JP2002350010A - 膨張弁 - Google Patents

膨張弁

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JP2002350010A
JP2002350010A JP2001160245A JP2001160245A JP2002350010A JP 2002350010 A JP2002350010 A JP 2002350010A JP 2001160245 A JP2001160245 A JP 2001160245A JP 2001160245 A JP2001160245 A JP 2001160245A JP 2002350010 A JP2002350010 A JP 2002350010A
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pipe
refrigerant
cassette unit
tube
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Kazuto Kobayashi
和人 小林
Kimimichi Yano
公道 矢野
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Fujikoki Corp
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Fujikoki Corp
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Publication date
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    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/30Expansion means; Dispositions thereof
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    • F25B41/33Expansion valves with the valve member being actuated by the fluid pressure, e.g. by the pressure of the refrigerant
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 空調装置の冷凍サイクルに装備される冷媒の
膨張弁の構造の改良を図る。 【解決手段】 膨張弁1は、冷媒の配管が接続される通
路を有する配管部材10と、カセットユニット100に
より構成され、両者は別体に製造される。カセットユニ
ット100は、フランジ部111を有するチューブ部材
110を有し、内部にガイド部材170、オリフィス部
材180、プレート部材166が固定される。蓋体12
0とダイアフラム130が形成するガスチャージ室12
2のガス圧によりダイアフラム130が変位し、ストッ
パ部材140を介してシャフト部材150に伝達され
る。シャフト部材150はガイド部材170により案内
され、弁室161内の弁体160を操作する。カセット
ユニット100を配管部材10に挿入し、リング50に
より固定する。要所にシール部材62,64,66が装
着される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば車両の空
調装置の冷凍サイクルに装備される膨張弁に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、特開平8−152232号公報
は、膨張弁本体に対してダイアフラム室を有する機能部
品を別体に構成し、この別体の機能部品を弁本体に組み
込むことで、膨張弁を構成するものを開示している。そ
して、感温ケース内にバネを設けて、バネ受けとの間の
長さをねじ機構により調整するものが記載されている。
同様の構成は、特開平11−351440号公報にも記
載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した特開平8−1
52232号公報に記載された膨張弁にあっては、感温
ケースの取付部にねじ機構を備え、また機能部品全体を
弁本体に固定する手段としてもねじ機構を使用してお
り、全体として複雑な構成とならざるを得ない。本発明
は、膨張弁を配管部材と膨張弁の機能を有するカセット
ユニットで構成することによって、より簡素化された構
造を備える膨張弁を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の膨張弁は、空調
装置の各機器に連通される配管が接続される冷媒の通路
を有する配管部材と、配管部材に挿入されるカセットユ
ニットを備え、カセットユニットは、フランジ部と一体
に形成されるチューブ部材と、チューブ部材の内部に固
定されるガイド部材、オリフィス部材及びプレート部材
と、オリフィス部材が形成する弁室内に配備される弁体
と、弁室を形成するプレート部材と、弁体の間に設けら
れてオリフィス部材側へ向けて付勢するスプリングと、
弁体を操作するシャフト部材と、フランジ部に溶接され
る蓋部材と、蓋部材とフランジ部に挟まれてガスチャー
ジ室を形成するダイアフラムと、ダイアフラムの変位を
シャフト部材に伝達するストッパ部材を備え、配管部材
に挿入されたカセットユニットの蓋部材を配管部材に固
定するリングと、カセットユニット外径部と配管部材の
内径部との間に配設されてシール部材を備える。
【0005】そして、配管部材の冷媒の通路の軸線は、
配管のレイアウトに合わせて設定されるものである。ま
た、チューブ部材の外側に装着されるゴムブッシュを備
え、チューブ部材の外側に焼付けられるゴム製のシール
部材を備えるものである。
【0006】さらに、ガイド部材、オリフィス部材及び
プレート部材は、チューブ部材に対してカシメ加工によ
り固定される構造を有する。
【0007】
【発明の実施の形態】図1は、本発明のカセット構造を
有する膨張弁の一実施形態を示す断面図である。全体を
符号1で示す膨張弁は、別部材で構成される配管部材1
0と、カセットユニット100を備える。配管部材10
は、適宜の材料例えばアルミニウムで形成される本体2
0を有し、本体20には図示しないコンプレッサ側から
供給される冷媒の配管が接続される通路30、蒸発器側
(図示せず)へ向かう冷媒の配管が接続される通路3
2、蒸発器から戻る冷媒の配管が接続される通路34、
コンプレッサ側へ戻る冷媒の配管が接続される通路36
が形成される。
【0008】本体20の中心部には、冷媒の通路に直交
する方向に、段付の内径部40,42,44,46が加
工される。内径部46は、有底の穴を形成する。配管部
材10の本体20の内径部に挿入されるカセットユニッ
ト100は、例えばステンレス材を絞り加工等により形
成するチューブ部材110を有する。チューブ部材11
0は、フランジ部111と一体に形成され、段付部11
3,115が設けられる。チューブ部材110は、フラ
ンジ部111とは反対側の端部は開口している。
【0009】フランジ部111には、ストッパ部材14
0が配設され、ストッパ部材140の上面に当接するダ
イアフラム130の周辺部を挟んだ状態で蓋部材120
が一体に溶接される。蓋部材120とダイアフラム13
0はガスチャージ室122を形成し、所定のガスが充填
され、栓体124により封止される。このガスチャージ
室122とダイアフラム130は、弁体の駆動機構を構
成する。
【0010】チューブ部材110には、冷媒が通過する
貫通穴112,114,116が形成されている。スト
ッパ部材140の下面には、シャフト部材150が当接
され、シャフト部材150はガイド部材170、オリフ
ィス部材180を貫通し、弁室161内に配置される弁
体160に当接する。球形の弁体160は、支持部材1
62により支持され、支持部材162はスプリング16
4を介して固定プレート166に支持される。
【0011】ガイド部材170にはシール部材174が
挿入され、保持部材172により固定される。シール部
材174は、シャフト部材150をガイドするととも
に、蒸発器へ向かう冷媒の通路32と、蒸発器から戻る
冷媒の通路34との間の冷媒の漏れをシールする。ガイ
ド部材170はチューブ部材110に対してカシメ加工
部Kにより固定される。さらに、オリフィス部材18
0と固定プレート166もそれぞれカシメ加工部K
により固定される。
【0012】カセットユニット100は、配管部材10
の本体20の内径部に挿入され、止めリング50により
固定される。カセット部材100と本体20の内径部と
の間には、3個のシール部材62,64,66が嵌着さ
れ、カセットユニット100の外周部と配管部材10の
本体20の内径部との間のシール部を形成する。
【0013】かかる構成により、蒸発器からコンプレッ
サ側に送出される冷媒の通路34,36内の低圧冷媒の
温度がシャフト部材150及びストッパ部材140を介
してガスチャージ室122に伝達され、ガスチャージ室
122内に封入された冷媒の圧力が変化し、この圧力変
化がダイアフラム130及びシャフト部材150により
弁体160に伝達され、蒸気圧力変化とスプリング16
4の付勢力及び上記通路34,36内の冷媒圧力の釣り
合う位置に弁体160が駆動されて、コンプレッサ側か
ら供給される冷媒の通る通路30から蒸発器に送出され
る冷媒の量が制御される。
【0014】そして、カセットユニット100のチュー
ブ部材110の外径部と配管部材10の本体20の内径
部との間には、間隙が設けられるので配管部材10に形
成する各通路30,32,34,36は自由な方向に形
成することができる。したがって、配管の自由度が向上
し、空調装置のレイアウトも自由に設定することができ
る。
【0015】カセットユニット100は、これ自体で膨
張弁の機能の全てを備えている。配管部材10は、膨張
弁の機能を備えるカセットユニット100に対する冷媒
の配管を接続する通路を備えることで、その機能を発揮
するので、通路の形状、構造等は自由に設計することが
できる。
【0016】しかしながら、カセットユニット100と
配管部材10との間の冷媒のシール構造は、確実なシー
ル性能を確保する必要がある。一方、カセットユニット
100のチューブ部材110は、ステンレス鋼材を深絞
り加工により製造するのであるから、その加工性を考慮
して種々の構成が採用される。
【0017】図2は、本発明のカセットユニットの他の
実施形態を示す断面図である。本実施形態は図1の構成
に比べ、段付部を少なくした構成であり、図2におい
て、全体を符号200で示すカセットユニットは、フラ
ンジ部211と一体のチューブ部材210を有し、チュ
ーブ部材210には段付部213が形成され、冷媒が通
過する貫通穴212,214,216が設けられる。
【0018】フランジ部211には、ストッパ部材24
0が配設され、ストッパ部材240の上面に当接するダ
イアフラム230の周辺部を挟み、蓋部材220が一体
に溶接される。蓋部材220とダイアフラム230は、
ガスチャージ室222を形成し、所定のガスが充填さ
れ、栓体224により封止される。
【0019】ストッパ部材240の下面には、シャフト
部材250が当接され、シャフト部材250は、ガイド
部材270、オリフィス部材280を貫通し、弁室26
1内に配置される弁体260に当接する。オリフィス部
材280は、カシメ加工部K によりチューブ部材21
0に固定される。
【0020】球形の弁体260は、支持部材262によ
り支持され、支持部材262はスプリング264を介し
て固定プレート266に支持される。固定プレート26
6はカシメ加工部Kによりチューブ部材210に固定
される。
【0021】ガイド部材270には、シール部材274
が挿入され、保持部材272により固定される。シール
部材274は、シャフト部材250をガイドするととも
に、蒸発器へ向かう冷媒と蒸発器から戻る冷媒の漏れを
シールする。
【0022】ガイド部材270は、円筒形の外周部を有
し、カシメ加工部Kによりチューブ部材210の円筒
部に固定される。ガイド部材270に対向するチューブ
部材210の外周部には、ゴム製のブッシュ部材290
が嵌着される。このゴム製のブッシュ部材290は、カ
セットユニット200を図1に示す配管部材10に挿入
したときのシール部を形成する。かかる構成によれば、
図1と同様に冷媒の量を制御でき、段付部が少なく形成
し易いチューブ部材210とすることができる。この際
にチューブ部材210の段付部213にシール部材66
a及びフランジ部211の段付部215にシール部材6
2aを介在させる。かかる構成によれば、図1と同様に
冷媒の流量を制御でき、段付部が少なく、形成し易いチ
ューブ部材210とすることができる。
【0023】図3は、本発明のカセットユニットの他の
実施形態を示す断面図である。本実施形態においても、
図1の実施形態と同一の作用にて冷媒の流量を制御でき
るのは勿論である。図において、全体を符号300で示
すカセットユニットは、フランジ部311と一体のチュ
ーブ部材310を有し、チューブ部材310には段付部
313が形成され、冷媒が通過する貫通穴312,31
4,316が設けられる。
【0024】フランジ部311には、ストッパ部材34
0が配設され、ストッパ部材340の上面に当接するダ
イアフラム330の周辺を挟み、蓋部材320が一体に
溶接される。蓋部材320とダイアフラム330は、ガ
スチャージ室322を形成し、所定のガスが充填され、
栓体324により封止される。
【0025】ストッパ部材340の下面には、シャフト
部材350が当接され、シャフト部材350は、ガイド
部材370、オリフィス部材380を貫通し、弁室36
1内に配置される弁体360に当接する。オリフィス部
材380は、カシメ加工部K によりチューブ部材31
0に固定される。
【0026】球形の弁体360は、支持部材362によ
り支持され、支持部材362はスプリング364を介し
て固定プレート366に支持される。固定プレート36
6はカシメ加工部Kによりチューブ部材310に固定
される。
【0027】ガイド部材370には、シール部材374
が挿入され、保持部材372により固定される。シール
部材374は、シャフト部材350をガイドするととも
に、蒸発器へ向かう冷媒と蒸発器から戻る冷媒の漏れを
シールする。
【0028】ガイド部材370は、円筒形の外周部を有
し、カシメ加工部Kによりチューブ部材310の円筒
部に固定される。ガイド部材370に対向するチューブ
部材310の外周部には、ゴム製のブッシュ部材390
が嵌着される。さらに、チューブ部材310の段付部3
13にゴム製のシール部材392を焼付け加工により取
付ける。フランジ部311の段付部315にシール部材
62bを介在させる。これらゴムブッシュ部材390、
シール部材392,62bは、カセットユニット300
を図1の配管部材10に挿入したときのシール部を形成
する。
【0029】図4は、本発明のカセットユニットの他の
実施形態を示す断面図である。本実施形態は段付部を有
しないチューブ部材を用いる構成であり、図1と同様の
作用を奏するのは勿論である。図において、全体を符号
400で示すカセットユニットは、フランジ部411と
一体のチューブ部材410を有し、チューブ部材410
は直円筒状に形成され、冷媒が通過する貫通穴412,
414,416が設けられる。
【0030】フランジ部411には、ストッパ部材44
0が配設され、ストッパ部材440の上面に当接するダ
イアフラム430の周辺部を挟み、蓋部材420が一体
に溶接される。蓋部材420とダイアフラム430は、
感温室となるガスチャージ室422を形成し、所定のガ
スが充填され、栓体424により封止される。
【0031】ストッパ部材440の下面には、シャフト
部材450が当接され、シャフト部材450は、ガイド
部材470、オリフィス部材480を貫通し、弁室46
1内に配置される弁体460に当接する。オリフィス部
材480は、カシメ加工部K によりチューブ部材41
0に固定される。
【0032】球形の弁体460は、支持部材462によ
り支持され、支持部材462はスプリング464を介し
て固定プレート466に支持される。
【0033】ガイド部材470には、シール部材474
が挿入され、保持部材472により固定される。シール
部材474は、シャフト部材450をガイドするととも
に、蒸発器へ向かう冷媒と蒸発器から戻る冷媒の漏れを
シールする。
【0034】ガイド部材470は、円筒形の外周部を有
し、カシメ加工部Kによりチューブ部材410の円筒
部に固定される。ガイド部材470に対向するチューブ
部材410の外周部には、ゴム製のブッシュ部材490
が嵌着される。さらに、弁室461の外側にはゴムブッ
シュ部材492が嵌着される。フランジ部411の段付
部415にシール部材62cを介在させる。これらゴム
ブッシュ材490,492及びシール部材62cは、カ
セットユニット400を図1に示す配管部材10に挿入
したときのシール部を形成する。
【0035】上述した本発明に係る膨張弁の設計の自由
度について、図5〜図8を用いて説明する。なお、図5
〜図8において、図1に示す実施形態と同一部分には、
同一の符号を付して説明を省略する。
【0036】図5は、図1に示す実施形態の膨張弁1を
蒸発器に取付ける場合に、膨張弁1に冷媒用配管をフラ
ンジ51及び51’を用いて接続するフランジ接続の例
を示す断面図であり、図において、フランジ51及び5
1’はそれぞれOリング52,52’及びOリング5
3,53’により気密に膨張弁1の配管部材10の本体
20に適宜に取り付けられている。そのフランジ接続に
より、膨張弁1を蒸発器に接続する場合を図6により示
す。
【0037】図6は、図1に示す膨張弁1を蒸発器54
に接続する場合の概略を示す図であり、図示しないコン
プレッサ側よりの冷媒が配管55を介して冷媒通路30
に導入され、冷媒通路32を経て配管56を介して蒸発
器54に送出され、蒸発器54を経て、蒸発器54より
送出される冷媒が配管57を介して冷媒通路34に流入
し、冷媒通路36を経て配管58を介してコンプレッサ
側に送出される。各配管55〜58はフランジ51及び
51’に例えば挿入したり圧入して接続される。さらに
は、一体に構成してもよい。
【0038】さらに、図7及び図8は、図1に示す実施
形態の膨張弁1に配管を接続する場合に、配管部材10
の本体20に直接溶接により固着するパイプ接続の例を
示す図である。図7において、配管部材本体20に形成
された各冷媒通路30,32,34及び36に例えばア
ルミ製のパイプ70,71,72及び73がそれぞれ接
続され、溶接個所Wにて配管部材本体20に固着され
る。
【0039】図8は、図7に示すパイプ接続において、
パイプ70を内径部46に接続する場合を示し、配管部
材本体20にコンプレッサ側からの冷媒が供給される冷
媒通路30’が形成されており、内径部46に連通して
いる。この通路30’にパイプ70’が溶接個所W’に
て溶接され、配管部材本体20に固着される。なお、図
8では、プレート部材166に貫通穴166’を設ける
場合を示している。
【0040】
【発明の効果】本発明の膨張弁は以上のように、空調装
置の各機器と膨張弁を結ぶ配管が接続される配管部材
と、配管部材に挿入される膨張弁の機能を有するカセッ
トユニットを別部材として構成し、両者を組み合わせて
膨張弁を製作するものである。配管部材に形成される冷
媒配管の接続方法及び冷媒の通路の向きは、適用される
空調装置のレイアウトに合わせて自由に設定することが
でき、設計の自由度が向上する。また、本発明において
はカセットユニットの構造も簡素化され、全体のコスト
も低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の膨張弁の全体構造を示す断面図。
【図2】本発明の膨張弁のカセットユニットの他の例を
示す断面図。
【図3】本発明の膨張弁のカセットユニットの他の例を
示す断面図。
【図4】本発明の膨張弁のカセットユニットの他の例を
示す断面図。
【図5】本発明の膨張弁の配管例を示す断面図。
【図6】本発明の膨張弁の配管例を示す断面図。
【図7】本発明の膨張弁の配管例を示す断面図。
【図8】本発明の膨張弁の配管例を示す断面図。
【符号の説明】
1 膨張弁 10 配管部材 20 配管部材本体 30,32,34,36 冷媒通路 100 カセットユニット 110 チューブ部材 111 フランジ部 120 蓋部材 122 ガスチャージ室 130 ダイアフラム 140 ストッパ部材 150 シャフト 160 弁体 161 弁室 166 プレート部材 170 ガイド部材 180 オリフィス部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3H057 AA04 BB32 CC01 CC06 DD05 EE02 FA24 FB09 FC03 FC05 HH07 HH18

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 空調装置に装備されて冷媒の流量を制御
    する膨張弁であって、 空調装置の各機器に連通される配管が接続される冷媒の
    通路を有する配管部材と、配管部材に挿入されるカセッ
    トユニットを備え、 カセットユニットは、フランジ部と一体に形成されるチ
    ューブ部材と、チューブ部材の内部に固定されるガイド
    部材、オリフィス部材及びプレート部材と、オリフィス
    部材が形成する弁室内に配備される弁体と、弁室を形成
    するプレート部材と、弁体の間に設けられてオリフィス
    部材側へ向けて付勢するスプリングと、弁体を操作する
    シャフト部材と、フランジ部に溶接される蓋部材と、蓋
    部材とフランジ部に挟まれてガスチャージ室を形成する
    ダイアフラムと、ダイアフラムの変位をシャフト部材に
    伝達するストッパ部材を備え、配管部材に挿入されたカ
    セットユニットの蓋部材を配管部材に固定するリング
    と、カセットユニット外径部と配管部材の内径部との間
    に配設されてシール部材を備える膨張弁。
  2. 【請求項2】 配管部材の冷媒の通路の軸線は、配管の
    レイアウトに合わせて設定される請求項1記載の膨張
    弁。
  3. 【請求項3】 チューブ部材の外側に装着されるゴムブ
    ッシュを備える請求項1記載の膨張弁。
  4. 【請求項4】 チューブ部材の外側に焼付けられるゴム
    製のシール部材を備える請求項1記載の膨張弁。
  5. 【請求項5】 ガイド部材、オリフィス部材及びプレー
    ト部材は、チューブ部材に対してカシメ加工により固定
    される請求項1記載の膨張弁。
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