JP2017156964A - 容量調整弁 - Google Patents

Abstract

【課題】耐圧性能を容易に向上させることができる容量調整弁を提供する。【解決手段】ダイアフラム体３４の変形面部３４１に補助ダイアフラム３４Ａが重ねられ、上蓋３５及び下蓋３６の支点形成部によってともに挟持されていることで、耐圧性能を向上させることができる。さらに、上蓋３５及び下蓋３６が補助ダイアフラム３４Ａと接合されずにダイアフラム体３４と接合されることで、補助ダイアフラム３４Ａを設けても接合作業の作業性が低下しにくい。【選択図】図３

Description

本発明は、弁部材を収容する弁空間と、付勢部材を収容する付勢部材空間と、をダイアフラム体によって区画した容量調整弁に関する。

従来、冷媒が循環する冷凍サイクルにおいて高圧側と低圧側とを短絡する容量調整弁として、ダイアフラム（ダイアフラム体）を備えるものが提案されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載の弁装置（容量調整弁）では、容量調整弁内の空間が、ダイアフラムによって、スプリング（付勢部材）が設けられた上室と、流出側（二次側）の通路に連通された下室と、に区画されており、流出側の通路の圧力が低くなると弁開し、高くなると弁閉するようになっている。

実開昭５３−１０５０４０号公報

しかしながら、特許文献１の弁装置では、ダイアフラムが弁開および弁閉のために変形可能な弾性を有しているため、強度が低くなりやすく、特に高圧下で変形を繰り返すことにより割れ等が生じてしまうことがあった。そこで、ダイアフラムを厚く形成したり、硬い材質で構成したりする対応が考えられるものの、このような対応により、ダイアフラムの変形特性が大きく変化してしまうことがある。尚、ダイアフラムの変形特性とは、ダイアフラムに加えた力と、ダイアフラムの変位と、の関係（即ち、ダイアフラムの圧力に対する応答性）を意味する。さらに、ダイアフラムの厚さや材質を変化させると、ダイアフラムと蓋とを接合する際に、接合作業の作業性が低下してしまう可能性がある。例えば、溶接によって接合する場合、ダイアフラムが厚くなると熱容量が大きくなり、ダイアフラムを溶融させにくくなってしまう。このような種々の不都合により、ダイアフラムの耐圧性能を向上させることは困難であった。

本発明の目的は、耐圧性能を容易に向上させることができる容量調整弁を提供することにある。

本発明の容量調整弁は、弁部材を収容する弁空間と、付勢部材を収容する付勢部材空間と、をダイアフラム体によって区画した容量調整弁であって、前記ダイアフラム体における円板状の変形面部に重ねられる少なくとも１枚の板材と、前記弁空間の側および前記付勢部材空間の側から前記ダイアフラム体および前記板材を相互に挟み込んで保持する第１保持部材および第２保持部材と、を備え、前記ダイアフラム体及び前記板材は、前記弁空間の側および前記付勢部材空間の側のうち少なくとも一方に凸に変形可能に構成され、前記第１保持部材および前記第２保持部材は、前記ダイアフラム体および前記板材を挟持することにより変形の支点を形成する支点形成部と、前記板材の外周縁よりも径方向外側において前記ダイアフラム体に接合される接合部と、をそれぞれ有することを特徴とする。

このような本発明によれば、ダイアフラム体の変形面部に板材が重ねられ、保持部材の支点形成部によってともに挟持されていることで、耐圧性能を向上させることができる。即ち、高圧下で使用可能となり、作動耐久回数（変形を繰り返した際の耐久回数）を向上させることができる。このとき、変形面部を単に厚くしたり、硬い部材を用いたりする構成と比較して、変形特性が変化しにくい。さらに、保持部材が、板材の外周縁の外側においてダイアフラム体と接合され、即ち、板材と接合されずにダイアフラム体と接合されることで、板材を設けても接合作業の作業性が低下しにくい。

この際、本発明の容量調整弁では、前記ダイアフラム体における前記変形面部と、前記板材と、が同一の材質によって等しい厚さを有して構成されていることが好ましい。このような構成によれば、ダイアフラム体に板材を重ねることによる変形特性の変化をさらに抑制することができる。

さらに、本発明の容量調整弁では、前記板材が円板状に形成されていることが好ましい。このような構成によれば、板材を多角形状に形成する構成と比較して、支点形成部によって板材を挟持することにより、円形状の変形可能な部分を形成する際に、変形しない部分を減らすことができ、部材の無駄を削減するとともに全体を小型化することができる。

さらに、本発明の容量調整弁では、前記ダイアフラム体は、前記変形面部の外周縁に連続する筒状部を有して有底筒状に形成され、前記第１保持部材および前記第２保持部材は、前記変形面部および前記板材の中央部分を露出させつつ挟み込む環状部と、前記筒状部を挟み込む筒状挟持部と、をそれぞれ有し、前記接合部が前記筒状挟持部の先端に設けられていることが好ましい。

このような構成によれば、ダイアフラム体が筒状部を有するとともに第１保持部材および第２保持部材が筒状挟持部を有し、筒状挟持部に接合部が設けられていることで、ダイアフラム体と保持部材とは、変形面部に対して交差するように延びる部分において接合される。ここで、変形面部に流体の圧力が作用すると、変形面部に対して略垂直な方向の力が加わり、この力によってダイアフラム体と保持部材とが離れようとする。本発明では、変形面部に対して交差するように延びる部分が接合されていることで、変形面部と平行に延びる部分が接合される構成と比較して、変形面部に対して略垂直な方向の力に対する強度を向上させることができる。従って、変形面部に流体の圧力が作用しても、接合された部分に割れ等の不具合が生じにくく、耐圧性能を向上させることができる。尚、筒状部は変形面部に対して直交するように延びるものに限定されず、円錐台形状であってもよい。

また、本発明の容量調整弁では、前記板材は、前記変形面部に対し、前記筒状部の反対側に重ねられることが好ましい。このような構成によれば、板材が有底筒状のダイアフラム体に収容されず、第１保持部材および第２保持部材によってダイアフラム体および板材を挟み込む際の作業性を向上させることができる。

本発明の容量調整弁によれば、ダイアフラム体の変形面部に板材が重ねられ、保持部材が板材の外周縁よりも外側においてダイアフラム体と接合されることで、耐圧性能を容易に向上させることができる。

本発明の第１実施形態に係る容量調整弁を示す断面図である。 前記容量調整弁のキャップユニットを示す断面図である。 前記キャップユニットを示す分解図である。 前記キャップユニットの要部を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係る容量調整弁を示す断面図である。 本発明の変形例の容量調整弁におけるダイアフラム体、補助ダイアフラム、第１保持部材および第２保持部材を示す断面図である。 実施例および比較例に係る容量調整弁におけるダイアフラム体の変形特性を示すグラフである。

以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。尚、第２実施形態においては、第１実施形態で説明する構成部材と同じ構成部材及び同様な機能を有する構成部材には、第１実施形態と同じ符号を付すとともに説明を省略する。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の容量調整弁１Ａは、図１に示すように、本体ユニット２０と、キャップユニット３０と、を備え、例えば冷凍サイクルにおける圧縮機の吐出側と吸入側とをバイパスするように設けられる。本実施形態において、弁の動作方向（本体ユニット２０及びキャップユニット３０の軸方向Ｌ）をＺ方向とし、Ｚ方向に略直交する２方向をＸ方向及びＹ方向とする。また、以下ではＺ方向における上下は図１を基準とする。

本体ユニット２０は、弁ハウジング２１と、入口継手２２と、出口継手２３と、弁部材２４と、シート２５と、シートばね２６と、を有する。

弁ハウジング２１は、Ｚ方向に沿って延びる円筒状に形成され、弁部材２４、シート２５及びシートばね２６を収容する。弁ハウジング２１におけるＺ方向の下端側における開口が、入口継手２２が接続される入口接続孔２１１となり、弁ハウジング２１の側面には、出口継手２３がＸ方向に沿って延びるように接続される出口接続孔２１２が形成されている。弁ハウジング２１の内側の空間を弁空間Ｓ１とする。

弁部材２４は、全体がＺ方向に沿って延びる棒状部２４１と、棒状部２４１の下端側に設けられる弁体２４２と、上端側に設けられる板部２４３と、後述するシートばね支持部材２５２の貫通孔に収容されるシール部材２４４と、板部２４３を棒状部２４１に固定するための調節ナット２４５と、を有する。弁体２４２は、Ｚ方向の上端側において開口した筒状に形成されるとともに、下端側の第１弁部２４２Ａと、上端側の第２弁部２４２Ｂと、を有する。

第１弁部２４２Ａは、弁ハウジング２１における入口接続孔２１１近傍に配置され、ＺＸ平面に沿った断面において菱形状に形成され、Ｚ方向に対して傾斜した上面が後述する第１弁座２５１Ａに着座および離座するようになっている。また、第１弁部２４２Ａの下面には連通孔２４２Ｃが形成されている。従って、棒状部２４１の外周面と弁体２４２の内周面との間には、連通孔２４２Ｃから流体が流入するとともに上端の開口から流出することができるように連通路Ｓ２が形成されている。また、第２弁部２４２Ｂは後述する第２弁座２５１Ｂに着座および離座するようになっている。

板部２４３は、その下面がシートばね２６に当接することにより、Ｚ方向の上方側への力を受けるように構成されている。また、板部２４３の棒状部２４１に対する取付位置は、調節ナット２４５により調節可能となっている。シール部材２４４は、フッ素樹脂等の摺動性部材で構成されており、その内周面が棒状部２４１の外周面に沿うように設けられている。従って、後述するように弁部材２４がＺ方向に沿って移動する際に、棒状部２４１の外周面とシール部材２４４の内周面とが摺接する。

シート２５は、２つの弁座２５１Ａ、２５１Ｂが形成された弁座部材２５１と、弁座部材２５１の上方に設けられてシートばね２６を支持するシートばね支持部材２５２と、を備える。弁座部材２５１とシートばね支持部材２５２とは、互いに螺合したり一方に対して他方が圧入されたりすることにより、互いに固定されている。

弁座部材２５１には、その下端において開口するように第１弁座２５１Ａが形成され、その上方に第２弁座２５１Ｂが形成されている。第１弁部２４２Ａが第１弁座２５１Ａに着座した際には第２弁部２４２Ｂも同時に第２弁座２５１Ｂに着座し、第１弁部２４２Ａが第１弁座２５１Ａから離座した際には第２弁部２４２Ｂも同時に第２弁座２５１Ｂから離座するようになっている。

シートばね支持部材２５２は、弁ハウジング２１の内周面に沿うように円盤状に形成されている。尚、シートばね支持部材２５２には上下に貫通する孔が形成されており、弁空間Ｓ１はシートばね支持部材２５２によって区画されないようになっている。また、シートばね支持部材２５２の略中央部には、弁部材２４の棒状部２４１が挿通される貫通孔が形成されている。この貫通孔には弁部材２４のシール部材２４４を係止するための段差が形成されるとともに、その中に、シール部材２４４と、小ばね２５２Ａと、この貫通孔の内周面に螺合した調節ボルト２５２Ｂと、が下方側から順に収容されている。即ち、調節ボルト２５２Ｂと、貫通孔に形成された段差と、の間にシール部材２４４及び小ばね２５２Ａが挟み込まれ、圧縮された小ばね２５２Ａに生じる復元力によってシール部材２４４が段差に押し付けられるようになっている。このとき、調節ボルト２５２Ｂによって小ばね２５２Ａの圧縮量が変更可能となっている。

このようなシート２５は、弁座部材２５１が第１弁部２４２Ａとともに入口接続孔２１１を閉塞するように配置され、弁ハウジング２１の下端における段差と、弁ハウジング２１の内周面に螺合したシート押さえ２７と、によって挟み込まれ、弁ハウジング２１に対して固定されている。また、弁座部材２５１と弁ハウジング２１との間にはシール部材２８が設けられ、第１弁座２５１Ａの開口及び連通路Ｓ２以外において、入口継手２２内の入口流路Ｓ５から弁空間Ｓ１に流体が流れ込まないようになっている。

シートばね２６は、シートばね支持部材２５２と、弁部材２４の板部２４３との間に、自然状態から圧縮されて配置されている。シート２５が弁ハウジング２１に対して固定されていることから、シートばね２６は弁部材２４を上方に付勢する。このとき、調節ナット２４５によって板部２４３の取付位置が調節可能であることで、シートばね２６の圧縮量を変更し、付勢力を調節することができる。

キャップユニット３０は、弁ハウジング２１のＺ方向の上端における開口を閉塞するように設けられ、図２にも示すように、キャップ本体３１と、袋ナット３２と、付勢部材としてのコイルばね３３と、ダイアフラム体３４と、第１保持部材としての上蓋３５と、第２保持部材としての下蓋３６と、当金３７と、当板３８と、調節ボルト３９と、を有する。

キャップ本体３１は、Ｚ方向に沿って延びる円筒状に形成され、コイルばね３３を収容する。また、キャップ本体３１のＺ方向の上端における開口は袋ナット３２によって閉塞され、下端には上蓋３５がろう付けによって固定されるとともに開口を塞ぐように当板３８が設けられる。キャップ本体３１と袋ナット３２との間には、シール部材３１１が設けられている。

コイルばね３３は、当板３８と調節ボルト３９とによってＺ方向において挟まれるように、自然状態から圧縮されて配置されている。調節ボルト３９はキャップ本体３１の内周面に螺合しており、コイルばね３３の圧縮量を調節することができるようになっている。

ダイアフラム体３４は、例えばステンレスによって構成され、図３にも示すように、下方側に凸に変形可能な円板状の変形面部３４１と、変形面部３４１の外周縁に連続する筒状部３４２と、を有して有底筒状に形成されている。ダイアフラム体３４は、変形面部３４１がＸＹ平面に沿って延びるとともに、筒状部３４２が変形面部３４１からＺ方向の下方側に向かって延びており、即ち、筒状部３４２が変形面部３４１に略直交するように延びている。また、ダイアフラム体３４には、変形面部３４１の上面（即ち筒状部３４２の反対側）に板材としての補助ダイアフラム３４Ａが重ねられる。

補助ダイアフラム３４Ａは、ダイアフラム体３４と同一の材質によって、変形面部３４１と略等しい厚さを有して円板状に構成されている。

上蓋３５及び下蓋３６は、Ｚ方向の上下からダイアフラム体３４を挟み込んで保持するものであって、変形面部３４１の中央部分を露出させつつ挟み込む円環状の環状部３５１、３６１と、筒状部３４２を挟み込む筒状挟持部３５２、３６２と、をそれぞれ有している。筒状挟持部３５２、３６２は、環状部３５１、３６１からＺ方向の下方側に向かって延びる。

上蓋３５の環状部３５１は、その外周部分において、ＸＹ平面に沿って（変形面部３４１に沿って）平面状に延びるとともに、その中央部分において、中心に向かうにしたがって上方側に向かうようにＸＹ平面に対して傾斜して延びている。一方、下蓋３６の環状部３６１は、中心から外周側に向かうにしたがって上方側に向かうようにＸＹ平面に対して傾斜を有しており、ダイアフラム体３４及び補助ダイアフラム３４Ａが下方に凸に変形できるようになっている。さらに、環状部３６１と筒状挟持部３６２との間の曲部３６４が変形面部３４１に向かって凸状に形成され、この曲部３６４が変形面部３４１に当接する。また、下蓋３６は、環状部３６１の内周縁に連続するとともにＺ方向の下方に向かって延びる支持筒部３６３を有しており、支持筒部３６３の内側に当金３７が配置されて支持されるようになっている。

上蓋３５の筒状挟持部３５２の内側にダイアフラム体３４及び補助ダイアフラム３４Ａを配置し、さらにダイアフラム体３４の筒状部３４２の内側に下蓋３６を配置することにより、ダイアフラム体３４及び補助ダイアフラム３４Ａが上蓋３５及び下蓋３６によって挟み込まれる。このとき、ダイアフラム体３４と下蓋３６との間には、当金３７が挟み込まれる。また、筒状部３４２と筒状挟持部３５２、３６２とは径方向において互いに当接し、筒の内側で各部材同士の相対位置がずれないようになっている。このような状態において、筒状部３４２と筒状挟持部３５２、３６２とを溶接によって接合することで、ダイアフラム体３４及び補助ダイアフラム３４Ａが上蓋３５及び下蓋３６によって保持される。

このとき、溶接前の筒状部３４２は、図４（Ａ）に示すように、その先端３４２Ａが筒状挟持部３５２、３６２の先端３５２Ａ、３６２Ａよりも突出している。溶接時において、まず筒状部３４２の先端３４２Ａを溶かすことにより、図４（Ｂ）に示すように、変形後の先端３４２Ａによって筒状挟持部３５２、３６２の先端３５２Ａ、３６２Ａが覆われる。また、筒状部３４２と筒状挟持部３５２、３６２とが重なった部分（特に先端３５２Ａ、３６２Ａ）が溶接され、接合領域Ａ１において接合される。即ち、上蓋３５及び下蓋３６には、ダイアフラム体３４に接合される接合部３５Ａ、３６Ａが、筒状挟持部３５２、３６２の先端３５２Ａ、３６２Ａに設けられている。尚、筒状部３４２と筒状挟持部３５２、３６２との接合方法は、溶接に限定されず、摩擦撹拌接合等であってもよい。

このように上蓋３５及び下蓋３６によって保持されたダイアフラム体３４及び補助ダイアフラム３４Ａは、補助ダイアフラム３４Ａが上蓋３５の環状部３５１の下面３５１Ａに沿って配置されるとともに、変形面部３４１に対して下蓋３６の曲部３６４の頂点部３６４Ａが線状に接触する。即ち、ダイアフラム体３４及び補助ダイアフラム３４Ａは、環状部３５１の下面３５１Ａと曲部３６４の頂点部３６４Ａとによって挟持されることにより、Ｚ方向の下方側に凸に変形するための支点が形成され、環状部３５１の下面３５１Ａと曲部３６４の頂点部３６４Ａとが支点形成部として機能する。

以上のように、ダイアフラム体３４および補助ダイアフラム３４Ａが支点形成部によって挟持され、一方、ダイアフラム体３４のみが接合部３５Ａ、３６Ａに接合される。このとき、接合部３５Ａ、３６Ａは、補助ダイアフラム３４Ａの外周縁よりも径方向外側に位置し、ダイアフラム体３４に接合される。

上記のようなキャップユニット３０のうち下蓋３６の支持筒部３６３の外周面が雄ネジとなり、本体ユニット２０における弁ハウジング２１の上端の開口の内周面が雌ネジとなっており、互いに螺合可能となっている。即ち、下蓋３６の雄ネジ部分と弁ハウジング２１の雌ネジ部分とを螺合させることにより、本体ユニット２０にキャップユニット３０が組み付けられる。このとき、弁ハウジング２１の上端と下蓋３６の環状部３６１の下面との間にシール部材４０が設けられることにより、弁空間Ｓ１が外部空間と連通せず、弁空間Ｓ１が密閉されている。

以下、容量調整弁１Ａにおいてダイアフラム体３４に作用する力、及び、その変形の態様について説明する。尚、補助ダイアフラム３４Ａにも同様の力が作用して同様に変形するものとし、補助ダイアフラム３４Ａについての説明は省略する。

まず、ダイアフラム体３４は、キャップユニット３０のコイルばね３３によって当板３８を介して下方側に向かう力を受けるとともに、本体ユニット２０の弁部材２４によって当金３７を介して上方側に向かう力を受ける。即ち、弁部材２４が上記のようにシートばね２６によって付勢されており、弁部材２４の上端が当金３７に下方から当接することにより、ダイアフラム体３４に力を加えるようになっている。

さらに、ダイアフラム体３４は、キャップユニット３０の内部空間（コイルばね３３を収容する付勢部材空間）Ｓ３と弁ハウジング２１の弁空間Ｓ１との圧力差による力を受ける。キャップユニット３０の内部空間Ｓ３は閉鎖空間であって、その圧力は略一定である。一方、弁ハウジング２１の弁空間Ｓ１は、出口継手２３内の出口流路Ｓ４と連通されており、その圧力は、出口流路Ｓ４内の圧力（二次側圧力）と略等しくなる。即ち、二次側圧力が内部空間Ｓ３の圧力よりも高くなると、ダイアフラム体３４に上方側への力が加わる。

弁空間Ｓ１の圧力が所定の基準圧力よりも低い場合、ダイアフラム体３４に加わる上方側への力よりも下方側への力の方が大きくなり、ダイアフラム体３４が下方に凸となる。これにより、弁部材２４が下方に移動して弁部２４２Ａ、２４２Ｂが弁座２５１Ａ、２５１Ｂから離座して弁開状態となる。一方、弁空間Ｓ１の圧力が所定の基準圧力よりも高い場合、ダイアフラム体３４に加わる上方側への力よりも下方側への力の方が小さくなり、ダイアフラム体３４がＸＹ平面に沿ってほぼ平らになる。このとき、弁部材２４はシートばね２６によって上方側に付勢されており、ダイアフラム体３４の変形に伴って上方側に移動し、弁部２４２Ａ、２４２Ｂが弁座２５１Ａ、２５１Ｂに着座して弁閉状態となる。尚、ダイアフラム体３４は、上方側及び下方側に凸に反転可能であってもよく、弁閉状態において上方に凸となっていてもよい。

ここで、弁開状態及び弁閉状態における流体の流れについて説明する。まず、弁開状態においては、入口継手２２内の入口流路Ｓ５が弁空間Ｓ１と直接的に連通されるとともに、弁部材２４の連通路Ｓ２を介して間接的に連通されている。即ち、入口流路Ｓ５内の流体は、第１弁座２５１Ａの開口を通過して弁空間Ｓ１に流れ込むとともに、連通路Ｓ２を通過して第２弁部２４２Ｂと第２弁座２５１Ｂとの隙間から弁空間Ｓ１に流れ込む。弁空間Ｓ１に流れ込んだ流体は出口流路Ｓ４に流れ込む。

一方、弁閉状態においては、第１弁部２４２Ａによって第１弁座２５１Ａが閉塞され、流体が通過することができない。また、第２弁部２４２Ｂと、第２弁座２５１Ｂと、シートばね支持部材２５２の下面との間に閉鎖空間が形成され、連通路Ｓ２が弁空間Ｓ１と連通しなくなる。従って、入口流路Ｓ５の流体が弁空間Ｓ１に流れ込まなくなる。

このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。即ち、ダイアフラム体３４の変形面部３４１に補助ダイアフラム３４Ａが重ねられ、上蓋３５及び下蓋３６の支点形成部によってともに挟持されていることで、耐圧性能を向上させることができる。このとき、変形面部を単に厚くしたり、硬い部材を用いたりする構成と比較して、変形特性が変化しにくい。即ち、高圧下で使用可能となり、作動耐久回数（変形を繰り返した際の耐久回数）を向上させることができる。さらに、上蓋３５及び下蓋３６が補助ダイアフラム３４Ａと接合されずにダイアフラム体３４と接合されることで、補助ダイアフラム３４Ａを設けても接合作業の作業性が低下しにくい。

さらに、変形面部３４１と補助ダイアフラム３４Ａとが同一の材質によって略等しい厚さを有していることで、変形特性の変化をさらに抑制することができる。

また、上蓋３５及び下蓋３６の接合部３５Ａ、３６Ａが、変形面部３４１に対して略直交するように延びる筒状挟持部３５２、３６２に設けられていることで、変形面部３４１に流体の圧力が作用して変形面部３４１に対して略垂直な方向の力が加わっても、接合された部分に割れ等の不具合が生じにくく、耐圧性能を向上させることができる。

さらに、補助ダイアフラム３４Ａが変形面部３４１に対し筒状部３４２の反対側に重ねられ、有底筒状のダイアフラム体３４に収容されないことで、上蓋３５及び下蓋３６によってダイアフラム体３４および補助ダイアフラム３４Ａを挟み込む際の作業性を向上させることができる。

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の容量調整弁１Ｂは、図５に示すように、本体ユニット２０Ｂと、キャップユニット３０と、を備える。即ち、容量調整弁１Ｂは、前記第１実施形態の容量調整弁１Ａの本体ユニット２０を本体ユニット２０Ｂに置き換えたものである。

本体ユニット２０Ｂは、弁ハウジング２１と、入口継手２２と、出口継手２３と、弁部材２４Ｂと、シート２５Ｂと、シートばね２６と、を有する。即ち、本体ユニット２０Ｂは、弁部材２４及びシート２５に代えて弁部材２４Ｂ及びシート２５Ｂを有する。

弁部材２４Ｂは、その下端に１つの弁部２４６を有する。また、弁部材２４Ｂ内に連通路等は形成されていない。また、シート２５Ｂは、弁部材２４Ｂの弁部２４６が着座および離座する１つの弁座２５３を有する。従って、ダイアフラム体３４が下方に凸となって弁部材２４Ｂが弁開状態となった場合には、入口継手２２内の流体が弁座２５３の開口を通過し、ダイアフラム体３４が上方に凸となって弁部材２４Ｂが弁閉状態となった場合には入口継手２２内の流体が弁座２５３の開口を通過しなくなる。このような本実施形態によれば、前記第１実施形態と同様の効果が奏される。

なお、本発明は、前記第１及び第２実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。例えば、前記第１実施形態では、変形面部３４１と補助ダイアフラム３４Ａとが同一の材質によって略等しい厚さを有するものとしたが、補助ダイアフラム３４Ａの材質や厚さは、必要な耐圧性能や変形特性等に応じて適宜に設定されればよく、変形面部３４１と異なっていてもよい。また、補助ダイアフラム３４Ａの外形（外周縁の形状）は、円形に限定されず、多角形状であってもよく、上蓋３５及び下蓋３６によって変形の支点が形成されることにより、実際に変形する部分が円形であればよい。また、補助ダイアフラムが１枚のみ設けられる構成に限定されず、補助ダイアフラムが複数枚設けられてもよく、複数の補助ダイアフラムの材質や厚さは、互いに同じであってもよいし異なっていてもよい。

例えば、補助ダイアフラムを変形面部よりも軟らかい材質で形成したり、変形面部よりも薄く形成したりすることにより、変形面部よりも変形容易なものとすれば、補助ダイアフラムを設けることによる変形特性の変化を小さくすることができる。また、補助ダイアフラムを変形面部よりも硬い材質で形成したり、変形面部よりも厚く形成したりすることにより、変形面部よりも変形しにくいものとすれば、耐圧性能をさらに向上させることができる。

また、前記実施形態では、ダイアフラム体３４が有底筒状に形成されるとともに上蓋３５及び下蓋３６の筒状挟持部３５２、３６２に接合部３５Ａ、３６Ａが設けられるものとしたが、ダイアフラム体や保持部材としての上蓋および下蓋はこのような構成に限定されない。例えば、図６に示すように、第１保持部材としての上蓋１００と、第２保持部材としての下蓋２００と、によって、全体が平板状に形成されたダイアフラム体３００及び補助ダイアフラム４００を相互に挟み込んで保持する構成としてもよい。

図６に示す変形例において、ダイアフラム体３００の外周部分が露出するように補助ダイアフラム４００が重ねられる。さらに、補助ダイアフラム４００の外周縁の外側において、上蓋１００及び下蓋２００の接合部１０１、２０１が、ダイアフラム体３００に接合される。また、上蓋１００の下面及び下蓋２００の上面には、それぞれ突起状の支点形成部１０２、２０２が形成され、この支点形成部１０２、２０２によってダイアフラム体３００及び補助ダイアフラム４００が挟持されて変形のための支点が形成されている。

また、前記実施形態では、補助ダイアフラム３４Ａが変形面部３４１の上方側（筒状部３４２の反対側）に重ねられるものとしたが、補助ダイアフラム３４Ａを筒状部３４２側に重ねてもよい。このような構成によれば、補助ダイアフラム３４Ａが筒状部３４２の内側に収容され、ダイアフラム体３４と補助ダイアフラム３４Ａとの相対的な位置ずれを抑制することができる。

その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部、もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

［実施例］
本発明の実施例及び比較例について説明する。まず、補助ダイアフラムを有しておらず、ダイアフラム体の変形面部のみが変形する構成を比較例１とする。このとき、ダイアフラム体はステンレスによって形成され、変形面部の厚さは０．０５〜０．５ｍｍとする。以下に説明する実施例においても同様のダイアフラム体を有するものとする。

ダイアフラム体の変形面部に、変形面部と同一の材質によって形成され且つ等しい厚さを有する補助ダイアフラムが重ねられた構成を実施例１とする。また、ダイアフラム体の変形面部が、比較例１の変形面部の２倍の厚さを有する構成を比較例２とする。

ダイアフラム体の変形面部に、変形面部よりも変形容易な補助ダイアフラムが重ねられた構成を実施例２とする。より具体的には、補助ダイアフラムが変形面部よりも軟らかい材質で形成され且つ等しい厚さを有する構成を実施例２−１とし、補助ダイアフラムが変形面部と同一の材質で形成され、且つ、変形面部よりも厚さが薄い構成を実施例２−２とする。尚、実施例２−１及び実施例２−２の補助ダイアフラムは互いに略等しい変形特性を有するものとする。

ダイアフラム体の変形面部に、変形面部よりも変形しにくい補助ダイアフラムが重ねられた構成を実施例３とする。より具体的には、補助ダイアフラムが変形面部よりも硬い材質で形成され且つ等しい厚さを有する構成を実施例３−１とし、補助ダイアフラムが変形面部と同一の材質で形成され、且つ、変形面部よりも厚さが厚い構成を実施例３−２とする。尚、実施例３−１及び実施例３−２の補助ダイアフラムは互いに略等しい変形特性を有するものとする。

以上のような実施例及び比較例の変形特性についてのシミュレーション結果を図７に基づいて説明する。本シミュレーションは、ダイアフラム体（及び補助ダイアフラム）を前記第１又は第２実施形態に示すような容量調整弁に用いた場合における、ダイアフラム体（及び補助ダイアフラム）に印可する圧力と、弁開度と、の関係を計算したものであって、図７の横軸は印可圧力を示し、縦軸は弁開度の位置を示す。弁部材が弁座に着座して完全に弁閉している状態における弁開度を０とし、弁部材が弁座から離座して完全に弁開している状態における弁開度をＭとする。

まず、変形面部を厚く形成した比較例２では、比較例１に対し、ダイアフラム体の変形特性が大きく変化した。即ち、印可圧力の変化に対して弁開度が変化しにくくなり、完全に弁閉する（前記第１実施形態においてはダイアフラム体がほぼ平らとなるように変形する）ための圧力が高くなった。

一方、ダイアフラム体に補助ダイアフラムが重ねられた実施例１〜３では、比較例１に対する変形特性の変化が、比較例２よりも小さくなった。特に、補助ダイアフラムが変形面部と同様の構成を有する実施例１、及び、補助ダイアフラムが変形面部よりも変形容易な実施例２において、変形特性の変化が小さくなった。

１Ａ、１Ｂ 容量調整弁
２４、２４Ｂ 弁部材
３３ コイルばね（付勢部材）
３４ ダイアフラム体
３４Ａ 補助ダイアフラム（板材）
３４１ 変形面部
３４２ 筒状部
３５ 上蓋（第１保持部材）
３５Ａ 接合部
３５１ 環状部
３５１Ａ 環状部の下面（支点形成部）
３５２ 筒状挟持部
３６ 下蓋（第２保持部材）
３６Ａ 接合部
３６１ 環状部
３６４Ａ 曲部の頂点部（支点形成部）
Ｓ１ 弁空間
Ｓ３ 内部空間（付勢部材空間）

Claims (5)

1. 弁部材を収容する弁空間と、付勢部材を収容する付勢部材空間と、をダイアフラム体によって区画した容量調整弁であって、
   前記ダイアフラム体における円板状の変形面部に重ねられる少なくとも１枚の板材と、
   前記弁空間の側および前記付勢部材空間の側から前記ダイアフラム体および前記板材を相互に挟み込んで保持する第１保持部材および第２保持部材と、を備え、
   前記ダイアフラム体及び前記板材は、前記弁空間の側および前記付勢部材空間の側のうち少なくとも一方に凸に変形可能に構成され、
   前記第１保持部材および前記第２保持部材は、前記ダイアフラム体および前記板材を挟持することにより変形の支点を形成する支点形成部と、前記板材の外周縁よりも径方向外側において前記ダイアフラム体に接合される接合部と、をそれぞれ有することを特徴とする容量調整弁。
2. 前記ダイアフラム体における前記変形面部と、前記板材と、が同一の材質によって等しい厚さを有して構成されていることを特徴とする請求項１に記載の容量調整弁。
3. 前記板材が円板状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の容量調整弁。
4. 前記ダイアフラム体は、前記変形面部の外周縁に連続する筒状部を有して有底筒状に形成され、
   前記第１保持部材および前記第２保持部材は、前記変形面部および前記板材の中央部分を露出させつつ挟み込む環状部と、前記筒状部を挟み込む筒状挟持部と、をそれぞれ有し、
   前記接合部が前記筒状挟持部の先端に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の容量調整弁。
5. 前記板材は、前記変形面部に対し、前記筒状部の反対側に重ねられることを特徴とする請求項４に記載の容量調整弁。

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