JP2014126280A - 温度式膨張弁 - Google Patents

Abstract

【課題】温度式膨張弁の制振性能の向上を図る。
【解決手段】温度式膨張弁は、弁本体内に弁室を有し、弁室内に配置される弁体を備える。弁体を操作する作動棒６０は弁本体の貫通穴７０に挿入され、パワーエレメントにより駆動される。シール部材挿入穴７２にはシール部材８０が挿入され、内周穴８１に作動棒６０が挿入される。シール部材挿入穴７２の中心Ｃ_１に対して貫通穴７０は偏心して設けてある。そこで、作動棒６０とシール部材８０の摺動摩擦抵抗に加えて、作動棒６０と貫通穴７０の間にも摺動摩擦抵抗が発生し、防振性能が向上する。
【選択図】図２

Description

本発明は、カーエアコン等の空調装置に装備されて、冷媒の温度に応じて蒸発器（エバポレータ）へ供給される冷媒の流量を制御する温度式膨張弁に関する。

この種の温度式膨張弁にあっては、蒸発器へ送られる冷媒の流量を制御する弁機構を備える冷媒の通路と、蒸発器から圧縮機側へ戻る冷媒の戻り通路を有する弁本体を備える。そして、弁本体の戻り通路の上部に装備される弁体の駆動装置であるパワーエレメントにより操作される作動棒が蒸発器へ向かう冷媒の通路と戻り通路を貫通して弁室内の弁体に当接して弁の開度を制御する。

図１は、本発明を適用する冷凍サイクルの概要と温度式膨張弁の構成を示す説明図である。
コンプレッサ１で加圧された冷媒は、コンデンサ２で液化され、膨張弁３に送られる。膨張弁３で断熱膨張した冷媒はエバポレータ４に送り出され、エバポレータ４で熱交換される。エバポレータ４から戻る冷媒は膨張弁３を通ってコンプレッサ１側へ戻される。

温度式膨張弁３は弁本体１０を有し、コンデンサ２からの高圧の冷媒が供給される高圧冷媒入口側通路２０に連通する弁室２２を備える。
弁室２２内には弁部材４０が弁座２４に対向して配置され、弁部材４０はサポート４２に支持され、サポート４２はスプリング４４を介して弁室２２を封止するプラグ４６で支持される。弁部材４０と弁座２４の間で流量を制御された冷媒は、弁孔２６、低圧出口側通路２８を通ってエバポレータ４へ送り出される。

エバポレータ４から出た冷媒は、弁本体１０の戻り冷媒通路３０を通過してコンプレッサ１へ戻される。弁本体１０の頂部にはパワーエレメント５０が装備されている。

パワーエレメント５０はダイアフラム５４で形成される作動ガス室５２を有し、ダイアフラム５４の下面は支持部材５６で支持される。ダイアフラム５４の下面には戻り冷媒通路３０の冷媒が開口部３２を介して作用する。

ダイアフラム５４の変位は支持部材５６を介して作動棒６０に伝達され、作動棒６０は弁部材４０を操作する。作動棒６０は細い棒状の部材であって、弁本体１０に形成した貫通穴７０に挿入される。作動棒６０は貫通穴７０内で摺動するので、低圧出口側通路２８と戻り冷媒通路３０の間で冷媒が漏れるのを防止するため、シール部材挿入穴７２が形成されてシール部材挿入部７２内にＯリング８０が嵌装される。Ｏリング８０を保持するために、スナップリング８２が取り付けられる。

図３は従来のＯリング８０とその取付状態を示す説明図である。
従来のＯリング８０はドーナツ状のゴム製の部材であって、作動棒挿入穴８１の中心線Ｈ_１はＯリング８０の外径寸法Ｄ_１の半分の位置に形成されている。

そこで、このＯリング８０をシール部材挿入穴７２内に配置して、作動棒６０を挿入すると、作動棒６０の中心Ｃ_１は貫通穴７０の中心位置と合致して作動棒６０の外径部と貫通穴７０の内径部との間には均一の間隙Ｇ_１が形成される。

作動棒６０にはスナップリング受け溝６２が形成されてスナップリング８２が取り付けられてＯリング８０がシール部材挿入部７２からの脱出を防止する。

作動棒６０は貫通穴７０の内径部とは接触せずに摺動するので、作動棒６０の摺動時の摩擦抵抗は作動棒６０の外径部とＯリング８０の作動棒挿入穴８１との間の摩擦抵抗のみとなる。この摩擦力では弁部材４０と作動棒６０に作用する振動を制御するには不十分であって、作動棒６０の防振効果は低いものであった。

下記の特許文献１、２は、作動棒に対して直交する方向に付勢するコイルバネを備えて作動棒の振動を防止するものを開示している。
また、特許文献３は、パワーエレメントのダイアフラムの支持部材を特殊な形状として作動棒に横方向に推力を与えて防振を図るものを開示している。

特開平８−１４５５０５号公報 特開平９−２２２２６８号公報 特開２００１−９１１０６号公報

この種の温度式膨張弁にあっては、作動棒は、本体に形成される貫通穴に挿入され、摺動するので、作動棒を貫通穴との間にシール部材を設けて冷媒の漏れをシールする場合がある。
本発明の目的は、シール部材が挿入される穴と作動棒の貫通穴の中心を偏心させることで、コイルバネ等の余分な部材を装備することなく作動棒の振動防止を図る温度式膨張弁を提供するものである。

上記目的を達成するために、本発明の温度式膨張弁は、エバポレータから戻ってくる冷媒の温度及び圧力に感応して冷媒の絞り・膨張を行う弁部材の弁リフトを制御するパワーエレメントを弁本体に備え、前記弁本体は、コンプレッサ及びコンデンサを経て供給される高圧冷媒用の高圧入口側流路と、該高圧入口側流路に連通する弁室と、該弁室に連通するとともに弁座を有する弁孔と、該弁孔で膨張した冷媒をエバポレータに向けて導出する低圧出口側流路と、前記エバポレータから戻ってくる冷媒を通過させる戻り冷媒通路とを備える。

そして、前記弁座に対向して前記弁室内に配置される前記弁部材を開閉させるべく前記パワーエレメントの作動に追従して進退する作動棒と、該作動棒の外周に嵌装されて該作動棒の貫通穴をシールするシール部材とが備わっており、前記シール部材が挿入されるシール部材挿入穴の中心と前記貫通穴の中心とが偏心させてあることを特徴とする。

また、前記シール部材としては、Ｏリングが使用される。

本発明の温度式膨張弁は以上の手段を備えることにより、作動棒の制振性能が向上して、振動を防止することができる。

本発明を適用する温度式膨張弁を含む冷凍サイクルの説明図。 本発明のシール部の説明図。 従来の温度式膨張弁のシール部の説明図。

図２は本発明の温度式膨張弁の要部の断面図である。
図２に示すように、シール部材挿入穴７２の中心Ｃ_１に対して貫通穴７０ａの中心Ｃ_２を寸法Ｓ_１だけ偏心するように貫通穴７０ａを形成してある。

シール部材挿入穴７２にＯリング８０を挿入して、このＯリング８０の作動棒挿入穴８１に作動棒６０を挿入し、さらに作動棒６０を貫通穴７０ａに挿入すると、Ｏリング８０は作動棒６０を中心Ｃ_１上で保持するので、作動棒６０は貫通穴７０ａの一方の内面側に押圧されて、他方の内面側に隙間Ｇ_２が形成される。

この作用により作動棒６０と貫通穴７０ａの間に摺動摩擦抵抗が発生し、作動棒６０とＯリング８０の間の摺動摩擦抵抗に付加される。
この増加した摺動摩擦抵抗により、作動棒６０の防振性能が向上する。

本発明の温度式膨張弁は以上のように、シール部材が挿入される穴に対して作動棒の貫通穴が偏心して設けてあるので、作動棒と貫通穴の間で摺動摩擦抵抗が発生し、他の部材を付加することなく、防振性能を向上することができる。

１ コンプレッサ
２ コンデンサ
３、３ａ、３ｂ 温度式膨張弁
４ エバポレータ
１０ 弁本体
２０ 高圧冷媒入口側通路
２２ 弁室
２４ 弁座
２６ 弁孔
２８ 低圧出口側通路
３０ 戻り冷媒側通路
３２ 開口部
４０ 弁部材
４２ サポート
４４ スプリング
４６ プラグ
５０ パワーエレメント
５２ 作動ガス室
５４ ダイアフラム
５６ 支持部材
６０ 作動棒
６２ スナップリング受け溝
７０、７０ａ 貫通穴
７２ シール部材挿入穴
８０ Ｏリング
８１ 作動棒挿入穴
８２ スナップリング

Claims (2)

1. エバポレータから戻ってくる冷媒の温度及び圧力に感応して冷媒の絞り・膨張を行う弁部材の弁リフトを制御するパワーエレメントを弁本体に備える温度式膨張弁であって、
   前記弁本体は、コンプレッサ及びコンデンサを経て供給される高圧冷媒用の高圧入口側流路と、該高圧入口側流路に連通する弁室と、該弁室に連通するとともに弁座を有する弁孔と、該弁孔で膨張した冷媒をエバポレータに向けて導出する低圧出口側流路と、前記エバポレータから戻ってくる冷媒を通過させる戻り冷媒通路とを備え、
   前記弁座に対向して前記弁室内に配置される前記弁部材を開閉させるべく前記パワーエレメントの作動に追従して進退する作動棒と、該作動棒の外周に嵌装されて該作動棒の貫通穴をシールするシール部材とが備わっており、
   前記シール部材が挿入されるシール部材挿入穴の中心と前記貫通穴の中心とが偏心させてある
   ことを特徴とする温度式膨張弁。
2. 前記シール部材はＯリングである請求項１記載の温度式膨張弁。