電動弁
【課題】ロータ軸を支持する支持部材によりロータ室と弁室とを均圧するようにした電動弁において、異物捕集機構を設けた電動弁を提供する。
【解決手段】弁ハウジング１０の開口部１０ａに支持部材１を取り付ける。開口部１０ａの端部にケース７１を溶接により固着する。ケース７１内にマグネットロータ７２を収容する。ロータ軸７３の雄ねじ部７３ａを支持部材１のホルダ部１１の雌ねじ部１１ｂに螺合し、ロータ軸７３を支持部材１で支持する。支持部材１の嵌合部１２の外周の径を弁ハウジング１０の内径より小さくして、間隙１２ｂを形成する。嵌合部１２のフランジ部１３側に縮径部１２ａ（凹部）を形成する。フランジ部１３に縮径部１２ａに連通する連通孔１３ａを形成する。
【解決手段】弁ハウジング１０の開口部１０ａに支持部材１を取り付ける。開口部１０ａの端部にケース７１を溶接により固着する。ケース７１内にマグネットロータ７２を収容する。ロータ軸７３の雄ねじ部７３ａを支持部材１のホルダ部１１の雌ねじ部１１ｂに螺合し、ロータ軸７３を支持部材１で支持する。支持部材１の嵌合部１２の外周の径を弁ハウジング１０の内径より小さくして、間隙１２ｂを形成する。嵌合部１２のフランジ部１３側に縮径部１２ａ（凹部）を形成する。フランジ部１３に縮径部１２ａに連通する連通孔１３ａを形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機等の冷凍サイクル中に設けられ、冷媒の流量を制御する電動弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷凍サイクル中に接続される電動弁は、冷凍サイクル全体の気密性を確保する必要があるため、駆動部であるステッピングモータ等のロータをロータ室内に配設してこのロータ室を弁室と共に密閉するようにしている。この種の電動弁は「キャンドタイプ」と称され、例えば実用新案登録第３１４５０４８号公報（特許文献１）、実開平２−４８７６６号のマイクロフィルム（特許文献２）に開示されたものがある。
【０００３】
特許文献１の電動弁は、円筒形状の弁ハウジングに弁座が取り付けられ、その反対側の開口部に支持部材が取り付けられ、支持部材の円柱孔内には弁体が嵌合されている。弁ハウジングの上端には、ステッピングモータのケースが気密に固定されている。ケース内はロータ室を形成しており、その内部にロータが回転可能に設けられている。ロータのロータ軸には雄ねじ部が形成され、その雄ねじ部が支持部材の雌ねじ部に螺合され、ロータ軸の下端に弁体が係合している。また、ケースの外周にはロータを回転駆動するステータコイルが配設されている。そして、ロータを回転し、ロータ軸と支持部材のねじ送り機構により弁体を軸方向に移動し、弁座の弁ポートの開度を変化させて冷媒の流量を制御する。また、弁体を移動するときロータも軸方向に移動するが、この弁体及びロータを移動する力に対するロータ室と弁室との差圧の影響を低減するために、支持部材にはロータ室と弁室とを均圧する均圧孔が設けられている。
【０００４】
また、従来の電動弁として例えば図５及び図６に示すものがある。図５は従来の電動弁の縦断面図及び要部拡大断面図、図６は従来の電動弁の支持部材の一部破砕側面図（図６(A) ）及び底面図（図６(B) ）である。この電動弁は、弁ハウジング１０を有し、弁ハウジング１０には円柱状の弁室１０Ａが形成されている。また、弁ハウジング１０には、側面側から弁室１０Ａに連通する一次継手管２０が取り付けられるとともに、弁室１０Ａの軸線Ｌ方向の片側端部に二次継手管３０が取り付けられている。さらに、弁ハウジング１０には、二次継手管３０の弁室１０Ａ側に弁座部材４０が配設されている。そして、弁座部材４０には、弁室１０Ａと二次継手管３０とを連通する断面形状が円形の弁ポート４０ａが形成されている。
【０００５】
弁ハウジング１０の上端の開口部１０ａには、支持部材４が取り付けられている。支持部材４は、略円柱状で樹脂製のホルダ部４１と、弁ハウジング１０の開口部１０ａ内に嵌合される嵌合部４２と、リング状で金属製のフランジ部４３とで構成されている。ホルダ部４１には軸線Ｌ方向に長いガイド孔４１ａが形成されるとともに、上部中央に雌ねじ部４１ｂが形成されている。ガイド孔４１ａには円筒状の弁ホルダ５が軸線Ｌ方向に摺動可能に嵌合されている。弁ホルダ５は弁室１０Ａと同軸に取り付けられ、この弁ホルダ５の下端部には端部にニードル弁６１を有する弁体６が固着されている。また、弁ホルダ５内には、バネ受け５１が軸線Ｌ方向に移動可能に設けられ、バネ受け５１と弁体６との間には圧縮コイルバネ５２が所定の荷重を与えられた状態で取り付けられている。
【０００６】
弁ハウジング１０の開口部１０ａの外周端部には、ステッピングモータ７のケース７１が溶接等によって気密に固定されており、このケース７１により円柱状のロータ室７１Ａが形成されている。ロータ室７１Ａ内には、外周部を多極に着磁されたマグネットロータ７２が回転可能に設けられ、このマグネットロータ７２にはロータ軸７３が固着されている。また、ケース７１の外周には、ステータコイル７４が配設されており、このステータコイル７４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７２が回転される。そして、このマグネットロータ７２の回転によってマグネットロータ７２と一体のロータ軸７３が回転する。なお、ケース７１の天井部にはマグネットロータ７２の回転を規制する回転ストッパ機構７５が設けられている。
【０００７】
弁ホルダ５の上端部はロータ軸７３の下端部に係合され、弁ホルダ５はロータ軸７３によって回転可能に吊り下げた状態で支持されている。また、ロータ軸７３には雄ねじ部７３ａが形成されており、この雄ねじ部７３ａは支持部材４に形成された雌ねじ部４１ｂに螺合している。このロータ軸７３の雄ねじ部７３ａと支持部材４の雌ねじ部４１ｂはねじ送り機構を構成している。
【０００８】
支持部材４の嵌合部４２とフランジ部４３には、弁室１０Ａからロータ室７１Ａ側に直線状に貫通する均圧孔４２ａ，４３ａが形成されている。この均圧孔４２ａ，４３ａは軸Ｌ周りの４箇所に形成されており、この均圧孔４２ａ，４３ａの内径φｄ１は、略１mm程
度となっている。
【０００９】
上記ねじ送り機構により、マグネットロータ７２の回転に伴ってロータ軸７３は軸線Ｌ方向に移動する。この回転に伴うロータ軸７３の軸線Ｌ方向移動によって弁ホルダ５と共に弁体６が軸線Ｌ方向に移動する。そして、弁体６は、ニードル弁６１の部分で弁ポート４０ａの開口面積を増減し、一次継手管２０から二次継手管３０へ流れる流体の流量を制御する。また、この弁体６の移動時に、均圧孔４２ａ，４３ａによりロータ室７１Ａと弁室１０Ａとが均圧される。
【００１０】
特許文献２の電動弁もロータ室と弁室とを均圧する均圧孔を設けたものであるが、この特許文献２の電動弁は、ロータ室への異物浸入を防止するために、均圧孔にフィルタを設けたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】実用新案登録第３１４５０４８号公報
【特許文献２】実開平２−４８７６６号のマイクロフィルム
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１や図５及び図６に示す従来の電動弁では、均圧孔がロータ室側から弁室側に直線的に貫通するように形成され、例えば図５及び図６のものでは均圧孔の径φｄ１が略１mm程度であるので、ロータ室と弁室との均圧をスムーズに行うことができるが、弁室の
冷媒に混入する異物等が均圧孔を通ってロータ室に浸入し易いという問題がある。これは、均圧孔をドリル等により孔を開けて形成するようにしているが、このドリルによる加工では最小加工径があり、異物（ゴミ）の浸入を防ぐような小さな径にすることができないことによる。なお、均圧孔は、プレス、エッチング、レーザー等により加工することもできる。しかしながら、プレスによる加工の場合、ドリルと同様に低コストで加工することができるが、加工可能な最小径が大きいという問題がある。一方、エッチングやレーザーによる加工の場合、ドリルによる加工やプレスによる加工と比較して小さな孔を加工することが可能だが、加工自体にコストがかかるという問題がある。
【００１３】
これに対して、特許文献２のものではフィルタにより異物の侵入を低減できるものの、フィルタにより圧力損失が生じるため、ロータ室と弁室との均圧が不十分になり（均圧に時間がかかり）、作動不良の原因となるという問題がある。
【００１４】
本発明は、ロータ室と弁室を均圧する均圧路（均圧孔）を有する電動弁において、ロータ室と弁室を効果的に均圧するとともに、ロータ室への異物の侵入を防止することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１の電動弁は、円柱状の弁室を形成するとともに前記弁室の一方に開口部を有し他方に弁座部を有する弁ハウジングと、前記弁ハウジングの前記開口部周囲に固定され円柱状のロータ室を形成するロータケースと、前記ロータ室及び前記弁室の軸線方向にロータ軸を有し前記ロータ室内に回転可能に且つ軸線方向に移動可能に配置されたロータと、前記ロータケースの外周に装着され前記ロータを回転駆動するステータコイルと、前記弁ハウジングの前記開口部に固定され前記弁室と前記ロータ室とを区画するとともに前記ロータの前記ロータ軸を支持する支持部材と、前記ロータ軸の前記弁座部側に設けられた弁体とを備え、前記ロータを回転させて前記支持部材と前記ロータ軸とのねじ送り機構により前記ロータ及びロータ軸を軸線方向に移動して前記弁体により前記弁ポートの開度を増減するとともに、前記弁室と前記ロータ室とを導通する均圧路により、前記ロータの軸線方向の移動時に、前記弁室と前記ロータ室とを均圧するようにした電動弁において、前記支持部材は、前記弁ハウジングの前記開口部内に嵌合する嵌合部と、前記弁ハウジングの前記開口部の周囲端部に固着されるフランジ部と、を有し、前記フランジ部には、前記ロータ室側に開口する導通路が形成され、前記嵌合部の外周の外径が前記弁ハウジングの内周面の内径よりも所定量小さくされ、前記嵌合部の外周と前記ハウジングの内周面との間隙及び前記導通路により、前記均圧路を構成するようにしたことを特徴とする。
【００１６】
請求項２の電動弁は、請求項１に記載の電動弁であって、前記嵌合部には、前記フランジ部側にて前記軸線に対する半径方向に窪んだ凹部が形成され、前記嵌合部の外周と前記ハウジングの内周面との間隙と、前記導通路とが、前記凹部を介して導通されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項３の電動弁は、請求項２に記載の電動弁であって、前記嵌合部の凹部が、前記軸線回りの全周に形成されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項４の電動弁は、請求項２に記載の電動弁であって、前記嵌合部の凹部が、前記軸線回りの複数の所定位置に形成されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項５の電動弁は、請求項３に記載の電動弁であって、前記嵌合部の凹部の軸線と交差する断面の断面積がロータ室に向かって広くなるように、前記凹部の前記弁室側の内面がテーパ面となっていることを特徴とする。
【００２０】
請求項６の電動弁は、請求項１乃至５の何れか一項に記載の電動弁であって、前記嵌合部の外周と前記ハウジングの内周面との間隙が、８０〜１２０メッシュ相当であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の電動弁によれば、支持部材の嵌合部の外周と弁ハウジングの内周面との間隙及びフランジ部に形成された導通路により、ロータ室と弁室とを均圧する均圧路を構成している。この均圧路における冷媒の流れ方向の全開口断面積を、均圧をスムーズに行う程度に十分に大きくすることができ、かつ、間隙は、径の大きな嵌合部の外周と弁ハウジングの内周面とにより形成されているので、この間隙の幅を冷凍サイクル中の異物が弁室からロータ室へ浸入することを防止する程度に十分小さくでき、ドリル径等の加工上の制約を受けずに、弁室からロータ室への異物の侵入を防止することができる。
【００２２】
請求項２の電動弁によれば、請求項１の効果に加えて、嵌合部に凹部を設けているので、嵌合部での圧力損失を小さくすることができる。
【００２３】
請求項３の電動弁によれば、請求項２の効果に加えて、嵌合部の凹部が、軸線回りの全周に形成されているので、この凹部での圧力損失を小さくできる。
【００２４】
請求項４の電動弁によれば、請求項２の効果に加えて、嵌合部の凹部が、フランジ部の導通路に対応する軸線回りの複数の所定位置に形成されているので、冷媒の流れ方向の開口面積を請求項３のものより小さくでき、その分、ロータ室への異物の侵入を防止し易い。
【００２５】
請求項５の電動弁によれば、請求項２の効果に加えて、凹部の断面積がロータ室に向かって広くなるようにテーパ面が形成されているので、請求項３よりも損失係数を小さくできて、均圧流路の圧力損失をより小さくできる。
【００２６】
請求項６の電動弁によれば、請求項１乃至５において、嵌合部の外周とハウジングの内周面との間隙が、８０〜１２０メッシュ相当となっているので、冷凍サイクル中の異物に対するロータ室への浸入防止に効果的である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態の電動弁の縦断面図及び要部拡大断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態の電動弁の支持部材の一部破砕側面図、底面図、斜視図及び弁ハウジングの断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態の電動弁の支持部材の一部破砕側面図及び底面図である。
【図４】本発明の第３実施形態の電動弁の支持部材の一部破砕側面図及び底面図である。
【図５】従来の電動弁の縦断面図及び要部拡大断面図である。
【図６】従来の電動弁の支持部材の一部破砕側面図及び底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
次に、本発明の電動弁の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は第１実施形態の電動弁の縦断面図及び要部拡大断面図、図２は第１実施形態の電動弁の支持部材の一部破砕側面図（図２(A) ）、底面図（図２(B) ）、斜視図（図２(C) ）及び弁ハウジングの断面図（図２(D) ）である。図３は第２実施形態の電動弁の支持部材の一部破砕側面図（図３(A) ）及び底面図（図３(B) ）である。図４は第３実施形態の電動弁の支持部材の一部破砕側面図（図４(A) ）及び底面図（図４(B) ）である。以下の実施形態と前掲の図５及び図６で説明した従来の電動弁との違いは、従来の支持部４に対応する支持部材１，２，３の形状であり、従来の電動弁の要素と同じその他の要素には図５及び図６と同符号を付記して詳細な説明は省略する。
【００２９】
図１及び図２に示す第１実施形態では、弁ハウジング１０の上端の開口部１０ａには、支持部材１が取り付けられている。支持部材１は、略円柱状で樹脂製のホルダ部１１と、弁ハウジング１０の開口部１０ａ内に嵌合される嵌合部１２と、リング状で金属製のフランジ部１３とで構成されている。ホルダ部１１には軸線Ｌ方向に長いガイド孔１１ａが形成されるとともに、上部中央に雌ねじ部１１ｂが形成されている。ガイド孔１１ａには円筒状の弁ホルダ５が軸線Ｌ方向に摺動可能に嵌合されている。
【００３０】
ロータ軸７３の雄ねじ部７３ａは支持部材１に形成された雌ねじ部１１ｂに螺合している。このロータ軸７３の雄ねじ部７３ａと支持部材１の雌ねじ部１１ｂはねじ送り機構を構成している。
【００３１】
支持部材１の嵌合部１２には、フランジ部１３側に「凹部」としての縮径部１２ａが形成されている。この縮径部１２ａは、図２(B) に示すように嵌合部１２の全周に形成され、軸線Ｌに対する半径方向に窪んだ凹部となっている。また、フランジ部１３にはロータ室７１Ａと縮径部１２ａとを導通する導通路１３ａが形成されている。この導通路１３ａは軸Ｌ周りの４箇所に形成されており、この導通路１３ａの内径φｄ１は、略１mm程度となっている。
【００３２】
嵌合部１２の外周の外径φｄ２は、弁ハウジング１０の内周面の内径φｄ３よりも０．３mm（所定量）小さくされている。これにより、嵌合部１２の外周と弁ハウジング１０の内周面との間には０．１５mm幅の間隙１２ｂ（図１参照）が形成されている。そして、この間隙１２ｂ、縮径部１２ａ、及び導通路１３ａにより、ロータ室７１Ａと弁室１０Ａを連通する均圧路が構成されている。
【００３３】
ロータ軸７３の雄ねじ部７３ａと支持部材１の雌ねじ部１１ｂとのねじ送り機構により、前記同様に、マグネットロータ７２の回転に伴うロータ軸７３の軸線Ｌ方向への移動によって弁ホルダ５と共に弁体６が軸線Ｌ方向に移動し、流体の流量が制御される。そして、この弁体６の移動時に、間隙１２ｂ、縮径部１２ａ、及び導通路１３ａによりロータ室７１Ａと弁室１０Ａとが均圧される。
【００３４】
ここで、均圧路における冷媒の流れ方向の全開口断面積は、間隙１２ｂ、縮径部（凹部）１２ａ及び導通路１３ａのそれぞれの部分で以下のように設定されている。縮径部１２ａの全開口断面積は導通路１３ａの全開口断面積（４箇所の合計）より十分大きくなっている。間隙１２ｂの全開口断面積も導通路１３ａの全開口断面積より大きくなっている。また、前記のように導通路１３ａの径φｄ１は略１mm程度であり、前記従来と同様にロー
タ室と弁室との均圧をスムーズに行うために十分な全開口断面積を有している。したがって、均圧路全体でもロータ室７１Ａと弁室１０Ａとの均圧をスムーズに行うことができる。一方、間隙１２ｂの幅は０．１５mmであり、導通路１３ｂの径φｄ１の略１mm程度よりも十分小さくなっており、弁室１０Ａからロータ室７１Ａへの異物の浸入が防止される。
【００３５】
すなわち、間隙１２ｂは、導通路１３ａの径φｄ１（略１mm程度）より桁違いに径の大
きな嵌合部１２の外周と弁ハウジング１０の内周とにより形成しているので、この間隙１２ｂの幅を小さくしながら、全開口断面積を十分に大きくすることができる。これにより、スムーズな均圧と異物の侵入防止を両立させている。
【００３６】
図３に示す第２実施形態では、弁ハウジング１０の上端の開口部１０ａには、支持部材２が取り付けられる。支持部材２は、略円柱状で樹脂製のホルダ部２１と、弁ハウジング１０の開口部１０ａ内に嵌合される嵌合部２２と、リング状で金属製のフランジ部２３とで構成されている。ホルダ部２１には軸線Ｌ方向に長いガイド孔２１ａが形成されるとともに、上部中央に雌ねじ部２１ｂが形成されている。ガイド孔２１ａには前記同様の弁ホルダ５が軸線Ｌ方向に摺動可能に嵌合される。また、ロータ軸７３の雄ねじ部７３ａは支持部材２の雌ねじ部２１ｂに螺合され、このロータ軸７３の雄ねじ部７３ａと支持部材２の雌ねじ部２１ｂはねじ送り機構を構成する。
【００３７】
支持部材２の嵌合部２２には、フランジ部２３側に凹部２２ａが形成されている。この凹部２２ａは、嵌合部２２の周囲４箇所に形成され、軸線Ｌに対する半径方向に窪んだ凹部となっている。また、フランジ部２３にはロータ室７１Ａと凹部２２ａとを導通する導通路２３ａが形成されている。この導通路２３ａは軸Ｌ周りの４箇所に形成されており、この導通路２３ａの内径φｄ１は、略１mm程度となっている。
【００３８】
嵌合部２２の外周の外径φｄ２と弁ハウジング１０の内周面の内径φｄ３の関係は第１実施形態と同じであり、嵌合部２２の外周とハウジング１０の内周面との間に０．１５mm
幅の間隙２２ｂ（図３(A) ）が形成される。そして、この間隙２２ｂ、凹部２２ａ、及び導通路２３ａにより、ロータ室７１Ａと弁室１０Ａを連通する均圧路が構成されている。なお、動作は第１実施例と同様であり、弁体６の移動時に、間隙２２ｂ、凹部２２ａ、及び導通路２３ａによりロータ室７１Ａと弁室１０Ａとが均圧される。
【００３９】
この第２実施形態でも、間隙２２ｂの幅、間隙２２ｂと凹部２２ａと導通路２３ａの全開口面積は、第１実施形態の間隙１２ｂ、縮径部１２ａ及び導通路１３ａと同様な関係に設定されている。これにより、第１実施形態と同様に、均圧路全体によるスムーズな均圧と、間隙２２ｂによる異物の侵入防止を両立させている。
【００４０】
図４に示す第３実施形態では、弁ハウジング１０の上端の開口部１０ａには、支持部材３が取り付けられる。支持部材３は、略円柱状で樹脂製のホルダ部３１と、弁ハウジング１０の開口部１０ａ内に嵌合される嵌合部３２と、リング状で金属製のフランジ部３３とで構成されている。ホルダ部３１には軸線Ｌ方向に長いガイド孔３１ａが形成されるとともに、上部中央に雌ねじ部３１ｂが形成されている。ガイド孔３１ａには前記同様の弁ホルダ５が軸線Ｌ方向に摺動可能に嵌合される。また、ロータ軸７３の雄ねじ部７３ａは支持部材３の雌ねじ部３１ｂに螺合され、このロータ軸７３の雄ねじ部７３ａと支持部材３の雌ねじ部３１ｂはねじ送り機構を構成する。
【００４１】
支持部材３の嵌合部３２には、フランジ部２３側に凹部３２ａが形成されている。この凹部３２ａは、嵌合部３２の全周に形成され、軸線Ｌに対する半径方向に窪んだ凹部となっている。また、この凹部３２ａは、軸線Ｌと交差する断面の断面積がロータ室７１Ａに向かって広くなるように、凹部３２ａの弁室１０Ａ側の内面がテーパ面３２ａ１となっている。フランジ部３３にはロータ室７１Ａと凹部３２ａとを導通する導通路３３ａが形成されている。この導通路３３ａは軸Ｌ周りの４箇所に形成されており、この導通路３３ａの内径φｄ１は、略１mm程度となっている。
【００４２】
嵌合部３２の外周の外径φｄ２と弁ハウジング１０の内周面の内径φｄ３の関係は第１実施形態と同じであり、嵌合部３２の外周とハウジング１０の内周面との間に０．１５mm
幅の間隙３２ｂ（図４(A) ）が形成される。そして、この間隙３２ｂ、凹部３２ａ、及び導通路３３ａにより、ロータ室７１Ａと弁室１０Ａを連通する均圧路が構成されている。なお、動作は第１実施例と同様であり、弁体６の移動時に、間隙３２ｂ、凹部３２ａ、及び導通路３３ａによりロータ室７１Ａと弁室１０Ａとが均圧される。
【００４３】
この第３実施形態でも、間隙３２ｂの幅、間隙３２ｂと凹部３２ａと導通路３３ａの全開口面積は、第１実施形態の間隙１２ｂ、縮径部１２ａ及び導通路１３ａと同様な関係に設定されている。これにより、第１実施形態と同様に、均圧路全体によるスムーズな均圧と、間隙３２ｂによる異物の侵入防止を両立させている。
【００４４】
また、凹部３２ａのテーパ面３２ａ１により、凹部の断面積がロータ室７１Ａに向かって広くなるので損失係数を小さくできて、均圧流路の圧力損失をより小さくできる。
【００４５】
ここで、従来の均圧孔４２ａ，４３ａの径φｄ１は、加工時のドリルの径で決まるので、この径φｄ１＝Ｌ１は小さくするのに限界がある。したがって、異物の侵入を抑えるのにも限界がある。これに対して、各実施形態の間隙１２ｂ，２２ｂ，３２ｂの幅Ｌ１は、
Ｌ２＝（φｄ３−φｄ２）／２
である。すなわち、弁ハウジング１０の内径φｄ３に対して、嵌合部１２，２２，３２の外周の外径φｄ２を調節することにより、間隙１２ｂ，２２ｂ，３２ｂの幅Ｌ１を容易に小さくでき、異物の侵入を防止できる。
【００４６】
また、従来の均圧孔４２ａ，４３ａの開口面積Ａ１は、
Ａ１＝π×（φｄ１／２）2 ×ｎ（前記の例では、ｎ＝４）
である。これに対して、各実施形態の間隙１２ｂ，２２ｂ，３２ｂの全周に亘る開口面積Ａ２は、
Ａ２＝π×［（φｄ３／２）2 −（φｄ２／２）2 ］
である。すなわち、嵌合部１２，２２，３２の外周の外径φｄ２を調節することにより、Ｌ１≫Ｌ２の関係を保ちながら、Ａ１≪Ａ２となるように設定することが容易に可能となり、異物の浸入を防止しながら、高い均圧効果を得ることができる。
【００４７】
各実施形態では、φｄ２はφｄ３よりも０．３mm小さく、間隙１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ
の幅を０．１５mmとしているが、φｄ２をφｄ３よりも０．１〜０．４mm程度小さくして
、間隙１２ｂ，２２ｂ，３２ｂの幅を０．０５〜０．２mm程度にしてもよい。
【００４８】
上記実施形態では、導通路（１３ａ，２３ａ，３３ａ）と間隙（１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ）とを、縮径部あるいは凹部（１２ａ，２２ａ，３２ａ）を介して導通するようにしているが、縮径部あるいは凹部（１２ａ，２２ａ，３２ａ）を無くし、導通路（１３ａ，２３ａ，３３ａ）を僅かに半径方向外側に変位した位置に形成して、導通路（１３ａ，２３ａ，３３ａ）と間隙（１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ）とを直接導通するようにしてもよい。
【００４９】
なお、一般に、空気調和機には装置中の異物捕捉のためにフィルタが設けられており、このフィルタのメッシュは、国内国外を問わず８０〜１２０メッシュ（１インチ当たり８０〜１２０の目の数）が一般的である。このため、冷凍サイクル中の異物が弁室からロータ室へ浸入することを防止する間隙は、８０〜１２０メッシュ程度（例えば０．１５mm）であり、実施形態の間隙１２ｂ，２２ｂ，３２ｂも０．１５mm幅となっている。
【００５０】
また、これまで間隙の幅を８０〜１２０メッシュ程度とした実施形態について述べてきたが、この間隙の幅はロータ室への浸入を防止したい異物の大きさに合わせて任意に調節すればよく、８０〜１２０メッシュに限定されるものではない。
【００５１】
空気調和機中に存在する異物の大きさが極めて小さい場合、空気調和機に設けるフィルタのメッシュを細かくする（目の数を増やす）必要がある。すなわち１２０メッシュよりも細かくする必要がある。フィルタのメッシュを細かくするとフィルタを構成するワイヤ等の面積が増加し、流体が通過できる面積が減少するため、フィルタでの圧力損失が大きくなる。そのため、フィルタのメッシュを細かくする事は、それだけ空気調和機全体の圧力損失が大きくなってしまうため好ましくない。
【００５２】
そこで、電動弁の間隙を０．１５mmよりもさらに小さくすると、この間隙により極めて
小さい大きさの異物を捕捉することができ、フィルタのメッシュを格別細かくする必要がなくなる。その結果、空気調和機の圧力損失を小さくすることができるため、空気調和機中に大流量の冷媒を流すことができる。すなわち、空気調和機にフィルタを設けた場合であっても、このフィルタにより冷媒の流れが阻害されることはなくなり、空気調和機に大流量の冷媒を流すことができる。
【符号の説明】
【００５３】
１ 支持部材
１２ 嵌合部
１２ａ 縮径部（凹部）
１２ｂ 間隙
１３ フランジ部
１３ａ 導通路
２ 支持部材
２２ 嵌合部
２２ａ 凹部
２２ｂ 間隙
２３ フランジ部
２３ａ 導通路
３ 支持部材
３２ 嵌合部
３２ａ 凹部
３２ｂ 間隙
３２ａ１ テーパ面
３３ フランジ部
３３ａ 導通路
１０ 弁ハウジング
１０Ａ 弁室
７１ ケース
７１Ａ ロータ室
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機等の冷凍サイクル中に設けられ、冷媒の流量を制御する電動弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷凍サイクル中に接続される電動弁は、冷凍サイクル全体の気密性を確保する必要があるため、駆動部であるステッピングモータ等のロータをロータ室内に配設してこのロータ室を弁室と共に密閉するようにしている。この種の電動弁は「キャンドタイプ」と称され、例えば実用新案登録第３１４５０４８号公報（特許文献１）、実開平２−４８７６６号のマイクロフィルム（特許文献２）に開示されたものがある。
【０００３】
特許文献１の電動弁は、円筒形状の弁ハウジングに弁座が取り付けられ、その反対側の開口部に支持部材が取り付けられ、支持部材の円柱孔内には弁体が嵌合されている。弁ハウジングの上端には、ステッピングモータのケースが気密に固定されている。ケース内はロータ室を形成しており、その内部にロータが回転可能に設けられている。ロータのロータ軸には雄ねじ部が形成され、その雄ねじ部が支持部材の雌ねじ部に螺合され、ロータ軸の下端に弁体が係合している。また、ケースの外周にはロータを回転駆動するステータコイルが配設されている。そして、ロータを回転し、ロータ軸と支持部材のねじ送り機構により弁体を軸方向に移動し、弁座の弁ポートの開度を変化させて冷媒の流量を制御する。また、弁体を移動するときロータも軸方向に移動するが、この弁体及びロータを移動する力に対するロータ室と弁室との差圧の影響を低減するために、支持部材にはロータ室と弁室とを均圧する均圧孔が設けられている。
【０００４】
また、従来の電動弁として例えば図５及び図６に示すものがある。図５は従来の電動弁の縦断面図及び要部拡大断面図、図６は従来の電動弁の支持部材の一部破砕側面図（図６(A) ）及び底面図（図６(B) ）である。この電動弁は、弁ハウジング１０を有し、弁ハウジング１０には円柱状の弁室１０Ａが形成されている。また、弁ハウジング１０には、側面側から弁室１０Ａに連通する一次継手管２０が取り付けられるとともに、弁室１０Ａの軸線Ｌ方向の片側端部に二次継手管３０が取り付けられている。さらに、弁ハウジング１０には、二次継手管３０の弁室１０Ａ側に弁座部材４０が配設されている。そして、弁座部材４０には、弁室１０Ａと二次継手管３０とを連通する断面形状が円形の弁ポート４０ａが形成されている。
【０００５】
弁ハウジング１０の上端の開口部１０ａには、支持部材４が取り付けられている。支持部材４は、略円柱状で樹脂製のホルダ部４１と、弁ハウジング１０の開口部１０ａ内に嵌合される嵌合部４２と、リング状で金属製のフランジ部４３とで構成されている。ホルダ部４１には軸線Ｌ方向に長いガイド孔４１ａが形成されるとともに、上部中央に雌ねじ部４１ｂが形成されている。ガイド孔４１ａには円筒状の弁ホルダ５が軸線Ｌ方向に摺動可能に嵌合されている。弁ホルダ５は弁室１０Ａと同軸に取り付けられ、この弁ホルダ５の下端部には端部にニードル弁６１を有する弁体６が固着されている。また、弁ホルダ５内には、バネ受け５１が軸線Ｌ方向に移動可能に設けられ、バネ受け５１と弁体６との間には圧縮コイルバネ５２が所定の荷重を与えられた状態で取り付けられている。
【０００６】
弁ハウジング１０の開口部１０ａの外周端部には、ステッピングモータ７のケース７１が溶接等によって気密に固定されており、このケース７１により円柱状のロータ室７１Ａが形成されている。ロータ室７１Ａ内には、外周部を多極に着磁されたマグネットロータ７２が回転可能に設けられ、このマグネットロータ７２にはロータ軸７３が固着されている。また、ケース７１の外周には、ステータコイル７４が配設されており、このステータコイル７４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７２が回転される。そして、このマグネットロータ７２の回転によってマグネットロータ７２と一体のロータ軸７３が回転する。なお、ケース７１の天井部にはマグネットロータ７２の回転を規制する回転ストッパ機構７５が設けられている。
【０００７】
弁ホルダ５の上端部はロータ軸７３の下端部に係合され、弁ホルダ５はロータ軸７３によって回転可能に吊り下げた状態で支持されている。また、ロータ軸７３には雄ねじ部７３ａが形成されており、この雄ねじ部７３ａは支持部材４に形成された雌ねじ部４１ｂに螺合している。このロータ軸７３の雄ねじ部７３ａと支持部材４の雌ねじ部４１ｂはねじ送り機構を構成している。
【０００８】
支持部材４の嵌合部４２とフランジ部４３には、弁室１０Ａからロータ室７１Ａ側に直線状に貫通する均圧孔４２ａ，４３ａが形成されている。この均圧孔４２ａ，４３ａは軸Ｌ周りの４箇所に形成されており、この均圧孔４２ａ，４３ａの内径φｄ１は、略１mm程
度となっている。
【０００９】
上記ねじ送り機構により、マグネットロータ７２の回転に伴ってロータ軸７３は軸線Ｌ方向に移動する。この回転に伴うロータ軸７３の軸線Ｌ方向移動によって弁ホルダ５と共に弁体６が軸線Ｌ方向に移動する。そして、弁体６は、ニードル弁６１の部分で弁ポート４０ａの開口面積を増減し、一次継手管２０から二次継手管３０へ流れる流体の流量を制御する。また、この弁体６の移動時に、均圧孔４２ａ，４３ａによりロータ室７１Ａと弁室１０Ａとが均圧される。
【００１０】
特許文献２の電動弁もロータ室と弁室とを均圧する均圧孔を設けたものであるが、この特許文献２の電動弁は、ロータ室への異物浸入を防止するために、均圧孔にフィルタを設けたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】実用新案登録第３１４５０４８号公報
【特許文献２】実開平２−４８７６６号のマイクロフィルム
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１や図５及び図６に示す従来の電動弁では、均圧孔がロータ室側から弁室側に直線的に貫通するように形成され、例えば図５及び図６のものでは均圧孔の径φｄ１が略１mm程度であるので、ロータ室と弁室との均圧をスムーズに行うことができるが、弁室の
冷媒に混入する異物等が均圧孔を通ってロータ室に浸入し易いという問題がある。これは、均圧孔をドリル等により孔を開けて形成するようにしているが、このドリルによる加工では最小加工径があり、異物（ゴミ）の浸入を防ぐような小さな径にすることができないことによる。なお、均圧孔は、プレス、エッチング、レーザー等により加工することもできる。しかしながら、プレスによる加工の場合、ドリルと同様に低コストで加工することができるが、加工可能な最小径が大きいという問題がある。一方、エッチングやレーザーによる加工の場合、ドリルによる加工やプレスによる加工と比較して小さな孔を加工することが可能だが、加工自体にコストがかかるという問題がある。
【００１３】
これに対して、特許文献２のものではフィルタにより異物の侵入を低減できるものの、フィルタにより圧力損失が生じるため、ロータ室と弁室との均圧が不十分になり（均圧に時間がかかり）、作動不良の原因となるという問題がある。
【００１４】
本発明は、ロータ室と弁室を均圧する均圧路（均圧孔）を有する電動弁において、ロータ室と弁室を効果的に均圧するとともに、ロータ室への異物の侵入を防止することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１の電動弁は、円柱状の弁室を形成するとともに前記弁室の一方に開口部を有し他方に弁座部を有する弁ハウジングと、前記弁ハウジングの前記開口部周囲に固定され円柱状のロータ室を形成するロータケースと、前記ロータ室及び前記弁室の軸線方向にロータ軸を有し前記ロータ室内に回転可能に且つ軸線方向に移動可能に配置されたロータと、前記ロータケースの外周に装着され前記ロータを回転駆動するステータコイルと、前記弁ハウジングの前記開口部に固定され前記弁室と前記ロータ室とを区画するとともに前記ロータの前記ロータ軸を支持する支持部材と、前記ロータ軸の前記弁座部側に設けられた弁体とを備え、前記ロータを回転させて前記支持部材と前記ロータ軸とのねじ送り機構により前記ロータ及びロータ軸を軸線方向に移動して前記弁体により前記弁ポートの開度を増減するとともに、前記弁室と前記ロータ室とを導通する均圧路により、前記ロータの軸線方向の移動時に、前記弁室と前記ロータ室とを均圧するようにした電動弁において、前記支持部材は、前記弁ハウジングの前記開口部内に嵌合する嵌合部と、前記弁ハウジングの前記開口部の周囲端部に固着されるフランジ部と、を有し、前記フランジ部には、前記ロータ室側に開口する導通路が形成され、前記嵌合部の外周の外径が前記弁ハウジングの内周面の内径よりも所定量小さくされ、前記嵌合部の外周と前記ハウジングの内周面との間隙及び前記導通路により、前記均圧路を構成するようにしたことを特徴とする。
【００１６】
請求項２の電動弁は、請求項１に記載の電動弁であって、前記嵌合部には、前記フランジ部側にて前記軸線に対する半径方向に窪んだ凹部が形成され、前記嵌合部の外周と前記ハウジングの内周面との間隙と、前記導通路とが、前記凹部を介して導通されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項３の電動弁は、請求項２に記載の電動弁であって、前記嵌合部の凹部が、前記軸線回りの全周に形成されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項４の電動弁は、請求項２に記載の電動弁であって、前記嵌合部の凹部が、前記軸線回りの複数の所定位置に形成されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項５の電動弁は、請求項３に記載の電動弁であって、前記嵌合部の凹部の軸線と交差する断面の断面積がロータ室に向かって広くなるように、前記凹部の前記弁室側の内面がテーパ面となっていることを特徴とする。
【００２０】
請求項６の電動弁は、請求項１乃至５の何れか一項に記載の電動弁であって、前記嵌合部の外周と前記ハウジングの内周面との間隙が、８０〜１２０メッシュ相当であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の電動弁によれば、支持部材の嵌合部の外周と弁ハウジングの内周面との間隙及びフランジ部に形成された導通路により、ロータ室と弁室とを均圧する均圧路を構成している。この均圧路における冷媒の流れ方向の全開口断面積を、均圧をスムーズに行う程度に十分に大きくすることができ、かつ、間隙は、径の大きな嵌合部の外周と弁ハウジングの内周面とにより形成されているので、この間隙の幅を冷凍サイクル中の異物が弁室からロータ室へ浸入することを防止する程度に十分小さくでき、ドリル径等の加工上の制約を受けずに、弁室からロータ室への異物の侵入を防止することができる。
【００２２】
請求項２の電動弁によれば、請求項１の効果に加えて、嵌合部に凹部を設けているので、嵌合部での圧力損失を小さくすることができる。
【００２３】
請求項３の電動弁によれば、請求項２の効果に加えて、嵌合部の凹部が、軸線回りの全周に形成されているので、この凹部での圧力損失を小さくできる。
【００２４】
請求項４の電動弁によれば、請求項２の効果に加えて、嵌合部の凹部が、フランジ部の導通路に対応する軸線回りの複数の所定位置に形成されているので、冷媒の流れ方向の開口面積を請求項３のものより小さくでき、その分、ロータ室への異物の侵入を防止し易い。
【００２５】
請求項５の電動弁によれば、請求項２の効果に加えて、凹部の断面積がロータ室に向かって広くなるようにテーパ面が形成されているので、請求項３よりも損失係数を小さくできて、均圧流路の圧力損失をより小さくできる。
【００２６】
請求項６の電動弁によれば、請求項１乃至５において、嵌合部の外周とハウジングの内周面との間隙が、８０〜１２０メッシュ相当となっているので、冷凍サイクル中の異物に対するロータ室への浸入防止に効果的である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態の電動弁の縦断面図及び要部拡大断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態の電動弁の支持部材の一部破砕側面図、底面図、斜視図及び弁ハウジングの断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態の電動弁の支持部材の一部破砕側面図及び底面図である。
【図４】本発明の第３実施形態の電動弁の支持部材の一部破砕側面図及び底面図である。
【図５】従来の電動弁の縦断面図及び要部拡大断面図である。
【図６】従来の電動弁の支持部材の一部破砕側面図及び底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
次に、本発明の電動弁の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は第１実施形態の電動弁の縦断面図及び要部拡大断面図、図２は第１実施形態の電動弁の支持部材の一部破砕側面図（図２(A) ）、底面図（図２(B) ）、斜視図（図２(C) ）及び弁ハウジングの断面図（図２(D) ）である。図３は第２実施形態の電動弁の支持部材の一部破砕側面図（図３(A) ）及び底面図（図３(B) ）である。図４は第３実施形態の電動弁の支持部材の一部破砕側面図（図４(A) ）及び底面図（図４(B) ）である。以下の実施形態と前掲の図５及び図６で説明した従来の電動弁との違いは、従来の支持部４に対応する支持部材１，２，３の形状であり、従来の電動弁の要素と同じその他の要素には図５及び図６と同符号を付記して詳細な説明は省略する。
【００２９】
図１及び図２に示す第１実施形態では、弁ハウジング１０の上端の開口部１０ａには、支持部材１が取り付けられている。支持部材１は、略円柱状で樹脂製のホルダ部１１と、弁ハウジング１０の開口部１０ａ内に嵌合される嵌合部１２と、リング状で金属製のフランジ部１３とで構成されている。ホルダ部１１には軸線Ｌ方向に長いガイド孔１１ａが形成されるとともに、上部中央に雌ねじ部１１ｂが形成されている。ガイド孔１１ａには円筒状の弁ホルダ５が軸線Ｌ方向に摺動可能に嵌合されている。
【００３０】
ロータ軸７３の雄ねじ部７３ａは支持部材１に形成された雌ねじ部１１ｂに螺合している。このロータ軸７３の雄ねじ部７３ａと支持部材１の雌ねじ部１１ｂはねじ送り機構を構成している。
【００３１】
支持部材１の嵌合部１２には、フランジ部１３側に「凹部」としての縮径部１２ａが形成されている。この縮径部１２ａは、図２(B) に示すように嵌合部１２の全周に形成され、軸線Ｌに対する半径方向に窪んだ凹部となっている。また、フランジ部１３にはロータ室７１Ａと縮径部１２ａとを導通する導通路１３ａが形成されている。この導通路１３ａは軸Ｌ周りの４箇所に形成されており、この導通路１３ａの内径φｄ１は、略１mm程度となっている。
【００３２】
嵌合部１２の外周の外径φｄ２は、弁ハウジング１０の内周面の内径φｄ３よりも０．３mm（所定量）小さくされている。これにより、嵌合部１２の外周と弁ハウジング１０の内周面との間には０．１５mm幅の間隙１２ｂ（図１参照）が形成されている。そして、この間隙１２ｂ、縮径部１２ａ、及び導通路１３ａにより、ロータ室７１Ａと弁室１０Ａを連通する均圧路が構成されている。
【００３３】
ロータ軸７３の雄ねじ部７３ａと支持部材１の雌ねじ部１１ｂとのねじ送り機構により、前記同様に、マグネットロータ７２の回転に伴うロータ軸７３の軸線Ｌ方向への移動によって弁ホルダ５と共に弁体６が軸線Ｌ方向に移動し、流体の流量が制御される。そして、この弁体６の移動時に、間隙１２ｂ、縮径部１２ａ、及び導通路１３ａによりロータ室７１Ａと弁室１０Ａとが均圧される。
【００３４】
ここで、均圧路における冷媒の流れ方向の全開口断面積は、間隙１２ｂ、縮径部（凹部）１２ａ及び導通路１３ａのそれぞれの部分で以下のように設定されている。縮径部１２ａの全開口断面積は導通路１３ａの全開口断面積（４箇所の合計）より十分大きくなっている。間隙１２ｂの全開口断面積も導通路１３ａの全開口断面積より大きくなっている。また、前記のように導通路１３ａの径φｄ１は略１mm程度であり、前記従来と同様にロー
タ室と弁室との均圧をスムーズに行うために十分な全開口断面積を有している。したがって、均圧路全体でもロータ室７１Ａと弁室１０Ａとの均圧をスムーズに行うことができる。一方、間隙１２ｂの幅は０．１５mmであり、導通路１３ｂの径φｄ１の略１mm程度よりも十分小さくなっており、弁室１０Ａからロータ室７１Ａへの異物の浸入が防止される。
【００３５】
すなわち、間隙１２ｂは、導通路１３ａの径φｄ１（略１mm程度）より桁違いに径の大
きな嵌合部１２の外周と弁ハウジング１０の内周とにより形成しているので、この間隙１２ｂの幅を小さくしながら、全開口断面積を十分に大きくすることができる。これにより、スムーズな均圧と異物の侵入防止を両立させている。
【００３６】
図３に示す第２実施形態では、弁ハウジング１０の上端の開口部１０ａには、支持部材２が取り付けられる。支持部材２は、略円柱状で樹脂製のホルダ部２１と、弁ハウジング１０の開口部１０ａ内に嵌合される嵌合部２２と、リング状で金属製のフランジ部２３とで構成されている。ホルダ部２１には軸線Ｌ方向に長いガイド孔２１ａが形成されるとともに、上部中央に雌ねじ部２１ｂが形成されている。ガイド孔２１ａには前記同様の弁ホルダ５が軸線Ｌ方向に摺動可能に嵌合される。また、ロータ軸７３の雄ねじ部７３ａは支持部材２の雌ねじ部２１ｂに螺合され、このロータ軸７３の雄ねじ部７３ａと支持部材２の雌ねじ部２１ｂはねじ送り機構を構成する。
【００３７】
支持部材２の嵌合部２２には、フランジ部２３側に凹部２２ａが形成されている。この凹部２２ａは、嵌合部２２の周囲４箇所に形成され、軸線Ｌに対する半径方向に窪んだ凹部となっている。また、フランジ部２３にはロータ室７１Ａと凹部２２ａとを導通する導通路２３ａが形成されている。この導通路２３ａは軸Ｌ周りの４箇所に形成されており、この導通路２３ａの内径φｄ１は、略１mm程度となっている。
【００３８】
嵌合部２２の外周の外径φｄ２と弁ハウジング１０の内周面の内径φｄ３の関係は第１実施形態と同じであり、嵌合部２２の外周とハウジング１０の内周面との間に０．１５mm
幅の間隙２２ｂ（図３(A) ）が形成される。そして、この間隙２２ｂ、凹部２２ａ、及び導通路２３ａにより、ロータ室７１Ａと弁室１０Ａを連通する均圧路が構成されている。なお、動作は第１実施例と同様であり、弁体６の移動時に、間隙２２ｂ、凹部２２ａ、及び導通路２３ａによりロータ室７１Ａと弁室１０Ａとが均圧される。
【００３９】
この第２実施形態でも、間隙２２ｂの幅、間隙２２ｂと凹部２２ａと導通路２３ａの全開口面積は、第１実施形態の間隙１２ｂ、縮径部１２ａ及び導通路１３ａと同様な関係に設定されている。これにより、第１実施形態と同様に、均圧路全体によるスムーズな均圧と、間隙２２ｂによる異物の侵入防止を両立させている。
【００４０】
図４に示す第３実施形態では、弁ハウジング１０の上端の開口部１０ａには、支持部材３が取り付けられる。支持部材３は、略円柱状で樹脂製のホルダ部３１と、弁ハウジング１０の開口部１０ａ内に嵌合される嵌合部３２と、リング状で金属製のフランジ部３３とで構成されている。ホルダ部３１には軸線Ｌ方向に長いガイド孔３１ａが形成されるとともに、上部中央に雌ねじ部３１ｂが形成されている。ガイド孔３１ａには前記同様の弁ホルダ５が軸線Ｌ方向に摺動可能に嵌合される。また、ロータ軸７３の雄ねじ部７３ａは支持部材３の雌ねじ部３１ｂに螺合され、このロータ軸７３の雄ねじ部７３ａと支持部材３の雌ねじ部３１ｂはねじ送り機構を構成する。
【００４１】
支持部材３の嵌合部３２には、フランジ部２３側に凹部３２ａが形成されている。この凹部３２ａは、嵌合部３２の全周に形成され、軸線Ｌに対する半径方向に窪んだ凹部となっている。また、この凹部３２ａは、軸線Ｌと交差する断面の断面積がロータ室７１Ａに向かって広くなるように、凹部３２ａの弁室１０Ａ側の内面がテーパ面３２ａ１となっている。フランジ部３３にはロータ室７１Ａと凹部３２ａとを導通する導通路３３ａが形成されている。この導通路３３ａは軸Ｌ周りの４箇所に形成されており、この導通路３３ａの内径φｄ１は、略１mm程度となっている。
【００４２】
嵌合部３２の外周の外径φｄ２と弁ハウジング１０の内周面の内径φｄ３の関係は第１実施形態と同じであり、嵌合部３２の外周とハウジング１０の内周面との間に０．１５mm
幅の間隙３２ｂ（図４(A) ）が形成される。そして、この間隙３２ｂ、凹部３２ａ、及び導通路３３ａにより、ロータ室７１Ａと弁室１０Ａを連通する均圧路が構成されている。なお、動作は第１実施例と同様であり、弁体６の移動時に、間隙３２ｂ、凹部３２ａ、及び導通路３３ａによりロータ室７１Ａと弁室１０Ａとが均圧される。
【００４３】
この第３実施形態でも、間隙３２ｂの幅、間隙３２ｂと凹部３２ａと導通路３３ａの全開口面積は、第１実施形態の間隙１２ｂ、縮径部１２ａ及び導通路１３ａと同様な関係に設定されている。これにより、第１実施形態と同様に、均圧路全体によるスムーズな均圧と、間隙３２ｂによる異物の侵入防止を両立させている。
【００４４】
また、凹部３２ａのテーパ面３２ａ１により、凹部の断面積がロータ室７１Ａに向かって広くなるので損失係数を小さくできて、均圧流路の圧力損失をより小さくできる。
【００４５】
ここで、従来の均圧孔４２ａ，４３ａの径φｄ１は、加工時のドリルの径で決まるので、この径φｄ１＝Ｌ１は小さくするのに限界がある。したがって、異物の侵入を抑えるのにも限界がある。これに対して、各実施形態の間隙１２ｂ，２２ｂ，３２ｂの幅Ｌ１は、
Ｌ２＝（φｄ３−φｄ２）／２
である。すなわち、弁ハウジング１０の内径φｄ３に対して、嵌合部１２，２２，３２の外周の外径φｄ２を調節することにより、間隙１２ｂ，２２ｂ，３２ｂの幅Ｌ１を容易に小さくでき、異物の侵入を防止できる。
【００４６】
また、従来の均圧孔４２ａ，４３ａの開口面積Ａ１は、
Ａ１＝π×（φｄ１／２）2 ×ｎ（前記の例では、ｎ＝４）
である。これに対して、各実施形態の間隙１２ｂ，２２ｂ，３２ｂの全周に亘る開口面積Ａ２は、
Ａ２＝π×［（φｄ３／２）2 −（φｄ２／２）2 ］
である。すなわち、嵌合部１２，２２，３２の外周の外径φｄ２を調節することにより、Ｌ１≫Ｌ２の関係を保ちながら、Ａ１≪Ａ２となるように設定することが容易に可能となり、異物の浸入を防止しながら、高い均圧効果を得ることができる。
【００４７】
各実施形態では、φｄ２はφｄ３よりも０．３mm小さく、間隙１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ
の幅を０．１５mmとしているが、φｄ２をφｄ３よりも０．１〜０．４mm程度小さくして
、間隙１２ｂ，２２ｂ，３２ｂの幅を０．０５〜０．２mm程度にしてもよい。
【００４８】
上記実施形態では、導通路（１３ａ，２３ａ，３３ａ）と間隙（１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ）とを、縮径部あるいは凹部（１２ａ，２２ａ，３２ａ）を介して導通するようにしているが、縮径部あるいは凹部（１２ａ，２２ａ，３２ａ）を無くし、導通路（１３ａ，２３ａ，３３ａ）を僅かに半径方向外側に変位した位置に形成して、導通路（１３ａ，２３ａ，３３ａ）と間隙（１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ）とを直接導通するようにしてもよい。
【００４９】
なお、一般に、空気調和機には装置中の異物捕捉のためにフィルタが設けられており、このフィルタのメッシュは、国内国外を問わず８０〜１２０メッシュ（１インチ当たり８０〜１２０の目の数）が一般的である。このため、冷凍サイクル中の異物が弁室からロータ室へ浸入することを防止する間隙は、８０〜１２０メッシュ程度（例えば０．１５mm）であり、実施形態の間隙１２ｂ，２２ｂ，３２ｂも０．１５mm幅となっている。
【００５０】
また、これまで間隙の幅を８０〜１２０メッシュ程度とした実施形態について述べてきたが、この間隙の幅はロータ室への浸入を防止したい異物の大きさに合わせて任意に調節すればよく、８０〜１２０メッシュに限定されるものではない。
【００５１】
空気調和機中に存在する異物の大きさが極めて小さい場合、空気調和機に設けるフィルタのメッシュを細かくする（目の数を増やす）必要がある。すなわち１２０メッシュよりも細かくする必要がある。フィルタのメッシュを細かくするとフィルタを構成するワイヤ等の面積が増加し、流体が通過できる面積が減少するため、フィルタでの圧力損失が大きくなる。そのため、フィルタのメッシュを細かくする事は、それだけ空気調和機全体の圧力損失が大きくなってしまうため好ましくない。
【００５２】
そこで、電動弁の間隙を０．１５mmよりもさらに小さくすると、この間隙により極めて
小さい大きさの異物を捕捉することができ、フィルタのメッシュを格別細かくする必要がなくなる。その結果、空気調和機の圧力損失を小さくすることができるため、空気調和機中に大流量の冷媒を流すことができる。すなわち、空気調和機にフィルタを設けた場合であっても、このフィルタにより冷媒の流れが阻害されることはなくなり、空気調和機に大流量の冷媒を流すことができる。
【符号の説明】
【００５３】
１ 支持部材
１２ 嵌合部
１２ａ 縮径部（凹部）
１２ｂ 間隙
１３ フランジ部
１３ａ 導通路
２ 支持部材
２２ 嵌合部
２２ａ 凹部
２２ｂ 間隙
２３ フランジ部
２３ａ 導通路
３ 支持部材
３２ 嵌合部
３２ａ 凹部
３２ｂ 間隙
３２ａ１ テーパ面
３３ フランジ部
３３ａ 導通路
１０ 弁ハウジング
１０Ａ 弁室
７１ ケース
７１Ａ ロータ室
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱状の弁室を形成するとともに前記弁室の一方に開口部を有し他方に弁座部を有する弁ハウジングと、前記弁ハウジングの前記開口部周囲に固定され円柱状のロータ室を形成するロータケースと、前記ロータ室及び前記弁室の軸線方向にロータ軸を有し前記ロータ室内に回転可能に且つ軸線方向に移動可能に配置されたロータと、前記ロータケースの外周に装着され前記ロータを回転駆動するステータコイルと、前記弁ハウジングの前記開口部に固定され前記弁室と前記ロータ室とを区画するとともに前記ロータの前記ロータ軸を支持する支持部材と、前記ロータ軸の前記弁座部側に設けられた弁体とを備え、
前記ロータを回転させて前記支持部材と前記ロータ軸とのねじ送り機構により前記ロータ及びロータ軸を軸線方向に移動して前記弁体により前記弁ポートの開度を増減するとともに、前記弁室と前記ロータ室とを導通する均圧路により、前記ロータの軸線方向の移動時に、前記弁室と前記ロータ室とを均圧するようにした電動弁において、
前記支持部材は、前記弁ハウジングの前記開口部内に嵌合する嵌合部と、前記弁ハウジングの前記開口部の周囲端部に固着されるフランジ部と、を有し、
前記フランジ部には、前記ロータ室側に開口する導通路が形成され、前記嵌合部の外周の外径が前記弁ハウジングの内周面の内径よりも所定量小さくされ、
前記嵌合部の外周と前記ハウジングの内周面との間隙及び前記導通路により、前記均圧路を構成するようにしたことを特徴とする電動弁。
【請求項２】
前記嵌合部には、前記フランジ部側にて前記軸線に対する半径方向に窪んだ凹部が形成され、前記嵌合部の外周と前記ハウジングの内周面との間隙と、前記導通路とが、前記凹部を介して導通されていることを特徴とする請求項１に記載の電動弁。
【請求項３】
前記嵌合部の凹部が、前記軸線回りの全周に形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。
【請求項４】
前記嵌合部の凹部が、前記軸線回りの複数の所定位置に形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。
【請求項５】
前記嵌合部の凹部の軸線と交差する断面の断面積がロータ室に向かって広くなるように、前記凹部の前記弁室側の内面がテーパ面となっていることを特徴とする請求項３に記載の電動弁。
【請求項６】
前記嵌合部の外周と前記ハウジングの内周面との間隙が、８０〜１２０メッシュであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の電動弁。
【請求項１】
円柱状の弁室を形成するとともに前記弁室の一方に開口部を有し他方に弁座部を有する弁ハウジングと、前記弁ハウジングの前記開口部周囲に固定され円柱状のロータ室を形成するロータケースと、前記ロータ室及び前記弁室の軸線方向にロータ軸を有し前記ロータ室内に回転可能に且つ軸線方向に移動可能に配置されたロータと、前記ロータケースの外周に装着され前記ロータを回転駆動するステータコイルと、前記弁ハウジングの前記開口部に固定され前記弁室と前記ロータ室とを区画するとともに前記ロータの前記ロータ軸を支持する支持部材と、前記ロータ軸の前記弁座部側に設けられた弁体とを備え、
前記ロータを回転させて前記支持部材と前記ロータ軸とのねじ送り機構により前記ロータ及びロータ軸を軸線方向に移動して前記弁体により前記弁ポートの開度を増減するとともに、前記弁室と前記ロータ室とを導通する均圧路により、前記ロータの軸線方向の移動時に、前記弁室と前記ロータ室とを均圧するようにした電動弁において、
前記支持部材は、前記弁ハウジングの前記開口部内に嵌合する嵌合部と、前記弁ハウジングの前記開口部の周囲端部に固着されるフランジ部と、を有し、
前記フランジ部には、前記ロータ室側に開口する導通路が形成され、前記嵌合部の外周の外径が前記弁ハウジングの内周面の内径よりも所定量小さくされ、
前記嵌合部の外周と前記ハウジングの内周面との間隙及び前記導通路により、前記均圧路を構成するようにしたことを特徴とする電動弁。
【請求項２】
前記嵌合部には、前記フランジ部側にて前記軸線に対する半径方向に窪んだ凹部が形成され、前記嵌合部の外周と前記ハウジングの内周面との間隙と、前記導通路とが、前記凹部を介して導通されていることを特徴とする請求項１に記載の電動弁。
【請求項３】
前記嵌合部の凹部が、前記軸線回りの全周に形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。
【請求項４】
前記嵌合部の凹部が、前記軸線回りの複数の所定位置に形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。
【請求項５】
前記嵌合部の凹部の軸線と交差する断面の断面積がロータ室に向かって広くなるように、前記凹部の前記弁室側の内面がテーパ面となっていることを特徴とする請求項３に記載の電動弁。
【請求項６】
前記嵌合部の外周と前記ハウジングの内周面との間隙が、８０〜１２０メッシュであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の電動弁。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−７７８７９（Ｐ２０１２−７７８７９Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２５５５４（Ｐ２０１０−２２５５５４）
【出願日】平成２２年１０月５日（２０１０．１０．５）
【出願人】（０００１４３９４９）株式会社鷺宮製作所 (253)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月５日（２０１０．１０．５）
【出願人】（０００１４３９４９）株式会社鷺宮製作所 (253)
【Ｆターム（参考）】
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