JPH0519717Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の目的］ （産業上の利用分野） 本考案は、自動車用空気調和装置等の冷房サイ
クルに組み込まれる膨張弁の改良に関する。

（従来の技術） 例えば、自動車用空気調和装置の冷房サイクル
は、第４図に示すように、クラツチ２を介して走
行用エンジン１により駆動されるコンプレツサ３
と、該コンプレツサ３により高温高圧になつた冷
媒を凝縮するためのコンデンサ４と、この凝縮さ
れた冷媒の気液分離及び該冷媒中の水分や塵埃の
除去を行うリキツドタンク５と、このリキツドタ
ンク５からの冷媒を断熱膨張するための膨張弁６
と、車室内の空気と熱交換して該空気を冷却する
ためのエバポレータ７とを有する。

この原理を第５図に示すモリエル線図を基に冷
媒の流れに沿つて説明すると次のようになる。な
お、第５図に示すグラフの縦軸は圧力、横軸はエ
ンタルピ、符号Ｌは飽和液線、符号Ｖは飽和蒸気
線である。

まず、コンプレツサ３により断熱圧縮された高
温高圧のガス状冷媒（図中、Ａ位置）は、コンデ
ンサ４にて外部に熱を放出して中温高圧の液状冷
媒（図中、Ｂ位置）となる。次にこの液状冷媒は
膨張弁６を通り断熱膨張（絞り作用）をし、気液
混合冷媒（図中、Ｃ位置）となる。この気液混合
冷媒は、エバポレータ７に入ると、外部より熱を
吸収して気化（蒸気）し、等圧膨張を続け、空気
の冷却作用を果たし、過熱蒸気（図中、Ｄ位置）
となつてコンプレツサに吸入される。

しかして、このような自動車用空気調和装置に
おける冷房サイクルでは、コンプレツサ３の駆動
源が走行用エンジン１という回転数が変動するも
のであるため、冷房サイクルを流れる冷媒量は常
に変動する。また、エバポレータ７にかかる熱的
負荷すなわち車室内の温度も常に変動する。これ
らの冷媒量の変動やエバポレータの熱的負荷の変
動に応じて、必要冷房能力に合つた、冷媒流量を
自動調整する作用を、冷媒の断熱膨張作用と共に
行うのが膨張弁６である。

この冷房サイクルに使用される図示例の膨張弁
６は、内部均圧式膨張弁と呼ばれコンデンサ４側
と連通する入口側冷媒通路８と、エバポレータ７
側と連通する出口側冷媒通路９とを有し、エバポ
レータ７の出口部の冷媒温度を感温筒１０により
感温してそれを圧力に変換して膨張弁６へ導くキ
ヤピラリーチユーブ１１を通して導かれた圧力
と、膨張弁６で減圧された直後の圧力とにより該
膨張弁６の開度を調整するようになつている。

また、最近では、上述したように冷媒の圧力を
利用して膨張弁の開度を調整するのではなく、第
２図に示すように、電気的信号により制御される
ソレノイドコイル１３の電磁力を利用して膨張弁
の開閉時間を調整しようとするものが提案されて
いる。

この膨張弁６ａは、入口側冷媒通路８と、出口
側冷媒通路９とを開設したケーシング１２内に、
前記両冷媒通路８，９とを連通し弁座１４が形成
されたスロート部１５を設け、ソレノイドコイル
１３の電磁力により前記スロート部１５に対して
軸方向接離移動するプランジヤ１８が有するロツ
ド１９に一端が連結された弁作動棒１６の他端
に、前記スロート部１５の開度を調整する弁体１
７を設け、さらに、前記ケーング１２内に、前記
弁作動棒１６に対して前記弁体１７が前記スロー
ト部１５を閉じる方向に弾発力を付勢するコイル
ばね２０を設けたものである。さらに弁座１４に
は、入口側冷媒通路８と出口側冷媒通路９とを連
通し、弁体１７がスロート部を閉塞していても、
冷媒が多少循環するようにしたオイルブリードホ
ール３２が形成されている。

弁体１７の開閉制御を行なう電気回路を示す
と、第３図の通りであり、エバポレータ７に取付
けられたサーミスタ２１はアンプ２２に接続さ
れ、サーミスタ２１により検知されたエバポレー
タ７の外表面の温度に対応する抵抗値をアンプ２
２が検出し、ソレノイドコイル１３への通電制御
がなされる。この通電制御によつて弁体１７がス
ロート部１５を開閉する時間は変化し、その開閉
時間に応じた流量の冷媒がエバポレータ７内に流
入することになる。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の膨張弁６ａで
は、ソレノイドコイルへの通電時間に応じてソレ
ノイドコイルにおいて電気的なジユール熱が発生
し、ソレノイドコイル自体の温度が上昇すること
になる。この温度上昇によりソレノイドコイルの
電気抵抗は増大し、ソレノイドコイルへ流れる電
流値が低下することになる。したがつてプランジ
ヤに作用する電磁力が弱まるのでプランジヤを所
定の位置に移動させることができなくなり、スロ
ート部を確実に開状態とすることができない虞れ
があつた。

本考案は、このような不都合を解消するために
なされたもので、ソレノイドコイルの温度上昇を
低減し、長時間安定的に使用し得る膨張弁を提供
することを目的とする。

〔考案の構成〕

（問題点を解決するための手段） かかる目的を達成するために、本考案は、入口
側冷媒通路と出口側冷媒通路とが開設されたケー
シング内に、前記両冷媒通路を連通するスロート
部を設け、ソレノイドコイルの電磁力により軸方
向変位するプランジヤのロツドに一端が連結され
た弁作動棒の他端に、前記スロート部の開度を調
整する弁体を設け、前記ケーシング内に前記弁作
動棒に対して前記弁体が前記スロート部を閉じる
方向に弾発力を付勢するコイルばねを設けてなる
膨張弁において、内部に位置する前記プランジヤ
と外部に位置する前記ソレノイドコイルとを区画
するケース内に、前記入口側冷媒通路の冷媒を断
熱膨張させて前記出口側冷媒通路に案内して前記
ソレノイドコイルを冷却するバイパス通路を形成
したことを特徴とするものである。

（作用） このように、内部に位置するプランジヤと外部
に位置するソレノイドコルイとを区画するケース
内に、入口側冷媒通路の中温高圧状態にある冷媒
を断熱膨張させて低温低圧状態とし、出口側冷媒
通路に案内してソレノイドコイルを冷却するバイ
パス通路を形成したので、このバイパス通路内を
比較的低温な冷媒が流通する間にプランジヤ自体
を冷却し、さらに、ソレノイドコイルに発生する
ジユール熱によりコイル自体の温度が上昇するこ
とを低減することができる。

（実施例） 以下、図面を参照して本考案の一実施例を説明
する。

第１図は、本考案の一実施例に係る膨張弁の断
面図であり、第２図に示す部材と共通する部材に
は同一符号を付してある。

この膨張弁６ｂとケーシング１２内には入口側
冷媒通通路８と出口側冷媒通路９とがそれぞれ形
成され、これらの両冷媒通路８，９とを連通し、
弁座１４が形成されたスロート部１５を設けてあ
る。入口側冷媒通路８は配管により第４図に示す
コンデンサ４にリキツドタンク５を介して接続さ
れ、出口側冷媒通路９は配管によりエバポレータ
７に接続されている。

ケーシング１２にはケース２３が取付けられ、
このケース２３内には、ケース２３の内周面に沿
つて軸方向に摺動自在にプランジヤ１８が装着さ
れ、このプランジヤ１８の中央にはスロート部１
５側に突出するロツド１９が形成されている。プ
ランジヤ１８のスロート部１５への最接近移動位
置を規制するために、プランジヤ１８に形成され
た端面２４と当接する凸部２５がケーシング１２
に形成されている。この凸部２５には前記プラン
ジヤ１８のロツド１９が摺動し、入口側冷媒通路
８と連通する通孔２６が形成されている。

前記スロート部１５には弁作動棒１６が伸延
し、その一端にはスロート部１５の開度を調整す
る弁体１７を前記出口側冷媒通路９側に位置させ
て設け、他端は前記プランジヤ１８のロツド１９
と当接している。弁作動棒１６のロツド１９と当
接する端部には、前記凸部２５内の通孔２６の内
周面に沿つて摺動する大径部２７が形成されてい
る。更に、ケーシング１２内には、弁作動棒１６
に対して、弁体１７が前記スロート部１５を閉じ
る方向に弾発力を付勢するコイルばね２０が設け
られている。

ケース２３の外周には、ソレノイドコイル１３
が一体となつて設けられており、これらケース２
３及びソレノイドコイル１３を挟持するためにケ
ーシング１２ａが取付けられている。

ケーシング１２の凸部２５には、入口側冷媒通
路８とケース２３とを連通する連通路２８ａを形
成し、プランジヤ１８の外周面に近い内部には、
端面２４からケース２３内の空間部２９まで貫通
する連通路２８ｂを形成し、さらに、プランジヤ
１８及びロツド１９の中心には、空間部２９から
ロツド１９の端面まで貫通する連通路２８ｃ形成
してある。さらに、弁作動棒１６および弁体１７
の中心部にも、大径部２７の端面から出口側冷媒
通路９まで貫通する連通路２８ｄが形成してあ
る。

ケーシング１２の凸部２５に形成した連通路２
８ａは、他の連通路２８ｂ〜ｄに比べて、その通
路断面は絞り込んである。

なお、ケーシング１２とケース２３との間から
冷媒が洩れるのを防止するＯ−リング３０がケー
シング１２の凸部２５とケース２３との間に装着
されている。

また、ソレノイドコイル１３への通電制御を行
う電気回路は、第３図においてすでに説明したの
と同様である。

次に作用について説明する。

冷房サイクルが停止している状態にあつては、
コイルばね２０の弾発力により弁体１７がスロー
ト部１５を閉じている。この状態の下でコンプレ
ツサ３を駆動して冷房サイクルを作動し始める
と、その時にエバポータ７の外表面の温度が、あ
らかじめ決めておいて設定温度以上であれば、ソ
レノイドコイル１３に通電されてプランジヤ１８
にはスロート部１５方向への電磁力が作用するこ
とになる。この電磁力により、プランジヤ１８
は、スロート部１５側へ移動し、ロツド１９を介
して弁作動棒１６の先端の弁体１７はスロート部
１５を開くことになり、入口側冷媒通路からの冷
媒がスロート部１５を通過して出口側冷媒通路９
に供給される。このスロート部１５を通過する際
に、冷媒は断熱膨張され、比較的低温度の気液混
合冷媒となる。そして、この低温度の気密混合冷
媒がエバポレータ７に流入し、気化する時の蒸発
熱により図示しない車室内の空気を冷却し、気化
した冷媒はコンプレツサ３に送り込まれ、再び冷
媒サイクル内を循環することになる。

次に、各連通路２８ａ〜ｄにより形成された入
口側冷媒通路８から出口側冷媒通路９に至るバイ
パス通路３１の作用について説明する。

冷房サイクルが作動している場合にあつては、
まず、入口側冷媒通路８内の中温高圧状態の冷媒
は、ケーシング１２の凸部２５内の連通路２８ａ
に流入する。連通路２８ａを流通した冷媒は、こ
の通路と連通しているプランジヤ１８内の連通路
２８ｂに流入することになる。この時、凸部２５
内の連通路２８ａの通路断面は絞られていること
から、連通路２８ａから流出する冷媒は断熱膨張
されて、比較的低温度の冷媒となる。低温度状態
にある冷媒がプランジヤ１８の外周面に近い連通
路２８ｂを連通する間に、プランジヤ１８自体を
冷却すると共に、ソレノイドコイル１３をも冷却
することになる。連通路２８ｂを流通した冷媒は
ケース２３内の空間部２９に達し、次に、プラン
ジヤ１８及びロツド１９の中心部に形成された連
通路２８ｃを流通し、さらに、弁作動棒１６およ
び弁体１７の中心部の連通路２８ｄを流通して、
出口側冷媒通路９に供給される。

一方、冷房サイクルが比較的低負荷で運転され
る場合にあつては、弁体１７がスロート部１５を
閉じている状態が多いが、連通路２８ａ〜ｄによ
り構成されたバイパス通路３１によつて、入口側
冷媒通路８から出口側冷媒通路９に至るまで連通
状態となつているので、このバイパス通路３１を
流通して多少は潤滑油を含んだ冷媒が流れるよう
になつている。したがつて、冷媒サイクルを低負
荷で作動した時に、スロート部１５を連通する冷
媒が無くなつても、バイパス通路３１を通つて潤
滑油を含む冷媒が多少潤滑するため、各構成機器
を破損する虞れはない。

このように、入口側冷媒通路８側の冷媒を断熱
膨張させて出口側冷媒通路９に供給するバイパス
通路３１を構成する連通路をプランジヤ１８等に
形成したので、断熱膨張して比較的低温度の冷媒
によりプランジヤ自体を冷却し、さらに、ソレノ
イドコイル１３の温度が電気的なジユール熱によ
り上昇することを低減することができる。したが
つて、ソレノイドコイル１３への通電時間が長時
間となつても、ソレノイドコイル１３の温度上昇
は低減でき、安定的にスロート部の開制御を行な
うことができる。

なお、本考案は、上述した実施例に限定される
ものではなく、たとえば以下の場合においても適
用できるものである。

図示した実施例にあつては、ケーシング１２の
凸部２５及びプランジヤ１８の外周面に近い部分
に形成した連通路２８ａ，ｂは一本であるが、そ
れぞれ複数本の連通路を形成してもよい。

また、プランジヤ１８の外周面にプランジヤ１
８の端面２４からケース２３の空間部２９に至る
らせん状の凹溝も形成してもよい。

［考案の効果］ 以上述べたように、本考案によれば、入口側冷
媒通路側の冷媒を断熱膨張させて低温状態とし、
この低温度の冷媒をケース内に流通させた後に、
出口側冷媒通路側に供給するバイパス通路として
の各連通路を形成してあるので、比較的低温度と
なつた冷媒によりプランジヤ自体が冷却され、さ
らにソレノイドコイルの温度が電気的なジユール
熱により上昇することを低減することができる。
したがつて、ソレノイドコイルへの通電時間が長
時間となつても、従来に比べてソレノイドコイル
の温度上昇を低減でき、長時間安定的に使用し得
る膨張弁を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案に係る膨張弁の縦断面図、第
２図は、従来の膨張弁の縦断面図、第３図は、第
１図及び第２図におけるソレノイドコイルの通電
制御を行うための概略電気回路図、第４図は、冷
房サイクルの概略図、第５図は、冷房サイクルを
モリエル線上に表わした線図である。 ６，６ａ，６ｂ……膨張弁、１２……ケーシン
グ、１３……ソレノイドコイル、１５……スロー
ト部、１６……弁作動棒、１７……弁体、１８…
…プランジヤ、１９……ロツド、２０……コイル
ばね、２５……凸部、２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，
２８ｄ……連通路、３１……バイパス通路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 入口側冷媒通路８と出口側冷媒通路９とが開設
   されたケーシング１２内に、前記両冷媒通通路
   ８，９を連通するスロート部１５を設け、ソレノ
   イドコイル１３の電磁力により軸方向変位するプ
   ランジヤ１８のロツド１９に一端が連結された弁
   作動棒１６の他端に、前記スロート部１５の開度
   を調整する弁体１７を設け、前記ケーシング１２
   内に前記弁作動棒１６に対して前記弁体１７が前
   記スロート部１５を閉じる方向に弾発力を付勢す
   るコイルばね２０を設けてなる膨張弁において、
   内部に位置する前記プランジヤ１８と外部に位置
   する前記ソレノイドコイル１３とを区画するケー
   ス２３内に、前記入口側冷媒通路８の冷媒を断熱
   膨張させて前記出口側冷媒通路９に案内して前記
   ソレノイドコイル１３を冷却するバイパス通路を
   形成したことを特徴とする膨張弁。