JP2004138292A - Expansion valve - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調装置の冷凍サイクルに用いられる膨張弁に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、冷凍サイクルに用いられる膨張弁として、蒸発器から出た低圧冷媒の温度と圧力に対応して、蒸発器に送出される冷媒の流量を制御するいわゆる温度式膨張弁がある。
この種の膨張弁として、例えば特開2001−50617号公報(特許文献1参照)に示すように、自動車の空気調和装置の冷凍サイクルに使用されている。
【0003】
即ち、図2に示すように冷凍サイクル1は、エンジンにより駆動されるコンプレッサ2と、該コンプレッサ2の吐出側に接続されるコンデンサ3と、コンデンサ3に接続されるレシーバ4と、レシーバ4からの液相冷媒を気液二相冷媒に断熱膨張させる膨張弁5と、膨張弁5に接続されるエバポレータ6とから構成されている。
【0004】
上記膨張弁5には、角柱状のアルミニューム製の膨張弁本体5aに液相冷媒が流入する高圧側通路5bと断熱膨張された気液二相冷媒が流入する低圧側通路5cとが設けられ、高圧側通路5bと低圧側通路5cとはオリフィス7を介して連通し、更に該オリフィス7を通過する冷媒量を調整する弁体8を弁室8dに備えている。
【0005】
また、膨張弁5は、膨張弁本体5aに低圧冷媒通路5dが貫通して形成され、低圧冷媒通路5d内には作動棒9aが摺動可能に配置され、該作動棒9aは、膨張弁本体5aの上部に固定されたパワーエレメント部9により駆動される。該パワーエレメント部9はその内部がステンレス製のダイアフラム9dによって気密に区画され、上部気密室9cと下部気密室9c’とが、上カバー9fと下カバー9f’とによって形成されている。作動棒9aの上端の円盤部9eはダイアフラム9dに当接する。さらに、パワーエレメント部9において、上カバー9fの中央部には、チューブ装着穴9gが穿設され、該チューブ装着穴9gにはキャピラリチューブ9hが取り付けられている。また、下カバー9f’は弁本体5aに螺着により取り付けられ、弁本体5aに固定さている。
【0006】
更に、膨張弁本体5aの下部には、支持部材8cを介して弁体8を閉弁方向に押圧する圧縮コイルばね8aが弁室8d内に配設されており、弁室8dは膨張弁本体5aと螺合する調節ねじ8bにより形成され、Oリング8eにより気密が保持される。また、作動棒9aの摺動により弁体8を開弁方向に移動する作動棒9bが作動棒9aの下端に当接している。
【0007】
そして、パワーエレメント部9内の作動棒9aが低圧冷媒通路5d内の温度を前記上部圧力室9cに伝達し、その温度に応じて上部圧力室9cの圧力が変化する。例えば、温度が高い場合は上部圧力室9cの圧力が上昇して前記ダイアフラム9dが作動棒9aを押し下げると、弁体8は開弁方向に移動してオリフィス7の冷媒通過量が増加し、エバポレータ6の温度が下げられる。
【0008】
一方、温度が低い場合には、上部圧力9cの圧力が下降し、前記ダイアフラム9dによる作動棒9aを押し下げる力が弱まり、弁体8は閉弁方向に付勢する圧縮コイルばね8aにより閉弁方向に移動してオリフィス7の冷媒通過量が減少し、エバポレータ6の温度が上げられる。
【0009】
このように膨張弁5は、低圧冷媒通路5d内の温度変化に応じて、弁体8を移動させてオリフィス7の開口面積を変化させ、冷媒通過量を調整してエバポレータ6の温度調整を図っている。そして、この種の膨張弁5においては、液相冷媒から気液二相冷媒に断熱膨張させるオリフィス7の開口面積は、弁体8を閉弁方向に押圧するばね荷重可変の圧縮コイルばね8aのばね荷重を調節ねじ8bで調節することによって設定されている。
【0010】
また、図3は従来の膨張弁の他の例を示す縦断面図であり、冷媒サイクル1と共に示しており、図2とは感温駆動棒の構成が相違している(例えば、特許文献2参照)。図3に示す膨張弁101では、弁本体30は、図2に示す従来例と同様の弁本体が用いられており、基本的にはエバポレータ6に送り込まれる高圧冷媒が通る高圧側通路32bと低圧側通路32cとの間に形成されらオリフィス32aと、上記オリフィス32aに上記冷媒の上流側から対向するように配置された球状の弁体32dと、上記弁体を上流側から上記オリフィスに向けて付勢するための付勢手段32eと、上記付勢手段の付勢力を上記弁体32dに伝えるために上記付勢手段と上記弁体との間に配設された弁部材32fと、エバポレータ6から送り出される低圧冷媒の温度に対応して動作するパワーエレメント部36と、弁体32dとの間に配置される感温棒と作動棒とが一体に形成されたオリフィス内を挿通する感温駆動棒318を設け、上記パワーエレメント部36の動作に応じて上記弁体32dを上記オリフィス32aに対して接離させるようにしたことにより、オリフィスを通過する冷媒流量を制御するようになっている。
【0011】
パワーエレメント部36は、可撓性のある金属薄板であるステンレス製のダイアフラム36aと、このダイアフラム36aを挟んで互いに密着して設けられ、上記ダイアフラムを気密壁面として、その上下に区画された二つの圧力室となる上部圧力室36b及び下部圧力室36cをそれぞれ構成する気密壁となるステンレス製の上カバー36d及び下カバー36hと、上部圧力室36bにダイアフラム駆動媒体となる所定冷媒を封入するためのめくら栓36iとを備え、下部圧力室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を介して低圧冷媒通路34に連通されている。低圧冷媒通路34には、エバポレータ6からの冷媒蒸気が流れ、通路34は気相冷媒の通路となり、その気相冷媒の圧力が均圧孔36eを介して下部圧力室36cに負荷されている。また、下カバー36hには、筒状の取付座362が形成され、取付座362がねじ孔361に螺着により取付けられ、弁本体30に固定されている。
【0012】
感温駆動棒318は、その上端部36kが分離されて別体に構成されると共に、感温棒は作動棒と一体に例えばステンレス製の細径のロッド部材316として構成されてる。その上端部36kは、ダイアフラム36aの下面に当接される一端部が径方向に拡大されたストッパ部312に形成されると共に他端部が中央部に突起部315を形成して下部圧力36c内に摺動自在に挿入される大径部314に形成されてなる。さらに、ロッド部316の上端は大径部314の突起部315の内部に嵌合し、その下端が弁体32dに当接している。
感温棒を構成するロッド部材316は、パワーエレメント部36のダイアフラム36aの変位に応じて低圧冷媒通路34を横切って進退自在に駆動されるので、ロッド部材316に沿って低圧側通路32cと低圧冷媒通路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のロッド部材316の外周に密着するOリング40を大径の孔38内に配置し、両通路間にOリング40が存在するようにしている。なお、41はOリング40の移動を阻止するためロッド部材316に設けられた歯付き止め輪である。
また、35は弁室であり、オリフィス32aと同軸に形成される有底の室であり、高圧側通路32bに連通しプラグ39によって密閉されており、オリフィス32aを介して低圧側通路32cに連通する。
【0013】
【特許文献1】
特開2001−50617号公報(第2頁、図7)
【特許文献2】
特開2000−304381号公報(第3頁、図8)
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の膨張弁において、コンプレッサ2の起動によって、低圧冷媒通路34の圧力低下により、パワーエレメント部36内の上部圧力室36bと下部圧力室36cとの差圧が大となり、これによるダイアフラム36aの変位によりロッド部材316は押し下げられることにより弁体32dは急速に応答して、オリフィス32aから離間し、弁体32dが全開に近い状態に制御される。この結果、レシーバ4から高圧側通路32bを通ってエバポレータ6に向う冷媒の流量が急速に多くなり、冷媒の流動音が大きくなる場合が生じる。
【0015】
さらに、上記多量の冷媒が低圧冷媒通路34からパワーエレメント36の下部圧力室36c側へ流入することにより、上部圧力室36bと下部圧力室36cとの差圧が小となりロッド部材316を押し下げる力が弱まり、弁体32dは急速に閉弁方向に制御される。この弁体32dの応答により、オリフィス32aの冷媒通過量が急速に減少し、冷媒の流動音は一時的に減少する。この後、冷媒通過量の減少によりエバポレータ6の温度が高くなり、上部圧力室36bの圧力が上昇し、ダイアフラム36aがロッド部材316を押し下げ弁体32dが再び開弁方向に制御され、この弁体32dの応答により、エバポレータ6に向かう冷媒の流量が急速に多くなり、冷媒の流動にともない再び冷媒の流動音が大きくなる場合が生じる。
【0016】
かくの如き弁体32dの応答にしたがった冷媒の流動による冷媒流動音が発生すると、冷媒流動音が大きくかつ冷媒流動音が変動するため、人に耳障りな音となり不快感を与えることになる。
【0017】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷媒のパワーエレメントへの流入を抑制することにより、弁体の急速な応答を回避し、弁体の閉弁方向の応答を緩慢に行い冷媒の流動音を低減することが可能な膨張弁を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明に係る膨張弁は、高圧側通路と、低圧側通路と、これら通路間を連通するオリフィスと、低圧冷媒通路及び上記オリフィスに対向配置される弁体とをその内部に有する弁本体と、ダイアフラムで区画された圧力室を有する上記弁本体の外部に設けられるパワーエレメントと、上記圧力室の圧力変動に応じた上記ダイアフラムの変位によって上記弁体を駆動する感温駆動棒と、上記弁体により上記オリフィスの開度が制御される膨張弁において、
上記感温駆動棒がロッド部材で構成されると共に上記ロッド部材は、上記パワーエレメントに流入する冷媒の流量を抑制する抑制部材を具備していることを特徴とする。
【0019】
かかる膨張弁によれば、抑制部材により、パワーエレメントに向かって流入する冷媒の流量を制限でき、さらにロッド部材によりパワーエレメントの圧力室への温度伝達を遅延させることができるので、上記圧力室の圧力変化が緩慢に生じることとなり、上記弁体の閉弁方向の応答は緩慢になり、したがってオリフィスの冷媒通過量は徐々に減少するので、パワーエレメントの圧力室の圧力上昇も緩慢になり、弁体の急速な開弁方向の応答は回避され、急激な冷媒流量の増大が阻止でき、冷媒の流動音を低減できる。
【0020】
また、本発明の膨張弁においては、上記抑制部材は、上記ロッド部材に圧入されて上記低圧冷媒通路とパワーエレメント間に配置されていることを特徴とする。
かかる膨張弁によれば、従来の膨張弁のロッド部材に抑制部材を圧入するので、従来の膨張弁の構成を大幅に変更することなく、弁体の閉弁方向の応答を緩慢にできる組立性のよい膨張弁を実現できる。
【0021】
さらにまた、本発明の膨張弁においては、上記ロッド部材は、抑制部材が圧入されると共にその一端が上記ダイアフラムに当接するストッパ部に形成された突起部内に嵌合し、その他端が上記弁体に当接していることを特徴とする。
かかる膨張弁によれば、ロッド部材はストッパ部と嵌合されているので、パワーエレメントの圧力室への温度伝達はより遅延されるので、上記圧力室の圧力変化はより緩慢に生じて、上記弁体の閉弁方向の応答をより緩慢にすることができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
本発明に係る膨張弁の一実施の形態について図面に基づいて説明する。
図1は、膨張弁の一実施の形態を示す断面図であり、冷凍サイクルを省略して示している。
【0023】
図1において、図3に示す従来の膨張弁とは、基本的構成は同一であり、図3と同一符号は、同一又は均等部分を示し、膨張弁101’では、弁本体30は、図3に示す従来例と同様の弁本体が用いられており、基本的にはエバポレータに送り込まれる高圧冷媒が通る高圧側通路32bと低圧側通路32cとの間に形成されたオリフィス32aと、上記オリフィス32aに上記冷媒の上流側から対向するように配置された球状の弁体32dと、上記弁体を上流側から上記オリフィスに向けて付勢するための付勢手段32eと、上記付勢手段の付勢力を上記弁体32dに伝えるために上記付勢手段と上記弁体との間に配置された弁部材32fと、低圧冷媒通路34を通るエバポレータから送り出される低圧冷媒の温度に対応して動作するパワーエレメント部36と弁体32bとの間に配置されるオリフィス32a内を挿通するロッド部材316’を設け、上記パワーエレメント部36の動作に応じて上記ロッド部材316’により上記弁体32dを上記オリフィス32aに対して接離させるようにしたことにより、オリフィス32aを通過する冷媒流量を制御するようになっている。
【0024】
ロッド部材316’は、その上端部36kがパワーエレメント部36を上部圧力室36bと下部圧力室36cに区画するダイアフラム36aの下面に当接される端部が径方向に拡大されたストッパ部312と下部圧力室36c内で摺動可能に配設された大径部314とを有している。ダイアフラム36aの変位はロッド部材316’を介して弁体32dに伝達され、ロッド部材316’における上端部36kの大径部314は下部圧力室36c内を摺動すべくストッパ部312が下カバー36hに支持される。ロッド部材316’の上端は大径部314の突起部315の内部に嵌合し、その下端は弁体32dに当接している。
【0025】
而して、ロッド部材316’には抑制部材50が、圧入により具備されており、抑制部材50は大径の円筒部50aとこれに連続する小径の円筒部50bとで一体に、例えばステンレス又はアルミニウム等の金属で形成され、中心に貫通孔50cを有する。貫通孔50cによりロッド部材316’に圧入される。大径の円筒部50aは均圧孔36e内に配置されると共に小径の円筒部50bは低圧冷媒通路34内に配置され、弁本体30と所定のクリアランスを保ってロッド部材316’に圧入されている。
【0026】
かかる構成によれば、抑制部材50が低圧冷媒通路34とパワーエレメント36の下部圧力室36cとの間に配置されているので、低圧冷媒通路34から下部圧力室36cへ流入する冷媒の流量を抑制することができ、上部圧力室36bと下部圧力室36cとの差圧を緩慢に小さくさせることとなり、ロッド部材316’を押し下げる力はゆっくり弱まる。したがって、弁体35dは閉弁方向に緩慢に応答することになる。この結果、オリフィス32aの冷媒通過量は徐々に減少して、冷媒はエバポレータへ向かうことになり、パワーエレメント36の上部圧力室36bの圧力上昇も緩慢になり、ダイアフラム36がロッド部材316’をゆっくり押し下げ、弁体32dの開弁方向への急速な応答を回避することにより、エバポレータへ向かう冷媒の急速な増大を阻止でき、冷媒の流動による冷媒の流動音を低減できる。
【0027】
さらに、ロッド部材316’は、その一端が大径部314の突起部315の内部に嵌合しているので、低圧冷媒通路34の冷媒の温度は、ロッド部材316’より上部圧力室36bに伝達されるのに比して、より遅延して上部圧力室36bに伝達され、上記弁体32dの応答をより緩慢にするのを助長することになる。
【0028】
しかも、図1に示す実施の形態においては、図3に示す従来の膨張弁の構成を大幅に変更することなく、組立性の良い膨張弁を実現して冷媒流動音を低減できるのである。
【0029】
以上実施の形態について説明したが、本発明は上記形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に変更して実施することができる。即ち、本実施の形態では、図1に示す膨張弁において、抑制部材50としては、金属製に限らず樹脂製とすることができる。
【0030】
【発明の効果】
本発明によれば、冷凍サイクルの起動時における弁体の急激な応答を回避できるので、冷媒流量を抑制して、冷媒流動音を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の膨張弁の一実施の形態を示す断面図。
【図2】従来の膨張弁の構成を示す断面図。
【図3】従来の他の膨張弁の構成を示す断面図。
【符号の説明】
30 弁本体
32a オリフィス
32d 弁体
34 低圧冷媒通路
36 パワーエレメント
36a ダイアフラム
36b 上部圧力室
36c 下部圧力室
36e 均圧孔
316’ ロッド部材
50 抑制部材
50a 大径の円筒部
50b 小径の円筒部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an expansion valve used for a refrigeration cycle of a vehicle air conditioner.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as an expansion valve used in a refrigeration cycle, there is a so-called thermal expansion valve that controls a flow rate of a refrigerant sent to an evaporator according to a temperature and a pressure of a low-pressure refrigerant discharged from an evaporator.
As this type of expansion valve, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-50617 (see Patent Document 1), it is used in a refrigeration cycle of an air conditioner of an automobile.
[0003]
That is, as shown in FIG. 2, the refrigeration cycle 1 includes a
[0004]
The expansion valve 5 is provided with a high-
[0005]
In the expansion valve 5, a low-
[0006]
Further, a compression coil spring 8a that presses the valve body 8 in the valve closing direction via a
[0007]
The operating rod 9a in the
[0008]
On the other hand, when the temperature is low, the pressure of the
[0009]
As described above, the expansion valve 5 moves the valve body 8 in accordance with the temperature change in the low-
[0010]
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing another example of the conventional expansion valve, and is shown together with the refrigerant cycle 1. The configuration of the temperature-sensitive drive rod is different from that of FIG. reference). In the
[0011]
The
[0012]
The temperature-
The
[0013]
[Patent Document 1]
JP 2001-50617 A (
[Patent Document 2]
JP-A-2000-304381 (
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-mentioned conventional expansion valve, the differential pressure between the
[0015]
Further, the large amount of the refrigerant flows from the low-
[0016]
When the refrigerant flow noise due to the flow of the refrigerant in accordance with the response of the
[0017]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to prevent a rapid response of a valve body by suppressing the refrigerant from flowing into a power element, and to provide a response in a valve closing direction of the valve body. The present invention is to provide an expansion valve capable of reducing the flow noise of the refrigerant by performing the operation slowly.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an expansion valve according to the present invention includes a high-pressure side passage, a low-pressure side passage, an orifice communicating between these passages, and a low-pressure refrigerant passage and a valve body disposed to face the orifice. A valve element provided therein, a power element provided outside the valve body having a pressure chamber partitioned by a diaphragm, and a temperature-sensitive element for driving the valve element by displacement of the diaphragm according to a pressure change in the pressure chamber. In a drive rod, an expansion valve in which the opening degree of the orifice is controlled by the valve body,
The temperature-sensitive drive rod is constituted by a rod member, and the rod member includes a suppression member for suppressing a flow rate of the refrigerant flowing into the power element.
[0019]
According to such an expansion valve, the flow rate of the refrigerant flowing toward the power element can be limited by the suppression member, and the temperature transmission to the pressure chamber of the power element can be delayed by the rod member. Since the pressure change occurs slowly, the response of the valve body in the valve closing direction becomes slow, and thus the amount of refrigerant passing through the orifice gradually decreases, so that the pressure rise in the pressure chamber of the power element also becomes slow, and the valve A rapid response of the body in the valve opening direction is avoided, a rapid increase in the refrigerant flow rate can be prevented, and the flow noise of the refrigerant can be reduced.
[0020]
Further, in the expansion valve of the present invention, the suppression member is press-fitted into the rod member and disposed between the low-pressure refrigerant passage and the power element.
According to such an expansion valve, since the suppressing member is press-fitted into the rod member of the conventional expansion valve, the response in the valve closing direction of the valve body can be made slow without significantly changing the configuration of the conventional expansion valve. A good expansion valve can be realized.
[0021]
Still further, in the expansion valve of the present invention, the rod member is press-fitted with the suppressing member, and one end of the rod member is fitted into a projection formed on a stopper portion abutting on the diaphragm, and the other end is the valve body. Is characterized by being in contact with.
According to such an expansion valve, since the rod member is fitted with the stopper portion, the temperature transmission to the pressure chamber of the power element is further delayed, so that the pressure change in the pressure chamber occurs more slowly, The response in the valve closing direction of the valve body can be made slower.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of an expansion valve according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the expansion valve, in which a refrigeration cycle is omitted.
[0023]
1, the basic configuration is the same as that of the conventional expansion valve shown in FIG. 3, and the same reference numerals as those in FIG. 3 denote the same or equivalent parts. And an
[0024]
The rod member 316 'has a
[0025]
Thus, the rod member 316 'is provided with the suppressing
[0026]
According to such a configuration, since the
[0027]
Further, since one end of the
[0028]
Moreover, in the embodiment shown in FIG. 1, it is possible to realize an expansion valve with good assemblability and reduce the refrigerant flow noise without largely changing the configuration of the conventional expansion valve shown in FIG.
[0029]
Although the embodiments have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and can be implemented with various modifications within the scope of the present invention. That is, in the present embodiment, in the expansion valve shown in FIG. 1, the
[0030]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, since the rapid response of the valve body at the time of the start of a refrigeration cycle can be avoided, refrigerant | coolant flow volume can be suppressed and refrigerant | coolant flow noise can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing one embodiment of an expansion valve of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing a configuration of a conventional expansion valve.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of another conventional expansion valve.
[Explanation of symbols]
30
Claims (3)
上記感温駆動棒がロッド部材で構成されると共に上記ロッド部材は、上記パワーエレメントに流入する冷媒の流量を抑制する抑制部材を具備していることを特徴とする膨張弁。A high-pressure side passage, a low-pressure side passage, an orifice communicating between these passages, a valve body having therein a low-pressure refrigerant passage and a valve body disposed to face the orifice, and a pressure chamber partitioned by a diaphragm. A power element provided outside the valve body, a temperature-sensitive drive rod for driving the valve element by displacement of the diaphragm in accordance with a pressure change in the pressure chamber, and an opening degree of the orifice controlled by the valve element. Expansion valve
The expansion valve, wherein the temperature-sensitive drive rod is formed of a rod member, and the rod member includes a suppression member that suppresses a flow rate of the refrigerant flowing into the power element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002302147A JP2004138292A (en) | 2002-10-16 | 2002-10-16 | Expansion valve |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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2002
- 2002-10-16 JP JP2002302147A patent/JP2004138292A/en active Pending
Cited By (2)
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CN109854805A (en) * | 2017-11-30 | 2019-06-07 | 浙江三花汽车零部件有限公司 | A kind of expansion valve |
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