' < G2'). Specifically, as shown in Figure 7(c), in the radial support means, the one-end radial gap G1' between the one-end bottomed cylindrical portion 20Bb, which has the valve portion 20Ba on one end, and the guide portion 11Bd is set smaller than the other-end radial gap G2' between the one-end bottomed cylindrical portion 20Bb and the reduced diameter portion 11Bc. In this way, when the third measure (cooling means for the sliding portion (valve portion)) is adopted in the motor-operated valve 100g of the second embodiment, the sliding portion is essentially composed of the one-end bottomed cylindrical portion 20Bb, which has the valve portion 20Ba on one end, and the guide portion 11Bd.

ここで、第1の実施形態と同様に、流体が、流路部15B及び弁ポート11Baを介し、内部流路14に流入する際には、膨張(減圧)することにより、低温(例えば、約-10~20℃)となる。よって、弁開状態において、この低温の流体が、弁体20Bの内部流路14に導入されることにより、特に、弁体20Bの一端側に位置する半径方向支持手段が、内側から積極的に冷却されるため、懸念事項(摺動部の寸法変化)を解消し、摺動部の作動性と耐久性を確実に向上させることができる。また、半径方向支持手段において、摺動面積を比較的小さくし、摺動抵抗を低減できるため、摺動部の作動性と耐久性をより一層向上させることができる。さらに、一端側半径方向隙間G1’が比較的小さいことから、弁閉状態における弁部20Baのシール性が向上し、弁漏れを抑制することができる。 As in the first embodiment, when the fluid flows into the internal flow path 14 via the flow path portion 15B and the valve port 11Ba, it expands (decompresses) and becomes colder (e.g., approximately -10 to 20°C). Therefore, when this cold fluid is introduced into the internal flow path 14 of the valve element 20B in the open state, the radial support means located on one end of the valve element 20B in particular is actively cooled from the inside, eliminating concerns (dimensional changes in the sliding portion) and reliably improving the operability and durability of the sliding portion. Furthermore, the sliding area of the radial support means can be made relatively small, reducing sliding resistance, further improving the operability and durability of the sliding portion. Furthermore, because the one-end radial gap G1' is relatively small, the sealing performance of the valve element 20Ba in the closed state is improved, suppressing valve leakage.

以上より、第2の実施形態における電動弁100gは、第1の対策(摺動部の材料を工夫)を採用することにより、従来の問題点(摺動抵抗の増加)を解消し、摺動部の作動性と耐久性を向上させることができる。また、第2の対策(摺動部の耐熱手段)を採用し、懸念事項(摺動部の溶融)を解消するとともに、第3の対策(摺動部の冷却手段(弁部))を採用し、懸念事項(摺動部の寸法変化)を解消することにより、摺動部の作動性と耐久性をさらに一層向上させることができる。 As described above, the motor-operated valve 100g of the second embodiment employs the first measure (improving the material of the sliding part) to resolve the conventional problem (increased sliding resistance) and improve the operability and durability of the sliding part. Furthermore, the second measure (heat-resistant means for the sliding part) eliminates the concern (melting of the sliding part), and the third measure (cooling means (valve part) for the sliding part) eliminates the concern (dimensional change of the sliding part), thereby further improving the operability and durability of the sliding part.

なお、第2の実施形態における電動弁100gでは、第1の対策(摺動部の材料を工夫)、第2の対策(摺動部の耐熱手段)及び第3の対策(摺動部の冷却手段(弁部))をそれぞれ採用するものであるが、これに限らず、例えば、第1の対策(摺動部の材料を工夫)を採用した上で、第2の対策(摺動部の耐熱手段)、又は、第3の対策(摺動部の冷却手段(弁部))を採用するものであってもよい。 The motor-operated valve 100g in the second embodiment employs the first measure (improving the material of the sliding portion), the second measure (heat-resistant means for the sliding portion), and the third measure (cooling means for the sliding portion (valve portion)). However, this is not limiting, and for example, it may employ the first measure (improving the material of the sliding portion), and then employ the second measure (heat-resistant means for the sliding portion) or the third measure (cooling means for the sliding portion (valve portion)).

(第2の実施形態のストッパ部変形例)
図8を用いて、第2の実施形態のストッパ部変形例について説明する。第2の実施形態のストッパ部変形例における第1継手管1B’の接続様態は、第1継手管1B’が、弁部20Baのストッパ部として機能する位置に、軸線Lと直交する方向に延在する第1継手管1B’を配置し、隆起部10Baaを省略する点で、第2の実施形態と相違するが、その他の構成は、第2の実施形態と同一である。ここで、同一構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
(Modification of the stopper portion of the second embodiment)
A modified stopper portion of the second embodiment will be described using Figure 8. The connection mode of the first joint pipe 1B' in the modified stopper portion of the second embodiment differs from that of the second embodiment in that the first joint pipe 1B' extending in a direction perpendicular to the axis L is disposed at a position where the first joint pipe 1B' functions as a stopper portion for the valve portion 20Ba, and the raised portion 10Baa is omitted. However, the other configuration is the same as that of the second embodiment. Here, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

具体的には、椀状部材10Ba’には、第1継手管1B’が、図8(a)に示すように、軸線Lと直交する方向から見て、突起部20Beと重なる位置に配置されるとともに、図8(b)に示すように、軸線L方向から見て、回転する突起部20Beと干渉する位置に配置される。この第1継手管1B’が、回転する突起部20Beと当接することにより、所望の回転角度に規制されるため、再現性のある安定かつ確実な位置決めができる。このように、第1継手管1B’が、弁部20Baのストッパ部として機能するため、隆起部10Baaを省略することができ、低コスト化を図ることができる。 Specifically, the first coupling pipe 1B' is positioned in the bowl-shaped member 10Ba' so that it overlaps with the protrusion 20Be when viewed from a direction perpendicular to the axis L, as shown in FIG. 8(a), and so that it interferes with the rotating protrusion 20Be when viewed from the direction of the axis L, as shown in FIG. 8(b). This first coupling pipe 1B' abuts against the rotating protrusion 20Be, restricting it to the desired rotation angle, enabling reproducible, stable, and reliable positioning. In this way, the first coupling pipe 1B' functions as a stopper for the valve portion 20Ba, eliminating the need for the raised portion 10Baa and reducing costs.

以上より、第2の実施形態のストッパ部変形例における電動弁100hは、第2の実施形態と同様に、第1の対策(摺動部の材料を工夫)を採用することにより、従来の問題点(摺動抵抗の増加)を解消し、摺動部の作動性と耐久性を向上させることができる。また、第2の対策(摺動部の耐熱手段)及び/又は第3の対策(摺動部の冷却手段(弁部))を採用することにより、懸念事項(摺動部の溶融)及び/又は懸念事項(摺動部の寸法変化)を解消し、摺動部の作動性と耐久性をさらに一層向上させることができる。 As described above, the motor-operated valve 100h in the modified stopper portion of the second embodiment, like the second embodiment, employs the first measure (improving the material of the sliding portion) to resolve the conventional problem (increased sliding resistance) and improve the operability and durability of the sliding portion. Furthermore, by employing the second measure (heat-resistant means for the sliding portion) and/or the third measure (cooling means (valve portion) for the sliding portion), the concerns (melting of the sliding portion) and/or the concerns (dimensional changes in the sliding portion) can be resolved, further improving the operability and durability of the sliding portion.

<冷凍サイクルシステムについて>
図9を用いて、本発明の冷凍サイクルシステムを説明する。冷凍サイクルシステムは、第1から2の実施形態の電動弁100a~100hを用いた膨張弁100と、室外ユニットに搭載された室外熱交換器200と、室内ユニットに搭載された室内熱交換器300と、四方弁を構成する流路切換弁400と、圧縮機500と、を備える。ここで、膨張弁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いる。
<About the refrigeration cycle system>
The refrigeration cycle system of the present invention will be described with reference to Figure 9. The refrigeration cycle system includes an expansion valve 100 using the motor-operated valves 100a to 100h of the first and second embodiments, an outdoor heat exchanger 200 mounted in an outdoor unit, an indoor heat exchanger 300 mounted in an indoor unit, a flow path switching valve 400 constituting a four-way valve, and a compressor 500. The expansion valve 100, the outdoor heat exchanger 200, the indoor heat exchanger 300, the flow path switching valve 400, and the compressor 500 are connected to each other by conduits to form a heat pump type refrigeration cycle. Note that the accumulator, pressure sensor, temperature sensor, etc. are not shown in the figure.

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(図中の実線矢印参照)には、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、膨張弁100、室内熱交換器300、流路切換弁400、そして、圧縮機500の順に循環され、室外熱交換器200が凝縮器として機能し、室内熱交換器300は蒸発器として機能する。 The flow path of the refrigeration cycle can be switched between two paths by the flow path switching valve 400: one for cooling operation and one for heating operation. During cooling operation (see the solid arrow in the diagram), the refrigerant compressed by the compressor 500 is circulated from the flow path switching valve 400 through the outdoor heat exchanger 200, expansion valve 100, indoor heat exchanger 300, flow path switching valve 400, and finally the compressor 500, with the outdoor heat exchanger 200 functioning as a condenser and the indoor heat exchanger 300 functioning as an evaporator.

一方、暖房運転時(図中の破線矢印参照)には、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。よって、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、又は、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ことができる。 On the other hand, during heating operation (see dashed arrow in the figure), the refrigerant compressed by the compressor 500 is circulated from the flow path switching valve 400 through the indoor heat exchanger 300, expansion valve 100, outdoor heat exchanger 200, flow path switching valve 400, and then the compressor 500, with the indoor heat exchanger 300 functioning as a condenser and the outdoor heat exchanger 200 functioning as an evaporator. Therefore, the expansion valve 100 decompresses and expands the liquid refrigerant flowing in from the outdoor heat exchanger 200 during cooling operation, or the liquid refrigerant flowing in from the indoor heat exchanger 300 during heating operation, and can further control the flow rate of that refrigerant.

なお、本発明は、第1から2の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、第1から2の実施形態では、家庭用エアコン等の空気調和機に用いられる電動弁100a~100h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。 The present invention is not limited to the first and second embodiments, but includes other configurations that can achieve the objects of the present invention, and the following modifications are also included in the present invention. For example, the first and second embodiments illustrate motor-operated valves 100a-100h used in air conditioners such as residential air conditioners, but the motor-operated valves of the present invention are not limited to residential air conditioners, but may also be used in commercial air conditioners, and are not limited to air conditioners, but can also be applied to various types of refrigeration machines, etc.

<その他>
本実施形態の電動弁100a~100hは、例示する冷凍サイクルだけでなく、あらゆる流体装置及び流体回路に適用可能であることは言うまでもない。また、本発明は、上述した各形態や、各実施形態、随所に述べた変形例に限られることなく、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲で、適宜の変更や変形が可能である。
<Others>
The motor-operated valves 100a to 100h of the present embodiment are applicable not only to the refrigeration cycle illustrated, but also to any other fluid device and fluid circuit. The present invention is not limited to the above-described aspects, embodiments, and modifications, and can be modified as appropriate without departing from the technical concept of the present invention.

100a~100h 電動弁
1,1B,1B’ 第1継手管
1a,1Ba,1Ba’ 第1ポート
2,2’,2B 第2継手管
2a,2Ba 第2ポート
10A,10A’,10A’’,10B 弁本体
10,10’,10Ba,10Ba’ 椀状部材
10Baa 隆起部
11,11’,11B ガイド部材
11a,11Ba 弁ポート
11b,11Bb 弁座
11ca 小径ガイド部
11cb 大径ガイド部
11e 段差部
11g 引出し部
11h,11h’ 他端部
11Bc 縮径部
11Bd ガイド部
11Be 支持部
12,12’ 下蓋
12a 連通孔
13 流路室
14 内部流路
15,15’’,15’’’,15B 流路部
16 背圧室
17 止め輪
18 接続室
20,20’,20’’’’,20B 弁体
20a,20a’’,20a’’’,20Ba 弁部
20aa,20Baa シール部
20c,20Bc 他端側有底円筒部
20g 小径ガイド軸部
20h 大径ガイド軸部
20i,20i’ 一端側段部
20k 円板部
20ka 他端側段部
20kb,20Be 突起部
20l 軸孔(均圧孔)
20m 貫通孔(均圧孔)
20Bb 一端側有底円筒部
20Bba 他端部
20Bd 段部
20Bf 環状溝
20Bg フランジ部
30,30B ステッピングモータ
31,31B ケース
32,32B マグネットロータ
33,33B ステータコイル
34,34B マグネット部
35,35B ハブ
40,40B 支持部材
41 ばね受け部
42 付勢ばね
43 ブッシュ
100 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

G1,G1’ 一端側半径方向隙間
G2,G2’ 他端側半径方向隙間
L 軸線
100a to 100h Motor-operated valve 1, 1B, 1B' First joint pipe 1a, 1Ba, 1Ba' First port 2, 2', 2B Second joint pipe 2a, 2Ba Second port 10A, 10A', 10A'', 10B Valve body 10, 10', 10Ba, 10Ba' Bowl-shaped member 10Baaa Raised portion 11, 11', 11B Guide member 11a, 11Ba Valve port 11b, 11Bb Valve seat 11ca Small diameter guide portion 11cb Large diameter guide portion 11e Step portion 11g Pulled-out portion 11h, 11h' Other end portion 11Bc Reduced diameter portion 11Bd Guide portion 11Be Support portion 12, 12' Lower cover 12a Communication hole 13 Flow path chamber 14 Internal flow path 15, 15", 15'", 15B Flow path portion 16 Back pressure chamber 17 Retaining ring 18 Connecting chamber 20, 20', 20"", 20B Valve body 20a, 20a", 20a'", 20Ba Valve portion 20aa, 20Baaa Seal portion 20c, 20Bc Other end side bottomed cylindrical portion 20g Small diameter guide shaft portion 20h Large diameter guide shaft portion 20i, 20i' One end side step portion 20k Disk portion 20ka Other end side step portion 20kb, 20Be Projection portion 20l Shaft hole (pressure equalizing hole)
20m through hole (equalizing hole)
20Bb One end side bottomed cylindrical portion 20Bba Other end portion 20Bd Step portion 20Bf Annular groove 20Bg Flange portion 30, 30B Stepping motor 31, 31B Case 32, 32B Magnet rotor 33, 33B Stator coil 34, 34B Magnet portion 35, 35B Hub 40, 40B Support member 41 Spring bearing portion 42 Biasing spring 43 Bush 100 Expansion valve 200 Outdoor heat exchanger 300 Indoor heat exchanger 400 Flow path switching valve 500 Compressor

G1, G1' One end side radial clearance G2, G2' Other end side radial clearance L Axis

Claims (8)

一端側に弁部が設けられる弁体、及び、前記弁体と一体的に回転するロータを有する回転子部と、
前記弁部を収容する流路室、前記弁部と径方向に対向する弁座、及び、前記流路室と連通可能に径方向に延在する弁ポートを有する弁本体と、
前記弁本体と接続し、前記回転子部の背圧室を画定するケースと、
を備え、
前記弁本体は、前記流路室と直接連通する第1ポートと、前記弁ポートと連通する第2ポートと、軸線に沿って設ける前記弁体を、軸線方向に支持し、円周方向にガイドするガイド部材と、を有し、
前記弁部は、前記弁ポートを塞ぐシール部と、前記弁ポートと連通可能である流路部と、を有し、
前記ロータの回転により、前記弁ポートと前記流路部との連通状態を変化させ、前記弁ポートを流れる流体の流量を制御するものであり、
前記弁体及び前記ガイド部材は、互いに摺動部を構成するとともに、樹脂材料からなることを特徴とする電動弁。
a valve body having a valve portion provided on one end side thereof, and a rotor portion having a rotor that rotates integrally with the valve body;
a valve body including a flow path chamber that accommodates the valve portion, a valve seat that faces the valve portion in a radial direction, and a valve port that extends in a radial direction and is capable of communicating with the flow path chamber;
a case connected to the valve body and defining a back pressure chamber of the rotor portion;
Equipped with
the valve body has a first port directly communicating with the flow path chamber, a second port communicating with the valve port, and a guide member that supports the valve element, which is provided along an axis, in the axial direction and guides it in a circumferential direction,
the valve portion has a seal portion that closes the valve port and a flow path portion that can communicate with the valve port,
the rotation of the rotor changes the state of communication between the valve port and the flow path portion, thereby controlling the flow rate of the fluid flowing through the valve port;
The valve body and the guide member constitute a sliding portion, and are made of a resin material.
前記樹脂材料は、PTFEが添加されたPPSであることを特徴とする請求項1に記載の電動弁。 The motor-operated valve described in claim 1, characterized in that the resin material is PPS with added PTFE. 前記樹脂材料は、強化剤としてガラス繊維、又は炭素繊維が添加されたものであることを特徴とする請求項2に記載の電動弁。 The motor-operated valve according to claim 2, characterized in that the resin material contains glass fiber or carbon fiber as a reinforcing agent. 前記摺動部である前記弁体及び前記ガイド部材の間に、所定の半径方向隙間に設定され、前記弁体を半径方向に支持する半径方向支持手段をさらに備え、
前記半径方向支持手段は、前記弁部に隣接する一端側半径方向隙間と、前記一端側半径方向隙間の他端側に隣接する他端側半径方向隙間と、を有し、前記一端側半径方向隙間を、前記他端側半径方向隙間より小さく設定することを特徴とする請求項1に記載の電動弁。
a radial support means for supporting the valve body in the radial direction, the radial support means being set in a predetermined radial gap between the valve body and the guide member, the sliding portion;
2. The motor-operated valve according to claim 1, wherein the radial support means has a one-end radial gap adjacent to the valve portion and an other-end radial gap adjacent to the other end side of the one-end radial gap, and the one-end radial gap is set smaller than the other-end radial gap.
前記弁体は、一端側から他端側に沿って順に、前記弁部を一端側に有する小径ガイド軸部、大径ガイド軸部を有し、
前記ガイド部材は、一端側から他端側に沿って順に、小径ガイド部、大径ガイド部を有し、
前記小径ガイド軸部及び前記小径ガイド部の間からなる前記一端側半径方向隙間を、前記大径ガイド軸部及び前記大径ガイド部の間からなる前記他端側半径方向隙間より小さく設定することを特徴とする請求項4に記載の電動弁。
The valve body has, in order from one end side to the other end side, a small diameter guide shaft portion having the valve portion on one end side and a large diameter guide shaft portion,
The guide member has a small diameter guide portion and a large diameter guide portion in this order from one end side to the other end side,
5. The motor-operated valve according to claim 4, wherein the one-end radial gap between the small-diameter guide shaft portion and the small-diameter guide portion is set smaller than the other-end radial gap between the large-diameter guide shaft portion and the large-diameter guide portion.
前記摺動部である、前記弁体及び前記ガイド部材の軸線方向対向面を係合させ、前記弁体を軸線方向に支持する軸線方向支持手段をさらに備え、
前記第1ポートは、前記流路室を介して、前記弁ポートと連通し、
前記弁体は、軸線に沿って延在するとともに、前記第2ポートと前記背圧室とを常時連通させる均圧孔を有することを特徴とする請求項5に記載の電動弁。
The valve valve further includes an axial support means for supporting the valve in the axial direction by engaging the axially opposing surfaces of the valve body and the guide member, the sliding portion being the valve body, in the axial direction.
the first port communicates with the valve port via the flow path chamber;
6. The motor-operated valve according to claim 5, wherein the valve element extends along an axis and has a pressure equalizing hole that constantly communicates the second port with the back pressure chamber.
前記弁体は、前記小径ガイド軸部と前記大径ガイド軸部との境界に、環状の段部を有し、
前記ガイド部材は、前記小径ガイド部と前記大径ガイド部との境界に、環状の段差部を有し、
前記軸線方向支持手段は、前記弁体の前記段部及び前記ガイド部材の前記段差部を、互いに係合させることを特徴とする請求項6に記載の電動弁。
the valve body has an annular step portion at the boundary between the small diameter guide shaft portion and the large diameter guide shaft portion,
the guide member has an annular step portion at a boundary between the small diameter guide portion and the large diameter guide portion,
7. The motor-operated valve according to claim 6, wherein the axial support means engages the step portion of the valve body and the step portion of the guide member with each other.
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1~7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。 A refrigeration cycle system including a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator, wherein the motor-operated valve described in any one of claims 1 to 7 is used as the expansion valve.
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