JP2000097522A

JP2000097522A - 膨張弁

Info

Publication number: JP2000097522A
Application number: JP11306369A
Authority: JP
Inventors: Mitsuya Fujimoto; 美津也藤本; Kazuhiko Watanabe; 和彦渡辺; Kimimichi Yano; 公道矢野
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 1996-10-11
Filing date: 1999-10-28
Publication date: 2000-04-04

Abstract

(57)【要約】【課題】膨張弁における通路間の連通を確実に防止す
る。【解決手段】膨張弁１０に装備される感温棒３６ｆと
ダイヤフラム３６ａがその表面に当接し、ダイヤフラム
３６ａの受け部となる大径のストッパ部３１２と、スト
ッパ部３１２の裏面に一端面が当接し、かつ他端面の中
央部が突起部３１５に形成されて下部圧力作動室３６ｃ
内に摺動自在に挿入される大径部３１４と、この大径部
３１４の突起部３１５の内部にて端面が嵌合し、他端面
が弁体３２ｂに当接して連続する一体構成のロッド部３
１６とからなり、ロッド部３１６に対してシール部材４
０がプッシュナット等の移動阻止部材４１で取り付けら
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は空気調和装置、冷凍
装置等の冷凍サイクルに用いられる冷媒用の膨張弁に関
する。

【０００２】

【従来の技術】この種の膨張弁は、自動車等の空気調和
装置の冷凍サイクルにおいて用いられており、図７は、
従来の膨張弁の縦断面図を冷凍サイクルの概略と共に示
している。膨張弁１０は、角柱状のアルミ製の弁本体３
０には、冷凍サイクルの冷媒管路１１においてコンデン
サ５の冷媒出口からレシーバ６を介してエバポレータ８
の冷媒入口へと向かう部分に介在される液相冷媒が通過
する第１の通路３２と冷媒管路１１においてエバポレ−
タ８の冷媒出口からコンプレッサ４の冷媒入口へと向か
う部分に介在される気相冷媒が通過する第２の通路３４
とが上下に相互に離間して形成されている。

【０００３】第１の通路３２にはレシ−バ６の冷媒出口
から供給された液体冷媒を断熱膨張させるためのオリフ
ィス３２ａが形成されており、第１の通路３２は、オリ
フィス３２ａを介して通路３２１を経てエバポレータ８
の入口に接続されている。オリフィス３２ａは弁本体３
０の長手方向に沿った中心線を有している。オリフィス
３２ａの入口には弁座が形成されていて、弁座には弁部
材３２ｃにより支持された弁座と共に弁機構を構成する
弁体３２ｂが存在し、弁体３２ｂと弁部材３２ｃとは溶
接により固定されている。弁部材３２ｃは、弁体と溶接
により固着されると共に圧縮コイルばねの如き付勢手段
３２ｄにより付勢されている。レシ−バ６からの液冷媒
が導入される第１の通路３２は液冷媒の通路となり、入
口ポ−ト３２１と、この入口ポ−ト３２２に連続する弁
室３５を有する。弁室３５は、オリフィス３２ａの中心
線と同軸に形成される有底の室であり、プラグ３９によ
って密閉されている。

【０００４】さらに、弁本体３０には、エバポレータ８
の出口温度に応じて弁体３２ｂに対して駆動力を与えて
オリフィス３２ａの開閉を行うために、小径の孔３７と
この孔３７より径が大径の孔３８が第２の通路３４を貫
通して上記中心線の延長線上に形成され、弁本体３０の
上端には感熱部となるパワーエレメント部３６が固定さ
れるねじ孔３６１が形成されている。

【０００５】パワーエレメント部３６は、ステンレス製
のダイヤフラム３６ａと、このダイヤフラム３６ａを挾
んで互いに密着して設けられ、上記ダイヤフラムに区画
されて、その上下に二つの気密室を形成する上部圧力作
動室３６ｂ及び下部圧力作動室３６ｃをそれぞれ形成す
る上カバー３６ｄと下カバー３６ｈと、上部圧力作動室
３６ｂにダイヤフラム駆動流体となる所定冷媒を封入す
るための封切管３６ｉとを備え、弁本体３０にネジ３６
１により固着されている。下部圧力作動室３６ｃは、オ
リフィス３２ａの中心線に対して同心的に形成された均
圧孔３６ｅを介して第２の通路３４に連通されている。
第２の通路３４には、エバポレータ８からの冷媒蒸気が
流れ、通路３４は気相冷媒の通路となり、その冷媒蒸気
の圧力が均圧孔３６ｅを介して下部圧力作動室３６ｃに
負荷されている。

【０００６】さらに下部圧力作動室３６ｃ内にダイヤフ
ラム３６ａと当接し、かつ第２の通路３４を貫通して大
径の孔３８内に摺動可能に配置されて、エバポレータ８
の冷媒出口温度を下部圧力作動室３６ｃへ伝達すると共
に、上部圧力作動室３６ｂ及び下部圧力作動室３６ｃの
圧力差に伴うダイヤフラム３６ａの変位に応じて大径３
８内を摺動して駆動力を与える通路３４を横ぎるように
通路３４内に露出しているアルミ製の感温棒３６ｆと、
小径の孔３７内に摺動可能に配されて感温棒３６ｆの変
位に応じて弁体３２ｂを付勢手段３２ｄの弾性力に抗し
て押圧するステンレス製の作動棒３７ｆからなり、感温
棒３６ｆは、ダイヤフラム３６ａがその表面に当接し、
ダイヤフラム３６ａの受け部となる大径のストッパ部３
１２と、ストッパ部３１２の裏面に一端面が当接して、
下部圧力作動室３６ｃ内に摺動自在に挿入される大径部
３１４と、この大径部の他端面に一端面が当接し、他端
面が作動棒３７ｆに接続される感温部３１８とから構成
されている。

【０００７】さらに、感温棒３６ｆには第１の通路３２
と、第２の通路３４との気密性を確保するための環状の
シール部材（密封部材）、例えばＯリング３６ｇが備え
られており、感温棒３６ｆと作動棒３７ｆとは当接し、
作動棒３７ｆは弁体３２ｂと当接しており、感温棒３６
ｆと作動棒３７ｆとで弁体駆動棒が構成されている。し
たがって、均圧孔３６ｅには、ダイヤフラム３６ａの下
面から第１の通路３２のオリフィス３２ａまで延出した
弁体駆動棒が同心的に配置されていることになる。ま
た、感温棒３６ｆと作動棒３７ｆとは一体に構成され、
感温棒３６ｆを延長して、弁体３２ｂと当接させている
こともある。なお、封切管３６ｉの代りに栓体を用いて
所定冷媒を封入することもできる。

【０００８】かかる構成において、圧力作動ハウジング
３６ｄの上方の圧力作動室３６ｂ中には公知のダイヤフ
ラム駆動流体が充填されていて、ダイヤフラム駆動流体
には第２の通路３４や第２の通路３４に連通されている
均圧孔３６ｅに露出された弁体駆動棒及びダイヤフラム
３６ａを介して第２の通路３４を流れているエバポレ−
タ８の冷媒出口からの冷媒蒸気の熱が伝達される。

【０００９】上方の圧力作動室３６ｂ中のダイヤフラム
駆動流体は上記伝達された熱に対応してガス化し圧力を
ダイヤフラム３６ａの上面に負荷する。ダイヤフラム３
６ａは上記上面に負荷されたダイヤフラム駆動ガスの圧
力とダイヤフラム３６ａの下面に負荷された圧力との差
により上下に変位する。ダイヤフラム３６ａの中心部の
上下への変位は弁体駆動棒を介して弁体３２ｂに伝達さ
れ弁体３２ｂをオリフィス３２ａの弁座に対して接近ま
たは離間させる。この結果、冷媒流量が制御されること
となる。

【００１０】即ち、エバポレータ８の出口側の気相冷媒
温度が上部圧力作動室３６ｂに伝達されるため、その温
度に応じて上部圧力作動室３６ｂの圧力が変化し、エバ
ポレータ８の出口温度が上昇する。つまりエバポレータ
の熱負荷が増加すると、上部圧力作動室３６ｂの圧力が
高くなり、それに応じて感温棒３６ｆつまり弁部材駆動
棒が下方へ駆動されて弁体３２ｂを下げるため、オリフ
ィス３２ａの開度が大きくなる。これによりエバポレー
タ８への冷媒の供給量が多くなり、エバポレータ８の温
度を低下させる。逆に、エバポレータ８の出口温度が低
下する、つまりエバポレータの熱負荷が減少すると、弁
体３２ｂが上記と逆方向に駆動され、オリフィス３２ａ
の開度が小さくなり、エバポレータへの冷媒の供給量が
少なくなり、エバポレータ８の温度を上昇させるのであ
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】かかる膨張弁の用いら
れる冷凍システムにおいては、蒸発器への冷媒供給が過
剰・不足・過剰・不足を短い周期で繰り返す所謂ハンチ
ング現象が知られている。これは膨張弁が環境温度の影
響を受けた場合、例えば膨張弁の感温棒に未蒸発の液冷
媒が付着して、これを温度変化と感知してエバポレータ
の熱負荷の変動が生じ、過敏な弁開閉応答に基づくこと
を原因としている。

【００１２】過敏な弁開閉応答は、第１の通路と第２の
通路の間の冷媒の洩れをシールするシール部材にずれを
起こしやすく、正確な流量制御に不都合となることがあ
った。そこで本発明は、上述した不都合を解消する膨張
弁を提供するものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成すべく、
本発明に係る膨張弁は、エバポレータに向う液冷媒の通
る第１の通路と、エバポレータからコンプレッサに向う
気相冷媒の通る第２の通路を有する弁本体と、上記第１
の通路中に設けられるオリフィスと、このオリフィスを
通過する冷媒量を調節する弁体と、上記気相冷媒の温度
を感知して変位するダイヤフラムを有する上記弁本体に
設けられたパワーエレメント部と、このダイヤフラムの
変位により上記弁体を駆動する感温棒とからなる膨張弁
において、上記感温棒がその周囲に第１と第２の通路間
の連通を防止するシール部材を上記両通路間にて具備す
ると共に、上記シール部材の移動を阻止する阻止部材を
上記シール部材に接して具備することを特徴とする。

【００１４】具体的態様としては、上記阻止部材が戻り
止めナットであることを特徴としている。また、他の態
様としては、上記戻り止めナットがプッシュナットであ
ることを特徴としている。さらにまた、他の態様として
は上記戻り止めナットが内歯付きの止め輪であることを
特徴としている。

【００１５】さらに、また本発明の膨張弁の別の形態と
しては、上記感温棒は、上記ダイヤフラムに一端面が接
するストッパ部と、このストッパ部のダイヤフラムと反
対側の端面に一端面が接する大径部と、この大径部の他
端面に一端が嵌合し、他端が上記弁体に接する小径のロ
ッド部とから構成され、かつ上記大径部の他端面には上
記装着手段が形成されており、上記感温棒のロッド部に
はその周囲に第１と第２の通路間の連通を防止するシー
ル部材が上記両通路間にて具備されると共に、上記シー
ル部材に接するように上記シール部材の移動を阻止する
阻止部材が具備されていることを特徴としている。

【００１６】さらにまた、上記ロッド部の一端は上記大
径部の他端面の中央部に形成された突起部内にて嵌合す
ると共に、上記装着手段はその突起部外周に設けられる
凹部であり、上記阻止部材が戻り止めナットであること
を特徴としている。また、上記戻り止めナットがプッシ
ュナット又は歯付き止め輪であることを特徴としてい
る。

【００１７】かくの如く構成された本発明に係る膨張弁
によれば、弁本体内に形成された前記両通路間の連通が
感温棒に沿って形成されるのを防止するため、両通路間
に配置されるシール部材の移動を阻止する阻止手段とし
て、戻り止めナット、例えばプッシュナット又は歯付き
止め輪を用いるのであるから両通路間のシールを確実に
実現できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面により本発明に係る膨
張弁の実施の態様を説明する。図１は本発明の実施形態
に係る膨張弁１０の縦断面図であり、図７に示す従来の
膨張弁と冷媒流量の制御においては同一であり、冷凍サ
イクルを省略して示ししている。したがって、図１にお
いて図７と同一符号は同一又は均等部分を示し、感温部
３１８の構造において、図７の膨張弁と相違している。
なお、図１の封切管３６ｉの代りに、図６に示す如く、
栓体３６ｋを用いて所定冷媒を封入してもよく、例えば
金属性例えばステンレス製の栓体３６ｋが、例えばステ
ンレス製の上カバー３６ｄに形成された穴３６ｊを塞ぐ
ように挿入され溶接により固着される。また図６では、
パワーエレメント部３６に関連する部分のみを示し、他
の構成を省略して示している。

【００１９】図１において、感温部３１８は、感温棒３
６ｆとダイヤフラム３６ａがその表面に当接し、ダイヤ
フラム３６ａの受け部となる大径のストッパ部３１２
と、ストッパ部３１２の裏面に一端面が当接し、かつ他
端面の中央部が突起部３１５に形成されて下部圧力作動
室３６ｃ内に摺動自在に挿入される大径部３１４と、こ
の大径部３１４の突起部３１５の内部にて端面が嵌合
し、他端面が弁体３２ｂに当接して連続する一体構成の
ロッド部３１６とからなり、突起部３１５の外周には凹
部３１７が形成され、この凹部３１７がハンチング現象
を抑制するための低熱伝導率の樹脂を装着するために、
あらかじめ具備されている装着手段である。

【００２０】さらに、本実施の形態では、弁本体３０
は、従来の膨張弁の本体が用いられており、感温棒３６
ｆを構成するロッド部３１６は、パワーエレメント部３
６のダイヤフラム３６ａの変位に応じて通路３４を横切
って進退自在に駆動されるので、ロッド部３１６に沿っ
て通路３２１と通路３４間を連通するクリアランス（隙
間）が形成されることとなり、この連通を防止するた
め、ロッド部３１６の外周に密着するＯリング４０を大
径の穴３８内に配置し、両通路間にＯリングが存在する
ようにしており、しかも、Ｏリング４０がコイルバネ３
２ｄ及び通路３２１の冷媒圧力により長手方向（パワー
エレメント部３６の存在する方向）に作用する力を受け
て、移動しないようにするため戻り止めナットとしてプ
ッシュナット４１がＯリング４０に接して大径の穴３８
内に配置されるようにロッド部３１６に取付けられてい
る。しかも、ロッド部３１６については、ハンチング現
象を抑制するため、伝熱面積を小さくする必要からその
断面積を小さくし、従来の膨張弁に比較して径が小さく
なるように形成（例えば従来の膨張弁のロッド部の径
５．６ｍｍ程度に対して２．４ｍｍ程度）されている。
したがって、弁本体３０を従来の膨張弁と同じに構成す
ると上記連通の形成が生じるおそれがあり、これを防止
するため、Ｏリングの移動を確実にに防止するためプッ
シュナット４１は有効である。

【００２１】図２は、図１の実施態様に示した戻り止め
ナットであるプッシュナットを示す平面図であり、プッ
シュナット４１は、例えばステンレス製の皿状の円板で
あり、ロッド部３１６の通る中心孔４１ａと中心孔４１
ａより径方向に放射状に形成された切り込み４１ｂとか
ら構成され、中心孔４１ａにロッド部３１６が挿入され
ると切り込み間の金属部分が切り起こされた状態にな
り、ロッド部３１６につき当たり、ロッド部３１６に固
着されてＯリング４０に接して位置し、Ｏリングの移動
を防止することになる。なお、戻り止めナットとして歯
付き止め輪を用いてもよいのは勿論である。

【００２２】図３はＯリング４０の移動を阻止するため
の阻止部材の他の実施態様を示す。本実施例にあって
は、ロッド３１６に溝部３１６ａを形成し、溝部３１６
ａに内歯付き止め輪４１０を嵌装してある。図４は内歯
付き止め輪４１０の平面図であって、内歯付き止め輪４
１０は、内側に例えば３本の歯部４１２を有し、この歯
部４１２がロッド３１６の溝部３１６ａに嵌合される。

【００２３】図５は更に他の実施態様を示す。本装置に
あっては、ロッド３１６に２本の溝３１６ａ，３１６ｂ
を形成し、２個の内歯付き止め輪４１０を嵌装したもの
である。Ｏリング４０は２個の内歯付き止め輪４１０の
間に挾まれて、移動が確実に阻止される。

【００２４】

【発明の効果】本発明の膨張弁によれば、シール部材と
この部材の移動を阻止する阻止部材を感温棒が具備する
ので、弁本体内に形成された通路間の連通を確実に防止
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る膨張弁の一実施形態を示す縦断面
図。

【図２】図１の実施形態に示すプッシュナットの説明
図。

【図３】本発明の他の実施形態の要部を示す図。

【図４】内歯付き止め輪の説明図。

【図５】本発明の更に他の実施形態の要部を示す図。

【図６】本発明に係る膨張弁のパワーエレメント部の他
の形態を示す図。

【図７】従来の膨張弁を示す縦断面図。

【符号の説明】

１０膨張弁３０弁本体３２ａオリフィス３２ｂ弁体３６パワーエレメント３６ｆ感温棒４０シール部材４１プッシュナット４１０内歯付き止め輪

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エバポレータに向う液冷媒の通る第１の
通路と、エバポレータからコンプレッサに向う気相冷媒
の通る第２の通路を有する弁本体と、上記第１の通路中
に設けられるオリフィスと、このオリフィスを通過する
冷媒量を調節する弁体と、上記気相冷媒の温度を感知し
て変位するダイヤフラムを有する上記弁本体に設けられ
たパワーエレメント部と、このダイヤフラムの変位によ
り上記弁体を駆動する感温棒とからなる膨張弁におい
て、上記感温棒はその周囲に、第１と第２の通路間の連
通を防止するシール部材を上記両通路間にて具備すると
共に、上記シール部材の移動を阻止する阻止部材を上記
シール部材に接して具備することを特徴とする膨張弁。
【請求項２】上記阻止部材が戻り止めナットであるこ
とを特徴とする請求項１記載の膨張弁。
【請求項３】上記戻り止めナットがプッシュナットで
あることを特徴とする請求項２記載の膨張弁。
【請求項４】上記阻止部材が内歯付き止め輪であるこ
とを特徴とする請求項２記載の膨張弁。
【請求項５】上記感温棒は、上記ダイヤフラムに一端
面が接するストッパ部と、このストッパ部のダイヤフラ
ムと反対側の端面に一端面が接する大径部と、この大径
部の他端面に一端が嵌合し、他端が上記弁体に接する小
径のロッド部とから構成され、かつ上記大径部の他端面
には上記装着手段が形成されており、上記感温棒のロッ
ド部には、その周囲に第１と第２の通路間の連通を防止
するシール部材が上記両通路間にて具備されると共に、
上記シール部材に接するように上記シール部材の移動を
阻止する阻止部材が具備されていることを特徴とする請
求項１記載の膨張弁。
【請求項６】上記ロッド部の一端は上記大径部の他端
面の中央部に形成された突起部内にて嵌合すると共に、
上記装着手段はその突起部外周に設けられる凹部であ
り、上記阻止部材が戻り止めナットであることを特徴と
する請求項５記載の膨張弁。
【請求項７】上記戻り止めナットがプッシュナットで
あることを特徴とする請求項６記載の膨張弁。
【請求項８】上記阻止部材が内歯付き止め輪であるこ
とを特徴とする請求項５記載の膨張弁。