JP4576076B2 - Expansion valve with integrated solenoid valve - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
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て好適なものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種電磁弁一体型膨張弁として、例えば特開平10−73345号公報及び特開平11−182983号公報に記載されているものが知られている。
これら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する弁体と、この弁体を変位させる弁体作動機構と、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。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電磁弁一体型膨張弁においては、電磁弁の閉弁時には、ダイアフラム作動機構を構成するダイアフラム下側に高圧側冷媒を導入するので、冷凍サイクルの高圧側圧力が作用することになり、ダイアフラム作動機構に高強度が要求される。このためダイアフラムを高耐圧のステンレス材としたり、ダイアフラム作動機構のハウジングの肉厚を厚くすることが行なわれている。
したがって、従来の電磁弁一体型膨張弁においてはコスト高となり、大型化するという問題点があった。
【0004】
本発明は、このような問題点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、電磁弁の閉弁時にダイアフラム作動機構に高圧側冷媒を導入することのない電磁弁一体型膨張弁を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、本発明に係る電磁弁一体型膨張弁は、弁本体と、この弁本体内に形成され、高圧側冷媒が導入される入口冷媒流路と、上記弁本体内に形成され、上記入口冷媒流路より導入された冷媒が流入する弁室と、上記弁室内に摺動自在に設けられ、上記弁室内に流入した冷媒を減圧膨張させる絞り流路を形成するオリフィス部材と、上記オリフィス部材の下流側に配設され、上記オリフィス部材を上流側に付勢するスプリングと、上記オリフィス部材の上流側に配設され、上記絞り流路の開度を調整する弁体と、上記弁本体に具備され、上記弁体を変位させる弁体作動機構と、上記弁本体内に形成され、上記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、上記弁本体に一体に組付けられ、上記出口冷媒流路を開閉する電磁弁とを備え、上記電磁弁を開弁すると、上記オリフィス部材が高圧側冷媒の圧力により上記スプリングのバネ力に抗して下流側に移動して上記絞り流路を形成し、上記電磁弁を閉弁すると、上記オリフィス部材が上記スプリングのバネ力により上記弁体に接するように移動して上記絞り流路を閉じるようにしたことを特徴とする。
【0006】
さらに本発明に係る電磁弁一体型膨張弁は、上記オリフィス部材は、上記オリフィス部材と上記弁室の内壁との間をシールするOリングを具備することを特徴とする。
【0007】
さらにまた本発明に係る電磁弁一体型膨張弁は、上記オリフィス部材は、上記オリフィス部材の上流側と下流側とを連通する微小通路を有することを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】
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冷媒の通路を含む面で裁断した断面図、図2は図1の右側面に相当する断面図、図3(A)及び図3(B)は、図2の要部拡大図である。
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入口冷媒通路12を有し、入口冷媒通路12は弁本体10内部に形成された弁室14に連通される。弁室14内にはボール状の弁体40が、支持部材34を介してスプリング32で支えられる。
【0009】
さらに、弁体40に対して弁座15’が対向配置するように形成された別体の所定の厚みを有する円盤形状のオリフィス部材15が設けられる。オリフィス部材15は、例えばステンレス材を用いて所定の厚みを有する略円盤形状に形成され、弁体40とで絞り流路19を構成すると共に中心穴17を有する。さらに、オリフィス部材15には、その厚み方向にシール用のOリング16が取り付けられ、弁室14の内壁14’に接して摺動可能に設けられている。18はオリフィス部材15の下流側に配置されているスプリングである。即ち、スプリング18は、中心穴17を貫通しその下端が弁体40に当接する感温棒80が摺動可能に嵌合する内孔11と同軸に形成された大径部13に配置され、この大径部13の半径方向に拡がる段部13’とオリフィス部材15との間に在って、オリフィス部材15を支持し、オリフィス部材15の弁座15’が弁体40に当接するよう閉弁バネ力として作用する。
【0010】
弁室14の開口部にはナット部材30が螺合されて、封止される。ナット部材30をねじ込むことで、スプリング32は予圧され、所定のスプリング力で支持部材34を介して弁体40を支持する。ナット部材30にシール部材36を取り付けて弁室14のシールを図る。
弁室14の冷媒は、弁体40と弁座15’の間の絞り流路19を通って減圧膨張され、出口冷媒流路20に流出する。出口冷媒流路20からの冷媒は、出口穴22を介して図示しない蒸発器へ送り出される。
【0011】
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50を通り、図示しない圧縮機へ還流される。通路50内の冷媒は、間隙52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60に向けて送られる。
パワーエレメント60は、弁本体10に対してねじ部64で取り付けられるハウジング62を有する。さらに、ハウジング62を構成するケーシング部材621及び622間に挟み込まれて溶接されているダイアフラム70を有し、ダイアフラム70により上部室72aと下部室72bが区画される。上部室72aには作動流体が封入され、栓体66が封止される。
【0012】
ダイアフラム70はストッパ74で支持される。ストッパ74は弁体40を駆動する感温棒80と一体又は別体に形成される。図1及び図2では別体に形成され、その先端がストッパ74に嵌合している。感温棒80は、通路50内を流れる冷媒の温度をパワーエレメント60に伝達する機能を有する。
【0013】
而して、感温棒80は、弁本体10内に形成された段付内孔11に摺動可能に嵌合し、その下端はオリフィス部材15の中心穴17を貫通して弁体40に当接し、弁体40を弁座15’から離す方向に付勢する。さらに、感温棒80はその下部に細径部82が形成されていると共に、内孔11と同軸に形成された有底の小径部81に出口冷媒通路20と通路50の間の連通を防止するシール部材としてOリング86を具備する。
【0014】
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50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70の作動位置により、感温棒80が駆動され、弁体40と弁座15’の間の絞り流路19の間隙が調整される。
【0015】
そこで、蒸発器の熱負荷が大きいときには、弁体40と弁座15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。
【0016】
図2に示すように、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140を有し、取付部材140は、ねじ部を介して弁本体10に形成した有底の開口部26に取り付けられる。この有底の開口部26は、大径部13を介して弁室14に連通される。
【0017】
したがって、弁室14に供給される冷媒は、大径部13を介して有底の開口部26にも導入され、電磁弁100の開弁時に出口冷媒流路20へ流入される通路が形成される。
【0018】
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130が摺動自在に挿入される。シリンダ124の外側には、ストッパ132がビス136で固定される。ストッパ132はスプリング134を介してプランジャ130を常時ストッパ132から離れる方向に付勢する。
プランジャ130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。
【0019】
有底開口部26の中心には、パイプ状の導管28が設けてある。この導管28の内径の通路27は、有底開口部26と弁本体10の出口冷媒流路20とを連通している。
パイロット弁体150は、常時はプランジャ130に押圧されて、パイロット弁体150の弁穴152がプランジャ130の先端部で塞がれる。パイロット弁体150の外側の背圧室160には、有底開口部26の冷媒が導入されていて、その背圧によりパイロット弁体150は、導管28の開口部に押圧されて、その通路27を閉じる。
【0020】
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130がストッパ132側に引き戻される。プランジャ130の先端部がパイロット弁体150の弁穴152から離れると、弁穴152が開口し、背圧室160の冷媒が弁穴152を通過して導管28の通路27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28の先端から離れ、電磁弁100は開弁時となり、有底開口部26内の冷媒は、出口冷媒流路20側へ流れる。
【0021】
即ち、弁室14へ入口冷媒流路12から高圧冷媒が供給され、高圧冷媒により、図3(A)に示すようにオリフィス部材15は高圧冷媒の下流側つまり上方に押されて摺動し、スプリング18を上方に押し上げ、弁体40と弁座15’の間に絞り流路19が形成され、高圧冷媒が断熱膨張される。この結果、冷媒は大径部13を経て、有底開口部26に流入し、通路27を通って出口冷媒流路20側に流れる。
【0022】
逆に、コイル120への通電を遮断し、スプリング134のバネ力によりプランジャ130の先端が弁体150の弁穴152に着座して、この弁穴152を閉じる。すると、背圧室160内に、有底開口部26を介して大径部13内の冷媒が導入される。そのため、プランジャ130の先端部が弁穴152に着座して弁穴152を閉じるとともに、弁体150が導管28の端面に着座し、通路27を閉じる。これにより、電磁弁20が閉弁状態に復帰する。
【0023】
この結果、図3(B)に示すように、弁室14へ供給される高圧冷媒の流入がなくなり、弁室14内の圧力と大径部13内の圧力は均圧状態となって、大径部13に配置されているスプリング18のバネ力が閉弁バネ力となってオリフィス部材15を下方に押して摺動させ、オリフィス部材15の弁座15’がボール状の弁体40に当接し、ボール状の弁体40が弁座15’に着座することとなり、弁体40は閉弁状態となって、絞り流路19は閉じられる。
【0024】
したがって、弁体40を閉弁状態とするのに、弁体を駆動させるダイアフラム作動機構であるパワーエレメント60に高圧冷媒を導入することなく、オリフィス部材15を支持するスプリング18の閉弁バネ力を用いるので、パワーエレメント60を高強度に構成する必要がなくなる。
【0025】
図4(A)及び図4(B)は、本発明に係る電磁弁一体型膨張弁の他の実施の形態の要部を示す断面図であり、それぞれ図3(A)及び図3(B)に示す実施の形態において、オリフィス部材15にその軸方向にブリードポート15’’が設けられている。
【0026】
図4(A)及び図4(B)に示すブリードポート15’’は、図4(B)に示す電磁弁100が閉弁し、弁室14内の圧力と大径部13内の圧力が均圧する際、その均圧を迅速に行うために設けられており、弁室14からブリードポート15’’を経て高圧冷媒が大径部13内に流入し、均圧が迅速に行なわれる。これにより、図4(B)の実施の形態におけるオリフィス部材15の下方への摺動が、図3(B)の実施の形態の場合に比較して迅速に行なわれ、ボール状の弁体40の閉弁状態への移行が迅速に行なわれることとなる。さらに、ブリードポート15’’は、図4(A)に示す電磁弁100の開弁時に冷媒流量の調整に悪影響を及ぼさない程度に微小な貫通穴である。
【0027】
なお、以上の実施の形態においては、オリフィス部材15にOリング16を具備する場合について述べたが、本発明においては、Oリング16を省略し、弁室14の内壁14’とオリフィス部材15とを直接当接させてもよいのは勿論である。
【0028】
【発明の効果】
本発明の電磁弁一体型膨張弁によると、弁体を駆動するダイアフラム作動機構に高圧冷媒を導入することがないので、ダイアフラム作動機構を高強度にする必要がなくなり、低コストの小型化された電磁弁一体型膨張弁が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電磁弁一体型膨張弁の一実施の形態を示す断面図。
【図2】図1の右断面図。
【図3】図1の要部を拡大した図。
【図4】本発明の他の実施の形態を示す要部を拡大した図。
【符号の説明】
1 膨張弁
2 弁本体
12 入口冷媒通路
14 弁室
15 オリフィス部材
15’ 弁座
15’’ ブリードポート
18 スプリング
20 出口冷媒通路
40 ボール状弁体
60 パワーエレメント
62 ハウジング
70 ダイアフラム
74 ストッパ
80 感温棒
100 電磁弁
110 ケーシング
120 コイル
130 プランジャ
150 パイロット弁体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electromagnetic valve-integrated expansion valve, and is suitable for use in, for example, a vehicle air conditioner in which a refrigeration cycle is provided on the front side and rear side of a vehicle interior.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this kind of solenoid valve-integrated expansion valve, for example, those described in JP-A-10-73345 and JP-A-11-182983 are known.
These solenoid valve-integrated expansion valves include a throttle channel that decompresses and expands the high-pressure side refrigerant, a valve body that adjusts the opening of the throttle channel, a valve body operating mechanism that displaces the valve body, and a throttle channel. And an outlet refrigerant flow path for supplying the decompressed and expanded refrigerant to the evaporator, the outlet refrigerant flow path is opened and closed by the valve body of the solenoid valve, and when the valve body of the solenoid valve is closed, the solenoid valve Based on the refrigerant pressure between the valve element and the throttle channel, the diaphragm element that operates the valve element closes the valve element in the throttle channel.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional solenoid valve-integrated expansion valve, when the solenoid valve is closed, the high-pressure side refrigerant is introduced to the lower side of the diaphragm constituting the diaphragm operating mechanism, so that the high-pressure side pressure of the refrigeration cycle acts. The diaphragm operating mechanism requires high strength. For this reason, the diaphragm is made of a high pressure resistant stainless steel, or the thickness of the housing of the diaphragm operating mechanism is increased.
Therefore, the conventional solenoid valve-integrated expansion valve has a problem of high cost and large size.
[0004]
The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an electromagnetic valve integrated expansion valve that does not introduce high-pressure refrigerant into the diaphragm operating mechanism when the electromagnetic valve is closed. It is to be.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the solenoid valve integral expansion valve according to the present invention includes a valve body, is formed in the valve body, an inlet refrigerant flow path that the high-pressure side refrigerant is introduced, formed in the valve body A valve chamber into which the refrigerant introduced from the inlet refrigerant channel flows, and an orifice member that is slidably provided in the valve chamber and forms a throttle channel that decompresses and expands the refrigerant that has flowed into the valve chamber ; , disposed on the downstream side of the orifice member, a spring for biasing said orifice member on the upstream side, is disposed on the upstream side of the orifice member, a valve body for adjusting the opening degree of the throttle channel, A valve body actuating mechanism that is provided in the valve body and displaces the valve body; an outlet refrigerant flow path that is formed in the valve body and that supplies the refrigerant decompressed and expanded in the throttle flow path to the evaporator; and The outlet refrigerant flow is integrated with the valve body. And an electromagnetic valve for opening and closing the, when opening the solenoid valve, the orifice member by the pressure of the high-pressure side refrigerant moves to the downstream side against the spring force of the spring forming the throttle channel, When the electromagnetic valve is closed , the orifice member is moved so as to contact the valve body by the spring force of the spring to close the throttle passage.
[0006]
The solenoid valve-integrated expansion valve according to the present invention is characterized in that the orifice member includes an O-ring that seals between the orifice member and the inner wall of the valve chamber .
[0007]
Furthermore, the solenoid valve-integrated expansion valve according to the present invention is characterized in that the orifice member has a minute passage communicating the upstream side and the downstream side of the orifice member .
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a cross-sectional view of a solenoid valve-integrated expansion valve according to an embodiment of the present invention cut along a plane including a refrigerant passage, FIG. 2 is a cross-sectional view corresponding to the right side of FIG. ) And FIG. 3B are enlarged views of the main part of FIG.
An expansion valve integrated with an electromagnetic valve denoted as a whole by reference numeral 1 has a substantially
[0009]
Furthermore, a disc-
[0010]
A
The refrigerant in the
[0011]
The refrigerant returned from the evaporator passes through a
The
[0012]
The
[0013]
Thus, the
[0014]
Since the expansion valve 1 is configured as described above, the
[0015]
Therefore, when the heat load of the evaporator is large, the gap between the
[0016]
As shown in FIG. 2, the
The
[0017]
Therefore, the refrigerant supplied to the
[0018]
The
A
[0019]
A pipe-like conduit 28 is provided at the center of the bottomed
The
[0020]
In the
[0021]
That is, high-pressure refrigerant is supplied from the inlet
[0022]
On the contrary, the power supply to the
[0023]
As a result, as shown in FIG. 3B, the flow of the high-pressure refrigerant supplied to the
[0024]
Therefore, in order to bring the
[0025]
4 (A) and 4 (B) are cross-sectional views showing the main parts of another embodiment of the solenoid valve-integrated expansion valve according to the present invention, and FIG. 3 (A) and FIG. 3 (B), respectively. ), The
[0026]
4A and 4B, the
[0027]
In the above embodiment, the case where the
[0028]
【The invention's effect】
According to the solenoid valve-integrated expansion valve of the present invention, since the high-pressure refrigerant is not introduced into the diaphragm operating mechanism that drives the valve body, it is not necessary to increase the strength of the diaphragm operating mechanism, and the cost is reduced. An expansion valve integrated with a solenoid valve is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of an expansion valve integrated with a solenoid valve of the present invention.
FIG. 2 is a right sectional view of FIG.
FIG. 3 is an enlarged view of a main part of FIG.
FIG. 4 is an enlarged view of a main part showing another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Expansion valve 2
Claims (3)
上記電磁弁を開弁すると、上記オリフィス部材が高圧側冷媒の圧力により上記スプリングのバネ力に抗して下流側に移動して上記絞り流路を形成し、上記電磁弁を閉弁すると、上記オリフィス部材が上記スプリングのバネ力により上記弁体に接するように移動して上記絞り流路を閉じるようにしたことを特徴とする電磁弁一体型膨張弁。A valve body, an inlet refrigerant passage formed in the valve body and into which the high-pressure refrigerant is introduced, a valve chamber formed in the valve body and into which the refrigerant introduced from the inlet refrigerant passage flows; slidably mounted to the valve chamber, and an orifice member that forms a throttle channel for decompressing and expanding the refrigerant flowing into the valve chamber, is disposed on the downstream side of the orifice member, the orifice member on the upstream side a spring for biasing is arranged on the upstream side of the orifice member, a valve body for adjusting the opening degree of the throttle channel is provided in the valve body, a valve element operating mechanism for displacing the valve body, An outlet refrigerant channel that is formed in the valve body and supplies the refrigerant decompressed and expanded in the throttle channel to the evaporator, and an electromagnetic valve that is integrated with the valve body and opens and closes the outlet refrigerant channel It equipped with a door,
When the solenoid valve is opened, the orifice member moves downstream against the spring force of the spring due to the pressure of the high-pressure side refrigerant to form the throttle channel, and when the solenoid valve is closed , An expansion valve integrated with a solenoid valve, wherein an orifice member is moved so as to contact the valve body by a spring force of the spring to close the throttle passage.
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