JP7340833B2 - 逆止弁および逆止弁を備える複合弁 - Google Patents

Description

本発明は、逆止弁および逆止弁を備える複合弁に関する。

自動車用空調装置は、一般に、圧縮機、凝縮器、膨張装置、蒸発器等を冷凍サイクルに配置して構成される。これらの装置の冷媒の流路にはしばしば、冷媒の逆流を防止するために逆止弁が備えられる。

従来、冷凍サイクルにおいて配管等の間に逆止弁を備える構造が知られている。この構造においては、配管の接続箇所が多くなる、その接続箇所において冷媒の漏れが発生する等の問題が生じていた。そこで、電動弁のボディに設けられた通路に逆止弁を備えた複合弁が提案されている（特許文献１）。

特開２０１２－０８７９６５号公報 特開２０１３－０８７８９７号公報

特許文献１の複合弁において、逆止弁の弁体に設けられたガイド部が通路の内周面に摺動可能に支持される。この通路には凝縮器からの冷媒を導入するための配管が挿入される。そのため、ガイド部は通路の内周面のうち配管が接続されていない範囲内でのみ摺動可能となる。また、弁室がその上下流通路より大きな断面積を有しており、摺動可能な範囲はガイド部が通路から抜け落ちない範囲のみとなる。したがって、特許文献１の逆止弁の構造では、十分なストローク量を確保できないおそれがある。

この点、逆止弁に軸受部材を備え、この軸受部材によって弁体を摺動可能に支持する複合弁も知られている（特許文献２）。十分なストローク量を確保するために、特許文献１の複合弁に特許文献２の逆止弁の構造を適用することも考えられる。しかし、この場合には、軸受部材の外環、内環、リブが流路における同一断面上に存在することとなり、この断面において開口面積が小さくなる。その結果、冷媒の圧力損失が大きくなり、十分な冷凍能力を確保できない等の問題が生じる。この流体の圧力損失の問題は、自動車用空調装置に限らず逆止弁を使用する他の装置にも生じうる。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、流体の圧力損失を抑制する逆止弁を提供することにある。

本発明の逆止弁は、上流側から流体を導入する上流側流路と、下流側へ流体を流出する下流側流路と、上流側流路と下流側流路とを連通させる弁室と、が軸線方向に連設されたボディと、弁室の上流端においてボディに一体に設けられた弁座と、弁座に下流側から着脱して弁部を開閉する弁体と、ボディの内方に設けられ、弁体を摺動可能に支持する軸受部と、を備え、軸受部は、ボディに内接するボディ当接部と、弁体を摺動可能に支持するガイド部と、ボディ当接部とガイド部とを架橋する支持部と、を有し、支持部は、弁室において半径方向に開口部を有することを特徴とする。

本発明によれば、流体の圧力損失を抑制する逆止弁を提供できる。

第１実施形態に係る複合弁の全体構成を表す断面図である。 電動弁の構造を表す断面図である。 逆止弁およびその周辺の構造を表す断面図である。 ボディ当接部近傍の構造を表す断面図である。 図５（Ａ）は弁ユニットを構成する部品の分解図である。図５（Ｂ）は弁ユニットを組み立てた後の全体図である。 図６（Ａ）は、逆止弁が閉弁状態であるときの図である。図６（Ｂ）は、逆止弁が開弁状態であるときの図である。 図７（Ａ）は変形例に係る軸受部を有する弁ユニットの分解図である。図７（Ｂ）は弁ユニットを組み立てた後の全体図である。 図８（Ａ）は第２実施形態に係る軸受部を有する弁ユニットの分解図である。図８（Ｂ）は弁ユニットを組み立てた後の全体図である。 逆止弁が開弁状態であるときの図である。 図１０（Ａ）は第３実施形態に係る軸受部を有する弁ユニットの分解図である。図１０（Ｂ）は弁ユニットを組み立てた後の全体図である。 逆止弁が開弁状態であるときの図である。

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。

［第１実施形態］
本実施形態においては、膨張弁と逆止弁を備える複合弁を示す。この複合弁は、自動車用空調装置の冷凍サイクルに適用される。膨張弁と逆止弁は、共用のボディを有する。冷凍サイクルには、循環する冷媒（流体）を圧縮する圧縮機、圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器、凝縮された冷媒を気液に分離する受液器、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蒸発器が設けられている。複合弁以外の詳細な説明については省略する。

図１は、第１実施形態に係る複合弁１の全体構成を表す断面図である。
複合弁１は、電動弁１００と逆止弁５００とを備える。複合弁１は、角柱状のボディ２００を有する。電動弁１００と逆止弁５００はボディ２００を共有する。電動弁１００は、膨張装置として機能する電動膨張弁であり、ボディ２００とモータユニット３００とを組みつけて構成されている。ボディ２００の内部には、冷媒（流体）の絞り膨張を行う電動弁１００の弁部２０２が設けられている。

ボディ２００の側部には、受液器側（凝縮器側）から高温・高圧の流体を導入する導入ポート２２２、電動弁１００にて絞り膨張された低温・低圧の流体を蒸発器へ向けて導出する導出ポート２２４、蒸発器にて蒸発された流体を導入する導入ポート２２６、逆止弁５００を通過した流体を圧縮機側へ導出する導出ポート２２８が設けられている。各ポートには、配管の継手が接続される。

複合弁１においては、導入ポート２２２、導出ポート２２４およびこれらをつなぐ流体通路により第１の通路２３０が構成されている。第１の通路２３０は、その中間部に弁部２０２が設けられている。導入ポート２２２から導入された流体は、弁部２０２にて絞り膨張されて霧状となり、導出ポート２２４から蒸発器へ向けて導出される。一方、導入ポート２２６、導出ポート２２８およびこれらをつなぐ流体通路により第２の通路２３２が構成されている。第２の通路２３２は、その中間部に弁室２３４が設けられており、逆止弁５００を弁室２３４内に備えている。第２の通路２３２は、導入ポート２２６から流体を導入して導出ポート２２８から圧縮機へ向けて導出する。

まず、電動弁１００の構造について説明する。
図２は、電動弁１００の構造を表す断面図である。
ボディ２００は、有底筒状の第１ボディ２２０と、円筒状の第２ボディ２４０と、円筒状の第３ボディ２６０と、を含む。第１ボディ２２０の上半部に、第２ボディ２４０が配設されている。第２ボディ２４０の下半部に、第３ボディ２６０が配設されている。第３ボディ２６０は、第１ボディ２２０の内方に位置する。第３ボディ２６０内部に弁部２０２収容される。第２ボディ２４０の上部中央には、ガイド部材２４２が立設されている。ガイド部材２４２の軸線方向中央部の外周面には雄ねじ部２４４が形成されている。ガイド部材２４２の下端部は大径となっており、その大径部２４５が第２ボディ２４０の上部中央に同軸状に固定されている。第２ボディ２４０の内方には、モータユニット３００のロータ３２０から延びるシャフト２４６が挿通されている。シャフト２４６の下端部は、弁部２０２を構成する弁体２０４を兼ねている。ガイド部材２４２はその内周面によりシャフト２４６を軸線方向に摺動可能に支持する一方、その外周面によりロータ３２０の回転軸３２６を回転摺動可能に支持する。

第１ボディ２２０の一方の側部には導入ポート２２２が設けられ、他方の側部には導出ポート２２４が設けられている。導入ポート２２２は流体を導入し、導出ポート２２４は流体を導出する。導入ポート２２２と導出ポート２２４は第３ボディ２６０内に形成される内部通路によって連通する。

第３ボディ２６０の側部には入口ポート２６２が設けられ、底部には出口ポート２６４が設けられている。入口ポート２６２は導入ポート２２２と連通し、出口ポート２６４は導出ポート２２４と連通する。入口ポート２６２と出口ポート２６４は、弁室２６６を介して連通している。第３ボディ２６０の内方には弁孔２０８が設けられ、その上端開口端縁により弁座２１０が形成されている。弁体２０４が弁座２１０に接離することで、弁部２０２の開度が調整される。

弁室２６６内部では、シャフト２４６の下部にＥリング２１２が嵌着されている。Ｅリング２１２の上方にはばね受け２１４が設けられる。ガイド部材２４２の下方にもばね受け２４８が設けられ、２つのばね受け２１４、２４８の間には弁体２０４を弁部２０２の閉弁方向へ付勢するスプリング２１６が弁体２０４と同軸状に挿入されている。本実施形態においては、シャフト２４６の下端部が弁体２０４を兼ねているから、スプリング２１６はシャフト２４６をも閉弁方向へ付勢する。

次に、モータユニット３００の構造を説明する。
モータユニット３００は、ロータ３２０とステータ３４０とを含む三相ステッピングモータとして構成されている。モータユニット３００は有底円筒状のキャン３０２を有し、そのキャン３０２の内方にロータ３２０、外方にステータ３４０を配置して構成される。

ステータ３４０は、積層コア３４２とボビン３４４とを含む。積層コア３４２は、板状のコアが軸線方向に積層されて構成される。ボビン３４４には、コイル３４６が巻回されている。コイル３４６と、そのコイル３４６が巻回されているボビン３４４とをまとめて「コイルユニット３４５」という。コイルユニット３４５は、積層コア３４２に組みつけられている。

ステータ３４０は、モールド成形によってケース４００と一体に設けられている。ケース４００上端開口部には、蓋体４４０がインロー嵌合されている。ケース４００と蓋体４４０とに囲まれた空間Ｓには、プリント配線基板４２０が配設される。コイル３４６は、プリント配線基板４２０と接続されている。ケース４００には端子カバー部４０２が設けられており、外部電源からの電力をプリント配線基板４２０へと供給するための端子４２２を保護する。

第３ボディ２６０と第１ボディ２２０との間、第２ボディ２４０と第１ボディ２２０との間にはそれぞれ、環状のシール部材２０６、２０１が介装されている。この構成により、第１ボディ２２０と第３ボディ２６０との間のクリアランスおよび第２ボディ２４０と第１ボディ２２０との間のクリアランスを介した流体の漏れが防止される。また、第２ボディ２４０とケース４００との間には、環状のシール部材２０３が介装されている。この構成により、第２ボディ２４０とケース４００との間のクリアランスを介した外気（水分等）の侵入が防止される。

ロータ３２０は、円筒状のロータコア３２２と、ロータコア３２２の外周に沿って設けられたマグネット３２４を備える。ロータコア３２２は回転軸３２６に組み付けられている。マグネット３２４は、その円周方向に複数極に磁化されている。

回転軸３２６は、有底円筒状の円筒軸であり、その開口端を下にしてガイド部材２４２に外挿されている。回転軸３２６の内周面には雌ねじ部３２８が形成され、ガイド部材２４２の雄ねじ部２４４と噛合している。これらのねじ部によるねじ送り機構によって、ロータ３２０の回転運動がシャフト２４６の軸線方向への並進運動に変換され、シャフト２４６は軸線方向に移動（昇降）する。

シャフト２４６の上部は縮径され、その縮径部が回転軸３２６の底部を貫通している。縮径部の先端には、環状のストッパ３３０が固定されている。一方、縮径部の基端と回転軸３２６の底部との間には、シャフト２４６を下方（閉弁方向）に付勢するバックスプリング３３２が介装されている。このような構成により、弁部２０２の開弁時にはストッパ３３０が回転軸３２６の底部に係止される態様でシャフト２４６がロータ３２０と一体変位する。一方、弁部２０２の閉弁時には、弁体２０４が弁座２１０から受ける反力により、バックスプリング３３２が押し縮められる。この時のバックスプリング３３２の弾性反力により弁体２０４を弁座２１０に押し付けることができ、弁体２０４の着座性能（弁閉性能）を高められる。

モータユニット３００の駆動によりシャフト２４６が弁部２０２の開弁方向（図２の上方向）へ動き始めると、弁体２０４は弁座２１０から離脱する。これによりスプリング２１６は圧縮方向へ弾性変形する。弁体２０４が弁座２１０から離脱すると、導入ポート２２２から導入された流体が、入口ポート２６２、弁室２６６、弁部２０２、出口ポート２６４を順次通過し、導出ポート２２４から導出される。

次に、逆止弁５００の構造を説明する。
図３は、逆止弁５００およびその周辺の構造を表す断面図である。
第２の通路２３２は、上流側流路２３６、下流側流路２３８、弁室２３４を含む。上流側流路２３６、弁室２３４、下流側流路２３８は上流側からこの順に、軸線方向に連設されている。上流側流路２３６は、導入ポート２２６と接続し、蒸発器（不図示）からの流体を導入する。弁室２３４は、上流側流路２３６と下流側流路２３８を連通させる。下流側流路２３８は導出ポート２２８と接続し、弁室２３４を通過した流体を圧縮機（不図示）へ導出する。弁室２３４は、ボディ２００に対して中ぐり加工を施すことにより得られ、上流側流路２３６および下流側流路２３８のいずれよりも大径となっている。すなわち、弁室２３４の断面積は、上流側流路２３６の断面積と下流側流路２３８の断面積のいずれよりも大きくなるように設定されている。

上流側流路２３６の下流端は縮径しており、その縮径部の内周により逆止弁５００の弁孔５１８が形成されている。そして、縮径部の下流側端面（弁室２３４の上流側端面）には、逆止弁５００の弁座５２０が形成されている。下流側流路２３８の上流端には縮径部２３１が形成されている。縮径部２３１より下流側には、下流側流路２３８の内周面の周方向全域にわたって凹部２３３が形成されている。縮径部２３１と凹部２３３は、軸線方向に離れた位置に設けられている。縮径部２３１と凹部２３３は後述する軸受部５５０がボディ２００に組み付けられる際に使用される箇所である。軸受部５５０のボディ２００への組み付け方について詳細は後述する。

逆止弁５００は、弁体５０２と軸受部５５０を含む。弁体５０２は、弁室２３４に同軸状に配置されている。逆止弁５００の弁部５０１は、弁体５０２と弁座５２０によって構成される。下流側流路２３８に軸受部５５０が組みつけられ、弁体５０２を摺動可能に支持する。軸受部５５０の形状について詳細は後述する。弁体５０２は、段付円柱状の本体５０４と、本体５０４の先端に嵌着された段付円板状の弁部材５０６とを有する。本体５０４は樹脂材からなり、軸受部５５０に挿通される軸部５０８と、軸部５０８の先端側に設けられた弁支持部５１０とを有する。弁支持部５１０は、弁部材５０６と嵌合する凹状嵌合部５１２と、弁部材５０６を下流側から支持する円板状の支持部５１４を有する。弁部材５０６は、可撓性を有するゴムからなる。弁部材５０６はその中央に円形の嵌合孔５０７を有する。弁部材５０６は、その嵌合孔５０７が凹状嵌合部５１２に外嵌される態様で本体５０４に組み付けられる。弁体５０２が下流側から弁座５２０に着脱することで、弁部５０１が開閉される。

軸受部５５０はかご型形状をなしており、リング形状のボディ当接部５５２、ガイド部５５４、脚付円板状の支持部５５６を有する。ボディ当接部５５２は下流側流路２３８の内周面と当接する。ガイド部５５４は環状のガイド構造を有し、軸部５０８を摺動可能に支持する。支持部５５６はボディ当接部５５２とガイド部５５４とを架橋する。ボディ当接部５５２の下流側流路２３８への取付け方について詳細は後述する。

ガイド部５５４は、複数のガイド部材５５３からなる。ガイド部材５５３は角柱状であり、軸部５０８の外周に複数配設される。ガイド部材５５３はその長尺方向が軸線方向と平行となっている。支持部５５６は、弁当接部５５８、複数の支持部材５６０および複数の連結部５５９を有する。弁当接部５５８は支持部５１４とほぼ同径の円板状であり、支持部５１４の下流側端面に当接可能となっている。支持部材５６０は角柱状であり、支持部５５６の外周側脚部を構成する。支持部材５６０は弁当接部５５８の外周側端部に周方向に複数設けられている。支持部材５６０は、弁当接部５５８とボディ当接部５５２とを軸線方向に架橋する。連結部５５９は角柱状であり、支持部５５６の内周側脚部を構成する。連結部５５９は弁当接部５５８の内周側端部に周方向に複数設けられている。連結部５５９は弁当接部５５８の内周側端部とガイド部５５４の外側面とを軸線方向に架橋する。連結部５５９のガイド部５５４側の端部は、弁当接部５５８側の端部より下流側に位置する。すなわち、連結部５５９のガイド部５５４側の端部は、弁当接部５５８より下流側に位置する。

ガイド部５５４と連結部５５９との間には、弁体５０２を逆止弁５００の閉弁方向に付勢するスプリング５１６が配設される。すなわち、スプリング５１６は連結部５５９と弁体５０２との間に介装されている。弁体５０２は、このスプリング５１６の付勢力によって、下流側から弁座５２０へ着脱し、弁部５０１を開閉する。以下、弁体５０２、軸受部５５０およびスプリング５１６の組立体を「弁ユニット５８０」という。

支持部材５６０は弁当接部５５８の外周縁から軸線方向に水平に延在し、ボディ当接部５５２と接続されている。すなわち、支持部材５６０はボディ当接部５５２から弁室２３４へと延在している。支持部材５６０はボディ当接部５５２の外周縁に対して径方向内側に配設されている。このため、支持部材５６０とボディ当接部５５２の接続点においては、段部が形成されている。この段部と、下流側流路２３８の縮径部２３１とが当接することにより、軸受部５５０が弁室２３４に脱落することが防止される。

下流側流路２３８の内部において、ボディ当接部５５２より下流側に環状の係止部材５９０が設けられている。この係止部材５９０は、軸受部５５０をボディ２００に係止するために備えられる。軸受部５５０のボディ２００に対する組み付け方について説明する。

図４は、図３におけるＸ部の拡大図である。
ボディ当接部５５２の外周面は、下流側流路２３８の内周面と当接している。また、支持部材５６０とボディ当接部５５２の接続点に段部が形成されている。支持部材５６０とボディ当接部５５２を一体とみれば、これらの端部にはフランジが形成されているともいえる。この段部の上流側端面５６１は縮径部２３１の下流側端面２３５と対向している。この段部と縮径部２３１によって、流体の流れ方向（以下、「流れ順方向」という。）と逆の方向（以下、「流れ逆方向」という。）へのボディ当接部５５２の移動が規制される。

下流側流路２３８の凹部２３３には、環状の係止部材５９０が嵌合されている。係止部材５９０の上流側端面とボディ当接部５５２の下流側端面とが当接することにより、ボディ当接部５５２の流れ順方向への移動が規制される。このように、縮径部２３１と係止部材５９０によって、ボディ当接部５５２の軸線方向への移動が規制される。すなわち、ボディ当接部５５２を備える軸受部５５０の軸線方向への移動が規制されることとなる。

図５は、弁ユニット５８０と係止部材５９０の全体斜視図である。図５（Ａ）は、弁ユニット５８０を構成する部品の分解図、図５（Ｂ）は弁ユニット５８０を組み立てた後の全体図である。
図５（Ａ）、（Ｂ）に示すとおり、支持部材５６０、弁当接部５５８、ボディ当接部５５２に囲まれる形で開口部５６２が形成されている。開口部５６２は、支持部５５６の半径方向に開口し、逆止弁５００の開弁時において流体の流路となる。

軸受部５５０において、ガイド部５５４は軸部５０８の周りに４つ設けられている。また、４つのガイド部５５４のそれぞれに連結部５５９が接続されている。連結部５５９と弁支持部５１０との間にはスプリング５１６が介装される。

逆止弁５００の開弁時における流体の流路について説明する。
図６は逆止弁５００の動作を表す図である。図６（Ａ）は、逆止弁５００が閉弁状態であるときの図、図６（Ｂ）は、逆止弁５００が開弁状態であるときの図である。

図６（Ａ）、（Ｂ）に示すとおり、支持部材５６０は弁室２３４において軸線方向に延在している。支持部材５６０はボディ当接部５５２から延在し、弁室２３４の内方にまで延出している。隣接する支持部材５６０の間には開口部５６２が形成されており、流体の流路となっている。すなわち、支持部５５６は弁室２３４において半径方向に開口部５６２を有する構造となっている。

弁室２３４は、上流側流路２３６、下流側流路２３８よりも大径となっている。また、軸受部５５０は図３、４の説明の際に示したとおり、ボディ当接部５５２と下流側流路２３８とが当接し、支持部材５６０が軸線方向に水平に延出している。この構成によって、支持部材５６０と弁室２３４の内周面との間には流路が形成される。

逆止弁５００の上流側圧力と下流側圧力の差が逆止弁５００の設定差圧を上回るとき、逆止弁５００は開弁状態となる。開弁状態になったとき、弁室２３４には導入ポート２２６、上流側流路２３６を通過した流体が導入される。弁室２３４に導入された流体は図６（Ｂ）の矢印で示すとおり、弁室２３４の内周面と支持部材５６０の外周面との間を通過後、開口部５６２を外周側から内周側へ流れる。その後、下流側流路２３８、導出ポート２２８を通って第２の通路２３２から導出される。なお、図６（Ｂ）に示すとおり、逆止弁５００の全開状態においては、スプリング５１６は連結部５５９、ガイド部５５４、弁体５０２に囲まれた空間に収容される。

以上に説明したように、弁室２３４においては、流体は支持部材５６０の間（開口部５６２）を向心方向へ流れ、下流側流路２３８に導入される。下流側流路２３８には、その同一断面上にボディ当接部５５２と支持部材５６０とが存在しない。したがって、下流側流路２３８の同一断面上の開口面積を大きくし流体の流れをスムーズにできるから、第１実施形態の逆止弁５００の構成は、下流側流路２３８における流体の圧力損失を抑制できる。

第１実施形態においては、軸受部５５０が弁体５０２を摺動可能に支持する。弁体５０２を支持するガイド部５５４を弁室２３４の内方に配設させるために、軸受部５５０には支持部５５６が必要である。この支持部５５６を従来の軸受部と同様にボディ当接部５５２と同一断面上に配設してしまうと、流路における開口面積が限られてしまう。その結果、流体の圧力損失が大きくなる。第１実施形態においては、支持部５５６をボディ当接部５５２から弁室２３４へと軸線方向に延在させる態様とすることで、開口部５６２における軸線方向の長さを大きくできる。すなわち、開口部５６２における開口面積を大きくできる。よって、弁室２３４における流体の圧力損失を抑制できる。

弁体５０２のストローク量を確保するという観点から、スプリング５１６の配設箇所を従来と同様の位置にすることが望ましい。支持部５５６はボディ当接部５５２から弁室２３４へと延在した分、弁室２３４中央部から下流側へ折り返した形状を有するともいえる。この折り返し形状によって、スプリング５１６を従来と同様の箇所に配設できる。

図７は、変形例に係る軸受部６００を有する弁ユニット５８３の全体図である。図７（Ａ）は弁ユニット５８３を構成する部品の分解図、図７（Ｂ）は弁ユニット５８３を組み立てた後の全体図である。

変形例の軸受部６００は、支持部６０８としてリング形状の弁当接部６１２、Ｌ字形状の複数の支持部材６１４、角柱状の複数の連結部６１３を有する。弁当接部６１２は、弁体５０２の下流側端面と当接可能に配設される。連結部６１３は弁当接部６１２と本体５０４を摺動可能に支持するガイド部６０４とを架橋する。支持部材６１４は、ボディ当接部６０２から軸線方向に延出する第１の支持部材６０１と、弁当接部６１２の外周端から径方向に延出する第２の支持部材６０３とにより構成されている。第１の支持部材６０１と第２の支持部材６０３との交点において両者は接続し、その交点は湾曲している。軸受部６００において、支持部材６１４は弁当接部６１２の外周に４本接続されている。軸受部６００を用いた場合であっても、下流側流路２３８の同一断面上の開口面積を大きくできる。よって、下流側流路２３８における流体の圧力損失を抑制できる。また、軸受部６００において、流体は複数の第２の支持部材６０３の間も通過できる。よって、軸受部６００を流れる流体の圧力損失を低減できる。

［第２実施形態］
第２実施形態は、支持部７０６の形状が第１実施形態と異なる。以下、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
図８は、第２実施形態の逆止弁５０３で使用される弁ユニット５８４の全体図である。図８（Ａ）は、弁ユニット５８４を構成する部品の分解図、図８（Ｂ）は、弁ユニット５８４を組み立てた後の全体図である。

弁ユニット５８４は、弁体５０２と軸受部７００を含む。軸受部７００は、リング形状のボディ当接部７０２、ガイド部７０４、支持部７０６を有する。ボディ当接部７０２は下流側流路２３８の内周面に当接する。ガイド部７０４は環状のガイド構造を有し、弁体５０２の軸部５０８を摺動可能に支持する。ガイド部７０４は複数の角柱状のガイド部材７０５からなる。ガイド部材７０５は軸部５０８の外周に複数配設される。支持部７０６は、弁当接部７０８、連結部７０９、支持部材７１０を有する。弁当接部７０８はリング形状であり、弁支持部５１０の下流側端面に当接可能に配設される。連結部７０９は角柱状であり、弁当接部７０８とガイド部７０４とを架橋する。支持部材７１０は角柱状であり、弁当接部７０８とボディ当接部７０２を架橋する。支持部材７１０は軸受部７００の周方向に複数設けられており、その間に開口部７１２を有する。

軸受部７００においては、弁当接部７０８の直径がボディ当接部７０２の直径より小さく設定されている。これにより、軸受部７００は外周面において、下流側から上流側へ向けて先細りとなるテーパ形状を有する。

図９は、逆止弁５０３の動作を表す図である。
逆止弁５０３の上流側圧力と下流側圧力の差が逆止弁５０３の設定差圧を上回るとき、逆止弁５０３は開弁状態となる。開弁状態になると、流体は図９の矢印の流路を流れる。すなわち、導入ポート２２６、上流側流路２３６と通過した流体は、弁室２３４に導入され、開口部７１２を通って下流側流路２３８、導出ポート２２８へと導出される。第２実施形態においても、下流側流路２３８における同一断面上の開口面積を大きくできる。よって、下流側流路２３８における流体の圧力損失を抑制できる。また、支持部材７１０が軸線方向に延出しているから、開口部７１２の開口面積を大きくできる。よって、第２実施形態においても弁室２３４における流体の圧力損失を抑制できる。なお、図９に示すとおり、逆止弁５０３の全開状態においても、スプリング５１６は連結部７０９、ガイド部７０４、弁体５０２に囲まれた空間に収容される。

第２実施形態においては、軸受部７００の外周面がテーパ形状となる。この構成により、弁体５０２からボディ当接部７０２にかけての弁室２３４と下流側流路２３８の空間において、軸受部７００を構成する部材の体積が小さくなる。いいかえれば、この空間に含まれる流体の体積を大きくできる。したがって、第２実施形態の逆止弁５０３は流体をスムーズに通過させることができる。

［第３実施形態］
第３実施形態は、弁室２３７の形状が第２実施形態と異なる。以下、第２実施形態との相違点を中心に説明する。
図１０は、第３実施形態の逆止弁５０５で使用される弁ユニット５８６の全体図である。図１０（Ａ）は、弁ユニット５８６を構成する部品の分解図、図１０（Ｂ）は、弁ユニット５８６を組み立てた後の全体図である。

弁ユニット５８６は、弁体５２２と軸受部８００を含む。弁体５２２は、段付円柱状の本体５２４と、本体５２４の先端に嵌着された段付円板状の弁部材５２６とを有する。本体５２４は、軸受部８００に挿通される軸部５２８と、軸部５２８の先端側に設けられた弁支持部５３０とを有する。弁支持部５３０は、弁部材５２６と嵌合する凹状嵌合部５３２と、弁部材５２６を下流側から支持する円板状の支持部５３４を有する。弁部材５２６は、その中央に円形の嵌合孔５２７を有する。弁部材５２６は、その嵌合孔５２７が凹状嵌合部５３２に外嵌される態様で、本体５２４に組み付けられる。

軸受部８００は、リング形状のボディ当接部８０２、ガイド部８０４、支持部８０６を有する。ボディ当接部８０２は、下流側流路２３８の内周面に当接する。ガイド部８０４は環状のガイド構造を有し、弁体５２２の軸部５２８を摺動可能に支持する。ガイド部８０４は複数の角柱状のガイド部材８０５からなる。ガイド部材８０５は軸部５２８の外周に複数配設される。支持部８０６は、弁当接部８０８、連結部８０９、支持部材８１０を有する。弁当接部８０８はリング形状であり、弁支持部５３０の下流側端面に当接可能に配設される。連結部８０９は角柱状であり、弁当接部８０８とガイド部８０４を架橋する。支持部材８１０は角柱状であり、弁当接部８０８とボディ当接部８０２を架橋する。支持部材８１０は軸受部８００の周方向に複数設けられており、その間に開口部８１２を有する。

弁ユニット５８６においては、支持部５３４と弁部材５２６の直径がボディ当接部８０２の直径より小さく設定されている。また、弁当接部８０８の直径もボディ当接部８０２の直径より小さく設定されている。これにより、軸受部８００は外周面において、下流側から上流側へ向けて先細りとなるテーパ形状を有する。

図１１は、逆止弁５０５の動作を表す図である。
第３実施形態においては、弁室２３７が上流側流路２３６および下流側流路２３８より小径となっている。逆止弁５０５の上流側圧力と下流側圧力の差が逆止弁５０５の設定差圧を上回るとき、逆止弁５０５は開弁状態となる。開弁状態になると、流体は図１１の矢印の流路を流れる。すなわち、導入ポート２２６、上流側流路２３６と通過した流体は、弁室２３７に導入される。逆止弁５０５において、支持部５３４と弁部材５２６の直径はボディ当接部８０２の直径より小さく設定されている。すなわち、支持部５３４と弁部材５２６の直径は、弁室２３７の直径より小さく設定されている。よって、弁室２３７に導入された流体は、弁室２３７と弁部材５２６の隙間、弁室２３７と支持部５３４の隙間を通過する。その後、開口部８１２を通って下流側流路２３８、導出ポート２２８へと導出される。第３実施形態においても、下流側流路２３８における同一断面上の開口面積を大きくできる。よって、下流側流路２３８における流体の圧力損失を抑制できる。

第３実施形態においても、支持部材８１０が軸線方向に延出している。したがって、開口部８１２における軸線方向の長さが大きくなり、開口面積を大きくできる。なお、図１１に示すとおり、逆止弁５０５の全開状態においても、スプリング５１６は連結部８０９、ガイド部８０４、弁体５２２に囲まれた空間に収容される。

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。

上記実施形態では、ボディ当接部とガイド部とを架橋する支持部を角柱状の部材または脚付円板形状の部材としたが、支持部は円筒状としてもよい。この場合には、半径方向に開口する開口部を設け、流体が開口部を通過する構造とすればよい。また、複数の開口部を設け、流路における支持部の開口面積の合計を大きくしてもよい。支持部の形状を円筒とした場合であっても、支持部を弁室に延出させることで、下流側流路における流体の圧力損失を抑制することができる。

上記実施形態では、角柱状のガイド部を弁体の軸部の外周に複数配設した。また、連結部をガイド部の外周側側面に設け、ガイド部、連結部、弁体に囲まれる空間にスプリングを収容した。連結部およびガイド部は、弁体を摺動可能に支持し、かつ、スプリングを内側に備える形状であればよい。この形状であれば、弁体のストローク量を損なうことがない。変形例としては、筒形状のガイド部においてその上面に環状の穴を設ける態様が挙げられる。

上記実施形態では、逆止弁を電動弁の一部として構成したが、逆止弁は膨張機能を有しない開閉弁や流量制御弁に組み込んでもよいし、蒸発器から圧縮機へ通ずる配管等の各種流路に設けてもよい。いずれの場合においても、流路の同一断面上の開口面積を大きくできるから、流体の圧力損失を抑制できる。

上記実施形態では、弁座がボディと一体に形成されていたが、ボディに弁座部材を設けることで、弁座をボディとは別の部材によって構成してもよい。この弁座部材に下流側から弁体を着脱する態様で逆止弁を構成すればよい。

上記実施形態では、上流側流路の下流端に逆止弁の弁座が形成されていた。変形例においては、弁室と上流側流路との間に弁座部材を設けてもよい。この弁座部材に下流側から弁体を着脱する態様で逆止弁を構成すればよい。

上記実施形態では、ボディ当接部に対して係止部を当接させることで、軸受部をボディに対して位置決めした。軸受部のボディに対する位置決めはこの態様に限らず、ボディ当接部を下流側流路に対して圧入する等その他実施可能な態様であればよい。例えば、下流側流路に挿入される配管等と下流側流路の縮径部によってボディ当接部を挟みこむ態様で、軸受部をボディに対して位置決めしてもよい。

上記実施形態では、弁体と軸受部との間にスプリングが介装されていた。このスプリングは逆止弁を閉弁状態に保つために挿入されるものであるが、高圧流体を使用する場合にはスプリングを省略してもよい。この場合には、逆流時に流体が弁体を弁座に押し付けるため、スプリングを省略しても逆止弁として機能する。

なお、本発明は上記実施形態や変形例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。上記実施形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成してもよい。また、上記実施形態や変形例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。

１ 複合弁、１００ 電動弁、２００ ボディ、２０２ 弁部、２０３ シール部材、２０４ 弁体、２０６ シール部材、２０８ 弁孔、２１０ 弁座、２１２ Ｅリング、２１４ ばね受け、２１６ スプリング、２２０ 第１ボディ、２２２ 導入ポート、２２４ 導出ポート、２２６ 導入ポート、２２８ 導出ポート、２３０ 第１の通路、２３１ 縮径部、２３２ 第２の通路、２３３ 凹部、２３４ 弁室、２３５ 下流側端面、２３６ 上流側流路、２３８ 下流側流路、２４０ 第２ボディ、２４２ ガイド部材、２４４ 雄ねじ部、２４５ 大径部、２４６ シャフト、２４８ ばね受け、２６０ 第３ボディ、２６２ 入口ポート、２６４ 出口ポート、２６６ 弁室、３００ モータユニット、３０２ キャン、３２０ ロータ、３２２ ロータコア、３２４ マグネット、３２６ 回転軸、３２８ 雌ねじ部、３３０ ストッパ、３３２ バックスプリング、３４０ ステータ、３４２ 積層コア、３４４ ボビン、３４５ コイルユニット、３４６ コイル、４００ ケース、４０２ 端子カバー部、４２０ プリント配線基板、４２２ 端子、４４０ 蓋体、５００ 逆止弁、５０１ 弁部、５０２ 弁体、５０３ 逆止弁、５０４ 本体、５０６ 弁部材、５０７ 嵌合孔、５０８ 軸部、５１０ 弁支持部、５１２ 凹状嵌合部、５１４ 支持部、５１６ スプリング、５１８ 弁孔、５２０ 弁座、５２２ 弁体、５２４ 本体、５２６ 弁部材、５２７ 嵌合孔、５２８ 軸部、５３０ 弁支持部、５３２ 凹状嵌合部、５３４ 支持部、５５０ 軸受部、５５２ ボディ当接部、５５３ ガイド部材、５５４ ガイド部、５５６ 支持部、５５８ 弁当接部、５５９ 連結部、５６０ 支持部材、５６１ 上流側端面、５６２ 開口部、５８０ 弁ユニット、５８３ 弁ユニット、５８４ 弁ユニット、５９０ 係止部材、６００ 軸受部、６０１ 第１の支持部材、６０２ ボディ当接部、６０３ 第２の支持部材、６０４ ガイド部、６０８ 支持部、６１２ 弁当接部、６１３ 連結部、６１４ 支持部材、７００ 軸受部、７０２ ボディ当接部、７０４ ガイド部、７０５ ガイド部材、７０６ 支持部、７０８ 弁当接部、７０９ 連結部、７１０ 支持部材、７１２ 開口部、８００ 軸受部、８０２ ボディ当接部、８０４ ガイド部、８０５ ガイド部材、８０６ 支持部、８０８ 弁当接部、８０９ 連結部、８１０ 支持部材、８１２ 開口部、Ｓ 空間。

Claims (5)

1. 上流側から流体を導入する上流側流路と、下流側へ流体を流出する下流側流路と、前記上流側流路と前記下流側流路とを連通させる弁室と、が軸線方向に連設されたボディと、
   前記弁室の上流端において前記ボディに一体に設けられた弁座と、
   前記弁座に下流側から着脱して弁部を開閉する弁体と、
   前記ボディの内方に設けられ、前記弁体を摺動可能に支持する軸受部と、
   前記軸受部と前記弁体との間に介装され、前記弁体を閉弁方向に付勢するスプリングと、
   を備え、
   前記軸受部は、
   前記下流側流路において前記ボディの内周面に当接するボディ当接部と、
   前記弁体を摺動可能に支持するガイド部と、
   前記ボディ当接部と前記ガイド部とを架橋する支持部と、
   を有し、
   前記支持部は、
   前記ボディ当接部から前記弁室の中央へ向けて延びる複数の支持部材と、
   前記複数の支持部材の上流側端部に連結され、前記弁体の径方向において前記複数の支持部材の内側を下流側に向けて延びる連結部と、
   を有し、
   前記弁室において前記複数の支持部材の間に半径方向に開口する開口部が形成され、
   前記連結部の下流側端部が前記ガイド部に連結し、
   前記スプリングが前記弁体の径方向において前記連結部の内側に配置され、
   前記複数の支持部材と前記連結部との間に、前記弁体の径方向の空間が形成されていることを特徴とする逆止弁。
2. 前記弁部が全開状態のとき、前記スプリングが前記連結部、前記ガイド部および前記弁体に囲まれた空間に収まることを特徴とする請求項１に記載の逆止弁。
3. 前記軸受部は、外周面がテーパ形状となることを特徴とする請求項１又は２に記載の逆止弁。
4. 前記弁室は、前記上流側流路より大きな断面積を有することを特徴とする請求項１－３のいずれかに記載の逆止弁。
5. 冷凍サイクルにおいて使用され、
   凝縮器から蒸発器へ流れる冷媒を通過させる第１通路と、前記蒸発器から圧縮機へ流れる冷媒を通過させる第２通路とが形成された共用のボディと、
   前記第１通路に弁部が設けられた電動弁と、
   前記第２通路に弁部が設けられた逆止弁と、
   を備える複合弁であって、
   前記逆止弁は、
   前記蒸発器から流体を導入する上流側流路と、前記圧縮機へ流体を流出する下流側流路と、前記上流側流路と前記下流側流路とを連通させる弁室と、が軸線方向に連設された前記ボディと、
   前記弁室の上流端において前記ボディに一体に設けられた弁座と、
   前記弁座に下流側から着脱して弁部を開閉する弁体と、
   前記ボディの内方に設けられ、前記弁体を摺動可能に支持する軸受部と、
   前記軸受部と前記弁体との間に介装され、前記弁体を閉弁方向に付勢するスプリングと、
   を備え、
   前記軸受部は、
   前記下流側流路において前記ボディの内周面に当接するボディ当接部と、
   前記弁体を摺動可能に支持するガイド部と、
   前記ボディ当接部と前記ガイド部とを架橋する支持部と、
   を有し、
   前記支持部は、
   前記ボディ当接部から前記弁室の中央へ向けて延びる複数の支持部材と、
   前記複数の支持部材の上流側端部に連結され、前記弁体の径方向において前記複数の支持部材の内側を下流側に向けて延びる連結部と、
   を有し、
   前記弁室において前記複数の支持部材の間に半径方向に開口する開口部が形成され、
   前記連結部の下流側端部が前記ガイド部に連結し、
   前記スプリングが前記弁体の径方向において前記連結部の内側に配置され、
   前記複数の支持部材と前記連結部との間に、前記弁体の径方向の空間が形成されていることを特徴とする複合弁。

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