JP2000028032A

JP2000028032A - 熱応答膨張弁

Info

Publication number: JP2000028032A
Application number: JP11153763A
Authority: JP
Inventors: Robert James Torrence; ジェイムストーレンスロバート
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1998-06-01
Filing date: 1999-06-01
Publication date: 2000-01-25
Also published as: CN1237695A; KR20000005753A; AU3123799A; EP0962726A2; EP0962726A3; CA2272181A1; BR9904511A

Abstract

(57)【要約】【課題】直角熱膨張弁の組立ておよび調整等、製造を
容易にするための方法を提供する。【解決手段】熱応答膨張弁110'の弁本体112'内には入
口114'と出口16が直角に配置され、入口と出口を連通す
る弁座20付きの通路18と、弁座に対して移動可能な弁通
路の流れを制御する弁栓子36とを有している。カプセル
22は、流体が充填され、毛細管34を介して接続された感
知バルブにより内部の流体の圧力変化に応じて動くこと
が可能なダイヤフラム28を有している。作動部材48は、
パッド部分と複数の脚部とを有し、一体に形成されてい
る。スプリング40は、栓子を弁座に対して、また脚部が
キャップに対して作動してスプリングの付勢力を上回っ
て栓子が弁座から離れることを許容するように、ダイヤ
フラムとパッドの動きを付勢している。スプリングのリ
テーナ42は、入口内に予め配置されてバネを所定の力で
おしつけているため、組付後の調整が不要となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、循環冷凍またはエ
アコンディショニングシステムの冷媒の流動を制御する
ために採用される型の膨張弁に関するもので、自動エア
コンディショニングシステムに使用するのに適したもの
である。

【０００２】

【従来の技術】自動エアコンディショニングシステムに
おいては、直角に配置されたエバポレータとコンデンサ
の導管に弁を接続する必要がよくある。そのため、両弁
ポートを直角に形成してコンデンサとエバポレータの冷
媒の導管に対して弁を都合よく接続する必要性が認識さ
れてきている。

【０００３】自動エアコンディショニングシステムに採
用される膨張弁は、一般に、可動壁すなわちダイヤフラ
ムを有する、流体が充填されたカプセルが使用されてい
る。そして、可動壁すなわちダイヤフラムは、カプセル
内の流体と伝熱関係に接続された温度感知エレメントに
よってもたらされる流体圧力の変化に応じて動く。一般
に、カプセルは毛細管チューブの一端に取付けられ、毛
細管チューブの他端は離れて配置された熱応答感知バル
ブに接続され、熱応答感知バルブはカプセル内の流体と
毛細管を介して連通されている流体が充填されている。

【０００４】従来の直角膨張弁の配列が図７に示されて
いる。この膨張弁は、カプセル１が毛細管２を有してお
り、毛細管２が流体を充填された室３と連通するように
取付けられており、室３がダイヤフラム４の形をした可
動壁を有し、カプセルには弁ブロック５の一端が取付け
られており、ブロック５が出口ポート７に対して直角に
配置された入口ポート６を有している。この入口ポート
と出口ポートとは弁通路８によって相互接続されてお
り、弁通路８は環状の弁座を有し、弁座上に弁部材９を
備えている。弁部材はキャップ１０によって弁座に対し
て付勢されている。弁部材は、キャップ１０によって付
勢されて入口通路６に螺合された隣接するリング１２と
整合する他端を有する圧縮スプリング１１の一端によっ
てボールを弁座に対して押し当てられている。

【０００５】ダイヤフラム４とスプリングのキャップ１
０とは、３つのプッシュロッドにより相互接続されてい
るが、図７には符号１３，１４を付した２つのプッシュ
ロッドが示されている。

【０００６】作動状態においては、離れて配置された図
示しない熱感知バルブ内の流体が膨張して毛細管２を介
して室３に入ると、ダイヤフラム４がピン１３，１４を
下方に押し下げてキャップ１０が弁部材９に対してかけ
ている予圧を軽減させることとなり、弁部材９が弁座か
ら動くのを許容し、入口６から通路８を介して減圧され
た状態で出口７に向かって流動するのを許容する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の直角熱
膨張弁においては、入口６を介して工具（図示していな
い）を挿入することによってリング１２を回転させて、
キャップ１０および弁部材９に対してかけるスプリング
１１の予圧を室３内の所定の温度／圧力の設定とあわせ
るように、調整する操作が必要であった。製造公差によ
るピン１３，１４の長さの偏差は、キャップ１０がわず
かにずれて、弁の作動の整合性および繰り返し性の維持
に問題を引き起こすこととなる場合がある。

【０００８】そのため、直角熱膨張弁の組立ておよび調
整等、製造を容易にするための方法が従来から望まれて
おり、また、エアコンディショニングシステムの設備に
必要とされるような大量生産される弁のコストを減少さ
せて繰り返し性や信頼性を増加させることが従来から望
まれていた。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、弁本体の一端
に取付けられ流体が充填された熱応答カプセルを有す
る、入口ポートと出口ポートとが直角に配置される型の
熱応答膨張弁を提供するものである。カプセルは、温度
に誘発される室に充填された流体の圧力変化に応答する
可動壁すなわちダイヤフラムを有している。ダイヤフラ
ムの動きは一体の作動部材に伝達され、作動部材はダイ
ヤフラムの一方の面に対して整合するパッドと、一体に
突き出すようにして形成された３つの延長部または脚部
とを有しており、延長部または脚部は、弁本体内の通路
を通って摺動可能にガイドされて、入口と出口を相互接
続する通路の弁座に配置された可動弁部材の付勢力また
は予圧を軽減する。リテーナは、弁入口に配置されて所
定の予圧をかけるもので、一端がキャップと整合されて
弁部材を閉塞させるすなわち予圧をかけるスプリングを
有している。

【００１０】延長部を備えたパッド部材は、弁本体のカ
プセル側端部から組付けられ、また、カプセルは、弁を
さらに調整あるいは調節する必要なく組付けられる。

【００１１】本発明は、作動に繰り返し性や信頼性があ
り、大量生産で容易に組み立てることができる、簡素化
されコストを低減された直角熱膨張弁を提供する。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１〜６を参照すると、本発明の
弁アセンブリは、符号１１０’で示されており、弁アセ
ンブリは弁本体１１２’を有しており、弁本体は、入口
１１４’と、この入口１１４’と直角に配置された出口
１６とを有している。入口１１４’と出口１６とは弁通
路１８によって接続されており、弁通路内の入口１１
４’の端部には環状の弁座２０が形成されている。弁本
体１１２’は単体の鋳造金属部材により形成することが
望ましい。

【００１３】符号２２で示されている流体圧力応答カプ
セルは、弁本体１１２’の上端に取付けられており、下
方シェル部分２４を有している。下方シェル部分は、弁
本体１１２’の上端に形成された環状フランジ２６の変
形によって、弁本体に固着されている。フランジは、下
方シェル２４の中央部に形成された開口を通って拡がっ
ている。下方シェル２４は、周辺が下方シェル２４と上
方シェル部材３０との間に挟持された可動壁すなわちダ
イヤフラム２８を有している。上方シェル３０は、ダイ
ヤフラム２８と共に密閉された室３２を形成する。この
室には毛細管チューブ３４を介して連通する流体が充填
されている。毛細管チューブは、その一端が上方シェル
３０に固定されており、他端が離れて流体を充填された
温度感知バルブ（図示していない）と接続されている。

【００１４】球形状の弁部材すなわち栓子３６は入口１
１４’に配置され、圧縮スプリング４０の上端に設けら
れた端部キャップ３８の上側表面によって、弁座２０に
対して付勢されている。スプリング４０の下端は、以下
に詳述するように、入口１１４’内に配置された符号４
２で示すリテーナに対して整合されている。

【００１５】弁本体１１２’は、ほぼ平行に穴をあけて
形成された３つの空間を有しており、そのうちの２つが
図１に符号４４，４６で示されている。

【００１６】図１〜４を参照すると、符号４８で示す作
動部材は、上方が平坦な円盤形状に形成されたパッド部
分５０を含み、パッド部分は下方にほぼ平行に延びる３
つの延長部または脚部５２，５４，５６を有しており、
これらの延長部または脚部はパッド５０の下面に等間隔
で配置されている。脚部５２，５４，５６は、ブロック
に形成された符号４４，４６のように示されている３つ
の穴にそれぞれ配置されている。作動部材４８が単一の
部材により一体に形成されていることは理解されること
であろう。本発明の実施の形態では、作動部材４８は、
ダイカスト金属により形成することが望ましい。しかし
ながら、作動部材は樹脂素材により形成することもでき
る。

【００１７】図１を参照すると、作動部材４８は、パッ
ド５０の上側表面がダイヤフラム２８の下側表面に接
し、各延長部５２，５４，５６が符号４４，４６で示し
たような３つの穴のうちの１つにそれぞれ摺動可能に受
け止められた状態で、本体内に受け止められている。

【００１８】図５および６を参照すると、リテーナ４２
は、図５に示すように、中央開口６０の回りを複数切り
離して周囲に間隔をおいて径方向外側に向かって延びる
タブを有する平坦なブランク５８により形成されてい
る。

【００１９】図６を参照すると、リテーナ４２は、開口
６０のリムが上方に立ち上がるフランジ６４を形成さ
れ、外側の周囲が、図６に示すように、わずかに下向き
にそれぞれ形成されたタブ６２の径方向外向きのエッジ
とほぼ一致する直径を有する、環状の上方に立ち上がる
フランジに形成されている。リテーナ４２は、スプリン
グ４０が所望の量だけ圧縮されて弁部材３６が予圧され
るように、入口１１４’に挿入されて弁座２０から所定
距離離して配置される。タブ６２が入口１１４’の壁に
摩擦係合されるとリテーナ４２が所定の位置に保持され
てスプリング４０の所望する予圧を維持することは理解
されるであろう。

【００２０】弁部材３６、キャップ３８、スプリング４
０、およびリテーナ４２が予備組立てされると、カプセ
ル２２の下方シェルがフランジ２６のロールオーバー(r
ollover)またはフレアリング(flaring) によってブロッ
クに取付けられて、作動部材４８が据えつけられる。そ
の後、ダイヤフラムと上方シェルは、例えば、符号６８
で示すような周囲の溶接によって、下方シェル２４の上
に挟まれた状態で配置されて固定され、シールされる。
毛細管３４は、その後据えつけることができる。温度感
知流体が離れた図示しない感知バルブから毛細管３４を
介して流通すると室３２内の流体が膨張することとな
り、ダイヤフラム２８が作動部材４８を下方に動かして
延長部５２，５４，５６の端部がスプリングキャップ３
８の予圧を軽減して、弁部材３６が弁座２０から離れる
ように移動するのを許容し、（冷媒が）通路１８を通っ
て出口１６に流動するのを許容する。

【００２１】本発明では、作動部材を一体として弁の予
圧を軽減して弁開放を許容するためのダイヤフラムの動
きを確実に繰り返し伝達する、という特有の構成によ
り、自動エアコンディショニングに適用する直角膨張弁
を容易に組み立てると共に適切に調整することができ、
コストを低減することができる。本発明の弁アセンブリ
の構造によれば、組立に先立って予備調節することがで
きることにより、製造コストを低減することができる。

【００２２】上記のように、本発明をその図に示された
実施の形態に関連して説明してきたが、本発明は修正お
よび変更が可能であり、特許請求の範囲によってのみ制
限されることは理解されるであろう。。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の弁アセンブリの断面図である。

【図２】延長部を有する一体の作動パッド部材の斜視図
である。

【図３】図２の作動パッド部材の底面図である

【図４】図３の４−４線に沿った断面図である。

【図５】図１の弁の予圧スプリングリテーナの平面図で
ある。

【図６】図６の予圧スプリングリテーナの断面図であ
る。

【図７】従来の装置の断面図である。

【符号の説明】

１１０’ 弁アセンブリ１１２’ 弁本体１１４’ 入口１６出口１８弁通路２０弁座２２カプセル２８ダイヤフラム（可動壁）３２室３６弁部材（栓子）３８端部キャップ４０スプリング４２リテーナ４８作動部材５０パッド部分５２，５４，５６脚部（延長部）

フロントページの続き (71)出願人 390033020 ＥａｔｏｎＣｅｎｔｅｒ，Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ，Ｏｈｉｏ 44114，Ｕ．Ｓ．Ａ.

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】循環システム内で流動される冷媒を制御
するために用いられる熱応答膨張弁アセンブリであっ
て、（ａ）入口と、該入口とほぼ直角に配置された出口
と、前記入口と出口との間の流動を制御するための栓子
を有する弁座を備えた弁通路と、を有する弁本体と、
（ｂ）内部に可動壁を備えた室を有しており、該室には
流体が充填され、温度に誘発される内部の流体の圧力変
化に応じて動く前記可動壁が、前記弁本体に取付けられ
る熱応答カプセルと、（ｃ）前記弁座に対して前記栓子
を付勢する手段と、（ｄ）単一のパッド部分と、該パッ
ド部分から延び前記パッド部分にほぼ平行に間隔をおい
て配置されて一体部材として形成された少なくとも３つ
の突出した延長部とを有しており、前記パッド部分は可
動壁と接触可能に配置され、前記延長部は前記弁本体を
通って移動可能に受け止められてその端部が入口に延び
ており、前記栓子の付勢手段に抗して前記可動壁を動か
せて前記弁通路内の流動を許容する、作動部材と、を備
えてなる熱応答膨張弁アセンブリ。
【請求項２】前記栓子の付勢手段が、前記入口内に保
持された圧縮スプリングと、前記栓子および前記延長部
の各端部と接触するベアリングプレートと、を含む、請
求項１に記載の熱応答膨張弁アセンブリ。
【請求項３】前記栓子がほぼ球形状を有する、請求項
１に記載の熱応答膨張弁アセンブリ。
【請求項４】前記作動部材がダイカスト金属材料によ
り形成された、請求項１に記載の熱応答膨張弁アセンブ
リ。
【請求項５】前記作動部材が樹脂材料により形成され
た、請求項１に記載の熱応答膨張弁アセンブリ。
【請求項６】前記作動部材のパッド部分がほぼ平坦な
円盤形状を有する、請求項１に記載の熱応答膨張弁アセ
ンブリ。
【請求項７】前記作動部材のパッド部分は、その上に
ほぼ平坦な、厚さがその横断する寸法よりも小さい表面
を有している、請求項１に記載の熱応答膨張弁アセンブ
リ。
【請求項８】前記本体は全体が鋳造金属材料により形
成された、請求項１に記載の熱応答膨張弁アセンブリ。
【請求項９】前記栓子の付勢手段が、前記本体の入口
に摩擦係合されたリテーナに対して整合された一方の反
応端を有するスプリングを含む、請求項１に記載の熱応
答膨張弁アセンブリ。
【請求項１０】直角の入口と出口とを有する熱応答膨
張弁の製造方法であって、（ａ）弁通路内に弁栓子を配
置して、入口と出口とが接続されるように前記栓子を弁
座に対して移動させる工程、（ｂ）可動壁を有する熱応
答カプセルを設ける工程、（ｃ）前記栓子を前記弁座に
対して付勢する工程、（ｄ）パッド部を３つの延長部と
一体に形成して、該パッドを前記可動壁と接触するよう
に配置すると共に、前記可動壁の動きにより前記付勢力
を上回ることができるように前記延長部を配置する工
程、から構成される熱応答膨張弁の製造方法。
【請求項１１】前記付勢する工程は、スプリングへの
予圧と該予圧による前記栓子への加圧とを含み、前記変
化が前記予圧を軽減することを含む請求項１０に記載の
熱応答膨張弁の製造方法。
【請求項１２】前記延長部を動かす工程が前記延長部
を摺動可能に案内することを含む請求項１０に記載の熱
応答膨張弁の製造方法。