(57)【要約】      （修正有）【課題】モータを不要にして各種電動制御弁の小型化、軽量化を図り、さらに駆動部や弁本体部分の振動、それらに起因する異音の発生を防止する電動制御弁を提供する。【解決手段】流体が流れる流体通路と、該流体通路を開閉する弁体と、該弁体を開閉制御する弁体アクチュエータとからなる電動制御弁において、上記弁体アクチュエータとして、高分子アクチュエータを使用し、印加電圧に応じたアクチュエータの伸縮動を弁体の開閉に使用する。【選択図】図１
2005155691.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流れる流体通路と、該流体通路を開閉する弁体と、該弁体を開閉制御する弁体アクチュエータとからなり、上記弁体アクチュエータが、高分子アクチュエータよりなることを特徴とする電動制御弁。
【請求項２】
弁体アクチュエータによる弁体の開閉制御は、流体通路の通路断面積を開状態から閉状態までの間で任意の断面積に可変制御する絞り制御であることを特徴とする請求項１記載の電動制御弁。
【請求項３】
弁体アクチュエータによる弁体の開閉制御は、流体通路を開状態と閉状態の２つの状態に選択制御する開弁又は閉弁制御であることを特徴とする請求項１記載の電動制御弁。
【請求項４】
流体流入ポートと流体流出ポートとの間に設けられた弁孔と、該弁孔に対応して設けられたニードル弁と、該ニードル弁を上記弁孔に対して進退作動させることによって上記弁孔の絞り量を調節するニードル弁アクチュエータとを備え、上記ニードル弁アクチュエータは、高分子アクチュエータよりなることを特徴とする電動制御弁。
【請求項５】
流体が冷媒であり、ニードル弁が弁孔の絞り量を可変することによって冷媒の減圧量を調節する空気調和機等冷凍装置の電動膨張弁として構成されていることを特徴とする請求項４記載の電動制御弁。
【請求項６】
高分子アクチュエータは、導電性高分子アクチュエータであることを特徴とする請求項１，２，３，４又は５記載の電動制御弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願の発明は、高分子アクチュエータを駆動源に利用した電動制御弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば何らかの形で流体の流通状態の制御を伴う空気調和機等の冷凍装置やその他の各種制御機器では、一般に当該流体が流れる流体通路の通路開閉状態を閉から開、開から閉に切り換えたり、同流体通路の通路断面積を可変する制御弁が設けられている。
【０００３】
このような制御弁は、通常駆動源としてパルスモータ等の電磁的なアクチュエータを有し、該電磁的なアクチュエータによってニードル弁その他の弁体を駆動することにより、流体通路を開閉し、また同流体通路の断面積を可変するようになっている。
【０００４】
今、このような電動制御弁の一例として、例えば空気調和機等の冷凍装置に使用されるギヤ式電動膨張弁の場合を例にとって、その具体的な構成を示すと、例えば図７および図８のようになっている。
【０００５】
すなわち、先ず図７は、その全体図であり、図８はその弁室周りの拡大断面図である。
【０００６】
この電動膨張弁は、弁本体１と、弁本体１の上部に取り付けられたパルスモータ１５と、シール用のベローズ２０と、ニードル弁２５とから構成されている。
【０００７】
弁本体１は、略円筒状を成し、その上方側内部には上端が開放され、かつベローズ２０を収納したベローズ室２を有し、このベローズ室２の下方側内部にはニードル弁２５の弁部２５ｂを収納した弁室３を備えている。そして、これらのベローズ室２と弁室３との間には、後述するニードル弁２５の弁軸部２５ａを上下方向に昇降自在に嵌装する弁軸収納孔４を備えた仕切り壁５が形成されている。
【０００８】
また、この弁本体１の下方の側壁には、弁室３内に直角に連通するように（ニードル弁２５を構成する弁軸部２５ａと直角方向に連通するように）第１の冷媒配管接続ポート６が形成され、さらに弁本体１の前記仕切り壁５に対向する下部壁体には、弁座７と弁孔８とを備えた弁座壁９が形成されている。そして、それによって、この弁孔８と略同軸方向であって、この弁孔８を介して前記弁室３に連通する第２の冷媒配管接続ポート１０が形成されている。
【０００９】
なお、第１の冷媒配管接続ポート６には、第１の冷媒配管６ａが、また第２の冷媒配管接続ポート１０には、第２の冷媒配管１０ａがそれぞれ接続されている。
【００１０】
パルスモータ１５は、ニードル弁２５を駆動するための駆動用モータであって、下方に駆動軸１６を延出している。この駆動軸１６は、パルスモータ１５に内蔵された回転運動を直線運動に変換するギヤ式の運動変換機構（図示せず）により、パルスモータ１５が回転駆動されると直線的に上下動するように構成されている。そして、下降時その先端側凸部１６ａを、上記弁軸部２５ａ上端側の次に述べる作動軸２５ｄ部分上端の凹部２５ｅに係合するようになっている。
【００１１】
ベローズ２０は、その中心軸部に上下方向に貫通する作動軸２５ｄを有している。また、このベローズ２０を前記ベローズ室２の上部開放口から挿入し、同ベローズ２０の下端を弁軸部２５ａの作動軸２５ｄ部分との境界に設けたフランジ部２５ｃに、また同ベローズ２０の上端をベローズ室２の開放口に、それぞれ密接固着することにより、前記ベローズ室２の上部側開口部を閉塞（シール）している。また、作動軸２５ｄの上部は、上方に延び、その上端部はパルスモータ１５の駆動軸１６の下端面に常時押圧されるように、ベローズ２０により付勢されている。
【００１２】
一方、ニードル弁２５は、上記上下方向に延びる作動軸２５ｄおよび弁軸部２５ａと、この弁軸部２５ａの下方側先端部をテーパー状に形成した弁部２５ｂとから構成されている
このように構成された電動膨張弁において、上記パルスモータ１５に対して所定のコントローラ（図示せず）からパルス状の信号を送って、そのパルス数に応じてパルスモータ１５を回転駆動すると、図示しない前記運動変換機構（ネジ軸部）を介して上記駆動軸１６が上下動する。そして、パルスモータ１５が回転駆動されて駆動軸１６が下方に押し下げられたときには、この駆動軸１６が下方への運動に連動して前記弁軸部２５ａが下方に押し下げられる。また、パルスモータ１５が回転駆動されて、図示しない運動変換機構を介して駆動軸１６が上方に引き上げられるときには、ベローズ２０の復元力により弁軸部２５ａとともに弁部２５ｂが上方に引き上げられ、弁軸部２５ａの上端部が駆動軸１６の下端に接触する位置で保持される。
【００１３】
上記のように、この電動膨張弁においては、パルスモータ１５が回転駆動されて、そのロータが回転すると、この回転運動が前記運動変換機構を介して前記ベローズ２０に伝達される。そして、コントローラによりこのパルスモータ１５の回転を制御して弁部２５ｂを上下に位置調節し、弁孔８の開度、すなわち絞り量が調整され、第１の冷媒配管６ａから第２の冷媒配管１０ａ（又はその逆）に流れる冷媒流量が冷凍装置の運転状態に合わせて制御される（例えば特許文献１参照）。
【００１４】
また、その他の冷凍装置用電動膨張弁として、例えば図９および図１０に示されるような直動式の電動膨張弁も知られている。すなわち、先ず図９は、その全体図であり、図１０は、その弁室周りの拡大断面図である。
【００１５】
この電動膨張弁は、弁本体２９と、その上部に形成されたパルスモータ４０と、ニードル弁５０と、パルスモータ４０の回転運動を直線運動に変換する運動変換機構６０とから構成されている。
【００１６】
そして、弁本体２９は、その上方部の直径を大きくした段付き円筒状を成し、内部にニードル弁５０の弁部５２を収納した弁室３１を有している。また、同弁本体２９の上部にはフランジ部３８が形成され、上方に開放されている。そして、このフランジ部３８の上にパルスモータ４０が載置固定されている。
【００１７】
パルスモータ４０は、ニードル弁５０を駆動するための駆動用モータであって、下方を開放した断面円筒状の容器４１の外周側面部にステータコイル４２が配設されている。容器４１は、その内部に、この容器４１の直径よりやや小さい直径のロータ４３を収納するロータ収納部４５を形成している。また、ロータ４３の下面からはロータ４３と一体的に回転する駆動軸４４が突設されている。この駆動軸４４の軸方向中央部外周には雄ネジ部６３が形成され、この雄ネジ部６３の先端側に小径の円柱状を成すニードル弁５０が形成されている。なお、ニードル弁５０は小径円柱状の弁軸部５１と、この弁軸部５１の先端をテーパー状に形成した弁部５２とからなり、この駆動軸４４およびニードル弁５０は一体に形成されている。
【００１８】
そして、前記弁室３１の上部にはロータ収納部４５との仕切り壁を兼ねるブッシュ６１が固着されている。このブッシュ６１の中心軸心部には、運動変換機構６０の一構成要素をなす雌ネジ部６２が形成されている。また、この雌ネジ部６２には、前記雄ネジ部６３が螺合され、この螺合によりロータ４３が軸支されている。運動変換機構６０は、前記パルスモータ４０の回転運動を直線運動に変換してニードル弁５０を駆動するためのものであって、上述の雄ネジ部６３、ブッシュ６１、このブッシュ６１に形成された雌ネジ部６２などから構成されている。
【００１９】
したがって、ロータ４３が回転した場合、ブッシュ６１が固定されているため、ロータ４３の回転方向によって、ロータ４３がニードル弁５０とともに上下動する。なお、４６はロータ４３の上面中心部を下方向に付勢するためのバネ部材であり、このバネ部材４６の下方への押圧力により、冷凍装置の運転中、上述の雌ネジ部６２と雄ネジ部６３との螺合が自然に緩んで変動することを防止している。
【００２０】
弁本体２９の下方側壁部には、弁室３１に直角的に連通するように（ニードル弁５０を構成する弁軸部５１と直角に連通するように）第１の冷媒配管接続ポート３５が水平に形成されている。さらに、前記ブッシュ６１に対向する弁本体２９の下部壁体には、弁座３２と弁孔３３とを備えた弁座壁３４が形成されている。
【００２１】
そして、この弁孔３３と略同軸方向であって、この弁孔３３を介し弁室３１に下方から連通するように第２の冷媒配管接続ポート３６が形成されている。なお、第１の冷媒配管接続ポート３５には、第１の冷媒配管３５ａが、また第２の冷媒配管接続ポート３６には、第２の冷媒配管３６ａが接続されている。
【００２２】
このように構成された直動式電動膨張弁において、上記パルスモータ４０に対してコントローラ（図示せず）からパルス状の信号を送って、そのパルス数に応じてパルスモータ４０のロータ４３を回転駆動すると、上記運動変換機構６０を介して上記ニードル弁５０が上下動される。そして、コントローラによりこのパルスモータ４０の回転を制御して弁部２９を上下に位置調節することにより、上記弁孔８の開度（絞り量）が調節され、上記第１の冷媒配管６ａから第２の冷媒配管１０ａ（又はその逆）に流れる冷媒流量が冷凍装置の運転状態に併せて制御される（例えば特許文献１参照）。
【００２３】
【特許文献１】特開２０００−２７４８８６号公報（第１−７頁、図１−８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
以上のように、ステッピングモータ等のパルスモータにより駆動されるニードル弁の進退作用により弁孔部の通路面積を変更することにより減圧量を変更するようになった冷凍装置用電動膨張弁の場合、先ず駆動源であるモータ自体の大きさ、重量が大きく、小型化、軽量化できない。また例えば多室型空調機や再熱除湿サイクルを搭載した空調機などに適用すると、その据付け条件や気象条件、あるいは運転条件により、各室に据え付けられた室内機の内部に設置されている弁口部（絞り部）にスラグ流などの気液二相流が流入するのが避けられず、該気液二相流が流入する際には、絞り部を通過する気液の速度差により不連続な異音が発生する。この異音は、またモータのケーシングと共振して、その大きさが増幅される。
【００２５】
このような問題は、もちろん冷凍装置以外の各種用途に使用した場合にも、大なり小なり同様に生じる。
【００２６】
本願発明は、このような問題を解決するためになされたもので、駆動源として高分子アクチュエータを採用することにより、モータを不要にして各種電動制御弁の小型化、軽量化を図り、さらに駆動部や弁本体部分の振動、それらに起因する異音の発生を防止するようにした電動制御弁を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本願発明は、同目的を達成するために、次のような課題解決手段を備えて構成されている。
【００２８】
（１）  第１の課題解決手段
この発明の第１の課題解決手段は、流体が流れる流体通路と、該流体通路を開閉する弁体と、該弁体を開閉制御する弁体アクチュエータとからなり、上記弁体アクチュエータが、高分子アクチュエータよりなることを特徴としている。
【００２９】
高分子アクチュエータは、電圧を印加すると、その印加された電圧の大きさに応じて相当の伸縮率で伸縮し、電圧の印加を止めると、同止めた時での伸縮状態を維持する。しかも、その印加電圧は低電圧で足りる。また伸縮速度も比較的早く、伸縮時に発生する力の大きさも弁体を作動させるに十分な程度に大きい。
【００３０】
しかも、高分子材料よりなり、金属などに比べて、その重量は非常に軽いし、同高分子材料内の分子レベルでの変位によるので、伸縮時にも全く音を発生しない。
【００３１】
したがって、該高分子アクチュエータを、上記のように、従来のパルスモータ等の弁体アクチュエータに代えて使用すると、同従来のパルスモータ等に比較して、きわめてコンパクトかつ軽量で、しかも低消費電力で、静かに、スムーズに弁体を開閉制御することができるようになる。
【００３２】
（２）  第２の課題解決手段
この発明の第２の課題解決手段は、上記第１の課題解決手段の構成において、弁体アクチュエータによる弁体の開閉制御は、流体通路の通路断面積を開状態から閉状態までの間で任意の断面積に可変制御する絞り制御であることを特徴としている。
【００３３】
このような構成によると、流体通路の通路断面積を開状態から閉状態までの間で任意の断面積に可変制御する絞り制御機能をもった電動制御弁において、上記第１の課題解決手段の作用を有効に発揮させることができる。
【００３４】
（３）  第３の課題解決手段
この発明の第３の課題解決手段は、上記第１の課題解決手段の構成において、弁体アクチュエータによる弁体の開閉制御は、流体通路を開状態と閉状態の２つの状態に選択制御する開弁又は閉弁制御であることを特徴としている。
【００３５】
このような構成によると、流体通路を開状態と閉状態の２つの状態に選択制御する開弁又は閉弁制御する制御機能をもった電動制御弁において、上記第１の課題解決手段の作用を有効に発揮させることができる。
【００３６】
（４）  第４の課題解決手段
この発明の第４の課題解決手段は、流体流入ポートと流体流出ポートとの間に設けられた弁孔と、該弁孔に対応して設けられたニードル弁と、該ニードル弁を上記弁孔に対して進退作動させることによって上記弁孔の絞り量を調節するニードル弁アクチュエータとを備え、上記ニードル弁アクチュエータは、高分子アクチュエータよりなることを特徴としている。
【００３７】
このような構成によると、流体流入ポートと流体流出ポートとの間に設けられた弁孔と、該弁孔に対応して設けられたニードル弁と、該ニードル弁を上記弁孔に対して進退作動させることによって上記弁孔の絞り量を調節するニードル弁アクチュエータとを備えてなる電動制御弁において、上記第１の課題解決手段と同様の作用を有効に発揮させることができるようになる。
【００３８】
すなわち、高分子アクチュエータは、電圧を印加すると、その印加された電圧の大きさに応じて相当の伸縮率で伸縮し、電圧の印加を止めると、同止めた時での伸縮状態を維持する。しかも、その印加電圧は低電圧で足りる。また伸縮速度も比較的早く、伸縮時に発生する力の大きさも弁体を作動させるに十分な程度に大きい。
【００３９】
しかも、高分子材料よりなり、金属などに比べて、その重量は非常に軽いし、同高分子材料内の分子レベルでの変位によるので、伸縮時にも全く音を発生しない。
【００４０】
したがって、該高分子アクチュエータを、上記のように、従来のパルスモータ等の弁体アクチュエータに代えて使用すると、同従来のパルスモータ等に比較して、きわめてコンパクトかつ軽量で、しかも低消費電力で、静かに、スムーズに弁体を開閉制御することができるようになる。
【００４１】
（５）  第５の課題解決手段
この発明の第５の課題解決手段は、上記第４の課題解決手段の構成において、流体が冷媒であり、ニードル弁が弁孔の絞り量を可変することによって冷媒の減圧量を調節する空気調和機等冷凍装置の電動膨張弁として構成されていることを特徴としている。
【００４２】
このような構成によると、流体が冷媒であり、ニードル弁が弁孔の絞り量を可変することによって冷媒の減圧量を調節する空気調和機等冷凍装置の電動膨張弁において、上記第４の課題解決手段の作用を有効に発揮させることができる。
【００４３】
（６）  第６の課題解決手段
この発明の第６の課題解決手段は、上記第１，第２，第３，第４又は第５の課題解決手段の構成において、高分子アクチュエータは、導電性高分子アクチュエータであることを特徴としている。
【００４４】
導電性高分子アクチュエータは、上記第１の課題解決手段において説明した高分子アクチュエータの性能に特に秀れている。
【００４５】
したがって、同様の制御弁性能を、より一層向上させた形で実現することができる。
【発明の効果】
【００４６】
以上の結果、本願発明によると、パルスモータ等のモータが不要になり、各種電動制御弁の可及的有効な小型、軽量化が可能になり、さらに駆動部や弁本体部分の振動、それらに起因する異音の発生をも略完全に防止した極めて高性能の電動制御弁を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
（最良の実施の形態１）
図１〜図４は、一例として空気調和機等冷凍装置用の電動膨張弁として構成した本願発明の最良の実施の形態１に係る電動制御弁の構成を示している。
【００４８】
なお、以下の説明では、同電動制御弁を実施の目的にしたがい電動膨張弁と表現して説明してゆく。
【００４９】
この電動膨張弁は、弁本体１と、この弁本体１の上部に取り付けられた弁体アクチュエータ７０と、シール用のベローズ２０と、ニードル弁２５とから構成されている。
【００５０】
弁本体１は、略円筒状を成し、その上方側内部には上端が開放され、かつベローズ２０を収納したベローズ室２を有し、このベローズ室２の下方側内部にはニードル弁２５の弁部２５ｂを収納した弁室３を備えている。そして、これらのベローズ室２と弁室３との間には、後述するニードル弁２５の弁軸部（弁体部）２５ａを上下方向に昇降自在に嵌装する弁軸収納孔４を備えた仕切り壁５が形成されている。
【００５１】
また、この弁本体１の下方の側壁には、弁室３内に直角に連通するように（ニードル弁２５を構成する弁軸部２５ａと直角方向に連通するように）第１の冷媒配管接続ポート６が形成され、さらに弁本体１の上記仕切り壁５に対向する下部壁体には、弁座７と弁孔８とを備えた弁座壁９が形成されている。そして、この弁孔８と略同軸方向であって、この弁孔８を介して上記弁室３に連通する第２の冷媒配管接続ポート１０が形成されている。
【００５２】
なお、第１の冷媒配管接続ポート６には、第１の冷媒配管６ａが、また第２の冷媒配管接続ポート１０には、第２の冷媒配管１０ａがそれぞれ接続されている。
【００５３】
一方、上記弁体アクチュエータ７０は、その外周囲をホルダー部材７４によってスライド自由にホールドされた状態で、逆有底円筒状のケース７３内に収納されている軸体構造の高分子アクチュエータ７１を中心として構成されており、その一端（作動側先端）７１ａを下方に所定の長さ自由に延出できるように構成されている。この高分子アクチュエータ７１は、図２のリード線７６ａ，７６ｂを介して（＋）（−）何れかの極性で所定の大きさの電圧（例えば１．５Ｖ〜数Ｖ）が印加されると、その極性に応じて上下方向に直線的に伸縮するように構成されている。そして、同高分子アクチュエータ７１は、その一端７１ａ側に設けられている凸部７２を、上記弁軸部２５ａ上端側の、次に述べる作動軸２５ｄ上端の凹部２５ｅ内に係合することにより、相互に同軸状態に維持されるようになっている。
【００５４】
一般に高分子アクチュエータは、上記のように電圧を印加すると、その印加された電圧の極性と大きさに応じて相当の伸縮率で伸縮し、同電圧の印加を止めると、同止めた時点での伸縮状態を維持する。しかも、その印加電圧は低電圧で足りる。また伸縮速度も比較的早く、伸縮時に発生する力の大きさも上記弁軸部２５ａを作動させるに十分な程度に大きい。
【００５５】
しかも、高分子材料よりなり、金属などに比べて、その重量は非常に軽いし、同高分子材料内の分子レベルでの変位によるので、伸縮時にも全く音を発生しない。
【００５６】
したがって、該高分子アクチュエータを、上記のように、従来のパルスモータ等の弁体アクチュエータに代えて使用すると、同従来のパルスモータ等に比較して、きわめてコンパクトかつ軽量で、しかも低消費電力で、静かに、スムーズに弁体を開閉制御することができる。
【００５７】
他方、上記ベローズ２０は、その中心軸部に上下方向に貫通する作動軸２５ｄを有している。また、このベローズ２０を上記ベローズ室２の上部開放口から挿入し、同ベローズ２０の下端を弁軸部２５ａの作動軸２５ｄ部分との境界に設けたフランジ部２５ｃに、また同ベローズ２０の上端をベローズ室２の開放口に、それぞれ密接固着することにより、上記ベローズ室２の上部側開口部を閉塞（シール）している。また、上記作動軸２５ｄの上部は、上方に延び、その上端部はパルスモータ１５の駆動軸１６の下端面に常時押圧されるように、ベローズ２０により付勢されている。
【００５８】
一方、ニードル弁２５は、上記上下方向に延びる作動軸２５ｄおよび弁軸部２５ａと、この弁軸部２５ａの下方側先端部をテーパー状に形成した弁部２５ｂとから構成されている。
【００５９】
上記のように構成された電動膨張弁において、上記弁体アクチュエータ７０の高分子アクチュエータ７１に対して所定のコントローラ（図示せず）から所定の極性で所定のレベル（１．５Ｖ〜数Ｖ）の電圧信号を送って駆動すると、軸方向に直線的に伸縮して、その長さが変化する。そして、電圧を大きくした場合、大きくした分だけ、その長さが長くなるが、その他端部７１ｂがケース７３によって拘束されているので、一端７１ａ側が下方に押し下げられることになり、それに対応して上記作動軸２５ｄを介して弁軸部２５ａが下方に押し下げられる。
【００６０】
また、これとは逆に印加される電圧の極性が変えられると、その時の電圧の大きさに応じ、逆に収縮して上方に引き上げられる。そして、そのときには、上記ベローズ２０の復元力によって上記弁軸部２５ａとともに下端側弁部２５ｂが上方に引き上げられ、作動軸２５ｄの上端部が高分子アクチュエータ７１の一端７１ａに接触する位置で保持される（別体の場合）。
【００６１】
そして、コントローラにより上記高分子アクチュエータ７１を制御して上記弁部２５ｂを上下方向に位置調節し、それによって上記弁孔８の開度、すなわち絞り量が調整され、第１の冷媒配管６ａから第２の冷媒配管１０ａ（又はその逆）に流れる冷媒流量が冷凍装置の運転状態に合わせて制御される。
【００６２】
このような構成によれば、従来のパルスモータを、上述した従来の直動式電動膨張弁の性能に近い高分子アクチュエータ７１に置き換えることができる。しかも同構成では、上記高分子アクチュエータ７１自体の変位量が１ｍｍ程度のため、その伸縮率を１０％とすると、全体の伸縮率は約１０ｍｍの長さとなり、現状のパルスモータをなくすことができる。その結果、電動膨張弁全体が大幅に小型化される。また、ニードル弁２５が振動しても、従来共振していたパルスモータ部（そのケーシング部）がないことや、高分子アクチュエータ７１そのものが合成樹脂であり振動をダンピングする機能を有することから、従来のような冷媒通過音を有効に低減することができる。
【００６３】
以上のように、高分子アクチュエータ７１は、電圧を印加すると、その印加された電圧の大きさに応じて相当の伸縮率で伸縮し、電圧の印加を止めると、同止めた時での伸縮状態を維持する。しかも、その印加電圧は低電圧で足りる。また伸縮速度も比較的早く、伸縮時に発生する力の大きさも弁体を作動させるに十分な程度に大きい。
【００６４】
しかも、高分子材料よりなり、金属などに比べて、その重量は非常に軽いし、同高分子材料内の分子レベルでの変位によるので、伸縮時にも全く音を発生しない。
【００６５】
したがって、該高分子アクチュエータ７１を、上記のように、従来のパルスモータ等の弁体アクチュエータに代えて使用すると、同従来のパルスモータ等に比較して、きわめてコンパクトかつ軽量で、しかも低消費電力で、静かに、スムーズに弁体を開閉制御することができるようになる。
【００６６】
そして、この実施の形態の場合、以上の構成において、好ましくは上記高分子アクチュエータとして、例えば導電性高分子アクチュエータが採用される。
【００６７】
導電性高分子アクチュエータは、高分子アクチュエータの中でも、特に上述のような伸縮性能に秀れている。
【００６８】
今、その一例を示すと、例えば図４に示すような構成が採用される。すなわち、同構成では、例えば「ポリアニリン」等の高分子材７７と電解液７８とを相互に接触する状態に配置するとともに、上記高分子材７７の外側に一方の電極７９ａを、上記電解液７８の外側に他方の電極７９ｂをそれぞれ取り付けている（もちろん、実際には、これらの外側を樹脂膜等によって被覆している）。そして、上記電極７９ａ，７９ｂに、コントローラによって作動制御される極性切換スイッチＳを介して直流電源７５を接続し、上記極性切換スイッチＳの切換え操作によって上記各電極７９ａ，７９ｂの極性を所望に変更することで、上記伸縮自在素子としての導電性高分子アクチュエータ７１が任意に伸縮変形するようになっている。
【００６９】
具体的には、先ず上記電極７９ａを「陽極」に、上記電極７９ｂを「陰極」に設定すると、上記電解液７８内の「陰イオン」が上記高分子材７７側に取り込まれ、該高分子材７７が膨潤となって伸長変形する。逆に上記電極７９ａを「陰極」に、上記電極７９ｂを「陽極」に設定すると、上記高分子材７７に取り込まれていた「陰イオン」が上記電解液７８内へ放出され、上記高分子材７７が縮小する。このように同構成の導電性高分子アクチュエータ７１では、印加する電圧の極性を変更することにより、任意に伸長又は縮小させることができる。
【００７０】
したがって、このような導電性高分子アクチュエータ７１によれば、上述の制御弁性能を、より一層向上させた形で実現することができる。
【００７１】
（最良の実施の形態２）
図５および図６は、一例として空気調和機等冷凍装置用の電動膨張弁として構成した本願発明の最良の実施の形態２に係る電動制御弁の構成を示している。
【００７２】
この最良の実施の形態２の構成の場合、上記最良の実施の形態１のように、ニードル弁２５を駆動するのではなく、弁体アクチュエータとしての高分子アクチュエータ８２が直接冷媒が通過する冷媒通路４１の通路断面積を絞り可変するようにしたことを特徴とするものである。
【００７３】
すなわち、図５および図６中において、符号８１は電動膨張弁を必要とする所定の冷媒回路中の冷媒配管であり、本実施の形態の電動膨張弁８０は、該冷媒配管８１の途中に設けられている。同電動膨張弁８０は、印加される電圧の極性と大きさに応じて通路軸と直交する方向に伸縮する通路軸方向に長い直方体形状の高分子アクチュエータ８２と該高分子アクチュエータ８２と対向して弁座機能を果たす弁座プレート８３とからなり、高分子アクチュエータ８２を冷媒配管８１の一方の方形凹状の管壁８１ａ側に、これと対向する他方のフラットな管壁８１ｂ側に弁座プレート８３を配設し、上記実施の形態１のものと同様の高分子アクチュエータ（特に図４の導電性高分子アクチュエータ）８２を矢印のように伸縮作動させることによって、それらの間の通路断面積を図５の仮想線に示すように絞り可変する。
【００７４】
このような構成によれば、キャピラリーチューブ同様の通路途中での減圧機能を、通路断面積可変構造の高機能で実現することができるようになり、小型、かつ軽量、低コストで、設置個所の制約もなくなる。
【００７５】
つまり同構成では、上述の実施の形態１と同様の作用はもちろん、構成部品が少なく、図５からも明らかなように全体の構造としても、単に配管の一部を拡大したような形状とすることができ、空気調和機の冷媒配管の途中などに自由に配置することが可能となり、冷媒システム全体の小型化が可能になる。
【００７６】
また、以上の場合、図５のように上記高分子アクチュエータ４２および対応する弁座プレート８３の長さＬを通路軸方向に長くしているが、このようにすると、可能な限り長い区間（又は距離）で絞ることにより、冷媒の流速を小さくすることができ、冷媒の通過音を、より効果的に減少させることが可能となる。
【００７７】
（その他の最良の実施の形態）
（１）  以上の各最良の実施の形態の構成では、高分子アクチュエータによる弁体の開閉制御について、その何れも流体通路の通路断面積を開状態から閉状態までの間で任意の断面積に可変制御する絞り制御を採用したが、この弁体アクチュエータによる弁体の開閉制御は、例えば同流体通路を開状態と閉状態の２つの状態に選択的に制御する開弁又は閉弁制御であってもよいことは言うまでもない。
【００７８】
（２）  また、上記高分子アクチュエータの駆動制御は、例えば上述のような印加電圧の大きさを変える場合の他に、例えば印加時間の長さを変える方法の採用も可能である。
【００７９】
（３）  また、上記高分子アクチュエータとしては、上述のような導電性高分子アクチュエータの他に、イオン移動による変位を利用したイオン伝導アクチュエータの採用も可能である。
【００８０】
（４）  さらに、電動制御弁は、上述したような電動膨張弁の場合に限らず、同様の機能を活用することができる全ての電動制御弁に対して本願発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】冷凍装置用の電動膨張弁として構成した本願発明の最良の実施の形態１に係る電動制御弁の閉状態における全体的な構成を示す縦断面図である。
【図２】同電動制御弁の要部の構成を示す拡大縦断面図である。
【図３】同電動制御弁の開状態における全体的な構成を示す縦断面図である。
【図４】同制御弁における導電性高分子アクチュエータの構成例を示す断面図である。
【図５】冷凍装置用の電動膨張弁として構成した本願発明の最良の実施の形態２に係る電動制御弁の閉状態における全体的な構成を示す縦断面図である。
【図６】同電動制御弁の要部の構成を示す横断面図である。
【図７】第１の従来例に係る冷凍装置用の電動制御弁（電動膨張弁）の開状態における全体的な構成を示す縦断面図である。
【図８】同第１の従来例の冷凍装置用の電動制御弁（電動膨張弁）の要部の構成を示す拡大縦断面図である。
【図９】第２の従来例に係る冷凍装置用の電動制御弁（電動膨張弁）の開状態における全体的な構成を示す縦断面図である。
【図１０】同第２の従来例の電動制御弁の要部の構成を示す拡大縦断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１：弁本体
２：ベローズ室
３：弁室
５：仕切り壁
６：第１の冷媒配管接続ポート
７：弁座
８：弁孔
１０：第２の冷媒配管接続ポート
２０：ベローズ
２５：ニードル弁
２５ａ：弁軸部
２５ｄ：作動軸部
２９：弁本体
３３：弁孔
３４：弁座壁
３５：第１の冷媒配管接続ポート
３６：第２の冷媒配管接続ポート
５０：ニードル弁
５１：弁軸部
７０：弁体アクチュエータ
７１：高分子アクチュエータ
７１ａ：一端（先端）
７１ｂ：他端（基端）
７２：凸部
７３：ケース
７４：ホルダー部材
８０：電動膨張弁
８１：冷媒配管
８２：高分子アクチュエータ
８３：弁座プレート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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