JP3903029B2 - 温度式膨張弁 - Google Patents

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。

図３は、従来周知の温度式膨張弁の縦断面の構造を示す説明図である。
全体を符号１で示す膨張弁は、アルミ合金等で製造される角柱形状の弁本体１０を有する。弁本体１０には空調装置の圧縮機側から送られてくる高圧の冷媒を導入する通路２０を有し、通路２０に連通する弁室２２が弁本体１０の下部内部に形成される。

弁室２２は、弁座２４を介して通路２０から通路２６に連通し、通路２６からは蒸発器側へ冷媒を送出する。
弁室２２内には、弁座２４に対向して球形の弁体３０が装備され、弁体３０は弁体受け部材３２により支持される。弁体受け部材３２は、スプリング３４を介して調節ネジとなるナット部材３６により支持される。ナット部材３６は、弁本体１０に対してねじ部３７により螺合され、六角穴３８を利用してレンチ等の工具によりねじ込まれる。

このナット部材３６のねじ込み量により弁体３０を支持するスプリング３４のばね力を調整することにより弁体３０を閉弁方向に付勢することができる。ナット部材３６には、シール部材３９が取付けられ、弁室２２内から冷媒が漏出するのを防止する。

弁本体１０には、蒸発器側から圧縮機側へ戻る冷媒の戻り通路２８が通路２６と平行に形成される。
弁体３０は、弁本体１０の中心部を貫通する作動棒４０により操作される。作動棒４０は、ステンレス等でつくられる細径のシャフトで、その上端はストッパ部材５０に挿入され、その下端は弁体３０に当接する。

作動棒４０と弁本体１０の間には、シール部材４２が装備され、冷媒が送り出される通路２６と冷媒が戻る通路２８との間のシールが形成される。
ストッパ部材５０は、全体を符号６０で示すパワーエレメントと称する駆動装置内に装備される。
パワーエレメント６０は、上蓋６２１と下蓋６２２とからなる円盤形状のキャン体６２を有し、キャン体６２は下蓋６２２のねじ部６４により弁本体１０の上部に螺合されると共にストッパ部材５０は、その周辺部が下蓋６２２に支持される。

キャン体６２内には、ダイアフラム６６が設けられ、その周辺部が上蓋６２１と下蓋６２２とによって挟み込まれて溶接により固着されており、上部圧力室６８と下部圧力室６９が形成される。上部圧力室６８内には作動流体が充填され、栓体７０により封止される。
冷媒の戻り通路２８内を通過する冷媒の圧力は、ストッパ部材５０の下面に作用し、冷媒の温度は作動棒４０を介してストッパ部材５０へ伝達され、ダイアフラム６６を介して上部圧力室６８内の作動流体に伝達される。

上部圧力室６８内の圧力により、ダイアフラム６６は変位し、その変位量は作動棒４０を介して弁体３０を作動させ、通路２０を流れる冷媒を減圧膨張させ、弁座２４を形成する絞り通路の開口面積を調整させて、蒸発器側へ流入する冷媒の流量を制御する。

かかる従来の温度式膨張弁においては、弁受け部材、スプリング及び調節ネジ等を有し、部品点数を要しており、しいては温度式膨張弁の小型化及び軽量化の達成を困難にしていた。
さらには、弁室より調節ネジ部分を通して冷媒の漏れる不具合の生ずるおそれがあった。
かかる点に鑑み、本発明はカーエアコンの小型化、軽量化の要請に応じ、構造を簡素化し、部品点数を削減した温度式膨張弁を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、弁本体と、弁本体内に形成される高圧冷媒の通過する第１の通路と、上記第１の通路内に形成される弁室と、上記第１の通路と平行に上記弁本体内に形成される蒸発器側に送出される冷媒の通過する第２の通路と、上記弁室と上記第２の通路を連通する弁座部材が圧入される絞り通路と、上記絞り通路に対向配置された弁体と、上記蒸発器側から送出される冷媒の通過する第３の通路と、上記第３の通路を通過する冷媒の温度を感知して上記弁体を駆動する感温棒とを有し、上記弁座部材は予め上記作動棒と上記弁体との間に装備された状態で上記絞り通路に固着され、上記弁体の変位により上記絞り通路の開口面積を調整することを特徴とする。
さらに本発明は、上記作動棒は、上記弁座部材に挿入される細径部を有し、上記細径部の先端に球形の弁体が固着される構造を備えることを特徴とする。

そして、作動棒は、弁座部材に挿入される細径部を有し、細径部の先端に球形の弁体が固着される構造を備える。
また、作動棒をダイアフラム側へ向けて付勢するスプリングを備えるものである。

また、本発明の温度式膨張弁は、この弁本体に形成され高圧冷媒が通過する有底穴状の第１の通路と、この第１の通路内の底部側に形成された弁室と、上記弁本体における上記第１の通路の上方の部位に形成され蒸発器側に送出される冷媒が通過する第２の通路と、上記第１の通路と上記第２の通路との間に上下に延びるように形成され上記弁室と上記第２の通路とを連通する絞り通路と、この絞り通路内に同軸状に圧入されたパイプ状の弁座部材と、上記弁室内において上記弁座部材の開口に対向するように配され上記開口を開閉する弁体と、上記弁本体における上記第２の通路の上方の部位に上記絞り通路と整列するように形成された縦穴内に軸方向に移動可能に設けられ一端が上記弁座部材を貫通するとともにその先端部に上記弁体が固着された作動棒と、を備え、上記弁体および上記弁座部材が取り付けられた上記作動棒を上記弁本体の上部から上記縦穴内に軸方向に挿入すると、上記弁体が上記絞り通路を通過して上記弁室内に挿入されるとともに上記弁座部材が上記絞り通路内に圧入されるように構成したことを特徴とする。

さらに、本発明の温度式膨張弁は、上記弁座部材は、その一端に側方に向けて張り出したフランジを有しており、上記絞り通路の上端は、上記フランジを受け入れるように段付状に形成されたことを特徴とする。

本発明の温度式膨張弁は以上のように、部品点数を削減し、簡単な構造を有するので、製造コストが低減できる。
また、弁室は有底の穴内に形成され、シール構造を有しないので冷媒の洩れも発生しない。

図１は本発明の実施形態に係る温度式膨張弁の縦断面を示す説明図である。
全体を符号１００で示す温度式膨張弁は、弁本体１１０を有し、弁本体１１０は、例えばアルミ合金にてつくられる角柱形状の部材である。

弁本体１１０の下部側には、空調装置の圧縮機側から送られてくる高圧の冷媒を受け入れる第１の通路１２０が形成される。この第１の通路１２０は、有底の穴であって、その底部近傍は弁室１２２を形成する。弁室１２２は、弁本体１１０内に第１の通路１２０と垂直に形成された絞り通路を形成する穴１１６に圧入される弁座部材２００を介して第１の通路１２０と平行に弁本体１１０内に形成された第２の通路１２６に連通し、第２の通路１２６は蒸発器側へ冷媒を送出する。
弁本体１１０の上部側には、第２の通路１２６に平行して設けられる第３の通路１２８が形成される。
第３の通路１２８は、弁本体１１０を貫通し、蒸発器側から圧縮機側へ戻る冷媒が通過する。

弁室１２２内には、球形の弁体１３０が第１の通路１２０の上流側から絞り通路に対向配設され、弁体１３０は作動棒１３２の下端と溶接により固着されている。
作動棒１３２は、弁本体１１０の縦穴１１４内を摺動し、作動棒１３２に設けられるシール部材１３４が第２の通路１２６と第３の通路１２８の間のシールを形成する。
作動棒１３２は、弁本体１１０の穴１１２を貫通し、その上端１３６はストッパ部材１４０に当接される。

全体を符号１６０で示すパワーエレメントと称する駆動装置は、ステンレス製の上蓋１６３と下蓋１６３′とからなるキャン体１６２を有し、キャン体１６２は下蓋１６３′のねじ部１６４により本体１１０の上端に螺合されると共にストッパ部材１４０はその周辺部が下蓋１６３′により支持される。キャン体１６２には、ダイアフラム１６６が設けられ、その周辺部は上蓋１６３と下蓋１６３′とによって挟み込まれており、溶接により共に固着され、上部圧力室１６８と下部圧力室１６９が形成される。
上部圧力室１６８内には作動流体例えば冷媒が充填され、栓体１７０により封止される。

ストッパ部材１４０の上面はダイアフラム１６６に当接し、ストッパ部材１４０の下面に当接する作動棒１３２の上端１３６の段部と穴１１２を形成する弁本体１１０の突起部１１３との間には、コイルスプリング１４２が配設され、そのばね力は作動棒１３０を介してストッパ部材１４０を上部圧力室１６８側に向けて付勢する。なお、ストッパ部材１４０の下面は凹部１４１が形成され、凹部１４１の底面と作動棒１３０の上端１３６が当接する。

第３の通路１２８を通過する蒸発器側から圧縮機側へ戻る冷媒は、弁本体１１０の穴１１２を通ってストッパ部材１４０の下面に圧力を伝達する。
作動棒１３２は、感温部材として機能して、第３の通路１２８を通過する冷媒の温度をストッパ部材１４０、ダイアフラム１６６を介して上部圧力室１６８内の作動流体に伝達する。
圧力室内の圧力とストッパ部材の下面に作用する圧力とつり合う位置に作動棒１３２は変位して、弁体１３０により絞り通路の開口面積を調整して、第１の通路１２０を通過し、第２の通路１２６から蒸発器側へ送出される冷媒の流量を制御する。

図２は、図１の実施形態の弁座部材近傍の構造の拡大図である。
第１の通路１２０及び弁室１２２は、弁本体１１０に矢印Ｔ_１方向から機械加工を施すことにより形成される。
第２の通路１２６も同様に、弁本体１１０に矢印Ｔ_２方向から機械加工を施すことにより形成される。

弁座部材２００は、弁本体に矢印Ｔ_３方向から加工される絞り通路を形成する穴１１６に圧入されることにより、取付けられる。
弁座部材は、例えばステンレス等でつくられ、フランジ２０４を有するパイプ状の部材である。
この弁座部材２００は、予め作動棒１３２の細径部１３５を貫通させ、細径部１３５の先端に球形の弁体１３０を溶接Ｗ_１により固着した状態で用意される。

そして、弁本体１１０の穴１１４を通って作動棒１３２と弁座部材２００と弁体１３０の部材は挿入され、弁座部材２００は、弁本体１１０の穴１１６に圧入される。
作動棒１３２は、その段付部１３３が弁座部材２００を圧入するための圧入工具として機能する。

上述した構造により、弁本体の一方側から機械加工を施し、弁座部材を圧入することにより、弁機構を完成することができる。
なお、上記弁座部材の穴１１６への固着には、圧入に限らず、接着若しくは穴１１６との螺合によってもよいのは勿論である。

本発明の温度式膨張弁の断面図。 本発明の温度式膨張弁の要部の断面図。 従来の温度式膨張弁の断面図。

符号の説明

１００ 温度式膨張弁
１１０ 弁本体
１２０ 圧縮機側からの冷媒の通路
１２２ 弁室
１２６ 蒸発器へ向かう冷媒の通路
１２８ 蒸発器から戻る冷媒の通路
１３０ 弁体
１３２ 作動棒
１４０ ストッパ部材
１６０ パワーエレメント
１６６ ダイアフラム

Claims (2)

1. 弁本体と、この弁本体に形成され高圧冷媒が通過する有底穴状の第１の通路と、この第１の通路内の底部側に形成された弁室と、上記弁本体における上記第１の通路の上方の部位に形成され蒸発器側に送出される冷媒が通過する第２の通路と、上記第１の通路と上記第２の通路との間に上下に延びるように形成され上記弁室と上記第２の通路とを連通する絞り通路と、この絞り通路内に同軸状に圧入されたパイプ状の弁座部材と、上記弁室内において上記弁座部材の開口に対向するように配され上記開口を開閉する弁体と、上記弁本体における上記第２の通路の上方の部位に上記絞り通路と整列するように形成された縦穴内に軸方向に移動可能に設けられ一端が上記弁座部材を貫通するとともにその先端部に上記弁体が固着された作動棒と、を備え、上記弁体および上記弁座部材が取り付けられた上記作動棒を上記弁本体の上部から上記縦穴内に軸方向に挿入すると、上記弁体が上記絞り通路を通過して上記弁室内に挿入されるとともに上記弁座部材が上記絞り通路内に圧入されるように構成したことを特徴とする温度式膨張弁。
2. 上記弁座部材は、その一端に側方に向けて張り出したフランジを有しており、上記絞り通路の上端は、上記フランジを受け入れるように段付状に形成されたことを特徴とする請求項１記載の温度式膨張弁。

Images