JPH08320170A - 温度式膨張弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 弁体５０の振動に起因する騒音の低減を図
る。 【構成】 ハウジング部材３１、３２内に感温エレメン
ト３９を移動可能に収納し、この感温エレメント３９の
ケース４１、４２内には、蒸発器２１出口の冷媒温度に
応じた圧力を発生する感温室４４と、蒸発器２１出口の
冷媒圧力に応じた圧力が導入される圧力室４５と、感温
室４４と圧力室４５とを仕切るように配設され、この両
室の圧力に応じて変位する圧力応動部材４３とを設け
る。絞り通路５１の開度を調整する弁体５０をエレメン
トケース４１、４２に一体に連結して、圧力応動部材４
３の変位に従ってエレメントケース４１、４２と弁体５
０が一体になって移動する。エレメントケース４１、４
２をハウジング部材３１、３２から開離した構造とする
ことができ、エレメントケース４１、４２の振動がハウ
ジング部材３１、３２にほとんど伝導しない。

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おいて、
蒸発器出口における冷媒の過熱度に応答して、高圧側液
冷媒回路から流入する冷媒を減圧し、膨張させる温度式
膨張弁に関するもので、例えば自動車用空調装置に用い
て好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の温度式膨張弁としては、
特開平６−２６７４１号公報に記載されているように、
膨張機構部分を内蔵するハウジング内に、蒸発器出口冷
媒の温度を感知する感温エレメント部分も内蔵するよう
にしたものが知られている。この感温エレメント部分の
ケースを前記ハウジングに固定するとともに、感温エレ
メントのケース内に設けられたダイヤフラムの変位に応
動して、前記膨張機構の弁体を作動させるようにしてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、本発明者ら
の実験、検討によると、膨張弁の作動により以下のよう
な原因により騒音が生じることが判明した。すなわち、
上記膨張機構の弁体は、高圧側液冷媒回路から流入する
高圧液冷媒を急激に減圧、膨張させる絞り通路の開度を
調整するものであるため、この絞り通路における冷媒の
急激な減圧、膨張作用の影響を受けて、弁体は微細な振
動を繰り返している。

【０００４】この弁体の振動は、弁体に連結された弁
棒、この弁棒に当接している金属製当接部材、この当接
部材に当接している金属製の前記ダイヤフラム、さらに
このダイヤフラムの外周部を保持固定している感温エレ
メントのケースを経て、ハウジングに伝わる。そのた
め、このハウジングおよびハウジングに接続される冷媒
配管等より、この弁体の振動に起因する騒音が外部へ放
出されるという問題が生じることが判明した。

【０００５】本発明は上記点に鑑みてなされたもので、
温度式膨張弁の弁体の振動による騒音の低減を図ること
を目的とする。

【０００６】

【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、以下の技術的手段を採用する。請求項１記載
の発明では、冷凍サイクルの蒸発器（２１）出口におけ
る冷媒の過熱度に応答して、高圧側液冷媒回路（１４）
から流入する冷媒を減圧し、膨張させる温度式膨張弁
（３）であって、ハウジング部材（３１、３２）と、こ
のハウジング部材（３１、３２）に設けられ、前記高圧
側液冷媒回路（１４）から流入する冷媒を減圧し膨張さ
せる絞り通路（５１）と、前記ハウジング部材（３１、
３２）に設けられ、前記絞り通路（５１）の開度を調整
する弁体（５０）と、前記ハウジング部材（３１、３
２）内に、移動可能に収納された感温エレメント（３
９）とを具備し、この感温エレメント（３９）のケース
（４１、４２）には、前記蒸発器（２１）出口の冷媒温
度および前記蒸発器（２１）出口の冷媒圧力に応じて変
位する圧力応動部材（４３）が内蔵されており、前記感
温エレメント（３９）のケース（４１、４２）には前記
弁体（５０）が一体に連結されており、前記圧力応動部
材（４３）の変位に従って前記感温エレメント（３９）
と前記弁体（５０）が一体になって移動するように構成
されている温度式膨張弁を特徴としている。

【０００７】請求項２記載の発明では、冷凍サイクルの
蒸発器（２１）出口における冷媒の過熱度に応答して、
高圧側液冷媒回路（１４）から流入する冷媒を減圧し、
膨張させる温度式膨張弁（３）であって、ハウジング部
材（３１、３２）と、このハウジング部材（３１、３
２）に設けられ、前記高圧側液冷媒回路（１４）から流
入する冷媒を減圧し膨張させる絞り通路（５１）と、前
記ハウジング部材（３１、３２）に設けられ、前記絞り
通路（５１）の開度を調整する弁体（５０）と、前記ハ
ウジング部材（３１、３２）内に、移動可能に収納され
た感温エレメント（３９）とを具備し、この感温エレメ
ント（３９）には、前記蒸発器（２１）出口の冷媒温度
に応じた圧力を発生する感温室（４４）と、前記蒸発器
（２１）出口の冷媒圧力に応じた圧力が導入される圧力
室（４５）と、前記感温室（４４）と前記圧力室（４
５）とを仕切るように配設され、この両室の圧力に応じ
て変位する圧力応動部材（４３）と、この圧力応動部材
（４３）を保持固定するとともに前記感温室（４４）お
よび前記圧力室（４５）を形成するエレメントケース
（４１、４２）とが備えられており、このエレメントケ
ース（４１、４２）の外面には、ばね力を作用するスプ
リング部材（５２）が配設されており、前記エレメント
ケース（４１、４２）には前記弁体（５０）が一体に連
結されており、前記圧力応動部材（４３）の変位に従っ
て前記エレメントケース（４１、４２）と前記弁体（５
０）が一体になって移動するように構成されている温度
式膨張弁を特徴としている。

【０００８】請求項３記載の発明では、請求項２に記載
の温度式膨張弁において、前記スプリング部材（５２）
は、前記エレメントケース（４１、４２）を前記弁体
（５０）の閉弁方向に押圧するように構成されているこ
とを特徴とする。請求項４記載の発明では、請求項２ま
たは３に記載の温度式膨張弁において、前記ハウジング
部材（３１、３２）には、前記蒸発器（２１）出口から
の冷媒が流れる低圧冷媒通路（３６）が形成されてお
り、前記感温室（４４）の周囲には、前記低圧冷媒通路
（３６）に連通する感温エレメント室（３８）が形成さ
れ、前記エレメントケース（４１、４２）には、前記感
温エレメント室（３８）の圧力を前記圧力室（４５）内
に導入する圧力導入手段（４６、４２ａ）が備えられて
いることを特徴とする。

【０００９】請求項５記載の発明では、請求項２ないし
４のいずれか１つに記載の温度式膨張弁において、前記
圧力室（４５）内には、前記圧力応動部材（４３）に当
接する当接部材（４７）が配設されており、この当接部
材（４７）には前記エレメントケース（４１、４２）を
摺動可能に貫通して前記ハウジング部材（３１、３２）
の内壁面に当接する脚部（４７ａ）が備えられており、
前記ハウジング部材（３１、３２）の内壁面（３２０）
と前記脚部（４７ａ）との当接部位を支点として、前記
エレメントケース（４１、４２）と前記弁体（５０）が
一体になって移動するように構成されていることを特徴
とする。

【００１０】請求項６記載の発明では、請求項５に記載
の温度式膨張弁において、前記当接部材（４７）の前記
脚部（４７ａ）が摺動可能に貫通するように、前記エレ
メントケース（４１、４２）には貫通穴（４６）が設け
られており、この貫通穴（４６）により、前記蒸発器
（２１）出口の冷媒圧力に応じた圧力が前記圧力室（４
５）内に導入されるようにしたことを特徴とする。

【００１１】請求項７記載の発明では、請求項２または
３に記載の温度式膨張弁において、前記ハウジング部材
（３１、３２）にねじ止めされた調整ねじ（６０、３０
２、８０）を有し、この調整ねじ（６０、３０２、８
０）にて前記スプリング部材（５２）の一端を位置調整
可能に支持することを特徴とする。

【００１２】請求項８記載の発明では、請求項２または
３に記載の温度式膨張弁において、前記スプリング部材
（５２）の一端を支持するスプリング押さえ部材（９
０）を有し、このスプリング押さえ部材（９０）の一部
を前記ハウジング部材（３１、３２）の押圧変形可能な
壁面（３１１）に対向配置し、この壁面（３１１）を押
圧変形することにより前記スプリング押さえ部材（９
０）の位置を変更できるようにしたことを特徴とする。

【００１３】請求項９記載の発明では、請求項２または
３に記載の温度式膨張弁において、ハウジング部材（３
１、３２）に押圧変形可能な壁面（３１１）を形成し、
この壁面（３１１）にて前記スプリング部材（５２）の
一端を支持し、前記壁面（３１１）を押圧変形すること
により前記スプリング部材（５２）の一端の位置を変更
できるようにしたことを特徴とする。

【００１４】請求項１０記載の発明では、請求項１ない
し９のいずれか１つに記載の温度式膨張弁（３）と、エ
ンジンルーム（Ｅ）内に装着され、冷媒を圧縮し、吐出
する圧縮機（１０）およびこの圧縮機（１０）から吐出
されたガス冷媒を冷却し、凝縮する凝縮器（１１）を含
む凝縮用機器群（１）と、車室（Ｒ）内に装着され、前
記温度式膨張弁（３）にて減圧し、膨張した冷媒を蒸発
する蒸発器（２１）を有し、この蒸発器（２１）にて空
調空気を冷却するクーリングユニット（２）とを備える
自動車空調用冷凍サイクルを特徴としている。

【００１５】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すもの
である。

【００１６】

【発明の作用効果】請求項１ないし１０記載の発明によ
れば、上記技術的手段を有しているため、感温エレメン
トの圧力応動部材の変位に従って、感温エレメントのケ
ースと弁体とが一体になって移動することにより、絞り
通路の開度を調整して、蒸発器出口における冷媒の過熱
度を調整できる。

【００１７】従って、絞り通路における冷媒の急膨張に
より弁体が振動して、その振動が感温エレメントのケー
スに伝導しても、このケースがハウジング部材に対して
移動可能となっており、ハウジング部材から前記ケース
が離れているので、ハウジング部材に振動が伝導するこ
とがほとんどない。その結果、ハウジング部材を通して
外部に上記振動に起因する騒音が伝播するのを効果的に
阻止でき、低騒音型の膨張弁を提供できる。

【００１８】上記に加えて、特に、請求項７記載の発明
では、調整ねじにてスプリング部材の一端を位置調整可
能に支持しているため、スプリング部材の設定荷重を調
整ねじにて容易に調整でき、膨張弁による冷媒過熱度の
設定値を容易に調整できる。また、請求項８、９記載の
発明では、ハウジング部材の壁面を押圧変形することに
よりスプリング部材の設定荷重を変更できるので、ハウ
ジング部材組付後に、外部から上記壁面を変形させてス
プリング部材の設定荷重を調整して、冷媒過熱度の設定
値を容易に調整できる。

【００１９】

【実施形態】以下、本発明を図に示す実施形態について
説明する。 （第１実施形態）図１〜図４は第１実施形態を示すもの
で、図１は本発明膨張弁を適用した自動車用空調装置の
冷凍サイクルの全体構成を示す図であって、本例の空調
装置における冷凍サイクル機器は、大別して、自動車の
エンジンルームＥ内に装着される凝縮用機器群１と、自
動車の車室Ｒ内に装着されるクーリングユニット２と、
エンジンルームＥと車室Ｒ内とを仕切るダッシュボード
（図示せず）に配設され、エンジンルームＥ側と車室Ｒ
側の冷媒配管の連結部材を兼ねる温度式膨張弁３とから
構成されている。

【００２０】前記凝縮用機器群１は、周知のごとく自動
車エンジンにより駆動される圧縮機１０、この圧縮機１
０の吐出冷媒ガスを冷却し、凝縮する凝縮器１１、この
凝縮器１１からの凝縮冷媒を溜めて、液冷媒のみを下流
側へ導出する受液器１２等から構成されている。圧縮機
１０の運転は電磁クラッチ１０ａにより断続できるよう
になっている。凝縮器１１は冷却ファン１１ａにより送
風される冷却空気により冷却されるようになっている。

【００２１】前記クーリングユニット２は、自動車用空
調装置の樹脂製のクーリングユニットケース２０を有
し、このケース２０内に蒸発器２１を内蔵しており、自
動車用空調装置の内外気切替箱（図示せず）から吸入さ
れ、空調用送風機２２により送風される空気を冷却、除
湿するものである。前記クーリングユニット２の空気下
流側には、周知のごとく温水式のヒータユニット、吹出
口切替機構、各種吹出口等が設けられている。

【００２２】本発明の要部は上記温度式膨張弁３であ
り、その具体的構造を以下詳述する。膨張弁３の内部機
構を収容するハウジングは、第１、第２の２つのハウジ
ング３１、３２で構成されており、この両ハウジング３
１、３２はアルミニュウム等の軽量で、耐食性に優れた
金属で形成されている。このハウジング３１、３２は図
３に明示するように円柱形状の円柱軸方向に２つに分割
された形状になっている。

【００２３】本例では、円柱形状を２等分せずに、円柱
形状の中心より図３の上方側へ偏った位置で分割してい
るので、第１のハウジング３１が第２のハウジング３２
より小さくなっている。図３の３０は第１のハウジング
３１と第２のハウジング３２の分割面を示す。そして、
上記第１および第２のハウジング３１、３２は、２本の
ボルト３３、３３により一体に、かつ脱着可能にねじ結
合されている。ここで、ボルト３３、３３の頭部を前記
分割面３０近傍まで挿入するために、ボルト挿入穴３３
ａ、３３ａが両ハウジング３１、３２に開けられてい
る。

【００２４】第１のハウジング３１の車室Ｒ側の端面に
は、前記蒸発器２１の出口側低圧冷媒回路２３からの冷
媒を第１のハウジング３１内に流入させる第１の冷媒流
入穴３４が開けられており、またエンジンルームＥ側の
端面には、前記蒸発器２１出口からの冷媒を第１のハウ
ジング３１外に流出させる第１の冷媒流出穴３５が開け
られている。この第１の冷媒流出穴３５は圧縮機１０の
吸入側冷媒回路１３に接続されている。

【００２５】そして、これらの第１の冷媒流入穴３４と
第１の冷媒流出穴３５との間に、この両穴３４、３５を
連結する低圧側冷媒通路３６が形成されている。第１の
ハウジング３１内には、この低圧側冷媒通路３６に、連
通穴３７を介して連通する感温エレメント室３８が形成
されている。この室３８は第１のハウジング３１のうち
前記分割面３０側に位置して形成されている。この室３
８内には膨張弁３の感温エレメント３９が移動可能に配
設されている。

【００２６】この感温エレメント３９は銅系金属等で形
成された冷媒ガス封入筒４０を有している。感温エレメ
ント３９は上記封入筒４０が一体にろう付け等により接
合された一方の金属製ダイヤフラムケース４１、他方の
金属製ダイヤフラムケース４２、この両ケース４１、４
２の間に挟持されて固定された金属製ダイヤフラム４３
を有している。これらの部材４１、４２、４３は耐食性
に優れたステンレスのような金属で形成され、溶接によ
り一体に接合されている。

【００２７】一方のダイヤフラムケース４１とダイヤフ
ラム４３とにより形成される感温室４４に封入筒４０の
一端が開口しており、この感温室４４と封入筒４０から
形成される密閉された空間内部には、空調装置の冷凍サ
イクル内を循環する冷媒と同一冷媒が封入されているの
で、感温室４４内の圧力は、その周囲の冷媒温度に応じ
た飽和圧力を示すようになっている。

【００２８】すなわち、低圧側冷媒通路３６を流れる冷
媒の温度は、感温室４４周囲の室３８内に充満している
冷媒を介して感温室４４内の冷媒に伝達され、低圧側冷
媒通路３６を流れる冷媒の温度が低下したときは感温室
４４内の冷媒が凝縮して冷媒圧力が低下し、逆に低圧側
冷媒通路３６の冷媒温度が上昇すると、感温室４４内の
液相冷媒が蒸発して冷媒圧力が上昇する。このようにし
て、感温室４４内の圧力は、低圧側冷媒通路３６の冷媒
温度に応じた飽和圧力を示す。

【００２９】また、他方のダイヤフラムケース４２とダ
イヤフラム４３とにより形成される下側の圧力室４５に
は、ダイヤフラムケース４２に設けた貫通穴４６（図４
参照）を介して室３８の冷媒圧力（すなわち、蒸発器出
口側の冷媒圧力）が導入されるようになっている。ま
た、上記圧力室４５内には、ダイヤフラム４３の変位に
応じて変位する当接部材４７が配設されており、この当
接部材４７はステンレス、アルミニュウム等の金属で円
板状に形成され、この円板部の一方の面（上面）がダイ
ヤフラム４３に当接するようになっている。

【００３０】さらに、当接部材４７の円板部の他方の面
（下面）から一体に複数（本例では３本）の円柱状の脚
部４７ａが形成されている。ダイヤフラムケース４２の
前記貫通穴４６は図４に示すように上記３本の円柱状の
脚部４７ａが摺動可能に嵌合するように形成されてお
り、そして当接部材４７の円柱状脚部４７ａの先端（下
端）は、第２のハウジング３２のうちダイヤフラムケー
ス４２に対向する円形状の平面（前記室３８の一部を区
画形成する面）３２０に当接するようになっている。

【００３１】より具体的に述べると、当接部材４７の円
柱状脚部４７ａは、ダイヤフラムケース４２が前記平面
３２０に当接する前に、その先端が前記平面３２０に当
接するように、その長さが設定（図４参照）されてい
る。一方、第２のハウジング３２のエンジンルームＥ側
の端面には第２の冷媒流入穴５６が設けられており、こ
の第２の冷媒流入穴５６には、受液器１２下流側に接続
された高圧側液冷媒回路１４からの冷媒が流入する。こ
の流入冷媒は、膨張機構４８の弁体５０により開度が調
整される絞り通路５１を通過して減圧、膨張し、気液２
相状態となる。

【００３２】第２のハウジング３２の車室Ｒ側の端面に
は第２の冷媒流出穴５７が設けられており、この第２の
冷媒流出穴５７から前記気液２相状態の冷媒が流出す
る。この第２の冷媒流出穴５７は蒸発器２１の入口側低
圧冷媒回路２４に接続されている。前記弁体５０は、ス
テンレスのような金属で球状に形成されており、この球
状の弁体５０には、ステンレスのような金属で形成され
た弁棒４９の一端が溶接等により一体に接合されてい
る。この弁棒４９の他端は、前記した他方のダイヤフラ
ムケース４２に溶接、かしめ止め等により一体に連結さ
れている。

【００３３】ここで、ダイヤフラムケース４２と弁棒４
９は別部品を連結する構造とせずに、切削加工により一
体部品として形成してもよい。上記弁棒４９は第２のハ
ウジング３２に設けられた穴３２１に摺動可能に嵌合し
ており、この弁棒４９と穴３２１との嵌合部はＯリング
（弾性シール材）３２２により気密を保持するようにな
っている。

【００３４】ところで、前記した感温エレメント３９の
ダイヤフラムケース４１、４２部分は、図１に示すよう
に第１のハウジング３１の内壁面と第２のハウジング３
２の間に配設され、第１のハウジング３１と上部のダイ
ヤフラムケース４１との間に金属ばね材からなるコイル
スプリング５２が配設されている。従って、第１のハウ
ジング３１と第２のハウジング３２の組付時に、前記ボ
ルト３３、３３の締めつけ力によりコイルスプリング５
２が弾性的に圧縮変形して、そのばね力がダイヤフラム
ケース４１、４２部分に作用することにより感温エレメ
ント３９に対して図１下方への押圧力を作用させてい
る。

【００３５】この感温エレメント３９の下方への押圧力
は、弁体５０に対して閉弁方向（絞り通路５１の開度を
減少させる方向）の力として作用することになる。ま
た、第１のハウジング３１には第２のハウジング３２側
へ環状に突出する突出部５３が一体形成されており、こ
の突出部５３の外周面には環状の凹溝５３ａが形成さ
れ、この凹溝５３ａ内にＯリング５４が嵌着されてい
る。一方、第２のハウジング３２には、上記突出部５３
の外周面に嵌合する環状の内周形状を持った突出部５５
が一体形成されており、これら両突出部５３、５５の嵌
合構造とＯリング５４との組み合わせにより両ハウジン
グ３１、３２間をシールするようになっている。

【００３６】なお、両ハウジング３１、３２の冷媒穴３
４、３５、５６、５７はそれぞれ図示しない配管継手部
材の接続用配管部を嵌入するため、円形の段付き穴形状
に形成されており、この配管継手部材はそれぞれボルト
（図示せず）により第１、第２ハウジング３１、３２に
脱着可能にねじ止め固定されるようになっている。図３
に示すねじ穴５８、５８は配管継手部材の固定用ボルト
がねじ止めされる穴である。

【００３７】次に、上記構成において本実施形態の作動
を説明する。クーリングユニット２の蒸発器２１で蒸発
したガス冷媒は、出口側低圧冷媒回路２３を経て第１の
ハウジング３１の冷媒流入穴３４より低圧側冷媒通路３
６に流入し、この通路３６を通過する。このとき、通路
３６を通過する冷媒の温度が連通穴３７、感温エレメン
ト室３８を介して感温室４４に伝達され、この感温室４
４内の圧力はこの冷媒温度に対応した圧力となる。

【００３８】一方、ダイヤフラム４３の下側の圧力室４
５には上記低圧側冷媒通路３６の冷媒圧力が上記室３８
から貫通穴４６を介して導入されている。いま、上記低
圧側冷媒通路３６の冷媒温度が上昇して、感温室４４内
の圧力が上昇すると、ダイヤフラム４３は当接部材４７
の上面を図１の下方へ押圧する。しかし、当接部材４７
の脚部４７ａが既に第２のハウジング３２の円形平面３
２０に当接しているので、当接部材４７は図１下方へ移
動できない。そして、当接部材４７の脚部４７ａはダイ
ヤフラムケース４２の貫通穴４６に摺動可能に嵌合して
いるので、前述の感温室４４内の圧力上昇により生じる
「ダイヤフラム４３から当接部材４７への押圧力」は、
当接部材４７の脚部４７ａと第２のハウジング３２の円
形平面３２０との当接部位を支点として、感温エレメン
ト３９全体を図１上方へ押し上げる力として作用するこ
とになる。

【００３９】感温エレメント３９にはコイルスプリング
５２により図１下方へのばね力が作用しているので、感
温エレメント３９が図１上方へ移動することよりコイル
スプリング５２が圧縮され、そのばね力が増大し、この
ばね力と前記「ダイヤフラム４３から当接部材４７への
押圧力」とが釣り合う位置まで、感温エレメント３９が
図１の上方へ移動する。

【００４０】感温エレメント３９の下側のダイヤフラム
ケース４２には弁棒４９を介して弁体５０が一体に連結
されているので、感温エレメント３９と一体になって弁
棒４９、弁体５０が移動し、弁体５０は図１上方への移
動により絞り通路５１の開度を増大し、この絞り通路５
１を通過する冷媒流量を増加して、蒸発器２１出口にお
けるガス冷媒の過熱度を所定値に維持する。

【００４１】逆に、上記低圧側冷媒通路３６の冷媒温度
が低下して、感温室４４内の圧力が低下したときは、上
記「ダイヤフラム４３から当接部材４７への押圧力」が
減少して、感温エレメント３９全体がコイルスプリング
５２のばね力により図１下方へ押し下げられ、弁体５０
は絞り通路５１の開度を減少させる。蒸発器２１出口に
おけるガス冷媒の目標過熱度は、コイルスプリング５２
のばね力の調整により変更できる。

【００４２】上記のように感温エレメント３９と一体に
弁体５０が移動することにより、絞り通路５１の開度が
調整されて、蒸発器出口の冷媒過熱度が上記スプリング
５３のばね力により定まる所定値に維持される。なお、
図４（ａ）は下側のダイヤフラムケース４２の上面が当
接部材４７の下面部に当接して、感温エレメント３９の
移動が停止している開弁状態を示し、図４（ｂ）は球状
の弁体５０が円錐状の絞り通路５１の内壁面に当接して
いる閉弁状態を示している。

【００４３】ところで、冷媒は絞り通路５１を通過する
ときに急激に減圧、膨張するので、この冷媒流れの影響
を受けて弁体５０は振動を生じる。しかし、本実施形態
においては、上記したように、感温エレメント３９のダ
イヤフラムケース４１、４２をハウジング３１、３２側
に固定せず、感温エレメント３９全体をハウジング３
１、３２に対して移動可能となし、そして感温エレメン
ト３９全体の移動により弁体５０を変位させて、絞り通
路５１の開度調整作用を行っているから、弁体５０の振
動が弁棒４９より感温エレメント３９のダイヤフラムケ
ース４１、４２を経てハウジング３１、３２側に伝導す
ることがほとんどない。

【００４４】また、弁棒４９とハウジンク３２の穴３２
１との間には微少隙間が存在しているので、弁棒４９か
らハウジンク３２へ弁体５０の振動が伝導することもほ
とんどない。従って、弁体５０の振動に起因する騒音の
発生を大幅に低減できる。また、本実施形態では、温度
作動式膨張弁３のハウジングを２分割して、第１、第２
ハウジング３１、３２の間に感温エレメント３９を組み
込むことができるので、従来構造のごとくハウジング上
部にシール機構を持った蓋を設置する必要がなく、その
ため温度作動式膨張弁３の高さを従来構造に比して著し
く低減できる。

【００４５】また、本実施形態では感温エレメント３９
のダイフラムケース４１、４２の上側に重ねるようにし
て、配管接続用の穴形状を持った冷媒流入、流出穴３
４、３５を設けることができるので、ハウジング幅寸法
も大幅に低減できる。また、本実施形態によれば、低圧
側冷媒通路３６を、連通穴３７を介して、感温エレメン
ト３９が配設されている室３８に連通しているから、低
圧側冷媒通路３６の冷媒温度の変化に対して感温エレメ
ント３９の感温室４４内の冷媒温度は若干遅れて変化す
る。そのため、感温室４４内の冷媒ガスの圧力変化の応
答も若干遅くなり、サイクルのハンチングを防止できる
適切な応答性を持った膨張弁とすることができる。

【００４６】なお、前記連通穴３７の径（断面積）、あ
るいは形状は自由に調整、変更できるので、この調整、
変更により、冷凍サイクルの安定性に影響する感温エレ
メント３９の応答性を容易に調整できる。 （第２実施形態）図５、６はコイルスプリング５２のば
ね力を膨張弁組付後に調整し設定できるようにした第２
実施形態であり、そのために調整ねじ６０をコイルスプ
リング５２の一端（上端）側に配設するようにしたもの
である。

【００４７】この調整ねじ６０は、図６に拡大図示する
ようにフランジ状（円板状）のばね押さえ面６０ａと、
この面６０ａより外径を小さくした雄ねじ部６０ｂと、
６角状の工具挿入穴６０ｃとを有する形状に形成されて
いる。工具挿入穴６０ｃは前記連通穴３７を形成する役
割も兼ねている。調整ねじ６０の雄ねじ部６０ｂは、ハ
ウジング３１の連通穴３７部分に形成された雌ねじ部６
１にねじ止めされるようになっている。そして、調整ね
じ６０の工具挿入穴６０ｃに図示しない工具を挿入し
て、調整ねじ６０のねじ止め位置を調整することより、
コイルスプリング５２のばね力を膨張弁組付後に調整す
ることができる。 （第３実施形態）図７は感温エレメント３９を変更した
第３実施形態を示しており、感温室４４内の上部空間に
粒状の活性炭からなる吸着材４４ａを収納し、この吸着
材４４ａを吸着材ガイド４４ｂにより保持している。こ
の吸着材ガイド４４ｂはダイヤフラムケース４１に固着
されており、複数のスリット４４ｃを有している。この
スリット４４ｃを通して感温室４４内の冷媒ガスが吸着
材４４ａ側の空間に入出し得るようになっている。

【００４８】本実施形態では、感温室４４において感知
される冷媒温度に応じて、吸着材４４ａへの冷媒ガス吸
着量が変化して、感温室４４内の圧力が変化するように
したものである。本発明はこのような吸着チャージ方式
のものでも同様に実施できる。 （第４実施形態）図８、９は本発明を蒸発圧力調整弁
（ＥＰＲ）７０を有する冷凍サイクルに適用する場合で
あり、蒸発圧力調整弁７０は周知のごとく蒸発器２１に
おける蒸発圧力を所定値以上に維持するように蒸発器２
１出口側の低圧通路２３の絞り度を調整して、蒸発器２
１のフロストを防止するものである。

【００４９】この蒸発圧力調整弁７０を有する冷凍サイ
クルにおいて、蒸発圧力調整弁７０出口側の冷媒圧力
を、感温エレメント３９のダイヤフラム下側の圧力室４
５に導入するために、本第４実施形態では以下の構成を
採用している。すなわち、感温エレメント３９におい
て、上側のダイヤフラムケース４１の中央部に円筒部４
１ａを一体形成し、この円筒部４１ａ内に、前記吸着材
４４ａおよび吸着材ガイド４４ｂを配設するとともに、
この円筒部４１ａの外周部に対向する第１ハウジンク３
１の内壁面に凹溝７１を設け、この凹溝７１内にＯリン
グ（シール部材）７２を配設している。

【００５０】このＯリング７２を円筒部４１ａの外周部
に圧着させることより、感温エレメント室３８と低圧側
冷媒通路３６との間を気密に遮断している。上側のダイ
ヤフラムケース４１の円筒部４１ａの上面が低圧側冷媒
通路３６に直接、面することにより低圧側冷媒通路３６
を流れる冷媒の温度が上側のダイヤフラムケース４１の
円筒部４１ａに伝導して、感温室４４内の圧力が変化す
るようになっている。

【００５１】一方、第２ハウジング３２には、蒸発圧力
調整弁７０出口側の冷媒圧力を導入するためのキャピラ
リチューブ（図示せず）を接続する接続穴７３（図９参
照）が設けてあり、さらにこの接続穴７３はダイヤフラ
ム４１、４２周囲の感温エレメント室３８に連通するよ
うに形成されている。従って、蒸発圧力調整弁７０出口
側の冷媒圧力を、前記キャピラリチューブ（図示せず）
から接続穴７３、感温エレメント室３８、および貫通穴
４６を経てダイヤフラム下側の圧力室４５に導入するこ
とができる。

【００５２】これにより、冷凍サイクルの低負荷時に、
蒸発圧力調整弁７０で減圧された一段と低い冷媒圧力が
圧力室４５に導入されて、弁体５０の開度が増大するの
で、蒸発圧力調整弁７０の絞り作用による圧縮機１０へ
のオイル戻り悪化を防止できる。 （第５実施形態）図１０は膨張弁３のハウジング構造を
変更した第５実施形態を示しており、本例では膨張弁３
のハウジングとして、１つの円筒状もしくは直方体状の
ブロックからなるハウジング本体３００を有し、このハ
ウジング本体３００の上部開口部３０１を蓋部材３０２
にて閉塞するようにしている。

【００５３】この蓋部材３０２の下面にはコイルスプリ
ング５２の上端を支持する円形凹部３０３が形成され、
上面には工具係止用の凹溝３０４が形成されている。ま
た、蓋部材３０２の小径部外周には雄ねじ３０５が形成
されており、この雄ねじ３０５をハウジング本体３００
の雌ねじ３０６にねじ込むことにより蓋部材３０２がハ
ウジング本体３００に固定されるようになっている。

【００５４】蓋部材３０２の大径部外周にはリング状の
凹溝３０７が形成され、この凹溝３０７にＯリング３０
８を嵌着することにより蓋部材３０２とハウジング本体
３００との間の気密を保持するようになっている。本例
では、蓋部材３０２がコイルスプリング５２のばね力を
調整する調整ねじとしての役割を兼ねている。また、感
温エレメント室３８は、ダイヤフラムケース４１、４２
を収納するため、このダイヤフラムケース４１、４２の
外径より若干大きい内径のまま、直接、低圧側冷媒通路
３６に開口しており、そして前記上部開口部３０１の内
径は感温エレメント室３８の内径より若干大きくしてあ
る。 （第６実施形態）図１１は感温エレメント３９における
圧力室４５と感温エレメント室３８との連通構造を変更
した第６実施形態を示しており、本例では当接部材４７
の脚部４７ａが貫通するダイヤフラムケース４２の貫通
穴４６の径を減少して、貫通穴４６の役割から、圧力室
４５と感温エレメント室３８とを連通させる役割を除去
して、この役割をダイヤフラムケース４２に設けた専用
の連通穴４２ａに持たせるようにしたものである。この
構成によっても、同様の作用効果を発揮できることはも
ちろんである。 （第７実施形態）第７実施形態はコイルスプリング５２
のばね力を調整する機構に関するもので、図１２に示す
ように、前述の第２実施形態における調整ねじ６０をさ
らに変形した調整ねじ８０を備えており、本例の調整ね
じ８０は図１３に示すように例えばステンレスのような
耐食性に優れた金属を２段階にわたって湾曲させた椀状
の形状にプレス成形したものである。

【００５５】この椀状の調整ねじ８０の底部８１の中心
部には円形穴８２が開けてあり、この円形穴８２を通し
て低圧側冷媒通路３６が感温エレメント室３８に連通す
るようになっている。また、調整ねじ８０の底部８１の
内側面にてコイルスプリング５２の一端（上端）を支持
するようになっている。また、調整ねじ８０の大径円筒
面８３は第２のハウジング３２の内周に嵌合する大きさ
に設定されており、そして、この大径円筒面８３の外周
側には雄ねじ８４が形成してある。一方、第２のハウジ
ング３２の内周面には、上記大径円筒面８３の外周側の
雄ねじ８４が噛み合う雌ねじ３２５が形成してある。

【００５６】第７実施形態の構成によれば、感温エレメ
ント３９を第２のハウジング３２内に組付た後に、コイ
ルスプリング５２を感温エレメント３９に対して配置
し、その後に、コイルスプリング５２の一端を押圧しな
がら、調整ねじ８０を第２のハウジング３２の内周面の
雌ねじ３２５にねじ込み、コイルスプリング５２の一端
（上端）位置を調整することにより、コイルスプリング
５２の設定荷重を調整できる。

【００５７】上記調整ねじ８０によるコイルスプリング
５２の設定荷重調整後に、第２のハウジング３２に対し
て第１のハウジング３１を組付ける。 （第８実施形態）第８実施形態は上記第７実施形態の調
整ねじ８０を図１４に示すように変形して、図１５に示
す組付構造を採用するものである。この図１４の例では
調整ねじ８０を板金のプレス成形でなく、切削加工によ
る削り出しで形成するようにしている。一方、図１５に
示すように、第２のハウジング３２に比較的厚肉の円筒
状突出部３２３を設け、この突出部３２３の外周側に環
状の凹溝３２４を形成し、この環状の凹溝３２４にＯリ
ング５４を嵌着するようにしている。そして、このＯリ
ング５４の外周側に第１のハウジング３１の円筒状突出
部３１０を組付ける。

【００５８】また、突出部３２３の内周側に雌ねじ３２
５を形成して、この雌ねじ３２５に調整ねじ８０の雄ね
じ８４をねじ込んで、コイルスプリング５２の設定荷重
を調整する。他の点は第７実施形態と同じである。 （第９実施形態）図１６、１７に示す第９実施形態は膨
張弁３の組付終了後にコイルスプリング５２の設定荷重
を調整できるようにしたものであり、本例では図１７に
示すような円筒カップ形状に成形された金属製のスプリ
ング押さえ部材９０を用いており、このスプリング押さ
え部材９０はその底部に小径の円形突出部９１を形成
し、また円筒部９２にはその内外を連通する複数の窓部
９３が開けてある。さらに、円筒部９２の端部には、コ
イルスプリング５２の一端を支持するように半径方向の
外方に延びる環状部９４が形成されている。

【００５９】一方、第１のハウジング３１の天井部のう
ち、スプリング押さえ部材９０の小径の円形突出部９１
の先端が対向する部位に、凹部３１１を形成するととも
に、この凹部３１１の底面に円形突出部９１の先端が当
接するようにしてある。また、凹部３１１の底面はプレ
ス機械による押圧力にて変形しやすいように、第１のハ
ウジング３１の天井部の他の部分より薄肉（例えば、２
ｍｍ程度）にしてある。つまり、本例では、凹部３１１
の底面部が「押圧変形可能な壁面」を形成している。

【００６０】以上により、第１のハウジング３１の天井
部の凹部３１１にプレス機械の押圧力を加えて、凹部３
１１を予め設定した所定量だけ図１６の下方側（スプリ
ング押さえ部材９０側）へ押圧変形することにより、ス
プリング押さえ部材９０が下方側へ変位してコイルスプ
リング５２の設定荷重を調整できる。なお、スプリング
押さえ部材９０の円筒部９２に設けた複数の窓部９３は
低圧側冷媒通路３６を流れる冷媒の流通抵抗を低減する
役割を果たす。 （第１０実施形態）図１８は第１０実施形態を示すもの
で、第９実施形態と同様に、第１のハウジング３１の天
井部の凹部３１１を押圧変形してコイルスプリング５２
の設定荷重を調整するものであるが、本例では、凹部３
１１の変形によりコイルスプリング５２が直接圧縮変位
するようになっている。

【００６１】すなわち、ダイヤフラムケース４１に、上
記凹部３１１に向かって延びる円筒部４１ａを一体成形
し、この円筒部４１ａの上端面と凹部３１１との間にコ
イルスプリング５２を配設することにより、凹部３１１
の変形にてコイルスプリング５２が直接圧縮変位して、
コイルスプリング５２の設定荷重を調整できる。このよ
うに、コイルスプリング５２の設定荷重の調整は種々の
形態で実施可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の膨張弁を示すもので、
冷凍サイクル構成を含む断面図である。

【図２】図１の膨張弁の上面図である。

【図３】図１の膨張弁の正面図である。

【図４】第１実施形態の膨張弁の要部拡大断面図であ
る。

【図５】本発明の第２実施形態の膨張弁を示すもので、
冷凍サイクル構成を含む断面図である。

【図６】（ａ）、（ｂ）は本発明の第２実施形態に用い
る調整ねじ６０の平面図、正面図である。

【図７】本発明の第３実施形態の膨張弁を示すもので、
冷凍サイクル構成を含む断面図である。

【図８】本発明の第４実施形態の膨張弁を示すもので、
冷凍サイクル構成を含む断面図である。

【図９】図８の膨張弁の正面図である。

【図１０】本発明の第５実施形態の膨張弁を示すもの
で、冷凍サイクル構成を含む断面図である。

【図１１】本発明の第６実施形態の膨張弁を示す要部拡
大断面図である。

【図１２】本発明の第７実施形態の膨張弁を示す断面図
である。

【図１３】（ａ）は第７実施形態における調整ねじの平
面図、（ｂ）はこの調整ねじの断面図である。

【図１４】（ａ）は本発明の第８実施形態における調整
ねじの平面図、（ｂ）はこの調整ねじの断面図である。

【図１５】本発明の第８実施形態の膨張弁を示す断面図
である。

【図１６】本発明の第９実施形態の膨張弁を示す断面図
である。

【図１７】（ａ）は本発明の第９実施形態におけるスプ
リング押さえ部材の平面図、（ｂ）はこのスプリング押
さえ部材の断面図である。

【図１８】本発明の第１０実施形態の膨張弁を示す断面
図である。

【符号の説明】

１…凝縮用機器群、２…クーリングユニット、２１…蒸
発器、３…温度式膨張弁、３１、３２…第１、第２のハ
ウジング、３６…低圧冷媒通路、３８…感温エレメント
室、３９…感温エレメント、４１、４２…ダイヤフラム
ケース、４３…ダイヤフラム、４４…感温室、４５…圧
力室、４６…貫通穴、４７…当接部材、４７ａ…脚部、
４８…膨張機構、４９…弁棒、５０…弁体、５１…絞り
通路、５２…コイルスプリング。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山中 康司 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 藤原 健一 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷凍サイクルの蒸発器出口における冷媒
   の過熱度に応答して、高圧側液冷媒回路から流入する冷
   媒を減圧し、膨張させる温度式膨張弁であって、 ハウジング部材と、 このハウジング部材に設けられ、前記高圧側液冷媒回路
   から流入する冷媒を減圧し膨張させる絞り通路と、 前記ハウジング部材に設けられ、前記絞り通路の開度を
   調整する弁体と、 前記ハウジング部材内に、移動可能に収納された感温エ
   レメントとを具備し、 この感温エレメントのケースには、前記蒸発器出口の冷
   媒温度および前記蒸発器出口の冷媒圧力に応じて変位す
   る圧力応動部材が内蔵されており、 前記感温エレメントのケースには前記弁体が一体に連結
   されており、 前記圧力応動部材の変位に従って前記感温エレメントと
   前記弁体が一体になって移動するように構成されている
   ことを特徴とする温度式膨張弁。
2. 【請求項２】 冷凍サイクルの蒸発器出口における冷媒
   の過熱度に応答して、高圧側液冷媒回路から流入する冷
   媒を減圧し、膨張させる温度式膨張弁であって、 ハウジング部材と、 このハウジング部材に設けられ、前記高圧側液冷媒回路
   から流入する冷媒を減圧し膨張させる絞り通路と、 前記ハウジング部材に設けられ、前記絞り通路の開度を
   調整する弁体と、 前記ハウジング部材内に、移動可能に収納された感温エ
   レメントとを具備し、 この感温エレメントには、前記蒸発器出口の冷媒温度に
   応じた圧力を発生する感温室と、 前記蒸発器出口の冷媒圧力に応じた圧力が導入される圧
   力室と、 前記感温室と前記圧力室とを仕切るように配設され、こ
   の両室の圧力に応じて変位する圧力応動部材と、 この圧力応動部材を保持固定するとともに前記感温室お
   よび前記圧力室を形成するエレメントケースとが備えら
   れており、 このエレメントケースの外面には、ばね力を作用するス
   プリング部材が配設されており、 前記エレメントケースには前記弁体が一体に連結されて
   おり、 前記圧力応動部材の変位に従って前記エレメントケース
   と前記弁体が一体になって移動するように構成されてい
   ることを特徴とする温度式膨張弁。
3. 【請求項３】 前記スプリング部材は、前記エレメント
   ケースを前記弁体の閉弁方向に押圧するように構成され
   ていることを特徴とする請求項２に記載の温度式膨張
   弁。
4. 【請求項４】 前記ハウジング部材には、前記蒸発器出
   口からの冷媒が流れる低圧冷媒通路が形成されており、 前記感温室の周囲には、前記低圧冷媒通路に連通する感
   温エレメント室が形成され、 前記エレメントケースには、前記感温エレメント室の圧
   力を前記圧力室内に導入する圧力導入手段が備えられて
   いることを特徴とする請求項２または３に記載の温度式
   膨張弁。
5. 【請求項５】 前記圧力室内には、前記圧力応動部材に
   当接する当接部材が配設されており、 この当接部材には前記エレメントケースを摺動可能に貫
   通して前記ハウジング部材の内壁面に当接する脚部が備
   えられており、 前記ハウジング部材の内壁面と前記脚部との当接部位を
   支点として、前記エレメントケースと前記弁体が一体に
   なって移動するように構成されていることを特徴とする
   請求項２ないし４のいずれか１つに記載の温度式膨張
   弁。
6. 【請求項６】 前記当接部材の前記脚部が摺動可能に貫
   通するように、前記エレメントケースには貫通穴が設け
   られており、 この貫通穴により、前記蒸発器出口の冷媒圧力に応じた
   圧力が前記圧力室内に導入されるようにしたことを特徴
   とする請求項５に記載の温度式膨張弁。
7. 【請求項７】 前記ハウジング部材にねじ止めされた調
   整ねじを有し、 この調整ねじにて前記スプリング部材の一端を位置調整
   可能に支持することを特徴とする請求項２または３に記
   載の温度式膨張弁。
8. 【請求項８】 前記スプリング部材の一端を支持するス
   プリング押さえ部材を有し、 このスプリング押さえ部材の一部を前記ハウジング部材
   の押圧変形可能な壁面に対向配置し、 この壁面を押圧変形することにより前記スプリング押さ
   え部材の位置を変更できるようにしたことを特徴とする
   請求項２または３に記載の温度式膨張弁。
9. 【請求項９】 前記ハウジング部材に押圧変形可能な壁
   面を形成し、 この壁面にて前記スプリング部材の一端を支持し、 前記壁面を押圧変形することにより前記スプリング部材
   の一端の位置を変更できるようにしたことを特徴とする
   請求項２または３に記載の温度式膨張弁。
10. 【請求項１０】 請求項１ないし９のいずれか１つに記
    載の温度式膨張弁と、 エンジンルーム内に装着され、
    冷媒を圧縮し、吐出する圧縮機およびこの圧縮機から吐
    出されたガス冷媒を冷却し、凝縮する凝縮器を含む凝縮
    用機器群と、 車室内に装着され、前記温度式膨張弁にて減圧し、膨張
    した冷媒を蒸発する蒸発器を有し、この蒸発器にて空調
    空気を冷却するクーリングユニットとを備えることを特
    徴とする自動車空調用冷凍サイクル。