JP6933398B2

JP6933398B2 - 電動弁

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Publication number: JP6933398B2
Application number: JP2019205189A
Authority: JP
Inventors: 吉田　竜也; 竜也吉田; 将志矢沢; 友一木内
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 2017-11-16
Filing date: 2019-11-13
Publication date: 2021-09-08
Anticipated expiration: 2037-11-16
Also published as: JP2020029960A

Description

本発明は、空気調和機、冷凍機等の冷凍サイクルに流量制御弁等として組み込まれて使用される電動弁に係り、特に、雄ねじ部と雌ねじ部とからなるねじ送り機構によってモータの回転運動を直線運動に変換して弁体を昇降させるタイプの電動弁に関する。

例えば、モータ駆動型の電動弁は、モータの回転運動を雄ねじ部と雌ねじ部とから構成されるねじ送り機構によって直線運動に変換することにより、弁体を弁座に対して昇降させて弁の開閉（つまり、弁口を通過する流体（冷媒）の流量制御）を行っている。

この種の電動弁としては、例えば、下端部に弁体が設けられた弁軸と、該弁軸が軸線方向に相対移動可能及び相対回転可能な状態で内挿される円筒部を有するガイドブッシュと、前記弁体が接離する弁シート部（弁座）を有すると共に前記ガイドブッシュが取付固定された弁本体と、前記ガイドブッシュが内挿される円筒部と前記弁軸の上端部が挿通される挿通穴が貫設された天井部とを有すると共に、前記弁軸と連結固定される弁軸ホルダと、前記弁体を閉弁方向に付勢すべく前記弁軸と前記弁軸ホルダとの間に介装された付勢部材と、前記弁軸ホルダを前記ガイドブッシュに対して回転させるためのロータ及びステータを有するモータと、前記ガイドブッシュの外周に形成された固定ねじ部（雄ねじ部）と前記弁軸ホルダの内周に形成された可動ねじ部（雌ねじ部）とからなり、前記ロータの回転駆動に応じて前記弁軸の前記弁体を前記弁シート部（弁座）に対して昇降させるためのねじ送り機構と、前記弁軸ホルダの回転下動規制を行うべく、前記ガイドブッシュの前記固定ねじ部に螺着される雌ねじ部を持つ下部ストッパに設けられた固定ストッパ体と、前記弁軸ホルダに設けられた可動ストッパ体とからなる下部ストッパ機構と、を備え、前記弁体が最下降位置にあるときに、前記弁体と前記弁シート部（弁座）との間に所定の大きさの間隙が形成されているものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

前記した如くの閉弁レスタイプの電動弁を用いた空調機では、弁体が最下降位置（通常なら全閉状態となる）にあるときでも、弁座との間に所定の大きさの間隙が形成されるため、例えば、除湿運転を深夜に行う場合、電動弁を全閉状態にすることなく冷媒量を絞った状態で運転でき、電動弁のオン／オフによる作動音の発生を抑制することができる。また、前記した如くの電動弁では、通常の閉弁タイプの電動弁と比べて、弁座への弁体の喰いつきも確実に防止できるといった利点もある。

また、弁体を弁座に対して昇降させるためのねじ送り機構として、弁軸の外周に形成された雄ねじ部とガイドブッシュの内周に形成された雌ねじ部とを利用したものなども既に知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１６−２１７４５１号公報特開２０１６−０８９８７０号公報

ところで、この種の電動弁において、ねじ送り機構を構成する雄ねじ部と雌ねじ部との間（ねじ面間）に異物が噛み込むと、摺動抵抗が増加して、弁軸が動きにくくなる動作不良が発生するおそれがある。

また、近年では、低コスト化、軽量化等に伴い、ねじ送り機構を構成する雄ねじ部や雌ねじ部を持つ部品にＰＰＳなどの樹脂材を使用するケースが増加している。この場合、成形効率の良い割り型での成形によって、前記した雄ねじ部や雌ねじ部を持つ部品を作製することが考えられる。しかし、割り型での成形を採用した場合、雄ねじ部や雌ねじ部の摺動面（ねじ面）にパーティングラインやウェルドライン（ゲート位置によって発生する場所が異なるが、成形時に材料同士がぶつかり合って盛り上がったり、材料の到達が不十分なショートが発生する箇所）が発生し、これらが摺動の妨げになって、動作性が低下する等の不具合が発生する懸念がある。

本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、動作性の低下を抑制することのできる電動弁を提供することにある。

上記する課題を解決するために、本発明に係る電動弁は、基本的に、弁体が接離する弁座付きの弁口を有する弁本体と、前記弁体が設けられた弁軸と、前記弁本体に固定されたキャンと、内側に冷媒が流通する内側空間が形成され、前記弁軸とともに回転するロータと、前記キャンの外周に配置され、前記ロータを前記弁本体に対して回転させるステータと、前記ロータの回転に応じて前記弁軸の前記弁体を前記弁本体の前記弁座に対して昇降させるための、雄ねじ部及び雌ねじ部を有するねじ送り機構と、を備え、前記内側空間は、前記ロータの上端側且つ前記キャンの内側の空間と連通され、前記雄ねじ部又は前記雌ねじ部の少なくとも一方に、昇降方向全長に亘る縦貫溝が設けられ、前記縦貫溝を冷媒が流れるように構成され、前記縦貫溝は、前記雄ねじ部又は前記雌ねじ部の少なくとも一方の昇降方向の上側で、前記内側空間と連通する部分まで延設されていることを特徴としている。

好ましい態様では、前記弁軸が内挿されるガイドブッシュと前記弁軸に連結される弁軸ホルダとの間に、前記雄ねじ部及び前記雌ねじ部が設けられ、前記縦貫溝は、前記雄ねじ部又は前記雌ねじ部が設けられた前記ガイドブッシュ又は前記弁軸ホルダの壁面の昇降方向全長に亘って延設される。

他の好ましい態様では、前記縦貫溝は、前記雌ねじ部に設けられた凹状面で構成される。

他の好ましい態様では、前記縦貫溝は、前記雄ねじ部に設けられた凹状面もしくはＤカット面で構成される。

別の好ましい態様では、前記縦貫溝は、前記雄ねじ部又は前記雌ねじ部のパーティングライン或いはウェルドラインに沿って形成される。

本発明によれば、ねじ送り機構を構成する雄ねじ部又は雌ねじ部の少なくとも一方に、昇降方向全長に亘る縦貫溝が設けられるので、昇降方向全長に亘って雄ねじ部と雌ねじ部とが噛み合っていない部分（ねじ面同士が接していない部分）である前記縦貫溝を通って流体（冷媒）がスムーズに流れるようになり、雄ねじ部と雌ねじ部との間（ねじ面間）に侵入する異物を当該縦貫溝を介して積極的に排出できるため、噛み込みのリスクを低減して、動作性の低下を抑制することができる。

また、仮に雄ねじ部と雌ねじ部との間（ねじ面間）に異物を噛み込んだ場合でも、雄ねじ部と雌ねじ部との相対回転によって異物が移動せしめられ、雄ねじ部と雌ねじ部とが噛み合っていない前記縦貫溝から前記異物が排出されるため、動作性の低下を確実に抑制することができる。

また、雄ねじ部又は雌ねじ部のパーティングライン或いはウェルドラインに沿って、凹状面やＤカット面で構成される縦貫溝が形成されるので、それらによって摺動が阻害されなくなり、動作性の低下をより確実に抑制することができる。

本発明に係る電動弁の第１実施形態を示す縦断面図。図１に示される弁軸ホルダを示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は上面図。図１のＵ−Ｕ矢視線に従う断面図。図１に示される弁軸ホルダを示す、図３のＶ−Ｖ矢視線に従う断面図。本発明に係る電動弁の第２実施形態を示す縦断面図。図５のＵ−Ｕ矢視線に従う断面図。図５に示される弁軸ホルダを示す、図６のＶ−Ｖ矢視線に従う断面図。本発明に係る電動弁の第３実施形態を示す縦断面図。図８のＵ−Ｕ矢視線に従う断面図。図８に示されるガイドブッシュを示す左側面図。本発明に係る電動弁の第４実施形態を示す縦断面図。図１１のＵ−Ｕ矢視線に従う断面図。図１１に示されるガイドブッシュを示す左側面図。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。

なお、各図において、部材間に形成される隙間や部材間の離隔距離等は、発明の理解を容易にするため、また、作図上の便宜を図るため、誇張して描かれている場合がある。また、本明細書において、上下、左右等の位置、方向を表わす記述は、図１等の方向矢印表示を基準としており、実際の使用状態での位置、方向を指すものではない。

［第１実施形態］
図１は、本発明に係る電動弁の第１実施形態を示す縦断面図である。

図示実施形態の電動弁１は、空気調和機、冷凍機等の冷凍サイクルに流量制御弁等として組み込まれて使用されるもので、主に、弁体１４が設けられた弁軸１０と、ガイドブッシュ２０と、弁軸ホルダ３０と、弁本体４０と、キャン５５と、ロータ５１とステータ５２とからなるステッピングモータ５０と、圧縮コイルばね（付勢部材）６０と、ストッパとしての固定部材７０と、ねじ送り機構２８と、下部ストッパ機構２９とを備える。

前記弁軸１０は、上側から、上部小径部１１と、中間大径部１２と、下部小径部１３とを有し、その下部小径部１３の下端部に、弁口４６を流れる流体（冷媒）の通過流量を制御するための段付き逆円錐状の弁体１４が一体的に形成されている。

前記ガイドブッシュ２０は、例えば樹脂製とされ、前記弁軸１０（の中間大径部１２）が軸線Ｏ方向に相対移動（摺動）可能及び軸線Ｏ回りに相対回転可能な状態で内挿される円筒部２１と、該円筒部２１の上端部から上方に延びており、該円筒部２１よりも内径が大きく、前記弁軸１０の中間大径部１２の上端側と上部小径部１１の下端側とが内挿される延設部２２とを有している。前記ガイドブッシュ２０の円筒部２１の外周には、ロータ５１の回転駆動に応じて前記弁軸１０の弁体１４を弁本体４０の弁座４６ａに対して昇降させるねじ送り機構２８の一方を構成する固定ねじ部（雄ねじ部）２３が形成されている。また、前記円筒部２１の下部（固定ねじ部２３より下側の部分）は、大径とされ、弁本体４０の嵌合穴４４への嵌合部２７とされる。前記固定ねじ部２３（における弁軸ホルダ３０より下側）には、下部ストッパ２５が螺着されており、その下部ストッパ２５の外周には、弁軸ホルダ３０の回転下動規制を行う下部ストッパ機構２９の一方を構成する固定ストッパ体２４が一体的に突設されている。なお、本例では、嵌合部２７の上面２７ａは、下部ストッパ２５の下動規制を行う（言い換えれば、後述する着座状態における下部ストッパ２５の位置を規定する）ストッパ部とされる。

また、本例では、前記ガイドブッシュ２０（の固定ねじ部２３）に取着された下部ストッパ２５に、ストッパ押さえ４８が外装されており、当該ストッパ押さえ４８によって下部ストッパ２５がガイドブッシュ２０（の固定ねじ部２３）に対して回転不能に連結されている（後で詳述）。

前記弁軸ホルダ３０は、例えば樹脂製（好ましくは、固定部材７０との接触を考慮して、耐摩耗性の高いＳＵＳや炭素繊維等で強化された樹脂製）とされ、前記ガイドブッシュ２０が内挿される円筒部３１と前記弁軸１０（の上部小径部１１）の上端部が（軸線Ｏ方向に相対移動可能及び軸線Ｏ回りに相対回転可能な状態で）挿通される挿通穴３２ａが貫設された天井部３２とを有している。前記弁軸ホルダ３０の円筒部３１の内周下部には、前記ガイドブッシュ２０の固定ねじ部２３と螺合して前記ねじ送り機構２８を構成する可動ねじ部（雌ねじ部）３３が形成されている。また、円筒部３１の内周上部は、前記ガイドブッシュ２０の円筒状の延設部２２の外周に当接（摺接）せしめられ、これにより、当該弁軸ホルダ３０がガイドブッシュ２０（の外周）にガイドされながら軸線Ｏ方向（上下方向）に昇降せしめられるようになっている。また、その円筒部３１の外周下端には、前記下部ストッパ機構２９の他方を構成する可動ストッパ体３４が一体的に突設されている。

また、前記弁軸ホルダ３０の天井部３２の上面（後述する固定部材７０のフランジ部７２との対向面）には、図１とともに図２を参照すればよくわかるように、平面視で（軸線Ｏ方向で視て）略扇形状（ここでは、中心角が約９０度の扇形状）の２つの凸部３５が一体に形成されている。詳しくは、前記２つの凸部３５は、天井部３２の上面における挿通穴３２ａ周り（言い換えれば、弁軸ホルダ３０の回転軸線Ｏ周り）で軸線Ｏに対して反対側に（言い換えれば、弁軸ホルダ３０の回転軸線Ｏに対して対称となる位置に）上向きに突設されるとともに、その間（本例では、前記可動ストッパ体３４の周方向の一端面３４ａの上方部分、つまり、軸線Ｏ方向で視たときに前記可動ストッパ体３４の周方向の一端面３４ａと同じ位置を含む部分）が切り欠かれた形状を有している（平面視で略扇形状（ここでは、中心角が約９０度の扇形状）の切欠き３６）。

前記の凸部３５によって、固定部材７０に対する弁軸ホルダ３０の接触面積が減少するため、例えば、弁軸ホルダ３０が固定部材７０に当接するときの接触抵抗（回転摺動抵抗）が小さくなる。

また、例えば、前記弁軸ホルダ３０が樹脂等の成形品で作製されている場合、成形時に形成されるウェルドラインやパーティングラインの位置と切欠き３６の位置とを合わせる、すなわち、成形時にウェルドラインやパーティングラインが形成される箇所に切欠き３６を設けることにより、前記接触抵抗（回転摺動抵抗）をさらに小さくできるとともに、前記弁軸ホルダ３０の摺動面の平坦度が高くなり、弁軸１０の軸ずれをさらに抑えることができる。

例えば、弁軸ホルダ３０における可動ストッパ体３４の逆側に成形用の樹脂を注入するためのゲートが設けられる場合、前述のように、可動ストッパ体３４の上方（より具体的には、可動ストッパ体３４の周方向の一端面３４ａの上方部分）に切欠き３６を設けることにより、前記弁軸ホルダ３０の凸部３５には、成形時に形成されるウェルドラインやパーティングラインが存在しなくなるので、前記接触抵抗（回転摺動抵抗）をさらに小さくできるとともに、前記弁軸ホルダ３０の摺動面の平坦度が高くなり、弁軸１０の軸ずれをさらに抑えることができる。

また、弁軸ホルダ３０の天井部３２の上面において前記凸部３５を弁軸ホルダ３０の回転軸線Ｏに対して対称に配置することで、弁軸１０の軸ずれをより効果的に抑えられるとともに、前記凸部３５を弁軸ホルダ３０の回転軸線Ｏ周りの複数の箇所に分散して配置することで、固定部材７０に対する弁軸ホルダ３０（の凸部３５）の接触面積をさらに減少させることが可能となる。

なお、前記弁軸ホルダ３０の天井部３２の上面に設けられる凸部３５の形状、数、位置等は、図示例に限られないことは当然であるし、前記凸部３５は省略してもよい。

また、前記弁軸１０の上部小径部１１と中間大径部１２との間に形成された段丘面（段差部）１５と前記弁軸ホルダ３０の天井部３２の下面との間には、前記弁軸ホルダ３０の天井部３２の下面側に配置された円板状の押さえ板（ワッシャ）６１を挟んで、弁軸１０の上部小径部１１に外挿されるように、前記弁軸１０と前記弁軸ホルダ３０とが昇降方向（軸線Ｏ方向）で離れる方向に付勢する、言い換えれば前記弁軸１０（弁体１４）を常時下方（閉弁方向）に付勢する円筒状の圧縮コイルばね（付勢部材）６０が縮装されている。

前記弁本体４０は、例えば真鍮やＳＵＳ等の金属製円筒体から構成されている。この弁本体４０は、内部に流体が導入導出される弁室４０ａを有し、該弁室４０ａの側部に設けられた横向きの第１開口４１に第１導管４１ａがろう付け等により連結固定され、該弁室４０ａの天井部に前記弁軸１０（の中間大径部１２）が軸線Ｏ方向に相対移動（摺動）可能及び軸線Ｏ回りに相対回転可能な状態で挿通される挿通穴４３及び前記ガイドブッシュ２０の下部（嵌合部２７）が嵌合されて取付固定される嵌合穴４４が形成され、該弁室４０ａの下部に設けられた縦向きの第２開口４２に第２導管４２ａがろう付け等により連結固定されている。また、前記弁室４０ａと前記第２開口４２との間の底部壁４５に、前記弁体１４が接離する弁座４６ａを有する段付きの弁口４６が形成されている。

前記弁本体４０の上端部外周には円環状の鍔状板４７がかしめ、ろう付け等により固着されるとともに、該鍔状板４７の外周に設けられた段差部に、天井付き円筒状のキャン５５の下端部が突き合わせ溶接等により密封接合されている。

また、本例では、前記鍔状板４７の上面（キャン５５側の表面）に、前記下部ストッパ２５に係合して当該下部ストッパ２５のガイドブッシュ２０に対する相対回転を防止するストッパ押さえ４８が配置固定されている。

前記ストッパ押さえ４８は、例えば真鍮やＳＵＳ等の金属部材からプレス加工等にて作製された円板状部材からなり、前記下部ストッパ２５が挿通される嵌挿穴が形成されるとともに、その嵌挿穴に隣接して（言い換えれば、嵌挿穴の外周部分に）、前記下部ストッパ２５（の外面）を挟持する複数個（図１にはそのうちの２個が示される）の支持爪４９が立設されている（詳細構造は、例えば上記特許文献１参照）。

このストッパ押さえ４８の外周部分が、鍔状板４７（の上面）に当接せしめられて溶接・溶着・接着等により接合固定されることにより、下部ストッパ２５は、ガイドブッシュ２０（の固定ねじ部２３）に対して相対回転不能に連結される。

前記キャン５５の内側かつ前記ガイドブッシュ２０及び前記弁軸ホルダ３０の外側には、ロータ５１が回転自在に配在され、前記キャン５５の外側に、前記ロータ５１を回転駆動すべく、ヨーク５２ａ、ボビン５２ｂ、ステータコイル５２ｃ、及び樹脂モールドカバー５２ｄ等からなるステータ５２が配置されている。ステータコイル５２ｃには、複数のリード端子５２ｅが接続され、これらのリード端子５２ｅには、基板５２ｆを介して複数のリード線５２ｇが接続され、ステータコイル５２ｃへの通電励磁によってキャン５５内に配在されたロータ５１が軸線Ｏ回りで回転するようになっている。

キャン５５内に配在された前記ロータ５１は、前記弁軸ホルダ３０に係合支持されており、当該弁軸ホルダ３０は前記ロータ５１とともに（一体に）回転するようになっている。

詳細には、前記ロータ５１は、内筒５１ａ、外筒５１ｂ、及び内筒５１ａと外筒５１ｂとを軸線Ｏ回りの所定の角度位置で接続する接続部５１ｃからなる二重管構成とされ、内筒５１ａの内周に、（例えば、軸線Ｏ回りで１２０度の角度間隔で）軸線Ｏ方向（上下方向）に延びる縦溝５１ｄが形成されている。

一方、前記弁軸ホルダ３０の外周（の上半部分）には、図２を参照すればよくわかるように、その上端に円錐台面からなるテーパ面部３０ｃが設けられ、そのテーパ面部３０ｃの下側に、（例えば、軸線Ｏ回りで１２０度の角度間隔で）上下方向に延びる突条３０ａが突設され、その突条３０ａの下部両側には、前記ロータ５１を支持する上向きの係止面３０ｂが形成されている。

このように、ロータ５１の内筒５１ａの縦溝５１ｄと弁軸ホルダ３０の突条３０ａとが係合し、かつロータ５１の内筒５１ａの下面と弁軸ホルダ３０の係止面３０ｂとが当接することにより、ロータ５１が弁軸ホルダ３０に対して位置合わせされた状態でその外周に支持固定され、前記弁軸ホルダ３０は、前記ロータ５１を前記キャン５５内で支持しながら当該ロータ５１とともに回転される。

なお、本例では、弁軸ホルダ３０の上面がロータ５１の内筒５１ａの上面と面一あるいはそれより若干上側に位置するように、前記ロータ５１が前記弁軸ホルダ３０に係合支持されている。

前記ロータ５１及び弁軸ホルダ３０の上側には、弁軸ホルダ３０とロータ５１との昇降方向における相対移動を防止する（言い換えれば、弁軸ホルダ３０に対してロータ５１を下方に押し付けて抜け止め係止する）とともに弁軸１０と弁軸ホルダ３０とを連結すべく、前記弁軸１０（の上部小径部１１）の上端部に外嵌固定された固定部材７０が配在されている。

前記固定部材７０は、例えば真鍮やＳＵＳ等の金属部材からプレス加工、切削加工等にて作製され、前記弁軸１０（の上部小径部１１）の上端部に外嵌されて圧入、溶接、溶着、接着等により接合固定された小径上部７１ａと大径下部７１ｂとからなる段付き円筒状の固定部７１と、該固定部７１（の大径下部７１ｂ）の下端部からロータ５１の内筒５１ａ付近まで外向きに延びる円板状のフランジ部７２とを有する。

前記フランジ部７２の下面は、前記弁軸ホルダ３０の上面及びロータ５１（の内筒５１ａ）の上面に対向せしめられるとともに、その弁軸ホルダ３０の上面に設けられた凸部３５（の上面）及びロータ５１（の内筒５１ａの上面）に対接せしめられるようになっている。

前記したように、前記ロータ５１は、圧縮コイルばね６０の付勢力により上方に付勢される弁軸ホルダ３０と前記固定部材７０（のフランジ部７２の外周部分）の間で挟持されて抜け止め係止される。

また、前記弁軸１０の上端部に固定された前記固定部材７０（における固定部７１の大径下部７１ｂ）には、動作時にガイドブッシュ２０に対して弁軸ホルダ３０が上方に移動し過ぎて、ガイドブッシュ２０の固定ねじ部２３と弁軸ホルダ３０の可動ねじ部３３との螺合が外れるのを防止すべく、弁軸ホルダ３０をガイドブッシュ２０側に付勢するコイルばねからなる復帰ばね７５が外装されている。

そして、当該電動弁１では、例えば弁座４６ａへの弁体１４の喰いつきを防止するとともに、低流量域での制御性を確保すべく、弁体１４が最下降位置（原点位置）にあるときに、弁体１４と弁座４６ａとの間に所定の大きさの間隙が形成されるようになっている。

この電動弁１の組立工程、特に、弁体１４の原点位置（最下降位置）出し工程を詳説すると、まず、弁軸１０、ガイドブッシュ２０、下部ストッパ２５、圧縮コイルばね６０、弁軸ホルダ３０、ロータ５１、弁本体４０、鍔状板４７等を組み付ける。例えば、弁本体４０に鍔状板４７をろう付けし、弁本体４０にガイドブッシュ２０を圧入固定した後に、ガイドブッシュ２０（の固定ねじ部２３）に下部ストッパ２５を螺着する等してそれらを組み付ける。このとき、下部ストッパ２５は、ガイドブッシュ２０に対して相対回転可能に螺合させておく。なお、下部ストッパ２５は、この段階で、ガイドブッシュ２０のストッパ部２７ａと当接させて配置してもよいし、そのストッパ部２７ａと間隔をあけて配置してもよい。次いで、弁軸１０の下端部に設けられた弁体１４が弁座４６ａに接当（着座）し、圧縮コイルばね６０が若干圧縮され、弁軸ホルダ３０の可動ストッパ体３４と下部ストッパ２５の固定ストッパ体２４とが当接し、かつ、下部ストッパ２５（の下面）がガイドブッシュ２０のストッパ部２７ａと当接するまで、ガイドブッシュ２０の固定ねじ部２３と弁軸ホルダ３０の可動ねじ部３３とからなるねじ送り機構２８を利用して、前記弁軸ホルダ３０、ロータ５１、及び弁軸１０を回転させながら下降させる。そして、このように弁軸ホルダ３０が最下降位置に配置された状態で、弁軸１０の上端部に固定部材７０を圧入、溶接、溶着、接着等により外嵌固定する（着座状態）。

次に、上記着座状態から、弁軸１０、弁軸ホルダ３０、ロータ５１、固定部材７０等が一体とされた組立体を、前記ねじ送り機構２８を利用して回転させながら上昇させてガイドブッシュ２０から取り外した後、ストッパ押さえ４８を上から落し込むようにして下部ストッパ２５に外装しつつ弁本体４０及び鍔状板４７上に載置し、下部ストッパ２５をストッパ押さえ４８とともにガイドブッシュ２０に対して開弁方向（例えば、平面視で反時計回り）に所定回転角度だけ回転させる。そして、ストッパ押さえ４８を弁本体４０の鍔状板４７に溶接・溶着・接着等により接合固定して、下部ストッパ２５を、ガイドブッシュ２０（の固定ねじ部２３）に相対回転不能に連結固定した後、再びねじ送り機構２８を利用して前記組立体をガイドブッシュ２０に組み付ける。これにより、下部ストッパ２５の固定ストッパ体２４のガイドブッシュ２０に対する位置が変わるので、弁軸ホルダ３０の可動ストッパ体３４と下部ストッパ２５の固定ストッパ体２４とが当接して、弁軸ホルダ３０が最下降位置にあるときでも、弁体１４と弁座４６ａとの間に所定の大きさの間隙が形成される。

なお、ストッパ押さえ４８を下部ストッパ２５に装着する前に、下部ストッパ２５をガイドブッシュ２０に対して開弁方向に所定回転角度だけ回転させ、その後、ストッパ押さえ４８を下部ストッパ２５に外装して弁本体４０の鍔状板４７に接合固定してもよい。

かかる構成の電動弁１では、ステータ５２（のステータコイル５２ｃ）への通電励磁によってロータ５１が回転せしめられると、それと一体に弁軸ホルダ３０及び弁軸１０が回転せしめられる。このとき、ガイドブッシュ２０の固定ねじ部２３と弁軸ホルダ３０の可動ねじ部３３とからなるねじ送り機構２８により、弁軸１０が弁体１４を伴って昇降せしめられ、これによって、弁体１４と弁座４６ａとの間の間隙（リフト量、弁開度）が増減されて、冷媒等の流体の通過流量が調整される。また、弁軸ホルダ３０の可動ストッパ体３４とガイドブッシュ２０に固定された下部ストッパ２５の固定ストッパ体２４とが当接し、弁体１４が最下降位置にあるときでも、弁体１４と弁座４６ａとの間に間隙が形成されるため、所定量の通過流量が確保される。

上記構成に加えて、本実施形態の電動弁１では、動作性を確保すべく、次のような方策が講じられている。

すなわち、図１とともに図３及び図４を参照すればよく分かるように、弁軸ホルダ３０の円筒部３１の内周に形成された可動ねじ部（雌ねじ部）３３に、軸線Ｏ方向（昇降方向）全長に亘って延設された凹状面で構成される縦貫溝３３ｔが形成されている。本例では、前記縦貫溝３３ｔは、軸線Ｏに対して反対側に（言い換えれば、弁軸ホルダ３０の回転軸線Ｏに対して対称となる位置に）２個設けられている。

このように、本実施形態の電動弁１では、ねじ送り機構２８を構成する弁軸ホルダ３０の雌ねじ部３３に、昇降方向（軸線Ｏ方向）全長に亘る縦貫溝３３ｔが設けられるので、昇降方向（軸線Ｏ方向）全長に亘ってガイドブッシュ２０の雄ねじ部２３と弁軸ホルダ３０の雌ねじ部３３とが噛み合っていない部分（ねじ面同士が接していない部分）である前記縦貫溝３３ｔを通って（キャン５５内の）流体（冷媒）がスムーズに流れるようになり、雄ねじ部２３と雌ねじ部３３との間（ねじ面間）に侵入する異物を当該縦貫溝３３ｔを介して積極的に排出できるため、噛み込みのリスクを低減して、動作性の低下を抑制することができる。

また、仮にガイドブッシュ２０の雄ねじ部２３と弁軸ホルダ３０の雌ねじ部３３との間（ねじ面間）に異物を噛み込んだ場合でも、雄ねじ部２３と雌ねじ部３３との相対回転によって異物が移動せしめられ、雄ねじ部２３と雌ねじ部３３とが噛み合っていない前記縦貫溝３３ｔから前記異物が排出されるため、動作性の低下を確実に抑制することができる。

また、例えば、前記弁軸ホルダ３０が樹脂等の成形品で作製されている場合、成形時に形成されるウェルドラインやパーティングラインの位置と縦貫溝３３ｔの位置とを合わせる、すなわち、成形時に弁軸ホルダ３０の雌ねじ部３３に形成されるウェルドラインやパーティングラインに沿って縦貫溝３３ｔを形成することにより、ウェルドラインやパーティングラインによって摺動が阻害されなくなり、動作性の低下をより確実に抑制することができる。

例えば、弁軸ホルダ３０における可動ストッパ体３４の逆側に成形用の樹脂を注入するためのゲートが設けられる場合、前述のように、可動ストッパ体３４の内側（より具体的には、可動ストッパ体３４の周方向の一端面３４ａの内側）に縦貫溝３３ｔを設けることにより、前記弁軸ホルダ３０の雌ねじ部３３には、成形時に形成されるウェルドラインやパーティングラインが存在しなくなるので、前記したように、動作性の低下をより確実に抑制することができる。

［第２実施形態］
図５は、本発明に係る電動弁の第２実施形態を示す縦断面図である。

本第２実施形態の電動弁２は、上記第１実施形態の電動弁１に対し、主に、縦貫溝３３ｔの形状が相違しており、その他の構成は略同じである。したがって、第１実施形態の各部に対応する部分には共通の符号を付して重複説明を省略し、以下では、相違点を重点的に説明する。

本実施形態の電動弁２では、図５とともに図６及び図７を参照すればよく分かるように、前記縦貫溝３３ｔ（言い換えれば、凹状面）が、雌ねじ部３３の上側まで延設され、弁軸ホルダ３０の円筒部３１の内周（内壁面）の軸線Ｏ方向（昇降方向）全長に亘って形成されている。

このように、本実施形態の電動弁２では、前記縦貫溝３３ｔが、弁軸ホルダ３０の円筒部３１の内周（内壁面）の軸線Ｏ方向（昇降方向）全長に亘って延設され、雌ねじ部３３の上側でガイドブッシュ２０の延設部２２の外周に当接（摺接）する部分まで延設されるので、雄ねじ部２３と雌ねじ部３３との間（ねじ面間）に加えて弁軸ホルダ３０の円筒部３１とガイドブッシュ２０の延設部２２との間（摺動面間）に侵入する異物を当該縦貫溝３３ｔから排出しやすくなり、動作性の低下を更に確実に抑制することができる。

また、例えば、前記弁軸ホルダ３０が樹脂等の成形品で作製されている場合、成形時に弁軸ホルダ３０の内周（内壁面）に形成されるウェルドラインやパーティングラインに沿って縦貫溝３３ｔを形成することにより、ウェルドラインやパーティングラインによって摺動が阻害されなくなり、動作性の低下を更に確実に抑制することができる。

例えば、弁軸ホルダ３０における可動ストッパ体３４の逆側に成形用の樹脂を注入するためのゲートが設けられる場合、前述のように、可動ストッパ体３４の内側（より具体的には、可動ストッパ体３４の周方向の一端面３４ａの内側）に（軸線Ｏ方向全長に亘る）縦貫溝３３ｔを設けることにより、前記弁軸ホルダ３０の内周（内壁面）（雌ねじ部３３、及び、ガイドブッシュ２０の延設部２２の外周に当接する部分）には、成形時に形成されるウェルドラインやパーティングラインが存在しなくなるので、前記したように、動作性の低下を更に確実に抑制することができる。

［第３実施形態］
図８は、本発明に係る電動弁の第３実施形態を示す縦断面図である。

本第３実施形態の電動弁３は、上記第１実施形態の電動弁１に対し、主に、縦貫溝３３ｔの形成位置が相違しており、その他の構成は略同じである。したがって、第１実施形態の各部に対応する部分には共通の符号を付して重複説明を省略し、以下では、相違点を重点的に説明する。

本実施形態の電動弁３では、弁軸ホルダ３０の雌ねじ部３３に形成した縦貫溝３３ｔに代えて、図８とともに図９及び図１０を参照すればよく分かるように、ガイドブッシュ２０の円筒部２１の外周に形成された固定ねじ部（雄ねじ部）２３に、軸線Ｏ方向（昇降方向）全長に亘って延設された凹状面で構成される縦貫溝２３ｔが形成されている。

このように、本実施形態の電動弁３では、ねじ送り機構２８を構成するガイドブッシュ２０の雄ねじ部２３に、昇降方向（軸線Ｏ方向）全長に亘る縦貫溝２３ｔが設けられるので、上記第１実施形態と同様、昇降方向（軸線Ｏ方向）全長に亘ってガイドブッシュ２０の雄ねじ部２３と弁軸ホルダ３０の雌ねじ部３３とが噛み合っていない部分（ねじ面同士が接していない部分）である前記縦貫溝２３ｔを通って（キャン５５内の）流体（冷媒）がスムーズに流れるようになり、雄ねじ部２３と雌ねじ部３３との間（ねじ面間）に侵入する異物を当該縦貫溝２３ｔを介して積極的に排出できるため、噛み込みのリスクを低減して、動作性の低下を抑制することができる。

また、仮にガイドブッシュ２０の雄ねじ部２３と弁軸ホルダ３０の雌ねじ部３３との間（ねじ面間）に異物を噛み込んだ場合でも、雄ねじ部２３と雌ねじ部３３との相対回転によって異物が移動せしめられ、雄ねじ部２３と雌ねじ部３３とが噛み合っていない前記縦貫溝２３ｔから前記異物が排出されるため、動作性の低下を確実に抑制することができる。

また、例えば、前記ガイドブッシュ２０が樹脂等の成形品で作製されている場合、成形時に形成されるウェルドラインやパーティングラインの位置と縦貫溝２３ｔの位置とを合わせる、すなわち、成形時にガイドブッシュ２０の雄ねじ部２３に形成されるウェルドラインやパーティングラインに沿って縦貫溝２３ｔを形成することにより、前記ガイドブッシュ２０の雄ねじ部２３には、成形時に形成されるウェルドラインやパーティングラインが存在しなくなるので、ウェルドラインやパーティングラインによって摺動が阻害されなくなり、動作性の低下をより確実に抑制することができる。

［第４実施形態］
図１１は、本発明に係る電動弁の第４実施形態を示す縦断面図である。

本第４実施形態の電動弁４は、上記第３実施形態の電動弁３に対し、主に、縦貫溝２３ｔの形状が相違しており、その他の構成は略同じである。したがって、第３実施形態の各部に対応する部分には共通の符号を付して重複説明を省略し、以下では、相違点を重点的に説明する。

本実施形態の電動弁４では、図１１とともに図１２及び図１３を参照すればよく分かるように、前記縦貫溝２３ｔが、ガイドブッシュ２０の外周に形成された雄ねじ部２３に設けられたＤカット面で構成されるとともに、この縦貫溝２３ｔ（言い換えれば、Ｄカット面）が、雄ねじ部２３の上側（延設部２２側）まで延設され、ガイドブッシュ２０の円筒部２１及び延設部２２の外周（外壁面）の軸線Ｏ方向（昇降方向）全長に亘って形成されている。本例では、前記縦貫溝２３ｔは、軸線Ｏに対して反対側に（言い換えれば、ガイドブッシュ２０の軸線Ｏに対して対称となる位置に）２個設けられている。

このように、本実施形態の電動弁４では、前記縦貫溝２３ｔが、ガイドブッシュ２０の円筒部２１及び延設部２２の外周（外壁面）の軸線Ｏ方向（昇降方向）全長に亘って延設され、雄ねじ部２３の上側で弁軸ホルダ３０の円筒部３１の内周に当接（摺接）する部分まで延設されるので、上記第３実施形態に加えて上記第２実施形態と同様の作用効果が得られることは当然である。

なお、上記実施形態では、ガイドブッシュ２０（の外周）に形成された雄ねじ部（固定ねじ部）２３と弁軸ホルダ３０（の内周）に形成された雌ねじ部（可動ねじ部）３３とで、弁体１４を弁座４６ａに対して昇降させるためのねじ送り機構２８を構成しているが、固定ねじ部側を雌ねじ部、可動ねじ部側を雄ねじ部としてもよいことは勿論である（例えば、上記特許文献２参照）。

また、上記第１、２実施形態では、弁軸ホルダ３０（の内周）に形成された雌ねじ部（可動ねじ部）３２に縦貫溝３３ｔを形成し、上記第３実施形態では、ガイドブッシュ２０（の外周）に形成された雄ねじ部（固定ねじ部）２３に縦貫溝２３ｔを形成しているが、弁軸１０の昇降運動を阻害しなければ、雌ねじ部（可動ねじ部）と雄ねじ部（固定ねじ部）の双方に縦貫溝を形成してもよいことは詳述するまでも無い。

また、上記実施形態では、ねじ送り機構２８を構成する雄ねじ部２３や雌ねじ部３３を持つガイドブッシュ２０や弁軸ホルダ３０をＰＰＳ等の樹脂製としているが、例えばＳＵＳや真鍮等の金属製としてもよいことは勿論である。

また、上記実施形態では、弁体１４が最下降位置（通常なら全閉状態となる）にあるときに、弁体１４と弁座４６ａとの間に所定の大きさの間隙が形成される（すなわち、弁体１４が弁座４６ａに着座しない）閉弁レスタイプの電動弁について説明したが、例えば、弁体が弁座に着座するタイプの電動弁においても、前記と同様の作用効果が得られることは詳述するまでも無い。

１電動弁（第１実施形態）
２電動弁（第２実施形態）
３電動弁（第３実施形態）
４電動弁（第４実施形態）
１０弁軸
１４弁体
２０ガイドブッシュ
２１円筒部
２２延設部
２３固定ねじ部（雄ねじ部）
２３ｔ縦貫溝（第３、第４実施形態）
２４固定ストッパ体
２５下部ストッパ
２８ねじ送り機構
２９下部ストッパ機構
３０弁軸ホルダ
３１円筒部
３２天井部
３３可動ねじ部（雌ねじ部）
３３ｔ縦貫溝（第１、第２実施形態）
３４可動ストッパ体
３５凸部
４０弁本体
４０ａ弁室
４１第１開口
４１ａ第１導管
４２第２開口
４２ａ第２導管
４３挿通穴
４４嵌合穴
４５底部壁
４６弁口
４６ａ弁座
４７鍔状板
４８ストッパ押さえ
５０ステッピングモータ
５１ロータ
５２ステータ
５５キャン
６０圧縮コイルばね
７０固定部材
７１固定部
７２フランジ部
Ｏ軸線

Claims

弁体が接離する弁座付きの弁口を有する弁本体と、
前記弁体が設けられた弁軸と、
前記弁本体に固定されたキャンと、
内側に冷媒が流通する内側空間が形成され、前記弁軸とともに回転するロータと、
前記キャンの外周に配置され、前記ロータを前記弁本体に対して回転させるステータと、
前記ロータの回転に応じて前記弁軸の前記弁体を前記弁本体の前記弁座に対して昇降させるための、雄ねじ部及び雌ねじ部を有するねじ送り機構と、を備える冷凍サイクル用の電動弁であって、
前記内側空間は、前記ロータの上端側且つ前記キャンの内側の空間と連通され、
前記雄ねじ部又は前記雌ねじ部の少なくとも一方に、昇降方向全長に亘る縦貫溝が設けられ、前記縦貫溝を冷媒が流れるように構成され、
前記縦貫溝は、前記雄ねじ部又は前記雌ねじ部の少なくとも一方の昇降方向の上側で、前記内側空間と連通する部分まで延設されていることを特徴とする電動弁。
前記弁軸が内挿されるガイドブッシュと前記弁軸に連結される弁軸ホルダとの間に、前記雄ねじ部及び前記雌ねじ部が設けられ、
前記縦貫溝は、前記雄ねじ部又は前記雌ねじ部が設けられた前記ガイドブッシュ又は前記弁軸ホルダの壁面の昇降方向全長に亘って延設されていることを特徴とする請求項１に記載の電動弁。
前記縦貫溝は、前記雌ねじ部に設けられた凹状面で構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動弁。
前記縦貫溝は、前記雄ねじ部に設けられた凹状面もしくはＤカット面で構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電動弁。
前記縦貫溝は、前記雄ねじ部又は前記雌ねじ部のパーティングライン或いはウェルドラインに沿って形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電動弁。