JP4503472B2 - 電磁弁一体型膨張弁 - Google Patents

Description

本発明は、電磁弁一体型膨張弁に関し、例えば車室内のフロント側とリア側に冷凍サイクルを設けた車両用空調装置に用いるのに好適なものである。

従来、この種電磁弁一体型膨張弁として、例えば下記特許文献１に記載されているものが知られている。この電磁弁一体型膨張弁は、高圧側冷媒を減圧膨張させる絞り流路と、この絞り流路の開度調整をする弁体と、この弁体を変位させる弁体作動機構（パワーエレメント）と、絞り流路にて減圧膨張した冷媒を蒸発器に供給する出口冷媒流路とを備え、電磁弁の弁体により出口冷媒流路を開閉するようにするとともに、電磁弁の弁体の閉弁時には、電磁弁の弁体と絞り流路との間の冷媒圧力に基づいて弁体を作動させるダイアフラム作動機構により、絞り流路の弁体を閉弁させるようにしている。
特開平１１−１８２９８３号公報

上記の特許文献に記載されたものは、電磁弁の閉弁時に、電磁弁の弁体と膨張弁の絞り通路の弁体との間が密閉空間となり、この密閉空間が液冷媒で満たされた場合には、雰囲気の温度上昇とともにこの密閉空間が異常に高圧になってしまうおそれがあり、これを回避するため電磁弁の上流側と膨張弁の上流側とを連通する微小連通路を設けたものである。しかし、この微小連通路は冷媒を微小量だけ逃がすためのものであるが故に極小径であることが要求され、その加工は困難を極めることとなる。
そこで本発明の目的は、微小連通路を加工の容易な径としたままで、要求される微量の冷媒逃がしを可能とする電磁弁一体型膨張弁を提供するものである。

本発明の電磁弁一体型膨張弁は、基本的な手段として、高圧側冷媒が導入される弁室と該弁室と冷媒の出口流路との間に設けられる絞り流路を有する弁本体と、前記弁室内の弁体を作動させるパワーエレメントと、前記弁室と前記出口流路との間に設けられている冷媒のバイパス通路と、該バイパス通路を開閉する電磁弁とを含み、前記弁室と前記電磁弁とを連通するように設けられる微小オリフィスを有する微小連通路に挿入される挿入部材を備える。該挿入部材はその外側面で前記微小オリフィスを開閉する柱状のゴムでつくられる。

また、前記柱状のゴムでつくられる挿入部材の外周面は微小オリフィスを塞ぐ外径寸法を有する。
そして、前記微小オリフィスは、前記微小連通路の径方向に延びて連通しており、前記挿入部材は、その外側面が前記微小オリフィスの開口部を塞ぐ位置まで前記微小連通路に挿入されており、前記挿入部材は、径方向に変形可能であって、径方向内側へ変形することで前記微小オリフィスの開口部を開くものである。
さらに、前記挿入部材は円筒形状であることができる。

本発明によれば、電磁弁が閉じたときに、冷媒を弁室から電磁弁側へ微小量だけ逃がすための微小連通路を適当な小径としたままで冷媒の微小量逃がしを適切に達成できる。そのため加工が容易となり、また冷媒流動音の発生を効果的に抑制することも可能となる。

図１は本発明に係る電磁弁一体型膨張弁の一実施の形態を示す断面図、図２は要部の拡大図である。図において、ハッチングを施した部分は破断して示す部分である。
全体を符号１で示す電磁弁一体型膨張弁は、ほぼ角柱形状の弁本体１０を有する。弁本体１０の下部の内部には、冷凍サイクルの圧縮機側からの高圧冷媒が供給される図示しない入口冷媒通路を有し、入口冷媒通路は弁本体１０内部に形成された弁室１２に連通される。弁室１２内にはボール状の弁体３０が、支持部材３２を介してスプリング３４で支えられる。

弁室１２の開口部にはナット部材４０が螺合されて、封止される。ナット部材４０をねじ込むことで、スプリング３４は予圧され、所定のスプリング力で支持部材３２を介して弁体３０を支持する。ナット部材４０にシール部材を取り付けて弁室１２のシールを図る。
弁室１２の冷媒は、弁体３０と弁座の間の絞り流路１４を通って減圧膨張され、出口冷媒流路に流出する。出口冷媒流路からの冷媒は、図示しない蒸発器へ送り出される。

蒸発器から戻される冷媒は、弁本体１０の上部内に設けらた通路１８を通り、図示しない圧縮機へ還流される。通路１８内の冷媒温度は、感温棒７０を介して弁本体１０の上部に取り付けられる弁体を駆動させる弁体作動機構となるダイアフラム作動機構であるパワーエレメント５０に伝達される。
パワーエレメント５０は、弁本体１０に対してねじ部５４で取り付けられるハウジング５２を有する。さらに、ハウジング５２に挟み込まれて溶接されているダイアフラム６０を有し、ダイアフラム６０により上部室６２ａと下部室６２ｂが区画される。上部室６２ａには作動流体が封入され、栓体６４が封止される。

ダイアフラム６０は感温棒７０で支持される。感温棒７０は中心に冷媒が導入される通路７２を有する。
感温棒７０の変位は、弁棒８０を介して弁体３０に伝達される。

この膨張弁１は以上のように構成してあるので、蒸発器から流出されて、通路１８を通る冷媒の圧力と温度に応じて設定されるダイアフラム６０の作動位置により、感温棒７０が駆動され、弁体３０と弁座の間の絞り流路１４の間隙が調整される。

そこで、蒸発器の熱負荷が大きいときには、弁体３０と弁座の間の間隙は大きくなり、大量の冷媒が蒸発器に供給され、反対に熱負荷が小さいときには、冷媒の流量は少なくなる。

弁本体１０の側面部には電磁弁１００が取り付けられる。
電磁弁１００は、ケーシング１１０と、ケーシング１１０に連結される取付部材１６０を有し、取付部材１６０は、ねじ部を介して弁本体１０に形成した有底の開口部に取り付けられる。

電磁弁１００は、ケーシング１１０内にコイル１２０を有し、コード１２２を介して給電される。ケーシング１１０の中心部には、シリンダ１２４が配設され、プランジャ１４０が摺動自在に挿入される。シリンダ１２４の外側には、吸引子１３０がビス１３２で固定される。吸引子１３０とプランジャ１４０の間に設けられるスプリング１４２はプランジャ１４０を吸引子１３０から離れる方向に付勢する。
プランジャ１４０の先端には、パイロット弁体１５０が摺動自在に配設される。このパイロット弁体１５０は中心部に弁穴１５２を有する。

かくの如く構成された電磁弁１００においては、電磁弁１００のコイル１２０に通電されると、コイル１２０の磁力により、プランジャ１４０が吸引子１３０側に引き戻される。プランジャ１４０の先端部１４４がパイロット弁体１５０の弁穴１５２から離れると、弁穴１５２が開口し、背圧室２０ａの冷媒が弁穴１５２を通過して導管２４の通路２５に導入され、圧力差が減じられる。これによりパイロット弁体１５０は、導管２４の先端から離れ、電磁弁１００は開弁時となり、背圧室２０ａ内の冷媒は、出口冷媒流路側へ流れる。

弁室１２の冷媒は、弁体３０と弁座の間の絞り流路１４を通りバイパス通路２１を介して電磁弁１００が取付けられる有底穴２０の背圧室２０ａに充填される。

逆に、コイル１２０への通電を遮断し、スプリング１４２のバネ力によりプランジャ１４０の先端部１４４が弁体１５０の弁穴１５２に着座して、この弁穴１５２を閉じる。すると、弁体３０と弁座の間の絞り流路１４を通り、バイパス通路２１を介して背圧室２０ａに冷媒が導入される。そのため、プランジャ１４０の先端部１４４が弁穴１５２に着座して弁穴１５２を閉じるとともに、パイロット弁体１５０が導管２４の端面に着座し、通路２５を閉じる。これにより、電磁弁１００が閉弁状態に復帰する。

図２，図３は、挿入部材２００の取付構造を示す説明図である。
挿入部材２００は、例えば円筒形状のゴムでつくられる。そして、この挿入部材２００を円筒穴状の微小連通路２２内に挿入し、カシメ部Ｋ_１により固定する。微小連通路２２の弁室１２側の開口部は段付穴２２ａが形成されており、カシメ部Ｋ_１の加工代が用意される。

ゴム製の円筒形状の挿入部材２００は、中空部２０２を有し、径方向に伸縮することができる。
そこで、図３に示すように、弁室１２側からの冷媒の圧力Ｆがかかっているときには、外周面が微小オリフィス２３を塞ぎ、冷媒は電磁弁に通ずるバイパス通路２２側へは流れない。

図４に示すように、電磁弁側の冷媒の圧力Ｆ_１が過大となると、微小オリフィス２３に対向する挿入部材の外周面が押されて変形し、間隙Ｇ_１が形成される。
電磁弁側の冷媒は、この間隙Ｇ_１を通過して弁室１２側へ逃げ、不具合を防止する。

挿入部材は、微小連通路２２の径方向に延び連通する流路を圧力に応じて開閉するために、径方向に関して所定の弾力性を提供できる材質と形状とを有する。また、挿入部材にその外側面で微小連通路２２の内壁面に密着して流路を閉じるために滑らかな外側面を有する。
挿入部材は、微小連通路２２の形状にあわせて円筒状、円柱状、多角筒状などの形状とすることができる。

本発明の電磁弁付膨張弁の一実施の形態を示す断面図。 要部の断面図。 本発明の挿入部材の取付構造の説明図。 本発明の作用を示す説明図。

符号の説明

１ 膨張弁
１０ 弁本体
１２ 弁室
１４ 絞り流路
１６ 出口冷媒流路
２０ 有底穴
２０ａ 背圧室
２１ バイパス通路
２２ 微小連通路
２３ 微小オリフィス
２４ 導管
３０ 弁体
５０ パワーエレメント
６０ ダイアフラム
７０ 感温棒
８０ 弁棒
１００ 電磁弁
１２０ コイル
１３０ 吸引子
１４０ プランジャ
１５０ パイロット弁体
２００ 挿入部材

Claims (4)

1. 高圧側冷媒が導入される弁室と該弁室と冷媒の出口流路の間に設けられる絞り流路を有する弁本体と、前記弁室内に配置される弁体を作動させるパワーエレメントと、前記弁室と前記出口流路の間に設けられる冷媒のバイパス通路と、該バイパス通路を開閉する電磁弁とを含み、
   前記弁室と前記電磁弁とを連通するように設けられる微小オリフィスを有する微小連通路に挿入される挿入部材を備え、該挿入部材はその外側面で前記微小オリフィスを開閉する柱状のゴムでつくられる電磁弁一体型膨張弁。
2. 前記柱状のゴムでつくられる挿入部材の外周面は微小オリフィスを塞ぐ外径寸法を有する請求項１記載の電磁弁一体型膨張弁。
3. 前記微小オリフィスは、前記微小連通路の径方向に延びて連通しており、前記挿入部材は、その外側面が前記微小オリフィスの開口部を塞ぐ位置まで前記微小連通路に挿入されており、前記挿入部材は、径方向に変形可能であって、径方向内側へ変形することで前記微小オリフィスの開口部を開くことを特徴とする請求項１記載の電磁弁一体型膨張弁。
4. 前記挿入部材は円筒形状であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の電磁弁一体型膨張弁。

Images