JP7105721B2

JP7105721B2 - 電動弁及び冷凍サイクルシステム

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Publication number: JP7105721B2
Application number: JP2019076312A
Authority: JP
Inventors: 雄希北見; 亮司小池
Original assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Current assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Priority date: 2019-04-12
Filing date: 2019-04-12
Publication date: 2022-07-25
Anticipated expiration: 2039-04-12
Also published as: CN111810653B; CN111810653A; JP2020173004A

Description

本発明は、冷凍サイクルシステムなどに使用する電動弁及び冷凍サイクルシステムに関する。

従来、空気調和機の冷凍サイクルに設けられる電動弁として、副弁体で副弁ポートを開閉するとともにこの副弁体を内装した主弁体で主弁ポートを開閉する電動弁がある。このような電動弁が、例えば実開平６－２４２８２号公報（特許文献１）及び特開２００７－２４１８６号公報（特許文献２）に開示されている。

実開平６－２４２８２号公報特開２００７－２４１８６号公報

副弁体で副弁ポートを開閉するとともにこの副弁体を内装した主弁体で主弁ポートを開閉する電動弁においては、副弁体は回転するロータのロータ軸に固定あるいは連結され、駆動部のロータの回転によりネジ送り機構を介して副弁体を軸線方向に進退させるようにしている。例えば特許文献２のものでは、副弁ポート（小径弁ポート）が全開になるとともに、滑性ワッシャを介して副弁体（第２弁体）が主弁体（第１弁体）を持ち上げて、主弁ポート（大径弁ポート）が開き始める。このときに、滑性ワッシャは副弁体と主弁体の間の摩擦力を軽減して、副弁体の回転が主弁体に伝わらないようにして、作動負荷を低減している。このように、主弁体は、副弁体を主弁体の副弁ポートと同軸に保持する必要がある。このため、副弁体外周部と主弁体内周部とは摺動あるいは接触する部位が生じ、この副弁体と主弁体との間に摺動抵抗が生じる。例えば、副弁体の軸線方向の摺動及び軸線を中心とした回転方向の摺動の作動負荷が増加する。また、副弁体や主弁体の傾き等により、副弁体の回転が阻害されて、適正な流量制御を行うのが困難になるという問題がある。

本発明は、副弁体で副弁ポートを開閉するとともにこの副弁体を内装した主弁体で主弁ポートを開閉する電動弁において、副弁体と主弁体との間の摺動抵抗を低減し、作動負荷を低減するとともに適正な流量制御を行うことを課題とする。

本発明の電動弁は、主弁室の主弁ポートを開閉する主弁体と、前記主弁体に設けられた副弁室の副弁ポートの開度を変更する副弁体と、ロータの回転によりネジ送り機構を介して前記副弁体を前記主弁ポートの軸線方向に進退駆動する駆動部と、を備え、前記主弁体が前記主弁ポートを閉とした状態で、前記副弁体が前記副弁ポートの開度を変更する小流量制御域と、前記主弁体が前記主弁ポートの開度を変更するとともに該主弁ポートを全開状態とする大流量制御域と、の二段の流量制御域を有する電動弁であって、前記副弁体が前記主弁体の円柱状のニードルガイド孔内に回転可能に挿通されるとともに、前記ニードルガイド孔の内壁と前記副弁体との間に当該ニードルガイド孔の内壁に沿った曲面の外形を有する潤滑性部材が前記副弁体に嵌合された状態で設けられ、前記副弁体は、前記ニードルガイド孔内において前記潤滑性部材のみによって前記主弁体に対して少なくとも前記軸線方向に摺動保持され、前記副弁体と前記ニードルガイド孔の内壁とが、前記潤滑性部材を介して前記軸線方向に相互に摺動自在となっていることを特徴とする。

このような本発明によれば、副弁体は潤滑性部材のみを介して主弁体の例えば副弁ガイド孔内で軸線方向に自在に摺動可能であり、この副弁体は主弁体及びその副弁ポートに対して軸線上で同軸にガイドされる。また、副弁体がロータと共に回転しても潤滑性部材により、副弁体は主弁体内で自在に回転できるので、摺動抵抗を低減できて作動負荷が低減するとともに適正な流量制御を行うことができる。

さらに、前記潤滑性部材が、前記副弁体と前記主弁体との間に介在されるとともに、前記副弁体の前記軸線方向の進退駆動を前記主弁体に伝達する潤滑性の座金として設けられているのが好ましい。

この際、前記副弁体が前記ロータのロータ軸と一体に形成され、前記ロータ軸を介した前記ロータの回転による前記副弁体の前記進退駆動をガイドするガイド用ボス部を有し、前記潤滑性部材が、前記主弁体側の係合部と前記ガイド用ボス部との間に介在されて前記座金として設けられる基部と、該基部から前記ガイド用ボス部の外周に延在するスリーブとで構成されているのが好ましい。これにより、副弁体のガイド用ボス部と主弁体側の係合部との間での軸線回りの回転が摺動自在となる。

また、前記副弁体が前記ロータと共に回転するとともに、該副弁体が前記潤滑性部材を介して前記主弁体内で回転方向に摺動するよう構成されているのが好ましい。

前記潤滑性部材が自己潤滑性樹脂で構成されているのが好ましい。潤滑性部材は、例えば、フッ素樹脂、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の自己潤滑性樹脂であるのが好ましい。なお、フッ素樹脂の具体例としては、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などが考えられる。

また、前記潤滑性部材が、基材の表面に自己潤滑性樹脂がコーティングされた部材であることが好ましい。

本発明の冷凍サイクルシステムは、圧縮機と、室内熱交換器と、室外熱交換器と、前記室内熱交換器と前記室外熱交換器との間に設けられた電子膨張弁と、前記室内熱交換器に設けられる除湿弁とを含む冷凍サイクルシステムであって、前記いずれかの電動弁が、前記除湿弁として用いられていることを特徴とする。

また、本発明の冷凍サイクルシステムは、圧縮機と、室内熱交換器と、室外熱交換器と、前記室内熱交換器と前記室外熱交換器との間に設けられた電子膨張弁とを含む冷凍サイクルシステムであって、前記いずれかの電動弁が、前記電子膨張弁として用いられていることを特徴とする。

このような冷凍サイクルシステムによれば、前述の電動弁による効果と同様に、摺動抵抗が低減して作動負荷が低減するとともに適正な流量制御を行うことができる。

本発明の電動弁及び冷凍サイクルシステムによれば、二段の流量制御域を有する電動弁において、作動負荷が低減するとともに適正な流量制御を行うことができる。

本発明の第１実施形態の電動弁の小流量制御域状態の縦断面図である。第１実施形態の電動弁の主弁体の全開状態での要部縦断面図である。第１実施形態の電動弁における潤滑性部材の側面図及び平面図である。本発明の第２実施形態の電動弁のニードル弁による主弁体の引き上げ開始の状態での要部縦断面図である。第２実施形態の電動弁における潤滑性部材の側面図及び平面図である。本発明の第３実施形態の電動弁のニードル弁による主弁体の引き上げ開始の状態での要部縦断面図である。本発明の第４実施形態の電動弁のニードル弁による主弁体の引き上げ開始の状態での要部縦断面図である。本発明の第５実施形態の電動弁のニードル弁による主弁体の引き上げ開始の状態での要部縦断面図である。本発明の第６実施形態の電動弁のニードル弁による主弁体の引き上げ開始の状態での要部縦断面図である。本発明の実施形態の冷凍サイクルシステムを示す図である。

次に、本発明の電動弁及び冷凍サイクルシステムの実施形態について図面を参照して説明する。図１は第１実施形態の電動弁の小流量制御域状態の縦断面図、図２は第１実施形態の電動弁の主弁体の全開状態での要部縦断面図、図３は第１実施形態の電動弁における潤滑性部材の側面図（図３（Ａ））及び平面図（図３（Ｂ））である。なお、以下の説明における「上下」の概念は図１及び図２の図面における上下に対応する。この電動弁１００は、弁ハウジング１と、ガイド部材２と、主弁体３と、「副弁体」としてのニードル弁４と、駆動部５と、を備えている。

弁ハウジング１は例えば、黄銅、ステンレス等で略円筒形状に形成されており、その内側に主弁室１Ｒを有している。弁ハウジング１の外周片側には主弁室１Ｒに導通される第１継手管１１が接続されるとともに、下端から下方に延びる筒状部に第２継手管１２が接続されている。また、弁ハウジング１の第２継手管１２の主弁室１Ｒ側には円筒状の主弁座１３が形成され、この主弁座１３の内側は主弁ポート１３ａとなっており、第２継手管１２は主弁ポート１３ａを介して主弁室１Ｒに導通される。主弁ポート１３ａは軸線Ｌを中心とする円柱形状の透孔（貫通した孔）である。なお、第１継手管１１及び第２継手管１２は、弁ハウジング１に対してろう付け等により固着されている。

弁ハウジング１の上端の開口部には、ガイド部材２が取り付けられている。ガイド部材２は、弁ハウジング１の内周面内に圧入される圧入部２１と、圧入部２１より小径で圧入部２１の上下に位置する略円柱状のガイド部２２，２３と、上側のガイド部２２の上部に延設されたホルダ部２４と、圧入部２１の外周に設けられたリング状のフランジ部２５とを有している。圧入部２１、ガイド部２２，２３、ホルダ部２４は樹脂製の一体品として構成されている。また、フランジ部２５は、例えば、黄銅、ステンレス等の金属板であり、このフランジ部２５は、インサート成形により樹脂製の圧入部２１と共に一体に設けられている。

ガイド部材２は、圧入部２１により弁ハウジング１に組み付けられ、フランジ部２５を介して弁ハウジング１の上端部に溶接により固定されている。また、ガイド部材２において、圧入部２１及び上下のガイド部２２，２３の内側には軸線Ｌと同軸の円筒形状の主弁ガイド孔２Ａが形成されるとともに、ホルダ部２４の中心には、主弁ガイド孔２Ａと同軸の雌ねじ部２４ａとそのねじ孔が形成されている。そして、下側のガイド部２３の内側で主弁ガイド孔２Ａ内には主弁体３が配設されている。

主弁体３は、主弁座１３に対して着座及び離座する主弁部３１と、円柱状のニードルガイド孔３２ａを有する保持部３２と、ニードルガイド孔３２ａの底部を構成する副弁座３３と、保持部３２の駆動部５側の端部に設けられた「主弁体側の係合部」としてのリテーナ３４と、を有している。なお、ニードルガイド孔３２ａの下側一部は副弁室３Ｒとなっている。保持部３２のニードルガイド孔３２ａ内には、後述のニードル弁４に取り付けられた潤滑性部材１０とロータ軸５１と一体に形成されたガイド用ボス部４２とが挿通されるとともに、リング状のリテーナ３４は保持部３２の上端に嵌合固着または溶接等により固着されている。

また、リテーナ３４と主弁ガイド孔２Ａの上端部との間には、主弁ばね３ａが配設されており、この主弁ばね３ａにより主弁体３は主弁座１３の方向（閉方向）に付勢されている。副弁座３３の中心には軸線Ｌを中心とする円筒形状の副弁ポート３３ａが形成されている。また、保持部３２の側面の少なくとも一箇所には、副弁室３Ｒと主弁室１Ｒとを導通する導通孔３２ｂが形成されており、副弁体としてのニードル弁４が副弁ポート３３ａを開状態としたとき、主弁室１Ｒ、副弁室３Ｒ、副弁ポート３３ａ及び主弁ポート１３ａが導通する。

ニードル弁４は、後述のロータ軸５１の下端部にこのロータ軸５１と一体に形成されて先端に向かって徐々に径が小さくなる円錐台状のニードル部４１と、ロータ軸５１と一体に形成された円柱形状のガイド用ボス部４２と、を一体に形成して備えている。また、ニードル弁４には、ロータ軸５１とガイド用ボス部４２とに係合するように自己潤滑性樹脂（実施例参照）からなる潤滑性部材１０が取り付けられている。そして、潤滑性部材１０とガイド用ボス部４２は、ニードルガイド孔３２ａ内に挿通され、潤滑性部材１０がニードルガイド孔３２ａの内周面及びガイド用ボス部４２の外周面に対して摺動可能となっている。なお、ニードルガイド孔３２ａの内周面の内径より、ガイド用ボス部４２の外周部の外径の方が小さいため、主弁体３と潤滑性部材１０との間の摩擦力よりも、ガイド用ボス部４２と潤滑性部材１０との間の摩擦力の方が小さいため、潤滑性部材１０に対してガイド用ボス部４２が回転しやすい。

図３に示すように、潤滑性部材１０は、Ｕ字状の切り欠き１０ａ１を介してロータ軸５１に係合する基部１０ａと、この基部１０ａから軸線Ｌ方向でガイド用ボス部４２の外周に延在するスリーブ１０ｂとで構成されている。

弁ハウジング１の上端にはケース１４が溶接等によって気密に固定され、このケース１４の内外に駆動部５が構成されている。駆動部５は、ステッピングモータ５Ａと、ステッピングモータ５Ａの回転によりニードル弁４を進退させるねじ送り機構５Ｂと、ステッピングモータ５Ａの回転を規制するストッパ機構５Ｃと、を備えている。

ステッピングモータ５Ａは、ロータ軸５１と、ケース１４の内部に回転可能に配設されたマグネットロータ５２と、ケース１４の外周においてマグネットロータ５２に対して対向配置されたステータコイル５３と、その他、図示しないヨークや外装部材等により構成されている。ロータ軸５１はブッシュを介してマグネットロータ５２の中心に取り付けられ、このロータ軸５１のガイド部材２側の外周には雄ねじ部５１ａが形成されている。この雄ねじ部５１ａはガイド部材２の雌ねじ部２４ａに螺合されており、これにより、ガイド部材２はロータ軸５１を軸線Ｌ上に支持している。そして、ガイド部材２の雌ねじ部２４ａとロータ軸５１の雄ねじ部５１ａはねじ送り機構５Ｂを構成している。

以上の構成により、ステッピングモータ５Ａが駆動されるとマグネットロータ５２及びロータ軸５１が回転し、ロータ軸５１の雄ねじ部５１ａとガイド部材２の雌ねじ部２４ａとのねじ送り機構５Ｂにより、マグネットロータ５２と共にロータ軸５１が軸線Ｌ方向に移動する。そして、ニードル弁４が軸線Ｌ方向に進退移動してニードル弁４が副弁ポート３３ａに対して近接又は離間する。また、ニードル弁４が上昇するとき、潤滑性部材１０が主弁体３のリテーナ３４に係合し、主弁体３はニードル弁４と共に移動して、主弁座１３から離座する。なお、マグネットロータ５２には突起部５２ａが形成されており、マグネットロータ５２の回転に伴って突起部５２ａが回転ストッパ機構５Ｃを作動させ、ロータ軸５１（及びマグネットロータ５２）の最下端位置及び最上端位置が規制される。また、ニードル弁４が上昇して潤滑性部材１０がリテーナ３４に係合して主弁体３が上昇するとき、潤滑性部材１０が潤滑性の座金の作用をするため、ニードル弁４の回転が主弁体３に伝わらないようになるため、作動負荷が低減される。

図１の小流量制御域状態では、主弁体３は主弁座１３に着座した状態で主弁ポート１３ａが弁閉となり、ニードル弁４により副弁ポート３３ａの開度が制御され、小流量の制御が行われる。また、例えば冷凍サイクルシステムの圧縮機が停止して流体（冷媒）が停止した状態で、ニードル弁４と主弁体３が上昇されると、主弁ポート１３ａが全開状態となる。これにより、暖房運転時、第２継手管１２から第１継手管１１へ大流量の流体（冷媒）が流される。

上記のように、ニードル弁４（副弁体）が主弁体３の副弁ガイド孔３２ａ内に挿通されるとともに、副弁ガイド孔３２ａとニードル弁４との間に潤滑性部材１０が設けられている。そして、ニードル弁４と主弁体３とが、潤滑性部材１０を介して軸線Ｌ方向に相互に摺動自在となっている。すなわち、ニードル弁４は潤滑性部材１０を介して主弁体３の副弁ガイド孔３２ａ内で軸線Ｌ方向に自在に摺動可能であり、このニードル弁４は主弁体３と副弁ポート３３ａに対して軸線Ｌ上で同軸にガイドされる。また、ニードル弁４がマグネットロータ５２及びロータ軸５１と共に回転しても潤滑性部材１０により、ニードル弁４は主弁体３の副弁ガイド孔３２ａ内で自在に回転できる。したがって、主弁体３との間の摺動抵抗を低減できて作動負荷が低減する。また、主弁体３の姿勢を安定させて適正な流量制御を行うことができる。

図４、図６乃至図９は第２乃至第６実施形態の電動弁の要部縦断面図である。第２乃至第６実施形態において第１実施形態と異なる点は潤滑性部材とその取り付け構造であり、第１実施形態と同様な要素には図１乃至図３と同符号を付記して重複する説明は適宜省略する。なお、図４、図６、図７、図８及び図９は、ニードル弁４による主弁体３の引き上げ開始の状態を示している。

図４の第２実施形態では、ニードル弁４には、ロータ軸５１とガイド用ボス部４２とに係合するように自己潤滑性樹脂（実施例参照）からなる潤滑性部材２０が取り付けられている。そして、潤滑性部材２０とガイド用ボス部４２は、ニードルガイド孔３２ａ内に挿通され、潤滑性部材２０がニードルガイド孔３２ａの内周面及びガイド用ボス部４２の外周面に対して摺動可能となっている。

図５に示すように、潤滑性部材２０は、ロータ軸５１に嵌合する挿通孔２０ａ１を有する基部２０ａと、この基部２０ａから軸線Ｌ方向でガイド用ボス部４２の外周に延在するスリーブ２０ｂとで構成されている。基部２０ａの挿通孔２０ａ１は、ロータ軸５１の雄ねじ部５１ａの外径より僅かに大きな径である。これにより、この潤滑性部材２０は、ロータ軸５１の上端側から嵌合され、スリーブ２０ｂがガイド用ボス部４２の外周に係合されている。

この第２実施形態でも、第１実施形態と同様に、ニードル弁４は潤滑性部材２０を介して主弁体３の副弁ガイド孔３２ａ内で軸線Ｌ方向に自在に摺動可能であり、このニードル弁４は主弁体３と副弁ポート３３ａに対して軸線Ｌ上で同軸にガイドされる。また、ニードル弁４が回転しても潤滑性部材２０により、ニードル弁４は主弁体３の副弁ガイド孔３２ａ内で自在に回転できる。さらに、第１実施形態と同様に、潤滑性部材２０はリテーナ３４に係合するとき潤滑性の座金の作用をするため、ニードル弁４の回転が主弁体３に伝わらないようになり、作動負荷が低減される。したがって、主弁体３との間の摺動抵抗を低減できて作動負荷が低減する。また、主弁体３の姿勢を安定させて適正な流量制御を行うことができる。

図６の第３実施形態では、ニードル弁４のガイド用ボス部４２′の径が第１実施形態より小径とされ、その外周に円筒形状の自己潤滑性樹脂（実施例参照）からなる潤滑性部材３０が嵌合して取り付けられている。また、ガイド用ボス部４２′とリテーナ３４との間にはワッシャ３０１が配設されている。そして、潤滑性部材３０とガイド用ボス部４２′は、ニードルガイド孔３２ａ内に挿通され、潤滑性部材３０がニードルガイド孔３２ａの内周面及びガイド用ボス部４２′の外周面に対して摺動可能となっている。

この第３実施形態でも、第１実施形態と同様に、ニードル弁４は潤滑性部材３０を介して主弁体３の副弁ガイド孔３２ａ内で軸線Ｌ方向に自在に摺動可能であり、このニードル弁４は主弁体３と副弁ポート３３ａに対して軸線Ｌ上で同軸にガイドされる。また、ニードル弁４と潤滑性部材３０が回転しても、ニードル弁４及び潤滑性部材３０は主弁体３の副弁ガイド孔３２ａ内で自在に回転できる。したがって、主弁体３との間の摺動抵抗を低減できて作動負荷が低減する。また、主弁体３の姿勢を安定させて適正な流量制御を行うことができる。

図７の第４実施形態では、ニードル弁４はガイド用ボス部を有しておらず、ロータ軸５１の外周に円筒形状の自己潤滑性樹脂（実施例参照）からなる潤滑性部材４０が嵌合して取り付けられている。また、潤滑性部材４０の下部には抜け止め用のＣリング４０１がロータ軸５１に固定されている。なお、Ｃリング４０１はロータ軸５１と一体でもよい。そして、潤滑性部材４０は、ニードルガイド孔３２ａ内に挿通され、潤滑性部材４０がニードルガイド孔３２ａの内周面及びロータ軸５１の外周面に対して摺動可能となっている。

この第４実施形態でも、第１実施形態と同様に、ニードル弁４は潤滑性部材４０を介して主弁体３の副弁ガイド孔３２ａ内で軸線Ｌ方向に自在に摺動可能であり、このニードル弁４は主弁体３と副弁ポート３３ａに対して軸線Ｌ上で同軸にガイドされる。また、ニードル弁４が回転しても、潤滑性部材４０によりニードル弁４は主弁体３の副弁ガイド孔３２ａ内で自在に回転できる。さらに、第１実施形態と同様に、潤滑性部材４０はリテーナ３４に係合するとき潤滑性の座金の作用をするため、ニードル弁４の回転が主弁体３に伝わらないようになり、作動負荷が低減される。したがって、主弁体３との間の摺動抵抗を低減できて作動負荷が低減する。また、主弁体３の姿勢を安定させて適正な流量制御を行うことができる。

図８の第５実施形態では、ニードル弁４はガイド用ボス部を有しておらず、ロータ軸５１の外周に円筒形状の自己潤滑性樹脂（実施例参照）からなる潤滑性部材５０が嵌合して取り付けられている。また、ロータ軸５１において潤滑性部材５０の上端部には段差部５１１が形成されるとともに、潤滑性部材５０の下部には抜け止め用のＣリング５０１がロータ軸５１に固定されている。これにより、潤滑性部材５０はロータ軸５１（及びニードル弁４）に固定されている。そして、潤滑性部材５０は、ニードルガイド孔３２ａ内に挿通され、潤滑性部材５０がニードルガイド孔３２ａの内周面及びロータ軸５１の外周面に対して摺動可能となっている。なお、潤滑性部材５０は、ロータ軸５１に対して回転可能となるように固定されていてもよい。

この第５実施形態でも、第１実施形態と同様に、ニードル弁４は潤滑性部材５０を介して主弁体３の副弁ガイド孔３２ａ内で軸線Ｌ方向に自在に摺動可能であり、このニードル弁４は主弁体３と副弁ポート３３ａに対して軸線Ｌ上で同軸にガイドされる。また、ニードル弁４と潤滑性部材５０が回転してもニードル弁４及び潤滑性部材５０は主弁体３の副弁ガイド孔３２ａ内で自在に回転できる。さらに、第１実施形態と同様に、潤滑性部材５０はリテーナ３４に係合するとき潤滑性の座金の作用をするため、ニードル弁４の回転が主弁体３に伝わらないようになり、作動負荷が低減される。したがって、主弁体３との間の摺動抵抗を低減できて作動負荷が低減する。また、主弁体３の姿勢を安定させて適正な流量制御を行うことができる。

図９の第６実施形態では、ニードル弁４には、ロータ軸５１とガイド用ボス部４２とに係合するように自己潤滑性樹脂（実施例参照）からなる潤滑性部材６０が取り付けられている。潤滑性部材６０は、ロータ軸５１に嵌合する挿通孔６０ａ１を有する基部６０ａと、この基部６０ａから軸線Ｌ方向でガイド用ボス部４２の外周に延在するスリーブ６０ｂとで構成されている。基部６０ａの挿通孔６０ａ１は、ロータ軸５１の雄ねじ部５１ａの外径より僅かに大きな径である。これにより、この潤滑性部材６０は、ロータ軸５１の上端側から嵌合され、スリーブ６０ｂがガイド用ボス部４２の外周に係合されている。また、主弁体３には前記実施形態のニードルガイド孔３２ａと同様な嵌合孔３２ａ′が形成されるとともに、この嵌合孔３２ａ′には段差部３２ａ１′が形成されている。これにより、潤滑性部材６０が主弁体３の内部に固定されている。なお、潤滑性部材６０は、主弁体３に対して回転可能となるように固定されていてもよい。

この第６実施形態でも、第１実施形態と同様に、ニードル弁４（そのガイド用ボス部４２）は潤滑性部材６０のスリーブ６０ｂの内部で軸線Ｌ方向に自在に摺動可能であり、このニードル弁４は主弁体３と副弁ポート３３ａに対して軸線Ｌ上で同軸にガイドされる。また、潤滑性部材６０によりニードル弁４が回転しても主弁体３の内部で自在に回転できる。さらに、第１実施形態と同様に、潤滑性部材６０はリテーナ３４に係合するとき潤滑性の座金の作用をするため、ニードル弁４の回転が主弁体３に伝わらないようになり、作動負荷が低減される。したがって、主弁体３との間の摺動抵抗を低減できて作動負荷が低減する。また、主弁体３の姿勢を安定させて適正な流量制御を行うことができる。

次に、図１０に基づいて本発明の冷凍サイクルシステムについて説明する。冷凍サイクルシステムは、例えば、家庭用エアコン等の空気調和機に用いられる。前記各実施形態の電動弁１００は、空気調和機の第１室内側熱交換器９１（除湿時冷却器として作動）と第２室内側熱交換器９２（除湿時加熱器として作動）との間に設けられており、圧縮機９５、四方弁９６、室外側熱交換器９４および電子膨張弁９３とともに、ヒ－トポンプ式冷凍サイクルを構成している。第１室内側熱交換器９１と第２室内側熱交換器９２及び電動弁１００は室内に設置され、圧縮機９５、四方弁９６、室外側熱交換器９４および電子膨張弁９３は室外に設置されていて冷暖房装置を構成している。

除湿弁としての実施形態の電動弁１００は、除湿時以外の冷房時または暖房時には主弁体が全開状態とされて、第１室内熱交換器９１と第２室内熱交換器９２は一つの室内熱交換器とされる。そして、この一体の室内熱交換器と室外熱交換器９４は、「蒸発器」及び「凝縮器」として択一的に機能する。すなわち、電子膨張弁としての電動弁９３は、蒸発器と凝縮器の間に設けられている。

以上の冷凍サイクルシステムは、本発明の電動弁を除湿弁として用いた例であるが、本発明の電動弁は、上記の電子膨張弁としての電動弁９３に適用することもできる。この場合、除湿弁が有る場合でも無い場合でもよい。

各実施形態の潤滑性部材１０～６０の素材としては、以下のものが好ましい。例えば、フッ素樹脂、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の自己潤滑性樹脂であるのが好ましい。なお、フッ素樹脂の具体例としては、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などが考えられる。また、潤滑性部材１０～６０は、金属または樹脂等の基材に上記の自己潤滑性樹脂をコーティングしたものでもよい。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。例えば、前記実施形態では、家庭用エアコン等の空気調和機に用いられる電動弁１００を例示したが、本発明の電動弁は、家庭用エアコンに限らず、業務用エアコンであってもよいし、空気調和機に限らず、各種の冷凍機等にも適用可能である。

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

１弁ハウジング
１Ｒ主弁室
１１第１継手管
１２第２継手管
１３主弁座
１３ａ主弁ポート
１４ケース
Ｌ軸線
２ガイド部材
２Ａ主弁ガイド孔
２１圧入部
２２上側のガイド部
２３下側のガイド部
２３１当接部
２４ホルダ部
２４ａ雌ねじ部
２５フランジ部
３主弁体
３ａ主弁ばね
３Ｒ副弁室
３１主弁部
３１１当接部
３２保持部
３２ａニードルガイド孔
３２ｂ導通孔
３３副弁座
３３ａ副弁ポート
３４リテーナ（主弁体側の係合部）
４ニードル弁（副弁体）
４１ニードル部
４２ガイド用ボス部
５駆動部
５Ａステッピングモータ
５Ｂねじ送り機構
５Ｃストッパ機構
５１ロータ軸
５１ａ雄ねじ部
５２マグネットロータ
５２ａ突起部
５３ステータコイル
１０潤滑性部材
２０潤滑性部材
３０潤滑性部材
４０潤滑性部材
５０潤滑性部材
６０潤滑性部材
９１第１室内側熱交換器
９２第２室内側熱交換器
９３電子膨張弁
９４室外側熱交換器
９５圧縮機
９６四方弁
１００電動弁

Claims

主弁室の主弁ポートを開閉する主弁体と、前記主弁体に設けられた副弁室の副弁ポートの開度を変更する副弁体と、ロータの回転によりネジ送り機構を介して前記副弁体を前記主弁ポートの軸線方向に進退駆動する駆動部と、を備え、前記主弁体が前記主弁ポートを閉とした状態で、前記副弁体が前記副弁ポートの開度を変更する小流量制御域と、前記主弁体が前記主弁ポートの開度を変更するとともに該主弁ポートを全開状態とする大流量制御域と、の二段の流量制御域を有する電動弁であって、
前記副弁体が前記主弁体の円柱状のニードルガイド孔内に回転可能に挿通されるとともに、前記ニードルガイド孔の内壁と前記副弁体との間に当該ニードルガイド孔の内壁に沿った曲面の外形を有する潤滑性部材が前記副弁体に嵌合された状態で設けられ、前記副弁体は、前記ニードルガイド孔内において前記潤滑性部材のみによって前記主弁体に対して少なくとも前記軸線方向に摺動保持され、前記副弁体と前記ニードルガイド孔の内壁とが、前記潤滑性部材を介して前記軸線方向に相互に摺動自在となっていることを特徴とする電動弁。
前記潤滑性部材が、前記副弁体と前記主弁体との間に介在されるとともに、前記副弁体の前記軸線方向の進退駆動を前記主弁体に伝達する潤滑性の座金として設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電動弁。
前記副弁体が前記ロータのロータ軸と一体に形成され、前記ロータ軸を介した前記ロータの回転による前記副弁体の前記進退駆動をガイドするガイド用ボス部を有し、前記潤滑性部材が、前記主弁体側の係合部と前記ガイド用ボス部との間に介在されて前記座金として設けられる基部と、該基部から前記ガイド用ボス部の外周に延在するスリーブとで構成されていることを特徴とする請求項２に記載の電動弁。
前記副弁体が前記ロータと共に回転するとともに、該副弁体が前記潤滑性部材を介して前記主弁体内で回転方向に摺動するよう構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電動弁。
前記潤滑性部材が自己潤滑性樹脂で構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電動弁。
前記潤滑性部材が、基材の表面に自己潤滑性樹脂がコーティングされた部材であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電動弁。
圧縮機と、室内熱交換器と、室外熱交換器と、前記室内熱交換器と前記室外熱交換器との間に設けられた電子膨張弁と、前記室内熱交換器に設けられる除湿弁とを含む冷凍サイクルシステムであって、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電動弁が、前記除湿弁として用いられていることを特徴とする冷凍サイクルシステム。
圧縮機と、室内熱交換器と、室外熱交換器と、前記室内熱交換器と前記室外熱交換器との間に設けられた電子膨張弁とを含む冷凍サイクルシステムであって、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電動弁が、前記電子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。