(57)【要約】【課題】  絞り通路にて発生する騒音を低減できる膨張弁、および、かかる膨張弁を有する空気調和機を提供すること。【解決手段】  この膨張弁１は、膨張弁本体２および弁体３を含み、膨張弁本体２のシート面２１と弁体３の側面とにより流体の絞り部が形成されると共に、弁体３の変位により弁の開度制御が行われる。そして、弁体３の軸方向断面視にて、シート面２１の軸方向の面取り寸法ａおよび径方向の面取り寸法ｂが０．１［ｍｍ］以下であり、且つ、前記シート面の軸方向の面取り寸法ａと径方向の面取り寸法ｂとの比ａ／ｂがａ／ｂ＜１であること。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
膨張弁本体および弁体を含み、前記膨張弁本体のシート面と前記弁体の先端部の側面とにより流体の絞り部が形成されると共に、前記弁体の変位により弁の開度制御が行われる膨張弁であって、
前記弁体の軸方向断面視にて、前記シート面の軸方向の面取り寸法ａおよび径方向の面取り寸法ｂが０．１ｍｍ以下であり、且つ、前記シート面の軸方向の面取り寸法ａと径方向の面取り寸法ｂとの比ａ／ｂがａ／ｂ＜１であることを特徴とする膨張弁。
【請求項２】
膨張弁本体および弁体を含み、前記膨張弁本体のシート面と前記弁体の先端部の側面とにより流体の絞り部が形成されると共に、前記弁体の変位により弁の開度制御が行われる膨張弁であって、
前記弁体の軸方向断面視にて、前記シート面の軸方向の面取り寸法ａおよび径方向の面取り寸法ｂが０．１ｍｍ以下であることを特徴とする膨張弁。
【請求項３】
膨張弁本体および弁体を含み、前記膨張弁本体のシート面と前記弁体の先端部の側面とにより流体の絞り部が形成されると共に、前記弁体の変位により弁の開度制御が行われる膨張弁であって、
前記弁体の軸方向断面視にて、前記シート面の軸方向の面取り寸法ａと径方向の面取り寸法ｂとの比ａ／ｂがａ／ｂ＜１であることを特徴とする膨張弁。
【請求項４】
前記面取り寸法ａが０．１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載の膨張弁。
【請求項５】
弁の全閉時にて前記シート面と前記弁体のショルダー面とが接触して流体の絞り部が封止される構成において、
前記弁体の軸方向断面視にて、軸方向に対する前記ショルダー面の傾斜角φが前記シート面の傾斜角θに対して略等しく成るように構成される請求項１〜４のいずれか一つに記載の膨張弁。
【請求項６】
前記弁体が挿通する弁通室が前記膨張弁本体内に形成されており、絞り部を通過した流体が前記弁通室内にて膨張する構成において、
前記弁体の径方向断面積Ｓ１と前記弁通室の径方向断面積Ｓ２との比Ｓ１／Ｓ２がＳ１／Ｓ２≧０．４０である請求項１〜５のいずれか一つに記載の膨張弁。
【請求項７】
前記弁体が挿通する弁通室が前記膨張弁本体内に形成されており、絞り部を通過した流体が前記弁通室内にて膨張する構成において、
前記弁体の曲げ固有値が可聴周波数領域以上である請求項１〜６のいずれか一つに記載の膨張弁。
【請求項８】
前記弁体の先端部の側面に軸線方向に交差するように溝が設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の膨張弁。
【請求項９】
膨張弁本体および弁体を含み、前記膨張弁本体のシート面と前記弁体の先端部の側面とにより流体の絞り部が形成されると共に、前記弁体の変位により弁の開度制御が行われる膨張弁であって、
前記弁体の先端部の側面に軸線方向に交差するように溝が設けられていることを特徴とする膨張弁。
【請求項１０】
前記弁体の本体側面、前記膨張弁本体の前記弁体の先端部に対向する先端対向面および前記膨張弁本体の前記弁体の本体側面に対抗する本体対向面の少なくとも１面に、前記弁体の軸線方向に交差するように溝が設けられていることを特徴とする請求項９または１０に記載の膨張弁。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一つに記載の膨張弁により作動冷媒の絞り機構が構成されることを特徴とする空気調和機。
【請求項１２】
弁通室に絞り部を介して連通する通路と、該通路と弁通室との連通状態を前記絞り部で調整する弁体と、を有する膨張弁において、
前記弁体に接触する前記絞り部に形成されたシート部の面取り部の傾斜面が、当該傾斜面と接触する弁体の対向面に対し、略平行をなすように形成されることを特徴とする膨張弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、膨張弁および空気調和機に関し、さらに詳しくは、絞り通路にて発生する騒音を低減できる膨張弁、および、かかる膨張弁を有する空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
膨張弁では、稼働時にて多量の冷媒が絞り通路を通過すると、高周波数の騒音（笛吹音）が発生するという課題がある。これは、絞り通路を通過した冷媒中に渦が発生して成長し、この渦により弁体が振動して騒音が発生すると考えられている。
かかる課題において、従来の膨張弁には、特許文献１に記載される技術が知られている。従来の膨張弁は、高圧側の液冷媒を減圧膨張させる絞り通路穴の開口面積を調整するように変位する弁体と、絞り通路穴を通過した低圧側２相冷媒を蒸発器に送り込む低圧側２層冷媒通路とを備える膨張弁において、低圧側２相冷媒通路は、絞り通路穴側に位置する第１通路と、第１通路の冷媒流れ下流側に位置し、第１通路よりも通路断面積が大きい第２通路とを有しており、第１通路に、第２通路に向かって突出する突出部材を備えることを特徴とする。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１-２６３８６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に示すものは弁体で形成される絞り通路を通過した後の第一通路および第二通路における圧力変動を減衰させるものであり、絞り通路での騒音については何ら考慮されていないという問題があった。
【０００５】
この発明は、上記問題点に鑑み、絞り通路にて発生する騒音を低減できる膨張弁、および、かかる膨張弁を有する空気調和機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】
【０００６】
上記目的を達成するため、この発明にかかる膨張弁は、膨張弁本体および弁体を含み、前記膨張弁本体のシート面と前記弁体の先端部の側面とにより流体の絞り部が形成されると共に、前記弁体の変位により弁の開度制御が行われる膨張弁であって、前記弁体の軸方向断面視にて、前記シート面の軸方向の面取り寸法ａおよび径方向の面取り寸法ｂが０．１ｍｍ以下であり、且つ、前記シート面の軸方向の面取り寸法ａと径方向の面取り寸法ｂとの比ａ／ｂがａ／ｂ＜１であることを特徴とする。
【０００７】
この膨張弁では、シート面の面取り寸法ａ，ｂが適正化されるので、絞り部の通過時にて流れ方向に発生する流体の渦が低減され、また、絞り部の下流側における流体の渦の増幅が低減される。さらに、流体の流れ方向におけるシート面の長さが小さくかつ平坦となるので、絞り部で発生された渦が速やかに拡散して弁体を打つことが少なくなる。これにより、絞り部にて発生する騒音が効果的に低減される利点がある。
【０００８】
また、この発明にかかる膨張弁は、膨張弁本体および弁体を含み、前記膨張弁本体のシート面と前記弁体の先端部の側面とにより流体の絞り部が形成されると共に、前記弁体の変位により弁の開度制御が行われる膨張弁であって、前記弁体の軸方向断面視にて、前記シート面の軸方向の面取り寸法ａおよび径方向の面取り寸法ｂが０．１ｍｍ以下であることを特徴とする。
【０００９】
この膨張弁では、シート面の面取り寸法ａ，ｂが適正化されるので、絞り部の通過時にて流れ方向に発生する流体の渦が低減される。また、流体の流れ方向におけるシート面の長さが小さくなるので、絞り部で発生された渦が速やかに拡散して弁体を打つことが少なくなる。これにより、絞り部にて発生する騒音が効果的に低減される利点がある。
【００１０】
また、この発明にかかる膨張弁は、膨張弁本体および弁体を含み、前記膨張弁本体のシート面と前記弁体の先端部の側面とにより流体の絞り部が形成されると共に、前記弁体の変位により弁の開度制御が行われる膨張弁であって、前記弁体の軸方向断面視にて、前記シート面の軸方向の面取り寸法ａと径方向の面取り寸法ｂとの比ａ／ｂがａ／ｂ＜１であることを特徴とする。
【００１１】
この膨張弁では、軸方向の面取り寸法ａと径方向の面取り寸法ｂとの比ａ／ｂが適正化されるので、絞り部の下流側における流体の渦の増幅が低減される。すなわち、シート面が平坦となり、絞り部で発生された渦が速やかに弁体から離れる方向に拡散するので、渦の存在密度が低減され、弁体を打つことが少なくなる。これにより、絞り部にて発生する騒音が効果的に低減される利点がある。
【００１２】
また、この発明にかかる膨張弁は、前記面取り寸法ａが０．１ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１３】
この膨張弁では、軸方向のシート面の面取り寸法ａが０．１ｍｍ以下と小さくされるので、流体の流れ方向におけるシート面の長さが小さくなる。このため、絞り部で発生された渦が速やかに弁体から離れる方向に拡散し、弁体付近の渦密度が低減される。したがって、渦が弁体を打つことが少なくなるので、絞り部にて発生する騒音が効果的に低減される利点がある。
【００１４】
また、この発明にかかる膨張弁は、弁の全閉時にて前記シート面と前記弁体のショルダー面とが接触して流体の絞り部が封止される構成において、前記弁体の軸方向断面視にて、軸方向に対する前記ショルダー面の傾斜角φが前記シート面の傾斜角θに対して略等しく成るように構成される。
【００１５】
この膨張弁では、軸方向に対する弁体のショルダー面の傾斜角φがシート面の傾斜角θに対して略等しく成るように構成されるので、シート面の形状および寸法が上記のように適正化されたときに、絞り部の下流側における流体の渦の拡散方向がより好適となる。これにより、絞り部Ｒ３にて発生する騒音が効果的に低減される利点がある。
【００１６】
また、この発明にかかる膨張弁は、前記弁体が挿通する弁通室が前記膨張弁本体内に形成されており、絞り部を通過した流体が前記弁通室内にて膨張する構成において、前記弁体の径方向断面積Ｓ１と前記弁通室の径方向断面積Ｓ２との比Ｓ１／Ｓ２がＳ１／Ｓ２≧０．４０である。
【００１７】
この膨張弁では、弁体の径方向断面積Ｓ１と弁通室の径方向断面積Ｓ２との比Ｓ１／Ｓ２が適正化されるので、弁通室内における流体の渦の成長が抑制されて、絞り部にて発生する騒音がより効果的に低減される利点がある。
【００１８】
また、この発明にかかる膨張弁は、前記弁体が挿通する弁通室が前記膨張弁本体内に形成されており、絞り部を通過した流体が前記弁通室内にて膨張する構成において、前記弁体の曲げ固有値が可聴周波数領域以上である。
【００１９】
この膨張弁では、弁体の曲げ固有値が可聴周波数以上であるので、弁通室内における流体の渦により弁体が振動した場合においても可聴周波数以上の騒音となり、騒音対策として効果的である。
【００２０】
また、この発明にかかる膨張弁は、前記弁体の先端部の側面に軸線方向に交差するように溝が設けられていることを特徴とする。
【００２１】
この膨張弁では、上記発明に加えて、弁体の先端部の側面に軸線方向に交差するように溝が設けられているので、流体が溝によって分解され、発生する渦の大きさを小さくできる。これにより、絞り部に流入する渦の大きさを小さくできるので、絞り部にて発生する騒音が一層効果的に低減される利点がある。
【００２２】
また、この発明にかかる膨張弁は、膨張弁本体および弁体を含み、前記膨張弁本体のシート面と前記弁体の先端部の側面とにより流体の絞り部が形成されると共に、前記弁体の変位により弁の開度制御が行われる膨張弁であって、
前記弁体の先端部の側面に軸線方向に交差するように溝が設けられていることを特徴とする。
【００２３】
この膨張弁では、弁体の先端部の側面に軸線方向に交差するように溝が設けられているので、流体が溝によって分解され、発生する渦の大きさを小さくできる。これにより、絞り部に流入する渦の大きさを小さくできるので、絞り部にて発生する騒音が効果的に低減される利点がある。
【００２４】
また、前記弁体の本体側面、前記膨張弁本体の前記弁体の先端部に対向する先端対向面および前記膨張弁本体の前記弁体の本体側面に対抗する本体対向面の少なくとも１面に、前記弁体の軸線方向に交差するように溝が設けられていることを特徴とする。
【００２５】
この発明にかかる膨張弁は、弁体の本体側面、膨張弁本体の弁体の先端部に対向する先端対向面および膨張弁本体の弁体の本体側面に対抗する本体対向面の少なくとも１面に、弁体の軸線方向に交差するように溝が設けられているので、発生する渦の大きさを一層低減し、あるいは、絞り部を通過した渦を速やかに小さくすることができる。例えば、弁体の本体側面および／または膨張弁本体の弁体の本体側面に対抗する本体対向面に溝を設ければ、絞り部を通過した渦を分解し、強制的に小さくする。また、膨張弁本体の弁体の先端部に対向する先端対向面に溝を設ければ、絞り部を通過する流体を分解し発生する渦を小さくする。
これにより、絞り部にて発生する騒音が一層効果的に低減される利点がある。
【００２６】
また、この発明にかかる空気調和機は、上記の膨張弁により作動冷媒の絞り機構が構成されることを特徴とする。
【００２７】
また、この発明にかかる膨張弁は、弁通室に絞り部を介して連通する通路と、該通路と弁通室との連通状態を前記絞り部で調整する弁体と、を有する膨張弁において、前記弁体に接触する前記絞り部に形成されたシート部の面取り部の傾斜面が、当該傾斜面と接触する弁体の対向面に対し、略平行をなすように形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
この発明にかかる膨張弁では、シート面の面取り寸法ａ，ｂが適正化されるので、絞り部の通過時にて流れ方向に発生する流体の渦が低減され、また、絞り部の下流側における流体の渦の増幅が低減される。これにより、絞り部にて発生する騒音が効果的に低減される利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、この発明の実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施形態の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的同一のものが含まれる。また、この実施形態に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。
【００３０】
［第一実施形態］
本発明の第一実施形態について、図１〜図５を用いて説明する。
図１は、この実施形態にかかる膨張弁を示す断面図である。図２〜図４は、図１に記載した膨張弁の絞り部を示す部分拡大図である。図５は、図１に記載した膨張弁の適用例を示すシステム構成図である。
【００３１】
この膨張弁１は、例えば、電子膨張弁であり、膨張弁本体２と、弁体３とを含み構成される（図１参照）。膨張弁本体２内には、通路Ｒ１と、通路Ｒ２と、絞り部Ｒ３と、弁通室Ｒ４とが形成される。通路Ｒ１は、流体の入口となる通路であり、通路Ｒ２は、流体の入口となる通路である。これらの通路Ｒ１、Ｒ２は、膨張弁本体２内にて弁通室Ｒ４に連通する。また、これらの通路Ｒ１、Ｒ２を介して膨張弁１が外部要素（図５参照）に接続される。
【００３２】
絞り部Ｒ３は、流体の流路を絞る通路であり、通路Ｒ１から弁通室Ｒ４に至る途中に形成される。弁体３は、弁体部（弁体の本体）３３と、先端部（弁体の先端部）３４と、弁体部３３および先端部３４を連結するショルダー部３５とで構成されている。弁体部３３は円筒形状をし、ショルダー部３５および先端部３４は順次先細りに形成された截頭円錐台形状をしている。先端部３４の長さは、例えば、略３ｍｍとされている。
弁体部３３が外部から膨張弁本体２内に摺動可能に挿入されると共に、弁通室Ｒ４を貫通し、先端部３４が絞り部Ｒ３内に挿入されるように配置されている。
この弁体３は、例えば、ステッピングモータ（図示省略）により駆動されて軸方向に変位できる。
【００３３】
膨張弁本体２の弁通室Ｒ４には、弁体３の軸線方向に略直交するシート部２２と、弁体部３３と対向する本体対向面２３と、が設けられている。シート部２２には、通路Ｒ１と連通し、先端部３４が挿通する貫通孔２４が設けられている。シート部２２の内側部分にはショルダー部と対向するシート面２１が形成されている。
貫通孔２４の内周面は、先端部３４と対向する先端対向面２５を構成している。
貫通孔２４の径を膨張弁１の口径と称する。ここでは、口径として、例えば、１．８ｍｍとされている。なお、口径はこれに限らず、例えば、２．４ｍｍ、３．０ｍｍ等種々の大きさがある。
【００３４】
ここで、膨張弁１は、用いられる流路構成によって通路Ｒ１側、通路Ｒ２側のいずれから入った流体であっても、その流過流量や圧力状態を調整することができる。例えば後述する冷凍サイクルを構成する冷媒回路に用いられた場合には、暖房時において、この膨張弁１では、流体が通路Ｒ１から膨張弁本体２に流入した冷媒が絞り部Ｒ３にて流路が絞られることにより、弁通室Ｒ４内にて減圧膨張して通路Ｒ２から外部に流出することになる。他方、冷房時には四方弁などにより冷媒流路方向を逆転されることにより、通路Ｒ２側から流入した冷媒が絞り部Ｒ３で減圧された後、通路Ｒ１側に流出することになる。
【００３５】
また、流体の流過時に弁体３の駆動制御による軸方向変位を変えることにより、絞り部Ｒ３での流体の流路断面積が調整されて弁の開度制御を行うことができるが、この開度制御により膨張弁１に流入する流体の圧力を中間圧、低圧など必要とされる圧力に調整して流出させることができる。
【００３６】
［絞り通路のシート面］
膨張弁１では、絞り部Ｒ３の最狭部（流路断面積が最も狭くなる部分）が膨張弁本体２のシート面２１、弁体３の先端部３４のテーパ面（側面）３１およびショルダー部３５の周面であるショルダー面３２により構成される（図２参照）。そして、弁体３が軸方向に変位すると、シート面２１とテーパ面３１、シート面２１とショルダー面３２との隙間が変化して流体の流路断面積が調整される。
【００３７】
かかる膨張弁本体２のシート部２２は、弁体３の軸方向断面視にて、略直角形状（ピン角形状）となるように構成される（図３参照）。具体的には、シート面２１の面取り寸法ａ，ｂ（軸方向の面取り寸法ａおよび径方向の面取り寸法ｂ）が０．１［ｍｍ］以下、好ましくは０．０５ｍｍ以下となるように構成される。なお、かかる構成としても、膨張弁１の開閉耐久性能が維持される。
【００３８】
かかる構成では、渦は，流体のスケール（本実施形態の場合は面取り寸法）に対応して小さくなっていくので、絞り部Ｒ３の通過時にて流れ方向に発生する流体の渦が低減される。より具体的には、本実施形態では、シート面２１の面積を小さくすることによりテーパ面３１との間で流過流体が圧縮される領域を減少させる構成を採用している。これにより、絞り部Ｒ３にて発生する騒音が効果的に低減される利点がある。
【００３９】
また、膨張弁本体２のシート面２１は、弁体３の軸方向断面視にて、軸方向の面取り寸法ａと径方向の面取り寸法ｂとの比ａ／ｂがａ／ｂ＜１となるように構成される（図３参照）。すなわち、軸方向に対するシート面２１の傾斜角θ（ｔａｎθ＝ｂ／ａ）がθが４５度以上となるように構成される。なおまた、詳細は後述するが、本実施形態で６０度としたθは、θは＞６０度以上であることがより好ましい。
【００４０】
かかる構成では、絞り部Ｒ３にて発生した流体の渦がシート面２１の傾斜方向に沿って弁通室Ｒ４内を径方向に拡散する。このとき、シート面２１の通路Ｒ１側端部がテーパ面３１に最接近することになるが、傾斜角を大きくすることにより絞り部Ｒ３の下流側における流体の渦の増幅が低減されるので、渦エネルギーによる構造物（弁体３など）の加振が抑制される。これにより、絞り部Ｒ３にて発生する騒音が効果的に低減される利点がある。
【００４１】
［シート面と弁体のテーパ面との関係］
図４（ｂ）に示したように、この膨張弁１の全閉制御時には、シート面２１と弁体３のショルダー面３２とが接触して絞り部Ｒ３が封止される。このため、かかるショルダー面３２は、弁体３の軸方向断面視にて、軸方向に対する傾斜角φがシート面２１の傾斜角θに対して略等しく成るように構成されることが好ましい。
【００４２】
すなわち、前述したように、本実施形態では、弁体３に接触する絞り部Ｒ３に形成されたシート部２２の面取り部の傾斜面であるシート面２１を有する構成を採用しているが、このシート面２１と接触する弁体の対向面となるショルダー面３２に対し、弁体３の軸方向断面視にて、シート面２１が略平行をなすように形成することが好ましい（図４（ａ）参照）。
【００４３】
かかる構成では、膨張弁１が開いている場合において、通路Ｒ１側から流入した流体が絞り部Ｒ３の流過に伴いショルダー面３２により案内されることになるので、絞り部Ｒ３の下流側における流体の流路方向がシート面２１の傾斜方向（傾斜角θの方向）に沿うことになる。このため、シート面２１およびショルダー面３２の形状および寸法が前述したように４５度以上、好ましくは６０度以上に適正化されれば、絞り部Ｒ３を流体が流過する際に生成される渦の成長をショルダー面３２で流れの向きを変えることにより抑制することができるので、絞り部Ｒ３の下流側における流体の渦の拡散を促進することができる。これにより、絞り部Ｒ３にて発生する騒音が効果的に低減される利点がある。
【００４４】
また、かかる構成では、弁の全閉時にてショルダー面３２とシート面２１とが面接触するので、これらが線接触する従来の膨張弁と比較して、全閉時における絞り部Ｒ３のシール性が向上する利点がある。
【００４５】
［付加事項］
なお、この膨張弁１では、弁体３の径方向断面積Ｓ１（＝πｄ2／４）と弁通室Ｒ４の径方向断面積Ｓ２（＝πＤ2／４）との比Ｓ１／Ｓ２がＳ１／Ｓ２≧０．４０であることが好ましい。これにより、弁通室Ｒ４内における流体の渦の成長が抑制されるので、絞り部Ｒ３にて発生する騒音がより効果的に低減される利点がある。
【００４６】
また、この膨張弁１では、膨張弁本体２（特にシート面２１の形成部）がステンレススチール製であることが好ましい。かかる構成では、真鍮製の場合と比較して、エロージョン（浸食）に対するシート面２１の耐久性が向上するので、上記のように適正化されたシート面２１の形状および寸法が好適に維持される利点がある。
【００４７】
また、この膨張弁１では、弁体３の曲げ固有値が可聴周波数以上であることが好ましい。これにより、弁通室内における流体の渦により弁体が振動した場合においても可聴周波数以上の騒音となり、騒音対策として効果的である。
【００４８】
［空気調和機］
上記の膨張弁１（１Ａ，１Ｂ）は、例えば、空気調和機１０における冷媒（流体）の絞り機構として用いられる（図４参照）。
【００４９】
空気調和機１０は、室外に配置される室外ユニット１２と、室内に配置される室内ユニット１３と、制御ユニット１４とを含み構成される。そして、室外ユニット１２および室内ユニット１３がそれぞれ熱交換器１２１，１３１を有しており、これらの熱交換器１２１，１３１が相互に配管１５により接続されている。空気調和機１０は、これらの熱交換器１２１，１３１間に冷媒（流体）を循環させて室内および室外にて熱交換を行うことにより、室内の冷房、暖房もしくは冷暖房を行うことができる。
【００５０】
室外ユニット１２は、室外熱交換器１２１と、室外膨張弁１Ａと、圧縮機１２３と、アキュムレータ１２４と、四方切換弁１２５とを含み、これらが配管１５により接続されて構成されている。室外熱交換器１２１は、外気との間で冷媒の熱交換を行う機器であり、暖房運転時には蒸発器として機能し、冷房運転時には凝縮器として機能する。室外膨張弁１Ａは、冷媒の流路を絞る弁であり、主として、暖房運転時に使用される。また、この室外膨張弁１Ａは、その開度調整により配管１５内における冷媒の流量を調整できる。圧縮機１２３は、冷媒を吸入して圧縮し、冷媒の圧力を高める機能を有する。アキュムレータ１２４は、冷媒の余剰分を一時的に貯蔵して冷媒の流量を調整する機能を有する。四方切換弁１２５は、室外ユニット１２内の配管１５の接続を切り換えることにより、暖房運転用の配管構成と冷房用の配管構成とを切り換える機能を有する。
【００５１】
室内ユニット１３は、室内熱交換器１３１と、室内膨張弁１Ｂとを含み、これらが配管１５により接続されて構成されている。室内熱交換器１３１は、室内空気との間で冷媒の熱交換を行う機器であり、暖房運転時には凝縮器として機能し、冷房運転時には蒸発器として機能する。室内膨張弁１Ｂは、冷媒の流路を絞る弁であり、主として、冷房運転時に使用される。また、この室内膨張弁１Ｂは、その開度調整により配管１５内における冷媒の流量を調整できる。なお、この空気調和機１０では、複数の室内ユニット１３，１３が設置されており、これらの室内ユニット１３，１３が相互に独立して稼働できる。したがって、各室内ユニット１３が異なる室内に設置されることにより、各室内の空気が個別に調和される。
【００５２】
制御ユニット１４は、制御部１４１と、各種のセンサー（図示省略）とを含み構成される。制御部１４１は、室外ユニット１２および室内ユニット１３の各構成要素を制御し、特に、室外膨張弁１Ａおよび室内膨張弁１Ｂの開度制御を行う。各種のセンサーは、室外ユニット１２および室内ユニット１３の各構成要素、ならびに、配管１５の要所に設置されて必要な情報を検出する。
【００５３】
なお、この空気調和機１０では、室外ユニット１２の膨張弁１Ａが、暖房運転時、冷媒の絞り機構として機能する。一方、室内ユニット１３の膨張弁１Ｂが、冷房運転時、冷媒の絞り機構として機能する。
【００５４】
また、ここでは、一例として、暖房運転時の空気調和機１０の作用について説明する（図５参照）。なお、この空気調和機１０では、四方切換弁１２５が駆動されて室外ユニット１２内の配管構成が切り換えられることにより、暖房運転と冷房運転とが切り換えられる（図示省略）。
【００５５】
暖房運転時では、まず、圧縮機１２３にて加圧された冷媒が高温高圧のガス状態にて各室内ユニット１３、１３に供給される。そして、この冷媒が室内熱交換器１３１内にて凝縮液化して熱を放出する。これにより、熱交換が行われて室内の空気が暖められる。次に、熱交換を行った冷媒が室外ユニット１２側に戻され、冷媒の流路が室外膨張弁１Ａにて絞られる。すると、冷媒が室外熱交換器１２１内にて断熱膨張し、蒸発気化して熱を吸収する。そして、この冷媒が四方切換弁１２５およびアキュムレータ１２４を通って圧縮機１２３に帰還する。これにより、冷媒が室外ユニット１２および各室内ユニット１３、１３間を循環して、室内の暖房が行われる。
【００５６】
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について、図６を用いて説明する。
本実施形態にかかる膨張弁１は、弁体３の先端部３４の構成が前述した第一実施形態のものと異なり、その他については前述した第一実施形態のものと同じであるので、ここでは相違する先端部３４について説明し、その他については重複した説明を省略する。
なお、前述した第一実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
膨張弁（１Ａ、１Ｂ）は、例えば、第一実施形態に示される空気調和機１０における冷媒（流体）の絞り機構として用いられる（図４参照）。
図６は、この実施形態にかかる膨張弁１を示す断面図である。図７は、図６に記載した膨張弁の弁体３の先端部３４を示す部分拡大図である。
【００５７】
先端部３４のテーパ面３１には、断面形状が三角形をした溝４が設けられている。溝４は、スパイラル状に形成されており、テーパ面３１の略全域に亘り設けられている。
溝４のピッチＰは、少なくとも最大リフト時の半径方向の隙間よりも小さくなるように設定される。ここでは略０．５ｍｍとされている。なお、ピッチＰは、小さければ小さいほど良い。
また、溝４の深さはピッチＰと略同程度とされている。
溝４におけるスパイラルの傾斜角θは、１周してピッチＰ分だけずれるように設定されている。なお、傾斜角θは、これに限らず適宜に設定すればよい。
【００５８】
この弁体３３の先端部３４では、弁体３３の軸線方向に交差する方向に延在した凹部と凸部とが交互に複数形成されていることになる。
したがって、通路Ｒ１から絞り部Ｒ３に流入する流体は、この凸部と凹部とに交互に作用されて絞り部Ｒ３に流入することとなる。
【００５９】
かかる構成では、例えば、通路Ｒ１から絞り部Ｒ３に流入する流体が溝によって分解され、流体のスケールが小さくなる。このため、発生する渦の大きさは流体のスケールに対応して小さくなっていくので、発生する渦の大きさを小さくできる。
なお、渦の大きさはピッチＰの大きさに対応するため、ピッチＰは小さいほど好適である。
これにより、絞り部Ｒ３に流入する渦の大きさを小さくできるので、絞り部Ｒ３にて発生する騒音が効果的に低減される利点がある。
このように、渦の発生段階でその大きさを小さくしているので、前述の第一実施形態との相乗効果によって、絞り部Ｒ３にて発生する騒音が一層効果的に低減される利点がある。
【００６０】
なお、本実施形態では、溝４は加工性の面から断面形状が三角形で、スパイラル状としているが、これに限定されるものではない。
例えば、図８に示されるように、スパイラル状ではなく、それぞれが軸線方向に交差する方向に延在し、テーパ面３１を囲繞する複数の溝４を、相互に略平行になるように設けてもよい。
また、断面形状についても、図９に示す半円形、図１０に示す四角形等適宜な形状を用いることができる。
さらに、図１１に示すように、先端部３４を、賛嘆に向かうほど径が小さくなる複数の円筒体が積み重なった状態、すなわち、階段状としてもよい。
【００６１】
なお、本実施形態では、溝４はテーパ面３１にのみ設けられているが、これに加えて次のように場所に設けるようにしてもよい。
すなわち、先端対向面２５の略全面（図６に示す場所Ａ）に、弁体３の軸線方向に交差する方向に延在する溝４を設ける。
このように構成することにより、絞り部Ｒ３に流入する流体は一層細かく分解されるので、発生する渦の大きさを一層低減させることができる。このため、絞り部にて発生する騒音が一層効果的に低減される利点がある。
【００６２】
また、本体対向面２３の絞り部Ｒ３側の部分（図６に示す場所Ｂ）および／または弁体部３３のショルダー部３５側の側面（図６に示す場所Ｃ）に、弁体３の軸線方向に交差する方向に延在する溝４を設ける。
このように構成することにより、絞り部を通過した渦を分解し、強制的に小さくすることができるので、絞り部にて発生する騒音が一層効果的に低減される利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第一実施形態にかかる膨張弁を示す断面図である。
【図２】図１に記載した膨張弁の絞り部を示す部分拡大図である。
【図３】図１に記載した膨張弁の絞り部を示す部分拡大図である。
【図４】図１に記載した膨張弁の絞り部を示す部分拡大図である。
【図５】図１に記載した膨張弁の適用例を示すシステム構成図である。
【図６】本発明の第二実施形態にかかる膨張弁を示す断面図である。
【図７】図６に記載した膨張弁の弁体の先端部を示す部分拡大図である。
【図８】本発明の第二実施形態にかかる膨張弁の先端部の別の実施形態を示す断面図である。
【図９】本発明の第二実施形態にかかる膨張弁の先端部の別の実施形態を示す断面図である。
【図１０】本発明の第二実施形態にかかる膨張弁の先端部の別の実施形態を示す断面図である。
【図１１】本発明の第二実施形態にかかる膨張弁の先端部の別の実施形態を示す正面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１  膨張弁
２  膨張弁本体
２１  シート面
２３  本体対向面
２５  先端部対向面
３  弁体
３１  テーパ面
３２  ショルダー面
３４  先端部
４  溝
１０  空気調和機
Ｒ１  高圧側通路
Ｒ２低圧側通路
Ｒ３絞り部
Ｒ４弁通室
【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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