JPH06241620A - 冷凍サイクルの制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷凍サイクルへの膨張弁と蒸発圧力調整の組
付性を改善し、且つ冷凍サイクルをウェットサイクルに
して冷媒圧縮機の潤滑性能を向上する。 【構成】 １つの弁ハウジング１０内に、第１冷媒通路
１４、第２冷媒通路１５および均圧通路２６を形成し、
且つボール弁１１、バルブ１３、ベロフラム６１、調整
ねじ３４、３７、感温筒４２、ダイヤフラム４５および
調整ばね４０、６２等を収容することにより、感温筒内
蔵式の膨張弁５５と蒸発圧力調整弁７３の弁ハウジング
１０を共通化した。また、ダイヤフラム４５の下側の圧
力室５１と絞り孔２１の下流側の２次側通路２３とを均
圧通路２６で連通し、且つ均圧通路２６と絞り孔２１の
上流側の１次通路２２とをＯリング５３で密封すること
により、ダイヤフラム４５の下側の圧力室５１に２次側
通路２３内の冷媒圧力を与えるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷凍サイクルに使用さ
れる感温筒内蔵式の膨張弁と蒸発圧力調整弁とを一体に
した冷凍サイクルの制御弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、冷媒蒸発器の出口の過熱度が
一定となるように、冷媒蒸発器から冷媒圧縮機へ戻る冷
媒の流量を調節することが可能な感温筒内蔵式の膨張弁
が知られている。また、冷媒蒸発器と冷媒圧縮機との間
に、冷媒蒸発器のフロストを防止するための蒸発圧力調
整弁を備えた冷凍サイクルも知られている。

【０００３】なお、冷凍サイクルに蒸発圧力調整弁を組
み込むことで、蒸発圧力調整弁の取付スペースを余分に
確保する必要が生じるが冷凍サイクルの搭載スペースが
限定される車両用空気調和装置等では、感温筒内蔵式の
膨張弁と共に蒸発圧力調整弁の取付スペースを確保する
ことが困難であった。また、蒸発圧力調整弁を使用しな
い冷凍サイクルに対して、蒸発圧力調整弁専用の弁ハウ
ジングや膨張弁と蒸発圧力調整弁を接続する配管等、部
品点数が増加することにより、冷凍サイクルへの組付性
が悪いという不具合があった。そこで、感温筒内蔵式の
膨張弁と蒸発圧力調整弁とを１つの弁ハウジング内に設
けて冷凍サイクルへの組付性を改善することが考えられ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、感温筒内蔵
式の膨張弁は、途中に絞り部を設けた第１冷媒通路（内
部を冷媒凝縮器から冷媒蒸発器へ戻る冷媒が流れる通
路）と並行に設けられ、感温筒、ダイヤフラムおよびダ
イヤフラム下側の圧力室等よりなる感温エレメントが第
２冷媒通路（内部を冷媒蒸発器から冷媒圧縮機へ戻る冷
媒が流れる通路）内に設けられている。このため、第２
冷媒通路内の冷媒圧力調整弁の上流側の冷媒圧力が直接
圧力室内に付与されてしまうので、冷凍サイクルが図９
に示したウェットサイクル（ダイヤフラム下側の圧力室
へ与える冷媒圧力を蒸発圧力調整弁の下流側より拾う冷
凍サイクル）１００から図１０に示したドライサイクル
（ダイヤフラム下側の圧力室へ与える冷媒圧力を蒸発圧
力調整弁の上流側より拾う冷凍サイクル）１０１となっ
てしまう。

【０００５】ここで、図９および図１０の図中におい
て、１０２は冷媒圧縮機、１０３は冷媒凝縮器、１０４
はレシーバ、１０５は感温筒内蔵式の膨張弁、１０６は
冷媒蒸発器、１０７は蒸発圧力調整弁、１０８は感温
筒、１０９、１１０はファンを示す。これによって、冷
房負荷が小さく、第２冷媒通路内（感温筒１０８の周
囲）を流れる冷媒の温度が低い場合に、蒸発圧力調整弁
１０７の絞り部の開度が狭まり、冷媒蒸発器１０６から
冷媒圧縮機１０２へ戻る冷媒の流量が減少する。このた
め、冷媒と共にオイルの戻りも減少するので、冷媒圧縮
機１０２の摺動部の潤滑性能が低下する可能性があっ
た。

【０００６】本発明は、部品点数を減少して冷凍サイク
ルへの組付性を改善し、且つ冷凍サイクルをウェットサ
イクルにして冷媒圧縮機の潤滑性能を向上する冷凍サイ
クルの制御弁の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上流側が冷媒
凝縮器の出口に接続する高圧側通路、下流側が冷媒蒸発
器の入口に接続する低圧側通路、および前記高圧側通路
の下流側と前記低圧側通路の上流側との間の通路断面を
絞る第１絞り部を有する第１冷媒通路と、この第１冷媒
通路に並列して設けられ、上流側が前記冷媒蒸発器の出
口に接続する１次側通路、下流側が冷媒圧縮機の吸入口
に接続する２次側通路、および前記１次側通路の下流側
と前記２次側通路の上流側との間の通路断面を絞る第２
絞り部を有する第２冷媒通路と、この第２冷媒通路の１
次側通路内に配され、その１次側通路内を流れる冷媒の
温度変化を圧力変化に変換する媒体が封入された感温
筒、およびこの感温筒の前記第１冷媒通路側に設けら
れ、前記感温筒内の媒体の圧力変化に応じて変位するダ
イヤフラムを有する感温エレメントと、前記ダイヤフラ
ムの変位量に応じて前記第１絞り部の開度を変化させる
第１弁体と、前記第２冷媒通路の１次側通路内の冷媒圧
力に応じて前記第２絞り部の開度を変化させる第２弁体
と、前記ダイヤフラムの前記第１冷媒通路側に前記第２
冷媒通路の２次側通路内の冷媒圧力を与える均圧通路
と、前記第２冷媒通路の１次側通路と前記均圧通路との
間を密封するシール部材と、前記第１冷媒通路、前記第
２冷媒通路および前記均圧通路を内部形成すると共に、
前記感温エレメント、前記第１弁体、前記第２弁体およ
び前記シール部材を内蔵する弁ハウジングとを備えた技
術手段を採用した。

【０００８】

【作用】本発明によれば、空調負荷が大きく、第２冷媒
通路の１次側通路内を流れる冷媒の温度が高くなると、
すなわち、冷媒蒸発器の出口の冷媒過熱度が高くなる
と、感温筒内の媒体の圧力変化に応じてダイヤフラムが
変位するため、第１弁体が第１絞り部の開度を拡げる方
向に動き、冷媒凝縮器から冷媒蒸発器へ向かう冷媒の流
量が増加する。逆に、空調負荷が小さく、第２冷媒通路
の１次側通路内を流れる冷媒の温度が低くなると、すな
わち、冷媒蒸発器の出口の冷媒過熱度が低くなると、感
温筒内の媒体の圧力変化に応じてダイヤフラムが変位す
るため、第１弁体が第１絞り部の開度を狭くする方向に
動き、冷媒凝縮器から冷媒蒸発器へ向かう冷媒の流量が
減少する。一方、冷房負荷が大きく、冷媒蒸発器６での
蒸発圧力が大きくなると、第２冷媒通路の１次側通路内
の冷媒圧力も大きくなり、第２弁体が第２絞り部の開度
を拡げる方向に動き、冷媒蒸発器６から冷媒圧縮機２へ
戻る冷媒の流量を増加させる。逆に、冷房負荷が小さ
く、冷媒蒸発器６での蒸発圧力が低くなると、第２冷媒
通路の１次側通路内の冷媒圧力も小さくなり、第２弁体
が第２絞り部の開度を狭くする方向に動き、冷媒蒸発器
６から冷媒圧縮機２へ戻る冷媒の流量を減少させる。な
お、冷凍サイクルに組み付けられる弁ハウジング内に
は、第１冷媒通路、第２冷媒通路および均圧通路が形成
され、且つ感温エレメント、第１弁体、第２弁体および
シール部材が収容されている。これによって、膨張弁と
蒸発圧力調整弁の弁ハウジングが共通化し、膨張弁と蒸
発圧力調整弁を接続する配管も不要となることにより部
品点数が減少する。また、ダイヤフラムの第１冷媒通路
側と第２冷媒通路の２次側通路とを均圧通路で連通し、
且つシール部材により第２冷媒通路の１次側通路と均圧
通路との間を密封することによって、ダイヤフラムの第
１冷媒通路側に第２冷媒通路の２次側通路内の冷媒圧力
が与えられる。このため、冷凍サイクルをウェットサイ
クルにすることが可能となるので、低負荷時における冷
媒蒸発器から冷媒圧縮機へ戻る冷媒とオイルの流量が確
保される。

【０００９】

【実施例】次に、本発明の冷凍サイクルの制御弁を図に
示す複数の実施例に基づいて説明する。 〔第１実施例の構成〕図１ないし図５は本発明の第１実
施例を示したもので、図１は自動車用空気調和装置の冷
凍サイクルを示した図である。冷凍サイクル１は、自動
車用空気調和装置に使用されるもので、冷媒圧縮機２、
冷媒凝縮器３、レシーバ４、制御弁５、冷媒蒸発器６お
よびこれらを接続する冷媒配管７等より構成されてい
る。

【００１０】冷媒圧縮機２は、自動車用エンジンまたは
電動モータ等の駆動装置（図示せず）によって回転駆動
され、冷媒蒸発器６より吸入した冷媒を圧縮して高温、
高圧の冷媒ガスを吐出する。また、耐久性の向上を図る
ために、冷媒圧縮機２の摺動部は、冷媒ガス中に含まれ
るオイルにより潤滑されている。冷媒凝縮器３は、冷媒
圧縮機２より吐出された冷媒ガスをクーリングファン８
の送風を受けて凝縮液化する。レシーバ４は、冷媒凝縮
器３より流入した冷媒を一時的に蓄えておき、冷房負荷
に応じて液冷媒のみを流出する。冷媒蒸発器６は、ブロ
ワ９の送風を受けて、制御弁５より流入した霧状冷媒を
蒸発気化させる。なお、冷媒との熱交換によって冷却さ
れた空気はブロワ９によって車室内へ送られる。

【００１１】次に、図２ないし図５を用いて冷凍サイク
ル１の制御弁５の構造を詳しく説明する。この制御弁５
は、直方体形状の１つの弁ハウジング１０内に、ボール
弁１１、感温エレメント１２、およびバルブ１３を内蔵
している。弁ハウジング１０内には、第１冷媒通路１４
と第２冷媒通路１５が並列して形成されている。第１冷
媒通路１４の途中には、絞り孔１６が形成されており、
その絞り孔１６より上流側が高圧側通路１７を形成し、
絞り孔１６より下流側が低圧側通路１８を形成する。絞
り孔１６は、本発明の第１絞り部であって、第１冷媒通
路１４の通路面積を絞ると共に、高圧側通路１７内に流
入した高温、高圧の液冷媒を低圧側通路１８に噴射させ
ることにより急激に断熱膨張させて、低温、低圧の霧状
冷媒にする部分である。高圧側通路１７の入口部１９に
は、冷媒配管７を介してレシーバ４の出口が接続されて
いる。また、低圧側通路１８の出口部２０には、冷媒配
管７を介して冷媒蒸発器６の入口が接続されている。

【００１２】第２冷媒通路１５の途中には、絞り孔２１
が形成されており、その絞り孔２１の上流側が１次側通
路２２を形成し、絞り孔２１より下流側が２次側通路２
３を形成する。絞り孔２１は、本発明の第２絞り孔であ
って、第２冷媒通路１５の通路面積を絞る部分である。
１次側通路２２の入口部２４には、冷媒配管７を介して
冷媒蒸発器６の出口が接続されている。また、２次側通
路２３の出口部２５には、冷媒配管７を介して冷媒圧縮
機２の吸入口が接続されている。そして、第２冷媒通路
１５の２次側通路２３は、１次側通路２２に並行して設
けられた均圧通路２６を介して感温エレメント１２に連
通している。

【００１３】次に、図２、図３および図５に示したよう
に、弁ハウジング１０の上面の開放穴２７には、その開
放穴２７を塞ぐ蓋体２８が締め付けられており、弁ハウ
ジング１０と蓋体２８との間には、冷媒の弁ハウジング
１０外への漏洩を防止するためのＯリング２９が装着さ
れている。また、図２および図５に示したように、弁ハ
ウジング１０の側面の開放穴３０には、その開放穴３０
を塞ぐ蓋体３１が締め付けられており、弁ハウジング１
０と蓋体３１との間には、冷媒の弁ハウジング１０外へ
の漏洩を防止するためのＯリング３２が装着されてい
る。さらに、図２および図３に示したように、弁ハウジ
ング１０の下面の開放穴３３には、その開放穴３３を塞
ぐ調整ねじ３４が締め付けられており、弁ハウジング１
０と調整ねじ３４との間には、冷媒の弁ハウジング１０
外への漏洩を防止するためのＯリング３５が装着されて
いる。また、図２および図４に示したように、開放穴３
３に隣設してその開放穴３３より径の大きい開放穴３６
には、その開放穴３６を塞ぐ調整ねじ３７が締め付けら
れており、弁ハウジング１０と調整ねじ３７との間に
は、冷媒の弁ハウジング１０外への漏洩を防止するため
のＯリング３８が装着されている。

【００１４】ボール弁１１は、本発明の第１弁体であっ
て、図２および図３に示したように、上部が作動棒３９
を介して感温エレメント１２に連結され、下部が調整ば
ね４０に連結されている。このボール弁１１は、第１冷
媒通路１４の低圧側通路１８内に変位可能に内蔵されて
いる。ボール弁１１が下方に変位した場合には、絞り孔
１６の開度が拡がるので、冷媒蒸発器６へ流入する冷媒
の流量を増加させる。逆に、ボール弁１１が上方に変位
した場合には、絞り孔１６の開度が狭くなるので、冷媒
蒸発器６へ流入する冷媒の流量を減少させる。作動棒３
９は、弁ハウジング１０内に上下方向に変位可能に内蔵
されており、この作動棒３９と弁ハウジング１０との間
には第１冷媒通路１４の高圧側通路１７と第２冷媒通路
１５側との間を密封するシール材４１が装着されてい
る。調整ばね４０は、ボール弁１１を絞り孔１６の開度
が小さくなる方向、つまり閉弁方向に付勢しており、調
整ねじ３４の位置に応じてばね力が変わりボール弁１１
の開弁圧を調整する。

【００１５】感温エレメント１２は、図２および図３に
示したように、円筒状の感温筒４２、吸着材ガイド４
３、皿形状の受け具４４、ダイヤフラム４５および当て
板４６等より構成される。感温筒４２は、上端部が蓋体
２８に接触しており、下端部が開放されている。そし
て、感温筒４２の下端部は、弁ハウジング１０の内壁面
に沿って下方に延ばされている。感温筒４２と吸着材ガ
イド４３との間に形成される感温室４７内に冷媒ガスと
多数の吸着材（本例では活性炭を使用）４８とが収容さ
れている。また、感温筒４２の上端部には、冷媒ガスを
封入するための封入管４９があり、この封入管４９は冷
媒ガスを感温室４７内に封入した後は図２および図３の
ように端部が閉じられている。感温室４７内の圧力は、
感温筒４２の周囲の温度、すなわち、第２冷媒通路１５
内を流れる冷媒温度に応じて変動し、この冷媒温度が低
くなると、吸着材４８に冷媒ガスが吸着されて感温室４
７内の圧力が低下する。逆に、第２冷媒通路１５内を流
れる冷媒温度が高くなると、吸着材４８から冷媒ガスが
離脱して感温室４７内の圧力が上昇する。

【００１６】吸着材ガイド４３は、円板状に形成されて
おり、感温筒４２の内側面に溶接等の手段により固定さ
れ、上面に多数の吸着材４８が載置されている。また、
吸着材ガイド４３には、複数の切込み５０が形成されて
おり、これらの切込み５０を通してダイヤフラム４５の
上部の室が感温室４７内に連通するようになっている。
受け具４４は、ダイヤフラム４５の下側との間で圧力室
５１を形成すると共に、その圧力室５１と均圧通路２６
とを連通させるためのスリットや穴等の連通孔５２が複
数形成されている。そして、受け具４４の外周端部は、
感温筒４２の下端部の内壁面に沿って下方に延ばされて
おり、感温筒４２の下端部との間にダイヤフラム４５の
外周縁を挟み込んだ状態で感温筒４２の下端部に溶接や
ろう付け等の手段により固定されている。ダイヤフラム
４５は、その上側の感温室４７内の圧力が上昇すると、
当て板４６と作動棒３９を介してボール弁１１を下方に
移動させる。また、ダイヤフラム４５は、感温室４７内
の圧力が低下すると、調整ばね４０のばね力によってボ
ール弁１１、作動棒３９、当て板４６を介して上方に移
動する。当て板４６は、円板状に形成されており、ダイ
ヤフラム４５の変位をボール弁１１に伝えるもので、作
動棒３９の上部に当接するように配置されている。

【００１７】ここで、弁ハウジング１０と感温エレメン
ト１２との間、すなわち、弁ハウジング１０の内周面と
感温筒４２の下端部との間には、Ｏリング５３が装着さ
れている。このＯリング５３は、本発明のシール部材で
あって、第２冷媒通路１５の１次側通路２２と均圧通路
２６および圧力室５１との間を密封することによって、
１次側通路２２と均圧通路２６および圧力室５１とを互
いに独立した空間とする。また、弁ハウジング１０の内
周面には、Ｏリング５３を嵌め込む円環状の溝部５４が
切削加工等によって形成されている。次に、ボール弁１
１の開弁圧の調整方法を図２および図３に基づいて説明
する。第２冷媒通路１５内を基準温度（例えば０℃また
は１０℃）に保ち、ダイヤフラム４５の下側の圧力室５
１に所定の圧力（例えば２．０kg／mm² または３．０kg
／mm² ）を加えながら、調整ねじ３４の軸方向の位置を
変更することによって、調整ばね４０のばね力を調整し
て、ボール弁１１の開弁圧（設定値）を調節する。な
お、弁ハウジング１０、ボール弁１１、感温エレメント
１２、調整ねじ３４、作動棒３９および調整ばね４０等
によって感温筒内蔵式の膨張弁５５が形成される。

【００１８】バルブ１３は、第２冷媒通路１５の１次側
通路２２内に摺動自在に嵌め込まれており、下部がベロ
フロム６１、調整ばね６２、ばね押さえ部材６３を介し
て調整ねじ３７に連結されている。このバルブ１３は、
第２冷媒通路１５の１次側通路２２内を流れる冷媒圧力
を受ける円環状の受圧板６４、およびこの受圧板６４の
外周縁より上方に向けて延びる円筒状の摺動部６５より
構成されている。受圧板６４の端面と弁ハウジング１０
の弁座６６との間には、前述した絞り孔２１が形成され
る。バルブ１３の受圧板６４が図示下方に変位した場合
には、絞り孔２１の開度が拡がるので、冷媒蒸発器６か
ら冷媒圧縮機２へ戻る冷媒の流量を増加させる。逆に、
バルブ１３の受圧板６４が図示上方に変位した場合に
は、絞り孔２１の開度が狭くなるので、冷媒蒸発器６へ
流入する冷媒の流量を減少させる。

【００１９】摺動部６５の外周と弁ハウジング１０の内
周との間には、摺動を安定させるためのＯリング６７が
装着されている。摺動部６５の下端側には、摺動部６５
内に形成される冷媒通路６８および摺動部６５の下端側
の外周と弁ハウジング１０の内周との間で形成される冷
媒通路６９を連通する連通孔７０（図２および図４にお
いて破線箇所）が複数箇所に形成されている。ベロフロ
ム６１は、溶接に容易な襞を持つ筒状の金属よりなり、
その内部に冷媒の温度の影響を受けないように不活性ガ
スが封入されていると共に、内部に調整ばね６２が挿入
されている。ベロフラム６１の上端部は、受圧板６４に
かしめにより固定されており、また下端部はバルブ１３
の開弁圧を決めるための円環蓋７１に溶接等の手段によ
り接合されている。

【００２０】調整ばね６２は、バルブ１３の受圧板６４
を弁ハウジング１０の弁座６６にシートさせる方向、す
なわち、バルブ１３の閉弁方向に付勢するもので、上端
部がばね押さえ部材６３の上端部に保持され、下端部が
円環蓋７１に連結した円筒部材７２に保持されている。
ばね押さえ部材６３は、調整ねじ３７を回動させると軸
方向に変位して調整ばね６２のばね力を変えるもので、
円環蓋７１を貫通して調整ねじ３７に螺着している。な
お、弁ハウジング１０、バルブ１３、調整ねじ３７、ベ
ロフラム６１、調整ばね６２およびばね押さえ部材６３
等によって蒸発圧力調整弁７３が形成される。蒸発圧力
調整弁７３は、冷房負荷が小さくなり、冷媒蒸発器６で
の蒸発圧力が低い場合に、バルブ１３が閉弁方向に移動
して冷媒蒸発器６から冷媒圧縮機２へ戻る冷媒の流量を
減少させて、冷媒蒸発器６の蒸発圧力を設定値（例えば
１．９kg／mm² 〜２．１kg／mm² ）に保つ。逆に、冷房
負荷が大きくなり、冷媒蒸発器６での蒸発圧力が大きい
場合は、バルブ１３が全開して冷媒蒸発器６から冷媒圧
縮機２へ戻る冷媒の流量を増加させる。ここで、図２に
示したように、感温筒内蔵式の膨張弁５５のボール弁１
１の開閉方向と蒸発圧力調整弁７３のバルブ１３の開閉
方向とは共に、弁ハウジング１０の高さ方向とされてお
り、膨張弁５５と蒸発圧力調整弁７３は弁ハウジング１
０の幅方向に並列して配されている。

【００２１】〔第１実施例の作用〕次に、この実施例の
作用を図１ないし図５に基づいて簡単に説明する。冷媒
圧縮機２で圧縮された高温、高圧の冷媒ガスは、冷媒凝
縮器３でクーリングファン８の送風を受けて冷却され凝
縮された後、レシーバ４を通って弁ハウジング１０の入
口部１９より第１冷媒通路１４内に導かれる。第１冷媒
通路１４の高圧側通路１７内に流入した高温、高圧の液
冷媒は、絞り孔１６で急激に断熱膨張されて低温、低圧
の霧状冷媒となって低圧側通路１８を通って弁ハウジン
グ１０の出口部２０より流出し、冷媒配管７を介して冷
媒蒸発器６の入口に導かれる。冷媒蒸発器６内を流れる
霧状冷媒は、ブロワ９の送風を受けて蒸発気化し、冷媒
ガスとなって冷媒蒸発器６の出口より流出し、弁ハウジ
ング１０の入口部２４より第２冷媒通路１５内に導かれ
る。第２冷媒通路１５の１次側通路２２内に流入した冷
媒は、弁ハウジング１０と感温筒４２との間を通って冷
媒通路６８内に導かれる。

【００２２】冷媒通路６８内に流入した冷媒は、その冷
媒自体が持つ圧力（＝冷媒蒸発器６での蒸発圧力）によ
ってバルブ１３を調整ばね６２のばね力に打ち勝って下
方に押す。すると、冷媒は、冷媒通路６８より連通孔７
０、冷媒通路６９を通って、受圧板６４の上端部の端面
と弁ハウジング１０の弁座６６との間に形成される絞り
孔２１から２次側通路２３へ流れ込む。そして、弁ハウ
ジング１０の出口部２５より流出して冷媒圧縮機２に戻
される。以上のような作用を継続することによって、冷
媒蒸発器６を通過する際に冷却された空気がブロワ９に
より車室内へ吹き出されることによって、車室内が冷房
される。

【００２３】上記の冷媒蒸発器６の熱交換において、冷
房負荷が小さく、冷媒蒸発器６の出口の冷媒の過熱度が
低い場合、すなわち、感温筒４２を通る冷媒の温度が低
い場合には、その冷媒が通過する第２冷媒通路１５の１
次側通路２２内の温度も低下するので、ダイヤフラム４
５の上側の感温室４７内の冷媒ガスが吸着材４８に吸着
されて感温室４７内の圧力、すなわち、ダイヤフラム４
５の上側の室の圧力は低下する。これによって、ボール
弁１１は調整ばね４０のばね力により上方に変位するた
め、絞り孔１６の開度が狭められる。よって、レシーバ
４から冷媒蒸発器６へ向かう冷媒の流量、すなわち、第
１冷媒通路１４の高圧側通路１７から絞り孔１６を通っ
て低圧側通路１８へ流れる冷媒の流量が減少する。

【００２４】このように、冷媒蒸発器６へ向かう冷媒の
流量が減少しても、冷房負荷が非常に小さく、冷媒蒸発
器６より流出した冷媒温度がさらに低下するときは、ボ
ール弁１１が一層上方へ変位し、極限においてはボール
弁１１が絞り孔１６を閉じ、冷媒蒸発器６へ向かう冷媒
の流れを遮断する。そして、冷媒の流量が減少して冷媒
蒸発器６より流出する冷媒の過熱度が上昇していくと、
第２冷媒通路１５の１次側通路２２内の冷媒温度も上昇
するので、ダイヤフラム４５の上側の感温室４７内の冷
媒ガスが吸着材４８より離脱されて感温室４７内の圧力
も上昇する。これによって、ダイヤフラム４５の上側の
感温室４７内の圧力とダイヤフラム４５の下側の圧力室
５１内の圧力とのバランスから、ボール弁１１が調整ば
ね４０のばね力に打ち勝って下方に変位する。このた
め、絞り孔１６の開度が拡がり冷媒蒸発器６へ流入する
冷媒の流量が増加し、冷媒蒸発器６の出口における冷媒
の過熱度が設定値に保たれる。

【００２５】なお、上述のような冷房負荷が小さく、感
温筒４２を通る冷媒の温度が低い場合には、第２冷媒通
路１５の１次側通路２２内の冷媒圧力も低くなり、バル
ブ１３の受圧板６４を押し下げる力も弱くなる。このよ
うに、冷媒蒸発器６の蒸発圧力が調整ばね６２のばね力
（設定荷重）とベロフラム６１の力より小さくなると、
バルブ１３が調整ばね６２のばね力とベロフラム６１の
力により絞り孔２１の開度を閉じる方向に移動する。そ
して、極度に冷房負荷が小さくなった結果、バルブ１３
の受圧板６４が弁座６６にシート（閉弁）すると、絞り
孔２１より下流側（第２冷媒通路１５の２次側通路２
３）に残留した冷媒とオイルが冷媒圧縮機２の吸入力に
より引かれ続けるため、２次側通路２３内の圧力が徐々
に小さくなる。

【００２６】その上、第２冷媒通路１５の２次側通路２
３とダイヤフラム４５の下側の圧力室５１とが弁ハウジ
ング１０内に形成された均圧通路２６により連通してい
るので、２次側通路２３より均圧通路２６を通ってダイ
ヤフラム４５の下側の圧力室５１へ圧力小が伝わる。こ
のため、図１に示したように、感温室４７内の圧力が見
かけ上大きくなってダイヤフラム４５を押し下げ、これ
によりボール弁１１が下がるため、絞り孔１６の開度が
拡がることにより冷媒蒸発器６内へ流入する冷媒の流量
が増加する。したがって、第２冷媒通路１５の１次側通
路２２内の冷媒圧力が増加するため、その冷媒圧力によ
りバルブ１３が押し下げられて絞り孔２１の開度が拡げ
られる。よって、冷媒蒸発器６から冷媒圧縮機２へ戻る
冷媒の流量が増加するので、冷媒蒸発器６での蒸発圧力
が設定値以上に保たれる。

【００２７】また、冷房負荷が大きく、冷媒蒸発器６の
出口の冷媒の過熱度が高い場合、すなわち、感温筒４２
を通る冷媒の温度が高い場合には、ボール弁１１と絞り
孔１６の間を通る冷媒流量が増加すると共に、第２冷媒
通路１５の１次側通路２２内の冷媒圧力が高くなり、バ
ルブ１３の受圧板６４を押し下げる力が強くなる。この
ように、第２冷媒通路１５の１次側通路２２内の冷媒圧
力（＝冷媒蒸発器６での蒸発圧力）が調整ばね６２のば
ね力（設定荷重）とベロフラム６１の力より大きくなる
と、その冷媒圧力によりバルブ１３が大きく押し下げら
れて絞り孔２１の開度が大きくなる。よって、冷媒蒸発
器６から冷媒圧縮機２へ戻る冷媒の流量が増加するの
で、冷媒蒸発器６での蒸発圧力が設定値以上に保たれ
る。

【００２８】〔第１実施例の効果〕以上のように、この
実施例では、第２冷媒通路１５の１次側通路２２とダイ
ヤフラム４５の下側の圧力室５１とを互いに独立させる
ことができるので、第２冷媒通路１５の１次側通路２２
内の冷媒圧力ではなく、第２冷媒通路１５の２次側通路
２３内の冷媒圧力を均圧通路２６を介してダイヤフラム
４５の下側の圧力室５１内に導入するようにしている。
これにより、蒸発圧力調整弁７３の絞り孔２１による冷
媒圧力の降下分を補償することができるので、膨張弁５
５による冷媒の過熱度制御を精度良く行うことができ
る。

【００２９】また、１つの弁ハウジング１０内に膨張弁
５５と蒸発圧力調整弁７３を内蔵しているので、膨張弁
５５と蒸発圧力調整弁７３の弁ハウジングを共通化する
ことができると共に、第２冷媒通路１５の２次側通路２
３とダイヤフラム４５の下側の圧力室５１とを連通させ
るための外均管（図示せず）やキャピラリチューブ（図
示せず）等の部品が不要となる。このため、部品点数を
減少することができるので、搭載スペースの制約が大き
い自動車への取付スペースを充分小さくすることができ
る。また、冷凍サイクル１へ組み付ける際には、弁ハウ
ジング１０のみを組み付けることにより膨張弁５５と蒸
発圧力調整弁７３を同時に組み付けることができる。こ
れによって、ウェットサイクル方式の冷凍サイクル１の
仕様を変更することなく、膨張弁５５と蒸発圧力調整弁
７３の自動車への搭載性と組付性を飛躍的に向上するこ
とができる。

【００３０】そして、冷凍サイクル１をウェットサイク
ルにしているので、バルブ１３が絞り孔２１を閉弁して
も瞬時にバルブ１３が開弁するので、冷媒蒸発器６から
冷媒圧縮機２へ戻る冷媒とオイルの流量を確保すること
ができる。このため、冷媒圧縮機２の摺動部へオイルが
流入するので、冷媒圧縮機２の潤滑性能を向上でき、且
つ冷媒圧縮機２の耐久性を向上できる。なお、調整ねじ
３７の締付け具合によりバルブ１３の開弁圧（冷媒蒸発
器６での蒸発圧力）が調整されるため、仮に冷媒にフロ
ン１２を用いた場合、バルブ１３の開弁圧を設定値（例
えば２．１kg／mm² ）に設定しておけば、絞り孔２１よ
り冷媒蒸発器６側では冷媒の温度が０℃以下に低下する
ことはないので、冷媒蒸発器６のフロストを防止するこ
とができる。

【００３１】〔第２実施例〕図６および図７は本発明の
第２実施例を示したもので、冷凍サイクルの制御弁を示
した図である。この実施例の制御弁５は、感温筒内蔵式
の膨張弁５５のボール弁１１の開閉方向と蒸発圧力調整
弁７３のバルブ１３の開閉方向とが直交するように各部
品を配している。なお、膨張弁５５のボール弁１１は、
直方体形状の弁ハウジング１０の高さ方向に変位するよ
うに配されている。また、蒸発圧力調整弁７３のバルブ
１３は、弁ハウジング１０の幅方向に変位するように配
されている。そして、この弁ハウジング１０は、幅方向
より高さ方向が短いので、第１実施例のものより膨張弁
５５の作動棒３９を短縮することができ、コンパクトに
なる。

【００３２】〔第３実施例〕図８は本発明の第３実施例
を示したもので、冷凍サイクルの制御弁を示した図であ
る。この実施例の弁ハウジング１０は、２分割されてお
り、感温筒内蔵式の膨張弁５５の弁ハウジング７４と、
蒸発圧力調整弁７３の弁ハウジング７５とから構成され
ている。そして、弁ハウジング７４には、感温筒４２を
内蔵する第２冷媒通路１５の１次側通路７６、およびダ
イヤフラム４５の下側の圧力室５１に連通する均圧通路
７７が形成されている。また、弁ハウジング７５には、
１次側通路７６とバルブ１３の摺動部６５内の冷媒通路
６８とを連通する鉤状の１次側通路７８、および均圧通
路７７と第２冷媒通路１５の２次側通路２３を連通する
均圧通路７９が形成されている。そして、弁ハウジング
７４、７５間には、第２冷媒通路１５の１次側通路７
６、７８からの冷媒の漏洩を防止するＯリング８０、お
よび均圧通路７７、７９からの冷媒の漏洩を防止するＯ
リング８１が装着されている。この実施例の制御弁５は
弁ハウジング７４、７５をボルト等の締結具（図示せ
ず）により締結して一体部品とした後に冷凍サイクル１
の冷媒配管７に組み付けられる。

【００３３】〔変形例〕本実施例では、シール部材とし
てＯリング５３を設けたが、第２冷媒通路１５の１次側
通路２２と均圧通路２６および圧力室５１との間を密封
できるものであればパッキン等のその他のシール部材を
設けても良い。本実施例では、感温筒４２内に冷媒ガス
を吸着させるために吸着材４８を封入しているが、感温
筒４２内に冷媒ガスのみ封入しても良い。作動棒が冷媒
通路内に有り、感温エレメントが弁ハウジングの外に配
設されていても良い。

【００３４】

【発明の効果】本発明は、弁ハウジング内に第１冷媒通
路、第２冷媒通路および均圧通路を形成すると共に、感
温エレメント、第１弁体、第２弁体およびシール部材を
内蔵することによって、部品点数を減少することができ
るので、取付スペースを減少することができ、且つ冷凍
サイクルへの組付性を向上することができる。また、第
２冷媒通路の１次側通路とダイヤフラムの第１冷媒通路
側とを互いに独立した空間とすることにより、ダイヤフ
ラムの第１冷媒通路側に第２冷媒通路の２次側通路内の
冷媒圧力を与えることができる。このため、冷凍サイク
ルをウェットサイクルにすることができるので、第２弁
体の第２絞り部の閉弁時でも冷媒圧縮機へオイルを戻す
ことができる。これにより、冷媒圧縮機の潤滑性能の低
下を防止できるので、冷媒圧縮機の耐久性を向上するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例にかかる冷凍サイクルを示
した構成図である。

【図２】本発明の第１実施例にかかる冷凍サイクルの制
御弁を示した断面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。

【図４】図２のＢ−Ｂ断面図である。

【図５】図２の制御弁の弁ハウジングを示した斜視図で
ある。

【図６】本発明の第２実施例にかかる冷凍サイクルの制
御弁を示した断面図である。

【図７】図６の制御弁の弁ハウジングを示した斜視図で
ある。

【図８】本発明の第３実施例にかかる冷凍サイクルの制
御弁を示した断面図である。

【図９】従来のウェットサイクル方式の冷凍サイクルを
示した構成図である。

【図１０】従来のドライサイクル方式の冷凍サイクルを
示した構成図である。

【符号の説明】

１ 冷凍サイクル ２ 冷媒圧縮機 ５ 制御弁（冷凍サイクルの制御弁） ６ 冷媒蒸発器 １０ 弁ハウジング １１ ボール弁（第１弁体） １２ 感温エレメント １３ バルブ（第２弁体） １４ 第１冷媒通路 １５ 第２冷媒通路 １６ 絞り孔（第１絞り部） １７ 高圧側通路 １８ 低圧側通路 ２１ 絞り孔（第２絞り部） ２２ １次側通路 ２３ ２次側通路 ２６ 均圧通路 ４２ 感温筒 ４５ ダイヤフラム ５１ 圧力室 ５３ Ｏリング（シール部材） ５５ 感温筒内蔵式の膨張弁 ７３ 蒸発圧力調整弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）上流側が冷媒凝縮器の出口に接続
   する高圧側通路、下流側が冷媒蒸発器の入口に接続する
   低圧側通路、および前記高圧側通路の下流側と前記低圧
   側通路の上流側との間の通路断面を絞る第１絞り部を有
   する第１冷媒通路と、 （ｂ）この第１冷媒通路に並列して設けられ、上流側が
   前記冷媒蒸発器の出口に接続する１次側通路、下流側が
   冷媒圧縮機の吸入口に接続する２次側通路、および前記
   １次側通路の下流側と前記２次側通路の上流側との間の
   通路断面を絞る第２絞り部を有する第２冷媒通路と、 （ｃ）この第２冷媒通路の１次側通路内に配され、その
   １次側通路内を流れる冷媒の温度変化を圧力変化に変換
   する媒体が封入された感温筒、およびこの感温筒の前記
   第１冷媒通路側に設けられ、前記感温筒内の媒体の圧力
   変化に応じて変位するダイヤフラムを有する感温エレメ
   ントと、 （ｄ）前記ダイヤフラムの変位量に応じて前記第１絞り
   部の開度を変化させる第１弁体と、 （ｅ）前記第２冷媒通路の１次側通路内の冷媒圧力に応
   じて前記第２絞り部の開度を変化させる第２弁体と、 （ｆ）前記ダイヤフラムの前記第１冷媒通路側に前記第
   ２冷媒通路の２次側通路内の冷媒圧力を与える均圧通路
   と、 （ｇ）前記第２冷媒通路の１次側通路と前記均圧通路と
   の間を密封するシール部材と、 （ｈ）前記第１冷媒通路、前記第２冷媒通路および前記
   均圧通路を内部形成すると共に、前記感温エレメント、
   前記第１弁体、前記第２弁体および前記シール部材を内
   蔵する弁ハウジングとを備えた冷凍サイクルの制御弁。