JP2004205085A

JP2004205085A - Expansion valve

Info

Publication number: JP2004205085A
Application number: JP2002373334A
Authority: JP
Inventors: Hisatoshi Hirota; 久寿広田
Original assignee: TGK Co Ltd
Current assignee: TGK Co Ltd
Priority date: 2002-12-25
Filing date: 2002-12-25
Publication date: 2004-07-22

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an expansion valve having a simplified construction and reducible in cost. <P>SOLUTION: A lower housing 4 for a power element 1 is formed in a dished shape, a sleeve 13 is fixed to the lower housing 4, and a spring 19 is arranged in the sleeve 13 for energizing a shaft 11 retaining a valve element 16 in the direction of a disk 7 in contact with a diaphragm 5. Thus, the construction of the lower housing 4 is simplified and easily machined, resulting in a reduction in cost. With the spring 19 arranged in the sleeve 13 fixed to the lower housing 4, the length of the power element 1 is reduced in the axial direction and the total length of the expansion valve is reduced. the sleeve 13 of a valve portion 2 and a body 14 are joined to each other via a threaded portion 15 so that the load of the spring 19 is adjusted by properly screwing the body 14 into the sleeve 13 to control a set value. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は膨張弁に関し、特に自動車用エアコンシステムの冷凍サイクルの中で高温・高圧の液冷媒を膨張させ低温・低圧にしてエバポレータに供給するとともにエバポレータ出口での冷媒の状態が所定の過熱度になるように冷媒流量を制御する膨張弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用エアコンシステムでは、コンプレッサによって圧縮された高温・高圧のガス冷媒をコンデンサで凝縮し、凝縮された液冷媒を膨張弁で断熱膨張させることにより低温・低圧の冷媒にし、それをエバポレータで蒸発させてコンプレッサに戻すような冷凍サイクルが形成されている。低温の冷媒が供給されるエバポレータは、車室内の空気と熱交換を行うことで、冷房を行う。
【０００３】
エバポレータ出口での冷媒の状態が所定の過熱度になるようにエバポレータに供給する冷媒流量を制御する温度式の膨張弁では、一般にエバポレータ出口側の冷媒の温度および圧力の変化を感知して内部の圧力が昇降するパワーエレメントと、そのパワーエレメント内の圧力の昇降に基づいてエバポレータ入口側に供給する冷媒の流量を制御する弁部とを備えている。また、膨張弁として、パワーエレメントと弁部とからなる構成要素をコンデンサ、エバポレータおよびコンプレッサとの配管用の継手を構成する弁ケースに挿入して固定される構成のものも知られている（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００４】
この膨張弁では、パワーエレメントがダイヤフラムによって気密に仕切られた感温室と、エバポレータからの冷媒の温度および圧力を導入する均圧室と、この均圧室内に配置されてダイヤフラムをボディに関して付勢するスプリングとを有し、冷媒の温度および圧力に応じて変化するダイヤフラムの変位をシャフトを介して弁部に伝達するようにしている。
【０００５】
また、弁部のボディと均圧室を構成する側のパワーエレメントのハウジングとの結合部は螺着構造にされ、ボディを弁ケースに螺着した後、パワーエレメントのハウジングをボディに関して回動することでボディとダイヤフラムとの相対位置を変化させ、これによってスプリングの荷重、すなわちこの膨張弁のセット値を調節するようにしている。
【０００６】
さらに、弁部を弁ケースに装着したときに、弁部に高圧冷媒が導入される部分と弁部を通過して低圧冷媒となる部分との間で冷媒漏れが生じないよう、弁部と弁ケースとの間にＯリングによるシール部材を配置している。他にも、このシール部材は、弁部のボディとパワーエレメントのハウジングとの結合部、弁部からエバポレータへ通じる低圧冷媒通路とエバポレータから均圧室へ通じる低圧冷媒通路との間の仕切り部、および弁部のボディを弁ケースに螺着する部分にも配置されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−１５２２３２号公報（段落番号〔００１２〕〜〔００２０〕，図２）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の膨張弁では、スプリングがダイヤフラムとボディとの間の均圧室に配置されているため、均圧室を構成するハウジングの軸線方向の長さが長くなり、その分、全長が長くなってしまうという問題があった。また、弁部のボディと弁ケースとの結合部が螺着構造であるため、双方にねじ加工を必要とし、均圧室を構成するハウジングの形状が複雑で加工が難しいことから、コストが高くなるという問題点があった。
【０００９】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、構造が簡単でコストを低減することができる膨張弁を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記問題を解決するために、低圧側の冷媒の温度および圧力に応じて高圧側の冷媒の流量を制御する膨張弁において、中がダイヤフラムによって仕切られることにより密閉された感温室を形成するアッパーハウジングと、前記感温室と反対側のダイヤフラムの面に配置されたディスクと、中央に前記ダイヤフラムの変位を前記弁体に伝達するシャフトの貫通孔があるロアハウジングとを有するパワーエレメントと、一端が前記ロアハウジングに固着され他端に弁部のボディが結合されたスリーブと、一端が前記ディスクに当接されたシャフトの他端に固着されている弁体と、前記スリーブ内に配置されて前記シャフトを前記ディスクに向けて付勢しているスプリングと、を備えていることを特徴とする膨張弁が提供される。
【００１１】
このような膨張弁によれば、パワーエレメントのロアハウジングにスリーブを固着し、そのスリーブの中にスプリングを配置する構成にしている。これにより、ロアハウジングの構造が簡単になり、コストを低減することができるとともに、スプリングをロアハウジングに固着したスリーブ内に配置したことで、パワーエレメントの軸線方向の長さが短くなり、膨張弁をよりコンパクトに構成することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は第１の実施の形態の膨張弁を示す中央縦断面図、図２は弁ケースへの装着状態を示す膨張弁の中央縦断面図、図３は組み立て時の状態を示す分解説明図である。
【００１３】
この膨張弁は、後述する弁ケースに挿入して使用されるプラグ型の膨張弁を構成し、図の上部に示されるパワーエレメント１と図の下部に示される弁部２とから構成されている。
【００１４】
パワーエレメント１は、金属製のアッパーハウジング３およびロアハウジング４を有しており、アッパーハウジング３とロアハウジング４との間には、これらによって囲まれた空間を仕切るように可撓性のある薄い金属製のダイヤフラム５が配置されている。このパワーエレメント１は、ダイヤフラム５をアッパーハウジング３およびロアハウジング４で挾持した状態でそれらの全周を溶接することによって形成される。
【００１５】
ダイヤフラム５とアッパーハウジング３とによって囲まれた空間は、冷凍サイクル内を循環させる冷媒と同じ冷媒を充填した後に金属ボール６を溶接して閉止され、これにより感温室を構成している。ダイヤフラム５の図の下面には、ダイヤフラム受け盤であるディスク７が配置されている。
【００１６】
このディスク７は、ダイヤフラム５と当接している平面に対して斜めに傾斜された斜面８と、ロアハウジング４に穿設された均圧穴９の内壁面と摺動する摺動部１０とが一体に形成されている。
【００１７】
ロアハウジング４は、ディスク７が乗る面を平面にした皿状にし、中央にシャフト１１が貫通して保持される貫通孔１２が穿設されている。ロアハウジング４を単純な形状の皿状にしたことにより、パワーエレメント１のハウジングの構成を簡単にすることができる。
【００１８】
ロアハウジング４の図の下面には、パワーエレメント１と同一軸線上に配置されたスリーブ１３がたとえばスポット溶接にて固着されている。このスリーブ１３は、その下端部内周面にねじ山が刻設され、上部外周面にねじ山が刻設された弁部２のボディ１４をねじ込むことによってボディ１４と結合される螺着部１５を有している。これにより、ボディ１４を回動させることで、ボディ１４のスリーブ１３内への螺入量を可変できるようにしている。
【００１９】
スリーブ１３およびボディ１４内において、軸線方向に進退自在に配置されたシャフト１１は、その上端部が、ロアハウジング４の貫通孔１２を貫通し、ダイヤフラム５の下側の均圧室に延びていて、ディスク７の斜面８に当接している。シャフト１１の下端部は、ボール形状の弁体１６がスポット溶接されており、したがって、この弁体１６は、シャフト１１の進退動作に連動してボディ１４に一体に形成された弁座１７に対し接離自在にされている。
【００２０】
シャフト１１は、また、その上方位置に溝が周設されていて、その溝にはストッパ１８が嵌合されている。このストッパ１８とボディ１４との間には、スプリング１９がシャフト１１を取り巻くように配置されている。これにより、スプリング１９は、ボディ１４に関してシャフト１１をディスク７の斜面８に常時付勢することができ、シャフト１１は横荷重が与えられて貫通孔１２に押し付けられることで、弁体１６に掛かる高圧冷媒の圧力変動に対するシャフト１１の軸線方向の微振動を抑え、異音発生を抑制している。
【００２１】
スプリング１９は、また、弁座１７の下流側の低圧空間とスプリング１９が収容されている低圧空間との間で冷媒の内部漏れを防止するためにシャフト１１とボディ１４との間に配置されたＯリング２０をワッシャ２１を介して押えている。これにより、シャフト１１が軸線方向に繰り返し進退動作をしても、Ｏリング２０はその設置場所から離脱することができず、冷媒の内部漏れ防止を維持することができる。
【００２２】
この膨張弁のセット値は、ボディ１４をスリーブ１３に螺入する量を可変してスプリング１９の荷重を変えることにより調整される。
また、ボディ１４には、高圧の冷媒が導入される空間と膨張された低圧の冷媒が流れる空間とがボディ１４の外周部を介して連通するのを防止するＯリング２２と、膨張された低圧の冷媒が流れる空間と均圧室に連通する空間とがボディ１４の外周部を介して連通するのを防止するＯリング２３とが周設されている。
【００２３】
以上のプラグ型の膨張弁は、弁ケース２４に装着することにより図２に示したようなブロック型の膨張弁が構成される。この弁ケース２４は、冷媒配管の継手を構成する樹脂または金属製のもので、コンデンサからの配管が接続される接続穴２５とエバポレータへの配管が接続される接続穴２６とが側部に開口するよう設けられ、エバポレータからの配管が接続される接続穴２７と圧縮機への配管が接続される接続穴２８とが側部に開口するとともに内部で互いに連通するように設けられている。弁ケース２４の中央には、弁部２を図の上方から挿入する装着穴２９が接続穴２７と接続穴２８との間の均圧部を通って接続穴２５の位置まで延びるように形成されている。弁ケース２４の上部は、その外周部にパワーエレメント１の外径とほぼ同じ大きさの外径を有するフランジ３０が形成されており、上面はパワーエレメント１のロアハウジング４の外形に倣った形状に凹設されている。ロアハウジング４の下面が当接する平面部には、リング状の溝が形成されていて、そこには、Ｏリング３１が配置され、大気とのシールを行っている。そして、このプラグ型の膨張弁は、筒状のカップリング３２によりパワーエレメント１の外周部とフランジ３０とを固定することにより、弁ケース２４に固定されている。
【００２４】
この装着状態では、スプリング１９は、接続穴２７と接続穴２８との間の冷媒通路内に位置している。このため、スプリングをロアハウジング４によって形成された均圧室内に設けられているタイプに比べて、パワーエレメント１の軸線方向の長さを短く、高さを低くすることができるため、小型化されている。
【００２５】
プラグ型の膨張弁を弁ケース２４に取り付けるときは、図３に弁ケース２４への装着順に示したように、まず、Ｏリング３１を弁ケース２４の上部平面部に設けられたリング状の溝に配置する。その後、セット値の調整が済んだ膨張弁の弁部２を装着穴２９に挿入し、上端を絞り加工しておいたカップリング３２をパワーエレメント１の上から被せ、カップリング３２の下端をかしめ加工によりフランジ３０に係止させることにより両者を固定している。このとき、ボディ１４に設けられたＯリング２２は、接続穴２５に連通する高圧側空間と接続穴２６に連通する低圧側空間との間の隙間をシールし、Ｏリング２３が接続穴２６に連通する低圧側空間と接続穴２７および接続穴２８の間の冷媒通路との間の隙間をシールしている。
【００２６】
以上の構成のブロック型の膨張弁において、コンプレッサからコンデンサを介して高温・高圧冷媒が圧送されてくると、接続穴２５に導入された冷媒は、弁体１６と弁座１７との間の隙間を通ることにより断熱膨張されて低温・低圧の冷媒となり、接続穴２６からエバポレータに供給される。エバポレータで蒸発された冷媒は、接続穴２７に戻り、ここから接続穴２８を介してコンプレッサに戻る。エバポレータから戻ってきた冷媒が接続穴２７，２８を通過するとき、その冷媒の温度および圧力がパワーエレメント１の感温室にて検知される。
【００２７】
車室内の温度が低くなってエバポレータから戻ってくる冷媒の温度が低くなった場合、感温室内の温度が下がり、感温室内の圧力が低下して、ダイヤフラム５が図の上方に変位する。このとき、シャフト１１は、スプリング１９によって図の上方へ押し上げられているので、ディスク７と共に上方へ移動し、弁体１６が弁座１７側に移動して弁開度が小さくなり、この弁部２を通過する冷媒流量が減らされる。
【００２８】
逆に、車室内の温度が高くなって、エバポレータから戻ってくる冷媒の温度が高くなると、感温室内の温度および圧力が上がるため、ダイヤフラム５は図の下方へ変位し、ディスク７を介してシャフト１１がスプリング１９の付勢力に抗して図の下方へ押し下げられる。これにより、弁体１６と弁座１７との間の流路面積が増加し、エバポレータに供給される冷媒流量が増加する。
【００２９】
シャフト１１がディスク７の斜面８に当接したままスプリング１９によって図の上方へ押し上げられていることにより、シャフト１１には図の左方向への横荷重が働き、弁体１６が受ける高圧の冷媒の圧力変動に対して軸線方向の動きが抑制されるとともに、ディスク７が受ける反力によって摺動部１０を均圧穴９の内壁面に押し付ける作用をするので、そのときの摺動抵抗によっても、シャフト１１の軸線方向の動きが抑制されている。
【００３０】
図４は第２の実施の形態の膨張弁を示す中央縦断面図、図５は弁ケースへの装着状態を示す膨張弁の中央縦断面図である。これらの図において、図１ないし図３に示した構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００３１】
この第２の実施の形態の膨張弁によれば、スリーブ１３とボディ１４とを圧入により結合する圧入部３３で構成している。それ以外の部分は、第１の実施の形態の膨張弁と同じ構成を有している。このため、この第２の実施の形態の膨張弁では、セット値の調整は、ボディ１４のスリーブ１３への圧入量により行っている。このように、スリーブ１３とボディ１４とを圧入により結合する構造にしたことにより、スリーブ１３およびボディ１４のねじ加工が不要になり、膨張弁のコストをさらに低減することを可能にしている。
【００３２】
図６は第３の実施の形態の膨張弁を示す中央縦断面図、図７は弁ケースへの装着状態を示す膨張弁の中央縦断面図である。これらの図において、図１ないし図３に示した構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００３３】
この第３の実施の形態の膨張弁によれば、第１の実施の形態の膨張弁と比較して、弁部２の弁体１６を収容しているボディ１４と弁ケース２４とのシールを圧入構造により行っている点で相違している。このため、ボディ１４の弁体１６を収容している部分の外周部３４は、先端に向かって細くなるテーパ形状に形成されており、その外周部３４の最も大径の部分は、弁ケース２４の装着穴２９の内径よりも圧入代の分だけ大きな外径を有している。また、上部に螺着部１５のねじ山が刻設されている側のボディ１４においても、テーパ形状に形成されていてその最も大径の部分には圧入代を持っている。
【００３４】
したがって、プラグ型の膨張弁を弁ケース２４に挿入するときに、ボディ１４を弁ケース２４の装着穴２９に圧入することにより、接続穴２５に連通する高圧側空間と接続穴２６に連通する低圧側空間との間の隙間がシールされて、ボディ１４と弁ケース２４との間に圧入シール部３５が形成されるとともに、接続穴２６に連通する低圧側空間と接続穴２７および接続穴２８の間の冷媒通路との間の隙間がシールされて、ボディ１４と弁ケース２４との間に圧入シール部３６が形成される。これにより、接続穴２５に連通する高圧側空間と接続穴２６に連通する低圧側空間との間および接続穴２６に連通する低圧側空間と接続穴２７および接続穴２８の間の冷媒通路との間をそれぞれシールするのに必要な２つのＯリングが不要になり、第１の実施の形態の膨張弁よりもコストをさらに低減させることができる。
【００３５】
図８は第４の実施の形態の膨張弁を示す中央縦断面図、図９は弁ケースへの装着状態を示す膨張弁の中央縦断面図である。これらの図において、図４ないし図７に示した構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００３６】
この第４の実施の形態の膨張弁によれば、第２の実施の形態の膨張弁と第３の実施の形態の膨張弁とを組み合わせたもので、スリーブ１３とボディ１４との結合およびセット値調整の部分を圧入部３３で構成し、プラグ型の膨張弁を弁ケース２４に挿入したときに必要なボディ１４と弁ケース２４との間のシール部を圧入シール部３５，３６で構成している。
【００３７】
これにより、第１の実施の形態の膨張弁と比較して、スリーブ１３およびボディ１４のねじ加工が不要になり、さらに、接続穴２５に連通する高圧側空間と接続穴２６に連通する低圧側空間との間および接続穴２６に連通する低圧側空間と接続穴２７および接続穴２８の間の冷媒通路との間をそれぞれシールするのに必要な２つのＯリングが不要になるため、膨張弁のコストをさらに低減することができる。
【００３８】
図１０は第５の実施の形態の膨張弁を示す中央縦断面図である。この図１０において、図４に示した構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００３９】
この第５の実施の形態の膨張弁によれば、スリーブ１３の圧入部３３の近傍の外側に突設されたビード３７を有している。
セット値の調整を行うときには、治具によってビード３７を押え付け、ボディ１４をスリーブ１３に圧入するときの力をその治具に受けさせるようにする。これにより、ボディ１４をスリーブ１３に圧入するときに、圧入力がロアハウジング４まで伝わらず、したがって、ロアハウジング４が圧入力で変形して調整後のセット値がずれてしまうということを防止できる。
【００４０】
図１１は第６の実施の形態の膨張弁を示す中央縦断面図である。この図１１において、図８に示した構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００４１】
この第６の実施の形態の膨張弁においても、第５の実施の形態の膨張弁と同様に、ロアハウジング４に固着されたスリーブ１３は、圧入部３３の近傍にビード３７が周設されている。セット値の調整を行うときに、このビード３７にボディ１４の圧入力を受けさせることにより、ロアハウジング４の変形を防止するようにしている。
【００４２】
なお、上記の実施の形態では、パワーエレメント１を弁ケース２４に固定する手段として筒状のカップリング３２を用いたが、パワーエレメント１の外周縁部と弁ケース２４のフランジ３０とが入り込むスリットを有していて、パワーエレメント１の外周縁部およびフランジ３０の円周上の対向する一部がそれぞれスリットに入った状態で半径方向内方へ付勢されるようなばね性を持った帯状のクリップを用いることもできる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、パワーエレメントのロアハウジングにスリーブを固着し、そのスリーブの中にスプリングを配置する構成にした。これにより、ロアハウジングの構造が簡単で加工が容易になり、コストを低減することができるとともに、スプリングをロアハウジングに固着したスリーブ内に配置したことで、パワーエレメントの軸線方向の長さが短くなり、膨張弁をよりコンパクトに構成することができる。
【００４４】
また、スリーブとボディとの結合部を圧入構造にしてスリーブにボディを圧入する量でセット値の調整を行うようにしたことで、このセット値を調整する部分のねじ加工が不要になり、さらにコストを低減することができる。
【００４５】
さらに、プラグ型の膨張弁を弁ケースに挿入してブロック方の膨張弁とするとき、弁ケースと接触する部分の弁部のボディを装着穴の内径より大きな外径の圧入代を設けて圧入シールを行うようにしたことで、シール部材を廃止することができ、さらにコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の膨張弁を示す中央縦断面図である。
【図２】弁ケースへの装着状態を示す膨張弁の中央縦断面図である。
【図３】組み立て時の状態を示す分解説明図である。
【図４】第２の実施の形態の膨張弁を示す中央縦断面図である。
【図５】弁ケースへの装着状態を示す膨張弁の中央縦断面図である。
【図６】第３の実施の形態の膨張弁を示す中央縦断面図である。
【図７】弁ケースへの装着状態を示す膨張弁の中央縦断面図である。
【図８】第４の実施の形態の膨張弁を示す中央縦断面図である。
【図９】弁ケースへの装着状態を示す膨張弁の中央縦断面図である。
【図１０】第５の実施の形態の膨張弁を示す中央縦断面図である。
【図１１】第６の実施の形態の膨張弁を示す中央縦断面図である。
【符号の説明】
１パワーエレメント
２弁部
３アッパーハウジング
４ロアハウジング
５ダイヤフラム
６金属ボール
７ディスク
８斜面
９均圧穴
１０摺動部
１１シャフト
１２貫通孔
１３スリーブ
１４ボディ
１５螺着部
１６弁体
１７弁座
１８ストッパ
１９スプリング
２０Ｏリング
２１ワッシャ
２２，２３Ｏリング
２４弁ケース
２５，２６，２７，２８接続穴
２９装着穴
３０フランジ
３１Ｏリング
３２カップリング
３３圧入部
３４外周部
３５，３６圧入シール部
３７ビード[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an expansion valve, in particular, expands a high-temperature and high-pressure liquid refrigerant in a refrigeration cycle of an automotive air-conditioning system and supplies it to a low-temperature and low-pressure refrigerant and supplies the evaporator with a refrigerant at a predetermined degree of superheat at the evaporator outlet. The present invention relates to an expansion valve for controlling a flow rate of a refrigerant so as to satisfy the following requirements.
[0002]
[Prior art]
In automotive air-conditioning systems, high-temperature, high-pressure gas refrigerant compressed by a compressor is condensed by a condenser, and the condensed liquid refrigerant is adiabatically expanded by an expansion valve to produce low-temperature, low-pressure refrigerant, which is then evaporated by an evaporator. A refrigeration cycle for returning to the compressor is formed. The evaporator to which the low-temperature refrigerant is supplied performs cooling by exchanging heat with the air in the passenger compartment.
[0003]
In a temperature-type expansion valve that controls the flow rate of the refrigerant supplied to the evaporator so that the state of the refrigerant at the evaporator outlet has a predetermined degree of superheat, the temperature of the refrigerant at the evaporator outlet side and the change in the temperature and pressure of the refrigerant are generally sensed. The power device includes a power element whose pressure rises and falls, and a valve unit that controls the flow rate of the refrigerant supplied to the evaporator inlet side based on the rise and fall of the pressure in the power element. Further, as an expansion valve, there is known a configuration in which a component including a power element and a valve portion is inserted into and fixed to a valve case forming a joint for piping with a condenser, an evaporator, and a compressor (for example, And Patent Document 1.).
[0004]
In this expansion valve, a temperature sensing chamber in which a power element is airtightly partitioned by a diaphragm, a pressure equalizing chamber for introducing the temperature and pressure of the refrigerant from an evaporator, and a pressure chamber disposed in the pressure equalizing chamber to bias the diaphragm relative to the body. A spring, and transmits the displacement of the diaphragm, which changes according to the temperature and pressure of the refrigerant, to the valve section via the shaft.
[0005]
Further, the coupling portion between the body of the valve portion and the housing of the power element on the side forming the pressure equalizing chamber has a screwed structure. After the body is screwed to the valve case, the housing of the power element is rotated with respect to the body. This changes the relative position between the body and the diaphragm, thereby adjusting the load of the spring, that is, the set value of the expansion valve.
[0006]
Further, when the valve portion is mounted on the valve case, the valve portion and the valve are arranged so that refrigerant leakage does not occur between a portion where high-pressure refrigerant is introduced into the valve portion and a portion that passes through the valve portion and becomes low-pressure refrigerant. A seal member made of an O-ring is arranged between the case and the case. In addition, this sealing member is a coupling portion between the body of the valve portion and the housing of the power element, a partition portion between a low-pressure refrigerant passage communicating from the valve portion to the evaporator and a low-pressure refrigerant passage communicating from the evaporator to the equalizing chamber, And it is also arranged at a portion where the body of the valve portion is screwed to the valve case.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-8-152232 (paragraph numbers [0012] to [0020], FIG. 2)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional expansion valve, since the spring is disposed in the pressure equalizing chamber between the diaphragm and the body, the length of the housing constituting the pressure equalizing chamber in the axial direction becomes longer, and the total length becomes longer. There was a problem of becoming. In addition, since the joint between the valve body and the valve case has a threaded structure, threading is required on both sides, and the shape of the housing constituting the pressure equalizing chamber is complicated and difficult to process. There was a problem of becoming.
[0009]
The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide an expansion valve having a simple structure and capable of reducing costs.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, in order to solve the above problem, in an expansion valve that controls the flow rate of the high-pressure side refrigerant in accordance with the temperature and pressure of the low-pressure side refrigerant, the inside is partitioned by a diaphragm to form a sealed temperature-sensitive chamber. A power element having an upper housing, a disc disposed on the surface of the diaphragm opposite to the temperature sensing chamber, and a lower housing having a shaft through-hole for transmitting the displacement of the diaphragm to the valve body at the center; A sleeve, one end of which is fixed to the lower housing and the other end of which is connected to the body of the valve portion; a valve body, one end of which is fixed to the other end of the shaft abutting on the disc; And a spring biasing the shaft toward the disk.
[0011]
According to such an expansion valve, the sleeve is fixed to the lower housing of the power element, and the spring is disposed in the sleeve. As a result, the structure of the lower housing is simplified, the cost can be reduced, and the axial length of the power element is shortened by disposing the spring in the sleeve fixed to the lower housing. Can be configured more compactly.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 is a central longitudinal sectional view showing the expansion valve of the first embodiment, FIG. 2 is a central longitudinal sectional view of the expansion valve showing a state of being mounted on a valve case, and FIG. 3 is an exploded explanatory view showing a state at the time of assembly. It is.
[0013]
This expansion valve constitutes a plug-type expansion valve used by being inserted into a valve case described later, and is composed of a power element 1 shown in the upper part of the figure and a valve part 2 shown in the lower part of the figure. .
[0014]
The power element 1 has an upper housing 3 and a lower housing 4 made of metal, and is thin and flexible between the upper housing 3 and the lower housing 4 so as to partition a space surrounded by the upper housing 3 and the lower housing 4. A metal diaphragm 5 is arranged. The power element 1 is formed by welding the entire periphery of the diaphragm 5 while holding the diaphragm 5 between the upper housing 3 and the lower housing 4.
[0015]
The space surrounded by the diaphragm 5 and the upper housing 3 is filled with the same refrigerant as the refrigerant circulating in the refrigeration cycle, and then closed by welding the metal balls 6, thereby forming a temperature sensing chamber. On the lower surface of the diaphragm 5 in the figure, a disk 7 as a diaphragm receiving board is arranged.
[0016]
The disk 7 includes a slope 8 inclined obliquely with respect to a plane in contact with the diaphragm 5 and a sliding portion 10 which slides on an inner wall surface of a pressure equalizing hole 9 formed in the lower housing 4. Is formed.
[0017]
The lower housing 4 has a plate-like shape with a flat surface on which the disk 7 rides, and a through-hole 12 through which a shaft 11 penetrates and is held is formed at the center. Since the lower housing 4 has a simple dish shape, the configuration of the housing of the power element 1 can be simplified.
[0018]
A sleeve 13 arranged on the same axis as the power element 1 is fixed to the lower surface of the lower housing 4 in the drawing, for example, by spot welding. The sleeve 13 has a threaded portion 15 formed on the inner peripheral surface at the lower end thereof, and a threaded portion 15 coupled with the body 14 by screwing the body 14 of the valve portion 2 having a threaded upper peripheral surface. Have. Thus, the amount of screwing of the body 14 into the sleeve 13 can be changed by rotating the body 14.
[0019]
The upper end of the shaft 11, which is arranged in the sleeve 13 and the body 14 so as to be able to advance and retreat in the axial direction, passes through the through hole 12 of the lower housing 4 and extends to the pressure equalizing chamber below the diaphragm 5. , Is in contact with the slope 8 of the disk 7. A ball-shaped valve body 16 is spot-welded to the lower end of the shaft 11. Therefore, the valve body 16 is moved to a valve seat 17 formed integrally with the body 14 in conjunction with the advance / retreat operation of the shaft 11. It can be moved freely.
[0020]
The shaft 11 is also provided with a groove at an upper position thereof, and a stopper 18 is fitted in the groove. A spring 19 is arranged between the stopper 18 and the body 14 so as to surround the shaft 11. Thereby, the spring 19 can always urge the shaft 11 against the slope 8 of the disk 7 with respect to the body 14, and the shaft 11 is pressed against the through-hole 12 by being given a lateral load, thereby being applied to the valve body 16. Micro vibration in the axial direction of the shaft 11 with respect to the pressure fluctuation of the high-pressure refrigerant is suppressed, and generation of abnormal noise is suppressed.
[0021]
The spring 19 is also disposed between the shaft 11 and the body 14 to prevent internal leakage of the refrigerant between the low-pressure space downstream of the valve seat 17 and the low-pressure space in which the spring 19 is housed. The O-ring 20 is pressed via the washer 21. Thereby, even if the shaft 11 repeatedly moves forward and backward in the axial direction, the O-ring 20 cannot be separated from the installation location, and the internal leakage of the refrigerant can be maintained.
[0022]
The set value of the expansion valve is adjusted by changing the amount of screwing of the body 14 into the sleeve 13 and changing the load of the spring 19.
The body 14 also includes an O-ring 22 that prevents a space into which the high-pressure refrigerant is introduced and a space through which the expanded low-pressure refrigerant flows through the outer periphery of the body 14, and an expanded low-pressure refrigerant. An O-ring 23 for preventing the space in which the refrigerant flows and the space communicating with the pressure equalizing chamber from communicating with each other through the outer peripheral portion of the body 14 is provided.
[0023]
The plug-type expansion valve described above is mounted on the valve case 24 to form a block-type expansion valve as shown in FIG. The valve case 24 is made of resin or metal constituting a joint of the refrigerant pipe, and a connection hole 25 to which a pipe from a condenser is connected and a connection hole 26 to which a pipe to an evaporator is connected are opened on the side. A connection hole 27 for connecting a pipe from the evaporator and a connection hole 28 for connecting a pipe to the compressor are provided so as to open to the side and communicate with each other inside. At the center of the valve case 24, a mounting hole 29 for inserting the valve portion 2 from above in the figure is formed so as to extend to a position of the connection hole 25 through a pressure equalizing portion between the connection holes 27 and 28. ing. The upper part of the valve case 24 is formed with a flange 30 having an outer diameter substantially equal to the outer diameter of the power element 1 on the outer peripheral part, and the upper surface is shaped like the outer shape of the lower housing 4 of the power element 1. Is recessed. A ring-shaped groove is formed in a flat portion with which the lower surface of the lower housing 4 contacts, and an O-ring 31 is disposed in the groove to seal the atmosphere. The plug-type expansion valve is fixed to the valve case 24 by fixing the outer peripheral portion of the power element 1 and the flange 30 by a cylindrical coupling 32.
[0024]
In this mounted state, the spring 19 is located in the refrigerant passage between the connection hole 27 and the connection hole 28. For this reason, the length of the power element 1 in the axial direction can be shortened and the height can be reduced as compared with the type in which the spring is provided in the pressure equalizing chamber formed by the lower housing 4, so that the size is reduced. ing.
[0025]
When the plug-type expansion valve is mounted on the valve case 24, first, as shown in FIG. 3, the O-ring 31 is formed in a ring-shaped groove provided on the upper flat portion of the valve case 24. To place. Thereafter, the valve portion 2 of the expansion valve whose set value has been adjusted is inserted into the mounting hole 29, and the coupling 32 whose upper end is drawn is put over the power element 1, and the lower end of the coupling 32 is swaged. Both are fixed by being locked to the flange 30 by processing. At this time, the O-ring 22 provided in the body 14 seals a gap between the high-pressure side space communicating with the connection hole 25 and the low-pressure side space communicating with the connection hole 26, and the O-ring 23 is connected to the connection hole 26. A gap between the communicating low-pressure side space and the refrigerant passage between the connection hole 27 and the connection hole 28 is sealed.
[0026]
In the block-type expansion valve having the above-described configuration, when high-temperature and high-pressure refrigerant is pressure-fed from the compressor via the condenser, the refrigerant introduced into the connection hole 25 passes through the gap between the valve body 16 and the valve seat 17. The refrigerant is adiabatically expanded by passing through, and becomes a low-temperature / low-pressure refrigerant, and is supplied from the connection hole 26 to the evaporator. The refrigerant evaporated by the evaporator returns to the connection hole 27, and returns to the compressor via the connection hole 28 from here. When the refrigerant returned from the evaporator passes through the connection holes 27 and 28, the temperature and pressure of the refrigerant are detected in the temperature-sensitive chamber of the power element 1.
[0027]
When the temperature of the refrigerant returning from the evaporator decreases due to a decrease in the temperature in the vehicle interior, the temperature in the temperature-sensitive room decreases, the pressure in the temperature-sensitive room decreases, and the diaphragm 5 is displaced upward in the figure. At this time, since the shaft 11 is pushed upward in the figure by the spring 19, the shaft 11 moves upward together with the disk 7, and the valve body 16 moves toward the valve seat 17 to reduce the valve opening. 2 is reduced.
[0028]
Conversely, when the temperature inside the vehicle compartment rises and the temperature of the refrigerant returning from the evaporator rises, the temperature and pressure inside the temperature-sensitive compartment rise, so that the diaphragm 5 is displaced downward in the figure, and The shaft 11 is pushed downward in the figure against the urging force of the spring 19. Thereby, the flow path area between the valve body 16 and the valve seat 17 increases, and the flow rate of the refrigerant supplied to the evaporator increases.
[0029]
Since the shaft 11 is pushed upward in the figure by the spring 19 while keeping the shaft 11 in contact with the slope 8 of the disk 7, a lateral load acts on the shaft 11 to the left in the figure, and the high-pressure refrigerant received by the valve element 16. In addition to the fact that the movement in the axial direction is suppressed against the pressure fluctuation, the sliding portion 10 is pressed against the inner wall surface of the pressure equalizing hole 9 by the reaction force received by the disk 7, so that the sliding resistance at that time also The movement of the shaft 11 in the axial direction is suppressed.
[0030]
FIG. 4 is a central longitudinal sectional view showing the expansion valve of the second embodiment, and FIG. 5 is a central longitudinal sectional view of the expansion valve showing a state of being mounted on a valve case. In these drawings, the same components as those shown in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0031]
According to the expansion valve of the second embodiment, the sleeve 13 and the body 14 are formed by the press-fitting portions 33 that are connected by press-fitting. Other parts have the same configuration as the expansion valve of the first embodiment. For this reason, in the expansion valve according to the second embodiment, the adjustment of the set value is performed by the press-fit amount of the body 14 into the sleeve 13. As described above, by adopting a structure in which the sleeve 13 and the body 14 are joined by press-fitting, threading of the sleeve 13 and the body 14 becomes unnecessary, and the cost of the expansion valve can be further reduced.
[0032]
FIG. 6 is a central longitudinal sectional view showing the expansion valve of the third embodiment, and FIG. 7 is a central longitudinal sectional view of the expansion valve showing a state of being mounted on a valve case. In these drawings, the same components as those shown in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0033]
According to the expansion valve of the third embodiment, as compared with the expansion valve of the first embodiment, the seal between the body 14 that houses the valve element 16 of the valve portion 2 and the valve case 24 is different. The difference is that the press-fitting is performed. For this reason, the outer peripheral portion 34 of the portion of the body 14 accommodating the valve body 16 is formed in a tapered shape tapering toward the tip, and the portion of the outer peripheral portion 34 having the largest diameter is the valve case 24. Has an outer diameter larger than the inner diameter of the mounting hole 29 by the press-fitting allowance. Also, the body 14 on the side where the thread of the threaded portion 15 is engraved on the upper portion is also formed in a tapered shape, and the portion having the largest diameter has a press fitting allowance.
[0034]
Therefore, when the plug-type expansion valve is inserted into the valve case 24, the body 14 is press-fitted into the mounting hole 29 of the valve case 24, so that the high-pressure side space communicating with the connection hole 25 and the low-pressure side communicating with the connection hole 26. The gap between the side space and the side space is sealed to form a press-fit seal portion 35 between the body 14 and the valve case 24, and the low-pressure side space communicating with the connection hole 26 and the connection hole 27 and the connection hole 28 are formed. A gap between the refrigerant passage and the intervening refrigerant passage is sealed, and a press-fit seal portion 36 is formed between the body 14 and the valve case 24. Thereby, the refrigerant passage between the high-pressure side space communicating with the connection hole 25 and the low-pressure side space communicating with the connection hole 26 and the refrigerant passage between the low-pressure side space communicating with the connection hole 26 and the connection hole 27 and the connection hole 28. The need for two O-rings required to seal the space is eliminated, and the cost can be further reduced as compared with the expansion valve of the first embodiment.
[0035]
FIG. 8 is a central longitudinal sectional view showing an expansion valve according to a fourth embodiment, and FIG. 9 is a central longitudinal sectional view of the expansion valve showing a state of being mounted on a valve case. In these drawings, the same components as those shown in FIGS. 4 to 7 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0036]
According to the expansion valve of the fourth embodiment, the expansion valve of the second embodiment and the expansion valve of the third embodiment are combined, and the coupling and setting of the sleeve 13 and the body 14 are performed. The value adjustment portion is constituted by the press-fit portion 33, and the seal portion between the body 14 and the valve case 24 necessary when the plug-type expansion valve is inserted into the valve case 24 is constituted by the press-fit seal portions 35, 36. ing.
[0037]
This eliminates the need for threading the sleeve 13 and the body 14 as compared with the expansion valve of the first embodiment, and furthermore, the high pressure side space communicating with the connection hole 25 and the low pressure side space communicating with the connection hole 26. Since two O-rings necessary for sealing between the space and the low pressure side space communicating with the connection hole 26 and the refrigerant passage between the connection hole 27 and the connection hole 28 are not required, the expansion valve is not required. Can be further reduced.
[0038]
FIG. 10 is a central longitudinal sectional view showing an expansion valve according to a fifth embodiment. In FIG. 10, the same components as those shown in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0039]
According to the expansion valve of the fifth embodiment, the sleeve 13 has the bead 37 protruding outside the vicinity of the press-fit portion 33.
When the set value is adjusted, the bead 37 is pressed by a jig so that the jig receives the force when the body 14 is pressed into the sleeve 13. Thus, when the body 14 is press-fitted into the sleeve 13, the press-fit is not transmitted to the lower housing 4, so that it is possible to prevent the lower housing 4 from being deformed by the press-fit and causing the set value after adjustment to be shifted. .
[0040]
FIG. 11 is a central longitudinal sectional view showing an expansion valve according to the sixth embodiment. In FIG. 11, the same components as those shown in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0041]
In the expansion valve according to the sixth embodiment, similarly to the expansion valve according to the fifth embodiment, the sleeve 13 fixed to the lower housing 4 has a bead 37 provided in the vicinity of the press-fit portion 33. I have. When the set value is adjusted, the beads 37 are pressed into the body 14 to prevent deformation of the lower housing 4.
[0042]
In the above-described embodiment, the cylindrical coupling 32 is used as a means for fixing the power element 1 to the valve case 24, but the slit into which the outer peripheral edge of the power element 1 and the flange 30 of the valve case 24 enter. And a spring-like belt-like shape having the outer peripheral edge of the power element 1 and the opposed portion on the circumference of the flange 30 urged inward in the radial direction with the respective slits being in the slits. Clips can also be used.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, the sleeve is fixed to the lower housing of the power element, and the spring is arranged in the sleeve. As a result, the structure of the lower housing is simple, processing is easy, and costs can be reduced. In addition, the length of the power element in the axial direction can be reduced by arranging the spring in the sleeve fixed to the lower housing. Thus, the expansion valve can be configured to be more compact.
[0044]
In addition, by setting the joint between the sleeve and the body to have a press-fitting structure and adjusting the set value by the amount of press-fitting the body into the sleeve, threading of the part for adjusting the set value is unnecessary, and furthermore, Cost can be reduced.
[0045]
Furthermore, when a plug-type expansion valve is inserted into the valve case to form a block-type expansion valve, the body of the valve portion in contact with the valve case is provided with a press-fit allowance having an outer diameter larger than the inner diameter of the mounting hole. By performing the sealing, the sealing member can be eliminated, and the cost can be further reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a central longitudinal sectional view showing an expansion valve according to a first embodiment.
FIG. 2 is a central vertical cross-sectional view of the expansion valve showing a state of being mounted on a valve case.
FIG. 3 is an exploded explanatory view showing a state at the time of assembly.
FIG. 4 is a central longitudinal sectional view showing an expansion valve according to a second embodiment.
FIG. 5 is a central longitudinal sectional view of the expansion valve showing a state of being mounted on a valve case.
FIG. 6 is a central longitudinal sectional view showing an expansion valve according to a third embodiment.
FIG. 7 is a central longitudinal sectional view of the expansion valve showing a state of being mounted on the valve case.
FIG. 8 is a central longitudinal sectional view showing an expansion valve according to a fourth embodiment.
FIG. 9 is a central longitudinal sectional view of the expansion valve showing a state of being mounted on the valve case.
FIG. 10 is a central longitudinal sectional view showing an expansion valve according to a fifth embodiment.
FIG. 11 is a central longitudinal sectional view showing an expansion valve according to a sixth embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power element 2 Valve part 3 Upper housing 4 Lower housing 5 Diaphragm 6 Metal ball 7 Disk 8 Slope 9 Equalizing hole 10 Sliding part 11 Shaft 12 Through hole 13 Sleeve 14 Body 15 Screwing part 16 Valve element 17 Valve seat 18 Stopper 19 Stopper 19 Spring 20 O-ring 21 Washer 22, 23 O-ring 24 Valve case 25, 26, 27, 28 Connection hole 29 Mounting hole 30 Flange 31 O-ring 32 Coupling 33 Press-fit portion 34 Outer portion 35, 36 Press-fit seal portion 37 Bead

Claims

低圧側の冷媒の温度および圧力に応じて高圧側の冷媒の流量を制御する膨張弁において、
中がダイヤフラムによって仕切られることにより密閉された感温室を形成するアッパーハウジングと、前記感温室と反対側のダイヤフラムの面に配置されたディスクと、中央に前記ダイヤフラムの変位を前記弁体に伝達するシャフトの貫通孔があるロアハウジングとを有するパワーエレメントと、
一端が前記ロアハウジングに固着され他端に弁部のボディが結合されたスリーブと、
一端が前記ディスクに当接されたシャフトの他端に固着されている弁体と、
前記スリーブ内に配置されて前記シャフトを前記ディスクに向けて付勢しているスプリングと、
を備えていることを特徴とする膨張弁。In an expansion valve that controls the flow rate of the high-pressure side refrigerant according to the temperature and pressure of the low-pressure side refrigerant,
An upper housing that forms a sealed temperature sensing chamber by being partitioned by a diaphragm, a disk disposed on the surface of the diaphragm opposite to the temperature sensing chamber, and transmits the displacement of the diaphragm to the valve body at the center. A power element having a lower housing with a through hole for the shaft;
A sleeve having one end fixed to the lower housing and the other end coupled to the body of the valve portion;
A valve body having one end fixed to the other end of the shaft abutting on the disk;
A spring disposed within the sleeve for biasing the shaft toward the disk;
An expansion valve comprising:

前記スリーブと前記ボディとの結合部を螺着構造にして前記スリーブに前記ボディを螺入する量でセット値の調整を行うようにしたことを特徴とする請求項１記載の膨張弁。2. The expansion valve according to claim 1, wherein a coupling portion between the sleeve and the body is screwed to adjust a set value by an amount of screwing the body into the sleeve.

前記スリーブと前記ボディとの結合部を圧入構造にして前記スリーブに前記ボディを圧入する量でセット値の調整を行うようにしたことを特徴とする請求項１記載の膨張弁。2. The expansion valve according to claim 1, wherein the joint between the sleeve and the body is press-fitted to adjust a set value by an amount by which the body is pressed into the sleeve.

前記スリーブは、前記ボディを圧入するときに押えられるビードが外周部に突設されていることを特徴とする請求項３記載の膨張弁。4. The expansion valve according to claim 3, wherein the sleeve has a bead, which is pressed when the body is press-fitted, protruding from an outer peripheral portion.

前記弁部の前記スリーブおよび前記ボディを挿入して固定されることにより配管の継手を構成する弁ケースと、前記パワーエレメントと前記弁ケースとを固定する固定手段とをさらに備えていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の膨張弁。The power supply system further includes a valve case forming a pipe joint by inserting and fixing the sleeve and the body of the valve portion, and fixing means for fixing the power element and the valve case. The expansion valve according to any one of claims 1 to 4, wherein

前記ボディは、前記弁ケース内に挿入されて配置されたときに前記弁ケースと接触する部分に装着穴の内径より大きな外径の圧入代を有していて前記弁ケースと接触する部分で圧入シールを行うようにしたことを特徴とする請求項５記載の膨張弁。The body has a press-fit allowance having an outer diameter larger than the inner diameter of the mounting hole at a portion that comes into contact with the valve case when the body is inserted and disposed in the valve case. The expansion valve according to claim 5, wherein sealing is performed.

前記スプリングは、前記パワーエレメントの均圧室に連通されていて低圧の冷媒が通過する冷媒通路の位置に配置されていることを特徴とする請求項５記載の膨張弁。The expansion valve according to claim 5, wherein the spring is arranged at a position of a refrigerant passage which is communicated with a pressure equalizing chamber of the power element and through which low-pressure refrigerant passes.

前記固定手段は、前記パワーエレメントの外周と前記弁ケースに形成したフランジとを、両端を内方へのかしめ加工により挾持して固定する筒状のカップリングであることを特徴とする請求項５記載の膨張弁。6. A coupling according to claim 5, wherein said fixing means is a cylindrical coupling for clamping an outer periphery of said power element and a flange formed on said valve case by clamping both ends inwardly. An expansion valve as described.