JP2012197989A - Expansion valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷凍サイクルに用いられる感温機構内蔵型の膨張弁に関する。 The present invention relates to an expansion valve with a built-in temperature sensing mechanism used in a refrigeration cycle.
自動車に搭載される空調装置等に用いる冷凍サイクルにおいては、冷媒の通過量を冷媒の温度と圧力に応じて調整する感温機構内蔵型の温度膨張弁が使用されている。
特許文献1は、本出願人に係るこの種の膨張弁の一例を示す。
膨張弁の弁本体は、高圧の冷媒が導入される入口ポートと、入口ポートに連通する弁室とを有する。弁室内に配設される球状の弁部材は、弁室に開口する弁孔の入口の弁座に対向し、パワーエレメントにより駆動される弁棒により移動して、弁座との間の絞り通路の開度を制御する。
絞り通路を通った冷媒は、出口ポートから蒸発器側へ送られる。蒸発器から圧縮機側へ戻る冷媒は、弁本体に設けられた戻り通路を通過する。
弁本体の頂部には、パワーエレメントと称する弁部材の駆動機構が装備される。
パワーエレメントは、作動ガスが封入される圧力作動室を形成する上蓋部材と、作動ガスの圧力を受けて弾性変形する薄板のダイアフラムと、受け部材とで構成され、3つの部材を重ね合わせて円周部をTIG溶接手段などにより接合して形成される。
上蓋部材とダイアフラムで形成される圧力作動室には作動ガスが封入される。圧力作動室に作動ガスを封入するために、上蓋部材の頂部に穴を設け、この穴から作動ガスを注入した後に鋼球等の栓体で穴を塞ぎ、プロジェクション溶接手段などによって圧力作動室を封止する。
In a refrigeration cycle used for an air conditioner or the like mounted on an automobile, a temperature expansion valve with a built-in temperature sensing mechanism that adjusts the passage amount of the refrigerant according to the temperature and pressure of the refrigerant is used.
Patent Document 1 shows an example of this type of expansion valve according to the present applicant.
The valve body of the expansion valve has an inlet port into which high-pressure refrigerant is introduced and a valve chamber communicating with the inlet port. A spherical valve member disposed in the valve chamber is opposed to the valve seat at the inlet of the valve hole that opens into the valve chamber, and is moved by a valve rod driven by a power element, so that a throttle passage between the valve seat and the valve seat To control the opening degree.
The refrigerant passing through the throttle passage is sent from the outlet port to the evaporator side. The refrigerant returning from the evaporator to the compressor side passes through a return passage provided in the valve body.
A valve member drive mechanism called a power element is provided on the top of the valve body.
The power element includes an upper lid member that forms a pressure working chamber in which working gas is sealed, a thin diaphragm that is elastically deformed by the pressure of the working gas, and a receiving member. The peripheral portions are formed by joining with TIG welding means or the like.
A working gas is enclosed in a pressure working chamber formed by the upper lid member and the diaphragm. In order to enclose the working gas in the pressure working chamber, a hole is provided in the top of the upper lid member, and after the working gas is injected from this hole, the hole is closed with a plug such as a steel ball, and the pressure working chamber is formed by projection welding means or the like. Seal.
上記従来の膨張弁においては、パワーエレメントの圧力作動室に作動ガスを封入するために上蓋に穴を設け、この穴を封止部材で封止するため、製造に手間がかかるという問題点があった。
本発明の目的は、パワーエレメントの圧力作動室に作動ガスを封入するために設ける上蓋部材の穴と封止手段を省略することができる膨張弁を提供することにある。
The above-described conventional expansion valve has a problem in that it takes a lot of time to manufacture since a hole is provided in the upper lid for sealing the working gas in the pressure working chamber of the power element and this hole is sealed with a sealing member. It was.
An object of the present invention is to provide an expansion valve in which a hole and a sealing means of an upper lid member provided for enclosing a working gas in a pressure working chamber of a power element can be omitted.
上記目的を達成するために、本発明の膨張弁は、高圧の液冷媒を導入する入口ポートと、該入口ポートに連通する弁室と、該弁室内に設けられた弁孔と、該弁孔で膨張した冷媒を外部に向けて導出する出口ポートとを有する弁本体と、前記弁孔の入口に設けられた弁座に接離して前記弁孔を開閉する弁部材と、該弁部材を移動させる弁棒と、該弁棒を駆動する作動ガスが封入されたパワーエレメントとを備える膨張弁であって、前記パワーエレメントは、前記作動ガスが封入される圧力作動室を形成する上蓋部材と、受け部材と、前記上蓋部材と前記受け部材の間に挟み込まれるダイアフラムとを備え、前記上蓋部材、ダイアフラム及び受け部材は、前記作動ガスが充填された雰囲気中でプロジェクション溶接により接合されるものである。 In order to achieve the above object, an expansion valve according to the present invention includes an inlet port for introducing a high-pressure liquid refrigerant, a valve chamber communicating with the inlet port, a valve hole provided in the valve chamber, and the valve hole. A valve main body having an outlet port for leading the refrigerant expanded in the direction toward the outside, a valve member that contacts and separates a valve seat provided at the inlet of the valve hole, and moves the valve member An expansion valve comprising: a valve stem to be operated; and a power element enclosing a working gas that drives the valve stem, wherein the power element includes an upper lid member that forms a pressure working chamber in which the working gas is enclosed; A receiving member and a diaphragm sandwiched between the upper lid member and the receiving member are provided, and the upper lid member, the diaphragm and the receiving member are joined by projection welding in an atmosphere filled with the working gas. .
本発明の膨張弁によれば、パワーエレメントに作動ガスを封入するための穴を設ける工程と、この穴を封止する工程が不要となるため、生産性が向上して製造コストの低減を図ることができる。 According to the expansion valve of the present invention, the step of providing a hole for enclosing the working gas in the power element and the step of sealing the hole become unnecessary, so that productivity is improved and manufacturing cost is reduced. be able to.
図1は、本発明の膨張弁の断面図(a)と右側面図(b)を示す。
本発明の膨張弁の弁本体10は、アルミ合金を押出し成形して成る素材に機械加工を施して生産されるもので、高圧の冷媒が導入される入口ポート20を有する。
入口ポート20の奥壁には小径穴22が設けられ、弁本体10の長手方向に中心軸を有する弁室24に連通している。弁室24は同軸状に形成される弁孔26を介して冷媒の出口ポート28に連通している。
FIG. 1 shows a sectional view (a) and a right side view (b) of an expansion valve of the present invention.
The
A small-
弁室24と弁孔26との間には弁座25が形成され、弁室24内に配設される球状の弁部材40が弁座25に対向する。
弁部材40は支持部材42により支持され、支持部材42は、コイルスプリング44を介して弁室24の開口部を封鎖するプラグ50で支持される。プラグ50はねじ部52により弁室24の開口部に螺合される。プラグ50は有底の六角穴53にレンチを差し込んで回動できるので、プラグ50のねじ込み量を調整することにより、弁部材体40を支持するコイルスプリング44のばね力を調整することができる。
プラグ50の外周部にシール部材54を設けて弁室24のシールを行う。
A
The
A
出口ポート28から送り出された冷媒は蒸発器へ送られ、外気と熱交換を行う。蒸発器から圧縮機側へ戻る冷媒は、弁本体10に設けられた戻り通路30を通過する。
弁本体10の頂部にはパワーエレメント100が弁本体10の上部に形成された円筒部12の上部をカシメ加工することにより形成されるカシメ部12aにより取付けられる。
パワーエレメント100と弁本体10の間にはシール部材64が配設される。
The refrigerant sent out from the
The
A
パワーエレメント100は、後述する態様で製造されるものであって、上蓋部材110と、リング状の受け部材120と、上蓋部材110と受け部材120の間に挟み込まれるダイアフラム130とにより構成される。
上蓋部材110とダイアフラム130で形成される圧力作動室112内には作動ガスが封入してある。ダイアフラム130の下面にはストッパ部材62が配設され、ストッパ部材62の移動は弁棒60を介して弁部材40に伝達される。弁棒60の外周部にはばね部材66が配設され、弁棒60に摺動抵抗を付加して弁部材40の振動を防止する。
弁本体10には、弁本体10を貫通する2本の貫通穴70が設けられ、弁本体10を他の部材に取付けるボルトの挿入穴として利用される。また、弁本体10の中心部には1本の有底のねじ穴80も形成される。
The
A working gas is sealed in the
The
図2は、本発明の膨張弁に装備されるパワーエレメント100の構造を示す説明図である。
上蓋部材110は、中央部が上方に凸に形成されて、圧力作動室112が設けられる。受け部材120は、リング状の部材であって、中央部に開口部122を有する。ダイアフラム130は硬度が高く、かつ弾性を有する薄板の部材である。これら3つの部材は例えば鋼材で形成される。
FIG. 2 is an explanatory view showing the structure of the
The
圧力作動室112内に作動ガスを封入する手段としては、作動ガスが充填されたチャンバー内に3つの部材を入れ、チャンバー内で3つの部材を接合して、圧力作動室112内に作動ガスを封入する。
上蓋部材110、受け部材120、ダイアフラム130の接合手段として、本発明にあってはプロジェクション溶接手段が使用される。
As a means for enclosing the working gas in the
In the present invention, projection welding means is used as a joining means for the
図2の実施例にあっては、受け部材120の上面に、溶接用のプロジェクションとして機能するリング状の突起124が形成してある。
上蓋部材110、ダイアフラム130、受け部材120をチャンバー内で重ねて、電極200、210で挟み通電することにより、突起124が溶融し、3つの部材はプロジェクション溶接される。
In the embodiment of FIG. 2, a ring-
When the
パワーエレメント100は以上のようにして製作されるので、圧力作動室112に対する作動ガスの注入作業を省略することができ、また封入口を塞ぐための栓体が不要となる。
栓体の外周部には結露が付着しやすく、腐食の原因ともなるので、塗装等の後処理が必要であるが、本発明にあっては、この後処理も不要とすることができる。
Since the
Condensation tends to adhere to the outer peripheral portion of the plug body, and it causes corrosion, so post-treatment such as painting is necessary. However, in the present invention, this post-treatment can also be made unnecessary.
図1に示すように、本発明の膨張弁は、上述した構成を有するパワーエレメント100を、弁本体10の上部に形成した取付用の円筒部12の内側に挿入し、円筒部12の上部にカシメ加工を施してカシメ部12aを形成して、パワーエレメント100を弁本体10に確実に固定する。
パワーエレメント100は、弾性を有するシール部材64を押しつぶす状態でカシメ部12aで押圧されるので、パワーエレメント100と弁本体10の間は確実にシールされる。
また、パワーエレメント100のプロジェクション溶接部をカシメ部12aと弁本体10との間に挟み込むことで、プロジェクション溶接部が補強され、パワーエレメント100の内圧が上昇しても溶接部が破損しにくくなる。
As shown in FIG. 1, the expansion valve according to the present invention has a
Since the
Further, by sandwiching the projection welded portion of the
また、本実施例では、弁棒60がストッパ部材62を介してダイアフラム130に接しており、受け部材120がリング状であるとともにその内周部とストッパ部材130の外周部との間に隙間が形成されており、ストッパ部材130は弁本体10に接することで開弁方向への移動が制限されるようになっている。
従来の膨張弁では、ストッパ部材が受け部材に接することによって開弁方向への移動が制限されるようになっているが、これに比べて、本実施例では、膨張弁の高さ方向の寸法を短縮することができる。
また、ストッパ部材62と弁本体10の間に受け部材120が介在しないことで、ストッパ部材62の上下方向の位置が受け部材120の厚みの影響を受けなくなるので、ダイアフラム130の位置が安定し、個々の性能のバラツキが少なくなる。
Further, in this embodiment, the
In the conventional expansion valve, the movement in the valve opening direction is restricted by the stopper member coming into contact with the receiving member. In contrast, in this embodiment, the dimension of the expansion valve in the height direction is limited. Can be shortened.
Further, since the receiving
図3は本発明の膨張弁のパワーエレメントの他の実施例を示す説明図である。
このパワーエレメント100’は、上蓋部材110、ダイアフラム130、受け部材120の3つの部材で構成される点については、上述した実施例と同様である。
本実施例にあっては、プロジェクション溶接用の突起114を上蓋110側に設けてある。突起114はリング状のもので、電極200、210でプロジェクション溶接を行い、圧力作動室112内に作動ガスを封止する。
本実施例においても、図1及び2の実施例と同様の作用効果を得ることができる。
FIG. 3 is an explanatory view showing another embodiment of the power element of the expansion valve of the present invention.
The
In this embodiment, a
Also in this embodiment, the same operational effects as those of the embodiment of FIGS. 1 and 2 can be obtained.
10 弁本体
12 円筒部
12a カシメ部
20 入口ポート
22 小径穴
24 弁室
25 弁座
26 弁孔
28 出口ポート
30 戻り通路
40 弁部材
42 支持部材
44 コイルスプリング
50 プラグ
52 ねじ部
53 六角穴
54 シール部材
60 弁棒
62 ストッパ部材
64 シール部材
66 ばね部材
70 貫通穴
80 ねじ穴
100、100’パワーエレメント
110 上蓋部材
112 圧力作動室
114 突起
120 受け部材
122 開口部
124 突起
130 ダイアフラム
200、210 電極
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記パワーエレメントは、前記作動ガスが封入される圧力作動室を形成する上蓋部材と、受け部材と、前記上蓋部材と前記受け部材の間に挟み込まれるダイアフラムとを備え、
前記上蓋部材、ダイアフラム及び受け部材は、前記作動ガスが充填された雰囲気中でプロジェクション溶接により接合される膨張弁。 An inlet port for introducing a high-pressure liquid refrigerant, a valve chamber communicating with the inlet port, a valve hole provided in the valve chamber, and an outlet port for leading the refrigerant expanded in the valve hole to the outside Enclosed with a valve body having a valve member that opens and closes the valve hole by opening and closing the valve seat provided at the inlet of the valve hole, a valve rod that moves the valve member, and a working gas that drives the valve rod An expansion valve comprising:
The power element includes an upper lid member that forms a pressure working chamber in which the working gas is sealed, a receiving member, and a diaphragm sandwiched between the upper lid member and the receiving member,
The upper lid member, the diaphragm, and the receiving member are expansion valves that are joined by projection welding in an atmosphere filled with the working gas.
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