JP4666904B2

JP4666904B2 - 膨張弁

Info

Publication number: JP4666904B2
Application number: JP2003396544A
Authority: JP
Inventors: 宏林; 和彦渡辺; 敏道呉羽
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 2003-11-27
Filing date: 2003-11-27
Publication date: 2011-04-06
Anticipated expiration: 2023-11-27
Also published as: CN1621766A; JP2005156046A; CN100394126C

Description

この発明は、冷凍サイクルを構成する膨張弁に関する。

膨張弁には各種のタイプがあるが、蒸発器に送り込まれる高圧冷媒が通る高圧冷媒通路の途中を細く絞って形成されたオリフィスに対して上流側から対向するように弁体を配置し、蒸発器から送り出される低圧冷媒の温度と圧力に対応して弁体を開閉動作させるようにした膨張弁が広く用いられている。

この種の膨張弁として、図２に示される自動車の空気調和装置等の冷凍サイクルに使用されるものがある（例えば、特許文献１参照）。サイクル１は、エンジンにより駆動されるコンプレッサ２と、該コンプレッサ２の吐出側に接続されるコンデンサ３と、コンデンサ３に接続されるレシーバ４と、レシーバ４からの液相冷媒を気液二相冷媒に断熱膨張させる膨張弁５と、膨張弁５に接続されるエバポレータ６とから構成され、前記膨張弁５は冷凍サイクル１内に位置している。

図２に示す膨張弁５では、弁本体３０は、基本的にはエバポレータ６に送り込まれる高圧冷媒が通る高圧側流路３２ｂと低圧側流路３２ｃとの間に形成されたオリフィス３２ａと、上記オリフィス３２ａに上記冷媒の上流側から対向するように配置された球状の弁体８と、上記弁体を上流側から上記オリフィスに向けて付勢するための付勢手段８ｃと、上記付勢手段の不勢力を上記弁体８に伝えるために上記付勢手段と上記弁体との間に配置された弁部材８ａと、エバポレータ６から送り出される低圧冷媒の温度に対応して動作するパワーエレメント部３６と、弁体８との間に配置される感温棒と作動棒とが一体に形成されたオリフィス内を挿通する感温駆動棒３１８を設け、上記パワーエレメント部３６の動作に応じて上記弁体８を上記オリフィス３２ａに対して接離させるようにしたことにより、オリフィスを通過する冷媒流量を制御するようになっている。

パワーエレメント部３６は、可撓性のある金属製薄板であるステンレス製のダイアフラム３６ａと、このダイアフラム３６ａを挟んで互いに密着して設けられ、上記ダイアフラムを一壁面として、その上下に区画された二つの圧力室を形成する上部圧力作動室３６ｂ及び下部圧力作動室３６ｃをそれぞれ構成する気密壁となるステンレス製の上カバー３６ｄ及び下カバー３６ｈと、上部圧力作動室３６ｂにダイアフラム駆動媒体となる所定冷媒を封入するための栓体３６ｉとを備え、下部圧力作動室３６ｃは、オリフィス３２ａの中心線に対して同心的に形成された均圧孔３６ｅを介して第２の通路３４に連通されている。第２の通路３４には、エバポレータ６からの冷媒蒸気が流れ、通路３４は気相冷媒の通路となり、その気相冷媒の圧力が均圧孔３６ｅを介して下部圧力作動室３６ｃに負荷されている。また、下カバー３６ｈには、筒状の取付座３６２が形成され、取付座３６２がねじ孔３６１に螺着により取付けられ、弁本体３０に固定されている。

感温駆動棒３１８は、その上端部３６ｋが分離されて別体に構成されると共に、感温棒は作動棒と一体に例えばステンレス製の細径のロッド部３１６として構成されている。その上端部３６ｋは、ダイアフラム３６ａの下面に当接される端部が径方向に拡大されたストッパ部３１２と他端部が中央部に突起部３１５を形成して下部圧力作動室３６ｃ内に摺動自在に挿入される大径部３１４とからなる受け部である。さらに、ロッド部３１６の上端は大径部３１４の突起部３１５の内部にて嵌合し、その下端が弁体８に当接している。

感温棒を構成するロッド部３１６は、パワーエレメント部３６のダイアフラム３６ａの変位に応じて通路３４を横切って進退自在に駆動されるので、ロッド部３１６に沿って通路３２ｃと低圧冷媒通路３４間を連通するクリアランス（隙間）が形成されることとなり、この連通を防止するため、ロッド部３１６の外周に密着するＯリング４０及びストッパ部材４１を大径の孔３８内に配置し、両通路間にＯリングが存在するようにしている。

また、３５は弁室であり、オリフィス３２ａと同軸に形成される有底の室であり、高圧側通路３２ｂに連通し調整ねじ８ｂによって密閉されており、オリフィス３２ａを介して高圧側通路３２ｂに連通する。

さらに、弁本体３０の下部には、支持部材３２ｄを介して弁体８を閉弁方向に押圧する圧縮コイルばね８ａが弁室３５内に配置されており、弁室３５は弁本体３０と螺合する調整ねじ８ｂにより形成され、Ｏリング８ｄにより気密が保持され、圧縮コイルばね８ａの上端は支持部材８ｃに係止され、その下端は調整ねじ８ｂに支持される。

ところで、膨張弁に送り込まれる高圧冷媒には、冷凍サイクル内において上流側で圧力変動が発生する場合があり、その圧力変動は、高圧冷媒液を媒体として膨張弁に伝達される。
すると、上述のような従来の膨張弁においては、弁体に上流側の冷媒圧力が圧力変動によって伝達されると、それが弁体の動作を不安定にするという問題を生じる場合があり、その場合には、膨張弁の流量制御が正確に行われない、又は、弁体の振動により騒音が発生するという不具合を生じることがあった。

そこで従来の対応手段として、ボール状の弁体を支持するボール受けと押圧スプリングとの間に防振ばねを装着せしめ、防振ばねを円板と一体に成形した複数枚の摺接板とで構成し、この摺接板を弁本体に当接せしめボール状弁体の動作を安定させる手段がある（例えば特許文献２）。
特開２００３−３０２１２５号公報（図５）実公昭４８−９６８５号公報

しかし、上述のような従来の防振ばねを用いた膨張弁は、高圧冷媒の圧力変動に対する動作の安定を図るという目的は達成できるものの、防振ばねをボール受けによりロックナットで装着するので、部品点数及び組立の繁雑さを要し、構造や組み立て作業が複雑になって高いコストを要するというおそれがあった。

さらには、防振ばねを図２に示す従来の膨張弁に装着した場合には、防振ばねが安定して装着し難いという不具合が生じる。

即ち、図３Ａは、防振ばねを装着した場合の膨張弁の要部を示す断面図で、図３Ｂは図３Ａの分解図であり、図２と同一部分には同一符号を付している。図３Ａ及び図３Ｂにおいて、防振ばね８ｆは、支持部材８ｃに一体に形成されたコイルばね８ａの係止部８ｃ’とコイルばね８ａの上端との間に、その円板部８ｆ_１がその円板部８ｆ_１の中央の穴８ｆ_３に支持部材８ｃを挿入して挟持され、円板部８ｆ_１と一体にその外周に複数個形成された脚部８ｆ_２が弁本体に当接している。かかる構成においては、円板部８ｆ_１の穴８ｆ_３の端部が支持部材８ｃと係止部８ｃ’との接続部のアール状の曲げ部と干渉する結果、防振ばね８ｆが傾くことが生じるのである。

即ち、図３ＡのＡ’部の拡大図である図４に示すように、支持部材８ｃのコイルばね８ａの係止部８ｃ’の根元のアール部ＲＡと防振ばね８ｆの穴８ｆ_３の端面とが干渉して、脚部８ｆ_２の曲部Ｒの近傍が係止部８ｃ’に当接し、防振ばね８ｆの脚部８ｆ_２が外側に移動し、距離φだけずれることになり、防振ばね８ｆの安定な装着がし難いという不具合が生じ、ひいては弁体の動作が不安定になる場合が生じるのである。

かかる目的を達成するために、本発明にかかる膨張弁は、高圧冷媒が流入する高圧側通路と該高圧側通路を通過した冷媒を流出させる低圧側通路とを連通させるオリフィスを有する弁本体と、前記オリフィスに接離して該オリフィスを流れる冷媒の量を調節する弁体と、該弁体を支持するとともに鍔状の係止部を有する支持部材と、前記係止部を介して前記支持部材を前記弁体の閉弁方向に押圧するコイルばねと、前記係止部の下面と前記コイルばねの上端面との間に後記板部を挟持されて前記弁体の振動を防止するようにした防振ばねとを備えるとともに、前記防振ばねは、穴が形成された板部と、該板部の外周から前記板部の下方の面の側に折り曲げて放射状に延びる複数の脚部と、を有するものであり、前記支持部材は、前記板部の穴をすきまなく遊嵌合する態様で貫通する柱部と、該柱部の基端の外周に形成された前記係止部と、を有するものであって、前記板部の穴に前記柱部をすきまなく遊嵌合する態様で貫通させて前記防振ばねの前記板部を前記柱部の基端に装着し、前記コイルばねの一端を前記柱部に対し遊嵌合する態様で外嵌することにより前記コイルばねの上端面で前記板部の下面を上向きに押圧するとともに、前記防振ばねの各脚部が前記弁本体に圧接されて前記支持部材が前記弁本体に弾性支持されるように構成されてなる膨張弁において、前記支持部材の鍔状の係止部下面側における前記柱部の基端に環状凹部を設けるとともに、その外側に環状凸部を設け、前記防振ばねの板部が前記支持部材の柱部の基端に設けた前記環状凹部を隔てて前記環状凸部の下面と前記コイルばねの上端面との間で前記柱部基端の干渉を受けることなく挟持されるようにしたことを特徴とする。

以上の説明から理解できるように、本発明の膨張弁は、弁体の支持部材のコイルばねの係止部に保持部を設け、保持部とコイルばねとの間に防振ばねを係止するので、防振ばねを安定に装着できる。しかも、防振ばねの装着には膨張弁の構成を大幅に変更することがないので、簡単な構成で安価にしかも容易に防振ばねを装着できる。したがって、弁体の動作を安定できる膨張弁を実現できる。

以上、本発明の実施の形態を図面により説明する。
図１Ａは、本発明の膨張弁の要部の一実施の形態を示す縦断面図であり、調節ねじを省略して示している防振ばねを支持部材とコイルばね間に装着した状態を示す図であり、従来の膨張弁の要部を示す図３Ａに対応しており、他の構成は図２に示した従来の膨張弁と同様であるので、省略して示している。

図１Ｂは図１ＡのＢ部の拡大図であり、図１Ｃは、図１Ａ及び図１Ｂの支持部材と弁体とを示す斜視図である。図１Ａ〜図１Ｃにおいて、図３Ａと同一部分には同一符号を付しており、弁体８を支持する支持部材８ｃ’はコイルばね８ａを係止する係止部８ｃ’’の下部側周縁部に環状凸部Ｐが形成され、上記係止部８ｃ’’の根元部にはその周囲に環状凹部Ｑが形成されている。即ち、係止部８ｃ’’の下部側中心部には径大の柱部８ｃ’’_１が形成され、その接続部に環状凹部Ｑが形成されている。すなわち、係止部８ｃ’’は鍔状の形状を有する。そして係止部８ｃ’’の上面側の中心部に径小の柱部８ｃ’_１が形成され、弁体を支持すると共に柱部８ｃ’’_１にコイルばね８ａが挿入され、コイルばね８ａを固定する。

防振ばね８ｆは、穴８ｆ_３が形成された板部８ｆ_１と、該板部の外周から前記板部の一方の面の側に向けて放射状に延びる複数の脚部８ｆ_２と、を有する。図１Ｄの分解斜視図に示すように防振ばね８ｆの板部８ｆ_１の穴８ｆ_３に径大部８ｃ’_１が挿入され、コイルばね８ａと係止部８ｃ’’との間に防振ばね８ｆを装着する際に、防振ばね８ｆの板部８ｆ_１は係止部８ｃ’’の環状凸部Ｐに当接され、この環状凸部Ｐを支持部として装着されるので、従来の支持部材８ｃと係止部８ｃ’の接続部となるアール状の曲げ部Ｒは無くなり、したがって、上記根元部と干渉して防振ばね８ｆが変位することを防止できることとなる。

本発明の実施例を示す説明図。本発明の実施例を示す説明図。本発明の実施例を示す説明図。従来の膨張弁を示す図。従来の膨張弁を示す図。従来の膨張弁を示す図。図３のＡ’部の拡大図。

符号の説明

８弁体
８ａコイルばね
８ｃ’ 支持部材
８ｃ’’ 係止部
８’’１円柱部
８ｆ防振ばね
８ｆ１円板部
８ｆ２脚部
８ｆ３穴
Ｐ環状凸部
Ｑ環状凹部

Claims

高圧冷媒が流入する高圧側通路と該高圧側通路を通過した冷媒を流出させる低圧側通路とを連通させるオリフィスを有する弁本体と、前記オリフィスに接離して該オリフィスを流れる冷媒の量を調節する弁体と、該弁体を支持するとともに鍔状の係止部を有する支持部材と、前記係止部を介して前記支持部材を前記弁体の閉弁方向に押圧するコイルばねと、前記係止部の下面と前記コイルばねの上端面との間に後記板部を挟持されて前記弁体の振動を防止するようにした防振ばねとを備えるとともに、前記防振ばねは、穴が形成された板部と、該板部の外周から前記板部の下方の面の側に折り曲げて放射状に延びる複数の脚部と、を有するものであり、前記支持部材は、前記板部の穴をすきまなく遊嵌合する態様で貫通する柱部と、該柱部の基端の外周に形成された前記係止部と、を有するものであって、前記板部の穴に前記柱部をすきまなく遊嵌合する態様で貫通させて前記防振ばねの前記板部を前記柱部の基端に装着し、前記コイルばねの一端を前記柱部に対し遊嵌合する態様で外嵌することにより前記コイルばねの上端面で前記板部の下面を上向きに押圧するとともに、前記防振ばねの各脚部が前記弁本体に圧接されて前記支持部材が前記弁本体に弾性支持されるように構成されてなる膨張弁において、
前記支持部材の鍔状の係止部下面側における前記柱部の基端に環状凹部を設けるとともに、その外側に環状凸部を設け、前記防振ばねの板部が前記支持部材の柱部の基端に設けた前記環状凹部を隔てて前記環状凸部の下面と前記コイルばねの上端面との間で前記柱部基端の干渉を受けることなく挟持されるようにしたことを特徴とする膨張弁。