JP2001241808A - 膨張弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カーエアコン等の冷凍サイクルに使用される
膨張弁の取付構造の自由度の向上を図る。 【解決手段】 膨張弁１は、角柱形状の本体１０を有
し、本体１０内に弁室２０が形成される。圧縮機側から
供給される冷媒は、通路２２から弁室に流入し、弁体４
２と弁座２３の間を通り、通路２４から蒸発器側へ向か
う。蒸発器側から戻る冷媒は、通路２６から本体１０内
に入り、作動棒４０に対して冷媒の温度情報を伝達した
後に通路２８から圧縮機側へ流出する。通路２２と通路
２８は、本体の第１の側面に、通路２４,２６は、直角
な第２の側面に開口する。この構成により、膨張弁１の
取付構造の自由度は向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はカーエアコン等の冷
凍サイクルに装備されて冷媒の流量を制御する膨張弁に
関する。

【０００２】

【従来の技術】角柱形状の弁本体を有し、弁本体内に弁
室と弁室内に配設される弁体を操作するパワーエレメン
トを備えた膨張弁が知られている。

【０００３】この種の膨張弁は、弁室に通ずる２個の通
路と、蒸発器から圧縮機へ戻る冷媒が通過する通路を有
し、蒸発器から圧縮機へ戻る冷媒の通路内をパワーエレ
メントの作動を弁体に伝達する作動棒が貫通し、冷媒の
温度情報をパワーエレメント側に伝達する。

【０００４】かかる従来の膨張弁の構成を図９及び図１
０に示す。図９は、膨張弁の外観構成を示す斜視図であ
り、図１０は図９のＡ−Ａ′断面を矢印方向から見た断
面図である。図９及び図１０において、弁本体３０に
は、冷凍サイクルの冷媒管路１１において、コンデンサ
５の冷媒出口からレシーバ６を介してエバポレータ８の
冷媒入口へと向かう部分に介在される第１の通路３２
と、冷媒管路１１においてエバポレータ８の冷媒出口か
らコンプレッサ４の冷媒入口へと向かう部分に介在され
る第２の通路３４とが上下に相互に離間して形成されて
いる。第１の通路３２には開口３２１から流入するレシ
ーバ６の冷媒出口より供給された液体冷媒を断熱膨張さ
せるための弁孔２３が形成されている。弁孔２３は弁本
体３０の長手方向に沿った中心線を有している。弁孔２
３の入口には弁座が形成されていて、弁座にはボール状
の弁体４２が圧縮コイルばねの如きスプリング３２によ
り弁支持部材３１を介して付勢されている。

【０００５】レシーバ６からの液冷媒が導入される第１
の通路３２は、液冷媒の通路となり、出口ポート３２２
と、入口ポート３２１と、この入口ポート３２１に連結
する弁室２０を有し、冷媒は膨張後、出口ポート３２２
よりエバポレータ８に流入する。弁室２０は、弁孔２３
の中心線と同軸に形成される有底の室であり、プラグ３
４によって密閉されている。プラグ３４にはシール部材
３６が嵌装される。

【０００６】弁本体３０の上端には弁体４２を駆動する
ためのパワーエレメント５０が装着されている。パワー
エレメント５０は、ダイアフラム５４により内部空間を
上下２つの圧力作動室に仕切られたケース５６を有して
いる。下方の圧力作動室５５′は弁孔３２ａの中心線に
対して同心的に形成された均圧孔３６ｅを介して第２の
通路３４に連通されている。

【０００７】第２の通路３４は、入口ポート３４２及び
出口ポーと３４１を有し、エバポレータ８の冷媒出口か
らの冷媒蒸気が入口ポート３４２より流れ、出口ポート
３４１よりコンプレッサ４に向かう。通路３４は気相冷
媒の通路となり、その冷媒蒸気の圧力が均圧孔３６ｅを
介して下方の圧力作動室５５′に負荷されている。均圧
孔３６ｅには、ダイアフラム５４の下面から第１の通路
３２の弁孔２３まで延出した作動棒４０が同心的に配置
されている。作動棒４０はストッパ５２が下方の圧力作
動室５５′内に設けられダイアフラム５４の下面に当接
する。作動棒４０はパワーエレメント５０を構成する下
方の圧力作動室５５の内部表面及び弁本体３０における
第１の通路３４と第２の通路３２との隔壁により上下方
向に摺動自在に支持されていて、下端を弁体４２に当接
させている。なお上記隔壁における作動棒摺動案内孔に
対応した作動棒４０の外周面の領域には、第１の通路３
２と第２の通路３４との間の冷媒の漏れを防止する密封
部材４４が装着されている。

【０００８】上方の圧力作動室５５中には公知のダイア
フラム駆動用の感温ガスが充填されていて、ダイアフラ
ム駆動流体には、第２の通路３４や第２の通路３４に連
通されている均圧孔３６ｅに露出された弁部材駆動棒３
６ｆ及びダイアフラム５４を介して第２の通路３４を流
れているエバポレータ８の冷媒出口からの冷媒蒸気の熱
が伝達される。なお、５８は感温ガス封入用の栓体であ
る。

【０００９】上方の圧力作動室５５中の感温ガスは上記
伝達された熱に対応した圧力をダイアフラム５４の上面
に負荷する。ダイアフラム５４は上記上面に負荷された
ダイアフラム駆動ガスの圧力と、ダイアフラム５４の下
面に負荷された圧力との差により上下に変化する。ダイ
アフラム５４の上下の変位は作動棒４０を介して弁体４
２を弁孔２３の弁座に対して接近または離間させる。こ
の結果、冷媒流量が制御されることとなる。

【００１０】かかる従来の膨張弁においては、弁部材駆
動棒３６ｆが弁本体３０の中心部に位置しており、した
がって、パワーエレメント３６が弁本体３０の中心部に
設置されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来の膨張弁の構造で
は、対抗する方向に配管を配設し、この配管にエバポレ
ータ及びコンプレッサが接続されるので、膨張弁、エバ
ポレータ及びコンプレッサの取付位置の自由度が制限さ
れ、特に自動車におけるエンジンルーム等、取付スペー
スに制約がある場合は、膨張弁の取付構造が問題となる
場合が生じることがあった。本発明の目的は、かかる課
題を解決すべく、取付構造の自由度を向上した膨張弁を
提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明に係る膨張弁は、コンプレッサからエバポ
レータへ供給される冷媒の流量を制御する膨張弁であっ
て、角柱形状の弁本体を有し、本体の第１の側面に開口
するコンプレッサからの冷媒が流入する通路及びコンプ
レッサへ戻る冷媒が流出する通路と、これらの通路が開
口する第１の側面に隣接する第２の側面に開口するエバ
ポレータへ向かう冷媒の通路及びエバポレータから戻る
冷媒の通路を備えることを特徴とする。

【００１３】さらに本発明に係る膨張弁の好ましい具合
的態様としては、パワーエレメントが弁本体に偏在して
設けられていることを特徴としている

【００１４】また、本発明に係る膨張弁は、弁本体に第
１の側面に植設される取付用のスタッドボルトを備え、
第２の側面と、第２の側面とは反対側の側面とを貫通し
て設けられる取付用の２本の貫通穴を備えたことを特徴
とする。

【００１５】かくの如く構成された本発明に係る膨張弁
は、弁本体の隣接する側面に冷媒の通路が開口するの
で、取付構造の自由度を向上した膨張弁を実現できる。
しかも、パワーエレメントを弁本体に対し偏在して設け
るので、スタットボルトと貫通穴との干渉を回避でき
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る膨張弁の正
面図、図２は左側面図、図３は右側面図、図４は背面
図、図５は上面図、図６は下面図、図７は図１のＡ−Ａ
断面図、図８は図３のＢ−Ｂ断面図である。なお、本発
明に係る膨張弁は、図９及び図１０に示す膨張弁と基本
的構成及び動作は同一であるので、同一部分には同一符
号を付して説明は省略する。

【００１７】全体を符号１で示す膨張弁は、アルミ合金
等の材料でつくられる角柱形状の本体１０を有する。本
体１０は、４枚の矩形の側面１０ａ,１０ｂ,１０ｃ，１
０ｄを有し、第１の側面１０ａには、冷媒を蒸発器側へ
送り出す通路２４と、蒸発器側から戻る冷媒の通路２６
及び２本の貫通穴１４が開口する。

【００１８】第２の側面１０ｂには開口部は形成され
ず、第３の側面１０ｃには、コンプレッサから供給され
る冷媒の導入通路２２と、コンプレッサへ戻る冷媒の通
路２８が開口する。

【００１９】この第３の側面１０ｃには、取付用のスタ
ッドボルト１２が植設される。また、このスタッドボル
ト１２の近傍には、有底の穴１６が開口する。第４の側
面１０ｄには、取付用の２本の貫通穴１４が開口する。

【００２０】図７，図８の断面図において、冷媒が導入
される通路２２は、弁室２０に連通し、弁室２０と冷媒
を蒸発側へ送り出す通路２４との間に弁孔２３が形成さ
れ、この入口は弁座となる。この通路２２と通路２４
は、その軸線が互いに９０度の角度で交わる向きに形成
されている。弁室２０内には、ボール状の弁体４２がス
プリング３２により弁支持部材３１を介して配設され、
スプリング３２の他端は、弁室２０を封止するプラグ３
４により支えられる。プラグ３４にはシール部材３６が
嵌装される。

【００２１】ボール状の弁体４２は、作動棒４０により
押圧されて、弁座２３との間の流路面積を変えて、蒸発
器側へ供給される冷媒の流量を制御する。

【００２２】作動棒４０の他端側は、全体を符号５０で
示すパワーエレメントに連結されるパワーエレメント５
０は、ケース５６内に挟まれるダイアフラム５４を有
し、ダイアフラム５４とケース５６の間に上方の圧力作
動室５５が画成される。作動室５５内には、感温ガスが
封入され、栓体５８により密閉される。パワーエレメン
ト５０は、弁本体１０に対して偏在して設けられ、スタ
ットボルト１２と貫通穴１４との干渉を防止している。
このため、スタットボルト１２が植設される側の弁本体
１０は肉厚となる。

【００２３】ダイアフラム５４の下方の圧力作動室５
５′には、ストッパ５２が配設され、ダイアフラム５４
の動きをストッパ５２に嵌合する作動棒４０に伝達す
る。パワーエレメント５０は、カバー７０により覆われ
る。なお、作動棒４０は、図９及び図１０の膨張弁にお
ける作動棒に比較して細径のものを用いている。

【００２４】エバポレータから戻る冷媒は、弁本体１０
内に設けられた通路２６に流入する。通路２６と冷媒を
コンプレッサへ戻す通路２８とは直角に交わり、作動棒
４０は、通路２８を直径方向に貫通する。通路２６，２
８を通過する冷媒の温度は、作動棒４０及びストッパ５
２により作動室５５内の作動流体に伝達される。作動室
５５内の作動流体は、この冷媒の温度変化に応じてダイ
アフラム５４を介して弁体４２の位置を操作して、エバ
ポレータへ送り出す冷媒の流量を制御する。

【００２５】膨張弁１は、角柱状の弁本体１０を有し、
本体の隣接する直行側面に冷媒の４つの通路が開口する
ので、膨張弁の取付スペースが少ないカーエアコン等の
装置であっても、膨張弁の取付構造の自由度を確保する
ことができる。

【００２６】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明によれば取付構
造の自由度が高い膨張弁を実現することができ、エンジ
ンルーム内のエバポレータ及びコンデンサ等の配置を容
易とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の膨張弁の正面図。

【図２】本発明の膨張弁の左側面図。

【図３】本発明の膨張弁の右側面図。

【図４】本発明の膨張弁の背面図。

【図５】本発明の膨張弁の上面図。

【図６】本発明の膨張弁の下面図。

【図７】図１のＡ−Ａ断面図。

【図８】図３のＢ−Ｂ断面図。

【図９】従来の膨張弁の外観を示す斜視図。

【図１０】図９のＡ−Ａ′断面図。

【符号の説明】

１ 膨張弁 １０ 本体 １２ スタッドボルト ２０ 弁室 ２２ 冷媒がコンプレッサから流入する通路 ２４ 冷媒が蒸発器へ向かう通路 ２６ 冷媒が蒸発器から戻る通路 ２８ 冷媒がコンプレッサへ戻る通路 ４０ 作動棒 ４２ 弁体 ５０ パワーエレメント ７０ カバー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷凍サイクルに装備されて、コンプレッ
   サからエバポレータへ供給される冷媒の流量を制御する
   膨張弁であって、 角柱形状の弁本体を有し、本体の第１の側面に開口する
   コンプレッサからの冷媒が流入する通路及びコンプレッ
   サへ戻る冷媒が流出する通路と、 これらの通路が開口する第１の側面に隣接する第２の側
   面に開口するエバポレータへ向かう冷媒の通路及びエバ
   ポレータから戻る冷媒の通路を備える膨張弁。
2. 【請求項２】 第１の側面に植設される取付用のスタッ
   ドボルトを備える請求項１記載の膨張弁。
3. 【請求項３】 第２の側面と、第２の側面とは反対側の
   側面とを貫通して設けられる取付用の２本の貫通穴を備
   える請求項１記載の膨張弁。