特許 7182283 パワーエレメント及びこれを用いた膨張弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-24

(45)【発行日】2022-12-02

(54)【発明の名称】パワーエレメント及びこれを用いた膨張弁

(51)【国際特許分類】

   F25B 41/335 20210101AFI20221125BHJP

   F16K 31/68 20060101ALI20221125BHJP

【ＦＩ】

F25B41/335 A

F16K31/68 S

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019212463

(22)【出願日】2019-11-25

(65)【公開番号】P2021085547

(43)【公開日】2021-06-03

【審査請求日】2021-12-20

(73)【特許権者】

【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】青木 裕太郎

(72)【発明者】

【氏名】早川 潤哉

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼橋 祐亮

【審査官】笹木 俊男

(56)【参考文献】

【文献】特開平９－７９７０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－９７２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－９１４７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２６６５６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２５Ｂ ４１／３３５

Ｂ６０Ｈ １／００ ～ ３／０６

Ｆ１６Ｋ ３１／６８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ダイアフラムと、
前記ダイアフラムの外周部に当接し、前記ダイアフラムとの間に圧力作動室を形成する上蓋部材と、
前記ダイアフラムの外周部に当接し、前記ダイアフラムとの間に冷媒流入室を形成する受け部材と、
前記冷媒流入室に収容され、前記ダイアフラムに当接するストッパ部材と、を有し、
前記ダイアフラムは、中立位置から、前記中立位置より前記上蓋部材側に変位した位置の範囲内で変位することを特徴とするパワーエレメント。

【請求項2】

前記ダイアフラムは、前記中立位置から、前記中立位置より前記上蓋部材側に変位した位置の範囲内で、前記ストッパ部材を介して前記受け部材により制止されることを特徴とする請求項１に記載のパワーエレメント。

【請求項3】

前記受け部材側の支点は、前記上蓋部材側の支点よりも、前記ダイアフラムの外周に近いことを特徴とする請求項１又は２に記載のパワーエレメント。

【請求項4】

パワーエレメントと、
前記冷媒流入室に連通する冷媒流路と、弁室及び弁座が設けられた弁本体と、
前記弁室に配置された弁体と、
前記弁体を前記弁座に向けて押圧するコイルばねと、
前記弁体に一端を当接させた作動棒と、を有し、
前記パワーエレメントは、ダイアフラムと、前記ダイアフラムの外周部に当接し、前記ダイアフラムとの間に圧力作動室を形成する上蓋部材と、前記ダイアフラムの外周部に当接し、前記ダイアフラムとの間に冷媒流入室を形成する受け部材と、を有し、
前記ダイアフラムは、前記パワーエレメントの圧力作動室と冷媒流入室との圧力差により、中立位置から、前記中立位置より前記上蓋部材側に変位した位置の範囲内で変位して、前記コイルばねの付勢力に抗して前記弁体を駆動することを特徴とする膨張弁。

【請求項5】

前記パワーエレメントは、前記冷媒流入室に収容され、前記ダイアフラムに当接するストッパ部材を有し、
前記ダイアフラムは、前記中立位置から、前記中立位置より前記上蓋部材側に変位した位置の範囲内で、前記ストッパ部材を介して前記受け部材により制止されることを特徴とする請求項４に記載の膨張弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、パワーエレメント及びこれを用いた膨張弁に関する。

【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弁体を駆動するパワーエレメントが採用されている。

【0003】

特許文献１に示す膨張弁に備えられたパワーエレメントは、ダイアフラムと、前記ダイアフラムとの間で作動ガスが封入される圧力作動室を形成する上蓋部材と、中央部に貫通孔を備えるとともに前記ダイアフラムに関して前記上蓋部材と反対側に配置される受け部材と、前記ダイアフラムと前記受け部材との間に形成される流体流入室に配置され、弁体を駆動する作動棒に連結されたストッパ部材と、を備える。ダイアフラムは、薄く可撓性を有する金属製の板から形成されている。

【0004】

流体流入室に流入する冷媒の温度が低ければ、圧力作動室の作動ガスから熱を奪うことで収縮が生じ、また該冷媒の温度が高ければ、圧力作動室の作動ガスに熱を付与することで膨張が生じる。作動ガスの収縮／膨張に応じてダイアフラムが変形するため、その変形量に応じて、ストッパ部材及び作動棒を介して弁体を開閉させることができ、それにより膨張弁を通過する冷媒の流量調整を行うことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１９－１６３８９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、一般的な冷凍サイクルにおいては、配管内を流れる冷媒に混入した異物を捕獲すべく、ストレーナを設けている。しかしながら、微小な異物がストレーナを通過してパワーエレメント内に進入することがある。かかる場合、受け部材とダイアフラムとの間に異物が入り込むことで、ダイアフラムの局所的な変形などを招くおそれがある。これに対し、微小な異物まで捕獲できる性能をストレーナに持たせると、ストレーナにおける圧損が高まり冷凍サイクルにおける冷媒の搬送効率を悪化させるおそれがある。

【0007】

そこで本発明は、冷媒の搬送効率を確保しつつ、ダイアフラムの局所的変形などを抑制できるパワーエレメント及びそれを用いた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】

【0008】

上記目的を達成するために、本発明によるパワーエレメントは、
ダイアフラムと、
前記ダイアフラムの外周部に当接し、前記ダイアフラムとの間に圧力作動室を形成する上蓋部材と、
前記ダイアフラムの外周部に当接し、前記ダイアフラムとの間に冷媒流入室を形成する受け部材と、
前記冷媒流入室に収容され、前記ダイアフラムに当接するストッパ部材と、を有し、
前記ダイアフラムは、中立位置から、前記中立位置より前記上蓋部材側に変位した位置の範囲内で変位することを特徴とする。

【0009】

本発明による膨張弁は、
パワーエレメントと、
前記冷媒流入室に連通する冷媒流路と、弁室及び弁座が設けられた弁本体と、
前記弁室に配置された弁体と、
前記弁体を前記弁座に向けて押圧するコイルばねと、
前記弁体に一端を当接させた作動棒と、を有し、
前記パワーエレメントは、ダイアフラムと、前記ダイアフラムの外周部に当接し、前記ダイアフラムとの間に圧力作動室を形成する上蓋部材と、前記ダイアフラムの外周部に当接し、前記ダイアフラムとの間に冷媒流入室を形成する受け部材と、を有し、
前記ダイアフラムは、前記パワーエレメントの圧力作動室と冷媒流入室との圧力差により、中立位置から、前記中立位置より前記上蓋部材側に変位した位置の範囲内で変位して、前記コイルばねの付勢力に抗して前記弁体を駆動することを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明により、冷媒の搬送効率を確保しつつ、ダイアフラムの局所的変形などを抑制できるパワーエレメント及びそれを用いた膨張弁を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【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、パワーエレメントの拡大断面図である。

【図3】図３は、図２のＡ部を拡大して示す断面図である。

【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、第２の実施形態におけるパワーエレメント８Ａの断面図である。

【図6】図６は、第２の実施形態における図４のＢ部を拡大して示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

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。

【0013】

（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。

【0014】

（第１の実施形態）
図１を参照して、第１の実施形態におけるパワーエレメントを含む膨張弁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。本実施例では、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。膨張弁１の軸線をＬとする。

【0015】

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。

【0016】

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（冷媒通路ともいう）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が供給される。第２流路２２は排出側流路であり、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。

【0017】

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。

【0018】

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。

【0019】

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。

【0020】

作動棒５は、弁通孔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。

【0021】

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。

【0022】

図１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とを有する。

【0023】

弁体サポート４２は、コイルばね４１の上端に取り付けられており、その上面には球状の弁体３が溶接され、両者は一体となっている。

【0024】

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ＶＳ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。

【0025】

（パワーエレメント）
次に、パワーエレメント８について説明する。図２は、パワーエレメント８の拡大断面図であるが、点線で図示する比較例との差異を理解しやすいように誇張して示しており、実際の寸法と異なる場合がある。パワーエレメント８の軸線をＯとする。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。

【0026】

上蓋部材８２は、例えば金属製の板材をプレスにより成形することによって形成される。上蓋部材８２は、環状の外側板部８２ｂと、外側板部８２ｂの内周に連設され浅い角度で上側に向かう外側テーパ部８２ｃと、外側テーパ部８２ｃの内周に連設され深い角度で上側に向かう内側テーパ部８２ｅと、内側テーパ部８２ｅの内周に連設された頂部８２ｆとを有する。頂部８２ｆの中央には開口８２ａが形成され、栓８１により封止可能となっている。

【0027】

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をプレスにより成形することによって形成される。受け部材８６は、上蓋部材８２の外側板部８２ｂの外径とほぼ同じ外径を持つフランジ部８６ａと、フランジ部８６ａの内周に連設され下側に向かう円錐部８６ｂと、円錐部８６ｂの内周に連設された環状の内側板部８６ｃと、内側板部８６ｃの内周に連設された中空円筒部８６ｄとを有している。中空円筒部８６ｄの外周には、雄ねじ８６ｅが形成されている。

【0028】

図１に示すように、中空円筒部８６ｄが取り付けられる弁本体２の凹部２ａの内周には、雄ねじ８６ｅに螺合する雌ねじ２ｃが形成されている。

【0029】

図２において、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。

【0030】

より具体的に、ダイアフラム８３は、上蓋部材８２と受け部材８６とに挟持される外周部８３ａと、ストッパ部材８４に当接する中央部８３ｂとを有する。また、ダイアフラム８３は、外周部８３ａと中央部８３ｂとの間において、軸線Ｏに対してそれぞれ同軸であり、上側に突出した複数の上側輪状部８３ｃと、下側に突出した複数の下側輪状部８３ｄとを径方向に沿って交互に備える。本実施形態では、図２に示す断面において、上側輪状部８３ｃと下側輪状部８３ｄとで略サインカーブを描くような周期的形状としているが、断面半円形である周溝状の上側輪状部と下側輪状部とを、平板に独立してそれぞれ形成するようにしてもよい。

【0031】

図３は、本実施形態における図２のＡ部を拡大して示す断面図であり、最大開弁時におけるダイアフラム８３の変位位置（実線が中立位置とする）を示している。上蓋部材８２の外側板部８２ｂと、受け部材８６のフランジ部８６ａとの間に、外周部８３ａが挟持されてダイアフラム８３が保持されている。外側板部８２ｂ、外周部８３ａ、及びフランジ部８６ａの外周端は、後述するように溶接されて接合されている。

【0032】

ダイアフラム８３の外周に最も近い下側輪状部８３ｄは、ダイアフラム８３の外周に最も近い上側輪状部８３ｃよりも外周近くに配置されており、下側輪状部８３ｄと
受け部材８６との間には隙間が形成されている。

【0033】

図２において、ストッパ部材８４は、円筒状の本体８４ａと、本体８４ａの上端に連設され径方向に延在する円盤部８４ｂと、本体８４ａの下面中央に形成された袋穴状の嵌合孔８４ｃとを有する。円盤部８４ｂは、ダイアフラム８３の中央部８３ｂの下面と接している。

【0034】

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の外側板部８２ｂと、ダイアフラム８３の外周部８３ａと、受け部材８６のフランジ部８６ａをこの順序で重ね合わせ軸方向に押圧しつつ、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部Ｗを形成し、これらを一体化する。

【0035】

続いて、上蓋部材８２に形成された開口８２ａ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８２ａ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。

【0036】

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（冷媒流入室）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８３ｂが当接する。これによりストッパ部材８４の円盤部８４ｂは、ダイアフラム８３と受け部材８６の内側板部８６ｃとの間で保持される。

【0037】

本実施形態では、ダイアフラム８３が受け部材８６に向かって変位して、ストッパ部材８４に当接して制止されたとき、ダイアフラム８３は中立位置（もしくは中立位置より上蓋部材８２側に変位した位置）にある。「中立位置」とは、ダイアフラムが上蓋部材側の支点からも、また受け部材側の支点からも反力を受けない位置をいう。

【0038】

ここで「上蓋部材側の支点」とは、ダイアフラムが撓んで変位する場合において、上蓋部材に当接することでダイアフラムが制止される（上蓋部材側に変位しない）部位と、上蓋部材側に変位する部位との境界点に接する上蓋部材の点をいう。また、「受け部材側の支点」とは、ダイアフラムが撓んで変位する場合において、受け部材に当接することでダイアフラムが制止される（受け部材側に変位しない）部位と、受け部材側に変位する部位との境界点に接する受け部材の点をいう。

【0039】

ここでは、上蓋部材８２側の支点よりも、受け部材８６側の支点がダイアフラム８３の外周に近くなっていると好ましい。

【0040】

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、軸線Ｏを軸線Ｌと合致させるようにして、受け部材８６の中空円筒部８６ｄの下端外周の雄ねじ８６ｅを、弁本体２の凹部２ａの内周に形成した雌ねじ２ｃに螺合させる。中空円筒部８６ｄの雄ねじ８６ｅを雌ねじ２ｃに対して螺進させてゆくと、受け部材８６の内側板部８６ｃ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。

【0041】

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、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、連通孔２ｂを介して戻り流路２３と連通している。

【0042】

（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、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。

【0043】

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。

【0044】

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。

【0045】

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。

【0046】

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。

【0047】

（比較例）
次に、比較例を参照して、本実施形態の効果について説明する。図２において、理解しやすいように、比較例にかかるストッパ部材８４Ａ（点線で図示）を、本実施形態のストッパ部材８４に重ねて示す。比較例にかかるストッパ部材８４Ａは、本実施形態のストッパ部材８４に対して、円盤部の厚みのみが異なる。より具体的に、ストッパ部材８４Ａの円盤部８４Ａｂの厚みｔ_Ａは、ストッパ部材８４の円盤部８４ｂの厚みｔよりも小さく（ｔ＜ｔ_Ａ）なっている。比較例のパワーエレメント８Ａにおけるストッパ部材８４Ａ以外の形状は、本実施形態のパワーエレメント８と共通する。

【0048】

比較例のパワーエレメント８Ａにおいて、圧力作動室ＰＯ内の作動ガスが膨張して、ダイアフラム８３が受け部材８６に向かって変位して、ストッパ部材８４に当接して制止されたとき（すなわち最大開弁時）、ダイアフラム８３と受け部材８６の内側板部８６ｃとの間に、図２に点線で示すように円盤部８４Ａｂが挟持される。このとき、円盤部８４Ａｂの厚みｔ_Ａが比較的薄いので、ダイアフラム８３は中立位置より受け部材８６側に変位した位置にある。このため、図３に点線で示すように、ダイアフラム８３は受け部材８６側に変位することで、受け部材８６側の支点Ｐ１から反力を受けた状態となる。換言すれば、ダイアフラム８３は、中立位置より受け部材８６側では支点Ｐ１回りに変位し、それによりダイアフラム８３と受け部材８６との間の隙間が増減する。

【0049】

ここで、冷媒循環システム１００の動作中に、冷媒内に混入した金属粉などの異物ＤＳが、戻り流路２３を介して下部空間ＬＳ内に進入する場合がある。かかる場合、図３に示すようにダイアフラム８３と受け部材８６との隙間に異物ＤＳが入り込み、ダイアフラム８３が受け部材８６側に変位した際に、受け部材８６との間で異物ＤＳの噛み込みが起きるおそれがある。ダイアフラム８３は非常に薄い金属板から形成されているため、比較的硬い異物ＤＳの噛み込みが起きると、応力集中が生じて局所的変形などを招き、場合によってはパワーエレメント８の作動特性を悪化させるおそれがある。

【0050】

これに対し本実施形態によれば、ダイアフラム８３が受け部材８６に向かって変位して、ストッパ部材８４の円盤部８４ｂに当接して制止されたとき、図３に実線で示すように、ダイアフラム８３は中立位置（もしくは中立位置より上蓋部材８２側に変位した位置）にある。つまり、ダイアフラム８３は、最大開弁時と閉弁時との間において、その中立位置から上蓋部材８２側の範囲内でのみ、上蓋部材８２側の支点Ｐ２を基点として変位する。換言すれば、ダイアフラム８３は中立位置より受け部材８６側には変位しないため、ダイアフラム８３と受け部材８６との間の隙間に異物ＤＳが進入しても、かかる隙間は小さくならないから異物の噛み込みは生じず、ダイアフラム８３の局所的変形などは生じない。これにより冷媒循環システム１００に用いるストレーナ（不図示）は通常のものを使用でき、冷媒の搬送効率を低下させることがない。

【0051】

（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、第２の実施形態におけるパワーエレメント８Ａの断面図である。図６は、第２の実施形態における図４のＢ部を拡大して示す断面図である。

【0052】

図４に示す膨張弁１Ａが、第１の実施形態にかかる膨張弁１と異なる点は、パワーエレメント８Ａと、弁本体２Ａの上部構成にある。すなわち本実施形態においては、パワーエレメント８Ａと弁本体２Ａは、ねじの螺合により結合されておらず、両者の結合はカシメにより行われる。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、同じ符号を付して重複説明を省略する。

【0053】

図５において、パワーエレメント８Ａは、栓８１と、上蓋部材８２と、ダイアフラム８３と、受け部材８６Ａ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８６Ａ側が下側であるものとする。なお、ストッパ部材は設けなくてもよいが、その場合には、ストッパ部材に代わりダイアフラムの変位を制止する制止部材を設けることが好ましい。受け部材８６Ａの一部を変形させて、ストッパ部材の代わりとしてもよい。

【0054】

本実施形態のパワーエレメント８Ａにおいては、第１の実施形態におけるパワーエレメント８に対して、受け部材８６Ａの構成のみが主として異なる。それ以外の栓８１、上蓋部材８２、ダイアフラム８３、ストッパ部材８４については、細部の形状が異なることを除き基本的に同様な構成であるため、同じ符号を付して重複説明を省略する。

【0055】

金属製の板材をプレスにより成形することによって形成される受け部材８６Ａは、上蓋部材８２の外側板部８２ｂの外径とほぼ同じ外径を持つフランジ部８６Ａａと、フランジ部８６Ａａの内周に連設され下側に向かう円錐部８６Ａｂと、円錐部８６Ａｂの内周に連設された環状の中間板部８６Ａｃと、中間板部８６ｃの内周に連設された中空円筒部８６Ａｄと、中空円筒部８６Ａｄの内周に連設された環状の内側板部８６Ａｅと、を有している。内側板部８６Ａｅは、ストッパ部材８４の本体８４ａが嵌入する中央開口８６Ａｆを備えている。

【0056】

パワーエレメント８Ａの組み立て時において、ダイアフラム８３と受け部材８６Ａとの間にストッパ部材８４を配置しつつ、上蓋部材８２の外側板部８２ｂと、ダイアフラム８３の外周部８３ａと、受け部材８６Ａのフランジ部８６Ａａをこの順序で重ね合わせ軸方向に押圧しつつ、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部Ｗを形成し、これらを一体化する。

【0057】

続いて、上蓋部材８２に形成された開口８２ａから、上蓋部材８２とダイアフラム８３とで囲われる空間内に作動ガスを封入した後、開口８２ａ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。以上により、パワーエレメント８Ａが組み立てられる。

【0058】

図６において、アルミニウムなどの金属から形成される弁本体２Ａは、その上端から延在する円管部２ｄを備える。円管部２ｄの内径は、パワーエレメント８Ａの外径に等しいか、わずかに大きい。

【0059】

パワーエレメント８Ａを弁本体２Ａに組み付ける前において、円管部２ｄは点線で示すように、軸線Ｌ（図４）を軸とする円筒形状となっている。パワーエレメント８Ａを弁本体２Ａに組み付けるときは、弁本体２Ａの段部２ｅに環状のパッキンＰＫを配置して、受け部材８６Ａ側から弁本体２Ａに接近させ、円管部２ｄ内にパワーエレメント８Ａを嵌合させる。このとき、中間板部８６Ａｃと段部２ｅとの間にパッキンＰＫが挟持される。

【0060】

かかる状態で、不図示のカシメ工具を用いて、円管部２ｄの先端を内側に向かってかしめると、円管部２ｄの先端は軸線Ｌに向かって塑性変形して、環状のカシメ部２ｆが形成される。上蓋部材８２の外側板部８２ｂの外周上面がカシメ部２ｆから押圧されて固定される。これにより中間板部８６Ａｃと段部２ｅとの間でパッキンＰＫが軸線Ｌ方向に圧縮され、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。

【0061】

図４に示す膨張弁１Ａも、図１に示す冷媒循環システム１００に組み込むことができ、第１の実施形態にかかる膨張弁１と同様の機能を発揮する。

【0062】

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。例えば、本実施形態では、最大開弁時のダイアフラムの位置を中立位置としているが、中立位置より上蓋部材側に変位した位置を最大開弁時としてもよい。

【符号の説明】

【0063】

１、１Ａ ：膨張弁
２、２Ａ ：弁本体
３ ：弁体
４ ：付勢装置
５ ：作動棒
６ ：リングばね
８、８Ａ ：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 ：弁通孔
２８ ：作動棒挿通孔
２９ ：環状凹部
４１ ：コイルばね
４２ ：弁体サポート
４３ ：ばね受け部材
８１ ：栓
８２ ：上蓋部材
８３ ：ダイアフラム
８４ ：ストッパ部材
８６，８６Ａ ：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
ＶＳ ：弁室

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】