膨胀阀的制作方法

本发明涉及膨胀阀，尤其涉及具备有防振弹簧的膨胀阀。

背景技术：

已知如下现象：由于膨胀阀的阀芯上游侧的压力与阀芯下游侧的压力之间的差压，导致阀芯及按压阀芯的动作棒振动，产生杂音。为了抑制该振动，有时在膨胀阀的阀主体内配置防振弹簧。

作为相关技术，在专利文献1公开了温度式膨胀阀。专利文献1所述的温度式膨胀阀具备防振部件，该防振部件嵌装于动作棒的外周而防止动作棒的振动。防振部件具有：使细长的板状的弹性素材弹性变形成环状的环状部；以及在弹性素材的一部分设置缺口并向内侧弯曲而形成的三个防振弹簧。并且，各防振弹簧配置于将圆周三等分的位置，并且其中一个防振弹簧的弹簧力设定为大于其他的防振弹簧的弹簧力。

另外，专利文献2公开了膨胀阀。在专利文献2所述的膨胀阀中，在支承阀芯的支承部件与线圈弹簧之间配置防振弹簧。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第6053543号公报

专利文献2：日本特开2005-156046号公报

发明要解决的课题

在专利文献1所述的温度式膨胀阀及专利文献2所述的膨胀阀中，防振弹簧的弹簧力不依赖于膨胀阀的开度而是恒定的。然而，膨胀阀的阀芯上游侧的压力与阀芯下游侧的压力之间的差压在膨胀阀的开度为微小时变大，有作用于阀的流体力增加的倾向。因此，膨胀阀的开度为微小时，阀芯及动作棒容易振动，容易从膨胀阀产生杂音。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于提供一种膨胀阀，能够在膨胀阀的开度为微小时抑制来自膨胀阀的杂音的发生。

用于解决课题的手段

为了达成上述目的，本发明的膨胀阀具备：阀主体，该阀主体具备阀室；阀芯，该阀芯配置于所述阀室的内部；阀芯支承部件，该阀芯支承部件对所述阀芯进行支承；施力部件，该施力部件对所述阀芯朝向阀座施力；动作棒，该动作棒与所述阀芯接触，克服所述施力部件产生的作用力而将所述阀芯向开阀方向按压；防振弹簧，该防振弹簧抑制所述阀芯或所述动作棒的振动；以及接触面，该接触面与所述防振弹簧滑动接触，所述防振弹簧的变形量随着所述阀芯朝向闭阀方向而变大。

在上述膨胀阀中，所述防振弹簧也可以包含带脚弹簧。另外，所述带脚弹簧也可以具备：基部；以及多个脚部，该多个脚部从所述基部向下方延伸。

在上述膨胀阀中，所述防振弹簧也可以包含环形弹簧。另外，所述环形弹簧也可以具备：环形部；以及弹性突出部，该弹性突出部向所述环形部的内侧突出并与所述动作棒的外周面接触。

在上述膨胀阀中，所述防振弹簧也可以配置于所述阀室内。另外，所述接触面也可以是对所述阀室进行规定的内壁面。

在上述膨胀阀中，所述接触面也可以具有变形量调整面，该变形量调整面距所述动作棒的中心轴的距离随着朝向所述闭阀方向而变短。另外，上述膨胀阀也可以还具备动力元件，该动力元件驱动所述动作棒。

发明效果

通过本发明，能够提供一种膨胀阀，能够在膨胀阀的开度为微小时抑制来自膨胀阀的杂音的发生。

附图说明

图1是示意性地表示第一实施方式的膨胀阀的整体结构的图。

图2是示意性地表示防振弹簧的一例的概略立体图。

图3是示意性地表示膨胀阀的开度为微小时的防振弹簧的状态的图。

图4是示意性地表示膨胀阀的开度较大时的防振弹簧的状态的图。

图5是示意性地表示第二实施方式的膨胀阀的整体结构的图。

图6是示意性地表示防振弹簧的一例的概略立体图。

图7是示意性地表示膨胀阀的开度为微小时的防振弹簧的状态的图。

图8是示意性地表示膨胀阀的开度较大时的防振弹簧的状态的图。

图9是示意性地表示第三实施方式的膨胀阀的整体结构的图。

图10是示意性地表示将实施方式的膨胀阀应用于制冷剂循环系统的例的概略剖视图。

符号说明

1、1a、1b、1c：膨胀阀

2：阀主体

3：阀芯

4：阀芯支承部件

5：施力部件

6：动作棒

7：防振弹簧

7a：带脚弹簧

7b：环形弹簧

8：动力元件

20：阀座

21：第一流路

22：第二流路

23：返回流路

24：施力部件承受部件

26：凹部

26a：内壁面

26b：底面

26c：铆接部

71：基部

72：脚部

72a：顶端侧突出部

75：板材

76：环形部

77：弹性突出部

77a：顶端侧突出部

78：端部舌片

79：舌片接受部

81：上盖部件

82：承受部件

100：制冷剂循环系统

101：压缩机

102：冷凝器

104：蒸发器

201：第一面

202：第二面

601：第一面

602：第二面

603：第三面

as1：变形量调整面

as2：变形量调整面

cs：接触面

cs1：内壁面

cs2：外周面

vs：阀室

具体实施方式

以下，参照附图，对实施方式的膨胀阀1进行说明。另外，在以下的实施方式的说明中，对具有相同功能的部位、部件标记相同符号，省略标记相同符号的部位、部件的重复说明。

(方向的定义)

在本说明书中，将从阀芯3朝向动作棒6的方向定义为“上方向”，将从动作棒6朝向阀芯3的方向为“下方向”。因此，在本说明书中，与膨胀阀1的姿势无关，将从阀芯3朝向动作棒6的方向称为“上方向”。

(第一实施方式)

参照图1至图4，对第一实施方式的膨胀阀1a进行说明。图1是示意性地表示第一实施方式的膨胀阀1a的整体结构的图。图2是示意性地表示防振弹簧7的一例的概略立体图。图3是示意性地表示膨胀阀1a的开度为微小时的防振弹簧7的状态的图。图4是示意性地表示膨胀阀1a的开度较大时的防振弹簧7的状态的图。

膨胀阀1a具备：具备阀室vs的阀主体2、阀芯3、阀芯支承部件4、施力部件5、动作棒6、防振弹簧7以及与防振弹簧7滑动接触的接触面cs。

阀主体2除了阀室vs，还具备第一流路21及第二流路22。第一流路21是例如供给侧流路，流体经由供给侧流路供给至阀室vs。第二流路22是例如排出侧流路，阀室vs内的流体经由排出侧流路向膨胀阀外排出。

阀芯3配置于阀室vs内。在阀芯3落座于阀主体2的阀座20时，第一流路21与第二流路22为非连通状态。另一方面，在阀芯3与阀座20分离时，第一流路21与第二流路22为连通状态。

阀芯支承部件4支承阀芯3。在图1所述的例中，阀芯支承部件4从下方支承阀芯3。

施力部件5对阀芯3向阀座20施力。施力部件5是例如线圈弹簧。在图1所述的例中，施力部件5经由阀芯支承部件4对阀芯3向上方施力。

动作棒6的下端与阀芯3接触。另外，动作棒6克服施力部件5产生的作用力而对阀芯3向开阀方向(即，下方向)按压。当动作棒6向下方向移动时，阀芯3从阀座20分离，膨胀阀1a成为开状态。

防振弹簧7是用于抑制阀芯3及动作棒6(尤其是阀芯3)的振动的防振部件。在图1所述的例中，防振弹簧7配置于阀室vs内。

接触面cs是与防振弹簧7滑动接触的面。换言之，接触面cs相对于防振弹簧7能够相对移动并且接触面cs与防振弹簧7接触。

在第一实施方式中，防振弹簧7的变形量随着阀芯3朝向闭阀方向(即，上方向)而变大。换言之，在第一实施方式中，膨胀阀1a的开度为微小时的防振弹簧7的变形量大于膨胀阀1a的开度较大时的防振弹簧7的变形量。并且，膨胀阀1a的开度为微小时的防振弹簧7的变形量较大，因此膨胀阀1a的开度为微小时的防振性能较高。另外，膨胀阀1a的开度较大时的防振弹簧7的变形量相对较小，因此抑制防振弹簧7与接触面cs之间的滑动阻力的增加。

如上所述，在第一实施方式的膨胀阀1a中，抑制防振弹簧7与接触面cs之间的滑动阻力的增加，并且膨胀阀1a的防振性能提高。换言之，在平稳运转时(阀开度相对较大时)，由于滑动阻力的增加得到抑制，因此不损害膨胀阀1a的控制性。另一方面，在容易产生杂音的微小开度时，由于防振弹簧7的变形量增加，进一步有效地抑制阀芯3和/或动作棒6的振动。其结果是，抑制来自膨胀阀1a的杂音的发生。

在第一实施方式中，防振弹簧7配置于阀室vs内。在该情况下，防振弹簧7滑动的接触面cs优选是对阀室vs进行规定的内壁面cs1。

在图1所述的例中，防振弹簧7配置于内壁面cs1与阀芯支承部件4之间。另外，在图1所述的例中，阀芯3与阀芯支承部件4是分体的，但取而代之，阀芯3与阀芯支承部件4也可以是一体成形的一个部件。

在图1所述的例中，接触面cs(外周面cs1)是随着朝向闭阀方向即上方向而距动作棒6的中心轴ax的距离变短的变形量调整面as1。更具体而言，接触面cs(外周面cs1)是随着朝向闭阀方向即上方向而距动作棒6的中心轴ax的距离变短的锥面。

(防振弹簧7)

参照图2，对第一实施方式的防振弹簧7的一例进行说明。在图2所述的例中，防振弹簧7是具备多个脚部72的带脚弹簧7a。另外，在图2所述的例中，脚部72的个数是八个，但脚部72的个数是三个以上即可。

带脚弹簧7a具备：基部71、从基部71向下方延伸的多个脚部72。脚部72沿着基部71的外缘等间隔地配置。在图2所述的例中，各脚部72在顶端部具备向外方突出的顶端侧突出部72a。并且，如图3所示，该顶端侧突出部72a与上述的变形量调整面as1接触。顶端侧突出部72a也可以具有局部球壳形状。另外，局部球壳形状是指与球壳的一部分一致或大致一致的形状。在顶端侧突出部72a具有局部球壳形状的情况下，与变形量调整面as1接触的部分成为平滑的曲面部分，因此变形量调整面as1难以损伤。另外，局部球壳形状是结构上强度较高的形状，因此经过长时间，顶端侧突出部72a的形状也难以崩坏。

另外，在带脚弹簧7a为金属制的情况下，顶端侧突出部72a能够通过冲压加工使脚部72的一部分塑性变形而形成。换言之，顶端侧突出部72a也可以是塑性变形部。

另外，在图2所述的例中，基部71具有环形状，多个脚部72从环的外缘部向下方延伸。然而，基部71的形状不限定于环形状。

参照图3及图4，带脚弹簧7a(防振弹簧7)与对阀室vs进行规定的壁面cs1接触且能够沿上下方向移动。在图3所述的例中，内壁面cs1具备：与假想的圆筒的侧面形状大致一致的第一面201；以及与假想的圆锥台的侧面形状一致或大致一致的第二面202，第二面202对应于变形量调整面as1。

另外，内壁面cs1的具体的形状不限定于图3及图4所述的例，可以是任意的。例如，在图3及图4所述的例中，第二面202(变形量调整面as1)设置于第一流路21的下方，但第二面202也可以设置于第一流路21的上方。

在防振弹簧7为带脚弹簧7a的情况下，带脚弹簧7a的脚部72与变形量调整面as1边接触边移动。更具体而言，脚部72的顶端侧突出部72a相对于变形量调整面as1滑动。

在图3及图4所述的例中，带脚弹簧7a配置于阀芯支承部件4与内壁面cs1之间，带脚弹簧7a的基部71配置于阀芯支承部件4与施力部件5之间。由此，在图3及图4所述的例中，带脚弹簧7a与阀芯支承部件4及阀芯3大致一体地沿上下方向和/或横向移动。

在图3及图4所述的例中，变形量调整面as1是随着朝向上方向而距动作棒6的中心轴ax的距离变短的面。

因此，在阀开度为微小的状态(图3所示的状态)下，脚部72向内方(换言之，朝向动作棒6的中心轴ax的方向)大幅变形。另外，脚部72的弹性变形量较大，因此带脚弹簧7a被相对较强的力调芯。此外，阀芯支承部件4及阀芯3与带脚弹簧7a大致一体地移动，因此阀芯支承部件4及阀芯3也被相对较强的力调芯。由此，在阀开度为微小的状态(图3所示的状态)下，阀芯3被相对较强的力调芯，阀芯3难以横向振动，难以从膨胀阀1a产生杂音。

另一方面，在阀开度较大的状态(图4所示的状态)下，脚部72的弹性变形量相对较小。因此，带脚弹簧7a与内壁面cs1之间的滑动阻力较小。由此，在阀开度较大的状态(即，平稳运转状态)下，膨胀阀1a的开度由动作棒6顺畅地调整。

另外，第二面202的沿动作棒6的长度方向的方向上的长度l1优选大于阀芯3的移动下限与阀芯3的移动上限之间的距离。

(第二实施方式)

参照图5至图8，对第二实施方式的膨胀阀1b进行说明。图5是示意性地表示第二实施方式的膨胀阀1b的整体结构的图。图6是示意性地表示防振弹簧7的一例的概略立体图。图7是示意性地表示膨胀阀1b的开度为微小时的防振弹簧7的状态的图。图8是示意性地表示膨胀阀1b的开度较大时的防振弹簧7的状态的图。

第二实施方式的膨胀阀1b与第一实施方式的膨胀阀1a的不同点在于，防振弹簧7配置于阀室vs外，并且防振弹簧7配置为与动作棒6接触。由此，在第二实施方式中，以防振弹簧7及动作棒6为中心进行说明，省略防振弹簧7及动作棒6以外的结构的重复说明。

在第二实施方式中，动作棒6的下端与阀芯3接触。另外，动作棒6克服施力部件5产生的作用力而对阀芯3向开阀方向(即，下方向)按压。在动作棒6向下方向移动时，阀芯3从阀座20分离，膨胀阀1b成为开状态。

防振弹簧7是用于抑制阀芯3及动作棒6(尤其是动作棒6)的振动的防振部件。在图5所述的例中，防振弹簧7配置于与阀室vs不同的凹部26内。另外，在图5所述的例中，凹部26与后述的返回流路23连通，凹部26配置于返回流路23的下方。

接触面cs是与防振弹簧7滑动接触的面。换言之，接触面cs相对于防振弹簧7能够相对移动并且接触面cs与防振弹簧7接触。在图5所述的例中，接触面cs是动作棒6的外周面cs2。

在第二实施方式中，防振弹簧7的变形量随着阀芯3向闭阀方向(即，上方向)而变大。换言之，在第二实施方式中，膨胀阀1b的开度为微小时的防振弹簧7的变形量大于膨胀阀1b的开度较大时的防振弹簧7的变形量。并且，膨胀阀1b的开度为微小时的防振弹簧7的变形量较大，因此膨胀阀1b的开度为微小时的防振性能较高。另外，膨胀阀1b的开度较大时的防振弹簧7的变形量相对较小，因此抑制防振弹簧7与接触面cs之间的滑动阻力的增加。

如上所述，在第二实施方式的膨胀阀1b中，抑制防振弹簧7与接触面cs之间的滑动阻力的增加，并且膨胀阀1b的防振性能提高。换言之，在平稳运转时(阀开度相对较大时)，由于滑动阻力的增加得到抑制，因此膨胀阀1b的控制性不受损。另一方面，在容易产生杂音的微小开度时，由于防振弹簧7的变形量增加，进一步有效地抑制阀芯3和/或动作棒6的振动。其结果是，抑制来自膨胀阀1b的杂音的发生。

在第二实施方式中，防振弹簧7配置于与阀室vs不同的凹部26，防振弹簧7所滑动的接触面cs是动作棒6的外周面cs2。

在图5所述的例中，防振弹簧7配置于凹部26的内壁面26a与动作棒6之间。

另外，在图5所述的例中，接触面cs(外周面cs2)是随着朝向闭阀方向即上方向而距动作棒6的中心轴ax的距离变短的变形量调整面as2。更具体而言，接触面cs(外周面cs2)是随着朝向闭阀方向即上方向而距动作棒6的中心轴ax的距离变短的锥面。

(防振弹簧7)

参照图6，对第二实施方式的防振弹簧7的一例进行说明。在图6所述的例中，防振弹簧7是具备多个弹性突出部77的环形弹簧7b。另外，在图6所述的例中，弹性突出部77的个数是三个，但弹性突出部77的个数也可以是四个以上。

图6所述的环形弹簧7b具备：环形部76、向环形部76的内侧突出且与动作棒6的外周面cs2接触的三个以上的弹性突出部77。

在图6所述的例中，弹性突出部77沿环形部76的周向等间隔地配置。在图6所述的例中，各弹性突出部77在顶端部具有向内方(换言之，向动作棒6)突出的顶端侧突出部77a。并且，如图7所示，该顶端侧突出部77a与上述的变形量调整面as2接触。顶端侧突出部77a也可以具有局部球壳形状。另外，局部球壳形状是指与球壳的一部分一致或大致一致的形状。在顶端侧突出部77a具有局部球壳形状的情况下，与变形量调整面as2接触的部分成为平滑的曲面部分，因此变形量调整面as2难以损伤。另外，局部球壳形状是结构上强度较高的形状，因此经过长时间，顶端侧突出部77a的形状难以崩坏。

另外，在环形弹簧7b为金属制的情况下，顶端侧突出部77a能够通过冲压加工使构成环形弹簧7b的板材75塑性变形而形成。换言之，顶端侧突出部77a也可以是塑性变形部。

在图6所述的例中，环形部76通过使板材75弯曲成环状而形成。更具体而言，环形部76通过使设置于板材75的一端部的端部舌片78与设置于板材75的另一端部的舌片接受部79重合而形成。然而，环形部76的形成方法不限定于上述的例。

参照图7及图8，动作棒6与环形弹簧7b的弹性突出部77接触并且能够沿上下方向移动。在图7所述的例中，动作棒6的外周面cs2具备：与假想的圆筒的侧面形状一致或大致一致的第一面601；与假想的圆筒的侧面形状一致或大致一致的第三面603；以及配置于第一面601及第三面603之间的第二面602。第二面602是与假想的圆锥台的侧面形状一致或大致一致的面，第二面602对应于变形量调整面as2。

另外，外周面cs2的具体的形状不限定于图7及图8所述的例，可以是任意的形状。例如，在图7及图8所述的例中，第二面602与通过动作棒6的中心轴ax的平面的交线是直线，但该交线也可以是曲线。

在防振弹簧7为环形弹簧7b的情况下，动作棒6的变形量调整面as2与环形弹簧7b的弹性突出部77边接触边移动。更具体而言，动作棒6的变形量调整面as2相对于弹性突出部77的顶端侧突出部77a滑动。

在图7及图8所述的例中，环形弹簧7b的下端与凹部26的底面26b接触，环形弹簧7b的上端通过凹部26的铆接部26c被铆接固定。

在图7及图8所述的例中，变形量调整面as2是随着朝向上方向而距动作棒6的中心轴ax的距离变短的面。因此，在阀开度为微小的状态(图7所示的状态)下，弹性突出部77向外方(换言之，向从动作棒6的中心轴ax离开的方向)大幅变形。另外，弹性突出部77的弹性变形量较大，因此动作棒6被相对较强的力调芯。此外，动作棒6的下端与阀芯3接触，因此阀芯3也被相对较强的力调芯。由此，在阀开度为微小的状态(图3所示的状态)下，阀芯3被相对较强的力调芯，阀芯3难以横向振动，杂音难以发生。

另一方面，在阀开度较大的状态(图8所示的状态)下，弹性突出部77的弹性变形量相对较小。因此，环形弹簧7b与动作棒6的外周面cs2之间的滑动阻力较小。由此，在阀开度较大的状态(即，平稳运转状态)下，膨胀阀1b的开度由动作棒6顺畅地调整。

另外，第二面602的沿动作棒6的长度方向的方向上的长度l2优选大于阀芯3的移动下限与阀芯3的移动上限之间的距离。

(第三实施方式)

参照图9，对第三实施方式的膨胀阀1c进行说明。图9是示意性地表示第三实施方式的膨胀阀1c的整体结构的图。

第三实施方式的膨胀阀1c具备在第一实施方式中说明的带脚弹簧7a及在第二实施方式中说明的环形弹簧7b这两者。换言之，第三实施方式是第一实施方式及第二实施方式的组合。

第三实施方式的膨胀阀1c获得与第一实施方式的膨胀阀1a相同的效果，获得与第二实施方式的膨胀阀1b相同的效果。

另外，第三实施方式的膨胀阀1c具备：配置于阀室vs内的防振弹簧7(带脚弹簧7a)；及配置于动作棒6的周围的防振弹簧7(环形弹簧7b)。因此，阀芯3及动作棒6通过至少两个防振弹簧而有效地防振。其结果是，来自膨胀阀1c的杂音的发生被进一步有效地抑制。

(膨胀阀1的应用例)

参照图10，对膨胀阀1的应用例进行说明。图10是示意性地表示将实施方式的膨胀阀1应用于制冷剂循环系统100的例的概略剖视图。

在图10所述的例中，膨胀阀1与压缩机101、冷凝器102及蒸发器104流体连接。

另外，膨胀阀1除了阀主体2、阀芯3、阀芯支承部件4、施力部件5、动作棒6、防振弹簧7、第一流路21、第二流路22以外，还具备驱动动作棒的动力元件8、返回流路23。

参照图10，由压缩机101加压后的制冷剂由冷凝器102液化，送至膨胀阀1。另外，由膨胀阀1绝热膨胀后的制冷剂被送出至蒸发器104，在蒸发器104中与在蒸发器的周围流动的空气进行热交换。从蒸发器104返回的制冷剂通过膨胀阀1(更具体而言，通过返回流路23)向缩机101侧返回。

从冷凝器102向膨胀阀1供给高压制冷剂。更具体而言，来自冷凝器102的高压制冷剂经由第一流路21供给至阀室vs。在阀室vs内，阀芯3与阀座20相对而配置。另外，阀芯3通过阀芯支承部件4支承，阀芯支承部件4通过施力部件5(例如，线圈弹簧)被向上施力。换言之，阀芯3通过施力部件5被向闭阀方向施力。施力部件5配置于阀芯支承部件4与施力部件承受部件24之间。在图10所述的例中，施力部件承受部件24是通过安装于阀主体2而密封阀室vs的塞子。

在阀芯3落座于阀座20时(换言之，膨胀阀1为闭状态时)，阀室vs的上游侧的第一流路21与阀室vs的下游侧的第二流路22为非连通状态。另一方面，在阀芯3从阀座20分离时(换言之，膨胀阀1为开状态时)，供给至阀室vs的制冷剂通过第二流路22向蒸发器104送出。另外，膨胀阀1的闭状态与开状态之间的切换是通过连接于动力元件8的动作棒6进行的。

在图10所述的例中，动力元件8配置于膨胀阀1的上端部。动力元件8具备：上盖部件81、在中央部具有开口的承受部件82；以及配置于上盖部件81与承受部件82之间的隔膜。在由上盖部件81与隔膜包围的第一空间填充动作气体。

隔膜的下表面经由隔膜支承部件连接于动作棒6。因此，当第一空间内的动作气体液化时，动作棒6向上方向移动，当液化了的动作气体气化时，动作棒6向下方向移动。这样，进行膨胀阀1的开状态与闭状态之间的切换。

隔膜与承受部件82之间的第二空间连通于返回流路23。因此，根据在返回流路23流动的制冷剂的温度、压力，第一空间内的动作气体的相(气相、液相等)变化，动作棒6被驱动。换言之，在图10所述的膨胀阀1中，根据从蒸发器104返回到膨胀阀1的制冷剂的温度、压力，从膨胀阀1向蒸发器104供给的制冷剂的量被自动地调整。

另外，在图10所述的例中，对上述制冷剂循环系统100中使用的膨胀阀1为第一实施方式的膨胀阀1a的例进行了说明。取而代之，制冷剂循环系统100中使用的膨胀阀也可以是第二实施方式的膨胀阀1b，也可以是第三实施方式的膨胀阀1c。

另外，本发明不限定于上述的实施方式。在本发明的范围内，能够进行上述各实施方式的自由的组合，能够进行各实施方式的任意的结构要素的变形。另外，在各实施方式中，能够追加或省略任意的结构要素。

例如，在上述的实施方式中，对于防振弹簧7为金属制的例进行了说明。取而代之，防振弹簧7也可以是树脂制。