特開 2022-184379 膨張弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022184379

(43)【公開日】2022-12-13

(54)【発明の名称】膨張弁

(51)【国際特許分類】

   F25B 41/335 20210101AFI20221206BHJP

【ＦＩ】

F25B41/335 D

F25B41/335 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021092186

(22)【出願日】2021-06-01

(71)【出願人】

【識別番号】391002166

【氏名又は名称】株式会社不二工機

(74)【代理人】

【識別番号】110000062

【氏名又は名称】特許業務法人第一国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】久保田 耕平

(72)【発明者】

【氏名】山口 智也

(57)【要約】

【課題】弁体振動を抑えつつ弁体の開閉動作をスムーズに行える膨張弁を提供する。
【解決手段】膨張弁は、弁座及び弁室を備えた弁本体と、前記弁座に着座することにより流体の通過を制限し、前記弁座から離間することにより前記流体の通過を許容する弁体と、前記弁体を前記弁座に向かう所定方向に付勢する付勢装置と、を有し、前記付勢装置は、前記弁体を支持する弁体サポートと、前記弁体サポートを前記所定方向に付勢するコイルばねと、前記弁本体に対して固定され前記弁体サポートを案内するガイドスリーブと、を有し、前記弁体サポートと前記ガイドスリーブとは、前記コイルばねの周囲において摺動する摺動面を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

弁座及び弁室を備えた弁本体と、
前記弁座に着座することにより流体の通過を制限し、前記弁座から離間することにより前記流体の通過を許容する弁体と、
前記弁体を前記弁座に向かう所定方向に付勢する付勢装置と、を有し、
前記付勢装置は、前記弁体を支持する弁体サポートと、前記弁体サポートを前記所定方向に付勢するコイルばねと、前記弁本体に対して固定され前記弁体サポートを案内するガイドスリーブと、を有し、
前記弁体サポートと前記ガイドスリーブとは、前記コイルばねの周囲において摺動する摺動面を備える、
ことを特徴とする膨張弁。

【請求項2】

前記弁体サポートと前記ガイドスリーブとにより前記コイルばねを収容するばね室が形成されており、前記弁体の移動に応じて、流体が連通部を介して前記ばね室の内外間を移動する、
ことを特徴とする請求項１に記載の膨張弁。

【請求項3】

前記連通部は、前記ガイドスリーブに形成された連通孔または溝である、
ことを特徴とする請求項２に記載の膨張弁。

【請求項4】

前記連通部は、前記弁体サポートに形成された連通孔である、
ことを特徴とする請求項２に記載の膨張弁。

【請求項5】

弁本体は、前記ガイドスリーブを前記弁本体に固定するばね受け部材を有し、前記連通部は、前記ばね受け部材に形成された溝である、
ことを特徴とする請求項２に記載の膨張弁。

【請求項6】

前記弁体と前記弁体サポートとは一体である、
ことを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の膨張弁。

【請求項7】

前記弁体サポートの外周に、前記ガイドスリーブの内周が嵌合する、
ことを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の膨張弁。

【請求項8】

前記弁体サポートと前記ガイドスリーブとは、前記コイルばねを内包した状態で分離不能に連結されている、
ことを特徴とする請求項７に記載の膨張弁。

【請求項9】

前記弁体サポートの内周に、前記ガイドスリーブの外周が嵌合する、
ことを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の膨張弁。

【請求項10】

前記弁体サポートの外周面が、前記弁室に進入する流体の流入路に対向する、
ことを特徴とする請求項９に記載の膨張弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、膨張弁に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、自動車に搭載される空調装置等に用いる冷凍サイクルにおいては、冷媒の通過量を温度に応じて調整する感温式の膨張弁が使用されている。

【0003】

例えば特許文献１に示す膨張弁においては、高圧の冷媒が導入される入口ポートと入口ポートに連通する弁室とを有するとともに、弁本体の頂部には、パワーエレメントと称する弁部材の駆動機構が装備される。弁室内に配設される球状の弁体は、弁室に開口する弁座に対向し、パワーエレメントにより作動棒を介して駆動され、弁座との間の絞り通路の開度を制御する。

【0004】

開弁時に、作動棒により弁体がわずかに押圧されて弁座から微小距離だけ離間したとき、弁座と弁体との間の隙間は、軸線回りにおいて不均一となる。そのため、弁体周囲を通過する冷媒の量も不均一となって、弁体は様々な方向から異なる流体圧力を受ける。

【0005】

一方、弁体に当接する作動棒は、弁本体の挿通孔に挿通されて案内されているが、作動棒の相対摺動を阻止しないように、挿通孔と作動棒との間には、ある程度のクリアランスが設けられている。このクリアランス分だけ、作動棒は挿通孔に対して軸線直交方向に相対移動しうるため、上述のように弁体が周囲から流体圧力を受けたときに、作動棒により弁体を拘束することは困難である。したがって、流体圧力を受けた弁体が作動棒とともに軸線方向及び軸線直交方向に不規則に移動する、いわゆる弁体振動を招くこととなる。

【0006】

このような弁体振動を防止するため、特許文献１には、弁本体に固定される調整ねじにガイド部を設け、このガイド部を、弁体を支持する支持部材に嵌合させることにより、弁体の軸線方向の案内を行うとともに、軸線直交方向への移動を抑制する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特許第６７４５６３６号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ここで、特許文献１の技術においては、ガイド部をコイルばねの内側に配置しているため、膨張弁の小型化に貢献しうるが、そのためにガイド部と支持部材との摺動面積を大きく確保できないという課題がある。また、ガイド部と支持部材との嵌合径が小さいと、支持部材が軸線に対して傾きやすく、それにより摺動面間で、渋りが生じやすいという課題もある。

【0009】

そこで本発明は、弁体振動を抑えつつ弁体の開閉動作をスムーズに行える膨張弁を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するために、本発明による膨張弁は、
弁座及び弁室を備えた弁本体と、
前記弁座に着座することにより流体の通過を制限し、前記弁座から離間することにより前記流体の通過を許容する弁体と、
前記弁体を前記弁座に向かう所定方向に付勢する付勢装置と、を有し、
前記付勢装置は、前記弁体を支持する弁体サポートと、前記弁体サポートを前記所定方向に付勢するコイルばねと、前記弁本体に対して固定され前記弁体サポートを案内するガイドスリーブと、を有し、
前記弁体サポートと前記ガイドスリーブとは、前記コイルばねの周囲において摺動する摺動面を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明により、弁体振動を抑えつつ弁体の開閉動作をスムーズに行える膨張弁を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、本実施形態における膨張弁を、冷媒循環システムに適用した例を模式的に示す概略断面図である。

【図2】図２は、図１の膨張弁における付勢装置近傍を拡大して示す断面図である。

【図3】図３は、第２実施形態にかかる膨張弁の付勢装置近傍を拡大して示す断面図である。

【図4】図４は、第３実施形態にかかる膨張弁の付勢装置近傍を拡大して示す断面図である。

【図5】図５は、第４実施形態にかかる膨張弁の付勢装置近傍を拡大して示す断面図である。

【図6】図６は、第５実施形態にかかる膨張弁の付勢装置近傍を拡大して示す断面図である。

【図7】図７は、第６実施形態にかかる膨張弁の付勢装置近傍を拡大して示す断面図である。

【図8】図８は、本実施形態にかかるガイドスリーブを溝のある方向から側面視した図である。

【図9】図９は、本実施形態にかかるガイドスリーブを底面視した図である。

【図10】図１０は、第７実施形態にかかる膨張弁の付勢装置近傍を拡大して示す断面図である。

【図11】図１１は、本実施形態にかかるばね受け部材を平面視した図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照して、本発明にかかる実施形態について説明する。

【0014】

（方向の定義）
本明細書において、弁体３から作動棒５に向かう方向を「上方向」と定義し、作動棒５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５に向かう方向を「上方向」と呼ぶ。

【0015】

（第１実施形態）
図１、２を参照して、本実施形態における膨張弁１の概要について説明する。図１は、本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２は、図１の膨張弁における付勢装置近傍を拡大して示す断面図である。

【0016】

本実施形態では、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。膨張弁１の軸線をＬとする。

【0017】

図１において、膨張弁１は、弁室ＶＳを備える弁本体２と、弁体３と、付勢装置４と、作動棒５と、パワーエレメント８を具備する。

【0018】

弁本体２は、弁室ＶＳに加え、第１流路２１と、第２流路２２と、中間室２２１と、戻り流路２３とを備える。第１流路２１は供給側流路であり、弁室ＶＳには、供給側流路を介して冷媒（流体ともいう）が供給される。第２流路２２は排出側流路（出口側流路ともいう）であり、弁室ＶＳ内の流体は、弁通孔２７、中間室２２１及び排出側流路を介して膨張弁外に排出される。

【0019】

第１流路２１と弁室ＶＳとの間は、第１流路２１より小径の接続路（流入路）２１ａにより連通している。弁室ＶＳと中間室２２１との間は、弁座２０及び弁通孔２７を介して連通している。

【0020】

中間室２２１の上方に形成された作動棒挿通孔２８は、作動棒５をガイドする機能を有し、作動棒５と作動棒挿通孔２８との間には、所定のクリアランスが設けられている。作動棒挿通孔２８の上方に形成された環状凹部２９は、リングばね６を収容する機能を有する。リングばね６は、作動棒５の外周に複数のばね片を当接させて、所定の付勢力を付与するものである。

【0021】

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、弁通孔２７の冷媒の流れが制限される。この状態を非連通状態という。ただし、弁体３が弁座２０に着座した場合でも、制限された量の冷媒を流すこともある。一方、弁体３が弁座２０から離間しているとき、弁通孔２７を通過する冷媒の流れが増大する。この状態を連通状態という。

【0022】

作動棒５は、弁通孔２７に対して冷媒が通過するために必要な隙間を持って挿通されている。作動棒５の下端平面は、弁体３の球面上面に接触している。作動棒５の上端は、パワーエレメント８のストッパ部材８４の下端嵌合孔に嵌合している。

【0023】

作動棒５は、付勢装置４による付勢力に抗して弁体３を開弁方向に押圧することができる。作動棒５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１が開状態となる。

【0024】

図２において、付勢装置４は、断面円形の線材を螺旋状に巻いたコイルばね４１と、弁体サポート４２と、ばね受け部材４３と、ガイドスリーブ４４とを有する。

【0025】

弁体サポート４２は、周壁４２ａと頂壁４２ｂとを連設してなる有頂円筒形状を有する。頂壁４２ｂの上面には、球状の弁体３が溶接される凹部を備えた短円筒部４２ｃが形成されている。コイルばね４１の上端周囲は周壁４２ａにより包囲されており、コイルばね４１の上端は、頂壁４２ｂの下面に当接している。

【0026】

ばね受け部材４３は、円盤状の受け本体４３ａと、円管部４３ｂとを同軸に連設してなる。受け本体４３ａは、外周に雄ねじ４３ｃを備えており、かかる雄ねじ４３ｃを、弁本体２の円形開口２ｃの開放端内周に形成された雌ねじ２ｄに螺合させることにより、ばね受け部材４３は弁本体２に取り付けられ、密閉された弁室ＶＳが形成される。ばね受け部材４３を弁本体２に取り付けた状態で、円管部４３ｂと円形開口２ｃとの間にＯ－リングＯＲが配置され、ばね受け部材４３と円形開口２ｃとの間から冷媒が漏れることを阻止している。ばね受け部材４３の下面には、ばね受け部材４３を回転させるための工具を係合させる係合穴４３ｄが形成されている。

【0027】

金属製であるガイドスリーブ４４は、拡径円筒部４４ａと、縮径円筒部４４ｂと、底壁４４ｃとを連設してなる有底円筒形状を有する。縮径円筒部４４ｂの外径は、ばね受け部材４３の円管部４３ｂの内径に略等しく、また拡径円筒部４４ａの内径は、弁体サポート４２の周壁４２ａの外径と略等しい。さらに縮径円筒部４４ｂの高さは、円管部４３ｂの高さにほぼ等しい。拡径円筒部４４ａの内周面、および周壁４２ａの外周面が、それぞれ摺動面を構成する。

【0028】

全長にわたって等径のコイルばね４１をガイドスリーブ４４の内側に配置したときに、縮径円筒部４４ｂの内周をコイルばね４１の外周に直接対向させ、また拡径円筒部４４ａの内周を、弁体サポート４２の周壁４２ａを挟んでコイルばね４１の外周に対向させている。このため拡径円筒部４４ａの内径は、周壁４２ａの肉厚に相当する分だけ、縮径円筒部４４ｂの内径より大きくなっている。

【0029】

縮径円筒部４４ｂに隣接する拡径円筒部４４ａには、連通部を構成する連通孔４４ｄが周方向に沿って複数個形成されている。なお、ガイドスリーブ４４を、例えば摺動性が高い樹脂から形成してもよい。

【0030】

付勢装置４の組み立てに際し、弁体３と弁体サポート４２とはあらかじめ溶接しておく。まず、ガイドスリーブ４４を、ばね受け部材４３に圧入により嵌合させる。これによりガイドスリーブ４４の縮径円筒部４４ｂの外周が円管部４３ｂの内周に嵌合し、また底壁４４ｃの下面が受け本体４３ａの上面に当接する。

【0031】

次に、ガイドスリーブ４４内にコイルばね４１を載置した後、コイルばね４１の上端に、弁体３と接合した弁体サポート４２を被せるようにして配置すると、周壁４２ａがコイルばね４１と拡径円筒部４４ａとの間に進入する。頂壁４２ｂをコイルばね４１の上端に当接させ、弁体サポート４２をガイドスリーブ４４に取り付けた後、拡径円筒部４４ａの上端をカシメ加工（Ｃ）して縮径させることで、弁体サポート４２とガイドスリーブ４４との分離を阻止できる。コイルばね４１を内包した弁体サポート４２とガイドスリーブ４４は、部品が分解しない単一のユニットとして取り扱うことができる。

【0032】

このときコイルばね４１の上端外周は、周壁４２ａに接するが、コイルばね４１の下端外周は、縮径円筒部４４ｂの内周に接していない。ただし、コイルばね４１の下端外周が、縮径円筒部４４ｂの内周に接するようにしてもよい。弁体サポート４２の周壁４２ａと頂壁４２ｂ、およびガイドスリーブ４４の拡径円筒部４４ａ及び縮径円筒部４４ｂと底壁４４ｃにより、コイルばね４１を収容するばね室ＳＣが形成される。

【0033】

以上のようにしてアッセンブリ化された付勢装置４を、雄ねじ４３ｃと雌ねじ２ｄとの螺合により、軸線Ｌに対して同軸となるように弁本体２に取り付けることができる。雄ねじ４３ｃと雌ねじ２ｄとの螺合量を変更することで、コイルばね４１の初期付勢力を調整できる。組付けた状態で、接続路２１ａがガイドスリーブ４４の拡径円筒部４４ａに対向する。さらに接続路２１ａを軸線に沿って投影したときに、投影像が連通孔４４ｄの少なくとも一部と重なると好ましい。

【0034】

付勢装置４が組付けられた状態で、弁体サポート４２とガイドスリーブ４４は、弁体３の移動に伴って相対摺動可能である。弁体３が開弁方向に最大量リフトした場合でも、弁体サポート４２の周壁４２ａは、連通孔４４ｄをふさぐことはない。

【0035】

図１において、パワーエレメント８は、栓８１と、上蓋部材８２と、ダイアフラム８３と、受け部材８６と、ストッパ部材８４とを有する。

【0036】

略円錐形状の上蓋部材８２の頂部の開口は、栓８１により封止可能となっている。

【0037】

ダイアフラム８３は、同心円の凹凸形状を複数個形成した薄い金属（たとえばＳＵＳ）製の板材からなり、上蓋部材８２及び受け部材８６の外径とほぼ同じ外径を有する。

【0038】

受け部材８６は、例えば金属製の板材をプレス成形することによって形成され、フランジ部と中空円筒部とを連結してなる。

【0039】

ストッパ部材８４は、上蓋部材８２と受け部材８６との間に配置され、その上面がダイアフラム８３の下面中央と接している。

【0040】

パワーエレメント８の組み立てにおいて、ダイアフラム８３と受け部材８６との間にストッパ部材８４を配置しつつ、上蓋部材８２と、ダイアフラム８３と、受け部材８６のそれぞれ外周部を重ね合わせ、当該外周部を例えばＴＩＧ溶接やレーザ溶接、プラズマ溶接等により周溶接して一体化する。

【0041】

続いて、上蓋部材８２に形成された開口から、上蓋部材８２とダイアフラム８３とで囲われる空間（圧力作動室ＰＯという）内に作動ガスを封入した後、開口を栓８１で封止し、更にプロジェクション溶接等を用いて、栓８１を上蓋部材８２に固定する。

【0042】

以上のようにアッセンブリ化したパワーエレメント８を、弁本体２に組み付けるときは、受け部材８６の中空円筒部の下端外周の雄ねじ８６ａを、弁本体２の戻り流路２３に連通する縦穴２ａの内周に形成した雌ねじ２ｂに螺合させる。受け部材８６の雄ねじ８６ａを雌ねじ２ｂに対して螺進させてゆくと、受け部材８６のフランジ部下面が弁本体２の上端面に当接する。これによりパワーエレメント８を弁本体２に固定できる。

【0043】

このとき、パワーエレメント８と弁本体２との間には、パッキンＰＫが介装され、弁本体２にパワーエレメント８を取り付けた際の冷媒のリークを防止する。かかる状態で、パワーエレメント８の下部空間ＬＳは、縦穴２ａを介して戻り流路２３と連通する。

【0044】

（膨張弁の動作）
図１を参照して、膨張弁１の動作例について説明する。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。このとき、エバポレータ１０４を通過することで、戻り流路２３の流体圧は、第２流路２２内の流体圧より小さくなる。

【0045】

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。

【0046】

弁体３が、弁座２０に着座しているとき（非連通状態のとき）には、弁室ＶＳから弁通孔２７、中間室２２１及び第２流路２２を通ってエバポレータ１０４へ送り出される冷媒の流量が制限される。他方、弁体３が、弁座２０から離間しているとき（連通状態のとき）には、弁室ＶＳから弁通孔２７、中間室２２１及び第２流路２２を通って、エバポレータ１０４へ送り出される冷媒の流量が増大する。膨張弁１の閉状態と開状態との間の切り換えは、ストッパ部材８４を介してパワーエレメント８に接続された作動棒５によって行われる。

【0047】

図１において、パワーエレメント８の内部には、ダイアフラム８３により仕切られた圧力作動室ＰＯと下部空間ＬＳとが設けられている。このため、圧力作動室ＰＯ内の作動ガスが液化されると、ダイアフラム８３とストッパ部材８４が上昇するため、コイルばね４１の付勢力に応じて作動棒５は上方向に移動する。一方、液化された作動ガスが気化されると、ダイアフラム８３とストッパ部材８４が下方に押圧されるため、作動棒５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。

【0048】

更に、パワーエレメント８の下部空間ＬＳ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、圧力作動室ＰＯ内の作動ガスの体積が変化し、作動棒５が駆動される。換言すれば、図１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。

【0049】

本実施の形態によれば、弁本体２に固定したガイドスリーブ４４により弁体サポート４２を案内しているため、弁体３が軸線Ｌに沿って精度よく上下移動を行うこととなる。それにより、開弁時において弁体３と弁座２０との隙間がほとんど変化せず、弁体３の周囲を流れる冷媒から弁体３が受ける圧力の均一化を図ることができる。また、外乱等によって弁体３の周囲を流れる冷媒の圧力が変動した場合でも、ガイドスリーブ４４により軸線Ｌに直交する方向の弁体３の移動を阻止し、弁体振動を有効に抑制することができる。

【0050】

さらに本実施形態によれば、コイルばね４１の径方向外側において、ガイドスリーブ４４に対して弁体サポート４２を摺動させているため、比較的広い摺動面積を確保できる。それにより摺動面の面圧を低下させることができ、カジリなどの不具合を抑制して、安定した弁体３のガイドを実現できる。

【0051】

また、従来技術のように、ガイドスリーブと弁体サポートの摺動面を、コイルばねの径方向内側に配置すると、その摺動面の径は小さくなる。これに対し、本実施形態におけるコイルばね４１とガイドスリーブ４４の摺動面は、コイルばねの径方向外側に配置されるため、摺動面の径をより大きく確保することができる。摺動面の径をより大きく確保できれば、弁体サポート４２の軸線に対する傾きを効果的に抑えることができる。これにより摺動時におけるガイドスリーブ４４に対する弁体サポート４２の渋りを抑制でき、弁体３のスムーズな移動を確保できる。

【0052】

ここで、開弁方向(下向き)のパワーエレメント８の駆動力が弁体３から弁体サポート４２に付与されたとき、仮に弁体サポート４２とガイドスリーブ４４が冷媒（一般的に気液二相状態にある）を密閉した状態で内包しているとすると、ダッシュポット効果（ダンパー効果）により弁体サポート４２を閉弁方向に押し返そうとする反発力が生じるため、弁体３の円滑な開弁動作を行えないおそれがある。

【0053】

そこで、本実施形態では、ガイドスリーブ４４に連通孔４４ｄを設けて、弁体サポート４２に開弁方向(下向き)の駆動力が伝達されたときは、弁体サポート４２とガイドスリーブ４４の内部の冷媒が、連通孔４４ｄを介して外部に流出するようにしている。これによりダッシュポット効果を抑制できるため、パワーエレメント８の駆動力伝達に応じて弁体３の円滑な開弁動作を確保できる。また、パワーエレメント８からの駆動力伝達が中断されたときは、弁体サポート４２はコイルばね４１により閉弁方向(上向き)に付勢されるが、このときは連通孔４４ｄを介して外部の冷媒が弁体サポート４２とガイドスリーブ４４の内部へ進入するため、弁体サポート４２の上方移動が阻害されず、弁体３の円滑な閉弁動作を確保できる。

【0054】

（第２実施形態）
図３は、第２実施形態にかかる膨張弁の付勢装置近傍を拡大して示す断面図である。本実施形態は、第１実施形態に対して付勢装置４Ａの弁体サポート４２Ａの形状のみが異なる。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様であるため、同じ符号を付して重複説明を省略する。

【0055】

弁体サポート４２Ａは、周壁４２Ａａと、頂壁４２Ａｂと、弁体部４２Ａｃとを連設してなる。弁体部４２Ａｃは、頂壁４２Ａｂの上面から軸線Ｌに沿って上方に突出した略円筒形状を有し、その上端面は球面状であって、作動棒５の下端面に当接している。弁体サポート４２Ａは、例えば単一の素材から切削加工などにより形成できる。

【0056】

本実施形態においても、コイルばね４１の径方向外側において、ガイドスリーブ４４に対して弁体サポート４２Ａを摺動させているため、安定した弁体３のガイドを実現できる。また、本実施形態によれば、弁体と弁体サポートとを一体化した弁体サポート４２Ａを用いているため、周壁４２Ａａに対して弁体部４２Ａｃを同軸に精度よく形成できる。このため、ガイドスリーブ４４の案内により、弁体部４２Ａｃを弁座２０に対して精度よく着座または離間させることができる。加えて、弁体と弁体サポートとを一体化することで、部品点数の削減が可能であり、コスト低減を図れる。

【0057】

（第３実施形態）
図４は、第３実施形態にかかる膨張弁の付勢装置近傍を拡大して示す断面図である。本実施形態は、第１実施形態に対して付勢装置４Ｂの弁体サポート４２Ｂ及びガイドスリーブ４４Ｂの形状のみが異なる。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様であるため、同じ符号を付して重複説明を省略する。

【0058】

弁体サポート４２Ｂは、周壁４２Ｂａと、頂壁４２Ｂｂと、短円筒部４２Ｂｃとを連設してなる。ガイドスリーブ４４Ｂは、コイルばね４１の外径と内径が略等しい等径円筒部４４Ｂａと、底壁４４Ｂｃとを連設してなる有底円筒形状を有する。等径円筒部４４Ｂａに、連通部を構成する連通孔４４Ｂｄが形成されている。弁体サポート４２Ｂの周壁４２Ｂａの内径は、等径円筒部４４Ｂａの外径と略等しい。周壁４２Ｂａの内周面、および等径円筒部４４Ｂａの外周面が、それぞれ摺動面を構成する。

【0059】

付勢装置４Ｂの組み立てに際し、上記実施形態と同様に、ガイドスリーブ４４Ｂをばね受け部材４３に圧入により嵌合させる。次に、ガイドスリーブ４４Ｂ内にコイルばね４１を載置した後、コイルばね４１の上端に向かって、弁体３と接合した弁体サポート４２Ｂを接近させると、周壁４２Ｂａの内周が等径円筒部４４Ｂａの外周に嵌合する。コイルばね４１の上端に頂壁４２Ｂｂの下面が当接した状態で、付勢装置４Ｂを弁本体２に組付けたとき、周壁４２Ｂａは接続路２１ａに対向する位置となる。

【0060】

上述した実施の形態においては、弁体サポートの周壁の外周がガイドスリーブに囲われているため、接続路２１ａから流出する冷媒は、直接、弁体サポートへ当たることがない。これに対し本実施形態によれば、周壁４２Ｂａがガイドスリーブ４４Ｂの外側で接続路２１ａに対向する位置に配置されているため、接続路２１ａから流出する冷媒は、直接、弁体サポート４２Ｂに当たる。このため、弁体サポート４２Ｂとガイドスリーブ４４Ｂとの摺動荷重を高めることができるとともに、弁体サポート４２Ｂのガタ付きを抑えることもできるため、異音の低減にも効果がある。

【0061】

（第４実施形態）
図５は、第４実施形態にかかる膨張弁の付勢装置近傍を拡大して示す断面図である。本実施形態は、第１実施形態に対して付勢装置４Ｃの弁体サポート４２Ｃ及びガイドスリーブ４４Ｃの形状のみが異なる。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様であるため、同じ符号を付して重複説明を省略する。

【0062】

弁体サポート４２Ｃは、上述した実施形態に比して軸線長が長い周壁４２Ｃａと、頂壁４２Ｃｂと、短円筒部４２Ｃｃとを連設してなる。短円筒部４２Ｃｃの周囲における頂壁４２Ｃｂには、頂壁４２Ｃｂを貫通するようにして軸線Ｌに平行に、連通部を構成する連通孔４２Ｃｄが複数個形成されている。

【0063】

ガイドスリーブ４４Ｃは、拡径円筒部４４Ｃａと、縮径円筒部４４Ｃｂと、底壁４４Ｃｃとを連設してなる有底円筒形状を有するが、連通孔を有しない。

【0064】

本実施の形態によれば、ガイドスリーブ４４Ｃが連通孔を有しないため、弁体サポート４２Ｃの周壁４２Ｃａの軸線長を長く確保できる。それにより弁体サポート４２Ｃ及びガイドスリーブ４４Ｃとの摺動面積をさらに拡大させることができる。また、弁体３が上下移動したときは、連通孔４２Ｃｄを介して冷媒がばね室ＳＣの内外間を移動するため、いわゆるダッシュポット効果を抑制することができる。

【0065】

（第５実施形態）
図６は、第５実施形態にかかる膨張弁の付勢装置近傍を拡大して示す断面図である。本実施形態は、第１実施形態に対して付勢装置４Ｄのガイドスリーブ４４Ｄの形状のみが異なる。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様であるため、同じ符号を付して重複説明を省略する。

【0066】

ガイドスリーブ４４Ｄは、等径円筒部４４Ｄａと、等径円筒部４４Ｄａの下端近傍から径方向外側に延在するフランジ部４４Ｄｃとを連設してなる。フランジ部４４Ｄｃの上方において、等径円筒部４４Ｄａには、連通部を構成する連通孔４４Ｄｄが形成されている。弁体サポート４２の周壁４２ａの外径は、等径円筒部４４Ｄａの内径と略等しい。

【0067】

等径円筒部４４Ｄａの下端外周は、ばね受け部材４３の円管部４３ｂの上端内周に圧入などにより嵌合しており、フランジ部４４Ｄｃの下面は円管部４３ｂの上端に当接している。等径円筒部４４Ｄａの上端が縮径しているため、コイルばね４１は抜け出さない。

【0068】

本実施の形態は、ガイドスリーブ４４Ｄを円管状とすることで、上述の実施形態に比して素材の量や加工工数を減らすことができ、コスト削減に貢献する。

【0069】

（第６実施形態）
図７は、第６実施形態にかかる膨張弁の付勢装置近傍を拡大して示す断面図である。図８は、本実施形態にかかるガイドスリーブ４４Ｅを溝のある方向から側面視した図であり、図９は、本実施形態にかかるガイドスリーブ４４Ｅを底面視した図である。

【0070】

本実施形態は、第１実施形態に対して付勢装置４Ｅのガイドスリーブ４４Ｅの形状のみが異なる。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様であるため、同じ符号を付して重複説明を省略する。

【0071】

ガイドスリーブ４４Ｅは、拡径円筒部４４Ｅａと、縮径円筒部４４Ｅｂと、底壁４４Ｅｃと、底壁４４Ｅｃの外周から下方に向かって突出する環状部４４Ｅｆとを有する。また、縮径円筒部４４Ｅｂは、その外面に軸線Ｌに沿って延在する外縦溝４４Ｅｇを有し、底壁４４Ｅｃは中央開口４４Ｅｄを有する。

【0072】

ばね受け部材４３の円管部４３ｂに縮径円筒部４４Ｅｂを嵌合させたとき、円管部４３ｂと外縦溝４４Ｅｇとで囲われた連通路ＰＳ１が生じる。外縦溝４４Ｅｇは、円管部４３ｂの上端から露出しているため、その上端を介して連通路ＰＳ１は、ガイドスリーブ４４Ｅの外部と連通する。連通部を構成する連通路ＰＳ１の断面積は、中央開口４４Ｅｄの断面積より小さくなっている。

【0073】

また、環状部４４Ｅｆの下端が、ばね受け部材４３の受け本体４３ａの上面に当接することで、環状部４４Ｅｆの内側に連通路ＰＳ２が生じる。連通路ＰＳ２は中央開口４４Ｅｄを介して、ばね室ＳＣと連通する。また、環状部４４Ｅｆの周方向の一部が、外縦溝４４Ｅｇとつながる位置で切り欠かれることにより、切欠４４Ｅｉ（図９参照）が形成されており、切欠４４Ｅｉを介して連通路ＰＳ１，ＰＳ２同士が連通する。

【0074】

本実施形態によれば、ガイドスリーブ４４Ｅが連通孔を有しないため、弁体サポート４２の周壁４２ａの軸線長を長く確保できる。それにより弁体サポート４２及びガイドスリーブ４４Ｅとの摺動面積をさらに拡大させることができる。さらに弁体３が上下移動することに応じて、ガイドスリーブ４４Ｅの外縦溝４４Ｅｇ内の連通路ＰＳ１，環状部４４Ｅｆ内の連通路ＰＳ２、および中央開口４４Ｅｄを介して、冷媒がばね室ＳＣの内外間を移動する。これによりダッシュポット効果を抑制して、弁体３の円滑な動作を確保できる。

【0075】

（第７実施形態）
図１０は、第７実施形態にかかる膨張弁の付勢装置近傍を拡大して示す断面図である。図１１は、本実施形態にかかるばね受け部材４３Ｆを平面視した図である。

【0076】

本実施形態は、第１実施形態に対して付勢装置４Ｆのばね受け部材４３Ｆとガイドスリーブ４４Ｆの形状のみが異なる。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様であるため、同じ符号を付して重複説明を省略する。

【0077】

ばね受け部材４３Ｆは、円盤状の受け本体４３Ｆａと、円管部４３Ｆｂとを同軸に連設してなる。また、円管部４３Ｆｂの内面上を軸線Ｌに沿って延在し、さらに受け本体４３Ｆａの上面に沿って延在する内溝４３Ｆｅが形成されている。

【0078】

ガイドスリーブ４４Ｆは、拡径円筒部４４Ｆａと、縮径円筒部４４Ｆｂと、中央開口４４Ｆｄを備えた底壁４４Ｆｃと、底壁４４Ｆｃの外周から下方に向かって突出する環状部４４Ｆｆとを有するが、外縦溝を有しない。

【0079】

ばね受け部材４３Ｆの円管部４３Ｆｂに縮径円筒部４４Ｆｂを嵌合させたとき、縮径円筒部４４Ｆｂと内溝４３Ｆｅとで囲われた連通路ＰＳ３が生じる。連通部を構成する連通路ＰＳ３の断面積は、中央開口４４Ｆｄの断面積より小さくなっている。

【0080】

一方、環状部４４Ｆｆの下端が、ばね受け部材４３Ｆの受け本体４３Ｆａの上面に当接することで、環状部４４Ｆｆの内側に連通路ＰＳ４が生じる。受け本体４３Ｆａに形成された内溝４４Ｆｅは、環状部４４Ｆｆの下方を通過し、連通路ＰＳ３内で一端が開放される。また、内溝４４Ｆｅの他端は、円管部４３Ｆｂの上端にて開放される。

【0081】

本実施形態によれば、ガイドスリーブ４４Ｆが連通孔を有しないため、弁体サポート４２の周壁４２ａの軸線長を長く確保できる。それにより弁体サポート４２及びガイドスリーブ４４Ｆとの摺動面積をさらに拡大させることができる。さらに弁体３が上下移動することに応じて、ばね受け部材４３Ｆの内溝４４Ｆｅ内の連通路ＰＳ３，環状部４４Ｆｆ内の連通路ＰＳ４、および中央開口４４Ｆｄを介して、冷媒がばね室ＳＣの内外間を移動する。これによりダッシュポット効果を抑制して、弁体３の円滑な動作を確保できる。

【0082】

以上の実施形態において、ガイドスリーブとばね受け部材とを別体としているが、これらを単一の素材から一体に形成してもよい。

【0083】

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、上述の実施形態の任意の構成要素の変形が可能である。また、上述の実施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。

【符号の説明】

【0084】

１ ：膨張弁
２ ：弁本体
３ ：弁体
４～４Ｆ ：付勢装置
５ ：作動棒
６ ：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
２７ ：弁通孔
４１ ：コイルばね
４２～４２Ｃ：弁体サポート
４３，４３Ｆ：ばね受け部材
４４，４４Ｂ～４４Ｆ：ガイドスリーブ
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
ＶＳ ：弁室

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】