JPH06294563A - 膨脹弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コストの上昇や信頼性の低下を招くことな
く、外部温度の影響による精度の低下を防止した膨脹弁
を提供すること。 【構成】 弁ハウジング８には、冷媒蒸発器５へ供給さ
れる冷媒が通過する第１流路６と、冷媒蒸発器５で蒸発
した冷媒が通過する第２流路７とが形成され、弁ハウジ
ング８の端部には、ダイヤフラム１２によって区画され
た一方のダイヤフラム室１３と他方のダイヤフラム室１
４とが形成されている。一方のダイヤフラム室１３には
冷媒蒸発器５の蒸発圧力が導かれ、他方のダイヤフラム
室１４には感温棒１８を介して第２流路７を流れる冷媒
の温度変化が伝達される。感温棒１８の軸中心部には、
他方のダイヤフラム室１４と連通する感温室２４が形成
されて、その感温室２４および他方のダイヤフラム室１
４には、感温棒１８より伝達された温度変化を圧力変化
に変換する感温ガスが封入されている。

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
れる膨脹弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、図３に示すように、弁ハウジ
ング１１０の外部に感温室１２０を設け、この感温室１
２０に感温ガスを封入したガスチャージ膨脹弁１００が
ある。このガスチャージ膨脹弁１００は、冷媒蒸発器か
ら冷媒圧縮機へ流れる冷媒の温度変化を感温室１２０の
感温ガスに伝達し、その感温ガスの圧力変化に基づいて
弁体１３０を作動させることにより、冷媒蒸発器へ供給
される冷媒流量を制御するものである。しかし、このガ
スチャージ膨脹弁１００は、感温室１２０が弁ハウジン
グ１１０の外部に露出して設けられていることから、感
温室１２０に封入された感温ガスが外部温度の影響（特
に外部温度が低い時）を受け易い。このため、冷媒蒸発
器から冷媒圧縮機へ流れる冷媒の温度変化とは関係なく
感温室１２０の圧力が微妙に変化し、それに伴って弁体
１３０の位置が変動することにより、正確な流量制御が
できない。そこで、例えば、弁ハウジング１１０の外部
に露出する感温室１２０を断熱材等で覆うことによって
外部温度の影響を受け難くする方法が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、感温室１２
０を断熱材等で覆う方法は、部品点数の増加とともに組
付工数が多くなることでコストの上昇を招くという問題
点を有していた。本発明は、上記事情に基づいて成され
たもので、その目的は、コストの上昇を招くことなく、
外部温度の影響による精度の低下を防止した膨脹弁を提
供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、冷凍サイクルに設けられた冷媒蒸発器の
入口側に連通する第１流路および前記冷媒蒸発器の出口
側に連通する第２流路を有し、前記第１流路の途中に流
路断面積を絞る絞り部が設けられた弁ハウジングと、こ
の弁ハウジングの端部に設けられて、前記冷媒蒸発器の
蒸発圧力が作用する一方のダイヤフラム室と前記第２流
路を流れる冷媒の温度に相当する圧力が作用する他方の
ダイヤフラム室とを区画するダイヤフラムと、前記第２
流路を流れる冷媒の温度変化を感知して前記他方のダイ
ヤフラム室に伝達するとともに、前記他方のダイヤフラ
ム室と連通する感温室を有し、この感温室に前記第２流
路を流れる冷媒の温度変化を圧力変化に変換して前記他
方のダイヤフラム室に伝達する感温部材が封入された感
温手段と、この感温手段を介して前記ダイヤフラムの変
位が伝達されて、前記絞り部の開度を調節する弁体と、
前記感温手段に作用する前記一方のダイヤフラム室の圧
力に対抗して、前記絞り部の開度が大きくなる方向へ前
記弁体を付勢する付勢手段とを備えた技術的手段を採用
する。

【０００５】

【作用】上記構成より成る本発明の膨脹弁は、感温手段
を介して第２流路を流れる冷媒の温度変化が他方のダイ
ヤフラム室に伝達されるとともに、感温室に封入された
感温部材によって、第２流路を流れる冷媒の温度変化が
圧力変化として他方のダイヤフラム室に伝達される。従
って、今、第２流路を流れる冷媒の温度が上昇すると、
感温手段を介して他方のダイヤフラム室の圧力が上昇す
ることから、ダイヤフラムが一方のダイヤフラム室側へ
変位する。この結果、ダイヤフラムの変位が感温手段を
介して弁体に伝達されることにより、付勢手段によって
付勢された弁体が絞り部の開度を大きくする方向へ変位
する。また、第２流路を流れる冷媒の温度が低下する
と、感温手段を介して他方のダイヤフラム室の圧力が低
下することから、ダイヤフラムが他方のダイヤフラム室
側へ変位する。この結果、ダイヤフラムの変位が感温手
段を介して弁体に伝達されることにより、付勢手段の付
勢力に抗して、弁体が絞り部の開度を小さくする方向へ
変位する。

【０００６】

【実施例】次に、本発明の膨脹弁の一実施例を図１およ
び図２を基に説明する。図１は膨脹弁の断面図である。
本実施例の膨脹弁１は、冷媒圧縮機２、冷媒凝縮器３、
レシーバ４、および冷媒蒸発器５とともに冷凍サイクル
Ｓを構成する。この膨脹弁１は、第１流路６と第２流路
７とが形成された直方体形状の弁ハウジング８を備え
る。第１流路６は、レシーバ４より導かれた液冷媒を減
圧膨脹して冷媒蒸発器５へ送る通路で、レシーバ４の出
口側に連通する液冷媒通路６ａ、冷媒蒸発器５の入口側
に連通する霧状冷媒通路６ｂ、および液冷媒通路６ａと
霧状冷媒通路６ｂとを連通する連通穴６ｃより成る。こ
の連通穴６ｃは、第１流路６の絞り部を形成するもの
で、液冷媒通路６ａ側から霧状冷媒通路６ｂ側へ向かっ
て円錐状に拡がって形成されている。第２流路７は、冷
媒蒸発器５で蒸発した冷媒が通過する低圧冷媒通路で、
冷媒蒸発器５の出口側と冷媒圧縮機２の入口側とを連通
する。

【０００７】弁ハウジング８の一端部（図１の右側端
部）には、Ｏリング９を介して弁ハウジング８に固定さ
れた座部１０と、この座部１０に接合される蓋部１１と
に挟持されたダイヤフラム１２が設けられている。この
ダイヤフラム１２は、ステンレスの薄板により形成され
て、蓋部１１との間に一方のダイヤフラム室１３（以下
均圧室１３と呼ぶ）を形成し、座部１０との間に他方の
ダイヤフラム室１４を形成する。均圧室１３には、均圧
管１５によって冷媒蒸発器５の蒸発圧力が作用する。こ
の均圧管は、第２流路７から冷媒圧縮機２の入口に至る
冷媒配管１６の途中に接続されて、冷媒配管１６の途中
の静圧を均圧室１３に導いている。他方のダイヤフラム
室１４には、第２流路７を流れる冷媒の温度変化を圧力
変化に変換するための感温ガスが封入されている。従っ
て、ダイヤフラム１２は、均圧室１３の圧力と他方のダ
イヤフラム室１４の圧力との圧力差に応じて変位可能に
設けられている。なお、他方のダイヤフラム室１４に封
入される感温ガスは、例えば、冷凍サイクルＳに使用さ
れる冷媒ガスと同じもので、予め弁ハウジング８に設け
られたチューブ１７（図２参照）を介して封入される。
封入後は、ろう付け等の方法でチューブ１７の端部を閉
じることにより密閉される。

【０００８】弁ハウジング８には、第２流路７を流れる
冷媒の温度変化を感知する感温棒１８、ダイヤフラム１
２の変位を規制するストッパ１９、ダイヤフラム１２の
変位に応じて連通穴６ｃの開度を調節する弁体２０、こ
の弁体２０を付勢する調節バネ２１等の部品が組み込ま
れている。感温棒１８は、熱伝導性に優れた材料（例え
ば真鍮、アルミニウム等）によってストッパ１９と一体
に形成されている。この感温棒１８は、弁ハウジング８
の長手方向（図１の左右方向）に第２流路７内を横切っ
て配され、弁ハウジング８に対して感温棒１８の軸方向
に変位可能に設けられている。なお、感温棒１８と弁ハ
ウジング８との間には、第２流路７と他方のダイヤフラ
ム室１４との間、および第２流路７と霧状冷媒通路６ｂ
との間を気密に保つためのＯリング２２、２３が装着さ
れている。ストッパ１９は、円盤状を呈し、他方のダイ
ヤフラム室１４内でダイヤフラム１２に面して配されて
いる。このストッパ１９は、ダイヤフラム１２の変位量
（他方のダイヤフラム室１４側への変位量）が一定の値
に達すると、ストッパ１９の座面が座部１０に当接し
て、ダイヤフラム１２がそれ以上変位しないように規制
する。感温棒１８およびストッパ１９には、その軸中心
部に通路状の感温室２４が切削等の手段によって形成さ
れている。この感温室２４は、ストッパ１９の端面に開
口して、他方のダイヤフラム室１４と連通する。従っ
て、感温室２４には、他方のダイヤフラム室１４に封入
された感温ガスが流入して満たされている。

【０００９】弁体２０は、球状を呈し、連通穴６ｃの下
流側（霧状冷媒通路６ｂ側）に配されて、感温棒１８に
連結された弁作動棒２５に取り付けられている。弁作動
棒２５は、霧状冷媒通路６ｂを横切って配され、感温棒
１８と一体に弁ハウジング８に対して軸方向に変位可能
に設けられている。この弁作動棒２５は、先端側が若干
細く（縮径）形成されており、その先端側が、弁体２０
を貫通して連通穴６ｃを通り抜け、液冷媒通路６ａ側ま
で達するように配されている。なお、弁体２０は、弁作
動棒２５の段差面に当接することで位置決めされてい
る。調節バネ２１は、弁ハウジング８の端部に螺合する
調節螺子２６に保持されて、弁作動棒２５の先端部に取
り付けられた受金２７を介して、連通穴６ｃの開度が大
きくなる方向（図１の右方向）へ弁体２０を付勢する。
調節螺子２６は、弁ハウジング８に対する螺合位置を変
えることで、弁体２０の開弁圧を調節することができ
る。この調節螺子２６の端面には、調節螺子２６を操作
する治具を使用するための六角凹部２６ａが設けられて
いる。なお、調節螺子２６と弁ハウジング８との間に
は、液冷媒通路６ａから冷媒が大気へ漏れるのを防止す
るＯリング２８が装着されている。

【００１０】次に、本実施例の作動を説明する。膨脹弁
１のダイヤフラム１２は、均圧室１３の圧力と他方のダ
イヤフラム室１４の圧力との圧力差が変動することによ
り変位する。従って、今、車室内の温度が上昇して、冷
媒蒸発器５内において冷媒が急速に蒸発して第２流路７
を流れる冷媒の温度が上昇すると、その温度変化が感温
棒１８およびストッパ１９を介して他方のダイヤフラム
室１４および感温室２４の感温ガスに伝達される。この
結果、他方のダイヤフラム室１４の感温ガスが膨脹して
他方のダイヤフラム室１４の圧力が上昇することによ
り、ダイヤフラム１２が均圧室１３側（図１の右側）へ
変位する。この変位がストッパ１９、感温棒１８、弁作
動棒２５を経て弁体２０に伝えられることにより、調節
バネ２１に付勢された弁体２０が連通穴６ｃの開度を大
きくする方向へ移動する。その結果、液冷媒通路６ａよ
り連通穴６ｃを通過して霧状冷媒通路６ｂへ流れる冷媒
量が増加する。

【００１１】また、車室内の温度が低下することで、第
２流路７を流れる冷媒の温度が低下すると、その温度変
化が感温棒１８およびストッパ１９を介して他方のダイ
ヤフラム室１４および感温室２４の感温ガスに伝達され
る。この結果、他方のダイヤフラム室１４の感温ガスが
収縮して他方のダイヤフラム室１４の圧力が低下するこ
とにより、ダイヤフラム１２が他方のダイヤフラム室１
４側へ変位する。この変位がストッパ１９、感温棒１
８、弁作動棒２５を経て弁体２０に伝えられることによ
り、調節バネ２１の付勢力に抗して、弁体２０が連通穴
６ｃの開度を小さくする方向へ移動する。その結果、液
冷媒通路６ａより連通穴６ｃを通過して霧状冷媒通路６
ｂへ流れる冷媒量が減少する。このようにして、冷媒蒸
発器５に供給される冷媒量が自動的に増減されること
で、冷媒蒸発器５の冷房能力が調節される。

【００１２】上述した本実施例の膨脹弁１は、弁ハウジ
ング８に組み込まれる感温棒１８の軸中心部に感温ガス
を封入して、その感温ガスによって第２流路７を流れる
冷媒の温度変化を圧力変化として他方のダイヤフラム室
１４に伝達する構造である。従って、膨脹弁１の外部温
度の影響に因って他方のダイヤフラム室１４の圧力が変
化することもなく、第２流路７を流れる冷媒の温度変化
に基づいて、正確な流量制御を行うことができる。ま
た、弁体２０を連通穴６ｃの下流側（霧状冷媒通路６ｂ
側）、つまり低圧側に配したことにより、弁振動による
異音の発生を防止することができる。そして、本実施例
では、外部温度の影響を防止する上で、従来のように他
方のダイヤフラム室１４を断熱材等で覆う必要がない。
従って、部品点数の増加に伴うコストの上昇を招くこと
もない。

【００１３】〔変形例〕本実施例では、他方のダイヤフ
ラム室１４および感温室２４に感温ガスを封入した例を
示したが、感温ガスを吸着した吸着材（例えば活性炭
等）を封入しても良い。ダイヤフラム１２に面するスト
ッパ１９の端面には、ストッパ１９がダイヤフラム１２
に当接した状態でも他方のダイヤフラム室１４と感温室
２４との間で感温ガスが移動できるように、溝を設けて
も良い。弁作動棒２５の先端部に調節バネ２１を受ける
ための受金２７が取り付けられるが、弁作動棒２５が受
金２７を貫通した状態で取り付けても良い。

【００１４】

【発明の効果】本発明の膨脹弁は、部品点数の増加に伴
うコストの上昇を招くことなく、外部温度の影響による
微妙な圧力変化を防止して、正確な流量制御を行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係る膨脹弁の断面図である。

【図２】本実施例に係る膨脹弁の平面図である。

【図３】従来技術に係る膨脹弁の断面図である。

【符号の説明】

１ 膨脹弁 ５ 冷媒蒸発器 ６ 第１流路 ６ａ 液冷媒通路（第１流路） ６ｂ 霧状冷媒通路（第１流路） ６ｃ 連通穴（絞り部） ７ 第２流路 ８ 弁ハウジング １２ ダイヤフラム １３ 均圧室（一方のダイヤフラム室） １４ 他方のダイヤフラム室 １８ 感温棒（感温手段） ２０ 弁体 ２１ 調節バネ（付勢手段） ２４ 感温室 Ｓ 冷凍サイクル

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【手続補正書】

【提出日】平成５年４月１９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ａ）冷凍サイクルに設けられた冷媒蒸発器
   の入口側に連通する第１流路および前記冷媒蒸発器の出
   口側に連通する第２流路を有し、前記第１流路の途中に
   流路断面積を絞る絞り部が設けられた弁ハウジングと、 ｂ）この弁ハウジングの端部に設けられて、前記冷媒蒸
   発器の蒸発圧力が作用する一方のダイヤフラム室と前記
   第２流路を流れる冷媒の温度に相当する圧力が作用する
   他方のダイヤフラム室とを区画するダイヤフラムと、 ｃ）前記第２流路を流れる冷媒の温度変化を感知して前
   記他方のダイヤフラム室に伝達するとともに、前記他方
   のダイヤフラム室と連通する感温室を有し、この感温室
   に前記第２流路を流れる冷媒の温度変化を圧力変化に変
   換して前記他方のダイヤフラム室に伝達する感温部材が
   封入された感温手段と、 ｄ）この感温手段を介して前記ダイヤフラムの変位が伝
   達されて、前記絞り部の開度を調節する弁体と、 ｅ）前記感温手段に作用する前記一方のダイヤフラム室
   の圧力に対抗して、前記絞り部の開度が大きくなる方向
   へ前記弁体を付勢する付勢手段とを備えた膨脹弁。