特開 2024-113354 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】P2024113354

(43)【公開日】2024-08-22

(54)【発明の名称】膨張弁

(51)【国際特許分類】

   F16K 31/68 20060101AFI20240815BHJP

   F25B 41/335 20210101ALI20240815BHJP

   F25B 41/40 20210101ALI20240815BHJP

【ＦＩ】

F16K31/68 S

F25B41/335 B

F25B41/335 D

F25B41/335 Z

F25B41/40 A

【審査請求】有

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023018277

(22)【出願日】2023-02-09

(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】弁理士法人第一国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山口 智也

(72)【発明者】

【氏名】松田 亮

(72)【発明者】

【氏名】久保田 耕平

【テーマコード（参考）】

3H057

【Ｆターム（参考）】

3H057AA02

3H057BB43

3H057BB45

3H057CC06

3H057DD05

3H057EE03

3H057FA24

3H057HH01

3H057HH18

(57)【要約】      （修正有）

【課題】コイルばねの適切な支持を確保し、防振機能の低下を防止できる膨張弁を提供する。
【解決手段】膨張弁は、弁室ＶＣと弁座２０を備えた弁本体と、前記弁座に対して接近または離間する弁体３と、前記弁体を前記弁座に向かって付勢する付勢装置と、前記付勢装置による付勢力に抗して、前記弁体を前記弁座から離間する方向に押圧する作動棒５と、を有し、前記付勢装置は、前記付勢力を発生するコイルばね４１と、円形部４２ｂを備えるとともに前記弁体を支持する弁体サポート４２と、前記弁体サポートとともに変位する防振ばね４４と、を有し、前記防振ばねは、前記円形部に当接する環状基部４４ａと、前記環状基部から前記円形部側に延在する複数の脚部４４ｂとを有し、前記脚部は、前記円形部の縁を支点として弾性変形しつつ、前記弁室の内壁に当接する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

弁室と弁座を備えた弁本体と、
前記弁座に対して接近または離間する弁体と、
前記弁体を前記弁座に向かって付勢する付勢装置と、
前記付勢装置による付勢力に抗して、前記弁体を前記弁座から離間する方向に押圧する作動棒と、を有し、
前記付勢装置は、前記付勢力を発生するコイルばねと、円形部を備えるとともに前記弁体を支持する弁体サポートと、前記弁体サポートとともに変位する防振ばねと、を有し、
前記防振ばねは、前記円形部に当接する環状基部と、前記環状基部から前記円形部側に延在する複数の脚部とを有し、
前記脚部は、前記円形部の縁を支点として弾性変形しつつ、前記弁室の内壁に当接する、
ことを特徴とする膨張弁。

【請求項2】

前記防振ばねは、前記弁体と前記弁体サポートとの間に配置され、前記弁体サポートと前記コイルばねとが当接する
ことを特徴とする請求項１に記載の膨張弁。

【請求項3】

前記弁体は、前記防振ばねに形成された中央孔に嵌合しつつ、前記弁体サポートに保持される、
ことを特徴とする請求項２に記載の膨張弁。

【請求項4】

前記防振ばねは、中央孔と、前記中央孔の内周から前記弁体側に向かって延在する複数の爪部とを有し、前記爪部により前記弁体が保持される、
ことを特徴とする請求項２に記載の膨張弁。

【請求項5】

前記弁体サポートは凹部を有し、
前記防振ばねは、中央孔と、前記中央孔の内周から前記凹部側に向かって延在する複数の爪部とを有し、前記爪部により前記弁体が保持される、
ことを特徴とする請求項２に記載の膨張弁。

【請求項6】

前記弁体サポートは凹部を有し、
前記防振ばねは、前記凹部に係合するようにへこんだ係合部を有し、前記係合部により前記弁体が保持される、
ことを特徴とする請求項２に記載の膨張弁。

【請求項7】

前記係合部の中央に開口が形成されている、
ことを特徴とする請求項６に記載の膨張弁。

【請求項8】

隣接する前記脚部の根元に切欠部が形成されており、前記防振ばねの中心に最も近い前記切欠部の縁は、前記円形部の外縁より径方向内方に位置する、
ことを特徴とする請求項２に記載の膨張弁。

【請求項9】

前記防振ばねは、前記弁体サポートと前記コイルばねとの間に配置され、前記弁体と前記弁体サポートとが当接する
ことを特徴とする請求項１に記載の膨張弁。

【請求項10】

前記防振ばねの前記脚部は、前記防振ばねの中心に向かって傾いた屈曲部を先端に有する、
ことを特徴とする請求項９に記載の膨張弁。

【請求項11】

前記円形部の外径は、前記コイルばねの外径よりも小さい、
ことを特徴とする請求項１～１０のいずれか一項に記載の膨張弁。

【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、例えば自動車に搭載される空調装置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温度膨張弁が使用されている。このような温度膨張弁において、封入した作動ガスの圧力で作動棒を介して弁体を駆動するパワーエレメントが採用されている。

【0003】

ここで、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、異音が発生することがある。これに対し特許文献1には、膨張弁の弁本体内に配置することにより、当該振動を抑制することができる防振ばねが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－２５３３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の膨張弁において、弁体は弁体サポートを介してコイルばねに支持され、コイルばねの付勢力によりパワーエレメント側に付勢されている。防振ばねは、軸線方向において弁体サポートとコイルばねとの間に挟持されて支持される。

【0006】

図１８は、コイルばね４１に重ねた防振ばね４４’を透視して軸線方向に沿ってコイルばね４１を見た図である。防振ばね４４’は、薄い板材をプレス成形することにより形成され、中央の環状基部４４ａ’から同一長さを持つ複数の脚部４４ｂ’が放射状に延在したのちに折れ曲がり、その先端側が不図示の弁本体の内壁に接している。弁本体に接することにより、脚部４４ｂ’は径方向内側に向かって弾性変形する。

【0007】

ここで、コイルばね４１は、鋼線を螺旋状に巻いたものであるため、防振ばね４４’の環状基部４４ａ’を安定して支持するためには、その上端を軸線方向に直交する方向に切断して、防振ばねの受け面となる平面を形成する必要がある。図１８において、ハッチングで示す領域が、防振ばねの周方向に沿って半周ほどにわたって三日月状に形成される受け面４１ａであるが、受け面４１aが三日月状であるため、以下の問題が生じる。

【0008】

すなわち、防振ばね４４’を弁本体に組付けたとき、受け面４１ａの縁に接する脚部４４ｂ’（同図の上方に位置する脚部４４ｂ’）と受け面４１ａの縁に接しない脚部４４ｂ’（同図の下方に位置する脚部４４ｂ’）とが存在することとなる。受け面４１ａの縁に接する脚部４４ｂ’が受け面４１ａの縁に接する点Ａを支点として曲がるのに対し、受け面４１aの縁に接しない脚部４４ｂは、例えば、コイルばね４１の鋼線の外曲面に接する点Ｂを支点として曲がることとなる。中心Ｏから点Ａまでの距離をＬＡとし、中心Ｏから点Ｂまでの距離をＬＢとすると、ＬＡ＞ＬＢとなる。このように、点Ａ、Ｂは脚部４４ｂ’が弾性変形する際の支点となるため、点Ａでコイルばね４１に接する脚部４４ｂ’と、点Ｂでコイルばね４１に接する脚部４４ｂ’とでは弾性変形時の内部応力に差が生じることとなる。しかも、点Ｂにおける鋼線の表面は螺旋形状に従って傾斜しているため、脚部４４ｂ’が当接したときにねじれが生じる恐れがある。これらの作用により、防振ばね４４’の支持が不安定となり、それにより防振機能を損なう恐れがある。

【0009】

そこで本発明は、コイルばねの適切な支持を確保し、防振機能の低下を防止でき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、
弁室と弁座を備えた弁本体と、
前記弁座に対して接近または離間する弁体と、
前記弁体を前記弁座に向かって付勢する付勢装置と、
前記付勢装置による付勢力に抗して、前記弁体を前記弁座から離間する方向に押圧する作動棒と、を有し、
前記付勢装置は、前記付勢力を発生するコイルばねと、円形部を備えるとともに前記弁体を支持する弁体サポートと、前記弁体サポートとともに変位する防振ばねと、を有し、
前記防振ばねは、前記円形部に当接する環状基部と、前記環状基部から前記円形部側に延在する複数の脚部とを有し、
前記脚部は、前記円形部の縁を支点として弾性変形しつつ、前記弁室の内壁に当接する、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明により、コイルばねの適切な支持を確保し、防振機能の低下を防止でき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、第１の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、本実施形態の膨張弁の防振ばね付近を拡大して示す図である。

【図3】図３は、弁体と、弁体サポートと、防振ばねと、コイルばねを弁本体から分解した状態で示す斜視図である。

【図4】図４は、第２の実施形態における膨張弁を示す概略断面図である。

【図5】図５は、弁体と、弁体サポートと、防振ばねと、コイルばねを弁本体から分解した状態で示す斜視図である。

【図6】図６は、第３の実施形態における膨張弁を示す概略断面図である。

【図7】図７は、本実施形態の膨張弁の防振ばね付近を拡大して示す図である。

【図8】図８（ａ）は、本実施形態の防振ばねの斜視図であり、図８（ｂ）は、防振ばねの断面図である。

【図9】図９は、第４の実施形態における膨張弁を示す概略断面図である。

【図10】図１０は、本実施形態の膨張弁の防振ばね付近を拡大して示す図である。

【図11】図１１（ａ）は、本実施形態の防振ばねの斜視図であり、図１１（ｂ）は、防振ばねの断面図である。

【図12】図１２（ａ）は、変形例にかかる防振ばねの斜視図であり、図１２（ｂ）は、変形例にかかる防振ばねの断面図である。

【図13】図１３は、第５の実施形態における膨張弁を示す概略断面図である。

【図14】図１４は、弁体と、弁体サポートと、防振ばねと、コイルばねと、ばね受け部材を弁本体から分解した状態で示す斜視図である。

【図15】図１５は、第６の実施形態における膨張弁を示す概略断面図である。

【図16】図１６は、弁体と、弁体サポートと、防振ばねと、コイルばねと、ばね受け部材を弁本体から分解した状態で示す斜視図である。

【図17】図１７は、本実施形態の防振ばねの斜視図である。

【図18】従来技術の防振ばねとコイルばねの関係を示す図である。

【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の実施形態）
以下、第１の実施形態における膨張弁１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、膨張弁１の防振ばね付近を拡大して示す図であるが、閉弁状態で示す。図３は、弁体と、弁体サポートと、防振ばねと、コイルばねを弁本体から分解した状態で示す斜視図である。膨張弁１の作動棒５の中心線を軸線Ｌとする。

【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１０３とに流体接続されている。

【0017】

図１及び図２において、膨張弁１は、弁室ＶＣを備える弁本体２と、球体状の弁体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ＶＣ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ＶＣには、供給側流路を介して冷媒が供給される。第２流路２２は排出側流路であり、弁室ＶＣ内の流体は、通流孔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ＶＣとは、第１流路２１より小径の接続路（導入路ともいう）２１ａにより連通している。弁室ＶＣと中間室２２１とは、弁座２０及び通流孔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。リングばね６については、例えば特開２０１９－７４２３６号に構成が記載されている。

【0021】

弁体３は弁室ＶＣ内に配置される。図２に示すように弁体３が弁本体２の弁座２０に着座しているとき、通流孔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、図１に示すように弁体３が弁座２０から離間しているとき、通流孔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、通流孔２７に所定の隙間を持って挿通されている。作動棒５の下端は、弁体３の上面に接触している。作動棒５の上端は、後述するストッパ部材８４の嵌合孔８４ｃ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】

付勢装置４は、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、有底円筒状のばね受け部材４３と、防振ばね４４とを有する。コイルばね４１を形成する線材は、例えば断面円形である。

【0025】

螺旋状の巻線を中心軸の軸線直交方向に切断することにより、図３に示すようなコイルばね４１が形成され、このとき切断端により平面である受け面４１ａ、４１ｂが、コイルばね４１の両端に形成される。下端側の受け面４１ｂは、ばね受け部材４３の底面に当接し、上端側の受け面４１ａは、弁体サポート４２の下面に当接する。

【0026】

コイルばね４１の下端を支持するばね受け部材４３は、弁本体２に対して螺合可能となっていて、弁室ＶＣを密封する機能と、コイルばね４１の付勢力を調整する機能とを有する。

【0027】

図２において、弁体サポート４２は、例えば金属素材に対して鍛造加工や切削加工等を施すことにより形成され、円柱部４２ａと、円柱部４２ａより大径の円板部（円形部ともいう）４２ｂとを連設してなる。

【0028】

円板部４２ｂの上面中央には、円錐凹部（単に凹部ともいう）４２ｃが形成されている。ここでは凹部が円錐形状である例を示しているが、その内周面が下端に向かって傾斜する形状を有しており、弁体３が当接することで、弁体３の中心を弁体サポート４２の中心軸線上に合わせる機能を凹部が有すれば足りる。したがって、凹部は円錐に限定されず、凹部が円錐であることは一例に過ぎないため、上記機能を発揮する限り角錐や球面であってもよい。なお、円柱部４２ａの外周面と、円板部４２ｂの下面との交差部は、円板部４２ｂに食い込むように鋭角で交差して逃げ部４２ｄを形成しているが、逃げ部を形成しないこともできる。逃げ部４２ｄを除く円板部４２ｂの下面は平面である。円板部４２ｂは、比較的板厚が厚く剛性が高いため、その下面がコイルばね４１の受け面４１ａのみに当接した状態でも、受け面４１ａとの密着性を確保でき、したがってコイルばね４１により安定した状態で支持される。

【0029】

ここで、円板部４２ｂの外径をＣとし、コイルばね４１の外径をＤとしたときに、Ｃ＜Ｄが成立する。

【0030】

防振ばね４４は、図２、３に示すように、環状基部４４ａと、複数（ここでは８本）の脚部４４ｂとを連設してなる。防振ばね４４は、ステンレス鋼、その合金等、弾性のある金属板材からプレス成形することによって一体的に形成できる。脚部４４ｂは、周方向に等間隔に３本以上あれば足りる。

【0031】

脚部４４ｂは、環状基部４４ａの外周から放射状に延びた後、下方に向かって延在する。ここでは同じ長さの８本の脚部４４ｂが、等角度間隔で備えられている。脚部４４ｂは、上部４４ｄ、側部４４ｅ、及び突起部４４ｆを備える。また、脚部４４ｂにおいて、上部４４ｄと側部４４ｅとの境界部は折れ曲がった折り曲がり部を構成する。折れ曲がり部を除き、上部４４ｄと側部４４ｅは平板状に延在する。このため、折れ曲がり部を除く上部４４ｄと、環状基部４４ａの上下面は、それぞれつながった平面である。

【0032】

弾性変形を生じない自由状態において、上部４４ｄと側部４４ｅとの交差角度は鈍角である。

【0033】

上部４４ｄは、環状基部４４ａとつながっている。各脚部４４ｂの根元の部分の間においては、それぞれ略三角形状又は円弧状の切欠部４４ｇを形成している。

【0034】

突起部４４ｆは、側部４４ｅ下端近傍に径方向外側に向けて形成されている。例えば、突起部４４ｆは半球状などの球表面、その他の曲面の一部等により形成できる。この突起部４４ｆは、弁本体２内に装着されたとき、接続路２１ａの上部壁（弁室ＶＣの内壁）に弾発的に接触するが、弁体３が最下限位置となった場合でも突起部４４ｆが接続路２１ａに入り込まないように、脚部４４ｂの各部寸法が設定されている。

【0035】

脚部４４ｂの上下方向の長さは、弁体３とともに移動する防振ばね４４の上下移動の範囲内における最下端において、脚部４４ｂの下端部が接続路２１ａ内に進入しない限り適宜の長さで設定されることができる。特に、接続路２１ａから弁室ＶＣに導入される冷媒の流れを阻害しないように、そしてそれによる流量低下や乱流発生等が生じないように脚部４４ｂの下端部が、接続路２１ａに達しないようにすることが望ましい。

【0036】

防振ばね４４の装着に際しては、円柱部４２ａをコイルばね４１の内側に挿入するようにして、弁体サポート４２をコイルばね４１の上端に設置し、その上方から防振ばね４４及び弁体３をこの順序で載置する。すなわち、防振ばね４４は、弁体３と弁体サポート４２により挟持される。コイルばね４１の内周と、円柱部４２ａの外周との間にほとんど隙間がないため、弁体サポート４２とコイルばね４１とは軸線直交方向に相対変位することが抑制される。

【0037】

また、図２に示すように、弁体３の下端近傍が弁体サポート４２の円錐凹部４２ｃに当接して保持された状態で、弁体３の外周が中央孔４４ｃの内周に全周で接する（嵌合する）寸法関係であるため、弁体３と、弁体サポート４２と、防振ばね４４の同軸性が維持される。本実施形態では、弁体３と、弁体サポート４２と、防振ばね４４とは互いに接合されていないため、それにより組立工数を低減できる。ただし、弁体３と、弁体サポート４２と、防振ばね４４を同心に組付けた状態で互いに溶接などにより接合してもよく、その場合には、中央孔４４ｃの内周と弁体３の外周との間に隙間があってもよい。

【0038】

組付けられた状態で、防振ばね４４の環状基部４４ａと上部４４ｄの一部の下面が、弁体サポート４２の円板部４２ｂの下面に密着当接する。このとき、図３に示すように、切欠部４４ｇの奥端（防振ばね４４の中心に最も近い縁）は、円板部４２ｂの外縁より径方向内方に位置する。このため、すべての脚部４４ｂは、円板部４２ｂの外縁を支点として弾性変形可能となる。

【0039】

このようにして組付けた、弁体３と、弁体サポート４２と、防振ばね４４と、コイルばね４１を、ばね受け部材４３に装着した後に、弁本体２の弁室ＶＣ内に挿入することで、付勢装置４を弁本体２に設置できる。

【0040】

付勢装置４を弁本体２に設置した状態で、弁体３には作動棒５から下向きの付勢力が作用し、また弁体サポート４２にはコイルばね４１から上向きの付勢力が作用するため、弁体３と、弁体サポート４２と、防振ばね４４とが互いに接合されていない場合でも、分解することなく同軸性を維持できる。また、防振ばね４４の脚部４４ｂの突起部４４ｆが、弁室ＶＣの内壁に当接することにより、脚部４４ｂは弁体サポート４２の円板部４２ｂの外縁を支点として径方向側に弾性変形する。

【0041】

次に、パワーエレメント８について説明する。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。ここでも、上蓋部材８２側が上側であり、受け部材８６側が下側であるものとする。

【0042】

上蓋部材８２は、例えば金属製の板材にプレス加工を施すことによって成形される。上蓋部材８２は、環状の外側フランジ部８２ａと、外側フランジ部８２ａの内周に連設されドーム状に盛り上がった中央部８２ｂとを有し、中央部８２ｂの中央には開口８２ｃが形成され、栓８１により封止可能となっている。

【0043】

上蓋部材８２に対向する受け部材８６は、例えば金属製の板材にプレス加工を施すことによって成形される。受け部材８６は、外側フランジ部８２ａの外径とほぼ同じ外径を持ち、フランジ部８６ａと円筒部８６ｂとを連設して構成される。円筒部８６ｂの外周には、雄ねじ８６ｃが形成されている。

【0044】

弁本体２の上端には、円筒形状の凹部２ａが形成され、凹部２ａの内周には、雄ねじ８６ｃに螺合可能な雌ねじ２ｃが形成されている。

【0045】

上蓋部材８２と受け部材８６との間に配置されるダイアフラム８３は、薄く可撓性を有する金属（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。

【0046】

ストッパ部材８４は、中実円筒状の本体と、本体から径方向外方に延在する円盤部とからなり、本体の下面中央に形成された袋穴状の嵌合孔８４ｃとを有する。

【0047】

次に、パワーエレメント８の組み立て手順を説明する。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をこの順序で重ね合わせ軸線方向に押圧しつつ、その外周を例えばＴＩＧ溶接やレーザ溶接、プラズマ溶接等により溶接して全周にわたって溶接し、これらを一体化する。

【0048】

続いて、上蓋部材８２に形成された開口８２ｃ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８２ｃを栓８１で封止し、更に例えばプロジェクション溶接を用いて、栓８１を上蓋部材８２に固定する。

【0049】

このとき、圧力作動室ＰＯに封入された作動ガスにより、ダイアフラム８３の中央部は、受け部材８６側に張り出す形で圧力を受けるため、ダイアフラム８３と受け部材８６とで囲われる下部空間ＬＳに配置されたストッパ部材８４の上面に、ダイアフラム８３の中央部が当接して支持される。

【0050】

その後、パワーエレメント８の円筒部８６ｂの下端外周に形成した雄ねじ８６ｃを、弁本体２の凹部２ａの内周に形成した雌ねじ２ｃに螺合させ、雄ねじ８６ｃを雌ねじ２ｃに対して螺進させてゆくと、受け部材８６の下面が弁本体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。

【0051】

組付けたパワーエレメント８と弁本体２との間には、パッキンＰＫが介装され、下部空間ＬＳにつながる凹部２ａ内の空間が封止されて、凹部２ａから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、凹部２ａと戻り流路２３との間に形成された連通孔２ｂを介して、戻り流路２３と連通している。その後、弁本体２の下方から作動棒５を挿入し、連通孔２ｂを通過させて、その上端をストッパ部材８４の嵌合孔８４ｃに嵌合させる。さらに、上述したようにして、弁体３や付勢装置４を組み込むことで、膨張弁１が完成する。

【0052】

（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１０３に送り出され、エバポレータ１０３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１０３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１０３を通過することで、第２流路２２内の流体圧は、戻り流路２３の流体圧より大きくなる。

【0053】

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ＶＣに供給される。

【0054】

図２に示すように弁体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ＶＣから通流孔２７、中間室２２１及び第２流路２２を通ってエバポレータ１０３へ送り出される冷媒の流量が制限される。他方、図１に示すように弁体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ＶＣから通流孔２７、中間室２２１及び第２流路２２を通って、エバポレータ１０３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。

【0055】

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が上昇するため、コイルばね４１の付勢力に応じてストッパ部材８４及び作動棒５が上方向に移動する。

【0056】

一方、液化された作動ガスが気化すると、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。更に、気化した冷媒は、ストッパ部材８４と受け部材８６との間の隙間を通って、パワーエレメント８の下部空間ＬＳまで通過可能である。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１０３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１０３に向けて供給される冷媒の量が自動的に調整される。

【0057】

本実施形態によれば、防振ばね４４の脚部４４ｂの突起部４４ｆが、弁室ＶＣの内壁に当接して脚部４４ｂが弾性変形することにより、脚部４４ｂの弾性力により突起部４４ｆが弁室ＶＣの内壁へ向かって所定の力で押されるため、弁体３の動きに応じて摺動抵抗を発生させることが可能となる。これにより、弁体３及び作動棒５の振動を抑制することができる。

【0058】

また、防振ばね４４は弁体サポート４２に対して同軸に配置され、防振ばね４４における全ての脚部４４ｂは、弁体サポート４２の円板部４２ｂの外縁を支点として弾性変形するため、各脚部４４ｂの弾性変形が一様となる。したがって、防振ばね４４から弁体３及び弁体サポート４２に付与される付勢力が周方向にわたってほぼ均一となるため、防振ばね４４が適切に支持されることに加え、弁体３及び弁体サポート４２が安定して支持されるとともに、防振ばね４４の防振機能も安定する。すなわち、防振ばね４４による防振機能の低下を防止できる。

【0059】

さらに円板部４２ｂの外径Ｃは、コイルばね４１の外径Ｄよりも小さいため、脚部４４ｂはコイルばね４１の外径よりも径方向内方を支点として折れ曲がることとなる。これにより脚部４４ｂのスパンを長く確保でき、また径方向外側に向かう脚部４４ｂの最大張り出し量を抑えることができるため、小型化を実現しながらも、適切な防振ばね４４のばね定数を確保できる。

【0060】

さらに防振ばね４４が、弁室ＶＣにおける接続路２１ａより上方の内壁で接しているため、脚部４４ｂが接続路２１ａと干渉することがなく、接続路２１ａから弁室ＶＣに導入される冷媒において乱流の発生を抑制し、冷媒の通過音を低く抑えることができる。

【0061】

加えて、防振ばね４４は、環状基部４４ａを有する面において切欠部４４ｇを有していることから、折れ曲がり部が脚部４４ｂのみとなり、バネ定数の設定を含め、防振ばね４４の設計が容易になる。

【0062】

（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態における膨張弁１Ａを示す概略断面図である。図５は、弁体と、弁体サポートと、防振ばねと、コイルばねを弁本体から分解した状態で示す斜視図である。本実施形態においては、第１の実施形態に対して付勢装置４Ａにおける防振ばね４４Ａの構成のみが異なり、それ以外の構成については、第１の実施形態と同様であるため重複説明を省略する。

【0063】

金属板材をプレス成形することにより形成できる防振ばね４４Ａは、第１の実施形態に対して、環状基部４４Ａａの中央孔４４Ａｃの内周に、複数（ここでは４つ）の爪部４４Ａｈを等間隔で形成した点が異なる。上部４４ｄ、側部４４ｅ、及び突起部４４ｆを含む脚部４４ｂについては、第１の実施形態と同様であるため重複説明を省略する。

【0064】

中央孔４４Ａｃは、第１の実施形態の中央孔４４ｃよりも大径である。爪部４４Ａｈは、例えば矩形板状である。爪部４４Ａｈは、上方に向かって折り曲げられ、また上方に向かうにしたがって中心軸から離間する（上方に向かうにつれて外方に広がる）ように傾いている。爪部４４Ａｈは、図５に示すように、球体である弁体３の下部（中心より下方）の外周面に当接し、爪部４４Ａｈの径方向内側を向いた面により弁体３の外周面が支持される。

【0065】

爪部４４Ａｈがこのような構成であることで、膨張弁１として組付けられた状態では、防振ばね４４Ａが、弁体３及び弁体サポート４２の円板部４２ｂの間に挟持される。弁体３には作動棒５から下向きの付勢力が作用し、また弁体サポート４２にはコイルばね４１から上向きの付勢力が作用するため、弁体３は弁体サポート４２に向かって押圧される。防振ばね４４Ａの爪部４４Ａｈは、弁体３によって押圧されることで変形して弁体３を円錐凹部４２ｃに着座させることを許容する。このように、爪部４４Ａｈが弾性変形することで、複数の爪部４４Ａｈ内に弁体３を保持することができ、弁体３の円錐凹部４２ｃに対する着座状態が維持される。すなわち、弁体３が円錐凹部４２ｃから離れることは生じない。

【0066】

弁体３は、弁体サポート４２の円板部４２ｂの円錐凹部４２ｃに当接することで、弁体３の中心が弁体サポート４２の中心に合わせられる。このような状態で、爪部４４Ａｈが弁体３の下部に当接する。このとき爪部４４Ａｈは、上述の通り、上方に向かうにつれて開く形状を有するので、爪部４４Ａｈが弁体３から下方に向かう押圧力を受けたとき、その押圧力は、弁体サポート４２の軸線に直交する力（１）と、弁体サポート４２の軸線に沿う力（２）とに分解される。

【0067】

力（１）は、弁体３との相対関係で各防振ばね４４Ａに均等に作用するような調心効果を持つ（例えば１つの爪部４４Ａｈに相対的に強い力（１）が作用すると、防振ばね４４Ａは弁体３に対しその力（１）の方向に相対変位することで、該方向の力（１）が減少しその他の力（１）と等しくなる）ため、防振ばね４４Ａの中心を、弁体３及び弁体サポート４２の中心に合わせようとする力として作用する。その結果、膨張弁１の動作中においても、防振ばね４４Ａは、その中心を弁体３及び弁体サポート４２の中心に合わせようとする力を受けるので、防振ばね４４Ａがずれることが防止される。

【0068】

力（２）は、防振ばね４４Ａを弁体サポート４２に押し付ける力として作用する。その結果、防振ばね４４Ａの環状基部４４Ａａが、弁体サポート４２の円板部４２ｂに面接触する状態が保持される。すなわち、防振ばね４４Ａが弁体サポート４２に対して上下方向にずれることが防止される。

【0069】

（第３の実施形態）
図６は、第３の実施形態における膨張弁１Ｂを示す概略断面図である。図７は、膨張弁１Ｂの防振ばね付近を拡大して示す図であるが、開弁状態で示す。図８（ａ）は、防振ばね４４Ｂの斜視図であり、図８（ｂ）は、防振ばね４４Ｂの断面図である。本実施形態においては、第１の実施形態に対して付勢装置４Ｂにおける防振ばね４４Ｂの構成のみが異なり、それ以外の構成については、第１の実施形態と同様であるため重複説明を省略する。

【0070】

金属板材をプレス成形することにより形成できる防振ばね４４Ｂは、第１の実施形態に対して、環状基部４４Ｂａの中央孔４４Ｂｃの内周に、複数（ここでは４つ）の爪部４４Ｂｈを等間隔で形成した点が異なる。上部４４ｄ、側部４４ｅ、及び突起部４４ｆを含む脚部４４ｂについては、第１の実施形態と同様であるため重複説明を省略する。

【0071】

台形板状の爪部４４Ｂｈは、下方に向かって折り曲げられ、また下方に向かうにしたがって中心軸に近接するように一定の斜度で傾いている。爪部４４Ｂｈの先端は、互いに離間している。爪部４４Ｂｈにより弁体３の外周面が支持される。

【0072】

図６、７に示すように、付勢装置４Ｂを弁本体２に組み付ける際に、弁体３には作動棒５から下向きの付勢力が作用し、また弁体サポート４２にはコイルばね４１から上向きの付勢力が作用するため、弁体３は弁体サポート４２に向かって押圧される。このとき弁体３が爪部４４Ｂｈを押圧して円錐凹部４２ｃに当接させる。これにより弁体３は弁体サポート４２により安定して支持される。膨張弁１の動作時においても、複数の爪部４４Ｂｈが円錐凹部４２ｃに係合することで、防振ばね４４Ｂと弁体サポート４２との同軸性が確保され、したがって、弁体３と、弁体サポート４２と、防振ばね４４Ｂとが互いに接合されていない場合でも、これらが分解することなく同軸性を維持できる。

【0073】

（第４の実施形態）
図９は、第４の実施形態における膨張弁１Ｃを示す概略断面図である。図１０は、膨張弁１Ｃの防振ばね付近を拡大して示す図であるが、開弁状態で示す。図１１（ａ）は、防振ばね４４Ｃの斜視図であり、図１１（ｂ）は、防振ばね４４Ｃの断面図である。本実施形態においては、第１の実施形態に対して付勢装置４Ｃにおける防振ばね４４Ｃの構成のみが異なり、それ以外の構成については、第１の実施形態と同様であるため重複説明を省略する。

【0074】

金属板材をプレス成形することにより形成できる防振ばね４４Ｃは、第１の実施形態に対して、上述の環状基部に相当する円形基部４４Ｃａの構成のみが異なる。上部４４ｄ、側部４４ｅ、及び突起部４４ｆを含む脚部４４ｂについては、第１の実施形態と同様であるため重複説明を省略する。

【0075】

円形基部４４Ｃａは、弁体サポート４２の円錐凹部４２ｃに対応して下方に突出した円錐部（へこんだ係合部ともいう）４４Ｃｈを有する。円錐部４４Ｃｈの内周面により弁体３の外周面が支持される。

【0076】

図９、１０に示すように、付勢装置４Ｃを弁本体２に設置した状態で、弁体３には作動棒５から下向きの付勢力が作用し、また弁体サポート４２にはコイルばね４１から上向きの付勢力が作用するため、弁体３は弁体サポート４２に向かって押圧される。このとき弁体３が円錐部４４Ｃｈを押圧して円錐凹部４２ｃに密着当接させる。これにより弁体３は弁体サポート４２により安定して支持される。円錐部４４Ｃｈが円錐凹部４２ｃに係合することで、防振ばね４４Ｃと弁体サポート４２との同軸性が確保され、したがって、弁体３と、弁体サポート４２と、防振ばね４４Ｃとが互いに接合されていない場合でも、これらが分解することなく同軸性を維持できる。

【0077】

（変形例）
図１２（ａ）は、変形例にかかる防振ばね４４Ｄの斜視図であり、図１２（ｂ）は、変形例にかかる防振ばね４４Ｄの断面図である。

【0078】

防振ばね４４Ｄは、円形基部４４Ｄａに形成した円錐部（係合部ともいう）４４Ｄｈの中央に、円形の開口４４Ｄｉを形成している。それ以外の構成は、第４の実施形態と同様であるため重複説明を省略する。防振ばね４４Ｄをプレス成形で形成する際に、成形型で円錐部４４Ｄｈを押圧して塑性変形させるとき、開口４４Ｄｉがないとすると、中央の板厚が薄くなって亀裂が生じるなどの恐れがある。円錐部４４Ｄｈの中央に開口４４Ｄｉを形成することで、かかる不具合を解消できる。

【0079】

（第５の実施形態）
図１３は、第５の実施形態における膨張弁１Ｅを示す概略断面図である。図１４は、弁体と、弁体サポートと、防振ばねと、コイルばねと、ばね受け部材を弁本体から分解した状態で示す斜視図である。本実施形態においては、第１の実施形態に対して付勢装置４Ｅにおける弁体サポート４２Ｅと防振ばね４４Ｅの構成のみが異なり、それ以外の構成については、第１の実施形態と同様であるため重複説明を省略する。

【0080】

弁体サポート４２Ｅは、例えば金属素材に対して鍛造加工や切削加工等を施すことにより形成され、円柱部４２Ｅａと、円柱部４２Ｅａより大径の円板部（円形部ともいう）４２Ｅｂとを連設してなる。円板部４２Ｅｂの上端中央には、円錐凹部４２Ｅｃが形成されている。

【0081】

金属板材をプレス成形することにより形成できる防振ばね４４Ｅは、環状基部４４Ｅａと、複数（ここでは８本）の脚部４４Ｅｂとを連設してなる。環状基部４４Ｅａの中央には、中央孔４４Ｅｃが形成されている。脚部４４Ｅｂは、環状基部４４Ｅａの外周から放射状に延びたのち、上方に向かって延在する。

【0082】

脚部４４Ｅｂは、下部４４Ｅｄ、側部４４Ｅｅ、及び突起部４４Ｅｆを備える。また、脚部４４Ｅｂにおいて、下部４４Ｅｄと側部４４Ｅｅとの境界部は折れ曲がった折り曲がり部を構成する。折れ曲がり部を除き、下部４４Ｅｄと側部４４Ｅｅは平板状に延在する。このため、折れ曲がり部を除く下部４４Ｅｄと、環状基部４４Ｅａの上下面は、それぞれつながった平面である。各脚部４４Ｅｂの根元の部分においては、環状基部４４Ｅａの外縁を含み、それぞれ略三角形状又は円弧状の切欠部４４Ｅｇを備える（後述する図１７参照）。なお、防振ばね４４Ｅは、第１の実施形態における防振ばね４４を上下逆とした形状に類似する。

【0083】

組付時には、防振ばね４４Ｅをコイルばね４１上に載置し、上方から接近させた弁体サポート４２Ｅの円柱部４２Ｅａを、防振ばね４４Ｅの中央孔４４Ｅｃを貫通させつつ、コイルばね４１の内側に挿入する。その後、弁体３を弁体サポート４２の円錐凹部４２Ｅｃに載置する。本実施形態では、防振ばね４４Ｅは、弁体サポート４２Ｅとコイルばね４１により挟持される。

【0084】

防振ばね４４Ｅの環状基部４４Ｅａと、折れ曲がり部を除く下部４４Ｅｄは、コイルばね４１の受け面４１ａ（図１８参照）に当接する。しかし、各脚部４４Ｅｂが上方に折れ曲がることで、各脚部４４Ｅｂは、弁体サポート４２Ｅの円板部４２Ｅｂの外縁に当接する。したがって、すべての脚部４４Ｅｂは、円板部４２Ｅｂの外縁を支点として弾性変形可能となるため、安定した防振機能を発揮できる。

【0085】

（第６の実施形態）
図１５は、第６の実施形態における膨張弁１Ｆを示す概略断面図である。図１６は、弁体と、弁体サポートと、防振ばねと、コイルばねと、ばね受け部材を弁本体から分解した状態で示す斜視図である。図１７は、防振ばね４４Ｆの斜視図である。本実施形態においては、第１の実施形態に対して付勢装置４Ｆにおける防振ばね４４Ｆの構成のみが異なり、それ以外の構成については、第５の実施形態と同様であるため重複説明を省略する。

【0086】

金属板材をプレス成形することにより形成できる防振ばね４４Ｆは、第５の実施形態に対して、脚部４４Ｆｂの構成のみが異なる。それ以外については、第５の実施形態と同様であるため重複説明を省略する。

【0087】

図１７に示すように、脚部４４Ｆｂは、下部４４Ｆｄ、側部４４Ｆｅ、及び突起部４４Ｆｆを備えるという点で、上述した実施形態と同様であるが、その先端において径方向内方に折れ曲がった（防振ばね４４Ｆの中心に向かって傾斜した）屈曲部４４Ｆｊを有する。

【0088】

弾性変形がない自由状態で脚部４４Ｆｂは外方に向かって張り出しているため、脚部４４Ｆｂの先端を径方向内側にすぼめるように弾性変形させて、弁本体２に挿入する必要がある。さらに防振ばね４４Ｆを組付位置に向かって変位させるとき、接続路２１ａを脚部Ｆｂの先端が通過する際に、接続路２１ａに係合することで引っかかり、それにより組立が抑制される恐れがある。

【0089】

本実施形態によれば、脚部４４Ｆｂの先端に屈曲部４４Ｆｊを設けることで、防振ばね４４Ｆの組付時に、脚部４４Ｆｂの先端が接続路２１ａに引っ掛かって変位が阻害されることが抑制されるため、組立性が向上する。

【0090】

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。

【0091】

上述した実施形態の変形例として、弁体と弁体サポートが溶接や接着等によって固定されてもよい。この変形例では、防振ばねは、弁体及び弁体サポートの少なくとも一方に溶接や接着によって固定されてもよいし、あるいは弁体及び弁体サポート双方に固定されていなくてもよい。

【0092】

本明細書は、以下の発明の開示を含む。
（第１の態様）
弁室と弁座を備えた弁本体と、
前記弁座に対して接近または離間する弁体と、
前記弁体を前記弁座に向かって付勢する付勢装置と、
前記付勢装置による付勢力に抗して、前記弁体を前記弁座から離間する方向に押圧する作動棒と、を有し、
前記付勢装置は、前記付勢力を発生するコイルばねと、円形部を備えるとともに前記弁体を支持する弁体サポートと、前記弁体サポートとともに変位する防振ばねと、を有し、
前記防振ばねは、前記円形部に当接する環状基部と、前記環状基部から前記円形部側に延在する複数の脚部とを有し、
前記脚部は、前記円形部の縁を支点として弾性変形しつつ、前記弁室の内壁に当接する、
ことを特徴とする膨張弁。

【0093】

（第２の形態）
前記防振ばねは、前記弁体と前記弁体サポートとの間に配置され、前記弁体サポートと前記コイルばねとが当接する
ことを特徴とする第１の形態の膨張弁。

【0094】

（第３の形態）
前記弁体は、前記防振ばねに形成された中央孔に嵌合しつつ、前記弁体サポートに保持される、
ことを特徴とする第２の形態の膨張弁。

【0095】

（第４の形態）
前記防振ばねは、中央孔と、前記中央孔の内周から前記弁体側に向かって延在する複数の爪部とを有し、前記爪部により前記弁体が保持される、
ことを特徴とする第２の形態の膨張弁。

【0096】

（第５の形態）
前記弁体サポートは凹部を有し、
前記防振ばねは、中央孔と、前記中央孔の内周から前記凹部側に向かって延在する複数の爪部とを有し、前記爪部により前記弁体が保持される、
ことを特徴とする第２の形態の膨張弁。

【0097】

（第６の形態）
前記弁体サポートは凹部を有し、
前記防振ばねは、前記凹部に係合するようにへこんだ係合部を有し、前記係合部により前記弁体が保持される、
ことを特徴とする第２の形態の膨張弁。

【0098】

（第７の形態）
前記係合部の中央に開口が形成されている、
ことを特徴とする第６の形態の膨張弁。

【0099】

（第８の形態）
隣接する前記脚部の根元に切欠部が形成されており、前記防振ばねの中心に最も近い前記切欠部の縁は、前記円形部の外縁より径方向内方に位置する、
ことを特徴とする第２の形態の膨張弁。

【0100】

（第９の形態）
前記防振ばねは、前記弁体サポートと前記コイルばねとの間に配置され、前記弁体と前記弁体サポートとが当接する
ことを特徴とする第１の形態の膨張弁。

【0101】

（第１０の形態）
前記弁室の内壁に、冷媒を導入する導入孔が形成されており、
前記防振ばねの前記脚部は、径方向内方を向いた屈曲部を先端に有する、
ことを特徴とする第９の形態の膨張弁。

【0102】

（第１１の形態）
前記円形部の外径は、前記コイルばねの外径よりも小さい、
ことを特徴とする第１の形態～第１０の形態の膨張弁。

【符号の説明】

【0103】

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｅ、１Ｆ ：膨張弁
２ ：弁本体
３ ：弁体
４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅ、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
２２１ ：中間室
２３ ：戻り流路
２７ ：通流孔
２８ ：作動棒挿通孔
２９ ：環状凹部
４１ ：コイルばね
４２、４２Ｅ ：弁体サポート
４３ ：ばね受け部材
４４、４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃ、４４Ｄ、４４Ｅ、４４Ｆ 防振ばね
８１ ：栓
８２ ：上蓋部材
８３ ：ダイアフラム
８４ ：ストッパ部材
８６ ：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
１０３ ：エバポレータ
ＶＣ ：弁室

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】