JP2005114304A

JP2005114304A - 膨脹弁

Info

Publication number: JP2005114304A
Application number: JP2003351956A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Ichimura; 信雄市村
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2003-10-10
Filing date: 2003-10-10
Publication date: 2005-04-28

Abstract

【課題】２重配管を使用した場合にあって、外気に対して気密を保持するためのシーリング箇所が少なくて済み、しかも、小さな設置スペースで設置可能な膨脹弁を提供する。
【解決手段】２重配管５内の２つの流路を独立した２つの分岐流路６，７に分岐する分岐ブロック３に膨脹弁本体２を取り付けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば自動車用空調システムの冷房サイクル中に配置される膨張弁に関する。

自動車用空調システムは、冷媒を圧縮するコンプレッサと、高圧の冷媒を冷却する凝縮器と、凝縮された冷媒を膨脹させる膨脹弁と、膨脹された冷媒を気化させるエバポレータとから冷房サイクルが形成される。そして、これら機器間は配管によって連結されるが、その配管の設置スペース等を省スペースとするために２重配管を使用したものが提案されている。

特許文献１には、膨脹弁とコンプレッサの経路と、膨脹弁と凝縮器の経路間に２重配管が使用され、２重配管のエバポレータ側の端部には２重配管内の２つの流路を独立の流路に分岐する分岐ブロックが設けられている。

一方、膨脹弁は、特許文献２に示すように、エバポレータより排出される冷媒の温度及び圧力の変化を検知するパワーエレメントとパワーエレメントの検出出力に基づいてエバポレータに供給される冷媒の流量を制御する弁部とが一体に構成された膨脹弁本体と、この膨脹弁本体が取り付けされ、エバポレータに冷媒を供給する流路とエバポレータから冷媒が排出される流路とが形成された弁ケースとから構成されている。

以上より、図９に示すように、冷房サイクルの配管に２重配管１００を使用して冷房サイクルを構成する場合にあっては、分岐ブロック１０１と膨脹弁１０２の弁ケース１０２ａとの間を互いの流路間が連通するよう連結し、且つ、膨脹弁１０２の弁ケース１０２ａとエバポレータ１０３との間を互いの流路間が連通するよう連結することになる。
特開２００２−２２８０７２号公報特開２００３−１３０５０１号公報

しかしながら、上記構成にあっては、外気に対して冷房サイクル内の気密を保持するためには、分岐ブロック１０１と弁ケース１０２ａとの間、弁ケース１０２ａと膨脹弁本体１０２ｂとの間、弁ケース１０２ａとエバポレータ１０３との間にそれぞれシーリング部材１０５ａ〜１０５ｆを介在する必要がある。従って、シーリング部材１０５ａ〜１０５ｆを少なくとも６箇所に設置しなければならず、シーリング箇所が多いという問題がある。

又、２重配管１００とエバポレータ１０３との間には、分岐ブロック１０１と膨脹弁１０２の弁ケース１０２ａとを配置する必要があるため、大きな設置スペースが必要になるという問題がある。

そこで、本発明は、２重配管を使用した場合にあって、外気に対して気密を保持するためのシーリング箇所が少なくて済み、しかも、小さな設置スペースで設置可能な膨脹弁を提供することを目的とする。

上記目的を達成する請求項１の発明は、２重配管内の２つの流路を独立した２つの分岐流路に分岐する分岐ブロックに膨脹弁本体を取り付けたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載の膨脹弁であって、前記膨脹弁本体は、前記分岐ブロックに着脱自在に設けられたことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２記載の膨脹弁であって、前記分岐ブロックには前記２重配管を連結する２重配管連結用孔を形成し、前記分岐ブロックに連結された前記２重配管の外管内に連通する第１分岐流路を形成すると共に、前記第１分岐流路を貫通した前記２重配管の内管内に連通する弁取付孔を形成し、前記弁取付孔に連通し、前記弁取付孔に取り付けされた前記膨脹弁本体内の弁通路を介して前記内管内に連通される第２分岐流路を形成したことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項３記載の膨脹弁であって、前記２重配管連結用孔と前記弁取付孔とを同一軸に沿って形成し、前記膨脹弁本体と前記２重配管とを一直線上に配置したことを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項４記載の膨脹弁であって、前記膨脹弁本体は、エバポレータから排出される冷媒の温度及び圧力の変化を検出するパワーエレメントとこのパワーエレメントの検出結果に基づいて作動ロッド及び弁体が移動してエバポレータに供給する冷媒量を調整する弁部とから構成され、前記作動ロッド及び前記弁体の移動方向を前記２重配管の軸方向に設定したことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、２重配管とエバポレータとの間には分岐ブロックのみを配置すれば足り、従来例のような膨脹弁の弁ケースを介在する必要がないため、外気に対して気密を保持するためのシーリング箇所が少なくて済み、しかも、小さな設置スペースで設置できる。

請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、膨脹弁本体の取付け及び取外しが容易にできる。従って、膨脹弁本体の交換も容易にできる。

請求項３の発明によれば、請求項１又は請求項２の発明の効果に加え、複雑な孔加工を行うことなく分岐ブロックを作成できる。

請求項４の発明によれば、請求項３の発明の効果に加え、分岐ブロックの幅を小さくできるため、膨脹弁の小型化を図ることができる。

請求項５の発明によれば、請求項４の発明の効果に加え、分岐ブロックの幅をより狭くできるため、膨脹弁の更なる小型化に寄与する。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１及び図２は第１実施形態を示し、図１は膨脹弁１の分岐ブロック３への取付状態を示す断面図、図２は膨脹弁本体２の断面図である。

図１に示すように、膨張弁１は、膨張弁本体２が分岐ブロック３に取り付けられている。以下、詳しく説明する。

分岐ブロック３の下面には小径部４ａと大径部４ｂから成る２重配管連結用孔４が形成されており、この２重配管連結用孔４に２重配管５の端部がロー付けによって連結されている。２重配管５は、内管５ａと外管５ｂが２重に配置され、内管５ａ内の流路が凝縮器（図示せず）の出口側に、外管５ｂ内の流路がコンプレッサ（図示せず）の入口側にそれぞれ接続される。

分岐ブロック３の側面には、２重配管５の外管５ｂ内に連通する第１分岐流路６と、この第１分岐流路６の上方に平行に配置された第２分岐流路７とがそれぞれ形成されている。第１分岐流路６にはエバポレータ８の出口管部８ａが、第２分岐流路７にはエバポレータ８の入口管部８ｂがそれぞれ連結されている。出口管部８ａと第１分岐流路６との間、及び、入口管部８ｂと第２分岐流路７との間には外気に対して内部の気密を保持するシーリング部材であるＯリング４０，４１が介在されている。

分岐ブロック３の上面には弁取付孔９が形成されており、この弁取付孔９は第２分岐流路７に連通されていると共に第１分岐流路６を貫通する内管５ａ内に連通されている。弁取付孔９には膨脹弁本体２が配置されており、膨脹弁本体２はネジ部４２を介して螺入されている。又、弁取付孔９と上記２重配管連結用孔４とは同一軸に沿って形成され、膨脹弁本体２と２重配管５とが一直線上に配置されている。

又、分岐ブロック３には、弁取付孔９と第１分岐流路６との間を連通する冷媒導入路４３が形成されている。

膨脹弁本体２は、図２に詳しく示すように、パワーエレメント１０と弁部１１とが一体に構成されており、パワーエレメント１０は弁取付孔７より上方に露出され、弁部１１は弁取付孔９内に配置されている。パワーエレメント１０は、上ハウジング１２と下ハウジング１３によって周縁が挟持されたダイアフラム１４を有し、このダイアフラム１４を境として上下ハウジング１２，１３内には上方の密閉室１５と下方の検知冷媒用室１６が形成されている。密閉室１５には所定圧力の冷媒ガスが封入され、検知冷媒用室１６には延設筒部１３ａの連通孔４３及び冷媒導入路４３を介してエバポレータ８から排出される冷媒が導かれている。ダイアフラム１４は、エバポレータ８より排出される冷媒の温度及び圧力が高いと、中央箇所が上方に膨出する状態に変移し、上記冷媒の温度及び圧力が低いと、中央箇所が下方に膨出する状態に変移する。つまり、パワーエレメント１０は、エバポレータ８より排出される冷媒の温度及び圧力の変化をダイアフラム１４の変移として出力する。

弁部１１は、下ハウジング１３の下方に一体に接続された延設筒部１３ａと、この延設筒部１３ａの下端に固定されたパイプ部１７とを有し、延設筒部１３ａ及びパイプ部１７が弁取付孔９に挿入されている。パイプ部１７は、第２分岐流路７を完全に塞いだ状態で配置されている。そして、第２分岐流路７は、パイプ部１７内に形成された弁通路１８を介してのみ内管５ａ内に連通されている。

又、延設筒部１３ａ及びパイプ部１７の内部には、上下動自在に作動ロッド１９が配置されている。この作動ロッド１９の上端はダイアフラム１４側に固定され、作動ロッド１９の下端には弁通路１８の開度を可変する弁体２０が固定されている。弁体２０は、ダイアフラム１４の変移に連動して上下動され、これによってエバポレータ８に供給される冷媒の流量が可変されるようになっている。作動ロッド１９及び弁体２０の移動方向は、２重配管５の軸方向に設定されている。又、作動ロッド１９とパイプ部１７との間には付勢バネ２１が介在され、この付勢バネ２１によって作動ロッド１９が弁体２０を閉じる方向に付勢されている。

又、下ハウジング１３の外周と分岐ブロック３との間にはシーリング部材であるＯリング４４が介在されており、このＯリング４４によって大気に対して弁取付孔９内の気密が保持されている。又、パイプ部１７と弁取付孔７の内面との間には２箇所にＯリング４５，４６が介在されており、これら２箇所のＯリング４５，４６によって第１分岐流路６と第２分岐流路７との間の気密、及び、第２分岐流路７と冷媒導入孔４３に開口する弁取付孔９内との間の気密がそれぞれ保持されている。

上記構成において、膨脹弁本体２を分岐ブロック３に直接に取り付けたので、２重配管５とエバポレータ８との間には分岐ブロック３のみを配置すれば足り、従来例のような膨脹弁の弁ケースを介在する必要がない。従って、外気に対して気密を保持するためシーリング箇所（Ｏリング４０，４１，４４の３箇所）が少なくて済み、しかも、小さな設置スペースで設置できる。

上記第１実施形態では、分岐ブロック３には２重配管５を連結する２重配管連結用孔４を形成し、分岐ブロック３に連結された２重配管５の外管５ｂ内に連通する第１分岐流路６を形成すると共に、第１分岐流路６を貫通した２重配管５の内管５ａ内に連通する弁取付孔９を形成し、弁取付孔９に連通し、弁取付孔９に取り付けされた膨脹弁本体２内の弁通路１８を介して内管５ａ内に連通される第２分岐流路７を形成したので、複雑な孔加工を行うことなく分岐ブロック３を作成できる。

上記第１実施形態では、２重配管連結用孔４と弁取付孔９とを同一軸に沿って形成し、膨脹弁本体２と２重配管５とを一直線上に配置したので、分岐ブロック３の幅ｄを小さくできるため、膨脹弁１の小型化を図ることができる。

上記第１実施形態では、膨脹弁本体２は、エバポレータ８から排出される冷媒の温度及び圧力の変化を検出するパワーエレメント１０とこのパワーエレメント１０の検出結果に基づいて作動ロッド１９及び弁体２０が移動してエバポレータ８に供給する冷媒量を調整する弁部１１とから構成され、作動ロッド１９及び弁体２０の移動方向を２重配管５の軸方向に設定したので、分岐ブロック３の幅ｄを更に小さくできるため、膨脹弁１の更なる小型化を図ることができる。

図３及び図４は本発明の第２実施形態を示し、図３は膨脹弁１Ａの分解斜視図、図４は膨脹弁の抜け止め係合手段５１Ａの要部断面図である。

この第２実施形態の膨張弁１Ａと前記第１実施形態のものとを比較するに、第１実施形態の膨脹弁本体２は分岐ブロック３の弁取付孔９にネジ部４２を介して取り付けられていたが、第２実施形態の膨脹弁本体２は螺入抜け止め係合手段５１Ａを介して取り付けられている点が相違する。

つまり、図３及び図４に示すように、抜け止め係合手段５１Ａは、弁部１１の外周に突設された鍔部２２と、分岐ブロック３の弁取付孔９の周縁に固定された略円筒状のバネ保持部材２３と、このバネ保持部材２３によって弁取付孔９の軸方向に対する移動が一定範囲に規制され、且つ、バネ変形によって拡径可能なリングバネ２４とから構成されている。リングバネ２４は、例えばコイルバネをエンドレスのリング状に配置して構成されている。そして、膨脹弁本体２が弁挿入孔９に挿入された状態にあって、リングバネ２４が膨張弁本体２の鍔部２２の上面に係合することによって膨張弁本体２が分岐ブロック３に係合されている。

又、抜け止め係合手段５１Ａ以外の構成は、前記第１実施形態とほぼ同一であるため、説明を省略する。尚、図面の同一構成箇所には同一符号を付してその明確化を図る。

次に、膨張弁本体２の分岐ブロック３への取り付け手順を説明する。膨張弁本体２の弁部１１を先端として分岐ブロック３の弁取付孔９に挿入する。すると、膨張弁本体２の鍔部２２にリングバネ２４が当接する。この位置より更に膨張弁本体２を挿入すると、リングバネ２４がバネ変形で拡径し、鍔部２２の挿入が許容される。膨張弁本体２の挿入が進み、鍔部２２がリングバネ２４の位置を通過すると、リングバネ２４がバネ復帰変形で縮径し、図４に示すように、リングバネ２４が鍔部２２の上面に係合する。以上により、膨張弁本体２の取り付けが完了する。又、膨脹弁本体２を分岐ブロック３より取り外す場合には、上記と逆の動作によって取り外せる。

以上、上記膨脹弁１Ａにあっては、膨脹弁本体２を分岐ブロック３にワンタッチで着脱できるため、膨脹弁本体２の交換が容易である。

又、上記膨張弁１Ａにあって、リングバネ２４を介して膨張弁本体２に仮に外力が作用する場合には、その外力は弁部１１に作用し、パワーエレメント１０には作用しない。従って、膨張弁本体２の取り付けに起因するパワーエレメント１０の検知特性のずれを防止できる。

図５及び図６は本発明の第３実施形態を示し、図５は膨張弁１Ｂの分解斜視図、図６は膨張弁１Ｂの抜け止め係合手段５１Ｂを示す断面図である。

この第３実施形態の膨張弁１Ｂと前記第２実施形態のものとを比較するに、抜け止め係合手段５１Ｂの構成が相違する。

つまり、図５及び図６に示すように、抜け止め係合手段５１Ｂは、弁部１１の外周に形成された凹部３０と、分岐ブロック３の弁取付孔９に開口するよう形成された嵌合用溝３１と、この嵌合用溝３１に挿入される嵌合部材３２とから構成されている。膨張弁本体２が弁取付孔９に挿入された状態にあって、嵌合用溝３１に挿入された嵌合部材３２が凹部３０に入り込むことにより膨張弁本体２が取り付けられている。

又、抜け止め係合手段５１Ｂ以外の構成は、前記第１実施形態とほぼ同一であるため、説明を省略する。尚、図面の同一構成箇所には同一符号を付してその明確化を図る。

次に、膨張弁本体２の分岐ブロック３への取り付け手順を説明する。膨張弁本体２の弁部１１を先端として分岐ブロック３の弁取付孔９に挿入する。次に、嵌合用溝３１に嵌合部材３２を挿入する。すると、嵌合部材３２が凹部３０に入り込み、これで完了する。又、膨脹弁本体２を分岐ブロック３より取り外す場合には、上記と逆の動作によって取り外せる。

以上、上記第３実施形態の膨脹弁１Ｂにあっては、膨張弁本体２を分岐ブロック３の弁取付孔９に挿入し、嵌合部材３２を嵌合用溝３１に挿入するだけで膨張弁本体２を取り付けでき、逆の動作で取り外しできるため、膨張弁本体２の交換が容易にできる。

又、上記第３実施形態の膨張弁１Ｂでは、嵌合部材３２を介して膨張弁本体２に仮に外力が作用する場合には、その外力は弁部１１に作用し、パワーエレメント１０には作用しない。従って、膨張弁本体２の取り付けに起因するパワーエレメント１０の検知特性のずれを防止できる。

図７及び図８は本発明の第４実施形態を示し、図７は膨張弁１Ｃの分解斜視図、図８は膨張弁１Ｃの抜け止め係合手段５１Ｃを示す断面図である。

この第４実施形態の膨張弁１Ｃと前記第２実施形態のものとを比較するに、抜け止め係合手段４Ｃの構成が相違する。

つまり、図７及び図８に示すように、抜け止め係合手段５１Ｃは、弁部１１の外周の３箇所に突設された係合片部３３と、分岐ブロック３の弁取付孔９の周縁に固定され、弁取付孔９の軸方向の変移と共に周方向に傾斜する形状の係合溝３４ａが形成されたアダプタ３４とから構成されている。膨張弁本体２の弁取付孔９への挿入状態にあって、膨張弁本体２の各係合片部３３が各係合溝３４ａに入り込むことにより膨張弁本体２が取り付けられている。

又、抜け止め係合手段５１Ｃ以外の構成は、前記第１実施形態とほぼ同一であるため、説明を省略する。尚、図面の同一構成箇所には同一符号を付してその明確化を図る。

次に、膨張弁本体２の分岐ブロック３への取り付け手順を説明する。膨張弁本体２の弁部１１を先端とし、且つ、膨張弁本体２の各係合片部３３を各係合溝３４ａに位置合わせする。そして、膨張弁本体２を分岐ブロック３の弁取付孔９に回転させながら挿入する。すると、各係合片部３３が各係合溝３４ａの奥に徐々に入り込み、これで完了する。又、膨脹弁本体２を分岐ブロック３より取り外す場合には、上記と逆の作業によって取り外せる。

以上、上記第４実施形態の膨張弁１Ｃでは、膨張弁本体２の係合片部３３を係合溝３４ａに係合しつつ膨張弁本体２を弁取付孔９に回転させながら挿入するだけで膨張弁本体２を取り付けでき、逆の作業によって取り外すことができるため、膨張弁本体２の交換が容易にできる。

又、第４実施形態の膨脹弁１Ｃでは、アダプタ３４を介して膨張弁本体２に仮に外力が作用する場合には、その外力は弁部１１に作用し、パワーエレメント１０には作用しない。従って、膨張弁本体２の取り付けに起因するパワーエレメント１０の検知特性のずれを防止できる。

本発明の第１実施形態を示し、膨脹弁の分岐ブロックへの取付状態を示す断面図である。本発明の第１実施形態を示し、膨脹弁本体の断面図である。本発明の第２実施形態を示し、膨脹弁の分解斜視図である。本発明の第２実施形態を示し、膨脹弁の抜け止め係合手段の要部断面図である。本発明の第３実施形態を示し、膨脹弁の分解斜視図である。本発明の第３実施形態を示し、膨脹弁の抜け止め係合手段の要部断面図である。本発明の第４実施形態を示し、膨脹弁の分解斜視図である。本発明の第４実施形態を示し、膨脹弁の抜け止め係合手段の要部断面図である。２重配管を使った場合の膨脹弁の設置構造を示す図である。

符号の説明

１，１Ａ〜１Ｃ膨脹弁
２膨脹弁本体
３分岐ブロック
４２重配管連結用孔
５２重配管
５ａ内管
５ｂ外管
６第１分岐流路
７第２分岐流路
８エバポレータ
９弁取付孔
１０パワーエレメント
１１弁部
１８弁通路
１９作動ロッド
２０弁体

Claims

２重配管（５）内の２つの流路を独立した２つの分岐流路（６），（７）に分岐する分岐ブロック（３）に膨脹弁本体（２）を取り付けたことを特徴とする膨脹弁（１），（１Ａ）〜（１Ｃ）。
請求項１記載の膨脹弁（１Ａ）〜（１Ｃ）であって、
前記膨脹弁本体（２）は、前記分岐ブロック（３）に着脱自在に設けられたことを特徴とする膨脹弁（１Ａ）〜（１Ｃ）。
請求項１又は請求項２記載の膨脹弁（１），（１Ａ）〜（１Ｃ）であって、
前記分岐ブロック（３）には前記２重配管（５）を連結する２重配管連結用孔（４）を形成し、
前記分岐ブロック（３）に連結された前記２重配管（５）の外管（５ｂ）内に連通する第１分岐流路（６）を形成すると共に、前記第１分岐流路（６）を貫通した前記２重配管（５）の内管（５ａ）内に連通する弁取付孔（９）を形成し、前記弁取付孔（９）に連通し、前記弁取付孔（９）に取り付けされた前記膨脹弁本体（２）内の弁通路（１８）を介して前記内管（５ａ）内に連通される第２分岐流路（７）を形成したことを特徴とする膨脹弁（１），（１Ａ）〜（１Ｃ）。
請求項３記載の膨脹弁（１），（１Ａ）〜（１Ｃ）であって、
前記２重配管連結用孔（４）と前記弁取付孔（９）とを同一軸に沿って形成し、前記膨脹弁本体（２）と前記２重配管（５）とを一直線上に配置したことを特徴とする膨脹弁（１），（１Ａ）〜（１Ｃ）。
請求項４記載の膨脹弁（１），（１Ａ）〜（１Ｃ）であって、
前記膨脹弁本体（２）は、エバポレータ（８）から排出される冷媒の温度及び圧力の変化を検出するパワーエレメント（１０）とこのパワーエレメント（１０）の検出結果に基づいて作動ロッド（１９）及び弁体（２０）が移動してエバポレータ（８）に供給する冷媒量を調整する弁部（１０）とから構成され、
前記作動ロッド（１９）及び前記弁体（２０）の移動方向を前記２重配管（５）の軸方向に設定したことを特徴とする膨脹弁（１），（１Ａ）〜（１Ｃ）。