JP2008175417A

JP2008175417A - 膨張弁

Info

Publication number: JP2008175417A
Application number: JP2007007337A
Authority: JP
Inventors: Hiromi Takasaki; 浩美高崎; Toshisada Kujirai; 利定鯨井; Fuminori Oba; 史紀大場; Takayuki Kume; 孝幸久米; Onka Ben; 恩花卞
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2007-01-16
Filing date: 2007-01-16
Publication date: 2008-07-31
Also published as: WO2008087927A1; US20100180613A1; EP2123999A1

Abstract

【課題】弁機構の態様に拘らず容易に製造することができる膨張弁を提供する。
【解決手段】蒸発器１３から送られてくる低圧の冷媒１４を受け入れる筒状部材１５内に、凝縮器１２から送られてくる高圧の冷媒を受け入れる管部材１６を挿入する。また、管部材１６の外方に配置され、筒状部材１５内を通る冷媒１４の温度に応じて変位するダイヤフラム５４により移動する弁体５２と、該管部材内を閉鎖すべく弁体５２を受ける弁座５３とを有する弁機構１７を管部材１６に設け、筒状部材１５に形成された端壁１８に、蒸発器１３からの冷媒１４を流入させるための低圧流入孔１９と、蒸発器１３に冷媒１４を流出させるための高圧流出孔２０とを形成し、筒状部材１５の蓋部材２８に、冷媒１４を気体圧縮機１１に流出させるための低圧流出孔３５と、筒状部材１５内に凝縮器１２から送られる冷媒１４を流入させるための高圧流入孔３６とを形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば車両に設けられる空調装置に組み込まれ、蒸発器から出る冷媒の温度に応じて凝縮器から蒸発器への冷媒の流入量を制御する膨張弁に関する。

従来、例えば車両に設けられる空調装置には、気体圧縮機で圧縮されて凝縮器で液化された高温高圧の冷媒を膨張させる膨張弁が組み込まれている（例えば、特許文献１参照。）。膨張弁により膨張されることにより低温低圧にされた冷媒は、膨張弁を経て蒸発器に流入し、該蒸発器で車室内の空気から吸収する熱により気化された後、蒸発器から気体圧縮機に戻される。このような膨張弁は、蒸発器から出る冷媒の温度に応じて凝縮器から蒸発器への冷媒の流入量を調節する弁機構と、該弁機構を収容するブロック体とを備える。

ブロック体には、蒸発器の流入口に接続される高圧流路と、蒸発器の流出口に接続される低圧流路とが、それぞれ互いにほぼ平行に且つブロック体を貫通して形成されている。また、ブロック体には、弁機構が挿入される収容孔が、高圧流路及び低圧流路を隔てる隔壁を貫通して各流路にそれぞれ直交するように形成されている。収容孔は、ブロック体の上方へ開放しており、弁機構は収容孔内に上方から挿入されることにより、ブロック体内に収容される。

弁機構は、冷媒の温度に応じて変位する変位部材であるダイヤフラムと、低圧流路内に配置され該低圧流路内を流れる冷媒の温度を感知しその温度に応じて変位するダイヤフラムと、高圧流路内に配置され、ダイヤフラムの変位により移動する弁体と、高圧流路内に設けられ、高圧流路内を閉鎖すべく弁体を受ける弁座とを備える。

この膨張弁によれば、例えば蒸発器から低圧流路内に流入した冷媒の温度が低い場合、感温部内の温度の低下により該感温部内の圧力が低下することによって、ダイヤフラムが上方に変位する。このダイヤフラムの上方への変位によって弁体が弁座に向けて移動し、これにより、弁体と弁座との間隔すなわち弁開度が小さくなる。これにより、高圧流路内の流通可能な面積が小さくなるので、凝縮器から高圧流路内に流入した冷媒が膨張され、蒸発器への冷媒の流入量を減少させることができる。
特開平０６−２７２９９９号公報

しかしながら、高圧流路、低圧流路及び収容孔がそれぞれ単一のブロック体に形成されていることから、弁機構のダイヤフラムが低圧流路内に確実に配置され且つ弁座及び弁体がそれぞれ高圧流路内に確実に配置されるように、ブロック体への高圧流路、低圧流路及び収容孔の相対的な形成位置を弁機構の態様に応じて高精度で調節する必要があるため、ブロック体への加工作業が煩雑になる。このため、膨張弁を製造するための手間が掛かる。

そこで、本発明の目的は、弁機構の態様に拘らず容易に製造することができる膨張弁を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、液体の冷媒を気化させるための蒸発器から該蒸発器により気化した前記冷媒を圧縮する気体圧縮機に向けて送られる前記冷媒の温度に応じて、該冷媒を液化させる凝縮器から前記蒸発器に送られる前記冷媒の流入量を制御する膨張弁であって、前記蒸発器から送られてくる低圧の前記冷媒を受け入れる筒状部材と、該筒状部材内に挿入され、前記凝縮器から送られてくる高圧の前記冷媒を受け入れる管部材と、該管部材に設けられ、該管部材内の前記冷媒の流通量を調節すべく作動する弁機構とを備え、該弁機構は、前記管部材の外方に配置され、前記筒状部材内を通る前記冷媒の温度に応じて変位する変位部材と、前記管部材内に配置され、前記変位部材の変位により移動する弁体と、前記管部材内に配置され、該管部材内を閉鎖すべく前記弁体を受ける弁座とを有し、前記筒状部材の一端には、該一端を閉鎖する端壁が形成されており、前記筒状部材の他端には、該他端を閉鎖する蓋部材が取り外し可能に装着されており、前記端壁及び前記蓋部材のうち、一方には、前記蒸発器から送られる前記冷媒を前記筒状部材内に流入させるための低圧流入孔と、前記筒状部材内に挿入された前記管部材から前記蒸発器に前記冷媒を流出させるための高圧流出孔とが形成されており、他方には、前記筒状部材内から前記冷媒を前記気体圧縮機に流出させるための低圧流出孔と、前記筒状部材内に挿入された前記管部材内に前記凝縮器から送られる前記冷媒を流入させるための高圧流入孔とが形成されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記低圧流入孔の縁部には、該縁部から前記筒状部材の軸線方向外方へ突出し且つ前記低圧流入孔を取り巻くように配置され、前記蒸発器の吐出口に嵌合される筒部が形成されており、前記管部材の前記高圧流出孔側に位置する端部は、前記高圧流出孔を経て前記筒状部材内からその軸線方向外方へ伸び、前記蒸発器の吸入口に嵌合されることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記筒状部材と前記管部材との間には、前記管部材がその軸線周りに回転することを防止するための回転防止手段が設けられていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３の記載の発明において、前記回転防止手段は、前記管部材の外周面に前記管部材の周方向へ互いに所定の間隔をおいて形成され、前記外周面から前記筒状部材の内周面に向けて突出する複数の突起部と、前記筒状部材の内周面に形成され、前記筒状部材内への前記管部材の挿入状態で前記各突起部に少なくともそれぞれの上方又は下方から係合する複数の係合部とを備えることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、蒸発器からの低圧の冷媒を通す従来における低圧流路を規定する筒状部材内に、該筒状部材とは別体に形成され、凝縮器からの高圧の冷媒を通す従来における高圧流路を規定する管部材が挿入されており、管部材の外方に配置され、筒状部材内を通る冷媒の温度に応じて変位する変位部材と、管部材内に配置され、変位部材の変位により移動する弁体と、管部材内に配置され、該管部材内を閉鎖すべく弁体を受ける弁座とを有する弁機構が管部材に設けられており、筒状部材の一端に形成された端壁及び筒状部材の他端に取り外し可能に装着された蓋部材のうち、一方には、蒸発器から送られる冷媒を筒状部材内に流入させるための低圧流入孔と、筒状部材内に挿入された管部材から蒸発器に冷媒を流出させるための高圧流出孔とが形成されており、他方には、筒状部材内から冷媒を気体圧縮機に流出させるための低圧流出孔と、筒状部材内に挿入された管部材内に凝縮器から送られる冷媒を流入させるための高圧流入孔とが形成されている。

このことから、蒸発器から低圧流入孔を経て筒状部材内に流入した冷媒の温度に応じた変位部材の変位によって弁体を弁座に向けて移動させることにより、弁体と弁座との間隔すなわち弁開度を小さくすることができる。これにより、管部材内の流通可能な面積が小さくなるので、凝縮器から高圧流入孔を経て管部材内に流入した冷媒が膨張され、従来と同様に、管部材内から高圧流出孔を経て蒸発器に流入する冷媒の流入量を減少させることができる。

また、膨張弁の製造時、弁機構を管部材に組み付けることにより、弁座及び弁体はそれぞれ高圧流路である管部材内に配置されると共に変位部材は管部材の外方に配置され、この状態で管部材を筒状部材内に挿入することにより、変位部材が低圧流路である筒状部材内に配置される。すなわち、変位部材が低圧流路内に確実に配置され且つ弁座及び弁体がそれぞれ高圧流路内に確実に配置されるように弁機構を膨張弁に組み込むには、弁機構が設けられた管部材を筒状部材に挿入すればよい。

これにより、変位部材が低圧流路内に確実に配置され且つ弁座及び弁体がそれぞれ高圧流路内に確実に配置されるように弁機構を膨張弁に組み込むために、単一のブロック体を切削することにより低圧流路、高圧流路及び収容孔をそれぞれ形成する従来の場合のような、ブロック体への高圧流路、低圧流路及び収容孔の相対的な形成位置を弁機構の態様に応じて高精度で調節する作業を行う必要はない。

従って、ブロック体への高圧流路、低圧流路及び収容孔の相対的な形成位置を弁機構の態様に応じて高精度で調節することによる従来のような形成作業の煩雑さを招くことが防止されるので、蒸発器からの低圧の冷媒を流す低圧流路と凝縮器からの高圧の冷媒を流す高圧流路とを有する膨張弁を従来に比べて容易に製造することができる。

請求項２に記載の発明によれば、低圧流入孔の縁部には、該縁部から筒状部材の軸線方向外方へ突出し且つ低圧流入孔を取り巻くように配置され、蒸発器の吐出口に嵌合される筒部が形成されており、管部材の高圧流出孔側に位置する端部は、高圧流出孔を経て筒状部材内からその軸線方向外方へ伸び、蒸発器の吸入口に嵌合されることから、蒸発器の吐出口及び吸入口に筒部及び管部材の前記端部をそれぞれ嵌合することにより、膨張弁を蒸発器に例えば接続のための接続管を用いることなく直接接続することができる。これにより、膨張弁を蒸発器に前記接続管を用いる場合に比べて、蒸発器への膨張弁の接続作業を確実に容易に行うことができる。

また、前記接続管を不要とすることができることから、蒸発器及び膨張弁がそれぞれ例えば車両のエンジンルームに配置される場合に、蒸発器に接続された膨張弁をエンジンルーム内に配置するのに必要となる空間を従来に比べて小さくすることができる。これにより、エンジンルーム内の空間を他の目的で有効に利用することができる。

請求項３に記載の発明によれば、筒状部材と管部材との間に、管部材がその軸線周りに回転することを防止するための回転防止手段が設けられていることから、管部材がその軸線周りに回転することにより管部材の各端部の位置がそれぞれ高圧流出孔及び高圧流入孔で筒状部材の外方に開放する適正な位置から他の位置にずれることを、確実に防止することができる。従って、管部材の各端部の位置がそれぞれ前記適正な位置から他の位置にずれることにより管部材内への冷媒の流入量及び管部材からの冷媒の流出量に誤差が生じることを、確実に防止することができる。

請求項４に記載の発明によれば、回転防止手段は、管部材の外周面に管部材の周方向へ互いに所定の間隔をおいて形成され、外周面から筒状部材の内周面に向けて突出する複数の突起部と、筒状部材の内周面に形成され、筒状部材内への管部材の挿入状態で各突起部に少なくともそれぞれの上方又は下方から係合する複数の係合部とを備えることから、例えば管部材内を流れる高圧の冷媒又は筒状部材内を流れる低圧の冷媒から管部材が受ける圧力が該管部材をその軸線の周りに回転させる回転力として作用したとき、各係合部のうち回転力の作用方向側に位置する係合部に該係合部をそれぞれ回転力の方向へ圧縮する圧縮力として前記回転力が管部材から各突起部を介して作用する。これにより、前記回転力が各係合部で受け止められるので、前記回転力により管部材が軸線周りに回転することを、確実に防止することができる。

本発明を配線接続構造の実施例に沿って説明する。

図１は、本発明に係る膨張弁１０を図示しない車両に設けられた空調装置に用いた例について説明する。膨張弁１０は、従来よく知られているように、気体圧縮機１１で圧縮されて凝縮器１２で液化された高温高圧の冷媒１４を膨張させることにより低温低圧にし、低温低圧にした冷媒を蒸発器１３に流入させるために用いられている。

本発明に係る膨張弁１０は、図１に示すように、蒸発器１３から送られてくる低圧の冷媒１４を受け入れる筒状部材１５と、該筒状部材内に挿入され、凝縮器１２から送られてくる高圧の冷媒１４を受け入れる管部材１６と、該管部材に設けられ、該管部材内の冷媒１４の流通量を調節すべく作動する弁機構１７とを備える。

筒状部材１５は、図示の例では、円筒部材からなり、その軸線が前記車両の上下方向（図１で見て上下方向である。）に関して横方向（図１で見て左右方向である。）を向くように配置されている。

筒状部材１５の一端１５ａには、該一端を閉鎖する端壁１８が形成されている。端壁１８には、図示の例では、蒸発器１３から送られる低圧の冷媒１４を筒状部材１５内に流入させるための低圧流入孔１９と、筒状部材１５内に挿入された管部材１６内から蒸発器１３に高圧の冷媒１４を流出させるための高圧流出孔２０とが形成されている。

低圧流入孔１９の縁部１９ａには、図示の例では、該縁部から筒状部材１５の軸線方向外方へ蒸発器１３に向けて突出し且つ低圧流入孔１９を取り巻くように配置され、蒸発器１３の周壁１３ａに形成された吐出口２１に嵌合される筒部２２が形成されている。蒸発器１３の吐出口２１は、従来よく知られているように、蒸発器１３内で車室内の空気から吸収する熱により気化させた冷媒１４を蒸発器１３の外方に吐出するための開口である。筒部２２が吐出口２１に嵌合することにより、蒸発器１３の吐出口２１から吐出された冷媒１４が低圧流入孔１９及び筒部２２を経て筒状部材１５内に流入可能となる。筒部２２の外周面２２ａには、筒部２２の周方向に伸びる溝２３が形成されており、該溝内には、筒部２２の外周面２２ａと吐出口２１の周面２１ａとの間を気密的に封止するための環状のシール部材２４が設けられている。これにより、冷媒１４が蒸発器１３の吐出口２１から筒部２２に流入するとき、冷媒１４が筒部２２の外周面２２ａと吐出口２１の周面２１ａとの間を経て筒部２２の外方に漏れることが防止される。

また、筒状部材１５の一端１５ａには、該一端から筒状部材１５の径方向外方へ突出し且つ筒状部材１５の周方向へ伸び、蒸発器１３の周壁１３ａに固定される環状の第一のフランジ部２５が形成されている。第一のフランジ部２５は、図示の例では、蒸発器１３の周壁１３ａにボルト部材２６により固定されている。筒状部材１５は、その第一のフランジ部２５が蒸発器１３の周壁１３ａに固定されることにより、筒部２２が吐出口２１に嵌合された状態で蒸発器２３に固定される。

高圧流出孔２０は、筒状部材１５が蒸発器１３に取り付けられた状態で蒸発器１３の吸入口２７に整合するように端壁１８に形成されており、図示の例では、低圧流入孔１９にその下方へ間隔をおいて端壁１８に形成されている。蒸発器１３の吸入口２７は、蒸発器１３の周壁１３ａに吐出口２１の下方で形成されており、従来よく知られているように、凝縮器１２から膨張弁１０を経て送られてくる冷媒１４を受け入れるための開口である。

筒状部材１５の他端１５ｂには、該他端を閉鎖する蓋部材２８が取り外し可能に装着されている。

蓋部材２８は、図示の例では、周縁部２９ａが筒状部材１５の径方向外方へ突出するように筒状部材１５の他端１５ｂの端面上に配置されるほぼ円盤状の円盤部２９と、該円盤部の筒状部材１５側に位置する面２９ｂから突出し、筒状部材１５の他端１５ｂに嵌合される円柱状の嵌合部３０とを有する。

嵌合部３０の外周面３０ａには、嵌合部３０の周方向に伸びる溝部３１が形成されており、該溝部内には、嵌合部３０の外周面３０ａと筒状部材１５の内周面１５ｃとの間を気密的に封止するための環状のシール部材３２が設けられている。これにより、筒状部材１５内の冷媒１４が筒状部材１５の内周面１５ｃと嵌合部３０の外周面３０ａとの間を経て筒状部材１５の外方へ漏れることが防止される。

図示の例では、筒状部材１５の他端１５ｂには、該他端から筒状部材１５の径方向外方へ突出し且つ筒状部材１５の周方向へ伸びる環状の第二のフランジ部３３が形成されている。蓋部材２８の円盤部２９の周縁部２９ａは、筒状部材１５の他端１５ｂへの嵌合部３０の嵌合状態で第二のフランジ部３３に当接し、該フランジ部に当接した状態で該フランジ部にボルト部材３４により固定されている。蓋部材２８は、円盤部２９の周縁部２９ａが第二のフランジ部３３に固定されることにより、嵌合部３０が筒状部材１５の他端１５ｂに嵌合した状態で第二のフランジ部３３を介して筒状部材１５に固定される。

また、蓋部材２８には、図示の例では、筒状部材１５内から低圧の冷媒１４を気体圧縮機１１に流出させるための低圧流出孔３５と、筒状部材１５内に挿入された管部材１６内に凝縮器１２から送られる高圧の冷媒１４を流入させるための高圧流入孔３６とが、それぞれ嵌合部３０及び円盤部２９をそれぞれ貫通して形成されている。低圧流出孔３５及び高圧流入孔３６は、図示の例では、それぞれ低圧流入孔１９及び高圧流出孔２０に対向する位置で蓋部材２８の嵌合部３０に形成されている。

低圧流出孔３５には、気体圧縮機１１と膨張弁１０とを互いに接続するための接続管３７の端部３７ａが嵌合される。蒸発器１３から低圧流入孔１９を経て筒状部材１５内に流入した低温低圧の冷媒１４は、筒状部材１５内から低圧流出孔３５を経て接続管３７内に流入し、該接続管内を通って気体圧縮機１１に案内される。

高圧流入孔３６には、凝縮器１２と膨張弁１０とを互いに接続するための接続管３８の端部３８ａが嵌合される。凝縮器１２により液化された高温高圧の冷媒１４は、接続管３８を通って膨張弁１０に案内される。

管部材１６は、図示の例では、円筒部材からなり、その軸線方向を筒状部材１５の軸線方向に一致させて該筒状部材内に配置されている。

管部材１６の蓋部材２８側に位置する一端部１６ａは、蓋部材２８に形成された高圧流入孔３６に嵌合されている。高圧流入孔３６への管部材１６の一端部１６ａの嵌合により、凝縮器１２から接続管３８を通って膨張弁１０に案内された冷媒１４が高圧流入孔３６を経て管部材１６内に流入可能となる。

管部材１６の外周面１６ｃの一端部１６ａにおける部分には、管部材１６の周方向に伸びる溝部３９が形成されており、該溝部内には、管部材１６の一端部１６ａの外周面１６ｃと高圧流入孔３６の周面３６ａとの間を気密的に封止するための環状のシール部材４０が設けられている。これにより、接続管３８から高圧流入孔３６内に流入した冷媒１４が、管部材１６の一端部１６ａの外周面１６ｃと高圧流入孔３６の周面３６ａとの間を経て管部材１６の外方に漏れることが防止される。

管部材１６の筒状部材１５の端壁１８側に位置する他端部１６ｂは、図示の例では、高圧流出孔２０内を経て端壁１８を筒状部材１５内からその外方へ貫通し、端壁１８から筒状部材１５の軸線方向外方へ突出している。また、管部材１６の他端部１６ｂは、蒸発器１３の吐出口２１への筒部２２の嵌合時に、蒸発器１３の吸入口２７に嵌合される。管部材１６の他端部１６ｂが吸入口２７に嵌合することにより、管部材１６内に流入した冷媒１４が高圧流出孔２０及び吸入口２７を経て蒸発器１３内に流入可能となる。

管部材１６の外周面１６ｃの他端部１６ｂにおける部分及び管部材１６の高圧流出孔２０の周面２０ａに対向する部分には、それぞれ管部材１６の周方向に伸びる溝部４１，４２が形成されている。各溝部４１，４２には、それぞれ管部材１６の外周面１６ｃと吸入口２７の周面２７ａとの間、及び、管部材１６の外周面１６ｃと高圧流出孔２０の周面２０ａとの間をそれぞれ気密的に封止するための環状のシール部材４３，４４がそれぞれ設けられている。これにより、管部材１６内から蒸発器１３に流入する冷媒１４が、部材１６の外周面１６ｃと吸入口２７の周面２７ａとの間、及び、管部材１６の外周面１６ｃと高圧流出孔２０の周面２０ａとの間をそれぞれ経て管部材１６の外方に漏れることが防止される。

管部材１６の軸線方向の中央部には、図示の例では、弁機構１７が取り付けられる基部４５が形成されている。基部４５は、図１及び図２に示すように、ほぼ直方体をなしており、その内部を管部材１６が長手方向に沿って貫通するように管部材１６の前記中央部に形成されている。基部４５の上面４５ａには、図１に示すように、管部材１６内に開放する貫通孔４６が形成されている。貫通孔４６の形成により、筒状部材１５内に配置された管部材１６の内部と筒状部材１５の内部とが貫通孔４６を経て互いに連通する。筒状部材１５内への管部材１６の挿入状態では、図示の例では、基部４５の蓋部材２８側に位置する端面４５ｄと蓋部材２８の嵌合部３０との間には隙間が形成されている。

管部材１６の内周面１６ｄには、図示の例では、後述する弁座５３を支持する支持部４７が形成されている。支持部４７は、管部材１６内を閉鎖するように貫通孔４６の管部材１６の軸線方向両側に配置された一対の円盤状の支持壁４８，４９を有する。

一対の支持壁４８，４９のうち管部材１６の一端部１６ａ側に位置する一方の支持壁４８の下部は除去されており、これにより、前記一方の支持壁４８の下端４８ａと管部材１６の内周面１６ｄとの間には隙間が形成されている。これにより、各支持壁４８，４９間の空間と前記一方の支持壁４８よりも管部材１６の一端部１６ａ側の空間とが互いに連通する。また、管部材１６の他端部１６ｂ側に位置する他方の支持壁４９の上部は除去されており、これにより、前記他方の支持壁４９の上端４９ａと管部材１６の内周面１６ｄとの間には隙間が形成されている。これにより、各支持部４８，４９間の空間と前記他方の支持部４９よりも管部材１６の他端部１６ｂ側の空間とが互いに連通する。各支持壁４８，４９の除去量は、各支持壁４８，４９間に前記弁座５３を挟み込むべく各支持壁４８，４９が互いに部分的に重なり合うように設定されている。各支持壁４８，４９と管部材１６の内周面１６ｄとで弁室５０が管部材１６内に規定されている。

管部材１６内の冷媒１４の流通量を調節するための弁機構１７は、図示の例では、管部材１６の外方に配置され、筒状部材１５内を通る冷媒１４の温度を感知する感温部５１と、管部材１６内に配置され、感温部５１で感知した温度に応じた量で移動する弁体５２と、管部材１６内に配置され、該管部材内を閉鎖すべく弁体５２を受ける前記した弁座５３とを有する。

感温部５１は、図示の例では、管部材１６の基部４５の上面４５ａに貫通孔４６を取り巻いて配置され、一端に貫通孔４６内に開放する開放端を有する筒状のハウジングＨと、該ハウジング内に配置された薄膜状のダイヤフラム５４と、該ダイヤフラムを支持する支持部材５５とを有する。

ハウジングＨ内には、冷媒１４の性質と同一又は似ている性質を有するガスや吸着材等が封入されている。

ダイヤフラム５４は、図示の例では、例えば金属からなる円盤部材からなり、ハウジングＨ内を上下に区画するように該ハウジングの軸線を横切るように該ハウジング内に配置されている。ダイヤフラム５４によりハウジングＨ内を区画することにより、ハウジングＨの上部には感温室５６が規定されている。ダイヤフラム５４は、感温室５６内の温度及び圧力が筒状部材１６内を通る冷媒１４の温度変化によって変化することにより、その配置位置が変位する。すなわち、ダイヤフラム５４は、筒状部材１６内を通る冷媒１４の温度に応じて変位する変位部材を構成する。ハウジングＨの下部には、筒状部材１５内に開放する開放孔５７が形成されており、これにより、ハウジングＨ内のダイヤフラム５４の下方の下部空間５８と筒状部材１５内とが開放孔５７を経て互いに連通するので、下部空間５８内の圧力と筒状部材１５内の圧力とが互いに等しくなる。

支持部材５５は、ハウジングＨの下部空間５８内に設けられており、ダイヤフラム５４をその下方から支持している。支持部材５５は、ダイヤフラム５４の変位に追従して変形可能である。支持部材５５には、図示の例では、ダイヤフラム５４の変位を弁体５２に伝達するための棒状のロッド５９が設けられている。

ロッド５９は、支持部材５５からハウジングＨの下部空間５８内を下方へ伸び、更に、貫通孔４６内を経て管部材１６内に伸びる。ロッド５９の下端５９ａに、弁体５２が固定されている。ロッド５９は、ダイヤフラム５４の変位により支持部材５５が変形すると、該支持部材の変形により貫通孔４６内を上下に移動する。これにより、ダイヤフラム５４の変位が支持部材５５及びロッド５９を介して弁体５２に伝達する。

弁体５２は、図示の例では、球状をなしており、管部材１６内に規定された弁室５０内に配置されている。弁体５２は、ロッド５９の移動により弁室５０内を上下方向に移動する。

弁座５３は、図示の例では、全体に板状をなしている。また、弁座５３は、各支持壁４８，４９間を閉鎖するように弁室５０内に弁体５２の上方で配置されており、各支持壁４８，４９間に挟み込まれることにより該各支持壁に支持されている。弁座５３には、ロッド５９の挿通を許し且つ弁体５２の挿通を阻止する大きさを有する弁孔６０が形成されている。弁孔６０は、その縁部６０ａに弁体５２が下方から当接することにより閉鎖される。これにより、前記一方の支持壁４８の下端４８ａと管部材１６の内周面１６ｄとの間の隙間を経て弁室５０内に流入した冷媒１４が弁孔５３を通ることが阻止されるので、弁室５０内の冷媒１４が前記他方の支持壁４９の上端４９ａと管部材１６の内周面１６ｄとの間の隙間を通って弁室５０内からその管部材１６の他端部１６ｂ側に流入することが阻止される。

貫通孔４６内には、該貫通孔内を気密的に閉鎖するための閉鎖部材６１が設けられている。閉鎖部材６１によって貫通孔４６が閉鎖されることにより、管部材１６内の冷媒１４が貫通孔４６を経てハウジングＨの下部空間５８内に流入することが防止される。閉鎖部材６１には、ロッド５９の挿通を許す挿通孔６２が形成されている。更に、閉鎖部材６１には、弁体５２が弁座５３に着座する方向へロッド５９を付勢する圧縮コイルスプリング６３が設けられている。圧縮コイルスプリング６３はロッド５９を取り巻いて配置されており、圧縮コイルスプリング６３の一端部は閉鎖部材６１に係止されており、圧縮コイルスプリング６３の他端部はロッド５９の上端５９ｂに係止されている。圧縮コイルスプリング６３は、弁体５２が弁座５３に着座した状態（図１に示す状態である。）で、圧縮変形することなく無負荷の状態におかれる。

蒸発器１３から筒状部材１５内に流入した冷媒１４の温度が低い場合、筒状部材１５内に配置された感温部５１の感温室５６内の温度が低下すると共に感温室５６内の圧力が低下する。これにより、ダイヤフラム５４が下方へ変位している状態におかれている場合、ダイヤフラム５４は感温室５６内の空気から受ける負圧により上方へ変位するので、支持部材５５が上方へ変形すると共にロッド５９が圧縮コイルスプリング６３の付勢力により押し上げられる。これにより、弁体５２が弁座５３に向けて移動することによって弁体５２と弁座５３との間隔すなわち弁開度が小さくなるので、弁体５２及び弁座５３間を経て弁孔６０を通る冷媒１４が膨張され、弁座５３の弁孔６０内を通る冷媒１４の流量が減る。従って、管部材１６内から蒸発器１３に供給される冷媒１４の流量が減少する。

他方、蒸発器１３から筒状部材１５内に流入した冷媒１４の温度が高い場合、感温部５１のハウジングＨを介して感温室５６内に伝わる冷媒１４の熱により感温室５６内の温度が上昇すると共に感温室５６内の圧力が上昇する。これにより、ダイヤフラム５４は、感温室５６内の空気から受ける圧力により下方へ変位するので、支持部材５５が下方へ変形すると共に支持部材５５に固定されたロッド５９が圧縮コイルスプリング６３の付勢力に抗して下方へ押し下げられる。これにより、弁開度が大きくなるので、弁孔６０を通る冷媒１４の流量が増加する。従って、管部材１６内から蒸発器１３に供給される冷媒１４の流量が増加する。

更に、本実施例では、筒状部材１５と管部材１６との間に、該管部材がその軸線周りに回転することを防止するための回転防止手段６４が設けられている。

回転防止手段６４は、図２に示す例では、管部材１６の基部４５の各側面４５ｂのそれぞれから筒状部材１５の内周面１５ｃに向けて基部４５の側方へ突出する二つの突起部６５及び基部４５の下面４５ｃから筒状部材１５の内周面１５ｃに向けて基部４５の下方へ突出する突起部６５と、筒状部材１５の内周面１５ｃに形成され、筒状部材１５内への管部材１６の挿入状態で各突起部６５に係合する複数の係合部６６とを備える。

各突起部６５は、図示の例では、それぞれ基部４５の長手方向すなわち管部材１６の軸線方向に沿って伸びる板状をなしている。

各係合部６６は、基部４５の上面４５ａが上方へ向くように管部材１６が筒状部材１５内に挿入された状態で各突起部６５に対応する位置に配置されており、図示の例では、筒状部材１５の内周面１５ｃから筒状部材１５の内方へ突出し且つ筒状部材１５の軸線方向に互いに平行に伸びる一対の板部材６７を有する。各板部材６７は、筒状部材１５の周方向へ互いに間隔をおいて配置されており、各係合部６６の各板部材６７間の間隔は、それらの間に各突起部６５を受け入れる大きさを有する。各係合部６６は、その各板部材６７間に各突起部６５を受け入れることにより該各突起部に係合する。

各突起部６５が各係合部６６に係合した状態では、前記したように、基部４５の蓋部材２８側に位置する端面４５ｄと蓋部材２８の嵌合部３０との間に隙間が形成されていることから、図１に示すように、各突起部６５と蓋部材２８の嵌合部３０との間にも隙間が形成されるので、各突起部６５により筒状部材１５内の空間が冷媒１４を受け入れる空間と冷媒１４を受け入れない空間とに区画されることなく、筒状部材１５内の全ての空間に冷媒１４が受け入れられる。従って、筒状部材１５内の空間を冷媒１４を受け入れる空間として有効に利用することができる。

例えば筒状部材１５内を流れる冷媒１４から管部材１６に作用する圧力が該管部材をその軸線周りに回転させる回転力として作用したとき、その回転力は、各係合部６６の各板部材６７のうち回転力の作用方向側に位置する板部材６７に該板部材を筒状部材１６の周方向へ圧縮する圧縮力として作用する。これにより、前記回転力が各板部材６７により受け止められるので、管部材１６がその軸線回りに回転することが防止される。

膨張弁１０を組み立てる際、先ず、弁機構１７を予め組み込んだ管部材１６を、感温部５１が管部材１６の上側に位置するように、筒状部材１５内にその他端１５ｂから挿入する。このとき、各係合部６６の各板部材６７が、前記したように、それぞれ筒状部材１５の軸線方向に伸びることから、各突起部６５をそれぞれ対応する板部材６７間に挿入して各突起部６５に沿って案内することにより、管部材１６を筒状部材１５内に容易に挿入することができる。すなわち、各係合部６６の各板部材６７は、それぞれ筒状部材１５内への管部材１６の挿入時に各突起部６５の移動を案内する案内機能を有する。また、各突起部６５をそれぞれ各板部材６７間に挿入することにより、筒状部材１５内での管部材１６の配置を容易に決めすることができる。管部材１６を筒状部材１５内に挿入したとき、管部材１６の他端部１６ｂを高圧流出孔２０内に挿入する。

次に、筒状部材１５の他端１５ｂに蓋部材２８を装着する。このとき、高圧流入孔３６内に管部材１６の一端部１６ａを挿入する。これにより、膨張弁１０の組み立てが終了する。

本実施例によれば、前記したように、蒸発器１３からの低圧の冷媒１４を通す従来における低圧流路を規定する筒状部材１５内に、該筒状部材とは別体に形成され、凝縮器１２からの高圧の冷媒１４を通す従来における高圧流路を規定する管部材１６が挿入されており、該管部材には、該管部材内の前記冷媒１４の流通量を調節すべく作動する弁機構１７が設けられており、筒状部材１５の端壁１８には、蒸発器１３から送られる冷媒１４を筒状部材１５内に流入させるための低圧流入孔１９と、管部材１６から蒸発器１３に冷媒１４を流出させるための高圧流出孔２０とが形成されており、筒状部材１５の他端１５ｂに装着された蓋部材２８には、筒状部材１５内から冷媒１４を気体圧縮機１１に流出させるための低圧流出孔３５と、筒状部材１５内に挿入された管部材１６内に凝縮器１２から送られる冷媒１４を流入させるための高圧流入孔３６とが形成されている。

このことから、膨張弁の製造時、弁機構１７を管部材１６に組み付けることにより、弁座５３及び弁体５２はそれぞれ高圧流路である管部材１６内に配置されると共にダイヤフラム５４は管部材１６の外方に配置され、この状態で管部材１６を筒状部材１５内に挿入することにより、ダイヤフラム５４が低圧流路である筒状部材１５内に配置される。すなわち、ダイヤフラム５４が低圧流路内に確実に配置され且つ弁座５３及び弁体５２がそれぞれ高圧流路内に確実に配置されるように弁機構１７を膨張弁に組み込むには、弁機構１７が設けられた管部材１６を筒状部材１５に挿入すればよい。

これにより、ダイヤフラムが低圧流路内に確実に配置され且つ弁座及び弁体がそれぞれ高圧流路内に確実に配置されるように弁機構を膨張弁に組み込むために、単一のブロック体を切削することにより低圧流路、高圧流路及び収容孔をそれぞれ形成する従来の場合のような、ブロック体への高圧流路、低圧流路及び収容孔の相対的な形成位置を弁機構の態様に応じて高精度で調節する作業を行う必要はない。

従って、ブロック体への高圧流路、低圧流路及び収容孔の相対的な形成位置を弁機構の態様に応じて高精度で調節することによる従来のような形成作業の煩雑さを招くことが防止されるので、蒸発器１３からの低圧の冷媒１４を流す低圧流路と凝縮器１２からの高圧の冷媒１４を流す高圧流路とを有する膨張弁１０を従来に比べて容易に製造することができる。

また、前記したように、低圧流入孔１９の縁部１９ａには、該縁部から筒状部材１５の軸線方向外方へ突出し且つ低圧流入孔１９を取り巻くように配置され、蒸発器１３の吐出口２１に嵌合される筒部２２が形成されており、管部材１６の高圧流出孔２０側に位置する他端部１６ｂは、高圧流出孔２０を経て筒状部材１５内からその軸線方向外方へ伸び、蒸発器１３の吸入口２７に嵌合されることから、蒸発器１３の吐出口２１及び吸入口２７に筒部２２及び管部材１６の他端部１６ｂをそれぞれ嵌合することにより、膨張弁１０を蒸発器１３に例えば接続のための接続管を用いることなく直接接続することができる。これにより、膨張弁１０を蒸発器１３に前記接続管を用いる場合に比べて、蒸発器１３への膨張弁１０の接続作業を確実に容易に行うことができる。

また、前記接続管を不要とすることができることから、蒸発器１３及び膨張弁１０がそれぞれ例えば車両のエンジンルームに配置される場合に、蒸発器１３に接続された膨張弁１０をエンジンルーム内に配置するのに必要となる空間を従来に比べて小さくすることができる。これにより、前記エンジンルーム内の空間を他の目的で有効に利用することができる。

更に、前記したように、筒状部材１５と管部材１６との間に、管部材１６がその軸線周りに回転することを防止するための回転防止手段６４が設けられていることから、管部材１６がその軸線周りに回転することにより管部材１６の各端部１６ａ，１６ｂの位置がそれぞれ高圧流出孔２０及び高圧流入孔３６で筒状部材１５の外方に開放する適正な位置から他の位置にずれることを、確実に防止することができる。従って、管部材１６の各端部１６ａ，１６ｂの位置がそれぞれ前記適正な位置から他の位置にずれることにより管部材１６内への冷媒１４の流入量及び管部材１６からの冷媒１４の流出量に誤差が生じることを、確実に防止することができる。

本実施例では、管部材１６の基部４５の各側面４５ｂに形成された各突起部６５がそれぞれ筒状部材１５の内周面１５ｃに向けて基部４５の側方へ突出する例を示したが、これに代えて、例えば図３（ａ）に示すように、基部４５の各側面４５ｂから筒状部材１５の内周面１５ｃに向けて斜め上方へ突出するように各突起部６５を形成することができる。

また、本実施例では、基部４５の各側面４５ｂに一つずつ突起部６５が形成され、更に、基部４５の下面４５ｃに一つの突起部６５が形成された例を示したが、これに代えて、例えば図３（ｂ）に示すように、基部４５の各側面４５ｂにそれぞれ該各側面から筒状部材１５の内周面１５ｃに向けて互いに平行に突出する一対の突起部６８を互いに上下方向に間隔をおくように形成することができ、また、例えば図３（ｃ）に示すように、図３（ｂ）に示す各突起部６８に加えて、基部４５の下面４５ｃに該下面から筒状部材１５の内周面１５ｃに向けて下方へ突出する突起部６９を形成することができる。

図３に示す例を本発明に用いる場合、基部４５への各突起部６８，６９の形成位置に応じて筒状部材１５への各係合部６６の形成位置を各突起部６８，６９に係合可能な位置に適宜変更することができる。

また、本実施例では、各係合部６６がそれぞれ筒状部材１５の内周面１５ｃから筒状部材１５の内方へ突出し且つ筒状部材１５の軸線方向に互いに平行に伸びる一対の板部材６７を有する例を示したが、これに代えて、例えば、各突起部６５のうち基部４５の各側面４５ｂに形成された各突起部６５に係合する係合部６５を、それぞれ各突起部６５の上方又は下方に配置され、筒状部材１５の内周面１５ｃから筒状部材１５の内方へ突出し且つ筒状部材１５の軸線方向に伸びる突出部材で構成することができる。この場合、管部材１６にその軸線周りの回転力が作用したとき、前記各突出部材のうち突起部６５よりも回転方向側に位置する前記突出部材に該突出部材を回転方向に圧縮する圧縮力として管部材１６から突起部６５を介して作用するので、前記突出部材により回転力を受け止めることができる。

更に、本実施例では、基部４５の各側面４５ｂ及び下面４５ｃのそれぞれに形成された突起部６５がそれぞれ各側面４５ｂ及び下面４５ｃから筒状部材１５の内周面１５ｃに向けて突出し且つ基部４５の長手方向に伸びる板状をなした例を示したが、これに代えて、各突起部６５を、例えば、それぞれ各側面４５ｂ及び下面４５ｃのそれぞれから筒状部材１５の内周面１５ｃに向けて突出し且つ基部４５の長手方向に互いに間隔をおいて形成された複数の突起部材により構成することができる。

また、本実施例では、蓋部材２８の嵌合部３０に低圧流出孔３５及び高圧流入孔３６がそれぞれ形成されており、気体圧縮機１１及び膨張弁１０を互いに接続するための接続管３７が低圧流出孔３５に接続され、凝縮器１２と膨張弁１０とを互いに接続するための接続管３８が高圧流入孔３６に接続された例を示したが、これに代えて、例えば図４に示すように、蓋部材２８の嵌合部３０に、管部材１６の一端部１６ａがあそびをもって受け入れられる開口７０を形成し、該開口に気体圧縮機１１と膨張弁１０とを互いに接続するための接続管７１の端部７１ａを嵌合し、凝縮器１２と膨張弁１０とを互いに接続するための接続管７２を接続管７１内に挿入すると共に接続管７２の端部７２ａを管部材１６の一端部１６ａに接続することができる。

これによれば、凝縮器１２から接続管７２を通って膨張弁１０に案内された冷媒１４は、接続管７２内から管部材１６内に直接流入し、管部材１６内を経て、前記したと同様に、高圧流出孔２０及び吸入口２７を経て蒸発器１３内に流入する。また、蒸発器１３から低圧流入孔１９を経て筒状部材１５内に流入した冷媒１４は、開口７０の内周面７０ａと接続管７２の外周面７２ａとの間を経て筒状部材１５内から接続管７１内に流入し、該接続管内を通って気体圧縮機１１に案内される。

また、本実施例では、管部材１６がその軸線回りに回転することを防止する回転防止手段６４が複数の突起部６５及び複数の係合部６６を備える例を示したが、これに代えて、管部材１６の軸線回りの回転を防止することができれば、各突起部６５及び各係合部６６以外の部材で構成された回転防止手段を本発明に適用することができる。

更に、本実施例では、管部材１６に弁機構１７を取り付けるための基部４５が形成された例を示したが、これに代えて、基部４５を不要とすることができる。この場合、弁機構１７を管部材１６に直接取り付けることができる。

また、本実施例では、低圧流入孔１９及び高圧流出孔２０がそれぞれ筒状部材１５の端壁１８に形成され、低圧流出孔３５及び高圧流入孔３６がそれぞれ蓋部材２８に形成された例を示したが、これに代えて、低圧流入孔１９及び高圧流出孔２０をそれぞれ蓋部材２８に形成し、低圧流出孔３５及び高圧流入孔３６をそれぞれ筒状部材１５の端壁１８に形成することができる。この場合、膨張弁１０は、蓋部材２８が蒸発器１３の周壁１３ａに対向するように配置される。

更に、本実施例では、筒状部材１５内を通る冷媒１４の温度に応じて変位する変位部材がダイヤフラム５４で構成された例を示したが、これに代えて、筒状部材１５内を通る冷媒１４の温度に応じて変位する部材であれば、ダイヤフラム５４以外の部材を本発明に適用することができる。

また、本実施例では、本発明に係る膨張弁１０を車両に設けられた空調装置に用いた例を示したが、これに代えて、車両以外の箇所に設けられる空調装置に本発明に係る膨張弁１０を用いることができる。

本発明に係る膨張弁を概略的に示す縦断面図である。本発明に係る膨張弁を概略的に示す横断面図である。本発明に係る突起部の変形例を概略的に示す正面図である。図１に示した実施例とは別の実施例に係る膨張弁を概略的に示す縦断面図である。

符号の説明

１０膨張弁
１１気体圧縮機
１２凝縮器
１３蒸発器
１４冷媒
１５筒状部材
１６管部材
１７弁機構
１８端壁
１９低圧流入孔
２０高圧流出孔
２１吐出口
２２筒部
２７吸入口
２８蓋部材
３５低圧流出孔
３６高圧流入孔
５２弁体
５３弁座
５４変位部材（ダイヤフラム）
６４回転防止手段
６５突起部
６６係合部

Claims

液体の冷媒を気化させるための蒸発器から該蒸発器により気化した前記冷媒を圧縮する気体圧縮機に向けて送られる前記冷媒の温度に応じて、該冷媒を液化させる凝縮器から前記蒸発器に送られる前記冷媒の流入量を制御する膨張弁であって、前記蒸発器から送られてくる低圧の前記冷媒を受け入れる筒状部材と、該筒状部材内に挿入され、前記凝縮器から送られてくる高圧の前記冷媒を受け入れる管部材と、該管部材に設けられ、該管部材内の前記冷媒の流通量を調節すべく作動する弁機構とを備え、該弁機構は、前記管部材の外方に配置され、前記筒状部材内を通る前記冷媒の温度に応じて変位する変位部材と、前記管部材内に配置され、前記変位部材の変位により移動する弁体と、前記管部材内に配置され、該管部材内を閉鎖すべく前記弁体を受ける弁座とを有し、前記筒状部材の一端には、該一端を閉鎖する端壁が形成されており、前記筒状部材の他端には、該他端を閉鎖する蓋部材が取り外し可能に装着されており、前記端壁及び前記蓋部材のうち、一方には、前記蒸発器から送られる前記冷媒を前記筒状部材内に流入させるための低圧流入孔と、前記筒状部材内に挿入された前記管部材から前記蒸発器に前記冷媒を流出させるための高圧流出孔とが形成されており、他方には、前記筒状部材内から前記冷媒を前記気体圧縮機に流出させるための低圧流出孔と、前記筒状部材内に挿入された前記管部材内に前記凝縮器から送られる前記冷媒を流入させるための高圧流入孔とが形成されていることを特徴とする膨張弁。
前記低圧流入孔の縁部には、該縁部から前記筒状部材の軸線方向外方へ突出し且つ前記低圧流入孔を取り巻くように配置され、前記蒸発器の吐出口に嵌合される筒部が形成されており、前記管部材の前記高圧流出孔側に位置する端部は、前記高圧流出孔を経て前記筒状部材内からその軸線方向外方へ伸び、前記蒸発器の吸入口に嵌合されることを特徴とする請求項１に記載の膨張弁。
前記筒状部材と前記管部材との間には、前記管部材がその軸線周りに回転することを防止するための回転防止手段が設けら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。
前記回転防止手段は、前記管部材の外周面に前記管部材の周方向へ互いに所定の間隔をおいて形成され、前記外周面から前記筒状部材の内周面に向けて突出する複数の突起部と、前記筒状部材の内周面に形成され、前記筒状部材内への前記管部材の挿入状態で前記各突起部に少なくともそれぞれの上方又は下方から係合する複数の係合部とを備えることを特徴とする請求項３に記載の膨張弁。