双方向定圧膨張弁
【課題】従来より正確に冷媒を一定圧力にすることが可能な双方向定圧膨張弁を提供する。
【解決手段】本発明の双方向定圧膨張弁１０によれば、一端側及び他端側の感圧部２０Ａ，２０Ｂがボディ１０Ｂに固定されているので、一端側及び他端側の感圧部２０Ａ，２０Ｂ自体が冷媒の流れる方向に応じて移動することはない。従って、従来のようにベローズの挫屈を規制しかつベローズを伸縮可能に支持する直動支持機構が不要になる。これにより、直動支持機構の摺動抵抗の影響がなくなり、従来より正確に冷媒を一定圧力にすることが可能になる。
【解決手段】本発明の双方向定圧膨張弁１０によれば、一端側及び他端側の感圧部２０Ａ，２０Ｂがボディ１０Ｂに固定されているので、一端側及び他端側の感圧部２０Ａ，２０Ｂ自体が冷媒の流れる方向に応じて移動することはない。従って、従来のようにベローズの挫屈を規制しかつベローズを伸縮可能に支持する直動支持機構が不要になる。これにより、直動支持機構の摺動抵抗の影響がなくなり、従来より正確に冷媒を一定圧力にすることが可能になる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ回路の室外熱交換器と室内熱交換器の間に接続されて冷媒が双方向に流され、下流側の冷媒圧力を一定にすることが可能な双方向定圧膨張弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０に示した従来の双方向定圧膨張弁は、冷媒が流される流路１の軸方向に１対のボール弁機構２，２を有すると共に、それらボール弁機構２，２の間に可動体３を直動可能に備えている。また、可動体３は、その直動方向に延びたベローズ４と、そのベローズ４の挫屈を規制しかつベローズ４を伸縮可能に支持した直動支持機構５とを備えている。具体的には、直動支持機構５は、ベローズ４の両端に固定された可動盤５Ａ，５Ａから支持突部５Ｂ，５Ｂを互いに接近するように延ばし、それら支持突部５Ｂ，５Ｂに支持ピン５Ｃを貫通させて、支持突部５Ｂ，５Ｂの相対的な傾きを規制しつつ支持突部５Ｂ，５Ｂ同士が相互に直動可能な構造になっている。
【０００３】
可動体３の両端部からは各ボール弁機構２，２に向かって１対の押圧シャフト６，６が延びており、各押圧シャフト６，６がベローズ４の伸縮度に応じた押圧力で各ボール弁機構２，２のボール２Ａ，２Ａを押圧して、各ボール弁機構２の弁開度を調節する。即ち、冷媒が例えば図１０における左から右に向かって流れると、可動体３が下流側に移動して流路１内の壁部に当接し、一方の押圧シャフト６が下流側（同図の右側）のボール弁機構２を開弁状態に保持する。この結果、ベローズ４にボール弁機構２の下流側の冷媒圧力がかかり、他方の押圧シャフト６がベローズ４の弾発力に応じた押圧力で上流側（同図の左側）のボール弁機構２のボール２Ａを押圧する。これにより、上流側のボール弁機構２が下流側の冷媒圧力に応じた弁開度になり、下流側の冷媒を一定圧力にすることができる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３４１８２７１号公報（段落［００２４］〜［００２８］、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記した従来の双方向定圧膨張弁では、可動体３の側面と流路１の内周面との間のクリアランスの範囲で、可動体３が直動方向と直交する方向にずれると、連結ピン５Ｃと支持突部５Ｂ，５Ｂとの間にモーメント負荷がかかり、それら連結ピン５Ｃと支持突部５Ｂ，５Ｂとの間の摺動抵抗がばらつく。すると、これに伴って冷媒圧力に対するベローズ４の伸縮量もばらつく。このため、従来の双方向定圧膨張弁では、冷媒を正確に一定圧力にすることが困難であった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、従来より正確に冷媒を一定圧力にすることが可能な双方向定圧膨張弁の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る双方向定圧膨張弁（１０，３０）は、ヒートポンプ回路（９０）の室内熱交換器（９２Ａ）と室外熱交換器（９１Ａ）との間に接続されて冷媒が双方向に流され、下流側の冷媒圧力を一定にすることが可能な双方向定圧膨張弁（１０，３０）において、冷媒の流路（１１）を内部に有したボディ（１０Ｂ）と、ボディ（１０Ｂ）に設けられて、流路（１１）を一端側領域（Ｒ１）と中間領域（Ｒ３）と他端側領域（Ｒ２）とに区画する１対の対向壁（１３，１３Ｆ）と、１対の対向壁（１３，１３Ｆ）に貫通形成されて、略同軸上に配置された１対の弁口（１６Ａ，１６Ｂ）と、ボディ（１０Ｂ）に固定されて、一端側領域（Ｒ１）内で一方の弁口（１６Ａ）に対向配置され、一端側領域（Ｒ１）内の冷媒圧力が上昇するに従って一方の弁口（１６Ａ）から離れるように弾性変形する一端側感圧部（２０Ａ）と、ボディ（１０Ｂ）に固定されて、他端側領域（Ｒ２）内で他方の弁口（１６Ｂ）に対向配置され、他端側領域（Ｒ２）内の冷媒圧力が上昇するに従って他方の弁口（１６Ｂ）から離れるように弾性変形する他端側感圧部（２０Ｂ）と、中間領域（Ｒ３）に収容されて、１対の弁口（１６Ａ，１６Ｂ）の間を移動し、接近した側の弁口（１６Ａ，１６Ｂ）の弁開度を変更可能な可動弁体（１７，３３）と、１対の弁口（１６Ａ，１６Ｂ）にそれぞれ遊嵌され、可動弁体（１７，３３）の位置に応じて、一端側又は他端側の感圧部（２０Ａ，２０Ｂ）の何れか一方と可動弁体（１７，３３）との間で突っ張り状態になる１対の当接シャフト（１７Ｄ，３４）とを備えたところに特徴を有する。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の双方向定圧膨張弁（１０，３０）において、一端側及び他端側の感圧部（２０Ａ，２０Ｂ）は、共に一端開放の感圧筒体（２１，５５）の開口端にダイヤフラム（２２）を張ってなり、感圧筒体（２１，５５）がボディ（１０Ｂ）に固定され、ダイヤフラム（２２）が弁口（１６Ａ，１６Ｂ）に対向配置されたところに特徴を有する。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項２に記載の双方向定圧膨張弁（１０，３０）において、感圧筒体（２１，５５）の開口縁との間にダイヤフラム（２２）の外縁部を挟んで溶接されたダイヤフラム固定盤（５０）と、ダイヤフラム固定盤（５０）に貫通形成されて、冷媒を通過可能とした冷媒通過孔（５１）と、ダイヤフラム固定盤（５０）に貫通形成されて、当接シャフト（１７Ｄ，３４）が挿通したシャフト挿通孔（５２）と、シャフト挿通孔（５２）の開口縁に備えられ、通常はダイヤフラム（２２）に隙間を介して対向して、ダイヤフラム（２２）が所定量以上変形することを防止する過度変形防止部（５３）とを備えたところに特徴を有する。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項３に記載の双方向定圧膨張弁（１０）において、感圧筒体（５５）とダイヤフラム（２２）とダイヤフラム固定盤（５０）とを一体化した感圧ユニット（５７）と、対向壁（１３）から突出し、感圧ユニット（５７）を内側に圧入して任意の位置に保持可能な圧入筒部（５６）とを備えたところに特徴を有する。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の双方向定圧膨張弁（１０，３０）において、一方の弁口（１６Ａ）と当接シャフト（１７Ｄ，３４）との隙間の開口面積を、他方の弁口（１６Ｂ）と当接シャフト（１７Ｄ，３４）との隙間の開口面積より広くしたところに特徴を有する。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れかに記載の双方向定圧膨張弁（１０，３０）において、一端側又は他端側の感圧部（２０Ａ，２０Ｂ）のうち室内熱交換器（９２Ａ）側の感圧部（２０Ｂ）の弾性係数と、室外熱交換器（９１Ａ）側の感圧部（２０Ａ）の弾性係数とを異ならせたところに特徴を有する。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項１乃至６の何れかに記載の双方向定圧膨張弁（１０）において、１対の当接シャフト（１７Ｄ）は、可動弁体（１７）の両端部から延設されたところに特徴を有する。
【００１３】
請求項８の発明は、請求項１乃至７の何れかに記載の双方向定圧膨張弁（３０）において、１対の当接シャフト（３４）を、他端側及び一端側の感圧部（２０Ａ，２０Ｂ）にそれぞれ固定し、可動弁体（３３）を球体（３３）で構成したところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の双方向定圧膨張弁（１０，３０）を、ヒートポンプ回路（９０）の室外熱交換器（９１Ａ）と室内熱交換器（９２Ａ）の間に接続し、ヒートポンプ回路（９０）を冷房運転と暖房運転との何れか一方にすると、双方向定圧膨張弁（１０，３０）には、一端側領域（Ｒ１）、一方の弁口（１６Ａ）、中間領域（Ｒ３）、他方の弁口（１６Ｂ）、他端側領域（Ｒ２）の順番に冷媒が流れる。すると、中間領域（Ｒ３）内の可動弁体（１７，３３）が冷媒に押されて下流側に移動し、下流側の弁口（１６Ｂ）に遊嵌された当接シャフト（１７Ｄ，３４）が、可動弁体（１７，３３）と他端側感圧部（２０Ｂ）との間で突っ張り状態になる。これにより、可動弁体（１７，３３）が他端側感圧部（２０Ｂ）によって位置決めされる。
【００１５】
ここで、他端側領域（Ｒ２）内の冷媒圧力が比較的大きくなると、他端側感圧部（２０Ｂ）が弁口（１６Ｂ）から離れるように変形し、これに伴って可動弁体（１７，３３）が弁口（１６Ｂ）に接近して弁開度が小さくなり、他端側領域（Ｒ２）内の冷媒圧力が下がる。これとは逆に、他端側領域（Ｒ２）内の冷媒圧力が比較的小さくなると、他端側感圧部（２０Ｂ）が弁口（１６Ｂ）に近づくように変形し、これに伴って可動弁体（１７，３３）が弁口（１６Ｂ）から離れて弁開度が大きくなり、他端側領域（Ｒ２）内の冷媒圧力が上がる。これらにより、双方向定圧膨張弁（１０，３０）における下流側の冷媒圧力が一定になる。
【００１６】
冷房運転と暖房運転とを切り替え、上記の場合とは冷媒が流れる方向が逆転して、一端側領域（Ｒ１）が下流側に位置した場合も同様に、一端側領域（Ｒ１）内の冷媒圧力が比較的大きくなると一方の弁口（１６Ａ）の弁開度が小さくなって下流側の冷媒圧力が上昇する一方、一端側領域（Ｒ１）内の冷媒圧力が比較的小さくなるとその弁口（１６Ａ）の弁開度が大きくなって、下流側の冷媒圧力が低下し、下流側の冷媒圧力が一定になる。なお、冷媒の流れる向きに拘わらず、可動弁体（１７，３３）が下流側に移動することで、可動弁体（１７，３３）と上流側の弁口（１６Ａ，１６Ｂ）との間は十分に離れ、上流側の弁口（１６Ａ，１６Ｂ）は常に開弁状態になる。
【００１７】
このように、本発明の双方向定圧膨張弁（１０，３０）によれば、下流側の冷媒圧力を一定にすることができる。しかも、一端側及び他端側の感圧部（２０Ａ，２０Ｂ）がボディ（１０Ｂ）に固定されているので、一端側及び他端側の感圧部（２０Ａ，２０Ｂ）自体が冷媒の流れる方向に応じて移動することはない。従って、従来のようにベローズの挫屈を規制しかつベローズを伸縮可能に支持する直動支持機構が不要になる。これにより、直動支持機構の摺動抵抗の影響がなくなり、従来より正確に冷媒を一定圧力にすることが可能になる。
【００１８】
本発明の双方向定圧膨張弁（１０，３０）における一端側感圧部（２０Ａ）及び他端側感圧部（２０Ｂ）は、ダイヤフラム（２２）又はベローズの何れかを備えることで、冷媒圧力に応じて変形する構成にすることができる。また、ダイヤフラム（２２）を備えた構成にする場合には、例えば、請求項２の発明のように、一端開放の感圧筒体（２１）の開口にダイヤフラム（２２）を張り、感圧筒体（２１）をボディ（１０Ｂ）に固定すればよい。
【００１９】
請求項３の双方向定圧膨張弁（１０，３０）によれば、感圧筒体（２１，５５）の開口縁とダイヤフラム固定盤（５０）との間にダイヤフラム（２２）の外縁部を挟んで溶接することで、感圧筒体（２１，５５）へのダイヤフラム（２２）の固定が安定する。また、ダイヤフラム固定盤（５０）に備えた過度変形防止部（５３）を、所定量変形したダイヤフラム（２２）に直接又は間接的に当接させることで、ダイヤフラム（２２）の過度の変形を防止することができる。
【００２０】
請求項４の双方向定圧膨張弁（１０）によれば、感圧ユニット（５７）の圧入筒部（５６）に対する圧入位置を適宜調節することにより、双方向定圧膨張弁（１０）の各構成部品の寸法のばらつきによる影響を抑えて、双方向定圧膨張弁（１０）の品質を均一にすることができる。
【００２１】
また、本発明の双方向定圧膨張弁（１０，３０）は、従来の双方向定圧膨張弁と異なり、感圧部（２０Ａ，２０Ｂ）を一端側と他端側とに対にして設けたので、室内熱交換器（９２Ａ）側の弁口（１６Ｂ）の冷媒圧力に対する弁開度の特性と、室外熱交換器（９１Ａ）側の弁口（１６Ａ）の冷媒圧力に対する弁開度の特性とを、それぞれ別々に適した特性に設定することができる。
【００２２】
具体的には、請求項５の双方向定圧膨張弁（１０，３０）のように、暖房冷房いずれかの運転時に下流側に位置する一方の弁口（１６Ａ）と当接シャフト（１７Ｄ，３４）との隙間の開口面積を、他方の弁口（１６Ｂ）と当接シャフト（１７Ｄ，３４）との隙間の開口面積より広くしてもよい。これにより、暖房冷房の何れか一方の運転時に双方向定圧膨張弁（１０，３０）にて制御されて流される冷媒流量が、他方の運転時に制御されて流される冷媒流量より大きくなり、比較的に大流量（大容量）を必要とする暖房運転時になどに適切に対応することができる。
【００２３】
さらに、請求項６の双方向定圧膨張弁（１０，３０）のように、一端側又は他端側の感圧部（２０Ａ，２０Ｂ）のうち冷房運転時に下流側に位置する室内熱交換器（９２Ａ）側の感圧部（２０Ｂ）の弾性係数と、暖房運転時に下流側に位置する室外熱交換器（９１Ａ）側の感圧部（２０Ａ）の弾性係数とを異ならせて、冷媒圧力及び冷媒流量が異なる冷房運転時と暖房運転時のそれぞれにおいて冷媒の圧力と流量を制御可能な最適な弁のリフト特性を得ることができる。
【００２４】
請求項７の構成によれば、１対の当接シャフト（１７Ｄ）が、可動弁体（１７）の両端部から延設されているので、一端側及び他端側の感圧部（２０Ａ，２０Ｂ）の構造を簡素化することができる。
【００２５】
なお、請求項８の構成のように、１対の当接シャフト（３４）を、他端側及び一端側の感圧部（２０Ａ，２０Ｂ）にそれぞれ固定し、可動弁体（３３）を球体（３３）で構成してもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
［第１実施形態］
以下、本発明の一実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。
図１に示された本実施形態の双方向定圧膨張弁１０のボディ１０Ｂは、パイプ部材１２の内部に１対の対向壁１３，１３を備えてなる。パイプ部材１２は、例えば、断面円形をなして真っ直ぐ延びており、両端寄り位置でテーパー状に縮径され、中間部分より両端部の径が小さくなっている。
【００２７】
１対の対向壁１３，１３は、パイプ部材１２と別部品になっており、これら両対向壁１３，１３の間には、円筒状のガイド筒体１５Ａが備えられている。そして、各対向壁１３の中心に円形凹所１５Ｂが形成され、各対向壁１３の円形凹所１５Ｂにガイド筒体１５Ａの各端部が嵌合されている。これにより、対向壁１３，１３同士が互いに心だしされている。また、円形凹所１５Ｂの奥面にガイド筒体１５Ａの先端が突き当てられて対向壁１３，１３同士が位置決めされ、対向壁１３，１３同士の間隔が一定の大きさになっている。
【００２８】
各対向壁１３の外周面には係止溝１４が全周に亘って形成されている。これに対応して、パイプ部材１２の中間部分における軸方向の２箇所には、パイプ部材１２の一部を周方向全体に亘って内側に屈曲させて１対の突条１２Ｔ，１２Ｔが形成されている。そして、各対向壁１３，１３の係止溝１４内に各突条１２Ｔを係合させて、対向壁１３，１３がパイプ部材１２内に位置決め固定されると共に、対向壁１３，１３の外周面とパイプ部材１２の内周面との隙間が塞がれている。これにより、パイプ部材１２内の流路１１が１対の対向壁１３，１３によって一端側の一端側領域Ｒ１と他端側の他端側領域Ｒ２とそれら一端側領域Ｒ１と他端側領域Ｒ２の中間の中間領域Ｒ３とに区画されている。
【００２９】
対向壁１３，１３の中心部には、弁口１６Ａ，１６Ｂが形成されている。これら弁口１６Ａ，１６Ｂは、開口形状が共に円形になっており、互いに同軸上に配置されている。また、前記したガイド筒体１５Ａ及び円形凹所１５Ｂはこれら弁口１６Ａ，１６Ｂの同心円上に配置されている。さらに、一方の対向壁１３の弁口１６Ａ（図１の上側の弁口１６Ａ）の内径は、他方の対向壁１３の弁口１６Ｂの内径より大きくなっている。そして、これら弁口１６Ａ，１６Ｂを通して冷媒が一端側領域Ｒ１と中間領域Ｒ３との間、中間領域Ｒ３と他端側領域Ｒ２との間を流れる。また、両弁口１６Ａ，１６Ｂにおける中間領域Ｒ３側の開口縁には、テーパー状の弁座１６Ｚが形成されている。
【００３０】
ガイド筒体１５Ａの両端部には、ガイド筒体１５Ａを軸方向と直交する方向に貫通した冷媒通過孔１５Ｃがそれぞれ形成され、これら冷媒通過孔１５Ｃを通して冷媒がガイド筒体１５Ａの内側と外側との間を流れる。また、各対向壁１３，１３には、ガイド筒体１５Ａの両端部を囲むようにテーパー面１５Ｔ，１５Ｔが形成されている。そして、例えば、一端側の冷媒通過孔１５Ｃからガイド筒体１５Ａの外側に向かって流れた冷媒を一端側のテーパー面１５Ｔによってガイド筒体１５Ａの軸方向に案内すると共に、ガイド筒体１５Ａの外面に沿って流れた冷媒を他端側のテーパー面１５Ｔによって他端側の冷媒通過孔１５Ｃ内に案内する役割を果たす。
【００３１】
ガイド筒体１５Ａの内部には、可動弁体１７が収容されている。可動弁体１７は、ガイド筒体１５Ａと同軸方向に延びた円柱体構造をなし、両端部に向かうに従って先細りになっている。具体的には、可動弁体１７は、軸方向の中央部に摺動部１７Ａを備え、その摺動部１７Ａの両端から両先端に向かって、それぞれ遊嵌部１７Ｂと弁部１７Ｃと当接シャフト１７Ｄとを順番に備えている。
【００３２】
摺動部１７Ａは、ガイド筒体１５Ａの内面を摺動可能な大きさをなし、これにより、可動弁体１７がガイド筒体１５Ａ及び弁口１６Ａ，１６Ｂに心だしされている。
【００３３】
各当接シャフト１７Ｄ，１７Ｄは各弁口１６Ａ，１６Ｂに遊嵌されている。そして、各弁口１６Ａ，１６Ｂの内周面と当接シャフト１７Ｄ，１７Ｄの外周面との間の隙間を通して冷媒が弁口１６Ａ，１６Ｂを流れる。また、両当接シャフト１７Ｄ，１７Ｄは同じ外径になっている。そして、前述したように、一方の弁口１６Ａの内径が、他方の弁口１６Ｂの内径より大きいので、一方の弁口１６Ａと当接シャフト１７Ｄとの隙間の開口面積が、他方の弁口１６Ｂと当接シャフト１７Ｄとの隙間の開口面積より広くなっている。
【００３４】
両遊嵌部１７Ｂ，１７Ｂは、摺動部１７Ａに対して段付き状に径が小さくなっており、遊嵌部１７Ｂとガイド筒体１５Ａの内面との間に形成された隙間は、冷媒が通過することが可能な大きさになっている。
【００３５】
弁部１７Ｃは、一端が遊嵌部１７Ｂと同じ外径をなし、他端が当接シャフト１７Ｄと同じ外径をなしたテーパー形状になっている。また、弁部１７Ｃのテーパーの傾斜は、例えば、弁口１６Ａ，１６Ｂの開口縁に備えたテーパー状の弁座１６Ｚの傾斜と同じ角度になっている。そして、図３に示すように可動弁体１７がガイド筒体１５Ａ内を一端側に移動すると、一方の弁部１７Ｃが一方の弁口１６Ａに接近してその弁口１６Ａの弁開度が調節可能となると共に、他方の弁部１７Ｃが他方の弁口１６Ｂから十分に離れて弁口１６Ｂが開弁状態になる。これとは逆に、図１に示すように可動弁体１７がガイド筒体１５Ａ内を他端側に移動すると、他方の弁部１７Ｃが一方の弁口１６Ｂに接近してその弁口１６Ｂの弁開度が調節可能となると共に、一方の弁部１７Ｃが他方の弁口１６Ａから十分に離れて弁口１６Ａが開弁状態になる。
【００３６】
各弁口１６Ａ，１６Ｂの弁開度を調節するために、ボディ１０Ｂの一部としての各対向壁１３，１３には、本発明に係る一端側感圧部２０Ａと他端側感圧部２０Ｂとが組み付けられている。
【００３７】
一端側感圧部２０Ａ及び他端側感圧部２０Ｂは、共に一端開放の感圧筒体２１の開口にダイヤフラム２２を張ってなる。図４に示すように、感圧筒体２１の筒壁は、開口端側の外径が途中で段付き状に拡径され、その筒壁の開口端から側方にフランジ部２１Ｆが張り出されている。感圧筒体２１に対してダイヤフラム２２を挟んだ位置にはダイヤフラム固定盤５０が備えられている。ダイヤフラム固定盤５０は、一端有底の扁平円筒形状をなし、その開口端から側方にフランジ部５０Ｆが張り出している。このフランジ部５０Ｆは感圧筒体２１のフランジ部２１Ｆと同形状をなし、これらフランジ部２１Ｆ，５０Ｆの間にダイヤフラム２２の外縁部を挟み、両フランジ部２１Ｆ，５０Ｆ及びダイヤフラム２２が溶接されている。また、ダイヤフラム固定盤５０の底壁５０Ｂにおける中心部からは、ダイヤフラム２２に向けて過度変形防止部５３が膨出している。そして、過度変形防止部５３の先端面はダイヤフラム２２の中心部分と対向した状態になっている。これにより、ダイヤフラム２２がダイヤフラム固定盤５０側に所定量まで撓むと過度変形防止部５３に当接して、過度の変形が防がれる。
【００３８】
過度変形防止部５３の先端面における中心には、当接シャフト１７Ｄを挿通可能なシャフト挿通孔５２が貫通形成されている。また、底壁５０Ｂのうち過度変形防止部５３の周りには、複数の冷媒通過孔５１が貫通形成されている。
【００３９】
感圧筒体２１の内部には、圧縮コイルバネ２４が収容され、ダイヤフラム２２の内面に宛がったインナー支持盤２３に圧縮コイルバネ２４の一端部が押し付けられている。インナー支持盤２３は、中心部がダイヤフラム２２に向かって突出しており、その突出部分の先端面のみがダイヤフラム２２に当接している。また、インナー支持盤２３の外縁部は感圧筒体２１における筒壁の段差部２１Ｄに隙間を介して対向している。そして、ダイヤフラム２２が感圧筒体２１の奥側に所定量まで撓んだ際に、インナー支持盤２３と段差部２１Ｄとが当接して、ダイヤフラム２２の過度変形を防止する。
【００４０】
なお、感圧筒体２１は、内部を真空や大気圧等の一定圧力に保つようになっている。また、円環状突部１８には、軸方向と直交する方向に貫通孔１８Ａが形成されており、この貫通孔１８Ａを通してダイヤフラム２２と対向壁１３との間の空間が一端側領域Ｒ１（又は、他端側領域Ｒ２）全体に連通している。
【００４１】
上記した感圧筒体２１、ダイヤフラム２２、インナー支持盤２３、圧縮コイルバネ２４及びダイヤフラム固定盤５０の複数の部品は、上記した溶接により一体化されて感圧ユニット５７になっている。この感圧ユニット５７を各対向壁１３，１３に取り付けるために、各対向壁１３，１３のうち中間領域Ｒ３との反対面には、外寄り部分に円環状突部１８が形成され、その円環状突部１８の外縁部から係止片１９が起立している。そして、感圧ユニット５７におけるダイヤフラム固定盤５０の円筒壁５０Ａを円環状突部１８の内側に押し込んで芯だしすると共に、フランジ部２１Ｆ，５０Ｆの外縁部を円環状突部１８の端面に押し付けて軸方向を位置決めした状態で、係止片１９がフランジ部２１Ｆ，５０Ｆ側に押し倒されている。これにより、感圧ユニット５７，５７が各対向壁１３，１３に固定されて一端側感圧部２０Ａと他端側感圧部２０Ｂが構成されている。
【００４２】
上記したダイヤフラム２２及び圧縮コイルバネ２４を合わせた弾性係数は、一端側と他端側の感圧部２０Ａ，２０Ｂ（図１参照）の間で異なっている。具体的には、他端側感圧部２０Ｂの弾性係数が、一端側感圧部２０Ａの弾性係数より大きくなっている。また前述したように、一方の弁口１６Ａと当接シャフト１７Ｄとの隙間の開口面積が、他方の弁口１６Ｂと当接シャフト１７Ｄとの隙間の開口面積より広くなっており、これらの弾性係数と開口面積とを所定の値に設定して組み合わせることで、他端側領域Ｒ２が下流になった場合のその他端側領域Ｒ２の冷媒圧力が、一端側領域Ｒ１が下流になった場合のその一端側領域Ｒ１の冷媒圧力より大きくなるように構成されている。
【００４３】
本実施形態に係る双方向定圧膨張弁１０の構成の説明は以上であり、次に、この双方向定圧膨張弁１０を、図５に示したヒートポンプ回路９０に組み付けた場合の動作について以下説明する。このヒートポンプ回路９０は、例えば、一般家庭用のルームエアコンに備えられている。ヒートポンプ回路９０には室外熱交換器９１Ａと室内熱交換器９２Ａとが備えられ、その室外熱交換器９１Ａは、ルームエアコンの室外機９１に組み込まれる一方、室内熱交換器９２Ａは室内機９２に組み込まれている。そして、１対の管路９６Ａ，９６Ｂによってこれら室外熱交換器９１Ａと室内熱交換器９２Ａとの間が接続されて、室外熱交換器９１Ａ及び室内熱交換器９２Ａを含む冷媒循環路９６が形成され、冷媒がこれら室外熱交換器９１Ａ及び室内熱交換器９２Ａを通過して冷媒循環路９６を循環する。そして、冷媒が室外熱交換器９１Ａを通過する際に冷媒と外気との間で熱交換が行われ、冷媒が室内熱交換器９２Ａを通過する際に冷媒と室内の空気との間で熱交換が行われる。
【００４４】
本実施形態の双方向定圧膨張弁１０は、室外機９１内に組み付けられると共に、室外熱交換器９１Ａと室内熱交換器９２Ａとの間を連絡する一方の管路９６Ａの途中に接続されている。そして、ボディ１０Ｂのうち図１の上側に示した一端側領域Ｒ１が室外熱交換器９１Ａに常時連通する一方、図１の下側に示した他端側領域Ｒ２が室内熱交換器９２Ａに常時連通した状態になっている。また、室外機９１側では、他方の管路９６Ｂの途中に四方弁９３を介して圧縮機９４が接続されている。そして、ヒートポンプ回路９０を冷房運転と暖房運転とに切り替えると、四方弁９３が作動して、冷媒循環路９６を流れる冷媒の向きが逆転する。
【００４５】
さて、ヒートポンプ回路９０の冷房運転時には、一方の管路９６Ａにおいては、冷媒が室内熱交換器９２Ａから室外熱交換器９１Ａに流され、このとき、双方向定圧膨張弁１０においては、図１の矢印で示したように、冷媒が一端側領域Ｒ１、一方の弁口１６Ａ、中間領域Ｒ３、他方の弁口１６Ｂ、他端側領域Ｒ２の順番に流れる。すると、中間領域Ｒ３内の可動弁体１７が冷媒に押されて下流側（この場合は図１の下側）に移動し、下流側の弁口１６Ｂに遊嵌された当接シャフト１７Ｄが、可動弁体１７と他端側感圧部２０Ｂとの間で突っ張り状態になる。これにより、可動弁体１７が他端側感圧部２０Ｂによって位置決めされる。
【００４６】
ここで、他端側領域Ｒ２内の冷媒圧力が比較的大きくなると、他端側感圧部２０Ｂのダイヤフラム２２が弁口１６Ｂから離れるように変形し、これに伴って可動弁体１７が弁口１６Ｂに接近して弁開度が小さくなり、他端側領域Ｒ２内の冷媒圧力が下がる。これとは逆に、他端側領域Ｒ２内の冷媒圧力が比較的小さくなると、他端側感圧部２０Ｂのダイヤフラム２２が弁口１６Ｂに近づくように変形し、これに伴って可動弁体１７が弁口１６Ｂから離れて弁開度が大きくなり、他端側領域Ｒ２内の冷媒圧力が上がる。これにより、下流側の冷媒圧力を一定にすることができる。
【００４７】
一方、ヒートポンプ回路９０を冷房運転から暖房運転に切り替えると、冷媒が流れる方向が逆転して、図２の矢印で示したように、冷媒が他端側領域Ｒ２、他方の弁口１６Ｂ、中間領域Ｒ３、一方の弁口１６Ａ、一端側領域Ｒ１の順番に流れる。すると、図２から図３の変化に示したように、中間領域Ｒ３内の可動弁体１７が冷媒に押されて下流側（この場合は、図３の上側）に移動し、下流側の弁口１６Ａに遊嵌された当接シャフト１７Ｄが、可動弁体１７と一端側感圧部２０Ａとの間で突っ張り状態になる。これにより、可動弁体１７が一端側感圧部２０Ａによって位置決めされる。
【００４８】
そして、冷房運転時と同様に、一端側領域Ｒ１内の冷媒圧力が比較的大きくなると、これに伴って可動弁体１７が弁口１６Ａに接近して弁開度が小さくなり、一端側領域Ｒ１内の冷媒圧力が下がる。これとは逆に、他端側領域Ｒ２内の冷媒圧力が比較的小さくなると、これに伴って可動弁体１７が弁口１６Ｂから離れて弁開度が大きくなり、他端側領域Ｒ２内の冷媒圧力が上がる。これにより、下流側の冷媒圧力を一定にすることができる。
【００４９】
このようにして、本実施形態の双方向定圧膨張弁１０によれば、冷媒の流れる向きに拘わらず、下流側の冷媒圧力を一定にすることができる。そして、本実施形態の双方向定圧膨張弁１０では、一端側及び他端側の感圧部２０Ａ，２０Ｂは、ボディ１０Ｂに固定されているので、一端側及び他端側の感圧部２０Ａ，２０Ｂ自体が、冷媒の流れる方向に応じて移動することはない。従って、従来のようにベローズの挫屈を規制しかつ伸縮可能に支持した直動支持機構が不要になる。これにより、直動支持機構の摺動抵抗の影響がなくなり、従来より正確に冷媒を一定圧力にすることが可能になる。しかも、可動弁体１７はガイド筒体１５Ａによって直動可能に案内されているので、可動弁体１７の直動位置と弁開度との対応関係が従来より安定し、この点においても、従来より正確に冷媒を一定圧力にすることが可能になる。
【００５０】
また、本実施形態の双方向定圧膨張弁１０は、従来の双方向定圧膨張弁と異なり、感圧部２０Ａ，２０Ｂを一端側と他端側とに対にして設けたので、室内熱交換器９２Ａ側の弁口１６Ｂの冷媒圧力に対する弁開度の特性と、室外熱交換器９１Ａ側の弁口１６Ａの冷媒圧力に対する弁開度の特性とを、それぞれ別々に適した特性に設定することができる。そして、本実施形態の双方向定圧膨張弁１０では、冷房運転時における下流側の冷媒圧力を、暖房運転時における下流側の冷媒圧力より大きくなるように構成したので、冷房運転時と暖房運転時のそれぞれで最適な温度及び圧力に制御された冷媒を室外及び室内の熱交換器９１Ａ，９２Ａに供給することができる。
【００５１】
しかも、暖房運転時に下流側に位置する一方の弁口１６Ａと当接シャフト１７Ｄとの隙間の開口面積を、他方の弁口１６Ｂと当接シャフト１７Ｄとの隙間の開口面積より広くしたので、冷媒の流量が比較的大きい暖房運転時にも、適切に対応することができる。
【００５２】
さらに、冷房運転時に下流側に位置する他端側感圧部２０Ｂの弾性係数と、暖房運転時時に下流側に位置する一端側感圧部２０Ａの弾性係数とを異ならせて、冷媒圧力及び冷媒流量が異なる冷房運転時と暖房運転時のそれぞれにおいて最適な弁のリフト特性を得ることができる。
【００５３】
［第２実施形態］
本実施形態では、感圧ユニット５７の対向壁１３に対する位置を調節可能である点が第１実施形態異なる。具体的には、図６に示すように本実施形態の各対向壁１３には、前記第１実施形態の係止片１９に代えて、円環状突部１８の外縁部から圧入筒部５６が突出形成されている。また、感圧筒体５５は、ダイヤフラム２２を固定するためのフランジ部２１Ｆより外径が大きな圧入軸部５５Ｋが備えられ、この圧入軸部５５Ｋを圧入筒部５６に圧入することで、感圧ユニット５７を対向壁１３に対して任意の位置に保持することができる。上記以外の構成は、第１実施形態と同様であるので、重複した説明は省略する。
【００５４】
本実施形態の感圧ユニット５７は以下のようにして位置調節される。即ち、各対向壁１３の圧入筒部５６に対して感圧ユニット５７を比較的浅く圧入し、当接シャフト１７Ｄがダイヤフラム２２に接触して各弁口１６Ａ，１６Ｂが僅かに開く位置に各感圧ユニット５７を配置して双方向定圧膨張弁１０の組付けを完成させておく。そして、例えば、他端側感圧部２０Ｂにおける感圧ユニット５７を調節するには、パイプ部材１２における他端側感圧部２０Ｂ側の開口端に流量を絞るためのオリフィス６０を取り付けると共に、中間領域Ｒ３内の圧力を検出するための図示しない圧力計を取り付ける。
【００５５】
この状態で、双方向定圧膨張弁１０の一端側領域Ｒ１内を所定の圧力（例えば、２ＭＰａ）にする。すると、弁口１６Ｂを通して他端側領域Ｒ２に流れ込んだ冷媒の圧力により他端側感圧部２０Ｂのダイヤフラム２２が感圧筒体２１の奥側に撓む。このとき、他端側感圧部２０Ｂ側における感圧ユニット５７の圧入筒部５６に対する圧入量が足りなければ、中間領域Ｒ３内が圧力、即ち、双方向定圧膨張弁１０の下流側の圧力が設計通りの基準圧力（例えば、０．５ＭＰａ）を下回っても弁口１６Ｂが閉じた状態に保持される。その場合、他端側感圧部２０Ｂ側の感圧ユニット５７を僅かに押し込んでから、再度、双方向定圧膨張弁１０の一端側領域Ｒ１内を所定の圧力にする。そして、中間領域Ｒ３内が設計通りの基準圧力で弁口１６Ｂが開いた状態に保持される位置まで感圧ユニット５７を押し込めばよい。そして、同様の方法で、一端側感圧部２０Ａにおける感圧ユニット５７の位置調節作業を行えばよい。
【００５６】
このように双方向定圧膨張弁１０によれば、感圧ユニット５７を圧入筒部５６に圧入する位置を適宜調節することにより、双方向定圧膨張弁１０の各構成部品の寸法のばらつきによる影響を抑えて、双方向定圧膨張弁１０の品質を均一にすることができる。なお、上記した圧入作業を容易に行うために、螺子嵌合によって感圧ユニット５７を圧入筒部５６に固定してもよい。
【００５７】
［第３実施形態］
本実施形態の双方向定圧膨張弁３０は、図７に示されている。以下、前記第１実施形態と同一の構成に関しては同一の符号を付して重複した説明は省略し、第１実施形態と相違する構成に関してのみ説明する。
【００５８】
図７において符号３１は、第１内壁構成体であって、前記第１実施形態における一方の対向壁１３の外径を若干小さくして、その外周面から係止突条３１Ａを張り出した構造になっている。また、符号３２は、第２内壁構成体であって、前記第１実施形態における他方の対向壁１３のうち外縁部から他端側感圧部２０Ｂと反対側に係止突片３１Ｂを張り出した構造になっている。そして、第１内壁構成体３１と第２内壁構成体３２の一端面同士を接合した状態にして、係止突片３１Ｂを内側に折り曲げて係止突条３１Ａに係合することで、第１内壁構成体３１と第２内壁構成体３２とが一体化されている。
【００５９】
第２内壁構成体３２の中心部分には、第１内壁構成体３１との接合面に断面円形の陥没部３８が形成される一方、第１内壁構成体３１の中心部分には、円筒突部３９が形成されている。そして、陥没部３８に円筒突部３９が嵌合され、その円筒突部３９の内側が、本発明に係る中間領域Ｒ３をなし、陥没部３８と円筒突部３９の各奥壁が本発明に係る１対の対向壁１３Ｆ，１３Ｆになっている。そして、中間領域Ｒ３の内部には、本発明に係る可動弁体としての球体３３が収容されている。
【００６０】
また、一端側感圧部２０Ａ及び他端側感圧部２０Ｂの各ダイヤフラム２２には、それぞれ中心部に当接シャフト３４の一端部が固定され、当接シャフト３４の他端部がシャフト挿通孔５２、弁口１６Ａ，１６Ｂ内に配置されている。また、当接シャフト３４の一端部には大径部３４Ｄが備えられている。さらに、本実施形態のダイヤフラム固定盤５０における底壁５０Ｂは平坦になっており、シャフト挿通孔５２はその底壁５０Ｂの中心部に配置され、シャフト挿通孔５２の開口縁が過度変形防止部５３になっている。そして、この過度変形防止部５３が通常は当接シャフト３４の大径部３４Ｄに対して隙間を介して対向し、ダイヤフラム２２の過度変形を防止している。
【００６１】
本実施形態の双方向定圧膨張弁３０によれば、冷媒が図７において下向きに流れると、球体３３が弁口１６Ｂ側に移動し、その弁口１６Ｂの弁座１６Ｚと球体３３との間に隙間が形成される。そして、他端側領域Ｒ２内の圧力が比較的高くなると、球体３３が弁口１６Ｂの弁座１６Ｚに接近して弁開度が小さくなり、他端側領域Ｒ２内の圧力が比較的小さくなると、球体３３が弁口１６Ｂの弁座１６Ｚから離れて弁開度が大きくなる。これにより、他端側領域Ｒ２の冷媒圧力が一定に保持される。
【００６２】
冷媒が流れる向きが逆転した場合には、球体３３が弁口１６Ａ側に移動し、同様に、一端側領域Ｒ１内の冷媒圧力に応じて弁口１６Ａの弁開度が調節されて、一端側領域Ｒ１の冷媒圧力が一定に保持される。
【００６３】
［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００６４】
（１）前記第１〜第３の実施形態の一端側感圧部２０Ａ及び他端側感圧部２０Ｂは、ダイヤフラム２２を備えていたが、このダイヤフラム２２に代えてベローズを一端側感圧部及び他端側感圧部に設けた構成にしてもよい。
【００６５】
（２）前記第１〜第３の実施形態のボディ１０Ｂは、パイプ部材１２と対向壁１３（１３Ｆ）とを組み付けて構成されていたが、対向壁１３（１３Ｆ）をパイプ部材１２に一体形成したものも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００６６】
（３）図８に示すように前記第１実施形態の双方向定圧膨張弁１０からダイヤフラム固定盤５０を排除したもの、又は、図９に示すように前記第３実施形態の双方向定圧膨張弁３０からダイヤフラム固定盤５０を排除したものも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００６７】
（４）前記第１実施形態は、暖房運転時と冷房運転時とで下流側の冷媒圧力が異なるように構成になっていたが、上記した双方向定圧膨張弁の両端部の構成を同一にして暖房運転時と冷房運転時とで下流側の冷媒圧力が同一になるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る双方向定圧膨張弁の側断面図
【図２】その双方向定圧膨張弁の側断面図
【図３】その双方向定圧膨張弁の側断面図
【図４】双方向定圧膨張弁の一部を拡大した側断面図
【図５】ヒートポンプ回路の概念図
【図６】第２実施形態に係る双方向定圧膨張弁の側断面図
【図７】第３実施形態に係る双方向定圧膨張弁の側断面図
【図８】変形例の双方向定圧膨張弁の側断面図
【図９】変形例の双方向定圧膨張弁の側断面図
【図１０】従来の双方向定圧膨張弁の側断面図
【符号の説明】
【００６９】
１０，３０ 双方向定圧膨張弁
１０Ｂ ボディ
１１ 流路
１３，１３Ｆ 対向壁
１５Ａ ガイド筒体
１５Ｃ 冷媒通過孔
１６Ａ，１６Ｂ 弁口
１７ 可動弁体
１７Ｄ，３４ 当接シャフト
２０Ａ 一端側感圧部
２０Ｂ 他端側感圧部
２１ 感圧筒体
２２ ダイヤフラム
３３ 球体
５０ ダイヤフラム固定盤
５１ 冷媒通過孔
５２ シャフト挿通孔
５３ 過度変形防止部
５７ 感圧ユニット
９０ ヒートポンプ回路
９１Ａ 室外熱交換器
９２Ａ 室内熱交換器
Ｒ１ 一端側領域
Ｒ２ 他端側領域
Ｒ３ 中間領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ回路の室外熱交換器と室内熱交換器の間に接続されて冷媒が双方向に流され、下流側の冷媒圧力を一定にすることが可能な双方向定圧膨張弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０に示した従来の双方向定圧膨張弁は、冷媒が流される流路１の軸方向に１対のボール弁機構２，２を有すると共に、それらボール弁機構２，２の間に可動体３を直動可能に備えている。また、可動体３は、その直動方向に延びたベローズ４と、そのベローズ４の挫屈を規制しかつベローズ４を伸縮可能に支持した直動支持機構５とを備えている。具体的には、直動支持機構５は、ベローズ４の両端に固定された可動盤５Ａ，５Ａから支持突部５Ｂ，５Ｂを互いに接近するように延ばし、それら支持突部５Ｂ，５Ｂに支持ピン５Ｃを貫通させて、支持突部５Ｂ，５Ｂの相対的な傾きを規制しつつ支持突部５Ｂ，５Ｂ同士が相互に直動可能な構造になっている。
【０００３】
可動体３の両端部からは各ボール弁機構２，２に向かって１対の押圧シャフト６，６が延びており、各押圧シャフト６，６がベローズ４の伸縮度に応じた押圧力で各ボール弁機構２，２のボール２Ａ，２Ａを押圧して、各ボール弁機構２の弁開度を調節する。即ち、冷媒が例えば図１０における左から右に向かって流れると、可動体３が下流側に移動して流路１内の壁部に当接し、一方の押圧シャフト６が下流側（同図の右側）のボール弁機構２を開弁状態に保持する。この結果、ベローズ４にボール弁機構２の下流側の冷媒圧力がかかり、他方の押圧シャフト６がベローズ４の弾発力に応じた押圧力で上流側（同図の左側）のボール弁機構２のボール２Ａを押圧する。これにより、上流側のボール弁機構２が下流側の冷媒圧力に応じた弁開度になり、下流側の冷媒を一定圧力にすることができる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３４１８２７１号公報（段落［００２４］〜［００２８］、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記した従来の双方向定圧膨張弁では、可動体３の側面と流路１の内周面との間のクリアランスの範囲で、可動体３が直動方向と直交する方向にずれると、連結ピン５Ｃと支持突部５Ｂ，５Ｂとの間にモーメント負荷がかかり、それら連結ピン５Ｃと支持突部５Ｂ，５Ｂとの間の摺動抵抗がばらつく。すると、これに伴って冷媒圧力に対するベローズ４の伸縮量もばらつく。このため、従来の双方向定圧膨張弁では、冷媒を正確に一定圧力にすることが困難であった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、従来より正確に冷媒を一定圧力にすることが可能な双方向定圧膨張弁の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る双方向定圧膨張弁（１０，３０）は、ヒートポンプ回路（９０）の室内熱交換器（９２Ａ）と室外熱交換器（９１Ａ）との間に接続されて冷媒が双方向に流され、下流側の冷媒圧力を一定にすることが可能な双方向定圧膨張弁（１０，３０）において、冷媒の流路（１１）を内部に有したボディ（１０Ｂ）と、ボディ（１０Ｂ）に設けられて、流路（１１）を一端側領域（Ｒ１）と中間領域（Ｒ３）と他端側領域（Ｒ２）とに区画する１対の対向壁（１３，１３Ｆ）と、１対の対向壁（１３，１３Ｆ）に貫通形成されて、略同軸上に配置された１対の弁口（１６Ａ，１６Ｂ）と、ボディ（１０Ｂ）に固定されて、一端側領域（Ｒ１）内で一方の弁口（１６Ａ）に対向配置され、一端側領域（Ｒ１）内の冷媒圧力が上昇するに従って一方の弁口（１６Ａ）から離れるように弾性変形する一端側感圧部（２０Ａ）と、ボディ（１０Ｂ）に固定されて、他端側領域（Ｒ２）内で他方の弁口（１６Ｂ）に対向配置され、他端側領域（Ｒ２）内の冷媒圧力が上昇するに従って他方の弁口（１６Ｂ）から離れるように弾性変形する他端側感圧部（２０Ｂ）と、中間領域（Ｒ３）に収容されて、１対の弁口（１６Ａ，１６Ｂ）の間を移動し、接近した側の弁口（１６Ａ，１６Ｂ）の弁開度を変更可能な可動弁体（１７，３３）と、１対の弁口（１６Ａ，１６Ｂ）にそれぞれ遊嵌され、可動弁体（１７，３３）の位置に応じて、一端側又は他端側の感圧部（２０Ａ，２０Ｂ）の何れか一方と可動弁体（１７，３３）との間で突っ張り状態になる１対の当接シャフト（１７Ｄ，３４）とを備えたところに特徴を有する。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の双方向定圧膨張弁（１０，３０）において、一端側及び他端側の感圧部（２０Ａ，２０Ｂ）は、共に一端開放の感圧筒体（２１，５５）の開口端にダイヤフラム（２２）を張ってなり、感圧筒体（２１，５５）がボディ（１０Ｂ）に固定され、ダイヤフラム（２２）が弁口（１６Ａ，１６Ｂ）に対向配置されたところに特徴を有する。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項２に記載の双方向定圧膨張弁（１０，３０）において、感圧筒体（２１，５５）の開口縁との間にダイヤフラム（２２）の外縁部を挟んで溶接されたダイヤフラム固定盤（５０）と、ダイヤフラム固定盤（５０）に貫通形成されて、冷媒を通過可能とした冷媒通過孔（５１）と、ダイヤフラム固定盤（５０）に貫通形成されて、当接シャフト（１７Ｄ，３４）が挿通したシャフト挿通孔（５２）と、シャフト挿通孔（５２）の開口縁に備えられ、通常はダイヤフラム（２２）に隙間を介して対向して、ダイヤフラム（２２）が所定量以上変形することを防止する過度変形防止部（５３）とを備えたところに特徴を有する。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項３に記載の双方向定圧膨張弁（１０）において、感圧筒体（５５）とダイヤフラム（２２）とダイヤフラム固定盤（５０）とを一体化した感圧ユニット（５７）と、対向壁（１３）から突出し、感圧ユニット（５７）を内側に圧入して任意の位置に保持可能な圧入筒部（５６）とを備えたところに特徴を有する。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の双方向定圧膨張弁（１０，３０）において、一方の弁口（１６Ａ）と当接シャフト（１７Ｄ，３４）との隙間の開口面積を、他方の弁口（１６Ｂ）と当接シャフト（１７Ｄ，３４）との隙間の開口面積より広くしたところに特徴を有する。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れかに記載の双方向定圧膨張弁（１０，３０）において、一端側又は他端側の感圧部（２０Ａ，２０Ｂ）のうち室内熱交換器（９２Ａ）側の感圧部（２０Ｂ）の弾性係数と、室外熱交換器（９１Ａ）側の感圧部（２０Ａ）の弾性係数とを異ならせたところに特徴を有する。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項１乃至６の何れかに記載の双方向定圧膨張弁（１０）において、１対の当接シャフト（１７Ｄ）は、可動弁体（１７）の両端部から延設されたところに特徴を有する。
【００１３】
請求項８の発明は、請求項１乃至７の何れかに記載の双方向定圧膨張弁（３０）において、１対の当接シャフト（３４）を、他端側及び一端側の感圧部（２０Ａ，２０Ｂ）にそれぞれ固定し、可動弁体（３３）を球体（３３）で構成したところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の双方向定圧膨張弁（１０，３０）を、ヒートポンプ回路（９０）の室外熱交換器（９１Ａ）と室内熱交換器（９２Ａ）の間に接続し、ヒートポンプ回路（９０）を冷房運転と暖房運転との何れか一方にすると、双方向定圧膨張弁（１０，３０）には、一端側領域（Ｒ１）、一方の弁口（１６Ａ）、中間領域（Ｒ３）、他方の弁口（１６Ｂ）、他端側領域（Ｒ２）の順番に冷媒が流れる。すると、中間領域（Ｒ３）内の可動弁体（１７，３３）が冷媒に押されて下流側に移動し、下流側の弁口（１６Ｂ）に遊嵌された当接シャフト（１７Ｄ，３４）が、可動弁体（１７，３３）と他端側感圧部（２０Ｂ）との間で突っ張り状態になる。これにより、可動弁体（１７，３３）が他端側感圧部（２０Ｂ）によって位置決めされる。
【００１５】
ここで、他端側領域（Ｒ２）内の冷媒圧力が比較的大きくなると、他端側感圧部（２０Ｂ）が弁口（１６Ｂ）から離れるように変形し、これに伴って可動弁体（１７，３３）が弁口（１６Ｂ）に接近して弁開度が小さくなり、他端側領域（Ｒ２）内の冷媒圧力が下がる。これとは逆に、他端側領域（Ｒ２）内の冷媒圧力が比較的小さくなると、他端側感圧部（２０Ｂ）が弁口（１６Ｂ）に近づくように変形し、これに伴って可動弁体（１７，３３）が弁口（１６Ｂ）から離れて弁開度が大きくなり、他端側領域（Ｒ２）内の冷媒圧力が上がる。これらにより、双方向定圧膨張弁（１０，３０）における下流側の冷媒圧力が一定になる。
【００１６】
冷房運転と暖房運転とを切り替え、上記の場合とは冷媒が流れる方向が逆転して、一端側領域（Ｒ１）が下流側に位置した場合も同様に、一端側領域（Ｒ１）内の冷媒圧力が比較的大きくなると一方の弁口（１６Ａ）の弁開度が小さくなって下流側の冷媒圧力が上昇する一方、一端側領域（Ｒ１）内の冷媒圧力が比較的小さくなるとその弁口（１６Ａ）の弁開度が大きくなって、下流側の冷媒圧力が低下し、下流側の冷媒圧力が一定になる。なお、冷媒の流れる向きに拘わらず、可動弁体（１７，３３）が下流側に移動することで、可動弁体（１７，３３）と上流側の弁口（１６Ａ，１６Ｂ）との間は十分に離れ、上流側の弁口（１６Ａ，１６Ｂ）は常に開弁状態になる。
【００１７】
このように、本発明の双方向定圧膨張弁（１０，３０）によれば、下流側の冷媒圧力を一定にすることができる。しかも、一端側及び他端側の感圧部（２０Ａ，２０Ｂ）がボディ（１０Ｂ）に固定されているので、一端側及び他端側の感圧部（２０Ａ，２０Ｂ）自体が冷媒の流れる方向に応じて移動することはない。従って、従来のようにベローズの挫屈を規制しかつベローズを伸縮可能に支持する直動支持機構が不要になる。これにより、直動支持機構の摺動抵抗の影響がなくなり、従来より正確に冷媒を一定圧力にすることが可能になる。
【００１８】
本発明の双方向定圧膨張弁（１０，３０）における一端側感圧部（２０Ａ）及び他端側感圧部（２０Ｂ）は、ダイヤフラム（２２）又はベローズの何れかを備えることで、冷媒圧力に応じて変形する構成にすることができる。また、ダイヤフラム（２２）を備えた構成にする場合には、例えば、請求項２の発明のように、一端開放の感圧筒体（２１）の開口にダイヤフラム（２２）を張り、感圧筒体（２１）をボディ（１０Ｂ）に固定すればよい。
【００１９】
請求項３の双方向定圧膨張弁（１０，３０）によれば、感圧筒体（２１，５５）の開口縁とダイヤフラム固定盤（５０）との間にダイヤフラム（２２）の外縁部を挟んで溶接することで、感圧筒体（２１，５５）へのダイヤフラム（２２）の固定が安定する。また、ダイヤフラム固定盤（５０）に備えた過度変形防止部（５３）を、所定量変形したダイヤフラム（２２）に直接又は間接的に当接させることで、ダイヤフラム（２２）の過度の変形を防止することができる。
【００２０】
請求項４の双方向定圧膨張弁（１０）によれば、感圧ユニット（５７）の圧入筒部（５６）に対する圧入位置を適宜調節することにより、双方向定圧膨張弁（１０）の各構成部品の寸法のばらつきによる影響を抑えて、双方向定圧膨張弁（１０）の品質を均一にすることができる。
【００２１】
また、本発明の双方向定圧膨張弁（１０，３０）は、従来の双方向定圧膨張弁と異なり、感圧部（２０Ａ，２０Ｂ）を一端側と他端側とに対にして設けたので、室内熱交換器（９２Ａ）側の弁口（１６Ｂ）の冷媒圧力に対する弁開度の特性と、室外熱交換器（９１Ａ）側の弁口（１６Ａ）の冷媒圧力に対する弁開度の特性とを、それぞれ別々に適した特性に設定することができる。
【００２２】
具体的には、請求項５の双方向定圧膨張弁（１０，３０）のように、暖房冷房いずれかの運転時に下流側に位置する一方の弁口（１６Ａ）と当接シャフト（１７Ｄ，３４）との隙間の開口面積を、他方の弁口（１６Ｂ）と当接シャフト（１７Ｄ，３４）との隙間の開口面積より広くしてもよい。これにより、暖房冷房の何れか一方の運転時に双方向定圧膨張弁（１０，３０）にて制御されて流される冷媒流量が、他方の運転時に制御されて流される冷媒流量より大きくなり、比較的に大流量（大容量）を必要とする暖房運転時になどに適切に対応することができる。
【００２３】
さらに、請求項６の双方向定圧膨張弁（１０，３０）のように、一端側又は他端側の感圧部（２０Ａ，２０Ｂ）のうち冷房運転時に下流側に位置する室内熱交換器（９２Ａ）側の感圧部（２０Ｂ）の弾性係数と、暖房運転時に下流側に位置する室外熱交換器（９１Ａ）側の感圧部（２０Ａ）の弾性係数とを異ならせて、冷媒圧力及び冷媒流量が異なる冷房運転時と暖房運転時のそれぞれにおいて冷媒の圧力と流量を制御可能な最適な弁のリフト特性を得ることができる。
【００２４】
請求項７の構成によれば、１対の当接シャフト（１７Ｄ）が、可動弁体（１７）の両端部から延設されているので、一端側及び他端側の感圧部（２０Ａ，２０Ｂ）の構造を簡素化することができる。
【００２５】
なお、請求項８の構成のように、１対の当接シャフト（３４）を、他端側及び一端側の感圧部（２０Ａ，２０Ｂ）にそれぞれ固定し、可動弁体（３３）を球体（３３）で構成してもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
［第１実施形態］
以下、本発明の一実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。
図１に示された本実施形態の双方向定圧膨張弁１０のボディ１０Ｂは、パイプ部材１２の内部に１対の対向壁１３，１３を備えてなる。パイプ部材１２は、例えば、断面円形をなして真っ直ぐ延びており、両端寄り位置でテーパー状に縮径され、中間部分より両端部の径が小さくなっている。
【００２７】
１対の対向壁１３，１３は、パイプ部材１２と別部品になっており、これら両対向壁１３，１３の間には、円筒状のガイド筒体１５Ａが備えられている。そして、各対向壁１３の中心に円形凹所１５Ｂが形成され、各対向壁１３の円形凹所１５Ｂにガイド筒体１５Ａの各端部が嵌合されている。これにより、対向壁１３，１３同士が互いに心だしされている。また、円形凹所１５Ｂの奥面にガイド筒体１５Ａの先端が突き当てられて対向壁１３，１３同士が位置決めされ、対向壁１３，１３同士の間隔が一定の大きさになっている。
【００２８】
各対向壁１３の外周面には係止溝１４が全周に亘って形成されている。これに対応して、パイプ部材１２の中間部分における軸方向の２箇所には、パイプ部材１２の一部を周方向全体に亘って内側に屈曲させて１対の突条１２Ｔ，１２Ｔが形成されている。そして、各対向壁１３，１３の係止溝１４内に各突条１２Ｔを係合させて、対向壁１３，１３がパイプ部材１２内に位置決め固定されると共に、対向壁１３，１３の外周面とパイプ部材１２の内周面との隙間が塞がれている。これにより、パイプ部材１２内の流路１１が１対の対向壁１３，１３によって一端側の一端側領域Ｒ１と他端側の他端側領域Ｒ２とそれら一端側領域Ｒ１と他端側領域Ｒ２の中間の中間領域Ｒ３とに区画されている。
【００２９】
対向壁１３，１３の中心部には、弁口１６Ａ，１６Ｂが形成されている。これら弁口１６Ａ，１６Ｂは、開口形状が共に円形になっており、互いに同軸上に配置されている。また、前記したガイド筒体１５Ａ及び円形凹所１５Ｂはこれら弁口１６Ａ，１６Ｂの同心円上に配置されている。さらに、一方の対向壁１３の弁口１６Ａ（図１の上側の弁口１６Ａ）の内径は、他方の対向壁１３の弁口１６Ｂの内径より大きくなっている。そして、これら弁口１６Ａ，１６Ｂを通して冷媒が一端側領域Ｒ１と中間領域Ｒ３との間、中間領域Ｒ３と他端側領域Ｒ２との間を流れる。また、両弁口１６Ａ，１６Ｂにおける中間領域Ｒ３側の開口縁には、テーパー状の弁座１６Ｚが形成されている。
【００３０】
ガイド筒体１５Ａの両端部には、ガイド筒体１５Ａを軸方向と直交する方向に貫通した冷媒通過孔１５Ｃがそれぞれ形成され、これら冷媒通過孔１５Ｃを通して冷媒がガイド筒体１５Ａの内側と外側との間を流れる。また、各対向壁１３，１３には、ガイド筒体１５Ａの両端部を囲むようにテーパー面１５Ｔ，１５Ｔが形成されている。そして、例えば、一端側の冷媒通過孔１５Ｃからガイド筒体１５Ａの外側に向かって流れた冷媒を一端側のテーパー面１５Ｔによってガイド筒体１５Ａの軸方向に案内すると共に、ガイド筒体１５Ａの外面に沿って流れた冷媒を他端側のテーパー面１５Ｔによって他端側の冷媒通過孔１５Ｃ内に案内する役割を果たす。
【００３１】
ガイド筒体１５Ａの内部には、可動弁体１７が収容されている。可動弁体１７は、ガイド筒体１５Ａと同軸方向に延びた円柱体構造をなし、両端部に向かうに従って先細りになっている。具体的には、可動弁体１７は、軸方向の中央部に摺動部１７Ａを備え、その摺動部１７Ａの両端から両先端に向かって、それぞれ遊嵌部１７Ｂと弁部１７Ｃと当接シャフト１７Ｄとを順番に備えている。
【００３２】
摺動部１７Ａは、ガイド筒体１５Ａの内面を摺動可能な大きさをなし、これにより、可動弁体１７がガイド筒体１５Ａ及び弁口１６Ａ，１６Ｂに心だしされている。
【００３３】
各当接シャフト１７Ｄ，１７Ｄは各弁口１６Ａ，１６Ｂに遊嵌されている。そして、各弁口１６Ａ，１６Ｂの内周面と当接シャフト１７Ｄ，１７Ｄの外周面との間の隙間を通して冷媒が弁口１６Ａ，１６Ｂを流れる。また、両当接シャフト１７Ｄ，１７Ｄは同じ外径になっている。そして、前述したように、一方の弁口１６Ａの内径が、他方の弁口１６Ｂの内径より大きいので、一方の弁口１６Ａと当接シャフト１７Ｄとの隙間の開口面積が、他方の弁口１６Ｂと当接シャフト１７Ｄとの隙間の開口面積より広くなっている。
【００３４】
両遊嵌部１７Ｂ，１７Ｂは、摺動部１７Ａに対して段付き状に径が小さくなっており、遊嵌部１７Ｂとガイド筒体１５Ａの内面との間に形成された隙間は、冷媒が通過することが可能な大きさになっている。
【００３５】
弁部１７Ｃは、一端が遊嵌部１７Ｂと同じ外径をなし、他端が当接シャフト１７Ｄと同じ外径をなしたテーパー形状になっている。また、弁部１７Ｃのテーパーの傾斜は、例えば、弁口１６Ａ，１６Ｂの開口縁に備えたテーパー状の弁座１６Ｚの傾斜と同じ角度になっている。そして、図３に示すように可動弁体１７がガイド筒体１５Ａ内を一端側に移動すると、一方の弁部１７Ｃが一方の弁口１６Ａに接近してその弁口１６Ａの弁開度が調節可能となると共に、他方の弁部１７Ｃが他方の弁口１６Ｂから十分に離れて弁口１６Ｂが開弁状態になる。これとは逆に、図１に示すように可動弁体１７がガイド筒体１５Ａ内を他端側に移動すると、他方の弁部１７Ｃが一方の弁口１６Ｂに接近してその弁口１６Ｂの弁開度が調節可能となると共に、一方の弁部１７Ｃが他方の弁口１６Ａから十分に離れて弁口１６Ａが開弁状態になる。
【００３６】
各弁口１６Ａ，１６Ｂの弁開度を調節するために、ボディ１０Ｂの一部としての各対向壁１３，１３には、本発明に係る一端側感圧部２０Ａと他端側感圧部２０Ｂとが組み付けられている。
【００３７】
一端側感圧部２０Ａ及び他端側感圧部２０Ｂは、共に一端開放の感圧筒体２１の開口にダイヤフラム２２を張ってなる。図４に示すように、感圧筒体２１の筒壁は、開口端側の外径が途中で段付き状に拡径され、その筒壁の開口端から側方にフランジ部２１Ｆが張り出されている。感圧筒体２１に対してダイヤフラム２２を挟んだ位置にはダイヤフラム固定盤５０が備えられている。ダイヤフラム固定盤５０は、一端有底の扁平円筒形状をなし、その開口端から側方にフランジ部５０Ｆが張り出している。このフランジ部５０Ｆは感圧筒体２１のフランジ部２１Ｆと同形状をなし、これらフランジ部２１Ｆ，５０Ｆの間にダイヤフラム２２の外縁部を挟み、両フランジ部２１Ｆ，５０Ｆ及びダイヤフラム２２が溶接されている。また、ダイヤフラム固定盤５０の底壁５０Ｂにおける中心部からは、ダイヤフラム２２に向けて過度変形防止部５３が膨出している。そして、過度変形防止部５３の先端面はダイヤフラム２２の中心部分と対向した状態になっている。これにより、ダイヤフラム２２がダイヤフラム固定盤５０側に所定量まで撓むと過度変形防止部５３に当接して、過度の変形が防がれる。
【００３８】
過度変形防止部５３の先端面における中心には、当接シャフト１７Ｄを挿通可能なシャフト挿通孔５２が貫通形成されている。また、底壁５０Ｂのうち過度変形防止部５３の周りには、複数の冷媒通過孔５１が貫通形成されている。
【００３９】
感圧筒体２１の内部には、圧縮コイルバネ２４が収容され、ダイヤフラム２２の内面に宛がったインナー支持盤２３に圧縮コイルバネ２４の一端部が押し付けられている。インナー支持盤２３は、中心部がダイヤフラム２２に向かって突出しており、その突出部分の先端面のみがダイヤフラム２２に当接している。また、インナー支持盤２３の外縁部は感圧筒体２１における筒壁の段差部２１Ｄに隙間を介して対向している。そして、ダイヤフラム２２が感圧筒体２１の奥側に所定量まで撓んだ際に、インナー支持盤２３と段差部２１Ｄとが当接して、ダイヤフラム２２の過度変形を防止する。
【００４０】
なお、感圧筒体２１は、内部を真空や大気圧等の一定圧力に保つようになっている。また、円環状突部１８には、軸方向と直交する方向に貫通孔１８Ａが形成されており、この貫通孔１８Ａを通してダイヤフラム２２と対向壁１３との間の空間が一端側領域Ｒ１（又は、他端側領域Ｒ２）全体に連通している。
【００４１】
上記した感圧筒体２１、ダイヤフラム２２、インナー支持盤２３、圧縮コイルバネ２４及びダイヤフラム固定盤５０の複数の部品は、上記した溶接により一体化されて感圧ユニット５７になっている。この感圧ユニット５７を各対向壁１３，１３に取り付けるために、各対向壁１３，１３のうち中間領域Ｒ３との反対面には、外寄り部分に円環状突部１８が形成され、その円環状突部１８の外縁部から係止片１９が起立している。そして、感圧ユニット５７におけるダイヤフラム固定盤５０の円筒壁５０Ａを円環状突部１８の内側に押し込んで芯だしすると共に、フランジ部２１Ｆ，５０Ｆの外縁部を円環状突部１８の端面に押し付けて軸方向を位置決めした状態で、係止片１９がフランジ部２１Ｆ，５０Ｆ側に押し倒されている。これにより、感圧ユニット５７，５７が各対向壁１３，１３に固定されて一端側感圧部２０Ａと他端側感圧部２０Ｂが構成されている。
【００４２】
上記したダイヤフラム２２及び圧縮コイルバネ２４を合わせた弾性係数は、一端側と他端側の感圧部２０Ａ，２０Ｂ（図１参照）の間で異なっている。具体的には、他端側感圧部２０Ｂの弾性係数が、一端側感圧部２０Ａの弾性係数より大きくなっている。また前述したように、一方の弁口１６Ａと当接シャフト１７Ｄとの隙間の開口面積が、他方の弁口１６Ｂと当接シャフト１７Ｄとの隙間の開口面積より広くなっており、これらの弾性係数と開口面積とを所定の値に設定して組み合わせることで、他端側領域Ｒ２が下流になった場合のその他端側領域Ｒ２の冷媒圧力が、一端側領域Ｒ１が下流になった場合のその一端側領域Ｒ１の冷媒圧力より大きくなるように構成されている。
【００４３】
本実施形態に係る双方向定圧膨張弁１０の構成の説明は以上であり、次に、この双方向定圧膨張弁１０を、図５に示したヒートポンプ回路９０に組み付けた場合の動作について以下説明する。このヒートポンプ回路９０は、例えば、一般家庭用のルームエアコンに備えられている。ヒートポンプ回路９０には室外熱交換器９１Ａと室内熱交換器９２Ａとが備えられ、その室外熱交換器９１Ａは、ルームエアコンの室外機９１に組み込まれる一方、室内熱交換器９２Ａは室内機９２に組み込まれている。そして、１対の管路９６Ａ，９６Ｂによってこれら室外熱交換器９１Ａと室内熱交換器９２Ａとの間が接続されて、室外熱交換器９１Ａ及び室内熱交換器９２Ａを含む冷媒循環路９６が形成され、冷媒がこれら室外熱交換器９１Ａ及び室内熱交換器９２Ａを通過して冷媒循環路９６を循環する。そして、冷媒が室外熱交換器９１Ａを通過する際に冷媒と外気との間で熱交換が行われ、冷媒が室内熱交換器９２Ａを通過する際に冷媒と室内の空気との間で熱交換が行われる。
【００４４】
本実施形態の双方向定圧膨張弁１０は、室外機９１内に組み付けられると共に、室外熱交換器９１Ａと室内熱交換器９２Ａとの間を連絡する一方の管路９６Ａの途中に接続されている。そして、ボディ１０Ｂのうち図１の上側に示した一端側領域Ｒ１が室外熱交換器９１Ａに常時連通する一方、図１の下側に示した他端側領域Ｒ２が室内熱交換器９２Ａに常時連通した状態になっている。また、室外機９１側では、他方の管路９６Ｂの途中に四方弁９３を介して圧縮機９４が接続されている。そして、ヒートポンプ回路９０を冷房運転と暖房運転とに切り替えると、四方弁９３が作動して、冷媒循環路９６を流れる冷媒の向きが逆転する。
【００４５】
さて、ヒートポンプ回路９０の冷房運転時には、一方の管路９６Ａにおいては、冷媒が室内熱交換器９２Ａから室外熱交換器９１Ａに流され、このとき、双方向定圧膨張弁１０においては、図１の矢印で示したように、冷媒が一端側領域Ｒ１、一方の弁口１６Ａ、中間領域Ｒ３、他方の弁口１６Ｂ、他端側領域Ｒ２の順番に流れる。すると、中間領域Ｒ３内の可動弁体１７が冷媒に押されて下流側（この場合は図１の下側）に移動し、下流側の弁口１６Ｂに遊嵌された当接シャフト１７Ｄが、可動弁体１７と他端側感圧部２０Ｂとの間で突っ張り状態になる。これにより、可動弁体１７が他端側感圧部２０Ｂによって位置決めされる。
【００４６】
ここで、他端側領域Ｒ２内の冷媒圧力が比較的大きくなると、他端側感圧部２０Ｂのダイヤフラム２２が弁口１６Ｂから離れるように変形し、これに伴って可動弁体１７が弁口１６Ｂに接近して弁開度が小さくなり、他端側領域Ｒ２内の冷媒圧力が下がる。これとは逆に、他端側領域Ｒ２内の冷媒圧力が比較的小さくなると、他端側感圧部２０Ｂのダイヤフラム２２が弁口１６Ｂに近づくように変形し、これに伴って可動弁体１７が弁口１６Ｂから離れて弁開度が大きくなり、他端側領域Ｒ２内の冷媒圧力が上がる。これにより、下流側の冷媒圧力を一定にすることができる。
【００４７】
一方、ヒートポンプ回路９０を冷房運転から暖房運転に切り替えると、冷媒が流れる方向が逆転して、図２の矢印で示したように、冷媒が他端側領域Ｒ２、他方の弁口１６Ｂ、中間領域Ｒ３、一方の弁口１６Ａ、一端側領域Ｒ１の順番に流れる。すると、図２から図３の変化に示したように、中間領域Ｒ３内の可動弁体１７が冷媒に押されて下流側（この場合は、図３の上側）に移動し、下流側の弁口１６Ａに遊嵌された当接シャフト１７Ｄが、可動弁体１７と一端側感圧部２０Ａとの間で突っ張り状態になる。これにより、可動弁体１７が一端側感圧部２０Ａによって位置決めされる。
【００４８】
そして、冷房運転時と同様に、一端側領域Ｒ１内の冷媒圧力が比較的大きくなると、これに伴って可動弁体１７が弁口１６Ａに接近して弁開度が小さくなり、一端側領域Ｒ１内の冷媒圧力が下がる。これとは逆に、他端側領域Ｒ２内の冷媒圧力が比較的小さくなると、これに伴って可動弁体１７が弁口１６Ｂから離れて弁開度が大きくなり、他端側領域Ｒ２内の冷媒圧力が上がる。これにより、下流側の冷媒圧力を一定にすることができる。
【００４９】
このようにして、本実施形態の双方向定圧膨張弁１０によれば、冷媒の流れる向きに拘わらず、下流側の冷媒圧力を一定にすることができる。そして、本実施形態の双方向定圧膨張弁１０では、一端側及び他端側の感圧部２０Ａ，２０Ｂは、ボディ１０Ｂに固定されているので、一端側及び他端側の感圧部２０Ａ，２０Ｂ自体が、冷媒の流れる方向に応じて移動することはない。従って、従来のようにベローズの挫屈を規制しかつ伸縮可能に支持した直動支持機構が不要になる。これにより、直動支持機構の摺動抵抗の影響がなくなり、従来より正確に冷媒を一定圧力にすることが可能になる。しかも、可動弁体１７はガイド筒体１５Ａによって直動可能に案内されているので、可動弁体１７の直動位置と弁開度との対応関係が従来より安定し、この点においても、従来より正確に冷媒を一定圧力にすることが可能になる。
【００５０】
また、本実施形態の双方向定圧膨張弁１０は、従来の双方向定圧膨張弁と異なり、感圧部２０Ａ，２０Ｂを一端側と他端側とに対にして設けたので、室内熱交換器９２Ａ側の弁口１６Ｂの冷媒圧力に対する弁開度の特性と、室外熱交換器９１Ａ側の弁口１６Ａの冷媒圧力に対する弁開度の特性とを、それぞれ別々に適した特性に設定することができる。そして、本実施形態の双方向定圧膨張弁１０では、冷房運転時における下流側の冷媒圧力を、暖房運転時における下流側の冷媒圧力より大きくなるように構成したので、冷房運転時と暖房運転時のそれぞれで最適な温度及び圧力に制御された冷媒を室外及び室内の熱交換器９１Ａ，９２Ａに供給することができる。
【００５１】
しかも、暖房運転時に下流側に位置する一方の弁口１６Ａと当接シャフト１７Ｄとの隙間の開口面積を、他方の弁口１６Ｂと当接シャフト１７Ｄとの隙間の開口面積より広くしたので、冷媒の流量が比較的大きい暖房運転時にも、適切に対応することができる。
【００５２】
さらに、冷房運転時に下流側に位置する他端側感圧部２０Ｂの弾性係数と、暖房運転時時に下流側に位置する一端側感圧部２０Ａの弾性係数とを異ならせて、冷媒圧力及び冷媒流量が異なる冷房運転時と暖房運転時のそれぞれにおいて最適な弁のリフト特性を得ることができる。
【００５３】
［第２実施形態］
本実施形態では、感圧ユニット５７の対向壁１３に対する位置を調節可能である点が第１実施形態異なる。具体的には、図６に示すように本実施形態の各対向壁１３には、前記第１実施形態の係止片１９に代えて、円環状突部１８の外縁部から圧入筒部５６が突出形成されている。また、感圧筒体５５は、ダイヤフラム２２を固定するためのフランジ部２１Ｆより外径が大きな圧入軸部５５Ｋが備えられ、この圧入軸部５５Ｋを圧入筒部５６に圧入することで、感圧ユニット５７を対向壁１３に対して任意の位置に保持することができる。上記以外の構成は、第１実施形態と同様であるので、重複した説明は省略する。
【００５４】
本実施形態の感圧ユニット５７は以下のようにして位置調節される。即ち、各対向壁１３の圧入筒部５６に対して感圧ユニット５７を比較的浅く圧入し、当接シャフト１７Ｄがダイヤフラム２２に接触して各弁口１６Ａ，１６Ｂが僅かに開く位置に各感圧ユニット５７を配置して双方向定圧膨張弁１０の組付けを完成させておく。そして、例えば、他端側感圧部２０Ｂにおける感圧ユニット５７を調節するには、パイプ部材１２における他端側感圧部２０Ｂ側の開口端に流量を絞るためのオリフィス６０を取り付けると共に、中間領域Ｒ３内の圧力を検出するための図示しない圧力計を取り付ける。
【００５５】
この状態で、双方向定圧膨張弁１０の一端側領域Ｒ１内を所定の圧力（例えば、２ＭＰａ）にする。すると、弁口１６Ｂを通して他端側領域Ｒ２に流れ込んだ冷媒の圧力により他端側感圧部２０Ｂのダイヤフラム２２が感圧筒体２１の奥側に撓む。このとき、他端側感圧部２０Ｂ側における感圧ユニット５７の圧入筒部５６に対する圧入量が足りなければ、中間領域Ｒ３内が圧力、即ち、双方向定圧膨張弁１０の下流側の圧力が設計通りの基準圧力（例えば、０．５ＭＰａ）を下回っても弁口１６Ｂが閉じた状態に保持される。その場合、他端側感圧部２０Ｂ側の感圧ユニット５７を僅かに押し込んでから、再度、双方向定圧膨張弁１０の一端側領域Ｒ１内を所定の圧力にする。そして、中間領域Ｒ３内が設計通りの基準圧力で弁口１６Ｂが開いた状態に保持される位置まで感圧ユニット５７を押し込めばよい。そして、同様の方法で、一端側感圧部２０Ａにおける感圧ユニット５７の位置調節作業を行えばよい。
【００５６】
このように双方向定圧膨張弁１０によれば、感圧ユニット５７を圧入筒部５６に圧入する位置を適宜調節することにより、双方向定圧膨張弁１０の各構成部品の寸法のばらつきによる影響を抑えて、双方向定圧膨張弁１０の品質を均一にすることができる。なお、上記した圧入作業を容易に行うために、螺子嵌合によって感圧ユニット５７を圧入筒部５６に固定してもよい。
【００５７】
［第３実施形態］
本実施形態の双方向定圧膨張弁３０は、図７に示されている。以下、前記第１実施形態と同一の構成に関しては同一の符号を付して重複した説明は省略し、第１実施形態と相違する構成に関してのみ説明する。
【００５８】
図７において符号３１は、第１内壁構成体であって、前記第１実施形態における一方の対向壁１３の外径を若干小さくして、その外周面から係止突条３１Ａを張り出した構造になっている。また、符号３２は、第２内壁構成体であって、前記第１実施形態における他方の対向壁１３のうち外縁部から他端側感圧部２０Ｂと反対側に係止突片３１Ｂを張り出した構造になっている。そして、第１内壁構成体３１と第２内壁構成体３２の一端面同士を接合した状態にして、係止突片３１Ｂを内側に折り曲げて係止突条３１Ａに係合することで、第１内壁構成体３１と第２内壁構成体３２とが一体化されている。
【００５９】
第２内壁構成体３２の中心部分には、第１内壁構成体３１との接合面に断面円形の陥没部３８が形成される一方、第１内壁構成体３１の中心部分には、円筒突部３９が形成されている。そして、陥没部３８に円筒突部３９が嵌合され、その円筒突部３９の内側が、本発明に係る中間領域Ｒ３をなし、陥没部３８と円筒突部３９の各奥壁が本発明に係る１対の対向壁１３Ｆ，１３Ｆになっている。そして、中間領域Ｒ３の内部には、本発明に係る可動弁体としての球体３３が収容されている。
【００６０】
また、一端側感圧部２０Ａ及び他端側感圧部２０Ｂの各ダイヤフラム２２には、それぞれ中心部に当接シャフト３４の一端部が固定され、当接シャフト３４の他端部がシャフト挿通孔５２、弁口１６Ａ，１６Ｂ内に配置されている。また、当接シャフト３４の一端部には大径部３４Ｄが備えられている。さらに、本実施形態のダイヤフラム固定盤５０における底壁５０Ｂは平坦になっており、シャフト挿通孔５２はその底壁５０Ｂの中心部に配置され、シャフト挿通孔５２の開口縁が過度変形防止部５３になっている。そして、この過度変形防止部５３が通常は当接シャフト３４の大径部３４Ｄに対して隙間を介して対向し、ダイヤフラム２２の過度変形を防止している。
【００６１】
本実施形態の双方向定圧膨張弁３０によれば、冷媒が図７において下向きに流れると、球体３３が弁口１６Ｂ側に移動し、その弁口１６Ｂの弁座１６Ｚと球体３３との間に隙間が形成される。そして、他端側領域Ｒ２内の圧力が比較的高くなると、球体３３が弁口１６Ｂの弁座１６Ｚに接近して弁開度が小さくなり、他端側領域Ｒ２内の圧力が比較的小さくなると、球体３３が弁口１６Ｂの弁座１６Ｚから離れて弁開度が大きくなる。これにより、他端側領域Ｒ２の冷媒圧力が一定に保持される。
【００６２】
冷媒が流れる向きが逆転した場合には、球体３３が弁口１６Ａ側に移動し、同様に、一端側領域Ｒ１内の冷媒圧力に応じて弁口１６Ａの弁開度が調節されて、一端側領域Ｒ１の冷媒圧力が一定に保持される。
【００６３】
［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００６４】
（１）前記第１〜第３の実施形態の一端側感圧部２０Ａ及び他端側感圧部２０Ｂは、ダイヤフラム２２を備えていたが、このダイヤフラム２２に代えてベローズを一端側感圧部及び他端側感圧部に設けた構成にしてもよい。
【００６５】
（２）前記第１〜第３の実施形態のボディ１０Ｂは、パイプ部材１２と対向壁１３（１３Ｆ）とを組み付けて構成されていたが、対向壁１３（１３Ｆ）をパイプ部材１２に一体形成したものも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００６６】
（３）図８に示すように前記第１実施形態の双方向定圧膨張弁１０からダイヤフラム固定盤５０を排除したもの、又は、図９に示すように前記第３実施形態の双方向定圧膨張弁３０からダイヤフラム固定盤５０を排除したものも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００６７】
（４）前記第１実施形態は、暖房運転時と冷房運転時とで下流側の冷媒圧力が異なるように構成になっていたが、上記した双方向定圧膨張弁の両端部の構成を同一にして暖房運転時と冷房運転時とで下流側の冷媒圧力が同一になるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る双方向定圧膨張弁の側断面図
【図２】その双方向定圧膨張弁の側断面図
【図３】その双方向定圧膨張弁の側断面図
【図４】双方向定圧膨張弁の一部を拡大した側断面図
【図５】ヒートポンプ回路の概念図
【図６】第２実施形態に係る双方向定圧膨張弁の側断面図
【図７】第３実施形態に係る双方向定圧膨張弁の側断面図
【図８】変形例の双方向定圧膨張弁の側断面図
【図９】変形例の双方向定圧膨張弁の側断面図
【図１０】従来の双方向定圧膨張弁の側断面図
【符号の説明】
【００６９】
１０，３０ 双方向定圧膨張弁
１０Ｂ ボディ
１１ 流路
１３，１３Ｆ 対向壁
１５Ａ ガイド筒体
１５Ｃ 冷媒通過孔
１６Ａ，１６Ｂ 弁口
１７ 可動弁体
１７Ｄ，３４ 当接シャフト
２０Ａ 一端側感圧部
２０Ｂ 他端側感圧部
２１ 感圧筒体
２２ ダイヤフラム
３３ 球体
５０ ダイヤフラム固定盤
５１ 冷媒通過孔
５２ シャフト挿通孔
５３ 過度変形防止部
５７ 感圧ユニット
９０ ヒートポンプ回路
９１Ａ 室外熱交換器
９２Ａ 室内熱交換器
Ｒ１ 一端側領域
Ｒ２ 他端側領域
Ｒ３ 中間領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートポンプ回路（９０）の室内熱交換器（９２Ａ）と室外熱交換器（９１Ａ）との間に接続されて冷媒が双方向に流され、下流側の冷媒圧力を一定にすることが可能な双方向定圧膨張弁（１０，３０）において、
前記冷媒の流路（１１）を内部に有したボディ（１０Ｂ）と、
前記ボディ（１０Ｂ）に設けられて、前記流路（１１）を一端側領域（Ｒ１）と中間領域（Ｒ３）と他端側領域（Ｒ２）とに区画する１対の対向壁（１３，１３Ｆ）と、
前記１対の対向壁（１３，１３Ｆ）に貫通形成されて、略同軸上に配置された１対の弁口（１６Ａ，１６Ｂ）と、
前記ボディ（１０Ｂ）に固定されて、前記一端側領域（Ｒ１）内で一方の前記弁口（１６Ａ）に対向配置され、前記一端側領域（Ｒ１）内の冷媒圧力が上昇するに従って前記一方の弁口（１６Ａ）から離れるように弾性変形する一端側感圧部（２０Ａ）と、
前記ボディ（１０Ｂ）に固定されて、前記他端側領域（Ｒ２）内で他方の前記弁口（１６Ｂ）に対向配置され、前記他端側領域（Ｒ２）内の冷媒圧力が上昇するに従って前記他方の弁口（１６Ｂ）から離れるように弾性変形する他端側感圧部（２０Ｂ）と、
前記中間領域（Ｒ３）に収容されて、前記１対の弁口（１６Ａ，１６Ｂ）の間を移動し、接近した側の前記弁口（１６Ａ，１６Ｂ）の弁開度を変更可能な可動弁体（１７，３３）と、
前記１対の弁口（１６Ａ，１６Ｂ）にそれぞれ遊嵌され、前記可動弁体（１７，３３）の位置に応じて、前記一端側又は他端側の感圧部（２０Ａ，２０Ｂ）の何れか一方と前記可動弁体（１７，３３）との間で突っ張り状態になる１対の当接シャフト（１７Ｄ，３４）とを備えたことを特徴とする双方向定圧膨張弁（１０，３０）。
【請求項２】
前記一端側及び他端側の感圧部（２０Ａ，２０Ｂ）は、共に一端開放の感圧筒体（２１，５５）の開口端にダイヤフラム（２２）を張ってなり、前記感圧筒体（２１，５５）が前記ボディ（１０Ｂ）に固定され、前記ダイヤフラム（２２）が前記弁口（１６Ａ，１６Ｂ）に対向配置されたことを特徴とする請求項１に記載の双方向定圧膨張弁（１０，３０）。
【請求項３】
前記感圧筒体（２１，５５）の開口縁との間に前記ダイヤフラム（２２）の外縁部を挟んで溶接されたダイヤフラム固定盤（５０）と、
前記ダイヤフラム固定盤（５０）に貫通形成されて、冷媒を通過可能とした冷媒通過孔（５１）と、
前記ダイヤフラム固定盤（５０）に貫通形成されて、前記当接シャフト（１７Ｄ，３４）が挿通したシャフト挿通孔（５２）と、
前記シャフト挿通孔（５２）の開口縁に備えられ、通常は前記ダイヤフラム（２２）に隙間を介して対向して、前記ダイヤフラム（２２）が所定量以上変形することを防止する過度変形防止部（５３）とを備えたことを特徴とする請求項２に記載の双方向定圧膨張弁（１０，３０）。
【請求項４】
前記感圧筒体（５５）と前記ダイヤフラム（２２）と前記ダイヤフラム固定盤（５０）とを一体化した感圧ユニット（５７）と、
前記対向壁（１３）から突出し、前記感圧ユニット（５７）を内側に圧入して任意の位置に保持可能な圧入筒部（５６）とを備えたことを特徴とする請求項３に記載の双方向定圧膨張弁（１０）。
【請求項５】
一方の前記弁口（１６Ａ）と前記当接シャフト（１７Ｄ，３４）との隙間の開口面積を、他方の前記弁口（１６Ｂ）と前記当接シャフト（１７Ｄ，３４）との隙間の開口面積より広くしたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の双方向定圧膨張弁（１０，３０）。
【請求項６】
前記一端側又は他端側の感圧部（２０Ａ，２０Ｂ）のうち前記室内熱交換器（９２Ａ）側の感圧部（２０Ｂ）の弾性係数と、前記室外熱交換器（９１Ａ）側の感圧部（２０Ａ）の弾性係数とを異ならせたことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の双方向定圧膨張弁（１０，３０）。
【請求項７】
前記１対の当接シャフト（１７Ｄ）は、前記可動弁体（１７）の両端部から延設されたことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の双方向定圧膨張弁（１０）。
【請求項８】
前記１対の当接シャフト（３４）を、前記他端側及び一端側の感圧部（２０Ａ，２０Ｂ）にそれぞれ固定し、前記可動弁体（３３）を球体（３３）で構成したことを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の双方向定圧膨張弁（３０）。
【請求項１】
ヒートポンプ回路（９０）の室内熱交換器（９２Ａ）と室外熱交換器（９１Ａ）との間に接続されて冷媒が双方向に流され、下流側の冷媒圧力を一定にすることが可能な双方向定圧膨張弁（１０，３０）において、
前記冷媒の流路（１１）を内部に有したボディ（１０Ｂ）と、
前記ボディ（１０Ｂ）に設けられて、前記流路（１１）を一端側領域（Ｒ１）と中間領域（Ｒ３）と他端側領域（Ｒ２）とに区画する１対の対向壁（１３，１３Ｆ）と、
前記１対の対向壁（１３，１３Ｆ）に貫通形成されて、略同軸上に配置された１対の弁口（１６Ａ，１６Ｂ）と、
前記ボディ（１０Ｂ）に固定されて、前記一端側領域（Ｒ１）内で一方の前記弁口（１６Ａ）に対向配置され、前記一端側領域（Ｒ１）内の冷媒圧力が上昇するに従って前記一方の弁口（１６Ａ）から離れるように弾性変形する一端側感圧部（２０Ａ）と、
前記ボディ（１０Ｂ）に固定されて、前記他端側領域（Ｒ２）内で他方の前記弁口（１６Ｂ）に対向配置され、前記他端側領域（Ｒ２）内の冷媒圧力が上昇するに従って前記他方の弁口（１６Ｂ）から離れるように弾性変形する他端側感圧部（２０Ｂ）と、
前記中間領域（Ｒ３）に収容されて、前記１対の弁口（１６Ａ，１６Ｂ）の間を移動し、接近した側の前記弁口（１６Ａ，１６Ｂ）の弁開度を変更可能な可動弁体（１７，３３）と、
前記１対の弁口（１６Ａ，１６Ｂ）にそれぞれ遊嵌され、前記可動弁体（１７，３３）の位置に応じて、前記一端側又は他端側の感圧部（２０Ａ，２０Ｂ）の何れか一方と前記可動弁体（１７，３３）との間で突っ張り状態になる１対の当接シャフト（１７Ｄ，３４）とを備えたことを特徴とする双方向定圧膨張弁（１０，３０）。
【請求項２】
前記一端側及び他端側の感圧部（２０Ａ，２０Ｂ）は、共に一端開放の感圧筒体（２１，５５）の開口端にダイヤフラム（２２）を張ってなり、前記感圧筒体（２１，５５）が前記ボディ（１０Ｂ）に固定され、前記ダイヤフラム（２２）が前記弁口（１６Ａ，１６Ｂ）に対向配置されたことを特徴とする請求項１に記載の双方向定圧膨張弁（１０，３０）。
【請求項３】
前記感圧筒体（２１，５５）の開口縁との間に前記ダイヤフラム（２２）の外縁部を挟んで溶接されたダイヤフラム固定盤（５０）と、
前記ダイヤフラム固定盤（５０）に貫通形成されて、冷媒を通過可能とした冷媒通過孔（５１）と、
前記ダイヤフラム固定盤（５０）に貫通形成されて、前記当接シャフト（１７Ｄ，３４）が挿通したシャフト挿通孔（５２）と、
前記シャフト挿通孔（５２）の開口縁に備えられ、通常は前記ダイヤフラム（２２）に隙間を介して対向して、前記ダイヤフラム（２２）が所定量以上変形することを防止する過度変形防止部（５３）とを備えたことを特徴とする請求項２に記載の双方向定圧膨張弁（１０，３０）。
【請求項４】
前記感圧筒体（５５）と前記ダイヤフラム（２２）と前記ダイヤフラム固定盤（５０）とを一体化した感圧ユニット（５７）と、
前記対向壁（１３）から突出し、前記感圧ユニット（５７）を内側に圧入して任意の位置に保持可能な圧入筒部（５６）とを備えたことを特徴とする請求項３に記載の双方向定圧膨張弁（１０）。
【請求項５】
一方の前記弁口（１６Ａ）と前記当接シャフト（１７Ｄ，３４）との隙間の開口面積を、他方の前記弁口（１６Ｂ）と前記当接シャフト（１７Ｄ，３４）との隙間の開口面積より広くしたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の双方向定圧膨張弁（１０，３０）。
【請求項６】
前記一端側又は他端側の感圧部（２０Ａ，２０Ｂ）のうち前記室内熱交換器（９２Ａ）側の感圧部（２０Ｂ）の弾性係数と、前記室外熱交換器（９１Ａ）側の感圧部（２０Ａ）の弾性係数とを異ならせたことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の双方向定圧膨張弁（１０，３０）。
【請求項７】
前記１対の当接シャフト（１７Ｄ）は、前記可動弁体（１７）の両端部から延設されたことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の双方向定圧膨張弁（１０）。
【請求項８】
前記１対の当接シャフト（３４）を、前記他端側及び一端側の感圧部（２０Ａ，２０Ｂ）にそれぞれ固定し、前記可動弁体（３３）を球体（３３）で構成したことを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の双方向定圧膨張弁（３０）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００７−２３２２２４（Ｐ２００７−２３２２２４Ａ）
【公開日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−４７９１０（Ｐ２００６−４７９１０）
【出願日】平成１８年２月２４日（２００６．２．２４）
【出願人】（０００２０４０３３）太平洋工業株式会社 (143)
【公開日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月２４日（２００６．２．２４）
【出願人】（０００２０４０３３）太平洋工業株式会社 (143)
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