(57)【要約】【課題】ガスクーラの出口側の冷媒圧力を適正に調圧することができるとともに、高温時に冷媒圧力が上昇することに起因する開弁不能等の動作不良を確実に防止でき、かつ、構造の単純化、コスト低減、運転効率の向上等を図ることができる圧力制御弁を提供する。【解決手段】高圧冷媒流入口１１及び低圧冷媒流出口１２が設けられた弁本体１０Ａを有し、該弁本体１０Ａに、前記高圧冷媒流入口１１からの冷媒を減圧して前記低圧冷媒流出口１２に導くべく、差圧弁体１５が嵌挿される弁座２１付き弁装通路２０が設けられるとともに、前記弁座２１部分を迂回ないし短絡して前記高圧冷媒流入口１１と前記弁装通路２０における前記弁座２１より下流側とを連通する、所定の実効通路断面積を有するオリフィス３２を備えた絞り通路３０が設けられ、前記差圧弁体１５の前記弁座２１からのリフト量が、高圧側と低圧側との差圧に応じて変化するように構成されてなる。【選択図】  図１
2007085489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧冷媒流入口及び低圧冷媒流出口が設けられた弁本体を有し、該弁本体に、前記高圧冷媒流入口からの冷媒を減圧して前記低圧冷媒流出口に導くべく、差圧弁体が嵌挿される弁座付き弁装通路が設けられるとともに、前記弁座部分を迂回ないし短絡して前記高圧冷媒流入口と前記弁装通路における前記弁座より下流側とを連通する、所定の実効通路断面積を有するオリフィスを備えた絞り通路が設けられ、前記差圧弁体の前記弁座からのリフト量が、高圧側と低圧側との差圧に応じて変化するように構成されていることを特徴とする圧力制御弁。
【請求項２】
前記弁座付き弁装通路は、前記高圧冷媒流入口に連設され、前記弁座が下流端部に設けられたシリンダ部と、該シリンダ部の下流側に連設された、前記シリンダ部より大径のばね室と、前記低圧冷媒流出口に連設された下流通路部と、前記ばね室と前記下流通路部とを連通する連通路と、からなっていることを特徴とする請求項１に記載の圧力制御弁。
【請求項３】
前記差圧弁体は、前記弁座に接離する弁部と、前記シリンダ部に摺動自在に嵌挿される先端側大径部及び弁部側小径部からなるピストン部と、前記ばね室に配在された閉弁ばねを受けるばね受け部と、を備え、前記ピストン部内には、前記シリンダ部内周面と前記弁部側小径部外周面との間に形成される弁室と前記高圧冷媒流入口とを連通する縦穴及び横穴が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の圧力制御弁。
【請求項４】
前記差圧弁体におけるピストン部の先端側大径部と前記シリンダ部との間に防振用のＯリングが配在されていることを特徴とする請求項３に記載の圧力制御弁。
【請求項５】
前記差圧弁体の弁部は、円錐面で形成されていることを特徴とする請求項３に記載の圧力制御弁。
【請求項６】
前記閉弁ばねのセット荷重を調整できるように、前記ばね室に調節ねじが螺合せしめられていることを特徴とする請求項３に記載の圧力制御弁。
【請求項７】
前記絞り通路は、前記低圧冷媒流出口に連なる絞り孔付き通路部と、前記弁座部分を迂回して前記高圧冷媒流入口と前記絞り孔付き通路部における前記絞り孔より上流部分とを連通するバイパス通路と、からなっていることを特徴とする請求項３に記載の圧力制御弁。
【請求項８】
前記絞り通路のオリフィスは、所定の孔径を有する絞り孔と該絞り孔に挿入されたニードル状弁体とで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧力制御弁。
【請求項９】
前記オリフィスの実効通路断面積を調整できるように、前記絞り孔に対する前記ニードル状弁体の位置を変更できるようにされていることを特徴とする請求項８に記載の圧力制御弁。
【請求項１０】
前記弁座付き弁装通路は、前記高圧冷媒流入口に連設され、前記弁座が下流端部に設けられたシリンダ部と、該シリンダ部の下流側に連設されるとともに、前記低圧冷媒流出口に連通する、前記シリンダ部より大径のばね室と、からなり、前記差圧弁体は、前記弁座に接離する弁部と、前記シリンダ部に摺動自在に嵌挿される先端側大径部及び弁部側小径部からなるピストン部と、前記ばね室に配在された閉弁ばねを受けるばね受け部と、を備え、前記ピストン部内には、前記シリンダ部内周面と前記弁部側小径部外周面との間に形成される弁室と前記高圧冷媒流入口とを連通する縦穴及び横穴が形成されるとともに、前記縦穴と前記ばね室とを連通するように前記オリフィスが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧力制御弁。
【請求項１１】
前記閉弁ばねのセット荷重を調整できるように、前記ばね室に調節ねじが螺合せしめられるとともに、該調節ねじに、前記ばね室と前記低圧冷媒流出口とを連通する縦穴及び横穴が形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の圧力制御弁。
【請求項１２】
高圧冷媒流入口及び低圧冷媒流出口が設けられた弁本体を有し、該弁本体に、前記高圧冷媒流入口からの冷媒を減圧して前記低圧冷媒流出口に導くべく、定圧弁体が嵌挿される弁座付き弁装通路が設けられるとともに、前記弁座部分を迂回ないし短絡して前記高圧冷媒流入口と前記弁装通路における前記弁座より下流側とを連通する、所定の実効通路断面積を有するオリフィスを備えた絞り通路が設けられ、前記定圧弁体の前記弁座からのリフト量が、高圧側の圧力に応じて変化するように構成されていることを特徴とする圧力制御弁。
【請求項１３】
前記弁座付き弁装通路は、前記高圧冷媒流入口に連設され、前記弁座が下流端部に設けられたシリンダ部と、該シリンダ部の下流側に連設されるとともに、前記低圧冷媒流出口に連通する、前記シリンダ部より大径のばね室と、からなっていることを特徴とする請求項１２に記載の圧力制御弁。
【請求項１４】
前記定圧弁体は、前記弁座に接離する弁部と、前記シリンダ部に摺動自在に嵌挿される先端側大径部及び弁部側小径部からなるピストン部と、前記ばね室に配在された閉弁ばねを受けるばね受け部と、前記弁部に連なるステム部と、を備え、前記ピストン部内には、前記シリンダ部内周面と前記弁部側小径部外周面との間に形成される弁室と前記高圧冷媒流入口とを連通する縦穴及び横穴が形成され、かつ、前記ステム部の反ピストン部側端面で大気圧を受けるように構成されていることを特徴とする請求項１３に記載の圧力制御弁。
【請求項１５】
前記定圧弁体の弁部は、円錐面で形成されていることを特徴とする請求項１４に記載の圧力制御弁。
【請求項１６】
前記閉弁ばねのセット荷重を調整できるように、前記ばね室に調節ねじが螺合せしめられ、該調節ねじに、前記ステム部が摺動自在に嵌挿される貫通穴が形成されていることを特徴とする請求項１４に記載の圧力制御弁。
【請求項１７】
前記絞り通路は、前記低圧冷媒流出口に連なる絞り孔付き通路部と、前記弁座部分を迂回して前記絞り孔付き通路部とばね室とを連通するバイパス通路と、からなっていることを特徴とする請求項１４に記載の圧力制御弁。
【請求項１８】
前記絞り通路のオリフィスは、所定の孔径を有する絞り孔と該絞り孔に挿入されたニードル状弁体とで形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の圧力制御弁。
【請求項１９】
前記オリフィスの実効通路断面積を調整できるように、前記絞り孔に対する前記ニードル状弁体の位置を変更できるようにされていることを特徴とする請求項１８に記載の圧力制御弁。
【請求項２０】
前記弁座付き弁装通路は、前記高圧冷媒流入口に連設され、前記弁座が下流端部に設けられたシリンダ部と、該シリンダ部の下流側に連設されるとともに、前記低圧冷媒流出口に連通する、前記シリンダ部より大径のばね室と、からなり、前記定圧弁体は、前記弁座に接離する弁部と、前記シリンダ部に摺動自在に嵌挿される先端側大径部及び弁部側小径部からなるピストン部と、前記ばね室に配在された閉弁ばねを受けるばね受け部と、前記弁部に連なるステム部と、を備え、前記ピストン部内には、前記シリンダ部内周面と前記弁部側小径部外周面との間に形成される弁室と前記高圧冷媒流入口とを連通する縦穴及び横穴が形成されるとともに、前記縦穴と前記ばね室とを連通するように前記オリフィスが形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の圧力制御弁。
【請求項２１】
前記弁座に、前記オリフィスとして機能するＶ溝等が形成されていることを特徴とする請求項１又は１２に記載の圧力制御弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒としてＣＯ２が用いられる蒸気圧縮式冷凍サイクル（ＣＯ２サイクル）に組み込まれ、ガスクーラ（放熱器）出口側の冷媒圧力を調圧する圧力制御弁に係り、特に、蒸発器出口側の冷媒とガスクーラ出口側の冷媒との熱交換を行う内部熱交換器を備えたカーエアコン等に採用される蒸気圧縮式冷凍サイクルに好適な圧力制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の圧力制御弁が組み込まれた蒸気圧縮式冷凍サイクルの一例を図７に示す。図示の冷凍サイクル１００では、冷媒としてのＣＯ２を循環させるための圧縮機１０１と、この圧縮機１０１により圧縮された冷媒を冷却するガスクーラ（放熱器）１０２と、このガスクーラ１０２からの冷媒が導入される蒸発器１０４と、該蒸発器１０４の出口側の冷媒とガスクーラ１０２の出口側の冷媒との熱交換を行う内部熱交換器１０３と、蒸発器１０４からの冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して気相冷媒を熱交換器１０３を介して圧縮機１０１の吸入側に導くとともに、余剰冷媒を蓄えるアキュームレータ（気液分離器）１０５と、に加えて、ガスクーラ１０２から内部熱交換器１０３を介して導入される冷媒を調圧して蒸発器１０４に導出する圧力制御弁（膨張弁）１１０を備える。
【０００３】
前記圧力制御弁１１０は、冷凍サイクル１００を効率良く運転するために設けられるもの、言い換えれば、当該冷凍サイクル１００において最大成績係数が得られるようにガスクーラ１０２の出口側の冷媒圧力を調圧（断熱膨張）するものであり、その調圧方法としては、冷媒をガスクーラ１０２の出口側の冷媒温度に応じて調圧する温度依存式のものが主流となっている（例えば、下記特許文献１を参照）。
【０００４】
しかし、この温度依存式の圧力制御弁では、外気温が高温であるとき、車両が放置される等して、日射やエンジン等からの熱により過熱されることがあるが、この過熱時には、冷媒圧力が上昇し、閉弁方向に過大な力が作用するため、圧縮機運転時（特に起動時）に開弁しなくなる等の動作不良を引き起こし、その結果、吐出圧力が異常に昇圧し、高圧側機器である内部熱交換器、ガスクーラ、圧縮機等が故障・破壊することがある。
【０００５】
また、構造的にも、感温手段や高温時の不具合回避のためのリリーフ弁等を設ける必要があり、構造の複雑化、コスト高等を招くおそれがある。
【０００６】
一方、冷媒温度に依存しない圧力制御弁としては、下記特許文献２に見られるように、感圧素子により感知される冷媒圧力の変動にのみ依存して弁開度を調整するようにしたものや、下記特許文献３、４等に見られるように、固定オリフィスやリリーフ弁等を設け、固定オリフィスにより冷媒を一定量絞り、高圧側の冷媒圧力がある圧力値以上に昇圧した場合には、冷媒の高低圧間の差圧によりリリーフ弁を開弁させて高圧側を減圧し、高圧側の冷媒圧力がある圧力値まで減圧したときリリーフ弁を閉弁させるようにしたものがある。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−８１１５７号公報
【特許文献２】特開２００４−１４２７０１号公報
【特許文献３】特開２００２−５２０５７２号公報
【特許文献４】特開２０００−１４６３６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記した如くの圧力依存式の圧力制御弁においても、近年ますますコストダウンの要求が厳しくなって来ており、構造の単純化、コスト低減、運転効率の向上等を図ることが強く要望されている。
【０００９】
本発明は、前記課題・要望に応えるべくなされたもので、その目的とするところは、ガスクーラの出口側の冷媒圧力を適正に調圧することができるとともに、高温時に冷媒圧力が上昇することに起因する開弁不能等の動作不良を確実に防止でき、かつ、構造の単純化、コスト低減、運転効率の向上等を図ることができる圧力制御弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成すべく、本発明に係る圧力制御弁は、冷媒としてのＣＯ２を循環させるための圧縮機と、該圧縮機により圧縮された高圧冷媒を冷却するガスクーラと、該ガスクーラからの冷媒が調圧されて導入される蒸発器と、該蒸発器の出口側の低圧冷媒と前記ガスクーラの出口側の高圧冷媒との熱交換を行う内部熱交換器と、を有する蒸気圧縮式冷凍サイクルに組み込まれ、前記ガスクーラから前記内部熱交換器を介して導入される高圧冷媒を調圧して前記蒸発器に導出するためのものであって、基本的には、高圧冷媒流入口及び低圧冷媒流出口が設けられた弁本体を有し、該弁本体に、前記高圧冷媒流入口からの冷媒を減圧して前記低圧冷媒流出口に導くべく、差圧弁体が嵌挿される弁座付き弁装通路が設けられるとともに、前記弁座部分を迂回ないし短絡して前記高圧冷媒流入口と前記弁装通路における前記弁座より下流側とを連通する、所定の実効通路断面積を有するオリフィスを備えた絞り通路が設けられ、前記差圧弁体の前記弁座からのリフト量が、高圧側と低圧側との差圧に応じて変化するように構成されていることを特徴としている。
【００１１】
前記弁座付き弁装通路は、好ましくは、前記高圧冷媒流入口に連設され、前記弁座が下流端部に設けられたシリンダ部と、該シリンダ部の下流側に連設された、前記シリンダ部より大径のばね室と、前記低圧冷媒流出口に連設された下流通路部と、前記ばね室と前記下流通路部とを連通する連通路と、で構成される。
【００１２】
好ましい態様では、前記差圧弁体は、前記弁座に接離する弁部と、前記シリンダ部に摺動自在に嵌挿される先端側大径部及び弁部側小径部からなるピストン部と、前記ばね室に配在された閉弁ばねを受けるばね受け部と、を備え、前記ピストン部内には、前記シリンダ部内周面と前記弁部側小径部外周面との間に形成される弁室と前記高圧冷媒流入口とを連通する縦穴及び横穴が形成される。
【００１３】
他の好ましい態様では、前記差圧弁体におけるピストン部の先端側大径部と前記シリンダ部との間に防振用のＯリングが配在される。
【００１４】
前記差圧弁体の弁部は、好ましくは、円錐面で形成される。
好ましい態様では、前記閉弁ばねのセット荷重を調整できるように、前記ばね室に調節ねじが螺合せしめられる。
【００１５】
前記絞り通路は、好ましくは、前記低圧冷媒流出口に連なる絞り孔付き通路部と、前記弁座部分を迂回して前記高圧冷媒流入口と前記絞り孔付き通路部における前記絞り孔より上流部分とを連通するバイパス通路と、で構成される。
【００１６】
前記絞り通路のオリフィスは、好ましくは、所定の孔径を有する絞り孔と該絞り孔に挿入されたニードル状弁体とで形成される。
【００１７】
好ましい態様では、前記オリフィスの実効通路断面積を調整できるように、前記絞り孔に対する前記ニードル状弁体の位置を変更できるようにされる。
【００１８】
他の好ましい態様では、前記弁座付き弁装通路は、前記高圧冷媒流入口に連設され、前記弁座が下流端部に設けられたシリンダ部と、該シリンダ部の下流側に連設されるとともに、前記低圧冷媒流出口に連通する、前記シリンダ部より大径のばね室と、からなり、前記差圧弁体は、前記弁座に接離する弁部と、前記シリンダ部に摺動自在に嵌挿される先端側大径部及び弁部側小径部からなるピストン部と、前記ばね室に配在された閉弁ばねを受けるばね受け部と、を備え、前記ピストン部内には、前記シリンダ部内周面と前記弁部側小径部外周面との間に形成される弁室と前記高圧冷媒流入口とを連通する縦穴及び横穴が形成されるとともに、前記縦穴と前記ばね室とを連通するように前記オリフィスが形成される。
【００１９】
この場合、好ましくは、前記閉弁ばねのセット荷重を調整できるように、前記ばね室に調節ねじが螺合せしめられるとともに、該調節ねじに、前記ばね室と前記低圧冷媒流出口とを連通する縦穴及び横穴が形成される。
【００２０】
一方、本発明に係る圧力制御弁の他の態様としては、高圧冷媒流入口及び低圧冷媒流出口が設けられた弁本体を有し、該弁本体に、前記高圧冷媒流入口からの冷媒を減圧して前記低圧冷媒流出口に導くべく、定圧弁体が嵌挿される弁座付き弁装通路が設けられるとともに、前記弁座部分を迂回ないし短絡して前記高圧冷媒流入口と前記弁装通路における前記弁座より下流側とを連通する、所定の実効通路断面積を有するオリフィスを備えた絞り通路が設けられ、前記定圧弁体の前記弁座からのリフト量が、高圧側の圧力に応じて変化するように構成したものが挙げられる。
【００２１】
前記弁座付き弁装通路は、好ましくは、前記高圧冷媒流入口に連設され、前記弁座が下流端部に設けられたシリンダ部と、該シリンダ部の下流側に連設されるとともに、前記低圧冷媒流出口に連通する、前記シリンダ部より大径のばね室と、で構成される。
【００２２】
好ましい態様では、前記定圧弁体は、前記弁座に接離する弁部と、前記シリンダ部に摺動自在に嵌挿される先端側大径部及び弁部側小径部からなるピストン部と、前記ばね室に配在された閉弁ばねを受けるばね受け部と、前記弁部に連なるステム部と、を備え、前記ピストン部内には、前記シリンダ部内周面と前記弁部側小径部外周面との間に形成される弁室と前記高圧冷媒流入口とを連通する縦穴及び横穴が形成され、かつ、前記ステム部の反ピストン部側端面で大気圧を受けるように構成される。
【００２３】
前記定圧弁体の弁部は、好ましくは、円錐面で形成される。
好ましい態様では、前記閉弁ばねのセット荷重を調整できるように、前記ばね室に調節ねじが螺合せしめられ、該調節ねじに、前記ステム部が摺動自在に嵌挿される貫通穴が形成される。
【００２４】
前記絞り通路は、好ましくは、前記低圧冷媒流出口に連なる絞り孔付き通路部と、前記弁座部分を迂回して前記絞り孔付き通路部とばね室とを連通するバイパス通路と、で構成される。
【００２５】
前記絞り通路のオリフィスは、好ましくは、所定の孔径を有する絞り孔と該絞り孔に挿入されたニードル状弁体とで形成される。
【００２６】
この場合、好ましくは、前記オリフィスの実効通路断面積を調整できるように、前記絞り孔に対する前記ニードル状弁体の位置を変更できるようにされる。
【００２７】
他の好ましい態様では、前記弁座付き弁装通路は、前記高圧冷媒流入口に連設され、前記弁座が下流端部に設けられたシリンダ部と、該シリンダ部の下流側に連設されるとともに、前記低圧冷媒流出口に連通する、前記シリンダ部より大径のばね室と、からなり、前記定圧弁体は、前記弁座に接離する弁部と、前記シリンダ部に摺動自在に嵌挿される先端側大径部及び弁部側小径部からなるピストン部と、前記ばね室に配在された閉弁ばねを受けるばね受け部と、前記弁部に連なるステム部と、を備え、前記ピストン部内には、前記シリンダ部内周面と前記弁部側小径部外周面との間に形成される弁室と前記高圧冷媒流入口とを連通する縦穴及び横穴が形成されるとともに、前記縦穴と前記ばね室とを連通するように前記オリフィスが形成される。
【００２８】
他の別の好ましい態様では、前記弁座に、前記オリフィスとして機能するＶ溝等が形成される。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係る圧力制御弁では、冷凍サイクルにおいて冷媒が低循環量の場合は、絞り通路に設けられたオリフィスにより、高圧冷媒を運転効率の良い圧力まで減圧（断熱膨張）し、冷媒が高循環量の場合は、オリフィスだけでは高圧冷媒を運転効率の良い圧力まで減圧しきれないので、高圧側と低圧側との差圧（又は高圧側の圧力）を利用して、差圧弁体（又は定圧弁体）をリフト（弁開度を変化）させ、高圧冷媒を運転効率の良い圧力まで減圧（断熱膨張）するようにされる。
【００３０】
このため、ガスクーラの出口側の冷媒圧力を適正に調圧することができるとともに、従来の、感温用エレメント等が必要な温度依存式のものに比して、構造の単純化、コスト低減、運転効率の向上等を図ることができ、さらに、高温時に冷媒圧力が上昇することに起因する開弁不能等の動作不良も防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の圧力制御弁の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００３２】
図１は、本発明に係る圧力制御弁の第１実施形態を示す縦断面図である。図示第１実施形態の圧力制御弁１Ａは、前述した図７に示されるものと基本的には略同様な蒸気圧縮式冷凍サイクル（ＣＯ２サイクル）１００に組み込まれ、ガスクーラ１０２から内部熱交換器１０３を介して導入される高圧冷媒を運転効率の良い圧力まで減圧（断熱膨張）して蒸発器１０４に導出するようにされる。
【００３３】
圧力制御弁１Ａは、高圧冷媒流入口１１及び低圧冷媒流出口１２が設けられた弁本体１０Ａを有し、該弁本体１０Ａに、高圧冷媒流入口１１からの冷媒を減圧して低圧冷媒流出口１２に導くべく、差圧弁体１５が嵌挿される弁座（弁口）２１付き弁装通路２０が設けられるとともに、弁座２１部分を迂回ないし短絡して高圧冷媒流入口１１と弁装通路２０における弁座２１より下流側とを連通する、所定の実効通路断面積を有するオリフィス３２を備えた絞り通路３０が設けられ、差圧弁体１５の弁座２１からのリフト量（弁開度）が、高圧側（高圧冷媒流入口１１側）と低圧側（低圧冷媒流出口１２側）との差圧に応じて変化するように構成されている。
【００３４】
具体的には、前記弁座付き弁装通路２０は、高圧冷媒流入口１１に連設され、弁座（弁口）２１が下流端部に設けられたシリンダ部２２と、該シリンダ部２２の下流側に連設された、シリンダ部２２より大径のばね室２３と、低圧冷媒流出口１２に連設された下流通路部２５と、ばね室２３と下流通路部２５とを連通する連通路２４と、からなっている。なお、高圧冷媒流入口１１、シリンダ部２２、及びばね室２３は、共通軸線Ｏａ上に形成され、低圧冷媒流出口１２及び下流通路部２５は、共通軸線Ｏｂ上に形成され、連通路２４は、弁本体１０Ａの一側方から前記軸線Ｏａ、Ｏｂに直交する方向に穿設された横穴からなっており、この横穴の外端部には閉塞封止用のプラグ４６が螺着されている。
【００３５】
前記差圧弁体１５は、図１に加えて図２（拡大図示）を参照すればよくわかるように、参照弁座２１に接離する弁部１６と、シリンダ部２２に摺動自在に嵌挿される先端側大径部１７ａ及び弁部側小径部１７ｂからなるピストン部１７と、ばね室２３に配在された圧縮コイルばねからなる閉弁ばね４０の上端を受ける鍔状のばね受け部１８と、を備え、ピストン部１７内には、シリンダ部２２内周面と弁部側小径部１７ｂ外周面との間に形成される弁室１３と高圧冷媒流入口１１とを連通する縦穴１９ａ及び複数個の横穴１９ｂが形成されている。
【００３６】
前記差圧弁体１５におけるピストン部１７の先端側大径部１７ａとシリンダ部２２との間には防振用のＯリング２６が配在されている。このＯリング２６が存在することにより、差圧弁体１５を冷媒が通過する際に発生する懸念がある差圧弁体１５の振動による異音発生等を抑制することができる。
【００３７】
また、差圧弁体１５内に縦穴１９ａ及び複数個の横穴１９ｂを形成して、これを弁装通路２０の一部とすることにより、Ｏリング２６の有無に関わらず充分な流路面積（実効通路断面積）を確保することができる。
【００３８】
また、差圧弁体１５の弁部１６は、円錐角θａ（例えば３５°〜９０°）の円錐面で形成されている。このように、弁部１６を適度な円錐角θａを持つ円錐面とし、この弁部１６と前記弁部側小径部１７ｂとの間を段差を付けることなく緩やかな傾斜面（円錐面等）で結ぶことにより、高圧冷媒の圧力変動による弁開度（リフト量）の変化に対して、冷媒が通過する弁口（弁座）２１の流路面積（実効通路断面積）が緩やかに変化するため、高圧冷媒の圧力変動に対する制御をより細かくできるとともに、通過冷媒をスムーズに流すことができる。
【００３９】
また、前記閉弁ばね４０のセット荷重を調整できるように、ばね室２３の下部に調節ねじ４２が螺合せしめられており、この調節ねじ４２により閉弁ばね４０の下端がばね受け部材４３を介して受け止められている。なお、ばね室２３の下端部には、閉塞封止用のプラグ４４が螺着されている。
【００４０】
一方、前記オリフィス３２を備えた絞り通路３０は、低圧冷媒流出口１２に前記弁装通路２０の下流通路部２５を介して連なる、所定の孔径を有する絞り孔３４付き通路部３３と、前記シリンダ部２２を迂回して高圧冷媒流入口１１と絞り孔３４付き通路部３３における絞り孔３４より上流部分とを連通するバイパス通路３５と、からなっている。
【００４１】
絞り通路３０のオリフィス３２は、前記絞り孔３４と該絞り孔３４に挿入されたニードル状弁体３６とで形成されている。ここでは、前記オリフィス３２の実効通路断面積を調整できるように、絞り孔３４に対するニードル状弁体３６の位置を変更できるようにされている。具体的には、前記ニードル状弁体３６の一端側には、前記絞り孔３４付き通路部３３の一端側に螺合せしめられるねじ部３６ａが設けられており、このねじ部３６ａの螺合量を調節することにより、前記オリフィス３２の実効通路断面積を調整できるようになっている。なお、前記ねじ部３６ａの一端側にはロックナット３７が螺合せしめられ、前記通路部３３の一端部には、閉塞封止用のプラグ４９が螺着されている。また、ニードル状弁体３６の上端面部に、図３に示される如くに、目盛として、例えば９０°間隔でＶ溝３６ｂを刻設したり、基準位置にポンチ穴３６ｃを刻設しておくことにより、前記螺合量の調節（オリフィス３２の実効通路断面積の調整）を容易に行うことができる。
【００４２】
このような構成とされた本実施形態の圧力制御弁１Ａでは、ＣＯ２サイクルにおいて冷媒が低循環量の場合は、高圧側（高圧冷媒流入口１１側）と低圧側（低圧冷媒流出口１２側）との差圧が小さいので、差圧弁体１５は、閉弁ばね４０の付勢力により、その弁部１６が弁座２１に当接して全閉状態（リフト量が０）となり、このときは、高圧冷媒流入口１１から高圧冷媒がバイパス通路３５を通じて絞り孔３４付き通路部３３に導かれ、この通路部３３に設けられたオリフィス３２により、高圧冷媒が運転効率の良い圧力まで減圧（断熱膨張）されて、下流通路部２５及び低圧冷媒流出口１２から蒸発器に導出される。
【００４３】
それに対し、冷媒が高循環量の場合（オリフィス３２だけでは高圧冷媒を運転効率の良い圧力まで減圧しきれない場合）は、高圧側（高圧冷媒流入口１１側）と低圧側（低圧冷媒流出口１２側）との差圧が大きくなるため、差圧弁体１５は、閉弁ばね４０の付勢力に抗してリフトせしめられ、その弁部１６が弁座２１から離れて開弁する。この場合、差圧弁体１５の弁座２１からのリフト量（弁開度）は、高圧側（高圧冷媒流入口１１）と低圧側（低圧冷媒流出口１２）との差圧に応じたものとなり、高圧冷媒が運転効率の良い圧力まで減圧（断熱膨張）されて、ばね室２３→連通路２４→下流通路部２５を介して低圧冷媒流出口１２から蒸発器１０４に導出される。
【００４４】
このように本実施形態の圧力制御弁１Ａでは、冷媒が低循環量の場合は、絞り通路３０に設けられたオリフィス３２により、高圧冷媒を運転効率の良い圧力まで減圧（断熱膨張）し、冷媒が高循環量の場合は、オリフィス３２だけでは高圧冷媒を運転効率の良い圧力まで減圧しきれないので、高圧側と低圧側との差圧を利用して、差圧弁体１５をリフト（弁開度を変化）させ、高圧冷媒を運転効率の良い圧力まで減圧（断熱膨張）するようにされるので、ガスクーラ１０２の出口側の冷媒圧力を適正に調圧することができるとともに、従来の、感温用エレメント等が必要な温度依存式のものに比して、構造の単純化、コスト低減、運転効率の向上等を図ることができ、さらに、高温時に冷媒圧力が上昇することに起因する開弁不能等の動作不良も防止できる。
【００４５】
図４は、本発明に係る圧力制御弁の第２実施形態を示す断面図である。本第２実施形態の圧力制御弁１Ｂは、機能的には、第１実施形態と略同じであるが、第１実施形態の圧力制御弁１Ａより構成の簡素化、コンパクト化、部品点数の削減等を図ったもので、以下においては、同一機能部分には同一の符号を付して重複説明を省略し、相違点を重点的に説明する。
【００４６】
図示圧力制御弁１Ｂは、高圧冷媒流入口１１及び低圧冷媒流出口１２が上下端部に設けられた、第１実施形態のもの（１０Ａ）よりスリムな弁本体１０Ｂを有し、該弁本体１０Ｂに弁座２１付き弁装通路２０’が設けられている。
【００４７】
弁座２１付き弁装通路２０’は、高圧冷媒流入口１１に連設され、弁座２１が下流端部に設けられたシリンダ部２２と、該シリンダ部２２の下流側に連設されるとともに、低圧冷媒流出口１２に連通する、シリンダ部２２より大径のばね室２３と、からなり、また、差圧弁体１５’は、弁座２１に接離する弁部１６と、シリンダ部２２に摺動自在に嵌挿される先端側大径部１７ａ及び弁部側小径部１７ｂからなるピストン部１７と、ばね室２３に配在された閉弁ばね４０の上端を受けるばね受け部１８と、を備え、ピストン部１７内には、シリンダ部２２内周面と弁部側小径部１７ｂ外周面との間に形成される弁室１３と高圧冷媒流入口１１とを連通する縦穴１９ａ’及び横穴１９ｂが形成されている。前記縦穴１９ａ’は、第１実施形態のもの（１９ａ）より下方に（差圧弁体１５’の下端近くまで）延設されており、差圧弁体１５’の下端部に、前記縦穴１９ａ’とばね室２３とを連通するようにオリフィス３２’が形成されている。
【００４８】
本実施形態のオリフィス３２’は、第１実施形態のもの（３２）とは異なり、その実効通路断面積を変更することができない、所定の孔径を有する固定オリフィスとなっている。
【００４９】
また、前記閉弁ばね４０のセット荷重を調整できるように、ばね室２３の下部に調節ねじ４２が螺合せしめられており、この調節ねじ４２により閉弁ばね４０の下端がばね受け部材４３を介して受け止められ、さらに、調節ねじ４２に、ばね室２３と低圧冷媒流出口１２とを連通する縦穴４２ａ及び複数個の横穴４２ｂが形成されている。
【００５０】
なお、本実施形態では、高圧冷媒流入口１１、シリンダ部２２、ばね室２３、及び低圧冷媒流出口１２は、共通軸線Ｏａ上に形成され、第１実施形態における連通路２４、下流通路部２５、バイパス通路３５等は存在せず、第１実施形態の絞り通路３０（絞り孔３４付き通路部３３）としての機能は、差圧弁体１５’内に形成されたオリフィス３２’付きの縦穴１９ａ’が担っている。
【００５１】
このような構成とされた第２実施形態の圧力制御弁１Ｂでは、第１実施形態と略同様な作用効果が得られることに加えて、より一層の、簡素化、コンパクト化、部品点数の削減化等が図られる。
【００５２】
図５は、本発明に係る圧力制御弁の第３実施形態を示す縦断面図である。図示第３実施形態の圧力制御弁１Ｃは、前記した第１、第２実施形態と同様に、前述した図７に示されるものと基本的には略同様な蒸気圧縮式冷凍サイクル（ＣＯ２サイクル）１００に組み込まれ、ガスクーラ１０２から内部熱交換器１０３を介して導入される高圧冷媒を運転効率の良い圧力まで減圧（断熱膨張）して蒸発器１０４に導出するようにされる。
【００５３】
本実施形態の圧力制御弁１Ｃは、その下部及び一側部にそれぞれ高圧冷媒流入口１１及び低圧冷媒流出口１２が設けられた弁本体１０Ｃを有し、該弁本体１０Ｃに、高圧冷媒流入口１１からの冷媒を減圧して低圧冷媒流出口１２に導くべく、定圧弁体５５が嵌挿される弁座（弁口）６１付き弁装通路６０が設けられるとともに、弁座６１部分を迂回ないし短絡して高圧冷媒流入口１１と弁装通路６０における弁座６１より下流側とを連通する、所定の実効通路断面積を有するオリフィス７２を備えた絞り通路７０が設けられ、定圧弁体５５の弁座６１からのリフト量（弁開度）が、高圧側（高圧冷媒流入口１１側）の圧力に応じて変化するように構成されている。
【００５４】
具体的には、前記弁座付き弁装通路６０は、高圧冷媒流入口１１に連設され、弁座（弁口）６１が下流端部に設けられたシリンダ部６２と、該シリンダ部６２の下流側に連設された、シリンダ部６２より大径のばね室６３と、からなっている。なお、高圧冷媒流入口１１、シリンダ部６２、及びばね室６３は、共通軸線Ｏａ上に形成されており、低圧冷媒流出口１２は、軸線Ｏａに直交するように形成されている。
【００５５】
前記定圧弁体５５は、弁座６１に接離する弁部５６と、シリンダ部６２に摺動自在に嵌挿される先端側大径部５７ａ及び弁部側小径部５７ｂからなるピストン部５７と、ばね室６３に配在された圧縮コイルばねからなる閉弁ばね８０の下端を受ける鍔状のばね受け部材８３を係止する円錐受け座５８と、前記弁部５６に連なるステム部５４と、を備え、ピストン部５７内には、シリンダ部６２内周面と弁部側小径部５７ｂ外周面との間に形成される弁室５３と高圧冷媒流入口１１とを連通する縦穴５９ａ及び複数個の横穴５９ｂが形成されている。
【００５６】
前記のように、定圧弁体５５内に縦穴５９ａ及び複数個の横穴５９ｂを形成して、これを弁装通路６０の一部とすることにより、充分な流路面積（実効通路断面積）を確保することができる。
【００５７】
また、定圧弁体５５の弁部５６は、第１、第２実施形態のもの（１６）と同様に、円錐角θａ（例えば３５°〜９０°）の円錐面で形成されている。このように、弁部５６を適度な円錐角θａを持つ円錐面とし、この弁部５７と前記弁部側小径部５７ｂとの間を段差を付けることなく緩やかな傾斜面（円錐面等）で結ぶことにより、高圧冷媒の圧力変動による弁開度（リフト量）の変化に対して、冷媒が通過する弁口（弁座）６１の流路面積（実効通路断面積）が緩やかに変化するため、高圧冷媒の圧力変動に対する制御をより細かくできるとともに、通過冷媒をスムーズに流すことができる。
【００５８】
また、閉弁ばね８０のセット荷重を調整できるように、前記ばね室６３の上部に調節ねじ８２が螺合せしめられ、該調節ねじ８２により閉弁ばね６０の上端がばね受け部材８３を介して受け止められている。この調節ねじ８２には、貫通穴９２が形成され、この貫通穴９２に前記ステム部５４の上部が摺動自在に嵌挿され、該ステム部５４の上端面（反ピストン部側端面）５４ａで大気圧を受けるようになっている。より具体的には、弁本体１０Ｃの上端面には、調節ねじ８２外れ防止用の円環状のストッパ板９４がビス９５で３カ所止めされており、このストッパ板９４に覆い被さるように、弁本体１０Ｃの上部外周には、キャップ９０が螺合せしめられている。前記ストッパ板９４の上面側には放射状に複数の溝９６が形成されており、貫通穴９２におけるステム部５４の端面５４ａ上方の空洞部分９７は、弁本体１０Ｃの上部外周とキャップ９０との螺合部分（ねじ部）９８と前記溝９６とを介して大気と導通しており、ステム部５４の上端面５４ａには大気圧が作用するようになっている。
【００５９】
なお、ステム部５４外周面と貫通穴９２との間には、Ｏリング８７、８７（二段）が配在され、また、調節ねじ８２の下部と弁室６３内周面との間には、Ｏリング８９が配在されている。
【００６０】
一方、前記オリフィス７２を備えた絞り通路７０は、高圧冷媒流入口１１に前記弁装通路６０のシリンダ部６２を介して連通する、所定の孔径を有する絞り孔７４付き通路部７３と、前記弁座６１を迂回して絞り孔７４付き通路部７３とばね室６３とを連通するバイパス通路７５と、からなっている。
【００６１】
絞り通路７０のオリフィス７２は、前記絞り孔７４と該絞り孔７４に挿入されたニードル状弁体７６とで形成されている。ここでは、前記オリフィス７２の実効通路断面積を調整できるように、絞り孔７４に対するニードル状弁体７６の位置を変更できるようにされている。具体的には、前記ニードル状弁体７６の一端側には、前記絞り孔７４付き通路部７３の一端側に螺合せしめられるねじ部７６ａが設けられており、このねじ部７６ａの螺合量を調節することにより、前記オリフィス７２の実効通路断面積を調整できるようになっている。なお、前記ねじ部７６ａの一端側にはロックナット７７が螺合せしめられ、前記通路部７３の一端側には、キャップ７９が螺着されている。
【００６２】
このような構成とされた本実施形態の圧力制御弁１Ｃでは、ＣＯ２サイクルにおいて冷媒が低循環量の場合は、高圧側（高圧冷媒流入口１１側）の圧力が小さいので、定圧弁体５５は、閉弁ばね８０の付勢力により、その弁部５６が弁座６１に当接して全閉状態（リフト量が０）となり、このときは、高圧冷媒流入口１１から高圧冷媒が絞り孔７４付き通路部７３に設けられたオリフィス７２により、高圧冷媒が運転効率の良い圧力まで減圧（断熱膨張）されて、低圧冷媒流出口１２から蒸発器に導出される。
【００６３】
それに対し、冷媒が高循環量の場合（オリフィス７２だけでは高圧冷媒を運転効率の良い圧力まで減圧しきれない場合）は、高圧側（高圧冷媒流入口１１側）の圧力が大きくなるため、定圧弁体５５は、閉弁ばね８０の付勢力に抗してリフトせしめられ、その弁部５６が弁座６１から離れて開弁する。この場合、定圧弁体５５の弁座６１からのリフト量（弁開度）は、高圧側（高圧冷媒流入口１１）の圧力に応じたものとなり、高圧冷媒が運転効率の良い圧力まで減圧（断熱膨張）されて、ばね室６３を介して低圧冷媒流出口１２から蒸発器１０４に導出される。
【００６４】
このように本実施形態の圧力制御弁１Ｃでは、冷媒が低循環量の場合は、絞り通路７０に設けられたオリフィス７２により、高圧冷媒を運転効率の良い圧力まで減圧（断熱膨張）し、冷媒が高循環量の場合は、オリフィス７２だけでは高圧冷媒を運転効率の良い圧力まで減圧しきれないので、高圧側の圧力を利用して、定圧弁体５５をリフト（弁開度を変化）させ、高圧冷媒を運転効率の良い圧力まで減圧（断熱膨張）するようにされるので、ガスクーラ１０２の出口側の冷媒圧力を適正に調圧することができるとともに、従来の、感温用エレメント等が必要な温度依存式のものに比して、構造の単純化、コスト低減、運転効率の向上等を図ることができ、さらに、高温時に冷媒圧力が上昇することに起因する開弁不能等の動作不良も防止できる。
【００６５】
図６は、本発明に係る圧力制御弁の第４実施形態を示す断面図である。本第４実施形態の圧力制御弁１Ｄは、機能的には、第３実施形態と略同じであるが、第１実施形態の圧力制御弁１Ａより構成の簡素化、コンパクト化、部品点数の削減等を図ったもので、以下においては、同一機能部分には同一の符号を付して重複説明を省略し、相違点を重点的に説明する。
【００６６】
図示圧力制御弁１Ｄは、高圧冷媒流入口１１及び低圧冷媒流出口１２が設けられた、第１実施形態のもの（１０Ａ）よりスリムな弁本体１０Ｄを有し、定圧弁体５５のピストン部５７内には、シリンダ部６２内周面と弁部側小径部５７ｂ外周面との間に形成される弁室５３と高圧冷媒流入口１１とを連通する縦穴５９ａ’及び横穴５９ｂが形成されている。前記縦穴５９ａ’は、第３実施形態のもの（５９ａ）より上方に（弁部５６やばね受け座５８を通り越してステム部５４に入り込むまで）延設されており、この縦穴５９ａ’とばね室６３とを連通するように、該縦穴５９ａ’の底部近くの側部にオリフィス７２’が形成されている。
【００６７】
本実施形態のオリフィス７２’は、第３実施形態のもの（７２）とは異なり、その実効通路断面積を変更することができない、所定の孔径を有する固定オリフィスとなっている。
【００６８】
なお、本実施形態では、第３実施形態の絞り通路７０（絞り孔７４付き通路部７３）としての機能は、定圧弁体５５内に形成されたオリフィス７２’付きの縦穴５９ａ’が担っている。
【００６９】
このような構成とされた第４実施形態の圧力制御弁４Ｂでは、第３実施形態と略同様な作用効果が得られることに加えて、より一層の、簡素化、コンパクト化、部品点数の削減化等が図られる。
【００７０】
なお、前記したオリフィス３２、３２’、７２、７２’に代えて、例えば弁座にＶ溝等を形成して、これを差圧弁体又は定圧弁体の全閉時にオリフィスとして機能させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明に係る圧力制御弁の第１実施形態を示す縦断面図。
【図２】図１に示される差圧弁体の拡大断面図。
【図３】図１に示されるニードル状弁体の拡大平面図。
【図４】本発明に係る圧力制御弁の第２実施形態を示す縦断面図。
【図５】本発明に係る圧力制御弁の第３実施形態を示す縦断面図。
【図６】本発明に係る圧力制御弁の第４実施形態を示す縦断面図。
【図７】従来の圧力制御弁が組み込まれた蒸気圧縮式冷凍サイクルの一例を示す図。
【符号の説明】
【００７２】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ…圧力制御弁
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ…弁本体
１１…高圧冷媒流入口
１２…低圧冷媒流出口
１３…弁室
１５…差圧弁体
１６…弁部
１７…ピストン部
１９ａ…縦穴
１９ｂ…横穴
２０…弁座付き弁装通路
２１…弁座
２２…シリンダ部
２３…ばね室
２４…連通路
２５…下流通路部
２６…Ｏリング
３０…絞り通路
３２、３２’…オリフィス
３３…絞り孔付き通路部
３４…絞り孔
３５…バイパス通路
３６…ニードル状弁体
４０…閉弁ばね
４２…調節ねじ
５３…弁室
５４…ステム部
５５…定圧弁体
５６…弁部
５７…ピストン部
５９ａ…縦穴
５９ｂ…横穴
６０…弁座付き弁装通路
６１…弁座
６２…シリンダ部
６３…ばね室
７０…絞り通路
７２、７２’…オリフィス
７３…絞り孔付き通路部
７４…絞り孔
７５…バイパス通路
７６…ニードル状弁体
８０…閉弁ばね
８２…調節ねじ
１００…蒸気圧縮式冷凍サイクル
１０１…圧縮機
１０２…ガスクーラ
１０３…内部熱交換器
１０４…蒸発器
【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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