JP2005164208A

JP2005164208A - 膨張弁

Info

Publication number: JP2005164208A
Application number: JP2003407821A
Authority: JP
Inventors: Akinori Nanbu; 晶紀南部; Satoshi Fukuda; 智福田; Kazuhiko Watanabe; 和彦渡辺
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 2003-12-05
Filing date: 2003-12-05
Publication date: 2005-06-23
Also published as: US20050120741A1; CN1624366A; EP1538408A1; US7185826B2; KR20050054842A

Abstract

【課題】膨張弁の製造において、従来の機能を維持しつつ、構成が簡単で部品・組立工数の低減と、組立コストの削減を図る。
【解決手段】エバポレータ２に向かう冷媒が通過する第１の通路１１と、エバポレータ２からコンプレッサ３に向かう冷媒が通過する第２の通路１２とが弁本体１０内に形成される。第２の通路１２の冷媒の温度に応じて、弁体駆動部材４０'により弁本体１０内の弁体２０を駆動してエバポレータ２に流入する冷媒流量を制御する。第１と第２の通路１１，１２間をシールするシール部材５０が、弁本体１０と弁体駆動部材４０'との間に配置されている。シール部材５０の止め部４４が予め弁体駆動部材４０'に一体成形されている。
【選択図】図１

Description

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。

従来、自動車等の空気調和装置の冷凍サイクル中に広く用いられている膨張弁は、例えば、下記の特許文献１に開示されている。
特開２０００−３４６４９４号公報

この従来の膨張弁について、図３，４を用いて説明する。図３はその縦断面図、図４はその要部説明図である。
図３に示すように、膨張弁１は角柱形状の弁本体１０により形成され、該弁本体１０には、冷凍サイクル４においてエバポレータ２に向かう冷媒が通る第１の通路１１、及び、エバポレータ２からコンプレッサ３に向かう冷媒が通る第２の通路１２が上下に離間して形成されている。

そして、弁本体１０には、更に、第１の通路１１に設けられたオリフィス１３及び弁室１５と、この弁室１５内に配置されたオリフィス１３を通過する冷媒量を制御する球状の弁体２０と、該弁体２０をオリフィス１３の方向に弁部材２１を介して押圧するばね２３の調節ねじ２４とが設けられている。
また、調節ねじ２４は、弁本体１０の下部の端面より上記弁室１５に連通する装着孔１６に進退可能にねじ込まれており、更に、Ｏリング２４ａが調節ねじ２４に装着され、弁本体１０と気密状態が確保されている。この調節ねじ２４とばね２３とにより、弁体２０のオリフィス１３に対する開口度が調節される。
なお、符号１１ａは、コンプレッサ３及びコンデンサ６を介してレシーバ５からエバポレータ２に向かう冷媒が流入する入口ポートであり、入口ポート１１ａは弁室１５が連続しており、又、符号１１ｂはエバポレータ２に流入する冷媒の出口ポートである。

弁本体１０には、エバポレータ２の出口温度に応じて、弁体２０に対して駆動力を与えてオリフィス１３の開閉を行うための弁体駆動部材４０（後述）を配置するために、小径の孔１４と、この孔１４より大径の孔１４ａが、第２の通路１２を貫通してオリフィス１３と同軸に形成され、弁本体１０の上端には感熱部となるパワーエレメント部３０が固定されるねじ孔１７が形成されている。また、大径の孔１４ａ内面にはリング状のシール部材５０が配置されている。

パワーエレメント部３０は、ダイアフラム３１と、該ダイアフラム３１を挾んで互いに溶接により密着して設けられ上下に上部圧力作動室３２及び下部圧力作動室３３を構成する上カバー３４と下カバー３５と、上部圧力作動室３２にダイアフラム駆動流体となる所定冷媒を封入するための栓体３６とを備える。なお、下カバー３５はパッキン３７を介してねじ孔１７に螺着される。また、下部圧力作動室３３は、オリフィス１３の中心線に対して、同心的に形成された均圧孔１８を介して第２の通路１２に連通されている。

第２の通路１２には、エバポレータ２からの冷媒蒸気が流れ、この通路１２は気相冷媒の通路となり、その冷媒蒸気の圧力が均圧孔１８を介して下部圧力作動室３３に負荷されている。なお、１２ａは冷媒が入いる入口ポート、１２ｂはコンプレッサ３へ送り出される冷媒の出口となる出口ポートである。

更に、弁本体１０の中心部には、棒状の弁体駆動部材４０が配置される。この弁体駆動部材４０は、下部圧力作動室３３内にダイアフラム３１の下面中央部に当接する大径の皿状に形成された頂部４２を有し、かつ第２の通路１２及び大径の孔１４ａ内を貫通して小径の孔１４内に摺動可能に配置されて、エバポレータ２の冷媒出口温度を下部圧力作動室３３へ伝達すると共に、上部圧力作動室３２及び下部圧力作動室３３の圧力差に伴うダイアフラム３１の変位に応じて、上下に摺動して駆動力を与える。また、弁体駆動部材４０の下部は小径部４３として形成されると共に、下端は弁体２０と当接している。

したがって、均圧孔１８には、ダイアフラム３１の下面から第１の通路１１のオリフィス１３まで延出した弁体駆動部材４０が、同心的に配置されていることになる。なお、弁体駆動部材４０の小径部４３は、オリフィス１３の内径より細く形成されて、オリフィス１３内を挿通し、冷媒はオリフィス１３内を通過する。

更に、弁体駆動部材４０には、図４に示すように、上記シール部材５０を孔１４ａ内で第1の通路１１からの高い冷媒圧に抗してその位置を保持させるために止め輪６０が装着されている。そして、上記止め輪６０の付設手段として、弁体駆動部材４０に環溝４１が形成され、該環溝４１内に金属素材からなる止め輪６０が弾性嵌合されている。

上記パワーエレメント部３０における上部圧力作動室３２中には、公知のダイアフラム駆動流体が充填されていて、ダイアフラム駆動流体には、第２の通路１２や該通路１２に連通している均圧孔１８を貫通して配置されている弁体駆動部材４０、頂部４２、及び、ダイアフラム３１を介して、第２の通路１２を流れているエバポレータ２からの冷媒の熱が伝達される。

上記ダイアフラム駆動流体は、上記伝達された熱に対応してガス化し、圧力をダイアフラム３１の上面に負荷する。ダイアフラム３１は上記上面に負荷されたダイアフラム駆動ガスの圧力と、ダイアフラム３１の下面に負荷された圧力との差により上下に変位する。ダイアフラム３１の中心部の上下への変化は、弁体駆動部材４０を介して弁体２０に伝達され、該弁体２０をオリフィス１３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。

即ち、エバポレータ２から送り出される低圧の気相冷媒の温度が上部圧力作動室３２に伝達されるため、その温度に応じて上部圧力作動室３２の圧力が変化し、エバポレータ２の出口温度が上昇する。つまりエバポレータ２の熱負荷が増加すると、上部圧力作動室３２の圧力が高くなり、それに応じて弁体駆動部材４０が下方へ駆動されて弁体２０を下げるため、オリフィス１３の開度が大きくなる。
これによりエバポレータ２への冷媒の供給量が多くなり、エバポレータ２の温度を低下させる。そして、エバポレータ２から送り出される冷媒の温度が低下する。つまり、エバポレータ２の熱負荷が減少すると、弁体２０が上記と逆方向に駆動され、オリフィス１３の開度が小さくなり、エバポレータ２への冷媒の供給量が少なくなり、エバポレータ２の温度を上昇させるのである。

そして、このような従来の手段では、弁体駆動部材４０に環溝４１を形成する必要があり、更に、該環溝４１に止め輪６０を弾性変形させながらスライドさせて装着する必要があり、部品点数が増えるばかりでなく、加工・組立に工数を要するという問題がある。

本発明は、かかる問題を解消するために発明されたもので、その課題とするところは、膨張弁の製造において、従来の機能を維持しつつ、構成が簡単で部品・組立工数を低減させ、組立コストの削減を図ることにある。

前記目的を達成すべく、本発明の請求項１記載の膨張弁は、弁本体と、弁体を開閉駆動する弁体駆動部材との間にシール部材を介装させた膨張弁において、上記シール部材の止め部が予め前記弁体駆動部材に一体成形されていることを特徴とする。

また、上記膨張弁の具体的手段として、上記止め部が弁体駆動部材に鍛造により一体成形されていることを特徴とする。

そして、更に具体的には、本発明は、上記いずれかの膨張弁において、エバポレータに向かう冷媒が通過する第１の通路と、エバポレータからコンプレッサに向かう冷媒が通過する第２の通路とが弁本体内に形成され、上記第２の通路の冷媒の温度に応じて、弁体駆動部材により上記弁本体内の弁体を駆動して上記エバポレータに流入する冷媒流量を制御する膨張弁において、上記第１と第２の通路間をシールするシール部材が、上記弁本体と、該弁本体内の上記弁体駆動部材との間に配置されていることを特徴とする。

上記発明によれば、膨張弁の製造において、現行の膨張弁としての機能を維持させたまま、部品点数を低減化し、組立工数を削減し、製造コストを抑制することができる。

以下、図面により本発明に係る膨張弁の実施形態について説明する。図１は、本発明の膨張弁の縦断面図、図２は図１の要部説明図である。なお、本実施例において、図３，４記載の従来例と同一構成部分には、図１，２に同一符号を付すことによりその説明を省略する。

弁本体１０の中心部には、ステンレス製の棒状の弁体駆動部材４０'が従来技術と同様に配置される。つまり、この弁体駆動部材４０'は、下部圧力作動室３３内にダイアフラム３１の下面中央部に当接する大径の皿状に形成された頂部４２を有し、かつ第２の通路１２及び大径の孔１４ａ内を貫通して小径の孔１４内に摺動可能に配置されて、エバポレータ２の冷媒出口温度を下部圧力作動室３３へ伝達すると共に、上部圧力作動室３２及び下部圧力作動室３３の圧力差に伴うダイアフラム３１の変位に応じて、上下に摺動して駆動力を与える。また、弁体駆動部材４０'の下部は小径部４３として形成されると共に、下端は弁体２０と当接している。

したがって、均圧孔１８には、ダイアフラム３１の下面から第１の通路１１のオリフィス１３まで延出した弁体駆動部材４０'が、同心的に配置されていることになる。

更に、本実施例における弁体駆動部材４０'は、前記従来技術（図４参照）の止め輪６０の装着手段に換えて、特に図２に示すように、その長さ方向の中間部より若干下部位置に一体物からなる鍔状の止め部４４が一体形成されている。この一体成形加工は、例えば公知の冷間鍛造により製造される。なお、この一体物からなる素材からの成形加工は、他の加工手段を採用してもよい。

上記パワーエレメント部３０における上部圧力作動室３２中には、公知のダイアフラム駆動流体が充填されていて、ダイアフラム駆動流体には、第２の通路１２や該通路１２に連通している均圧孔１８を貫通して配置されている弁体駆動部材４０'、該弁体駆動部材４０'に連結されている頂部４２及びダイアフラム３１を介して、第２の通路１２を流れているエバポレータ２からの冷媒の熱が伝達される。

ダイアフラム駆動流体は、上記伝達された熱に対応してガス化し、圧力をダイアフラム３１の上面に負荷する。ダイアフラム３１は上記上面に負荷されたダイアフラム駆動ガスの圧力と、ダイアフラム３１の下面に負荷された圧力との差により上下に変位する。ダイアフラム３１の中心部の上下への変化は、弁体駆動部材４０'を介して弁体２０に伝達され、該弁体２０をオリフィス１３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。

即ち、エバポレータ２の出口側つまりエバポレータ２から送り出される低圧の気相冷媒の温度が上部圧力作動室３２に伝達されるため、その温度に応じて上部圧力作動室３２の圧力が変化し、エバポレータ２の出口温度が上昇する。つまりエバポレータ２の熱負荷が増加すると、上部圧力作動室３２の圧力が高くなり、それに応じて弁体駆動部材４０'が下方へ駆動されて弁体２０を下げるため、オリフィス１３の開度が大きくなる。

これによりエバポレータ２への冷媒の供給量が多くなり、エバポレータ２の温度を低下させる。そして、エバポレータ２から送り出される冷媒の温度が低下する。つまり、エバポレータ２の熱負荷が減少すると、弁体２０が上記と逆方向に駆動され、オリフィス１３の開度が小さくなり、エバポレータ２への冷媒の供給量が少なくなり、エバポレータ２の温度を上昇させるのである。

また、本実施例におけるシール部材５０の止め手段は、従来の止め輪６０の装着手段に換えて、弁体駆動部材４０'に鍔状の止め部４４を一体形成することで、部品・組立工数の低減を可能とし、部品コスト及び組立コストの削減を図ることができる。

本発明に係る膨張弁の縦断面図。同膨張弁の要部説明図。従来技術に係る膨張弁の縦断面図。図３の要部説明図。

符号の説明

１・・膨張弁２・・エバポレータ３・・コンプレッサ４・・冷凍サイクル
５・・レシーバ６・・コンデンサ１０・・弁本体
１１・・第１の通路１１ａ・・入口ポート１１ｂ・・出口ポート
１２・・第２の通路１２ａ・・入口ポート１２ｂ・・出口ポート
１３・・オリフィス１４・・（小径の）孔１４ａ・・（大径の）孔
１５・・弁室１６・・装着孔１７・・ねじ孔１８・・均圧孔
２０・・弁体２１・・弁部材２３・・ばね２４・・調節ねじ
２４ａ・・Ｏリング３０・・パワーエレメント部３１・・ダイアフラム
３２・・上部圧力作動室３３・・下部圧力作動室３４・・上カバー
３５・・下カバー３６・・栓体３７・・パッキン

４０・・弁体駆動部材（従来）４０'・・弁体駆動部材（本発明）
４１・・環溝４２・・頂部４３・・小径部４４・・止め部
５０・・シール部材６０・・止め輪

Claims

弁本体と、弁体を開閉駆動する弁体駆動部材との間にシール部材を介装させた膨張弁において、上記シール部材の止め部が予め前記弁体駆動部材に一体成形されていることを特徴とする膨張弁。
上記止め部が弁体駆動部材に鍛造により一体成形されていることを特徴とする請求項１記載の膨張弁。
エバポレータに向かう冷媒が通過する第１の通路と、エバポレータからコンプレッサに向かう冷媒が通過する第２の通路とが弁本体内に形成され、上記第２の通路の冷媒の温度に応じて、弁体駆動部材により上記弁本体内の弁体を駆動して上記エバポレータに流入する冷媒流量を制御する膨張弁において、上記第１と第２の通路間をシールするシール部材が、上記弁本体と、該弁本体内の上記弁体駆動部材との間に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の膨張弁。