JP6768297B2 - 流量調整弁 - Google Patents

Description

本発明は、例えばヒートポンプ式冷暖房システム等において冷媒流量を調整するのに好適な流量調整弁、特に、流体（冷媒）通過時における騒音を低減し得るようにされた流量調整弁に関する。

この種の流量調整弁の一例として、弁室及び弁座付き弁口（オリフィス）が設けられた弁本体と、弁座からのリフト量に応じて弁口を流れる流体の流量を変化させる弁体とを備え、弁体が、例えば特許文献１等に所載の如くの、雄ねじが設けられた弁軸、雌ねじが設けられたガイドステム、及びステッピングモータ等で構成されるねじ送り式昇降駆動機構により、弁座に接離又は近接離間するように昇降せしめられる電動弁が知られている。

ところで、上記した如くの構成の流量調整弁を、例えばヒートポンプ式冷暖房システムに組み込んだ場合、前記弁口が所定開度まで開かれ、弁室に流れ込んだ冷媒が、弁室から弁体と弁口との間に形成される隙間を介して流出する際、連続的な騒音（流体通過音）が発生しやすいという問題があった。

より詳しくは、弁口に流れ込む流体（冷媒）が気体と液体の混合状態（気液二相流）、つまり、弁室を介して弁口に向かう流体中に気泡が混じっていると、その気泡が弁口を通過する際、その流入側と流出側に急激な圧力変動を発生させ、その圧力変動によって大きな騒音が発生する。特に、小開度領域（弁開度（弁体のリフト量）が小さい領域）においては、一般に、前記弁口における流体の流路（弁体と弁口との間の隙間）が非常に狭いので、流体中の気泡の影響が大きくなり、前述の大きな騒音（流体通過音）が更に発生しやすくなる。

このような問題に対し、特許文献２に所載の従来技術では、弁室内に、流体中の気泡を細分化する部材（消音部材）を介装することが提案されている。

特開２０１２−１７２８３９号公報 特開２００１−２８９５３８号公報

ところで、大開度領域（弁開度が大きい領域）においては、前記弁口における流体の流路（弁体と弁口との間の隙間）が広くなるので、前述のような大きな騒音（流体通過音）は発生しにくくなる一方、弁口を通過する流量を十分に確保する必要性が高くなる。

特許文献２に所載の従来技術においては、流体中の気泡が、前記消音部材によって分解されて細分化された状態で、弁体と弁口との間の隙間に流入するので、弁口を通過する際、その流入側と流出側に急激な圧力変動は発生せず、前述の騒音を低減できる。しかし、前記消音部材は、弁室における流入口側と流出口側を常時仕切るように弁本体に固定されているので、弁口を通過する流量を確保する必要がある大開度領域において、弁口へ向かう流体の流れを阻害し、圧力損失（圧損）が大きくなり、適正な冷媒流量が得られ難いという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、流体（冷媒）通過時における騒音を効果的に低減できるとともに、大開度領域における圧力損失の低減も図ることのできる流量調整弁を提供することにある。

前記目的を達成すべく、本発明に係る流量調整弁は、基本的には、弁室及び弁口が設けられた弁本体と、リフト量に応じて前記弁口を流れる冷媒の流量を変化させる弁体とを備え、前記弁室内に、冷媒中の気泡を細分化する消音部材が配在されている流量調整弁であって、前記消音部材が、前記弁体に摺動自在に外挿され、前記弁体のリフト量が０より大きい予め決められたリフト量以下のときは、前記弁口が前記消音部材によって包囲されるとともに、前記弁体のリフト量に応じて、前記弁体と前記弁口との間の隙間を調整することで前記弁口を流れる冷媒の流量を変化させるようになっており、前記弁体のリフト量が０より大きい予め決められたリフト量を超えたときに、前記消音部材は前記弁体とともに移動せしめられ、前記弁室における前記弁口の周りに前記消音部材を介さない流路が形成されるようになっていることを特徴としている。

好ましい態様では、前記弁体のリフト量が０より大きい予め決められたリフト量を超えたときに、前記流路の幅が大きくなるようにされる。

より具体的な好ましい態様では、前記消音部材は、前記弁体のリフト量が予め決められた騒音発生リフト量までは、前記弁口を包囲するように配在され、前記弁体のリフト量が前記騒音発生リフト量を超えたときに、前記弁体とともに移動せしめられ、前記消音部材の下端部側に前記流路が形成されるようになっている。

更なる好ましい態様では、前記弁体の外周に、前記消音部材を移動させるべく前記消音部材と係合する鍔状係止部が設けられる。

更に好ましい態様では、前記消音部材を前記弁本体側に付勢する付勢部材が設けられる。

本発明に係る流量調整弁では、流体中の気泡を細分化する消音部材が、弁口を包囲するように弁室内に配在されるとともに、弁口に流れ込む流体の流量が大きくなると、弁室における弁口の周りに消音部材を介さない所定幅の流路が形成されるようになっており、その流路の幅は、弁口に流れ込む流体の流量が大きくなるに従って大きくなるようにされているので、流体（冷媒）通過時における騒音を効果的に低減できるとともに、大開度領域における圧力損失が小さくなり、適正な冷媒流量を得ることができる。

本発明に係る流量調整弁の第１実施形態を示す全体断面図。 本発明に係る流量調整弁の第１実施形態における主要部を示す要部断面図であり、（Ａ）は全閉状態、（Ｂ）は弁開度が小さい状態、（Ｃ）は全開状態を示す図。 図１に示される消音部材を示す斜視図。 本発明に係る流量調整弁の第２実施形態における主要部を示す要部断面図であり、（Ａ）は全閉状態、（Ｂ）は弁開度が小さい状態、（Ｃ）は全開状態を示す図。 本発明に係る流量調整弁の第３実施形態における主要部を示す要部断面図であり、（Ａ）は全閉状態、（Ｂ）は弁開度が小さい状態、（Ｃ）は全開状態を示す図。 図５に示される弁体の蓋形成部の他例を示す要部拡大断面図。 図１に示される第１実施形態の流量調整弁の変形形態における主要部を示す要部断面図であり、（Ａ）は弁開度が最小の状態、（Ｂ）は弁開度が小さい状態、（Ｃ）は全開状態を示す図。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明に係る流量調整弁の第１実施形態を示す全体断面図、図２は、本発明に係る流量調整弁の第１実施形態における主要部を示す要部断面図であり、図２（Ａ）は全閉状態、図２（Ｂ）は弁開度が小さい状態、図２（Ｃ）は全開状態を示す図である。

図示実施形態の流量調整弁１は、例えばヒートポンプ式冷暖房システム等において冷媒流量を調整するために使用される電動弁であり、前述した従来の流量調整弁と同様に、基本的には、流体（冷媒）が導入導出される弁室１５及び該弁室１５に開口する弁座１４付き弁口１３を有する弁本体１０と、弁座１４からのリフト量に応じて弁口１３を流れる流体の流量を変化させる弁体２０とを備えており、弁本体１０の上端部に固定された鍔状部材１９（に形成された段差部）には、有蓋円筒状のキャン４０の下端部が突き合わせ溶接により密封接合されている。キャン４０の内周には、所定の間隙をあけてロータ４５が配在され、該ロータ４５を回転駆動すべく前記キャン４０（の円筒状部分）の外周には、ヨーク５１、ボビン５２、ステータコイル５３、及び樹脂モールドカバー５４等からなるステータ５０が外嵌されており、前記ロータ４５とステータ５０とでステッピングモータが構成される。

また、当該流量調整弁１には、ロータ４５の回転を利用して前記弁体２０を前記弁座１４に接離又は近接離間させる駆動機構が設けられている。この駆動機構は、弁本体１０にその下端部４１ｂが圧入固定されるとともに、弁体２０（の弁軸部２５）が摺動自在に内挿された筒状のガイドブッシュ４１の外周に形成された固定ねじ部（雄ねじ部）４１ａと、ガイドブッシュ４１の外周に配在された下方開口の筒状の弁軸ホルダ４２の内周に形成されて前記固定ねじ部４１ａに螺合せしめられた移動ねじ部（雌ねじ部）４２ａとからなるねじ送り機構で構成されている。弁軸ホルダ４２とロータ４５とは、弁軸ホルダ４２の上部突部にかしめ固定された支持リング４４を介して一体的に連結されている。

ガイドブッシュ４１には、ガイドブッシュ４１（弁本体１０）に対する弁軸ホルダ４２（ロータ４５）の移動を制限するストッパ機構の一方を構成する下ストッパ体（固定ストッパ）４１Ａが固着され、弁軸ホルダ４２には、前記ストッパ機構の他方を構成する上ストッパ体（移動ストッパ）４２Ａが固着されている。

また、弁軸ホルダ４２の天井部４２ｂ中央に形成された挿通穴に、弁体２０（の弁軸部２５）の上端部が挿通せしめられ、その挿通穴から突出した部分に、プッシュナット４３が固着（圧入固定）されるとともに、弁体２０（の弁軸部２５に設けられた段差部）と弁軸ホルダ４２（の天井部４２ｂ）との間には、弁体２０を常時下方（閉弁方向）に付勢する圧縮コイルばね４６が介装されている。

なお、弁軸ホルダ４２の天井部４２ｂ上には、ねじ送り機構を構成する固定ねじ部４１ａと移動ねじ部４２ａとの螺合が外れたとき、再螺合し易くするためのコイルばねからなる復帰ばね４７が配在されている。

また、図示実施形態では、弁本体１０における弁室１５の一側部に、導管継手１１Ａが接続される流入口１１が設けられ、その底部に、導管継手１２Ａが接続されるとともに、逆立円錐台面からなる弁座１４及び円筒面からなる弁口（オリフィス）１３を持つ流出口１２が設けられており、流体（冷媒）は、双方向（流入口１１から流出口１２に向かう方向と、流出口１２から流入口１１に向かう方向との双方向）に流されるようになっている。

また、弁体２０は、中心軸線Ｏ方向に延びて前記ガイドブッシュ４１に内挿される弁軸部２５を有するとともに、その弁軸部２５の下端部に、弁座１４に着座する着座面部２２と、該着座面部２２の下側（先端側）に連なる、該着座面部２２よりテーパ角（弁体２０の中心軸線Ｏとの交差角）が小さい円錐テーパ面部２３とを持つ段付き逆立円錐台状の弁体部２１が一体的に形成されており、前記ロータ４５の回転量を制御して弁座１４に対する弁体２０のリフト量Ｌ（弁開度）を変化させることにより、流体（冷媒）の通過流量を調整するようになっている。本実施形態では、弁体２０のリフト量Ｌが０の状態では、弁体２０の弁体部２１（の着座面部２２）が弁座１４に着座して弁口１３が閉じられた全閉状態とされ、その全閉状態からリフト量Ｌが大きくなるに従って、弁体２０の弁体部２１（の着座面部２２）が弁座１４から離れて弁口１３が開かれ、弁口１３に流れ込む流体の流量が次第に増加し、リフト量Ｌが最大リフト量Ｌｍａｘになると、弁体２０の弁体部２１（の着座面部２２）が弁座１４から最も離れ、弁口１３に流れ込む流体の流量が最大となる全開状態をとるとともに、その全開状態からリフト量Ｌが小さくなるに従って、弁口１３に流れ込む流体の流量が次第に減少するように、各部の寸法形状が設定されている。

また、弁軸部２５の下端（ないしは、弁体部２１の上端）外周には、後述する消音部材３０の蓋体３５と係合する鍔状係止部２４が突設されている。

上記構成に加えて、本実施形態では、前記弁室１５における前記弁体２０の外側に、弁室１５内に流れ込む流体中の気泡を細分化する、有蓋短円筒状の消音部材３０が配在されている。

前記消音部材３０は、図１及び図２とともに図３を参照すればよく分かるように、その側部に流体中の気泡を細分化するための複数の横孔からなる細孔３２が形成された、前記弁体２０の弁体部２１及び弁軸部２５より大径の筒状体３１と、筒状体３１の上部開口を封止するとともに、前記弁体２０の弁軸部２５が摺動自在に嵌挿される筒状嵌挿部３６が上側に向けて突設された蓋体３５とが一体に成形されて構成されている。ここで、本実施形態では、筒状体３１の（軸線Ｏ方向における）高さは、全閉状態（弁体２０のリフト量Ｌが０の状態）における弁室１５の底面１５ａから弁体２０に設けられた鍔状係止部２４までの高さより（後述する騒音発生リフト量Ｌａだけ）大きくなるように設定されている。

なお、図示例では、前記細孔３２が、筒状体３１の側部の同一円周上に略等角度間隔をあけて形成されているが、前記細孔３２の形成位置は適宜に変更できることは当然である。例えば、前記細孔３２を、筒状体３１の側部の同一円周上に不均一な角度間隔をあけて形成してもよいし、筒状体３１の側部に上下方向に複数列で形成してもよい。また、ここでは、消音部材３０として、蓋体３５付き筒状体３１の側部に細孔３２を形成したものを採用しているが、弁室１５内に流れ込む流体中の気泡を細分化できれば、例えば、当該消音部材３０自体を多孔体で形成してもよいし、当該消音部材３０自体をフィルタとして機能する網状部材等で形成してもよいし、当該消音部材３０の筒状体３１等にフィルタとして機能する網状部材等を貼り付けたものを使用してもよい。

前記消音部材３０は、蓋体３５に設けられた筒状嵌挿部３６に弁体２０の弁軸部２５を嵌挿させるようにして弁体２０（の弁軸部２５）に摺動自在に外挿されている。

また、消音部材３０の蓋体３５の上面と弁本体１０における弁室１５の天井面１５ｂとの間には、消音部材３０を下方（弁本体１０における弁室１５の底面１５ａ側）に付勢する圧縮コイルばね（付勢部材）３４が縮装されている。

このような構成とされた流量調整弁１においては、図２（Ａ）に示される如くの全閉状態（弁体２０のリフト量Ｌが０の状態）において、圧縮コイルばね３４により消音部材３０（の下端部）が弁室１５の底面１５ａに圧接され、弁本体１０に形成された弁口１３が弁体２０に外挿された消音部材３０によって包囲されている。このとき、弁体２０の鍔状係止部２４（の上面）と消音部材３０の蓋体３５（の下面）とは、軸線Ｏ方向（弁体２０の移動方向）で騒音発生リフト量Ｌａだけ離れて位置せしめられている。

なお、前記騒音発生リフト量Ｌａは、流体（冷媒）通過時における騒音（流体通過音）が発生しやすい流量に対応する弁体２０のリフト量Ｌであり、実験等に基づき予め決めることができる。

この全閉状態において、弁体２０を上昇させると、図２（Ｂ）に示される如くに、前記騒音発生リフト量Ｌａまでは（言い換えれば、弁口１３に流れ込む流体の流量が予め決められた騒音発生流量までは）（小開度状態）、消音部材３０（の下端部）が圧縮コイルばね３４により弁室１５の底面１５ａに圧接されたままで（すなわち、弁口１３が消音部材３０によって包囲されたままで）、弁体２０の弁軸部２５が消音部材３０の筒状嵌挿部３６内を摺動するようにして弁体２０が移動せしめられ、弁体２０の弁体部２１（の着座面部２２）が弁座１４から離れて弁口１３が開口せしめられるとともに、弁口１３に流れ込む流体の流量が次第に大きくなる。このとき、流入口１１から弁室１５に流れ込んだ流体は、消音部材３０の筒状体３１の細孔３２を通過し、その消音部材３０によって流体中の気泡が分解されて細分化された状態で、弁口１３（流出口１２）を通過するので、小開度領域（騒音が発生しやすい領域）において、流体（冷媒）通過時の騒音が確実に低減される。

弁体２０を騒音発生リフト量Ｌａまで上昇させた後、当該弁体２０をさらに上昇させると、図２（Ｃ）に示される如くに、弁体２０の鍔状係止部２４が消音部材３０の蓋体３５と係合し、消音部材３０は、圧縮コイルばね３４の付勢力に抗して弁体２０とともに（一体に）移動（上昇）せしめられ、消音部材３０（の筒状体３１）の下端部と弁室１５の底面１５ａとの間に（軸線Ｏ方向の）幅Ｌｂ（＝リフト量Ｌ−騒音発生リフト量Ｌａ）の隙間（円環状の流路）が形成される。弁体２０の上昇に伴って、前記流路の幅Ｌｂは次第に大きくなるとともに、弁口１３に流れ込む流体の流量も次第に大きくなる。なお、図２（Ｃ）は、弁口１３の全開状態を示しているので、最大リフト量Ｌｍａｘ−騒音発生リフト量Ｌａに相当する幅Ｌｂの流路が形成されている。このとき、流入口１１から弁室１５に流れ込んだ流体は、一部は、消音部材３０の筒状体３１の細孔３２を通過し、その消音部材３０によって流体中の気泡が分解されて細分化された状態で、弁口１３（流出口１２）を通過するものの、その大部分は、消音部材３０（の筒状体３１）の下端部（弁口１３側端部）側に形成された流路を通過して、弁口１３（流出口１２）に直接流れ込むので、弁体２０のリフト量Ｌが比較的大きい大開度領域（騒音が発生しにくい領域であって、流量を確保したい領域）において、圧力損失（圧損）が小さくなる。

なお、図２（Ｃ）に示される如くの全開状態（弁体２０のリフト量Ｌが最大リフト量Ｌｍａｘの状態）から弁体２０を下降させる場合にも、上記と同様の作用効果が得られることは言うまでも無い。

このように、本実施形態の流量調整弁１では、消音部材３０が、小開度領域（騒音が発生しやすい領域）においては（具体的には、弁体２０のリフト量Ｌが騒音発生リフト量Ｌａまでは）、弁口１３を包囲するように弁室１５内に配在されるとともに、大開度領域（騒音が発生しにくい領域）において弁口１３に流れ込む流体の流量が大きくなると（具体的には、弁体２０のリフト量Ｌが騒音発生リフト量Ｌａを超えたときに）、弁室１５における弁口１３の周り（消音部材３０の下端部側）に消音部材３０を介さない所定幅Ｌｂ（所定流路面積）の流路が形成されるようになっており、その流路の幅Ｌｂは、弁口１３に流れ込む流体の流量が大きくなるに従って（ここでは、弁体２０のリフト量Ｌが大きくなるに従って）大きくなるようにされているので、流体（冷媒）通過時における騒音を効果的に低減できるとともに、大開度領域における圧力損失が小さくなり、適正な冷媒流量を得ることができる。

［第２実施形態］
図４は、本発明に係る流量調整弁の第２実施形態における主要部を示す要部断面図であり、図４（Ａ）は全閉状態、図４（Ｂ）は弁開度が小さい状態、図４（Ｃ）は全開状態を示す図である。

本第２実施形態の流量調整弁２は、上記第１実施形態における流量調整弁１に対し、基本的に、消音部材３０の構成が相違している。したがって、第１実施形態と同様の機能を有する構成については同様の符号を付してその詳細な説明は省略し、以下では、前記した相違点のみについて詳細に説明する。

本実施形態の流量調整弁２では、消音部材３０を構成する筒状体３１と蓋体３５とが別体に構成され、筒状体３１は弁本体１０に固定され、蓋体３５のみが弁体２０（の弁軸部２５）に摺動自在に外挿されている。

なお、図示例では、筒状体３１が弁本体１０と一体に成形されて当該弁本体１０に固定されているが、例えば、筒状体３１を、溶接、かしめ等により弁本体１０に固定してもよいことは勿論である。

また、ここでは、消音部材３０の蓋体３５の上面と弁本体１０における弁室１５の天井面１５ｂとの間に介装された圧縮コイルばね３４は、筒状体３１の上部開口を閉じるように、蓋体３５を下方（筒状体３１の上端部側）に付勢している。

このような構成とされた流量調整弁２においては、図４（Ａ）に示される如くの全閉状態（弁体２０のリフト量Ｌが０の状態）において、圧縮コイルばね３４により消音部材３０の蓋体３５が弁本体１０に固定された筒状体３１の上端部に圧接され、その蓋体３５により筒状体３１の上部開口が封止され、弁本体１０に形成された弁口１３が弁体２０に外挿された蓋体３５と弁本体１０に固定された筒状体３１とによって包囲される。このとき、弁体２０の鍔状係止部２４（の上面）と消音部材３０の蓋体３５（の下面）とは、軸線Ｏ方向（弁体２０の移動方向）で予め決められた騒音発生リフト量Ｌａだけ離れて位置せしめられている。

この全閉状態において、弁体２０を上昇させると、図４（Ｂ）に示される如くに、前記騒音発生リフト量Ｌａまでは（言い換えれば、弁口１３に流れ込む流体の流量が予め決められた騒音発生流量までは）（小開度状態）、消音部材３０の蓋体３５が圧縮コイルばね３４により筒状体３１の上端部に圧接されたままで（すなわち、弁口１３が消音部材３０によって包囲されたままで）、弁体２０の弁軸部２５が消音部材３０の筒状嵌挿部３６内を摺動するようにして弁体２０が移動せしめられ、弁体２０の弁体部２１（の着座面部２２）が弁座１４から離れて弁口１３が開口せしめられるとともに、弁口１３に流れ込む流体の流量が次第に大きくなる。このとき、流入口１１から弁室１５に流れ込んだ流体は、消音部材３０の筒状体３１の細孔３２を通過し、その消音部材３０によって流体中の気泡が分解されて細分化された状態で、弁口１３（流出口１２）を通過するので、小開度領域（騒音が発生しやすい領域）において、流体（冷媒）通過時の騒音が確実に低減される。

弁体２０を騒音発生リフト量Ｌａまで上昇させた後、当該弁体２０をさらに上昇させると、図４（Ｃ）に示される如くに、弁体２０の鍔状係止部２４が消音部材３０の蓋体３５と係合し、蓋体３５は、圧縮コイルばね３４の付勢力に抗して弁体２０とともに（一体に）移動（上昇）せしめられ、消音部材３０の蓋体３５と筒状体３１の上端部との間に（軸線Ｏ方向の）幅Ｌｂ（＝リフト量Ｌ−騒音発生リフト量Ｌａ）の隙間（円環状の流路）が形成される。弁体２０の上昇に伴って、前記流路の幅Ｌｂは次第に大きくなるとともに、弁口１３に流れ込む流体の流量も次第に大きくなる。なお、図４（Ｃ）は、弁口１３の全開状態を示しているので、最大リフト量Ｌｍａｘ−騒音発生リフト量Ｌａに相当する幅Ｌｂの流路が形成されている。このとき、流入口１１から弁室１５に流れ込んだ流体は、一部は、消音部材３０の筒状体３１の細孔３２を通過し、その消音部材３０によって流体中の気泡が分解されて細分化された状態で、弁口１３（流出口１２）を通過するものの、その大部分は、消音部材３０の蓋体３５と筒状体３１との間に形成された流路を通過して、弁口１３（流出口１２）に直接流れ込むので、弁体２０のリフト量Ｌが比較的大きい大開度領域（騒音が発生しにくい領域であって、流量を確保したい領域）において、圧力損失（圧損）が小さくなる。

なお、図４（Ｃ）に示される如くの全開状態（弁体２０のリフト量Ｌが最大リフト量Ｌｍａｘの状態）から弁体２０を下降させる場合にも、上記と同様の作用効果が得られることは言うまでも無い。

このように、本実施形態の流量調整弁２でも、消音部材３０が、小開度領域（騒音が発生しやすい領域）においては（具体的には、弁体２０のリフト量Ｌが騒音発生リフト量Ｌａまでは）、弁口１３を包囲するように弁室１５内に配在されるとともに、大開度領域（騒音が発生しにくい領域）において弁口１３に流れ込む流体の流量が大きくなると（具体的には、弁体２０のリフト量Ｌが騒音発生リフト量Ｌａを超えたときに）、弁室１５における弁口１３の周り（消音部材３０の蓋体３５と筒状体３１との間）に消音部材３０を介さない所定幅Ｌｂ（所定流路面積）の流路が形成されるようになっており、その流路の幅Ｌｂは、弁口１３に流れ込む流体の流量が大きくなるに従って（ここでは、弁体２０のリフト量Ｌが大きくなるに従って）大きくなるようにされているので、上記第１実施形態の流量調整弁１と同様の作用効果が得られる。

なお、上記第２実施形態では、消音部材３０を筒状体３１と蓋体３５とで分割するものとしたが、消音部材３０の分割位置は適宜に変更できることは勿論である。例えば、筒状体３１を下半部と上半部との２部品で構成し、筒状体３１の上半部と蓋体３５とを一体とし、筒状体３１の下半部と上半部との間で当該消音部材３０を分割するようにしてもよい。

［第３実施形態］
図５は、本発明に係る流量調整弁の第３実施形態における主要部を示す要部断面図であり、図５（Ａ）は全閉状態、図５（Ｂ）は弁開度が小さい状態、図５（Ｃ）は全開状態を示す図である。

本第３実施形態の流量調整弁３は、上記第２実施形態における流量調整弁２に対し、基本的に、弁口１３を包囲する構成が相違している。したがって、第２実施形態と同様の機能を有する構成については同様の符号を付してその詳細な説明は省略し、以下では、前記した相違点のみについて詳細に説明する。

本実施形態の流量調整弁３では、消音部材３０を構成する筒状体３１及び蓋体３５のうちの蓋体３５とそれを付勢する圧縮コイルばね３４とが取り外され、流体中の気泡を細分化するための複数の横孔からなる細孔３２が形成された短円筒状の筒状体３１のみが弁本体１０に固定されている。

一方、弁体２０の外周には、筒状体３１の上部開口を閉じるべく径方向に向けて張り出す蓋形成部２９が突設されている。この蓋形成部２９は、全閉状態においてその下面が筒状体３１の上端部と軸線Ｏ方向（上下方向）で所定の幅（ここでは、騒音発生リフト量Ｌａに相当する幅）を有するように形成されるとともに、その外径は、筒状体３１の内径と略同じに設定されている。そのため、弁体２０が軸線Ｏ方向で移動するとき、蓋形成部２９（の外周面）が筒状体３１（の内周面）に摺動せしめられ、これにより、筒状体３１の上部開口を閉じられるようになっている。

なお、図示例では、構成を理解しやすくするために、弁体２０に蓋形成部２９を突設したが、例えば、蓋形成部２９を省略し、弁体２０の弁軸部２５や弁体部２１の一部の外径を筒状体３１の内径と略同じに設定し、その弁軸部２５や弁体部２１の一部（の外周面）を筒状体３１（の内周面）に摺動せしめるようにして、筒状体３１の上部開口を閉じるようにしてもよいことは言うまでも無い。

また、図示例では、弁体２０の外周に蓋形成部２９を一体的に形成したが、その蓋形成部２９を、弁体２０の弁体部２１や弁軸部２５と別体に構成して弁体２０の外周に固定してもよいことは勿論である。

また、図示例では、蓋形成部２９の外径を筒状体３１の内径と略同じに設定し、蓋形成部２９の外周面を筒状体３１の内周面に摺動させるようにしているが、例えば、図６に示される如くに、蓋形成部２９を筒状体３１の外側まで延長し、且つ、その外端部分に円筒部を垂設してカップ状に形成し、蓋形成部２９（の外端部分の円筒部）の内周面を筒状体３１の外周面に摺動させるようにして、筒状体３１の上部開口を閉じるようにしてもよいことは当然である。

また、図示例では、蓋形成部２９の上面が、全閉状態において筒状体３１の上端部とほぼ同じ位置に位置するようにしているが、消音部材３０（の筒状体３１）を機能させるべき流量領域に応じて、蓋形成部２９の上面と筒状体３１の上端部の位置関係は適宜に変更でき、例えば、全閉状態において筒状体３１の上端部を蓋形成部２９の上面より上側に突出するように各部の寸法形状を設定してもよい。

このような構成とされた流量調整弁３においては、図５（Ａ）に示される如くの全閉状態（弁体２０のリフト量Ｌが０の状態）において、弁体２０に設けられた蓋形成部２９により筒状体３１の上部開口が封止され、弁本体１０に形成された弁口１３が弁体２０に設けられた蓋形成部２９と弁本体１０に固定された筒状体３１とによって包囲される。このとき、弁体２０の蓋形成部２９の下面と消音部材３０の筒状体３１の上端部とは、所定の幅（ここでは、予め決められた騒音発生リフト量Ｌａに相当する幅）を有している。

この全閉状態において、弁体２０を上昇させると、図５（Ｂ）に示される如くに、前記騒音発生リフト量Ｌａまでは（言い換えれば、弁口１３に流れ込む流体の流量が予め決められた騒音発生流量までは）（小開度状態）、蓋形成部２９（の外周面）が筒状体３１（の内周面）に摺動せしめられ、蓋形成部２９により筒状体３１の上部開口が封止されたままで（すなわち、弁口１３が消音部材３０によって包囲されたままで）、弁体２０が移動せしめられ、弁体２０の弁体部２１（の着座面部２２）が弁座１４から離れて弁口１３が開口せしめられるとともに、弁口１３に流れ込む流体の流量が次第に大きくなる。このとき、流入口１１から弁室１５に流れ込んだ流体は、消音部材３０を構成する筒状体３１の細孔３２を通過し、その消音部材３０によって流体中の気泡が分解されて細分化された状態で、弁口１３（流出口１２）を通過するので、小開度領域（騒音が発生しやすい領域）において、流体（冷媒）通過時の騒音が確実に低減される。

弁体２０を騒音発生リフト量Ｌａまで上昇させた後、当該弁体２０をさらに上昇させると、図５（Ｃ）に示される如くに、蓋形成部２９（の外周面）が筒状体３１（の内周面）から離れて弁体２０が移動（上昇）せしめられ、蓋形成部２９の下端部と筒状体３１の上端部との間に（軸線Ｏ方向の）幅Ｌｂ（＝リフト量Ｌ−騒音発生リフト量Ｌａ）の隙間（円環状の流路）が形成される。弁体２０の上昇に伴って、前記流路の幅Ｌｂは次第に大きくなるとともに、弁口１３に流れ込む流体の流量も次第に大きくなる。なお、図５（Ｃ）は、弁口１３の全開状態を示しているので、最大リフト量Ｌｍａｘ−騒音発生リフト量Ｌａに相当する幅Ｌｂの流路が形成されている。このとき、流入口１１から弁室１５に流れ込んだ流体は、一部は、消音部材３０を構成する筒状体３１の細孔３２を通過し、その消音部材３０によって流体中の気泡が分解されて細分化された状態で、弁口１３（流出口１２）を通過するものの、その大部分は、弁体２０の蓋形成部２９と筒状体３１との間に形成された流路を通過して、弁口１３（流出口１２）に直接流れ込むので、弁体２０のリフト量Ｌが比較的大きい大開度領域（騒音が発生しにくい領域であって、流量を確保したい領域）において、圧力損失（圧損）が小さくなる。

なお、図５（Ｃ）に示される如くの全開状態（弁体２０のリフト量Ｌが最大リフト量Ｌｍａｘの状態）から弁体２０を下降させる場合にも、上記と同様の作用効果が得られることは言うまでも無い。

このように、本実施形態の流量調整弁３でも、消音部材３０が、小開度領域（騒音が発生しやすい領域）においては（具体的には、弁体２０のリフト量Ｌが騒音発生リフト量Ｌａまでは）、弁口１３を包囲するように弁室１５内に配在されるとともに、大開度領域（騒音が発生しにくい領域）において弁口１３に流れ込む流体の流量が大きくなると（具体的には、弁体２０のリフト量Ｌが騒音発生リフト量Ｌａを超えたときに）、弁室１５における弁口１３の周り（弁体２０の蓋形成部２９と消音部材３０を構成する筒状体３１との間）に消音部材３０を介さない所定幅Ｌｂ（所定流路面積）の流路が形成されるようになっており、その流路の幅Ｌｂは、弁口１３に流れ込む流体の流量が大きくなるに従って（ここでは、弁体２０のリフト量Ｌが大きくなるに従って）大きくなるようにされているので、上記第２実施形態の流量調整弁２と同様の作用効果が得られる。

また、本実施形態の流量調整弁３では、消音部材３０の形状を簡素化でき、圧縮コイルばね３４を省略して部品点数を削減できるとともに、弁体２０の形状・構成を若干変更するだけで済むので、流量調整弁３の製造コストを抑えることもできる。

なお、本発明は、様々なタイプの流量調整弁に採用し得ることは言うまでも無い。その一例としては、例えば、上記実施形態のように、弁体のリフト量が０のとき（弁体が最下降位置にあるとき）に、弁体が弁座に着座して流体の流れが遮断される閉弁タイプの電動弁、図示は省略するが、弁体が弁座に着座しつつ、弁体に設けられた連通穴や弁座に設けられたブリード溝等を介して所定量の通過流量が確保されるタイプの電動弁（いずれも弁体が弁座に接離する電動弁）、図７（Ａ）〜（Ｃ）に示される如くの、弁体のリフト量が０のとき（通常なら全閉状態となるとき）に、弁体と弁座との間に所定の大きさの間隙が形成されて所定量の通過流量が確保される閉弁レスタイプの電動弁（弁体が弁座に近接離間する電動弁）などが挙げられる。

例えば、閉弁レスタイプの電動弁では、図７（Ａ）に示される如くに、弁体２０のリフト量Ｌが０の状態において、所定量の通過流量が確保される状態（最小開度状態）とし、この状態から弁体２０を上昇させると、図７（Ｂ）に示される如くに、弁体２０のリフト量Ｌが騒音発生リフト量Ｌａの状態（小開度状態）において、弁体２０の鍔状係止部２４と消音部材３０の蓋体３５とを当接させ、この状態からさらに弁体２０を上昇させると、図７（Ｃ）に示される如くに、その弁体２０の上昇に伴って、消音部材３０が、圧縮コイルばね３４の付勢力に抗して弁体２０とともに移動（上昇）せしめられるようにしてもよい。

また、本発明は、上述の実施形態で説明したような、ステータとロータとを有するステッピングモータ等を用いて弁体を昇降（移動）させて弁体のリフト量（弁開度）を任意に細かく調整する電動式の流量調整弁の他、例えばソレノイド等を用いた電磁式の流量調整（切換）弁にも採用し得ることは勿論である。

１ 流量調整弁（第１実施形態）
２ 流量調整弁（第２実施形態）
３ 流量調整弁（第３実施形態）
１０ 弁本体
１１ 流入口
１１Ａ 導管継手
１２ 流出口
１２Ａ 導管継手
１３ 弁口
１４ 弁座
１５ 弁室
２０ 弁体
２１ 弁体部
２４ 鍔状係止部
２５ 弁軸部
２９ 蓋形成部
３０ 消音部材
３１ 筒状体
３２ 細孔
３４ 圧縮コイルばね（付勢部材）
３５ 蓋体
３６ 筒状嵌挿部

Claims (5)

1. 弁室及び弁口が設けられた弁本体と、リフト量に応じて前記弁口を流れる冷媒の流量を変化させる弁体とを備え、前記弁室内に、冷媒中の気泡を細分化する消音部材が配在されている流量調整弁であって、
   前記消音部材が、前記弁体に摺動自在に外挿され、
   前記弁体のリフト量が０より大きい予め決められたリフト量以下のときは、前記弁口が前記消音部材によって包囲されるとともに、前記弁体のリフト量に応じて、前記弁体と前記弁口との間の隙間を調整することで前記弁口を流れる冷媒の流量を変化させるようになっており、
   前記弁体のリフト量が０より大きい予め決められたリフト量を超えたときに、前記消音部材は前記弁体とともに移動せしめられ、前記弁室における前記弁口の周りに前記消音部材を介さない流路が形成されるようになっていることを特徴とする流量調整弁。
2. 前記弁体のリフト量が０より大きい予め決められたリフト量を超えたときに、前記流路の幅が大きくなるようにされていることを特徴とする請求項１に記載の流量調整弁。
3. 前記消音部材は、前記弁体のリフト量が予め決められた騒音発生リフト量までは、前記弁口を包囲するように配在され、前記弁体のリフト量が前記騒音発生リフト量を超えたときに、前記弁体とともに移動せしめられ、前記消音部材の下端部側に前記流路が形成されるようになっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の流量調整弁。
4. 前記弁体の外周に、前記消音部材を移動させるべく前記消音部材と係合する鍔状係止部が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の流量調整弁。
5. 前記消音部材を前記弁本体側に付勢する付勢部材が設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の流量調整弁。

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