JP2019011885A - 膨張弁 - Google Patents
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Abstract
【課題】膨張弁の開度が微小であるときに膨張弁からの異音の発生を抑制することが可能な膨張弁を提供する。
【解決手段】膨張弁は、弁室を備える弁本体と、弁室の内部に配置される弁体と、弁体を支持する弁体支持部材と、弁体を弁座に向けて付勢する付勢部材と、弁体を開弁方向に押圧する作動棒と、弁体または作動棒の振動を抑制する防振ばねと、防振ばねが摺接する接触面とを具備する。防振ばねの変形量は、弁体が閉弁方向に向かうにつれて大きくなる。
【選択図】図1
【解決手段】膨張弁は、弁室を備える弁本体と、弁室の内部に配置される弁体と、弁体を支持する弁体支持部材と、弁体を弁座に向けて付勢する付勢部材と、弁体を開弁方向に押圧する作動棒と、弁体または作動棒の振動を抑制する防振ばねと、防振ばねが摺接する接触面とを具備する。防振ばねの変形量は、弁体が閉弁方向に向かうにつれて大きくなる。
【選択図】図1
Description
本発明は、膨張弁に関し、特に、防振ばねを備えた膨張弁に関する。
膨張弁の弁体上流側の圧力と弁体下流側の圧力との間の差圧により、弁体および弁体を押圧する作動棒が振動して、異音が発生する現象が知られている。当該振動を抑制するために、膨張弁の弁本体内に防振ばねが配置されることがある。
関連する技術として、特許文献1には、温度式膨張弁が開示されている。特許文献1に記載の温度式膨張弁は、作動棒の外周に嵌装されて作動棒の振動を防止する防振部材を備える。防振部材は、細長い板状の弾性素材を環状に弾性変形させた環状部と、弾性素材の一部に切り込みを入れて内側に折り曲げて形成する3本の防振ばねとを有する。そして、各防振ばねは、円周を3等分する位置に配置されるとともに、そのうちの1本の防振ばねのばね力は、他よりも大に設定されている。
また、特許文献2には、膨張弁が開示されている。特許文献2に記載の膨張弁では、弁体を支持する支持部材とコイルばねとの間に防振ばねが配置されている。
特許文献1に記載の温度式膨張弁および特許文献2に記載の膨張弁では、防振ばねのばね力は、膨張弁の開度によらず一定である。ところで、膨張弁の弁体上流側の圧力と弁体下流側の圧力との間の差圧は、膨張弁の開度が微小であるときに大きくなり、弁にかかる流体力が増加する傾向がある。このため、膨張弁の開度が微小であるときに、弁体および作動棒が振動し易く、膨張弁から異音が発生し易い。
そこで、本発明の目的は、膨張弁の開度が微小であるときに膨張弁からの異音の発生を抑制することが可能な膨張弁を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明による膨張弁は、弁室を備える弁本体と、前記弁室の内部に配置される弁体と、前記弁体を支持する弁体支持部材と、前記弁体を弁座に向けて付勢する付勢部材と、前記弁体に接触し、前記付勢部材による付勢力に抗して前記弁体を開弁方向に押圧する作動棒と、前記弁体または前記作動棒の振動を抑制する防振ばねと、前記防振ばねが摺接する接触面とを具備する。前記防振ばねの変形量は、前記弁体が閉弁方向に向かうにつれて大きくなる。
上記膨張弁において、前記防振ばねは、脚付ばねを含んでいてもよい。また、前記脚付ばねは、基部と、前記基部から下方に向けて延在する複数の脚部とを備えていてもよい。
上記膨張弁において、前記防振ばねは、リングばねを更に含んでいてもよい。また、前記リングばねは、リング部と、前記リング部よりも内側に突出して前記作動棒の外周面に接触する弾性突出部とを備えていてもよい。
上記膨張弁において、前記防振ばねは、前記弁室内に配置されていてもよい。また、前記接触面は、前記弁室を規定する内壁面であってもよい。
上記膨張弁において、前記接触面は、前記閉弁方向に向かうにつれて前記作動棒の中心軸からの距離が短くなる変形量調整面を有していてもよい。また、上記膨張弁は、前記作動棒に、ダイアフラム支持部材を介して接続されるパワーエレメントを更に具備していてもよい。
本発明により、膨張弁の開度が微小であるときに膨張弁からの異音の発生を抑制することが可能な膨張弁を提供することができる。
以下、図面を参照して、実施形態における膨張弁1について説明する。なお、以下の実施形態の説明において、同一の機能を有する部位、部材については同一の符号を付し、同一の符号が付された部位、部材についての繰り返しとなる説明は省略する。
(方向の定義)
本明細書において、弁体3から作動棒6に向かう方向を「上方向」と定義し、作動棒6から弁体3に向かう方向を「下方向」と定義する。よって、本明細書では、膨張弁1の姿勢に関わらず、弁体3から作動棒6に向かう方向を「上方向」と呼ぶ。
本明細書において、弁体3から作動棒6に向かう方向を「上方向」と定義し、作動棒6から弁体3に向かう方向を「下方向」と定義する。よって、本明細書では、膨張弁1の姿勢に関わらず、弁体3から作動棒6に向かう方向を「上方向」と呼ぶ。
(第1の実施形態)
図1乃至図4を参照して、第1の実施形態における膨張弁1Aについて説明する。図1は、第1の実施形態における膨張弁1Aの全体構造を模式的に示す図である。図2は、防振ばね7の一例を模式的に示す概略斜視図である。図3は、膨張弁1Aの開度が微小であるときの防振ばね7の状態を模式的に示す図である。図4は、膨張弁1Aの開度が比較的大きいときの防振ばね7の状態を模式的に示す図である。
図1乃至図4を参照して、第1の実施形態における膨張弁1Aについて説明する。図1は、第1の実施形態における膨張弁1Aの全体構造を模式的に示す図である。図2は、防振ばね7の一例を模式的に示す概略斜視図である。図3は、膨張弁1Aの開度が微小であるときの防振ばね7の状態を模式的に示す図である。図4は、膨張弁1Aの開度が比較的大きいときの防振ばね7の状態を模式的に示す図である。
膨張弁1Aは、弁室VSを備える弁本体2と、弁体3と、弁体支持部材4と、付勢部材5と、作動棒6と、防振ばね7と、防振ばね7が摺接する接触面CSとを具備する。
弁本体2は、弁室VSに加え、第1流路21および第2流路22を備える。第1流路21は、例えば、供給側流路であり、弁室VSには、供給側流路を介して流体が供給される。第2流路22は、例えば、排出側流路であり、弁室VS内の流体は、排出側流路を介して膨張弁外に排出される。
弁体3は、弁室VS内に配置される。弁体3が弁本体2の弁座20に着座しているとき、第1流路21と第2流路22とは非連通状態である。他方、弁体3が弁座20から離間しているとき、第1流路21と第2流路22とは連通状態である。
弁体支持部材4は、弁体3を支持する。図1に記載の例では、弁体支持部材4は、弁体3を下方から支持する。
付勢部材5は、弁体3を弁座20に向けて付勢する。付勢部材5は、例えば、コイルばねである。図1に記載の例では、付勢部材5は、弁体支持部材4を介して、弁体3を上方に向けて付勢する。
作動棒6の下端は、弁体3に接触している。また、作動棒6は、付勢部材5による付勢力に抗して弁体3を開弁方向(すなわち、下方向)に押圧する。作動棒6が下方向に移動するとき、弁体3は弁座20から離間し、膨張弁1Aが開状態となる。
防振ばね7は、弁体3および作動棒6(特に、弁体3)の振動を抑制する防振部材である。図1に記載の例では、防振ばね7は、弁室VS内に配置されている。
接触面CSは、防振ばね7が摺接する面である。換言すれば、接触面CSは、防振ばね7に対して相対移動可能であり、かつ、接触面CSは防振ばね7に接触している。
第1の実施形態では、防振ばね7の変形量は、弁体3が閉弁方向(すなわち、上方向)に向かうにつれて大きくなる。換言すれば、第1の実施形態では、膨張弁1Aの開度が微小であるときの防振ばね7の変形量が、膨張弁1Aの開度が大きいときの防振ばね7の変形量よりも大きい。そして、膨張弁1Aの開度が微小であるときの防振ばね7の変形量が大きいため、膨張弁1Aの開度が微小であるときの防振性能が高い。また、膨張弁1Aの開度が大きいときの防振ばね7の変形量が相対的に小さいため、防振ばね7と接触面CSとの間の摺動抵抗の増加が抑制される。
以上のとおり、第1の実施形態における膨張弁1Aでは、防振ばね7と接触面CSとの間の摺動抵抗の増加が抑制されつつ、膨張弁1Aの防振性能が向上する。換言すれば、定常運転時(弁開度が相対的に大きい時)には、摺動抵抗の増加が抑制されるため膨張弁1Aの制御性が損なわれない。他方、異音が発生しやすい微小開度時には、防振ばね7の変形量が増すことにより、弁体3および/または作動棒6の振動がより効果的に抑制される。その結果、膨張弁1Aからの異音の発生が抑制される。
第1の実施形態において、防振ばね7は、弁室VS内に配置されている。この場合、防振ばね7が摺動する接触面CSは、弁室VSを規定する内壁面CS1であることが好ましい。
図1に記載の例では、防振ばね7は、内壁面CS1と、弁体支持部材4との間に配置されている。なお、図1に記載の例では、弁体3と弁体支持部材4とは別体であるが、代替的に、弁体3と弁体支持部材4とは一体に成形された一つの部材であってもよい。
図1に記載の例では、接触面CS(内壁面CS1)は、閉弁方向すなわち上方向に向かうにつれて作動棒6の中心軸AXからの距離が短くなる変形量調整面AS1である。より具体的には、接触面CS(内壁面CS1)は、閉弁方向すなわち上方向に向かうにつれて作動棒6の中心軸AXからの距離が短くなるテーパ面である。
(防振ばね7)
図2を参照して、第1の実施形態における防振ばね7の一例について説明する。図2に記載の例では、防振ばね7は、複数の脚部72を備えた脚付ばね7Aである。なお、図2に記載の例では、脚部72の個数は8個であるが、脚部72の個数は、3個以上であればよい。
図2を参照して、第1の実施形態における防振ばね7の一例について説明する。図2に記載の例では、防振ばね7は、複数の脚部72を備えた脚付ばね7Aである。なお、図2に記載の例では、脚部72の個数は8個であるが、脚部72の個数は、3個以上であればよい。
脚付ばね7Aは、基部71と、基部71から下方に向けて延在する複数の脚部72とを備える。脚部72は、基部71の外縁に沿って等間隔で配置されている。図2に記載の例では、各脚部72は、先端部において、外向きに突出する先端側突出部72aを備える。そして、図3に示されるように、当該先端側突出部72aが、上述の変形量調整面AS1に接触する。先端側突出部72aは、部分球殻形状を有していてもよい。なお、部分球殻形状とは、球殻の一部に一致または略一致する形状を意味する。先端側突出部72aが部分球殻形状を有する場合、変形量調整面AS1に接触する部分が、滑らかな曲面部分となるため、変形量調整面AS1が傷つきにくい。また、部分球殻形状は、構造的に強度の高い形状であるため、長期間にわたって、先端側突出部72aの形状が崩れにくい。
なお、脚付ばね7Aが金属製である場合には、先端側突出部72aは、プレス加工によって脚部72の一部を塑性変形させることによって形成することができる。換言すれば、先端側突出部72aは、塑性変形部であってもよい。
なお、図2に記載の例では、基部71は、リング形状を有し、複数の脚部72が、リングの外縁部から下方に向けて延在している。しかし、基部71の形状は、リング形状に限定されない。
図3および図4を参照して、脚付ばね7A(防振ばね7)は、弁室VSを規定する内壁面CS1に接触しつつ上下方向に移動可能である。図3に記載の例では、内壁面CS1は、仮想的な円筒の側面形状に概ね一致する第1面201と、仮想的な円錐台の側面形状に一致または略一致する第2面202とを備え、第2面202が、変形量調整面AS1に対応する。
なお、内壁面CS1の具体的形状は、図3および図4に記載の例に限定されず任意である。例えば、図3および図4に記載の例では、第2面202(変形量調整面AS1)が、第1流路21の下方に設けられているが、第2面202は、第1流路21の上方に設けられていてもよい。
防振ばね7が、脚付ばね7Aである場合、脚付ばね7Aの脚部72は、変形量調整面AS1に接触しつつ移動する。より具体的には、脚部72の先端側突出部72aが、変形量調整面AS1に対して摺動する。
図3および図4に記載の例において、脚付ばね7Aは、弁体支持部材4と内壁面CS1との間に配置されており、脚付ばね7Aの基部71は、弁体支持部材4と付勢部材5との間に配置されている。よって、図3および図4に記載の例では、脚付ばね7Aは、弁体支持部材4および弁体3と概ね一体的に上下方向および/または横方向に移動する。
図3および図4に記載の例において、変形量調整面AS1は、上方向に向かうにつれて作動棒6の中心軸AXからの距離が短くなる面である。
このため、弁開度が微小である状態(図3に示される状態)では、脚部72は、内方に向けて(換言すれば、作動棒6の中心軸AXに向かう方向に)、大きく変形する。また、脚部72の弾性変形量が大きいため、脚付ばね7Aは、相対的に強い力で調芯される。加えて、弁体支持部材4および弁体3は、脚付ばね7Aと概ね一体的に移動するため、弁体支持部材4および弁体3も、相対的に強い力で調芯される。よって、弁開度が微小である状態(図3に示される状態)では、弁体3が相対的に強い力で調芯され、弁体3が横振動しにくく、膨張弁1Aから異音が発生しにくい。
他方、弁開度が比較的大きい状態(図4に示される状態)では、脚部72の弾性変形量が相対的に小さい。このため、脚付ばね7Aと、内壁面CS1との間の摺動抵抗は小さい。よって、弁開度が比較的大きい状態(すなわち、定常運転状態)において、膨張弁1Aの開度が、作動棒6によってスムーズに調整される。
なお、第2面202の作動棒6の長手方向に沿う方向の長さL1は、弁体3の移動下限と弁体3の移動上限との間の距離よりも大きいことが好ましい。
(第2の実施形態)
図5乃至図8を参照して、第2の実施形態における膨張弁1Bについて説明する。図5は、第2の実施形態における膨張弁1Bの全体構造を模式的に示す図である。図6は、防振ばね7の一例を模式的に示す概略斜視図である。図7は、膨張弁1Bの開度が微小であるときの防振ばね7の状態を模式的に示す図である。図8は、膨張弁1Bの開度が比較的大きいときの防振ばね7の状態を模式的に示す図である。
図5乃至図8を参照して、第2の実施形態における膨張弁1Bについて説明する。図5は、第2の実施形態における膨張弁1Bの全体構造を模式的に示す図である。図6は、防振ばね7の一例を模式的に示す概略斜視図である。図7は、膨張弁1Bの開度が微小であるときの防振ばね7の状態を模式的に示す図である。図8は、膨張弁1Bの開度が比較的大きいときの防振ばね7の状態を模式的に示す図である。
第2の実施形態における膨張弁1Bは、防振ばね7が弁室VS外に配置され、かつ、防振ばね7が作動棒6に接触するように配置されている点で、第1の実施形態における膨張弁1Aとは異なる。よって、第2の実施形態では、防振ばね7および作動棒6を中心に説明し、防振ばね7および作動棒6以外の構成についての繰り返しとなる説明は省略する。
第2の実施形態において、作動棒6の下端は、弁体3に接触している。また、作動棒6は、付勢部材5による付勢力に抗して弁体3を開弁方向(すなわち、下方向)に押圧する。作動棒6が下方向に移動するとき、弁体3は弁座20から離間し、膨張弁1Bが開状態となる。
防振ばね7は、弁体3および作動棒6(特に、作動棒6)の振動を抑制する防振部材である。図5に記載の例では、防振ばね7は、弁室VSとは異なる凹部26内に配置されている。また、図5に記載の例では、凹部26は、後述の戻り流路23と連通しており、凹部26が、戻り流路23の下方に配置されている。
接触面CSは、防振ばね7が摺接する面である。換言すれば、接触面CSは、防振ばね7に対して相対移動可能であり、かつ、接触面CSは防振ばね7に接触している。図5に記載の例では、接触面CSは、作動棒6の外周面CS2である。
第2の実施形態では、防振ばね7の変形量は、弁体3が閉弁方向(すなわち、上方向)に向かうにつれて大きくなる。換言すれば、第2の実施形態では、膨張弁1Bの開度が微小であるときの防振ばね7の変形量が、膨張弁1Bの開度が大きいときの防振ばね7の変形量よりも大きい。そして、膨張弁1Bの開度が微小であるときの防振ばね7の変形量が大きいため、膨張弁1Bの開度が微小であるときの防振性能が高い。また、膨張弁1Bの開度が大きいときの防振ばね7の変形量が相対的に小さいため、防振ばね7と接触面CSとの間の摺動抵抗の増加が抑制される。
以上のとおり、第2の実施形態における膨張弁1Bでは、防振ばね7と接触面CSとの間の摺動抵抗の増加が抑制されつつ、膨張弁1Bの防振性能が向上する。換言すれば、定常運転時(弁開度が相対的に大きい時)には、摺動抵抗の増加が抑制されるため膨張弁1Bの制御性が損なわれない。他方、異音が発生しやすい微小開度時には、防振ばね7の変形量が増すことにより、弁体3および/または作動棒6の振動がより効果的に抑制される。その結果、膨張弁1Bからの異音の発生が抑制される。
第2の実施形態において、防振ばね7は、弁室VSとは異なる凹部26に配置されており、防振ばね7が摺動する接触面CSは、作動棒6の外周面CS2である。
図5に記載の例では、防振ばね7は、凹部26の内壁面26aと、作動棒6との間に配置されている。
また、図5に記載の例では、接触面CS(外周面CS2)は、閉弁方向すなわち上方向に向かうにつれて作動棒6の中心軸AXからの距離が短くなる変形量調整面AS2である。より具体的には、接触面CS(外周面CS2)は、閉弁方向すなわち上方向に向かうにつれて作動棒6の中心軸AXからの距離が短くなるテーパ面である。
(防振ばね7)
図6を参照して、第2の実施形態における防振ばね7の一例について説明する。図6に記載の例では、防振ばね7は、複数の弾性突出部77を備えたリングばね7Bである。なお、図6に記載の例では、弾性突出部77の個数は3個であるが、弾性突出部77の個数は、4個以上であってもよい。
図6を参照して、第2の実施形態における防振ばね7の一例について説明する。図6に記載の例では、防振ばね7は、複数の弾性突出部77を備えたリングばね7Bである。なお、図6に記載の例では、弾性突出部77の個数は3個であるが、弾性突出部77の個数は、4個以上であってもよい。
図6に記載のリングばね7Bは、リング部76と、リング部76よりも内側に突出して作動棒6の外周面CS2に接触する3個以上の弾性突出部77とを備える。
図6に記載の例では、弾性突出部77は、リング部76の周方向に沿って等間隔で配置されている。図6に記載の例では、各弾性突出部77は、先端部において、内向きに(換言すれば、作動棒6に向かって)突出する先端側突出部77aを備える。そして、図7に示されるように、当該先端側突出部77aが、上述の変形量調整面AS2に接触する。先端側突出部77aは、部分球殻形状を有していてもよい。なお、部分球殻形状とは、球殻の一部に一致または略一致する形状を意味する。先端側突出部77aが部分球殻形状を有する場合、変形量調整面AS2に接触する部分が、滑らかな曲面部分となるため、変形量調整面AS2が傷つきにくい。また、部分球殻形状は、構造的に強度の高い形状であるため、長期間にわたって、先端側突出部77aの形状が崩れにくい。
なお、リングばね7Bが金属製である場合には、先端側突出部77aは、プレス加工によってリングばね7Bを構成する板材75を塑性変形させることによって形成することができる。換言すれば、先端側突出部77aは、塑性変形部であってもよい。
図6に記載の例では、リング部76は、板材75を環状に湾曲させることによって形成されている。より具体的には、リング部76は、板材75の一端部に設けられた端部舌片78と、板材75の他端部に設けられた舌片受け入れ部79とを重ね合わせることによって形成されている。しかし、リング部76の形成方法は、上述の例に限定されない。
図7および図8を参照して、作動棒6は、リングばね7Bの弾性突出部77に接触しつつ上下方向に移動可能である。図7に記載の例では、作動棒6の外周面CS2は、仮想的な円筒の側面形状に一致または略一致する第1面601と、仮想的な円筒の側面形状に一致または略一致する第3面603と、第1面601および第3面603の間に配置された第2面602とを備える。第2面602は、仮想的な円錐台の側面形状に一致または略一致する面であり、第2面602が、変形量調整面AS2に対応する。
なお、外周面CS2の具体的形状は、図7および図8に記載の例に限定されず任意である。例えば、図7および図8に記載の例では、第2面602と、作動棒6の中心軸AXを通る平面との交線は直線であるが、当該交線は、曲線であってもよい。
防振ばね7が、リングばね7Bである場合、作動棒6の変形量調整面AS2は、リングばね7Bの弾性突出部77に接触しつつ移動する。より具体的には、作動棒6の変形量調整面AS2が、弾性突出部77の先端側突出部77aに対して摺動する。
図7および図8に記載の例において、リングばね7Bの下端は、凹部26の底面26bに接触しており、リングばね7Bの上端は、凹部26のかしめ部26cによってかしめ固定されている。
図7および図8に記載の例において、変形量調整面AS2は、上方向に向かうにつれて作動棒6の中心軸AXからの距離が短くなる面である。このため、弁開度が微小である状態(図7に示される状態)では、弾性突出部77は、外方に向けて(換言すれば、作動棒6の中心軸AXから離れる方向に)、大きく変形する。また、弾性突出部77の弾性変形量が大きいため、作動棒6は、相対的に強い力で調芯される。加えて、作動棒6の下端は弁体3に接触しているため、弁体3も相対的に強い力で調芯される。よって、弁開度が微小である状態(図7に示される状態)では、弁体3が相対的に強い力で調芯され、弁体3が横振動しにくく、異音が発生しにくい。
他方、弁開度が比較的大きい状態(図8に示される状態)では、弾性突出部77の弾性変形量が相対的に小さい。このため、リングばね7Bと、作動棒6の外周面CS2との間の摺動抵抗は小さい。よって、弁開度が比較的大きい状態(すなわち、定常運転状態)において、膨張弁1Bの開度が、作動棒6によってスムーズに調整される。
なお、第2面602の作動棒6の長手方向に沿う方向の長さL2は、弁体3の移動下限と弁体3の移動上限との間の距離よりも大きいことが好ましい。
(第3の実施形態)
図9を参照して、第3の実施形態における膨張弁1Cについて説明する。図9は、第3の実施形態における膨張弁1Cの全体構造を模式的に示す図である。
図9を参照して、第3の実施形態における膨張弁1Cについて説明する。図9は、第3の実施形態における膨張弁1Cの全体構造を模式的に示す図である。
第3の実施形態における膨張弁1Cは、第1の実施形態で説明された脚付ばね7Aおよび第2の実施形態で説明されたリングばね7Bの両方を備える。換言すれば、第3の実施形態は、第1の実施形態および第2の実施形態の組み合わせである。
第3の実施形態における膨張弁1Cは、第1の実施形態における膨張弁1Aと同様の効果を奏し、第2の実施形態における膨張弁1Bと同様の効果を奏する。
また、第3の実施形態における膨張弁1Cは、弁室VS内に配置される防振ばね7(脚付ばね7A)と、作動棒6の周囲に配置される防振ばね7(リングばね7B)とを備える。このため、弁体3および作動棒6が、少なくとも2つの防振ばねによって、効果的に防振される。その結果、膨張弁1Cからの異音の発生がより一層効果的に抑制される。
(膨張弁1の適用例)
図10を参照して、膨張弁1の適用例について説明する。図10は、実施形態における膨張弁1を冷媒循環システム100に適用した例を模式的に示す概略断面図である。
図10を参照して、膨張弁1の適用例について説明する。図10は、実施形態における膨張弁1を冷媒循環システム100に適用した例を模式的に示す概略断面図である。
図10に記載の例では、膨張弁1は、コンプレッサ101と、コンデンサ102と、エバポレータ104とに流体接続されている。
また、膨張弁1は、弁本体2、弁体3、弁体支持部材4、付勢部材5、作動棒6、防振ばね7、第1流路21、第2流路22に加え、作動棒を駆動するパワーエレメント8と、戻り流路23とを備える。
図10を参照して、コンプレッサ101で加圧された冷媒は、コンデンサ102で液化され、膨張弁1に送られる。また、膨張弁1で断熱膨張された冷媒はエバポレータ104に送り出され、エバポレータ104で、エバポレータの周囲を流れる空気と熱交換される。エバポレータ104から戻る冷媒は、膨張弁1(より具体的には、戻り流路23)を通ってコンプレッサ101側へ戻される。
膨張弁1には、コンデンサ102から高圧冷媒が供給される。より具体的には、コンデンサ102からの高圧冷媒は、第1流路21を介して、弁室VSに供給される。弁室VS内には、弁体3が、弁座20に対向して配置されている。また、弁体3は、弁体支持部材4によって支持されており、弁体支持部材4は、付勢部材5(例えば、コイルばね)によって、上向きに付勢されている。換言すれば、弁体3は、付勢部材5によって閉弁方向に付勢されている。付勢部材5は、弁体支持部材4と、付勢部材受け部材24との間に配置されている。図10に記載の例では、付勢部材受け部材24は、弁本体2に装着されることにより弁室VSを封止するプラグである。
弁体3が、弁座20に着座しているとき(換言すれば、膨張弁1が閉状態のとき)には、弁室VSの上流側の第1流路21と弁室VSの下流側の第2流路22とは、非連通状態である。他方、弁体3が、弁座20から離間しているとき(換言すれば、膨張弁1が開状態のとき)には、弁室VSに供給された冷媒は、第2流路22を通って、エバポレータ104へ送り出される。なお、膨張弁1の閉状態と開状態との間の切り換えは、パワーエレメント8に接続された作動棒6によって行われる。
図10に記載の例では、パワーエレメント8は、膨張弁1の上端部に配置されている。パワーエレメント8は、上蓋部材81と、中央部に開口を有する受け部材82と、上蓋部材81と受け部材82との間に配置されたダイアフラムとを備える。上蓋部材81とダイアフラムとによって囲まれる第1空間には、作動ガスが充填される。
ダイアフラムの下面は、ダイアフラム支持部材を介して作動棒6に接続されている。このため、第1空間内の作動ガスが液化されると、作動棒6は上方向に移動し、液化された作動ガスが気化されると、作動棒6は下方向に移動する。こうして、膨張弁1の開状態と閉状態との間の切り換えが行われる。
ダイアフラムと受け部材82との間の第2空間は、戻り流路23と連通している。このため、戻り流路23を流れる冷媒の温度、圧力に応じて、第1空間内の作動ガスの相(気相、液相等)が変化し、作動棒6が駆動される。換言すれば、図10に記載の膨張弁1では、エバポレータ104から膨張弁1に戻る冷媒の温度、圧力に応じて、膨張弁1からエバポレータ104に向けて供給される冷媒の量が自動的に調整される。
なお、図10に記載の例では、上述の冷媒循環システム100において使用される膨張弁1が、第1の実施形態における膨張弁1Aである例について説明された。代替的に、冷媒循環システム100において使用される膨張弁は、第2の実施形態における膨張弁1Bであってもよいし、第3の実施形態における膨張弁1Cであってもよい。
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されない。本発明の範囲内において、上述の各実施の形態の自由な組み合わせが可能であり、各実施の形態の任意の構成要素の変形が可能である。また、各実施の形態において任意の構成要素の追加または省略が可能である。
例えば、上述の実施形態では、防振ばね7が金属製である例について説明された。代替的に、防振ばね7は樹脂製であってもよい。
1、1A、1B、1C:膨張弁
2 :弁本体
3 :弁体
4 :弁体支持部材
5 :付勢部材
6 :作動棒
7 :防振ばね
7A :脚付ばね
7B :リングばね
8 :パワーエレメント
20 :弁座
21 :第1流路
22 :第2流路
23 :戻り流路
24 :付勢部材受け部材
26 :凹部
26a :内壁面
26b :底面
26c :かしめ部
71 :基部
72 :脚部
72a :先端側突出部
75 :板材
76 :リング部
77 :弾性突出部
77a :先端側突出部
78 :端部舌片
79 :舌片受け入れ部
81 :上蓋部材
82 :受け部材
100 :冷媒循環システム
101 :コンプレッサ
102 :コンデンサ
104 :エバポレータ
201 :第1面
202 :第2面
601 :第1面
602 :第2面
603 :第3面
AS1 :変形量調整面
AS2 :変形量調整面
CS :接触面
CS1 :内壁面
CS2 :外周面
VS :弁室
2 :弁本体
3 :弁体
4 :弁体支持部材
5 :付勢部材
6 :作動棒
7 :防振ばね
7A :脚付ばね
7B :リングばね
8 :パワーエレメント
20 :弁座
21 :第1流路
22 :第2流路
23 :戻り流路
24 :付勢部材受け部材
26 :凹部
26a :内壁面
26b :底面
26c :かしめ部
71 :基部
72 :脚部
72a :先端側突出部
75 :板材
76 :リング部
77 :弾性突出部
77a :先端側突出部
78 :端部舌片
79 :舌片受け入れ部
81 :上蓋部材
82 :受け部材
100 :冷媒循環システム
101 :コンプレッサ
102 :コンデンサ
104 :エバポレータ
201 :第1面
202 :第2面
601 :第1面
602 :第2面
603 :第3面
AS1 :変形量調整面
AS2 :変形量調整面
CS :接触面
CS1 :内壁面
CS2 :外周面
VS :弁室
上記目的を達成するために、本発明による膨張弁は、弁室を備える弁本体と、前記弁室の内部に配置される弁体と、前記弁体を支持する弁体支持部材と、前記弁体を弁座に向けて付勢する付勢部材と、前記弁体に接触し、前記付勢部材による付勢力に抗して前記弁体を開弁方向に押圧する作動棒と、前記弁体または前記作動棒の振動を抑制する防振ばねと、を具備する膨張弁であって、前記膨張弁は、前記防振ばねと摺接する接触面を有する。当該接触面は、前記弁体が閉弁方向に向かうにつれて前記防振ばねの変移量が大きくなる形状を有する。
Claims (6)
- 弁室を備える弁本体と、
前記弁室の内部に配置される弁体と、
前記弁体を支持する弁体支持部材と、
前記弁体を弁座に向けて付勢する付勢部材と、
前記弁体に接触し、前記付勢部材による付勢力に抗して前記弁体を開弁方向に押圧する作動棒と、
前記弁体または前記作動棒の振動を抑制する防振ばねと、
前記防振ばねが摺接する接触面と
を具備し、
前記防振ばねの変形量は、前記弁体が閉弁方向に向かうにつれて大きくなることを特徴とする膨張弁。 - 前記防振ばねは、脚付ばねを含み、
前記脚付ばねは、
基部と、
前記基部から下方に向けて延在する複数の脚部と
を備えることを特徴とする請求項1に記載の膨張弁。 - 前記防振ばねは、リングばねを更に含み、
前記リングばねは、
リング部と、
前記リング部よりも内側に突出して前記作動棒の外周面に接触する弾性突出部と
を備えることを特徴とする請求項2に記載の膨張弁。 - 前記防振ばねは、前記弁室内に配置されており、
前記接触面は、前記弁室を規定する内壁面であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の膨張弁。 - 前記接触面は、前記閉弁方向に向かうにつれて前記作動棒の中心軸からの距離が短くなる変形量調整面を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の膨張弁。
- 前記作動棒を駆動するパワーエレメントを更に具備することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の膨張弁。
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- 2018-04-26 CN CN201810385092.8A patent/CN109210209A/zh active Pending
- 2018-06-26 US US16/018,130 patent/US20190003754A1/en not_active Abandoned
- 2018-06-28 EP EP18180260.4A patent/EP3421906A1/en not_active Withdrawn
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