(57)【要約】  弁体または弁座の磨耗を要因とする弁漏れ量の増加を抑制することができる絞り装置を得る。  弁体胴体部５が弁室１４に貫通する貫通孔により形成され、弁体胴体部５と摺接して弁体４を支持する第１支持部８と、第２流路３とオリフィス１１とを連通する冷媒流路１３と弁体先端円柱部７が嵌入される弁体支持用孔１２とが形成され、弁体支持用孔１２が弁体先端円柱部７と摺接して弁体４を支持する第２支持部９とを有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１流路と第２流路とが接続される本体と、
前記本体内部に形成され前記第１流路と連通する弁室と、
前記弁室に形成され前記第２流路と連通する開口を有する弁座と、
前記弁室を貫通して、前記弁座の開口に向かって進退自在に設けられ、前記開口の開度を調節する弁体と
を備え、
前記弁体は、
前記弁室を貫通する弁体胴体部と、
前記弁座の開口よりも小径に形成された弁体先端柱部と、
前記弁体胴体部と前記弁体先端柱部とを接続するテーパ部とを有し、
前記本体は、
前記弁体胴体部が前記弁室に貫通する貫通孔により形成され、前記弁体胴体部と摺接して前記弁体を支持する第１支持部と、
前記第２流路と前記弁座の開口とを連通する本体流路と、前記弁体先端柱部が嵌入される弁体支持用孔とが形成され、前記弁体支持用孔が前記弁体先端柱部と摺接して前記弁体を支持する第２支持部とを有する
ことを特徴とする絞り装置。
【請求項２】
第１流路と第２流路とが接続される本体と、
前記本体内部に形成され前記第１流路と連通する弁室と、
前記弁室に形成され前記第２流路と連通する開口を有する弁座と、
前記弁室を貫通して、前記弁座の開口に向かって進退自在に設けられ、前記開口の開度を調節する弁体と、
前記弁体を前記弁座の開口に向かって進退させる移動機構と
を備え、
前記弁体は、
前記弁室を貫通する弁体胴体部と、
前記弁座の開口よりも小径に形成された弁体先端柱部と、
前記弁体胴体部と前記弁体先端柱部とを接続するテーパ部と、
前記弁体の前記移動機構側の端部に形成され、前記移動機構と接触して当該弁体を支持する第１支持部とを有し、
前記本体は、
前記第２流路と前記弁座の開口とを連通する本体流路と、前記弁体先端柱部が嵌入される弁体支持用孔とが形成され、前記弁体支持用孔が前記弁体先端柱部と摺接して前記弁体を支持する第２支持部を有する
ことを特徴とする絞り装置。
【請求項３】
前記本体流路の流通方向が、前記弁体支持用弁孔の軸方向と角度をなして形成された
ことを特徴とする請求項１または２記載の絞り装置。
【請求項４】
前記本体流路の流通方向が、前記弁体支持用弁孔の軸方向と平行に形成された
ことを特徴とする請求項１または２記載の絞り装置。
【請求項５】
前記弁体先端柱部は、前記弁体胴体部の中心軸上に形成され、
前記第２支持部の前記本体流路は、前記弁体支持用孔の周囲に複数形成された
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の絞り装置。
【請求項６】
前記本体流路の開口面積が、前記弁座の開口の開口面積よりも小さくなるように形成された
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の絞り装置。
【請求項７】
前記本体流路の開口面積が、前記弁座の開口の開口面積以上となるように形成された
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の絞り装置。
【請求項８】
前記第２支持部は、前記本体と一体に形成された
ことを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の絞り装置。
【請求項９】
前記第２支持部は、前記本体とは別体で形成された
ことを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の絞り装置。
【請求項１０】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機によって圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器と、
前記凝縮器によって凝縮された冷媒を膨張する、請求項１〜９の何れか一項に記載の絞り装置と、
前記絞り装置によって膨張された冷媒を蒸発する蒸発器とを備えた
ことを特徴とする空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の流量を調整する絞り装置、およびそれを備えた空気調和装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ビル用マルチエアコンなどの空気調和装置においては、例えば室外に配置した熱源機である室外機と室内に配置した室内機との間に冷媒を循環させることによって冷房運転又は暖房運転を実行するようになっている。具体的には、冷媒が吸熱して冷却された空気、または冷媒が放熱して加熱された空気により、空調対象空間の冷房または暖房を行なっている。このような空気調和装置の冷媒流量を制御するために絞り装置が使用されている。【０００３】
従来の空気調和装置に使用される絞り装置では、絞り装置本体の材料には加工性のよい真鍮などが用いられている。また、弁座の材料にも、絞り装置本体と同様の材料が用いられている。一方、弁体は、絞り装置本体とは独立しており、一般的には硬度の高いステンレスが材料として使用されている。【０００４】
また、弁体を真鍮の金属で構成し、弁座に別体のシート部材を備え、その材料に硬度の高いステンレスを使用した絞り装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。【０００５】
また、弁体および弁座にステンレスを使用した絞り装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−２１７８５３号公報（請求項５）
【特許文献２】特許第４４４２７８８号公報（請求項１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の絞り装置では、弁体の支持を弁座から遠い位置で実施している。即ち、弁体を弁座に対向するように進退自在に配設し、弁座とは逆側の端部を、ステッピングモータと連結する弁ホルダ等により支持している。このため、弁体開閉時に弁体が軸方向に対して傾くことで、弁体と弁座との接触部分の位置が変化した場合には弁体と弁座との密着度が低下し、また再現性のない接触が発生した場合には弁座部分の変形または磨耗に偏りが生じて弁体と弁座との密着度が更に低下し、絞り装置の弁漏れ量が増大する、という問題点があった。
空気調和装置に使用される絞り装置では、空気調和装置が運用される中で、絞り装置の開閉回数の増加や、冷媒の流れ方向が正方向と逆方向で変化することで、弁体と弁座の接触部の磨耗量が増加して絞り装置の弁漏れに起因する品質不具合が発生し、信頼性が低下する、という問題点があった。【０００８】
特許文献１に記載の絞り装置では、弁座に別体のシート部材を備えることで、弁座の磨耗量を低減することができる。しかしながら、弁体の支持を弁座から遠い位置で支持しているため、支持部のクリアランスにより弁体開閉時に弁体先端の振れが生じる可能性があり、振れが生じた場合には弁座よりも硬度が低い材料の弁体自体に、過度な変形または磨耗が発生する。このような変形や摩耗量の増大により、絞り装置の弁漏れ量がこれまで以上に増大する、という問題点があった。【０００９】
特許文献２に記載の絞り装置では、弁体及び弁座に硬度の高い材料を用いているため、弁体と弁座の変形および磨耗量は低減される。しかしながら、弁体または弁座の少量の変形を利用した密着度の確保ができないため、弁漏れ量を低減するために弁体と弁座の密着度を確保するためには、弁体と弁座の同軸度に高い精度が要求される、という問題点があった。【００１０】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、弁体または弁座の変形や磨耗を要因とする弁漏れ量の増加を抑制することができる絞り装置を得るものである。
また、絞り装置の弁漏れに起因する品質不具合を低減し、信頼性の高い空気調和装置を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る絞り装置は、第１流路と第２流路とが接続される本体と、前記本体内部に形成され前記第１流路と連通する弁室と、前記弁室に形成され前記第２流路と連通する開口を有する弁座と、前記弁室を貫通して、前記弁座の開口に向かって進退自在に設けられ、前記開口の開度を調節する弁体とを備え、前記弁体は、前記弁室を貫通する弁体胴体部と、前記弁座の開口よりも小径に形成された弁体先端柱部と、前記弁体胴体部と前記弁体先端柱部とを接続するテーパ部とを有し、前記本体は、前記弁体胴体部が前記弁室に貫通する貫通孔により形成され、前記弁体胴体部と摺接して前記弁体を支持する第１支持部と、前記第２流路と前記弁座の開口とを連通する本体流路と、前記弁体先端柱部が嵌入される弁体支持用孔とが形成され、前記弁体支持用孔が前記弁体先端柱部と摺接して前記弁体を支持する第２支持部とを有するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、弁体または弁座の変形や磨耗を要因とする弁漏れ量の増加を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１における絞り装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１における絞り装置の要部の断面図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ矢視断面図である。
【図４】流量調整時における弁体の位置を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１における空気調和装置の構成を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２における絞り装置の要部の断面図である。
【図７】図６におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図８】本発明の実施の形態３における絞り装置の要部の断面図である。
【図９】冷媒流路の他の形状例を示す図である。
【図１０】従来の絞り装置の構成を模式的に示す図である。
【図１１】従来の絞り装置の弁体先端振れの算出式を示す図である。
【図１２】本発明の実施例に係る絞り装置の構成を模式的に示す図である。
【図１３】本発明の実施例に係る絞り装置の弁体先端振れの算出式を示す図である。
【図１４】各弁体支持構造の仕様から算出した弁体先端振れＥの結果を示す図である。
【図１５】弁体先端振れ算出式を軸ズレとガイドクリアランスとに分けて示す図である。
【図１６】弁体軸と本体軸とのズレが０．１５ｍｍの場合から数値を抜粋した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下の実施の形態においては、空気調和装置の冷凍サイクルにおいて冷媒の流量を調整する絞り装置に、本発明を適用した場合を例に説明する。なお、本発明の絞り装置は冷媒の流量調節に限られるものではなく任意の流体に適用することができる。
【００１５】
実施の形態１．
（絞り装置）
図１は、本発明の実施の形態１における絞り装置の構成を示す図である。
図２は、本発明の実施の形態１における絞り装置の要部の断面図である。
図３は、図２におけるＡ−Ａ矢視断面図である。
図４は、流量調整時における弁体の位置を示す図である。
図に示すように、絞り装置１００は、第１流路２と第２流路３とが接続される本体１と、本体１内部に形成され第１流路２と連通する弁室１４と、弁室１４に形成され第２流路３と連通するオリフィス１１を有する弁座１０と、弁室１４を貫通して、弁座１０のオリフィス１１に向かって進退自在に設けられ、オリフィス１１の開度を調節する弁体４とを備えている。
また、弁体４の上部には、弁体４と図示しない移動機構を介して連結されたロータと、ステータとにより構成されるステッピングモータ２０を備えている。このステッピングモータ２０の回転が移動機構によって並進距離に変換され、弁体４が軸方向（上下方向）に移動して弁座１０の開口の開度を制御する。
【００１６】
弁体４は、弁室１４を貫通する弁体胴体部５と、弁座１０のオリフィス１１の開口よりも小径に形成された弁体先端円柱部７と、弁体胴体部５と弁体先端円柱部７とを接続するテーパ部６とを有している。そして、弁体胴体部５の略中心軸上に、例えば円柱形状の弁体先端円柱部７が形成されている。なお、弁体胴体部５および弁体先端円柱部７の形状は円柱に限定するものではない。
【００１７】
なお、弁体先端円柱部７は、本発明における「弁体先端柱部」に相当する。また、オリフィス１１は、本発明における「弁座の開口」に相当する。
【００１８】
本体１には、弁体４を支持する第１支持部８および第２支持部９が一体に形成されている。第１支持部８は、弁体４の弁体胴体部５が弁室１４に貫通する貫通孔により形成されている。この第１支持部８に、弁体４が摺動自在に挿入されることで、第１支持部８は弁体胴体部５と摺接して弁体４を支持する。
【００１９】
第２支持部９は、第２流路３とオリフィス１１とを連通し冷媒（流体）が流通する冷媒流路１３と、弁体先端円柱部７が嵌入される弁体支持用孔１２とにより形成されている。弁体支持用孔１２は、弁体４の弁体先端円柱部７の外径よりも、僅かに大きい内径を有する嵌入孔により形成されており、弁体４の弁体先端円柱部７が摺動自在に挿入されることで、弁体先端円柱部７と摺接して弁体４を支持する。
【００２０】
冷媒流路１３は、弁体先端円柱部７の周囲に複数形成されている。この複数の冷媒流路１３は、それぞれ円形状に形成され、例えば図３に示すように、オリフィス１１と同心円の円周上に略等間隔に配置されている。また、冷媒流路１３は、冷媒の流通方向が、弁体支持用孔１２の軸方向、即ち、弁体４の弁体胴体部５の中心軸方向と角度をなして形成されている。これにより冷媒流路１３は、オリフィス１１から第２流路の外周方向へ向けて傾斜する流路を構成している。また、第２支持部９は、オリフィス１１と間隔を空けて配置されており、この間隔によりオリフィス１１と第２支持部９との間で複数の冷媒流路１３が連通している。
【００２１】
なお、冷媒流路１３は、本発明における「本体流路」に相当する。
【００２２】
（冷媒の流れ）
次に、絞り装置１００における冷媒の流れについて説明する。
図２に示すように、全閉時には弁体４のテーパ部６と弁座１０とが当接して密着状態で保持される。このとき、弁体４は、弁体胴体部５が第１支持部８により支持され、弁体先端円柱部７が弁体支持用孔１２により支持されている。
図４に示すように、ステッピングモータ２０の回転により弁体４が上方に移動されると、弁体４は、第１支持部８と弁体支持用孔１２により支持されたままの状態で上方へ摺動移動する。これにより弁体４のテーパ部６と弁座１０との間の流路面積が変化し、流量が調節される（１段目絞り）。このとき、第１流路２から第２流路３へ向かう冷媒は、オリフィス１１の出口側から各冷媒流路１３に分流して第２流路３へと至る。また、第２流路３から第１流路２へ向かう冷媒は、複数の冷媒流路１３に分流されたあと、第２支持部９とオリフィス１１との間で再び合流し、オリフィス１１へと至る。  
そして、さらに弁体４を上方に移動させ、弁体４のテーパ部６と弁座１０との間の流路面積が最大とした場合（全開開度）においては、オリフィス１１によって流量が制限される（２段目絞り）。
また、ステッピングモータ２０の回転により弁体４が下方に移動されると、弁体４は、第１支持部８と弁体支持用孔１２により支持されたままの状態で下方へ摺動移動する。そして、弁体４のテーパ部６と弁座１０とが当接して密着状態で保持することで全閉状態となる。
このように、弁体４は、第１支持部８と弁体支持用孔１２により支持されたままの状態で移動するため、弁体開閉時での弁体先端の振れを軽減して、弁体４のテーパ部６と弁座１０との接触部分の位置が変化することを抑制して再現性のある接触を実現できる。また、弁体４及び弁座１０（本体１）の少なくとも一方に真鍮などの硬度の低い材料を用いた場合には、弁体４と弁座１０との接触部に再現性を持たせることで、弁体４または弁座１０に生じる少量の変形を利用した密着度の確保することができる。
【００２３】
なお、冷媒流路１３の開口面積を、弁座１０のオリフィス１１の開口面積よりも小さくなるように形成することで、冷媒流路１３を絞りとして使用することができる（３段目絞り）。
【００２４】
なお、冷媒流路１３の開口面積を、弁座１０のオリフィス１１の開口面積以上となるように形成して、冷媒流路１３が、１段目絞りおよび２段目絞りに影響を及ばさないようにしても良い。
【００２５】
（空気調和装置）
次に、上記絞り装置１００を備えた空気調和装置について説明する。
図５は、本発明の実施の形態１における空気調和装置の構成を示す図である。
図５に示すように、空気調和装置は、圧縮機１１０、凝縮器１２０、絞り装置１００、および蒸発器１３０を備え、順次、冷媒配管で接続されて冷凍サイクルを構成している。
【００２６】
圧縮機１１０は冷媒を圧縮し、凝縮器１２０に流入させる。凝縮器１２０は、圧縮機１１０によって圧縮された冷媒を凝縮する。絞り装置１００は、第１流路２を構成する冷媒配管により、凝縮器１２０と接続され、凝縮器１２０によって凝縮された冷媒を膨張する。また、絞り装置１００は、第２流路３を構成する冷媒配管により、蒸発器１３０と接続されている。蒸発器１３０は、絞り装置１００によって膨張された冷媒を蒸発する。
【００２７】
このような構成において、圧縮機１１０を起動すると、低圧のガス冷媒は、圧縮機１１０に吸入されて圧縮されて高圧のガス冷媒となる。高圧のガス冷媒は、凝縮器１２０で凝縮されて高圧の液冷媒となる。そして、この高圧の液冷媒は、絞り装置１００によって減圧されて、低温低圧の気液二相冷媒となり、蒸発器１３０で蒸発されて低圧のガス冷媒となる。この低圧のガス冷媒は、再び圧縮機１１０に吸入される。
この冷凍サイクルにより、空気調和装置は、凝縮器１２０での発熱を利用して暖房を行う。また、蒸発器１３０の吸熱を利用して冷房を行う。
なお、絞り装置１００の第１流路２を構成する冷媒配管に蒸発器１３０を接続し、第２流路３を構成する冷媒配管に凝縮器１２０を接続するようにしても良い。また、四方弁を設けて冷媒の循環方向を変えることにより、冷房・暖房運転の切り替えを行うようにしても良い。
【００２８】
以上のように本実施の形態においては、本体１に、弁体胴体部５と摺接して弁体４を支持する第１支持部８と、弁体先端円柱部７と摺接して弁体４を支持する第２支持部９とを設け、弁体４を第１支持部８と第２支持部９とにより支持する。
このため、弁体４を片側のみで支持する場合や、第１支持部と第２支持部とにより支持しても支持部が弁座よりも遠い位置に配置する場合と比較して、弁体開閉時に弁体４が軸方向に対して傾くことを軽減し、弁体４と弁座１０との接触部分の位置が変化することを抑制することができる。よって、再現性のある接触により、弁座１０の変形または磨耗に偏りが生じることを抑制し、弁体４と弁座１０との密着度を向上させることができる。したがって、弁体または弁座の変形や磨耗を要因とする弁漏れ量の増加を抑制することができる。
また、絞り装置１００の弁漏れに起因する品質不具合を低減し、信頼性の高い空気調和装置を得ることができる。
【００２９】
また本実施の形態においては、冷媒流路１３の流通方向が、支持用弁孔の軸方向と角度をなして形成されている。
このため、本体１の寸法（オリフィス１１と第２流路３の接続部との間の寸法）を大きくすることなく、冷媒流路１３の流路面積を大きくすることができる。
【００３０】
また本実施の形態においては、弁体先端円柱部７は、弁体胴体部５の中心軸上に形成され、第２支持部９の冷媒流路１３は、弁体支持用孔１２の周囲に複数形成されている。
このため、オリフィス１１と第２流路３との間の冷媒の流通量を分散し、流動抵抗の増加を抑制することができる。また、複数の冷媒流路１３を等間隔に配置することで冷媒の流れに偏りが生じることを軽減することができる。
【００３１】
実施の形態２．
本実施の形態２における絞り装置１００は、第２支持部９を、本体１とは別体で形成している。以下、上記実施の形態１との相違点を中心に説明する。
【００３２】
図６は、本発明の実施の形態２における絞り装置の要部の断面図である。
図７は、図６におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。
図に示すように、本実施の形態における第２支持部９は、円盤状の部材により構成されている。弁体支持用孔１２は、円盤状部材の中心部に設けられた貫通孔により形成され、上記実施の形態１と同様に、弁体４の弁体先端円柱部７の外径よりも、僅かに大きい内径を有する。
【００３３】
冷媒流路１３は、円盤状部材に設けられた複数の貫通孔により形成されている。この複数の冷媒流路１３は、それぞれ円形状に形成され、例えば図７に示すように、オリフィス１１と同心円の円周上に略等間隔に配置されている。また、冷媒流路１３は、冷媒の流通方向が、弁体支持用孔１２の軸方向、即ち、弁体４の弁体胴体部５の中心軸方向と平行に形成されている。
【００３４】
また、第２支持部９を構成する円盤状部材は、オリフィス１１と間隔を空けて配置されており、この間隔により複数の冷媒流路１３が連通している。また、本体１のオリフィス１１と、第２支持部９を構成する円盤状部材との間には、オリフィス１１の開口端部から第２流路３の接続端へ向かって拡径されたテーパ形状を有している。
なお、その他の構成は上記実施の形態１と同様であり、同一部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００３５】
以上のように本実施の形態においては、第２支持部９を、本体１とは別体で形成している。このため、第２支持部９に形成する弁体支持用孔１２および冷媒流路１３の加工が容易となり、絞り装置１００の製造コストを低減することができる。
【００３６】
また本実施の形態においては、冷媒流路１３の流通方向が、支持用弁孔の軸方向と平行に形成されている。このため、第２支持部９に形成する冷媒流路１３の加工が容易となり、絞り装置１００の製造コストを低減することができる。
【００３７】
実施の形態３．
本実施の形態３における絞り装置１００は、第１支持部８を、弁体４と移動機構との接触部により形成している。以下、上記実施の形態１、２との相違点を中心に説明する。
【００３８】
図８は、本発明の実施の形態３における絞り装置の要部の断面図である。
図に示すように、弁体４の上部には、本体１に固定された雌ねじ部材１５とこの雌ねじ部材１５に螺合する雄ねじ１６とが設けられている。雌ねじ部材１５および雄ねじ１６は移動機構を構成する。
弁体４は、コイルスプリング１７によって移動機構側に付勢されており、弁体４の上端に形成された窪み４ａが雄ねじ１６の端部と当接する。雄ねじ１６は、ステッピングモータ２０の回転に伴い回転駆動されることで弁体４の軸方向（上下方向）に移動して、弁体４を弁座１０に向かって進退させる。
本実施の形態における第１支持部８は、弁体４と移動機構との接触部により形成されており、弁体４の上端の窪み４ａと雄ねじ１６の端部とが接触することで、弁体４の上端側を支持する。
なお、その他の構成は上記実施の形態１と同様であり、同一部分には同一の符号を付し、説明を省略する。なお、本実施の形態３における第１支持部８の構成を、上記実施の形態２の構成に適用しても良い。
【００３９】
なお、本実施の形態３においては、弁体４の弁体胴体部５が弁室１４に貫通する貫通孔と、弁体胴体部５との隙間を大きくとり、貫通孔と弁体胴体部５とが摺接しないようにしても良い。
なお、本実施の形態３においては、弁体４の上端の窪み４ａと雄ねじ１６の端部とが接触する構成を説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、第１支持部８は、弁体４の移動機構側の端部と移動機構とが接触して弁体４を支持する構成であれば良い。
【００４０】
以上のように本実施の形態においては、移動機構と接触して弁体４を支持する第１支持部８と、弁体先端円柱部７と摺接して弁体４を支持する第２支持部９とを設け、弁体４を第１支持部８と第２支持部９とにより支持する。このため、弁体開閉時に弁体４が軸方向に対して傾くことを軽減し、弁体４と弁座１０との接触部分の位置が変化することを抑制することができる。よって、再現性のある接触により、弁座１０の変形または磨耗に偏りが生じることを抑制し、弁体４と弁座１０との密着度を向上させることができる。したがって、弁体または弁座の変形や磨耗を要因とする弁漏れ量の増加を抑制することができる。
また、絞り装置１００の弁漏れに起因する品質不具合を低減し、信頼性の高い空気調和装置を得ることができる。
【００４１】
なお、上記実施の形態１〜３では、６つの冷媒流路１３を、それぞれ円形状とし、円周上に略等間隔に配置した場合を説明したが、本発明はこれに限るものではない。
例えば図９の＜ａ＞〜＜ｉ＞に示すように、任意の数および大きさの冷媒流路１３を形成しても良い。図９の＜ａ＞〜＜ｆ＞に示すように、加工の容易な円形とした方が低コストで製作できる。また、図９の＜ｇ＞〜＜ｉ＞に示すように、扇型または楕円形とすることで、流路面積を大きくすることができる。
【実施例】
【００４２】
ここで、本発明の実施例に係る絞り装置における弁体と弁座との接触部分の位置の変化量（以下「弁体先端振れ」ともいう）について、従来の絞り装置と比較して説明する。なお、以下の説明では、具体的な数値例を示すが、本発明はこれらの数値に限定されるものではない。【００４３】
図１０は、従来の絞り装置の構成を模式的に示す図である。
図１０に示すように、従来の絞り装置は、弁体の支持を、弁座から遠い位置の支持部で実施している。
このような従来の絞り装置において、弁体は、支点と支持部となる弁ガイド（弁体が弁室に貫通する貫通孔）の２点で支持されており、弁座で各支持部（支点及び支持部）のクリアランスの範囲で弁体先端が振れることとなる。
弁先端振れに影響するパラメータを以下のように定義する。
［長さ］
支点〜支持部の長さ：ｍ
支持部〜弁座の長さ：ｎ
［クリアランス］
支点のズレ（弁体の軸と本体軸との間に発生するズレ）：ｅ
支持部のクリアランス（弁体と弁ガイドとのクリアランス）：ｃ
［弁体先端振れ］
弁体先端振れ（弁座において弁体と本体軸の間に発生するズレ）：Ｅ【００４４】
図１１は、従来の絞り装置の弁体先端振れの算出式を示す図である。
図１１では、弁体を弁ガイドに接触させ、弁体のたおれを最大にした状態を模擬している。また、弁体先端振れＥは、図１１の式（１）、式（２）により求めることができる。【００４５】
図１２は、本発明の実施例に係る絞り装置の構成を模式的に示す図である。
図１３は、本発明の実施例に係る絞り装置の弁体先端振れの算出式を示す図である。
本発明の実施例の絞り装置においては、図１２に示すように、弁先端振れに影響するパラメータを以下のように定義する。
［長さ］
支点〜支持部の長さ（第１支持部〜第２支持部の長さ）：ｍ
支持部〜弁座の長さ（第２支持部〜弁座の長さ）：ｎ
［クリアランス］
支点のズレ（弁体の軸と本体軸との間に発生するズレ）：ｅ
支持部のクリアランス（弁体と第２支持部とのクリアランス）：ｃ
［弁体先端振れ］
弁体先端振れ（弁座において弁体と本体軸の間に発生するズレ）：Ｅ【００４６】
また、弁体先端振れＥは、図１３の式（３）、式（４）により求めることができる。【００４７】
図１４は、各弁体支持構造の仕様から算出した弁体先端振れＥの結果を示す図である。
図１４においては、弁先端振れに影響するパラメータ（ｅ、ｍ、ｎ、ｃ）を、絞り装置の種類・概略仕様から想定し、弁体先端振れＥを算出した結果を示している。
図に示すように、従来の絞り装置と比較して、本発明の実施例の絞り装置は、弁体先端振れＥが小さくなることが分かる。【００４８】
図１５は、弁体先端振れ算出式を軸ズレとガイドクリアランスとに分けて示す図である。
図１６は、弁体軸と本体軸とのズレが０．１５ｍｍの場合から数値を抜粋した図である。
図１５の計算式、図１６の算出結果より以下のことが言える。
（１）支持部の長さにおいて、支点〜支持部の長さｍと、支持部〜弁座の長さｎの比が大きい方が弁体先端振れＥが小さくなる。
（２）従来の絞り装置では、軸ズレの影響にガイドクリアランスの影響を加算したものが弁体先端振れＥとなる。
それに対して、本発明の実施例の絞り装置では、軸ズレの影響をガイドクリアランスの影響でキャンセルする特徴を有する。【００４９】
以上のように、従来の絞り装置においては、弁体と弁座との接触部分の位置の変化量（弁体先端振れＥ）は、弁体と弁ガイドとのクリアランスｃによる影響が大きく、弁体先端振れＥを軽減するには、弁ガイドクリアランスｃを小さくするか、支持部〜弁座の長さｎを小さくすることが必要となる。
一方、本発明の実施例の絞り装置においては、弁体と弁座との接触部分の位置の変化量（弁体先端振れＥ）は、弁体と第２支持部とのクリアランスｃによる影響が小さい。なお、支点のズレｅを小さくし、支点〜第２支持部の長さｍを長くすることで、より弁体先端振れＥを軽減する効果が大きくなる。
【符号の説明】
【００５０】
１  本体、２  第１流路、３  第２流路、４  弁体、５  弁体胴体部、６  テーパ部、７  弁体先端円柱部、８  第１支持部、９  第２支持部、１０  弁座、１１  オリフィス、１２  弁体支持用孔、１３  冷媒流路、１４  弁室、１５  雌ねじ部材、１６  雄ねじ、１７  コイルスプリング、２０  ステッピングモータ、１００  絞り装置、１１０  圧縮機、１２０  凝縮器、１３０  蒸発器。
【図１】
2014006651.tif 000003
【図２】
2014006651.tif 000004
【図３】
2014006651.tif 000005
【図４】
2014006651.tif 000006
【図５】
2014006651.tif 000007
【図６】
2014006651.tif 000008
【図７】
2014006651.tif 000009
【図８】
2014006651.tif 000010
【図９】
2014006651.tif 000011
【図１０】
2014006651.tif 000012
【図１１】
2014006651.tif 000013
【図１２】
2014006651.tif 000014
【図１３】
2014006651.tif 000015
【図１４】
2014006651.tif 000016
【図１５】
2014006651.tif 000017
【図１６】
2014006651.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成26年10月31日(2014.10.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明に係る冷媒用絞り装置は、冷媒が流れる第１流路と第２流路とが接続される本体と、前記本体内部に形成され前記第１流路と連通する弁室と、前記弁室に形成され前記第２流路と連通する開口を有する弁座と、前記弁室を貫通して、前記弁座の開口に向かって進退自在に設けられ、前記開口の開度を調節する弁体とを備え、前記弁体は、前記弁室を貫通する弁体胴体部と、前記弁座の開口よりも小径に形成された弁体先端柱部と、前記弁体胴体部と前記弁体先端柱部とを接続するテーパ部とを有し、前記本体は、前記弁体胴体部が前記弁室に貫通する貫通孔により形成され、前記弁体胴体部と摺接して前記弁体を支持する第１支持部と、前記第２流路と前記弁座の開口とを連通する冷媒流路と、前記弁体先端柱部が嵌入される弁体支持用孔とが形成され、前記弁体支持用孔が前記弁体先端柱部と摺接して前記弁体を支持する第２支持部とを有し、前記第２支持部の前記弁体支持用孔は、前記弁体胴体部の中心軸上に形成され、前記第２支持部の前記冷媒流路は、前記弁体支持用孔の周囲に複数形成され、前記冷媒流路が、前記弁体支持用孔の軸方向と角度をなし、前記弁座の開口から前記第２流路の外周方向に向けて傾斜するように形成されている冷媒用絞り装置である。
【手続補正２】
【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】
冷媒が流れる第１流路と第２流路とが接続される本体と、
前記本体内部に形成され前記第１流路と連通する弁室と、
前記弁室に形成され前記第２流路と連通する開口を有する弁座と、
前記弁室を貫通して、前記弁座の開口に向かって進退自在に設けられ、前記開口の開度を調節する弁体と
を備え、
前記弁体は、
前記弁室を貫通する弁体胴体部と、
前記弁座の開口よりも小径に形成された弁体先端柱部と、
前記弁体胴体部と前記弁体先端柱部とを接続するテーパ部とを有し、
前記本体は、
前記弁体胴体部が前記弁室に貫通する貫通孔により形成され、前記弁体胴体部と摺接して前記弁体を支持する第１支持部と、
前記第２流路と前記弁座の開口とを連通する冷媒流路と、前記弁体先端柱部が嵌入される弁体支持用孔とが形成され、前記弁体支持用孔が前記弁体先端柱部と摺接して前記弁体を支持する第２支持部とを有し、
前記第２支持部の前記弁体支持用孔は、前記弁体胴体部の中心軸上に形成され、
前記第２支持部の前記冷媒流路は、前記弁体支持用孔の周囲に複数形成され、
前記冷媒流路が、前記弁体支持用孔の軸方向と角度をなし、前記弁座の開口から前記第２流路の外周方向に向けて傾斜するように形成されている
冷媒用絞り装置。
【請求項２】
冷媒が流れる第１流路と第２流路とが接続される本体と、
前記本体内部に形成され前記第１流路と連通する弁室と、
前記弁室に形成され前記第２流路と連通する開口を有する弁座と、
前記弁室を貫通して、前記弁座の開口に向かって進退自在に設けられ、前記開口の開度を調節する弁体と、
前記弁体を前記弁座の開口に向かって進退させる移動機構と
を備え、
前記弁体は、
前記弁室を貫通する弁体胴体部と、
前記弁座の開口よりも小径に形成された弁体先端柱部と、
前記弁体胴体部と前記弁体先端柱部とを接続するテーパ部と、
前記弁体の前記移動機構側の端部に形成され、前記移動機構と接触して当該弁体を支持する第１支持部とを有し、
前記本体は、
前記第２流路と前記弁座の開口とを連通する冷媒流路と、前記弁体先端柱部が嵌入される弁体支持用孔とが形成され、前記弁体支持用孔が前記弁体先端柱部と摺接して前記弁体を支持する第２支持部を有し、
前記第２支持部の前記弁体支持用孔は、前記弁体胴体部の中心軸上に形成され、
前記第２支持部の前記冷媒流路は、前記弁体支持用孔の周囲に複数形成され、
前記冷媒流路が、前記弁体支持用孔の軸方向と角度をなし、前記弁座の開口から前記第２流路の外周方向に向けて傾斜するように形成されている
冷媒用絞り装置。
【請求項３】
前記冷媒流路の開口面積が、前記弁座の開口の開口面積よりも小さくなるように形成された
ことを特徴とする請求項１または２記載の絞り装置。
【請求項４】
前記冷媒流路の開口面積が、前記弁座の開口の開口面積以上となるように形成された
ことを特徴とする請求項１または２記載の絞り装置。
【請求項５】
前記第２支持部は、前記本体と一体に形成された
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の絞り装置。
【請求項６】
前記第２支持部は、前記本体とは別体で形成された
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の絞り装置。
【請求項７】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機によって圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器と、
前記凝縮器によって凝縮された冷媒を膨張する、請求項１〜６の何れか一項に記載の絞り装置と、
前記絞り装置によって膨張された冷媒を蒸発する蒸発器とを備えた
ことを特徴とする空気調和装置。
【手続補正書】
【提出日】平成27年9月28日(2015.9.28)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、冷媒の流量を調整する冷媒用絞り装置、およびそれを備えた空気調和装置に関するものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、弁体または弁座の変形や磨耗を要因とする弁漏れ量の増加を抑制することができる冷媒用絞り装置を得るものである。
また、冷媒用絞り装置の弁漏れに起因する品質不具合を低減し、信頼性の高い空気調和装置を得るものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明に係る冷媒用絞り装置は、冷媒が流れる第１流路と第２流路とが接続される本体と、前記本体内部に形成され前記第１流路と連通する弁室と、前記弁室に形成され前記第２流路と連通する開口を有する弁座と、前記弁室を貫通して、前記弁座の開口に向かって進退自在に設けられ、前記開口の開度を調節する弁体と、前記弁体を前記弁座の開口に向かって進退させる移動機構とを備え、前記弁体は、前記弁室を貫通する弁体胴体部と、前記弁座の開口よりも小径に形成された弁体先端柱部と、前記弁体胴体部と前記弁体先端柱部とを接続するテーパ部と、前記弁体の前記移動機構側の端部に形成され、前記移動機構と接触して当該弁体を支持する第１支持部とを有し、前記本体は、前記第２流路と前記弁座の開口とを連通する冷媒流路と、前記弁体先端柱部が嵌入される弁体支持用孔とが形成され、前記弁体支持用孔が前記弁体先端柱部と摺接して前記弁体を支持する第２支持部を有し、前記第２支持部の前記弁体支持用孔は、前記弁体胴体部の中心軸上に形成され、前記第２支持部の前記冷媒流路は、前記弁体支持用孔の周囲に複数形成され、前記冷媒流路が、前記弁体支持用孔の軸方向と角度をなし、前記弁座の開口から前記第２流路の外周方向に向けて傾斜するように形成されているものである。
【手続補正５】
【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】
冷媒が流れる第１流路と第２流路とが接続される本体と、
前記本体内部に形成され前記第１流路と連通する弁室と、
前記弁室に形成され前記第２流路と連通する開口を有する弁座と、
前記弁室を貫通して、前記弁座の開口に向かって進退自在に設けられ、前記開口の開度を調節する弁体と、
前記弁体を前記弁座の開口に向かって進退させる移動機構と
を備え、
前記弁体は、
前記弁室を貫通する弁体胴体部と、
前記弁座の開口よりも小径に形成された弁体先端柱部と、
前記弁体胴体部と前記弁体先端柱部とを接続するテーパ部と、
前記弁体の前記移動機構側の端部に形成され、前記移動機構と接触して当該弁体を支持する第１支持部とを有し、
前記本体は、
前記第２流路と前記弁座の開口とを連通する冷媒流路と、前記弁体先端柱部が嵌入される弁体支持用孔とが形成され、前記弁体支持用孔が前記弁体先端柱部と摺接して前記弁体を支持する第２支持部を有し、
前記第２支持部の前記弁体支持用孔は、前記弁体胴体部の中心軸上に形成され、
前記第２支持部の前記冷媒流路は、前記弁体支持用孔の周囲に複数形成され、
前記冷媒流路が、前記弁体支持用孔の軸方向と角度をなし、前記弁座の開口から前記第２流路の外周方向に向けて傾斜するように形成されている
ことを特徴とする冷媒用絞り装置。
【請求項２】
前記冷媒流路の開口面積が、前記弁座の開口の開口面積よりも小さくなるように形成された
ことを特徴とする請求項１に記載の冷媒用絞り装置。
【請求項３】
前記冷媒流路の開口面積が、前記弁座の開口の開口面積以上となるように形成された
ことを特徴とする請求項１に記載の冷媒用絞り装置。
【請求項４】
前記第２支持部は、前記本体と一体に形成された
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の冷媒用絞り装置。
【請求項５】
前記第２支持部は、前記本体とは別体で形成された
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の冷媒用絞り装置。
【請求項６】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機によって圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器と、
前記凝縮器によって凝縮された冷媒を膨張する、請求項１〜５の何れか一項に記載の冷媒用絞り装置と、
前記冷媒用絞り装置によって膨張された冷媒を蒸発する蒸発器とを備えた
ことを特徴とする空気調和装置。
【国際調査報告】
2014006651.tif 000019
2014006651.tif 000020
2014006651.tif 000021
2014006651.tif 000022
2014006651.tif 000023
2014006651.tif 000024
2014006651.tif 000025
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