JP6886949B2 - 圧力調整弁 - Google Patents

Description

本発明は、圧力調整弁に関する。

従来、冷凍サイクルに用いられて開度を可変に制御することで、一次側の圧力を調整する圧力調整弁が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の圧力調整弁は、車両用空調装置の冷凍サイクルにおける蒸発器と圧縮機との間に設けられ、一次側の蒸発器内の蒸発圧力を所定値以上に保つことで、蒸発器内のフロスト（着霜）を防止するための蒸発圧力調整弁である。

この圧力調整弁は、内部に冷媒通路が形成されたボデー（弁本体）と、冷媒通路を開閉する弁体と、弁体に対して弁閉方向に荷重をかけるベローズおよびコイルばね（弁ばね）と、ベローズ内で弁体と連動するステムと、内部をステムが摺動するガイドと、ステムとガイドの間に設けられた抵抗付与部材と、を備えている。抵抗付与部材としては、Ｏリングやばね部材、潤滑油などが用いられ、この抵抗付与部材によって弁体に摺動抵抗を付与することで、冷媒の急激な圧力変動に伴う弁体の振動が抑制されるようになっている。

特開２０１５−１５２１３７号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたような従来の圧力調整弁では、コイルばねやステム、ガイドに加えて抵抗付与部材までもがベローズ内部の密閉空間に設けられているため、これらの各部材を内部に収めつつベローズの端部を溶接によって密閉する必要があり、組立の作業性が低下するという問題がある。また、特許文献１には、Ｏリングを弁本体と弁体との間である冷媒流路に設ける例も示されているが、その場合には、冷媒に含まれる冷凍機油が十分に存在しない条件で運転すると、Ｏリングの引っ掛かりによる異音の発生や、弁体の動きが阻害されるなどの不具合が生じる可能性がある。

本発明の目的は、弁体に適切な摺動抵抗を付与しつつ良好な組立性が得られる圧力調整弁を提供することである。

本発明の圧力調整弁は、弁体に作用する圧力に応じて開度を可変に制御する圧力調整弁であって、一次側ポート、二次側ポート、および弁座部を有する弁本体と、前記弁座部に対して二次側から着座または離座する弁体と、前記弁体の二次側に一端が接続され他端が前記弁本体に接続されるベローズと、前記ベローズの内部に設けられて前記弁体を前記弁座部に向かって付勢する弁ばねと、前記弁本体および前記弁体の一方に固定されて他方の被摺接面に押圧状態で接する弾性部材と、を備え、前記弾性部材は、前記弁本体および前記弁体のうち少なくとも一方に固定される固定部と、前記固定部から延出して前記被摺接面に摺接する複数の弾性片と、を有し、一次側から二次側に流れる流体の流路に設けられ、前記弾性片には前記被摺接面に摺接する摺接部が設けられ、前記弾性片における前記固定部側の基端部と前記摺接部との間には、前記弁本体の軸方向と傾斜した傾斜部が設けられ、前記傾斜部は、前記弁座部と前記弁体との隙間を通過する流体からの圧力を受けることで、前記被摺接面に対する前記摺接部の押圧力を増大させることを特徴とする。

このような本発明によれば、弾性部材が弁本体と弁体との間の流路に設けられているので、ベローズの内部に設けられる場合と比較して容易に組み立てることができ、組立性を良好にすることができる。また、弾性部材が固定部と複数の弾性片とを有して形成され、複数の弾性片が被摺接面に摺接することにより弁体の摺動抵抗が得られるので、冷凍機油の有無に関わらずに安定した摺動抵抗を弁体に付与することができる。また、この構成によれば、弾性片が摺接部を有し、弾性片の傾斜部が弁座部と弁体との隙間を通過する流体からの圧力を受け、被摺接面に対する摺接部の押圧力を増大させることで、弁開時における弾性部材から弁体に作用する押圧力が大きくなり、弁体の振動を抑制して安定性を向上させることができる。一方、弁閉時においては、弁座部と弁体との隙間を流体が通過しないことから、弁開時よりも押圧力が小さくなり、一次側の流体の圧力によって弁体が離座する際の動きを円滑にすることができる。

この際、前記弾性部材の前記固定部は、前記弁体の一次側に固定され、前記複数の弾性片は、前記固定部から一次側に延出するとともに、前記一次側ポートの内周面で構成される前記被摺接面に摺接することが好ましい。

また、前記弾性部材の前記固定部は、前記弁体の二次側に固定され、前記複数の弾性片は、前記固定部から一次側に延出するとともに、前記二次側ポートの内周面で構成される前記被摺接面に摺接する構成でもよい。

さらに、前記弾性部材の前記固定部は、前記弁本体における前記二次側ポートの内部に固定され、前記複数の弾性片は、前記固定部から一次側に延出するとともに、前記弁体の外周面で構成される前記被摺接面に摺接する構成でもよい。

以上の構成によれば、弾性部材の固定部が弁体または弁本体に固定され、被摺接面が一次側ポートの内周面、二次側ポートの内周面または弁体の外周面で構成され、このような被摺接面に弾性部材の複数の弾性片が摺接することで、弾性部材および被摺接面の構成を簡素化することができる。

また、前記弾性片は、少なくとも３以上の複数設けられ、前記摺接部は、前記弾性片における延出方向の中間位置に設けられ、前記被摺接面に向かって山形に屈折して当該被摺接面に摺接することが好ましい。

この構成によれば、弾性片が山形に屈折して形成された摺接部を有し、この摺接部が被摺接面に摺接することで、摺接部を略点接触で被摺接面に当接させることができ、安定した摩擦抵抗が得られるとともに、弁体の移動を阻害するような引っ掛かりを防止することができる。

この際、前記弾性片は、前記摺接部が前記弁本体の軸方向に沿って異なる位置に設けられた第１弾性片および第２弾性片を有して構成され、前記第１弾性片と前記第２弾性片とは、それぞれ複数設けられるとともに周方向に交互に設けられ、複数の前記第１弾性片同士が軸対称に設けられ、複数の前記第２弾性片同士が軸対称に設けられていることが好ましい。

この構成によれば、第１弾性片と第２弾性片とで摺接部が軸方向に沿って異なる位置に設けられるとともに、複数の第１弾性片同士が軸対称に設けられ、複数の第２弾性片同士が軸対称に設けられていることで、軸方向の異なる２箇所かつ周方向の複数箇所で被摺接面に略点接触させることができる。従って、摺接部が被摺接面に当接することで弾性部材から弁体に作用する径方向の押圧力が分散されるとともに均等化されるので、この押圧力によって弁体が傾くことが防止でき、弁体を円滑に移動させるとともに着座および離座を確実に実行させることができる。

また、前記弾性片における前記摺接部よりも先端側には、前記弁本体の軸方向に対して前記被摺接面から離れる方向に傾斜した第２傾斜部が設けられていることが好ましい。

この構成によれば、弾性片に被摺接面から離れる方向に傾斜した第２傾斜部が設けられていることで、圧力調整弁を組み立てる際に弾性片の先端が被摺接面の周辺に引っ掛かりにくくなり、組立性をさらに向上させることができる。

本発明の圧力調整弁によれば、弾性部材が弁本体と弁体との間の流路に設けられていることで良好な組立性を確保することができるとともに、弾性部材の弾性片が被摺接面に摺接することで弁体に摺動抵抗が付与されるので、弁体の振動を抑制して動きを安定させることができる。

本発明の第１実施形態に係る圧力調整弁を示す断面図である。 （Ａ），（Ｂ）は、前記圧力調整弁の要部を示す拡大断面図である。 （Ａ），（Ｂ）は、前記圧力調整弁における弾性部材を示す断面図および底面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、前記弾性部材の変形例を示す断面図および底面図である。 前記圧力調整弁を備えた冷凍サイクルの一部を示す構成図である。 （Ａ），（Ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る圧力調整弁の要部を示す拡大断面図である。 （Ａ），（Ｂ）は、本発明の第３実施形態に係る圧力調整弁の要部を示す拡大断面図である。

本発明の第１実施形態に係る圧力調整弁について図１〜図５を参照して説明する。図１は、本実施形態の圧力調整弁１０を示す断面図であり、弁閉状態を示す図である。図２（Ａ），（Ｂ）は、圧力調整弁１０の要部を示す拡大断面図であり、図２（Ａ）は弁閉状態を示し、図２（Ｂ）は弁開状態を示す図である。圧力調整弁１０は、図５に一部を示す冷凍サイクルで利用される。この冷凍サイクルは、例えば車載用の空気調和機を構成するものである。圧力調整弁１０は、一次側である蒸発器１００と二次側である圧縮機２００との間に設けられ、蒸発器１００で気化された冷媒（流体）が導入され、圧力調整弁１０によって冷媒の蒸発圧力を所定値以上に維持しつつ、冷媒を圧縮機２００に送り出すものである。

図１に示すように、圧力調整弁１０は、軸線Ｌを中心とした全体円筒状の弁本体１１と、弁本体１１の内部に設けられる弁体１２と、弁体１２に接続されるベローズ１３と、ベローズ１３の内部に設けられる弁ばね１４と、ベローズ１３および弁ばね１４の伸縮をガイドするガイド部１５と、ベローズ１３を弁本体１１に接続するための接続部材１６と、弁体１２に摺動抵抗を付与する弾性部材としての羽根部材１７と、圧力調整弁１０を空気調和機の所定部位にボルト固定するための第１フランジ１８および第２フランジ１９と、を備えている。

弁本体１１は、それぞれ全体として円筒状の金属材料から切削加工により形成された第１部材２１および第２部材２２と、第１部材２１と第２部材２２との間に設けられる金属製円板状の支持部材２３と、第１部材２１に対して第２部材２２を係止する止金部材２４と、を有している。弁本体１１は、一次側（図１の下側）に位置して蒸発器１００に接続される一次側ポート１１Ａと、二次側（図１の上側）に位置して圧縮機２００に接続される二次側ポート１１Ｂと、一次側ポート１１Ａと二次側ポート１１Ｂとを仕切る位置に設けられる弁座部１１Ｃと、を有している。

第１部材２１は、一次側（図１の下側であり、蒸発器１００側）に位置する第１円筒部２１１と、弁体１２が着座可能な段付き状の弁座部１１Ｃと、弁座部１１Ｃよりも二次側に位置する二次室２１２と、二次室２１２よりも二次側にて内径が拡大された保持部２１３と、蒸発器１００側の継手等をボルト固定する第１フランジ１８と、を有して形成されている。第１円筒部２１１の内部空間によって一次側ポート１１Ａが構成されている。第１フランジ１８は、第１部材２１に一体に形成されている。

第２部材２２は、保持部２１３に保持されて二次室２１２に連通される被保持部２２１と、被保持部２２１から二次側に延びる第２円筒部２２２と、第２円筒部２２２の先端外周面に設けられて第２フランジ１９と螺合する雄ねじ部２２３と、を有して形成されている。これらの二次室２１２、被保持部２２１および第２円筒部２２２の内部空間によって二次側ポート１１Ｂが構成されている。被保持部２２１の外周下端部には、支持部材２３を第１部材２１に向かって押圧する押圧部材２２４が設けられ、被保持部２２１の外周面には、保持部２１３との間をシールすることで圧力調整弁１０の内部と外部（大気）との間を気密に分離するシール部材２２５が設けられている。押圧部材２２４およびシール部材２２５は、それぞれゴム製のＯリングによって構成されている。

支持部材２３は、第１部材２１の二次室２１２上端部と第２部材２２の被保持部２２１下端部との間に押圧部材２２４を介して挟持され、第２部材２２が止金部材２４によって第１部材２１に係止されることで固定されている。この支持部材２３は、中央部に接続部材１６のボルト１６１が螺合するねじ孔２３１と、その周囲にて支持部材２３を貫通する複数の導通孔２３２と、を有して形成されている。これら複数の導通孔２３２により、第１部材２１の二次室２１２と第２部材２２の被保持部２２１および第２円筒部２２２の内部とが連通され、冷媒が通過できるようになっている。

弁体１２は、全体円板状の金属部材からなり、弁座部１１Ｃに二次側から着座または離座可能になっている。弁体１２は、弁座部１１Ｃよりも大径な円板部３１と、円板部３１の外周部から上方（二次側）に突出する２箇所の係止爪部３２と、円板部３１の上面に半円弧状に立設された２箇所の立上壁部３３と、円板部３１の中央部を貫通し、一次側ポート１１Ａと二次室２１２とを連通し弁閉時においても冷媒の微少な移動を許容する連通路であるブリード孔３４と、ブリード孔３４の周囲にて下方（一次側）に突出して羽根部材１７を係止する係止部３５と、を有して形成されている。この弁体１２は、ベローズ１３および弁ばね１４の付勢力で下方に付勢されることによって弁座部１１Ｃに着座する。一方、一次側ポート１１Ａに流入する蒸発器１００からの冷媒の蒸発圧力が上昇すると、その蒸発圧力に応じて弁体１２が弁座部１１Ｃから離座するように構成されている。

図２にも示すように、ベローズ１３は、ステンレス鋼等の金属製の薄板材からプレス成形により全体として有底筒状かつ蛇腹状に形成された成形ベローズ１３１と、成形ベローズ１３１の一次側端部の面に例えばスポット溶接により溶接固定された円板状の金属プレート１３２と、成形ベローズ１３１の二次側端部に溶接固定されたフランジ部材１３３と、を有して構成されている。このベローズ１３は、成形ベローズ１３１およびフランジ部材１３３が接合されることで密閉され、その内部が真空状態または極低圧状態とされている。金属プレート１３２は、弁体１２の２箇所の係止爪部３２の間に挿入されるとともに、２箇所の立上壁部３３に当接するようになっており、これにより弁体１２とベローズ１３とが組み立てられている。

図２（Ａ）に示すように、ベローズ１３の有効径φｂは、弁座部１１Ｃの弁口径φｖと略同一寸法である。すなわち、ベローズ１３の有効面積Ａｂと弁座部１１Ｃの有効面積Ａｖとが略同一となり、二次側圧力Ｐ２によってベローズ１３に作用する上向きの力（Ｐ２×Ａｂ）と、弁体１２に作用する下向きの力（Ｐ２×Ａｖ）と、が打ち消し合うことになる。従って、弁体１２が二次側圧力の影響を受けず、一次側圧力を主体として弁体１２が開閉動作することになるので、蒸発圧力の制御を安定して実行可能になっている。

ガイド部１５は、ベローズ１３の内部における一次側に設けられた円筒状のシリンダ部材１５１と、ベローズ１３の内部における二次側のフランジ部材１３３に弁ばね１４の付勢力により当接された連結部材１５２と、この連結部材１５２に固定されてシリンダ部材１５１に進退可能に支持されるピストン部材１５３と、を有している。また、弁ばね１４は、圧縮ばねであって、シリンダ部材１５１と連結部材１５２との間に押圧状態で保持されている。従って、ガイド部１５は、弁ばね１４によって付勢力を受け、この付勢力が伝達されることでベローズ１３は、軸線Ｌに沿った伸張方向に付勢されている。

接続部材１６は、ベローズ１３のフランジ部材１３３に固定されるボルト１６１と、このボルト１６１に螺合するロックナット１６２と、を有している。ボルト１６１は、支持部材２３のねじ孔２３１に螺合されており、ボルト１６１を回転させて軸線Ｌに沿った方向に進退させることで、ベローズ１３および弁ばね１４を伸縮させ、これにより弁体１２に対する付勢力を調節し、圧力調整弁１０が制御する蒸発圧力を所定の圧力となるように調整できるようになっている。そして、適宜な付勢力になるようにボルト１６１のねじ込み量を調節してから、ロックナット１６２をボルト１６１および支持部材２３に締め付けることで、調節した付勢力が維持されるようになっている。

図３（Ａ），（Ｂ）は、羽根部材１７を示す断面図および底面図である。図３にも示すように、羽根部材１７は、ステンレス鋼等の金属製の薄板材から打ち抜き加工やプレス加工を行うことで成形され、弁体１２に固定される固定部４１と、固定部４１から一次側に延出して一次側ポート１１Ａの内周面で構成される被摺接面２１５に摺接する複数の弾性片４２と、を有している。固定部４１には、係止部３５を挿通させる挿通孔４３が設けられ、挿通孔４３が係止部３５に係止されることで、弁体１２および羽根部材１７の中心が軸線Ｌ上に位置決めされている。固定部４１は、弁体１２の円板部３１のうち一次側ポート１１Ａ側の面にスポット溶接等により固定され、弾性片４２は、一次側ポート１１Ａから二次側ポート１１Ｂに流れる冷媒の流路に設けられている。

羽根部材１７の弾性片４２は、軸線Ｌ回りに互いに９０°の角度をなして４個が設けられ、各弾性片４２における延出方向の中間位置には、径方向外側に山形に屈折して被摺接面２１５に摺接する摺接部４４が設けられている。弾性片４２における固定部４１側の基端部と摺接部４４との間には、軸線Ｌと傾斜した傾斜部４５が設けられ、摺接部４４よりも先端側には、軸線Ｌ方向に対して被摺接面２１５から離れる方向に傾斜した第２傾斜部４６が設けられている。このように摺接部４４が被摺接面２１５に向かって凸な山形の頂部に形成されていることで、摺接部４４が被摺接面２１５に対して略点接触で摺接することとなる。また、図２（Ｂ）に示すように、傾斜部４５は、弁座部１１Ｃと弁体１２との隙間を通過する冷媒Ｒからの圧力を受けることで、被摺接面２１５に対する摺接部４４の押圧力が増大するように形成されている。

なお、羽根部材１７は、図４に示す形態であってもよい。図４（Ａ）〜（Ｃ）は、羽根部材１７の変形例を示す断面図および底面図であり、図４（Ａ）は、図４（Ｃ）にＡ−Ｏ−Ｃ矢視線で示す断面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ｃ）にＢ−Ｏ−Ｄ矢視線で示す断面図である。図４に示す羽根部材１７は、３個の第１弾性片４２Ａと、３個の第２弾性片４２Ｂと、を有し、第１弾性片４２Ａと第２弾性片４２Ｂとは、互いの摺接部４４の高さ位置が相違している。また、第１弾性片４２Ａと第２弾性片４２Ｂとは、周方向に６０°の角度をなして交互に設けられており、３個の第１弾性片４２Ａ同士が中心Ｏに対して軸対称に設けられ、３個の第２弾性片４２Ｂ同士が中心Ｏに対して軸対称に設けられている。この羽根部材１７によれば、第１弾性片４２Ａの摺接部４４と第２弾性片４２Ｂの摺接部４４とは、被摺接面２１５に対して軸線Ｌ方向に沿った異なる高さ位置で摺接することから、圧力調整弁１０が横振動（軸線Ｌに直交する方向の振動）した場合でも弁体１２が傾くのを抑制することができ、弁体１２を円滑に移動させることができる。

以上の構成により、蒸発器１００からの冷媒が一次側ポート１１Ａに流入すると、一次側ポート１１Ａの圧力が上昇し、弁体１２に対して上向きの弁開力が作用するが、弁開力がベローズ１３および弁ばね１４の付勢力と羽根部材１７による摺動抵抗を上回るまで弁体１２は離座しない。一次側ポート１１Ａの圧力がさらに上昇して弁開力が付勢力および摺動抵抗を上回ると、図２（Ｂ）に示すように、弁体１２が弁座部１１Ｃから離座し、一次側ポート１１Ａから二次側ポート１１Ｂに冷媒Ｒが流れ、この冷媒Ｒが圧縮機２００に送られる。この際、弁座部１１Ｃと弁体１２との隙間を通過する冷媒Ｒから羽根部材１７の傾斜部４５が圧力を受けることで、被摺接面２１５に対する摺接部４４の押圧力が増大し、摺動抵抗が増加することになって弁体１２の振動が抑制される。また、蒸発器１００からの冷媒の圧力が低下し、弁開力がベローズ１３および弁ばね１４の付勢力を下回ると、弁体１２が弁閉方向に移動するが、この際にも羽根部材１７の摺動抵抗が作用することで、ヒステリシスを生じさせることができる。これにより弁体１２のハンチングが防止できるとともに、弁体１２の振動を抑制しつつ弁体１２を弁座部１１Ｃに適正に着座させることができる。

以上の本実施形態によれば、羽根部材１７が冷媒の流路である弁体１２の一次側に固定されているので、ベローズ１３の内部に設けられる場合よりも組立性を良好にすることができる。また、羽根部材１７が固定部４１と複数の弾性片４２とを有して形成され、複数の弾性片４２が弁本体１１の一次側ポート１１Ａの内周面である被摺接面２１５に摺接することで、弁体１２に対して安定した摺動抵抗を付与することができるとともに、羽根部材１７および被摺接面２１５の構成を簡素化することができる。

また、羽根部材１７の弾性片４２が山形に屈折して形成された摺接部４４を有し、この摺接部４４が被摺接面２１５に摺接することで、摺接部４４を略点接触で被摺接面２１５に当接させることができ、安定した摩擦抵抗が得られるとともに、弁体１２の移動を阻害するような引っ掛かりを防止することができる。

また、羽根部材１７の弾性片４２の傾斜部４５が弁座部１１Ｃと弁体１２との隙間を通過する流体からの圧力を受け、被摺接面２１５に対する摺接部４４の押圧力を増大させることで、弁開時における羽根部材１７から弁体１２に作用する押圧力が大きくなり、弁体１２の振動を抑制して安定性を向上させることができる。一方、弁閉時においては、弁座部１１Ｃと弁体１２との隙間を流体が通過しないことから、弁開時よりも押圧力が小さくなり、一次側の流体の圧力によって弁体１２が離座する際の動きを円滑にすることができる。

また、羽根部材１７の弾性片４２の先端部に被摺接面２１５から離れる方向に傾斜した第２傾斜部４６が設けられていることで、圧力調整弁１０を組み立てる際に弾性片４２の先端が弁本体１１の弁座部１１Ｃの周辺に引っ掛かりにくくなり、組立性をさらに向上させることができる。

次に、本発明の第２実施形態に係る圧力調整弁を図６に基づいて説明する。図６（Ａ），（Ｂ）は、第２実施形態に係る圧力調整弁１０の要部を示す拡大断面図であり、図６（Ａ）は弁閉状態を示し、図６（Ｂ）は弁開状態を示す図である。本実施形態の圧力調整弁１０は、前記第１実施形態と比較して、弾性部材（羽根部材１７Ａ）の構成が相違している。以下、第１実施形態との相違点について詳しく説明し、第１実施形態と同一又は同様な構成については同符号を付して説明を省略することがある。

羽根部材１７Ａは、ステンレス鋼等の金属製の薄板材から打ち抜き加工やプレス加工を行うことで成形され、弁体１２の係止爪部３２上面に固定される固定部５１と、固定部５１から一次側に延出して弁本体１１の二次室２１２の内周面で構成される被摺接面２１２Ａに摺接する複数の弾性片５２と、を有している。固定部５１は、係止爪部３２の上面にスポット溶接等により固定され、弾性片５２は、一次側ポート１１Ａから二次側ポート１１Ｂに流れる冷媒の流路に設けられている。

羽根部材１７Ａの弾性片５２における延出方向の中間位置には、径方向外側に山形に屈折して被摺接面２１２Ａに摺接する摺接部５３が設けられている。弾性片５２における固定部５１側の基端部と摺接部５３との間には、軸線Ｌと傾斜した傾斜部５４が設けられ、摺接部５３よりも先端側には、軸線Ｌ方向に対して被摺接面２１２Ａから離れる方向に傾斜した第２傾斜部５５が設けられている。このように摺接部５３が被摺接面２１２Ａに向かって凸な山形の頂部に形成されていることで、摺接部５３が被摺接面２１２Ａに対して略点接触で摺接することとなる。また、図６（Ｂ）に示すように、傾斜部５４は、弁座部１１Ｃと弁体１２との隙間を通過する冷媒Ｒからの圧力を受けることで、被摺接面２１２Ａに対する摺接部５３の押圧力が増大するように形成されている。

本実施形態の圧力調整弁１０によれば、第１実施形態と略同様の効果が得られ、圧力調整弁１０の組立性を良好にすることができる。また、羽根部材１７Ａの複数の弾性片５２が弁本体１１の二次室２１２の内周面である被摺接面２１２Ａに摺接することで、弁体１２に対して安定した摺動抵抗を付与することができるとともに、羽根部材１７Ａおよび被摺接面２１２Ａの構成を簡素化することができる。また、羽根部材１７Ａの弾性片５２が傾斜部５４および第２傾斜部５５を有した山形に形成されていることで、弁開時における弁体１２の振動を抑制して安定性を向上させることができるとともに、圧力調整弁１０を組み立てる際の組立性をさらに向上させることができる。

次に、本発明の第３実施形態に係る圧力調整弁を図７に基づいて説明する。図７（Ａ），（Ｂ）は、第３実施形態に係る圧力調整弁１０の要部を示す拡大断面図であり、図７（Ａ）は弁閉状態を示し、図７（Ｂ）は弁開状態を示す図である。本実施形態の圧力調整弁１０は、前記第１、２実施形態と比較して、弾性部材（羽根部材１７Ｂ）の構成が相違している。以下、第１、２実施形態との相違点について詳しく説明し、第１、２実施形態と同一又は同様な構成については同符号を付して説明を省略することがある。

羽根部材１７Ｂは、ステンレス鋼等の金属製の薄板材から打ち抜き加工やプレス加工を行うことで成形され、弁本体１１の二次室２１２内面に固定される固定部６１と、固定部６１から一次側に延出して弁体１２の外周面で構成される被摺接面３６に摺接する複数の弾性片６２と、を有している。固定部６１は、二次室２１２内面の段差部とリング部材２１６とで挟持されることにより固定され、弾性片６２は、一次側ポート１１Ａから二次側ポート１１Ｂに流れる冷媒の流路に設けられている。

羽根部材１７Ｂの弾性片６２における延出方向の中間位置には、径方向内側に山形に屈折して被摺接面３６に摺接する摺接部６３が設けられている。弾性片６２における固定部６１側の基端部と摺接部６３との間には、軸線Ｌと傾斜した傾斜部６４が設けられ、摺接部６３よりも先端側には、軸線Ｌ方向に対して被摺接面３６から離れる方向に傾斜した第２傾斜部６５が設けられている。このように摺接部６３が被摺接面３６に向かって凸な山形の頂部に形成されていることで、摺接部６３が被摺接面３６に対して略点接触で摺接することとなる。また、図７（Ｂ）に示すように、傾斜部６４は、弁座部１１Ｃと弁体１２との隙間を通過する冷媒Ｒからの圧力を受けることで、被摺接面３６に対する摺接部６３の押圧力が増大するように形成されている。

本実施形態の圧力調整弁１０によれば、第１、２実施形態と略同様の効果が得られ、圧力調整弁１０の組立性を良好にすることができる。また、羽根部材１７Ｂの複数の弾性片６２が弁体１２の外周面で構成される被摺接面３６に摺接することで、弁体１２に対して安定した摺動抵抗を付与することができるとともに、羽根部材１７Ｂおよび被摺接面３６の構成を簡素化することができる。また、羽根部材１７Ｂの弾性片６２が傾斜部６４および第２傾斜部６５を有した山形に形成されていることで、弁開時における弁体１２の振動を抑制して安定性を向上させることができるとともに、圧力調整弁１０を組み立てる際の組立性をさらに向上させることができる。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。例えば、前記実施形態では、一次側の蒸発器１００と二次側の圧縮機２００の間に接続されて蒸発圧力を所定値に調節する圧力調整弁１０を例示したが、本発明の圧力調整弁は、冷凍サイクルにおける他の位置に設けられてもよい。また、前記実施形態では、車載用の空気調和機に用いられる圧力調整弁１０を例示したが、本発明の圧力調整弁は、車載用に限らず住宅用やビル用の空気調和機に用いられてもよいし、空気調和機以外の冷凍冷蔵機に用いられてもよい。

また、前記実施形態では、圧力調整弁１０が弾性部材である羽根部材１７，１７Ａ，１７Ｂを有し、この羽根部材１７，１７Ａ，１７Ｂがステンレス鋼等の金属製の薄板材から構成されたものを例示したが、弾性部材は金属製に限らず樹脂製であってもよいし、金属と樹脂の複合材で構成されていてもよい。また、前記実施形態では、弾性部材である羽根部材１７，１７Ａ，１７Ｂの弾性片４２，５２，６２が中間位置で屈折された山形に形成され、屈折した頂部に摺接部４４，５３，６３が設けられていたが、弾性片の形状は限定されない。すなわち、弾性片が直線状に形成されて先端に摺接部が設けられてもよいし、弾性片が弧状に形成されて中間位置に摺接部が設けられてもよい。さらに、摺接部は、被摺接面に向かって突出した球面状の凸部によって構成されてもよい。

また、前記実施形態では、押圧部材２２４として、ゴム製のＯリングを用いた場合を例示したが、それに限らず、押圧部材として金属製の板ばねやウェーブワッシャ（波形座金）を用いてもよい。また、前記実施形態では、弁本体１１の第１部材２１と第２部材２２とを止金部材２４により固定する構造を例示したが、それに限らず、第１部材２１の開口縁をかしめることで第１部材２１と第２部材２２とを固定してもよい。この場合、押圧部材２２４を不要とすることもできる。

また、前記実施形態では、弁体１２は、弁閉時においても一次側ポート１１Ａと二次室２１２とを連通させる連通路としてのブリード孔３４を有し、このブリード孔３４が円板部３１を貫通して形成された場合を例示したが、それに限らず、弁本体１１（第１部材２１）に、一次側ポート１１Ａと二次室２１２とを連通する連通路を設けてもよい。さらには、弁座部１１Ｃと弁体１２（の円板部３１）との当接面において、弁座部１１Ｃおよび弁体１２のいずれか一方（あるいは双方）に溝を設け、この溝を連通路としてもよい。なお、本発明の圧力調整弁が設けられる装置（冷凍サイクル）の特性上、不要であれば連通路は省略されてもよい。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

１０ 圧力調整弁
１１ 弁本体
１１Ａ 一次側ポート
１１Ｂ 二次側ポート
１１Ｃ 弁座部
１２ 弁体
１３ ベローズ
１４ 弁ばね
１７，１７Ａ，１７Ｂ 羽根部材（弾性部材）
４１，５１，６１ 固定部
４２，５２，６２ 弾性片
４２Ａ 第１弾性片
４２Ｂ 第２弾性片
４４，５３，６３ 摺接部
４５，５４，６４ 傾斜部
４６，５５，６５ 第２傾斜部
３６，２１２Ａ，２１５ 被摺接面

Claims (7)

1. 弁体に作用する圧力に応じて開度を可変に制御する圧力調整弁であって、
   一次側ポート、二次側ポート、および弁座部を有する弁本体と、
   前記弁座部に対して二次側から着座または離座する弁体と、
   前記弁体の二次側に一端が接続され他端が前記弁本体に接続されるベローズと、
   前記ベローズの内部に設けられて前記弁体を前記弁座部に向かって付勢する弁ばねと、
   前記弁本体および前記弁体のうち少なくとも一方に固定されて他方の被摺接面に押圧状態で接する弾性部材と、を備え、
   前記弾性部材は、前記弁本体および前記弁体の一方に固定される固定部と、前記固定部から延出して前記被摺接面に摺接する複数の弾性片と、を有し、一次側から二次側に流れる流体の流路に設けられ、
   前記弾性片には前記被摺接面に摺接する摺接部が設けられ、
   前記弾性片における前記固定部側の基端部と前記摺接部との間には、前記弁本体の軸方向と傾斜した傾斜部が設けられ、前記傾斜部は、前記弁座部と前記弁体との隙間を通過する流体からの圧力を受けることで、前記被摺接面に対する前記摺接部の押圧力を増大させることを特徴とする圧力調整弁。
2. 前記弾性部材の前記固定部は、前記弁体の一次側に固定され、前記複数の弾性片は、前記固定部から一次側に延出するとともに、前記一次側ポートの内周面で構成される前記被摺接面に摺接することを特徴とする請求項１に記載の圧力調整弁。
3. 前記弾性部材の前記固定部は、前記弁体の二次側に固定され、前記複数の弾性片は、前記固定部から一次側に延出するとともに、前記二次側ポートの内周面で構成される前記被摺接面に摺接することを特徴とする請求項１に記載の圧力調整弁。
4. 前記弾性部材の前記固定部は、前記弁本体における前記二次側ポートの内部に固定され、前記複数の弾性片は、前記固定部から一次側に延出するとともに、前記弁体の外周面で構成される前記被摺接面に摺接することを特徴とする請求項１に記載の圧力調整弁。
5. 前記弾性片は、少なくとも３以上の複数設けられ、
   前記摺接部は、前記弾性片における延出方向の中間位置に設けられ、前記被摺接面に向かって山形に屈折して当該被摺接面に摺接することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の圧力調整弁。
6. 前記弾性片は、前記摺接部が前記弁本体の軸方向に沿って異なる位置に設けられた第１弾性片および第２弾性片を有して構成され、
   前記第１弾性片と前記第２弾性片とは、それぞれ複数設けられるとともに周方向に交互に設けられ、複数の前記第１弾性片同士が軸対称に設けられ、複数の前記第２弾性片同士が軸対称に設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の圧力調整弁。
7. 前記弾性片における前記摺接部よりも先端側には、前記弁本体の軸方向に対して前記被摺接面から離れる方向に傾斜した第２傾斜部が設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の圧力調整弁。

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