(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニードル弁が弁座に対して離接することによって、前記弁座に設けられた弁ポートを開閉することにより流量を制御するように構成した流量制御弁であって、
前記弁座に当接するニードル弁の先端当接部のテーパー角度θが、鋭角のなかでも小さな角度であり、
前記ニードル弁の先端当接部が当接する、前記弁座の弁ポート当接部、または、前記弁座の弁ポート当接部の外周部に、肉薄となった薄肉部を備え、
前記ニードル弁の先端当接部が、弁座の弁ポート当接部に当接して弁ポートを閉止した際に、前記弁ポート当接部が薄肉部を介して弾性変形するように構成され、
前記ニードル弁の先端当接部のテーパー角度θが、７°〜２０°であり、
前記薄肉部の内径Ｄ１と、薄肉部の外径Ｄ２との比が、Ｄ２／Ｄ１＝１．１５〜１．５であることを特徴とする流量制御弁。
【請求項２】
前記薄肉部が、弁ポート当接部の外周部に段部を設けることによって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の流量制御弁。
【請求項３】
前記薄肉部が、弁ポート当接部の外周部に切欠を設けることによって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の流量制御弁。
【請求項４】
前記薄肉部が、弁ポート当接部に、弁座とは別の部材から構成した薄肉部材を装着することによって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の流量制御弁。
【請求項５】
前記ニードル弁の先端部分に、
前記ニードル弁の先端側に形成され流量を制御する流量制御先端部と、
前記流量制御先端部よりニードル弁の基端側に形成され、弁座に当接する先端当接部を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の流量制御弁。
【請求項６】
前記先端当接部のテーパー角度θが、前記流量制御先端部のテーパー角度θより大きく設定されていることを特徴とする請求項５に記載の流量制御弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、エアコン、冷凍機などの空気調和機の冷媒循環回路などに用いられる流量制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、流量制御弁は、電磁弁などの直動式や、電動弁などのギヤ式などの駆動方式があるが、いずれの駆動方式の流量制御弁においても、弁体であるニードル弁が弁座に対して離接することによって、弁座に設けられた弁ポート（オリフィス）を開閉することにより、ニードル弁の先端部の径と弁ポートの径との間の隙間量（弁開度）を調整することによって、流量を制御するように構成されている。
【０００３】
このように、弁体の先端がくさび形状のニードル弁と、弁ポートを構成する弁座を備えた流量制御弁においては、さまざまなニードル弁と弁座の形状が採用されている。
例えば、特許文献１（特開２００９−２６４５３０号公報）では、弁本体とは別体で構成した弁座を備えた流量制御弁が開示されている。また、特許文献２（特開２０１０−３８２１９公報）に開示されるように、弁座と弁本体が一体型の流量制御弁も存在する。
【０００４】
図９は、このような従来の弁本体とは別体で構成した弁座を備えた流量制御弁の一例を示す縦断面図である。
図９に示したように、流量制御弁１０は、電動弁であって、弁本体１２を備えており、弁本体１２内には弁室１４が形成されている。そして、この弁室１４に連通するように、第１の配管部材１６と、第２の配管部材１８とが装着されている。
【０００５】
また、第１の配管部材１６の上部には、弁本体１２に弁座２０が固定されており、この弁座２０に弁ポート２２が設けられている。
さらに、メネジ部材２４は、ガイド部材４０を備えており、このガイド部材４０の下端には、弁座２０に嵌着する嵌合部２４ｂが形成されており、ガイド部材４０の嵌合部２４ｂを弁座２０に嵌着することにより、メネジ部材２４が弁座２０に固定されている。これにより、弁本体１２内に、メネジ部材２４が固定されている。
【０００６】
また、ガイド部材４０の嵌合部２４ｂの上方に一定間隔離間して、弁室１４とローター室２８を隔てる隔壁２６が形成されており、この隔壁２６の端部３０が弁本体１２の内壁に嵌合することにより、弁本体１２内にガイド部材４０が固定されている。
【０００７】
さらに、弁本体１２の上端部に、固定金具３２を嵌合することにより、ガイド部材４０が弁本体１２に固定されている。
一方、このガイド部材４０の嵌合部２４ｂと隔壁２６との間に、主流路３４が形成されており、隔壁２６には、ニードル弁３６が挿通される挿通孔３８が形成されている。
【０００８】
また、この隔壁２６の上部には、略筒状のガイド部４０ａが延設されており、ガイド部材４０のガイド部４０ａには、内周に雌ネジ４０ｂが形成されている。この雌ネジ４０ｂに噛合するように、ローター軸５２の下端に形成された雄ネジ部５４の雄ネジ５４ａが螺着されている。
【０００９】
このローター軸５２に形成されたニードル弁挿通孔５６に、ニードル弁３６が挿通され、ニードル弁３６の基端部に形成された拡径部３６ａにより、ニードル弁３６の抜け落ちが防止されるようになっている。
【００１０】
また、ローター軸５２の上端の外周には、永久磁石からなる略円筒形のローターマグネット５８が、嵌合部５８ａにより嵌着されている。このローターマグネット５８の下端には、弁開ストッパー６０が内周方向に突設され、ガイド部材４０のガイド部４０ａの上端に外周方向に突設された弁開ストッパー６２に、このローターマグネット５８の弁開ストッパー６０が、弁全開時に当接することにより、ストッパーの機能をするように構成されている。
【００１１】
同様に、ローター軸５２の上端に外周方向に突設された弁閉ストッパー６４に、ガイド部材４０のガイド部４０ａ上端に形成された弁閉ストッパー６６が、弁閉時に当接することにより、ストッパーの機能をするように構成されている。
【００１２】
また、ローター軸５２の上部には、バネ受け金具６８が、ローター軸５２の上端に嵌合されているとともに、ニードル弁３６の基端部に形成された拡径部３６ａの上方に、バネ受け７０が装着されている。そして、これらのバネ受け金具６８とバネ受け７０との間に圧縮状態のコイルバネ７２が介装され、ニードル弁３６を弁座２０の方向に突出するように付勢するよう構成されている。
【００１３】
さらに、弁本体１２の上部には、有底筒形状のケース７４が溶着などによって固定されており、このケース７４の内部に、これらのローターマグネット５８などからなる駆動部７６が収容されるとともに、ケース７４の内部にローター室２８が形成されている。
【００１４】
また、ケース７４の外周に、図９に示したように、コイル７８が装着されている。
このように構成される流量制御弁１０は、弁開状態においては、コイル７８により送りパルスを発生させることによって、ローターマグネット５８が回転し、このローターマグネット５８とともに、ローター軸５２、ニードル弁３６が一体的に回転して、ローター軸５２の雄ネジ部５４の雄ネジ５４ａと、ガイド部材４０のガイド部４０ａの雌ネジ４０ｂとが噛合して案内され、ニードル弁３６が上方に移動する。これにより、ニードル弁３６の下端が、弁座２０の弁ポート２２から離間して、弁開状態となるように構成されている。
【００１５】
この際、ローターマグネット５８の回転にともなって、ガイド部材４０のガイド部４０ａの上端に外周方向に突設された弁開ストッパー６２に、ローターマグネット５８の弁開ストッパー６０が、弁開時に当接することにより、上方位置が規制されるようになっている。
【００１６】
そして、この状態から、コイル７８により逆の送りパルスを発生させることによって、ローターマグネット５８が逆方向に回転し、このローターマグネット５８とともに、ローター軸５２、ニードル弁３６が一体的に回転して、ローター軸５２の雄ネジ部５４の雄ネジ５４ａと、ガイド部材４０のガイド部４０ａの雌ネジ４０ｂとが噛合して案内され、ニードル弁３６が下方に移動する。これにより、ニードル弁３６の下端が、弁座２０の弁ポート２２に当接して、図９に示したような弁閉状態となるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２００９−２６４５３０号公報
【特許文献２】特開２０１０−３８２１９号公報
【特許文献３】特開２０００−１９３１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
ところで、このような流量制御弁１０において、特許文献１では、図１０に示したように、ニードル弁３６のテーパー状の先端当接部３６ｂを、弁座２０の弁ポート当接部２２ａに当接（着座）させることによって、ニードル弁３６の先端当接部３６ｂのテーパーと弁座２０の弁ポート当接部２２ａとの隙間を塞ぐことにより、閉弁状態となるように構成されている。
【００１９】
ところで、近年、冷凍機、空調機の省エネ性の向上のため、流量の制御性を高めるために微小流量の制御が可能な流量制御弁の開発が求められている。
このような微小流量の制御を行うには、図１１のグラフのＡ線に示したように、弁座２０の弁ポート当接部２２ａに当接する、ニードル弁３６の先端当接部３６ｂのテーパー角度θを、鋭角のなかでも小さな角度（θ２）にするのが望ましい。
【００２０】
すなわち、ニードル弁３６の弁座２０に対して離接する移動量（上下方向の移動量）に対して、ニードル弁３６の先端当接部３６ｂのテーパー径の弁ポート２２のオリフィス径に対する変化量が小さくなり、微小流量の制御を行うことができる。
【００２１】
しかしながら、特許文献３（特開２０００−１９３１０１号公報）においても指摘されているように、ニードル弁３６の先端当接部３６ｂのテーパー角度θが、鋭角のなかでも小さな角度になると、弁の実用荷重（バネ力＋差圧）により生じる、いわゆる「くさび効果」により、弁閉時において、ニードル弁３６の先端当接部３６ｂが、弁座２０の弁ポート当接部２２ａに喰い込んでしまうことになる。
【００２２】
すなわち、図１２、図１３に示したように、ニードル弁３６の先端当接部３６ｂのテーパー角度θが、鋭角のなかでも小さな角度（θ２）の場合には、弁閉時において、くさび力Ｐの水平成分ＰＸが大きくなって、ニードル弁３６の先端当接部３６ｂが、弁座２０の弁ポート当接部２２ａに喰い込んでしまうことになる。
【００２３】
このため、この弁閉状態から弁開しようとした場合に、流量制御弁が持つ弁開する力（回転トルクに起因する推力など）では、弁開することができなくなり、不具合が生じるおそれがある。
【００２４】
この場合、このような「くさび効果」による喰い込みを防止するためには、ある程度テーパー角度θを大きく設定する必要がある。すなわち、図１４に示したように、ニードル弁３６の先端当接部３６ｂのテーパー角度θを、θ１のように大きく設定した場合には、弁閉時において、くさび力Ｐの水平成分ＰＸが小さく、ニードル弁３６の先端当接部３６ｂが、弁座２０の弁ポート当接部２２ａに喰い込んでしまうことがない。
【００２５】
しかしながら、図１０、および、図１１のグラフのＢ線に示したように、ニードル弁３６の先端当接部３６ｂのテーパー角度θを、θ１のように大きく設定した場合には、ニードル弁３６の弁座２０に対して離接する移動量（上下方向の移動量）に対して、ニードル弁３６の先端当接部３６ｂのテーパー径の弁ポート２２のオリフィス径に対する変化量が大きく（粗く）なってしまうことになる。
【００２６】
その結果、細かな流量制御ができず、微小流量の制御が可能な流量制御弁を提供することができない。
また、特許文献２においては、図１５に示したように、ニードル弁３６の先端当接部３６ｂのテーパー角度θをθ１のように大きく設定し、このニードル弁３６の先端当接部３６ｂの先端部に流量制御用の流量制御先端部３６ｃを突設している。
【００２７】
この場合、図１１のグラフのＣ線に示したように、ニードル弁３６の先端当接部３６ｂの角度の大きいテーパー角度θ（θ１）に起因する弁開時の流量立ち上がりが大きく、微小流量の制御には不向きである。
【００２８】
本発明は、このような現状に鑑み、弁閉時に弁体であるニードル弁の先端当接部が弁座の弁ポート当接部に喰い込んでしまうことがなく、弁開動作を円滑に行え、しかも、微小流量の制御が可能で、流量の制御性を高めることができ、冷凍機、空調機の省エネ性の向上を図ることができる流量制御弁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】
【００２９】
本発明は、前述したような従来技術における課題及び目的を達成するために発明されたものであって、本発明の流量制御弁は、
ニードル弁が弁座に対して離接することによって、前記弁座に設けられた弁ポートを開閉することにより流量を制御するように構成した流量制御弁であって、
前記弁座に当接するニードル弁の先端当接部のテーパー角度θが、鋭角のなかでも小さな角度であり、
前記ニードル弁の先端当接部が当接する、前記弁座の弁ポート当接部、または、前記弁座の弁ポート当接部の外周部に、肉薄となった薄肉部を備え、
前記ニードル弁の先端当接部が、弁座の弁ポート当接部に当接して弁ポートを閉止した際に、前記弁ポート当接部が薄肉部を介して弾性変形するように構成され、
前記ニードル弁の先端当接部のテーパー角度θが、７°〜２０°であり、
前記薄肉部の内径Ｄ１と、薄肉部の外径Ｄ２との比が、Ｄ２／Ｄ１＝１．１５〜１．５であることを特徴とする。
【００３０】
このように構成することによって、図３の点線に示したように、ニードル弁３６の先端当接部３６ｂが、弁座２０の弁ポート当接部２２ａに当接して、弁ポート２２を閉止した際に、弁ポート当接部２２ａが薄肉部１を介して弾性変形する（外側に撓む）ことになる。
【００３１】
その結果、図３に示したように、この弾性変形によって、くさび力Ｐの水平成分ＰＸが緩和されて、くさび力Ｐの水平成分ＰＸが小さくなり、弁閉時に弁体であるニードル弁３６の先端当接部３６ｂが弁座２０の弁ポート当接部２２ａに喰い込んでしまうことがなく、弁開動作を円滑に行える。
【００３２】
しかも、弁座に当接するニードル弁３６の先端当接部３６ｂのテーパー角度θが、鋭角のなかでも小さな角度に設定されているので、ニードル弁３６の弁座２０に対して離接する移動量（上下方向の移動量）に対して、ニードル弁３６の先端当接部３６ｂのテーパー径の弁ポート２２のオリフィス径に対する変化量が小さくなり、微小流量の制御を行うことができる。
【００３３】
また、薄肉部の内径Ｄ１と、薄肉部の外径Ｄ２との比が、Ｄ２／Ｄ１＝１．１５〜１．５の範囲に設定することによって、ニードル弁の弁座に対して離接する移動量（上下方向の移動量）に対して、ニードル弁の先端当接部のテーパー径の弁ポートのオリフィス径に対する変化量が小さくなり、微小流量の制御を行うことができる。
その結果、微小流量の制御が可能で、流量の制御性を高めることができ、冷凍機、空調機の省エネ性の向上を図ることができる流量制御弁を提供することができる。
また、本発明の流量制御弁は、前記薄肉部が、弁ポート当接部の外周部に段部を設けることによって形成されていることを特徴とする。
【００３４】
このように構成することによって、弁ポート当接部の外周部に段部を設けるだけで、弁座の弁ポート当接部に肉薄となった薄肉部を形成することができるので、加工が容易でありコストを低減することができる。
【００３５】
また、本発明の流量制御弁は、前記薄肉部が、弁ポート当接部の外周部に切欠を設けることによって形成されていることを特徴とする。
このように構成することによって、弁ポート当接部の外周部に切欠を設けるだけで、弁座の弁ポート当接部に肉薄となった薄肉部を形成することができるので、加工が容易でありコストを低減することができる。
【００３６】
また、本発明の流量制御弁は、前記薄肉部が、弁ポート当接部に、弁座とは別の部材から構成した薄肉部材を装着することによって形成されていることを特徴とする。
このように構成することによって、弁座とは別の部材から構成した薄肉部材を用意して、弁ポート当接部に装着するだけで良いので、加工が容易でありコストを低減することができる。
【００３７】
また、本発明の流量制御弁は、
前記ニードル弁の先端部分に、
前記ニードル弁の先端側に形成され流量を制御する流量制御先端部と、
前記流量制御先端部よりニードル弁の基端側に形成され、弁座に当接する先端当接部を備えることを特徴とする。
【００３８】
このように構成することによって、ニードル弁の先端側に形成された流量制御先端部によって、微小流量の制御が可能で、しかも、流量制御先端部よりニードル弁の基端側に形成された先端当接部によって、確実に流量制御弁を閉止することができる。
【００３９】
また、前記先端当接部のテーパー角度θが、前記流量制御先端部のテーパー角度θより大きく設定されていることを特徴とする。
このように構成することによって、ニードル弁の先端側に形成された流量制御先端部によって、微小流量の制御が可能で、しかも、流量制御先端部よりニードル弁の基端側に形成され、テーパー角度θが、流量制御先端部のテーパー角度θより大きい先端当接部によって、より確実に流量制御弁を閉止することができる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、図３の点線に示したように、ニードル弁３６の先端当接部３６ｂが、弁座２０の弁ポート当接部２２ａに当接して、弁ポート２２を閉止した際に、弁ポート当接部２２ａが薄肉部１を介して弾性変形する（外側に撓む）ことになる。
【００４２】
その結果、図３に示したように、この弾性変形によって、くさび力Ｐの水平成分ＰＸが緩和されて、くさび力Ｐの水平成分ＰＸが小さくなり、弁閉時に弁体であるニードル弁３６の先端当接部３６ｂが弁座２０の弁ポート当接部２２ａに喰い込んでしまうことがなく、弁開動作を円滑に行える。
【００４３】
しかも、弁座に当接するニードル弁３６の先端当接部３６ｂのテーパー角度θが、鋭角のなかでも小さな角度に設定されているので、ニードル弁３６の弁座２０に対して離接する移動量（上下方向の移動量）に対して、ニードル弁３６の先端当接部３６ｂのテーパー径の弁ポート２２のオリフィス径に対する変化量が小さくなり、微小流量の制御を行うことができる。
【００４４】
また、薄肉部の内径Ｄ１と、薄肉部の外径Ｄ２との比が、Ｄ２／Ｄ１＝１．１５〜１．５の範囲に設定することによって、ニードル弁の弁座に対して離接する移動量（上下方向の移動量）に対して、ニードル弁の先端当接部のテーパー径の弁ポートのオリフィス径に対する変化量が小さくなり、微小流量の制御を行うことができる。
その結果、微小流量の制御が可能で、流量の制御性を高めることができ、冷凍機、空調機の省エネ性の向上を図ることができる流量制御弁を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は、本発明の流量制御弁の縦断面図である。
【図２】図２は、図１のＡ部分の部分拡大断面図である。
【図３】図３は、図１流量制御弁の弁閉時の作用を示す概略図である。
【図４】図４は、弁食い込み荷重を説明する図１のＡ部分の部分拡大断面図である。
【図５】図５は、流量制御弁のニードル弁のテーパー角度θと弁食い込み荷重Ｆとの関係を示すグラフである。
【図６】図６は、本発明の流量制御弁の別の実施例の図２と同様な部分拡大断面図である。
【図７】図７は、本発明の流量制御弁の別の実施例の図２と同様な部分拡大断面図である。
【図８】図８は、本発明の流量制御弁の別の実施例の図２と同様な部分拡大断面図である。
【図９】図９は、従来の流量制御弁の縦断面図である。
【図１０】図１０は、流量制御弁１０のニードル弁３６の先端当接部３６ｂのテーパー角度θが大きい場合の図９のＡ部分の部分拡大断面図である。
【図１１】図１１は、流量制御弁の流量特性を示すグラフである。
【図１２】図１２は、流量制御弁１０のニードル弁３６の先端当接部３６ｂのテーパー角度θが小さい場合のいわゆる「くさび効果」を説明する概略図である。
【図１３】図１３は、流量制御弁１０のニードル弁３６の先端当接部３６ｂのテーパー角度θが小さい場合の図９のＡ部分の部分拡大断面図である。
【図１４】図１４は、流量制御弁１０のニードル弁３６の先端当接部３６ｂのテーパー角度θが大きい場合を説明する概略図である。
【図１５】図１５は、従来の流量制御弁の図９のＡ部分の部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下、本発明の実施の形態（実施例）を図面に基づいてより詳細に説明する。
図１は、本発明の流量制御弁の縦断面図、図２は、図１のＡ部分の部分拡大断面図である。
【００４７】
図１〜図２において、符号１０は、全体で本発明の流量制御弁を示している。
この実施例の流量制御弁１０は、図９に示した従来の流量制御弁１０と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には、同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００４８】
なお、第１の配管部材１６を入口継手とし、第２の配管部材１８を出口継手とすることも、また、逆に、第１の配管部材１６を出口継手とし、第２の配管部材１８を入口継手とすることも可能である。
【００４９】
この実施例の流量制御弁１０では、図１、図２に示したように、弁座２０の弁ポート当接部２２ａに当接する、ニードル弁３６の先端当接部３６ｂのテーパー角度θを、鋭角のなかでも小さな角度（θ２）に設定している。
【００５０】
これにより、図１１のグラフのＡ線に示したように、ニードル弁３６の弁座２０に対して離接する移動量（上下方向の移動量）に対して、ニードル弁３６の先端当接部３６ｂのテーパー径の弁ポート２２のオリフィス径に対する変化量が小さくなり、微小流量の制御を行うことができるように構成されている。
【００５１】
ところで、特許文献３（特開２０００−１９３１０１号公報）においても指摘されているように、ニードル弁３６の先端当接部３６ｂのテーパー角度θが、鋭角のなかでも小さな角度になると、弁の実用荷重（バネ力＋差圧）により生じる、いわゆる「くさび効果」により、弁閉時において、ニードル弁３６の先端当接部３６ｂが、弁座２０の弁ポート当接部２２ａに喰い込んでしまうことになる。
【００５２】
すなわち、図１２、図１３に示したように、ニードル弁３６の先端当接部３６ｂのテーパー角度θが小さく鋭角（θ２）の場合には、弁閉時において、くさび力Ｐの水平成分ＰＸが大きくなって、ニードル弁３６の先端当接部３６ｂが、弁座２０の弁ポート当接部２２ａに喰い込んでしまうことになる。
【００５３】
このため、この弁閉状態から弁開しようとした場合に、流量制御弁１０が持つ弁開する力（回転トルクに起因する推力など）では、弁開することができなくなり、不具合が生じるおそれがある。
【００５４】
このため、この実施例の流量制御弁１０では、図２に示したように、ニードル弁３６の先端当接部３６ｂが当接する、弁座２０の弁ポート当接部２２ａに肉薄となった薄肉部１を形成している。これにより、ニードル弁３６の先端当接部３６ｂが、弁座２０の弁ポート当接部２２ａに当接して弁ポート２２を閉止した際に、弁ポート当接部２２ａが薄肉部１を介して弾性変形するように構成されている。
【００５５】
すなわち、この実施例では、弁座２０の弁ポート当接部２２ａの外周部に段部２を設けることによって、薄肉部１を突設するように形成している。このように構成することによって、弁ポート当接部２２ａの外周部に段部２を設けるだけで、弁座２０の弁ポート当接部２２ａに肉薄となった薄肉部１を形成することができるので、加工が容易でありコストを低減することができる。
【００５６】
このように構成することによって、図３の点線に示したように、ニードル弁３６の先端当接部３６ｂが、弁座２０の弁ポート当接部２２ａに当接して、弁ポート２２を閉止した際に、弁ポート当接部２２ａが薄肉部１を介して弾性変形する（外側に撓む）ことになる。
【００５７】
その結果、図３に示したように、この弾性変形によって、くさび力Ｐの水平成分ＰＸが緩和されて、くさび力Ｐの水平成分ＰＸが小さくなり、弁閉時に弁体であるニードル弁３６の先端当接部３６ｂが弁座２０の弁ポート当接部２２ａに喰い込んでしまうことがなく、弁開動作を円滑に行える。
【００５８】
しかも、弁座２０に当接するニードル弁３６の先端当接部３６ｂのテーパー角度θが、鋭角のなかでも小さな角度に設定されているので、ニードル弁３６の弁座２０に対して離接する移動量（上下方向の移動量）に対して、ニードル弁３６の先端当接部３６ｂのテーパー径の弁ポート２２のオリフィス径に対する変化量が小さくなり、微小流量の制御を行うことができる。
【００５９】
その結果、微小流量の制御が可能で、流量の制御性を高めることができ、冷凍機、空調機の省エネ性の向上を図ることができる流量制御弁１０を提供することができる。
この場合、図４、および、図５のグラフに示したように、薄肉部１の内径Ｄ１と、薄肉部１の外径Ｄ２との比が、Ｄ２／Ｄ１＝１．１５〜１．５とするのが望ましい。
【００６０】
また、テーパー角度θ（θ２）としては、好ましくは、７°〜２０°、より好ましくは、７°〜１５°に設定するのが、微小流量の制御を行う場合には望ましい。
【００６１】
なお、本発明の流量制御弁１０の流量制御においては、理想的な流量制御となるように、図１１のグラフのＡ線のように制御することが好ましい。
図６は、本発明の流量制御弁の別の実施例の図２と同様な部分拡大断面図である。
【００６２】
但し、図６においては、模式的に示しており、弁本体１２などは省略して図示しており、ニードル弁３６も模式的に示している。
図６（Ａ）は、図１〜図２の実施例の流量制御弁１０について模式的に示している。これに対して、図６（Ｂ）に示したように、弁座２０の弁ポート２２の下方が拡大した拡大部分３を有する構造にも適用できる。
【００６３】
また、図６（Ｃ）に示したように、外周部に段部２の他に、別の段部４を有する多段形状になった弁座２０にも適用することができる。
さらに、図６（Ｄ）に示したように、弁座２０の外周側が上方に突設した突設部分５を有する弁座２０にも適用することができる。
【００６４】
図７は、本発明の流量制御弁の別の実施例の図２と同様な部分拡大断面図である。
但し、図７においても、図６と同様に、模式的に示しており、弁本体１２などは省略して図示しており、ニードル弁３６も模式的に示している。
【００６５】
図７の実施例の流量制御弁１０では、ニードル弁３６の先端当接部３６ｂが当接する、弁座２０の弁ポート当接部２２ａの外周部に、肉薄となった薄肉部１を形成している。
すなわち、図７（Ａ）の流量制御弁１０では、薄肉部１が、弁ポート当接部２２ａの外周部に断面が矩形状の切欠６を設けることによって形成されている。また、図７（Ｂ）の流量制御弁１０では、薄肉部１が、弁ポート当接部２２ａの外周部に断面が三角形状の切欠６を設けることによって形成されている。
これにより、ニードル弁３６の先端当接部３６ｂが、弁座２０の弁ポート当接部２２ａに当接して弁ポート２２を閉止した際に、弁ポート当接部２２ａが、弁座２０の弁ポート当接部２２ａの外周部に形成した薄肉部１を介して弾性変形するように構成されている。
【００６６】
なお、この実施例では、切欠６を、矩形形状、三角形状の切欠６としたが、例えば、円形、楕円形など適宜変更可能であって、この形状は特に限定されるものではない。
このように構成することによって、弁ポート当接部２２ａの外周部に切欠６を設けるだけで、弁座２０の弁ポート当接部２２ａに肉薄となった薄肉部１を形成することができるので、加工が容易でありコストを低減することができる。
【００６７】
また、図７（Ｃ）の流量制御弁１０では、薄肉部１が、弁ポート当接部２２ａに、弁座２０とは別の部材から構成した薄肉部材７を装着することによって形成されている。
このように構成することによって、弁座２０とは別の部材から構成した薄肉部材７を用意して、弁ポート当接部２２ａに装着するだけで良いので、加工が容易でありコストを低減することができる。
【００６８】
なお、この場合、弁座２０と薄肉部材７の材質は同じ材料から構成することもできるが、薄肉部材７の材質を、弁座２０よりもより弾性変形し易い材料から構成すれば、弁閉時に弁体であるニードル弁３６の先端当接部３６ｂが弁座２０の弁ポート当接部２２ａに喰い込んでしまうことをより防止でき、弁開動作を円滑に行える。
【００６９】
また、弁ポート当接部２２ａに薄肉部材７を装着する方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、ハンダ付け、溶着、溶接、接着、かしめ、圧入などの公知の方法を採用することができる。  
【００７０】
図７（Ｄ）の流量制御弁１０では、薄肉部１が、弁ポート当接部２２ａの外周部を、ニードル弁３６側に向かって肉厚が薄くなるようなテーパー面８を形成することにより構成されている。  
【００７１】
図８は、本発明の流量制御弁の別の実施例の図２と同様な部分拡大断面図である。
この実施例の流量制御弁１０では、ニードル弁３６の先端部分に、ニードル弁３６の先端側に形成され流量を制御する流量制御先端部３６ｃと、この流量制御先端部３６ｃよりニードル弁３６の基端側に形成され、テーパー角度θ１が、流量制御先端部３６ｃのテーパー角度θ２より大きい、弁座２０に当接する先端当接部３６ｂを備えている。
【００７２】
このように構成することによって、ニードル弁３６の先端側に形成された流量制御先端部３６ｃによって、微小流量の制御が可能である。
しかも、流量制御先端部３６ｃよりニードル弁３６の基端側に形成され、テーパー角度θ１が、流量制御先端部のテーパー角度θ２より大きい先端当接部３６ｂによって、確実に流量制御弁１０を閉止することができる。なお、テーパー角度θ１としては、好ましくは、５°〜２０°、より好ましくは、５°〜１５°に設定するのが、微小流量の制御を行う場合には望ましい。
【００７３】
なお、図８では、図２の実施例の流量制御弁１０について適用したが、図６〜図７の実施例の流量制御弁１０についても適用することができる。
以上、本発明の好ましい実施の態様を説明してきたが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば、上記実施例では、電動弁に適用した流量制御弁について説明したが、電磁弁などその他の流量制御弁に適用することも可能であるなど本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、例えば、エアコン、冷凍機などの空気調和機の冷媒循環回路などに用いられ、微小流量の制御が可能な流量制御弁に適用することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１      薄肉部
２     段部
３     拡大部分
４     段部
５     突設部分
６     切欠
７     薄肉部材
１０    流量制御弁
１２    弁本体
１４    弁室
１６    第１の配管部材
１８    第２の配管部材
２０    弁座
２２    弁ポート
２２ａ 弁ポート当接部
２４    メネジ部材
２４ｂ  嵌合部
２６    隔壁
２８    ローター室
３０    端部
３２    固定金具
３４    主流路
３６    ニードル弁
３６ａ  拡径部
３６ｂ 先端当接部
３６ｃ 流量制御先端部
３８    挿通孔
４０    ガイド部材
４０ａ  ガイド部
４０ｂ  雌ネジ
５２    ローター軸
５４    雄ネジ部
５４ａ  雄ネジ
５６    ニードル弁挿通孔
５８    ローターマグネット
５８ａ  嵌合部
６０    弁開ストッパー
６２    弁開ストッパー
６４    弁閉ストッパー
６６    弁閉ストッパー
６８    バネ受け金具
７０    バネ受け
７２    コイルバネ
７４    ケース
７６    駆動部
７８    コイル
Ｄ１   内径
Ｄ２   外径
Ｆ     荷重
Ｐ     くさび力
ＰＸ   水平成分
θ     テーパー角度
θ１   テーパー角度
θ２   テーパー角度
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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