本發(fā)明涉及控制閥，尤其涉及具有隔膜作為壓力感測(cè)部件的控制閥。

背景技術(shù)：

如在制冷循環(huán)中所設(shè)置的膨脹閥等那樣以隔膜為壓力感測(cè)部件進(jìn)行工作的控制閥，正被廣泛使用。例如，上述膨脹閥是將內(nèi)置閥部的閥體和動(dòng)力元件組裝而構(gòu)成的。并且，設(shè)置隔膜使得將動(dòng)力元件的殼體內(nèi)劃分成密閉空間和開放空間。密閉空間中被封入感測(cè)壓力用的氣體，開放空間與閥體內(nèi)部相連通。隔膜感測(cè)密閉空間與開放空間的壓差而沿軸線方向變位。該隔膜所產(chǎn)生的壓力感測(cè)驅(qū)動(dòng)力被介由盤和軸傳遞至閥芯，調(diào)整閥部的開度。

然而，這樣的控制閥有時(shí)會(huì)因其設(shè)置對(duì)象裝置而被要求小型化。另一方面，有時(shí)即便小型化了，但仍希望維持閥開度的大小以確保工作流體的流量。此外，還有時(shí)不論控制閥的大小如何，都希望針對(duì)作用于隔膜的壓差變化而增大閥開度的變化(閥芯從閥座的抬起量的變化)。

針對(duì)這樣的需求，例如提案出了研究隔膜的褶皺部的波狀及其高度來滿足所述需求的技術(shù)(例如參照專利文獻(xiàn)1)。具體來說，使形成褶皺部的波狀的峰的數(shù)量成為例如一峰半等，進(jìn)行設(shè)定使其具有零數(shù)(端數(shù))。在此基礎(chǔ)上，使以隔膜的外周部為基準(zhǔn)的峰的高度與隔膜跟盤的抵接面的高度相一致。通過這樣的構(gòu)成，與峰的數(shù)量沒有零數(shù)的以往結(jié)構(gòu)相比，能加大隔膜的行程，進(jìn)而加大閥芯的抬起量。

[在先技術(shù)文獻(xiàn)]

[專利文獻(xiàn)]

[專利文獻(xiàn)1]日本特開2011-7355號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

〔發(fā)明所要解決的課題〕

然而，經(jīng)過本發(fā)明人們的驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)上述提案結(jié)構(gòu)在閥開度的確保和隔膜的耐久性方面尚有改善的余地。

本發(fā)明的目的之一在于，在具備隔膜作為壓力感測(cè)部件的控制閥中，既確保閥開度較大，又謀求隔膜的耐久性的提高。

〔用于解決課題的手段〕

本發(fā)明的一個(gè)方案是控制閥。該控制閥包括：閥體，具有導(dǎo)入流體的導(dǎo)入口、導(dǎo)出流體的導(dǎo)出口、被設(shè)于連接導(dǎo)入口和導(dǎo)出口的流體通路的閥孔、以及被隔壁與流體通路相隔離的壓力室；閥芯，被配置于流體通路，能接觸/分離于閥孔來調(diào)整閥部的開度；動(dòng)力元件，具有被設(shè)置使得在與閥體間形成壓力室的殼體，以及外周部被殼體支承、將殼體內(nèi)劃分成與壓力室隔離的密閉空間和向壓力室開放的開放空間的隔膜；盤，被配置于開放空間，同軸地抵接于隔膜；以及軸，貫穿隔壁而被可沿軸線方向滑動(dòng)地支承，一端側(cè)介由盤連接于隔膜，另一端側(cè)連接于閥芯，將隔膜的變位所引起的軸線方向的驅(qū)動(dòng)力傳遞至閥芯。

隔膜在包含盤所抵接的抵接面的平坦部與外周部之間具有俯視看為同心圓環(huán)狀、截面看為波狀的褶皺部。褶皺部如下這樣形成：從外周部起朝著平坦部實(shí)質(zhì)上設(shè)有N+0.5個(gè)(N為自然數(shù))峰，所述峰是以外周部的壓力室側(cè)的面為基準(zhǔn)面向壓力室側(cè)突出的峰。隔膜被如下這樣構(gòu)成并組裝于殼體：關(guān)于無負(fù)荷狀態(tài)下以基準(zhǔn)面為基準(zhǔn)的朝壓力室側(cè)突出的高度，處于外周部和平坦部之間的所述褶皺部的峰的高度比所述平坦部的高度小。

根據(jù)該方案，形成褶皺部的峰數(shù)被設(shè)定得有零數(shù)，而且處于隔膜的外周部與平坦部之間的峰的高度被設(shè)定得比其平坦部的高度小。由此，能確保隔膜的行程較大，且能抑制在其行程時(shí)作用于隔膜的最大應(yīng)力。其結(jié)果，能確保閥芯的抬起量較大，且能謀求隔膜的耐久性的提高。

本發(fā)明的另一方案是一種具備內(nèi)置閥部的閥體、和將隔膜作為壓力感測(cè)部件而產(chǎn)生閥部的驅(qū)動(dòng)力的動(dòng)力元件的控制閥的制造方法。該制造方法包括：成形出隔膜的工序；以使得隔膜能以其外周部為支點(diǎn)沿軸線方向變位的方式支承隔膜，來組裝動(dòng)力元件的工序；以及將動(dòng)力元件組裝于閥體的工序。

成形隔膜的工序包括在隔膜不承受軸線方向的壓差的無負(fù)荷狀態(tài)下、在隔膜的靠近中央的平坦部與外周部之間形成俯視看為同心圓環(huán)狀、截面看為波狀的褶皺部的工序。關(guān)于形成褶皺部的工序，從外周部起向著平坦部實(shí)質(zhì)上設(shè)置N+0.5個(gè)以外周部的單側(cè)面為基準(zhǔn)面向單側(cè)突出的峰，其中N為自然數(shù)，關(guān)于以基準(zhǔn)面為基準(zhǔn)的朝向所述單側(cè)的高度，處于外周部和平坦部之間的褶皺部的峰的高度被設(shè)定得比平坦部的高度小。

根據(jù)該方案，隔膜被形成為褶皺部的峰數(shù)有零數(shù)的方式，并且處于該隔膜的外周部和平坦部之間的峰的高度被形成得比該平坦部的高度小。由此，能提供既能確保閥開度較大，又能謀求隔膜的耐久性提高的控制閥。

〔發(fā)明效果〕

根據(jù)本發(fā)明，在具備隔膜作為壓力感測(cè)部件的控制閥中，能既確保閥開度較大，又謀求隔膜的耐久性提高。

附圖說明

圖1是實(shí)施方式的膨脹閥的剖視圖。

圖2是表示隔膜的構(gòu)造的圖。

圖3是表示開閥性能的分析結(jié)果的圖。

圖4是表示用于評(píng)價(jià)隔膜的耐久性的分析結(jié)果的圖。

圖5是表示褶皺部的峰的高度比例與隔膜的耐久性和開閥特性的關(guān)系的圖。

具體實(shí)施方式

以下參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。在以下的說明中，為方便起見，有時(shí)以圖示的狀態(tài)為基準(zhǔn)表達(dá)各構(gòu)造的位置關(guān)系。另外，針對(duì)以下的實(shí)施方式及其變形例，有時(shí)對(duì)幾乎相同的構(gòu)成要素標(biāo)注相同的標(biāo)號(hào)，并適當(dāng)省略其說明。

本實(shí)施方式將本發(fā)明的控制閥具體化為適用于汽車用空調(diào)裝置的制冷循環(huán)的溫度式膨脹閥。該制冷循環(huán)中設(shè)有將循環(huán)的冷媒壓縮的壓縮機(jī)、使壓縮后的冷媒冷凝的冷凝器、使冷凝后的冷媒氣液分離的儲(chǔ)液器、使分離出的液態(tài)冷媒節(jié)流膨脹成霧狀并送出的膨脹閥、以及使該霧狀的冷媒蒸發(fā)并利用其蒸發(fā)潛熱使車室內(nèi)的空氣冷卻的蒸發(fā)器。這里為了說明方便，對(duì)膨脹閥以外的部分省略其詳細(xì)說明。

圖1是實(shí)施方式的膨脹閥的剖視圖。

膨脹閥1具有對(duì)將鋁合金制成的素材擠出成形而得到的部件施以預(yù)定的切削加工而得到的閥體2。該閥體2呈棱柱狀，其內(nèi)部設(shè)有進(jìn)行冷媒的節(jié)流膨脹的閥部。在閥體2的長(zhǎng)度方向的端部設(shè)有作為“驅(qū)動(dòng)部”發(fā)揮功能的動(dòng)力元件3。

在閥體2的側(cè)部設(shè)有從儲(chǔ)液器側(cè)(冷凝器側(cè))導(dǎo)入高溫高壓的液態(tài)冷媒的導(dǎo)入口6、將在膨脹閥1中被節(jié)流膨脹了的低溫低壓的冷媒向蒸發(fā)器導(dǎo)出的導(dǎo)出口7、導(dǎo)入在蒸發(fā)器中蒸發(fā)后的冷媒的導(dǎo)入口8、以及將通過膨脹閥1后的冷媒向壓縮機(jī)側(cè)導(dǎo)出的導(dǎo)出口9。在導(dǎo)入口6與導(dǎo)出口9之間，形成有用于可植設(shè)未圖示的配管安裝用的雙頭螺栓的螺孔10。各端口連接配管的連接件。

在膨脹閥1中，由導(dǎo)入口6、導(dǎo)出口7以及連接它們的冷媒通路(流體通路)構(gòu)成第1通路13。在第1通路13的中間部設(shè)有閥部。從導(dǎo)入口6導(dǎo)入的冷媒在該閥部節(jié)流膨脹而成為霧狀，從導(dǎo)出口7向蒸發(fā)器導(dǎo)出。另一方面，由導(dǎo)入口8、導(dǎo)出口9及連接它們的冷媒通路構(gòu)成第2通路14。第2通路14直線狀延伸，其中間部與動(dòng)力元件3的內(nèi)部相連通。從導(dǎo)入口8導(dǎo)入的冷媒的一部分被供給動(dòng)力元件3感測(cè)溫度。通過第2通路14后的冷媒被從導(dǎo)出口9向壓縮機(jī)導(dǎo)出。

在第1通路13的中間部設(shè)有閥孔16，由該閥孔16的導(dǎo)入口6側(cè)的開口端邊緣形成閥座17。以從導(dǎo)入口6側(cè)與閥座17相對(duì)的方式配置有閥芯18。閥芯18是將接觸/分離于閥座17來開閉閥部的球狀的球閥芯41、和從下方支承該球閥芯41的閥芯架43接合而構(gòu)成的。

在閥體2的下端部形成有使內(nèi)外連通的連通孔19，并由其上半部形成了收容閥芯18的閥室40。閥室40連通于閥孔16，與閥孔16同軸地形成。閥室40還在側(cè)部介由上游側(cè)通路37而連通于導(dǎo)入口6。上游側(cè)通路37包含朝閥室40開口的小孔42。小孔42是第1通路13的通路截面局部縮小而形成的。

閥孔16介由下游側(cè)通路39連通于導(dǎo)出口7。即，上游側(cè)通路37、閥室40、閥孔16及下游側(cè)通路39構(gòu)成了第1通路13。上游側(cè)通路37和下游側(cè)通路39彼此平行，并分別向相對(duì)于閥孔16的軸線成直角的方向延伸。在此需要說明的是，在變形例中，也可以以上游側(cè)通路37與下游側(cè)通路39彼此的投影成直角的方式(彼此處于擰轉(zhuǎn)的位置)設(shè)定導(dǎo)入口6或?qū)С隹?的位置。

在連通孔19的下半部，以從外部密封該連通孔19的方式螺固有調(diào)整螺釘20。在閥芯18(準(zhǔn)確地說是閥芯架43)與調(diào)整螺釘20之間，夾裝有對(duì)閥芯18向閉閥方向賦予勢(shì)能的彈簧23。通過調(diào)整調(diào)整螺釘20向閥體2的螺入量，能調(diào)整彈簧23的荷重。在調(diào)整螺釘20與閥體2之間，夾裝有用于防止冷媒泄漏的O環(huán)24。

另一方面，在閥體2的上端部設(shè)有凹部50，在凹部50的底部設(shè)有使內(nèi)外連通的開口部52。動(dòng)力元件3的下部被螺固于凹部50，被以密封開口部52的方式組裝于閥體2。由凹部50與動(dòng)力元件3之間的空間形成了感溫室54(作為“壓力室”發(fā)揮功能)。

動(dòng)力元件3具有以在與閥體2之間形成感溫室54的方式而設(shè)的殼體25，和沿軸線方向劃分該殼體25內(nèi)部空間的隔膜28。殼體25是將上殼體26和下殼體27沿軸線方向組裝而構(gòu)成的。隔膜28作為“壓力感測(cè)部件”發(fā)揮功能。

即，動(dòng)力元件3是在上殼體26與下殼體27之間以夾著的方式夾裝隔膜28、并在該下殼體27側(cè)配置盤29而構(gòu)成的。上殼體26是將不銹鋼材料壓力成形成有蓋狀而得到的。下殼體27是將不銹鋼材料壓力成形成階梯圓筒狀而得到的。盤29例如由鋁或鋁合金制成，熱傳導(dǎo)率比兩殼體都大。隔膜28在本實(shí)施方式中由金屬薄板制成。

動(dòng)力元件3是通過使上殼體26與下殼體27彼此的開口部相配合、并在其外邊緣部夾著隔膜28的外邊緣部的方式進(jìn)行組裝，然后沿兩殼體的接合部施以外周熔接，而被形成為容器狀的。動(dòng)力元件3的內(nèi)部被隔膜28劃分成密閉空間S1和開放空間S2，密閉空間S1與感溫室54相隔離，其中封入了感測(cè)溫度用的氣體。開放空間S2向感溫室54開放，并介由開口部52與第2通路14連通。

盤29被配置于開放空間S2，與隔膜28同軸地抵接。關(guān)于隔膜28及其周邊的構(gòu)成，將在后面詳細(xì)敘述。

在動(dòng)力元件3與閥體2之間夾裝有用于防止冷媒泄漏的O環(huán)30。從第2通路14通過的冷媒的一部分介由開口部52導(dǎo)入感溫室54，通過盤29所設(shè)的槽部53而導(dǎo)向隔膜28的下面。由此，該冷媒的溫度和壓力傳遞至隔膜28。此外，該冷媒的溫度通過介由熱傳導(dǎo)率大的盤29的熱傳導(dǎo)也被傳遞至隔膜28。

在閥體2的中央部以貫穿用于第1通路13和第2通路14間的隔壁35的方式設(shè)有插通孔34。該插通孔34是具有小徑部44和大徑部46的階梯孔，小徑部44中可滑動(dòng)地插通長(zhǎng)條狀的軸33。軸33是金屬制(例如不銹鋼制)的桿，被夾裝在盤29和閥芯18之間。由此，隔膜28的變位所產(chǎn)生的軸線方向的驅(qū)動(dòng)力介由盤29和軸33而傳遞至閥芯18，閥部被開閉。另外，隨著盤29被卡定于下殼體27，其向下方的變位被限制。由此，防止隔膜28向開閥方向的過度變位。

軸33的上半部橫穿第2通路14，下半部被插通孔34的小徑部44可滑動(dòng)地支承。大徑部46(作為“安裝孔”發(fā)揮功能)中收容有用于對(duì)軸33賦予與軸線方向成直角的方向的賦予勢(shì)能力、即橫向荷重(滑動(dòng)荷重)的防振彈簧48。軸33受到該防振彈簧48的橫向荷重，從而因冷媒壓力的變動(dòng)所導(dǎo)致的軸33或閥芯18的振動(dòng)被抑制。關(guān)于防振彈簧48的具體構(gòu)造，例如可采用日本特開2013-242129號(hào)公報(bào)所記載的構(gòu)成，故省略其詳細(xì)說明。

在本實(shí)施方式中，在插通孔34與軸33之間并沒有設(shè)置O環(huán)等密封部件，但因軸33與小徑部44的間隙足夠小，故能抑制從第1通路13向第2通路14的冷媒泄漏。即，實(shí)現(xiàn)了所謂的間隙密封。

以上這樣構(gòu)成的膨脹閥1大致如下這樣制造。首先，分別單獨(dú)制造閥體2、動(dòng)力元件3、軸33、防振彈簧48、閥芯18、以及調(diào)整螺釘20。閥體2是對(duì)通過擠出加工所得到的塊狀的基體部件利用鉆頭施以切削加工(開孔加工)而得到的。作為該開孔加工的二次加工，在凹部50成形出用于使動(dòng)力元件3螺合的螺孔，并在連通孔19中成形出用于使調(diào)整螺釘20螺合的螺孔。

在動(dòng)力元件3的制作中，如上述那樣通過壓力成形分別得到上殼體26和下殼體27。另一方面，對(duì)薄膜圓板狀的不銹鋼板進(jìn)行壓力成形，得到具有后述的褶皺部的隔膜28。然后將盤29載置于下殼體27，并在由上殼體26和下殼體27夾持隔膜28的狀態(tài)下使兩殼體熔接。由此，隔膜28被能以其外周部為支點(diǎn)沿軸線方向變位地支承，按此方式組裝動(dòng)力元件3。

然后，依次向閥體2組裝閥芯18、調(diào)整螺釘20、防振彈簧48、軸33及動(dòng)力元件3，由此得到膨脹閥1。關(guān)于隔膜28的構(gòu)成及其成形的詳細(xì)情況，將在后文敘述。

在如上那樣構(gòu)成的膨脹閥1中，動(dòng)力元件3感測(cè)從蒸發(fā)器介由導(dǎo)入口8返回來的冷媒的壓力及溫度，隔膜28發(fā)生變位。即，隔膜28根據(jù)伴隨于蒸發(fā)器出口側(cè)冷媒溫度的變化的、密閉空間S1的壓力與開放空間S2的壓力的壓差，沿軸線方向變位。該隔膜28的變位成為驅(qū)動(dòng)力，介由盤29和軸33傳遞至閥芯18，使閥部開閉。另一方面，從儲(chǔ)液器供給的液態(tài)冷媒被從導(dǎo)入口6導(dǎo)入，隨著通過閥部而節(jié)流膨脹，成為低溫、低壓的霧狀的冷媒。該冷媒被從導(dǎo)出口7向蒸發(fā)器導(dǎo)出。

接下來詳細(xì)說明隔膜28的構(gòu)成及其效果。

在本實(shí)施方式中，通過對(duì)隔膜28的褶皺部的形狀進(jìn)行改良，實(shí)現(xiàn)了開閥性能的提高和隔膜28的耐久性提高。圖2是表示隔膜的單體構(gòu)造的圖。圖2的(A)是表示隔膜28被組裝為動(dòng)力元件3前的單品狀態(tài)、即隔膜28的無負(fù)荷狀態(tài)的剖視圖。在此為說明方便起見，用雙點(diǎn)劃線表示了盤29的位置關(guān)系。圖2的(B)是圖2的(A)的A部放大圖。

如圖2的(A)所示，隔膜28具有薄膜圓板狀的本體60。在俯視圖中有所省略的是，在本體60設(shè)有俯視看為同心圓環(huán)狀、截面看為波狀的褶皺部62(參照中心線L)。在本體60的靠中央部，設(shè)有平坦部64，該平坦部64具有盤29進(jìn)行抵接的抵接面。并且，在該平坦部64與外周部66之間形成有褶皺部62。平坦部64與外周部66是平行的，但并不在同一平面上，而是處于在軸線方向上略微錯(cuò)開的位置關(guān)系。在本體60的中心，設(shè)有向與盤29相反側(cè)突出的脹出部68。該脹出部68是為在向動(dòng)力元件3組裝隔膜28時(shí)容易識(shí)別其上面和下面而設(shè)的。在變形例中，也可以省略脹出部68。

也如圖2的(B)所示那樣，褶皺部62是通過沿半徑方向連設(shè)以外周部66的下面(感溫室54側(cè)的面)為基準(zhǔn)面70向下側(cè)突出的峰而形成的。在圖示的例子中，從外周部66向平坦部64設(shè)有峰72、74，峰74為半峰(0.5峰)。即，形成了一峰半的波狀，但也可以是例如二峰半，實(shí)質(zhì)上只要對(duì)波狀進(jìn)行設(shè)定，使得形成N+0.5個(gè)(N為自然數(shù))峰即可(圖示例子中N＝1)。同專利文獻(xiàn)1的構(gòu)成一樣，可以使N為3以下的自然數(shù)。

并且，隔膜28被如下這樣構(gòu)成：關(guān)于無負(fù)荷狀態(tài)下的以基準(zhǔn)面70為基準(zhǔn)的向下側(cè)突出的高度，處于外周部66與平坦部64之間的褶皺部62的峰72的高度H2比平坦部64的高度H1要小(H2<H1)。在此需要說明的是，圖示例子中的峰74由于其頂點(diǎn)被包含于平坦部64，故并不為“處于外周部66與平坦部64之間的峰”的概念所包含。即，在本實(shí)施方式中，褶皺部62的波狀由一峰半構(gòu)成，故一峰量的高度H2比平坦部64的高度H1要小，當(dāng)褶皺部62的波狀由兩峰半構(gòu)成時(shí)，兩峰量的高度分別比平坦部64的高度H1小。

為確認(rèn)以上那樣的隔膜28的構(gòu)造所帶來的效果，進(jìn)行了基于CAE(Computer Aided Engineering：計(jì)算機(jī)輔助工程)的數(shù)值分析。該分析是基于褶皺部62的形狀而進(jìn)行的開閥性能和隔膜28的耐久性的評(píng)價(jià)。關(guān)于“開閥性能”，是基于閥芯18的抬起量相對(duì)于隔膜28的上面?zhèn)葔毫εc下面?zhèn)葔毫Φ膲翰钭兓淖兓M(jìn)行評(píng)價(jià)的。如上述那樣，在密閉空間S1中封入了感溫用的氣體，隔膜28的上面?zhèn)葔毫Τ蔀槠錃怏w壓力。在此，設(shè)定上面?zhèn)葔毫?，使得?dāng)隔膜28的下面?zhèn)葔毫榇髿鈮簳r(shí)，其上面?zhèn)葔毫λ鸬拈_閥方向的荷重勝過彈簧23所帶來的閉閥方向的荷重，盤29被卡定于下殼體27。并且，相對(duì)于下面?zhèn)葔毫Φ纳仙殡S的壓差變化，抬起量變化越大，評(píng)價(jià)為開閥特性越優(yōu)秀。以下說明其分析結(jié)果。

圖3是表示開閥性能的分析結(jié)果的圖。該分析是通過有限要素分析計(jì)算閥芯的抬起量相對(duì)于作用在隔膜上的壓差變化的變化而得出的。該圖的橫軸以計(jì)示壓力表示隔膜28的下面?zhèn)葔毫?MPaG)，縱軸表示閥芯18距閥座17的抬起量(mm)。在該分析中，計(jì)算了使其上面?zhèn)葔毫愣?、使下面?zhèn)葔毫υ?～0.4(MPaG)間變化時(shí)的抬起量(mm)。并且，針對(duì)處于隔膜28的外周部與平坦部間的峰的高度，設(shè)定了多種情況來進(jìn)行這樣的運(yùn)算。即，在圖2的(B)所示的隔膜28的構(gòu)成的情況下，使以基準(zhǔn)面70為基準(zhǔn)的、峰72的高度H2相對(duì)于平坦部64的高度H1的比例(高度比例)變化，針對(duì)各種變化分別進(jìn)行了運(yùn)算。

圖3中針對(duì)該高度比例不同的8種隔膜示出了分析結(jié)果。關(guān)于圖中的粗線，點(diǎn)線對(duì)應(yīng)于0％的高度比例、虛線對(duì)應(yīng)于12％的高度比例、雙點(diǎn)劃線對(duì)應(yīng)于29％的高度比例、單點(diǎn)劃線對(duì)應(yīng)于41％的高度比例、實(shí)線對(duì)應(yīng)于59％的高度比例。此外，關(guān)于圖中的細(xì)線，單點(diǎn)劃線對(duì)應(yīng)于71％的高度比例、雙點(diǎn)劃線對(duì)應(yīng)于88％的高度比例、虛線對(duì)應(yīng)于100％的高度比例。高度比例0％對(duì)應(yīng)于作為褶皺部62僅形成了半峰(0.5峰)的情況。高度比例100％表示峰72的高度H2與平坦部64的高度H1相等的情況(H2＝H1)，對(duì)應(yīng)于專利文獻(xiàn)1的構(gòu)成。

因?yàn)橥ǔ５拈y開度控制區(qū)域(也稱“常用區(qū)域”)其抬起量為0～0.3(mm)，故將該范圍的傾向評(píng)價(jià)為開閥特性。根據(jù)本分析結(jié)果可知，高度比例越小，越能加大相對(duì)于作用在隔膜28上的壓差變化的、閥芯18的抬起量變化。即，可知通過使峰72的高度H2比平坦部64的高度H1小，能提高開閥特性。可知尤其是在隔膜28的下面?zhèn)葔毫^高的狀態(tài)下、即隔膜28的上面?zhèn)葔毫εc下面?zhèn)葔毫Φ膲翰钶^小的區(qū)域(低溫域)，開閥特性顯著提高。

圖4是表示用于評(píng)價(jià)隔膜的耐久性的分析結(jié)果的圖。該分析是通過有限要素分析來計(jì)算使預(yù)定的反復(fù)荷重作用于隔膜時(shí)在其表面產(chǎn)生的應(yīng)力的結(jié)果。具體來說，使隔膜的上面?zhèn)葔毫愣?、使下面?zhèn)葔毫υ?～0.4(MPaG)間反復(fù)變化而給予變動(dòng)荷重，由此計(jì)算隔膜表面的應(yīng)力。需要說明的是，前提在于，即使使下面?zhèn)葔毫樽畲蟮?.4(MPaG)，隔膜28也不會(huì)在比其支點(diǎn)更靠?jī)?nèi)側(cè)處接觸到上殼體26(參照?qǐng)D4的(A)的支點(diǎn)P)。

圖4的(A)表示使反復(fù)荷重作用時(shí)作用于隔膜的應(yīng)力分布。該圖的橫軸表示隔膜28上距中心的距離，縱軸表示應(yīng)力振幅(MPa)。為說明方便起見，在圖中上段是使隔膜28和其周邊構(gòu)造的位置關(guān)系與距中心的距離相對(duì)應(yīng)地表示的(參照雙點(diǎn)劃線)。圖4的(B)是表示在圖4的(A)中應(yīng)力振幅最大的位置附近的B部放大圖。在該圖中為方便起見，用細(xì)虛線表示了上述高度比例對(duì)應(yīng)于100％的結(jié)果，用粗實(shí)線表示了對(duì)應(yīng)于59％的結(jié)果。

如圖4的(A)所示，不論哪種高度比例，都在被上殼體26和下殼體27夾持的隔膜28的支點(diǎn)P附近產(chǎn)生最大應(yīng)力。展示出不論哪種高度比例，應(yīng)力相對(duì)于距中心的距離的分布都近似的傾向。但如圖4的(B)所示，在支點(diǎn)P附近的部分，高度比例為59％時(shí)與為100％時(shí)相比，應(yīng)力振幅被抑制。另一方面，也存在在與支點(diǎn)P附近不同的部分其應(yīng)力振幅的大小關(guān)系反轉(zhuǎn)的位置。由此可推斷，通過減小高度比例，局部較高的應(yīng)力會(huì)沿半徑方向分散，最大應(yīng)力被降低。關(guān)于其它高度比例，將與圖5相關(guān)聯(lián)地進(jìn)行說明。

圖5是表示褶皺部的峰的高度比例與隔膜的耐久性及開閥特性的關(guān)系的圖。該圖的橫軸表示高度比例(％)。圖中的實(shí)線表示最大應(yīng)力的應(yīng)力振幅(MPa)，虛線表示常用區(qū)域內(nèi)的開閥特性。前者是針對(duì)圖3所示的各高度比例繪制出圖4所示的支點(diǎn)P附近的應(yīng)力振幅的結(jié)果。后者是針對(duì)圖3所示的常用區(qū)域，以相對(duì)于下面?zhèn)葔毫ψ兓奶鹆孔兓癁殚_閥特性繪制出的結(jié)果。在此為了簡(jiǎn)化，針對(duì)各高度比例，將用直線連接常用區(qū)域的端點(diǎn)后的傾斜度所表示的平均變化量作為開閥特性。

由該圖可知，高度比例越小越能得到良好的開閥特性。另一方面可知，在高度比例為60％附近最能抑制最大應(yīng)力的應(yīng)力振幅。由此可知，在特別關(guān)注開閥特性時(shí)，優(yōu)選使褶皺部62的峰72的高度H2盡可能地比平坦部64的高度H1小(H2<H1)。另一方面，可知在特別關(guān)注隔膜28的耐久性時(shí)，優(yōu)選使高度比例在25％以上、不足100％。并且，可知通過使高度比例在25％以上、60％以下，能既良好地維持隔膜28的耐久性，又得到良好的開閥特性。

如以上說明的那樣，根據(jù)本實(shí)施方式，除進(jìn)行設(shè)定使得形成褶皺部62的峰數(shù)有零數(shù)外，還將處于隔膜28的外周部66與平坦部64之間的峰的高度設(shè)定得比其平坦部64的高度小。由此，能較大地確保隔膜28的行程，并能抑制作用于隔膜28的最大應(yīng)力。其結(jié)果，能既較大地確保閥芯18的抬起量，又謀求隔膜28的耐久性提高。

以上說明了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但本發(fā)明并不限定于特定的實(shí)施方式，當(dāng)然可以在本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變形。

上述實(shí)施方式的膨脹閥優(yōu)選適用于使用替代制冷劑(HFC-134a)等作為冷媒的制冷循環(huán)，但也能適用于采用二氧化碳那樣的工作壓力高的冷媒的制冷循環(huán)。此時(shí)，在制冷循環(huán)中取代冷凝器而配置氣體冷卻器等外部熱交換器。

在上述實(shí)施方式中，表示了將上述膨脹閥構(gòu)成為使經(jīng)外部熱交換器流入的冷媒節(jié)流膨脹后供給蒸發(fā)器(室內(nèi)蒸發(fā)器)的部件的例子。在變形例中，也可以將上述膨脹閥適用于熱泵式的車輛用冷暖氣裝置，可以設(shè)置在內(nèi)部熱交換器的下游側(cè)。即，也可以將上述膨脹閥構(gòu)成為使經(jīng)內(nèi)部熱交換器流入的冷媒節(jié)流膨脹而供給外部熱交換器(室外蒸發(fā)器)的部件。

在上述實(shí)施方式中，例示了膨脹閥的一個(gè)方案，但也可以構(gòu)成為例如專利文獻(xiàn)1的圖1所示那樣的膨脹閥、即對(duì)動(dòng)力元件的密閉空間連接毛細(xì)管的一端的方案的膨脹閥。毛細(xì)管的另一端連接感測(cè)蒸發(fā)器出口側(cè)的冷媒溫度的感溫筒。

在上述實(shí)施方式中，作為控制閥，例示了膨脹閥，但只要是具備隔膜作為壓力感測(cè)部件的控制閥，就能適用上述構(gòu)造的隔膜。此時(shí)，該控制閥可以以冷媒以外的流體作為工作流體。

此外，本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式和變形例，在不脫離發(fā)明思想的范圍內(nèi)可以使構(gòu)成要素變形而具體化。也可以通過適當(dāng)組合上述實(shí)施方式和變形例所公開的多個(gè)構(gòu)成要素來形成各種發(fā)明。此外，也可以從上述實(shí)施方式和變形例所示的所有構(gòu)成要素中刪除幾個(gè)構(gòu)成要素。

〔標(biāo)號(hào)說明〕

1膨脹閥、2閥體、3動(dòng)力元件、6導(dǎo)入口、7導(dǎo)出口、8導(dǎo)入口、9導(dǎo)出口、13第1通路、14第2通路、16閥孔、17閥座、18閥芯、25殼體、28隔膜、29盤、33軸、34插通孔、35隔壁、54感溫室、62褶皺部、64平坦部、66外周部、70基準(zhǔn)面、72峰、74峰、S1密閉空間、S2開放空間。