JP2006322689A - Thermal expansion valve - Google Patents
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- F25B2341/0683—Expansion valves combined with a sensor the sensor is disposed in the suction line and influenced by the temperature or the pressure of the suction gas
Abstract
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及び圧力を感知し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。 In the refrigeration cycle, the present invention detects the temperature and pressure of the refrigerant flowing on the outlet side of the evaporator, controls the opening degree of the valve unit, squeezes and expands the refrigerant flowing in from the condenser side, and supplies it to the evaporator. Regarding the valve.
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及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。 Generally, a refrigeration cycle of an air conditioner for an automobile includes a compressor that compresses a circulating refrigerant, a condenser that condenses the compressed refrigerant, a receiver that stores the refrigerant in the refrigeration cycle and separates the condensed refrigerant into gas and liquid. An expansion valve that squeezes and expands the separated liquid refrigerant, and an evaporator that evaporates the refrigerant expanded by the expansion valve. Among these, for example, a temperature type expansion valve that senses the temperature and pressure of the refrigerant flowing on the outlet side of the evaporator and controls the flow rate of the refrigerant sent to the evaporator is used as the expansion valve.
このような温度式膨張弁は、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感温部を構成するパワーエレメントが設けられている。このパワーエレメントは、例えばダイヤフラムで仕切られた感温室に所定の感温用ガスを封入して構成され、エバポレータの出口側を流れる冷媒の温度及び圧力を感知し、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する。 Such a temperature type expansion valve includes a body in which a first passage for allowing refrigerant to pass from the receiver to the evaporator and a second passage for allowing refrigerant returned from the evaporator to pass through to the compressor are formed. The power element which comprises a temperature sensing part is provided in the end of the body. This power element is configured, for example, by sealing a predetermined temperature sensing gas in a temperature sensing room partitioned by a diaphragm, sensing the temperature and pressure of the refrigerant flowing on the outlet side of the evaporator, and for driving supported by the body. The opening degree of the valve unit arranged in the first passage is controlled via the shaft.
ところで、このような温度式膨張弁では、冷媒の温度及び圧力を感知して変位するダイヤフラムの動作をシャフトに伝達するために、ダイヤフラムとシャフトとの間に板状のディスクが介装されることがある。このディスクは、弁部を駆動制御するシャフトに直接力を及ぼすものであるため、弁開度特性を安定に保つためにはシャフトの軸線方向に沿って安定に動作する必要がある。このため、温度式膨張弁の製造時には、パワーエレメント内におけるディスクの位置合わせが行われる。 By the way, in such a temperature type expansion valve, a plate-like disk is interposed between the diaphragm and the shaft in order to transmit the operation of the diaphragm that senses and displaces the refrigerant to the shaft. There is. Since this disk directly exerts a force on the shaft that drives and controls the valve portion, it is necessary to operate stably along the axial direction of the shaft in order to keep the valve opening characteristic stable. For this reason, when the temperature type expansion valve is manufactured, the disk is aligned in the power element.
このディスクの位置合わせを高精度にかつ容易に行うために、出願人は、例えば先行特許出願である特願2004−292274号において、以下のような温度式膨張弁を提案している。図13は、この先行特許出願にかかる温度式膨張弁の製造工程の一部を表す説明図である。(A)はパワーエレメントを組み立てる段階の工程を表し、(B)はパワーエレメントをボディに組み付ける段階の工程を表している。 In order to perform alignment of the disk with high accuracy and ease, the applicant has proposed the following temperature type expansion valve in Japanese Patent Application No. 2004-292274, which is a prior patent application, for example. FIG. 13 is an explanatory view showing a part of the manufacturing process of the temperature type expansion valve according to this prior patent application. (A) represents the process of the step of assembling the power element, and (B) represents the process of the step of assembling the power element to the body.
この温度式膨張弁のパワーエレメント101は、ロアハウジング102の内部に収容される円板状のディスク103を有する。このディスク103は、その下半部にロアハウジング102の縮管部104に挿通される延出部105を有し、その下面中央にシャフト106の端部を挿通して係止する穴部107を有する。
The
そして、パワーエレメント101を組み立てる際には、同図(A)に示すように、ディスク103の延出部105をロアハウジング102の縮管部104に挿通するようにして、ディスク103をロアハウジング102に載置する。これにより、ディスク103のパワーエレメント101内での概略的な位置決めがなされる。
Then, when assembling the
そして、同図(B)に示すように、パワーエレメント101をシャフト106が露出したボディ108に対して組み付ける。このとき、ディスク103がその軸心をシャフト106の軸線位置に一致させる方向に移動する。つまり、パワーエレメント101をボディ108に組み付けると同時にディスク103の最終的な位置決めがなされる。
Then, as shown in FIG. 5B, the
ところで、このような構成では、前段でディスク103をパワーエレメント101内で概略的に位置決めするために、延出部105と縮管部104とのクリアランスを小さく設定する必要がある。このため、第2通路109を流れる冷媒は、そのクリアランスを通過し難くなり、感温部での温度感知は、専らディスク103による冷媒温度の熱伝達によるものとなる。このとき、ディスク103と冷媒との接触面は実質的に同図(B)の黒塗り部A0のようになり、冷媒温度を感知に機能する範囲が制限されてしまう。
By the way, in such a configuration, in order to roughly position the
また、ディスク103に設けた延出部105が、ディスク103の厚みを大きくして熱伝達を低下させるため、エバポレータ出口の冷媒温度の正確な感知を妨げる要因となる。
そして特に、このような温度式膨張弁は、設置スペースの都合により高温雰囲気となるエンジンルーム内に配置されることがあるが、感温部がこの高温雰囲気下に晒されると、冷媒温度よりも外部雰囲気のほうに反応してしまい、本来感知すべきエバポレータ出口の冷媒温度を正確に感知できず、弁部の制御に誤作動を引き起こしてしまうおそれがある。
Further, since the extending
In particular, such a temperature type expansion valve may be disposed in an engine room that is in a high temperature atmosphere due to the installation space, but if the temperature sensitive part is exposed to this high temperature atmosphere, the temperature of the refrigerant is higher than the refrigerant temperature. It reacts to the outside atmosphere, and the refrigerant temperature at the evaporator outlet that should be sensed cannot be accurately sensed, which may cause malfunction in the control of the valve portion.
このような場合、温度式膨張弁の少なくとも感温部を樹脂材等からなる断熱用のカバーにて被覆し、周囲温度の影響を受け難くする等の工夫も考えられる(例えば特許文献1参照)。これにより、外部雰囲気の影響を少なくして冷媒温度に対する感度を相対的に向上させることができる。
しかしながら、このようなカバー等の付属部品を組み付ける構成は、部品点数の増加によりコストアップにつながるため、可能な限り付属部品を用いることなく、冷媒温度に対する感度を向上させることが要請されている。 However, such a structure for assembling accessory parts such as a cover leads to an increase in cost due to an increase in the number of parts, and therefore it is required to improve sensitivity to the refrigerant temperature without using accessory parts as much as possible.
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、簡易かつ低コストに実現でき、冷媒温度を精度よく感知して安定した弁開度特性を得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。 The present invention has been made in view of the above points, and provides a temperature type expansion valve that can be realized simply and at low cost, can accurately sense the refrigerant temperature, and can obtain a stable valve opening characteristic. The purpose is to do.
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、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温度式膨張弁において、前記コンデンサ側から導入された冷媒を、前記弁部を経由させて前記エバポレータへ導出するための第1通路と、前記エバポレータから戻ってきた冷媒を導入して前記コンプレッサ側へ導出するための第2通路とを有するボディと、第1ハウジングと、前記第1ハウジングに対向配置されるとともに、前記第1ハウジングとは反対側で前記第2通路に連通する第2ハウジングと、前記第1ハウジングと前記第2ハウジングとにより囲まれる空間を仕切るように配置され、前記第1ハウジング側の密閉空間に所定の感温用媒体を封入させた状態で保持するダイヤフラムと、前記第2ハウジング内で前記ダイヤフラムに当接するように配置され、前記ダイヤフラムとは反対側面にシャフトが当接するディスクとを備え、前記第2通路を流れる冷媒の温度及び圧力を感知し、前記シャフトを前記ディスクと一体に駆動して前記弁部の開度を制御し、前記第1通路を流れる冷媒の流量を制御するパワーエレメントと、を備え、前記ディスクは、前記シャフトの前記弁部とは反対側の端部と係合してこれを係止する係合部と、前記第2ハウジングの内壁に沿うようにして配置される延出部とを有し、前記パワーエレメントとして組み立てられる際に、前記延出部が前記第2ハウジングの内壁に沿って収容されることにより仮の位置決めがなされ、前記パワーエレメントが前記ボディに組み付けられる際に、前記係合部と前記シャフトとが係合することにより位置決めが完了するように構成され、前記延出部は、前記第2通路を流れる冷媒と前記ディスクとの接触面積を大きくするために、前記ディスクの前記第2通路側に露出する表面積を拡大する接触面拡大形状を有すること、を特徴とする温度式膨張弁が提供される。 In the present invention, in order to solve the above-described problem, the refrigerant that is provided in the refrigeration cycle is expanded and supplied to the evaporator by passing the refrigerant flowing in from the condenser side through the internal valve portion, and returned from the evaporator. In a temperature type expansion valve that senses the pressure and temperature of the valve and controls the opening degree of the valve part, a first passage for leading the refrigerant introduced from the condenser side to the evaporator via the valve part And a body having a second passage for introducing the refrigerant returned from the evaporator and leading it out to the compressor side, a first housing, the first housing, and the first housing. A space surrounded by the second housing communicating with the second passage on the opposite side to the first housing and the first housing and the second housing is partitioned And a diaphragm that holds a predetermined temperature-sensitive medium in a sealed space on the first housing side, and is disposed so as to abut on the diaphragm in the second housing, and the diaphragm Comprises a disk with which the shaft abuts on the opposite side, senses the temperature and pressure of the refrigerant flowing through the second passage, controls the opening of the valve by driving the shaft integrally with the disk, A power element that controls the flow rate of the refrigerant flowing through the first passage, and the disk engages with and engages with an end of the shaft opposite to the valve, An extension part arranged along the inner wall of the second housing, and when the power element is assembled, the extension part fits along the inner wall of the second housing. When the power element is assembled to the body, the positioning is completed by the engagement between the engagement portion and the shaft, and the extension portion is In order to increase the contact area between the refrigerant flowing in the second passage and the disc, the temperature formula is characterized in that it has a contact surface enlargement shape that enlarges the surface area exposed on the second passage side of the disc. An expansion valve is provided.
このような温度式膨張弁においては、パワーエレメントの組み立て時にディスクの位置決めが概略的に行われた後、これを利用してパワーエレメントのボディへの組み付け時にさらにディスクの高精度な位置決めがなされる。つまり、ディスクの位置決めが温度式膨張弁の組立工程の流れにおいて構造上自動的に行われるため、その位置合わせ作業が非常に容易になる。そして、この高精度な位置決めにより、ディスクの動作が安定に保持される。 In such a temperature type expansion valve, after the positioning of the disk is roughly performed at the time of assembling the power element, the disk is further highly accurately positioned by using this when the power element is assembled to the body. . In other words, since the positioning of the disk is automatically performed structurally in the flow of the assembly process of the temperature type expansion valve, the positioning operation becomes very easy. This highly accurate positioning ensures stable operation of the disk.
また、ディスクの第2通路側に露出する表面積が接触面拡大形状により拡大されるため、第2通路を流れる冷媒とディスクとの接触面積が大きくなり、感温部への熱伝達性能が向上する。その結果、外部雰囲気の影響を遮断するためのカバー等の付属部品を組み付ける必要性がなくなる。 Further, since the surface area exposed to the second passage side of the disk is enlarged by the contact surface enlargement shape, the contact area between the refrigerant flowing through the second passage and the disk is increased, and the heat transfer performance to the temperature sensing part is improved. . As a result, there is no need to assemble accessory parts such as a cover for blocking the influence of the external atmosphere.
本発明の温度式膨張弁によれば、第2通路を流れる冷媒とディスクとの接触面積が大きくなるため、エバポレータ出口の冷媒温度の感温部への熱伝達性能が向上する。このため、感温部において冷媒温度を精度よく感知して安定した弁開度特性を得ることができる。その結果、外部雰囲気の影響を遮断するための付属部品を組み付ける必要性がなくなり、低コストに実現することができる。 According to the temperature type expansion valve of the present invention, the contact area between the refrigerant flowing through the second passage and the disk is increased, so that the heat transfer performance of the refrigerant temperature at the evaporator outlet to the temperature sensing part is improved. For this reason, it is possible to accurately detect the refrigerant temperature in the temperature sensing portion and obtain a stable valve opening characteristic. As a result, it is not necessary to assemble an accessory for blocking the influence of the external atmosphere, and the cost can be reduced.
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]
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温度式膨張弁として具体化したものである。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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[First Embodiment]
In this embodiment, the temperature type expansion valve of the present invention is embodied as a temperature type expansion valve applied to a refrigeration cycle of an automotive air conditioner. FIG. 1 is a central longitudinal sectional view showing the structure of the temperature type expansion valve. In the following description, for the sake of convenience, the positional relationship between the structures may be expressed as upper and lower with reference to the state of FIG.
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と、エバポレータから蒸発された冷媒を受けるポート5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とを備えている。ポート3、ポート4及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及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。
As shown in FIG. 1, a
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の先端面中央には凹状のスプリング受け部15が設けられており、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部15に挿通され、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。
A
また、ボディ2の上端部には、感温部を構成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(「第1ハウジング」に該当する)及びロアハウジング22(「第2ハウジング」に該当する)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とよって密閉された感温室には、所定の感温用ガス(「感温用媒体」に該当する)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。
Further, a
ディスク24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29、下部に小径部30を有しており、大径部29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29には、シャフト27と貫通孔28との間をシールするOリング31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。
A
シャフト27の上部は、第2通路8を横切って配置されたホルダ32により保持されている。このホルダ32の下端部は大径部29に嵌入されており、その下部端面がOリング31の移動を規制している。シャフト27の下端部は、小径部30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の下面中央に形成された穴部に挿通され、このディスク24を下方から支持している。
The upper part of the
また、ホルダ32の上部には、シャフト27に対して横方向から付勢するコイルスプリング33が配置されている。このコイルスプリング33でシャフト27に横荷重を与える構成にしたことにより、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、このコイルスプリング33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。
A
図2は、本実施の形態にかかる温度式膨張弁のパワーエレメント周辺の構造を表す部分拡大図である。また、図3は、パワーエレメントを構成するディスクの構造を表す説明図であり、(A)はディスクの断面図であり、(B)はディスクの底面図である。さらに、図4は、パワーエレメントの底面図である。 FIG. 2 is a partially enlarged view showing the structure around the power element of the thermal expansion valve according to the present embodiment. 3A and 3B are explanatory views showing the structure of the disk constituting the power element. FIG. 3A is a sectional view of the disk, and FIG. 3B is a bottom view of the disk. FIG. 4 is a bottom view of the power element.
図2に示すように、パワーエレメント20は、それぞれステンレス材をプレス成形して構成したカップ状のアッパーハウジング21とロアハウジング22とを、ディスク24及びダイヤフラム23を間に介装させた状態で対向配置し、その接合部の外周端に沿って溶接を施すことにより形成されている。
As shown in FIG. 2, the
アッパーハウジング21のダイヤフラム23とは反対側の端部中央には、感温用ガス導入用の円孔41が形成されており、この円孔41を介してアッパーハウジング21とダイヤフラム23とにより形成される空間に感温用ガスが注入される。感温用ガスの注入が完了すると、この円孔41を封止するように金属製のボール42が溶接され、感温部となる密閉空間が形成される。
A
ロアハウジング22は、アッパーハウジング21とは反対側の開口部近傍が縮径して延出した縮管部43となっており、この縮管部43の先端外周部には、ボディ2の上端開口部に形成された雌ねじ部44に螺合する雄ねじ部45が周設されている。
The
ディスク24は、その上面部がダイヤフラム23に当接し、その下端面中央に設けられた穴部46(「係合部」に該当する)にシャフト27の上端部が挿通されて係止されている。
The upper surface of the
図3に示すように、ディスク24は、アルミニウム材を鍛造成形して形成された円板状の本体51を有する。この本体51は、その上半部が半径方向外向きに延出してフランジ状の係止部52を構成しており、この係止部52の下面が、ロアハウジング22の内側底面に接離可能に係止されるようになっている。また、その下面には、半径方向に放射状に延びる3つの連通溝53が形成されており、第2通路8から連通路25を介して流入した冷媒を通過させて、ロアハウジング22内のダイヤフラム23の下面に導けるようになっている。本体51の下半部は、ロアハウジング22の縮管部43内に延出する断面六角形状の延出部54となっている。
As shown in FIG. 3, the
また、ディスク24の下面に設けられた上記穴部46は、シャフト27の直径とほぼ等しい大きさの内径を有し、その基端にシャフト27の先端面を係止する係止面を有するシャフト挿通部55と、このシャフト挿通部55から下端開口端に向けて拡径するテーパ部56とからなり、その開口端には所定の座グリ面57が設けられている。ここでは、ロアハウジング22とディスク24(詳しくは延出部54)との最も半径方向に近接した部分のクリアランスが、ディスク24とシャフト27との最も半径方向に近接した部分のクリアランスよりも大きくなるように構成されている。
Further, the
また、上述のように、ディスク24の延出部54の断面が六角形状であることから、図4に示すように、延出部54の外周面とロアハウジング22の内壁面22aとの間には、所定の空間部Sが形成されている。このため、第2通路8を流れる冷媒がこの空間部Sにも容易に導入され、ディスク24と第2通路8を流れる冷媒との接触面は、実質的に図2に示した黒塗り部A1となり、図13にて示したA0よりも大きくなる。つまり、ディスク24の延出部54の断面六角形状(「接触面拡大形状」に該当する)により冷媒とディスク24との接触面積が大きくなるため、パワーエレメント20の感温部への熱伝達性能が向上する。
Further, as described above, since the cross section of the extending
図5は温度式膨張弁の製造工程の一部を表す説明図である。(A)はパワーエレメントを組み立てる段階の工程を表し、(B)はパワーエレメントをボディに組み付ける段階の工程を表している。 FIG. 5 is an explanatory view showing a part of the manufacturing process of the temperature type expansion valve. (A) represents the process of the step of assembling the power element, and (B) represents the process of the step of assembling the power element to the body.
同図(A)に示すように、パワーエレメント20を組み立てる際には、ディスク24の延出部54をロアハウジング22の縮管部43に挿通するようにして、ディスク24をロアハウジング22に載置する。そして、ディスク24を覆うようにダイヤフラム23を配置し、このダイヤフラム23をロアハウジング22との間に挟むようにアッパーハウジング21を対向配置して、アッパーハウジング21とロアハウジング22との接続部に沿って外周溶接する。そして、アッパーハウジング21の円孔41を介して感温用ガスを注入した後、ボール42を溶接して円孔41を閉じることにより、パワーエレメント20が得られる。このとき、ディスク24の延出部54とロアハウジング22との間の半径方向のクリアランスが比較的小さいため、ディスク24のパワーエレメント20内での概略的な位置決めがなされる。なお、同図では、パワーエレメント20の空間部Sが見える断面位置が示されているため、延出部54とロアハウジング22との間のクリアランスが大きく見えるが、延出部54がロアハウジング22の内壁面22aに最も近接した六角断面の頂点位置では、そのクリアランスは小さくなっている(図4参照)。
As shown in FIG. 5A, when assembling the
そして、同図(B)に示すように、このパワーエレメント20をシャフト27が露出したボディ2に対して組み付ける。このとき、シャフト27の先端部がディスク24の穴部46にそのテーパ部56に沿って導入されるが、ディスク24がパワーエレメント20内で固定されていないため、実際には、ディスク24が、その軸心をシャフト27の軸線位置に一致させる方向に移動する。つまり、パワーエレメント20をボディ2に組み付けると同時にディスク24の最終的な位置決めがなされる。
And as shown to the figure (B), this
このように、ディスク24は、その延出部54によりパワーエレメント20内での概略的な位置決めがなされた後、その穴部46によりボディ2及びパワーエレメント20に対する正確な位置決めがなされる。換言すれば、この位置決めがディスク24の形状、ロアハウジング22及びシャフト27とディスク24との取付構造によって、温度式膨張弁1の組立工程において必然的に行われる。このため、作業者がその位置決めに労することがなく、温度式膨張弁1の組み立てが簡易かつ迅速に行われる。
Thus, after the
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及び温度をパワーエレメント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。
Returning to FIG. 1, the temperature
図6は、外部雰囲気温度を変化させた場合における温度式膨張弁の冷媒接触面積と冷媒流量増加率との関係を表す説明図である。同図において、横軸が第2通路を流れる冷媒とディスクとの接触面積(冷媒接触面積)を表し、縦軸が弁部における冷媒流量増加率を表している。 FIG. 6 is an explanatory diagram showing the relationship between the refrigerant contact area of the temperature expansion valve and the refrigerant flow rate increase rate when the external ambient temperature is changed. In the figure, the horizontal axis represents the contact area (refrigerant contact area) between the refrigerant flowing in the second passage and the disk, and the vertical axis represents the rate of increase in the refrigerant flow rate in the valve section.
ここでは、温度式膨張弁の外部雰囲気の変化による弁開度特性への影響の度合いを実験的に求めている。具体的には、パワーエレメントとしてディスクの最大径が22.5mmであるものを用い、外部雰囲気の温度を35度から70度に変化させた場合に弁部を流れる冷媒流量の増加率を算出した。冷媒接触面積については、ディスクの断面形状を変更するなどして変化させた。ここで、本実施の形態の構成を採用した場合の冷媒接触面積は222mm2であり、図13に示した先行出願の構成を採用した場合の冷媒接触面積は143mm2であった。 Here, the degree of influence on the valve opening characteristic due to the change in the external atmosphere of the temperature expansion valve is experimentally obtained. Specifically, a power element having a maximum disk diameter of 22.5 mm was used, and the rate of increase in the refrigerant flow rate flowing through the valve portion was calculated when the temperature of the external atmosphere was changed from 35 degrees to 70 degrees. . The refrigerant contact area was changed by changing the cross-sectional shape of the disk. Here, the refrigerant contact area in the case of adopting the configuration of this embodiment is 222mm 2, the refrigerant contact area in the case of adopting the structure of the prior application shown in FIG. 13 was 143 mm 2.
これにより、冷媒接触面積を所定値(同図では222mm2)以上とすることで、冷媒流量増加率が最小値に収束することが分かる。つまり、図3で示したようにディスク24の形状を断面六角形状にして冷媒との接触面を拡大し、その接触面積を所定値以上にすることで冷媒流量増加率がほぼ最小となり、弁開度特性が安定することが分かる。
Thereby, it turns out that a refrigerant | coolant flow rate increase rate converges to the minimum value by making a refrigerant | coolant contact area into a predetermined value or more (222 mm < 2 > in the same figure). In other words, as shown in FIG. 3, the
以上に説明したように、温度式膨張弁1によれば、ディスク24の形状を断面六角形状にして冷媒との接触面を拡大したことにより、エバポレータ出口の冷媒温度の感温部への熱伝達性能が向上する。このため、感温部において冷媒温度を精度よく感知して安定した弁開度特性を得ることができる。その結果、外部雰囲気の影響を遮断するための付属部品を組み付ける必要性がなくなり、低コストに実現することができる。
As described above, according to the temperature
[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、本実施の形態にかかる温度式膨張弁は、ディスクに設けられた接触面拡大形状が異なる以外は上記第1の実施の形態の構成とほぼ同様であるため、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7は、本実施の形態にかかる温度式膨張弁のパワーエレメント周辺の構造を表す部分拡大図である。また、図8は、パワーエレメントを構成するディスクの構造を表す説明図である。(A)はディスクの断面図であり、(B)はディスクの底面図である。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The thermal expansion valve according to the present embodiment is substantially the same as the configuration of the first embodiment except that the contact surface enlarged shape provided on the disk is different. The description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol. FIG. 7 is a partially enlarged view showing the structure around the power element of the thermal expansion valve according to the present embodiment. FIG. 8 is an explanatory diagram showing the structure of the disk constituting the power element. (A) is a sectional view of the disc, and (B) is a bottom view of the disc.
図7に示すように、温度式膨張弁201のパワーエレメント220を構成するディスク224は、その上面部がダイヤフラム23に当接し、その下端面中央に設けられた穴部46にシャフト27の上端部が挿通されて係止されている。
As shown in FIG. 7, the
図8に示すように、ディスク224は、アルミニウム材を鍛造成形して形成された円板状の本体251を有する。この本体251は、その下面が、ロアハウジング22の内側底面に接離可能に係止されるようになっている。本体251の下半部は、ロアハウジング22の縮管部43内に延出する断面円形状の延出部254となっている。
As shown in FIG. 8, the
また、ディスク224に設けられた穴部46の下方には、所定深さの円形状の凹部255(「接触面拡大形状」に該当する)が連通して設けられ、下方に向けて開口している。この凹部255は、延出部254の周縁部近傍に広がる程度の大きさを有し、穴部46よりも十分大きく形成されている。また、ディスク224の厚みは図3のディスク24の厚みと同じに設定されているため、ディスク224における穴部46は、ディスク24の穴部46よりも高い位置(深い位置)に形成されている。そして、この凹部255を形成したことにより、その内周面の分だけディスク224の下面の表面積が大きくなっている。ディスク224と第2通路8を流れる冷媒との接触面は実質的に図7の黒塗り部A2となり、図13に示したA0よりも大きくなる。また、この凹部255を形成したことにより、ディスク224と第2通路8を流れる冷媒との接触面が感温部に近くなる。その結果、パワーエレメント220の感温部への熱伝達性能が向上する。
Also, a circular recess 255 (corresponding to “enlarged contact surface shape”) having a predetermined depth is provided below the
なお、本実施の形態においても、ロアハウジング22とディスク224との最も半径方向に近接した部分のクリアランスが、ディスク224とシャフト27との最も半径方向に近接した部分のクリアランスよりもやや大きくなるように構成されているが、ロアハウジング22とディスク224との間に、図4に示したような空間部Sは設けられていない。
Also in the present embodiment, the clearance in the portion closest to the radial direction between the
以上に説明したように、温度式膨張弁201においてもディスク224に凹部255を設けて冷媒との接触面を拡大し、さらに、冷媒との接触面を感温部に近くしたことにより、エバポレータ出口の冷媒温度の感温部への熱伝達性能が向上する。このため、感温部において冷媒温度を精度よく感知して安定した弁開度特性を得ることができる。その結果、外部雰囲気の影響を遮断するための付属部品を組み付ける必要性がなくなり、低コストに実現することができる。
As described above, also in the temperature
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はその特定の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の精神の範囲内での変化変形が可能であることはいうまでもない。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the specific embodiments, and changes and modifications can be made within the spirit of the present invention. Not too long.
図9及び図10は、それぞれ第1の実施の形態の変形例を表す説明図である。これらの図において、(A)はディスクの底面図を表し、(B)はパワーエレメントの底面図を表している。なお、各図において第1の実施の形態の構成とほぼ同様の構成部分については同一の符号を付している。 FIG. 9 and FIG. 10 are explanatory diagrams showing modifications of the first embodiment, respectively. In these drawings, (A) represents a bottom view of the disk, and (B) represents a bottom view of the power element. In each figure, the same reference numerals are given to components that are substantially the same as those of the first embodiment.
すなわち、第1の実施の形態では図3及び図4に示したように、ディスク24の延出部54を断面六角形状に構成した例を示したが、例えば図9に示すように、ディスク324の延出部354を断面三角形状に構成してもよい。これにより、延出部354の外周面とロアハウジング22の内壁面22aとの間に空間部S3を形成するようにしてもよい。
That is, in the first embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, the example in which the extending
あるいは図10に示すように、ディスク424の延出部454を断面波形状に構成してもよい。これにより、延出部454の外周面とロアハウジング22の内壁面22aとの間に空間部S4を形成するようにしてもよい。
Alternatively, as shown in FIG. 10, the extending
なお、ディスクの延出部の形状は、これら図9及び図10に示した形状に限らず、種々の接触面拡大形状を採用することが可能である。
図11は、第2の実施の形態の変形例を表す説明図である。(A)はディスクの断面図であり、(B)はディスクの底面図である。なお、同図において第2の実施の形態の構成とほぼ同様の構成部分については同一の符号を付している。
Note that the shape of the extending portion of the disk is not limited to the shape shown in FIGS. 9 and 10, and various contact surface enlarged shapes can be employed.
FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating a modification of the second embodiment. (A) is a sectional view of the disc, and (B) is a bottom view of the disc. In the figure, components that are substantially the same as those of the second embodiment are given the same reference numerals.
すなわち、第2の実施の形態では図8に示したように、ディスク224の穴部46の下方に円形状の凹部255を設けた例を示したが、例えば図11に示すように、ディスク524の延出部554の下面に設けられた穴部46の周囲に、同心円状にリング状の凹部555を設けるようにしてもよい。あるいは、他の種々の形状の凹部を設けて接触面拡大形状を構成してもよい。
That is, in the second embodiment, as shown in FIG. 8, an example in which a circular
さらに、各実施の形態や各変形例を組み合わせた構成としてもよい。図12は、第1の実施の形態と第2の実施の形態とを組み合わせた変形例を表す説明図である。なお、同図において第1及び第2の実施の形態の構成とほぼ同様の構成部分については同一の符号を付している。 Furthermore, it is good also as a structure which combined each embodiment and each modification. FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating a modification in which the first embodiment and the second embodiment are combined. In the figure, components that are substantially the same as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals.
すなわち、例えば同図のように、ディスク624の延出部654を断面六角形状にし、その下面に凹部255を形成するようにしてもよい。あるいは、他の変形例を組み合わせた構成としてもよい。
That is, for example, as shown in the figure, the extending
1,201 温度式膨張弁
2 ボディ
7 第1通路
8 第2通路
9 弁座
10 弁孔
12 弁体
20,220 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
24,224,324,424,524,624 ディスク
25 連通路
27 シャフト
32 ホルダ
43 縮管部
46 穴部
54,254,354,454,554,654 延出部
S,S3,S4 空間部
1,201
Claims (6)
前記コンデンサ側から導入された冷媒を、前記弁部を経由させて前記エバポレータへ導出するための第1通路と、前記エバポレータから戻ってきた冷媒を導入してコンプレッサ側へ導出するための第2通路とを有するボディと、
第1ハウジングと、前記第1ハウジングに対向配置されるとともに、前記第1ハウジングとは反対側で前記第2通路に連通する第2ハウジングと、前記第1ハウジングと前記第2ハウジングとにより囲まれる空間を仕切るように配置され、前記第1ハウジング側の密閉空間に所定の感温用媒体を封入させた状態で保持するダイヤフラムと、前記第2ハウジング内で前記ダイヤフラムに当接するように配置され、前記ダイヤフラムとは反対側面にシャフトが当接するディスクとを備え、前記第2通路を流れる冷媒の温度及び圧力を感知し、前記シャフトを前記ディスクと一体に駆動して前記弁部の開度を制御し、前記第1通路を流れる冷媒の流量を制御するパワーエレメントと、
を備え、
前記ディスクは、
前記シャフトの前記弁部とは反対側の端部と係合してこれを係止する係合部と、前記第2ハウジングの内壁に沿うようにして配置される延出部とを有し、
前記パワーエレメントとして組み立てられる際に、前記延出部が前記第2ハウジングの内壁に沿って収容されることにより仮の位置決めがなされ、前記パワーエレメントが前記ボディに組み付けられる際に、前記係合部と前記シャフトとが係合することにより位置決めが完了するように構成され、
前記延出部は、前記第2通路を流れる冷媒と前記ディスクとの接触面積を大きくするために、前記ディスクの前記第2通路側に露出する表面積を拡大する接触面拡大形状を有すること、
を特徴とする温度式膨張弁。 Provided in the refrigeration cycle, the refrigerant flowing from the condenser side is squeezed and expanded by passing through the internal valve part, supplied to the evaporator, and the valve part senses the pressure and temperature of the refrigerant returned from the evaporator In the temperature type expansion valve that controls the opening of
A first passage for leading the refrigerant introduced from the condenser side to the evaporator via the valve portion, and a second passage for introducing the refrigerant returned from the evaporator and leading to the compressor side A body having
Surrounded by a first housing, a second housing that is disposed opposite to the first housing and communicates with the second passage on the opposite side of the first housing, and the first housing and the second housing. A diaphragm which is arranged so as to partition the space, and which is held in a state where a predetermined temperature-sensitive medium is sealed in a sealed space on the first housing side, and is arranged so as to contact the diaphragm in the second housing; A disk with which a shaft abuts on the side opposite to the diaphragm, senses the temperature and pressure of the refrigerant flowing through the second passage, and controls the opening of the valve unit by driving the shaft integrally with the disk A power element for controlling the flow rate of the refrigerant flowing through the first passage;
With
The disc is
An engaging portion that engages and locks the end of the shaft opposite to the valve portion; and an extending portion that is disposed along the inner wall of the second housing;
When the power element is assembled, the extension portion is accommodated along the inner wall of the second housing, whereby provisional positioning is performed, and when the power element is assembled to the body, the engagement portion And is configured to complete positioning by engaging the shaft,
The extending portion has a contact surface enlargement shape for enlarging a surface area exposed on the second passage side of the disc in order to increase a contact area between the refrigerant flowing in the second passage and the disc;
A temperature-type expansion valve.
The said contact surface expansion shape is further formed by the outer periphery shape of the said extension part which forms one or several space part between the inner wall surfaces of the said 2nd housing. Temperature expansion valve.
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