JP2014173807A - 膨張弁および防振ばね - Google Patents

Abstract

【課題】膨張弁の作動部の防振に好適な防振ばねをその機能を確保しつつ、容易な組み付け作業を可能とする。
【解決手段】膨張弁は、シャフト３３を付勢して摺動抵抗を与える防振ばね５０を備える。防振ばね５０は、シャフト３３を挿通可能な孔部５２を中央領域に有する環状板からなるベース部５４と、ベース部５４に立設されるとともにシャフト３３の外周面に当接するように形成される複数のばね部５６と、ベース部５４から外方に延設されるとともにボディに係止可能に形成される複数の支持片５８と、を含む。支持片５８は、ベース部５４より剛性の低い低剛性部５８ａを含むように構成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は膨張弁に関し、特に膨張弁の作動部の防振を好適に行う防振ばねの構造に関する。

自動車用空調装置の冷凍サイクルには一般に、循環する冷媒を圧縮するコンプレッサ、圧縮された冷媒を凝縮するコンデンサ、凝縮された冷媒を気液に分離するレシーバ、分離された液冷媒を絞り膨張させて霧状にして送出する膨張弁、その霧状の冷媒を蒸発させてその蒸発潜熱により車室内の空気を冷却するエバポレータが設けられている。

膨張弁としては、エバポレータから導出された冷媒が所定の過熱度を有するように、エバポレータの出口側の冷媒の温度および圧力を感知して弁部を開閉し、エバポレータへ送出する冷媒の流量を制御する温度式膨張弁が用いられる。膨張弁のボディには、レシーバからエバポレータへ向かう冷媒を通過させる第１の通路と、エバポレータから戻ってきた冷媒を通過させてコンプレッサへ導出する第２の通路とが形成される。第１の通路の中間部には弁孔が形成され、その弁孔に着脱してエバポレータへ向かう冷媒の流量を調整する弁体が配設されている。ボディの端部には、第２の通路を流れる冷媒の温度および圧力を感知して弁部の開度を制御するパワーエレメントが設けられる。パワーエレメントの駆動力は、長尺状のシャフトを介して弁体に伝達される。シャフトは、第２の通路を横断して第１の通路に到るように延在するが、ボディにおいて第１の通路と第２の通路とを区画する区画部に設けられた挿通孔に摺動可能に支持される。

ところで、このような膨張弁においては、高温冷媒が導入される弁部の上流側にて圧力変動が発生する場合があり、それを放置すると弁体が振動して騒音を発生させることがある。そこで、シャフトに対して側方からばねによる付勢力を与えることにより弁体がその圧力変動に敏感に反応しないようにし、弁体の動作を安定させる手法がとられることも多い。例えば、ボディとシャフトとの間に複数の板ばねで構成される制振手段を介装して、その板ばねでシャフトを環囲することでシャフトに摺動加重を付与してシャフトや弁体の振動を抑制するものがある（例えば特許文献１参照）。特許文献１の制振手段は、シャフトを環囲するように形成された複数の第１の板ばねと、ボディに形成された収容孔に対して制振手段を固定するために形成された複数の第２の板ばねを有している。ボディに対する制振手段の固定は、第２の板ばねが収容孔に倣って折れ曲がるように圧入することで実現されている。

特開２００８−１４６２８号公報

上述のように特許文献１に記載の制振手段は、第２の板ばねが形成された円板部に第１の板ばねも形成されている。そのため、制振手段をボディの収容孔に圧入する際に、第２の板ばねに働く圧入時の負荷が円板部にもかかり当該円板部を変形させてしまう場合がある。円板部が変形した場合、その円板部に植設された第１の板ばねの姿勢が変化し、各第１の板ばねがシャフトに付与する摺動荷重のバランス崩れを招き易くなる。その結果、シャフトの摺動が不安定になったり、シャフトの制振が難しくなることがある。また、円板部の変形が最小限になるように圧入作業のときに十分な配慮が必要になり組み付け作業時間が長くなったり、組み付け作業が繁雑になる。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、膨張弁の作動部の防振に好適な防振ばねをその機能を確保しつつ、容易な作業で組み付け可能となる膨張弁及び防振ばねを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の膨張弁は、冷凍サイクルの上流側から導入される冷媒を、ボディ内の弁部を通過させることにより絞り膨張させて下流側へ導出する膨張弁において、ボディを貫通するように形成され、その一端側に冷媒の導入ポートが設けられる一方、他端側に冷媒の導出ポートが設けられた冷媒通路と、冷媒通路の中間部に設けられた弁孔と、弁孔に接離して弁部を開閉する弁体と、弁体を開閉させるための駆動力を発生する駆動部と、ボディに支持され、駆動部の駆動力を弁体に伝達する作動ロッドと、ボディと作動ロッドとの間に介装され、作動ロッドを付勢して摺動抵抗を与える防振ばねと、を備える。防振ばねは、作動ロッドを挿通可能な孔部を中央領域に有する環状板からなるベース部と、ベース部に立設されるとともに作動ロッドの外周面に当接するように形成される複数のばね部と、ベース部から外方に延設されるとともにボディに係止可能に形成される複数の支持片と、を含み、支持片は、ベース部より剛性の低い低剛性部を含むように構成されている。

この態様によると、ボディに係止可能に形成された支持片がベース部より剛性の低い低剛性部を含むので、防振ばねをボディに組み付ける際に、例えば圧入等により支持片に荷重が付加された場合でも、ベース部より先に支持片が低剛性部で変形する。低剛性部における変形は、支持片に加えられた荷重を吸収してベース部側に伝わり難くする。すなわち、支持片に与えられた荷重がベース部まで変形させてしまうことを抑制できる。その結果、支持片に与えられた荷重がベース部に立設されたばね部の姿勢に影響することはなく、各ばね部は、孔部に挿通される作動ロッドに対して適正な摺動荷重を付与することができる。また、低剛性部は支持片に与えられた荷重がベース部まで変形させてしまうことを抑制するので、防振ばねをボディに組み付けるときのベース部に対する変形の配慮が軽減可能になり、防振ばねの組付作業が容易になる。

本発明の別の態様は、防振ばねである。この防振ばねは、中央領域に孔部を有する環状板からなるベース部と、ベース部に立設されるとともに孔部の軸線に向かって延びる複数のばね部と、ベース部から外方に延設される複数の支持片と、を備える。支持片は、ベース部より剛性の低い低剛性部を含むように構成されている。

この態様によると、支持片がベース部より剛性の低い低剛性部を含むので、支持片に荷重が付与された場合でも、ベース部より先に支持片が低剛性部で変形する。低剛性部における変形は、支持片に加えられた荷重を吸収してベース部側に伝わり難くする。その結果、支持片に与えられた荷重がベース部まで変形させてしまうことを抑制できる。すなわち、支持片に与えられた荷重がベース部に立設されたばね部の姿勢に影響することはなく、各ばね部は、孔部に挿通される部材に対して適正な摺動荷重を付与することができる。また、低剛性部は支持片に与えられた荷重がベース部まで変形させてしまうことを抑制するので、防振ばねを被組付体に組み付けるときのベース部に対する変形の配慮が軽減可能になり、防振ばねの組付作業が容易になる。

本発明によれば、膨張弁の作動部の防振に好適な防振ばねをその機能を確保しつつ、容易な作業により組み付けることができる。

本実施形態に係る膨張弁の断面図である。 第１実施形態に係る防振ばねの構造を示す図である。 本実施形態に係る膨張弁の収納孔部と防振ばねの関係を説明する図である。 第２実施形態に係る防振ばねの構造を示す図である。 第３実施形態に係る防振ばねの構造を示す図である。 第４実施形態に係る防振ばねの構造を示す図である。 第５実施形態に係る防振ばねの構造を示す図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明においては便宜上、図示の状態を基準に各構造の位置関係を表現することがある。また、以下の実施形態およびその変形例について、ほぼ同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を適宜省略することがある。

［第１実施形態］
本実施形態は、本発明の膨張弁を自動車用空調装置の冷凍サイクルに適用される温度式膨張弁として具体化している。この冷凍サイクルには、循環する冷媒を圧縮するコンプレッサ、圧縮された冷媒を凝縮するコンデンサ、凝縮された冷媒を気液に分離するレシーバ、分離された液冷媒を絞り膨張させて霧状にして送出する膨張弁、その霧状の冷媒を蒸発させてその蒸発潜熱により車室内の空気を冷却するエバポレータが設けられている。なお、膨張弁以外の詳細な説明については省略する。

図１は、第１実施形態に係る膨張弁の断面図である。

膨張弁１は、アルミニウム合金からなる素材を押出成形して得た部材に所定の切削加工を施して形成されたボディ２を有する。このボディ２は例えば角柱状をなし、その内部には冷媒の絞り膨張を行う弁部が設けられている。ボディ２の長手方向の端部には、感温部として機能するパワーエレメント３が設けられている。

ボディ２の側部には、レシーバ側（コンデンサ側）から高温・高圧の液冷媒を導入する導入ポート６、膨張弁１にて絞り膨張された低温・低圧の冷媒をエバポレータへ向けて導出する導出ポート７が設けられている。また、ボディ２の側部には、エバポレータにて蒸発された冷媒を導入する導入ポート８、膨張弁１を通過した冷媒をコンプレッサ側へ導出する導出ポート９が設けられている。導入ポート６と導出ポート９との間には、図示しない配管取付用のスタッドボルトを植設可能とするためのねじ穴（図示略）が形成されている。

膨張弁１においては、導入ポート６、導出ポート７およびこれらをつなぐ冷媒通路により第１の通路１３が構成されている。第１の通路１３は、その中間部に弁部が設けられており、導入ポート６から導入された冷媒をその弁部にて絞り膨張させて霧状にし、導出ポート７からエバポレータへ向けて導出する。一方、導入ポート８、導出ポート９およびこれらをつなぐ冷媒通路により第２の通路１４（「戻り通路」に該当する）が構成されている。第２の通路１４は、ストレートに延びており、導入ポート８から冷媒を導入して導出ポート９からコンプレッサへ向けて導出する。

すなわち、ボディ２における第１の通路１３の中間部には弁孔１６が設けられ、その弁孔１６の導入ポート６側の開口端縁により弁座１７が形成されている。弁座１７に導入ポート６側から対向するように弁体１８が配置されている。弁体１８は、弁座１７に着脱して弁部を開閉する球状のボール弁体と、ボール弁体を下方から支持する弁体受けとを接合して構成されている。

ボディ２の下端部には、第１の通路１３に直交するように内外を連通させる連通孔１９が形成されており、その上半部により弁体１８を収容する弁室４０が形成されている。弁室４０は、その上端部にて弁孔１６に連通し、側部にて小孔４２を介して導入ポート６に連通しており、第１の通路１３の一部を構成している。小孔４２は、第１の通路１３の通路断面が局部的に狭小化されて形成され、弁室４０に開口している。

連通孔１９の下半部には、その連通孔１９を外部から封止するようにアジャストねじ２０が螺着されている。弁体１８（正確には弁体受け）とアジャストねじ２０との間には、弁体１８を閉弁方向に付勢するスプリング２３が介装されている。アジャストねじ２０のボディ２への螺入量を調整することで、スプリング２３の荷重を調整することができる。アジャストねじ２０とボディ２との間には、冷媒の漏洩を防止するためのＯリング２４が介装されている。

一方、ボディ２の上端部には、第２の通路１４に直交するように内外を連通させる連通孔２５が形成されており、その連通孔２５を封止するようにパワーエレメント３が螺着されている。パワーエレメント３は、アッパーハウジング２６とロアハウジング２７との間に金属薄板からなるダイヤフラム２８を挟むように介装し、そのロアハウジング２７側にディスク２９を配置して構成されている。アッパーハウジング２６とダイヤフラム２８とによって囲まれる密閉空間には感温用のガスが封入されている。パワーエレメント３とボディ２との間には、冷媒の漏洩を防止するためのＯリング３０が介装されている。第２の通路１４を通過する冷媒の圧力および温度は、連通孔２５とディスク２９に設けられた溝部を通ってダイヤフラム２８の下面に伝達される。

ボディ２の中央部には、第１の通路１３と第２の通路１４とをつなぐ段付孔３４が設けられており、この段付孔３４のうち小径孔４４には長尺状のシャフト３３（「作動ロッド」として機能する）が摺動可能に挿通されている。シャフト３３は、ディスク２９と弁体１８との間に介装されている。これにより、ダイヤフラム２８の変位による駆動力が、ディスク２９およびシャフト３３を介して弁体１８へ伝達され、弁部が開閉される。

シャフト３３の上半部は第２の通路１４を横断し、下半部が段付孔３４の小径孔４４に摺動可能に貫通している。段付孔３４の大径孔４６は、シャフト３３に軸線方向と直角な方向の付勢力、つまり横荷重（摺動荷重）を付与するための防振ばね５０を収容する収容孔部７０としても機能する。シャフト３３が防振ばね５０の横荷重を受けることにより、冷媒圧力の変動によるシャフト３３や弁体１８の振動が抑制されるようになっている。なお、防振ばね５０の構造の詳細及び収容孔部７０の構造の詳細については後述する。

以上のように構成された膨張弁１は、エバポレータから導入ポート８を介して戻ってきた冷媒の圧力及び温度をパワーエレメント３が感知してそのダイヤフラム２８が変位する。このダイヤフラム２８の変位が駆動力となり、ディスク２９およびシャフト３３を介して弁体１８に伝達されて弁部を開閉させる。一方、レシーバから供給された液冷媒は、導入ポート６から導入され、弁部を通過することにより絞り膨張されて、低温・低圧の霧状の冷媒になる。その冷媒は導出ポート７からエバポレータへ向けて導出される。

次に、防振ばね５０の具体的構造について説明する。図２は、防振ばねの構造を示す図である。図２（Ａ）は防振ばね５０の全体構造を示す斜視図である。図２（Ｂ）は防振ばね５０の平面図である。図２（Ｃ）は防振ばね５０の断面図である。

図２（Ａ）〜図２（Ｃ）に示すように、防振ばね５０は、中央領域に孔部５２を有する円形の環状板からなるベース部５４と、ベース部５４に立設される複数のばね部５６と、孔部５２から外方に延設される複数の支持片５８と、を備える。図２（Ａ）〜図２（Ｃ）の例の場合、ベース部５４の外縁部から等間隔、例えば１２０°間隔で３つのばね部５６が立設されている。また、２つのばね部５６の中間位置に支持片５８が配置されている。したがって、図２（Ａ）〜図２（Ｃ）の例では、支持片５８も等間隔で３つ形成されている。

防振ばね５０は、例えば薄板ステンレス鋼板（鋼帯）の板ばね材料を打ち抜き加工した後に曲げ加工することにより形成することができる。
ばね部５６は、板ばね材料を打ち抜き加工するときにベース部５４とともに形成される。ばね部５６は、曲げ加工のときに根元部５６ａからベース部５４に対して例えば１２０°曲げ起こされ、さらに先端部５６ｂが孔部５２の軸線に向かって突出するように例えば断面Ｃ字形状に曲げ加工される。この構成により、孔部５２にシャフト３３（図１参照）が挿通された場合、各ばね部５６の先端部５６ｂ、具体的にはＣ字形状の湾曲頂点がシャフト３３の外周面と実質的に点接触すると共に、根元部５６ａにおける屈曲状態により生じる弾性力によりシャフト３３の外周面を付勢可能となる。図２（Ａ）〜図２（Ｃ）の場合、ばね部５６は３つ形成されているので、シャフト３３は等間隔に３方向から均一の付勢力で支持され摺動荷重を受けることになる。また、摺動部分は、先端部５６ｂによる実質的な点接触になるので、接触状態が安定し易く、付勢力のばらつき、すなわち摺動荷重のばらつきが抑制できる。なお、防振ばね５０を膨張弁１の収容孔部７０に組み付けたときに根元部５６ａ（特に湾曲部）が収容孔部７０と接触しないように、防振ばね５０及び収容孔部７０のサイズ設計が行われていることが望ましい。この構成により、ばね部５６のシャフト３３に対する付勢力のばらつきをさらに抑制することができる。

支持片５８も板バネ材料を打ち抜き加工のときにベース部５４と同時に形成される。支持片５８は、防振ばね５０を収容孔部７０（図１参照）内で支持固定する機能を果たすために、所定の剛性が必要となる。ただし、本実施形態の支持片５８は、ベース部５４より剛性の低い低剛性部５８ａを含むように構成されている。低剛性部５８ａは、図２（Ｂ）に示すように、例えば支持片５８において、その延設方向（ベース部５４の半径方向外側方向）と直交する方向の幅Ｗ１が、ベース部５４の孔部５２の外方の板幅Ｗ２より狭くなる部分を含むように構成することにより形成できる。図２（Ａ）〜図２（Ｃ）の例の場合、低剛性部５８ａは、支持片５８の根元近傍部分を例えば半円形状に切り欠くことにより形成している。

低剛性部５８ａの形状及び機能を図３（Ａ）及び図３（Ｂ）を参照しながら説明する。図３（Ａ）は、膨張弁１のボディ２に穿設された収容孔部７０に防振ばね５０が固定されるとともに、防振ばね５０がシャフト３３に対して付勢力を付与している状態を説明する図である。

収容孔部７０は、図１に示すように第２の通路１４（戻り通路）に開口端を有し、防振ばね５０を収容可能な直径と深さを有して形成されている。前述したように、防振ばね５０は、収容孔部７０の内部にしっかりと固定される必要がある。そのための本実施形態では、防振ばね５０を収容孔部７０に圧入によって固定している。図１に示すようにボディ２に形成された段付孔３４は、大径孔４６と小径孔４４とで形成され、大径孔４６は防振ばね５０を収容する収容孔部７０として機能する。収容孔部７０は、防振ばね５０の収容作業を考慮して、収容孔部７０の深さ方向に対して圧入が可能な圧入領域と、非圧入領域とを有する段差形状に構成されている。具体的には、図３（Ｂ）に示すように、圧入前状態の防振ばね５０の支持片５８の外縁部５８ｂを結ぶ外縁径Ｒ０以上の直径Ｒ１を有する大径部７０ａと、この大径部７０ａより収容深部側（図３（Ａ）の防振ばね５０着座側）に大径部７０ａより小径の直径Ｒ２を有する小径部７０ｂとを含む構成になっている（Ｒ１≧Ｒ０＞Ｒ２）。

一般に防振ばねのように薄板材で構成される部品を収容孔部に圧入する場合、孔部の内壁面と接触する部分に圧入方向とは逆方向の抵抗力が働き弾性変形しながら圧入されていく。ここで、本実施形態の防振ばね５０のように低剛性部５８ａを持たない場合を考える。この場合、支持片５８のベース部５４からの突出長さはベース部５４の幅に対して十分に短いため、支持片５８の剛性は相対的に高くなる。そのため、圧入時の抵抗力により支持片５８のみならずベース部５４も一緒に変形してしまうことがある。防振ばね５０の場合、ばね部５６の立設部分で剛性が高くなるので、隣接するばね部５６の端部を結ぶ線Ｔ（図３（Ｂ））付近で曲がりの易くなる。このように、ベース部５４が変形してしまうと、当該ベース部５４に立設するばね部５６の姿勢（シャフト３３を付勢するために孔部５２の軸線に向かって倒れ込む姿勢）が変化してしまう。つまり、各支持片５８による付勢力にばらつきが生じてシャフト３３に付与する摺動荷重にばらつきが生じてシャフト３３のスムーズ摺動や、シャフト３３の制振が設計通りできなくなってしまう場合がある。

そこで、本実施形態の防振ばね５０は、支持片５８が受ける圧入時の抵抗力がベース部５４の変形の原因にならないように、低剛性部５８ａを設けている。低剛性部５８ａが形成された支持片５８の剛性は、ベース部５４の剛性より低くなっているので、圧入時に支持片５８は、積極的に低剛性部５８ａで曲げられる。この低剛性部５８ａの曲げ動作により圧入時の抵抗力が吸収され、ベース部５４が変形することを抑制できる。

また、防振ばね５０の支持片５８の場合、延設方向の根元近傍を半円形に切り欠いて低剛性部５８ａを形成しているので、支持片５８の外縁部５８ｂの幅は変化しない。そのため、支持片５８は、収容孔部７０の小径部７０ｂとの接触面積を従前通りの状態で維持できる。つまり、低剛性部５８ａを形成したことにより防振ばね５０の支持安定性が変化することは実質的にない。

なお、図２（Ａ）、図２（Ｃ）に示すように、防振ばね５０の曲げ加工時（圧入前）に支持片５８を予め圧入方向と逆方向に事前に曲げておくことにより、防振ばね５０を小径部７０ｂに圧入する際の位置決めが容易になる。また、このときの事前曲げを低剛性部５８ａで行っておくことにより、低剛性部５８ａが圧入時の曲げ動作のきっかけとなりやすく、低剛性部５８ａにおける積極的な曲がりを誘導することができる。つまり、ベース部５４の変形抑制性を向上することができる。また、図３（Ａ）に示すように、大径部７０ａと小径部７０ｂをテーパー形状で連続させることにより、各低剛性部５８ａの曲がり動作をスムーズに行うことが可能になり、小径部７０ｂにおける防振ばね５０の固定位置を安定させることに寄与できる。

また、図３（Ａ）に示すように、収容孔部７０の小径部７０ｂを支持片５８が収まるのに十分な程度の深さ領域（収容深部側）で形成することで、圧入作業の容易化及び圧入状態での防振ばね５０の組み付け時間が短くなる。その結果、圧入時のベース部５４の変形抑制性の向上に寄与できる。なお、別の実施形態では、収容孔部７０を小径部７０ｂのみでストレート形状で構成してもよい。この場合、防振ばね５０の圧入状態での挿入作業距離が長くなるが、収容孔部７０の加工が容易になるというメリットがある。

ところで、収容孔部７０が開口している第２の通路１４にはガス状の冷媒が高速で流れる。そのため、第２の通路１４に開口した収容孔部７０から防振ばね５０が突出していると、障害物となり異音や振動の原因になる虞がある。そこで、本実施形態の膨張弁１においては、図３（Ａ）に示すように、収容孔部７０のシャフト３３の軸方向の深さＬ０は、防振ばね５０のシャフト３３の軸方向の長さＬ１以上になるように構成してる（Ｌ０≧Ｌ１）。つまり、防振ばね５０が第２の通路１４に突出しないように収容孔部７０の深さを決めている。

このように本実施形態によれば、防振ばね５０を収容孔部７０に圧入する際に、ベース部５４より剛性の低い支持片５８の低剛性部５８ａが優先的に曲がる。つまり、ベース部５４の変形を抑制し、ばね部５６の姿勢維持を可能にする。その結果、防振ばね５０の組み付け作業時にベース部５４の変形防止を過剰に配慮する必要が無くなり組付作業性が向上できる。また、シャフト３３に適切な摺動荷重を付与する本来の防振ばねの機能は維持できるので、膨張弁１の品質維持にも寄与できる。

［第２実施形態］
本実施形態の膨張弁は、防振ばねにおける支持片の低剛性部の構造が異なる点を除き、第１実施形態と同様の構成を有する。図４（Ａ）は、第２実施形態に係る防振ばね１５０の全体構造を示す斜視図である。図４（Ｂ）は防振ばね１５０の平面図である。図４（Ｃ）は防振ばね１５０の断面図である。なお、第２実施形態の防振ばね１５０と第１実施形態の防振ばね５０の基本的な機能は同じなので、対応する部材の符号は１００番台に読み替えて図示し詳細な説明は省略する。例えば、第１実施形態のばね部５６は、第２実施形態においてばね部１５６とする。また、以下に示す第３〜第５実施形態においても同様に、２００番台〜４００番台に符号を読み替え、詳細な説明は省略する。

図４（Ａ）〜図４（Ｃ）に示す防振ばね１５０は、支持片１５８の低剛性部１５８ａを孔を打ち抜くことによって形成している。第１実施形態の低剛性部５８ａの場合、支持片５８の両側を半円形に切り欠いているが、第２実施形態の低剛性部１５８ａは円形の孔を１つ形成するのみなので、打ち抜き加工用の金型の簡略化ができる。

この場合も防振ばね１５０を収容孔部７０に圧入する際に、ベース部１５４より剛性の低い支持片１５８の低剛性部１５８ａが先に曲がる。つまり、ベース部１５４の変形抑制及びばね部１５６の姿勢維持を可能にする。その結果、防振ばね１５０の組み付け作業時にベース部１５４の変形防止を過剰に配慮する必要が無くなり組付作業性が向上できる。また、シャフト３３に適切な摺動荷重を付与する本来の防振ばねの機能は維持できるので、膨張弁１の品質維持にも寄与できる。

［第３実施形態］
本実施形態の膨張弁は、防振ばねにおける支持片の低剛性部の構造が異なる点を除き、第１、第２実施形態と同様の構成を有する。図５（Ａ）は、第３実施形態に係る防振ばね２５０の全体構造を示す斜視図である。図５（Ｂ）は防振ばね２５０の平面図である。図５（Ｃ）は防振ばね２５０の断面図である。

図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に示す防振ばね２５０は、支持片２５８の低剛性部２５８ａを当該支持片２５８の延設方向に延びる切欠部を形成することによって実現している。したがって、支持片２５８は、第１実施形態の支持片５８に比べて延設方向と直交する方向の板幅が狭い支持片が２本形成されていることになる。この場合、２本に分離された支持片は板幅が狭いので、延設方向の切欠部を含まない支持片より低剛性となる。この構成により、防振ばね２５０を小径部７０ｂに圧入する際にベース部２５４側に過剰な負荷をかけることなく、支持片２５８を容易に変形させることができる。その結果、圧入時のベース部２５４の変形を抑制することができる。また、板幅の狭い支持片を１本設ける場合に比べ、小径部７０ｂの壁面との接触面積を多く確保できるので防振ばね２５０の支持力の確保を容易にできる。また、支持片２５８は、延設方向に延びる切欠部を形成するだけなので、第２実施形態と同様に打ち抜き加工用の金型の簡略化ができる。

［第４実施形態］
本実施形態の膨張弁は、防振ばねにおける支持片の低剛性部の構造が異なる点を除き、第１〜第３実施形態と同様の構成を有する。図６（Ａ）は、第４実施形態に係る防振ばね３５０の全体構造を示す斜視図である。図６（Ｂ）は防振ばね３５０の平面図である。図６（Ｃ）は防振ばね３５０の断面図である。

図６（Ａ）〜図６（Ｃ）に示す防振ばね３５０は、支持片３５８の低剛性部３５８ａを当該支持片３５８とベース部３５４との接続部近傍（支持片３５８の根元部近傍）で底面側に当該支持片３５８の板幅方向に凹条溝を形成することによって実現している。言い換えれば、支持片３５８は、板幅方向に板材の肉厚が薄い薄厚部分が形成されている。この構成により、防振ばね３５０を小径部７０ｂに圧入する際にベース部３５４側に過剰な負荷をかけることなく、支持片３５８を容易に変形させることができる。その結果、圧入時のベース部３５４の変形を抑制することができる。なお、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）では、支持片３５８の板幅を第１実施形態〜第３実施形態の支持片に比べ狭く形成した例を示し、凹条溝による低剛性化の効果と板幅の狭小化による低剛性化の効果を組み合わせて総合的な低剛性化を実現する例を示している。別の例では、支持片３５８の板幅を第１実施形態等と同じにしつつ、凹条溝の深さや溝幅を調整することにより同様な低剛性化を実現してもよい。この場合、小径部７０ｂに対する防振ばね３５０の支持力の確保を容易にできる。また、支持片３５８は、延設方向と直交する方向に凹条溝を形成するだけなので、防振ばね３５０を打ち抜き加工する段階またはその後の追加工でプレスや切削により容易に形成することができる。

［第５実施形態］
本実施形態の膨張弁は、防振ばねにおける支持片の低剛性部の構造が異なる点を除き、第１〜第４実施形態と同様の構成を有する。図７（Ａ）は、第５実施形態に係る防振ばね４５０の全体構造を示す斜視図である。図７（Ｂ）は防振ばね４５０の平面図である。図７（Ｃ）は防振ばね４５０の断面図である。

図７（Ａ）〜図７（Ｃ）に示す防振ばね４５０の支持片４５８は、第１実施形態の支持片５８に比べて延設方向と直交する方向の板幅を狭くすることによって低剛性部３５８ａを形成している。この構成により、防振ばね４５０を小径部７０ｂに圧入する際にベース部４５４側に過剰な負荷をかけることなく、支持片４５８を容易に変形させることができる。その結果、圧入時のベース部４５４の変形を抑制することができる。また、この場合、他の実施形態のように、支持片に切欠部や孔、溝等を設ける必要がないため、金型構成を簡略化できると共に、加工工程も簡略化できる。なお、支持片４５８の板幅が狭くなることで、小径部７０ｂと接触面積が減少する。そのため、防振ばね３５０の小径部７０ｂに対する支持力が他の実施形態に比べ低下すると考えられる。そこで、支持力を増大させたい場合には、支持片４５８の形成本数を増加させることによって支持力を補う異ができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はその特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々の変形が可能であることはいうまでもない。例えば、上記実施形態および変形例において一部の構成要素を組み合わせてもよいし、各実施形態および変形例から一部の構成要素を削除してもよい。

上記第１〜第５実施形態では、ばね部５６，１５６，２５６，３５６，４５６を等間隔に３本形成して、シャフト３３に摺動荷重を付加する例を説明した。防振ばねは３点以上のばね部でシャフト３３の外周面に接触することで円筒形状のシャフト３３の挿通時の偏りを抑制しつつバランスよく弾性支持することができる。したがって、防振ばねは、ばね部で３点以上で接触することが好ましい。また、防振ばねを構成するばね鋼材の特性に応じてばね部の形成本数を調節して付加する摺動荷重を調整するようにしてもよい。例えば、ばね特性の低い材料を用いる場合は、ばね部の本数を増やすことで対応することができる。

同様に、上記第１〜第５実施形態では、支持片５８，１５８，２５８，３５８，４５８を等間隔に３本形成してた例を説明したが、その形成本数も小径部７０ｂに対して確保したい防振ばねの支持力に応じて適宜選択してもよい。

また、各実施形態では、ベース部５４，１５４，２５４，３５４，４５４の形状を円形の環形状として説明したが、多角形状でもよい。

また、第１実施形態においては、低剛性部５８ａを半円形の切欠部によって形成したが、低剛性化ができれば，その形状は適宜選択可能であり、例えば矩形や三角形状、その他の形状でも同様な効果を得ることができる。同様に、第２実施形態では、低剛性部１５８ａを円形の孔で形成したが、低剛性化ができれば，その形状は適宜選択可能であり、例えば長孔や矩形、その他の形状でも同様な効果を得ることができる。また、第２実施形態の場合、比較的大きな孔を１つ形成した例を説明したが、孔の大きさや個数も低剛性化の程度に応じて適宜選択可能である。孔を複数個設ける場合は、孔の配列を適宜選択することで、低剛性の程度の調整も可能になり、設計の自由度が広がる。

また、第４実施形態において、図６（Ｃ）等に示す低剛性部３５８ａの凹条溝は断面半円形状のものを例示しているが、その形状は適宜選択可能であり、断面形状が矩形や三角形であっても同様な効果を得ることができる。また、ニードルなどの鋭角工具により線を引くのみでも所定の深さと溝幅が確保できれば同様な効果を得ることができる。また、第４実施形態では、低剛性部３５８ａを支持片３５８の底面側（収容深部側）に形成しているが、支持片３５８の上面側に低剛性部３５８ａを形成しても同様な効果を得ることができる。

また、第２実施形態で支持片１５８に孔を設ける場合、孔の形状として所定のマークや文字を用いてもよい。この場合、膨張弁の機種ごとに防振ばねの大きさや形状が異なる場合、その孔の形状を各機種に対する識別マークとして利用することが可能になる。同様に、第１実施形態や第３実施形態の切欠部の形状を識別マークとして利用できるように構成してもよい。この場合、他機種の部品混入の防止にも寄与できる。

また、上述した各実施形態では、防振ばねのベース部と支持片を一体形成する例を示したが、別体で形成し支持片を蝋付け等によりベース部に固定するようにしてもよい。この場合、ベース部の材質と支持片の材質を異ならせることが可能であり、低剛性部を有する支持片を容易に構成することができる。なお、この場合、支持片は板状に限らず、例えば、円筒形状等のピンを用いてもよい。

また、図１の場合、第２の通路１４に開口した収容孔部７０を有する膨張弁１を示したが、収容孔部の形成位置は、防振ばねがシャフト３３に対して摺動荷重を付与できれば、適宜選択できる。例えば第１の通路１３に収容孔部が開口端を有する構成としてもよく、上述した各実施形態で説明した効果と同様の効果を得ることができる。この場合、膨張弁１の設計自由度の向上に寄与できる。また、防振ばねは、収容孔部７０の小径部７０ｂに圧入することにより収容孔部７０内部に支持固定する例を説明したが、シャフト３３の摺動動作や振動等により着座位置から動かないように例えば、ストッパで固定維持を行うようにしてもよい。ストッパは、例えば小径部７０ｂの内周面に形成した溝部や突起部とすることができる。

上記実施形態では述べなかったが、図１に示される段付孔３４とシャフト３３との間にＯリング等のシール部材を設け、第１の通路１３から第２の通路１４への冷媒の漏洩を防止または抑制するようにしてもよい。具体的には、段付孔３４の大径孔４６の深さを大きくし、大径孔４６の底部側にＯリングを配置し、その上方に防振ばねを配置してもよい。その場合、防振ばねを、その底面により上方からＯリングを係止するストッパとして機能させることができる。

上記実施形態の膨張弁は、冷媒として代替フロン（ＨＦＣ−１３４ａ）など使用する冷凍サイクルに好適に適用されるが、本発明の膨張弁は、二酸化炭素のように作動圧力が高い冷媒を用いる冷凍サイクルに適用することも可能である。その場合には、冷凍サイクルにコンデンサに代わってガスクーラなどの外部熱交換器が配置される。その際、パワーエレメント３を構成するダイヤフラムの強度を補うために、例えば金属製の皿ばね等を重ねて配置してもよい。あるいは、ダイヤフラムに置き換えて皿ばね等を配置してもよい。また、上記実施形態では、膨張弁を温度式膨張弁として構成した例を挙げたが、温度を感知しない膨張弁として構成することもできる。例えば、駆動部としてソレノイドを用いる電磁式膨張弁として構成してもよい。あるいは、駆動部としてステッピングモータ等の電動機を用いる電動膨張弁として構成してもよい。

１ 膨張弁、 ２ ボディ、 ３ パワーエレメント、 １６ 弁孔、 １８ 弁体、 ３３ シャフト、 ４４ 小径孔、 ４６ 大径孔、 ５０，１５０，２５０，３５０，４５０ 防振ばね、 ５２，１５２，２５２，３５２，４５２ 孔部、 ５４，１５４，２５４，３５４，４５４， ベース部、 ５６，１５６，２５６，３５６，４５６ ばね部、 ５８，１５８，２５８，３５８，４５８， 支持片、 ５８ａ，１５８ａ，２５８ａ，３５８ａ，４５８ａ， 低剛性部、 ７０ 収容孔部、 ７０ａ 大径部、 ７０ｂ 小径部。

Claims (9)

1. 冷凍サイクルの上流側から導入される冷媒を、ボディ内の弁部を通過させることにより絞り膨張させて下流側へ導出する膨張弁において、
   前記ボディを貫通するように形成され、その一端側に冷媒の導入ポートが設けられる一方、他端側に冷媒の導出ポートが設けられた冷媒通路と、
   前記冷媒通路の中間部に設けられた弁孔と、
   前記弁孔に接離して前記弁部を開閉する弁体と、
   前記弁体を開閉させるための駆動力を発生する駆動部と、
   前記ボディに支持され、前記駆動部の駆動力を前記弁体に伝達する作動ロッドと、
   前記ボディと前記作動ロッドとの間に介装され、前記作動ロッドを付勢して摺動抵抗を与える防振ばねと、
   を備え、
   前記防振ばねは、
   前記作動ロッドを挿通可能な孔部を中央領域に有する環状板からなるベース部と、
   前記ベース部に立設されるとともに前記作動ロッドの外周面に当接するように形成される複数のばね部と、
   前記ベース部から外方に延設されるとともに前記ボディに係止可能に形成される複数の支持片と、
   を含み、前記支持片は、前記ベース部より剛性の低い低剛性部を含むように構成されていることを特徴とする膨張弁。
2. 前記支持片は、その延設方向と直交する方向の幅が、前記ベース部の前記孔部の外方の板幅より狭くなる部分を含むことを特徴とする請求項１記載の膨張弁。
3. 前記支持片は、一部に孔または切り欠きを有することを特徴とする請求項１または請求項２記載の膨張弁。
4. 前記支持片は、前記ベース部の板厚より薄い薄厚部分を含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の膨張弁。
5. 前記防振ばねは、前記作動ロッドの外周面と３点以上で接触することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の膨張弁。
6. 前記ボディは、前記防振ばねを収容する収容孔部を有し、当該収容孔部は、それぞれの支持片の外縁部を結ぶ外縁径以上の大径部と、前記大径部より収容深部側に前記大径部より小径で前記支持片の外縁部が圧入される小径部とを含む段差形状に構成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の膨張弁。
7. 前記弁部を通過して絞り膨張された冷媒を前記導出ポートから導出してエバポレータへ供給し、前記エバポレータから戻ってきた冷媒の圧力と温度を感知して前記弁部の開度を制御する温度式膨張弁として構成され、
   前記冷媒通路とは別に前記ボディを貫通するように形成され、前記エバポレータから戻ってきた冷媒を通過させる戻り通路と、
   前記駆動部として設けられ、前記戻り通路を流れる冷媒の温度および圧力を感知して動作するパワーエレメントと、
   を備え、
   前記作動ロッドが、前記冷媒通路と前記戻り通路との間の隔壁を貫通するように設けられ、
   前記パワーエレメントは、その駆動力を前記作動ロッドを介して前記弁体に伝達して前記弁部の開度を変化させることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の膨張弁。
8. 前記ボディは、前記冷媒が通過する通路に開口端を有し前記防振ばねを収容する収容孔部を有し、当該収容孔部の前記作動ロッドの軸方向の深さは、前記防振ばねの前記作動ロッドの軸方向の長さ以上であることを特徴とする請求項７記載の膨張弁。
9. 中央領域に孔部を有する環状板からなるベース部と、
   前記ベース部に立設されるとともに前記孔部の軸線に向かって延びる複数のばね部と、
   前記ベース部から外方に延設される複数の支持片と、
   を備え、
   前記支持片は、前記ベース部より剛性の低い低剛性部を含むように構成されていることを特徴とする防振ばね。

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