JP6639980B2 - 膨張弁 - Google Patents

Description

本発明は、冷凍サイクルに用いられる感温機構内蔵型の膨張弁に係わり、特には、弁本体にパワーエレメントが取り付けられた膨張弁に関する。

従来、自動車に搭載される空調装置等に用いる冷凍サイクルについては、設置スペースや配管作業を省略するために、冷媒の通過量を温度に応じて調整する感温機構内蔵型の温度膨張弁が使用されている。このような膨張弁の弁本体は、高圧の冷媒が導入される入口ポートと入口ポートに連通する弁室とを有するとともに、弁本体の頂部には、パワーエレメントと称する弁部材の駆動機構が装備される。

弁室内に配設される球状の弁部材は、弁室に開口する弁孔の弁座に対向し、パワーエレメントの内部に設けられたダイアフラムの変位を伝達する弁棒（変位伝達部材）により駆動されて、弁座との間の絞り通路の開度（弁孔の開口面積）を制御する。また、弁孔を通った冷媒は、出口ポートから蒸発器側へ送られる。蒸発器から圧縮機側へ戻る冷媒は、弁本体に設けられた戻り通路を通過する。戻り通路内では、弁棒が露出しており、冷媒は弁棒に当たりながら通過する（例えば、特許文献１）。

図１４は、従来の膨張弁の一例における戻り通路の近傍を示す部分断面図である。この膨張弁１０においては、弁本体１１の上部のパワーエレメント取付部１２にパワーエレメント７０が固定されている。パワーエレメント７０は、上蓋部材７１及び受け部材７２と、これら上蓋部材７１と受け部材７２との間に挟み込まれるダイアフラム７３と、ダイアフラム７３及び受け部材７２の間に配置されたストッパ部材９０とから構成されている。一方、弁棒６０の上端は、ストッパ部材９０に当接し、戻り通路３０の中央部を縦方向に貫通して、下端が弁部材（図示せず）と接触するように配置される。そして、ダイアフラム７３の変位は、ストッパ部材９０及び弁棒６０を介して図示されない弁部材に伝達される。

蒸発器から圧縮機に戻る冷媒は、図１４において戻り通路３０内を矢印Ａ方向に流れるように通過する。そのとき、冷媒の流れＡは、戻り通路３０内で円柱状の弁棒６０に当たりながら通過することになる。

特開平１１−１７３７０５号公報

しかしながら、従来の膨張弁において、戻り通路（低圧冷媒流路）内に露出する弁棒により、冷媒が当該弁棒の周囲を流れる際にカルマン渦が発生する場合がある。このカルマン渦は、流れる流体が流路内の物体に当たるとき、その物体の後流で左右交互に渦が発生する現象である。そして、発生したカルマン渦が後流で消滅する際に異音（カルマン渦音）が発生し、冷媒通過音として車室内等の静音性を阻害する要因となるおそれがあった。

そこで、本発明の目的は、戻り通路を通過する冷媒による異音の発生を抑制した膨張弁を提供することにある。

上記目的を達成するために、代表的な本発明による膨張弁の一つは、上蓋部材、受け部材、並びに前記上蓋部材及び前記受け部材の間に挟まれるダイアフラムを含むパワーエレメントと、入口ポート、前記入口ポートに連通する弁室、前記弁室に連通する弁孔、前記弁孔に連通する出口ポート、前記弁孔の前記弁室側の開口部に形成された弁座、前記出口ポートから出た冷媒が通過する戻り通路、及びパワーエレメント取付部を含む弁本体と、前記弁孔の開口面積を制御する弁部材と、前記ダイアフラムの変位を前記弁部材に伝達し、該弁部材を駆動する変位伝達部材と、を備え、前記変位伝達部材は、前記パワーエレメント側に位置する第１棒状部材と、前記弁部材側に位置する第２棒状部材と、前記第１棒状部材及び前記第２棒状部材の間に挟まれた筒状部を備えたリング部材と、で構成され、前記リング部材は、前記筒状部の中心軸線の方向が冷媒の流れ方向と一致するように前記戻り通路内に配置され、前記リング部材の外径は前記戻り通路に挿入される継手の内径よりも大きく形成されていることを特徴とする。

本発明による膨張弁の一実施例において、前記リング部材は、前記中心軸線を有する平面で切断された断面において、流線形状を有してもよい。

また、前記弁本体は、前記戻り通路における前記リング部材の上流側に、前記戻り通路の中心側に突出するガイド部を備えてもよい。さらに、前記第１棒状部材は、前記ダイアフラムに当接するストッパ部材と一体形成されてもよい。さらに、前記変位伝達部材は、前記第１棒状部材、前記リング部材及び前記第２棒状部材の全て、あるいはそれらの一部が、一体的に構成されてもよい。

この発明による膨張弁は、上記のように構成されているので、戻り通路を通過する冷媒による異音の発生を低減・抑制できる。

本発明による膨張弁の第１実施例を示す縦断面図である。 図１のリング部材１０５近傍の部分拡大断面図である。 第１実施例の戻り通路近傍を示す一部破断斜視図である。 第１実施例の膨張弁において、戻り通路３０に継手（図示されない冷媒通過パイプの先端部）を取り付けた場合の縦断面図である。 図４のリング部材１０５近辺の部分拡大断面図である。 第１実施例の膨張弁の組立例を説明するための分解斜視図である。 第１実施例の膨張弁の変形例及びその組立例を示す分解斜視図である。 本発明による膨張弁の第２実施例におけるリング部材の拡大縦断面図である。 本発明による膨張弁の第３実施例におけるリング部材の拡大縦断面図である。 本発明による膨張弁の第４実施例を示す縦断面図である。 図１０のリング部近辺の寸法関係を示す部分断面図である。 本発明による膨張弁の第５実施例を示す縦断面図である。 図１２のリング部近辺の寸法関係を示す部分断面図である。 従来の膨張弁の一例における戻り通路の近傍を示す部分断面図である。

以下、実施例を図面を用いて説明する。

＜第１実施例＞
図１は、本発明による膨張弁の第１実施例を示す縦断面図である。図２は、図１のリング部材１０５近傍の部分拡大断面図である。図３は、第１実施例の戻り通路近傍を示す一部破断斜視図である。

図１に示すように、膨張弁１０は、パワーエレメント７０、弁本体１１、弁部材４０、従来の弁棒に相当する変位伝達部材１００、支持部材４２、コイルスプリング４４、プラグ５０等を備えている。

パワーエレメント７０は、例えばステンレス鋼等で形成された上蓋部材７１及び中央部に貫通口を備えた受け部材７２と、これら上蓋部材７１及び受け部材７２の間に挟み込まれるダイアフラム７３と、このダイアフラム７３及び受け部材７２の間に配置されたストッパ部材９０等と、から構成されている。そして、上蓋部材７１、ダイアフラム７３及び受け部材７２を重ね合わせた端部を周溶接することにより、これらは一体化されている。上蓋部材７１とダイアフラム７３との間には、圧力作動室７５が形成され、この圧力作動室７５内に作動ガスが封入された後、封止栓６５で封止される。受け部材７２の下部は円筒状でその周囲には雄ねじ７２ａが形成され、パワーエレメント取付部１２の雌ねじ（弁本体１１の上面に形成された雌ねじ）と螺合する。

パワーエレメント７０はパッキン３５を介して弁本体１１に取付けられている。

弁本体１１は、例えばアルミ合金製であって、例えば図１のＸ方向を押出方向としてアルミ合金等を押出成形し、これに機械加工を施すことによって得ることができる。この弁本体１１は、パワーエレメント７０の下部に形成された雄ねじに螺合してこれを固定する雌ねじであるパワーエレメント取付部１２と、高圧の冷媒が導入される入口ポート２０と、入口ポート２０より流入した冷媒が流出する冷媒の出口ポート２８と、冷媒の戻り通路３０と、弁本体１１の底面部に形成された雌ねじ穴１１ａと、弁本体１１を図示されない蒸発器や他の部品等に取り付けるための取付穴（あるいは取付用雌ねじ）８０等とを有する。

パワーエレメント取付部１２は、弁本体１１の上端に形成され、弁本体１１の上面に円形状に開口しその内壁面に雌ねじを有する有底の円筒状穴として形成され、この穴の底部中央には戻り通路３０に至る（連通する）均圧孔３２が形成されている。ここで、パワーエレメント取付部１２の中心軸の方向は押出成形によって加工された弁本体１１の押出方向（Ｘ方向）、すなわち戻り通路３０内を通過する冷媒の通過方向とほぼ直交する方向（Ｙ方向）となっている。

雌ねじ穴１１ａは、弁本体１１の下面に開口して形成されており、当該雌ねじ穴１１ａの開口部分をプラグ５０で封鎖することにより弁本体１１の内部に弁室２４が形成される。

入口ポート２０は、弁室２４の側方から小径孔２０ａを介して弁室２４と連通して形成されている。また、出口ポート２８は、弁室２４の上方に形成されている。この出口ポート２８は、弁孔２６を介して弁室２４の上端部に連通している。また、弁孔２６の弁室２４側には、弁座２５が形成されている。弁本体１１には縦方向（図１におけるＹ方向）に通し孔２９が形成されている。そして、弁孔２６と通し孔２９と均圧孔３２と弁室２４とは、それぞれの中心軸が同一直線上になるように配置されている。

戻り通路３０は、弁本体１１における出口ポート２８のさらに上方に形成され、弁本体１１を横方向（図１におけるＸ方向）に貫通するように形成されている。

弁部材４０は、弁座２５に対向するように配置された球状の部材であり、弁室２４内に設けられている。支持部材４２は、弁部材４０を弁座２５の方向に支持する部材である。支持部材４２は、弁部材４０を支持するための円錐状のくぼみを備えた上面４２ａを備え、弁部材４０と溶接により一体化されている。また、支持部材４２は、側面に（外周側に）突出するフランジ部４２ｂとを備えており、当該フランジ部４２ｂの下面がコイルスプリング４４の一端を受ける構造となっている。

コイルスプリング４４は、支持部材４２に設けられたフランジ部４２ｂの下面とプラグ５０に形成された凹部５２との間に弾発的に収容されており、これによって、弁部材４０は支持部材４２を介して弁座２５に向けて付勢されている。

プラグ５０は、弁本体１１の下面に開口する雌ねじ穴１１ａに螺合する態様で取り付けられ、上記凹部５２と対向する面に形成されている六角穴５３に図示されない工具を差し込んで回転させることにより、そのねじ込み量を調整することができる。このプラグ５０のねじ込み量を調整することにより、弁部材４０を支持するコイルスプリング４４のばね力を調整することができる。また、プラグ５０の外周部にはＯリング等のシール部材５４が設けられ、これによって弁室２４が当該膨張弁１０の外側雰囲気に対してシールされている。

ダイアフラム７３の変位を弁部材４０に伝達する変位伝達部材１００は、この実施例においては、ダイアフラム７３と当接し該ダイアフラム７３の変位を感知するストッパ部材９０の下部に設けられた第１棒状部材１０１と、第１棒状部材１０１の下部に配置されたリング部材１０５と、リング部材１０５の下部に配置され、弁部材４０の上面と当接する第２棒状部材１０２とで構成されている。

第１棒状部材１０１は円柱等の棒状の部材で、この例においてはその上端は、パワーエレメント７０のストッパ部材９０の下部に一体的に形成されているが、この第１棒状部材１０１は、その上端がストッパ部材９０に取付けられ又は当接する別体の構成としてもよい。第１棒状部材１０１は、均圧孔３２を貫通して、その下端は、リング部材１０５に接続又は当接される。

リング部材１０５は、図２に示すように、第１及び第２棒状部材１０１、１０２と連結するための溝や凹部１０５ａ、１０５ｂを除いて所定の厚みＢ及び所定の幅Ｃを有する円筒状の部材（円筒部）であり、かつその円筒部の両端部（図２の前端縁１０５ｆ及び後端縁１０５ｇ）は断面半円形状とされ、全体としては断面が長円形（レーストラック）状とされている。また、このリング部材１０５の外径１０５ｄは戻り通路３０の内径３０ａよりも小さくなるように設定されている。リング部材１０５は、その円筒部の中心軸線が戻り通路３０の中心軸線と一致又は平行となるように戻り通路３０内に配置され、外周上部１０５ａにおいて第１棒状部材１０１の下端と接続され、外周下部１０５ｂにおいて第２棒状部材１０２と接続される。この例においては、外周上部１０５ａと外周下部１０５ｂとには、第１棒状部材１０１及び第２棒状部材１０２と接続しやすいように、溝や凹みを設けてあり、これに第１及び第２棒状部材１０１、１０２の端部が係合あるいは固着されているが、これらの接続態様については特にこの構成には限定されない。

リング部材１０５の厚さＢと幅Ｃは、第１棒状部材１０１と第２棒状部材１０２との間で弁部材４０へダイアフラム７３の変位を伝達するために適した強度を保つための厚さ及び幅で構成される。そして、第１実施例では、リング部材１０５の幅Ｃは厚さＢよりも大きく設定されている。

第２棒状部材１０２は円柱等の棒状の部材で、その上端はリング部材１０５に接続され、その下端は通し孔２９を貫通して弁部材４０と接触するように配置される。

次に、作用について説明する。本発明の第１実施例の膨張弁１０においては、冷媒は入口ポート２０から流入し、弁室２４及び弁孔２６を通過して膨張され、出口ポート２８から蒸発器（図示せず）へ送り出される。また、この蒸発器から送り出された冷媒は、戻り通路３０の左側入口から入って右側出口に抜けるように通過し、圧縮機（図示せず）へ戻る。

図３で示されるように、戻り通路３０を通過する冷媒の流れＡは、変位伝達部材１００に達すると、流速の速い中心付近の冷媒はリング部材１０５の内側を通過し、戻り通路３０から出て圧縮機（図示せず）へ送られる。また、戻り通路３０内を通過する冷媒の一部は均圧孔３２からパワーエレメント７０の下部に流入する。そしてパワーエレメント７０の下部に流入した冷媒の温度変化に応じて圧力作動室７５内の作動ガスの圧力を変化させて、変位伝達部材１００の動きが制御される。

具体的には、パワーエレメント７０の圧力作動室７５における内圧の変動に応じて変形したダイアフラム７３の動きを受け、ストッパ部材９０が上下動する。そして、ストッパ部材９０の変位が変位伝達部材１００を介して弁部材４０に伝達される。これにより、膨張弁としての役割を果たすことができる。このとき変位伝達部材１００のリング部材１０５は、戻り通路３０内で上下に移動する。

このように、変位伝達部材１００は、戻り通路３０内でリング部材１０５を有する構成とすることにより、流速の速い戻り通路３０の中心付近の冷媒は、障害物が存在しないリング部材１０５の内側を通過することになるので、まずこの領域においてカルマン渦の発生がない。
また、リング部材１０５の前端縁１０５ｆに衝突する冷媒は、該前端縁１０５ｆ及び後端縁１０５ｇが滑らかな断面半円形状とされているので、リング部材１０５の内周壁及び外周壁を通過して後端縁１０５ｇから後方に移動する際も、カルマン渦の発生が抑えられる。
このように、戻り通路３０を通過する冷媒は、従来の膨張弁のように冷媒速度が速い戻り通路３０内の中央部分で障害物（従来の膨張弁における弁棒）に当たることがないので、変位伝達部材１００の後流のカルマン渦の発生は、従来の膨張弁に比較すると極めて少なくなるため、渦の発生・消滅による異音（冷媒通過音）を防止あるいは効果的に低減することができる。

さらに、この例においてはリング部材１０５が第１棒状部材１０１の直径よりも大きな幅Ｃを有することで、均圧孔３２からパワーエレメント７０へ流入する冷媒の通路を狭くさせる。具体的には、図２においてリング部材１０５を有さないときに冷媒が通過する最小の隙間Ｄに対して、リング部材１０５が一定幅Ｃを有することにより、冷媒が通過する最小の隙間はＥとなる。このとき、隙間Ｅは、隙間Ｄよりも狭くなる。このため、パワーエレメント７０の下部に冷媒が流れにくくなり、パワーエレメント７０の反応速度を遅くし、弁部材４０が周期的な開閉を繰り返すハンチングを防止することができる。

図４は、第１実施例の膨張弁において、戻り通路３０に継手（図示されない冷媒通過パイプの先端部）を取り付けた場合の縦断面図である。図５は、図４のリング部材１０５近辺の部分拡大断面図である。

図４において、膨張弁１０の戻り通路３０には継手１３０が弁本体１１の両側からそれぞれ挿入されている。継手１３０は、例えば図示されない冷媒通過パイプの本体部１３５の一端に挿入部１３１を有する形状をなしており、当該挿入部１３１の外径は、本体部１３５の外径より小さく形成されている。これにより、本体部１３５と挿入部１３１の間に段部１３４が形成されている。挿入部１３１の外径は戻り通路３０の内壁面と嵌合できる外径となっている。また、本体部１３５の外径は戻り通路３０の内壁面の内径３０ａよりも大きい。そして、継手１３０の挿入部１３１を段部１３４が弁本体１１の側面に当接するまで挿入して、継手１３０と弁本体１１とを接続する。

継手１３０の接続状態では、継手１３０の先端部１３２は、リング部材１０５の近傍に配置されている。また、継手１３０の挿入部１３１の外径側には溝部１３３が形成されており、当該溝部１３３にＯリング等のシール部材１４０が配置される。

図５に示すように、継手１３０の内径１３６は、少なくともリング部材１０５の外径１０５ｄよりも小さく形成されている。また、継手１３０の内径１３６は、リング部材１０５の内径１０５ｃよりも小さく形成されていてもよい。

また、継手１３０の先端部１３２と、リング部材１０５の隙間Ｆを狭くすれば、パワーエレメント７０の下部に冷媒が流れにくくなり、パワーエレメント７０の反応速度を遅くし、ハンチングを防止することができる。この隙間Ｆは、リング部材１０５の幅Ｃを大きくしたり、継手１３０の挿入部１３１を長くしたりすることで狭くすることができる。リング部材１０５と均圧孔３２の隙間Ｅとの関係を含め調節すれば、パワーエレメント７０の反応速度に対する適切な時定数を制御することができる。

さらに、継手１３０の内径１３６を少なくともリング部材１０５の外径１０５ｄよりも小さくし、継手１３０の先端部１３２とリング部材１０５の隙間Ｆを所定値以下とすることで、例えば、リング部材１０５が戻り通路３０を通過する冷媒から弁軸まわりに回転する方向の力を受けるような場合であっても、継手１３０の先端部１３２にリング部材１０５が当接することで、リング部材１０５の回転を防止でき、冷媒の通過に悪影響を与えないようにすることができる。

また、継手１３０の内径１３６がリング部材１０５の内径１０５ｃよりも小さく形成されていれば、冷媒は、リング部材１０５に達すると、そのほとんどはリング部材１０５の内径１０５ｃ内を通過する。このため、リング部材１０５自体も冷媒の通過に影響をほとんど与えることがなくなる。

図６は、第１実施例の膨張弁の組立例を説明するための分解斜視図である。

まず、弁部材４０、支持部材４２、コイルスプリング４４、シール部材５４、プラグ５０を、弁本体１１下側の雌ねじ穴１１ａから挿入する。そして、弁本体１１の雌ねじ穴１１ａにプラグ５０を螺合させて取り付ける。これにより、図１で示されるように弁室２４内に弁部材４０、支持部材４２、コイルスプリング４４、プラグ５０が配置される。

続いて、第２棒状部材１０２を、弁本体１１の上部の均圧孔３２から挿入し、戻り通路３０を抜けて通し孔２９まで通す。このとき、第２棒状部材１０２の下部は弁部材４０に当接する。次に、リング部材１０５を戻り通路３０の開口部から中央付近まで入れて、第２棒状部材１０２の上端とリング部材１０５の外周下部１０５ｂを接続する。

続いて、ストッパ部材９０の下部に設けられた第１棒状部材１０１（図６では図示されていない）を均圧孔３２から挿入し、第１棒状部材１０１の下端をリング部材１０５の外周上部１０５ａに接続する。またこれと同時にパワーエレメント７０を、パッキン３５を介してパワーエレメント取付部１２に雄ねじ７２ａを螺合させて取り付ける。これにより膨張弁１０が組み立てられる。なお、第１棒状部材１０１がストッパ部材９０と別体である場合には、第１棒状部材１０１を均圧孔３２より差し込み、その下端部を戻り通路３０から挿入されたリング部材１０５の外周上部１０５ａに取付ける。そして第１棒状部材１０１の上端をストッパ部材９０に取付け、又は当接させた状態でパワーエレメント７０をパワーエレメント取付部１２に取付ければ良い。

このような組立方法により、従来から使用されている弁本体１１の形状を変えることなく、リング部材１０５を弁本体１１内に配置することができる。

図７は、第１実施例の膨張弁の変形例及びその組立例を示す分解斜視図であり、図６と同様の図である。図７において、前掲の各図と同一の符号は同一又は同等部分を示している。図７に示す変形例では、組立のために、弁本体１１に組立孔３３が形成されている。

組立孔３３は、弁本体１１上部に、均圧孔３２と同心で、かつリング部材１０５をその中心軸と直交する方向に通過できる程度の大きさに矩形状に形成されている。この例においては、組立孔３３はリング部材１０５を挿入するだけでそのままリング部材１０５が弁本体１１内の所定の方向にセッティングされるように、その矩形輪郭の向きが設定されている。

次に組立方法を説明すると、まず、弁部材４０、支持部材４２、コイルスプリング４４、シール部材５４、プラグ５０を、弁本体１１下側の雌ねじ穴１１ａから挿入する。そして、弁本体１１の雌ねじ穴１１ａにプラグ５０を螺合させて取り付ける。これにより、図１で示されるように弁室２４内に弁部材４０、支持部材４２、コイルスプリング４４、プラグ５０が配置される。

続いて、第２棒状部材１０２、リング部材１０５、及び第１棒状部材１０１（図７ではその画角上、図示されていない）を組立孔３３を介して弁本体１１内に挿入する。そして第１棒状部材１０１の上端をパワーエレメント７０のストッパ部材９０に取り付け、その後パワーエレメント７０を、パッキン３５を介して、パワーエレメント取付部１２に螺合させて取り付ける。これにより膨張弁１０が組み立てられる。

なお、第２棒状部材１０２、リング部材１０５、及び第１棒状部材１０１は、それら全て、あるいはそれらの一部を予め一体的に構成しておき、これを弁本体１１内に挿入するようにしても良い。

このように、組立孔３３を設けることで、弁本体１１に対する同一方向（縦方向、すなわち図１の矢印Ｙ方向）からのみの部品挿入で変位伝達部材１００を該弁本体１１内に取り付けることができるので、その組立を効率よく行うことができる。

＜第２実施例＞
図８は、本発明による膨張弁の第２実施例におけるリング部材の拡大縦断面図である。第２実施例は、第１実施例の変位伝達部材１００を、変位伝達部材２００に置き換えた構成であり、それ以外は第１実施例（図１〜７）で示したものと共通であるので、共通の箇所は再度の説明を省略してある。

変位伝達部材２００は、パワーエレメント７０側に位置する第１棒状部材１０１と、弁部材４０側に位置する第２棒状部材１０２と、第１棒状部材１０１及び第２棒状部材１０２の間に挟まれたリング部材２０５で構成されている。第１棒状部材１０１と第２棒状部材１０２は第１実施例と同様であり、要するにリング部材２０５のみが第１実施例とは異なる。

リング部材２０５は、その中心軸線を通る面での断面が楕円形状となっている。ここで、リング部材２０５の一番外側の外径２０５ｄは戻り通路３０の内径３０ａよりも小さい。また、リング部材２０５の一番内側の内径２０５ｃは圧損が生じないように冷媒が通過できる大きさに設定されることが望ましい。そして、リング部材２０５は、外周上部２０５ａで第１棒状部材１０１と接続され、外周下部２０５ｂで第２棒状部材１０２と接続される。また、リング部材２０５の外周上部２０５ａと外周下部２０５ｂとには、第１棒状部材１０１、第２棒状部材１０２と接続しやすいように、溝や凹みを設けてもよい。

リング部材２０５の断面形状は、その長軸の方向が戻り通路３０の中心軸方向であり、その短軸の方向が戻り通路３０の方向と直交する方向となる楕円である。なお、楕円だけでなく、長軸と短軸の長さを同じにして円形断面とすることもできる。

そして、戻り通路３０を通過する冷媒は、リング部材２０５の断面形状を楕円形状とすることで、上流側あるいは後流側に端面を有する円筒形状のときと同様、リング部材２０５を通過する際の流体の剥離が起こりにくくなり、結果として、リング部材２０５への抵抗が減り、リング部材２０５回りの冷媒通過音が静かになる。

＜第３実施例＞
図９は、本発明による膨張弁の第３実施例におけるリング部材の拡大縦断面図であり、図８と同等の図である。この第３実施例は、第１実施例の変位伝達部材１００を、変位伝達部材３００に置き換えた構成であり、それ以外は第１実施例（図１〜７）で示したものと共通であるので、共通の箇所は再度の説明を省略してある。

第３実施例は、第１実施例で説明したリング部材１０５に代えて、その中心軸線を通る面での断面が涙滴型の断面形状を有するリング部材３０５としたものである。

変位伝達部材３００は、パワーエレメント７０側に位置する第１棒状部材１０１と、弁部材４０側に位置する第２棒状部材１０２と、第１棒状部材１０１及び第２棒状部材１０２の間に挟まれたリング部材３０５で構成されている。そして、第１棒状部材１０１と第２棒状部材１０２は第１実施例と同様である。

リング部材３０５は、その中心軸線を通る面での断面形状が涙滴型となっている。リング部材３０５は、その中心軸線の方向が戻り通路３０の中心軸線の方向と一致又は平行となるように戻り通路３０内に配置され、外周上部３０５ａで第１棒状部材１０１と接続され、外周下部３０５ｂで第２棒状部材１０２と接続される。ここで、リングの一番外側の外径３０５ｄは戻り通路３０の内径３０ａよりも小さい。また、リングの一番内側の内径３０５ｃは圧損が生じることなく冷媒が通過できる大きさに設定されることが望ましい。また、リング部材３０５における、外周上部３０５ａと外周下部３０５ｂでは、第１棒状部材１０１、第２棒状部材１０２と接続しやすいように、溝や凹みを設けてもよい。

ここで、涙滴型の形状は、冷媒が流れる上流側の先端部３０６は先端側が半円や半楕円形状となる丸形であり、その後流側が流線部３０７となっている。流線部３０７は先端部３０６と滑らかに接続されており、後流側に向けて肉厚が薄くなっていく曲線形状を有している。リング部材３０５の形状は内周側と外周側で対称となっており、後端部３０８はとがっているか、先端部３０６よりも小さい曲率で形成されている。なお、流線部３０７の戻り通路３０方向の長さは、少なくとも、先端部３０６の戻り通路３０方向の長さよりも長く設定される。

そして、リング部材３０５に当たる冷媒に対しては、リング部材３０５の断面形状を涙滴型とすることで、断面形状が長方形や楕円形状のときよりもリング部材３０５を通過する際の冷媒の後流側での剥離が起こりにくくなり、結果として、リング部材３０５への抵抗が減り、リング部材３０５回りの冷媒の流れる音が静かになる。

＜第４実施例＞
図１０は、本発明による膨張弁の第４実施例を示す縦断面図である。図１１は、図１０のリング部近辺の寸法関係を示す部分断面図であり、図２と同等の図である。第４実施例において、膨張弁１０の構成のうち、その機能や配置等が第１実施例（図１〜７）で示したものと共通するものについては同一の符号を付して示す。また、発明の要部を除く部分については、再度の説明を省略する。

第４実施例においては、弁本体１１の戻り通路３０における変位伝達部材１００（リング部材１０５）の冷媒通過上流側にガイド部１１０を設けている。ガイド部１１０は、戻り通路３０内において、その中心軸線側（内側）へ向けて突出するように、弁本体１１に一体的に設けられている。また、ガイド部１１０の内径１１１は、少なくともリング部材１０５の外径１０５ｄよりも小さくなるように形成されている。この例においては、ガイド部１１０の内径１１１は、リング部材１０５の内径１０５ｃよりも更に小さくされている。

ガイド部１１０の内径１１１を少なくともリング部材１０５の外径１０５ｄよりも小さくし、ガイド部１１０とリング部材１０５との隙間Ｋが狭くなるように設定されることで、例えば、リング部材１０５が戻り通路３０を通過する冷媒から弁軸まわりに回転する方向の力を受けるような場合であっても、ガイド部１１０にリング部材１０５が当接することで、リング部材１０５の回転を防止でき、冷媒の通過に悪影響を与えないようにすることができる。

また、ガイド部１１０とリング部材１０５との隙間Ｋを狭くすることにより、パワーエレメント７０の下部に冷媒が流れにくくなり、パワーエレメント７０の反応速度を遅くし、ハンチングを防止することができる。この隙間Ｋは、リング部材１０５の幅Ｃとガイド部１１０の戻り通路３０方向に対する形成位置で決まる。

さらに、ガイド部１１０がリング部材１０５よりも冷媒の通過の上流側に設置されることで、リング部材１０５に直接的に当たる冷媒を少なくできる。これにより、冷媒通過音を低減することができる。特に、ガイド部１１０の内径１１１をリング部材１０５の内径１０５ｃよりも小さく形成することにより、ガイド部１１０を通過した冷媒は、そのほとんどはリング部材１０５の内径１０５ｃの範囲内を通過することになる。その結果として、冷媒通過音をさらに低減することができる。

なお、第４実施例によるリング部材１０５を含む変位伝達部材１００を組み立てる場合は、図６に示す組立例において、リング部材１０５はガイド部１１０が形成されていない側から戻り通路３０に入れるとよい。

＜第５実施例＞
図１２は、本発明による膨張弁の第５実施例を示す縦断面図である。図１３は、図１２のリング部近辺の寸法関係を示す部分断面図であり、図２、図１１と同等の図である。第５実施例において、膨張弁１０の構成のうち、その機能や配置等が第１実施例（図１〜７）で示したものと共通するものについては同一の符号を付して示す。また、発明の要部を除く部分については、再度の説明を省略する。

第５実施例は、図１０、１１に示されたガイド部１１０を弁本体１１と別体（ガイド部材１２０）としたものである。この第５実施例において、弁本体１１の戻り通路３０における変位伝達部材１００の上流側にガイド部材１２０を取り付けている。ガイド部材１２０は、外径部１２２に段部１２２ｃを有し、この段部１２２ｃを戻り通路３０の内面に形成された段部３１に係合して取り付ける。段部３１は、その内径３０ｂが縮径していない部分の内径３０ａよりも小さくなるように、変位伝達部材１００の近傍で縮径する形状で形成されている。

ガイド部材１２０は中央に孔を有しており、その孔の内径１２１は、少なくともリング部材１０５の外径１０５ｄよりも小さく形成されている。また、ガイド部材１２０の外径部１２２には、第１外径部１２２ａと第２外径部１２２ｂとこれらの間の段部１２２ｃとが形成されている。

ガイド部材１２０は、戻り通路３０内において、冷媒が流れる上流側から取り付ける。ガイド部材１２０の外径部１２２の段部１２２ｃと戻り通路３０の段部３１を嵌合させて取り付けることができる。

蒸発器から戻り通路３０を通過する冷媒は、まずガイド部材１２０の内径１２１の範囲内（ガイド部材１２０の内側）を通過して、その後に、リング部材１０５を通過して戻り通路３０を抜けていく。

ガイド部材１２０の内径１２１が少なくともリング部材１０５の外径１０５ｄよりも小さくし、ガイド部材１２０とリング部材１０５の隙間Ｌを狭く形成することで、例えば、リング部材１０５が戻り通路３０を通過する冷媒から弁軸まわりに回転する方向の力を受けるような場合であっても、ガイド部材１２０にリング部材１０５が当接することで、リング部材１０５の回転を防止でき、冷媒の通過に悪影響を与えないようにすることができる。

また、ガイド部材１２０とリング部材１０５との隙間Ｌを狭くすることにより、パワーエレメント７０の下部に冷媒が流れにくくなり、パワーエレメント７０の反応速度を遅くし、ハンチングを防止することができる。この隙間Ｌは、リング部材１０５の幅Ｃとガイド部材１２０の戻り通路３０方向に対する設置位置やガイド部材１２０の厚みで決まる。

また、ガイド部材１２０がリング部材１０５よりも冷媒の通過の上流側に設置されることで、リング部材１０５に直接的に当たる冷媒を少なくできる。これにより、流れる冷媒によるリング部材１０５への抵抗や冷媒通過音を低減することができる。

さらに、ガイド部材１２０の内径１２１をリング部材１０５の内径１０５ｃよりも小さく形成することにより、ガイド部材１２０を通過した冷媒は、そのほとんどはリング部材１０５の内径１０５ｃ内を通過することになる。その結果として、流れる冷媒によるリング部材１０５への抵抗や冷媒通過音をさらに低減することができる。

このように、ガイド部材１２０を弁本体１１とは別部品とすることで、従来の膨張弁に対して弁本体１１を変更することなくガイド部材１２０を取り付けることができる。

以上の様に、本発明の実施形態について第１実施例から第５実施例を示してきたが、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例に設けられた全ての構成（構造）を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を削除したり、他の実施例の構成に置き換えたり、あるいはまた、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。

例えば、上記実施例で示したパワーエレメント７０は、ねじによる取り付けを示しているが、これ以外に、弁本体上部に形成された円筒部を設け、この円筒部の内側にパワーエレメント７０を挿入し、該円筒部を内側カシメ加工することにより、該パワーエレメント７０を取り付ける構成でも良い。
また、リング部材の断面形状（リング状部材の筒状部の中心軸を含む平面で切断した断面形状）は、長円、楕円、涙滴形であるものとしたが、冷媒通過時に該リング部材の後端側でカルマン渦が生じにくい形状であれば、翼形、菱形等を含む如何なる流線形であっても良い。

１０ 膨張弁
１１ 弁本体
２０ 入口ポート
２４ 弁室
２５ 弁座
２６ 弁孔
２８ 出口ポート
２９ 通し穴
３０ 戻り通路
３２ 均圧孔
４０ 弁部材
４２ 支持部材
４４ コイルスプリング
５０ プラグ
６０ 弁棒
７０ パワーエレメント
７１ 上蓋部材
７２ 受け部材
７３ ダイアフラム
９０ ストッパ部材
１００、２００、３００ 変位伝達部材
１０１ 第１棒状部材
１０２ 第２棒状部材
１０５、２０５、３０５ リング部材
１１０ ガイド部
１２０ ガイド部材
１３０ 継手

Claims (5)

1. 上蓋部材、受け部材、並びに前記上蓋部材及び前記受け部材の間に挟まれるダイアフラムを含むパワーエレメントと、
   入口ポート、前記入口ポートに連通する弁室、前記弁室に連通する弁孔、前記弁孔に連通する出口ポート、前記弁孔の前記弁室側の開口部に形成された弁座、前記出口ポートから出た冷媒が通過する戻り通路、及びパワーエレメント取付部を含む弁本体と、
   前記弁孔の開口面積を制御する弁部材と、
   前記ダイアフラムの変位を前記弁部材に伝達し、該弁部材を駆動する変位伝達部材と、
   を備え、
   前記変位伝達部材は、前記パワーエレメント側に位置する第１棒状部材と、前記弁部材側に位置する第２棒状部材と、前記第１棒状部材及び前記第２棒状部材の間に挟まれた筒状部を備えたリング部材と、で構成され、
   前記リング部材は、前記筒状部の中心軸線の方向が冷媒の流れ方向と一致するように前記戻り通路内に配置され、前記リング部材の外径は前記戻り通路に挿入される継手の内径よりも大きく形成されている
   ことを特徴とする膨張弁。
2. 前記リング部材は、前記中心軸線を有する平面で切断された断面において、流線形状を有する、
   請求項１に記載の膨張弁。
3. 前記弁本体は、前記戻り通路における前記リング部材の上流側に、前記戻り通路の中心側に突出するガイド部を備えた、
   請求項１又は２に記載の膨張弁。
4. 前記第１棒状部材は、前記ダイアフラムに当接するストッパ部材と一体形成されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の膨張弁。
5. 前記変位伝達部材は、前記第１棒状部材、前記リング部材及び前記第２棒状部材の全て、あるいはそれらの一部が、一体的に構成されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の膨張弁。

Images