(57)【要約】【課題】低コストで耐久性に優れた、改良された弁装置を提供する。【解決手段】膨張弁１０は、弁体１９と、弁体１９と共に移動する作動棒１８と、小径円筒部１２２ｃを備えたケース１２２と、弁体１９を小径円筒部１２２ｃの下端１２２ｆに向かって付勢するコイルばね１３と、を有し、作動棒１８は、小径円筒部１２２ｃの内周円筒面１２２ｈに対して摺動可能な外周面と、それに対して隙間を開けた溝１８１とを有し、弁体１９が小径円筒部１２２ｃの下端１２２ｆから離間したときに、冷媒は、弁体１９と小径円筒部１２２ｃの下端１２２ｆの間を通過するとともに、小径円筒部１２２ｃの内周円筒面１２２ｈと溝１８１との隙間を流れる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁体と、
前記弁体と共に移動する作動棒と、
筒状のオリフィス部と弁座とを備えた弁本体と、
前記弁体を前記弁座に向かって付勢する付勢部材と、を有し、
前記作動棒は、前記オリフィス部に対して摺動可能な摺接部と、前記オリフィス部に対して隙間を開けた流路部とを有し、
前記弁体が前記弁座から離間したときに、冷媒が、前記弁体と前記弁座の間を通過するとともに、前記オリフィス部と前記流路部との隙間を流れる、
ことを特徴とする弁装置。
【請求項２】
冷媒が通過する圧力検出室と、ガスが封入された圧力作動室とを内部に備えたケースと、
前記ケース内において、前記圧力検出室と前記圧力作動室とを仕切る可撓性のダイアフラムと、を有し、
前記オリフィス部は円筒面を有し、
前記作動棒は、外周に溝を形成した円筒状部材であり、前記流路部は前記溝であり、前記摺接部は前記溝以外の前記作動棒の外周面である、
ことを特徴とする請求項１に記載の弁装置。
【請求項３】
前記弁本体の一部に円管部が形成されており、前記円管部の内周が前記オリフィス部であり、前記円管部の外周に雄ねじが形成されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の弁装置。
【請求項４】
通路ハウジングの雌ねじに前記雄ねじを螺合させることにより、前記通路ハウジングに取り付け可能となっている、
ことを特徴とする請求項３に記載の弁装置。
【請求項５】
前記弁体は、前記作動棒の一端に形成されており、前記溝は前記一端近傍で終端している、
ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の弁装置。
【請求項６】
前記作動棒の他端は、前記ダイアフラムに当接するストッパ部材に連結されており、
前記ケースに対して調整部材が位置調整可能に取り付けられており、
前記付勢部材が、前記ストッパ部材と前記調整部材との間に配置されている、
ことを特徴とする請求項２〜５のいずれか1項に記載の弁装置。
【請求項７】
前記ケースは、冷媒が流入する配管、及び冷媒が流出する配管に接続されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の弁装置。
【請求項８】
前記作動棒の他端は、前記ダイアフラムに当接するストッパ部材に連結されており、
前記弁本体に対して調整部材が位置調整可能に取り付けられており、
前記付勢部材が、前記弁体と前記調整部材との間に配置されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の弁装置。
【請求項９】
前記弁体は球状であって、前記作動棒の一端に当接している、
ことを特徴とする請求項８に記載の弁装置。
【請求項１０】
前記弁体は、前記作動棒と一体に形成され、前記作動棒は、前記弁本体内に挿入され、前記弁本体は、前記冷媒が通過する配管内に挿入されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の弁装置。
【請求項１１】
前記弁本体に対して調整部材が位置調整可能に取り付けられており、
前記付勢部材が、前記作動棒と前記調整部材との間に配置されている、
ことを特徴とする請求項１０に記載の弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空調機において冷媒の流量制御を行う弁装置として、機械式定圧弁、膨張弁、差圧弁等が知られている。このような弁装置においては、長時間の作動に耐えうる耐久性が要求される。
【０００３】
特許文献１においては、感温部のハウジングと弁部のボディとをプレス加工品で形成した温度式膨張弁が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−７５０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１の図１に示す膨張弁では、シャフトを軸線方向に進退自在に支持するとともに高圧室と感温室との間をシールするためにパッキンを設けている。しかしながら、一般的にはシール性が良好な素材をパッキンに用いると、摺動に対する耐久性が低下する。このため、使用可能なパッキンの素材が制限され、部品コストの増大を招いている。
【０００６】
また、特許文献１の膨張弁において、パッキンの素材が比較的柔らかい場合には、冷媒通過時における弁体振動が生じた際に、振動抑制効果があまり期待できないという問題もある。
【０００７】
そこで本発明は、低コストで耐久性に優れた、改良された弁装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明による弁装置は、
弁体と、
前記弁体と共に移動する作動棒と、
筒状のオリフィス部と弁座とを備えた弁本体と、
前記弁体を前記弁座に向かって付勢する付勢部材と、を有し、
前記作動棒は、前記オリフィス部に対して摺動可能な摺接部と、前記オリフィス部に対して隙間を開けた流路部とを有し、
前記弁体が前記弁座から離間したときに、冷媒が、前記弁体と前記弁座の間を通過するとともに、前記オリフィス部と前記流路部との隙間を流れる、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、低コストで耐久性に優れた、改良された弁装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本実施形態における膨張弁を、冷媒循環システムに適用した例を模式的に示す概略断面図である。
【図２】図２は、膨張弁の断面図である。
【図３】図３（ａ）は、本実施形態にかかる作動棒の図２のＡ−Ａ線における断面を下面視した図であり、図３（ｂ）は、変形例にかかる作動棒の同様な断面図である。
【図４】図４は、第２変形例にかかる膨張弁を示す図２と同様な断面図である。
【図５】図５は、第３変形例にかかる膨張弁を示す側面図である。
【図６】図６は、第３変形例にかかる膨張弁の断面図である。
【図７】図７は、第２の実施形態にかかる弁装置としての定圧弁を示す図２と同様な断面図である。
【図８】図８は、第３の実施形態における膨張弁を、冷媒循環システムに適用した例を模式的に示す概略断面図である。
【図９】図９は、図８の膨張弁において弁体付近を拡大して示す断面図である。
【図１０】図１０は、リングばね２０６を示す斜視図である。
【図１１】図１１は、第４の実施形態にかかる差圧弁を配管に組み付けた状態で示す断面図である。
【図１２】図１２は、本実施形態の作動棒の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明にかかる実施形態について説明する。
【００１２】
（方向の定義）
本明細書において、ダイアフラムを有する実施形態においては、弁体からダイアフラムに向かう側を「上方」と定義し、ダイアフラムから弁体に向かう側を「下方」と定義する。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１、２を参照して、第１の実施形態における弁装置である膨張弁１０の概要について説明する。図１は、本実施形態における膨張弁１０を、冷媒循環システムＣＳ１に適用した例を模式的に示す概略断面図である。
【００１４】
本実施形態では、膨張弁１０を収容した通路ハウジング２０が、コンプレッサＣＰと、コンデンサＣＤと、エバポレータＥＶとに流体接続される。まず、通路ハウジング２０について説明する。
【００１５】
金属製の通路ハウジング２０は、図１で右側面に形成された第１流路２０ａと、中央に形成された中間室２０ｂと、図１で左側面に形成された第２流路２０ｃと、左側面から右側面まで貫通する戻り流路２０ｄとを有する。第１流路２０ａと中間室２０ｂとは、第１連通路２０ｅにより連通しており、中間室２０ｂと第２流路２０ｃとは、第２連通路２０ｆにより連通している。円筒状の第１連通路２０ｅの内周には、雌ねじ２０ｇが形成されている。
【００１６】
第１流路２０ａは供給側流路であり、コンデンサＣＤより供給側流路及び第１連通路２０ｅを介して、中間室２０ｂに冷媒(流体ともいう）が供給される。第２流路２０ｃは排出側流路であり、中間室２０ｂ内の流体は、第２連通路２０ｆ及び排出側流路を介して膨張弁外のエバポレータＥＶに排出される。
【００１７】
通路ハウジング２０は、戻り流路２０ｄに面する大径孔２０ｈと、大径孔２０ｈの奥側に形成された小径孔２０ｉと、大径孔２０ｈと小径孔２０ｉとの交差部に形成された環状凹部２０ｊとを有する。大径孔２０ｈは戻り流路２０ｄと連通している。小径孔２０ｉの内側が、膨張弁１０を収容する中間室２０ｂとなる。環状凹部２０ｊ内には、ゴムまたは樹脂製の密封シールＯＲが配置される。
【００１８】
なお、中間室２０ｂの大径孔２０ｈに対向して戻り流路２０ｄの壁面に形成された貫通孔２０ｋは、組み付け時に膨張弁１０を通過させるために設けられたものであり、膨張弁１０を取り付けた後は蓋２１によって密封閉止される。
【００１９】
図２は、膨張弁１０の断面図である。膨張弁１０は、ケース１２と、付勢部材を構成するコイルばね１３と、ストッパ部材１６と、ダイアフラム１７と、作動棒１８と、弁体１９を具備する。膨張弁１０の軸線をＬとする。
【００２０】
ケース１２は、中央に上側開口１２１ａを備えた略円盤状の上蓋部材１２１と、ダイアフラム１７を挟んで上蓋部材１２１と対向する受け部材１２２とを有する。上蓋部材１２１と受け部材１２２は、それぞれ金属製の単一の板材をプレス加工することによって形成される。なお、本実施形態では受け部材１２２が弁本体を構成する。
【００２１】
上蓋部材１２１の中央はドーム状に盛り上がっており、上側開口１２１ａの周囲は薄肉状とされ、内側に向かって円形に陥没した陥没部１２１ｂとなっている。陥没部１２１ｂに接合されるようにして、栓１２３が上側開口１２１ａを封止している。
【００２２】
受け部材１２２は、外径が上蓋部材１２１と略等しい環状のフランジ部１２２ａと、フランジ部１２２ａの内周に上端を連設した大径円筒部１２２ｂと、大径円筒部１２２ｂと同軸に設けられた小径円筒部１２２ｃと、大径円筒部１２２ｂと小径円筒部とを連設する中間部１２２ｄとを有する。大径円筒部１２２ｂの外周には、複数の連通孔１２２ｇが形成されている。
【００２３】
円管状である小径円筒部（円管部）１２２ｃの外周には、雄ねじ１２２ｅが形成されている。なお、小径円筒部１２２ｃの内周円筒面１２２ｈがオリフィス部を構成し、下端１２２ｆが弁座を構成する。
【００２４】
ダイアフラム１７は、同心円の凹凸形状を複数個形成した薄い可撓性の板材からなり、フランジ部１２２ａの外径とほぼ同じ外径を有する。
上蓋部材１２１とダイアフラム１７とで囲われた空間が圧力作動室ＰＯを形成し、ダイアフラム１７と受け部材１２２とで囲われた空間は圧力検出室ＰＤとなる。
【００２５】
ダイアフラム１７の下方に、ストッパ部材１６が配置されている。プレス加工により形成できるストッパ部材１６は、ダイアフラム１７に対向する上円板１６１と、上円板１６１に対して下方にシフトした下円板１６２とを有し、下円板１６２の中央には開口１６３が形成されている。
【００２６】
開口１６３に、作動棒１８の上端が溶接により接合されている。円筒状部材である作動棒１８の下端は、受け部材１２２の小径円筒部１２２ｃを貫通し、その下方で球状の弁体１９に溶接されている。作動棒１８の外周面と、内周円筒面１２２ｈとの間にはわずかな隙間があり、両者は相対摺動が可能となっている。
【００２７】
図３（ａ）は、図２の矢印Ａ−Ａ線における断面を下面視したものを示している。作動棒１８は、全体的に円筒状であるが、下端に開放する一対の溝１８１を対向して形成している。図２に示すように各溝１８１は、受け部材１２２の小径円筒部１２２ｃより上方の位置で終端しており、その終端部１８２は上方に向かって徐々に浅くなっている。溝１８１は、円弧状断面であるが矩形状断面でもよく、機械加工の他、塑性加工でも形成できる。後述する実施形態および変形例において同様であるが、作動棒１８の溝１８１が流路部を構成し、溝１８１以外の作動棒１８の外周面１８３が摺接部を構成する。
【００２８】
（第１変形例）
図３（ｂ）は、作動棒の変形例を示す、図３（ａ）と同様な断面図である。この作動棒１８Ａは、３つの溝１８１Ａを形成している。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様であるため、同じ符号を付すことで重複説明を省略する。
【００２９】
図２において、ストッパ部材１６の下円板１６２と、受け部材１２２の中間部１２２ｄとの間にコイルばね１３が配置されている。これにより、両者を離間する方向に付勢しており、その付勢力でストッパ部材１６を弁体１９と共に上昇させるため、弁体１９が小径円筒部１２２ｃの下端１２２ｆに当接する（閉弁状態）。ただし、弁体１９が小径円筒部１２２ｃの下端１２２ｆに当接した場合でも、制限された量の冷媒を流すこともある。
【００３０】
かかる状態からダイアフラム１７が下方に変位すると、小径円筒部１２２ｃの内周円筒面１２２ｈに対して作動棒１８の外周が摺動して下方に移動し、弁体１９が下端１２２ｆから離間する（開弁状態）ため、冷媒がオリフィス部を通過可能となる。
【００３１】
（膨張弁の組み立て工程）
膨張弁１０の組み立て工程について説明する。まず、金属製の板材をプレス加工することによって図１に示す形状に塑性変形させ、上蓋部材１２１と受け部材１２２を得る。次いで、上蓋部材１２１に上側開口１２１ａをプレス打ち抜き加工などにより形成し、受け部材１２２に連通孔１２２ｇと雄ねじ１２２ｅを機械加工などで形成する。プレス加工品を用いてケース１２を形成することにより、コスト低減を図れる。
【００３２】
次に、図２に示す態様で、受け部材１２２に、コイルばね１３と、上端にストッパ部材１６を接合した作動棒１８を上方から挿入し、コイルばね１３を圧縮しながら、作動棒１８の下端を小径円筒部１２２ｃの下端１２２ｆから露出させる。かかる状態を保持しつつ、作動棒１８と弁体１９とを溶接する。
【００３３】
その後、上蓋部材１２１と、ダイアフラム１７と、受け部材１２２のフランジ部１２２ａのそれぞれ外周部（当接部）を重ね合わせた状態で、当該外周部を例えばＴＩＧ溶接やレーザ溶接、プラズマ溶接等により周溶接して一体化し、溶接部Ｗ１を形成する。このようにして接合された上蓋部材１２１と受け部材１２２とで、ケース１２を構成する。
【００３４】
続いて、上蓋部材１２１に形成された上側開口１２１ａから、上蓋部材１２１とダイアフラム１７とで囲われる空間（圧力作動室ＰＯ）内に、不活性ガスなどの作動ガスを封入した後、上側開口１２１ａを栓１２３で封止し、更にプロジェクション溶接等を用いて、栓１２３を上蓋部材１２１に固定する。
このとき、陥没部１２１ｂの周囲が薄肉であるため、適切な溶接を行うことができる。また、栓１２３の外周形状に対応して、陥没部１２１ｂが所定の円錐形状に形成されているため、溶接により生じたスパッタなどがダイアフラム１７上に落下することを回避できる。以上で、膨張弁１０が完成する。
【００３５】
次に、膨張弁１０の通路ハウジング２０への組み付けについて説明する。図１において、膨張弁１０を、貫通孔２０ｋから通路ハウジング２０内へと挿入し、小径円筒部１２２ｃの雄ねじ１２２ｅを、第１連通路２０ｅの雌ねじ２０ｇに螺合させる。これにより、膨張弁２０全体が、通路ハウジング２０に対して螺動しながら下降する。
【００３６】
膨張弁１０の下降により、受け部材１２２のフランジ部１２２ａが、環状凹部２０ｊ内の密封シールＯＲを圧迫して密封がなされ、中間室２０ｂと戻り流路２０ｄとを隔離する。これにより、中間室２０ｂから戻り流路２０ｄへの冷媒のショートカットを防止できる。また、上蓋部材１２１が戻り流路２０ｄ内へ露出した状態となるため、圧力作動室ＰＯは戻り流路２０ｄの冷媒温度の影響を受ける。
【００３７】
（膨張弁の動作）
図１、２を参照して、膨張弁１０の動作例について説明する。コンプレッサＣＰで加圧された冷媒（流体）は、コンデンサＣＤで液化され、通路ハウジング２０の第１流路２０ａに送られる。
【００３８】
膨張弁１０が開弁すると、第１流路２０ａ内の冷媒は、弁体１９と小径円筒部１２２ｃの下端１２２ｆとの間の隙間を通り、さらに作動棒１８と内周円筒面１２２ｈとの間を通過して、受け部材１２２の大径円筒部１２２ｂの内側へと至る。このとき、作動棒１８の外周に溝１８１が形成されているため、制御された量の冷媒を通過させることができる。
【００３９】
仮に作動棒１８に溝を形成していない場合、小径円筒部１２２ｃの内周円筒面１２２ｈと作動棒１８の外周との隙間を冷媒が流れることとなるが、隙間の断面積が一定であるにもかかわらず、流れる冷媒の流量は、内周円筒面１２２ｈに対する作動棒１８の偏心度合いによって変化する。これに対し、作動棒１８に溝１８１を形成することで、オリフィス部を通過する冷媒の流量を、作動棒１８の偏心度合いに影響されにくくすることができる。
【００４０】
更に冷媒は、連通孔１２２ｇを介して大径円筒部１２２ｂの外側に抜け、第２連通路２０ｆ及び第２流路２０ｃを通過してエバポレータＥＶに送り出され、エバポレータＥＶにて、その周囲を流れる空気と熱交換される。更にエバポレータＥＶを通過した冷媒は、通路ハウジング２０の戻り流路２０ｄを介してコンプレッサＣＰ側へ戻される。このようにして、冷媒循環システムＣＳ１内を冷媒が循環する。
【００４１】
本実施形態において、圧力作動室ＰＯは、戻り流路２０ｄ内の冷媒の温度の影響受け、圧力検出室ＰＤは、エバポレータＥＶの冷媒入口と連通している。このため、戻り流路２０ｄ内の冷媒の温度と、中間室２０ｂ内の冷媒の圧力に応じて、ダイアフラム１７により隔てられた圧力作動室ＰＯ内の作動ガスの体積が変化する。圧力作動室ＰＯ内の作動ガスが液化されると内圧が減少し、コイルばね１３の付勢力に抗しきれずにダイアフラム１７と共に作動棒１８は上方向に変位し、弁体１９が小径円筒部１２２ｃの下端１２２ｆに着座する。
【００４２】
一方、圧力作動室ＰＯ内の作動ガスが気化されると内圧が増大し、コイルばね１３の付勢力に抗してダイアフラム１７と共に作動棒１８は下方向に変位し、弁体１９が小径円筒部１２２ｃの下端１２２ｆから離間する。なお、ストッパ部材１６の上円板１６１が、受け部材１２２のフランジ部１２２ａの上面に当接することにより、それ以上、作動棒１８が下降することがなく、それによりダイアフラム１７の変形が抑制される。
【００４３】
このようにして、膨張弁１０の開弁状態と閉弁状態との間の切り換えが行われる。なお、開弁圧を変更したい場合、蓋２１を取り外して通路ハウジング２０から膨張弁１０を抜き出し、さらにコイルばね１３の弾性力などを調整した別の膨張弁１０に入れ替えればよい。
【００４４】
本実施形態の膨張弁１０においては、作動棒１８を、オリフィス部としての内周円筒面１２２ｈに対して摺動させているため、別部品としての摺動部材を設ける必要がなく、コスト低減を図れる。加えて、作動棒１８と小径円筒部１２２ｃの内周円筒面１２２ｈとの摺動が金属同士の接触であるため、長時間の摺動に耐えることができ、耐久性に優れる。また、作動棒１８を小径円筒部１２２ｃの内周円筒面１２２ｈに対して摺動させているため、開弁時に弁体１９の周囲を冷媒が流れた際に、それに起因する弁体振動を抑制する効果もある。
【００４５】
（第２変形例）
図４は、本実施形態の第２変形例を示す図２と同様な断面図である。本変形例の膨張弁１０Ｂでは、上述した実施の形態に対して、作動棒１８Ｂの形状が異なっている。より具体的には、円筒状である作動棒１８Ｂは、上端から下端近傍まで溝１８１Ｂが延在しており、溝１８１Ｂの終端部１８２Ｂは、下方に向かって徐々に浅くなっている。本変形例では球状の弁体を設けていない。作動棒１８Ｂの軸端１８３Ｂは、その外周に溝が形成されておらず円筒状である。軸端１８３Ｂが弁体を構成する。
【００４６】
本変形例では、閉弁時には作動棒１８Ｂが上昇することで、溝１８１Ｂの終端部１８２Ｂが、小径円筒部１２２ｃの径方向内側に位置し、作動棒１８Ｂの軸端１８３Ｂの外周の一部が、小径円筒部１２２ｃの下端１２２ｆの内周縁に接する（閉弁状態）。このとき、軸端１８３Ｂの外周面と、下端１２２ｆの内周縁との間にはわずかな隙間しか存在しないため、この隙間を流れる冷媒の量が制限される。
【００４７】
これに対し、開弁時には作動棒１８Ｂが下降することで、作動棒１８Ｂの軸端１８３Ｂが、小径円筒部１２２ｃの下端１２２ｆの内周縁より下方にシフトし、溝１８１Ｂの終端部１８２Ｂが、小径円筒部１２２ｃの下端１２２ｆから外部に露出する（開弁状態）。これにより、溝１８１Ｂを介して増大した冷媒が、オリフィス部を通って流れることとなる。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様であるため、同じ符号を付すことで重複説明を省略する。
【００４８】
（第３変形例）
図５は、本実施形態の第３変形例にかかる膨張弁を示す側面図である。図６は、本実施形態の第３変形例を示す図２と同様な断面図である。上述した実施形態及び変形例では、コイルばねの付勢力は固定されている。これに対し、本変形例ではコイルばねの付勢力を可変とできる。
【００４９】
本実施形態の膨張弁１０Ｃは、ケース１２Ｃにおける受け部材１２２Ｃの大径円筒部１２２Ｃｂの下端近傍に、一対の切欠１２２Ｃｈを形成している。また、大径円筒部１２２Ｃｂの外周面には、その下端から切欠１２２Ｃｈまで雌ねじ１２２Ｃｉが形成され、これにナット１２４が螺合している。
【００５０】
作動棒１８は、プレート１２５の中央に形成された嵌合孔１２５ａに嵌合している。プレート１２５の両端は切欠１２２Ｃｈから外方へと張り出しており、その下面はナット１２４により支持されている。プレート１２５とストッパ部材１６との間には、コイルばね１３が配置されている。ナット１２４とプレート１２５とで調整部材を構成する。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様であるため、同じ符号を付すことで重複説明を省略する。
【００５１】
本変形例によれば、受け部材１２２Ｃに対してナット１２４を締め上げることで、プレート１２５が上昇するため、プレート１２５とストッパ部材１６との間隔が縮小し、コイルばね１３の付勢力を増大させることができる。それにより開弁圧力が増大する。
【００５２】
一方で、受け部材１２２Ｃに対してナット１２４を緩めることで、プレート１２５が下降するため、プレート１２５とストッパ部材１６との間隔が増大し、コイルばね１３の付勢力を減少させることができる。それにより開弁圧力が減少する。このように調整した膨張弁１０Ｃは、上述した実施形態と同様に通路ハウジング２０に組み付けることができる。
【００５３】
（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態にかかる弁装置としての定圧弁を示す図２と同様な断面図である。ここでは、図２に示す膨張弁とほぼ同じ構成を有するものを、定圧弁１０Ｄとして用いる。ただし、定圧弁１０Ｄにおいては、ケース１２Ｄにおける受け部材１２２Ｄの小径円筒部１２２Ｄｃの外周に雄ねじが形成されておらず、また受け部材１２２Ｄの大径円筒部１２２Ｄｂの連通孔１２２Ｄｇは１つのみが形成されている。
【００５４】
更に、不図示のエバポレータの出口に接続される流入管ＩＴの上端内周が、受け部材１２２Ｄの小径円筒部１２２Ｄｃの外周に挿入され、両者はロウ付けにより接合されている。また、不図示のコンプレッサの入口に接続される流出管ＯＴの一端外周が、受け部材１２２Ｄの大径円筒部１２２Ｄｂの連通孔１２２Ｄｇに挿入され、両者はロウ付けにより接合されている。定圧弁１０Ｄの軸線をＬとし、流出管ＯＴの軸線をＯとする。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様であるため、同じ符号を付すことで重複説明を省略する。
【００５５】
定圧弁１０Ｄの動作例について説明する。コンプレッサで加圧された冷媒は、コンデンサで液化され、流入管ＩＴを介して定圧弁１０Ｄに送られる。定圧弁１０Ｄから排出された冷媒は流出管ＯＴからエバポレータに送り出され、エバポレータで、エバポレータの周囲を流れる空気と熱交換される。更にエバポレータを通過した冷媒は、コンプレッサ側へ戻される。このように、冷媒循環システム内を冷媒が循環する。
【００５６】
定圧弁１０Ｄには、コンデンサから高圧冷媒が供給される。より具体的には、コンデンサからの高圧冷媒は、流入管ＩＴに進入し弁体１９の周囲に達する。
【００５７】
本実施形態において、圧力検出室ＰＤは、流出管ＯＴを介してエバポレータの冷媒入口と連通している。このため、流出管ＯＴへと流れる冷媒の圧力に応じて、ダイアフラム１７により隔てられた圧力作動室ＰＯ内の作動ガスの体積が変化する。流出管ＯＴの冷媒圧力が上昇し、圧力作動室ＰＯ内の体積が減少すると、コイルばね１３の付勢力に抗しきれずにダイアフラム１７と共に作動棒１８は上方向に変位し、弁体１９が小径円筒部１２２Ｄｃの下端１２２ｆに着座する。
【００５８】
他方、流出管ＯＴの冷媒圧力が低下し、圧力作動室ＰＯ内の作動ガスの体積が増大すると、コイルばね１３の付勢力に抗してダイアフラム１７と共に作動棒１８を押し下げるため、作動棒１８は、小径円筒部１２２Ｄｃの内周面に対して摺動して下方向に変位し、弁体１９が小径円筒部１２２Ｄｃの下端１２２ｆから離間する。こうして定圧弁１０Ｄの開弁状態と閉弁状態との間の切り換えが行われる。
【００５９】
定圧弁１０Ｄが開弁状態であると、弁体１９と下端１２２ｆとの間を通過した冷媒は、
作動棒１８の溝１８１と小径円筒部１２２Ｄｃの内周面との間を通り、大径円筒部１２２Ｄｂ内へと進入し、さらに大径円筒部１２２Ｄｂから流出管ＯＴを介してエバポレータへと送られる。このように定圧弁１０Ｄでは、エバポレータへと戻る冷媒の圧力に応じて、定圧弁１０Ｄからエバポレータに向けて供給される冷媒の量が自動的に調整される。
【００６０】
（第３の実施形態）
次に、図８を参照して、第３の実施形態における弁装置である膨張弁１０Ｅの概要について説明する。図８は、本実施形態における膨張弁１０Ｅを、冷媒循環システムＣＳ２に適用した例を模式的に示す概略断面図である。本実施例では、膨張弁１０Ｅは、コンプレッサＣＰと、コンデンサＣＤと、エバポレータＥＶとに流体接続されている。
【００６１】
膨張弁１０Ｅは、弁室ＶＳを備える弁本体２０２と、弁体２０３と、付勢装置２０４と、作動棒２０５と、リングばね２０６と、パワーエレメント２０８とを具備する。膨張弁１０Ｅの軸線をＬとする。
【００６２】
弁本体２０２は、弁室ＶＳに加え、第１流路２２１および第２流路２２２を備える。第１流路２２１は供給側流路であり、弁室ＶＳには、コンデンサＣＤから供給側流路を介して冷媒(流体ともいう）が供給される。第２流路２２２は排出側流路であり、弁室ＶＳ内の流体は、オリフィス部２２７及び排出側流路を介して膨張弁外に排出され、エバポレータＥＶに至る。第１流路２２１と弁室ＶＳとの間は、第１流路２２１より小径の接続路２２１ａにより連通している。内周が円筒面であるオリフィス部２２７は、第２流路２２２に連通する連絡路２２８と交差している。オリフィス部２２７の下縁に続けて、テーパ状に漸次拡径した弁座２２０が設けられている。
【００６３】
作動棒２０５の下端に、球状の弁体２０３が当接している。弁体２０３は弁室ＶＳ内に配置される。弁体２０３が弁本体２０２の弁座２２０に当接しているとき、第１流路２２１と第２流路２２２とは非連通状態となる。一方、弁体２０３が弁座２２０から離間しているとき、第１流路２２１と第２流路２２２とは連通状態となる。
【００６４】
図９は、図８の膨張弁において弁体付近を拡大して示す断面図である。作動棒２０５は、全体的に円筒状であるが、下端に開放する一対の溝２０５ａを対向して形成している（図３参照）。各溝２０５ａは連絡路２２８内で終端しており、その終端部は上方に向かって徐々に浅くなっている。
【００６５】
円筒状部材である作動棒２０５は、オリフィス部２２７に小さい隙間を持って挿通され、付勢装置２０４による付勢力に抗して弁体２０３を開弁方向に押圧することができる。作動棒２０５が下方向に移動するときオリフィス部２２７に対して摺動し、弁体２０３は、弁座２２０から離間し、膨張弁１０Ｅが開弁状態となる。
【００６６】
次に、作動棒２０５を駆動するパワーエレメント２０８について説明する。図８において、パワーエレメント２０８は、弁本体２０２の頂部に設けられた凹部２０２ａに取り付けられている。凹部２０２ａは連通路２０２ｂを介して、エバポレータＥＶからの冷媒が通過する、弁本体２０２内の戻り流路２２３と連通している。連通路２０２ｂ内を作動棒２０５が通過している。凹部２０２ａの内周に雌ねじが形成されている。
【００６７】
パワーエレメント２０８は、栓２８１と、上蓋部材２８２と、ダイアフラム２８３と、ストッパ部材２８４と、受け部材２８６とを有する。
【００６８】
上蓋部材２８２は、中央の円錐部２８２ａと、円錐部２８２ａの下端から外周に広がる環状のフランジ部２８２ｂとを有する。円錐部２８２ａの頂部には開口２８２ｃが形成され、栓２８１により封止可能となっている。
【００６９】
ダイアフラム２８３は、同心円の凹凸形状を複数個形成した薄い板材からなり、フランジ部２８２ｂの外径とほぼ同じ外径を有する。
【００７０】
ストッパ部材２８４は、下端中央に嵌合孔２８４ａを有する。
【００７１】
受け部材２８６は、上蓋部材２８２のフランジ部２８２ｂの外径とほぼ同じ外径を持つフランジ部２８６ａと、軸線Ｌと略直交する環状の支持面２８６ｂを持つ段差部２８６ｃと、中空円筒部２８６ｄとを有している。中空円筒部２８６ｄの外周には雄ねじが形成されている。
【００７２】
パワーエレメント２０８の組み立て手順を説明する。図８に示すような位置関係となるように、上蓋部材２８２、ダイアフラム２８３、ストッパ部材２８４、及び受け部材２８６を配置する。
【００７３】
更に、上蓋部材２８２のフランジ部２８２ｂと、ダイアフラム２８３と、受け部材２８６のフランジ部２８６ａのそれぞれ外周部を重ね合わせた状態で、当該外周部を例えばＴＩＧ溶接やレーザ溶接、プラズマ溶接等により周溶接して一体化する。上蓋部材２８２と受け部材２８６とでケースを構成する。
【００７４】
続いて、上蓋部材２８２に形成された開口２８２ｃから、上蓋部材２８２とダイアフラム２８３とで囲われる空間（圧力作動室ＰＯ）内に作動ガスを封入した後、開口２８２ｃを栓２８１で封止し、更にプロジェクション溶接等を用いて、栓２８１を上蓋部材２８２に固定する。
【００７５】
このとき、圧力作動室ＰＯに封入された作動ガスにより、ダイアフラム２８３は受け部材２８６側に張り出す形で圧力を受けるため、ダイアフラム２８３と受け部材２８６とで囲われる空間（圧力検出室ＰＤ）に配置されたストッパ部材２８４の上面と当接して支持される。
【００７６】
パワーエレメント２０８の組み付け時には、ストッパ部材２８４の嵌合孔２８４ａに作動棒２０５の上端を嵌合させた状態で、受け部材２８６の中空円筒部２８６ｄの雄ねじを、戻り流路２２３と連通する弁本体２０２の凹部２０２ａの雌ねじに螺合させて、パワーエレメント２０８を弁本体２０２に固定する。
このとき、パワーエレメント２０８と弁本体２０２との間には、パッキンＰＫが介装され、弁本体２０２にパワーエレメント２０８を取り付けた際の凹部２０２ａからの冷媒のリークを防止する。かかる状態で、パワーエレメント２０８の圧力検出室ＰＤは戻り流路２２３と連通する。
【００７７】
次に、リングばね２０６について説明する。リングばね２０６は、図８において弁本体２０２の凹状にくぼんだ環状部２２６内に設置されている。図１０は、リングばね２０６を示す斜視図である。
【００７８】
リングばね２０６は、板状の部材を図１０に示されるように円筒形状に湾曲させ、かつ第１の弾性片２６１、第２の弾性片２６２及び第３の弾性片２６３を内側に折り曲げて構成される。
【００７９】
第１の弾性片２６１、第２の弾性片２６２、第３の弾性片２６３は内側に切り起こすようにして折り曲げられるが、それぞれ先端近傍に設けられた第１の凸状当接部２６１ａ、第２の凸状当接部２６２ａ、第３の凸状当接部２６３ａは、円周を３等分した位置になるように設計されている。そして、軸線Ｌ（図８）に直交する面内において、第１の凸状当接部２６１ａ、第２の凸状当接部２６２ａ、第３の凸状当接部２６３ａの頂部を結ぶ内接円の直径寸法は、作動棒２０５の外径より小さな径に形成される。これにより、第１の凸状当接部２６１ａ、第２の凸状当接部２６２ａ、第３の凸状当接部２６３ａから作動棒２０５の外周に対して所定の押圧力が付与されることとなる。
【００８０】
次に、付勢装置２０４について説明する。図８において、付勢装置２０４は、円形の線材を螺旋状に巻いたコイルばね（付勢部材）２４１と、コイルばね２４１の上端に取り付けられて弁体２０３を支持する弁体サポート２４２と、コイルばね２４１の下端を支持しつつ弁本体２０２に取り付けるばね受け部材（調整部材）２４３とを有する。ばね受け部材２４３は弁本体２０２の弁室ＶＳを密閉するとともに、弁体２０３を弁座２２０に向かって付勢するコイルばね２４１の端部を支持する機能を有する。
【００８１】
弁体サポート２４２は、上部を形成するサポート支持部２４２ａと、下部を形成するサポート円筒部２４２ｂと、中央外周から放射状に延在するサポートフランジ部２４２ｃとを有する。サポート支持部２４２ａは、弁体２０３を支持する円錐形状の凹部を備える。サポート円筒部２４２ｂ及びサポートフランジ部２４２ｃは、弁室ＶＳ内に配置されたコイルばね２４１の上端に嵌合及び当接して、これを支持する。
【００８２】
（膨張弁の動作）
図８を参照して、膨張弁１０Ｅの動作例について説明する。コンプレッサＣＰで加圧された冷媒は、コンデンサＣＤで液化され、膨張弁１０Ｅに送られる。また、膨張弁１０Ｅで断熱膨張された冷媒はエバポレータＥＶに送り出され、エバポレータＥＶで、エバポレータの周囲を流れる空気と熱交換される。エバポレータＥＶから戻る冷媒は、膨張弁１０Ｅ（より具体的には、戻り流路２２３）を通ってコンプレッサＣＰ側へ戻される。
【００８３】
膨張弁１０Ｅには、コンデンサＣＤから高圧冷媒が供給される。より具体的には、コンデンサＣＤからの高圧冷媒は、第１流路２２１を介して弁室ＶＳに供給される。
【００８４】
弁体２０３が、弁座２２０に当接しているとき（換言すれば、膨張弁１０Ｅが閉弁状態のとき）には、弁室ＶＳの上流側の第１流路２２１と弁室ＶＳの下流側の第２流路２２２とは、非連通状態である。他方、弁体２０３が、弁座２２０から離間しているとき（換言すれば、膨張弁１０Ｅが開弁状態のとき）には、弁室ＶＳに供給された冷媒は、オリフィス部２２７と溝２０５ａとの隙間及び第２流路２２２を通って、エバポレータＥＶへ送り出される。なお、膨張弁１０Ｅの閉弁状態と開弁状態との間の切り換えは、パワーエレメント２０８に接続された作動棒２０５によって行われる。
【００８５】
図８において、パワーエレメント２０８の内部には、ダイアフラム２８３により仕切られた圧力作動室ＰＯと圧力検出室ＰＤとが設けられている。このため、圧力作動室ＰＯ内の作動ガスが液化されると、作動棒２０５は上方向に移動し、液化された作動ガスが気化されると、作動棒２０５は下方向に移動する。こうして、膨張弁１０Ｅの開弁状態と閉弁状態との間の切り換えが行われる。
【００８６】
更に、パワーエレメント２０８の圧力検出室ＰＤは、戻り流路２２３と連通している。このため、戻り流路２２３を流れる冷媒の圧力が、ストッパ部材２８４及びダイアフラム２８３を介して圧力作動室ＰＯ内の作動ガスに伝達される。それにより、圧力作動室ＰＯ内の作動ガスの体積が変化し、作動棒２０５が駆動される。換言すれば、図６に記載の膨張弁１０Ｅでは、エバポレータＥＶから膨張弁１０Ｅに戻る冷媒の圧力に応じて、膨張弁１０ＥからエバポレータＥＶに向けて供給される冷媒の量が自動的に調整される。
【００８７】
（第４の実施形態）
次に、図１１を参照して、第４の実施形態における弁装置である差圧弁１０Ｆについて説明する。図１１は、差圧弁１０Ｆを配管ＴＢに組み付けた状態で示す断面図である。差圧弁１０Ｆの軸線をＬとする。図１２は、本実施形態の作動棒の斜視図である。
【００８８】
差圧弁１０Ｆは、弁体を備えた作動棒３０１と、作動棒３０１が挿入された弁本体３０２と、付勢部材であるコイルばね３０３と、コイルばね３０３の付勢力を調整する調整部材３０４とを有する。
【００８９】
図１２において、作動棒３０１は、たとえば圧造により一体的に形成されてなり、円筒状である上流側軸部３０１ａと、円錐部３０１ｂと、円筒状である下流側軸部３０１ｃとを連設してなる。
【００９０】
円筒状である上流側軸部３０１ａは、全体的に円筒状であるが、一端に開放する一対の溝３０１ｄを対向して形成している（図３参照）。各溝３０１ｄは、円錐部３０１ｂと交差する位置で終端しており、その終端部３０１ｅは円錐部３０１ｂの外表面の一部となり、下流側に向かって徐々に溝深さが浅くなっている。終端部３０１ｅから円錐部３０１ｂの外表面にかけて、細溝３０１ｆが形成されている。細溝３０１ｆは必ずしも設けなくてよい。円錐部３０１ｂが弁体を構成する。
【００９１】
図１１において、弁本体３０２は、厚肉円管部３０２ａと、薄肉円管部３０２ｂとを同軸に連設してなる。厚肉円管部３０２ａと薄肉円管部３０２ｂは別個に形成された後、溶接またはロウ付けにより一体化されてもよい。厚肉円管部３０２ａの内周はオリフィス部３０２ｃとなっており、厚肉円管部３０２ａの中央外周には周溝３０２ｄが形成されている。オリフィス部３０２ｃの内径は、上流側軸部３０１ａの外径よりわずかに大きくなっている。オリフィス部３０２ｃの端部内周縁が、弁座３０２ｇを構成する。
【００９２】
薄肉円管部３０２ｂは、径方向内外を連通する連通孔３０２ｅと、厚肉円管部３０２ａから離れた端部内周に形成された雌ねじ３０２ｆとを有する。薄肉円管部３０２ｂの外径は、厚肉円管部３０２ａの外径よりも小さくなっている。
【００９３】
有底円筒形状の調整部材３０４は、中央に形成された貫通孔３０４ａと、外周に形成された雄ねじ３０４ｂとを有する。調整部材３０４の内周は、不図示の工具を嵌合させて回転できるよう非円形状（たとえば六角形状）であると好ましい。
【００９４】
差圧弁１０Ｆの組み付け時には、作動棒３０１を弁本体３０２の薄肉円管部３０２ｂ側から挿入し、上流側軸部３０１ａをオリフィス部３０２ｃ内に挿入する。さらに、薄肉円管部３０２ｂ内にコイルばね３０３を挿入し、その一端を作動棒３０１の下流側軸部３０１ｃに係合させ、円錐部３０１ｂの裏面に突き当てる。
【００９５】
その後、コイルばね３０３の他端を調整部材３０４の端面で押し込みながら、調整部材３０４の雄ねじ３０４ｂを薄肉円管部３０２ｂの雌ねじ３０２ｆに螺合させる。雄ねじ３０４ｂと雌ねじ３０２ｆとの螺合量を調整することで、開弁圧を調整できる。
【００９６】
調整後の差圧弁１０Ｆは、冷媒循環システムを含む流体連通システム内の配管ＴＢに内挿される。所定位置に配置した差圧弁１０Ｆに対し、配管ＴＢの外周の一部を外部からカシメることで突起ＰＪが内周から突出する。この突起ＰＪが弁本体３０２の周溝３０２ｄ内へと嵌入することにより、差圧弁１０Ｆを配管ＴＢに固定することができる。
【００９７】
（差圧弁の動作）
図１１において、差圧弁１０Ｆを挟んで上側を上流側とし、下側を下流側とする。ここで、上流側の流体圧力が下流側の流体圧力に対し閾値以下の場合には、オリフィス部３０２ｃ内の圧力が、コイルばね３０３の付勢力及び下流側の流体圧力を下回るため、作動棒３０１の円錐部３０１ｂが弁本体３０２の弁座３０２ｇに接した状態が維持される（閉弁状態）。
【００９８】
なお、このとき細溝３０１ｆが形成されていれば、細溝３０１ｆと弁座３０２ｇとの間の隙間を介して、制限された流量の流体が、弁本体３０２通過して下流側へと流れることとなる。
【００９９】
一方、上流側の流体圧力が下流側の流体圧力に対し閾値を超えたとき、オリフィス部３０２ｃ内の圧力が、コイルばね３０３の付勢力及び下流側の流体圧力を上回るため、オリフィス部３０２ｃに対して上流側軸部３０１ａが摺動し、作動棒３０１の円錐部３０１ｂが弁本体３０２の弁座３０２ｇから離間する（閉弁状態）。
【０１００】
これによりオリフィス部３０２ｃと作動棒３０１の溝３０１ｄとの間の隙間を通して、流体が薄肉円管部３０２ｂの内側へと流れ出る。さらに流体は、連通孔３０２ｅを抜けて薄肉円管部３０２ｂの外周と配管ＴＢとの間を通過して、配管ＴＢの下流側に至るようになっている。
【０１０１】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されない。本発明の範囲内において、上述の実施形態の任意の構成要素の変形が可能であり、また上述の実施形態における任意の構成要素の追加または省略が可能である。
【符号の説明】
【０１０２】
１０、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｅ：膨張弁
１０Ｄ：定圧弁
１０Ｆ：差圧弁
１２、１２Ｃ、１２Ｄ：ケース
１３、２４１、３０３：コイルばね
１６、２８４：ストッパ部材
１７、２８３：ダイアフラム
１８、１８Ａ、２０５、３０１：作動棒
１８１、１８１Ａ、２０５ａ、３０１ｄ：溝
１９、２０３：弁体
２０：通路ハウジング
ＣＳ１、ＣＳ２：冷媒循環システム
ＣＰ：コンプレッサ
ＣＤ：コンデンサ
ＥＶ：エバポレータ
【図１】
2020143690.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2020143690.tif 000006
【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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【図１１】
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【図１２】
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