(57)【要約】【課題】冷媒等の流体が弁ポートを通過することに伴う騒音の発生を極力抑制し、より一層の騒音レベルの低減を図った流量制御弁を提供すること。【解決手段】弁ポート１３の拡径部５７の内周面とストレート部５５の内周面とをＲ面５９によって、接線又は接線に近い略段差のない滑らかな接続、即ち、略接線接続する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁室に開口した弁ポートを弁ハウジング側に有し、前記弁室内に設けられた弁体の軸線方向移動によって前記弁ポートの開度を増減し、流量制御を行う流量制御弁において、
前記弁ポートは、前記弁室に対して開口した一方の開口端の側に所定軸長に亘って設けられた均一内径のストレート部と、前記ストレート部より他方の開口端の側に向かうに従って内径が大きくなり前記ストレート部の軸長より長い軸長の拡径部とを有し、前記拡径部の内周面と前記ストレート部の内周面とが曲面によって略接線接続されていることを特徴とする流量制御弁。
【請求項２】
前記拡径部の内周面は、異なる半径の複数個の円弧面の組合せ、あるいは、少なくとも一つの円弧面と直線傾斜面との組合せにより構成されていることを特徴とする請求項１記載の流量制御弁。
【請求項３】
前記弁ポートの前記弁室に対する開口端がＣ面取りあるいはＲ面取りされていることを特徴とする請求項１または２記載の流量制御弁。
【請求項４】
前記弁ポートの前記弁室に対する開口端の側に、前記拡径部とは逆方向に拡径した逆拡径部を有し、当該逆拡径部の内周面と前記ストレート部の内周面とが曲面によって略接線接続されていることを特徴とする請求項１または２記載の流量制御弁。
【請求項５】
前記弁ポートの前記弁室に対する開口端の周りが当該開口端を取り囲む円環状段差突起部になっていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項記載の流量制御弁。
【請求項６】
弁室に開口した弁ポートを弁ハウジング側に有し、前記弁室内に設けられた弁体の軸線方向移動によって前記弁ポートの開度を増減し、流量制御を行う流量制御弁において、
前記弁ポートの前記弁室に対する開口端の周りが当該開口端を取り囲む円環状段差突起部になっており、前記弁ポートの前記弁室に対する開口端が面取りされていることを特徴とする流量制御弁。
【請求項７】
前記弁ポートの前記弁室に対する開口端の面取りが、Ｃ面取りあるいはＲ面取りであることを特徴とする請求項５記載の流量制御弁。
【請求項８】
弁室に開口した弁ポートを弁ハウジング側に有し、前記弁室内に設けられた弁体の軸線方向移動によって前記弁ポートの開度を増減し、流量制御を行う流量制御弁において、
前記弁ポートの前記弁室に対する開口端の周りが当該開口端を取り囲む円環状段差突起部になっており、前記弁ポートの前記弁室に対する開口端の側がテーパ部になっていることを特徴とする流量制御弁。
【請求項９】
前記円環状段差突起部の外周角部がＣ面取りあるいはＲ面取りされていることを特徴とする請求項６〜８の何れか１項記載の流量制御弁。
【請求項１０】
前記円環状段差突起部の頂面と当該円環状段差突起部の外周囲に存在する段差面とが、曲面あるいは傾斜面により接続されていることを特徴とする請求項６〜９の何れか１項記載の流量制御弁。
【請求項１１】
前記弁ポートは、前記弁室に対して開口した一方の開口端の側に所定軸長に亘って設けられた均一内径のストレート部と、前記ストレート部より他方の開口端の側に向かうに従って内径が大きくなり前記ストレート部の軸長より長い軸長の拡径部とを有することを特徴とする請求項６〜１０の何れか１項記載の流量制御弁。
【請求項１２】
前記ストレート部の口径Ａと前記拡径部の最大径Ｂとの開口比Ｂ／Ａが２〜４であることを特徴とする請求項１〜５、１１の何れか１項記載の流量制御弁。
【請求項１３】
弁室に開口した弁ポートを弁ハウジング側に有し、前記弁室内に設けられた弁体の軸線方向移動によって前記弁ポートの開度を増減し、流量制御を行う流量制御弁において、
前記弁室に対して開口した一方の開口端の側に所定軸長に亘って設けられた均一内径のストレート部と、前記ストレート部より他方の開口端の側に向かうに従って内径が大きくなり前記ストレート部の軸長より長い軸長のテーパ部とを有し、
前記ストレート部の口径Ａと前記テーパ部の最大径Ｂとの開口比Ｂ／Ａが２〜４で、前記テーパ部のテーパ角が２０度〜６０度であることを特徴とする流量制御弁。
【請求項１４】
前記ストレート部と前記テーパ部とがＲ面によって接続されていることを特徴とする請求項１３記載の流量制御弁。
【請求項１５】
前記テーパ部の大径側の開口端がＲ面取りされていることを特徴とする請求項１３または１４記載の流量制御弁。
【請求項１６】
前記弁ポートの前記弁室に対する開口端の側に、前記テーパ部とは逆方向に拡径した逆テーパ部を有することを特徴とする請求項１３〜１５の何れか１項記載の流量制御弁。
【請求項１７】
前記弁ポートの前記弁室に対する開口端の周りが当該開口端を取り囲む円環状段差突起部になっていることを特徴とする請求項１３〜１６の何れか１項記載の流量制御弁。
【請求項１８】
弁室に開口した弁ポートを弁ハウジング側に有し、前記弁室内に設けられた弁体の軸線方向移動によって前記弁ポートの開度を増減し、流量制御を行う流量制御弁において、
前記弁体は、前記弁ポートの開度を増減するテーパ軸状の計量部を有し、更に前記計量部の先端に円錐部を有し、前記計量部と前記円錐部とが曲面によって接続されていることを特徴とする流量制御弁。
【請求項１９】
前記円錐部の先端が半球面になっていることを特徴とする請求項１８記載の流量制御弁。
【請求項２０】
弁室に開口した弁ポートを弁ハウジング側に有し、前記弁室内に設けられた弁体の軸線方向移動によって前記弁ポートの開度を増減し、流量制御を行う流量制御弁において、
前記弁体は、前記弁ポートの開度を増減するテーパ軸状の計量部を有し、前記計量部の先端角部がＲ面取りされていることを特徴とする流量制御弁。
【請求項２１】
弁室に開口した弁ポートを弁ハウジング側に有し、前記弁室内に設けられた弁体の軸線方向移動によって前記弁ポートの開度を増減し、流量制御を行う流量制御弁において、
前記弁体は、前記弁ポートの開度を増減するテーパ軸状の計量部を有し、前記計量部の先端面が球面状になっていることを特徴とする流量制御弁。
【請求項２２】
弁室に開口した弁ポートを弁ハウジング側に有し、前記弁室内に設けられた弁体の軸線方向移動によって前記弁ポートの開度を増減し、流量制御を行う流量制御弁において、
前記弁体は、前記弁ポートの開度を増減するテーパ軸状の計量部を有し、前記計量部と前記弁体の弁棒部とが曲面によって接続されていることを特徴とする流量制御弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、流量制御弁に関し、特に、ニードル弁型の流量制御弁の弁ポート形状、弁体形状に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
弁室に開口した弁ポートを弁ハウジング側に有し、弁室内に設けられた弁体の軸線方向移動によって弁ポートの開度を増減し、流量制御を行うニードル弁型の流量制御弁は、よく知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
上述のような流量制御弁は、特に、空気調和機や冷凍機等の冷凍サイクル装置での可変膨張弁としての使用において、冷媒の通過音による騒音を生じ、静粛性を阻害する。この騒音の発生は、冷媒が絞り作用を行う弁ポートを高速度で流れることにより、流体流の剥離、縮流が生じ、渦（マイクロタービレンス）が発生するからであると考えられている。
【０００４】
このことに鑑みて、弁ポート（オリフィス）の流出側や流入側をテーパ形状にしたり、弁ポートの流出側開口端をＲ面取りして渦の発生を抑制する工夫が、従来より種々提案されている（例えば、特許文献２、３、４、５）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００３−５６７３６号公報
【特許文献２】
特開２００３−４１６０号公報
【特許文献３】
特開２０００−２１３８２７号公報
【特許文献４】
特開平１１−３７３１１号公報
【特許文献５】
特開平１１−３７３０６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
弁ポート（オリフィス）の流出側や流入側をテーパ形状にしたり、弁ポートの流出側開口端をＲ面取りすることにより、冷媒が弁ポートを通過することに伴う渦の発生が抑制され、騒音の低減が図られるが、しかしながら、冷凍サイクル装置の高圧、大流量化に伴い、充分ではなくなる傾向があり、より一層の渦発生を低減するために流体をスムーズに流す必要が生じている。
【０００７】
特に、環境保全のために、Ｒ４１０ＡやＣＯ２    冷媒等の高圧ガスを使用する超臨界蒸気圧縮冷凍サイクル装置においては、高圧のため流体の流速が速くなり、現状の膨張弁（流量制御弁）では、騒音レベルが高く、改善の必要が生じる。
【０００８】
この発明は、上述の如き問題点を解消するためになされたもので、冷媒等の流体が弁ポートを通過することに伴う騒音の発生を極力抑制し、より一層の騒音レベルの低減を図った流量制御弁を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
（１）上述の目的を達成するために、この発明による流量制御弁は、弁室に開口した弁ポートを弁ハウジング側に有し、前記弁室内に設けられた弁体の軸線方向移動によって前記弁ポートの開度を増減し、流量制御を行う流量制御弁において、前記弁ポートは、前記弁室に対して開口した一方の開口端の側に所定軸長に亘って設けられた均一内径のストレート部と、前記ストレート部より他方の開口端の側に向かうに従って内径が大きくなり前記ストレート部の軸長より長い軸長の拡径部とを有し、前記拡径部の内周面と前記ストレート部の内周面とが曲面によって略接線接続されている。
【００１０】
この発明による流量制御弁によれば、弁ポートが、ストレート部と拡径部とで構成され、ストレート部は弁体と共働して安定した高精度流量計量部として作用し、拡径部は弁ポートを流れる流体の整流作用を行い、流体通過音を低減する。更に、拡径部の内周面と前記ストレート部の内周面とが曲面によって、接線または接線に近い略段差のない接続、即ち、略接線接続されていることにより、ストレート部と拡径部との境界部で、流体の乱流による渦の発生が抑制され、騒音の発生が抑制される。
【００１１】
前記拡径部の内周面は、異なる半径の複数個の円弧面の組合せ、あるいは、少なくとも一つの円弧面と直線傾斜面との組合せ等により構成することができ、これにより、弁ポートの口径と拡径部の軸長との寸法比や、ストレート部の口径と拡径部の最大径との開口比を、スペース的な制約を受ける自由に、最適値に設定することができる。
【００１２】
ストレート部の口径と拡径部の最大径との開口比（最大径／口径）は２〜４程度が好適であり、そうすると、弁ポートの口径と拡径部の軸長との寸法比（軸長／口径）は１〜８．５程度となる。
【００１３】
この発明による流量制御弁は、更に、前記弁ポートの前記弁室に対する開口端がＣ面取りあるいはＲ面取りされていたり、前記弁ポートの前記弁室に対する開口端の側に、前記拡径部とは逆方向に拡径した逆拡径部を有し、当該逆拡径部の内周面と前記ストレート部の内周面とが曲面によって、接線または接線に近い略段差のない接続、即ち、略接線接続されていたり、前記弁ポートの前記弁室に対する開口端の周りが当該開口端を取り囲む円環状段差突起部になっていたりすることにより、更に、騒音の発生が抑制される。
【００１４】
（２）また、上述の目的を達成するために、この発明による流量制御弁は、弁室に開口した弁ポートを弁ハウジング側に有し、前記弁室内に設けられた弁体の軸線方向移動によって前記弁ポートの開度を増減し、流量制御を行う流量制御弁において、前記弁ポートの前記弁室に対する開口端の周りが当該開口端を取り囲む円環状段差突起部になっており、前記弁ポートの前記弁室に対する開口端が面取りされている。
【００１５】
この発明による流量制御弁によれば、流体が弁室の壁面（底面）に沿って高流速のまま弁ポートの弁室に対する開口端より弁ポート内に直接流入することが円環状段差突起部によって阻止され、この流体流は、一旦、環状段差突起部を乗り越えて弁ポート内に流入するので、緩速され、しかも、弁ポートの弁室に対する開口端が面取りされているので、この開口端部分で整流されて乱れ難くなり、笛吹のような現象が生じることも解消され、騒音の発生が低減する。
【００１６】
前記弁ポートの前記弁室に対する開口端の面取りは、Ｃ面取りあるいはＲ面取りの何れでよい。
【００１７】
（３）また、上述の目的を達成するために、この発明による流量制御弁は、弁室に開口した弁ポートを弁ハウジング側に有し、前記弁室内に設けられた弁体の軸線方向移動によって前記弁ポートの開度を増減し、流量制御を行う流量制御弁において、前記弁ポートの前記弁室に対する開口端の周りが当該開口端を取り囲む円環状段差突起部になっており、前記弁ポートの前記弁室に対する開口端の側がテーパ部になっている。
【００１８】
この発明による流量制御弁によれば、流体が弁室の壁面（底面）に沿って高流速のまま弁ポートの弁室に対する開口端より弁ポート内に直接流入することが円環状段差突起部によって阻止され、この流体流は、一旦、環状段差突起部を乗り越えて弁ポート内に流入するので、緩速され、しかも、弁ポートの弁室に対する開口端の側がテーパ部になっているので、この開口端の側で整流されて乱れ難くなり、笛吹のような現象が生じることも解消され、騒音の発生が低減する。
【００１９】
この発明による流量制御弁は、更に、前記円環状段差突起部の外周角部がＣ面取りあるいはＲ面取りされていたり、前記円環状段差突起部の頂面と当該円環状段差突起部の外周囲に存在する段差面とが、曲面あるいは傾斜面により接続されていたり、前記弁ポートが、前記弁室に対して開口した一方の開口端の側に所定軸長に亘って設けられた均一内径のストレート部と、前記ストレート部より他方の開口端の側に向かうに従って内径が大きくなり前記ストレート部の軸長より長い軸長の拡径部とを有する形状になっていたりすることにより、更に、騒音の発生が抑制される。
【００２０】
（４）また、上述の目的を達成するために、この発明による流量制御弁は、弁室に開口した弁ポートを弁ハウジング側に有し、前記弁室内に設けられた弁体の軸線方向移動によって前記弁ポートの開度を増減し、流量制御を行う流量制御弁において、前記弁室に対して開口した一方の開口端の側に所定軸長に亘って設けられた均一内径のストレート部と、前記ストレート部より他方の開口端の側に向かうに従って内径が大きくなり前記ストレート部の軸長より長い軸長のテーパ部とを有し、前記ストレート部の口径Ａと前記テーパ部の最大径Ｂとの開口比が２〜４で、前記テーパ部のテーパ角が２０度〜６０度であることを特徴としている。
【００２１】
この発明による流量制御弁によれば、弁ポートのストレート部の口径Ａとテーパ部の最大径Ｂとの開口比が２〜４で、テーパ部のテーパ角が２０度〜６０度であることにより、テーパ部をむやみに長くしなければならなくなって無駄なスペースを生じさせることなく、弁ポートを通過する流体が乱流を生じることなく良好に減速（緩速）し、騒音の発生が低減する。
【００２２】
この発明による流量制御弁は、更に、前記ストレート部と前記テーパ部とがＲ面によって接続されていたり、前記テーパ部の大径側の開口端がＲ面されていたり、前記弁ポートの前記弁室に対する開口端の側に、前記テーパ部とは逆方向に拡径した逆テーパ部を有していたり、前記弁ポートの前記弁室に対する開口端の周りが当該開口端を取り囲む円環状段差突起部になっていたりすることにより、更に、騒音の発生が抑制される。
【００２３】
（５）また、上述の目的を達成するために、この発明による流量制御弁は、弁室に開口した弁ポートを弁ハウジング側に有し、前記弁室内に設けられた弁体の軸線方向移動によって前記弁ポートの開度を増減し、流量制御を行う流量制御弁において、前記弁体は、前記弁ポートの開度を増減するテーパ軸状の計量部を有し、更に前記計量部の先端に円錐部を有し、前記計量部と前記円錐部とが曲面によって接続されている。
【００２４】
この発明による流量制御弁によれば、弁体の計量部と円錐部とが曲面によって接続されているので、これに沿って流れる流体の流れが滑らかになり、弁体の計量部の全域（全周）に亘って均等に流体が流入して乱れた流れが生じ難くなり、騒音の低減が図られる。
【００２５】
この発明による流量制御弁は、更に、前記円錐部の先端が半球面になっていることにより、更に、騒音の発生が抑制される。
【００２６】
（６）また、上述の目的を達成するために、この発明による流量制御弁は、弁室に開口した弁ポートを弁ハウジング側に有し、前記弁室内に設けられた弁体の軸線方向移動によって前記弁ポートの開度を増減し、流量制御を行う流量制御弁において、前記弁体は、前記弁ポートの開度を増減するテーパ軸状の計量部を有し、前記計量部の先端角部がＲ面取りされている。
【００２７】
この発明による流量制御弁によれば、弁体の計量部の先端角部がＲ面取りされているので、弁体の計量部に沿って流れる流体が計量部の先端角部において整流されて乱れ難くなり、騒音の発生が抑制される。
【００２８】
（７）また、上述の目的を達成するために、この発明による流量制御弁は、弁室に開口した弁ポートを弁ハウジング側に有し、前記弁室内に設けられた弁体の軸線方向移動によって前記弁ポートの開度を増減し、流量制御を行う流量制御弁において、前記弁体は、前記弁ポートの開度を増減するテーパ軸状の計量部を有し、前記計量部の先端面が球面状になっている。
【００２９】
この発明による流量制御弁によれば、弁体の計量部の先端面が球面状になっているので、弁体の計量部に沿って流れる流体が計量部の先端部において整流されて乱れ難くなり、騒音の発生が抑制される。
【００３０】
（８）また、上述の目的を達成するために、この発明による流量制御弁は、弁室に開口した弁ポートを弁ハウジング側に有し、前記弁室内に設けられた弁体の軸線方向移動によって前記弁ポートの開度を増減し、流量制御を行う流量制御弁において、前記弁体は、前記弁ポートの開度を増減するテーパ軸状の計量部を有し、前記計量部と前記弁体の弁棒部とが曲面によって接続されている。
【００３１】
この発明による流量制御弁によれば、弁体の計量部と弁棒部とが曲面によって接続されているので、この部分を流れる流体の流れが滑らかになり、乱れた流れが生じ難くなり、騒音の低減が図られる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照してこの発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００３３】
（全体構造）
図１はこの発明による流量制御弁の一つの実施形態を示している。本実施形態の流量制御弁は弁ハウジング（本体）１０を有している。弁ハウジング１０は、内部に弁室１１を画定している。弁ハウジング１０には、弁室１１に直接連通する第１の管継手（横継手）１２と、弁ポート１３を画定する弁座部材１４と、弁ポート１３を介して弁室１１に連通する第２の管継手（下継手）１５とが、各々溶接、ろう付け等によって固定装着されている。なお、弁座部材１４は、弁ハウジング１０の底部に下継手１５と同心配置で固定されている。
【００３４】
弁室１１には弁体１６が設けられている。弁体１６は、弁座部材１４に対する軸線方向（上下方向）移動によって弁ポート１３の開閉および実効開口面積を定量的に増減するテーパ軸状のニードル弁部（計量部）１７を有し、基部（弁軸部）１８を円筒状の弁ホルダ１９の一端部（下端）に溶接等によって固着されている。
【００３５】
弁ハウジング１０には取付金具２０によって雌ねじ部材２１が固定されている。雌ねじ部材２１は、軸線方向に延在する中空ガイド孔部２１Ａと、雌ねじ孔２２とを有する。中空ガイド孔部２１Ａには弁ホルダ１９が軸線方向（弁開閉方向）に摺動可能に嵌合している。
【００３６】
雌ねじ孔２２には、ステッピングモータ３０のロータ軸３１の雄ねじ部３２がねじ係合状態で、貫通している。弁ホルダ１９の上端部には孔２３が明けられており、孔２３をロータ軸３１が遊貫通している。ロータ軸３１の下端には弁ホルダ１９内に位置するフランジ部３３が形成されており、フランジ部３３は高滑性表面のスラストベアリング２４を挟んで弁ホルダ１９の上端壁部２５に吊り上げ可能に係合している。
【００３７】
弁ホルダ１９の下端側は弁体１６によって閉じられている。弁ホルダ１９内にはフランジ部３３に相対回転変位可能に係合するばね受け部材２６があり、このばね受け部材２６と弁体１６の背面との間に圧縮コイルばね２８が所定の予荷重を与えられた状態で装着されている。
【００３８】
この構造により、ロータ軸３１は、ばね受け部材２６、圧縮コイルばね２８、弁体１６、弁ホルダ１９よりなる弁体側の組立体に対して、低摩擦抵抗で、回転することができる。
【００３９】
弁ハウジング１０の上部にはカップ形状のロータケース３４が気密に固定されている。ロータケース３４は内部にロータ３５を同心状態で回転可能に収容している。ロータケース３４の外側には円環形状のステータエレメント３６が固定配置されている。
【００４０】
ロータ３５の中心部３７にはロータ軸３１が固定連結されている。ロータ３５の外周部３８は、フェライト焼結品、希土類の焼結磁石、或いはプラスチックマグネット等により構成されたＮ極Ｓ極交互の多極の永久磁石をなしている。
【００４１】
ステータエレメント３６は、上下２段にステータコイル３９を有し、全体を電気絶縁性樹脂４０によりモールドされ、内周部全体に複数個の磁極歯（図示省略）を等間隔に有している。
【００４２】
ロータケース３４内には、ロータケース３４に固定されたガイド支持体４１、螺旋ガイド線体４２、弁開ストッパ部４３、弁閉ストッパ部４４、螺旋ガイド線体４２に螺合した可動ストッパ部材４５、可動ストッパ部材４５と係合するロータ３５の突起部４６があり、これらによって、弁開、弁閉のストッパが構成されている。
【００４３】
ステッピングモータ３０は、ステータエレメント３６のステータコイル３９にパルス信号が与えられることにより、そのパルス数に応じてロータ３５を回転させる。ロータ３５の回転によってこれと一体にロータ軸３１が回転し、ロータ軸３１の雄ねじ部３２と固定配置の雌ねじ孔２２とのねじ係合関係により、ロータ軸３１が回転しつつ軸線方向に移動する。これにより、弁ホルダ１９および弁体１６が上下移動（軸線方向移動）し、弁開閉および弁ポート１３の開度を増減する。これにより、弁体１６の軸線方向位置に応じた流量制御が行われる。
【００４４】
（弁ポート）
弁座部材１４に形成されている弁ポート１３の一実施形態の詳細を、図２を参照して説明する。弁座部材１４は、金属切削品、又は、焼結金属品等の成形品であり、弁座部材１４の上面中央部には円環状段差突起部５１が一体形成されている。円環状段差突起部５１の幅狭の頂面（上面）５２は、これの外周囲に存在する段差面５３より一段高い位置にある。弁ポート１３の弁室１１に対する開口端５４の周りに、当該開口端５４を取り囲むように、円環状段差突起部５１が存在する。
【００４５】
弁ポート１３は、弁室１１に対して開口した一方の開口端５４の側に所定軸長に亘って設けられた均一内径のストレート部５５と、ストレート部５５より他方の開口端５６の側に向かうに従って内径が大きくなり、しかもストレート部５５の軸長より長い軸長の拡径部５７とを有する。
【００４６】
拡径部５７の直線傾斜面（テーパ部）５８による内周面を有している。直線傾斜面５８は、一方においてＲ面（円弧面）５９によってストレート部５５の内周面に、他方においてＲ面（円弧面）６０によって下継手１５の内周面に、いずれも接線または接線に近い略段差のない滑らかな接続、即ち、略接線接続されている。
【００４７】
弁ポート１３の弁室１１に対する開口端（内周縁）５４がＲ面取り或いはＣ面取り（Ｒ面取り部或いはＣ面取り部６１）されている。また、円環状段差突起部５１の外周角部がＣ面取り（Ｃ面取り部６２）されている。
【００４８】
上述の構成により、弁ポート１３のストレート部５５は弁体１６のニードル弁部１７と共働して安定した高精度流量計量部として作用し、拡径部５７は、弁室１１（横継手１２）から下継手１５への流れにおいて、あるいは、下継手１５から弁室１１（横継手１２）への流れにおいて、いずれも、弁ポート１３を流れる流体の流速を徐々に下げて整流作用を行い、流体通過音を低減する。
【００４９】
更に、拡径部５７の内周面とストレート部５５の内周面とがＲ面５９によって滑らかに変曲点を含むことなく略接線接続されていることにより、ストレート部５５と拡径部５７との境界部で、流体の乱流による渦が発生することが抑制され、騒音の発生が抑制される。
【００５０】
また、流体が弁室１１の壁面（底面）に沿って高流速のまま、弁ポート１３の弁室１１に対する開口端５４より弁ポート１３内に直接流入することが、円環状段差突起部５１によって阻止され、この流体流は、一旦、環状段差突起部５１を乗り越えて弁ポート１３内に流入するので、緩速される。これにより、流体が弁ポート１３内に流入する際に、開口端５４部分で、全周に亘って均等に流入し、しかも、流体に乱流が生じ難くなり、笛吹のような現象が生じることも解消され、騒音の発生が低減する。
【００５１】
しかも、弁ポート１３の弁室１１に対する開口端５４がＲ面取り部（あるいはＣ面取り部）６１になっており、また、円環状段差突起部５１の外周角部がＣ面取り部６２になっているから、これらの部分においても、流体の乱流が生じ難くくなり、騒音の発生が低減する。
【００５２】
拡径部５７の内周面は、直線傾斜面５８とＲ面６０との組合せにより構成されているので、弁ポート１３の口径、すなわちストレート部の口径Ａと拡径部５７の最大径Ｂとの開口比Ｂ／Ａ（図３参照）を、スペース的な制約を受ける自由に、最適値に設定することができる。
【００５３】
ストレート部の口径Ａと拡径部５７の最大径Ｂとの開口比Ｂ／Ａは、２〜４程度が好適である。
【００５４】
なぜならば、開口比Ｂ／Ａ＜２であると、拡径部５７が短く、弁ポート１３を流れる流体の流速を徐々に下げる効果が充分に得られない。このため、騒音低減が充分に行われない。これとは逆に、開口比Ｂ／Ａ＞４であっても、それ以上に流速を下げる効果が生じず、無駄なスペースを取ることになる。
【００５５】
なお、拡径部５７の直線傾斜面５８部分の軸長、傾斜角、Ｒ面５９、６０の円弧半径は、図４、図５に示されているように、自由に、最適値にすることができる。直線傾斜面５８部分の傾斜角は１０度〜３０度程度であればよい。
【００５６】
また、図６に示されているように、拡径部５７の内周面がＲ面６０だけで構成され、Ｒ面６０がＲ面５９によってストレート部５５の内周面に滑らかに略接線接続されていてもよく、図７に示されているように、拡径部５７の内周面が直線傾斜面５８だけで構成され、直線傾斜面５８がＲ面５９によってストレート部５５の内周面に滑らかに略接線接続されていてもよい。
【００５７】
また、図８に示されている実施形態は、円環状段差突起部５１を有するものの実施形態の一つとして、拡径部５７の内周面がＲ面６０だけで構成され、このＲ面６０がストレート部５５の内周面に直接滑らかに略接線接続されている。
【００５８】
また、図９に示されている実施形態では、円環状段差突起部５１の外周角部がＣ面取り部６２に代えてＲ面取り部６３になっている。これにより、円環状段差突起部５１の外周角部において、流体の乱流が生じ難くなり、騒音の発生が低減する。
【００５９】
また、この実施形態では、拡径部５７の内周面と下継手１５の内周面とがろう材６４によって滑らかに接続され、弁座部材１４の外周上面（段差面５３）と弁ハウジング１０の弁室底面１１Ａとがろう材６５によって滑らかに接続され、これらの部分においても、整流効果が発揮されて流体の乱流が生じ難くなっている。
【００６０】
また、図１０に示されている実施形態では、弁ポート１３の弁室１１に対する開口端５４の側に、拡径部５７とは逆方向に拡径した逆拡径部（テーパ部）６６が設けられている。そして、逆拡径部６６の内周面とストレート部５５の内周面とがＲ面（円弧面）６７によって滑らかに略接線接続されている。また、逆拡径部６６の内周面と環状段差突起部５１の頂面５２もＲ面（円弧面）６８によって滑らかに略接線接続されている。
【００６１】
この実施形態では、特に、弁ポート入口部における流体の乱流による渦の発生が抑制され、騒音の発生が抑制される。また、この実施形態では、逆流しにおいて、逆拡径部６６が減速、整流作用を奏し、逆流し時における騒音低減効果も得られる。
【００６２】
また、図１１に示されている実施形態では、円環状段差突起部５１の頂面５２と段差面５３とがＲ面（円弧面）６９によって接続されている。これにより、段差面５３より円環状段差突起部５１の外周面に沿って流れる流体流れが円滑になり、この部分での流体渦の発生が抑制される。これにより、騒音低減が図られる。
【００６３】
また、図１２に示されている実施形態では、円環状段差突起部５１の外周根元部がＲ面（円弧面）７０になっている。これにより、この場合も、段差面５３より円環状段差突起部５１の外周面に沿って流れる流体流れが円滑になり、この部分での流体渦の発生が抑制される。また、この実施形態の弁座部材１４はプレス加工品により構成することができる。
【００６４】
また、図１３に示されている実施形態では、円環状段差突起部５１の頂面５２と段差面５３とが傾斜面（切頭円錐面）７１によって接続されている。これにより、段差面５３より円環状段差突起部５１の外周面に沿って流れる流体流れが円滑になり、この部分での流体渦の発生が抑制される。これにより、騒音低減が図られる。
【００６５】
また、図１４に示されているように、弁ポート１３は弁ハウジング１１に直接形成されていてもよい。また、図１５に示されているように、円環状段差突起部５１は、円環状の凹溝７２によって画定されていもよい。
【００６６】
図１６は弁座部材１４に形成されている弁ポート１３の他の実施形態の詳細を示している。なお、図１６において、図２に対応する部分は、図２に付した符号と同一の符号を付けて説明する。
【００６７】
弁ポート１３は、弁室１１に対して開口した一方の開口端５４の側に所定軸長に亘って設けられた均一内径のストレート部５５と、ストレート部５５より他方の開口端５６の側に向かうに従って内径が大きくなり、しかもストレート部５５の軸長より長い軸長のテーパ部８１と有する。
【００６８】
ストレート部５５とテーパ部８１とはＲ面８２によって滑らかに略接線接続されている。テーパ部８１の大径側の開口端５６がＲ面取り（Ｒ面取り部８３）されている。
【００６９】
本実施形態では、ストレート部５５の口径Ａとテーパ部８１の最大径Ｂとの開口比Ｂ／Ａが２〜４で、テーパ部８１のテーパ角θａが２０度〜６０度の範囲内に設定されている。
【００７０】
なぜならば、開口比Ｂ／Ａ＜２であると、テーパ部８１の軸長が短く、弁ポート１３を流れる流体の流速を徐々に下げる効果が充分に得られず、テーパ出口部（開口端５６）で流体の乱流が生じる。このため、騒音低減が充分に行われない。これとは逆に、開口比Ｂ／Ａ＞４であると、すなわち、テーパ部８１の軸長を極端に長くすると、テーパ部８１の軸方向の途中まで差しかかった時点で流体の流速が十分に下がってしまい、騒音対策上それ以上流体の流速を下げる必要性がないので、テーパ部８１の途中から下流側の部分は、ただ無駄なスペースを取るだけのものとなってしまい無意味である。
【００７１】
また、テーパ角θａ＜２０度であると、テーパ部８１の軸長を相当長くしなければ、減速効果が得られず、スペースが必要になり、大型化する。これとは逆に、テーパ角θａ＞６０度であると、傾斜角が大きいため、テーパ入口部（ストレート部５５との境界部）で流体の剥離が生じる。このため、騒音低減が充分に行われない。
【００７２】
この実施形態では、テーパ部８１の内周面とストレート部５５の内周面とがＲ面８２によって変曲点を含むことなく滑らかに略接線接続されているから、ストレート部５５とテーパ部８１との境界部で、流体の乱流による渦が発生することが抑制され、騒音の発生が抑制される。また、テーパ部８１の大径側（出口側）がＲ面による面取り部（Ｒ面取り部８３）になっているので、この部分における流体の乱流による渦の発生も抑制され、騒音の発生が抑制される。
【００７３】
なお、この実施形態でも、弁ポート１３の入口側に円環状段差突起部５１が形成されているので、前述の実施形態のものと同等の作用、効果も得られる。
【００７４】
図１７に示されている実施形態では、弁ポート１３の弁室１１に対する開口端５４の側に、テーパ部８１とは逆方向に拡径した逆テーパ部８４が形成されている。逆テーパ部８４は、弁締切性を確保するために、テーパ角θｂを弁体１６のテーパ部９１のテーパ角θｃより大きい値に設定されている。なお、このことは、図１０に示されている実施形態のものでも同じである。
【００７５】
この実施形態では、逆テーパ部８４によって弁ポート入口部における流体の乱流による渦の発生が抑制され、騒音の発生が抑制される。また、この実施形態では、逆流しにおいて、逆テーパ部８４が減速、整流作用を奏し、逆流し時における騒音低減効果も得られる。
【００７６】
（弁体）
図１８は弁体１６の一実施形態の詳細を示している。この実施形態の弁体１６は、ニードル弁部１７の先端に円錐部９２を有し、ニードル弁部１７と円錐部９２とがＲ面（円弧面）９３によって滑らかに接続されている。
【００７７】
この実施形態では、弁体１６のニードル弁部１７と先端の円錐部９２とがＲ面９３によって滑らかに接続されているので、弁体１６の表面に沿って流れる流体の流れが滑らかになり、ニードル弁部１７と円錐部９２との接続部で、乱れた流体の流れが生じ難くなり、騒音の低減が図られる。
【００７８】
円錐部は、図１９に示すように、ニードル弁部１７側の円錐部９２Ａと先端の尖った円錐部９２Ｂとにより構成されていてもよく、この場合にはニードル弁部１７と円錐部９２ＡとがＲ面９３Ａによって滑らかに接続され、円錐部９２Ａと円錐部９２ＢもＲ面９３Ｂによって滑らかに接続される。
【００７９】
また、図２０に示されている実施形態では、更に、円錐部９２の先端が半球面９４になっている。これにより、円錐部９２の先端部での流体の乱流が抑制され、騒音の低減が図られる。
【００８０】
また、図２１、図２２に示されている実施形態では、円錐部９２が回転凹曲面になっており、円錐部９２の表面に沿って流体が整流状態で、流れ易いようになっている。
【００８１】
また、図２３に示されている実施形態では、弁体１６のニードル弁部１７の先端角部がＲ面取り（Ｒ面取り部９５）されている。この実施形態では、弁体１６のニードル弁部１７の先端角部がＲ面取り部９５になっているから、弁体１６のニードル弁部１７に沿って流れる流体がニードル弁部１７の先端角部において、流体の乱流による渦を生じ難くなり、騒音の発生が抑制される。
【００８２】
また、図２４、図２５、図２６に示されている実施形態では、各々、弁体１６のニードル弁部１７の先端面が球面状（半球面）９６になっている。これらの実施形態では、弁体１６のニードル弁部１７の先端面が半球面９６になっているので、弁体１６のニードル弁部１７に沿って流れる流体がニードル弁部１７の先端部において、流体の乱流による渦を生じ難くなり、騒音の発生が抑制される。
【００８３】
図２７、図２８は各々弁体１６の他の実施形態を示している。この実施形態ではニードル弁部１７が、テーパ部９１、Ｒ面（円弧面）９７によって弁棒部１８と滑らかに接続されている。これにより、弁体１６のニードル弁部１７の付根部を流れる流体の流れが滑らかになり、乱れた流れが生じ難くなり、騒音の低減が図られる。
【００８４】
図２９に示されている実施形態では、更に、弁棒部１８の先端角部がＲ面取り（Ｒ面取り部９８）され、この部分を流れる流体の乱流が生じ難いようになっている。
【００８５】
また、図３０に示されている実施形態では、ニードル弁部１７と弁棒部１８とが回転凹曲面（Ｒ面）９９によって接続され、この部分の表面に沿って流体が整流状態で、流れ易いようになっている。
【００８６】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、この発明による流量制御弁によれば、拡径部の内周面とストレート部の内周面とが曲面によって略接線接続されていることにより、ストレート部と拡径部との境界部で、流体の乱流による渦の発生が抑制され、騒音の発生が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による流量制御弁の一つの実施形態の全体を示す縦断面図である。
【図２】この発明による流量制御弁の弁ポートの実施形態１を示す拡大縦断面図である。
【図３】この発明による流量制御弁の弁ポートの実施形態１の寸法指定図である。
【図４】この発明による流量制御弁の弁ポートの実施形態２を示す拡大縦断面図である。
【図５】この発明による流量制御弁の弁ポートの実施形態３を示す拡大縦断面図である。
【図６】この発明による流量制御弁の弁ポートの実施形態４を示す拡大縦断面図である。
【図７】この発明による流量制御弁の弁ポートの実施形態５を示す拡大縦断面図である。
【図８】この発明による流量制御弁の弁ポートの実施形態６を示す拡大縦断面図である。
【図９】この発明による流量制御弁の弁ポートの実施形態７を示す拡大縦断面図である。
【図１０】この発明による流量制御弁の弁ポートの実施形態８を示す拡大縦断面図である。
【図１１】この発明による流量制御弁の弁ポートの実施形態９を示す拡大縦断面図である。
【図１２】この発明による流量制御弁の弁ポートの実施形態１０を示す拡大縦断面図である。
【図１３】この発明による流量制御弁の弁ポートの実施形態１１を示す拡大縦断面図である。
【図１４】この発明による流量制御弁の弁ポートの実施形態１２を示す拡大縦断面図である。
【図１５】この発明による流量制御弁の弁ポートの実施形態１３を示す拡大縦断面図である。
【図１６】この発明による流量制御弁の弁ポートの実施形態１４を示す拡大縦断面図である。
【図１７】この発明による流量制御弁の弁ポートの実施形態１５を示す拡大縦断面図である。
【図１８】この発明による流量制御弁の弁体の実施形態１を示す拡大縦断面図である。
【図１９】この発明による流量制御弁の弁体の実施形態２を示す拡大縦断面図である。
【図２０】この発明による流量制御弁の弁体の実施形態３を示す拡大縦断面図である。
【図２１】この発明による流量制御弁の弁体の実施形態４を示す拡大縦断面図である。
【図２２】この発明による流量制御弁の弁体の実施形態５を示す拡大縦断面図である。
【図２３】この発明による流量制御弁の弁体の実施形態６を示す拡大縦断面図である。
【図２４】この発明による流量制御弁の弁体の実施形態７を示す拡大縦断面図である。
【図２５】この発明による流量制御弁の弁体の実施形態８を示す拡大縦断面図である。
【図２６】この発明による流量制御弁の弁体の実施形態９を示す拡大縦断面図である。
【図２７】この発明による流量制御弁の弁体の実施形態１０を示す拡大縦断面図である。
【図２８】この発明による流量制御弁の弁体の実施形態１１を示す拡大縦断面図である。
【図２９】この発明による流量制御弁の弁体の実施形態１２を示す拡大縦断面図である。
【図３０】この発明による流量制御弁の弁体の実施形態１３を示す拡大縦断面図である。
【符号の説明】
１０  弁ハウジング
１３  弁ポート
１４  弁座部材
１６  弁体
１７  ニードル弁部
１８  弁軸部
１９  弁ホルダ
２１  雌ねじ部材
３０  ステッピングモータ
３１  ロータ軸
３５  ロータ
３６  ステータエレメント
５１  円環状段差突起部
５５  ストレート部
５７  拡径部
５８  直線傾斜面
５９  Ｒ面
６０  Ｒ面
６１  Ｒ面取り部或いはＣ面取り部
６２  Ｃ面取り部
６３  Ｒ面取り部
６６  逆拡径部
６９、７０  Ｒ面
７１  傾斜面
８１  テーパ部
８４  逆テーパ部
９１  テーパ部
９２  円錐部
９３  Ｒ面
９４  半球面
９５  Ｒ面取り部
９６  半球面
９７  Ｒ面
【図１】
2004340260.tif 000003
【図２】
2004340260.tif 000004
【図３】
2004340260.tif 000005
【図４】
2004340260.tif 000006
【図５】
2004340260.tif 000007
【図６】
2004340260.tif 000008
【図７】
2004340260.tif 000009
【図８】
2004340260.tif 000010
【図９】
2004340260.tif 000011
【図１０】
2004340260.tif 000012
【図１１】
2004340260.tif 000013
【図１２】
2004340260.tif 000014
【図１３】
2004340260.tif 000015
【図１４】
2004340260.tif 000016
【図１５】
2004340260.tif 000017
【図１６】
2004340260.tif 000018
【図１７】
2004340260.tif 000019
【図１８】
2004340260.tif 000020
【図１９】
2004340260.tif 000021
【図２０】
2004340260.tif 000022
【図２１】
2004340260.tif 000023
【図２２】
2004340260.tif 000024
【図２３】
2004340260.tif 000025
【図２４】
2004340260.tif 000026
【図２５】
2004340260.tif 000027
【図２６】
2004340260.tif 000028
【図２７】
2004340260.tif 000029
【図２８】
2004340260.tif 000030
【図２９】
2004340260.tif 000031
【図３０】
2004340260.tif 000032