(57)【要約】      （修正有）【課題】いずれの方向に流体を流しても流体の通過音を低減することができる電動弁、および該電動弁を用いた冷凍サイクルシステムを提供する。【解決手段】弁本体３０の側面に装着された第１管継手と、前記弁本体の一部として、または前記弁本体とは別個の部品として設けられ、弁ポート７０が形成された弁座部材と、前記弁ポートを介して前記第１管継手と連通する第２管継手１５とを備え、前記弁ポートは、最も前記弁体側に位置する第１ポート７０ａと、前記第１ポートから前記第２管継手に向けて内周径を広げた第１テーパー部７０ｂと、前記第１テーパー部の前記第２管継手側に形成された第２ポート７０ｃとを含み、前記第２管継手の内部、または前記弁ポートと前記第２管継手との間には、流体の整流を行う筒状の整流部８０が配置もしくは形成されている。【選択図】図２
2022000592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースの内周に収容されたロータの回転運動を、雄ネジ部材と雌ネジ部材とのネジ螺合により直線運動に変換し、この直線運動に基づいて弁本体内に収容された弁体を軸方向に移動させる電動弁であって、
前記弁本体の側面に装着された第１管継手と、
前記弁本体の一部として、または前記弁本体とは別個の部品として設けられ、弁ポートが形成された弁座部材と、
前記弁ポートを介して前記第１管継手と連通する第２管継手とを備え、
前記弁ポートは、最も前記弁体側に位置する第１ポートと、前記第１ポートから前記第２管継手に向けて内周径を広げた第１テーパー部と、前記第１テーパー部の前記第２管継手側に形成された第２ポートとを含み、
前記第２管継手の内部、または前記弁ポートと前記第２管継手との間には、流体の整流を行う筒状の整流部が配置もしくは形成されていることを特徴とする電動弁。
【請求項２】
前記整流部の前記弁体側の端部は、前記弁座部材と接触していることを特徴とする請求項１記載の電動弁。
【請求項３】
前記整流部の内周径は、前記第１ポートの内周径よりも広いことを特徴とする請求項１または２記載の電動弁。
【請求項４】
前記整流部の前記軸方向の長さは、前記第１ポートの前記軸方向の長さよりも長いことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の電動弁。
【請求項５】
前記整流部がさらに前記第１管継手の内部、または前記弁本体と前記第１管継手との間にも配置されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の電動弁。
【請求項６】
前記整流部は、
第２管継手の前記弁ポートと接続される側の端部において内周径および外周径を縮小して延設され、前記弁ポートの内部に挿入される延設部
を備えることを特徴とする請求項１、３〜５記載の電動弁。
【請求項７】
前記弁ポートは、さらに前記第２ポートから前記第２管継手に向けて内周径を広げた第２テーパー部と、前記第２テーパー部の前記第２管継手側に形成された第３ポートとを含むことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の電動弁。
【請求項８】
前記弁ポートは、さらに前記第３ポートから前記第２管継手に向けてテーパー部とポートを連続して増加させながら内周径を広げ、第ｎテーパー部と、前記第ｎテーパー部の前記第２管継手側に形成された第ｎ＋１ポートを含み、
前記ｎの値は１０以下であることを特徴とする請求項７記載の電動弁。
【請求項９】
圧縮機、凝縮器、膨張弁、および蒸発器を含む冷凍サイクルシステムであって、請求項１〜８の何れか一項に記載の電動弁を前記膨張弁として用いることを特徴とする冷凍サイクルシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動弁、および該電動弁を用いた冷凍サイクルシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷凍サイクルにおいて、流体の流量を制御する電動弁から発生する、流体通過に伴う騒音が問題となることがある。このような騒音を抑制した電動弁として、図１５、１６に示すように、オリフィスである第１ポート１２０ａの下方に長い第２ポート１２０ｃを整流部分として備えた弁ポート１２０を有する構造の電動弁１００が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
この電動弁１００において、図１６に示すように、弁体１１４と第１ポート１２０ａとの隙間で絞られた流体は、テーパー部１２０ｂに倣って第２ポート１２０ｃに沿う形で流れ、第２ポート１２０ｃで整流化される。また、長い第２ポート１２０ｃを備えることより、流体の圧力が急回復することなく、キャビテーションの破裂が抑制されるため、流体の通過音が低減される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２３４７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の電動弁１００においては、流体を第１管継手１１１から第２管継手１１２の方向（以下、正方向という。）に流した場合の流体の通過音は改善されているが、流体を第２管継手１１２から第１管継手１１１の方向（以下、逆方向という。）に流した場合には効果が生じない場合があった。
【０００６】
具体的には、図１６において、流体を逆方向に流した場合、流体の流速が減速せずに第１ポート１２０ａに到達するため、第１ポート１２０ａにおける流体の流速は、流体を正方向に流した場合の流速よりも大きくなる。そして、流体の圧力は、第１ポート１２０ａで絞られた後に急激に回復するため、キャビテーションの破裂が顕著に現れ、流体の通過音が大きくなってしまう。
【０００７】
このため、従来は、流体の通過音を抑制するために流体の流し方向を正方向に限定するなどの処置がなされていたが、近年は、電動弁の使用方法が多様化しているため、流体を逆方向に流しても支障なく使用できることが期待されている。
【０００８】
本発明の目的は、いずれの方向に流体を流しても流体の通過音を低減することができる電動弁、および該電動弁を用いた冷凍サイクルシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の電動弁は、
ケースの内周に収容されたロータの回転運動を、雄ネジ部材と雌ネジ部材とのネジ螺合により直線運動に変換し、この直線運動に基づいて弁本体内に収容された弁体を軸方向に移動させる電動弁であって、
前記弁本体の側面に装着された第１管継手と、
前記弁本体の一部として、または前記弁本体とは別個の部品として設けられ、弁ポートが形成された弁座部材と、
前記弁ポートを介して前記第１管継手と連通する第２管継手とを備え、
前記弁ポートは、最も前記弁体側に位置する第１ポートと、前記第１ポートから前記第２管継手に向けて内周径を広げた第１テーパー部と、前記第１テーパー部の前記第２管継手側に形成された第２ポートとを含み、
前記第２管継手の内部、または前記弁ポートと前記第２管継手との間には、流体の整流を行う筒状の整流部が配置もしくは形成されていることを特徴とする。
【００１０】
このように、弁ポート内に第１テーパー部と第２ポートを設けることにより、流体を正方向に流した場合において、第１ポートで絞られた流れが整流化され、圧力の急激な回復を防止することができるため、キャビテーションの破裂を抑制することができる。また、第２管継手の内部に略円筒状の整流部を配置することにより、流体を逆方向に流した場合において、流体を直接第１ポートに当てないようにすることで、弁振動、キャビテーションの破裂などの音の発生を抑制することができる。
【００１１】
したがって、正方向、逆方向のいずれの方向に流体を流しても流体の通過音を低減することができる。
【００１２】
また、本発明の電動弁は、
前記整流部の前記弁体側の端部が、前記弁座部材と接触していることを特徴とする。
【００１３】
これにより、整流部と弁ポートとの間の隙間をなくすことができ、整流部から弁ポート、または弁ポートから整流部に流れる流体が直接第２管継手の内部に接触することがなくなるため、より確実に流体の通過音を抑制することができる。
【００１４】
また、本発明の電動弁は、
前記整流部の内周径が、前記第１ポートの内周径よりも広いことを特徴とする。
【００１５】
これにより、流体を正方向に流した際に、整流部により生じる圧力損失を抑制することができる。
【００１６】
また、本発明の電動弁は、
前記整流部の前記軸方向の長さが、前記第１ポートの前記軸方向の長さよりも長いことを特徴とする。
【００１７】
このように、整流部が一定以上の長さを有することにより、的確に流体の整流化を行うことができる。
【００１８】
また、本発明の電動弁は、
前記整流部がさらに前記第１管継手の内部、または前記弁本体と前記第１管継手との間にも配置されていることを特徴とする。
【００１９】
これにより、流体を正方向に流した場合において、第１管継手から弁室内に排出された流体が急激に拡大して乱れることが防止されるため、さらに的確に流体の通過音を抑制することができる。
【００２０】
また、本発明の電動弁は、
前記整流部が、
第２管継手の前記弁ポートと接続される側の端部において内周径および外周径を縮小して延設され、前記弁ポートの内部に挿入される延設部
を備えることを特徴とする。
【００２１】
これにより、第１ポートから整流部の上端（延設部の上端）までの距離を短縮化できる。よって、整流部において整流された流体が第３ポート内で再度拡散して乱れた流れとなることを防止でき、整流部によってなされた整流効果が損なわれないようにすることができる。
【００２２】
また、本発明の電動弁は、
前記弁ポートが、さらに前記第２ポートから前記第２管継手に向けて内周径を広げた第２テーパー部と、前記第２テーパー部の前記第２管継手側に形成された第３ポートとを含むことを特徴とする。
【００２３】
このように、弁ポートにさらにテーパーとポートを備えることにより、さらに的確に流体の通過音を抑制することができる。また、流体を逆方向に流した場合においてもまた、整流部を通過した流体が一旦ポートで減速されるため、的確に流体の通過音を低減することができる。
【００２４】
また、本発明の電動弁は、
前記弁ポートが、さらに前記第３ポートから前記第２管継手に向けてテーパー部とポートを連続して増加させながら内周径を広げ、第ｎテーパー部と、前記第ｎテーパー部の前記第２管継手側に形成された第ｎ＋１ポートを含み、
前記ｎの値は１０以下であることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の冷凍サイクルシステムは、
圧縮機、凝縮器、膨張弁、および蒸発器等を含む冷凍サイクルシステムであって、上述の電動弁を前記膨張弁として用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、いずれの方向に流体を流しても流体の通過音を低減することができる電動弁、および該電動弁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。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施の形態に係る電動弁の概略断面図である。
【図２】実施の形態に係る電動弁の要部拡大図である。
【図３】実施の形態に係る電動弁においてさらに第１管継手内に整流部を設けた場合を示す図である。
【図４】実施の形態に係る電動弁において、整流部の内周径を第２ポートの内周径よりも広くした場合を示す図である。
【図５】実施の形態に係る電動弁において第２管継手内に整流部をかしめる括れ部を形成した場合を示す図である。
【図６】実施の形態に係る電動弁において第２管継手内に整流部をかしめる複数の凹部を形成した場合を示す図である。
【図７】実施の形態に係る電動弁において第２管継手内に整流部をろう付け固定した場合を示す図である。
【図８】実施の形態に係る電動弁において弁本体と第２管継手内を整流部材で接続した場合を示す図である。
【図９】実施の形態に係る電動弁において整流部を管継手と一体的に成形した場合を示す図である。
【図１０】実施の形態に係る電動弁において弁ポートが第１ポート、第１テーパー部、および第２ポートのみを備えた場合を示す図である。
【図１１】実施の形態に係る電動弁において弁ポートが第１ポート、第１テーパー部、および第２ポートのみを備えた場合を示す図である。
【図１２】実施の形態に係る電動弁において上端部の径が異なるタイプの第２管継手を用いた場合の要部拡大図である。
【図１３】実施の形態に係る電動弁において上端部の径が異なるタイプの第２管継手を曲げた場合の要部拡大図である。
【図１４】実施の形態に係る電動弁において上端部の径が異なるタイプの第２管継手を弁本体と別部材である弁座部材に接続した場合の要部拡大図である。
【図１５】従来の電動弁の概略断面図である。
【図１６】従来の電動弁の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る電動弁について説明する。図１は、実施の形態に係る電動弁２を示した概略断面図である。なお、本明細書において、「上」あるいは「下」とは図１の状態で規定したものである。すなわち、ロータ４は弁体１７より上方に位置している。
【００２９】
この電動弁２では、金属により筒状のカップ形状をなすケース６０の開口側の下方に、弁本体３０が溶接などにより一体的に接続されている。
【００３０】
ここで、弁本体３０は、たとえばステンレス等の金属から成り、内部に弁室１１を有している。また、弁本体３０の側面には、弁室１１に直接連通する第１管継手１２が固定装着され、弁本体３０の下方には、弁室１１を介して第１管継手１２に連通する第２管継手１５が固定装着されている。なお、第１管継手１２と第２管継手１５は、たとえばステンレスや銅などの金属で形成されている。
【００３１】
なお、弁本体３０の下方部分には、弁ポート７０が形成され、この部分は弁座部材としての機能を有している。弁ポート７０については、後に詳しく説明する。
【００３２】
ケース６０の内周には、回転可能なロータ４が収容され、ロータ４の軸芯部分には、図示しないブッシュ部材を介して弁軸４１が配置されている。なお、ロータ４は、磁性を有する材質、または、磁性を有する材質を含有して形成されている。ブッシュ部材と弁軸４１は、共にたとえばステンレス等の金属で形成されており、ブッシュ部材で結合された弁軸４１とロータ４とは、回転しながら上下方向に一体的に移動する。なお、この弁軸４１の中間部付近の外周面には雄ネジ４１ａが形成されている。本実施の形態では、弁軸４１が雄ネジ部材として機能している。
【００３３】
ケース６０の外周には、図示しないヨーク、ボビン、およびコイルなどからなるステータが配置され、ロータ４とステータとでステッピングモータが構成されている。
【００３４】
弁軸４１の下方には、後述するように弁軸４１との間でネジ送り機構Ａを構成するとともに弁軸４１の傾きを抑制する機能を有する弁軸ホルダ６が、弁本体３０に対して相対的に回転不能に固定されている。
【００３５】
この弁軸ホルダ６は、上側の内周に後述する雌ネジ６ｄが形成された筒状部６ａと、弁本体３０の内周部側に収容される嵌合部６ｃと、略リング状のフランジ部６ｆとから成る。そして、弁軸ホルダ６のフランジ部６ｆは、弁本体３０の上端に溶接などで固定されている。また、弁軸ホルダ６の内部には、後述する弁ガイド１８を収容する収容室６ｈが形成されている。なお、弁軸ホルダ６は、金属のフランジ部６ｆ以外が樹脂材料で形成されている。
【００３６】
また、この弁軸ホルダ６の筒状部６ａの上部開口部６ｇから所定の深さまで下方に向かって雌ネジ６ｄが形成されている。このため、本実施の形態では、弁軸ホルダ６が雌ネジ部材として機能している。そして、弁軸４１の外周に形成された雄ネジ４１ａと、弁軸ホルダ６の筒状部６ａの内周に形成された雌ネジ６ｄとにより、ネジ送り機構Ａが構成されている。
【００３７】
さらに、弁軸ホルダ６の筒状部６ａの側面には、均圧孔５１が穿設され、この均圧孔５１により、弁軸ホルダ６内の弁軸ホルダ室８３と、ロータ収容室６７（第２の背圧室）との間が連通している。このように均圧孔５１を設けることにより、ケース６０のロータ４を収容する空間と、弁軸ホルダ６内の空間とを連通することにより、弁体１７の移動動作をスムーズに行うことができる。
【００３８】
また、弁軸４１の下方には、筒状の弁ガイド１８が弁軸ホルダ６の収容室６ｈに対して摺動可能に配置されている。この弁ガイド１８は天井部２１側がプレス成形により略直角に折り曲げられている。そして、この天井部２１には貫通孔１８ａが形成されている。また、弁軸４１の下方には、さらに鍔部４１ｂが形成されている。
【００３９】
ここで、弁軸４１は、弁ガイド１８に対して回転可能、かつ径方向に変位可能となるように弁ガイド１８の貫通孔１８ａに遊貫状態で挿入されており、鍔部４１ｂは、弁ガイド１８に対して回転可能、かつ、径方向に変位可能となるように弁ガイド１８内に配置されている。また、弁軸４１は貫通孔１８ａを挿通し、鍔部４１ｂの上面が、弁ガイド１８の天井部２１に対向するように配置されている。なお、鍔部４１ｂが弁ガイド１８の貫通孔１８ａより大径であることにより、弁軸４１の抜け止めがなされている。
【００４０】
弁軸４１と弁ガイド１８とが互いに径方向に移動可能であることにより、弁軸ホルダ６および弁軸４１の配置位置に関して、さほど高度な同芯取付精度を求められることなく、弁ガイド１８および弁体１７との同芯性が得られる。
【００４１】
次に、実施の形態に係る電動弁２の要部について説明する。図２は、実施の形態に係る電動弁２の要部を拡大した図である。図２に示すように、弁本体３０の下方部分に形成された弁ポート７０は、下方に向かって断続的に内周径が広がる形状を有している。すなわち、弁ポート７０は、第１ポート７０ａ、第１テーパー部７０ｂ、第２ポート７０ｃ、第２テーパー部７０ｄ、第３ポート７０ｅを有している。また、弁本体３０の下方には、第２管継手１５を装着する溝３０ａが形成され、第２管継手１５の内部には、流体を整流化する部材である整流部８０が配置されている。
【００４２】
第１ポート７０ａは、最も上方（弁体１７側）に位置する円柱状の空間であり、第１ポート７０ａは、弁ポート７０の中で最も狭い内周径Ｄ１を有している。また、第１ポート７０ａの軸方向の長さＬ１は、弁ポート７０に含まれる各ポート、テーパーの長さの中で最も短く、微小な長さになるように形成されている。
【００４３】
第１テーパー部７０ｂは、第１ポート７０ａの下方に連続する空間であり、内周径が下方に向かって広がる形状を有している。
【００４４】
同様に、第２ポート７０ｃは、第１テーパー部７０ｂの下方に連続する円柱状の空間である。また、第２テーパー部７０ｄは、第２ポート７０ｃの下方に連続する空間であり、内周径が下方に向かって広がる形状を有している。第３ポート７０ｅは、第２テーパー部７０ｄの下方に連続する円柱状の空間であり、弁ポート７０に含まれる各ポート、テーパーの中で最も広い内周径を有している。
【００４５】
整流部８０は、ステンレス等の金属から成る円筒状の部品であり、上方端部８０ａを弁本体３０の下端部７０ｋと接触させて配置されている。また、整流部８０の内周径Ｄ２は、第１ポート７０ａの内周径Ｄ１よりも広く（Ｄ１＜Ｄ２）、かつ第２ポート７０ｃの内周径Ｄ３よりも狭くなるように形成されている（Ｄ２＜Ｄ３）。なお、第３ポート７０ｅの内周径Ｄ４は、整流部８０の内周径Ｄ２および第２ポート７０ｃの内周径Ｄ３よりも広くなるように形成されている（Ｄ２＜Ｄ４、Ｄ３＜Ｄ４）。また、整流部８０の軸方向の長さＬ２は、少なくとも第１ポート７０ａの軸方向の長さＬ１よりも長くなるように形成されている（Ｌ１＜Ｌ２）。
【００４６】
次に、実施の形態に係る電動弁２に、流体を流した場合について説明する。まず、第１管継手１２から第２管継手１５に向けて、正方向に流体を流した場合、第１管継手１２から排出された流体は、一旦弁室１１で減速された後、弁体１７と第１ポート７０ａとの隙間に流入する。弁体１７と第１ポート７０ａとの隙間で絞られた流体は、第１テーパー部７０ｂに倣って第２ポート７０ｃに沿う形で流れ、第２ポート７０ｃの内壁面によって整流化される。また、第２ポート７０ｃの内周径Ｄ３は第１ポート７０ａの内周径Ｄ１よりも広い（Ｄ１＜Ｄ３）ことから、第２ポート７０ｃに流入した流体は減速されるが、最も狭い第１ポート７０ａから、最も内周径の広い第３ポート７０ｅに直接流れないため、流体の圧力が第２ポート７０ｃで急回復することはない。これにより、圧力を原因とする流体の通過音が低減される。
【００４７】
さらに流体は、徐々に拡大する流路を形成する第２テーパー部７０ｄで徐々に減速されて、そして、第３ポート７０ｅに沿う形で流れ、第３ポート７０ｅで再び整流化される。これにより、第３ポート７０ｅでの流速がさらに減速され、流速を原因とする流体の通過音が低減される。第３ポート７０ｅを通過した流体は、整流部８０を介して第２管継手１５に排出される。
【００４８】
一方、第２管継手１５から第１管継手１２に向けて、逆方向に流体を流した場合、第２管継手１５内の流体は、図２に示すように、まず、整流部８０に導かれる。整流部８０の内周径Ｄ２は、第２管継手１５の内周径よりも狭いことから、流体の乱れは、整流部８０を通過することによって整流化される。これにより、キャビテーションの破裂が抑制され、流体の通過音が低減される。
【００４９】
流体は、整流部８０を通過した後、第３ポート７０ｅに排出される。ここで、第３ポート７０ｅの内周径は、整流部８０の内周径Ｄ２よりも広いため、第３ポート７０ｅにおいて流体は径方向に広がり減速され、流体の通過音がさらに低減される。
【００５０】
次に、流体は、第２テーパー部７０ｄ、第２ポート７０ｃ、第１テーパー部７０ｂを通過しながら徐々に整流化された後、第１ポート７０ａを通過する。このように、整流部８０を通過した流体は、直接第１ポート７０ａに当たることなく徐々に整流化されるため、弁体１７の振動やキャビテーションの破裂がさらに抑制される。第１ポート７０ａを通過した流体は、弁室１１を経て第１管継手１２に排出される。
【００５１】
この実施の形態に係る電動弁２によれば、弁ポート７０内に複数のテーパー部とポートを設けて正方向に流体を流した場合のキャビテーションの破裂を抑制すると共に、第２管継手１５の内部に円筒状の整流部８０を配置して流体を逆方向に流した場合の弁振動やキャビテーションの破裂を抑制することにより、正方向、逆方向のいずれの方向に流体を流した場合においても流体の通過音を低減することができる。
【００５２】
また、弁ポート７０は、第１テーパー部７０ｂと第２ポート７０ｃの下方に、さらに第２テーパー部７０ｄと第３ポート７０ｅを備え、断続的に下方に広がる形状を有している。このため、流体を正方向に流した場合において、的確に流体の通過音を抑制することができる。また、流体を逆方向に流した場合においては、整流部８０を通過した流体が一旦第３ポート７０ｅで減速されるため、的確に流体の通過音を低減することができる。
【００５３】
また、整流部８０の上方端部８０ａを弁本体３０の下端部７０ｋと接触させることにより、整流部８０と弁ポート７０との間の隙間をなくすことができ、整流部８０から弁ポート７０、または弁ポート７０から整流部８０に流れる流体が直接第２管継手の内部に接触することがなくなるため、より確実に流体の通過音を抑制することができる。
【００５４】
また、整流部８０の内周径Ｄ２を、第１ポート７０ａの内周径Ｄ１よりも広く形成することにより（Ｄ１＜Ｄ２）、流体を正方向に流した際に、整流部８０により生じる圧力損失を抑制することができる。さらに、整流部８０の内周径Ｄ２を、第２ポート７０ｃの内周径Ｄ３よりも狭くなるように形成することにより（Ｄ２＜Ｄ３）、流体を逆方向に流した際に、直接弁体１７に当たる流体の量を低減できる。このため、流体が直接体１７に当たることに起因する弁体１７の振動を抑制し、弁体１７の振動に起因する騒音を抑制することができる。
【００５５】
また、整流部８０が一定以上の長さを有することにより、的確に流体の整流化を行うことができる。
【００５６】
なお、上述の実施の形態において、図３に示すように、さらに第１管継手１２内に整流部８２を配置してもよい。この場合、流体を正方向に流した場合において、第１管継手１２から弁室１１内に排出された流体が急激に拡大して乱れることが防止されるため、さらに的確に流体の通過音を抑制することができる。
【００５７】
この場合、整流部８２の弁室１１側の端面８２ａは、第１管継手１２の弁室１１側の端面１２ａと同一面上に揃えることが好ましい。また、第１管継手１２の端面１２ａに、第１管継手１２の内周径側に突出する図示しない円環状のフランジを設け、フランジに端面８２ａが接触するようにして整流部８２を配置してもよい。
【００５８】
また、上述の実施の形態においては、図２に示すように、整流部８０の内周径Ｄ２が第２ポート７０ｃの内周径Ｄ３よりも狭い場合を例に説明しているが（Ｄ２＜Ｄ３）、整流部８０の内周径Ｄ２は、図４に示すように、第２ポート７０ｃの内周径Ｄ３よりも広く形成されていてもよい（Ｄ２＞Ｄ３）。この場合、流体を正方向に流した際に弁室１１と弁ポート７０との間に高い差圧が生じたとしても、流体が急激に減圧されることがない。このため、流体を段階的に減速させることができ、好適に流体の通過音を抑制することができる。
【００５９】
また、上述の実施の形態において、図５に示すように、第２管継手１５に円環状に括れた括れ部９１を形成してもよい。これにより、整流部８０を第２管継手１５に装着した場合に、括れ部９１によって整流部８０をかしめることができるため、整流部８０を位置がずれないように的確に固定することができる。また、図６に示すように、第２管継手１５に複数の凹部９３を形成して整流部８０をかしめるようにしてもよい。この技術は、整流部８０を第１管継手１２内に配置する場合にも用いることができる。
【００６０】
また、上述の実施の形態において、図７に示すように、第２管継手１５、および弁本体３０に、整流部８０をろう付け固定８４してもよい。
【００６１】
また、上述の実施の形態において、第２管継手１５の内部に整流部８０を配置することに代えて、弁本体３０と第２管継手１５の間に整流部を配置してもよい。たとえば、図８に示すように、上下に円筒状の側壁８５ａ、８５ｂを備え、側壁８５ａと側壁８５ｂの間に内周径を狭く加工した整流部８５ｆが形成された整流部材８５を用いる。この場合、弁本体３０の溝３０ａに側壁８５ａを挿入して弁本体３０に整流部材８５を接続し、さらに、整流部材８５の側壁８５ｂの内側に形成された溝８５ｃに第２管継手１５を挿入して整流部材８５に第２管継手１５を接続する。
【００６２】
なお、この場合、的確に整流部材８５と第２管継手１５を接続できるように、側壁８５ｂの内周径を第２管継手１５の外周径と同じか第２管継手１５の外周径よりもやや小さめに形成するのが好ましい。
【００６３】
また、この技術を第１管継手１２に応用してもよい。この場合、整流部材８５を弁本体３０の側壁に接続し、さらに整流部材８５に第１管継手１２を接続する。
【００６４】
また、上述の実施の形態においては、整流部８０が独立した部品として第２管継手１５内に配置されている場合を例に説明しているが、整流部は第２管継手１５と一体的に成形されていてもよい。たとえば、図９に示すように、第２管継手１５の上方端部において、第２管継手１５の内周径を狭くするように整流部８６が成形されていてもよい。同様に、第１管継手１２の弁室１１側の端部において、第１管継手１２の内周径を狭くするように整流部８８が成形されていてもよい。
【００６５】
また、上述の実施の形態においては、弁座部材が弁本体３０に一体的に組み込まれている場合を例に説明しているが、図９に示すように、弁ポート７０を有する弁座部材３３が独立した部品として弁本体３０内に配置されていてもよい。
【００６６】
また、上述の実施の形態において、図１０、１１に示すように、弁ポート７０に第２テーパー部７０ｄと第３ポート７０ｅを備えず、第１ポート７０ａ、第１テーパー部７０ｂ、第２ポート７０ｃのみを備えるようにしてもよい。
【００６７】
この場合、第１管継手１２から第２管継手１５に向けて、正方向に流体を通過させると、弁体１７と第１ポート７０ａとの隙間で絞られた流体は、第１テーパー部７０ｂに倣って第２ポート７０ｃに沿う形で流れ、第２ポート７０ｃの内壁面によって整流化される。また、第２ポート７０ｃの内周径Ｄ３は第１ポート７０ａの内周径Ｄ１よりも広い（Ｄ１＜Ｄ３）ため、第２ポート７０ｃに流入した流体は減速される。これにより、キャビテーションの破裂が抑制され、流体の通過音が低減される。第２ポート７０ｃを通過した流体は、整流部８０を介して第２管継手１５に排出される。
【００６８】
一方、第２管継手１５から第１管継手１２に向けて、逆方向に流体を流した場合、第２管継手１５に流入した流体は、図１１に示すように、まず、整流部８０に導かれる。整流部８０の内周径は、第２管継手１５の内周径よりも狭いことから、流体の乱れは、整流部８０を通過することによって整流化される。これにより、キャビテーションの破裂が抑制され、流体の通過音が低減される。
【００６９】
流体は、整流部８０を通過した後、第２ポート７０ｃに排出される。ここで、第２ポート７０ｃの内周径Ｄ３は、整流部８０の内周径Ｄ２よりも広いため（Ｄ３＞Ｄ２）、第３ポート７０ｅにおいて流体は径方向に広がり減速され、流体の通過音がさらに低減される。第２ポート７０ｃに排出された流体は、さらに第１テーパー部７０ｂを通過しながら整流された後、第１ポート７０ａを通過する。第１ポート７０ａを通過した流体は、弁室１１を経て第１管継手１２に排出される。
【００７０】
また、上述の実施の形態において、上端部の径が異なるタイプの第２管継手１６を用いてもよい。たとえば、図１２に示すように、第２管継手１６は、弁ポート７０に接続される側の端部に、外周径を維持したまま内周径をのみを狭めて側壁の壁厚を増厚した肉厚部１６ａ、および肉厚部１６ａの内周径を一定に維持したまま上方に延設された延設部１６ｂを備えるようにしてもよい。すなわち、延設部１６ｂは、第２管継手１６の弁ポート７０に接続される側の内周径および外周径を共に縮小して円筒状に延設される。
【００７１】
この場合、弁ポート７０もまた、第２管継手１６を接続可能な形状を備えている。具体的には、弁ポート７０は、第３ポート７０ｅの下縁の外周側に位置する環状平面部７１ａ、環状平面部７１ａの外周径を維持して下方に形成される接続部分７１ｂを備えている。
【００７２】
第２管継手１６を弁本体３０に接続した場合、延設部１６ｂが弁ポート７０に挿入され、かつ肉厚部１６ａが接続部分７１ｂに挿入される。すなわち、延設部１６ｂの外周面が第３ポート７０ｅの内周面と当接し、肉厚部１６ａの外周面が接続部分７１ｂの内周面と当接する。また、延設部１６ｂの外周側に形成された肉厚部１６ａの上端部１６ｆが環状平面部７１ａと当接する。
【００７３】
この状態において、延設部１６ｂおよび、肉厚部１６ａが上述の実施の形態において説明した整流部を形成する。
【００７４】
このような、上端部の径が異なるタイプの第２管継手１６を用いた場合、整流部の少なくとも一部が弁ポート７０内に配置されることになる。よって、弁ポート７０の長さが軸方向に延びた場合であっても、第１ポート７０ａから整流部の上端（延設部１６ｂの上端）までの距離を短縮化できる。このため、整流部において整流された流体が第３ポート７０ｅ内で再度拡散して乱れた流れとなることを防止でき、整流部によってなされた整流効果が損なわれないようにすることができる。
【００７５】
また、第２管継手１６は、図１３に示すように、曲げ加工を行う場合がある。このような場合において、整流部（肉厚部１６ａ、延設部１６ｂ）が弁ポート７０内に位置していれば、整流部の長さ分曲げる部分を降下させる必要がなくなるため、第１管継手１２と第２管継手１６の間の管継手間ピッチｈが広がることがない。よって、電動弁２の全高が大きくなることなく、第２管継手１６を曲げた場合においても電動弁２をコンパクトにすることができる。
【００７６】
また、上述したように、第２管継手１６を弁本体３０に組み付ける際には、延設部１６ｂが弁ポート７０に挿入され、かつ肉厚部１６ａが接続部分７１ｂに挿入される。このため、弁座に対して同芯を確保しながら第２管継手１６を配置でき、ろう付けの安定性を見込むこともできる。
【００７７】
また、上端部の径が異なるタイプの第２管継手１６を用いた場合においても、整流部（肉厚部１６ａ、延設部１６ｂ）の内周径Ｄ２は、第１ポート７０ａの内周径Ｄ１よりも広くように形成されている（Ｄ１＜Ｄ２）。また、第３ポート７０ｅの内周径Ｄ４は、整流部の内周径Ｄ２および第２ポート７０ｃの内周径Ｄ３よりも広くなるように形成されている（Ｄ２＜Ｄ４、Ｄ３＜Ｄ４）。さらに、整流部８０の軸方向の長さＬ２は、少なくとも第１ポート７０ａの軸方向の長さＬ１よりも長くなるように形成されている（Ｌ１＜Ｌ２）。
【００７８】
また、第２管継手１６を用いる場合においても、図１４に示すように、弁ポート７０を有する弁座部材３３が独立した部品として弁本体３０内に配置されていてもよい。また、弁座部材３３が独立した部品であるか否かにかかわらず、第１管継手１２内に整流部８８が形成されていてもよい。
【００７９】
なお、上述の実施の形態において、図３〜９、１２〜１４を用いて説明した技術は、図１０、１１に示す、弁ポート７０に第１ポート７０ａ、第１テーパー部７０ｂ、第２ポート７０ｃのみを備えた形態の電動弁にも応用することができる。
【００８０】
また、上述の実施の形態において、弁ポート７０は、さらに第３ポート７０ｅから第２管継手に向けてテーパー部とポートを連続して増加させながら内周径を広げてもよい。この場合、第３ポート７０ｅの下方に連続して、第３テーパー部、第４ポート、…、第ｎテーパー部、第ｎ＋１ポートが形成される。たとえば、ｎの値が１０である場合には、弁ポート７０内には第１０テーパー部、第１１ポートまで形成される。図３〜９、１２〜１４を用いて説明した技術は、このように第ｎテーパー部、第ｎ＋１ポートが形成された弁ポートを有する電動弁に応用されてもよい。
【００８１】
また、上述の実施の形態の電動弁２は、たとえば、圧縮機、凝縮器、膨張弁、および蒸発器等から成る冷凍サイクルシステムにおいて、凝縮器と蒸発器との間に設けられる膨張弁として用いられる。
【符号の説明】
【００８２】
２     電動弁
４     ロータ
６     弁軸ホルダ
６ａ   筒状部
６ｃ   嵌合部
６ｄ   雌ネジ
６ｆ   フランジ部
６ｇ   上部開口部
６ｈ   収容室
１１   弁室
１２   第１管継手
１２ａ 第１管継手の弁室１１側の端面
１５   第２管継手
１６   第２管継手
１６ａ 肉厚部
１６ｂ 延設部
１６ｆ 上端部
１７   弁体
１８   弁ガイド
１８ａ 貫通孔
２１   天井部
３０   弁本体
３０ａ 溝
３３   弁座部材
４１   弁軸
４１ａ 雄ネジ
４１ｂ 鍔部
５１   均圧孔
６０   ケース
６７   ロータ収容室
７０   弁ポート
７０ａ 第１ポート
７０ｂ 第１テーパー部
７０ｃ 第２ポート
７０ｄ 第２テーパー部
７０ｅ 第３ポート
７０ｋ 弁本体３０の下端部
７１ａ 環状平面部
７１ｂ 接続部分
８０   整流部
８０ａ 整流部８０の上方端部
８２   整流部
８２ａ 整流部８２の弁室１１側の端面
８３   弁軸ホルダ室
８４   ろう付け固定
８５   整流部材
８５ａ 側壁
８５ｂ 側壁
８５ｃ 溝
８５ｆ 整流部
８６   整流部
８８   整流部
９１   括れ部
９３   凹部
１００ 電動弁
１１１ 第１管継手
１１２ 第２管継手
１１４ 弁体
１２０ 弁ポート
１２０ａ 第１ポート
１２０ｂ 第１テーパー部
１２０ｃ 第２ポート
Ｄ１   第１ポート７０ａの内周径
Ｄ２   整流部８０の内周径
Ｄ３   第２ポート７０ｃの内周径
Ｄ４   第３ポート７０ｅの内周径
ｈ     管継手間ピッチ
【図１】
2022000592.tif 000003
【図２】
2022000592.tif 000004
【図３】
2022000592.tif 000005
【図４】
2022000592.tif 000006
【図５】
2022000592.tif 000007
【図６】
2022000592.tif 000008
【図７】
2022000592.tif 000009
【図８】
2022000592.tif 000010
【図９】
2022000592.tif 000011
【図１０】
2022000592.tif 000012
【図１１】
2022000592.tif 000013
【図１２】
2022000592.tif 000014
【図１３】
2022000592.tif 000015
【図１４】
2022000592.tif 000016
【図１５】
2022000592.tif 000017
【図１６】
2022000592.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】令和3年9月17日(2021.9.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースの内周に収容されたロータの回転運動を、雄ネジ部材と雌ネジ部材とのネジ螺合により直線運動に変換し、この直線運動に基づいて弁本体内に収容された弁体を軸方向に移動させる電動弁であって、
前記弁本体の側面に装着された第１管継手と、
前記弁本体の一部として、または前記弁本体とは別個の部品として設けられ、弁ポートが形成された弁座部材と、
前記弁ポートを介して前記第１管継手と連通する第２管継手とを備え、
前記弁ポートは、最も前記弁体側に位置する第１ポートと、前記第１ポートから前記第２管継手に向かって連続して内周径を広げた第１テーパー部と、前記第１テーパー部の前記第２管継手側に形成された第２ポートとを含み、
前記弁ポートと前記第２管継手との間には、流体の整流を行う整流部が配置され、
前記第２管継手には、径方向内側に括れた括れ部が形成され、前記整流部は、前記括れ部と前記弁座部材との間に挟持され固定されることを特徴とする電動弁。
【請求項２】
前記整流部には貫通穴が形成され、
前記整流部を通過する流路の面積は、前記第１ポートの内周径の面積よりも大きく、
前記整流部の端部を挟持する前記弁座部材の端部のポート内周径の面積よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の電動弁。
【請求項３】
前記弁ポートは、さらに前記第２ポートから前記第２管継手に向けて内周径を広げた第２テーパー部と、前記第２テーパー部の前記第２管継手側に形成された第３ポートとを含むことを特徴とする請求項１または２記載の電動弁。
【請求項４】
前記弁ポートは、さらに前記第３ポートから前記第２管継手に向けてテーパー部とポートを連続して増加させながら内周径を広げ、第ｎテーパー部と、前記第ｎテーパー部の前記第２管継手側に形成された第ｎ＋１ポートを含み、
前記ｎの値は１０以下であることを特徴とする請求項３記載の電動弁。
【請求項５】
圧縮機、凝縮器、膨張弁、および蒸発器を含む冷凍サイクルシステムであって、請求項１〜４の何れか一項に記載の電動弁を前記膨張弁として用いることを特徴とする冷凍サイクルシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の電動弁は、
ケースの内周に収容されたロータの回転運動を、雄ネジ部材と雌ネジ部材とのネジ螺合により直線運動に変換し、この直線運動に基づいて弁本体内に収容された弁体を軸方向に移動させる電動弁であって、
前記弁本体の側面に装着された第１管継手と、
前記弁本体の一部として、または前記弁本体とは別個の部品として設けられ、弁ポートが形成された弁座部材と、
前記弁ポートを介して前記第１管継手と連通する第２管継手とを備え、
前記弁ポートは、最も前記弁体側に位置する第１ポートと、前記第１ポートから前記第２管継手に向かって連続して内周径を広げた第１テーパー部と、前記第１テーパー部の前記第２管継手側に形成された第２ポートとを含み、
前記弁ポートと前記第２管継手との間には、流体の整流を行う整流部が配置され、
前記第２管継手には、径方向内側に括れた括れ部が形成され、前記整流部は、前記括れ部と前記弁座部材との間に挟持され固定されることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、本発明の電動弁は、
整流部が、第２管継手の径方向内側に形成された括れ部と弁座部材に挟持されていることにより、整流部と弁ポートとの間において整流部から弁ポート、または弁ポートから整流部に流れる流体が直接第２管継手の内部に接触することがなくなるため、より確実に流体の通過音を抑制することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、本発明の電動弁は、
前記整流部には貫通穴が形成され、
前記整流部を通過する流路の面積は、前記第１ポートの内周径の面積よりも大きく、
前記整流部の端部を挟持する前記弁座部材の端部のポート内周径の面積よりも小さいことを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】削除
【補正の内容】