JP2005164208A - 膨張弁 - Google Patents
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Abstract
【課題】膨張弁の製造において、従来の機能を維持しつつ、構成が簡単で部品・組立工数の低減と、組立コストの削減を図る。
【解決手段】エバポレータ2に向かう冷媒が通過する第1の通路11と、エバポレータ2からコンプレッサ3に向かう冷媒が通過する第2の通路12とが弁本体10内に形成される。第2の通路12の冷媒の温度に応じて、弁体駆動部材40'により弁本体10内の弁体20を駆動してエバポレータ2に流入する冷媒流量を制御する。第1と第2の通路11,12間をシールするシール部材50が、弁本体10と弁体駆動部材40'との間に配置されている。シール部材50の止め部44が予め弁体駆動部材40'に一体成形されている。
【選択図】図1
【解決手段】エバポレータ2に向かう冷媒が通過する第1の通路11と、エバポレータ2からコンプレッサ3に向かう冷媒が通過する第2の通路12とが弁本体10内に形成される。第2の通路12の冷媒の温度に応じて、弁体駆動部材40'により弁本体10内の弁体20を駆動してエバポレータ2に流入する冷媒流量を制御する。第1と第2の通路11,12間をシールするシール部材50が、弁本体10と弁体駆動部材40'との間に配置されている。シール部材50の止め部44が予め弁体駆動部材40'に一体成形されている。
【選択図】図1
Description
本発明は空気調和装置、冷凍装置等の冷凍サイクルに用いられる冷媒用の膨張弁に関する。
従来、自動車等の空気調和装置の冷凍サイクル中に広く用いられている膨張弁は、例えば、下記の特許文献1に開示されている。
特開2000−346494号公報
この従来の膨張弁について、図3,4を用いて説明する。図3はその縦断面図、図4はその要部説明図である。
図3に示すように、膨張弁1は角柱形状の弁本体10により形成され、該弁本体10には、冷凍サイクル4においてエバポレータ2に向かう冷媒が通る第1の通路11、及び、エバポレータ2からコンプレッサ3に向かう冷媒が通る第2の通路12が上下に離間して形成されている。
図3に示すように、膨張弁1は角柱形状の弁本体10により形成され、該弁本体10には、冷凍サイクル4においてエバポレータ2に向かう冷媒が通る第1の通路11、及び、エバポレータ2からコンプレッサ3に向かう冷媒が通る第2の通路12が上下に離間して形成されている。
そして、弁本体10には、更に、第1の通路11に設けられたオリフィス13及び弁室15と、この弁室15内に配置されたオリフィス13を通過する冷媒量を制御する球状の弁体20と、該弁体20をオリフィス13の方向に弁部材21を介して押圧するばね23の調節ねじ24とが設けられている。
また、調節ねじ24は、弁本体10の下部の端面より上記弁室15に連通する装着孔16に進退可能にねじ込まれており、更に、Oリング24aが調節ねじ24に装着され、弁本体10と気密状態が確保されている。この調節ねじ24とばね23とにより、弁体20のオリフィス13に対する開口度が調節される。
なお、符号11aは、コンプレッサ3及びコンデンサ6を介してレシーバ5からエバポレータ2に向かう冷媒が流入する入口ポートであり、入口ポート11aは弁室15が連続しており、又、符号11bはエバポレータ2に流入する冷媒の出口ポートである。
また、調節ねじ24は、弁本体10の下部の端面より上記弁室15に連通する装着孔16に進退可能にねじ込まれており、更に、Oリング24aが調節ねじ24に装着され、弁本体10と気密状態が確保されている。この調節ねじ24とばね23とにより、弁体20のオリフィス13に対する開口度が調節される。
なお、符号11aは、コンプレッサ3及びコンデンサ6を介してレシーバ5からエバポレータ2に向かう冷媒が流入する入口ポートであり、入口ポート11aは弁室15が連続しており、又、符号11bはエバポレータ2に流入する冷媒の出口ポートである。
弁本体10には、エバポレータ2の出口温度に応じて、弁体20に対して駆動力を与えてオリフィス13の開閉を行うための弁体駆動部材40(後述)を配置するために、小径の孔14と、この孔14より大径の孔14aが、第2の通路12を貫通してオリフィス13と同軸に形成され、弁本体10の上端には感熱部となるパワーエレメント部30が固定されるねじ孔17が形成されている。また、大径の孔14a内面にはリング状のシール部材50が配置されている。
パワーエレメント部30は、ダイアフラム31と、該ダイアフラム31を挾んで互いに溶接により密着して設けられ上下に上部圧力作動室32及び下部圧力作動室33を構成する上カバー34と下カバー35と、上部圧力作動室32にダイアフラム駆動流体となる所定冷媒を封入するための栓体36とを備える。なお、下カバー35はパッキン37を介してねじ孔17に螺着される。また、下部圧力作動室33は、オリフィス13の中心線に対して、同心的に形成された均圧孔18を介して第2の通路12に連通されている。
第2の通路12には、エバポレータ2からの冷媒蒸気が流れ、この通路12は気相冷媒の通路となり、その冷媒蒸気の圧力が均圧孔18を介して下部圧力作動室33に負荷されている。なお、12aは冷媒が入いる入口ポート、12bはコンプレッサ3へ送り出される冷媒の出口となる出口ポートである。
更に、弁本体10の中心部には、棒状の弁体駆動部材40が配置される。この弁体駆動部材40は、下部圧力作動室33内にダイアフラム31の下面中央部に当接する大径の皿状に形成された頂部42を有し、かつ第2の通路12及び大径の孔14a内を貫通して小径の孔14内に摺動可能に配置されて、エバポレータ2の冷媒出口温度を下部圧力作動室33へ伝達すると共に、上部圧力作動室32及び下部圧力作動室33の圧力差に伴うダイアフラム31の変位に応じて、上下に摺動して駆動力を与える。また、弁体駆動部材40の下部は小径部43として形成されると共に、下端は弁体20と当接している。
したがって、均圧孔18には、ダイアフラム31の下面から第1の通路11のオリフィス13まで延出した弁体駆動部材40が、同心的に配置されていることになる。なお、弁体駆動部材40の小径部43は、オリフィス13の内径より細く形成されて、オリフィス13内を挿通し、冷媒はオリフィス13内を通過する。
更に、弁体駆動部材40には、図4に示すように、上記シール部材50を孔14a内で第1の通路11からの高い冷媒圧に抗してその位置を保持させるために止め輪60が装着されている。そして、上記止め輪60の付設手段として、弁体駆動部材40に環溝41が形成され、該環溝41内に金属素材からなる止め輪60が弾性嵌合されている。
上記パワーエレメント部30における上部圧力作動室32中には、公知のダイアフラム駆動流体が充填されていて、ダイアフラム駆動流体には、第2の通路12や該通路12に連通している均圧孔18を貫通して配置されている弁体駆動部材40、頂部42、及び、ダイアフラム31を介して、第2の通路12を流れているエバポレータ2からの冷媒の熱が伝達される。
上記ダイアフラム駆動流体は、上記伝達された熱に対応してガス化し、圧力をダイアフラム31の上面に負荷する。ダイアフラム31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31の下面に負荷された圧力との差により上下に変位する。ダイアフラム31の中心部の上下への変化は、弁体駆動部材40を介して弁体20に伝達され、該弁体20をオリフィス13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。
即ち、エバポレータ2から送り出される低圧の気相冷媒の温度が上部圧力作動室32に伝達されるため、その温度に応じて上部圧力作動室32の圧力が変化し、エバポレータ2の出口温度が上昇する。つまりエバポレータ2の熱負荷が増加すると、上部圧力作動室32の圧力が高くなり、それに応じて弁体駆動部材40が下方へ駆動されて弁体20を下げるため、オリフィス13の開度が大きくなる。
これによりエバポレータ2への冷媒の供給量が多くなり、エバポレータ2の温度を低下させる。そして、エバポレータ2から送り出される冷媒の温度が低下する。つまり、エバポレータ2の熱負荷が減少すると、弁体20が上記と逆方向に駆動され、オリフィス13の開度が小さくなり、エバポレータ2への冷媒の供給量が少なくなり、エバポレータ2の温度を上昇させるのである。
これによりエバポレータ2への冷媒の供給量が多くなり、エバポレータ2の温度を低下させる。そして、エバポレータ2から送り出される冷媒の温度が低下する。つまり、エバポレータ2の熱負荷が減少すると、弁体20が上記と逆方向に駆動され、オリフィス13の開度が小さくなり、エバポレータ2への冷媒の供給量が少なくなり、エバポレータ2の温度を上昇させるのである。
そして、このような従来の手段では、弁体駆動部材40に環溝41を形成する必要があり、更に、該環溝41に止め輪60を弾性変形させながらスライドさせて装着する必要があり、部品点数が増えるばかりでなく、加工・組立に工数を要するという問題がある。
本発明は、かかる問題を解消するために発明されたもので、その課題とするところは、膨張弁の製造において、従来の機能を維持しつつ、構成が簡単で部品・組立工数を低減させ、組立コストの削減を図ることにある。
前記目的を達成すべく、本発明の請求項1記載の膨張弁は、弁本体と、弁体を開閉駆動する弁体駆動部材との間にシール部材を介装させた膨張弁において、上記シール部材の止め部が予め前記弁体駆動部材に一体成形されていることを特徴とする。
また、上記膨張弁の具体的手段として、上記止め部が弁体駆動部材に鍛造により一体成形されていることを特徴とする。
そして、更に具体的には、本発明は、上記いずれかの膨張弁において、エバポレータに向かう冷媒が通過する第1の通路と、エバポレータからコンプレッサに向かう冷媒が通過する第2の通路とが弁本体内に形成され、上記第2の通路の冷媒の温度に応じて、弁体駆動部材により上記弁本体内の弁体を駆動して上記エバポレータに流入する冷媒流量を制御する膨張弁において、上記第1と第2の通路間をシールするシール部材が、上記弁本体と、該弁本体内の上記弁体駆動部材との間に配置されていることを特徴とする。
上記発明によれば、膨張弁の製造において、現行の膨張弁としての機能を維持させたまま、部品点数を低減化し、組立工数を削減し、製造コストを抑制することができる。
以下、図面により本発明に係る膨張弁の実施形態について説明する。図1は、本発明の膨張弁の縦断面図、図2は図1の要部説明図である。なお、本実施例において、図3,4記載の従来例と同一構成部分には、図1,2に同一符号を付すことによりその説明を省略する。
弁本体10の中心部には、ステンレス製の棒状の弁体駆動部材40'が従来技術と同様に配置される。つまり、この弁体駆動部材40'は、下部圧力作動室33内にダイアフラム31の下面中央部に当接する大径の皿状に形成された頂部42を有し、かつ第2の通路12及び大径の孔14a内を貫通して小径の孔14内に摺動可能に配置されて、エバポレータ2の冷媒出口温度を下部圧力作動室33へ伝達すると共に、上部圧力作動室32及び下部圧力作動室33の圧力差に伴うダイアフラム31の変位に応じて、上下に摺動して駆動力を与える。また、弁体駆動部材40'の下部は小径部43として形成されると共に、下端は弁体20と当接している。
したがって、均圧孔18には、ダイアフラム31の下面から第1の通路11のオリフィス13まで延出した弁体駆動部材40'が、同心的に配置されていることになる。
更に、本実施例における弁体駆動部材40'は、前記従来技術(図4参照)の止め輪60の装着手段に換えて、特に図2に示すように、その長さ方向の中間部より若干下部位置に一体物からなる鍔状の止め部44が一体形成されている。この一体成形加工は、例えば公知の冷間鍛造により製造される。なお、この一体物からなる素材からの成形加工は、他の加工手段を採用してもよい。
上記パワーエレメント部30における上部圧力作動室32中には、公知のダイアフラム駆動流体が充填されていて、ダイアフラム駆動流体には、第2の通路12や該通路12に連通している均圧孔18を貫通して配置されている弁体駆動部材40'、該弁体駆動部材40'に連結されている頂部42及びダイアフラム31を介して、第2の通路12を流れているエバポレータ2からの冷媒の熱が伝達される。
ダイアフラム駆動流体は、上記伝達された熱に対応してガス化し、圧力をダイアフラム31の上面に負荷する。ダイアフラム31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31の下面に負荷された圧力との差により上下に変位する。ダイアフラム31の中心部の上下への変化は、弁体駆動部材40'を介して弁体20に伝達され、該弁体20をオリフィス13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。
即ち、エバポレータ2の出口側つまりエバポレータ2から送り出される低圧の気相冷媒の温度が上部圧力作動室32に伝達されるため、その温度に応じて上部圧力作動室32の圧力が変化し、エバポレータ2の出口温度が上昇する。つまりエバポレータ2の熱負荷が増加すると、上部圧力作動室32の圧力が高くなり、それに応じて弁体駆動部材40'が下方へ駆動されて弁体20を下げるため、オリフィス13の開度が大きくなる。
これによりエバポレータ2への冷媒の供給量が多くなり、エバポレータ2の温度を低下させる。そして、エバポレータ2から送り出される冷媒の温度が低下する。つまり、エバポレータ2の熱負荷が減少すると、弁体20が上記と逆方向に駆動され、オリフィス13の開度が小さくなり、エバポレータ2への冷媒の供給量が少なくなり、エバポレータ2の温度を上昇させるのである。
また、本実施例におけるシール部材50の止め手段は、従来の止め輪60の装着手段に換えて、弁体駆動部材40'に鍔状の止め部44を一体形成することで、部品・組立工数の低減を可能とし、部品コスト及び組立コストの削減を図ることができる。
1・・膨張弁 2・・エバポレータ 3・・コンプレッサ 4・・冷凍サイクル
5・・レシーバ 6・・コンデンサ 10・・弁本体
11・・第1の通路 11a・・入口ポート 11b・・出口ポート
12・・第2の通路 12a・・入口ポート 12b・・出口ポート
13・・オリフィス 14・・(小径の)孔 14a・・(大径の)孔
15・・弁室 16・・装着孔 17・・ねじ孔 18・・均圧孔
20・・弁体 21・・弁部材 23・・ばね 24・・調節ねじ
24a・・Oリング 30・・パワーエレメント部 31・・ダイアフラム
32・・上部圧力作動室 33・・下部圧力作動室 34・・上カバー
35・・下カバー 36・・栓体 37・・パッキン
5・・レシーバ 6・・コンデンサ 10・・弁本体
11・・第1の通路 11a・・入口ポート 11b・・出口ポート
12・・第2の通路 12a・・入口ポート 12b・・出口ポート
13・・オリフィス 14・・(小径の)孔 14a・・(大径の)孔
15・・弁室 16・・装着孔 17・・ねじ孔 18・・均圧孔
20・・弁体 21・・弁部材 23・・ばね 24・・調節ねじ
24a・・Oリング 30・・パワーエレメント部 31・・ダイアフラム
32・・上部圧力作動室 33・・下部圧力作動室 34・・上カバー
35・・下カバー 36・・栓体 37・・パッキン
40・・弁体駆動部材(従来) 40'・・弁体駆動部材(本発明)
41・・環溝 42・・頂部 43・・小径部 44・・止め部
50・・シール部材 60・・止め輪
41・・環溝 42・・頂部 43・・小径部 44・・止め部
50・・シール部材 60・・止め輪
Claims (3)
- 弁本体と、弁体を開閉駆動する弁体駆動部材との間にシール部材を介装させた膨張弁において、上記シール部材の止め部が予め前記弁体駆動部材に一体成形されていることを特徴とする膨張弁。
- 上記止め部が弁体駆動部材に鍛造により一体成形されていることを特徴とする請求項1記載の膨張弁。
- エバポレータに向かう冷媒が通過する第1の通路と、エバポレータからコンプレッサに向かう冷媒が通過する第2の通路とが弁本体内に形成され、上記第2の通路の冷媒の温度に応じて、弁体駆動部材により上記弁本体内の弁体を駆動して上記エバポレータに流入する冷媒流量を制御する膨張弁において、上記第1と第2の通路間をシールするシール部材が、上記弁本体と、該弁本体内の上記弁体駆動部材との間に配置されていることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の膨張弁。
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