JP2006112749A - 温度式膨張弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 使用時の取り付け姿勢にかかわらず、異物の流入によるダイヤフラムの損傷を防止することができる温度式膨張弁を提供する。
【解決手段】 温度式膨張弁１においては、パワーエレメント２０の内部と第２通路８とをつなぐ連通路２５の一部を構成するホルダ３０の連通孔３２に、フィルタ３３を配置したため、冷媒とともに押し流されたアルミ粉等の異物をこのフィルタ３３にて遮断することができる。このため、温度式膨張弁１をパワーエレメント２０が下方になるように設置したとしても、異物が連通路２５を通ってパワーエレメント内に侵入することがなく、異物の流入によるダイヤフラム２３の損傷を防止することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、冷凍サイクルにおいて、エバポレータの出口側を流れる冷媒の温度および圧力に基づいて弁部の開度を制御し、コンデンサ側から流入した冷媒を絞り膨張させてエバポレータへ供給する温度式膨張弁に関する。

自動車用エアコン装置の冷凍サイクルは、一般に、循環する冷媒を圧縮するコンプレッサと、圧縮された冷媒を凝縮するコンデンサと、冷凍サイクル内の冷媒を溜めるとともに凝縮された冷媒を気液に分離するレシーバと、分離された液冷媒を絞り膨張させる膨張弁と、膨張弁で膨張された冷媒を蒸発させるエバポレータとにより構成されている。このうち、膨張弁には、例えばエバポレータの出口側を流れる冷媒の温度および圧力を感知してエバポレータに送り出す冷媒の流量を制御する温度式膨張弁が用いられる。

この温度式膨張弁は、一般に、レシーバからエバポレータへ向かう冷媒を通過させる第１通路と、エバポレータから戻ってきた冷媒を通過させてコンプレッサへ導出する第２通路とが形成されたボディを備え、そのボディの一端にパワーエレメントを備えている。このパワーエレメントは、ボディに接続されるハウジングと、ハウジング内を仕切るように配置されてボディとは反対側に感温室を形成するダイヤフラムとを備え、その感温室に所定の感温用ガスを封入して構成されている。このパワーエレメントは、第２通路との間に形成された連通路を介してエバポレータの出口側を流れる冷媒の温度および圧力を感知して、ボディに支持された駆動用のシャフトを介して第１通路に配置された弁部の開度を制御し、レシーバ側（つまりコンプレッサ側）からエバポレータ側へ流れる冷媒の流量を調整している。

このような温度式膨張弁は、一般に車両のエンジンルーム内に配置されるが、他の内部機器との配置関係の都合上、その取り付け姿勢には自由度があるのが望ましい。しかし、車両の駆動時にはエンジンルームが高温になるため、パワーエレメントのハウジングが熱せられてその温度が上昇する。その結果、ハウジング内部の感温ガスが、相対的に温度の低いダイヤフラムの内表面で凝縮して液化する。この場合、パワーエレメントがボディの上部に位置した状態で設置されていれば問題ないが、温度式膨張弁が逆さまに設置されている場合には、ダイヤフラムの表面で凝縮した感温ガスの液滴がハウジングの内面に落下し、そこで再び蒸発・気化して感温室内の圧力を急上昇させてしまう。一方、ダイヤフラムの表面温度に対応した飽和蒸気圧はこの圧力よりも低いため、ダイヤフラムの表面では再び凝縮が始まる。このような状態が繰り返されると、感温室内の圧力が変動して弁部が開閉動作し、それに伴って冷凍サイクルを流れる冷媒の流量が変動して不安定な状態になってしまうといった問題が生じる。

そこで、このような問題を解決するために、例えばダイヤフラムの感温室内側の表面に吸着手段を設け、凝縮して液化された感温ガスの液状部分を吸着させることにより液滴のハウジングへの落下を防止し、冷凍サイクルの安定性を保持する技術が提案されたりしている（例えば特許文献１参照）。
特許第３０４６６６７号公報（段落〔００２１〕，図１等）

しかしながら、温度式膨張弁を逆さまにして使用することについては、上述した液滴の問題以外の他の問題があり、その実現が難しくなっていた。
図９は、従来の温度式膨張弁を逆さまに取り付けた場合の他の問題を表す説明図であり、温度式膨張弁を逆さまにした状態のパワーエレメント周辺の構成を表している。

同図に示すように、温度式膨張弁１０１を逆さまに配置した状態において、エバポレータ側から導入された冷媒は、第２の通路１０２を通ってコンプレッサ側に導出されるが（実線矢印）、その一部は、連通路１０３を介してパワーエレメント１０４内に導入される（破線矢印）。そして、このときパワーエレメント１０４に導入された冷媒の温度および圧力がダイヤフラム１０５を隔てた感温室で感知され、そのダイヤフラム１０５を駆動する。このダイヤフラム１０５の動作は、ディスク１０６およびシャフト１０７を介して図示しない弁部に伝達される。この場合、上述のようにダイヤフラム１０５の感温室内側の面には吸着手段としてのパッド１０８が設けられているため、感温ガスが凝縮して液分が発生しても、これを保持することができる。

しかし、冷凍サイクルを循環する媒体には冷媒以外の異物が含まれることがある。例えば、配管やコンプレッサなどに元々あったアルミ粉や、冷凍サイクルの運転時にこれらで発生したアルミ粉などの異物が冷媒に押し流されていることがある。このため、上述のようにパワーエレメントを下側に向けて設置すると、冷媒とともにその異物がパワーエレメント内に流入して溜まる。そして、この異物がダイヤフラムとハウジングとの間に挟まった状態でダイヤフラムが駆動されると、場合によってはそのダイヤフラムを損傷させたりすることがあった。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、使用時の取り付け姿勢にかかわらず、異物の流入によるダイヤフラムの損傷を防止することができる温度式膨張弁を提供することを目的とする。

本発明では上記問題を解決するために、冷凍サイクルに設けられて動作し、コンデンサ側から流入した冷媒を内部の弁部を通過させることにより絞り膨張させてエバポレータへ供給し、前記エバポレータから戻ってきた冷媒の圧力と温度を感知して前記弁部の開度を制御するとともに、その冷媒をコンプレッサ側に導出する温度式膨張弁において、前記コンデンサ側からの冷媒を導入するための第１ポートと、前記第１ポートに連通して前記弁部を経由する第１通路を構成するとともに、前記弁部を通過した冷媒を前記エバポレータへ導出するための第２ポートと、前記エバポレータから戻ってきた冷媒を導入するための第３ポートと、前記第３ポートに連通して第２通路を構成し、前記冷媒を前記コンプレッサ側へ導出するための第４ポートとを有するボディと、前記ボディ内に自軸方向に動作可能に支持され、その動作によって前記弁部を駆動するシャフトと、前記ボディに接続されるハウジングと、前記ハウジング内を仕切るように配置され、前記ボディとは反対側に所定の感温用ガスを封入させる密閉空間を形成するダイヤフラムとを備え、前記第２通路を流れる冷媒の温度および圧力を感知し、前記ダイヤフラムの動作により前記シャフトを駆動して前記弁部の開度を制御し、前記第１ポートから前記第２ポートへ流れる冷媒の流量を制御するパワーエレメントと、前記ボディと前記パワーエレメントとの接続部又はその近傍に設けられ、前記第２の通路を流れる冷媒に押し流されてきた異物が少なくとも前記ダイヤフラムに到達するのを防止する異物流入防止手段と、を備えたことを特徴とする温度式膨張弁が提供される。

このような温度式膨張弁によれば、第２の通路を流れる冷媒に押し流されてきた異物は、異物流入防止手段によって少なくともダイヤフラムに到達するのが防止される。

本発明の温度式膨張弁によれば、異物が少なくともダイヤフラムに到達するのが防止されるため、使用時の取り付け姿勢にかかわらず、この異物の流入によるダイヤフラムの損傷を防止することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
まず、本発明の第１の実施の形態について説明する。本実施の形態は、本発明の温度式膨張弁を自動車用エアコン装置の冷凍サイクルに適用される膨張弁として具体化したものであり、図１はこの温度式膨張弁の構造を表す中央縦断面図である。なお、以下の説明においては、便宜上、図１の状態を基準に各構造の位置関係を上下と表現することがある。

図１に示すように、温度式膨張弁１は、アルミニウム材から形成された略角柱状のボディ２の側部に、レシーバ（コンデンサ側）から高温・高圧の液冷媒を受けるポート３（第１ポート）と、この温度式膨張弁１にて絞り膨張された低温・低圧の冷媒をエバポレータへ供給するポート４（第２ポート）と、エバポレータから蒸発された冷媒を受けるポート５（第３ポート）と、この温度式膨張弁１を通過した冷媒をコンプレッサへ戻すポート６（第４ポート）とを備えている。ポート３、ポート４およびこれらをつなぐ冷媒通路により第１通路７が構成され、ポート５、ポート６およびこれらをつなぐ冷媒通路により第２通路８が構成されている。

ポート３からポート４へ連通する第１通路７の部分には、弁座９がボディ２と一体に形成され、この弁座９の内周縁により弁孔１０が規定されている。弁座９の上流側には、弁体受け１１に支持され、弁座９とともに弁部を構成するボール状の弁体１２が配置されている。また、ボディ２の下端部には、この第１通路７にほぼ直交して外部と連通する連通孔１３が形成されており、この連通孔１３を封止するようにアジャストねじ１４が螺着されている。アジャストねじ１４の先端部には、先端面にリング状の溝部が形成されたスプリング受け１５が嵌着され、弁体受け１１との間に圧縮コイルスプリング１６を介装している。この圧縮コイルスプリング１６は、その一端が弁体受け１１に、他端がスプリング受け１５の溝部にそれぞれ挿通され、弁体受け１１を介して弁体１２を弁座９に着座させる方向に付勢している。そして、このアジャストねじ１４のボディ２への螺入量を調整することで、圧縮コイルスプリング１６の荷重を調整できるようなっている。また、アジャストねじ１４とボディ２との間には、内部の冷媒が連通孔１３を通って外部に漏洩することを阻止するＯリング１７が介装されている。

また、ボディ２の上端部には、感温部として機能するパワーエレメント２０が当接して設けられている。このパワーエレメント２０は、ステンレス材からなるアッパーハウジング２１およびロアハウジング２２と、これらによって囲まれた空間を仕切るように配置された可撓性のある金属薄板からなるダイヤフラム２３と、このダイヤフラム２３の下面に配置されたディスク２４とによって構成されている。アッパーハウジング２１とダイヤフラム２３とによって密閉された空間からなる感温室には、冷凍サイクルに使用される冷媒と類似の特性を持った感温用ガスが封入されている。ボディ２の上端部には、ポート５からポート６へ連通する第２通路８にほぼ直交して外部と連通する連通路２５が形成されており、この連通路２５を封止するようにパワーエレメント２０が螺着されている。このパワーエレメント２０とボディ２との間には、内部の冷媒が連通路２５を通って外部に漏洩することを阻止するＯリング２６が介装されている。第２通路８を通過する冷媒の圧力および温度は、連通路２５とディスク２４に設けられた孔部又は溝部を通ってダイヤフラム２３の下面に伝達される。

ダイヤフラム２３の上面（感温室内側の面）の中央には、液分を吸着する吸着手段としてのパッド５０が設けられている。このパッド５０は、感温室内で感温ガスが凝縮したときに発生した液分を吸着して保持するためのものであり、フェルトや各種繊維などから構成されるが、例えば親水性のある多孔質の合成樹脂や水ガラスなどから構成することもできる。

ディスク２４の下面中央には、円ボス状の係止部２４ａが突設されており、この係止部２４ａの下方には、ダイヤフラム２３の変位を弁体１２へ伝達するシャフト２７が同軸状に配置されている。このシャフト２７は、ボディ２に形成された貫通孔２８を挿通しており、ボディ２によって自軸方向に動作可能に支持されている。この貫通孔２８は、その上部に大径部２８ａ、下部に小径部２８ｂを有しており、大径部２８ａの上部開口端は、テーパ状の面取りがされた形状に形成されている。貫通孔２８の大径部２８ａには、シャフト２７と貫通孔２８との間を完全にシールするＯリング２９が配置され、貫通孔２８における冷媒のバイパス漏れを防止するように構成されている。

シャフト２７の上半部は、第２通路８を横切って配置された筒状のホルダ３０に挿通されて保持されている。このホルダ３０は、その上端部に外方に延出したフランジ部３１が設けられ、このフランジ部３１がボディ２の上面に係止されて支持されている。また、このフランジ部３１には、第２通路８とロアハウジング２２の内部とを連通させて上記連通路２５の一部を構成する一対の連通孔３２が設けられ、この連通孔３２のある横断面位置を仕切るように所定のフィルタ３３（異物流入防止手段）が設けられている。これらの構成については後に詳述する。ホルダ３０の下端部は貫通孔２８の大径部２８ａに嵌入されており、その下部端面が貫通孔２８の上部開口端方向へのＯリング２９の移動を規制している。このホルダ３０の貫通孔２８への嵌入量は、上記フランジ部３１のボディ２への当接により規制されている。シャフト２７の下端部は、小径部２８ｂを貫通して弁孔１０に達している。シャフト２７の上端部は、ディスク２４の係止部２４ａの下端面に当接し、このディスク２４を下方から支持している。

また、ホルダ３０の上部には、シャフト２７に対して横方向から付勢する図示しないコイルばねが配置されている（同図に示す断面と軸線周りに９０度ずれた断面に現れる後述するばね収容部４６に収容されている：図３および図４参照）。このコイルばねでシャフト２７に横荷重を与えることにより、ポート３における高圧冷媒に圧力変動があったときにシャフト２７の軸線方向の動作が敏感に反応しないようにしている。つまり、このコイルばねは、シャフト２７の軸線方向の振動による異常振動音の発生を抑える制振機構を構成している。

図２〜図４は、温度式膨張弁を構成するホルダの構造を表す説明図である。図２において、（Ａ）はホルダの正面図を表し、（Ｂ）は右側面図を表し、（Ｃ）は背面図を表している。また、図３において、（Ａ）はホルダの平面図を表し、（Ｂ）はホルダを構成するフィルタの平面図を表している。さらに、図４において、（Ａ）は図３（Ａ）のＡ−Ａ矢視断面図を表し、（Ｂ）は図３（Ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図を表し、（Ｃ）は図３（Ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図を表している。

図２に示すように、ホルダ３０は、ナイロンなどの樹脂材を射出成形して構成された段付円筒状の本体４１を有し、ボディ２の大径部２８ａに嵌入される下端部がやや縮径している。また、ホルダ３０の上端部で半径方向外向きに延出したフランジ部３１の上面には、ディスク２４の下死点を規定するストッパ部４２が立設されている。

図３（Ａ）に示すように、このストッパ部４２は、フランジ部３１の周端縁から中心部に向って延びる３つの脚部４３，４４および４５を有する。このうち、１つの脚部４４は他の脚部よりも幅広になっており、他の２つの脚部４３，４５は、脚部４４が位置するフランジ部３１の中心線に対して対称に構成されている。各脚部は、フランジ部３１の周端縁側にテーパ部を有するとともに、上端部において互いに連設され、その連設部の中央には概略円形状の座グリ面が設けられている。このため、各脚部の頂部は、本体４１の軸心を中心とする所定の円弧上に沿った帯状の面になっており、これがディスク２４の係止部２４ａの外側の下面に当接することによりディスク２４を係止する当接面４８を構成する。

また、脚部４３，４５の間は各脚部よりも低い位置（本実施の形態では各脚部のほぼ１／２の高さ位置）まで隆起しており、その中央の上記中心線に沿った位置には、上方に開口した長方形状の穴部からなるばね収容部４６が設けられている。このばね収容部４６は、本体４１の中央を上下に貫通するシャフト挿通孔４７（後述する）に連通しており、上述したコイルばねが収容されるように配置されている。このコイルばねは、その一端が、ばね収容部４６におけるフランジ部３１の周端縁側の壁面に係止され、他端が、シャフト挿通孔４７に挿通されたシャフト２７の側部に当接し、このシャフト２７にその軸線方向とほぼ直角方向の付勢力を付与している。

さらに、脚部４４とこれと隣接する脚部４３，４５の間には、上述した一対の連通孔３２が、上記中心線に対して対称にフランジ部３１を貫通するように設けられている。
図４に示すように、本体４１には、その中央を上下に貫通するシャフト挿通孔４７が形成され、シャフト２７を挿通できるようになっている。シャフト挿通孔４７の上端部は拡径され、ディスク２４の係止部２４ａを挿通してガイドするガイド部４９となっている。また、フランジ部３１の底部近傍の所定の横断面位置には、図２（Ｂ）に示した円形状のフィルタ３３がインサート成形され、連通孔３２を所定の位置で仕切るように配置されている。

フィルタ３３は、ナイロンから網目状に形成したシートを、ホルダ３０の２つの連通孔３２の外周縁に沿う概形円（仮想的な円）よりも大きな外径を有する円形に切り抜いて構成され、その中央には、シャフト挿通孔４７の内径よりもやや大きな円孔３３ａが形成されている。このフィルタ３３は、その円孔３３ａがシャフト挿通孔４７と同心となるようにフランジ部３１に配置されている。本実施の形態では、このフィルタ３３の粗さが、冷凍サイクルを循環するアルミ粉よりも小さく、かつ、冷媒を十分に導入できる程度となるように、１インチあたり６０〜１００メッシュとなるようにされている。このフィルタ３３は、ホルダ３０を射出成形する際にその金型の所定位置にセットされて一体成形される。

図１に戻り、以上のように構成された温度式膨張弁１は、エバポレータから戻ってきて第２通路８を通過する冷媒の圧力および温度を連通路２５を介してパワーエレメント２０で感知し、ダイヤフラム２３を介してディスク２４を駆動する。そして、その冷媒の温度が高い又は圧力が低い場合には、ディスク２４と一体化したシャフト２７を介して弁体１２を開弁方向へ押して弁座９からのリフト量を大きくし、逆にその温度が低い又は圧力が高い場合には、弁体１２を閉弁方向へ移動させて弁座９からのリフト量を小さくして弁開度を制御するようにしている。一方、レシーバから供給された液冷媒は、ポート３を介して弁体１２のある空間に流入し、弁開度が制御された弁部を通過することで絞り膨張され、低温・低圧の冷媒になる。その冷媒は、ポート４から出てエバポレータに供給され、ここで車室内の空気と熱交換されて温度式膨張弁１のポート５に戻される。このとき、温度式膨張弁１は、エバポレータの出口の冷媒が所定の過熱度を有するようにエバポレータへ供給する冷媒の流量を制御するので、エバポレータからは冷媒が完全に蒸発された状態でコンプレッサに戻される。

以上に説明したように、温度式膨張弁１においては、パワーエレメント２０の内部と第２通路８とをつなぐ連通路２５の一部を構成するホルダ３０の連通孔３２に、フィルタ３３を配置したため、冷媒とともに押し流されたアルミ粉等の異物をこのフィルタ３３にて遮断することができる。このため、温度式膨張弁１をパワーエレメント２０が下方になるように設置したとしても、異物が連通路２５を通ってパワーエレメント内に侵入することがなく、異物の流入によるダイヤフラム２３の損傷を防止することができる。

また、フィルタ３３をホルダ３０のフランジ部３１の底部近傍、つまり第２通路８に近い位置に配置したため、仮に異物がフィルタ３３の近傍に滞留しようとしても、第２通路８を流れる冷媒により下流側（コンプレッサ側）に押し流されて排出されるため、フィルタ３３が詰まることもない。このため、パワーエレメント２０内への冷媒の導入が妨げられることもない。

また、フィルタ３３をホルダ３０に予めインサート成形したため、ボディ２への取り付けが極めて容易になる。本実施の形態では、フィルタ３３の中央に金型のピン（ホルダ３０にシャフト挿通孔４７を成形するためのピン）を挿通するための円孔３３ａを設けたが、ナイロン等の可撓性のある樹脂を採用する場合には、このような円孔３３ａを設けずに、そのメッシュの伸びを利用し、そのメッシュ孔を拡張しながらピンに挿通するようにすることもできる。

なお、本実施の形態においては、上述のようにフィルタ３３をホルダ３０にインサート成形したが、フィルタ３３をホルダ３０とは別体で構成し、連通路２５のどこかに配置するようにしてもよい。例えば、ホルダ３０を形成した後にその連通孔３２を覆うようにフィルタ３３を貼り付けてもよいし、フィルタ３３をホルダ３０のフランジ部３１とボディ２との間に挟まれるように配置したり、パワーエレメント２０の内部又はボディ２の内部のいずれかに固定するようにしてもよい。

また、本実施の形態においては、フィルタのメッシュの粗さの一例を示したが、その粗さは侵入防止の対象となる異物の種類や大きさ等により適宜選択することが可能である。
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態に係る温度式膨張弁は、ディスク周辺の構造が大きく異なる以外は上記第１の実施の形態の構成と共通する部分が多いため、ほぼ同様の構成部分については同一の符号を付す等してその説明を省略する。図５はこの温度式膨張弁の構造を表す中央縦断面図である。

図５に示すように、温度式膨張弁２０１においても、弁座９の上流側に、弁体受け２１１に支持されたボール状の弁体１２が配置されている。また、アジャストねじ２１４の先端面には円溝状のスプリング受け部２１５が設けられ、弁体受け２１１との間に圧縮コイルスプリング１６を介装している。

また、パワーエレメント２２０のディスク２２４は、円板状の本体の下面中央に円ボス状の係止部２２５が突設され、その係止部２２５の下面には、下方に開口するシャフト収容部２２６が形成されている。このシャフト収容部２２６は、下方に向って拡径するテーパ形状となっており、シャフト２７の端部の導入を滑らかにしている。シャフト２７は、このシャフト収容部２２６の基端面に当接して係止された状態でディスク２２４と一体に動作する。

また、ディスク２２４の下面の周端縁近傍はフラットに形成されたストッパ部２４１となっており、ロアハウジング２２の底部平面部に係止されるように構成されている。すなわち、温度式膨張弁２０１においては、ロアハウジング２２の底部平面部がディスク２２４の下死点を規定する。ストッパ部２４１の下面の数箇所には半径方向に延びる溝部２４２が形成され、ディスク２２４が図示のような下死点にある状態においても、連通路２５に導入された冷媒をダイヤフラム２３側に導入できるようになっている。

さらに、ディスク２２４の下面には、制振機構としてのばね部材２４３が設けられている。ばね部材２４３は、中央に円孔を有する円板状の板材の周縁から複数の板ばねが下方に延出して構成され、各板ばねの自由端近傍がくの字状に屈曲しており、その屈曲部においてロアハウジング２２の内壁面を半径方向外向きに押圧するように付勢している。このばね部材２４３は、ディスク２２４の係止部２２５にその円孔を嵌入させることにより固定されている。これにより、ばね部材２４３は、ディスク２２４と一体化したシャフト２７に対して軸方向の摺動抵抗を発生させることができ、その制振機能を発揮する。

第２の通路８とパワーエレメント２２０との間のボディ２０２の部分には、ナイロン等の樹脂からなる円板状のフィルタ部材２５０（異物流入防止手段）が設けられている。図６はこのフィルタ部材の構成を表す説明図であり、（Ａ）はその平面図を表し、（Ｂ）はそのＤ−Ｄ矢視断面図を表している。

フィルタ部材２５０は、円板状の本体２５１の中央にシャフト２７を挿通するためのシャフト挿通孔２５２が形成され、さらに、このシャフト挿通孔２５２の周囲に断面扇状の３つの連通孔２５３が等間隔で設けられている。これらの連通孔２５３は、第２通路８とロアハウジング２２の内部とを連通させる連通路２５の一部を構成する。本体２５１には、その厚み方向の中央位置に図２（Ｂ）で示したフィルタ３３がインサート成形され、各連通孔２５３の中央の横断面位置を仕切るように配置されている。

シャフト２７は、ボディ２０２に形成された貫通孔２２８を挿通しており、ボディ２０２によって自軸方向に動作可能に支持されている。この場合、貫通孔２２８は十分に長く、シャフト２７とのクリアランスも十分に小さくなるように構成されているため、貫通孔２２８における冷媒のバイパス漏れは防止されている。シャフト２７は、その上端部がフィルタ部材２５０のシャフト挿通孔２５２を通ってディスク２２４のシャフト収容部２２６に収容され、ディスク２２４と一体に動作する。その際、ディスク２２４とフィルタ部材２５０との間には、ディスク２２４のストローク以上の間隔が設けられているため、フィルタ部材２５０が障害となることはない。また、フィルタ部材２５０のシャフト挿通孔２５２と、これに挿通されたシャフト２７とのクリアランスは十分に小さくなるように構成されているため、このクリアランスから異物が侵入することもない。

以上に説明したように、温度式膨張弁２０１においても、パワーエレメント２２０の内部と第２通路８とをつなぐ連通路２５の一部を構成するフィルタ部材２５０の連通孔２５３にフィルタ３３を配置している。これにより、温度式膨張弁１をパワーエレメント２０が下方になるように設置したとしても、異物が連通路２５を通ってパワーエレメント内に侵入することがなく、異物の流入によるダイヤフラム２３の損傷を防止することができる。

［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態に係る温度式膨張弁は、ディスク周辺の構造が若干異なる以外は上記第２の実施の形態の構成と同様であるため、同様の構成部分については同一の符号を付す等してその説明を省略する。図７はこの温度式膨張弁のディスク周辺の構造を表す部分拡大断面図である。

図７に示すように、温度式膨張弁３０１におけるパワーエレメント３２０のディスク３２４（駆動力伝達部材）は、円板状の本体の下面中央に設けられた円ボス状の係止部３２５が、図５の係止部２２５よりも下方に長く延出しており、その先端部が第２通路８に露出している。この先端部の下面にはシャフト収容部２２６が形成されており、シャフト２７の一端側に当接してダイヤフラム２３の動作をシャフト２７へ伝達する。この係止部３２５は、ボディ３０２の上壁部に設けられた円孔３０３（挿通孔）を貫通しているが、この円孔３０３と係止部３２５との間のクリアランス（異物流入防止手段）は、冷媒の導入量を確保しつつ異物の侵入を防止できる程度に十分に小さくなっている（本実施の形態では０．０５ｍｍ程度）。

このように、温度式膨張弁３０１においては、第２通路８に露出するディスク３２４とボディ３０２との間のクリアランスをつめたことにより、異物が連通路２５を通ってパワーエレメント内に侵入することがなく、異物の流入によるダイヤフラム２３の損傷を防止することができる。

［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態に係る温度式膨張弁は、ディスク周辺の構造が若干異なる以外は上記第２の実施の形態の構成と同様であるため、同様の構成部分については同一の符号を付す等してその説明を省略する。図８はこの温度式膨張弁のディスク周辺の構造を表す部分拡大断面図である。

図８に示すように、温度式膨張弁４０１のパワーエレメント４２０は、円板状の本体の下面中央に円ボス状の係止部４２５が突設されたディスク４２４を有するが、その係止部４２５には、図５に示したようなシャフト収容部２２６は設けられていない。

そして、ディスク４２４の係止部４２５とシャフト２７との間には、アルミニウムからなる円柱状の中継部材４２６が介装されている。この中継部材４２６は、その長手方向の中央部の周面に沿って所定幅の溝部４２７が周設されており、この溝部４２７にシール用のＯリング４２８が嵌め込まれている。この中継部材４２６は、ボディ４０２の上壁部に設けられた円孔４０３（挿通孔）を摺動可能に貫通し、ディスク４２４およびシャフト２７と一体となって動作する。このとき、中継部材４２６とボディ４０２との間隙がＯリング４２８により気密にシールされているため、第２通路８を流れる冷媒が、パワーエレメント４２０側に流入することがない。なお、本実施の形態では、このＯリング４２８によりボディ４０２の内外のシールが実現されるため、図５に示したＯリング２６は設けられておらず、ロアハウジング２２には大気が導入されることになる。

一方、第２通路８を流れる冷媒の温度および圧力は、中継部材４２６およびディスク４２４を介してダイヤフラム２３に伝達されるため、パワーエレメント４２０は、この冷媒の温度および圧力を感知してシャフト２７を駆動制御することができる。

なお、本実施の形態において、中継部材４２６およびディスク４２４が伝達部材を構成し、この伝達部材とＯリング４２８が異物流入防止手段を構成する。
このように、温度式膨張弁４０１においては、Ｏリング４２８によりパワーエレメント４２０とボディ４０２との間のシールがなされているため、第２通路８を流れる異物がパワーエレメント４２０内に侵入することがなく、異物の流入によるダイヤフラム２３の損傷を防止することができる。

第１の実施の形態の温度式膨張弁の構造を表す中央縦断面図である。 温度式膨張弁を構成するホルダの構造を表す説明図である。 温度式膨張弁を構成するホルダの構造を表す説明図である。 温度式膨張弁を構成するホルダの構造を表す説明図である。 第２の実施の形態の温度式膨張弁の構造を表す中央縦断面図である。 フィルタ部材の構成を表す説明図である。 第３の実施の形態にかかる温度式膨張弁のディスク周辺の構造を表す部分拡大断面図である。 第４の実施の形態にかかる温度式膨張弁のディスク周辺の構造を表す部分拡大断面図である。 従来の温度式膨張弁を逆さまに取り付けた場合の他の問題を表す説明図である。

符号の説明

１，２０１，３０１，４０１ 温度式膨張弁
２，２０２，３０２，４０２ ボディ
３，４，５，６ ポート
７ 第１通路
８ 第２通路
９ 弁座
１２ 弁体
２０，２２０，３２０，４２０ パワーエレメント
２１ アッパーハウジング
２２ ロアハウジング
２３ ダイヤフラム
２４，２２４，３２４，４２４ ディスク
２４ａ，２２５，３２５，４２５ 係止部
２５ 連通路
２７ シャフト
２８ 貫通孔
３０ ホルダ
３１ フランジ部
３２，２５３ 連通孔
３３ フィルタ
４１ 本体
４２ ストッパ部
４３，４４，４５ 脚部
４６ ばね収容部
４７ シャフト挿通孔
４８ 当接面
４９ ガイド部
５０ パッド
２２６ シャフト収容部
２２８ 貫通孔
２４１ ストッパ部
２４２ 溝部
２４３ ばね部材
２５０ フィルタ部材
２５２ シャフト挿通孔
４２６ 中継部材
４２７ 溝部
４２８ Ｏリング

Claims (11)

1. 冷凍サイクルに設けられて動作し、コンデンサ側から流入した冷媒を内部の弁部を通過させることにより絞り膨張させてエバポレータへ供給し、前記エバポレータから戻ってきた冷媒の圧力と温度を感知して前記弁部の開度を制御するとともに、その冷媒をコンプレッサ側に導出する温度式膨張弁において、
   前記コンデンサ側からの冷媒を導入するための第１ポートと、前記第１ポートに連通して前記弁部を経由する第１通路を構成するとともに、前記弁部を通過した冷媒を前記エバポレータへ導出するための第２ポートと、前記エバポレータから戻ってきた冷媒を導入するための第３ポートと、前記第３ポートに連通して第２通路を構成し、前記冷媒を前記コンプレッサ側へ導出するための第４ポートとを有するボディと、
   前記ボディ内に自軸方向に動作可能に支持され、その動作によって前記弁部を駆動するシャフトと、
   前記ボディに接続されるハウジングと、前記ハウジング内を仕切るように配置され、前記ボディとは反対側に所定の感温用ガスを封入させる密閉空間を形成するダイヤフラムとを備え、前記第２通路を流れる冷媒の温度および圧力を感知し、前記ダイヤフラムの動作により前記シャフトを駆動して前記弁部の開度を制御し、前記第１ポートから前記第２ポートへ流れる冷媒の流量を制御するパワーエレメントと、
   前記ボディと前記パワーエレメントとの接続部又はその近傍に設けられ、前記第２の通路を流れる冷媒に押し流されてきた異物が少なくとも前記ダイヤフラムに到達するのを防止する異物流入防止手段と、
   を備えたことを特徴とする温度式膨張弁。
2. 前記第２の通路と前記ハウジング内とを連通させる連通路が設けられ、
   前記異物流入防止手段は、前記連通路に配置された所定粗さの網目構造を有するフィルタからなることを特徴とする請求項１記載の温度式膨張弁。
3. 前記ボディに対して前記第２通路を横切るように配置される本体と、前記本体の内部に前記シャフトを挿通するための挿通部と、前記本体から外方に延出して前記ボディと前記パワーエレメントとの間に係止されるフランジ部とを有するホルダを備え、
   前記フィルタは、前記フランジ部に前記連通路として形成された連通孔を仕切るように、前記本体に対して固定されたことを特徴とする請求項２記載の温度式膨張弁。
4. 前記フィルタは、前記本体にインサート成形されていることを特徴とする請求項３記載の温度式膨張弁。
5. 前記ボディと前記パワーエレメントとの間に係止される板状の本体と、前記本体に形成されて前記シャフトを貫通させる貫通孔と、前記貫通孔の周囲に前記本体を貫通するように形成されて前記連通路を構成する連通孔とを有し、前記フィルタが前記連通孔を仕切るように前記本体に配置されたフィルタ部材を備えたことを特徴とする請求項２記載の温度式膨張弁。
6. 前記フィルタは、前記本体にインサート成形されていることを特徴とする請求項５記載の温度式膨張弁。
7. 前記パワーエレメントから前記ボディ側に延びるように設けられ、その一端部が前記ダイヤフラムに当接し、他端部が前記ボディに形成された挿通孔を貫通して前記第２通路に露出するとともに前記シャフトの一端側に当接し、前記ダイヤフラムの動作を前記シャフトへ伝達する駆動力伝達部材を備え、
   前記異物流入防止手段は、前記駆動力伝達部材と前記挿通孔との間に前記異物が流入しない程度に小さく形成されたクリアランスからなることを特徴とする請求項１記載の温度式膨張弁。
8. 前記パワーエレメントから前記ボディ側に延びるように設けられ、その一端部が前記ダイヤフラムに当接し、他端部が前記ボディに設けられた挿通孔を貫通して前記第２通路に露出するとともに前記シャフトの一端側に当接し、前記第２通路を流れる冷媒の温度および圧力を前記パワーエレメント側に伝達する一方、前記ダイヤフラムの動作を前記シャフトへ伝達する伝達部材を備え、
   前記異物流入防止手段は、前記伝達部材と前記挿通孔との間に設けられて前記伝達部材と一体に動作するシール部材からなることを特徴とする請求項１記載の温度式膨張弁。
9. 前記伝達部材は、前記ダイヤフラムに当接するディスクと、前記ディスクと前記シャフトとの間に介装され、前記挿通孔に挿通される中継部材とからなり、
   前記シール部材は、前記中継部材の外周面に設けられて、前記挿通孔内を摺動するように構成されたことを特徴とする請求項８記載の温度式膨張弁。
10. 前記ディスクに固定され、前記ハウジングを押圧することにより前記ディスクの動作方向の摺動抵抗を発生させるばね部材が設けられたことを特徴とする請求項９記載の温度式膨張弁。
11. 前記ダイヤフラムの前記シャフトとは反対側面に、前記密閉空間にて前記感温ガスが凝縮して発生した液分を吸着する吸着部材が設けられたことを特徴とする請求項１記載の温度式膨張弁。
    
    
    

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