JP2007178013A - 膨張弁 - Google Patents

Abstract

【課題】３本の作動棒とダイアフラムと閉弁ばねとが協同して弁体を開閉駆動するようにされているもとで、不所望な振動や異音の発生を効果的に抑えることのできる膨張弁を提供する。
【構成】弁体１５が接離する弁口１３を有する弁室１４が設けられた弁本体１０と、前記弁体１５を開閉駆動すべく前記弁本体１０に取り付けられた感温用ダイアフラム装置３０と、該感温用ダイアフラム装置３０のダイアフラム３３の挙動を前記弁体１５に伝達すべく、前記弁本体１０における前記ダイアフラム３３と前記弁体１５との間に摺動自在に配在された３本の作動棒２０、２０、２０と、を備え、前記３本の作動棒２０、２０、２０を径方向外方に押圧すべく、それらの作動棒に内接するようにリング状ばね部材４０が配在されてなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、カーエアコン（の冷凍サイクル）等に使用される膨張弁に係り、特に、感温用ダイアフラム装置を備えた温度式の膨張弁に関する。

この種の膨張弁としては、例えば、下記特許文献１に見られる如くに、流体入口、弁体が接離する弁口（弁座）を有する弁室、弁体（ボールとその支持部材からなる）を閉方向に付勢する閉弁ばねが配在されたばね室、及び流体出口が設けられるとともに、その上面側に凹部が設けられた弁本体と、前記弁本体の凹部を覆うように取り付けられた感温用ダイアフラム装置と、を備え、感温用ダイアフラム装置のダイアフラムの挙動（封入されたガスの温度変化に伴う圧力変化）に応じて弁体を開閉駆動すべく、ダイアフラムと弁体との間に３本の作動棒が配在されるとともに、弁本体における凹部とばね室との間に前記３本の作動棒がそれぞれ摺動自在に嵌挿される案内挿通穴が形成されてなるものがある。

特開平７−１４６０３３号公報

前記した膨張弁においては、３本の作動棒がそれぞれ案内挿通穴に遊挿されていて、この３本の作動棒とダイアフラムと閉弁ばねとが協働して弁体を開閉駆動するようにされている関係上、弁体等に不所望な振動や異音が発生するという問題があった。

本発明は、前記問題を解消すべくなされたもので、その目的とするところは、３本の作動棒とダイアフラムと閉弁ばねとが協働して弁体を開閉駆動するようにされているもので、不所望な振動や異音の発生を効果的に抑えることのできる膨張弁を提供することにある。

前記目的を達成すべく、本発明に係る膨張弁は、基本的には、弁体が接離する弁口を有する弁室が設けられた弁本体と、前記弁体を開閉駆動すべく前記弁本体に取り付けられた感温用ダイアフラム装置と、該感温用ダイアフラム装置のダイアフラムの挙動を前記弁体に伝達すべく、前記弁本体における前記ダイアフラムと前記弁体との間に摺動自在に配在された３本の作動棒と、を備える。

そして、前記３本の作動棒を径方向外方に押圧すべく、それらの作動棒に内接するようにリング状ばね部材が配在されていることを特徴としている。

より具体的な好ましい態様では、流体入口、弁体が接離する弁口を有する弁室、前記弁体を閉方向に付勢する閉弁ばねが配在されたばね室、及び流体出口が設けられるとともに、その上面側に凹部が設けられた弁本体と、前記弁本体の前記凹部を覆うように取り付けられた感温用ダイアフラム装置と、該感温用ダイアフラム装置のダイアフラムの挙動に応じて前記弁体を開閉駆動すべく、前記ダイアフラムと前記弁体との間に配在された３本の作動棒と、を備え、前記弁本体における前記凹部と前記ばね室との間に前記３本の作動棒がそれぞれ摺動自在に嵌挿される案内挿通穴が形成されるとともに、前記３本の作動棒を径方向外方に押圧すべく、それらの作動棒に内接するようにリング状ばね部材が配在される。

好ましい態様では、前記３本の作動棒は、同一円周上に等角度間隔で配在される。
他の好ましい態様では、前記弁体は、ボールと支持部材とからなっており、前記３本の作動棒の下端が前記支持部材に当接せしめられる。

前記リング状ばね部材は、好ましくは、前記支持部材上に載置され、さらに好ましくは、前記３本の作動棒の下端部に段差面部及び小径部が形成され、前記リング状ばね部材が前記支持部材と前記段差面部とで挟持される。

他の好ましい態様では、前記３本の作動棒の上端部が前記凹部内に突出せしめられるとともに、前記リング状ばね部材が前記凹部の底面上に配在される。

別の好ましい態様では、前記弁体の最大リフト量を制限すべく、前記凹部に、前記ダイアフラムに当接する可動ストッパが摺動自在に配在され、該可動ストッパに前記３本の作動棒の上端面が当接せしめられる。

また、前記リング状ばね部材としては、好ましくは、Ｃ形リングばね、ゼンマイばね、又は、コイルばねが用いられる。

本発明に係る膨張弁では、３本の作動棒に内接するようにリング状ばね部材が配在されているので、このリング状ばね部材により３本の作動棒が径方向外方に押圧され、その押圧力により作動棒と案内挿通穴との間の摩擦力が増す。そのため、作動棒の摺動抵抗が増大するので、弁体等の不所望な振動や異音を抑制することができる。

以下、本発明の膨張弁の実施形態を図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明に係る膨張弁の第１実施形態を示す縦断面図である。
図示の膨張弁１は、黄銅等を素材とした弁本体１０と感温用ダイアフラム装置３０とを有する。弁本体１０は、流体入口（継手）１２、ボール１５ａとその支持部材１６とからなる弁体１５が接離する弁口（弁座）１３を有する弁室１４、弁体１５を閉方向に付勢する閉弁ばね２５が配在されたばね室１７、及び流体出口（継手）１８が設けられるとともに、その上部には、上面開口の断面円形で段付きの凹部２４が設けられ、この凹部２４には、弁体１５の最大リフト量を制限すべく、後述のダイアフラム３３に当接するように円盤状の可動ストッパ２７が摺動自在に嵌挿されている。

弁本体のばね室１７と流体出口１８との間には雌ねじ部１９が設けられ、この雌ねじ部１９には閉弁ばね２５のセット荷重調節用の六角穴２６ａ付きナット２６が螺合せしめられている。

前記弁体１５の支持部材１６は、上端部にボール１５ａを受ける球面受け座が形成された弁棒１６ａと、該弁棒１６ａが圧入固定された鍔状部１６ｃ付き支持本体１６ｂとからなっており、前記鍔状部１６ｃと調節用ナット２６との間に前記閉弁ばね２５が縮装されている。

一方、前記感温用ダイアフラム装置３０は、前記凹部２４を覆うように配在されたダイアフラム３３と、このダイアフラム３３の外周端縁部を弁本体１０上面部に挟圧固定し得るようにされた半球状凸部を有する蓋部材３２と、を備えている。蓋部材３２の外周端縁部は、弁本体１０の上端部に設けられたかしめ部３４によりかしめ固定されており、このかしめ固定部を含む蓋部材３２の上面部には半田層３６が形成されている。なお、半田層３６は、半田素材（無鉛半田等）を蓋部材３２の上面に載せ置いた状態で、弁本体１０や蓋部材３２を加熱して半田素材を溶融させることにより形成される（従って、半田層３６の上面は水平な平坦面となる）。この半田層３６により、外部（大気）と弁本体１０及びダイアフラム装置３０の内部とが遮断封止される。

また、前記蓋部材３２とダイアフラム３３との間には密閉空間である感温室（ダイアフラム室）３５が画成され、この感温室３５にはキャピラリチューブ３７の一端部が挿入されている。キャピラリチューブ３７の図示されていない他端側には例えば感温筒が連結されており、この感温筒により例えば蒸発器出口側の冷媒温度を感知するようになっている。感温室３５（及び感温筒）には、所定のガス（例えば二酸化炭素等）が封入されており、封入ガスの温度変化に伴う圧力変化によりダイアフラム３３が上下に振れ、このダイアフラム３３の挙動を前記可動ストッパ２７及び３本の作動棒２０を介して弁体１５に伝達するようになっている。

すなわち、感温用ダイアフラム装置３０のダイアフラム３３の挙動（封入されたガスの温度変化に伴う圧力変化）に応じて前記弁体１５を開閉駆動すべく、前記ダイアフラム３３（に当接する可動ストッパ２７）と弁体１５（の支持部材１６）との間には、３本の作動棒２０、２０、２０が配在されている。

詳細には、弁本体１０における凹部２４とばね室１７との間に、３本の作動棒２０、２０、２０がそれぞれ摺動自在に嵌挿される案内挿通穴２１が同一円周上に等角度間隔で形成されている。前記３本の作動棒２０、２０、２０の上端部は、前記凹部２４内に突出せしめられて、その上端面が可動ストッパ２４に当接せしめられ、３本の作動棒２０、２０、２０の下端面は支持部材１６の鍔状部１６ｃの上面に当接せしめられている。

したがって、図示のように、弁体１５（ボール１５ａ）が弁口（弁座）１３に当接している閉状態から、感温室３５の圧力が高まると、閉弁ばね２５の付勢力に抗して、ダイアフラム３３が下に振れて可動ストッパ２７及び３本の作動棒２０、２０、２０が押し下げられ、これに伴い、弁体１５（支持部材１６）が押し下げられ（下方にリフトされ）、開弁する。ここで、弁体１５の最大リフト量は、可動ストッパ２７（の外周下向き凸部）が凹部２４の段差面部２４ａに接当することで制限される。この開弁状態から、感温室３５の圧力が低下（温度が低下）すると、閉弁ばね２５の付勢力により、弁体１５、３本の作動棒２０、２０、２０、及び可動ストッパ２７が上昇し、弁体１５のリフト量（開度）が小さくなる。

上記構成に加え、本実施形態では、３本の作動棒２０、２０、２０を径方向外方に押圧すべく、それらの作動棒２０、２０、２０に内接するようにリング状ばね部材としてのＣ形リングばね４０が配在されている。詳細には、図２に示される如くに、３本の作動棒２０、２０、２０の下端部に段差面部（段丘部）２０ｂ及び小径部２０ａが形成され、前記Ｃ形リングばね４０は、前記支持部材１６の鍔状部１６ｃと前記段差面部２０ｂとで挟持されている。

このような構成とされた本実施形態の膨張弁１においては、３本の作動棒２０、２０、２０とダイアフラム３３と閉弁ばね２５とが協同して弁体１５を開閉駆動するようにされているもとで、３本の作動棒２０、２０、２０に内接するようにＣ形リングばね４０が配在されているので、このＣ形リングばね４０により３本の作動棒２０、２０、２０が径方向外方に押圧され、その押圧力により作動棒２０、２０、２０と案内挿通穴２１との間の摩擦力が増す。そのため、作動棒２０、２０、２０の摺動抵抗が増大するので、弁体１５等の不所望な振動や異音を抑制することができる。

図３は、本発明に係る膨張弁の第２実施形態の縦断面図である。図示第２実施形態の膨張弁２は、基本的には第１実施形態の膨張弁１と同じ構成であるが（第１実施形態の膨張弁１の各部に対応する部分もしくは同一機能部分には同一の符号を付してそれらの重複説明を省略する）、Ｃ形リングばね４０の配置部位が第１実施形態とは異なる。

すなわち、本実施形態では、Ｃ形リングばね４０は、図４に示される如くに、３本の作動棒２０、２０、２０を径方向外方に押圧すべく、それら３本の作動棒２０、２０、２０に内接するように、前記凹部２４の底面２４ｂ上で可動ストッパ２７の下側に配在されている。

また、Ｃ形リングばね４０の配置位置の変更に伴い、Ｃ形リングばね４０の配置スペース確保のために、可動ストッパ２７は逆トレー状に形成されている。

このような構成のもとでも、第１実施形態と略同様な作用効果が得られる。
なお、上記両実施形態では、リング状ばね部材としてＣ形リングばね４０が用いられているが、これに代えて、ゼンマイばねやコイルばね等を用いてもよい。

本発明に係る膨張弁の第１実施形態を示す縦断面図。 図１に示される膨張弁の要部（リング状ばね部材の周辺部）を示す斜視図。 本発明に係る膨張弁の第２実施形態を示す縦断面図。 図３に示される膨張弁の要部（リング状ばね部材の周辺部）を示す斜視図。

符号の説明

１、２…膨張弁
１０ …弁本体
１３ …弁口（弁座）
１４ …弁室
１５ …弁体
１５ａ…ボール
１６ …支持部材
１６ｃ…鍔状部
２０ …作動棒
２０ａ…小径部
２０ｂ…段差面部
２１ …案内挿通穴
２４ …凹部
２４ｂ…底面部
２６ …調節ナット
２７ …可動ストッパ
３０ …感温用ダイアフラム装置
３２ …蓋部材
３３ …ダイアフラム
３５ …感温室
４０ …Ｃ形リングばね（リング状ばね部材）

Claims (9)

1. 弁体が接離する弁口を有する弁室が設けられた弁本体と、前記弁体を開閉駆動すべく前記弁本体に取り付けられた感温用ダイアフラム装置と、該感温用ダイアフラム装置のダイアフラムの挙動を前記弁体に伝達すべく、前記弁本体における前記ダイアフラムと前記弁体との間に摺動自在に配在された３本の作動棒と、を備えた膨張弁であって、
   前記３本の作動棒を径方向外方に押圧すべく、それらの作動棒に内接するようにリング状ばね部材が配在されていることを特徴とする膨張弁。
2. 流体入口、弁体が接離する弁口を有する弁室、前記弁体を閉方向に付勢する閉弁ばねが配在されたばね室、及び流体出口が設けられるとともに、その上面側に凹部が設けられた弁本体と、前記弁本体の前記凹部を覆うように取り付けられた感温用ダイアフラム装置と、該感温用ダイアフラム装置のダイアフラムの挙動に応じて前記弁体を開閉駆動すべく、前記ダイアフラムと前記弁体との間に配在された３本の作動棒と、を備えた膨張弁であって、
   前記弁本体における前記凹部と前記ばね室との間に前記３本の作動棒がそれぞれ摺動自在に嵌挿される案内挿通穴が形成されるとともに、前記３本の作動棒を径方向外方に押圧すべく、それらの作動棒に内接するようにリング状ばね部材が配在されていることを特徴とする膨張弁。
3. 前記３本の作動棒は、同一円周上に等角度間隔で配在されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の膨張弁。
4. 前記弁体は、ボールと支持部材とからなっており、前記３本の作動棒の下端が前記支持部材に当接せしめられていることを特徴とする請求項２又は３に記載の膨張弁。
5. 前記リング状ばね部材は、前記支持部材上に載置されていることを特徴とする請求項４に記載の膨張弁。
6. 前記３本の作動棒の下端部に段差面部及び小径部が形成され、前記リング状ばね部材が前記支持部材と前記段差面部とで挟持されていることを特徴とする請求項５に記載の膨張弁。
7. 前記３本の作動棒の上端部が前記凹部内に突出せしめられるとともに、前記リング状ばね部材が前記凹部の底面上に配在されていることを特徴とする請求項２から６のいずれか一項に記載の膨張弁。
8. 前記弁体の最大リフト量を制限すべく、前記凹部に、前記ダイアフラムに当接する可動ストッパが摺動自在に配在され、該可動ストッパに前記３本の作動棒の上端面が当接せしめられていることを特徴とする請求項２から７のいずれか一項に記載の膨張弁。
9. 前記リング状ばね部材として、Ｃ形リングばね、ゼンマイばね、又は、コイルばねが用いられていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の膨張弁。

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