JP6938401B2

JP6938401B2 - 流量制御弁および冷凍サイクルシステム

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Publication number: JP6938401B2
Application number: JP2018028746A
Authority: JP
Inventors: 大樹中川
Original assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Current assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Priority date: 2018-02-21
Filing date: 2018-02-21
Publication date: 2021-09-22
Anticipated expiration: 2038-02-21
Also published as: CN110173569A; JP2019143726A

Description

本発明は、流量制御弁および冷凍サイクルシステムに関する。

従来から、冷媒が弁室を通過する際の流動音の発生を抑制するために、複数の小孔が設けられたカップ形状の絞り手段がパイプに挿入された電動弁が知られている（たとえば、特許文献１を参照）。

特開２００７−１０７６２３号公報

しかしながら、カップ形状の絞り手段を下管継手と弁本体との間に挟持するために、３つの部材をろう付けやかしめにより取り付ける必要があり、製造時の作業効率が悪いという問題がある。

（１）本発明の第１の態様によると、流量制御弁は、流体の流入口または流出口となる第１および第２開口が設けられたハウジングと、前記ハウジングの内部に設けられ、弁座との間の開口面積を調節する弁体と、前記第１開口に設けられ、前記弁座に連通する第１管継手と、前記第２開口に設けられ、前記ハウジングの内部と接続する第２管継手と、を備え、前記第１管継手及び前記第２管継手の少なくとも一方の管継手は内部に段差部を有し、前記段差部に前記少なくとも一方の管継手を流れる流体を整流する整流部が設けられ、前記少なくとも一方の管継手が前記第１管継手を含むとき、前記第１開口近傍に前記整流部が設けられ、前記少なくとも一方の管継手が前記第２管継手を含むとき、前記第２開口近傍に前記整流部が設けられ、前記第１管継手の前記第１開口の近傍、または、前記第２管継手の前記第２開口の近傍のうち少なくとも一方に、前記ハウジングの内部から外部に沿って、順に、第１の内径を有する第１部分領域と、第１の内径よりも大きな内径を有する第２部分領域とを有し、前記整流部は、前記第１部分領域と前記第２部分領域との境界に配置され、前記第１部分領域の肉厚は、前記第２部分領域の肉厚よりも大きく、前記段差部は、前記第１部分領域の肉厚と前記第２部分領域の肉厚とが異なることにより形成される。
（２）本発明の第２の態様によると、流量制御弁は、流体の流入口または流出口となる第１および第２開口が設けられたハウジングと、前記ハウジングの内部に設けられ、弁座との間の開口面積を調節する弁体と、前記第１開口に設けられ、前記弁座に連通する第１管継手と、前記第２開口に設けられ、前記ハウジングの内部と接続する第２管継手と、を備え、前記第１管継手及び前記第２管継手の少なくとも一方の管継手は内部に段差部を有し、前記段差部に前記少なくとも一方の管継手を流れる流体を整流する整流部が設けられ、前記第１管継手の前記第１開口の近傍、または、前記第２管継手の前記第２開口の近傍のうち少なくとも一方に、前記ハウジングの内部から外部に沿って、順に、第１の内径を有する第１部分領域と、第１の内径よりも大きな内径を有する第２部分領域とを有し、前記整流部は、前記第１部分領域と前記第２部分領域との境界に配置され、前記第１部分領域の肉厚は、前記第２部分領域の肉厚よりも大きく、前記段差部は、前記第１部分領域の肉厚と前記第２部分領域の肉厚とが異なることにより形成される。
（３）本発明の第３の態様によると、流量制御弁は、流体の流入口または流出口となる第１および第２開口が設けられたハウジングと、前記ハウジングの内部に設けられ、弁座との間の開口面積を調節する弁体と、前記第１開口に設けられ、前記弁座に連通する第１管継手と、前記第２開口に設けられ、前記ハウジングの内部と接続する第２管継手と、を備え、前記第１管継手及び前記第２管継手の少なくとも一方の管継手は内部に段差部を有し、前記段差部に前記少なくとも一方の管継手を流れる流体を整流する整流部が設けられ、前記第１管継手の前記第１開口の近傍、または、前記第２管継手の前記第２開口の近傍のうち少なくとも一方に第１の内径を有する第１部分領域と、第１の内径よりも大きな内径を有する第２部分領域とを有し、前記整流部は、前記第１部分領域と前記第２部分領域との境界に配置され、前記第１部分領域の内径は、前記第２部分領域の内径よりも小さく、前記段差部は、前記第１部分領域の内径と前記第２部分領域の内径とが異なることにより生じる傾斜部により形成され、前記第１部分領域は前記第２部分領域よりも前記ハウジング側の領域である。
（４）本発明の第４の態様によると、冷凍サイクルシステムは、第１から第３までの何れかの態様の流量制御弁である膨張弁と、前記流体を気化させる蒸発器と、気化した前記流体を圧縮する圧縮機と、圧縮された前記流体を液化させる凝縮器とを備える。

本発明によれば、第１管継手および第２管継手の少なくとも一方は流体を整流する整流部を有するので、ハウジングに取り付ける際の部材数を減らし、作業効率を向上させることができる。

本発明の第１の実施の形態による流量制御弁の構成の概略を示す図である。第１の実施の形態による流量制御弁に設けられた第１整流部材、第２整流部材の外観の一例を示す図である。本実施の形態による流量制御弁を膨張弁とする冷凍サイクルシステムの冷媒回路を示す概念図である。変形例における第１整流部材、第２整流部材の外観の一例を示す図である。変形例における第１整流部材、第２整流部材の外観の一例を示す図である。変形例における第１整流部材、第２整流部材の外観の一例を示す図である。第２の実施の形態による流量制御弁の構成の概略を示す図である。

−第１の実施の形態−
本発明の第１の実施の形態について図１〜図３を用いて説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態による流量制御弁１の構成の概略を示す図である。なお、説明の都合上、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなる座標系を図示の通りに、それぞれ図１の上下方向、表裏方向、左右方向に設定する。流量制御弁１は、弁座２０を有し弁部材５５と弁体１０とを収容する弁本体９０と、弁体１０を軸方向に駆動する弁軸３０と、弁軸３０の傾きを抑制する弁軸ホルダ４０と、弁軸３０を弁軸３０の延在方向（Ｘ軸方向、図１の上下方向）に移動させるロータ７０とを有する。

弁部材５５は、弁バネ５０と、バネ受け５１と、端部に弁体１０が溶接された弁ガイド６０とを有する。弁軸３０の両端部の中間に位置する周面の少なくとも一部の領域には、オネジ３１が形成されている。弁軸ホルダ４０の、弁軸３０の周面と対向する表面の少なくとも一方の領域にはメネジ４１が形成されている。弁軸ホルダ４０の内部には、弁ガイド６０を収容する弁ガイド収容室４５が形成されている。弁軸３０のオネジ３１と弁軸ホルダ４０のメネジ４１によりネジ送り機構３５が形成されている。

弁部材５５、弁体１０、弁軸３０、弁軸ホルダ４０、およびロータ７０は、ケース８０および弁本体９０に収容されている。本実施の形態においては、弁本体９０は、弁体１０を収容するための弁室９０１が内部に形成されたハウジングであり、たとえばステンレス鋼等にプレス加工や切削加工等をすることにより製造される。弁本体９０には、後述する下継手３と接続し、流体の流入口または流出口となる第１開口９１と、後述する横継手２と接続し、流体の流入口または流出口となる第２開口９２とが形成される。弁ガイド６０は、弁バネ５０を介して弁軸３０とともに弁軸ホルダ４０の弁ガイド収容室４５に案内される。弁ガイド収容室４５は、弁体１０が前述した弁軸３０の延在方向に移動する際のガイドとして機能する。

図１の流量制御弁１では、ロータ７０と、ケース８０の外側に設けられたステータ７１とによって、ステッピングモータが構成されている。このステッピングモータが駆動されると、ロータ７０の回転とともに弁軸３０がその延在方向に移動し、この移動によって弁ガイド６０とともに弁体１０が弁軸３０の延在方向に移動する。その弁体１０の移動方向には、弁体１０と弁座２０との離間距離が増加する第１の移動方向（Ｘ軸＋方向、図１の上方向）と、弁体１０と弁座２０との離間距離が減少する第２の移動方向（Ｘ軸−方向、図１の下方向）とが含まれる。
なお、本実施の形態は、ステッピングモータの駆動によって弁体１０を移動させる電動弁に限定されず、ソレノイドの駆動によって弁体１０を移動させる電磁弁でもよいし、圧力に応じて弁体１０と弁座２０との離間距離が変化する圧力式で弁体１０を移動させてもよいし、手動で弁体１０を移動させてもよい。

弁体１０が弁座２０に対して当接した状態を弁閉状態という。弁閉状態においては、流路が閉塞され、弁本体９０からは流体が流出しない。このとき、弁体１０と弁座２０との離間距離はゼロまたは略ゼロである。弁閉状態における弁体１０が前述した第１の移動方向に移動することにより、弁体１０が弁座２０に対して離間した状態となる。この状態を弁開状態と呼び、第１の移動方向のことを弁開方向と呼ぶ。弁開状態になると、弁体１０と弁座２０との間に間隙が生じて流路が形成される。流路が形成されると、弁本体９０から流体が流出する。すなわち、弁体１０は弁座２０との間の開口面積を調節する。弁本体９０には、第１整流部材２１を有する横継手２と第２整流部材３７を有する下継手３とが接続される。弁開状態において、流体は、横継手２および下継手３のうちの一方の継手から流入して他方の継手へ流出する。なお、横継手２、下継手３、第１整流部材２１および第２整流部材３７については詳細を後述する。

弁開状態における弁体１０が前述した第２の移動方向に移動することにより、弁体１０と弁座２０との離間距離が減少すると、流路が狭まる。やがて弁体１０が弁座２０に対して当接して弁閉状態になると、流路は閉塞され、弁本体９０から流体が流出しなくなる。そこで、第２の移動方向のことを弁閉方向と呼ぶ。

以下、本実施の形態における横継手２、下継手３、第１整流部材２１および第２整流部材３７について説明する。まず、横継手２および第１整流部材２１の説明を行う。
横継手２は、第２開口９２の開口径よりも小さな外径を有する管継手であり、第２開口９２に挿入されて、ろう付け等により弁本体９０に取り付けられる。すなわち、横継手２は、第２開口９２を介して弁本体９０の内側に形成された弁室９０１と接続する。横継手２は、第２開口９２に取り付けられた際に、第２開口９２の近傍の第１部分領域２０１と、第１部分領域２０１と接続し第２開口９２から離れる方向（Ｚ軸＋方向）に延在する第２部分領域２０２とを有する。

第１部分領域２０１と第２部分領域２０２とにおいては、互いに径方向の厚さが異なる。第１部分領域２０１の径方向の厚さ（肉厚）は、第２部分領域２０２の径方向の厚さ（肉厚）よりも大きい、すなわち第１部分領域２０１の内径は、第２部分領域２０２の内径よりも小さい。このような構造を有する横継手２は、線材に対してたとえば塑性加工や切削加工を行うことにより形成することができる。第１部分領域２０１と第２部分領域２０２との段差部２０３が形成される。図１は、段差部２０３がＺ軸方向において弁本体９０の外表面（Ｚ軸＋側の面）の近傍、すなわち第２開口９２の近傍に位置するように、横継手２が形成された場合を一例として示している。なお、段差部２０３のＺ軸方向での位置は、図１で示す例に限られず、横継手２のＺ軸−側の端部近傍であってもよいし、弁本体９０の外表面よりもＺ軸＋側であってもよい。

段差部２０３には、第１整流部材２１が設けられ、たとえば、ろう付けやかしめ等により固定される。すなわち、第１整流部材２１は、第１部分領域２０１と第２部分領域２０２との境界に配置される。上述したように段差部２０３は第２開口９２の近傍に形成されることにより、第１整流部材２１は第２開口９２の近傍に設けられる。第１整流部材２１は、横継手２の内部に設けられると換言することもできる。

図２は、第１整流部材２１の形状の一例を示す外観図である。図２（ａ）は第１整流部材２１の外観斜視図、図２（ｂ）はＸＹ平面における平面図である。第１整流部材２１は、薄板の円板状の本体部２１０に、複数の貫通穴２１１が設けられることにより形成される。円板状の本体部２１０の径は、横継手２の第１部分領域２０１の内径より大きく、第２部分領域２０２の内径よりも小さい。これにより、本体部２１０を段差部２０３上に固定することができる。複数の貫通穴２１１として、本実施の形態においては、一例として、図２に示すように、６個の貫通穴２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃ、２１１ｄ、２１１ｅ、２１１ｆが設けられる。貫通穴２１１ａは、本体部２１０の中心軸Ｌを中心として形成される。貫通穴２１１ｂ〜２１１ｆは、中心軸Ｌを中心とする所定の円周上に等間隔で形成される。貫通穴２１１ａ〜２１１ｆのそれぞれの内径は、貫通穴２１１ａ〜２１１ｆの開口面積の合計が横継手２の第１部分領域２０１の開口面積よりも小さくなるように形成される。複数の貫通穴２１１ａ〜２１１ｆの開口面積の合計が第１部分領域２０１の開口面積よりも小さいことにより、気相冷媒が泡沫として混入した液相冷媒が第１整流部材２１を通過する際に、泡沫が成長して大きな気泡となることを抑制する。これにより、液相冷媒が横継手２から弁室９０１を介して下継手３へ流れる場合に、大きな気泡が弁室９０１、弁体１０と弁座２０との間隙、および第１開口９１を通過する際の通過音（キャビテーションノイズ）の発生を抑制することが可能になる。また、泡沫が成長して大きな気泡となることが抑制されるので、液相冷媒が下継手３から弁室９０１を介して横継手２へ流れる場合でも、気泡が弁室９０１および第２開口９２を通過する際に、大きな気泡が第２部分領域２０２の内壁に衝突し破裂することにより生じる騒音の発生を抑制することができる。

なお、図２においては、貫通穴２１１の個数が６個の場合を例に挙げたが、７個以上の貫通穴２１１が形成されてもよいし、５個以下の複数の貫通穴２１１が形成されてもよい。また、貫通穴２１１ａが本体部２１１ａの中心軸Ｌ上に形成され、貫通穴２１１ｂ〜２１１ｆが中心軸Ｌを中心とする所定の円周上に等間隔で形成される場合を例に挙げたが、複数の貫通穴２１１の配置は上記の例に限定されない。貫通穴２１１の個数や配置は、各種の計測や実験等に基づいて、騒音の発生を抑制するために好適な個数や配置とすればよい。

上述した実施の形態においては、第１整流部材２１の本体部２１０を薄板状の部材である場合を例に挙げて説明を行った。しかし、図２（ｃ）の外観斜視図に示すように、本体部２１０は薄板状の部材ではなくＺ軸方向に沿って所定の厚さを有する部材であってもよい。このＺ軸方向の厚さは、各種の計測や実験等に基づいて、騒音の発生を抑制するために好適な厚さとすればよい。

次に、下継手３および第２整流部材３７について説明する。
下継手３は、図１に示すように、第１開口９１の開口径よりも小さな外径を有する管継手であり、第１開口９１に挿入されて、ろう付け等により弁本体９０に取り付けられる。下継手３は、第１開口９１に取り付けられた際に、第１開口９１の近傍の第１部分領域３０１と、第１部分領域３０１と接続し第１開口９１から離れる方向（Ｘ軸−方向）に延在する第２部分領域３０２とを有する。下継手３が第１開口９１に取り付けられると、第１部分領域３０１のＸ軸＋側の端部が弁本体９０の内部の弁座２０に当接する。なお、本実施の形態では、下継手３が弁座２０のみに当接した状態で弁本体９０に取り付けられる例を用いて説明を行うが、下継手３が弁座２０に連通する構成であれば、他の構成であってもよい。たとえば、下継手３が弁座２０に当接されることなく、弁本体９０のみに当接してもよい。或は、下継手３が弁座２０と弁本体９０とに取り付けられてもよい。

第１部分領域３０１と第２部分領域３０２とにおいては、横継手２の場合と同様に、互いに径方向の厚さが異なる。第１部分領域３０１の径方向の厚さ（肉厚）は、第２部分領域３０２の径方向の厚さ（肉厚）よりも大きい、すなわち第１部分領域３０１の内径は、第２部分領域３０２の内径よりも小さい。下継手３も、横継手２と同様に、線材に対してたとえば塑性加工や切削加工を行うことに、上記の構造に形成することができる。第１部分領域３０１と第２部分領域３０２とが接続することにより段差部３０３が形成される。図１は、段差部３０３がＸ軸方向において弁本体９０の外表面（Ｘ軸−側の面）の近傍、すなわち第１開口９１の近傍に位置するように、下継手３が形成された場合を一例として示している。なお、段差部３０３のＸ軸方向での位置は、図１で示す例に限られず、下継手３のＸ軸＋側の端部近傍であってもよいし、弁本体９０の外表面よりもＸ軸−側であってもよい。

段差部２０３には、第２整流部材３７が設けられ、たとえば、ろう付けやかしめ等により固定される。すなわち、第２整流部材３７は、第１部分領域３０１と第２部分領域３０２との境界に配置される。上述したように段差部３０３は第１開口９１の近傍に形成されることにより、第２整流部材３７は第１開口９１の近傍に設けられる。第２整流部材３７は、下継手３の内部に設けられると換言することもできる。

第２整流部材３７は、図２に示す第１整流部材２１と同様の構造を有する。第２整流部材３７は、薄板の円板状の本体部３１０に、複数の貫通穴３１１（３１１ａ〜３１１ｆ）が設けられることにより形成される。円板状の本体部３１０の径は、下継手３の第１部分領域３０１の内径より大きく、第２部分領域３０２の内径よりも小さいため、本体部３１０を段差部３０３上に固定することができる。複数の貫通穴３１１についても、第１整流部材２１の複数の貫通穴２１１と同様に、６個の貫通穴３１１ａ〜３１１ｆが設けられ、貫通穴３１１ａ〜３１１ｆの開口面積の合計は第１部分領域３０１の開口面積よりも小さい。貫通穴３１１ａは、本体部３１０の中心軸Ｌを中心として形成される。貫通穴３１１ｂ〜３１１ｆは、中心軸Ｌを中心とする所定の円周上に等間隔で形成される。これにより、第２整流部材３７においても、複数の貫通穴３１１ａ〜３１１ｆを冷媒が通過することにより、泡沫が成長して大きな気泡となることを抑制する。これにより、大きな気泡が弁室９０１、弁体１０と弁座２０との間隙、および第２開口９２を通過する際の通過音（キャビテーションノイズ）の発生を抑制することが可能になる。
なお、第２整流部材３７においても、７個以上の貫通穴３１１が形成されてもよいし、５個以下の複数の貫通穴３１１が形成されてもよい。また、貫通穴３１１ａおよび貫通穴３１１ｂ〜３１１ｆが本体部３０１上で形成される位置関係についても、図２に示す例に限定されない。すなわち、貫通穴３１１の個数や配置は、各種の計測や実験等に基づいて、騒音の発生を抑制するために好適な個数や配置とすればよい。

図３は、本実施の形態による流量制御弁１を膨張弁とする冷凍サイクルシステム５００の冷媒回路を例示した図である。図３に示す冷凍サイクルシステム５００は、膨張弁である流量制御弁１と、蒸発器（室内熱交換器）４と、圧縮機５と、凝縮器（室外熱交換器）６とを有し、冷媒通路５０１、５０２、５０３および５０４が、それらの装置を順に接続する。流量制御弁１から冷媒通路５０１へ流出した液体である冷媒は、蒸発器４によって気化する。気化した冷媒は、蒸発器４から排出されると、冷媒通路５０２を流れ、圧縮機５によって圧縮される。圧縮された冷媒は、圧縮機５から排出されると、冷媒通路５０３を流れ、凝縮器６により液化する。液化した冷媒は、凝縮器６から冷媒通路５０４へ流出し、再び流量制御弁１に戻って流入する。すなわち、冷凍サイクルシステム５００の冷媒回路は、流量制御弁１と、蒸発器４と、圧縮機５と、凝縮器６と、それらの装置をループ接続する冷媒通路５０１〜５０４とから構成される。

この冷凍サイクルシステム５００は、空気調和装置（冷房）や冷凍・冷蔵庫等で使用される。なお、この流量制御弁１が膨張弁として適用される冷凍サイクルシステムの構成は、図３に示す基本的な冷凍サイクルシステム５００の構成に限られない。四方弁の組み込みにより、冷媒回路における冷媒の流れ方向を逆転できる冷房・暖房用の空気調和装置にも使用できる。

上述した第１の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）流量制御弁１は、弁体１０の第１開口９１に設けられた弁座２０に当接する下継手３と、弁体１０を収容する弁本体９０に設けられた第２開口９２を介して、弁室９０１と接続する横継手２とを備える。横継手２に形成された段差部２０３には横継手２を流れる流体を整流する第１整流部材２１が設けられ、下継手３に形成された段差部３０３には下継手３を流れる流体を整流する第２整流部材３７が設けられる。これにより、第１整流部材２１が設けられた横継手２や第２整流部材３１が設けられた下継手３を弁本体９０に取り付けることができるので、従来の流量制御弁のように３つの異なる別部材をろう付けやかしめ等により取り付ける必要がなくなる。このため、横継手２や下継手３を弁本体９０に容易に取り付けることが可能となり、作業効率が向上する。

（２）第１整流部材２１は第２開口９２の近傍に設けられ、第２整流部材３７は第１開口９１の近傍に設けられる。これにより、弁室９０１に流れ込む流体を整流し、液相冷媒中の気相冷媒が大きな泡沫に成長することを抑制できるので、大きな気泡が弁室９０１を通過する際の通過音（キャビテーションノイズ）の発生を抑制することが可能になる。

（３）横継手２は、第２開口９２の近傍にて所定の内径を有する第１部分領域２０１と、第１部分領域２０１の内径よりも大きな内径を有する第２部分領域２０２とを有し、第１整流部材２１は、第１部分領域２０１と第２部分領域２０２との境界に配置される。下継手３は、第１開口９１の近傍にて所定の内径を有する第１部分領域３０１と、第１部分領域３０１の内径よりも大きな内径を有する第２部分領域３０２とを有し、第２整流部材３７は、第１部分領域３０１と第２部分領域３０２との境界に配置される。これにより、横継手２および下継手３の内部に第１整流部材２１および第２整流部材３７を容易に取り付けることができる。

（４）横継手２の第１部分領域２０１の肉厚は、第２部分領域２０２の肉厚よりも大きく、第１整流部材２１は、第１部分領域２０１の肉厚と第２部分領域２０２の肉厚とが異なることにより生じる段差部２０３に配置される。下継手３の第１部分領域３０１の肉厚は、第２部分領域３０２の肉厚よりも大きく、第２整流部材３７は、第１部分領域３０１の肉厚と第２部分領域３０２の肉厚とが異なることにより生じる段差部３０３に配置される。これにより、第１整流部材２１の横継手２の内部への取り付けと、第２整流部材３７の下継手３の内部への取り付けとが容易に行うことができるので、流量制御弁１の製造時の作業効率が向上する。

（５）第１整流部材２１および第２整流部材３７は流体が通過するための貫通穴２１１、３１１を有し、貫通穴２１１、３１１の面積は横継手２および下継手３を流体が通過する面積よりも小さい。これにより、気相冷媒が泡沫として混入した液相冷媒が第１整流部材２１および第２整流部材３７を通過する際に、泡沫が成長して大きな気泡となることを抑制する。この結果、大きな気泡が弁室９０１を通過する際の通過音の発生を抑制することが可能になる。

（６）冷凍サイクルシステム５００は、本実施の形態による流量制御弁１である膨張弁と、液体を気化させる蒸発器４と、気化した流体を圧縮する圧縮機５と、圧縮された流体を液化させる凝縮器６とを有する。この冷凍サイクルシステム５００は、上述した製造時の作業効率が向上した流量制御弁２１を用いて静音性を維持できる。

上述した第１の実施の形態を以下のように変形できる。
第１整流部材２１および第２整流部材３７は、図２に示す形状に限定されない。以下、図面を参照しながら例を示す。なお、以下の説明では、第１整流部材２１を例に挙げて説明を行うが、第２整流部材３７についても同様である。
（変形例１）図４は、変形例１における第１整流部材２１の外観図であり、図４（ａ）は斜視図、図４（ｂ）はＸＹ平面における平面図、図４（ｃ）はＺＸ平面における断面図である。第１整流部材２１は、薄板の円板状の本体部２１０に、１個の貫通穴２１１が設けられることにより形成される。円板状の本体部２１０の径は、横継手２の第１部分領域２０１の内径より大きく、第２部分領域２０２の内径よりも小さい。第１部分領域２０１の内径（開口面積）よりも小さな内径（開口面積）を有する貫通穴２１１を冷媒が通過することにより、泡沫が成長して大きな気泡となることを抑制して、騒音の発生を抑えることが可能になる。なお、貫通穴２１１は、本体部２１０の中心軸Ｌを中心として形成される例に限定されず、本体部２１０の中心軸Ｌと貫通穴２１１の中心軸とが異なってもよい。

上述した変形例１においては、第１整流部材２１の本体部２１０を薄板状の部材である場合を例に挙げて説明を行った。しかし、図４（ｄ）の外観斜視図や図４（ｅ）のＺＸ平面での断面図に示すように、本体部２１０は薄板状の部材ではなくＺ軸方向に沿って所定の厚さを有する筒状の部材であってもよい。このＺ軸方向の厚さは、各種の計測や実験等に基づいて、騒音の発生を抑制するために好適な厚さとすればよい。

（変形例２）図５は、変形例２における第１整流部材２１の外観であり、図５（ａ）は斜視図、図５（ｂ）は段差部２０３に第１整流部材２１を取り付けた場合に、第１整流部材２１をＺ軸−側から見た場合のＸＹ平面における平面図である。図５（ｃ）は段差部２０３に第１整流部材２１を取り付けた場合のＺＸ平面における断面図であり、図５（ｄ）は段差部２０３に第１整流部材２１を取り付けた場合のＹＺ平面における断面図である。第１整流部材２１は、薄板状の本体部２１０である。変形例２における本体部２１０は、第１の実施の形態や変形例１における本体部２１０の端部を切り欠くことにより形成される。ただし、本体部２１０には、図２や図３に示す貫通穴２１１は形成されない。

図５に示す例では、Ｘ軸方向に延びる直線状の辺２１０ａ、２１０ｂと、辺２１０ａと辺２１０ｂとをＸ軸＋側で接続する横継手２の第２部分領域２０２の内径に応じた弧２１０ｃと、辺２１０ａと辺２１０ｂとをＸ軸−側で接続する横継手２の第２部分領域２０２の内径に応じた弧２１０ｄとにより囲まれた面を有する板状に、本体部２１０は形成される。すなわち、本変形例の本体部２１０は、第１の実施の形態や変形例１の円板状の本体部２１０のＹ軸＋側端部近傍と、Ｙ軸−側端部近傍とを切り欠くことにより形成される。中心軸Ｌを通って弧２１０ｃと弧２１０ｄとを結ぶ距離は横継手２の第２部分領域２０２の内径と等しくなるので、本体部２１０は弧２１０ｃおよび弧２１０ｄにて横継手２の内部の段差部２０３に固定される。上記のように本体部２１０が段差部２０３に固定されると、横継手２の第１部分領域２０１との間に、切り欠かれた円板状の端部の形状に応じた空間Ｓ１、Ｓ２が生じる。この空間Ｓ１、Ｓ２の面積は、横継手２の第２部分領域２０２を流体が通過する面積と比較して小さい。このため、空間Ｓ１、Ｓ２を冷媒が通過することになり、泡沫が成長して大きな気泡となることを抑制して、騒音の発生を抑えることが可能になる。

なお、空間Ｓ１、Ｓ２の面積、すなわち円板状の本体部２１０の端部を切り欠く量は、各種の計測や実験等に基づいて、騒音の発生を抑制するために好適な大きさとすればよい。
また、図５に示す例では、辺２１０ａおよび２１０ｂは直線状としたが、直線状でなくてもよい。また、変形例２の本体部２１０においても、図２や図４にて例示した貫通穴２１１を設けてもよい。
第１整流部材２１の本体部２１０を薄板状の部材である場合を例に挙げて説明を行った。しかし、図５（ｅ）の外観斜視図に示すように、本体部２１０は薄板状の部材ではなくＺ軸方向に沿って所定の厚さを有する部材であってもよい。このＺ軸方向の厚さは、各種の計測や実験等に基づいて、騒音の発生を抑制するために好適な厚さとすればよい。

（変形例３）図６は、変形例３における第１整流部材２１の外観であり、図６（ａ）は斜視図、図６（ｂ）は段差部２０３に第１整流部材２１を取り付けた場合に、第１整流部材２１をＺ軸−側から見た場合のＸＹ平面における平面図であり、図６（ｃ）は段差部２０３に第１整流部材２１を取り付けた場合のＺＸ平面における第１整流部材２１の外観図である。第１整流部材２１は、薄板状の本体部２１０である。変形例３における本体部２１０は、変形例２の場合と同様に、第１の実施の形態や変形例１における本体部２１０の端部を切り欠くことにより形成される。ただし、本体部２１０には、図２や図３に示す貫通穴２１１は形成されない。

図６においては、本体部２１０は、本体中央部２４１と、第１本体部２４２と、第２本体部２４３と、第３本体部２４４と、第４本体部２４５とから構成される十字形の平面を有する平板状の部材から構成される場合を一例として示す。本体中央部２４１は、横継手２の中心軸Ｌを中心とする矩形（たとえば正方形）形状の平面を有する。第１本体部２４２は、本体中央部２４１のＸ軸＋側の辺２４１ａと接続し、辺２４１ａと、Ｘ軸＋側に延びる直線状の辺２４２ａ、２４２ｂと、辺２４２ａおよび辺２４２ｂを接続する横継手２の第２部分領域２０２の内径に応じた弧２４２ｃとに囲まれた平面を有する。第２本体部２４３は、本体中央部２４１のＸ軸−側の辺２４１ｂと接続し、辺２４１ｂと、Ｘ軸−側に延びる直線状の辺２４３ａ、２４３ｂと、辺２４３ａおよび辺２４３ｂを接続する横継手２の第２部分領域２０２の内径に応じた弧２４３ｃとに囲まれた平面を有する。第３本体部２４４は、本体中央部２４１のＹ軸＋側の辺２４１ｃと接続し、辺２４１ｃと、Ｙ軸＋側に延びる直線状の辺２４４ａ、２４４ｂと、辺２４４ａおよび辺２４４ｂを接続する横継手２の第２部分領域２０２の内径に応じた弧２４４ｃとに囲まれた平面を有する。第４本体部２４５は、本体中央部２４１のＹ軸−側の辺２４１ｄと接続し、辺２４１ｄと、Ｙ軸−側に延びる直線状の辺２４５ａ、２４５ｂと、辺２４５ａおよび辺２４５ｂを接続する横継手２の第２部分領域２０２の内径に応じた弧２４５ｃとに囲まれた平面を有する。

中心軸Ｌを通って弧２４２ｃと２４３ｃとを結ぶ距離は横継手２の第２部分領域２０２の内径と等しく、中心軸Ｌを通って弧２４４ｃと２４５ｄとを結ぶ距離は横継手２の第２部分領域２０２の内径と等しい。このため、本体部２１０は、弧２４２ｃ、２４３ｃ、２４４ｃおよび２４５ｃにて横継手２の内部の段差部２０３に固定される。上記のように本体部２１０が段差部２０３に固定されると、横継手２の第１部分領域２０１との間に、空間Ｓ１０、Ｓ２０、Ｓ３０およびＳ４０が生じる。この空間Ｓ１０、Ｓ２０、Ｓ３０、Ｓ４０の面積は、横継手２の第２部分領域２０２を流体が通過する面積と比較して小さい。このため、空間Ｓ１０、Ｓ２０、Ｓ３０およびＳ４０を冷媒が通過することになり、泡沫が成長して大きな気泡となることを抑制して、騒音の発生を抑えることが可能になる。
なお、空間Ｓ１０、Ｓ２０、Ｓ３０およびＳ４０の面積は、各種の計測や実験等に基づいて、騒音の発生を抑制するために好適な大きさとすればよい。
また、図６に示す例では、辺２４２ａ、２４２ｂ、２４３ａ、２４３ｂ、２４４ａ、２４４ｂ、２４５ａおよび２４５ｂは直線状としたが、直線状でなくてもよい。また、変形例２の本体部２１０においても、図２や図４にて例示した貫通穴２１１を設けてもよい。

上述した変形例３においては、第１整流部材２１の本体部２１０を薄板状の部材である場合を例に挙げて説明を行った。しかし、図６（ｄ）のＺＸ平面における外観図に示すように、本体部２１０は薄板状の部材ではなくＺ軸方向に沿って所定の厚さを有する部材であってもよい。このＺ軸方向の厚さは、各種の計測や実験等に基づいて、騒音の発生を抑制するために好適な厚さとすればよい。

（変形例４）第１整流部材２１は、横継手２の中心軸Ｌを軸とする中空の円筒状であり、平均気孔率１００μｍから５００μｍであり、空隙率５０％以上とする公知の多孔質フィルターであってもよい。この場合も、第１整流部材２１の外径は横継手２の第２部分領域２０２の内径と等しく形成され、ろう付けやかしめ等により段差部２０３に固定される。なお、変形例４においては、第１整流部材２１は中空の円筒状を有する多孔質フィルターに限らず、他の形状を有してもよい。たとえば、中空の部分を有さない柱状に形成された多孔質フィルターでもよい。

上述した第１の実施の形態および変形例においては、横継手２に第１整流部材２１が設けられ、下継手３に第２整流部材３７が設けられる場合を例に挙げて説明を行ったが、下継手３に第２整流部材３７が設けられていない、または横継手２に第１整流部材２１が設けられていなくてもよい。

−第２の実施の形態−
本発明の第２の実施の形態による流量制御弁について説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、横継手および下継手の形状が第１の実施の形態とは異なる。

図７に第２の実施の形態による流量制御弁１の構成の概略を示す。
横継手２２は、第２開口９２の開口径よりも小さな外径を有する第１部分領域２２１と、第１部分領域２２１よりも大きな内径を有する第２部分領域２２２と、第１部分領域２２１と第２部分領域２２２とを接続する第３部分領域２２３とからなる管継手である。横継手２２は、第１部分領域２２１が第２開口９２に挿入されて、ろう付け等により弁本体９０に取り付けられる。横継手２２は、第２開口９２と接続されるＺ軸−側の端部近傍に対して縮管処理を施すことにより、内径の異なる第１部分領域２２１および第２部分領域２２２と、第１部分領域２２１および第２部分領域２２２を接続する第３部分領域２２３とを形成することができる。なお、横継手２２は、Ｚ軸＋側に対して拡管処理を施すことにより、上述した第１部分領域２２１、第２部分領域２２２および第３部分領域２２３を形成してもよい。横継手２２が上記の縮管処理や拡管処理により製造されることにより、第３部分領域２２３のＺ軸−側では第１部分領域２２１の内径と等しい内径を有し、Ｚ軸＋側では第２部分領域２２２の内径と等しい内径を有する。第３部分領域２２３は、Ｚ軸の−側から＋側に沿って徐々に内径が大きくなる傾斜部である。第２部分領域２２２は、第３部分領域２２３と接続する接続部の近傍に形成された凹部２２４を有する。

第１整流部材２１は、図２に示す第１の実施の形態の場合と同様である。すなわち、第１部分領域２２１の内径より大きく、第２部分領域２２２の内径より小さい径を有する円板状の本体部２１０に複数の貫通穴２１１が設けられることにより形成される。このため、第１整流部材２１は、第１部分領域２２１の内径より大きく第２部分領域２２２の内径よりも小さい内径を有する第３部分領域２２３と凹部２２４との間にて、たとえばかしめ等により固定される。すなわち、第１整流部材２１は、第１部分領域２２１と第２部分領域２２２との境界に配置される。第１部分領域２２１と第２部分領域２２２との間に形成される傾斜部である第３部分領域２２３は、第１整流部材２１を配置するための段差部として機能すると換言することもできる。

上述したように、横継手２２は第１部分領域２２１が第２開口９２に挿入されることにより取り付けられるので、第３部分領域２２３が第２開口９２の近傍において弁本体９０の外表面（Ｚ軸方向＋側）に位置する。したがって、第１整流部材２１は第２開口９２の近傍に設けられる。第１整流部材２１は、横継手２２の内部に設けられると換言することもできる。これにより、第２の実施の形態においても、第１整流部材２１は、液相冷媒中に気相冷媒が泡沫として混入した場合に、泡沫が成長して大きな気泡となり騒音の原因となることを抑制する消音部、静音部として機能する。

下継手３２は、第１開口９１の開口径よりも小さな外径を有する第１部分領域３２１と、第１部分領域３２１よりも大きな内径を有する第２部分領域３２２と、第１部分領域３２１と第２部分領域３２２とを接続する第３部分領域３２３とからなる管継手である。下継手３３は、第１部分領域３２１が第１開口９１に挿入されて、ろう付け等により弁本体９０に取り付けられる。下継手３２が弁本体９０に取り付けられると、第１部分領域３２１のＸ軸＋側の端部が弁本体９０の内部の弁座２０に当接する。なお、本実施の形態では、下継手３２が弁座２０のみに当接した状態で弁本体９０に取り付けられる例を用いて説明を行うが、下継手３２が弁座２０に連通する構成であれば、他の構成であってもよい。たとえば、下継手３２が弁座２０に当接されることなく、弁本体９０のみに当接してもよい。或は、下継手３２が弁座２０と弁本体９０とに取り付けられてもよい。下継手３２は、横継手２２と同様にして、第１開口９１と接続されるＸ軸＋側の端部近傍に対して縮管処理を施すことにより、内径の異なる第１部分領域３２１および第２部分領域３２２と、第１部分領域３２１および第２部分領域３２２を接続する第３部分領域３２３とを形成することができる。なお、下継手３２は、Ｘ軸−側に対して拡管処理を施すことにより、上述した第１部分領域３２１、第２部分領域３２２および第３部分領域３２３を形成してもよい。第３部分領域３２３のＸ軸＋側では第１部分領域３２１の内径と等しい内径を有し、Ｘ軸−側では第２部分領域３２２の内径と等しい内径を有する。第３部分領域３２３は、Ｘ軸の＋側から−側に沿って徐々に内径が大きくなる傾斜部である。第２部分領域３２２は、第３部分領域３２３と接続する接続部の近傍に形成された凹部３２４を有する。

第２整流部材３７は、横継手２２に設けられる第１整流部材２１と同様に、第１部分領域３２１の内径より大きく、第２部分領域３２２の内径より小さい径を有する円板状の本体部３１０に複数の貫通穴３１１が設けられることにより形成される。第２整流部材３７は、第１整流部材２１が横継手２２に設けられる場合と同様に、下継手３２の第３部分領域３２３と凹部３２４との間にて、たとえばかしめ等により固定される。これにより、第２整流部材３７は、第１部分領域３２１と第２部分領域３２２との境界であって、第１開口９１の近傍に設けられる。第１部分領域３２１と第２部分領域３２２との間に形成される傾斜部である第３部分領域３２３は、第２整流部材３７を配置するための段差部として機能すると換言することもできる。第１整流部材２１は、下継手３２の内部に設けられると換言することもできる。これにより、第２の実施の形態においても、第２整流部材３７は、液相冷媒中に気相冷媒が泡沫として混入した場合に、泡沫が成長して大きな気泡となり騒音の原因となることを抑制する消音部、静音部として機能する。

なお、第２の実施の形態においても、貫通穴２１１、３１１の個数や配置は図２に例示する配置に限定されず、各種の計測や実験等に基づいて、騒音の発生を抑制するために好適な個数や配置とすればよい。また、第１整流部材２１および第２整流部材３７として、図４〜図６を用いて説明した変形例における第１整流部材２１および第２整流部材３７を用いてもよい。
また、第２の実施の形態においては、横継手２２に第１整流部材２１が設けられ、下継手３２に第２整流部材３７が設けられる場合を例に挙げて説明を行ったが、下継手３２に第２整流部材３７が設けられていない、または横継手２２に第１整流部材２１が設けられていなくてもよい。
また、上述した第２の実施の形態による流量制御弁１も、図３に示す冷凍サイクルシステム５００の膨張弁として用いることができる。

以上で説明した第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態により得られる（１）、（２）、（３）、（５）、（６）の作用効果に加えて、以下の作用効果が得られる。
横継手２の第１部分領域２２１の内径は、第２部分領域２２２の内径よりも小さく、第１整流部材２１は、第１部分領域２２１の内径および外径と第２部分領域２２２の内径とが異なることにより生じる傾斜部である第３部分領域２２３に配置される。下継手３の第１部分領域３２１の内径は、第２部分領域３２２の内径よりも小さく、第２整流部材３７は、第１部分領域３２１の内径および外径と第２部分領域３２２の内径とが異なることにより生じる傾斜部である第３部分領域３２３に配置される。これにより、横継手２および下継手３の内部への第１整流部材２１および第２整流部材３７の取り付けが容易になるので、流量制御弁１の製造時の作業効率が向上する。

本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。

１流量制御弁
２、２２横継手
３、３２下継手
４蒸発器（室内熱交換器）
５圧縮機
６凝縮器（室外熱交換器）
１０弁体
２０弁座
２１第１整流部材
３７第２整流部材
９０弁本体
９１第１開口
９２第２開口
２０１、２２１第１部分領域
２０２、２２２第２部分領域
２１０本体部
２１１貫通穴
２２３第３部分領域
３０１、３２１第１部分領域
３０２、３２２第２部分領域
３１０本体部
３１１貫通穴
３２３第３部分領域
５００冷凍サイクルシステム
５０１、５０２、５０３、５０４冷媒通路
９０１弁室

Claims

流体の流入口または流出口となる第１および第２開口が設けられたハウジングと、
前記ハウジングの内部に設けられ、弁座との間の開口面積を調節する弁体と、
前記第１開口に設けられ、前記弁座に連通する第１管継手と、
前記第２開口に設けられ、前記ハウジングの内部と接続する第２管継手と、を備え、
前記第１管継手及び前記第２管継手の少なくとも一方の管継手は内部に段差部を有し、前記段差部に前記少なくとも一方の管継手を流れる流体を整流する整流部が設けられ、
前記少なくとも一方の管継手が前記第１管継手を含むとき、前記第１開口近傍に前記整流部が設けられ、前記少なくとも一方の管継手が前記第２管継手を含むとき、前記第２開口近傍に前記整流部が設けられ、
前記第１管継手の前記第１開口の近傍、または、前記第２管継手の前記第２開口の近傍のうち少なくとも一方に、前記ハウジングの内部から外部に沿って、順に、第１の内径を有する第１部分領域と、第１の内径よりも大きな内径を有する第２部分領域とを有し、
前記整流部は、前記第１部分領域と前記第２部分領域との境界に配置され、
前記第１部分領域の肉厚は、前記第２部分領域の肉厚よりも大きく、
前記段差部は、前記第１部分領域の肉厚と前記第２部分領域の肉厚とが異なることにより形成される流量制御弁。
流体の流入口または流出口となる第１および第２開口が設けられたハウジングと、
前記ハウジングの内部に設けられ、弁座との間の開口面積を調節する弁体と、
前記第１開口に設けられ、前記弁座に連通する第１管継手と、
前記第２開口に設けられ、前記ハウジングの内部と接続する第２管継手と、を備え、
前記第１管継手及び前記第２管継手の少なくとも一方の管継手は内部に段差部を有し、前記段差部に前記少なくとも一方の管継手を流れる流体を整流する整流部が設けられ、
前記第１管継手の前記第１開口の近傍、または、前記第２管継手の前記第２開口の近傍のうち少なくとも一方に、前記ハウジングの内部から外部に沿って、順に、第１の内径を有する第１部分領域と、第１の内径よりも大きな内径を有する第２部分領域とを有し、
前記整流部は、前記第１部分領域と前記第２部分領域との境界に配置され、
前記第１部分領域の肉厚は、前記第２部分領域の肉厚よりも大きく、
前記段差部は、前記第１部分領域の肉厚と前記第２部分領域の肉厚とが異なることにより形成される流量制御弁。
流体の流入口または流出口となる第１および第２開口が設けられたハウジングと、
前記ハウジングの内部に設けられ、弁座との間の開口面積を調節する弁体と、
前記第１開口に設けられ、前記弁座に連通する第１管継手と、
前記第２開口に設けられ、前記ハウジングの内部と接続する第２管継手と、を備え、
前記第１管継手及び前記第２管継手の少なくとも一方の管継手は内部に段差部を有し、前記段差部に前記少なくとも一方の管継手を流れる流体を整流する整流部が設けられ、
前記第１管継手の前記第1開口の近傍、または、前記第２管継手の前記第２開口の近傍のうち少なくとも一方に第１の内径を有する第１部分領域と、第１の内径よりも大きな内径を有する第２部分領域とを有し、
前記整流部は、前記第１部分領域と前記第２部分領域との境界に配置され、
前記第１部分領域の内径は、前記第２部分領域の内径よりも小さく、
前記段差部は、前記第１部分領域の内径と前記第２部分領域の内径とが異なることにより生じる傾斜部により形成され、
前記第１部分領域は前記第２部分領域よりも前記ハウジング側の領域である流量制御弁。
請求項１から３までのいずれか一項に記載の流量制御弁において、
前記整流部は前記流体が通過するための貫通部を有し、前記貫通部の面積は前記少なくとも一方の管継手を流体が通過する面積よりも小さい流量制御弁。
請求項４に記載の流量制御弁において、
前記整流部は、薄板により形成される流量制御弁。
請求項５に記載の流量制御弁において、
前記整流部は、前記少なくとも一方の管継手が延在する方向に沿って厚さを有する流量制御弁。
請求項１から６までのいずれか一項に記載の流量制御弁である膨張弁と、
前記流体を気化させる蒸発器と、
気化した前記流体を圧縮する圧縮機と、
圧縮された前記流体を液化させる凝縮器とを備える冷凍サイクルシステム。