JP2007278563A - 圧力制御弁 - Google Patents

Abstract

【課題】感温部を構成する部品の加工を容易にし、部品の精度向上と低コスト化を図ると共に、加工設備の共用化及び生産性の向上が可能な圧力制御弁を提供する。
【解決手段】蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒通路に配置され、ガスクーラ２出口側の冷媒圧力を制御する圧力制御弁３が、ガスクーラ出口側の冷媒温度に応じて内圧が変化する感温部３０と、感温部の内圧変化に機械的に連動して弁口３４ａの開度を調整する弁体３５と、弁体を収納するボディ３４とを備えていて、該感温部が、内圧変化に応じて変位するダイヤフラム３１、冷媒等と封入する空間を形成するキャップ部材３２と必要に応じフランジ部材３３とよりなり、これらがその外周部で接合され、その接合部の変形を防止する方向に補強部材３７，３７Ａを配置している。
【選択図】図２

Description

本発明は、蒸気圧縮式冷凍サイクルの放熱器（ガスクーラ）出口側の冷媒温度に基づいて放熱器出口側の冷媒圧力を制御する圧力制御弁（膨張弁）に関し、特に二酸化炭素（ＣＯ₂）冷媒など高圧圧力が超臨界状態となる冷媒を用いた冷凍サイクルに適用する圧力制御弁（膨張弁）に関する。

一般に車両用空調装置の蒸気圧縮式冷凍サイクルに使用される圧力制御弁として、従来より特許文献１及び特許文献２に示されるような圧力制御弁が知られている。
特開２００２−１３８４４号公報 特開２０００−８１１５７号公報

この特許文献１に示される圧力制御弁は、図１１に示すようにコンプレッサ（圧縮機）１、コンデンサ（凝縮器）２、レシーバ（気液分離手段）９、膨張弁（圧力制御弁）３及びエバポレータ（蒸発器）４より構成される閉回路をＨＦＣ１３４ａの冷媒が循環する冷凍サイクルに適用されるものである。この圧力制御弁３の感温部３０は、感温室Ｓ内の圧力変動に応じて変位する膜状のダイヤフラム３１の外周部を第１ハウジング（キャップ部材）３２と第２ハウジング（フランジ部材）３３とによって挟み込んで、３者３１，３２，３３の外周縁を溶接Ｗした状態で、第２ハウジング３３をバルブのボディ３４に固定することで形成されている。このため、ＨＦＣ１３４ａの冷媒のように作動圧力が低く、ダイヤフラム３１にエバポレータ出口側の低圧が作用する場合においては、上記のような構造の感温部３０の構成であっても十分に圧力に耐えられる強度があったが、ＣＯ₂を冷媒とする冷凍サイクルでは、サイクルの成績係数（ＣＯＰ）が最大となるようにガスクーラ（放熱器）出口温度に対して高圧圧力に調整する必要があり、ダイヤフラムにガスクーラ出口の高圧が作用するため、上記構成の感温部では耐圧上に問題があり、圧力制御弁に使用することはできなかった。

また、特許文献２に示される圧力制御弁は、図１２に示されるようにコンプレッサ（圧縮機）１、ガスクーラ（放熱器）２、圧力制御弁３、エバポレータ（蒸発器）４、アキュムレータ５及び内部熱交換器８より構成される閉回路をＣＯ₂の冷媒が循環する冷凍サイクルに適用されるものである。この圧力制御弁３の感温部３０は、図１１に示すようにダイヤフラム３１の外周部を略直角状に折り曲げて折曲部３１ａを形成し、このダイヤフラム３１の折曲部３１ａをダイヤフラムカバー（キャップ部材）３２とダイヤフラムサポート（フランジ部材）３３とで挟み込んで、折曲部３１ａの端縁で３者３１，３２，３３を溶接Ｗすることによって形成している。

しかしながら、この圧力制御弁３の感温部３０の構造も、以下のような問題がある。
（１）ダイヤフラム３１としては、作動耐久性を確保するために析出硬化型ステンレスなど強度の高い材料が使用される。ＣＯ₂冷媒は、従来のＨＦＣ１３４ａ冷媒より作動圧力が高いために、従来では特許文献２に関し上記したように、板厚の厚いダイヤフラム３１を用いて外周部をＬ字状に折り曲げることで破壊圧を確保していた。
しかしながら、この構造では、硬度の高いダイヤフラム３１を折り曲げるため、そのスプリングバックにより折曲部の近傍が変形してしまい、平面度が低下するという問題があった。この結果、ダイヤフラムカバー３２及びダイヤフラムサポート３３を組み付けたときにダイヤフラム３１との間で隙間が発生して、寸法精度やダイヤフラムの耐久性が低下するという問題がある。

（２）作動圧力が高いため、ダイヤフラムカバー３２及びダイヤフラムサポート３３の板厚が厚くなる。これらの材質は、ダイヤフラム３１と溶接するために同種のＳＵＳ材で製作するため、加工性が悪く、板厚が大きいためプレス等では製作できず、コスト高となる。

（３）通常、ＣＯ₂冷媒は超臨界状態で使用されるため、温度が上昇すると圧力も上昇してしまう。特に冷媒を封入している感温部３０は、コンプレッサ１が停止している場合にはガスクーラ２で冷却された冷媒が流れず、エンジンルーム内の温度まで上昇するため、感温部３０の内圧がサイクルの最高使用圧力よりも高くなる。万一、感温部の強度を越える事態が発生した場合でも、部品の飛散を防止する必要があるが、溶接部は溶け込み深さを確保するため肉厚を薄くする必要があり、他の部位より強度が弱くなり、この部分より一気に破壊してダイヤフラムカバー３２が飛散する恐れがある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、圧力制御弁の感温部を構成するエレメント部品（ダイヤフラムカバー材（キャップ部材）、ダイヤフラム、サポート材（フランジ部材））の加工を容易にして、部品精度の向上と低コスト化を図ることである。
また、本発明の第２の目的は、比較的低圧で使用される冷媒（例えば、ＨＦＣ１３４ａ冷媒）を使用する冷凍サイクルに用いられる圧力制御弁の部品と、比較的高圧で使用される冷媒（例えば、ＣＯ₂冷媒）の冷凍サイクルに用いられる圧力制御弁の部品との類似性を向上させ、製造設備の共用化を容易にすることで、部品の生産性の向上を図ることである。
更に、本発明の第３の目的は、圧力制御弁の感温部の破壊部位を任意の位置に設定することで、部分的な箇所な破壊に限定して部品の飛散を防止することである。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載の圧力制御弁を提供することである。
請求項１に記載の圧力制御弁は、蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒通路に配置され、ガスクーラ２出口側の冷媒圧力を制御する圧力制御弁が、ガスクーラ出口側の冷媒温度に応じて内圧が変化する感温部３０と、感温部３０の内圧の変化に機械的に連動して、弁口３４ａの開度を調整する弁体３５と、弁体３５を収納するボディ３４とを備えていて、この感温部３０が少なくともその内圧の変化に応じて変位する膜状のダイヤフラム３１と、冷媒等を封入する空間Ｓを形成するキャップ部材３２とよりなり、両者がその外周部で接合されていて、その接合部の変形を防止する方向に補強部材３７，３７Ａを配置したものであり、これにより、ＣＯ₂冷媒のように超臨界状態で使用されるような冷凍サイクルの圧力制御弁３としても、十分な耐圧性を確保できると共に、感温部３０を構成するエレメント部品を薄肉化して加工を容易にでき、部品精度の向上と低コスト化が図れる。

請求項２の圧力制御弁は、ダイヤフラム３１がその外周付近が平面形状に形成された外周平面部３１ａを有しているものであり、これにより、キャップ部材３２とダイヤフラム３１とを組み付けた際に、両者の間に隙間が生じ、寸法精度やダイヤフラムの耐久性が低下するのを防止できる。
請求項３の圧力制御弁は、キャップ部材３２もその外周付近が平面形状に形成された外周平面部３２ａを有していて、ダイヤフラム３１の外周平面部３１ａとキャップ部材３２の外周平面部３２ａとを重ね合わせて溶接により気密に接合したものであり、これにより、キャップ部材３２とダイヤフラム３１とを組み付けた際に両者の間に隙間が生じるのを一層防止できると共に、補強部材３７が配置されているので、キャップ部材３２を薄肉化して、ダイヤフラム３１と同種の材料で製作でき、両者の溶接が可能となる。

請求項４の圧力制御弁は、補強部材３７，３７Ａが少なくとも接合部に圧縮荷重が働くように組み付けられているものであり、これにより、接合部の破壊を防止し感温部３０の密閉空間Ｓの気密性が確保できる。
請求項５の圧力制御弁は、補強部材３７，３７Ａがキャップ材３２の外周を隙間なく覆うことで変形を防止するように組み付けられているものであり、これにより、キャップ材３２の変形を防止することができる。

請求項６の圧力制御弁は、ダイヤフラム３１の下部に更にフランジ部材３３が配置されていて、ダイヤフラム３１を間に挟んで、キャップ部材３２、ダイヤフラム３１及びフランジ部材３３の３者が重ね合わされて、その外周部で接合されていて、その接合部又は接合部の内周側を挟み込むように補強部材３７，３７Ａを配置したものであり、これにより、接合部の補強が可能となり、キャップ部材３２及びフランジ部材３３の薄肉化が図れる。
請求項７の圧力制御弁は、ダイヤフラム３１、キャップ部材３２及びフランジ部材３３の各々が、その外周付近が平面形状に形成された外周平面部３１ａ，３２ａ，３３ａを有しており、各々の外周平面部を重ね合わせて接合部を形成しているものであり、これにより、キャップ部材３２及びフランジ部材３３を組み付けたときにダイヤフラム３１との間に隙間が生じ、寸法精度やダイヤフラムの耐久性が低下するのを防止できる。

請求項８の圧力制御弁は、補強部材３７，３７Ａが、カシメ、ネジ締め、溶接等により接合部に圧縮力が働くように組み付けられているものであり、これにより、キャップ部材３２及びフランジ部材３３の変形を防止し接合部の破壊を防止すると共に、感温部３０の密閉空間Ｓの気密性が確保できる。
請求項９の圧力制御弁は、補強部材３７，３７Ａがキャップ部材３２及びフランジ部材３３と密着して表面積の大部分を覆うことで変形を防止するように組み付けられているものであり、これにより、キャップ部材３２及びフランジ部材３３の変形を一層効果的に防止できる。

請求項１０の圧力制御弁は、感温部３０の補強部材３７，３７Ａの一部に周囲より強度の低い部分３７ｃ，３７ｄを設け、部分的に亀裂が発生するようにしたものであり、これにより、強度の弱い部分の溶接位置から感温部３０内の冷媒ガスが漏れ、キャップ部材３２や補強部材３７が飛散するのを防止することができる。
請求項１１の圧力制御弁は、補強部材３７，３７Ａの一部に、凹部を設けるか、又は他より断面積の小さい部分を設けるか、又は断面積の小さいカシメ部分を設けたものであり、これは、強度の低い部分を具体化したものであり、この強度の低い部分が優先して変形又は亀裂を発生するので、これらが全体に拡大するのを防止することができる。

以下、図面に従って本発明の実施の形態の圧力制御弁について説明する。
以下の説明においては、本発明を適用した圧力制御弁が、二酸化炭素（ＣＯ₂）を冷媒として循環される冷凍サイクル（超臨界冷凍サイクル）に使用されるものとして説明するが、これに限定されるものではない。図１は、内部熱交換器を用いた、ＣＯ₂冷媒を循環させる冷凍サイクルを説明する図である。図２は、図１に示される冷凍サイクルに適用した第１実施形態の圧力制御弁の断面図である。
図１において、符号１はＨＦＣ系冷媒など比較的低圧で使用される冷媒に比べて比較的高圧で使用されるＣＯ₂冷媒を吸入圧縮するコンプレッサ（圧縮機）であり、符号２は、圧縮機１により圧縮された冷媒を冷却するガスクーラ（放熱器）である。ガスクーラ２で冷却された冷媒は、内部熱交換器８で更に冷却されて、圧力制御弁（膨張弁）３に入る。圧力制御弁３は、ガスクーラ２の出口側の冷媒温度に基づいて、内部熱交換器８の出口側の冷媒圧力を制御すると共に、高圧の冷媒を減圧する減圧器としても機能している。ガスクーラ２の出口側配管には、圧力制御弁の感温部が配置されている。圧力制御弁３は、感温部で感知される温度に応じて変位して弁体を移動させ、弁開度を調節する駆動部を有する。図１においては、感温部が、感温筒７と、キャピラリチューブ６とによって例示されている。この態様では、感温筒７とキャピラリチューブ６とに封入されたガスが感温筒７の温度に応じて体積変化し、この体積変化に応じて、例えば駆動部としての変位部材であるダイヤフラムやベローズが変位し、弁体が移動して弁開度が調節される。したがって、感温筒７内に封入されたガス（この実施形態では、循環冷媒と同様にＣＯ₂である）の冷媒温度に基づく内圧の変化によって圧力制御弁３の弁開度を制御している。図２に図示されるように、圧力制御弁３の感温部はキャピラリチューブ６を備えることなく提供することができる。

符号４は、圧力制御弁３で減圧された気液２相冷媒を蒸発させるエバポレータ（蒸発器）であり、符号５は気相冷媒と液相冷媒とを分離すると共に、冷凍サイクル中の余剰冷媒を一時的に蓄えるアキュムレータ５である。アキュムレータ５を出た気相冷媒は、内部熱交換器８に入り、ここで加熱された後に圧縮機１へと吸入される。このように、内部熱交換器８は、ガスクーラ２と圧力制御弁３へ向かう冷媒と、アキュムレータ５から圧縮機１へ戻る冷媒とが熱交換するようにサイクル内に配置されている。このため、圧力制御弁３は内部熱交換器８から蒸発器４に至る冷媒通路に配置される。これらは、圧縮機１→ガスクーラ２→内部熱交換器８→圧力制御弁（膨張弁）３→蒸発器４→アキュムレータ５→内部熱交換器８→圧縮機１とＣＯ₂冷媒が循環するように配管によって接続されて閉回路を形成している。

次に、図２を用いて第１実施形態の冷凍サイクル用の圧力制御弁３Ａについて説明する。圧力制御弁３Ａのボディ３４内には、内部熱交換器８から弁口３４ａを介して蒸発器４に至る冷媒通路の一部である第１の流路Ａと、ガスクーラ２から内部熱交換器８に至る冷媒通路の一部である第２の流路Ｂとが、それぞれ独立に形成されている。ボディ３４には、内部熱交換器８側に接続される流入口３４ｂと、蒸発器４側に接続される流入口３４ｃと、後述する感温部を設置するための第１の開口３４ｄと調整バネ（コイルスプリング）３６をセットするための第２の開口３４ｅとが形成されている。ボディ３４内には弁体３５が収納されていて、弁口３４ａの開閉を行うようになっており、これによって、内部熱交換器８と蒸発器４とが連通又は非連通するようになっている。

ボディ３４の第１の開口３４ｄには、感温部３０が取り付けられている。この感温部３０は、ダイヤフラム３１、キャップ部材３２、フランジ部材３３及び補強部材３７とより構成されていて、内部に密閉空間Ｓが形成されている。即ち、ステンレス系の材料をプレス成形した薄膜状のダイヤフラム３１の周縁を、同じくステンレス系の材料をプレス成形したキャップ部材３２とフランジ部材３３で挟持するようにして重ね合わせて、その外周部を気密に溶接で接合し、キャップ部材３２の上部には、この接合部及び接合部内周側を覆うように補強部材３７が設けられることによって、接合部の強化が図られている。このようにして、感温部３０が形成されている。ダイヤフラム３１、キャップ部材３２及びフランジ部材３３の各々の外周付近は、平面形状に形成された外周平面部３１ａ，３２ａ，３３ａが形成されており、ダイヤフラム３１の外周平面部３１ａを挟むように外周平面部３２ａ及び３３ａを重ね合わせて、固着することで隙間のない接合部を得ることができる。

ダイヤフラム３１と弁体３５とは、弁体上面で溶接等によって接合されており、ダイヤフラム３１の変位により、弁口３４ａの開度を調整する。弁体３５の上面中央には、上部に開口した空間３５ａが形成されており、ダイヤフラム３１の中央に穿孔された小孔３１ｂを介して空間３５ａが、ダイヤフラム３１とキャップ部材３２とで形成される密閉空間Ｓに連通している。このようにして、密閉空間Ｓの容積が拡げられている。この密閉空間Ｓ及び空間３５ａには、サイクル内の冷媒と同じであるＣＯ₂ガスが所定の密度で封入されている。こうして、密閉空間Ｓの内外の圧力差に応じて、ダイヤフラム３１が変形変位し、これに伴って弁体３５が弁口３４ａの開度を変える。

フランジ部材３３は、その内周側に円筒部３３ｂが形成されていて、この円筒部３３ｂの外周に形成されたネジ部を、ボディ３４の第１の開口３４ｄに螺合することによって、感温部３０がボディ３４に取り付けられている。更に感温部３０は、ボディ３４の上部に形成された凹部３４ｆに嵌め込まれ、ボディ３４の上部に一体に形成されたカシメ部３４ｇにより、補強部材３７を介して、カシメにより固定されている。また、感温部３０（フランジ部材３３）とボディ３４間の気密を確保するＯリング３０ａが設けられている。

弁体３５は、弁部３５ｂより上方にボディ３４の第１の開口３４ｄを通って延在している一方の端部（上面）がダイヤフラム３１に固定されており、第１の開口３４ｄの内面と弁体３５の外周面との間に断面が環状の間隙ｄが形成されている。この間隙ｄは前述した第２の流路Ｂに連通している。したがって、ガスクーラ２出口側の冷媒圧力がこの間隙ｄを通してダイヤフラム３１に作用する。また、感熱部３０の密閉空間Ｓ内冷媒は、ガスクーラ２出口側の冷媒温度の影響を受ける。

更に弁体３５は、弁部３５ｂより下方に弁口３４ａを通って延在している他方の端部３５ｃに調整ナット３８が螺合されている。弁口３４ａの下面周辺と調整ナット３８間には、弁体３５を閉弁方向に付勢する調整バネ（コイルスプリング）３６が介在しており、調整ナット３８を回すことによって調整バネ３６の初期荷重（弁口３４ａを閉じた状態での弾性力）が任意に調節できる。これら調整バネ３６、調整ナット３８等は、蒸発器４入口側に接続するボディ３４の第２の開口３４ｅによって形成された空間内に設けられている。また、蓋３９がボディ３４の第２の開口３４ｅに嵌め込まれることによって、第２の開口３４ｅが閉じられている。

上記構成よりなる圧力制御弁３Ａは、弁体３５の閉弁力は、感温部３０の密閉空間Ｓの内圧と調整バネ３６によって得られるようになっており、弁体３５の開弁力は、ガスクーラ２出口側の冷媒圧力によって得られ、両者のバランスによって圧力制御弁３Ａが開閉されるようになる。また、密閉空間Ｓ内の内圧は、ガスクーラ２出口側の冷媒温度によって変化し、それによって、弁口３４ａの開度が変化することで、内部熱交換器８出口側の冷媒圧力が制御される。

上記のように構成された第１実施形態の圧力制御弁３Ａでは、感温部３０をダイヤフラム３１の外周平面部３１ａをキャップ部材３２及びフランジ部材３３の外周平面部３２ａ，３３ａで挟んで接合することにより形成すると共に、感温部３０の接合部及び接合部内周側を覆うように補強部材３７を設け、これらをボディ３４のカシメ部３４ｇでカシメで固着している。したがって、図１１の従来例のようにダイヤフラム３１の周縁を折り曲げる必要がないため、硬度の高いステンレス材を用いても加工が容易であり、キャップ部材３２及びフランジ部材３３との接合部である外周平面の精度を容易に確保することができる。

また、補強部材３７を使用しているため、キャップ部材３２及びフランジ部材３３を図１０に示す従来例のＨＦＣ１３４ａ冷媒用の感温部と同程度の肉厚に薄肉化できるため、プレス加工が容易であり、従来と同等の設備で加工することが可能となり、生産互換性及び加工コストの点で有利である。
更にダイヤフラム３１とキャップ部材３２及びフランジ部材３３との肉厚差が小さくなり溶接が容易である。また、従来のＨＦＣ１３４ａ冷媒用と同様に外周溶接ができるため、生産互換性及び加工コストで有利である。
更には、耐圧を確保する補強部材３７が、感温部３０と分離しているため、加工性及び材料コストで有利な材質（鉄など）を使用することができる。

図３は、第２実施形態の圧力制御弁３Ｂの断面図を示している。第２実施形態は、図２の第１実施形態の圧力制御弁３Ａの感温部３０の構成からフランジ部材３３を省略したものである。即ち、第２実施形態では、ダイヤフラム３１の外周平面部３１ａとキャップ部材３２の外周平面部３２ａとを重ね合わせて接合部を溶接しており、この接合部及び接合部内周を覆うようにキャップ部材３２の上面に補強部材３７を設けることによって、感温部３０を形成している。したがって、第２実施形態では、第１実施形態のフランジ部材３３の外周平面部３３ａの役割を、ボディ３４の凹部３４ｆの底平面部で行っており、この底平面部には、ボディ３４と感温部３０（ダイヤフラム３１）間の気密を確保するＯリング３０ａが設けられている。このように構成された感温部３０は、第１実施形態と同様にボディ３４の凹部３４ｆに嵌め込まれ、補強部材３７が接合部に圧縮荷重が働くようにカシメ部３４ｇでカシメることによってボディ３４に固定されている。

また、第２実施形態の圧力制御弁３Ｂでは、密閉空間ＳにＣＯ₂ガスと不活性ガス（Ｎ₂，Ｈｅ等）を所定量封入することで、弁体３５を閉弁方向に付勢する調整バネ３６及びこれに付随する調整ナット３８等が省略されていて、ボディ３４の第２の開口３４ｅが閉塞されているが、第２実施形態の感温部３０の構成は、第１実施形態の圧力制御弁３Ａのように調整バネ３６等を有している圧力制御弁に対しても適用可能である。また、弁体３５を閉弁方向に付勢するために、密閉空間Ｓに封入された不活性ガスと調整バネとを併用してもよい。
第２実施形態の圧力制御弁３Ｂのその他の構成に関しては、第１実施形態の圧力制御弁３Ａと同様であるので、説明を省略する。

図４は、第３実施形態の圧力制御弁３Ｃの断面図である。第３実施形態では、第１実施形態の圧力制御弁３Ａのボディ３４の一部である凹部３４ｆとカシメ部３４ｇとをボディ３４から切り離し、別部品の第２の補強部材３７Ａとしたものである。即ち、フランジ部材３３、ダイヤフラム３１、キャップ部材３２及び補強部材３７の４者を重ね合わせてなる感温部３０の外周接合部を第２の補強部材３７Ａに嵌め込み、図４に示されるように断面Ｕ字形になるように第２の補強部材３７Ａをカシメることによって、感温部３０の接合部の補強を図っている。このように構成された感温部３０のボディ３４への組み付けは、ボディ３４と感温部３０のフランジ部材３３との間に気密性を確保するガスケット３０ｂを介して、フランジ部材３３の円筒部３３ｂに外周に形成されたネジ部を、ボディ３４の第１の開口３４ｄに螺合することによって行われる。その他の構成は、第１実施形態の圧力制御弁３Ａと同様であるので説明を省略する。

図５は、第４実施形態の圧力制御弁３Ｄの断面図である。この第４実施形態では、第３実施形態で別部品とされている、キャップ部材３２を専ら補強する補強部材３７と感温部３０の外周部を補強する第２の補強部材３７Ａとを一体として一部品の補強部材３７としている。これにより、部品数を減らしたものである。したがって、この場合の補強部材３７は、キャップ部材３２上面を外周の接合部から内周側に入り込んだ部位まで覆うと共に、感温部３０の外周接合部を下面から上面までＵ字状に包み込むようになっている。その他の構成は、図４の第３実施形態の圧力制御弁３と同様であるので説明を省略する。

図６は、第５実施形態の圧力制御弁３Ｅの断面図である。この第５実施形態では、第１実施形態のボディ３４の凹部３４ｆ及びカシメ部３４ｇを、ボディ３４から切り離して、第３実施形態の第２の補強部材３７Ａとは一部構造を異にした第２の補強部材３７ａとしている。即ち、第３実施形態では、フランジ部材３３の円筒部３３ｂをボディ３４の第１の開口３４ｄに螺合することによって、感温部３０をボディ３４に結合しているが、この第５実施形態では、第２の補強部材３７Ａに円筒部３７ｂを形成し、この円筒部３７ｂの外周をネジ部として、ボディ３４の第１の開口３４ｄに螺合することによって、感温部３０をボディ３４に結合している。したがって、第５実施形態ではフランジ部材３３の円筒部３３ｂは、取り除かれている。なお、第２の補強部材３７Ａとボディ３４との間には、気密性を確保するためにガスケット（図示せず）が設けられている。その他の構成は、第３実施形態と同様であるので説明を省略する。

図７は、第６実施形態の圧力制御弁３Ｆの断面図及び平面図である。この第６実施形態の感温部３０の構成は、基本的に第３実施形態と同じであるが、第３実施形態では、補強部材３７及び第２の補強部材３７Ａが感温部３０の全周に渡って肉厚が略均一であるのに対し、この第６実施形態では、補強部材３７及び第２の補強部材３７Ａの両者に周方向に複数個（図７では３つ）のスリット部３７ｃが設けられている。このようにして、意図的に強度の低い部分を設けている。その他の構成は第３実施形態と同様である。

このように意図的に強度の低い部分を設けることにより、感温部３０に異常な圧力が加わり、接合個所の溶接部に亀裂が発生するような場合、強度の弱いスリット部３７ｃの溶接位置から密閉空間Ｓ内のガスが漏れ、キャップ部材３２や補強部材３７及び第２の補強部材３７Ａが飛散することを防止することができる。

図８は、第７実施形態の圧力制御弁３Ｇの断面図及び平面図を示している。この第７実施形態の感温部３０の構成も、基本的に第３実施形態と同様であるが、第３実施形態では第２の補強部材３７Ａが感温部３０の全周に渡って肉厚が略均一であるのに対して、この第７実施形態では、第２の補強部材３７Ａに周方向に複数個（図８では３つ）の溝状の薄肉部３７ｄが設けられている。その他の構成は第３実施形態と同様である。

感温部３０に異常な圧力が加わると、キャップ部材３２が変形してカシメ部が開くが、第７実施形態のように第２の補強部材３７Ａに容易に変形する薄肉部３７ｄを設けることにより、カシメ部の変形が第２の補強部材３７Ａの全周に拡大するのを防止して、部材の飛散が防止できる。

図９（ａ）は、第８実施形態の圧力制御弁３Ｈの断面図及び平面図を示しており、図９（ｂ）は、第８実施形態の圧力制御弁３Ｈの作用効果を説明する断面図及び平面図である。この第８実施形態の感温部３０の構成も、基本的に第３実施形態と同様であるが、第３実施形態では補強部材３７及び第２の補強部材３７Ａの両者が感温部３０の全周に渡って肉厚が略均一であるのに対し、この第８実施形態では、補強部材３７及び第２の補強部材３７Ａの両者に周方向に複数個（図では５つ）の溝状の薄肉部３７ｄが設けられている。その他の構成は、第３実施形態と同様である。

密閉空間Ｓ内の内圧が高まり、感温部３０に異常な圧力が加わると、図９（ｂ）に示すようにキャップ部材３２が変形して第２の補強部材３７のカシメ部が開く（変形する）が、キャップ部材３２を補強する補強部材３７の薄肉部３７ｄ間が優先して変形することにより、カシメ部の変形が全周に拡大するのを防止して、部材の飛散を防止することができる。図９（ｂ）は、第２の補強部材３７のカシメ部が開いて（変形して）、感温部３０の密閉空間Ｓ内のガスが外部に漏れる状況を示しているが、第８実施形態では、補強部材３７及び第２の補強部材３７Ａに強度の弱い薄肉部３７ｄが形成されているため、図９（ｂ）に示すように一部の薄肉部３７ｄ間でガス漏れが起きるだけで、カシメ部が全周に渡って変形することがないので、キャップ部材３２、補強部材３７等が飛散することがない。

上記第６〜８実施形態の説明において、補強部材及び第２の補強部材に部分的に強度の低いスリット部又は薄肉部を設けることについては、第３実施形態の感温部の構造を使用して説明しているが、第１，２，４，５実施形態の感温部の構造においても適宜適用可能なものである。また、第６〜８実施形態では、強度の低い部分として、スリット部又は薄肉部を例示しているが、要は、凹部を設けるか、又は他より断面積の小さい部分を設けるか、又は他より断面積の小さいカシメ部分を設ける等により、強度の弱い個所を形成すればよい。

図１０は、本発明の第９実施形態の圧力制御弁３Ｉの断面図である。この第９実施形態の圧力制御弁３Ｉは、図２に示される第１実施形態の圧力制御弁３Ａに対して、その補強材３７を覆うようにキャップ材４０を設けたものであり、その他の構成は、第１実施形態と同様である。圧力制御弁はガスクーラ出口圧力を制御するため、エンジンルーム内に配置されるが、通常、エンジンルーム内には冷媒よりも温度が高いため感温部３０が加熱されると冷媒温度が正確に検出できなくなる。また、感温部３０を天方向に設置することが多いため、補強材３７の凹部に被水等により水分がたまると感温部３０が冷却され冷媒温度が正確に検出することができない。また、腐食に対しても悪影響を与えることになる。
このため、第９実施形態の圧力制御弁３Ｉでは、ゴム、樹脂などで製作したカバー材４０を被せて、感温部３０を断熱するとともに、被水による水分侵入を防止している。

本発明の実施の形態である圧力制御弁を組み込んだ内部熱交換器を含む冷凍サイクルを説明する図である。 本発明の第１実施形態の圧力制御弁の断面図である。 本発明の第２実施形態の圧力制御弁の断面図である。 本発明の第３実施形態の圧力制御弁の断面図である。 本発明の第４実施形態の圧力制御弁の断面図である。 本発明の第５実施形態の圧力制御弁の断面図である。 本発明の第６実施形態の圧力制御弁の断面図及び平面図である。 本発明の第７実施形態の圧力制御弁の断面図及び平面図である。 （ａ）は、本発明の第８実施形態の圧力制御弁の断面図及び平面図であり、（ｂ）は、第８実施形態の圧力制御弁の作用効果を説明する断面図及び平面図である。 本発明の第９実施形態の圧力制御弁の断面図である。 従来技術（特許文献１）の圧力制御弁の断面図である。 従来技術（特許文献２）の圧力制御弁の断面図である。

符号の説明

３，３Ａ〜３Ｉ 圧力制御弁（膨張弁）
３０ 感温部
３１ ダイヤフラム
３１ａ 外周平面部
３１ｂ 小孔
３２ キャップ部材
３２ａ 外周平面部
３３ フランジ部材
３３ａ 外周平面部
３３ｂ 円筒部
３４ ボディ
３４ａ 弁口
３４ｄ 第１の開口
３４ｅ 第２の開口
３４ｆ 凹部
３４ｇ カシメ部
３５ 弁体
３５ａ 空間
３５ｂ 弁部
３６ 調整バネ
３７ 補強部材
３７Ａ 第２の補強部材
３７ｂ 円筒部
３７ｃ スリット部
３７ｄ 薄肉部
Ｓ 密閉空間
ｄ 間隙

Claims (11)

1. 蒸気圧縮式冷凍サイクルの内部熱交換器（８）からエバポレータ（４）に至る冷媒通路に配置され、ガスクーラ（２）出口側の冷媒温度に基づいて弁口の開度を調節することにより、前記ガスクーラ出口側の冷媒圧力を制御する圧力制御弁において、前記圧力制御弁が、
   前記ガスクーラ出口側の冷媒温度に応じて内圧が変化する感温部（３０）と、
   前記感温部（３０）の内圧の変化に機械的に連動して前記弁口（３４ａ）の開度を調整する弁体（３５）と、
   前記弁体（３５）を収納するボディ（３４）と、
   を備えていて、前記感温部（３０）が、少なくとも、
   前記感温部（３０）内の内圧の変化に応じて変位する膜状のダイヤフラム（３１）と、
   冷媒等を封入する空間（Ｓ）を形成するキャップ部材（３２）と、
   よりなり、前記ダイヤフラム（３１）と前記キャップ部材（３２）とがその外周部で接合されていて、その接合部の変形を防止する方向に補強部材（３７，３７Ａ）が配置されていることを特徴とする圧力制御弁。
2. 前記ダイヤフラム（３１）が、その外周付近が平面形状に形成された外周平面部（３１ａ）を有していることを特徴とする請求項１に記載の圧力制御弁。
3. 前記キャップ部材（３２）もその外周付近が平面形状に形成された外周平面部（３２ａ）を有していて、前記ダイヤフラム（３１）の外周平面部（３１ａ）と前記キャップ部材（３２）の外周平面部（３２ａ）とを重ね合わせて溶接により気密に接合することを特徴とする請求項２に記載の圧力制御弁。
4. 前記補強部材（３７，３７Ａ）が、少なくとも前記接合部に圧縮荷重が働くように組み付けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の圧力制御弁。
5. 前記補強部材（３７，３７Ａ）が前記キャップ材（３２）の外周を隙間なく覆うことで、変形を防止するように組み付けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の圧力制御弁。
6. 前記ダイヤフラム（３１）の下部に更にフランジ部材（３３）が配置されていて、前記ダイヤフラム（３１）を間に挟んで前記キャップ部材（３２）、前記ダイヤフラム（３１）及び前記フランジ部材（３３）の３者が重ね合わされて、その外周部で接合されていて、その接合部又は接合部の内周側を挟み込むように、前記補強部材（３７，３７Ａ）が配置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。
7. 前記ダイヤフラム（３１）、前記キャップ部材（３２）及び前記フランジ部材（３３）の各々が、その外周付近が平面形状に形成された外周平面部（３１ａ，３２ａ，３３ａ）を有しており、前記各々の外周平面部（３１ａ，３２ａ，３３ａ）を重ね合わせて、前記接合部を形成していることを特徴とする請求項６に記載の圧力制御弁。
8. 前記補強部材（３７，３７Ａ）が、カシメ、ネジ締め、溶接等により、前記接合部に圧縮力が働くように組み付けられていることを特徴とする請求項６又は７に記載の圧力制御弁。
9. 前記補強部材（３７，３７Ａ）が、前記キャップ部材及び前記フランジ部材と密着して、表面積の大部分を覆うことで変形を防止するように組み付けられていることを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の圧力制御弁。
10. 前記感温部（３０）の前記補強部材（３７，３７Ａ）の一部に、周囲より強度の低い部分（３７ｃ，３７ｄ）を設けて、部分的に亀裂が発生するようにしたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の圧力制御弁。
11. 前記補強部材（３７，３７Ａ）の一部に、凹部を設けるか、又は他より断面積の小さい部分を設けるか、又は断面積の小さいカシメ部分を設けることを特徴とする請求項１０に記載の圧力制御弁。

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