JP2018003899A - 電動弁 - Google Patents

Abstract

【課題】弁体が最下降位置にあるときの、流体（冷媒）の流れ方向の変化に伴う流量変化を抑えることのできる電動弁を提供する。【解決手段】少なくとも弁体１４が最下降位置にあるときに、流体の流れ方向に関わらず、ねじ送り機構２８における可動ねじ部３３の上面を固定ねじ部２３の下面に当接させる又はねじ送り機構２８における可動ねじ部３３の下面を固定ねじ部２３の上面に当接させるべく、前記可動ねじ部３３を前記固定ねじ部２３に対して昇降方向に付勢する圧縮コイルばね６１、具体的には、弁軸１０と連結固定される弁軸ホルダ３０を弁本体４０に取付固定されるガイドブッシュ２０に対して昇降方向に付勢する圧縮コイルばね６１が設けられている。【選択図】図２

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、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、弁シート部との間に所定の大きさの間隙が形成される閉弁レスタイプの電動弁に関する。

この種の電動弁として、例えば、弁軸と、該弁軸が内挿される円筒部を有するガイドステムと、前記弁軸の下端部に保持固定されて前記ガイドステムに内挿された円筒状の弁ホルダと、該弁ホルダに、前記弁軸に対して軸方向の相対移動及び相対回転可能な状態で内挿され、かつ、前記弁軸との間に縮装されたコイルばねにより下方に付勢されるとともに、前記弁ホルダにより抜け止め係止された弁体と、該弁体が接離する弁シート部を有し、前記ガイドステムが取付固定される弁本体と、該弁本体に接合されたキャンと、該キャンの内周に配在されたロータと、前記弁軸の上端部に外嵌固定された結合部材を介して前記ロータと前記弁軸とを連結するロータホルダと、前記ロータに設けられた係合部が嵌合するべく前記ロータホルダに形成された凹部と、前記ロータを回転駆動すべく前記キャンの外周に配置されたステータと、前記ガイドステムの円筒部内周に配在される雌ねじ部材と、該雌ねじ部材の内周に形成された固定ねじ部と前記弁軸の外周に形成された可動ねじ部とからなる、前記弁体を前記弁シート部に接離させるためのねじ送り機構と、前記ガイドステムの円筒部の外周に配在されて前記ロータの回転上下動規制を行うストッパ機構と、を備え、前記ストッパ機構は、上側係止部及び下側係止部を有する螺旋状の固定ストッパと、前記上側係止部に接当して係止される第１接当部及び前記下側係止部に接当して係止される第２接当部が設けられて、前記固定ストッパの螺旋部分に組み込まれるリング状ないし螺旋状のスライダとからなり、前記スライダは、前記ロータが回転するとき、該ロータに設けられた押動部により前記第１接当部が押動されて、前記第１接当部が前記上側係止部に、また、前記第２接当部が前記下側係止部に接当するまで回転しながら上下動するようにされ、前記スライダの第２接当部が前記下側係止部に接当して停止せしめられた原点位置では、前記弁体と前記弁シート部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）。

前記した如くの構成を有する電動弁では、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、弁シート部との間に所定の大きさの間隙が形成されるため、通常の閉弁タイプの電動弁と比べて、弁シート部への弁体の喰いつきが確実に防止でき、当該電動弁を空調機に使用する場合、コンプレッサの焼き付きによる運転不具合を防げる利点がある。

特許第５１６４５７９号公報

ところで、前記した如くの従来の閉弁レスタイプの電動弁では、弁本体の弁室の一側部に冷媒入出用の第１導管が、また、弁室の下部に冷媒入出用の第２導管がそれぞれろう付け等により連結固定され、流体（冷媒）が、第１導管から弁室を介して第２導管に向かう一方向（正方向）と、第２導管から弁室を介して第１導管に向かう他方向（逆方向）との双方向に流されるようになっているが、ねじ送り機構（を構成する固定ねじ部と可動ねじ部との間）にはバックラッシ（ねじガタ）が必然的に存在するため、流体（冷媒）の流れ方向が正方向から逆方向、あるいは、逆方向から正方向に変化すると、その流体の圧力によって弁体が付勢され、当該弁体が弁シート部に対して前記バックラッシ（ねじガタ）分だけ上下動してしまう（図９（Ａ）、（Ｂ）参照）。

また、上記従来の電動弁では、通常、弁口オリフィスを流れる流体の通過流量を制御する弁体が逆円錐台面ないしは逆円錐面（テーパ面）で構成されている。そのため、上述のように流体の流れ方向の変化に応じて弁体が弁シート部に対して上下動してしまうと、弁体が原点位置（最下降位置ともいい、モータに対する供給パルス数が０パルスとされる位置）にあるときに、その流体の流れ方向の変化前後で、弁口オリフィスを流れる流体の通過流量（０パルス流量ともいう）が変化してしまうといった課題が生じる（図１０参照）。

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、弁体が最下降位置にあるときの、流体（冷媒）の流れ方向の変化に伴う流量変化を抑え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、弁体が設けられた弁軸と、前記弁体が接離又は近接離間する弁シート部を有する弁口オリフィスが設けられるとともに、流体が導入導出される弁室が形成された弁本体と、前記弁軸に連結されたロータ及び該ロータを回転させるためのステータを有するモータと、前記弁本体側に設けられた固定ねじ部と前記弁軸側に設けられた可動ねじ部とからなり、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本体の前記弁シート部に対して昇降させるためのねじ送り機構と、前記弁軸の回転下動規制を行うための下部ストッパ機構と、を備え、前記下部ストッパ機構により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との間に間隙が形成されるとともに、流体が前記弁室から前記弁口オリフィスに向かう正方向と前記弁口オリフィスから前記弁室に向かう逆方向との双方向に流されるようにされている電動弁であって、少なくとも前記弁体が最下降位置にあるときに、前記流体の流れ方向に関わらず、前記ねじ送り機構における前記可動ねじ部の上面を前記固定ねじ部の下面に当接させる又は前記ねじ送り機構における前記可動ねじ部の下面を前記固定ねじ部の上面に当接させるべく、前記可動ねじ部を前記固定ねじ部に対して昇降方向に付勢するバックラッシ防止用付勢部材が設けられていることを特徴としている。

より具体的な態様では、弁体が設けられた弁軸と、前記弁軸と連結固定される弁軸ホルダと、前記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ガイドブッシュと、前記弁体が接離又は近接離間する弁シート部を有する弁口オリフィスが設けられるとともに、流体が導入導出される弁室が形成され、かつ、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に対して前記弁軸ホルダを回転させるべく、前記弁軸ホルダに連結されたロータ及び該ロータを回転させるためのステータを有するモータと、前記ガイドブッシュに形成された固定ねじ部と前記弁軸ホルダに形成された可動ねじ部とからなり、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本体の前記弁シート部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、前記下部ストッパ機構により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との間に間隙が形成されるとともに、流体が前記弁室から前記弁口オリフィスに向かう正方向と前記弁口オリフィスから前記弁室に向かう逆方向との双方向に流されるようにされている電動弁であって、少なくとも前記弁体が最下降位置にあるときに、前記流体の流れ方向に関わらず、前記ねじ送り機構における前記可動ねじ部の上面を前記固定ねじ部の下面に当接させる又は前記ねじ送り機構における前記可動ねじ部の下面を前記固定ねじ部の上面に当接させるべく、前記弁軸ホルダを前記ガイドブッシュに対して昇降方向に付勢するバックラッシ防止用付勢部材が設けられていることを特徴としている。

前記バックラッシ防止用付勢部材は、好ましくは、前記弁本体と前記弁軸との間に介装される。

前記バックラッシ防止用付勢部材は、好ましくは、前記ガイドブッシュと前記弁軸との間に介装される。

前記バックラッシ防止用付勢部材は、好ましくは、前記下部ストッパと前記弁軸ホルダとの間に介装される。

好ましくは、前記弁本体に、前記ロータが回転自在に内挿され且つ前記ステータが外嵌されたキャンが連結固定されるとともに、前記バックラッシ防止用付勢部材は、前記キャンと前記弁軸ホルダとの間に介装される。

好ましい態様では、前記バックラッシ防止用付勢部材は、その付勢力が少なくとも前記弁シート部に対する前記弁体の弁開度が所定の弁開度以下である低流量域で作用するように設定される。

本発明によれば、少なくとも弁体が最下降位置にあるときに、流体の流れ方向に関わらず、ねじ送り機構における可動ねじ部の上面を固定ねじ部の下面に当接させる又はねじ送り機構における可動ねじ部の下面を固定ねじ部の上面に当接させるべく、前記可動ねじ部を前記固定ねじ部に対して昇降方向に付勢する付勢部材、具体的な態様では、弁軸と連結固定される弁軸ホルダを弁本体に取付固定されるガイドブッシュに対して昇降方向に付勢するバックラッシ防止用付勢部材が設けられている。そのため、ねじ送り機構（を構成する固定ねじ部と可動ねじ部との間）のバックラッシ（ねじガタ）がなくなり、流体（冷媒）の流れ方向が変化しても、弁体が弁シート部に対して上下動しなくなり、弁体が最下降位置にあるときの、流体（冷媒）の流れ方向の変化に伴う流量変化を確実に抑えることができる。

また、前記バックラッシ防止用付勢部材は、その付勢力が少なくとも前記弁シート部に対する前記弁体の弁開度が所定の弁開度以下である低流量域で作用するように設定されているので、精緻な流量調整を要する低流量域での流体（冷媒）の流れ方向の変化に伴う流量変化を確実に回避できるとともに、バックラッシ防止用付勢部材の付勢力によるトルク（回転トルク）の増加を制限することができる。

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に示される電動弁の要部を拡大して示す要部拡大縦断面図。 図１に示される電動弁の流量特性を示す図。 本発明に係る電動弁の第２実施形態を示す縦断面図。 本発明に係る電動弁の第３実施形態を示す縦断面図。 本発明に係る電動弁の第４実施形態を示す縦断面図。 本発明に係る電動弁の第５実施形態を示す縦断面図。 図７に示される電動弁の変形形態を示す縦断面図。 従来の電動弁の要部を拡大して示す要部拡大縦断面図であり、（Ａ）は正方向流れ状態を示す図、（Ｂ）は逆方向流れ状態を示す図。 従来の電動弁の流量特性を示す図。

以下、本発明に係る電動弁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。

また、本明細書では、弁本体における弁室の側方に連結された第１導管から、弁室及び該弁室の底部に形成された縦向きの弁口オリフィスを介して弁室の下方に連結された第２導管に向かう方向を「正方向」とし、第２導管から、弁口オリフィス及び弁室を介して第１導管に向かう方向を「逆方向」としている。

［第１実施形態］
＜電動弁の構成及び動作＞
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、主に、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（閉弁方向付勢用付勢部材）６０と、抜け止め係止部材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、弁口オリフィス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台状の弁体１４が一体的に形成されている。

前記弁体１４は、図１とともに図２を参照すればよく分かるように、上側（弁室４０ａ側）から、中心軸線Ｏ方向（上下方向）に長い逆円錐台面からなる上側テーパ面部１４ｔと、上側テーパ面部１４ｔより制御角（弁体１４の中心軸線Ｏと平行な線との交差角）が大きい逆円錐台面からなる下側テーパ面部１４ｕとを有している。

前記ガイドブッシュ２０は、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体で構成され、その上部は、前記弁軸１０の上部小径部１１の側方まで延在している。前記ガイドブッシュ２０（の上下中央部分）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の弁シート部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、前記ガイドブッシュ２０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、嵌合部２７の上面２７ａと若干の隙間をあけて螺着されて固定されており、その下部ストッパ２５の外周には、弁軸ホルダ３０（すなわち、弁軸ホルダ３０に連結された弁軸１０）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、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、下部ストッパ２５の下動限界位置もしくは最下動位置を規定する）ストッパ部とされる。

なお、ここでは、下部ストッパ２５が、嵌合部２７の上面２７ａと若干の隙間をあけてガイドブッシュ２０の固定ねじ部２３に固定されているが、弁体１４が最下降位置（原点位置）にあるときに、弁体１４と弁シート部４６ａとの間に所定の大きさの間隙が形成されれば、例えば、下部ストッパ２５を、嵌合部２７の上面２７ａと当接させてガイドブッシュ２０の固定ねじ部２３に固定しても良い。

前記弁軸ホルダ３０は、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（の下半部分）の内周には、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が形成されると共に、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１０の上部小径部１１と中間大径部１２との間に形成された（上向きの）段丘面と前記弁軸ホルダ３０の天井部３２の下面との間には、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）に付勢する圧縮コイルばね（閉弁方向付勢用付勢部材）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との間に設けられた底部壁４５に、前記弁体１４が接離又は近接離間する弁シート部４６ａを有する略円錐台状の弁口オリフィス４６が形成されるとともに、その弁シート部４６ａには、円筒面（昇降方向で内径が一定）からなるストレート部４６ｓが設けられている（図２参照）。

前記ストレート部４６ｓ（の内径）は、前記弁軸１０の下部小径部１３より若干小径に設計されている。

また、弁本体４０の底部壁４５の上面における弁口オリフィス４６（弁シート部４６ａ）周りには、環状平坦面４５ｆが形成されており、当該環状平坦面４５ｆと前記弁軸１０の下部小径部１３と中間大径部１２との間に形成された（下向きの）段丘面との間、つまり、弁室４０ａにおける弁軸１０の下部小径部１３周りに、前記弁軸１０と前記弁本体４０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を上方に付勢する圧縮コイルばね（バックラッシ防止用付勢部材）６１が縮装されている。ねじ送り機構２８による弁体１４の弁シート部４６ａに対する位置（例えば原点位置）決めを阻害しないように、この圧縮コイルばね（バックラッシ防止用付勢部材）６１の付勢力（圧縮力）は、前記圧縮コイルばね（閉弁方向付勢用付勢部材）６０の付勢力（圧縮力）より小さく設定されている。

一方、前記弁本体４０の上端部には鍔状板４７がかしめ等により固着されると共に、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により密封接合されている。

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（内挿）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（外装）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、（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（不図示）が形成されている。

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と共に回転される。

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を下方に押し付ける）と共に弁軸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）の上端部に圧入・溶接等により外嵌固定されたプッシュナット７１と、該プッシュナット７１とロータ５１との間に介在され、弁軸１０の上端部が挿通される挿通穴７２ａが中央に形成された円板状部材からなるロータ押さえ７２とから構成される抜け止め係止部材７０が配在されている。すなわち、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と前記ロータ押さえ７２との間で挟持されている。なお、弁軸ホルダ３０の上端から係止面までの（上下方向の）高さは、ロータ５１の内筒５１ａの（上下方向の）高さとほぼ同じであり、弁軸ホルダ３０（の天井部３２）の上面は、前記ロータ押さえ７２の下面（平坦面）と当接している。

また、前記弁軸１０の上端部に固定された前記プッシュナット７１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（復帰部材）７５が外装されている。この復帰ばね７５は、弁体１４が最下降位置（原点位置）付近にあるとき、言い換えれば、弁開度が小さい（弁開度が所定の弁開度以下である）低流量域では、弁軸ホルダ３０をガイドブッシュ２０側に付勢しない（つまり、弁軸ホルダ３０に付勢力を付与しない）ようになっている。

そして、当該電動弁１では、例えば弁シート部４６ａへの弁体１４の喰いつきを防止すると共に、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（の上側テーパ面部１４ｔ）と弁シート部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。

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と弁シート部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と弁シート部４６ａとの間に間隙（閉弁時要求リフト量）が形成されるため、所定量の通過流量が確保される（図３参照）。

ここで、弁体１４を弁シート部４６ａに対して昇降させるねじ送り機構２８においては、弁体１４（弁軸１０）が連結される弁軸ホルダ３０の可動ねじ部３３と、弁本体４０に連結固定されるガイドブッシュ２０の固定ねじ部２３との間に、バックラッシ（ねじガタ）が存在するが、本実施形態の電動弁１では、弁本体４０の環状平坦面４５ｆと弁軸１０の下部小径部１３と中間大径部１２との間に形成された段丘面との間であって、弁室４０ａにおける弁軸１０の下部小径部１３周りに、圧縮コイルばね６１が縮装されているので、弁軸１０に連結固定された弁軸ホルダ３０が弁本体４０に連結固定されたガイドブッシュ２０に対して上方に付勢され、弁軸ホルダ３０の可動ねじ部３３の上面側がガイドブッシュ２０の固定ねじ部２３の下面側に当接せしめられている（押し付けられている）（図２参照）。

本実施形態の電動弁１では、流体（冷媒）が、双方向、具体的には、第１導管４１ａ（第１開口４１）から弁室４０ａ及び弁口オリフィス４６を介して第２導管４２ａ（第２開口４２）に向かう方向（つまり、横→下方向）（以下、この状態を正方向流れ状態という）と、第２導管４２ａ（第２開口４２）から弁口オリフィス４６及び弁室４０ａを介して第１導管４１ａ（第１開口４１）に向かう方向（つまり、下→横方向）（以下、この状態を逆方向流れ状態という）との双方向に流されるようになっており、その流体の圧力によって、前記正方向流れ状態では、弁体１４が下方に付勢され、前記逆方向流れ状態では、弁体１４が上方に付勢されるが、正方向流れ状態と逆方向流れ状態の両状態において、上述のように、前記圧縮コイルばね６１（の付勢力）によって、弁軸ホルダ３０の可動ねじ部３３の上面側がガイドブッシュ２０の固定ねじ部２３の下面側に当接せしめられている（押し付けられている）。そのため、ねじ送り機構２８を構成する固定ねじ部２３と可動ねじ部３３との間のバックラッシ（ねじガタ）がなくなり、流体（冷媒）の流れ方向が正方向から逆方向、あるいは、逆方向から正方向に変化しても、弁体１４が弁シート部４６ａに対して上下動しなくなるため、図３に示される如くに、弁体１４が最下降位置にあるときの、流体（冷媒）の流れ方向の変化に伴う流量変化を確実に抑えることができる。

なお、圧縮コイルばね６１によって弁軸１０を弁本体４０に対して常時上方に付勢することにより、図３の実線に示される如くに、正方向流れ状態と逆方向流れ状態の両状態で同じ流量特性を実現できる。ただし、弁開度が小さい低流量域の間は、圧縮コイルばね６１によって弁軸１０を弁本体４０に対して上方に付勢し（圧縮コイルばね６１による付勢力が弁軸１０に作用し）、低流量域から大流量域に切り換わった後に（中間開度での流量の変曲点に到達した後に）、圧縮コイルばね６１による付勢力が弁軸１０に作用しなくなるようにしても良い。つまり、圧縮コイルばね６１の自然長を、中間開度での流量の変曲点を超えた後の弁本体４０の環状平坦面４５ｆと弁軸１０の下部小径部１３と中間大径部１２との間に形成された段丘面との間の距離より短くなるように設計しても良い。この場合、図３の点線に示される如くに、中間開度での流量の変曲点を超えた後の弁開度が大きい大流量域では、正方向流れ状態と逆方向流れ状態とで流量特性が（バックラッシ（ねじガタ）分だけ）変化することになるが、中間開度での流量の変曲点を超える前の弁開度が小さい低流量域では、正方向流れ状態と逆方向流れ状態との両領域で同じ流量特性になるとともに、圧縮コイルばね６１による付勢力が弁軸１０に作用する距離（弁開度）を制限できる。そのため、精緻な流量調整を要する低流量域での流体（冷媒）の流れ方向の変化に伴う流量変化を確実に回避できる（言い換えれば、低流量域における流体流量の制御性を確保できる）とともに、圧縮コイルばね６１の付勢力によるトルク（回転トルク）の増加を制限することができる。

＜電動弁の組立方法＞
前述の電動弁１の組立工程の一例、特に、弁体１４の原点位置（最下降位置）出し工程の一例を、図１を参照しながら概説すると、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、圧縮コイルばね６１、弁本体４０等を組み付ける。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（の上側テーパ面部１４ｔ）が弁シート部４６ａに当接し、圧縮コイルばね６０及び圧縮コイルばね６１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が最下動位置に位置せしめられ、かつ、弁体１４が最下降位置より下降せしめられた状態で、弁軸１０の上端部に、ロータ押さえ７２を嵌め込むと共にプッシュナット７１を圧入・溶接等により外嵌固定する。

次に、上記状態から、弁軸１０、弁軸ホルダ３０、ロータ５１、抜け止め係止部材７０（プッシュナット７１とロータ押さえ７２）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、下部ストッパ２５をガイドブッシュ２０に対して開弁方向（図示例では、平面視で反時計回り）に所定回転角度だけ回転させる。このとき、下部ストッパ２５は、ガイドブッシュ２０のストッパ部２７ａから上昇するまで回転させてもよいし、そのストッパ部２７ａと当接させたままで（バックラッシ分だけ）回転させてもよい。そして、その下部ストッパ２５を、ガイドブッシュ２０（の固定ねじ部２３）に溶接・溶着・接着等により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が最下動位置にあるとき（つまり、弁体１４が最下降位置にあるとき）でも、弁体１４と弁シート部４６ａとの間に所定の大きさの間隙（正方向流れ状態での昇降方向における寸法がＨの間隙）が形成される。このとき、前述のように、前記圧縮コイルばね６１（の付勢力）によって、弁軸ホルダ３０の可動ねじ部３３の上面側がガイドブッシュ２０の固定ねじ部２３の下面側に当接せしめられている。なお、前記組立体を上昇させてガイドブッシュ２０から取り外した後、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、その下部ストッパ２５をガイドブッシュ２０に溶接・溶着・接着等により相対回転不能に連結固定するものとして説明したが、前記組立体をガイドブッシュ２０に対して上昇させるだけで、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ることができ、かつ下部ストッパ２５をガイドブッシュ２０に溶接・溶着・接着等により相対回転不能に連結固定することができる程度の隙間を形成することができれば、前記組立体をガイドブッシュ２０から取り外す必要はない。

［第２実施形態］
図４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、圧縮コイルばね（バックラッシ防止用付勢部材）６１の配置構成が相違しており、その他の構成は、上記第１実施形態の電動弁１とほぼ同じである。そのため、上記第１実施形態の電動弁１の各部に対応する部分には同様の符号を付してその詳細な説明を省略し、以下では、前記相違点についてのみ詳細に説明する。

本第２実施形態の電動弁２では、弁軸１０の下部小径部１３が段付きで形成されるとともに、その下部小径部１３の上部はガイドブッシュ２０の内側まで延びており、弁本体４０の弁室４０ａの天井部に設けられた挿通穴４３には、前記弁軸１０の下部小径部１３（の上部大径部分）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ている。

そして、弁本体４０の嵌合穴４４の底面（における挿通穴４３の周囲の部分）と前記弁軸１０の下部小径部１３と中間大径部１２との間に形成された（下向きの）段丘面との間、つまり、ガイドブッシュ２０の内側で弁軸１０の下部小径部１３周りに、前記弁軸１０と前記弁本体４０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を上方に付勢する圧縮コイルばね（バックラッシ防止用付勢部材）６１が縮装されている。ここでも、ねじ送り機構２８による弁体１４の弁シート部４６ａに対する位置（例えば原点位置）決めを阻害しないように、この圧縮コイルばね（バックラッシ防止用付勢部材）６１の付勢力（圧縮力）は、前記圧縮コイルばね（閉弁用付勢部材）６０の付勢力（圧縮力）より小さく設定されている。

本実施形態の電動弁２においても、正方向流れ状態と逆方向流れ状態の両状態において、前記圧縮コイルばね６１（の付勢力）によって、弁軸ホルダ３０の可動ねじ部３３の上面側がガイドブッシュ２０の固定ねじ部２３の下面側に当接せしめられている（押し付けられている）ので、上記第１実施形態の電動弁１と同様の作用効果が得られる。

また、本実施形態の電動弁２においては、圧縮コイルばね６１が（弁室４０ａに代えて）弁本体４０の嵌合穴４４内のガイドブッシュ２０の内側に配在されているので、弁室４０ａ内の流体（冷媒）の流れを阻害しない、弁室４０ａ内の流体（冷媒）の流れによる圧縮コイルばね６１の特性変化（弾性力変化）を回避できる等といった効果が得られる。

［第３実施形態］
図５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２実施形態の電動弁２に対し、圧縮コイルばね（バックラッシ防止用付勢部材）６１の配置構成が相違しており、その他の構成は、上記第２実施形態の電動弁２とほぼ同じである。そのため、上記第２実施形態の電動弁２の各部に対応する部分には同様の符号を付してその詳細な説明を省略し、以下では、前記相違点についてのみ詳細に説明する。

本第３実施形態の電動弁３では、弁本体４０の嵌合穴４４に嵌挿されたガイドブッシュ２０（の嵌合部２７）の下端部に、内側へ向けて突出する鍔状部２７ｂが設けられている。本例では、この鍔状部２７ｂにより形成される穴の穴径は、弁本体４０の弁室４０ａの天井部に設けられた挿通穴４３の穴径と略同径とされ、その鍔状部２７ｂ内に、前記弁軸１０の下部小径部１３（の上部大径部分）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ている。

そして、前記ガイドブッシュ２０の鍔状部２７ｂの上面と前記弁軸１０の下部小径部１３と中間大径部１２との間に形成された（下向きの）段丘面との間、つまり、上記第２実施形態と同様、ガイドブッシュ２０の内側で弁軸１０の下部小径部１３周りに、前記弁軸１０と前記弁本体４０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を上方に付勢する圧縮コイルばね（バックラッシ防止用付勢部材）６１が縮装されている。

したがって、本実施形態の電動弁３においても、上記第２実施形態の電動弁２と同様の作用効果が得られることは勿論である。

［第４実施形態］
図６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１実施形態の電動弁１に対し、圧縮コイルばね（バックラッシ防止用付勢部材）６１の配置構成が相違しており、その他の構成は、上記第１実施形態の電動弁１とほぼ同じである。そのため、上記第１実施形態の電動弁１の各部に対応する部分には同様の符号を付してその詳細な説明を省略し、以下では、前記相違点についてのみ詳細に説明する。

本第４実施形態の電動弁４では、ガイドブッシュ２０の固定ねじ部２３に螺着されて固定された下部ストッパ２５（の外周）に環状の装着溝２５ａが設けられ、その装着溝２５ａの（上向きの）底面と弁軸ホルダ３０（の円筒部３１）の下面との間に、前記弁軸ホルダ３０と前記ガイドブッシュ２０に連結固定された下部ストッパ２５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ホルダ３０を上方に付勢する圧縮コイルばね（バックラッシ防止用付勢部材）６１が縮装されている。

なお、本例では、弁軸１０の中間大径部１２が、弁本体４０の弁室４０ａの天井部に設けられた挿通穴４３を通して弁本体４０の弁室４０ａ内まで延設されている。

本実施形態の電動弁４においても、正方向流れ状態と逆方向流れ状態の両状態において、前記圧縮コイルばね６１（の付勢力）によって、弁軸ホルダ３０の可動ねじ部３３の上面側がガイドブッシュ２０の固定ねじ部２３の下面側に当接せしめられている（押し付けられている）ので、上記第１実施形態の電動弁１と同様の作用効果が得られる。

また、本実施形態の電動弁４においては、圧縮コイルばね６１（の付勢力）が可動ねじ部３３を有する弁軸ホルダ３０に直接作用するので、流体（冷媒）の流れ方向の変化に伴う流量変化をより確実に抑えることができるといった効果が得られる。

［第５実施形態］
図７は、本発明に係る電動弁の第５実施形態を示す縦断面図である。

本第５実施形態の電動弁５は、上記第１実施形態の電動弁１に対し、圧縮コイルばね（バックラッシ防止用付勢部材）６１及び復帰ばね７５の配置構成が相違しており、その他の構成は、上記第１実施形態の電動弁１とほぼ同じである。そのため、上記第１実施形態の電動弁１の各部に対応する部分には同様の符号を付してその詳細な説明を省略し、以下では、前記相違点についてのみ詳細に説明する。

本第５実施形態の電動弁５では、プッシュナット７１に外装された復帰ばね７５の上端部がキャン５５の天井部まで延設され、弁軸ホルダ３０上に配置されたロータ押さえ７２とキャン５５との間に、前記復帰ばね７５が圧縮状態で介装されている。つまり、本実施形態では、前記復帰ばね７５は、キャン５５と弁軸ホルダ３０との間に（ロータ押さえ７２を介して）縮装されており、前記弁軸ホルダ３０を前記弁本体４０に連結固定されたキャン５５に対して昇降方向（軸線Ｏ方向）に付勢する、言い換えれば前記弁軸ホルダ３０を下方に付勢する圧縮コイルばね（バックラッシ防止用付勢部材）６１として機能する（使用される）ようになっている。すなわち、本実施形態では、この復帰ばね７５（バックラッシ防止用付勢部材としての圧縮コイルばね６１）は、弁体１４が最下降位置（原点位置）付近にあるとき、言い換えれば、弁開度が小さい（弁開度が所定の弁開度以下である）低流量域でも、弁軸ホルダ３０をガイドブッシュ２０側に付勢する（つまり、弁軸ホルダ３０に付勢力を付与する）ようになっている。

なお、本例でも、上記第４実施形態と同様、弁軸１０の中間大径部１２が、弁本体４０の弁室４０ａの天井部に設けられた挿通穴４３を通して弁本体４０の弁室４０ａ内まで延設されている。

本実施形態の電動弁５においては、上記第１〜第４実施形態の電動弁１〜４とは逆に、正方向流れ状態と逆方向流れ状態の両状態において、前記圧縮コイルばね６１（＝復帰ばね７５）（の付勢力）によって、弁軸ホルダ３０の可動ねじ部３３の下面側がガイドブッシュ２０の固定ねじ部２３の上面側に当接せしめられている（押し付けられている）が、上記第１実施形態の電動弁１と同様の作用効果が得られることは当然である。

また、本実施形態の電動弁５においては、ねじ送り機構２８における固定ねじ部２３と可動ねじ部３３との螺合が外れるのを防止する復帰部材としての復帰ばね７５とバックラッシ防止用付勢部材としての圧縮コイルばね６１とを兼用できるので、部品点数の削減に繋がるといった効果も得られる。

なお、上記第１〜第５実施形態では、弁体１４の弁シート部４６ａに対する位置（原点位置）決め時の衝撃を緩和するために、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（上向きの）段丘面と弁軸ホルダ３０の天井部３２の下面との間に圧縮コイルばね（閉弁方向付勢用付勢部材）６０が縮装されているが、図８に示される如くに（図８は、上記第５実施形態の電動弁５の変形形態としての電動弁５Ａを記載）、弁シート部４６ａに対して弁体１４を位置決めできれば、この圧縮コイルばね６０は省略しても良い。

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）
５ 電動弁（第５実施形態）
５Ａ 電動弁（第５実施形態の変形形態）
１０ 弁軸
１４ 弁体
２０ ガイドブッシュ
２３ 固定ねじ部（雄ねじ部）
２４ 固定ストッパ体
２５ 下部ストッパ
２５ａ 装着溝（第４実施形態）
２７ 嵌合部
２７ｂ 鍔状部（第３実施形態）
２８ ねじ送り機構
２９ 下部ストッパ機構
３０ 弁軸ホルダ
３３ 可動ねじ部（雌ねじ部）
３４ 可動ストッパ体
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
４５ 底部壁
４５ｆ 環状平坦面
４６ 弁口オリフィス
４６ａ 弁シート部
４６ｓ ストレート部
４７ 鍔状部
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（閉弁方向付勢用付勢部材）
６１ 圧縮コイルばね（バックラッシ防止用付勢部材）
７０ 抜け止め係止部材
７１ プッシュナット
７２ ロータ押さえ
７５ 復帰ばね（復帰部材）
Ｏ 軸線

Claims (14)

1. 弁体が設けられた弁軸と、前記弁体が接離又は近接離間する弁シート部を有する弁口オリフィスが設けられるとともに、流体が導入導出される弁室が形成された弁本体と、前記弁軸に連結されたロータ及び該ロータを回転させるためのステータを有するモータと、前記弁本体側に設けられた固定ねじ部と前記弁軸側に設けられた可動ねじ部とからなり、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本体の前記弁シート部に対して昇降させるためのねじ送り機構と、前記弁軸の回転下動規制を行うための下部ストッパ機構と、を備え、
   前記下部ストッパ機構により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との間に間隙が形成されるとともに、流体が前記弁室から前記弁口オリフィスに向かう正方向と前記弁口オリフィスから前記弁室に向かう逆方向との双方向に流されるようにされている電動弁であって、
   少なくとも前記弁体が最下降位置にあるときに、前記流体の流れ方向に関わらず、前記ねじ送り機構における前記可動ねじ部の上面を前記固定ねじ部の下面に当接させる又は前記ねじ送り機構における前記可動ねじ部の下面を前記固定ねじ部の上面に当接させるべく、前記可動ねじ部を前記固定ねじ部に対して昇降方向に付勢するバックラッシ防止用付勢部材が設けられていることを特徴とする電動弁。
2. 弁体が設けられた弁軸と、
   前記弁軸と連結固定される弁軸ホルダと、
   前記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ガイドブッシュと、
   前記弁体が接離又は近接離間する弁シート部を有する弁口オリフィスが設けられるとともに、流体が導入導出される弁室が形成され、かつ、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に対して前記弁軸ホルダを回転させるべく、前記弁軸ホルダに連結されたロータ及び該ロータを回転させるためのステータを有するモータと、
   前記ガイドブッシュに形成された固定ねじ部と前記弁軸ホルダに形成された可動ねじ部とからなり、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本体の前記弁シート部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、
   前記下部ストッパ機構により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との間に間隙が形成されるとともに、流体が前記弁室から前記弁口オリフィスに向かう正方向と前記弁口オリフィスから前記弁室に向かう逆方向との双方向に流されるようにされている電動弁であって、
   少なくとも前記弁体が最下降位置にあるときに、前記流体の流れ方向に関わらず、前記ねじ送り機構における前記可動ねじ部の上面を前記固定ねじ部の下面に当接させる又は前記ねじ送り機構における前記可動ねじ部の下面を前記固定ねじ部の上面に当接させるべく、前記弁軸ホルダを前記ガイドブッシュに対して昇降方向に付勢するバックラッシ防止用付勢部材が設けられていることを特徴とする電動弁。
3. 前記バックラッシ防止用付勢部材は、前記弁本体と前記弁軸との間に介装されていることを特徴とする請求項２に記載の電動弁。
4. 前記バックラッシ防止用付勢部材は、前記弁室における前記弁軸周りに配在されていることを特徴とする請求項３に記載の電動弁。
5. 前記バックラッシ防止用付勢部材は、前記ガイドブッシュの内側に配在されていることを特徴とする請求項３に記載の電動弁。
6. 前記バックラッシ防止用付勢部材は、前記ガイドブッシュと前記弁軸との間に介装されていることを特徴とする請求項２に記載の電動弁。
7. 前記弁軸と前記弁軸ホルダとの間に、前記弁軸の前記弁体を閉弁方向に付勢する閉弁方向付勢用付勢部材が介装されており、
   前記バックラッシ防止用付勢部材の付勢力が、前記閉弁方向付勢用付勢部材の付勢力より小さくされていることを特徴とする請求項３から６のいずれか一項に記載の電動弁。
8. 前記バックラッシ防止用付勢部材は、前記下部ストッパと前記弁軸ホルダとの間に介装されていることを特徴とする請求項２に記載の電動弁。
9. 前記バックラッシ防止用付勢部材は、前記下部ストッパに設けられた環状の装着溝に配在されていることを特徴とする請求項８に記載の電動弁。
10. 前記弁軸と前記弁軸ホルダとの間に、前記弁軸の前記弁体を閉弁方向に付勢する閉弁方向付勢用付勢部材が介装されていることを特徴とする請求項９に記載の電動弁。
11. 前記弁本体に、前記ロータが回転自在に内挿され且つ前記ステータが外嵌されたキャンが連結固定されるとともに、
    前記バックラッシ防止用付勢部材は、前記キャンと前記弁軸ホルダとの間に介装されていることを特徴とする請求項２に記載の電動弁。
12. 前記バックラッシ防止用付勢部材は、前記ねじ送り機構における前記固定ねじ部と前記可動ねじ部との螺合が外れるのを防止すべく、前記弁軸ホルダを前記ガイドブッシュ側に付勢する復帰部材として使用されるようにされていることを特徴とする請求項１１に記載の電動弁。
13. 前記弁軸と前記弁軸ホルダとの間に、前記弁軸の前記弁体を閉弁方向に付勢する閉弁方向付勢用付勢部材が介装されていることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の電動弁。
14. 前記バックラッシ防止用付勢部材は、その付勢力が少なくとも前記弁シート部に対する前記弁体の弁開度が所定の弁開度以下である低流量域で作用するように設定されていることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の電動弁。

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