JP2002022317A - 温度膨張弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度膨張弁におけるダイアフラムの支持構造
の改良を図る。 【解決手段】 感温応動部材１００’の鍔部１０１はダ
イアフラム８２の中央部に設けられた中央開口部８２ａ
の周辺部に当接させ、さらにダイアフラム８２は、開口
部８２’ａが感温応動部材１００に圧入によりさし込ま
れたダイアフラム支持部材８２’によって支持され、ダ
イアフラム８２の中央開口部８２ａの周辺部は上記鍔部
１０１とダイアフラム支持部材８２’とによってはさみ
込まれる。かくしてダイアフラム８２と感温応動部材１
００’が組み合わされ、レーザビーム溶接又は電子ビー
ム溶接を用いて、溶接部１０２にて溶接し、ダイアフラ
ム８２と感温応動部材１００’とを固着し、一体化す
る。このような構成とされた本実施の形態の温度膨張弁
においては、レーザビーム溶接又は電子ビーム溶接を用
いるので、溶接部周囲への熱影響が極めて少ないため、
従来の溶接例えばＴＩＧ溶接を用いる場合のように熱影
響を考慮し、ダイアフラムの中央開口部の周囲に立上り
部を形成する必要がなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は冷凍サイクルにおい
て、蒸発器に供給する冷媒流量の制御と冷媒の減圧の目
的に用いる温度膨張弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より用いられている冷凍サイクルの
温度膨張弁は、図３及び図４のように構成されている。
図３において、角柱状の弁本体５１０には、オリフィス
５１６が形成されている第１の冷媒通路５１４と、第２
の冷媒通路５１９と、が相互に独立して形成されてい
る。第１の冷媒通路５１４の一端は蒸発器（エバポレー
タ）５１５の入口に連通され、蒸発器５１５の出口は第
２の冷媒通路５１９、圧縮器（コンプレッサ）５１１、
凝縮器（コンデンサ）５１２、レシーバ５１３を介して
第１の冷媒通路５１４の他端に連結されている。第１の
冷媒通路５１４に連通する弁室５２４にはオリフィス５
１６に接離する球形の弁体５１８を付勢するバイアスバ
ネである付勢手段５１７が設けられている。なお、弁室
５２４はプラグ５２５で封止され、弁体５１８は支持部
５２６を介して付勢される。弁本体５１０には第２の冷
媒通路５１９に隣接してダイアフラム５２２を有したパ
ワーエレメント部５２０が固定されている。ダイアフラ
ム５２２で仕切られたパワーエレメント部５２０の上方
の室５２０ａは気密にされており、温度対応作動流体が
封入されている。

【０００３】パワーエレメント部５２０の上方の室５２
０ａから延出している小管５２１は上方の室５２０ａか
らの脱気及び上方の室５２０ａへの上記温度対応作動流
体の注入に使用された後に端部が密封されている。パワ
ーエレメント部５２０の下方の室５２０ｂでは、弁本体
５１０の中を弁体５１８から第２の冷媒通路５１９を貫
通して延びる感温応動部材たる弁体駆動部材５２３の延
出端が配置されダイアフラム５２２に当接している。弁
体駆動部材５２３は熱容量の大きな材料で形成されてい
て、第２の冷媒通路５１９を流れる蒸発器５１５の出口
からの冷媒蒸気の温度をパワーエレメント部５２０の上
方の室５２０ａ中の温度対応作動流体に伝達し、この温
度に対応した圧力の作動ガスを発生させる。下方の室５
２０ｂは弁本体５１０の中で弁体駆動部材５２３の周囲
の隙間を介して第２の冷媒通路５１９に連通されてい
る。

【０００４】従ってパワーエレメント部５２０のダイア
フラム５２２は上方の室５２０ａ中の温度対応作動流体
の作動ガスの圧力と下方の室５２０ｂ中の蒸発器５１５
の出口における冷媒蒸気の圧力との差にしたがって弁体
５１８のための付勢手段５１７の付勢力の影響の下で弁
体駆動部材５２３によりオリフィス５１６に対する弁体
５１８の弁開放度（即ち、蒸発器の入口への液体状の冷
媒の流入量）を調整する。

【０００５】かかる従来の温度膨張弁では、例えば弁体
が開閉を繰り返す所謂ハンチング現象を生起するという
不具合の生じることがある。

【０００６】このため、従来の温度膨張弁として、中空
状の弁体駆動部材に活性炭のような吸着物質を封入し、
上記不具合を防止するものが特開平５−２５６５３９号
公報に開示されている。

【０００７】図４は、上記活性炭を充填した従来の温度
膨張弁の構成を示す縦断面図であり、図３の従来の温度
膨張弁とはダイアフラムと感温応動部材たる弁体駆動部
材の構成が異なっており、それ以外の構成は基本的に同
じである。図４において、温度膨張弁は角柱状の弁本体
５０を有し、弁本体５０には、凝縮器５１２を経てレシ
ーバタンク５１３から流入する液相の冷媒が第１の通路
６２に導入されるポート５２と、第１の通路６２からの
冷媒を蒸発器５１５へ送り出すポート５８と、蒸発器か
ら戻る気相の冷媒が通過する第２の通路６３の入口ポー
ト６０と、冷媒を圧縮器５１１側へ送り出す出口ポート
６４が設けられる。

【０００８】液相の冷媒が導入されるポート５２は、弁
本体５０の中心軸線上に設けられる弁室５４に連通し、
弁室５４はナット状のプラグ１３０で封止される。弁室
５４はオリフィス７８を介して冷媒を蒸発器５１５へ送
り出すポート５８に連通する。オリフィス７８を貫通す
る小径のシャフト１１４の先端には球形の弁体１２０が
設置され、弁体１２０は支持部材１２２により支持さ
れ、支持部材１２２はバイアスバネ１２４により弁体１
２０をオリフィス７８に向けて付勢する。弁体１２０が
オリフィス７８との間に形成される間隔を変化すること
によって、冷媒の流路面積が調節される。液相の冷媒
は、オリフィス７８を通過する間に膨張し、第１の通路
６２を通ってポート５８から蒸発器側へ送り出される。
蒸発器から戻る気相冷媒は、ポート６０から導入され、
第２の通路６３を通ってポート６４から圧縮器側へ送り
出される。

【０００９】弁本体５０は、上端部から軸線上に第１の
穴７０が形成され、第１の穴にパワーエレメント部８０
がネジ部等を利用してとりつけられる。パワーエレメン
ト部８０は、感温部を構成するハウジング８１及び９１
と、これらのハウジングに挾み込まれると共に、図５に
示される如く感温応動部材と組み合わされて一体化され
るダイアフラム８２を有する。なお、８２’はダイアフ
ラム支持部材であり、上記感温応動部材１００にその中
央開口部８２’ａが同心円状に圧入固定され、ハウジン
グ８１に係止されて、ダイアフラム８２を支持する。

【００１０】ハウジング８１及び９１内は、ダイアフラ
ム８２で仕切られ、上部室８３と下部室８５が形成され
る。この上部室８３と中空部８４には、温度対応作動流
体が封入されていて、封入後は小管２１により封止され
る。なお、小管２１の代わりにハウジング９１に溶接さ
れる栓体を用いてもよい。

【００１１】感温応動部材１００は、第２の通路６３中
に露出される中空のパイプ状の部材で構成され、その内
部に吸着剤として例えば活性炭４０が収容されている。
感温応動部材１００の頂部は上部室８３に連通し、上部
室８３と感温応動部材１００の中空部８４とで圧力空間
８３ａを構成する。パイプ状の感温応動部材１００は弁
本体５０の軸線上に形成された第２の穴７２を貫通し、
第３の穴７４に挿入される。第２の穴７２と感温応動部
材１００との間には隙間が形成され、この隙間を通って
通路６３内の冷媒がダイアフラムの下部室８５に導入さ
れる。

【００１２】感温応動部材１００は、第３の穴７４に対
して摺動自在に挿入され、この先端部はシャフト１１４
の一端に連結される。シャフト１１４は弁本体５０に形
成された第４の穴７６に摺動自在に挿入され、その他端
が弁体１２０に連結される。

【００１３】図５は、図４に示す温度膨張弁のダイアフ
ラムと感温応動部材とを組合せて溶接により一体化した
構成を示す図である。図において、ダイアフラム８２
は、変形し易いように同心円波形に成形し、その中央部
を開口させ開口部８２ａを設け、この開口部８２ａに中
空のパイプ状の感温応動部材１００の外周に沿って図の
上の方向に所定の高さの円筒状の立上り部８２ｂを設け
ている。

【００１４】この立上り部８２ｂの内周に密接させてパ
イプ状の感温応動部材１００をさし込み、前記立上り部
８２ｂの外側に断面Ｌ字状の補強部材８６を当接させ、
それぞれの先端部を揃えて先端８７を図５の如く溶接す
る。前記立上り部８２ｂは、その先端部に溶接熱が加わ
っているが、立上り基底部への熱影響はないように立上
り部８２ｂの高さを選定しているので、立上り基底部に
繰返し応力が加わったとしてもダイアフラム２０には十
分耐えられる強度がある。

【００１５】なお、ハウジング８１と９１、ダイアフラ
ム８２およびダイアフラム支持部材８２’はそれぞれス
テンレス材を用い、そして感温応動部材１００及び補強
部材８６にはステンレス材を用いている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
温度膨張弁においては、パイプ状の感温応動部材とパワ
ーエレメント部を構成するダイアフラムとを一体化する
に際して、上記ダイアフラムの中央部に設けた開口部に
所定の高さの円筒状立上り部を設けねばならず、さらに
補強部材を上記立上り部に沿って設けねばならない構成
であった。この結果、ダイアフラムに円筒状の立上り部
を形成するため加工工数を要すると共に、別部材を用い
るので組立工数も要し、構成が複雑となりコスト高であ
るという問題点があった。しかも、溶接によるダイアフ
ラムおよび補強部材への熱影響による強度劣化を防止す
るため立上り部の高さを管理する必要性が生じるという
問題点があった。

【００１７】そこで本発明は、熱影響の少ない溶接によ
り従来の膨張弁の構成を大幅に変更することなく加工工
数また組立工数を低減した温度膨張弁を提供することを
目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明の温度膨張弁は、蒸発器から圧縮機へ向か
う冷媒通路内に温度感知機能を有するその内部に中空部
の形成された感温部材を内蔵した温度膨張弁において、
上記感温応動部材の中空部の先端に鍔部を設け、上記鍔
部を上記感温応動部材を駆動するパワーエレメント部を
構成するダイアフラムの中央開口部の周辺部と共にレー
ザ溶接又は電子ビーム溶接により固着して一体化し、上
記ダイアフラムによって形成されるパワーエレメント部
内の上部圧力室と上記中空部とを連通させて作動流体の
封入された密閉空間を形成したことを特徴とする。

【００１９】さらに本発明に係る温度膨張弁の好ましい
具体的態様としては、上記ダイアフラムは、上記感温応
動部材にその中央部に設けられた開口部をさし込まれた
ダイアフラム支持部材により支持され、上記感温応動部
材はその外周が上記ダイアフラムの開口部にさし込まれ
ることによって上記鍔部が上記ダイアフラムに組み合わ
されて、上記鍔部、ダイアフラム及びダイアフラム支持
部材がレーザ溶接又は電子ビーム溶接により固着されて
一体化していることを特徴とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下本発明の温度膨張弁の一実施
の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明に係る
温度膨張弁の一実施の形態を示す縦断面図であり、図２
は図１の要部を示す縦断面図である。本実施の形態にお
いては、図４及び図５に示す従来の温度膨張弁とは、中
空のパイプ状の弁体駆動部材である感温応動部材とダイ
アフラムとの一体化の構成のみが異なり、他の構成及び
動作は同一であるから、図４と同一の構成部分には同一
符号を付して説明を省略する。

【００２１】図１において、１００’は弁体駆動部材と
なる感温応動部材であり、中空のパイプ状の部材の内部
に吸着物質４０が配置されている。感温応動部材１０
０’はその先端の開口部を鍔出し、鍔部１０１が形成さ
れている。図２に示す如く、鍔部１０１をダイアフラム
８２の中央部に設けられた中央開口部８２ａの周辺部に
当接させ、さらにダイアフラム８２は、開口部８２’ａ
が感温応動部材１００に圧入によりさし込まれたダイア
フラム支持部材８２’によって支持され、ダイアフラム
８２の中央開口部８２ａの周辺部は上記鍔部１０１とダ
イアフラム支持部材８２’とによってはさみ込まれる。
かくしてダイアフラム８２と感温応動部材１００’が組
み合わされ、レーザビーム溶接又は電子ビーム溶接を用
いて、溶接部１０２にて溶接し、ダイアフラム８２と感
温応動部材１００’及びダイアフラム支持部材８２’と
を固着し、一体化する。

【００２２】このような構成とされた本実施の形態の温
度膨張弁においては、レーザビーム溶接又は電子ビーム
溶接を用いるので、溶接部周囲への熱影響が極めて少な
いため、従来の溶接例えばＴＩＧ溶接を用いる場合のよ
うに熱影響を考慮し、ダイアフラムの中央開口部の周囲
に立上り部を形成する必要がなくなる。しかも、感温応
動部材１００’の開口部に形成された鍔部１０１が補強
部材として作用することとなり、従来の如く別部材の補
強部材を必要としないので、構成が簡素化された温度膨
張弁を実現できる。

【００２３】なお、本実施の形態では、ダイアフラム８
２を鍔部１０１とダイアフラム支持部材８２’とではさ
み込み、これらをレーザビーム溶接又は電子ビーム溶接
により一体化する場合について述べたが、ダイアフラム
８２と鍔部１０１をレーザビーム溶接又は電子ビーム溶
接により一体化し、ダイアフラム支持部材８２’をその
開口部８２’ａにより感温応動部材１００’に圧入し
て、ダイアフラム８２に当接させてもよいのである。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明から理解されるように、本発
明の温度膨張弁は、パワーエレメント部を構成するダイ
アフラムと中空のパイプ状の感温応動部材との一体化を
レーザビーム溶接又は電子ビーム溶接により感温応動部
材の開口部に形成された鍔部とダイアフラムとを固着す
ることにより行われるので、独立した補強部材を必要と
せず、加工工数及び組立工数を低減でき、簡素な構成
で、製造コストを低く抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る温度膨張弁の一実施の形態を示す
縦断面図。

【図２】図１に示される温度膨張弁の主要部の縦断面
図。

【図３】従来の温度膨張弁の構成を示す縦断面図。

【図４】従来の温度膨張弁の他の構成を示す縦断面図。

【図５】図４に示される従来の温度膨張弁の主要部の縦
断面図。

【符号の説明】

１００，１００’ 感温応動部材 ８２ ダイアフラム ８２’ ダイアフラム支持部材 １０１ 鍔部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蒸発器から圧縮機へ向かう冷媒通路内に
   温度感知機能を有するその内部に中空部の形成された感
   温部材を内蔵した温度膨張弁において、上記感温応動部
   材の中空部の先端に鍔部を設け、上記鍔部を上記感温応
   動部材を駆動するパワーエレメント部を構成するダイア
   フラムの中央開口部の周辺部と共にレーザ溶接又は電子
   ビーム溶接により固着して一体化し、上記ダイアフラム
   によって形成されるパワーエレメント部内の上部圧力室
   と上記中空部とを連通させて作動流体の封入された密閉
   空間を形成したことを特徴とする温度膨張弁。
2. 【請求項２】 上記ダイアフラムは、上記感温応動部材
   にその中央部に設けられた開口部をさし込まれたダイア
   フラム支持部材を具備し、上記感温応動部材はその外周
   が上記ダイアフラムの開口部にさし込まれることによっ
   て上記鍔部が上記ダイアフラムに組み合わされて、上記
   鍔部、ダイアフラム及びダイアフラム支持部材がレーザ
   溶接又は電子ビーム溶接により固着されて一体化してい
   ることを特徴とする請求項１記載の膨張弁。