JP5933210B2 - Valve device - Google Patents
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Description
本発明は、オリフィスを流れる流量を制御可能な弁装置に関する。 The present invention relates to a valve device capable of controlling the flow rate through an orifice.
従来より、自動車の空気調和装置等の冷凍サイクルに膨張弁が使用されている。膨張弁は、蒸発器に送り込まれる高圧の液相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た構造を有しており、エバポレータから送り出される低圧の気相冷媒の温度と圧力に対応して弁体を開閉動作させることで、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。 Conventionally, an expansion valve has been used in a refrigeration cycle of an automobile air conditioner or the like. The expansion valve has a structure in which a valve body is arranged so as to face an orifice formed by narrowing the middle of a high-pressure refrigerant passage through which a high-pressure liquid-phase refrigerant sent to the evaporator passes. The flow rate of the refrigerant passing through the orifice is controlled by opening and closing the valve body in accordance with the temperature and pressure of the low-pressure gas-phase refrigerant sent from the evaporator.
図7は、従来の膨張弁の一例を示す縦断面図である。膨張弁5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(凝縮器)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に接続されるエバポレータ(蒸発器)6とから構成される冷凍サイクル1内に組み込まれており、レシーバ4からの液相冷媒を断熱膨張させるために用いられている。
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing an example of a conventional expansion valve. The
図7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、オリフィス32aに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、弁体8を上流側からオリフィス32aに向けて付勢するための付勢手段としての圧縮コイルばね8cと、弁体8を支持し且つ圧縮コイルばね8cの付勢力を弁体8に伝えるための弁支持体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、このパワーエレメント部36と弁体8との間に配置され、感温棒と作動棒とが一体に形成されるとともにオリフィス32aを貫通する感温駆動部318とを備えており、パワーエレメント部36の動作に応じて弁体8をオリフィス32aに対して接離させることにより、オリフィス32aを通過する冷媒流量を制御する。
In the
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、ダイアフラム36aを一壁面として、その上下に区画された二つの圧力室としての上部圧力作動室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孔を塞ぐ栓体36iとを備えている。下部圧力作動室36cは、均圧孔36eを通じてエバポレータ6からの低圧冷媒が流れる第2の通路34に連通されている。下カバー36hには筒状の取付座362が形成されおり、パワーエレメント部36は、取付座362がねじ孔361に螺着されることにより、弁本体30に固定されている。
The
感温駆動部318は、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。ロッド部316と別体に構成されている受け部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、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摺動部314とからなっている。さらに、ロッド部316の上端は大径部314の突起部315の内部に嵌合し、その下端は弁体8に当接している。
The temperature
感温棒を構成するロッド部316は、弁本体30における低圧側流路32cと第2の通路34との間に形成された貫通孔を貫通しているので、この貫通孔との間のクリアランスを通じて冷媒が流れるのを防止するため、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を貫通孔の大径の孔38内に配置している。また、弁室35は、オリフィス32aと同軸に形成される有底の室であり、弁本体30と螺合する調整ねじ8bと弁本体30との間に配設されるOリング8dにより、気密が保持されて密閉されている。弁室35は高圧側通路32bに連通し、また、オリフィス32aを通じて低圧側流路32cに連通する。
Since the
さらに、弁室35内には、弁体8を支持する機能を有する弁支持体8aを介して弁体8を閉弁方向に押圧する付勢手段としての圧縮コイルばね8cが配置されており、圧縮コイルばね8cの上端は弁支持体8aの鍔状の係止部分8a1に係止され、その下端は調整ねじ8bに支持されている。
Furthermore, in the
冷凍サイクル1においては、上流側で発生した圧力変動が高圧の液冷媒を媒体として膨張弁5に伝達されることに起因して、弁体8の動作が不安定になり、冷媒の流量制御が正確に行われなくなる、或いは弁体8の振動により騒音が発生する、というような不具合が生じる。こうした不具合に対処するため、弁支持体8aに取り付けられるとともに弁室35の側面に弾性的に当接する防振ばね8fを設けて、弁体8の動作の安定化と振動防止とを図っている。防振ばね8fは、圧縮コイルばね8cを係止するために弁押え8aに一体に形成された係止部分8a1と圧縮コイルばね8cの上端との間に、防振ばね8fの円板部8f1を、その中央の穴8f3に弁支持体8aの本体部分を挿入した状態で挟持することで、弁支持体8aに取り付けられている。防振ばね8fは、円板部8f1と一体にその外周に複数個(例えば、8本)のばね腕部8f2が形成されており、ばね腕部8f2の先端部分が弁室35の側面に弾性的に当接している。
In the
しかしながら、上記したような防振ばね8fは、弁室35内に8本のばね腕部8f2が縦方向に延びる構造を有している。一方で、膨張弁5の弁本体30の体格縮小化に伴う弁室35の小型化が進んでおり、こうした小型化された弁室35を備える膨張弁においては、縦寸法の長い防振ばね8fを弁室35内に取り付けるスペースを確保することが困難になってきている。
However, the
本発明の目的は、オリフィスを開閉する弁体の振動を防止する防振ばねを備えた弁装置において、防振ばねの弁開閉方向寸法を縮小することにより、弁装置を小型化することにある。 An object of the present invention is to reduce the size of a valve device by reducing the valve opening / closing direction dimension of the vibration-proof spring in a valve device including a vibration-proof spring that prevents vibration of a valve body that opens and closes an orifice. .
上記の課題を解決するため、本発明による弁装置は、オリフィス及び当該オリフィスに連なる弁室とを有する弁本体と、前記弁室内に配置されるとともに前記オリフィスに接離して前記オリフィスを流れる流体の量を調節する弁体と、該弁体の振動を防止する防振ばねとを備えた弁装置であって、前記弁装置は、凝縮器で凝縮するとともに前記弁室内に導入される高圧の液相冷媒を前記オリフィスで減圧するとともに、蒸発器で蒸発した低圧の気相冷媒の温度に基いて前記弁体を開閉制御する温度式の膨張弁であり、前記防振ばねは、前記弁室の壁面に弾性的に当接する複数のばね腕部を有しており、該複数のばね腕部は、前記弁室の壁面に沿って前記弁体の開閉方向と交差する方向に延びるように形成されるとともに、前記液相冷媒を前記弁室内に導入する高圧側流路のポートに対して前記オリフィス側にオフセットした位置に配置されることを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, a valve device according to the present invention includes a valve body having an orifice and a valve chamber connected to the orifice, and a fluid which is disposed in the valve chamber and flows through the orifice in contact with and away from the orifice. A valve device comprising a valve body for adjusting the amount and a vibration isolating spring for preventing vibration of the valve body, wherein the valve device condenses in a condenser and is introduced into the valve chamber A temperature-type expansion valve that decompresses the phase refrigerant at the orifice and controls the opening and closing of the valve body based on the temperature of the low-pressure gas-phase refrigerant evaporated by the evaporator; A plurality of spring arm portions that elastically contact the wall surface are formed, and the plurality of spring arm portions are formed so as to extend along the wall surface of the valve chamber in a direction intersecting the opening / closing direction of the valve body. with that, the said liquid phase refrigerant It is characterized in that the port of the high-pressure flow path for introducing to the chamber is arranged at a position offset to the orifice side.
本発明に用いる防振ばねのばね腕部は、弁室の壁面に沿って弁体の開閉方向と交差する方向に延びるように形成されるので、弁室の開閉方向の寸法が短縮され、弁本体を小型化して弁装置の寸法を短縮することができる。 Since the spring arm portion of the anti-vibration spring used in the present invention is formed so as to extend in the direction intersecting the opening / closing direction of the valve body along the wall surface of the valve chamber, the dimension in the opening / closing direction of the valve chamber is shortened. The size of the valve device can be shortened by downsizing the main body.
以下、添付した図面に基づいて、本発明による弁装置の実施例を説明する。図1は、本発明による弁装置に用いられる弁体と弁支持体と防振ばねから成る弁体ユニットの一例を示す斜視図である。本実施例において、図7に示す例と対応する部分には同一の符号を付してあり、重複する説明は省略するものとする。 Hereinafter, embodiments of a valve device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an example of a valve body unit including a valve body, a valve support, and a vibration-proof spring used in the valve device according to the present invention. In this embodiment, parts corresponding to those in the example shown in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図1に示す弁体ユニット50は、弁体58と、当該弁体58を支持する弁支持体51と、防振ばね52とから成っている。弁支持体51は、弁体58を上面中央部分に支持する円盤状の弁押え部53を有している。防振ばね52は、弁体58の振動を防止する複数のばね腕部54を有しており、ばね腕部54は、弁押え部53の外周縁の複数箇所においてそれぞれ形成された折り曲げ部分を介して弁押え部53と一体に形成されている。弁支持体51及び防振ばね52は金属板をプレス加工することによって一体に形成されている。
A
弁押え部53は、その上面中央部分に凹部を形成し、当該凹部に安定的に着座した弁体58を溶接等で当該凹部に固定することで弁体58を支持している。防振ばね52の各ばね腕部54は、弁押え部53の外周縁から弁体58の開方向にオフセットした位置において鉤状に折れ曲がった状態に形成されている。各ばね腕部54において、下腕部分55は、弁室35(図5、6参照)の側壁面35aに沿って弁体58の開閉方向と交差する横方向に延びており、先端に向かうほど、弁押え部53を横断断面形状とする仮想の円筒面から次第に外側に離れていき、先端の滑らかな突起部分56が弁室35の側壁面35aに弾性的に当接している。図示の例では、下腕部分55は真っ直ぐに横方向に延びている。
The
各ばね腕部52は、横方向に張り出しているので、従来の防振ばねのばね腕部が縦方向に延びるのに対して、上下寸法の縮小を図ることができる。また、各ばね腕部54は、弁体58を支持する弁押え部53と一体に形成されているので、従来の弁支持体と防振ばねとの組合せと比べて、部品点数や組立工数を低減することができるのみならず、製造コストの低減をも図ることができる。
Since each
図5は図1に示す弁体ユニット50を組み込んだ弁装置の一部を破断して示す斜視図であり、図6は図5に示す図の一部を拡大して示す斜視図である。弁体ユニット50は、弁室35内に収容されており、弁本体30の下端にねじ込まれる調整ねじ8bと弁体ユニット50との間には付勢手段としての圧縮コイルばね8cが介装されているので、弁体58は圧縮コイルばね8cによってオリフィス32aを閉じる方向に付勢されている。圧縮コイルばね8cの上端部は、弁支持体51の弁押え部53に対して下側から当接するとともに、その周囲が複数のばね腕部54によって取り囲まれている。
FIG. 5 is a perspective view showing a part of the valve device in which the
ばね腕部54は横方向に延びているので、弁支持体51は、高圧側流路32bにおける弁室35と繋がるポート32b1よりも上方に配置することができる。したがって、ばね腕部54は、ポート32b1から弁室35に流入する冷媒の流れに対して抵抗とならないので、弁室35内を流れる高圧冷媒の圧損を一層低減させることができるとともに、騒音についても低減することができる。
Since the
図2は、本発明による弁装置に用いられる弁体ユニットの別の例を示す斜視図である。図2に示す弁体ユニット60は、図1に示す弁体ユニット50の変形例であり、球状の弁体68と、当該弁体68を支持する弁支持体61と, 防振ばね62とから成っている。弁支持体61は、弁体68を上面中央部分に支持する円盤状の弁押え部63と、弁体68の振動を防止する複数のばね腕部64とを有している。防振ばね62は、弁押え部63の外周縁から弁体68の開方向に延びる円筒形状の筒状部65を有している。弁押え部63と筒状部65とは、金属板のプレス成形によって一体に形成されている。ばね腕部64は、筒状部65の複数箇所において、径方向に切り起こして形成されている。詳細には、ばね腕部64は、弁押え部63から筒状部65の軸線方向にオフセットした位置に設けられている。ばね腕部64の先端部分には突起部分66が形成されており、この突起部分66は弁室35(図5参照)の側壁面35aに弾性的に当接する。
FIG. 2 is a perspective view showing another example of a valve body unit used in the valve device according to the present invention. A
図3は、本発明による弁装置に用いられる弁体ユニットの更に別の例を示す斜視図である。図3に示す弁体ユニット70は、弁体78が弁支持体71と一体に形成されている。それ以外については図1に示す例と同等であるので、同じ部位には同じ符号を付すことで再度の詳細な説明については省略する。本例では、弁体78は、弁支持体71の弁押え部72の中央部分において弁押え部72と一体に上方に膨出したドーム状に成形されている。弁体78の形状はドーム状に限ることはなく、半球状の膨出部や、或いは円錐台、角錐台等のプレス成形に適したものであれば適宜の形状に形成することができる。
FIG. 3 is a perspective view showing still another example of the valve body unit used in the valve device according to the present invention. In the
弁体78を弁押え部72と一体に成形することにより、従来のように弁支持体と別体で製作した球状の弁体を溶接等で弁支持体に固定する工程を省略することができる。
By molding the
図4は、本発明による弁装置に用いられる弁体ユニットの更に別の例を示す斜視図である。図4に示す弁体ユニット80は、弁体88が弁支持体81と別体に製作した球状の弁体ではなく、図3に示す例の場合と同様に、弁支持体81と一体に形成されている。具体的には、弁体88は弁支持体81の弁押え部82と一体に上方に膨出したドーム状に成形されている。また、防振ばね62は、図2に示す例と同様の構造であるので、対応する部位には同じ符号を付すことで再度の説明を省略する。弁体88を弁支持体81と一体に成形することにより、従来のように弁支持体と別体で製作した球状の弁体を溶接等で弁支持体に固定する工程を省略することができる。
FIG. 4 is a perspective view showing still another example of the valve body unit used in the valve device according to the present invention. The
上記実施例では、防振ばねは弁支持体と一体に形成されているが、本発明は、かかる実施例にのみに限るのではなく、弁支持体と防振ばねが別々に形成されていてもよいことは明らかである。
また、本発明が適用される弁装置は膨張弁に限られるものではなく、オリフィスを通過する流体の流量を制御する弁体と弁体の振動を抑制する防振ばねを有する弁装置であれば、どのような弁装置にも適用できる。
その他にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施例に種々の改変を施すことができる。
In the above embodiment, the vibration isolation spring is formed integrally with the valve support. However, the present invention is not limited to this embodiment, and the valve support and the vibration isolation spring are separately formed. It is clear that it is good.
The valve device to which the present invention is applied is not limited to an expansion valve, and any valve device that has a vibration control spring that controls vibration of the valve body that controls the flow rate of the fluid passing through the orifice and the valve body may be used. It can be applied to any valve device.
In addition, various modifications can be made to the above embodiment without departing from the gist of the present invention.
1 冷凍サイクル 2 コンプレッサ
3 コンデンサ(凝縮器) 4 レシーバ
8c 圧縮コイルばね
30 弁本体 32a オリフィス
32b 高圧側流路 32b1 ポート
35 弁室
51,61,71,81 弁支持体
53,63,72,82 弁押え部
52,62 防振ばね
54,64 ばね腕部
58,68,78,88 弁体
65 筒状部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記弁装置は、凝縮器で凝縮するとともに前記弁室内に導入される高圧の液相冷媒を前記オリフィスで減圧するとともに、蒸発器で蒸発した低圧の気相冷媒の温度に基いて前記弁体を開閉制御する温度式の膨張弁であり、
前記防振ばねは、前記弁室の壁面に当接する複数のばね腕部を有しており、該複数のばね腕部は、前記弁室の壁面に沿って前記弁体の開閉方向と交差する方向に延びるように形成されるとともに、前記液相冷媒を前記弁室内に導入する高圧側流路のポートに対して前記オリフィス側にオフセットした位置に配置されることを特徴とする弁装置。 A valve body having an orifice and a valve chamber connected to the orifice; a valve body that is disposed in the valve chamber and that adjusts the amount of fluid flowing through the orifice by contacting and leaving the orifice; and prevents vibration of the valve body A valve device comprising an anti-vibration spring,
The valve device condenses in the condenser and depressurizes the high-pressure liquid-phase refrigerant introduced into the valve chamber with the orifice, and controls the valve element based on the temperature of the low-pressure gas-phase refrigerant evaporated in the evaporator. It is a temperature type expansion valve that controls opening and closing,
The anti-vibration spring has a plurality of spring arm portions that abut against the wall surface of the valve chamber, and the plurality of spring arm portions intersects the opening / closing direction of the valve body along the wall surface of the valve chamber. A valve device characterized in that the valve device is formed so as to extend in a direction, and is disposed at a position offset toward the orifice side with respect to a port of a high-pressure side passage through which the liquid-phase refrigerant is introduced into the valve chamber.
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