JP6014997B2

JP6014997B2 - 膨張弁

Info

Publication number: JP6014997B2
Application number: JP2011271538A
Authority: JP
Inventors: 祐輔大西; 賢哲安嶋; 幸裕高野; 土屋　敏章; 敏章土屋
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2011-12-12
Filing date: 2011-12-12
Publication date: 2016-10-26
Anticipated expiration: 2031-12-12
Also published as: JP2013122360A

Description

本発明は、弁体によって冷媒を膨張させる冷媒流路を開閉する膨張弁に関する。

従来より、自動販売機等の冷却や加熱に用いられる冷媒サイクル装置に備えられる冷媒の膨張手段として、電磁弁を開閉することにより冷媒の膨張度を調整するパルス式の電子膨張弁が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この種の電子膨張弁の構成の一例を図１１に示す。図１１に示す電子膨張弁１００は、図示しない圧縮機、凝縮器及び蒸発器等によって冷媒回路が構成された冷媒サイクル装置に用いられるものであり、高圧冷媒が流通する高圧流入管１０１が接続される入口ポート１０２と、弁座１０４に形成された細径の冷媒流路（オリフィス）１０６を介して膨張された低圧冷媒が流通する低圧流出管１０７が接続される出口ポート１０８とを備える。そして、電磁コイル１１０とヨーク１１２によって形成される磁気回路により、ヨーク１１２の下端にコイルばね１１４を介して支持された弁体であるプランジャ１１６を進退移動させることで、冷媒流路１０６を開閉制御する。

特開昭５３−１３５２号公報

図１１に示すように、電子膨張弁１００では、電磁コイル１１０への通電をオンすると、プランジャ１１６がコイルばね１１４の付勢力に抗して後退し、該プランジャ１１６の先端面１１６ａが弁座１０４から離間して、冷媒流路１０６が開放される。一方、電磁コイル１１０への通電をオフすると、プランジャ１１６がコイルばね１１４の付勢力によって前進し、その先端面１１６ａが弁座１０４に着地して冷媒流路１０６を閉塞する（図１１中に２点鎖線で示すプランジャ１１６参照）。

このように、パルス式の電子膨張弁１００では、弁座１０４に形成されたオリフィスである冷媒流路１０６によって冷媒を減圧し膨張させるが、冷媒流量が少ない場合、例えば、二酸化炭素のような体積流量の少ない冷媒を用いた場合には、冷媒流速が小さいため冷媒流路１０６で十分な流動損失が得られず、十分な減圧が難しいという問題がある。しかも、冷媒流路１０６を極細径に形成した場合には、冷媒回路内を浮遊するごみ等によって該冷媒流路１０６が詰まる可能性があり、冷媒流路１０６の径もある程度確保しておく必要がある。

本発明は、上記従来技術の課題を考慮してなされたものであり、オリフィス径を確保しつつ、十分な減圧が可能となる膨張弁を提供することを目的とする。

本発明に係る膨張弁は、冷媒を流入させる入口ポートと、前記冷媒を流出させる出口ポートと、前記入口ポートと前記出口ポートとの間に設けられる弁室と、前記弁室内に配置され、前記入口ポートから前記弁室内に流入した冷媒を膨張させて前記出口ポートへと流出させる冷媒流路が形成された弁座と、前記弁座に接離して前記冷媒流路を開閉する弁体とを備える膨張弁であって、前記弁体には、前記弁座に接離する際の進退方向に直交する方向の横孔が貫通形成されると共に、該横孔には、前記入口ポートから連続する配管が挿入されており、前記配管は、前記弁体が前記弁座に当接した状態で該弁体と離間し、且つ前記弁体が前記弁座から離間した状態で該弁体と当接すると共に、前記弁体及び前記配管のいずれか一方には前記弁室に連通する溝部が形成されており、前記溝部は、前記配管に形成された孔部から連続するように該配管に形成されるか、又は、前記配管に形成された孔部に対向する前記横孔の内面に形成され、前記弁体が前記弁座から離間した前記冷媒流路の開放時に、前記弁体と前記配管とが当接して前記溝部の開口部が塞がれることにより、前記入口ポートと前記冷媒流路との間で、前記配管と、前記配管に形成された孔部と、前記溝部の開口部が塞がれることで形成された流路と、前記弁室とが順に連通し、これにより前記冷媒が前記入口ポートから前記冷媒流路へと流通することを特徴とする。

このような構成によれば、弁体が弁座に当接した状態で該弁体と離間し、且つ弁体が弁座から離間した状態で該弁体と当接する部材を有すると共に、前記弁体及び前記部材のいずれか一方に溝部が形成されているため、冷媒流路を開放するために弁体を後退させると、該弁体と前記部材とが当接して溝部の開口部が塞がれて、該溝部が微細な流路として形成される。このため、入口ポートから流通される高圧冷媒は、この溝部と部材とによって形成される流路によって減圧された後、さらに冷媒流路によって減圧されるため、当該膨張弁での減圧量を増大させることができ、例えば、二酸化炭素のように体積流量の少ない冷媒であっても十分な減圧量を確保することができる。一方、冷媒流路を閉塞するために弁体を前進させると、該弁体と前記部材とが離間して溝部の開口部が開放されるため、溝部に冷媒回路中を浮遊するごみ等が詰まることがなく、仮にごみ等が詰まっていた場合であっても、入口ポートから流通される高圧冷媒によって除去される。従って、冷媒流路をある程度大きな径で形成してごみ等の詰まりを防止しつつ、十分な減圧量を得ることが可能となる。

本発明によれば、冷媒流路を開放するために弁体を後退させると、該弁体と前記部材とが当接して溝部の開口部が塞がれて、該溝部が微細な流路として形成される。このため、入口ポートから流通される高圧冷媒は、この溝部と部材とによって形成される流路によって減圧された後、さらに冷媒流路によって減圧されるため、当該膨張弁での減圧量を増大させることができる。一方、冷媒流路を閉塞するために弁体を前進させると、該弁体と前記部材とが離間して溝部の開口部が開放されるため、溝部に冷媒回路中を浮遊するごみ等が詰まることがなく、仮にごみ等が詰まっていた場合であっても、入口ポートから流通される高圧冷媒によって除去される。従って、冷媒流路をある程度大きな径で形成してごみ等の詰まりを防止しつつ、十分な減圧量を得ることが可能となる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る電子膨張弁を備えた冷媒サイクル装置の全体構成図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係る電子膨張弁の構成を示す断面図であり、図２（Ａ）は側面断面図であり、図２（Ｂ）は正面断面図である。図３は、図２に示す電子膨張弁の通電をオンした状態での構成を示す断面図であり、図３（Ａ）は側面断面図であり、図３（Ｂ）は正面断面図である。図４は、電子膨張弁への通電をオフした状態での内部配管とプランジャの横孔との位置関係を模式的に示す断面説明図であり、図４（Ａ）は側面断面図であり、図４（Ｂ）は正面断面図である。図５は、電子膨張弁への通電をオンした状態での内部配管とプランジャの横孔との位置関係を模式的に示す断面説明図であり、図５（Ａ）は側面断面図であり、図５（Ｂ）は正面断面図である。図６は、図２に示す電子膨張弁の変形例に係る電子膨張弁の構成を示す断面図であり、図６（Ａ）は側面断面図であり、図６（Ｂ）は正面断面図である。図７は、本発明の第２の実施形態に係る電子膨張弁の構成を示す側面断面図である。図８は、図７中のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。図９は、本発明の第３の実施形態に係る電子膨張弁の構成を示す側面断面図である。図１０は、図９中のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。図１１は、従来の電子膨張弁の構成を示す側面断面図である。

以下、本発明に係る膨張弁について、この膨張弁を備えた冷媒サイクル装置との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る電子膨張弁１０を備えた冷媒サイクル装置１２の全体構成図である。この冷媒サイクル装置１２は、例えば、自動販売機の冷却加熱装置として用いられ、３つの商品収納庫１４ａ、１４ｂ、１４ｃをそれぞれ冷却・加熱し、販売用の缶飲料等の商品を所定温度に保持するためのものである。勿論、電子膨張弁１０は、自動販売機以外、例えば室内用や車両用の空調装置や各種ショーケース等に用いられる冷媒サイクル装置に適用することもできる。

先ず、冷媒サイクル装置１２の構成の一例について説明する。

図１に示すように、冷媒サイクル装置１２は、図示しない自動販売機の機械室に配置される圧縮機１６、庫外熱交換器１８、補助熱交換器２０、内部熱交換器２２及び電子膨張弁１０と、商品収納庫１４ａに配設される蒸発器２４及び加熱用熱交換器２６と、商品収納庫１４ｂに配設される蒸発器２８と、商品収納庫１４ｃに配設される蒸発器３０とを備え、これらが所定量の冷媒（例えば、二酸化炭素）を封入した配管によって接続されることで冷媒回路を構成している。商品収納庫１４ｂには、さらに、庫内を加熱するためのヒータ３２が設けられている。

圧縮機１６は、低温低圧の冷媒を吸引側配管３４を介して吸引口から吸引し、それを圧縮することで高温高圧状態にして吐出口から吐出側配管３５へと吐出するものであり、例えば２段圧縮式で構成される。吐出側配管３５は三方弁３６によって２方に分岐しており、一方の配管３８は庫外熱交換器１８に接続され、他方の配管４０は商品収納庫１４ａ内へと配設されて加熱用熱交換器２６に接続される。三方弁３６を切替制御することにより、圧縮機１６から吐出された冷媒は庫外熱交換器１８又は加熱用熱交換器２６に択一的に流通される。

庫外熱交換器１８の出口側において、配管３８は、補助熱交換器２０及び内部熱交換器２２を順に経由して分配器４２に接続される。分配器４２は、配管３８を３方に分岐させ、分岐した各配管４３ａ、４３ｂ、４３ｃは、それぞれ電子膨張弁１０を介して蒸発器２４、２８、３０に接続された後、その出口側の配管４４ａ、４４ｂ、４４ｃが、蒸発器２４、２８、３０の出口側で吸引側配管３４に合流し、内部熱交換器２２を経て圧縮機１６の吸引口に接続される。一方、加熱用熱交換器２６の出口側において、配管４０は、庫外熱交換器１８と補助熱交換器２０の間の配管３８に合流し、補助熱交換器２０の入口側へと接続される。

庫外熱交換器１８、補助熱交換器２０、蒸発器２４、２８、３０及び加熱用熱交換器２６には、図示しないファンが近接配置される。庫外熱交換器１８及び補助熱交換器２０に近接配置されるファンは庫外送風用であり、庫外熱交換器１８等の周囲に外気を通過させて外部へと送出するためのものである。一方、蒸発器２４、２８、３０及び加熱用熱交換器２６に近接配置されるファンは庫内送風用であり、蒸発器２４等の周囲を通過して加熱又は冷却された空気を各庫内に循環させるためのものである。

このような冷媒サイクル装置１２では、圧縮機１６の回転数や電子膨張弁１０の開度を変化させ、さらに、三方弁３６や分配器４２を適宜開閉制御することにより、各庫内を所望の温度域で管理することができる。

この際、冷媒サイクル装置１２では、商品収納庫１４ａ〜１４ｃに収納される商品種類や気候条件等に応じて、例えば３つの運転モード（ＣＣＣ運転、ＨＣＣ運転、ＨＨＣ運転）を実行することができる。ＣＣＣ運転は、各庫１４ａ〜１４ｃを全て冷却（ＣＯＬＤ）運転する運転モードであり、三方弁３６を配管３８側に切り替え、分配器４２を３方分配とする。ＨＣＣ運転は、商品収納庫１４ａを加熱（ＨＯＴ）運転し、商品収納庫１４ｂ、１４ｃを冷却（ＣＯＬＤ）運転する運転モードであり、三方弁３６を配管４０側に切り替え、分配器４２を配管４４ｂ、４４ｃの２方分配とする。ＨＨＣ運転は、商品収納庫１４ａ、１４ｂを加熱（ＨＯＴ）運転し、商品収納庫１４ｃを冷却（ＣＯＬＤ）運転する運転モードであり、三方弁３６を配管４０側に切り替え、分配器４２を配管４４ｃの１方分配とし、ヒータ３２をオンする。勿論、冷媒サイクル装置１２の運転モードは上記以外のものであってもよく、電子膨張弁１０が適用される冷媒回路の構成も上記冷媒サイクル装置１２以外の構成であってもよい。

次に、電子膨張弁１０の構成について説明する。

図２は、本発明の第１の実施形態に係る電子膨張弁１０の構成を示す断面図であり、図２（Ａ）は側面断面図であり、図２（Ｂ）は正面断面図であり、該電子膨張弁１０への通電をオフした状態を示している。図３は、図２に示す電子膨張弁１０の通電をオンした状態での構成を示す断面図であり、図３（Ａ）は側面断面図であり、図３（Ｂ）は正面断面図である。

電子膨張弁（膨張弁）１０は、図示しない制御装置の制御下にパルス駆動制御されることで、冷媒流量及び冷媒蒸発温度を制御するものである。図２に示すように、電子膨張弁１０は、高圧冷媒が流入する入口ポート５０と、低圧冷媒を流出させる出口ポート５２と、入口ポート５０と出口ポート５２の間に形成される弁室５４と、弁室５４内に配置される弁座５６と、弁室内５４内で進退移動することで弁体として機能するプランジャ６０と、プランジャ６０を摺動可能に収容するケース６２とを備える。

入口ポート５０には、高圧流入管となる配管４３ａ（４３ｂ、４３ｃ）が接続され、出口ポート５２には、低圧流入管となる配管４４ａ（４４ｂ、４４ｃ）が接続される。このような入口ポート５０と出口ポート５２との間に設けられる弁室５４は、円筒形状のケース６２の内部空間によって形成されており、この弁室５４には、入口ポート５０と出口ポート５２との間を仕切るように弁座５６が配設されている。

入口ポート５０には、ケース６２内へと水平に延びた高圧冷媒用の内部配管（配管、部材）５８が連続して設けられている。内部配管５８は、ケース６２を直径方向に貫通し、その先端が該ケース６２の壁面に固定されて閉塞された管状体である。内部配管５８は、プランジャ６０を水平方向に貫通する横孔（長孔）６１に挿通されている。内部配管５８には、横孔６１の中央付近で下方に開口する孔部５８ａが形成されている。

弁座５６は、出口ポート５２が開口形成されたケース６２の底部に嵌合するように配設された段付き円板形状の部材であり、その中心を細径の冷媒流路（オリフィス）６４が貫通している。冷媒流路６４は、入口ポート５０（内部配管５８）と出口ポート５２との間を連通させるものであり、高圧冷媒を膨張させて低圧冷媒として流出させるためのオリフィスとして機能する。

プランジャ６０は、ケース６２によって形成された円筒状のシリンダ内を進退移動（図２では上下移動）可能なピストンであり、円筒形状のボビン６６の中心孔６６ａの上部に内挿されたヨーク６８の下端に対し、コイルばね７０を介して支持されている。ヨーク６８は、ハウジング（外ヨーク）６９の上面に対して固定ねじ７１によって固定されている。コイルばね７０は、プランジャ６０を前進方向（下方）に付勢する圧縮ばねである。このように、ボビン６６の中心孔６６ａには、ヨーク６８とケース６２とが内挿されており、このケース６２内でプランジャ６０が摺動可能となっている。

電子膨張弁１０では、ボビン６６に巻回された電磁コイル７２への通電がオンされると、電磁コイル７２及びヨーク６８によって形成される磁気回路により、ヨーク６８の下端にコイルばね７０を介して支持されたプランジャ６０が、コイルばね７０の付勢力に抗して後退（退動）する（図３参照）。一方、電磁コイル７２への通電がオフされると、プランジャ６０はコイルばね７０の付勢力によって前進（進動）する（図２参照）。

プランジャ６０の中央から先端寄りには、横孔６１が水平方向に貫通している。横孔６１は、プランジャ６０をその進退方向（上下方向）に直交する方向（水平方向）に貫通すると共に、プランジャ６０の進退方向に長い長孔である。プランジャ６０が進退すると、横孔６１も進退するため、内部配管５８が横孔６１内で相対的に上下方向に移動することができる（図２及び図３参照）。

このような横孔６１の底面には、該横孔６１の延在方向に沿った微細な溝部６１ａが形成されている。溝部６１ａは、オリフィスとなる冷媒流路６４と同一又は略同一の断面積を有する微細な凹溝である。

図４は、電子膨張弁１０への通電をオフした状態での内部配管５８とプランジャ６０の横孔６１との位置関係を模式的に示す断面説明図であり、図４（Ａ）は側面断面図であり、図４（Ｂ）は正面断面図である。図５は、電子膨張弁１０への通電をオンした状態での内部配管５８とプランジャ６０の横孔６１との位置関係を模式的に示す断面説明図であり、図５（Ａ）は側面断面図であり、図５（Ｂ）は正面断面図である。

図２及び図４に示すように、溝部６１ａは、電子膨張弁１０への通電がオフされてプランジャ６０がコイルばね７０の付勢力によって前進位置（下限位置）にある場合には、その上部が開口する凹溝として配置されている。一方、図３及び図５に示すように、溝部６１ａは、電子膨張弁１０への通電がオンされてプランジャ６０がコイルばね７０の付勢力に抗して後退位置（上限位置）にある場合には、その上部の開口が内部配管５８の下面によって閉塞されて微細な流路として形成される。

次に、以上のように構成される電子膨張弁１０の作用について説明する。

例えば、冷媒サイクル装置１２でＣＣＣ運転が実行されている場合には、図示しない制御装置の制御下に、各蒸発器２４、２８、３０への冷媒の流通を制御する各電子膨張弁１０は、図示しない通電装置から電磁コイル７２へと所定のパルス通電がオンされる。この際、図３に示すように弁体であるプランジャ６０が後退して先端面６０ａが弁座５６から離間した状態では冷媒流路６４が開放され、図２に示すように弁体であるプランジャ６０が前進して先端面６０ａが弁座５６に着地した状態では冷媒流路６４が閉塞されるため、このパルス通電によって冷媒流路６４が所定の時間周期で開閉され、蒸発器２４、２８、３０での冷媒の蒸発温度が所定の温度に制御される。

また、例えば、冷媒サイクル装置１２でＨＣＣ運転が実行されている場合には、図示しない制御装置の制御下に、蒸発器２４への冷媒の流通を制御する電子膨張弁１０への通電はオフされ、他の蒸発器２８、３０への冷媒の流通を制御する各電子膨張弁１０への通電がオンされる。これにより、蒸発器２４への冷媒の流通を制御する電子膨張弁１０では、コイルばね７０の付勢力によってプランジャ６０の先端面６０ａが弁座５６に密着して冷媒流路６４を閉塞する一方、蒸発器２８、３０への冷媒の流通を制御する各電子膨張弁１０では冷媒流路６４が開閉され、蒸発器２８、３０での冷媒の蒸発温度が所定の温度に制御される。

このように、電子膨張弁１０への通電がオフされた状態では、図２に示すように、プランジャ６０がコイルばね７０の付勢力によって前進位置となり、先端面６０ａが弁座５６に着地して冷媒流路６４を閉塞する。この場合には、図２及び図４に示すように、微細な溝部６１ａは、内部配管５８から離間した位置にあるため、溝部６１ａは上部開口が開放された凹溝となっている。このため、溝部６１ａに冷媒回路中を浮遊するごみ等が詰まることがなく、仮に溝部６１ａ内にごみ等が詰まっていた場合であっても、入口ポート５０から内部配管５８及びその孔部５８ａを通して流通される高圧冷媒によって吐き出される。

一方、電子膨張弁１０への通電がオンされた状態では、図３に示すように、プランジャ６０がコイルばね７０の付勢力に抗して後退位置となり、先端面６０ａが弁座５６から離間して冷媒流路６４を開放する。この場合には、図３及び図５に示すように、微細な溝部６１ａは、その上部開口が内部配管５８によって閉塞されて微細な流路として形成されている。このため、入口ポート５０から内部配管５８及びその孔部５８ａを通して流通される高圧冷媒は、この溝部６１ａと内部配管５８とによって形成される微細な流路によって減圧された後、さらに冷媒流路６４によって減圧されるため、例えば、二酸化炭素のような体積流量の少ない冷媒であっても十分な減圧量を確保することができる。つまり、溝部６１が冷媒流路６４と共にオリフィスとして機能するため、冷媒流路６４をある程度大きめの径で形成した場合であっても、減圧量を増大させることができる。

以上のように、本実施形態に係る電子膨張弁１０によれば、弁体であるプランジャ６０が弁座５６に当接した状態で該プランジャ６０と離間し（図２及び図４参照）、且つ弁体であるプランジャ６０が弁座５６から離間した状態で該プランジャ６０と当接する部材である内部配管５８を有すると共に（図３及び図５参照）、プランジャ６０に溝部６１ａが形成されている。そして、プランジャ６０が弁座５６から離間した冷媒流路６４の開放時に、弁体であるプランジャ６０と内部配管５８とが当接して溝部６１ａの開口部（上部開口）が塞がれることにより、高圧冷媒を冷媒流路６４へと流通させる微細な流路が形成される。

すなわち、冷媒流路６４を開放するために電磁コイル７２への通電をオンして弁体であるプランジャ６０を引き上げると、プランジャ６０と内部配管５８とが当接して溝部６１ａの開口部が塞がれて、該溝部６１ａが微細な流路として形成される。このため、入口ポート５０から流通される高圧冷媒は、この溝部６１ａと内部配管５８とによって形成される微細な流路によって減圧された後、さらに冷媒流路６４によって減圧されるため、当該電子膨張弁１０での減圧量を増大させることができ、例えば、二酸化炭素のように体積流量の少ない冷媒であっても十分な減圧量を確保することができる。一方、冷媒流路６４を閉塞するために電磁コイル７２への通電をオフして弁体であるプランジャ６０を押し下げると、プランジャ６０と内部配管５８とが離間して溝部６１ａの開口部が開放される。このため、溝部６１ａに冷媒回路中を浮遊するごみ等が詰まることがなく、仮に溝部６１ａ内にごみ等が詰まっていた場合であっても、入口ポート５０から流通される高圧冷媒によって除去することができる。これにより、オリフィスである冷媒流路６４をある程度大きな径で形成してごみ等の詰まりを防止しつつ、十分な減圧量を得ることが可能となる。

この場合、弁体であるプランジャ６０には、弁座５６に接離する際の進退方向に直交する方向の横孔６１が貫通形成され、内部配管５８が横孔６１に挿入されており、溝部６１ａが内部配管５８に形成された孔部５８ａに対向する横孔６１の内面に形成されている。これにより、プランジャ６０の進退動作による冷媒流路６４の開閉動作と、溝部６１ａの開口部の内部配管５８による開閉動作とをシンプルな構造で互いに連係させることができる。

なお、溝部６１ａは、プランジャ６０側に形成されていなくてもよく、例えば、該プランジャ６０と接離する部材である内部配管５８側に形成された溝部７４として構成してもよい（図６参照）。図６に示すように、溝部７４は、内部配管５８に形成された孔部５８ａから連続するように該内部配管５８の下面に形成された微細な溝部である。この場合にも、冷媒流路６４を開放するためにプランジャ６０を引き上げると、プランジャ６０と内部配管５８とが当接して溝部７４の開口部が横孔６１の内面によって塞がれて、該溝部７４が微細な流路として形成される一方、冷媒流路６４を閉塞するためにプランジャ６０を押し下げると、プランジャ６０と内部配管５８とが離間して溝部７４の開口部が開放される。

図７は、本発明の第２の実施形態に係る電子膨張弁１０ａの構成を示す側面断面図であり、図８は、図７中のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。この第２の実施形態に係る電子膨張弁１０ａにおいて、上記第１の実施形態に係る電子膨張弁１０と同一又は同様な機能及び効果を奏する要素には同一の参照符号を付し、詳細な説明を省略し、以下同様とする。

電子膨張弁（膨張弁）１０ａは、上記の電子膨張弁１０と比べて、入口ポート５０、プランジャ６０、及び、ヨーク６８に代えて、ケース６２の上端に設けられる入口ポート７６、横孔６１を持たないプランジャ７８、及び、高圧冷媒用の供給流路８０ａが形成されたヨーク８０を備え、入口ポート７６から出口ポート５２までが上下方向で直線状に設置されている。

プランジャ７８の上面である基端面７８ａには、その直径方向に延びて上部が開口する微細な溝部７８ｂが形成されている。溝部７８ｂは、上記の溝部６１ａと同様なものであり、オリフィスとなる冷媒流路６４と同一又は略同一の断面積を有する微細な凹溝である。プランジャ７８は、電磁コイル７２への通電がオフされた状態では、入口ポート７６から供給流路８０ａを通して基端面７８ａに付与される高圧冷媒と、冷媒流路６４側の低圧冷媒との圧力差によって押し下げられており、その先端面７８ｃが弁座５６に密着し、冷媒流路６４を閉塞している（図７参照）。一方、電磁コイル７２への通電がオンされると、電磁コイル７２とヨーク８０とで形成される磁気回路によってプランジャ７８が後退し、その先端面７８ｃが弁座５６から離間して冷媒流路６４が開放される。

従って、この電子膨張弁１０ａによれば、弁体であるプランジャ７８が弁座５６に当接した状態で該プランジャ７８と離間し、且つ弁体であるプランジャ７８が弁座５６から離間した状態で該プランジャ７８と当接する部材であるヨーク８０を有すると共に、プランジャ７８にヨーク８０の供給流路８０ａと連通可能な溝部７８ｂが形成されている。そして、プランジャ７８が弁座５６から離間した冷媒流路６４の開放時に、弁体であるプランジャ７８とヨーク８０の下面とが当接して溝部７８ｂの開口部（上部開口）が塞がれることにより、高圧冷媒を冷媒流路６４へと流通させる微細な流路が形成される。

すなわち、冷媒流路６４を開放するために電磁コイル７２への通電をオンして弁体であるプランジャ７８を引き上げると、プランジャ７８とヨーク８０とが当接して溝部７８ｂの開口部が塞がれて、該溝部７８ｂが微細な流路として形成される。このため、入口ポート７６から流通される高圧冷媒は、この溝部７８ｂとヨーク８０とによって形成される微細な流路によって減圧された後、さらに冷媒流路６４によって減圧されるため、上記の電子膨張弁１０と同様に、当該電子膨張弁１０ａでの減圧量を増大させることができる。一方、冷媒流路６４を閉塞するために電磁コイル７２への通電をオフして弁体であるプランジャ７８を押し下げると、プランジャ７８とヨーク８０とが離間して溝部７８ｂの開口部が開放され、ごみ等が除去される。これにより、オリフィスである冷媒流路６４をある程度大きな径で形成してごみ等の詰まりを防止しつつ、十分な減圧量を得ることが可能となる。

この場合、弁体であるプランジャ７８と接離する部材として該プランジャ７８を吸引可能なヨーク８０を用い、該ヨーク８０には入口ポート７６から流入する冷媒が通過する貫通孔である供給流路８０ａが形成され、溝部７８ｂは、プランジャ７８のヨーク８０への当接面となる基端面７８ａに形成されている。これにより、プランジャ７８の進退動作による冷媒流路６４の開閉動作と、溝部７８ｂの開口部のヨーク８０による開閉動作とをシンプルな構造で互いに連係させることができる。

勿論、この電子膨張弁１０ａにおいても、溝部７８ｂは、プランジャ７８側に形成されていなくてもよく、例えば、該プランジャ７８と接離する部材であるヨーク８０の下面に供給流路８０ａから連続するように形成された溝部８０ｂとして構成してもよい（図７及び図８中の２点鎖線参照）。

図９は、本発明の第３の実施形態に係る電子膨張弁１０ｂの構成を示す側面断面図であり、図１０は、図９中のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。

電子膨張弁（膨張弁）１０ｂは、上記の電子膨張弁１０と比べて、プランジャ６０、及び、ヨーク６８に代えて、横孔６１を持たないプランジャ８２、及び、高圧冷媒用の屈曲した供給流路８４ａが形成されたヨーク８４を備え、コイルばね７０の上部が供給流路８４ａ内に挿入配置されている。

プランジャ８２の上面である基端面８２ａには、その直径方向に延びて上部が開口する微細な溝部８２ｂが形成されている。溝部８２ｂは、上記の溝部６１ａ、７８ｂと同様なものであり、オリフィスとなる冷媒流路６４と同一又は略同一の断面積を有する微細な凹溝である。プランジャ８２は、電磁コイル７２への通電がオフされた状態では、コイルばね７０の付勢力によって押し下げられており、その先端面８２ｃが弁座５６に密着し、冷媒流路６４を閉塞している（図９参照）。一方、電磁コイル７２への通電がオンされると、電磁コイル７２とヨーク８４とで形成される磁気回路によってプランジャ８２が後退し、その先端面８２ｃが弁座５６から離間して冷媒流路６４が開放される。

従って、この電子膨張弁１０ｂによれば、弁体であるプランジャ８２が弁座５６に当接した状態で該プランジャ８２と離間し、且つ弁体であるプランジャ８２が弁座５６から離間した状態で該プランジャ８２と当接する部材であるヨーク８４を有すると共に、プランジャ８２にヨーク８４の供給流路８４ａと連通可能な溝部８２ｂが形成されている。そして、プランジャ８２が弁座５６から離間した冷媒流路６４の開放時に、弁体であるプランジャ８２とヨーク８４の下面とが当接して溝部８２ｂの開口部（上部開口）が塞がれることにより、高圧冷媒を冷媒流路６４へと流通させる微細な流路が形成される。

すなわち、冷媒流路６４を開放するために電磁コイル７２への通電をオンして弁体であるプランジャ８２を引き上げると、プランジャ８２とヨーク８４とが当接して溝部８２ｂの開口部が塞がれて、該溝部８２ｂが微細な流路として形成される。このため、入口ポート５０から流通される高圧冷媒は、この溝部８２ｂとヨーク８４とによって形成される微細な流路によって減圧された後、さらに冷媒流路６４によって減圧されるため、上記の電子膨張弁１０、１０ａと同様に、当該電子膨張弁１０ｂでの減圧量を増大させることができる。一方、冷媒流路６４を閉塞するために電磁コイル７２への通電をオフして弁体であるプランジャ８２を押し下げると、プランジャ８２とヨーク８４とが離間して溝部８２ｂの開口部が開放され、ごみ等が除去される。これにより、オリフィスである冷媒流路６４をある程度大きな径で形成してごみ等の詰まりを防止しつつ、十分な減圧量を得ることが可能となる。

この場合、弁体であるプランジャ８２と接離する部材として該プランジャ８２を吸引可能なヨーク８４を用い、該ヨーク８４には入口ポート５０から流入する冷媒が通過する貫通孔である供給流路８４ａが形成され、溝部８２ｂは、プランジャ８２のヨーク８４への当接面となる基端面８２ａに形成されている。これにより、プランジャ８２の進退動作による冷媒流路６４の開閉動作と、溝部８２ｂの開口部のヨーク８４による開閉動作とをシンプルな構造で互いに連係させることができる。

勿論、この電子膨張弁１０ｂにおいても、溝部８２ｂは、プランジャ８２側に形成されていなくてもよく、例えば、該プランジャ８２と接離する部材であるヨーク８４の下面に供給流路８４ａから連続するように形成された溝部８４ｂとして構成してもよい（図９及び図１０中の２点鎖線参照）。

なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。

１０、１０ａ、１０ｂ、１００電子膨張弁
１２冷媒サイクル装置
５０、７６入口ポート
５２出口ポート
５４弁室
５６弁座
５８内部配管
５８ａ孔部
６０、７８、８２プランジャ
６１横孔
６１ａ、７４、７８ｂ、８２ｂ溝部
６２ケース
６４冷媒流路
６８、８０、８４ヨーク
７２電磁コイル

Claims

冷媒を流入させる入口ポートと、
前記冷媒を流出させる出口ポートと、
前記入口ポートと前記出口ポートとの間に設けられる弁室と、
前記弁室内に配置され、前記入口ポートから前記弁室内に流入した冷媒を膨張させて前記出口ポートへと流出させる冷媒流路が形成された弁座と、
前記弁座に接離して前記冷媒流路を開閉する弁体とを備える膨張弁であって、
前記弁体には、前記弁座に接離する際の進退方向に直交する方向の横孔が貫通形成されると共に、該横孔には、前記入口ポートから連続する配管が挿入されており、
前記配管は、前記弁体が前記弁座に当接した状態で該弁体と離間し、且つ前記弁体が前記弁座から離間した状態で該弁体と当接すると共に、前記弁体及び前記配管のいずれか一方には前記弁室に連通する溝部が形成されており、
前記溝部は、前記配管に形成された孔部から連続するように該配管に形成されるか、又は、前記配管に形成された孔部に対向する前記横孔の内面に形成され、
前記弁体が前記弁座から離間した前記冷媒流路の開放時に、前記弁体と前記配管とが当接して前記溝部の開口部が塞がれることにより、前記入口ポートと前記冷媒流路との間で、前記配管と、前記配管に形成された孔部と、前記溝部の開口部が塞がれることで形成された流路と、前記弁室とが順に連通し、これにより前記冷媒が前記入口ポートから前記冷媒流路へと流通することを特徴とする膨張弁。