JP5906371B2 - 膨張弁および防振ばね - Google Patents

Description

本発明は膨張弁に関し、特に膨張弁の作動部の防振に好適な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、支持リングの環状部の複数箇所から内側に板状体を切り出して防振ばねとするものがある（例えば特許文献１参照）。また、ばね用の線材を折り曲げて防振ばねを形成するものがある（例えば特許文献２参照）。さらに、プレス加工により放射状に打ち抜いた板材を折り曲げて防振ばねを形成するものがある（例えば特許文献３参照）。

特開２００４−２９３７７９号公報（図２等） 特開平８−１４５５０５号公報（図６等） 特開２００８−１４６２８号公報（図３，４等）

しかしながら、特許文献１に記載の支持リングは、環状部から板状体を切り出す構成であるため、その環状部の幅を板状体の幅よりも大きくせざるを得ない。このため、シャフトに付与する摺動荷重を上げるために板状体の幅を大きくすると、支持リング全体が大きくなってしまい、スペース上の問題を生じさせる可能性がある。また、特許文献２に記載の防振ばねは、線材を折り曲げて形成されるため剛性が小さく、シャフトの軸線方向に撓みやすい。このため、シャフトに十分な摺動荷重を与えるのが難しい。さらに、特許文献３に記載の防振ばねは、防振ばねの素材となる板材が放射状に形成されるため、これをより大きな板材から切り出す際の材料の歩留まりが低く、材料コストが嵩むといった問題がある。

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簡易かつ低コストに提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様は、冷凍サイクルの上流側から導入された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、弾性を有する一枚の帯状の板材をその延在方向に沿った複数箇所にて曲げ加工することにより形成されている。

この態様によると、防振ばねにより作動ロッドに適度な摺動抵抗を与えることにより、その作動ロッドに連結される弁体の振動を抑制することができる。そして特に、防振ばねが、一枚の帯状の板材をその延在方向に沿った複数箇所にて曲げ加工するという簡易な工程にて実現される。すなわち、線材ではなく板材を折り曲げて形成されるため、十分な剛性と適度な弾性を有することができ、作動ロッドに対して十分な摺動荷重を与えることができる。また、防振ばねの素材として帯状の板材を採用するため、仮にその板材をより大きな板材から切り出して構成するとしても材料の歩留まりを高く維持することができ、材料コストを抑制することが可能となる。さらに、板幅全体にてばねを構成するため、防振ばね全体として板幅方向にコンパクトに構成することが可能となる。すなわち、膨張弁の作動部の防振に好適な防振ばねを簡易かつ低コストに提供することができる。

本発明の別の態様は、防振ばねである。この防振ばねは、弾性を有する一枚の帯状の板材をその延在方向に沿った複数箇所にて曲げ加工し、板材の両端部が対称に折り返されることにより側部片側が開放されるように形成され、その一対の折り返し部分のそれぞれにおいて、内側に位置する部分が第１のばね部分を構成し、外側に位置する部分が第２のばね部分を構成し、延在方向に直角な方向の板幅を部分的に変化させることにより、第１のばね部分および第２のばね部分の少なくとも一方の付勢力を調整するように構成される。

この態様によると、当該防振ばねが、一枚の帯状の板材をその延在方向に沿った複数箇所にて曲げ加工するという簡易な工程にて実現される。また、線材ではなく板材を折り曲げて形成されるため、十分な剛性と適度な弾性を有することができる。また、防振ばねの素材として帯状の板材を採用するため、仮にその板材をより大きな板材から切り出して構成するとしても材料の歩留まりを高く維持することができ、材料コストを抑制することが可能となる。さらに、板材の板幅を延在方向に沿って部分的に変化させることにより、内側の第１のばね部分と外側の第２のばね部分について、それぞれのばね荷重を適度に調整することができる。その結果、防振対象に合わせて摺動荷重を調整することができ、汎用性の高いものとなる。また、部分的に板幅が変化するものの、その板幅全体にてばねを構成するため、防振ばね全体として板幅方向にコンパクトに構成することが可能となる。そして、当該防振ばねを上述した膨張弁に適用することで、その作動部の防振を良好に実現することができる。

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簡易かつ低コストに提供することが可能となる。

実施形態に係る膨張弁の断面図である。 防振ばねの構造を示す図である。 第１実施形態の変形例に係る防振ばねの構造を示す図である。 第１実施形態の他の変形例に係る防振ばねの構造を示す図である。 第２実施形態に係る防振ばねの構造を示す図である。 第２実施形態の変形例に係る防振ばねの構造を示す図である。 第２実施形態の他の変形例に係る防振ばねの構造を示す図である。 第２実施形態の他の変形例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４実施形態の変形例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が、膨張弁以外の詳細な説明については省略する。

図１は、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、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１０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（「アジャスト部材」に該当する）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（「感温部」に該当する）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の小径部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の小径部４４に摺動可能に貫通している。段付孔３４の大径部４６（「穴部」に対応する）には、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が配設されている。シャフト３３がその防振ばね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。（Ａ）は防振ばねの全体構造を示す斜視図である。（Ｂ）は防振ばねが段付孔に挿通された状態を示す平面図であり、（Ｃ）は防振ばねの無負荷状態を示す平面図である。

図２（Ａ）および（Ｂ）に示すように、防振ばね５０は、弾性度が高い金属、例えばステンレスからなる帯状の板材をその延在方向に沿った複数箇所にて曲げ加工することにより形成されている。具体的には、いわゆるフォーミング加工により、長尺な長方形状の板材の中間に円弧状の丸みをもたせて概ね環状としつつ、その中間部５２の二等分線（一点鎖線参照）に対して対称となるよう両端部を内側に折り返すようにして形成されている。

すなわち、図２（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、防振ばね５０は、段付孔３４の大径部４６とほぼ同じ曲率を有する中間部５２と、その中間部５２の両側にそれぞれ直線状に延出する外側ばね部５４と、外側ばね部５４の先端がその内側に折り返された折り返し部５６を有する。折り返し部５６には直線状の内側ばね部５８が連設されている。防振ばね５０は、大径部４６に挿入される前の無負荷状態においては、図２（Ｃ）に示すように、外側ばね部５４がほぼ直線となる。

防振ばね５０を大径部４６に挿入する際には、例えばピンセットのような工具６０の先端を一対の折り返し部５６の内側に差し込み、両折り返し部５６を近づけるように負荷をかけ（図中矢印参照）、図中点線のように環状に近い状態にしたうえで挿入する。すなわち、一対の折り返し部５６は、防振ばね５０を大径部４６に挿入する際のつかみ部として機能する。このとき、工具６０の先端が防振ばね５０の外接円の内方に配置されるようになるため、つまり防振ばね５０の外側からつかむ必要がなくなるため、挿入の際に工具が大径部４６の縁に引っ掛かることもなく、作業が非常に容易となる。なお、このとき、一対の内側ばね部５８は互いにほぼ平行となる。

防振ばね５０は、無負荷状態から弾性変形した状態で大径部４６に挿入されるため、図２（Ｂ）に示すように、一対の内側ばね部５８がシャフト３３を挟む方向の横荷重を生成する。一方、外側ばね部５４もやや撓んだ状態となり、折り返し部５６の一部を大径部４６の内面に押しつける荷重を生成する。防振ばね５０は、このようにしてシャフト３３と２点で接触して摺動荷重を付与する一方、その弾性反力により大径部４６（つまりボディ２）にしっかりと固定されるようになる。

以上に説明したように、本実施形態の膨張弁１においては、防振ばね５０によりシャフト３３に適度な摺動抵抗を与えることができ、その結果、冷媒の圧力変動に伴うシャフト３３や弁体１８の振動を抑制することができる。また特に、その防振ばね５０を、一枚の帯状の板材を延在方向に沿って曲げ加工するという簡易な工程で得ることができるため、その板材をより大きな板材から切り抜いて得るとしても材料の無駄が発生し難く、製造コストを抑制することができる。また、防振ばね５０の板幅全体にて外側ばね部５４および内側ばね部５８を構成するため、その幅方向にコンパクトに構成することが可能となる。さらに、一対の折り返し部５６を設け、工具６０の先端を防振ばね５０の内方に配置できるようにしたため、ボディ２への取付作業が非常に容易となる。特に膨張弁１を小型化する場合には大径部４６および防振ばね５０の双方が小さくなるところ、防振ばね５０をつかみ易く、しかも省スペースにて作業できるため、作業効率が格段に向上する。

［変形例１］
図３は、第１実施形態の変形例に係る防振ばねの構造を示す図である。（Ａ）は防振ばねの全体構造を示す斜視図である。（Ｂ）は防振ばねが段付孔に挿通されるときの状態を示す平面図である。ただし、段付孔およびシャフトの図示については省略している。

本変形例において、一対の内側ばね部１５８には、その内側面（対向面）の中央に半球状の膨出部７０がそれぞれ設けられている。本変形例の防振ばねが大径部４６に挿入されると、シャフト３３に対して一対の膨出部７０が点接触するようになる。このような構成により、シャフト３３が多少傾くようなことがあったとしても、膨出部７０とシャフト３３との点接触の状態が常に確保され、防振ばねによる円滑な支持状態が保持される。なお、膨出部７０の詳細については後述する第２実施形態にて説明する。

［変形例２］
図４は、第１実施形態の他の変形例に係る防振ばねの構造を示す図である。（Ａ）は防振ばねの全体構造を示す斜視図である。（Ｂ）は防振ばねが段付孔に挿通されるときの状態を示す平面図である。

本変形例においては、防振ばねの大径部４６と接触する部分の端縁に爪部７２（「係止部」に対応する）が形成されている。すなわち、爪部７２は、一対の折り返し部１５６の上端縁を部分的に切り出して外方に折り曲げることにより形成されている。このような構成により、防振ばねを大径部４６に挿入すると、その爪部７２が大径部４６の内壁に引っ掛かる形となり、防振ばねの脱落を防止することができる。なお、本変形例においては、爪部７２を折り返し部１５６の上端縁に設けたが、折り返し部１５６の下端縁に設けてもよい。あるいは、それら上端縁および下端縁の双方に設けてもよい。また、中間部５２の上端縁および下端縁のいずれか一方または双方に爪部７２を設けるようにしてもよい。

［第２実施形態］
本実施形態の膨張弁は、防振ばねに部分的な荷重調整がなされる点を除き、第１実施形態と同様の構成を有する。図５は、第２実施形態に係る防振ばねの構造を示す図である。（Ａ）は防振ばねの全体構造を示す斜視図である。（Ｂ）は防振ばねが段付孔に挿通された状態を示す平面図である。（Ｃ）は本実施形態に係る防振ばねの膨出部近傍の構成を示す展開図であり、（Ｄ）はその変形例である。

図５（Ａ）および（Ｂ）に示すように、本実施形態の防振ばね２５０は、その延在方向に直角な方向の板幅を部分的に変化させることにより、シャフト３３に付与する付勢力を調整している。すなわち、折り返し部２５６の中間から内側ばね部２５８の先端にかけて外側ばね部５４よりも板幅が小さくされている。一対の内側ばね部２５８には、第１実施形態の変形例１と同様に、その内側面の中央に半球状の膨出部７０がそれぞれ設けられている。このため、防振ばね２５０が大径部４６に挿入されると、シャフト３３に対して一対の膨出部７０が点接触するようになる。

図５（Ｃ）の左段に示すように、防振ばね２５０は、帯状の板材を切り出す段階でその両端部の板幅を小さくしている。そして、同図の右段にその小幅部の側面図を示すように、その板材の片側面からプレス成形により半球状の膨出部７０を形成している。このように板材を成形した後、フォーミング加工によりその板材を延在方向の複数箇所にて曲げ成形することにより防振ばね２５０を得ている。

本実施形態によれば、内側ばね部２５８およびその近傍の板幅を小さくすることにより、シャフト３３へ負荷する荷重を第１実施形態の場合よりも小さくし、シャフト３３により適度な摺動荷重を与えるようにしている。このような構成により、第１実施形態と同様にシャフト３３および弁体１８の振動を抑制する一方、弁体１８の作動応答性を確保している。なお、膨出部７０については、図５（Ｃ）に示す半球状のものに限らず、例えば図５（Ｄ）に示す膨出部２７０のようにアーチ状にするなど、適宜選択することができる。

［変形例１］
図６は、第２実施形態の変形例に係る防振ばねの構造を示す図である。（Ａ）は防振ばねの全体構造を示す斜視図である。（Ｂ）は防振ばねが段付孔に挿通されるときの状態を示す平面図である。

本変形例においては、一対の外側ばね部１５４のそれぞれの中央に長方形状の孔１６０を形成することにより、その外側ばね部１５４の板幅を実質的に小さくしている。このような構成により、当該防振ばねを大径部４６に挿入したときに発生するボディ２への反力を第１実施形態の場合よりも小さくし、ボディ２における当該防振ばねの支持強度を適度に調整することができる。

［変形例２］
図７は、第２実施形態の他の変形例に係る防振ばねの構造を示す図である。（Ａ）は防振ばねの全体構造を示す斜視図である。（Ｂ）は防振ばねが段付孔に挿通されるときの状態を示す平面図である。

本変形例においては、折り返し部２６２と内側ばね部５８との境界部に孔１６２をさらに設けている。それにより、シャフト３３へ負荷する荷重を第１実施形態の場合よりも小さくし、シャフト３３により適度な摺動荷重を与えるようにしている。このように、防振ばねの延在方向に適当数の孔を設けることにより、シャフト３３に付与する付勢力およびボディ２への反力の双方を調整してもよい。

［変形例３］
図８は、第２実施形態の他の変形例に係る防振ばねの構造を示す図である。（Ａ）は防振ばねの全体構造を示す斜視図である。（Ｂ）は防振ばねが段付孔に挿通されるときの状態を示す平面図である。

本変形例においては、外側ばね部２５４に孔を設けることなく、その板幅を小さくしている。具体的には、外側ばね部２５４の上端縁と下端縁を切り欠くような形で板幅を小さくしている。このような構成によっても、上記変形例１，２と同様の作用効果を得ることができる。

なお、他の変形例においては、図６や図８に示した防振ばねにおいて、例えば内側ばね部２５８の板幅と中間部５２の板幅とがほぼ同じとなるようにしてもよい。また、図７に示した防振ばねにおいて孔１６０を設けることなく、外側ばね部１５４の上端縁および下端縁の少なくとも一方を切り欠くなどしてその板幅を小さくしてもよい。

［第３実施形態］
本実施形態の膨張弁は、防振ばねの荷重調整の構造が第２実施形態と若干異なる。図９は、第３実施形態に係る防振ばねの構造を示す図である。（Ａ）は防振ばねの全体構造を示す斜視図である。（Ｂ）は防振ばねが段付孔に挿通された状態を示す平面図である。

本実施形態の防振ばね３５０は、中間部３５２と一対の外側ばね部３５４とが円環状に連設されている。そして、中間部３５２に孔３６０が形成されている。一方、折り返し部３５６と内側ばね部３５８の板幅が、外側ばね部３５４よりも小さくされている。このような構成により、中間部３５２のばね荷重を調整することも可能となる。

［第４実施形態］
本実施形態の膨張弁は、防振ばねの構造が第１実施形態と異なる。図１０は、第４実施形態に係る防振ばねの構造を示す図である。（Ａ）は防振ばねの全体構造を示す斜視図である。（Ｂ）は防振ばねが段付孔に挿通された状態を示す平面図である。

本実施形態の防振ばね４５０は、中間部４５２に一対の内側ばね部４５８が連設される。そして、その一対の内側ばね部４５８の先端側が外方に折り返されて折り返し部４５６が形成され、その先端に外側ばね部４５４が連設されている。このように、第１実施形態とは折り返し部の態様が異なるものの、一対の折り返し部４５６は、防振ばね４５０を大径部４６に挿入する際のつかみ部として機能する。

また、一対の内側ばね部４５８のそれぞれの中央に長方形状の孔４６０を形成することにより、その内側ばね部４５８の板幅を実質的に小さくしている。このような構成により、当該防振ばねを大径部４６に挿入したときに発生するシャフト３３への付勢力を調整することができる。また、一対の外側ばね部４５４の板幅を小さくしている。このような構成により、当該防振ばねを大径部４６に挿入したときに発生するボディ２への反力を第１実施形態の場合よりも小さくし、ボディ２における当該防振ばねの支持強度を適度に調整することができる。

［変形例１］
図１１は、第４実施形態の変形例に係る防振ばねの構造を示す図である。（Ａ）は防振ばねの全体構造を示す斜視図である。（Ｂ）は防振ばねが段付孔に挿通されるときの状態を示す平面図である。ただし、段付孔およびシャフトの図示については省略している。

本変形例において、一対の内側ばね部４５９は、その上端縁と下端縁を切り欠くような形で板幅を小さくしている。一方、一対の外側ばね部４５５のそれぞれの中央に長方形状の孔４６１を形成することにより、その外側ばね部４５５の板幅を実質的に小さくしている。このような構成により、当該防振ばねを大径部４６に挿入したときに発生するシャフト３３への付勢力およびボディ２への反力を調整している。

なお、他の変形例においては、図１０に示した防振ばね４５０において、例えば孔４６０を設けない構成としてもよい。また、外側ばね部４５４の板幅と内側ばね部４５８の板幅とが同じとなるようにしてもよい。

［第５実施形態］
本実施形態の膨張弁は、防振ばねの構造が第１実施形態と異なる。図１２は、第５実施形態に係る防振ばねの構造を示す図である。（Ａ）は防振ばねの全体構造を示す斜視図である。（Ｂ）は防振ばねが段付孔に挿通された状態を示す平面図である。

本実施形態の防振ばね５５０は、帯状の板材をその延在方向に沿った２箇所にて曲げ加工することで、三角形状の断面を有する。防振ばね５５０は、その三角形状を形成する３つの側面が第１ばね部５５１，第２ばね部５５２，第３ばね部５５３を構成する。各ばね部の内面には膨出部７０が形成されている。すなわち、防振ばね５５０はシャフト３３を３点にて支持する。板材の延在方向の両端部、つまり第１ばね部５５１の先端部と第３ばね部５５３の先端部には、交差可能な相補形状の切り欠き５６０が形成され、防振ばね５５０の組み付けの自由度を向上させている。なお、他の変形例においては、切り欠き５６０を設けない構成としてもよい。

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の大径部４６の深さを大きくし、大径部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、その折り返し部分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、 １３ 第１の通路、 １４ 第２の通路、 １６ 弁孔、 １７ 弁座、 １８ 弁体、 ３３ シャフト、 ３４ 段付孔、 ４６ 大径部、 ５２ 中間部、 ５４ 外側ばね部、 ５６ 折り返し部、 ５８ 内側ばね部、 ７０ 膨出部、 ７２ 爪部、 １５４ 外側ばね部、 １５６ 折り返し部、 １５８ 内側ばね部、 １６０，１６２ 孔、 ２５４ 外側ばね部、 ２５６ 折り返し部、 ２５８ 内側ばね部、 ２６０ 孔、 ２６２ 折り返し部、 ２７０ 膨出部、 ３５２ 中間部、 ３５４ 外側ばね部、 ３５６ 折り返し部、 ３５８ 内側ばね部、 ４５２ 中間部、 ４５４，４５５ 外側ばね部、 ４５６ 折り返し部、 ４５８，４５９ 内側ばね部、 ４６０，４６１ 孔、 ５５１ 第１ばね部、 ５５２ 第２ばね部、 ５５３ 第３ばね部。

Claims (10)

1. 冷凍サイクルの上流側から導入された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、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、弾性を有する一枚の帯状の板材をその延在方向に沿った複数箇所にて曲げ加工し、前記板材の両端部が対称に折り返されることにより側部片側が開放されるように形成され、
   前記両端部が対称に折り返されることで得られた一対の折り返し部分のそれぞれにおいて、内側に位置する部分が第１のばね部分を構成し、外側に位置する部分が第２のばね部分を構成することを特徴とする膨張弁。
2. 前記防振ばねは、前記作動ロッドの外周面と２点以上で接触することを特徴とする請求項１に記載の膨張弁。
3. 前記防振ばねは、前記作動ロッドの軸線に対して対称な２点で接触することを特徴とする請求項２に記載の膨張弁。
4. 前記防振ばねは、前記延在方向に直角な方向の板幅を部分的に変化させることにより、前記作動ロッドに付与する付勢力および前記ボディへの反力の少なくとも一方を調整するように構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の膨張弁。
5. 前記防振ばねは、前記板材の所定箇所に孔をあけることにより前記板幅を部分的に変化させていることを特徴とする請求項４に記載の膨張弁。
6. 前記防振ばねは、
   前記ボディに前記作動ロッドと同心状に形成された穴部に挿通されることにより、前記作動ロッドに対する位置決めがなされ、
   前記穴部に挿通されない無負荷状態においては、前記防振ばねの外形が前記穴部よりも大きくなるように形成され、
   前記防振ばねの外形を縮小させる方向の負荷を受けて弾性変形した状態で前記穴部に挿通され、前記防振ばねの弾性変形による弾性反力により前記穴部の内周面に押し付けられることにより前記ボディに固定されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の膨張弁。
7. 前記防振ばねは、前記穴部の内周面に引っ掛かる係止部を有することを特徴とする請求項６に記載の膨張弁。
8. 前記防振ばねは、前記板材の両端部が対称に折り返されることにより側部片側が開放されるように形成され、前記両端部が対称に折り返されることで得られた一対の折り返し部分の内側に所定の工具を挿入して、前記側部片側が開放されることで形成された開放部を狭める方向に負荷を与えることにより、前記防振ばねの外径を縮小させることが可能に構成されていることを特徴とする請求項６または７に記載の膨張弁。
9. 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し、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、前記エバポレータへ供給する冷媒の流量を制御するパワーエレメントと、
   を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の膨張弁。
10. 弾性を有する一枚の帯状の板材をその延在方向に沿った複数箇所にて曲げ加工し、前記板材の両端部が対称に折り返されることにより側部片側が開放されるように形成され、
    前記両端部が対称に折り返されることで得られた一対の折り返し部分のそれぞれにおいて、内側に位置する部分が第１のばね部分を構成し、外側に位置する部分が第２のばね部分を構成し、前記延在方向に直角な方向の板幅を部分的に変化させることにより、前記第１のばね部分および前記第２のばね部分の少なくとも一方の付勢力を調整する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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