JP4891711B2 - 温度膨張弁 - Google Patents

Description

本発明は、温度式膨張弁に関し、特に、車両用空調機の冷凍サイクルを構成する温度膨張弁に関するものである。

冷凍サイクルに用いる温度式膨張弁として、種々のものが知られている。この種の温度膨張弁としては、蒸発器へ流入される冷媒が流通する高圧冷媒通路と蒸発器から流出する冷媒が流通する低圧冷媒通路を有し、前記高圧冷媒通路の途中に弁孔を設けた弁本体と、この弁本体の弁孔に接離し該弁孔の開度を換える弁体と、この弁体の動作を制御するために前記弁体を作動棒を介して駆動するダイヤフラムと該ダイヤフラムで仕切られた感温用ガスを充填する気密室及び低圧冷媒通路に連通する均圧室を有し、前記弁本体に気相冷媒の温度を感知するように弁本体の上部開口部に配置されるエレメント部と、このエレメント部を構成する外壁に形成された孔から気密室内に感温用ガスを充填した後に、前記外壁孔を充填完了時の状態を保ったまま封止する栓体を具備する構成となっている（例えば、特許文献１）。

上記温度式膨張弁において、外壁に形成される孔を栓体で封入するためには、栓体を孔に確実に溶接すること、更に栓体と孔の溶接強度が充分であることが重要である。
これに関して、従来の温度膨張弁では、外壁の孔に対して、栓体による溶接をテーパー面部で接触してプロジェクション溶接することと、この溶接の長さを限定して設定すること、更にプロジェクション溶接の周囲に形成される周囲部を水が滞留しないように腐蝕防止剤で覆うことが提案されている（例えば、特許文献１）。

更に、従来の温度式膨張弁においては、球面状の栓体を用いて外壁に形成された孔の縁部とのエッジ接触部をプロジェクション溶接とし、上記栓体の球面部に連続しているフランジ部を半田付けの溶接とするという二段階の溶接を実施することも提案されている（特許文献２）。
更に、また、上記球面状の栓体を用いて孔との溶接を実施するにあたり、栓体が傾斜する場合が生じることも提示されている（特許文献３）。
特開平８−２２６５６７号公報 特開平６−１８５８３３号公報 特開２００１−１１６４０１号公報

しかし、従来の温度膨張弁においては、溶接するテーパー面部を構成するため栓体に突起部と円錐状部を形成し、しかも外壁の孔は中心方向に向かって斜め下方に傾斜を形成した周辺部を形成するという加工工程の煩雑さを必要とする。

また、二段階の溶接を行う従来の温度膨張弁では、プロジェクション溶接を球面部全周に亘って溶接が実施され難く、強度不足となる不具合の可能性が生じる。

これらのことにより、従来の温度膨張弁では、外壁に形成する孔と栓体との両者の安定した溶接状態を得ることが困難であるという問題を生じる可能性がある。 また、従来の温度膨張弁では、外壁の孔と栓体との溶接の信頼性が不十分となる可能性がある。
また、球面状の栓体が傾いて溶接が実施された場合は、孔との接触が不均一となることから、溶接不良を生じる可能性がある。

本発明が解決しようとする課題は、感温室を形成する外壁の孔と、この孔より注入される感温ガスを封止する栓体との溶接を安定した溶接状態にて実現し、しかもその溶接を一層確実に実施できることにより、溶接不良を防止した信頼性の向上を一層図った温度膨張弁を提供することである。

本発明は、上記課題を解決するために、弁体を駆動するダイヤフラムにより形成された気密室に所定冷媒を封入するための前記気密室の外壁に形成された孔を封止する栓体を具備する温度式膨張弁において、前記外壁には凹所が形成され、該凹所は内方に向かって段状に形成されて平面状底部が設けられ、且つ、該平面状底部に前記孔が設けられるとともに、前記栓体は下面に突起部を備え、該突起部が前記凹所の前記平面状底部と当接し、前記栓体は前記孔を抵抗溶接により封止することを特徴とする温度膨張弁が提供される。

本発明の温度膨張弁は、好適には、前記栓体には凸部を形成し、該凸部の周囲に前記突起部が構成されるとともに前記凸部は前記凹所の前記孔内に挿入される。

また、前記突起部は、頂部平坦面を有して形成され、該頂部平坦面が前記凹所の前記平面状底部に平面当接して溶接されることが好適である。

前記突起部は、エッジ部を有して形成され、該エッジ部が前記凹所の前記平面状底部に突き当てられて当接することが好適である。

前記栓体は、前記凹所と当該栓体の側面とに間隔を有して配置されることが好ましい。

前記間隙は、腐食腐蝕防止剤が充填されていることが好ましい。

このような温度膨張弁によれば、栓体が円盤状に形成されて、その下面に形成された突起部とを有しており、前記突起部を前記凹所の前記平面状底部に当接させるので、電気抵抗溶接にあたって、前記突起部へ抵抗溶接のエネルギーが集中して溶接できるので、省エネを図ることができるだけでなく、前記栓体は安定した当接を容易に確保することができ、抵抗溶接の実施において強度不足の生じることを回避して、信頼性の向上を図ることができる。

また、前記栓体に凸部を形成し、この凸部の周囲に前記突起部を設けることにより、前記凸部が前記凹所に形成される孔に挿入されることができるので、前記栓体は前記凸部をガイドとして作用することができる。この結果、抵抗溶接にあたって、前記栓体は、前記凹所に対して容易に安定してしかも確実に接触して配置した溶接を実施することができる。

更にまた、前記突起部は頂部平坦面を有して形成されるので、前記凹所の前記平面状底部と平面当接によって配置されることから、前記栓体は傾いて配置されることがない。この結果、安定した配置にもとづき、確実な溶接により溶接不良を回避することができる。

更にまた、前記栓体は、突起部をエッジ部状に形成するので、前記エッジ部により、前記栓体は前記凹所の前記平面状底部に突き当てることができる。この結果、前記栓体は、非常に安定して前記凹所に固定できることとなり、抵抗溶接でエネルギーの集中を向上して両者の溶接を行うことが可能となる。

また、前記栓体は、前記外壁に形成された凹所内の底部に孔を設け、その凹所に配置される前記栓体の突起部は、前記凹所の前記底部の外壁表面と当接することになり、両者の溶接を確実に行うことができるので、溶接不良を確実に防止することができる。

更にまた、前記栓体は、前記凹所内に配置される際に、前記凹所の円周面と前記栓体の側面とが間隔を有するので、両者の間に電気的導通の発生することを回避でき、しかも前記栓体を容易にかつ安定した配置を確保できることから、確実な溶接の実施とともに強度不足のない信頼性を一層向上させた温度膨張弁を提供することができる。

また、この温度膨張弁によれば、栓体と凹所との間隙には、腐蝕防止剤を充填することができることから、この間隙に水が滞留することをなくし、腐蝕が生じることを防止することができる。

本発明の温度膨張弁によれば、栓体は、下面に突起部を形成して、前記凹所内の前記平面状底部に配置できるから、前記栓体は安定した当接を容易に確保することができ、抵抗溶接の実施において強度不足の生じることを回避して、信頼性の向上を図ることができる。

また、本発明の温度膨張弁によれば、栓体をパワーエレメントの外壁に形成した凹所に間隙を有して当接して容易に配置することができるから、栓体と外壁との両者の間の電気的導通を回避して抵抗溶接をすることができるとともに溶接不良を防止し、強度不足のない温度膨張弁が提供できる。

以下、本発明による温度膨張弁の一実施の形態を図１、図２及び図３を参照して説明する。

図１に示されるように、車両用空調装置の冷凍サイクルに配置される温度膨張弁の弁本体１は、蒸発器に供給される液冷媒が流通する高圧冷媒流路２と蒸発器から供給される低圧冷媒流路３とが設けられている。高圧冷媒流路２の途中には小径の弁孔４が設けられている。そして、図１中の受液器から高圧冷媒流路２に流通する液冷媒は、小径の弁孔４を通過することによって断熱膨張される。弁孔４の冷媒流入側は弁座が形成され、この弁座に弁体としてボール弁５が接離自在に設けられ、弁孔４の開口面積を変更することができるようになっている。ボール弁５は、弁体受部材７で支持され、弁体受部材７と調整ナット８との間に介設されたコイルバネ９によってボール弁５は弁座に押圧される方向に付勢されている。なお、２１は高圧冷媒流路２の蒸発器側出口である。

弁体１の上端部には気相冷媒温度を検知するエレメント部１０が配置されている。エレメント部１０は、弁体１の上端部にＯリング１７を介して円盤状の下壁１８が固定されている。円盤状の下壁１８に対向して外壁１４が下壁１８の外周に形成された円周面に載置され溶接部１９で溶接されている。下壁１８と外壁１４との内部空間にはダイヤフラム６が介設され、外壁１４とダイヤフラム６との空間は気密室１２が形成され、下壁１８とダイヤフラム６との間に下部空間１３が形成されている。下部空間１３には受け部材１０１が下壁１８に載置して設けられ、受け部材１０１がダイヤフラム６に当接してダイヤフラム６のストッパ部となっている。

受け部材１０１には作動棒１０２の上端が挿入されており、作動棒１０２の下端はボール弁５に当接されて、ボール弁５を押圧している。作動棒１０２は弁本体１の孔１１を貫通しており、孔１１に設けたＯリング１１０と固定リング１１１とによって支持されている。

図２に示されているように、外壁１４は、金属製、例えばステンレス製で円盤状に形成され、中央部１４１には、その外側の立上り部１４２から中心部にわたって上方に盛り上がって形成された平坦部１４３が設けられている。
外壁１４の平坦部１４３には、中心周辺に凹所１５が形成され、凹所１５は内方に向かって段状に形成されて平面状底部１５１が設けられている。平面状底部１５１から更に下方に向かって中心部分には気密室１２に連通する孔１５２が設けられている。

前記凹所１５の孔１５２には、金属製、例えばステンレス製の円盤部１６ｇを有する円柱状栓体１６が嵌合される。円柱状栓体１６は、図３、図４に示されているように、下面１６ｅに段部１６ｃが形成されて小径の円柱状突起部１６ａが設けられている。突起部１６ａの下方の頂部平坦面１６ｄに連接して更に小径の円柱状凸部１６ｂが設けられている。突起部１６ａ、凸部１６ｂは、図４に示されているように、栓体１６と同心円状に下方に向かって円柱状に突出している。

上記栓体１６によれば、栓体１６の凸部１６ｂが外壁１４の凹所１５の底部１５１に形成された孔１５２に挿入されて、栓体１６を凹所１５内に配置するための案内部、即ち誘導ガイドとして作用するとともに段部１６ｃの頂部平坦面１６ｄが外壁１４の凹所１５の平面状底部１５１に平面当接して、栓体１６を外壁１４に当接係合する。

したがって、栓体１６は、凹所１５内に挿入する際に、傾くことなく安定して確実に外壁１４に係合配置されることになる。この結果、外壁１４と栓体１６の抵抗溶接の際に、エネルギーを局部に集中させて溶接を実施することができるので、両者の溶接を確実に行うことが確保できることとなり、栓体１６は外壁１４の孔１５２に溶接不良を生じる可能性を防止して封止することができる。
なお、図４は、図３に示す円盤状の栓体１６を外壁１４に当接係合するために、下面１６ｅに形成された凸部１６ｂ及びその周囲に形成された突起部１６ａ、段部１６ｃを示す底面図である。

図５は、本発明の他の実施の形態の要部を示す栓体１６の断面図である。
図５に示すように、図１に示す凹所１５の孔１５２には、金属製、例えばステンレス製の円盤部１６ｇを有する円柱状栓体１６が嵌合される。円柱状栓体１６は、下面１６ｅに錐状の突起部１６ａが形成されている。突起部１６ａは栓体１６の下面１６ｅに栓体１６の中央部から下方に円環状に連接され、栓体１６と同心円状に下方に向かって円柱状に突出している小径の円柱状凸部１６ｂの外周に、エッジ部１６ｆを先端に有するように、円環状に栓体１６と一体に設けられている。
凸部１６ｂ及び突起部１６ａは、栓体１６と同心円状に下方に向かって突出している。なお、凸部１６ｂ及び突起部１６ａは、栓体１６と別体に形成して設けてもよい。

上記栓体１６によれば、栓体１６の凸部１６ｂが外壁１４の凹所１５の底部１５１に形成された孔１５２に挿入されて、栓体１６を凹所１５内に配置するための案内部、即ち誘導ガイドとして作用するとともにエッジ部１６ｆが外壁１４の凹所１５の平面に形成されている平面状底部１５１に突き当てられて、栓体１６を外壁１４に当接係合する。

したがって、栓体１６は、凹所１５内に挿入して溶接する際に、安定して強固に固着されて外壁１４に係合配置されることになる。この結果、外壁１４と栓体１６の抵抗溶接の際に、エネルギーを局部に集中させて溶接を実施することができるので、両者の溶接を確実に行うことが確保できることとなり、栓体１６は外壁１４の孔１５２に溶接不良を生じる可能性を防止して外壁の孔１５２を封止することができる。
なお、図６は、図５に示す円盤状の栓体１６を外壁１４に固着するために、下面１６ｅに形成された凸部１６ｂ及びその周囲に形成された突起部１６ａ、エッジ１６ｆを示す底面図である。

更に、本発明において、前記図１及び図２に示す実施の形態では、外壁１４に形成された凹部１５内に、図３または図５に示す栓体１６を配置する際に、栓体１６は、図２に示すように、凹所１５と間隙Ｌを有して配置するように設けられる。

即ち、図７に示すように、栓体１６は図３及び図４に示す突起部１６ａと凸部１６ｂを有して形成されるので、これらが形成される大径部となる円盤部１６ｇの側面１６ｉが凹所１５内の内面１５３との間に間隙Ｌを隔てて配置されるのである。
この配置にあたって、栓体１６は、大径部である円盤部１６ｇの直径を例えば５．７５ｍｍとし、凹所の直径を例えば６．２ｍｍとして上記間隙Ｌが設けられる。

このような実施の形態により、栓体１６が外壁１４の凹所１５と間隙Ｌを有して配置されるので、突起部１６ａと底部１５１との当接において、抵抗溶接を行うに当たり、栓体の側面１６ｉと凹所１５の内面との間で電気的導通を生じることを回避することが可能となる。
これにより、当接している突起部１６ａと凹所１５と底面１５１との溶接をする際の電流の集中を損なうことによる溶接不良の発生を防止することができる。

この結果、栓体１６と外壁１４との溶接による封止は、一層確実に行うことができ、栓体の封止による溶接不良の発生を防止して、信頼性の向上を一層図った温度膨張弁を提供することができる。

更に、本発明の実施の形態においては、前記間隙Ｌに腐蝕防止剤、例えば樹脂製の接着剤Ｓを注入充填することができる。
図８は、図７に示す栓体１６を凹所１５に配置するに当たって、栓体１６と凹所１５間に保持された間隙Ｌに樹脂製の接着剤Ｓが注入充填されている状態を示している。

このような構成により、前記間隙Ｌに水が侵入して滞留することがなく、腐蝕の生ずることを防止することができる。

なお、以上の本発明の説明においては、図３に示す栓体について述べたが、本発明は、図５に示す栓体についても、その側面１６ｉは凹所１５の内面１５３との間に間隙を有して凹所に配置することができるのであり、また、前記間隙に接着剤を充填することができる。

本発明による温度膨張弁の第１実施形態を示す縦断面正面図である。 図１の実施形態の要部を拡大して示す縦断面図である。 図１の実施形態の栓体の構成を拡大して示す縦断面図である。 図３の栓体の平面図である。 図１の実施形態の他の栓体の構成を拡大して示す縦断面図である。 図５の栓体の平面図である。 図２の実施形態の要部における栓体の配置を示す縦断面図である。 図７に示す間隙Ｌに腐蝕防止剤を充填した状態を示す縦断面図である。

符号の説明

１ 弁本体
５ 弁体
６ ダイヤフラム
１２ 気密室
１４ 外壁
１５ 凹所
１５２ 穴
１６ 栓体
１６ａ 突起部
１６ｂ 凸部
１６ｃ 段部
１６ｄ 頂部平坦面
１６ｅ 下面
１６ｉ 側面
Ｌ 間隙
Ｓ 腐蝕防止剤

Claims (5)

1. 弁体を駆動するダイヤフラムにより形成された気密室に所定冷媒を封入するための前記気密室の外壁に形成された孔を封止する栓体を具備する温度式膨張弁において、前記外壁には凹所が形成され、該凹所は内方に向かって段状に形成されて平面状底部が設けられ、且つ、該平面状底部に前記孔が設けられるとともに、前記栓体は下面に突起部を備え、該突起部が前記凹所の前記平面状底部と当接し、前記栓体は前記孔を抵抗溶接により封止することを特徴とする温度膨張弁。
2. 前記栓体には凸部を形成し、該凸部の周囲に前記突起部が構成されるとともに前記凸部は前記凹所の前記孔内に挿入される請求項１に記載の温度膨張弁。
3. 前記突起部は、頂部平坦面を有して形成され、該頂部平坦面が前記凹所の前記平面状底部に平面当接して溶接されることを特徴とする請求項１または２に記載の温度膨張弁。
4. 前記突起部は、エッジ部を有して形成され、該エッジ部が前記凹所の前記平面状底部に突き当てられて当接することを特徴とする請求項１または２に記載の温度膨張弁。
5. 前記栓体は、前記凹所と当該栓体の側面とに間隔を有して配置されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の温度膨張弁。
   

Images