JP2005331164A - Expansion valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は膨張弁に関し、特に自動車用エアコンシステムの冷凍サイクルに用いられ、配管継手を兼ねたボディを有する温度式の膨張弁に関する。 The present invention relates to an expansion valve, and more particularly to a temperature type expansion valve that is used in a refrigeration cycle of an automotive air conditioner system and has a body that also serves as a pipe joint.
自動車用エアコンシステムでは、コンプレッサにて圧縮された冷媒をコンデンサで凝縮させ、レシーバにて気液分離された高温・高圧の液冷媒を膨張弁が膨張させて低温・低圧の冷媒にし、その冷媒をエバポレータで蒸発させてコンプレッサに戻すようにした冷凍サイクルが構成されている。冷媒を膨張させる膨張弁としては、エバポレータ出口の冷媒の温度および圧力に応じてエバポレータへ供給する冷媒の流量を制御するようにした温度式の膨張弁が一般に用いられている。 In an automotive air conditioner system, a refrigerant compressed by a compressor is condensed by a condenser, and a high-temperature / high-pressure liquid refrigerant separated by a receiver is expanded by an expansion valve to form a low-temperature / low-pressure refrigerant. A refrigeration cycle is configured such that it is evaporated by an evaporator and returned to the compressor. As an expansion valve for expanding the refrigerant, a temperature type expansion valve is generally used in which the flow rate of the refrigerant supplied to the evaporator is controlled according to the temperature and pressure of the refrigerant at the outlet of the evaporator.
図5は従来の膨張弁の第1の構成例を示す中央縦断面図である。
この膨張弁は、ボディ1の側面に、レシーバからの第1配管2が挿入接続される第1ポート3と、エバポレータの入口に接続される第2配管4が挿入接続される第2ポート5と、エバポレータの出口に接続される第3配管6が挿入接続される第3ポート7と、コンプレッサへの第4配管8が挿入接続される第4ポート9とを備えている。第1ポート3と第2ポート5との間に形成された第1の冷媒通路には、弁座10と、この弁座10の上流側に配置された弁体11と、この弁体11を弁座10に着座させる方向に付勢するスプリング12とを有し、この膨張弁の弁部を構成している。
FIG. 5 is a central longitudinal sectional view showing a first configuration example of a conventional expansion valve.
This expansion valve has a
ボディ1の上部には、パワーエレメント13が螺着されている。このパワーエレメント13は、ダイヤフラム14によって仕切られた感温室と冷媒導入部とを有し、感温室は冷媒が封入された密閉室であり、冷媒導入部は図の下部が開口されていて、第3ポート7と第4ポート9との間に形成された第2の冷媒通路に連通している。冷媒導入部内には、ダイヤフラム14に当接されたディスク15が配置され、そのディスク15と弁体11との間には、シャフト16が配置されて、ダイヤフラム14の変位を弁体11に伝達するようにしている。シャフト16は、第2の冷媒通路を貫通して配置される部分がホルダ17によって保持されている。また、ボディ1において、第1および第4ポート3,9が形成されている側面には、ねじ穴18が設けられている。これは、配管取付板をボディ1に固定するためのボルトが螺着される穴であり、配管取付板を第1および第4配管2,8が挿通された状態でボディ1に固定することによって、第1および第4配管2,8が第1および第4ポート3,9に挿入された状態でボディ1に固定接続される。
A
ここで、ボディ1の寸法に関して、シャフト16の中心線から第2および第3ポート5,7が設けられている端面までの寸法をA、その中心線から第1および第4ポート3,9が設けられている端面までの寸法をB、第1および第4ポート3,9間のピッチをC、ボディ1の長手方向の長さをD、第4ポート9の中心からボディ1の図の上面までの寸法をE、第2および第3ポート5,7間のピッチをF、そして、第4ポート9の内径をGで示している。
Here, regarding the dimensions of the
この膨張弁では、配管シールの方法がコンプレッサ側とエバポレータ側とで異なる場合の構成を例示している。すなわち、コンプレッサを駆動しているエンジンの振動を受けやすいコンプレッサ側の第1および第4配管2,8は、第1および第4ポート3,9に挿入される部分の外周面に溝が凹設され、その溝にOリングを配置してシールする構成を有している。一方、振動の影響を受けないエバポレータ側の第2および第3配管4,6は、第2および第3ポート5,7への挿入深さを規制するように形成されたビードがOリングをボディ1に押し付けることによってシールする構成を有している。これは、配管に溝を設ける加工が不要な分、部品コストを低減できるためである。
In this expansion valve, the configuration in the case where the pipe sealing method is different between the compressor side and the evaporator side is illustrated. In other words, the first and
このようなシール構造に対応した膨張弁では、特に、第4ポート9については、ボディ1の側面から内径Gの穴を開けていき、その穴はパワーエレメント13の直下の第2の冷媒通路への連通孔を通過した位置まで掘られている。そして、この第4ポート9に挿入される第4配管8は、その先端がパワーエレメント13の直下の第2の冷媒通路への連通孔の直前まで入り込んた状態で配置されている。ただし、第3ポート7に挿入される第3配管6が第4ポート9と同じシール構成を取るならば、第2の冷媒通路は同じ内径Gで貫通形成される(たとえば、特許文献1参照。)。
In the expansion valve corresponding to such a seal structure, in particular, with respect to the
以上の構成の膨張弁においては、第2の冷媒通路をなす第4ポート9がパワーエレメント13の直ぐ下の位置まで入り込んでいるため、パワーエレメント13は、必然的に第4ポート9を形成する穴よりも図の上方へ配置する必要があり、ボディ1の長手方向の長さD、すなわち図示の状態ではボディ1の高さが自ずと決まってしまう。
In the expansion valve having the above-described configuration, the
ところが、この種の膨張弁は、ボディ1が配管の継手の機能を有しているため、配管の方向に対して直交する横方向の飛び出しができるだけ少なくしたいというニーズがある。これは、図示の膨張弁でボディ1の長さDが長いと、これに隣接する他の配管などの部材の邪魔になるからであり、横方向の飛び出し量が少なくなれば、部材のレイアウトの自由度を高くすることができるからである。
However, since this type of expansion valve has the function of a pipe joint in the
図6は従来の膨張弁の第2の構成例を示す中央縦断面図である。
この膨張弁は、上記したボディ1の長手方向の長さDを短くしたいというニーズに対してなされたものである。ここで、ボディ1の寸法に関して、シャフト16の中心線から第2および第3ポート5,7が設けられている端面までの寸法をA、その中心線から第1および第4ポート3,9が設けられている端面までの寸法をB、第1および第4ポート3,9間のピッチをH、第2および第3ポート5,7間のピッチをI、ボディ1の長手方向の長さをJ、第4ポート9の中心からボディ1の図の上面までの寸法をE、そして、第4ポート9の内径をGで示している。
FIG. 6 is a central longitudinal sectional view showing a second configuration example of a conventional expansion valve.
This expansion valve is made for the need to shorten the length D of the
この膨張弁によれば、図5に示した第1の構成例の膨張弁と比較して、配管取り付け板を固定するためのねじ穴18をなくし、その分、第1および第4ポート3,9間のピッチを詰めてピッチHとし、第2および第3ポート5,7間のピッチを詰めてピッチIとし、これによってボディ1の長手方向の長さを短くして長さJにしている。この場合、第1および第4配管2,8を固定する配管取り付け板は、第2および第3配管4,6のための配管取り付け板をボディ1に固定するボルトにより友締めされることによってボディ1に固定される。このボルトを通すためにボディ1に形成される貫通孔は、この膨張弁の中央縦断面図に表されていないが、第1および第4ポート3,9間で断面中心から離れた2ヶ所に設けられている。
しかしながら、これらの膨張弁に対してボディの長手方向の長さのさらなる短縮化が要求されている。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ボディの長手方向の長さを縮小した膨張弁を提供することを目的とする。
However, further shortening of the length in the longitudinal direction of the body is required for these expansion valves.
This invention is made | formed in view of such a point, and it aims at providing the expansion valve which reduced the length of the longitudinal direction of a body.
本発明では上記問題を解決するために、レシーバからの第1配管が接続される第1ポート、エバポレータへの第2配管が接続される第2ポート、前記エバポレータからの第3配管が前記第2ポートと同じ側面に接続される第3ポートおよびコンプレッサへの第4配管が前記第1ポートと同じ側面に接続される第4ポートを有するボディと、前記ボディに結合されて前記第3ポートと前記第4ポートとの間に形成された冷媒通路を流れる冷媒の温度および圧力を連通孔を介して感知するパワーエレメントとを備えた膨張弁において、前記冷媒通路に連通する前記第3ポートおよび第4ポートの穴の少なくとも一方は、前記パワーエレメントの結合部を構成する取り付け穴よりも外側に設けられていて、前記第3ポートおよび/または第4ポートの延長線上で前記パワーエレメントの結合部と部分的にオーバラップする位置関係を有していることを特徴とする膨張弁が提供される。 In the present invention, in order to solve the above problem, the first port to which the first pipe from the receiver is connected, the second port to which the second pipe to the evaporator is connected, and the third pipe from the evaporator are the second port. A body having a third port connected to the same side as the port and a fourth port to which the fourth piping to the compressor is connected to the same side as the first port; and the third port coupled to the body In the expansion valve provided with a power element that senses the temperature and pressure of the refrigerant flowing through the refrigerant passage formed between the fourth port and the fourth port through the communication hole, the third port and the fourth port that communicate with the refrigerant passage At least one of the hole of the port is provided outside the mounting hole constituting the coupling portion of the power element, and the third port and / or the fourth port Expansion valve, characterized in that on the extension has a positional relationship that coupling portions partially overlap the power element is provided.
このような膨張弁によれば、第1および第4配管または第2および第3配管が取り付けられるボディの側面を外側に延長して第3および/または第4ポートをパワーエレメントの結合部を構成する取り付け穴の外側に配置し、その取り付け穴は第3および/または第4ポートの延長線上で部分的にオーバラップする位置まで第3ポートと第4ポートとの間の冷媒通路に近づけた構成にしている。これにより、第3および/または第4ポートは、今までパワーエレメントの取り付け穴がボディの長手方向に部分的にオーバラップしていたものがその長手方向と直交する方向に部分的にオーバラップする位置関係になるため、第3および第4ポートの中心からパワーエレメントのボディへの取り付け面までの距離を短縮することができ、この結果、ボディの長手方向の長さを縮小することができる。 According to such an expansion valve, the side face of the body to which the first and fourth pipes or the second and third pipes are attached is extended to the outside, and the third and / or fourth ports constitute the power element coupling portion. The mounting hole is disposed outside the mounting hole, and the mounting hole is close to the refrigerant passage between the third port and the fourth port to a position where the mounting hole partially overlaps on the extension line of the third and / or fourth port. I have to. As a result, the third and / or the fourth port partially overlaps in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the mounting hole of the power element that has been partially overlapped in the longitudinal direction of the body. Because of the positional relationship, the distance from the center of the third and fourth ports to the attachment surface of the power element to the body can be reduced, and as a result, the length of the body in the longitudinal direction can be reduced.
本発明の膨張弁は、ボディの長手方向の長さのさらなる短縮化ができるので、配管の方向に対して直交する横方向の飛び出し量が少なくなり、これに隣接して配置される部材のレイアウトの自由度を高くすることができるという利点がある。 Since the expansion valve of the present invention can further shorten the length in the longitudinal direction of the body, the amount of protrusion in the lateral direction perpendicular to the direction of the piping is reduced, and the layout of the members disposed adjacent thereto There is an advantage that the degree of freedom can be increased.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図1は第1の実施の形態に係る膨張弁の構成を示す中央縦断面図である。なお、この図1において、従来の膨張弁の構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a central longitudinal sectional view showing the configuration of the expansion valve according to the first embodiment. In FIG. 1, the same components as those of the conventional expansion valve are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この第1の実施の形態に係る膨張弁は、従来の第1の構成例の膨張弁と比較して、同じ寸法、同じピッチ配列および同じシール構造の配管を用いながらボディ1の長手方向の長さが短縮されている。すなわち、この膨張弁においては、まず、ボディ1のシャフト16の中心線から第1および第4ポート3,9が設けられている端面までの寸法を大きくしてB1(>B)としている。コンプレッサへの第4配管8が挿入接続される第4ポート9については、ボディ1の側面から穴を開けていき、その穴の深さはパワーエレメント13が螺着される穴の手前の位置までにしている。つまり、第1および第4配管2,8の取り付け面を外側(図の右側)に延長して、第4ポート9は、そのパワーエレメント13の結合部とする取り付け穴の手前まで掘られ、第4配管8が挿入されたときの先端位置をパワーエレメント13の取り付け穴の手前にくるようにしている。第3配管6が挿入接続される第3ポート7については、ボディ1の側面から第4ポート9よりも小さな内径G1(<G)の穴を開けていき、その穴は第2の冷媒通路を形成するようにパワーエレメント13の直下の連通孔を通過し、第4ポート9の穴に達するまで掘られている。なお、第3配管6の内径は、第4配管8がOリングを配置するための溝を外周に凹設することによって最も狭くなっている部分の最小内径(呼び径)に等しくしてあり、第2の冷媒通路の内径G1については、それらの呼び径よりも大きくしてある。
The expansion valve according to the first embodiment is longer in the longitudinal direction of the
このように、第1および第4配管2,8の取り付け面を外側(図の右側)に延ばし、第4ポート9の穴をパワーエレメント13の取り付け穴および第2の冷媒通路への連通孔に達しないように外側にずらして形成したので、第4ポート9の穴は、パワーエレメント13の冷媒導入部およびこれと第2の冷媒通路との間の連通孔と干渉しなくなる。そのため、パワーエレメント13の冷媒導入部およびこれと第2の冷媒通路との間の連通孔を内径G1の第2の冷媒通路に近づけ、第4ポート9の延長線上でパワーエレメント13の結合部の取り付け穴と一部オーバラップする位置関係を以って構成することが可能になるので、第4ポート9の中心からボディ1の図の上面までの寸法はE1(<E)に短縮され、その分、ボディ1の長手方向の長さはD1(<D)まで短くすることができる。
In this way, the mounting surfaces of the first and
なお、ボディ1は、その長手方向の長さを短くするために、第1および第4配管2,8の取り付け面を外側(図の右側)に延ばしているが、この方向にはこのボディ1に接続される第1ないし第4配管2,4,6,8が存在するため、この方向へのボディ1の延長については、隣接配置される他の配管に対して何ら邪魔にはならない。
In addition, in order to shorten the length of the longitudinal direction of the
図2は第2の実施の形態に係る膨張弁の構成を示す中央縦断面図である。なお、この図2において、第1の実施の形態に係る膨張弁の構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。 FIG. 2 is a central longitudinal sectional view showing the configuration of the expansion valve according to the second embodiment. In FIG. 2, the same components as those of the expansion valve according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この第2の実施の形態に係る膨張弁は、第1の実施の形態に係る膨張弁と比較して、同じ寸法、同じピッチ配列および同じシール構造の配管を用いながらボディ1の長手方向の長さがさらに短縮されている。すなわち、この膨張弁においては、まず、ボディ1のシャフト16の中心線から第2および第3ポート5,7が設けられている端面までの寸法を大きくしてA1(>A)とし、ボディ1のシャフト16の中心線から第1および第4ポート3,9が設けられている端面までの寸法を大きくしてB1とている。エバポレータの出口に接続される第3配管6が挿入接続される第3ポート7については、ボディ1の側面から穴を開けていき、その穴の深さはパワーエレメント13が螺着される穴の手前の位置までにしている。また、コンプレッサへの第4配管8が挿入接続される第4ポート9についても、ボディ1の側面から穴を開けていき、その穴の深さはパワーエレメント13が螺着される穴の手前の位置までにしている。つまり、第2および第3配管4,6の取り付け面を外側(図の左側)に延長して、第3配管6が挿入されたときの先端位置がパワーエレメント13の取り付け穴の手前に位置するように第3ポート7が掘られ、かつ、第1および第4配管2,8の取り付け面を外側(図の右側)に延長して、第4配管8が挿入されたときの先端位置がパワーエレメント13の取り付け穴の手前に位置するように第4ポート9が掘られている。これら第3ポート7および第4ポート9の間は、第3ポート7よりも小さな内径G2の穴を開け、第2の冷媒通路を形成するようにしている。なお、第2の冷媒通路の内径G2は、第3配管6および第4配管8の呼び径よりも小さくしてあるが、これは、第2の冷媒通路が第3配管6および第4配管8の呼び径より多少小さく絞っても、それによる流量特性上の影響が実質的に表れることのない最小値に設定してある。
The expansion valve according to the second embodiment is longer than the expansion valve according to the first embodiment in the longitudinal direction of the
このように、第2および第3配管4,6の取り付け面と第1および第4配管2,8の取り付け面とを外側(図の左側および右側)にそれぞれ延ばし、第3ポート7の穴をパワーエレメント13の取り付け穴および第2の冷媒通路への連通孔に達しないように外側にずらして形成し、同様に、第4ポート9の穴をパワーエレメント13の取り付け穴および第2の冷媒通路への連通孔に達しないように外側にずらして形成した。これにより、パワーエレメント13の冷媒導入部およびこれと第2の冷媒通路との間の連通孔を内径G2の第2の冷媒通路に近づけて構成できる。この第2の実施の形態に係る膨張弁では、第1の実施の形態に係る膨張弁に比較して、第3ポート7がその延長線上でパワーエレメント13の結合部の取り付け穴とオーバラップするように配置されたことで、その分、第4ポート9がその延長線上でパワーエレメント13の結合部の取り付け穴とオーバラップする部分が増えている。したがって、この第2の実施の形態に係る膨張弁は、第4ポート9の中心からボディ1の図の上面までの寸法をE2(<E1)に短縮することができ、その分、ボディ1の長手方向の長さをD2(<D1)まで短くすることができる。
In this manner, the mounting surfaces of the second and
図3は第3の実施の形態に係る膨張弁の構成を示す中央縦断面図である。なお、この図3において、第2の実施の形態に係る膨張弁の構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。 FIG. 3 is a central longitudinal sectional view showing the configuration of the expansion valve according to the third embodiment. In FIG. 3, the same components as those of the expansion valve according to the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この第3の実施の形態に係る膨張弁は、第2の実施の形態に係る膨張弁と比較して、弁部の弁座10および弁体11の位置をパワーエレメント13の側にずらして形成することにより、ボディ1の長手方向の長さがさらに短縮されている。すなわち、この膨張弁においては、ボディ1のシャフト16の中心線から配管取り付け方向の端面までの寸法をA1およびB1に延長し、第3ポート7および第4ポート9の穴の深さをパワーエレメント13が螺着される穴の手前の位置までにして第4ポート9の中心からボディ1の図の上面までの寸法をE2に短縮している。これに加え、第2ポート5の位置を第3ポート7とともに外側(図の左側)にずらしたことにより、第2ポート5と弁体11およびスプリング12が配置されている空間とが軸線方向にオーバラップしなくなる。これにより、第1の冷媒通路における弁孔と第2ポート5との間の弁孔下流側通路19を小径化にすることによって弁座10の位置をパワーエレメント13の側にずらして、第2ポート5の延長線上で弁体11およびスプリング12が配置されている空間と部分的にオーバラップする位置関係にすることができるようになる。
The expansion valve according to the third embodiment is formed by shifting the positions of the
したがって、この構成の場合、第1ないし第4配管2,4,6,8の寸法、それらのシール構造、および第2および第3ポート5,7間のピッチFについては、第1および第2の実施の形態に係る膨張弁の場合と同じであるが、第1および第4ポート3,9間のピッチはC1(<C)に短縮されており、その分、ボディ1の長手方向の長さがD3(<D2)まで短縮されている。
Therefore, in the case of this configuration, the dimensions of the first to
図4は第4の実施の形態に係る膨張弁の構成を示す中央縦断面図である。なお、この図4において、従来の膨張弁の構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。 FIG. 4 is a central longitudinal sectional view showing the configuration of the expansion valve according to the fourth embodiment. In FIG. 4, the same components as those of the conventional expansion valve are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この第4の実施の形態に係る膨張弁は、従来の第2の構成例の膨張弁と比較して、同じ寸法、同じピッチ配列および同じシール構造の配管を用いながらボディ1の長手方向の長さが短縮されている。すなわち、この膨張弁においては、第1の実施の形態に係る膨張弁と同様に、ボディ1のシャフト16の中心線から第1および第4ポート3,9が設けられている端面までの寸法を延長してB1とし、第4ポート9の穴をパワーエレメント13の取り付け穴および第2の冷媒通路への連通孔に達しないように外側にずらして形成している。
The expansion valve according to the fourth embodiment is longer in the longitudinal direction of the
これにより、パワーエレメント13の冷媒導入部およびこれと第2の冷媒通路との間の連通孔が第3ポート7と同じ内径G1の第2の冷媒通路に近づけて構成できるので、第4ポート9の中心からボディ1の図の上面までの寸法をE1(<E)に短縮することができ、その分、ボディ1の長手方向の長さをJ1(<J)まで短くすることができる。
Accordingly, the refrigerant introduction portion of the
1 ボディ
2 第1配管
3 第1ポート
4 第2配管
5 第2ポート
6 第3配管
7 第3ポート
8 第4配管
9 第4ポート
10 弁座
11 弁体
12 スプリング
13 パワーエレメント
14 ダイヤフラム
15 ディスク
16 シャフト
17 ホルダ
18 ねじ穴
19 弁孔下流側通路
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記冷媒通路に連通する前記第3ポートおよび第4ポートの穴の少なくとも一方は、前記パワーエレメントの結合部を構成する取り付け穴よりも外側に設けられていて、前記第3ポートおよび/または第4ポートの延長線上で前記パワーエレメントの結合部と部分的にオーバラップする位置関係を有していることを特徴とする膨張弁。 A first port to which the first pipe from the receiver is connected, a second port to which the second pipe to the evaporator is connected, and a third port from which the third pipe from the evaporator is connected to the same side as the second port And a body having a fourth port connected to the same side as the first port, and a refrigerant coupled to the body and formed between the third port and the fourth port. An expansion valve including a power element that senses the temperature and pressure of the refrigerant flowing through the passage through the communication hole.
At least one of the holes of the third port and the fourth port communicating with the refrigerant passage is provided outside an attachment hole constituting the coupling portion of the power element, and the third port and / or the fourth port is provided. An expansion valve characterized by having a positional relationship that partially overlaps with a connecting portion of the power element on an extended line of the port.
The second port when the third port is provided outside the mounting hole constituting the coupling portion of the power element is in communication with the first port, and the valve body of the valve portion is disposed. A valve provided outside the space and having a positional relationship partially overlapping with the space on an extension line of the second port, the valve portion having an inner diameter smaller than the inner diameter of the second port The expansion valve according to claim 1, wherein the expansion valve is connected by a hole downstream side passage.
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070129 |
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A02 | Decision of refusal |
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