JP2022012948A - 電動弁及び冷凍サイクルシステム - Google Patents

Abstract

【課題】騒音を低減することができる電動弁及び該電動弁を備えた冷凍サイクルシステムを提供する。【解決手段】弁ハウジング２と、弁ハウジング２に設けられた主弁室２Ｒの主弁ポート２３ａの開度を変更する主弁体４と、主弁体４に設けられた副弁室４Ｒの副弁ポート４１ｂの開度を変更する副弁体５と、副弁体５をＺ方向に進退駆動する駆動部６と、を備えた電動弁１において、副弁ポート４１ａが開口端部としての上端部４１２Ａと小径部としての筒状内周面４１３とを有する。これにより、最小絞り部よりも上流側に整流部を形成することができ、流体が第１ポート２１及び連通孔４２１を通過して副弁室４Ｒに流入する際に、流量が不安定化した場合であっても、流体を整流することで騒音を低減することができる。【選択図】図２

Description

本発明は、電動弁及び冷凍サイクルシステムに関する。

従来、主弁体によって主弁ポートの開度を変更可能であるとともに、主弁体に設けられた副弁ポートの開度を副弁体によって変更可能な電動弁が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された電動弁では、主弁体が、主弁部と、円柱状のニードルガイド孔を有する保持部と、副弁座と、を有し、ニードルガイド孔の下側一部が副弁室となっている。また、保持部の側面に導通孔が形成されていることにより、副弁体が副弁ポートを開状態としたときに主弁室と副弁室と副弁ポートと主弁ポートとが導通するようになっている。

特開２０２０－０３４１４１号公報

特許文献１に記載された電動弁では、主弁室を有する円筒状の弁ハウジングに対し、側面及び軸線方向の一端側に継手が接続されている。側面の継手が一次側となる場合、上記のように副弁ポートが開状態となると、この継手から流入する流体は、保持部の側面の導通孔を通過した後、副弁ポート及び主弁ポートを通過して一端側の継手から流出する。このとき、主弁体が回転可能に設けられていると、側面の継手と導通孔との位置関係が変化し、副弁ポートを通過する流体の流量が経時変化する場合があった。また、主弁体が回転しなくても、側面の継手に対して近い位置と遠い位置とで保持部の側面の導通孔を通過する流体の流量が異なり、副弁ポートを通過する流体の流量が位置によって不均一となる可能性があった。このように、副弁ポートを通過する流体の流量は、時間的又は空間的に不安定化（以下、流量の経時変化や位置的な不均一性について、これらをまとめて単に「不安定化」と称する）する可能性があり、このような不安定化が騒音の要因となり得る。

本発明の目的は、騒音を低減することができる電動弁及び該電動弁を備えた冷凍サイクルシステムを提供することである。

本発明の電動弁は、弁ハウジングと、前記弁ハウジングに設けられた主弁室の主弁ポートの開度を変更する主弁体と、前記主弁体に設けられた副弁室の副弁ポートの開度を変更する副弁体と、前記副弁体を軸方向に進退駆動する駆動部と、を備えた電動弁であって、前記弁ハウジングは、前記軸方向に交差する方向に開口した第１ポートと、前記主弁ポートに連通して前記軸方向に開口した第２ポートと、を有し、前記主弁体は、前記軸方向に交差する方向に延在し前記副弁体が接近又は離隔する隔壁部と、前記隔壁部から前記主弁ポートとは反対側に向かって延びる筒状部と、を有するとともに、前記隔壁部と前記筒状部とによって前記副弁室が形成され、前記筒状部には、その内外を連通する少なくとも１つの連通孔が形成され、前記副弁ポートは、前記隔壁部に形成された貫通孔であるとともに、前記主弁ポートとは反対側の端部である開口端部と、前記開口端部よりも前記主弁ポート側に位置して前記開口端部よりも小径に形成された小径部と、を有することを特徴とする。

以上のような本発明によれば、副弁ポートが開口端部と小径部とを有することで、副弁体と小径部との間の空間よりも、副弁体と開口端部との間の空間を大きくすることができる。流体が副弁室から副弁ポートを通過して主弁ポート側に向かう際、この流体は、副弁体と開口端部との間の空間を通過してから、副弁体と小径部との間の空間を通過する。このとき、副弁体と小径部との間の空間が絞り部となり実質的な弁開度（開口面積）を決定するとともに、この上流側により大きな空間が設けられ、即ち、絞り部よりも上流側において流体を一旦整流することができる。従って、流体が弁ハウジングの第１ポート及び連通孔を通過して副弁室に流入した際に、流量が不安定化した場合であっても、流体を整流することで騒音を低減することができる。

この際、本発明の電動弁では、前記副弁ポートは、前記開口端部と前記小径部との間に、前記主弁ポート側に向かうにしたがって内径が小さくなっていくテーパ部を有することが好ましい。このような構成によれば、流体がテーパ部に沿って流れやすく、流体の流れに乱れが生じることを抑制することができる。

また、本発明の電動弁では、前記副弁ポートは、前記開口端部と前記小径部との間に、前記軸方向に沿って延びる筒状内周面と、前記筒状内周面における前記主弁ポート側の端部から径方向内側に向かって延びる環状部と、によって形成された段差部を有していてもよい。このような構成によれば、筒状部と副弁体との間の空間の容積を確保しやすく、流体を整流しやすくすることができる。

また、本発明の電動弁では、前記小径部は、前記隔壁部における前記軸方向中央部よりも前記主弁ポート側に設けられ、前記副弁ポートにおいて内径が最小の部分であることが好ましい。このような構成によれば、流体を整流するための空間の軸方向寸法を確保して容積を大きくすることができ、流体を整流しやすくすることができる。

本発明の冷凍サイクルシステムは、圧縮機と、室内熱交換器と、室外熱交換器と、前記室内熱交換器と前記室外熱交換器との間に設けられた電子膨張弁と、前記室内熱交換器に設けられる除湿弁とを含む冷凍サイクルシステムであって、上記いずれかに記載の電動弁が、前記除湿弁として用いられていることを特徴とする。以上のような本発明によれば、上記のように、電動弁において騒音を低減することができる。

本発明の電動弁及び冷凍サイクルシステムによれば、騒音を低減することができる。

本発明の一例である実施形態にかかる電動弁を示す断面図である。 前記電動弁において副弁ポートの開度が最小となった際の要部を拡大して示す断面図である。 前記電動弁において副弁ポートの開度が中程度となった際の要部を拡大して示す断面図である。 前記電動弁において副弁ポートの開度が最大となった際の要部を拡大して示す断面図である。 前記電動弁において筒状部を通過する断面を示す断面図である。 前記電動弁が設けられる冷凍サイクルシステムの一例を示すシステム図である。 第１の変形例の電動弁において副弁ポートの開度が最小となった際の要部を拡大して示す断面図である。 第１の変形例の電動弁において副弁ポートの開度が最大となった際の要部を拡大して示す断面図である。 第２の変形例の電動弁において副弁ポートの開度が最小となった際の要部を拡大して示す断面図である。 第２の変形例の電動弁において副弁ポートの開度が中程度となった際の要部を拡大して示す断面図である。 第２の変形例の電動弁において副弁ポートの開度が最大となった際の要部を拡大して示す断面図である。 前記実施形態にかかる電動弁において副弁ポートの弁開度を０とした際の要部を拡大して示す断面図である。 前記第１の変形例の電動弁において副弁ポートの弁開度を０とした際の要部を拡大して示す断面図である。 前記第２の変形例の電動弁において副弁ポートの弁開度を０とした際の要部を拡大して示す断面図である。

本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態の電動弁１は、パッケージエアコンやルームエアコン等の空気調和機の冷凍サイクルシステムに用いられるものであって、図１に示すように、弁ハウジング２と、ガイド部材３と、主弁体４と、副弁体５と、駆動部６と、を備える。主弁体４及び副弁体５は所定の軸方向に沿って移動するように設けられており、以下では、この軸方向をＺ方向とし、Ｚ方向に直交する２方向をＸ方向及びＹ方向とし、Ｚ方向における上下は図１を基準とする。

弁ハウジング２は、例えば黄銅やステンレス等により略円筒形状に形成されており、その内側に主弁室２Ｒを有している。弁ハウジング２は、その側面においてＸ方向の一方側に開口した第１ポート２１と、Ｚ方向下側に開口した第２ポート２２と、を有する。第１ポート２１には、Ｘ方向に沿って延びる第１継手管１１が接続され、第２ポート２２には、Ｚ方向に沿って延びる第２継手管１２が接続され、第１継手管１１及び第２継手管１２は主弁室２Ｒに連通する。第１継手管１１及び第２継手管１２は、例えばろう付け等によって弁ハウジング２に対して固着されればよい。

弁ハウジング２の下端部には、Ｚ方向を軸方向として主弁室２Ｒ側に（上側に向かって）突出した円筒状の主弁座２３が形成され、この主弁座２３の内側が主弁ポート２３ａとなっており、主弁ポート２３ａと第２ポート２２とが連通する。即ち、第２継手管１２が主弁ポート２３ａを介して主弁室２Ｒに導通される。本実施形態では、電動弁１は、第１ポート２１を一次側とするとともに第２ポート２２を二次側とし、第１継手管１１から主弁室２Ｒに流入した流体（冷媒）が第２継手管１２から流出するように使用されるものとするが、電動弁１は、双方向に流体が流れ得るサイクルに組み込まれてもよい。

ガイド部材３は、弁ハウジング２の上端の開口部に取り付けられるものであって、弁ハウジング２の内周面内に圧入される圧入部３１と、圧入部３１の内側に位置する略円柱状のガイド部３２と、ガイド部３２の上部に延設されたホルダ部３３と、ガイド部３２の外周に位置するリング状のフランジ部３４と、を有している。圧入部３１、ガイド部３２及びホルダ部３３は樹脂製の一体品として構成されている。また、フランジ部３４は、例えば、黄銅やステンレス等により構成された金属板であり、このフランジ部３４は、インサート成形により樹脂製の圧入部３１及びホルダ部３３と共に一体に設けられている。

ガイド部材３は、弁ハウジング２に組み付けられ、フランジ部３４において弁ハウジング２の上端部に溶接により固定されている。また、ガイド部材３には、Ｚ方向を軸方向とする円筒形状のガイド孔３２ａがガイド部３２に形成され、ガイド孔３２ａと同軸の雌ねじ部（ねじ孔）３３ａがホルダ部３３の中心に形成されている。

主弁体４は、ホルダ部３３のガイド孔３２ａ内に配置されるものであって、全体がＺ方向を軸方向とする円筒状に形成されている。主弁体４は、ＸＹ平面に沿って延在し副弁体５が接近又は離隔する隔壁部４１と、隔壁部４１から主弁ポート２３ａとは反対側（上側）に向かって延びる筒状部４２と、主弁座２３に対して接近又は離隔する主弁部４３と、を一体に有する。

隔壁部４１は、筒状部４２の下端部に設けられた副弁座部であり、所定の板厚（Ｚ方向寸法）を有する板状に形成されている。隔壁部４１と筒状部４２とによって有底筒状の部分が形成され、この有底筒状の部分の内部が副弁室４Ｒとなる。隔壁部４１の中央部には、貫通孔である副弁ポート４１ａが形成されている。筒状部４２は、円筒状に形成され、その内周面がニードルガイド孔４２ａとなる。筒状部４２のニードルガイド孔４２ａ内には、後述する弁軸５１に取り付けられたワッシャ５３とガイド用ボス部５４とが挿通されるとともに、この筒状部４２の上端にはリング状のリテーナ４４が嵌合固着または溶接等により固着されている。また、リテーナ４４とガイド孔３２ａの上端部との間には、主弁ばね４ａが配設され、この主弁ばね４ａにより主弁体４は主弁座２３の方向（Ｚ方向下側；閉方向）に付勢されている。

筒状部４２には、図５にも示すように、その内外を連通する複数（本実施形態では４個であり、１個以上形成されていればよい）の連通孔４２１が形成されている。４個の連通孔４２１は、Ｚ方向を中心とする周方向において等間隔で並んでいる。図５では、２個の連通孔４２１がＸ方向に並ぶとともに他の２個の連通孔４２１がＹ方向に並んだ様子を示しているが、主弁体４は弁ハウジング２に対して回転可能に設けられており、主弁体４の回転により連通孔４２１の位置は変化し得る。即ち、連通孔４２１と第１ポート２１との位置関係は変化し得る。筒状部４２に連通孔４２１が形成されていることにより、主弁室２Ｒと副弁室４Ｒと副弁ポート４１ａと主弁ポート２３ａとが連通するようになっている。

主弁部４３は、筒状部４２を隔壁部４１よりも下側に延長するように略円筒状に形成されている。主弁部４３は、全閉状態において主弁座２３に対して着座（当接）してもよいし、多少離隔していてもよい。

副弁体５は、ニードル弁であって、後述するロータ軸６１の下端部に設けられており、ロータ軸６１側に連なる弁軸５１と、弁軸５１の下端に連なるニードル部５２と、を一体に有している。副弁体５は、弁軸５１に配設された円環状のワッシャ５３と、弁軸５１に固着されたガイド用ボス部５４と、をさらに有している。ガイド用ボス部５４は弁軸５１と別体として固着されているが、ガイド用ボス部５４は弁軸５１と一体に形成されたものであってもよい。ワッシャ５３及びガイド用ボス部５４は、ニードルガイド孔４２ａ内に摺動可能に挿通されている。

駆動部６は、弁ハウジング２の上端に固定されたケース２４の内外に設けられたものであって、ステッピングモータ６Ａと、ステッピングモータ６Ａの回転により副弁体５を進退させるねじ送り機構６Ｂと、ステッピングモータ６Ａの回転を規制するストッパ機構６Ｃと、を有する。ケース２４は、弁ハウジング２に対して例えば溶接等によって気密に固定されている。

ステッピングモータ６Ａは、ロータ軸６１と、ケース２４の内部に回転可能に配設されたマグネットロータ６２と、ケース２４の外周においてマグネットロータ６２に対して対向配置されたステータコイル６３と、その他、図示しないヨークや外装部材等により構成されている。ロータ軸６１はブッシュを介してマグネットロータ６２の中心に取り付けられ、このロータ軸６１におけるガイド部材３側の外周には雄ねじ部６１ａが形成されている。この雄ねじ部６１ａはガイド部材３の雌ねじ部３３ａに螺合されており、これにより、ガイド部材３はロータ軸６１をＺ方向に沿った軸線上に支持している。そして、ガイド部材３の雌ねじ部３３ａとロータ軸６１の雄ねじ部６１ａとが、ねじ送り機構６Ｂを構成している。

ここで、電動弁１における主弁体４及び副弁体５の開閉動作の詳細について説明する。ステッピングモータ６Ａの駆動によってマグネットロータ６２及びロータ軸６１が回転すると、ロータ軸６１の雄ねじ部６１ａとガイド部材３の雌ねじ部３３ａとのねじ送り機構６Ｂにより、ロータ軸６１がＺ方向に沿って移動する。これにより、副弁体５がＺ方向に進退移動して副弁ポート４１ａに対して接近又は離隔し、副弁ポート４１ａの弁開度が制御される。また、副弁体５（ワッシャ５３）が主弁体４（リテーナ４４）に係合し、主弁体４は副弁体５と共に移動して、主弁座２３に対して接近又は離隔する。これにより、第１継手管１１から第２継手管１２に向かって流れる冷媒の流量が制御される。

マグネットロータ６２には突起部６２ａが形成されており、マグネットロータ６２の回転に伴って突起部６２ａが回転ストッパ機構６Ｃを作動させ、ロータ軸６１（及びマグネットロータ６２）の最下端位置及び最上端位置が規制される。図１はロータ軸６１（及びマグネットロータ６２）が最下端位置にある状態を示す。

以下、副弁ポート４１ａ及び副弁体５の詳細な形状及びこれらの関係について、図２～４を参照しつつ説明する。図２は、副弁体５が最下端位置に位置付けられて副弁ポート４１ａの弁開度が最小となった状態を示し、図３は、副弁体５が最下端位置よりも上側に位置づけられて弁開度が中程度となった状態を示し、図５は、副弁体５が最上端位置に位置付けられて副弁ポート４１ａの弁開度が最大となった状態を示す。副弁体５は、最下端位置において隔壁部４１には当接せず、流体が副弁ポート４１ａを通過可能となっている。また副弁体５は、最上端位置において、その下端部（先端部）が副弁ポート４１ａ内に位置する。

副弁ポート４１ａは、上端面４１１から下側（主弁ポート２３ａ側）に向かうにしたがって徐々に内径が小さくなっていくテーパ部４１２と、テーパ部４１２の下端部から下側に向かって延びる（内径が一定の）円筒状の筒状内周面４１３と、を有する。テーパ部４１２の上端部４１２Ａは、隔壁部４１において主弁ポート２３ａとは反対側の端部に位置し、開口端部となる。筒状内周面４１３は、上端部４１２Ａよりも主弁ポート２３ａ側に位置して上端部４１２Ａよりも小径に形成されており、小径部となる。また、筒状内周面４１３は副弁ポート４１ａにおいて内径が最小の部分となっている。

テーパ部４１２は、副弁ポート４１ａ全体の半分以上に亘って形成されている。即ち、筒状内周面４１３は、隔壁部４１のＺ方向中央部よりも主弁ポート２３ａ側に設けられている。また、筒状内周面４１３は、隔壁部４１のＺ方向下側１／３の領域に設けられていることが好ましい。

副弁体５のニードル部５２は、Ｚ方向上側から順に、弁軸５１と連続的に形成され外径が一定の第１ストレート部５２１と、Ｚ方向下側に向かって徐々に外径が小さくなっていく第１テーパ部５２２と、外径が一定の第２ストレート部５２３と、Ｚ方向下側に向かって徐々に外径が小さくなっていく円錐台状の第２テーパ部５２４と、を有する。

第１テーパ部５２２のＺ方向に対する傾斜角度は、副弁ポート４１ａのテーパ部４１２のＺ方向に対する傾斜角度よりも小さい。即ち、図２に示すように第１テーパ部５２２とテーパ部４１２とが対向した状態において、Ｚ方向上側に向かうにしたがってこれらの間隔が大きくなる。第２ストレート部５２３の外径は筒状内周面４１３の内径よりも小さい。

図２に示す状態においては、第１ストレート部５２１の下端部と、第１テーパ部５２２の全体と、第２ストレート部５２３の全体と、第２テーパ部５２４の上端部と、が副弁ポート４１ａの内側に位置する。副弁体５と副弁ポート４１ａとの間隔は、第２ストレート部５２３と筒状内周面４１３との間において最小となり、この位置が最小絞り部Ａ１となる。副弁体５と副弁ポート４１ａとの間隔が大きいほど流体が通過可能な断面積が大きく流体が通過しやすいことから、以下では、副弁体５と副弁ポート４１ａとの間隔に着目して説明する。最小絞り部Ａ１よりも上側において、第１ストレート部５２１とテーパ部４１２との間に通過部Ａ２が形成され、第１テーパ部５２２とテーパ部４１２との間に通過部Ａ３が形成される。通過部Ａ３において、最小絞り部Ａ１よりも副弁体５と副弁ポート４１ａとの間隔が大きく、通過部Ａ２において、通過部Ａ３よりも副弁体５と副弁ポート４１ａとの間隔が大きい。

このように、最小絞り部Ａ１よりも上側（第１ポート２１を一次側とした際の上流側）に、副弁体５と副弁ポート４１ａとの間隔が大きい部分が形成され、この部分は、流体が通過しやすいことから、流体が整流される整流部となる。このとき、第１通過部Ａ１と第２通過部Ａ２との両方が整流部として機能してもよいし、一方のみが整流部として機能してもよい。即ち、副弁体５と副弁ポート４１ａとの間隔が大きすぎても小さすぎても整流効果が得られにくいことから、この間隔が適切な大きさとなる部分が整流部となればよい。このように、開口端部（上端部４１２Ａ）において整流部が形成されてもよいし、開口端部と小径部との間の位置に整流部が形成されてもよい。図示の例では、主として第２通過部Ａ２が整流部として機能する。

図３に示す状態においては、第１テーパ部５２２の下側部分と、第２ストレート部５２３の全体と、第２テーパ部５２４の全体と、が副弁ポート４１ａの内側に位置する。副弁体５と副弁ポート４１ａとの間隔は、第２テーパ部５２４と筒状内周面４１３の上端部（テーパ部４１２との境界部）との間において最小となり、この位置が最小絞り部Ａ４となる。図２に示す状態と同様に、最小絞り部Ａ４よりも上側に、副弁体５と副弁ポート４１ａとの間隔が大きい部分が形成され、この部分が整流部となる。図示の例では、主として、第１テーパ部５２２又は第２ストレート部５２３とテーパ部４１２との間の通過部Ａ５が整流部として機能する。

図４に示す状態においては、第２テーパ部５２４の下側部分のみが副弁ポート４１ａの内側に位置する。副弁体５と副弁ポート４１ａとの間隔は、第２テーパ部５２４の先端部とテーパ部４１２との間において最小となり、この位置が最小絞り部Ａ６となる。即ち、小径部としての筒状内周面４１３において最小絞り部が形成されない状態となっている。図２、３に示す状態と同様に、最小絞り部Ａ６よりも上側に、副弁体５と副弁ポート４１ａとの間隔が大きい部分である通過部Ａ７が形成され、この通過部Ａ７が整流部となる。

副弁ポート４１ａがテーパ部４１２を有することから、ニードル部５２の少なくとも一部が副弁ポート４１ａの内側に位置すれば、上記と同様に、最小絞り部と、最小絞り部よりも上側に位置する整流部と、が形成される。即ち、図３に示す状態から図５に示す状態の間において、ニードル部５２のうちＸＹ平面内において副弁ポート４１ａと対向する部分が変化していくものの、最小絞り部及び整流部が形成される。尚、副弁体５は、この範囲を超えて移動するように設けられてもよい。

第１ポート２１から主弁室２Ｒに流入した流体が、主弁体４の連通孔４２１を通過して副弁室４Ｒに流入する際、４個の連通孔４２１それぞれにおいて流量が異なることがある。即ち、第１ポート２１に近い（第１ポート２１側を向いた）連通孔４２１ほど流量が大きくなりやすく、第１ポート２１から遠い（第１ポート２１側を向いていない）連通孔４２１ほど流量が小さくなりやすい傾向がある。従って、４個の連通孔４２１を通過して副弁ポート４１ａに到達する流体の流量にも差が生じ、副弁ポート４１ａの近傍において、流体の流量が位置によって異なり不均一となることがある。

また、主弁体４が回転して連通孔４２１と第１ポート２１との位置関係が変化し得ることから、連通孔４２１を通過する流体の流量が時間変化することがあり、副弁ポート４１ａ近傍において流体の流量が時間的に不安定化することがある。

上記のように流量の空間的又は時間的な不安定化が生じた場合でも、副弁ポート４１ａを通過する流体は、整流部を通過することで整流された後、実質的な弁開度を決定する最小絞り部によって絞られて流量が調節される。

次に、図６に基づいて本実施形態の電動弁１が設けられる冷凍サイクルシステムの一例について説明する。この冷凍サイクルシステムは、例えば、家庭用エアコン等の空気調和機に用いられる。電動弁１は、「除湿制御弁」として第１室内熱交換器９１（除湿時冷却器として作動）と第２室内熱交換器９２（除湿時加熱器として作動）との間に設けられている。そして、電動弁１、第１室内熱交換器９１、第２室内熱交換器９２、電子膨張弁９３、室外熱交換器９４、圧縮機９５及び四方弁９６は、ヒ－トポンプ式冷凍サイクルを構成している。第１室内熱交換器９１と第２室内熱交換器９２及び電動弁１は室内に設置され、電子膨張弁９３、室外熱交換器９４、圧縮機９５及び四方弁９６は室外に設置されていて冷暖房装置を構成している。

以上の本実施形態によれば、副弁ポート４１ａが開口端部としての上端部４１２Ａと小径部としての筒状内周面４１３とを有することで、最小絞り部よりも上流側に整流部を形成することができる。従って、流体が第１ポート２１及び連通孔４２１を通過して副弁室４Ｒに流入する際に、流量が不安定化した場合であっても、流体を整流することで騒音を低減することができる。

また、副弁ポート４１ａがテーパ部４１２を有することで、流体がテーパ部４１２に沿って流れやすく、流体の流れに乱れが生じることを抑制することができる。

また、小径部としての筒状内周面４１３が隔壁部４１のＺ方向中央部よりも主弁ポート２３ａ側に設けられていることで、流体を整流するための空間のＺ方向寸法を確保して容積を大きくすることができ、流体を整流しやすくすることができる。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。例えば、前記実施形態では、副弁ポート４１ａがテーパ部４１２を有し、副弁体５がテーパ部５２２、５２４を有するものとしたが、副弁ポート及び副弁体の形状の組み合わせはこれに限定されない。

図７、８に示す第１の変形例では、副弁ポート４１ａが前記実施形態と同様の形状を有し、副弁体５Ａのニードル部５２ＡがＺ方向上側から順に第１ストレート部５２１と第１テーパ部５２２と第２ストレート部５２５とを有する。図７は、副弁体５Ａが最下端位置に位置付けられて副弁ポート４１ａの弁開度が最小となった状態を示し、図８は、副弁体５Ａが最上端位置に位置付けられて副弁ポート４１ａの弁開度が最大となった状態を示す。副弁体５Ａは、最下端位置において隔壁部４１には当接せず、流体が副弁ポート４１ａを通過可能となっている。また副弁体５Ａは、最下端位置及び最上端位置のいずれにおいても、その下端部（先端部）が副弁ポート４１ａの内側に配置され、副弁体５Ａが最下端位置と最上端位置との間で移動する際、ニードル部５２Ａのうち第２ストレート部５２５が、ＸＹ平面において副弁ポート４１ａと対向する。

図７に示す状態においては、第２ストレート部５２５の下端部とテーパ部４１２との間に最小絞り部Ａ８が形成され、第２ストレート部５２５とテーパ部４１２の上端部４１２Ａとの間の通過部Ａ９が整流部として機能する。同様に、図８に示す状態においては、第２ストレート部５２５の下端部とテーパ部４１２との間に最小絞り部Ａ１０が形成され、第２ストレート部５２５とテーパ部４１２の上端部４１２Ａとの間の通過部Ａ１１が整流部として機能する。

尚、第１の変形例においては、前記実施形態と比較して、筒状内周面４１３のＺ方向寸法が小さく形成されているものとするが、筒状内周面の寸法は適宜に設定されればよく、筒状内周面が省略されて副弁ポートの全体がテーパ部となっていてもよい。また、副弁ポートのうち上端側に筒状内周面を形成し、その下側にテーパ部を形成してもよい。

図９～１１に示す第２の変形例では、副弁ポート４１ｂが筒状内周面４１４と環状部４１５とを有し、副弁体５が前記実施形態と同様の形状を有する。図９は、副弁体５が最下端位置に位置付けられて副弁ポート４１ｂの弁開度が最小となった状態を示し、図１０は、副弁体５が最下端位置よりも上側に位置づけられて弁開度が中程度となった状態を示し、図１１は、副弁体５が最上端位置に位置付けられて副弁ポート４１ｂの開度が最大となった状態を示す。副弁体５は、最下端位置において隔壁部４１には当接せず、流体が副弁ポート４１ｂを通過可能となっている。また副弁体５は、最上端位置において、その下端部（先端部）が弁ポート４１ｂの内側に配置される。

筒状内周面４１４は、隔壁部４１の上端面４１１を開口端部としてＺ方向に沿って下側に延び、内径が略一定となっている。環状部４１５は、筒状内周面４１４の下端部から内周側に向かうように、ＸＹ平面に沿って延在して板状に形成されている。筒状内周面４１４の内径よりも環状部４１５の内径の方が小さくなっており、筒状内周面４１４と環状部４１５との間に段差部４１６が形成されている。第２ストレート部５２３の外径は、環状部４１５の貫通孔の内径よりも小さい。

図９に示す状態では、第２ストレート部５２３と環状部４１５との間に最小絞り部Ａ１２が形成され、これよりも上側に、最小絞り部Ａ１２よりも副弁ポート４１ｂとニードル部５２との間隔が大きい通過部が形成されている。このような通過部のうち、例えば、主として第１ストレート部５２１と筒状内周面４１４との間の通過部Ａ１３が整流部として機能する。図１０に示す状態では、第２テーパ部５２４の先端部と環状部４１５との間に最小絞り部Ａ１４が形成され、これよりも上側に、最小絞り部Ａ１４よりも副弁ポート４１ｂとニードル部５２との間隔が大きい通過部が形成されている。このような通過部のうち、例えば、主として第１テーパ部５２２と筒状内周面４１４との間の通過部Ａ１５が整流部として機能する。図１１に示す状態では、第２テーパ部５２４の先端部と筒状内周面４１４との間に最小絞り部Ａ１６が形成され、これよりも上側に、最小絞り部Ａ１６よりも副弁ポート４１ｂとニードル部５２との間隔が大きい通過部（第２テーパ部５２４と筒状内周面４１４との間の通過部Ａ１７）が形成され、通過部Ａ１７が整流部として機能する。

また、前記実施形態、第１の変形例及び第２の変形例として、副弁ポート及び副弁体の形状の組み合わせを例示したが、これらの形状は適宜に組み合わされていればよく、上記に限定されない。例えば副弁ポートがテーパ部と段差部との両方を有していてもよく、副弁ポートが開口端部及び小径部を有し、且つ、最小絞り部よりも上流側に、最小絞り部よりも容積の大きい整流部が形成されるようになっていればよい。

また、前記実施形態では、副弁体５が最下端位置において隔壁部４１には当接せず、流体が副弁ポート４１ａを通過可能となっているものとしたが、図１２～１４に具体例を示すように、副弁体が隔壁部に当接することで流体が通過不能となる構成としてもよい。図１２は前記実施形態の形状に対応しており、第１テーパ部５２２が、テーパ部４１２と筒状内周面４１３との境界部に当接する。図１３は前記第１の変形例に対応しており、第１テーパ部５２２のうち第１ストレート部５２１の近傍部分が上端部４１２Ａに当接する。図１４は前記第２の変形例に対応しており、第１テーパ部５２２が環状部４１５の上端部に当接する。尚、副弁体と副弁ポートとが当接する位置の組み合わせは、上記に限定されない。

また、前記実施形態では、小径部としての筒状内周面４１３が隔壁部４１のＺ方向中央部よりも主弁ポート２３ａ側に設けられているものとしたが、小径部の位置はこれに限定されない。例えば、隔壁部のＺ方向寸法が充分に大きく整流部の容積を確保しやすいような場合には、小径部を隔壁部のＺ方向中央部よりも主弁ポートとは反対側に設けてもよい。

また、前記実施形態では、小径部としての筒状内周面４１３が、副弁ポート４１ａにおいて内径が最小の部分であり、且つ、隔壁部４１のうち最も主弁ポート２３ａ側に位置しているものとしたが、例えば、小径部から主弁ポート側に向かうにしたがって内径が再び大きくなるような形状（くびれ形状）としてもよい。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

１…電動弁、２…弁ハウジング、２１…第１ポート、２２…第２ポート、２３ａ…主弁ポート、２Ｒ…主弁室、４…主弁体、４１…隔壁部、４１ａ，４１ｂ…副弁ポート、４１２…テーパ部、４１２Ａ…上端部（開口端部）、４１３…筒状内周面（小径部）、４１４…筒状内周面、４１５…環状部、４１６…段差部、４２…筒状部、４２１…連通孔、４Ｒ…副弁室、５…副弁体、６…駆動部、９１…第１室内熱交換器、９２…第２室内熱交換器９２、９３…電子膨張弁、９４…室外熱交換器

Claims (5)

1. 弁ハウジングと、前記弁ハウジングに設けられた主弁室の主弁ポートの開度を変更する主弁体と、前記主弁体に設けられた副弁室の副弁ポートの開度を変更する副弁体と、前記副弁体を軸方向に進退駆動する駆動部と、を備えた電動弁であって、
   前記弁ハウジングは、前記軸方向に交差する方向に開口した第１ポートと、前記主弁ポートに連通して前記軸方向に開口した第２ポートと、を有し、
   前記主弁体は、前記軸方向に交差する方向に延在し前記副弁体が接近又は離隔する隔壁部と、前記隔壁部から前記主弁ポートとは反対側に向かって延びる筒状部と、を有するとともに、前記隔壁部と前記筒状部とによって前記副弁室が形成され、
   前記筒状部には、その内外を連通する少なくとも１つの連通孔が形成され、
   前記副弁ポートは、前記隔壁部に形成された貫通孔であるとともに、前記主弁ポートとは反対側の端部である開口端部と、前記開口端部よりも前記主弁ポート側に位置して前記開口端部よりも小径に形成された小径部と、を有することを特徴とする電動弁。
2. 前記副弁ポートは、前記開口端部と前記小径部との間に、前記主弁ポート側に向かうにしたがって内径が小さくなっていくテーパ部を有することを特徴とする請求項１に記載の電動弁。
3. 前記副弁ポートは、前記開口端部と前記小径部との間に、前記軸方向に沿って延びる筒状内周面と、前記筒状内周面における前記主弁ポート側の端部から径方向内側に向かって延びる環状部と、によって形成された段差部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の電動弁。
4. 前記小径部は、前記隔壁部における前記軸方向中央部よりも前記主弁ポート側に設けられ、前記副弁ポートにおいて内径が最小の部分であることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の電動弁。
5. 圧縮機と、室内熱交換器と、室外熱交換器と、前記室内熱交換器と前記室外熱交換器との間に設けられた電子膨張弁と、前記室内熱交換器に設けられる除湿弁とを含む冷凍サイクルシステムであって、請求項１～４のいずれか１項に記載の電動弁が、前記除湿弁として用いられていることを特徴とする冷凍サイクルシステム。

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