JP3827898B2

JP3827898B2 - 膨張弁

Info

Publication number: JP3827898B2
Application number: JP34288999A
Authority: JP
Inventors: 達雄伊藤; 康太郎鈴木
Original assignee: TGK Co Ltd
Current assignee: TGK Co Ltd
Priority date: 1999-12-02
Filing date: 1999-12-02
Publication date: 2006-09-27
Anticipated expiration: 2019-12-02
Also published as: JP2001153497A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、冷凍サイクルにおいて蒸発器に送り込まれる冷媒の流量制御を行いつつ冷媒を断熱膨張させるための膨張弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
膨張弁には各種のタイプがあるが、蒸発器に送り込まれる高圧冷媒が通る高圧冷媒流路の途中を細く絞った形状に本体ブロックに形成された弁座孔に上流側から対向して弁体が配置され、蒸発器から送り出された低圧冷媒の温度と圧力に対応して動作するパワーエレメントによって弁体が開閉駆動されるようにしたものが広く用いられている。
【０００３】
そのような従来の膨張弁は一般に、例えば図３に示されるように、高圧冷媒配管５１の端部を差し込み接続するための高圧冷媒流入孔１３と、弁体１６を配置するための弁体配置孔１９とが、直交する向きに本体ブロック１１に穿設され、高圧冷媒流入孔１３と弁体配置孔１９とを連通接続するための連通孔４９が高圧冷媒流入孔１３の底面側から穿設されている。１５は弁座孔である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図３に示されるように、設計レイアウト上等の都合から、弁体配置孔１９の孔底の位置が高圧冷媒流入孔１３の軸線位置付近にある場合が少なくない。そして、従来の膨張弁においては、連通孔４９が高圧冷媒流入孔１３の軸線位置に形成されている。
【０００５】
その結果、連通孔４９を加工するカッターの一部分だけが弁体配置孔１９側に突き抜け、その開口部の稜線Ａは、矢視IVを図示する図４に示されるような半月形状になる。
【０００６】
すると、その様な部分には加工バリが発生し易く、しかもバリ取り処理が非常に困難なので、製品にバリが残り易く、高圧冷媒が通過する際の流動音発生の原因になっていた。
【０００７】
そこで本発明は、高圧冷媒流入孔と弁体配置孔とを連通接続するための連通孔に加工バリが残り難く、高圧冷媒が流れる際に発生する流動音が小さい静かな膨張弁を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の膨張弁は、蒸発器に送り込まれる高圧冷媒が通る高圧冷媒流路の途中を細く絞った形状に本体ブロックに形成された弁座孔に上流側から対向して弁体が配置され、蒸発器から送り出された低圧冷媒の温度と圧力に対応して動作するパワーエレメントによって弁体が開閉駆動されるようにした膨張弁であって、高圧冷媒が流入する高圧冷媒流入孔と弁体を配置するための弁体配置孔とが直交する向きに本体ブロックに穿設された膨張弁において、高圧冷媒流入孔と弁体配置孔とを連通接続するための連通孔を、高圧冷媒流入孔の底面の軸線位置に対して弁体配置孔の開口端側に偏心した位置から弁体配置孔の側面に向かって、高圧冷媒流入孔の底面と弁体配置孔の側面の双方からはみ出さないように本体ブロックに穿設したものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の実施の形態の膨張弁を示している。図中、１は蒸発器、２は圧縮機、３は凝縮器、４は、凝縮器３の出口側に接続されて高圧の液体冷媒を収容する受液器、１０は膨張弁である。これらによって冷凍サイクルが形成されており、例えば自動車の室内冷房装置（カーエアコン）に用いられる。
【００１０】
膨張弁１０の本体ブロック１１には、受液器４から高圧冷媒を送ってくる高圧冷媒配管５１の端部を差し込み接続するための高圧冷媒流入孔１３が側面に穿設され、それと直交して、弁体１６が配置される弁体配置孔１９が本体ブロック１１の底面側から穿設されている。
【００１１】
そして、弁体配置孔１９の孔底面の中心位置に弁座孔１５が形成され、弁座孔１５の裏側位置から蒸発器１の入口に接続される冷媒膨張流路２２が、高圧冷媒流入孔１３と平行に形成されている。
【００１２】
高圧冷媒流入孔１３と弁体配置孔１９とは、高圧冷媒流入孔１３側から本体ブロック１１に穿設された連通孔４９によって連通接続されている。この弁体配置孔１９は、高圧冷媒流入孔１３の底面の軸線位置に対して弁体配置孔１９の開口端側に偏心した位置から弁体配置孔１９の側面に向かって、且つ高圧冷媒流入孔１３の底面と弁体配置孔１９の側面の双方からはみ出さないように本体ブロック１１に穿設されている。
【００１３】
したがって、矢視IIを図示する図２にも示されるように、連通孔４９は完全な円形断面形状で高圧冷媒流入孔１３の底面から弁体配置孔１９内に抜けており、加工時にバリの発生が少ないだけでなく、加工後のバリ取り処理を非常に容易に行うことができる。
【００１４】
このようにして、途中に加工バリのない高圧冷媒流路が、高圧冷媒流入孔１３、連通孔４９、弁体配置孔１９及び冷媒膨張流路２２によって形成され、弁座孔１５が、その高圧冷媒流路の途中を細く絞った形になっている。
【００１５】
また、高圧冷媒流入孔１３及び冷媒膨張流路２２と平行に、蒸発器１から圧縮機２へ送り出される低温低圧の冷媒ガスを通すための低圧冷媒流路１２が本体ブロック１１を貫通して形成されている。
【００１６】
さらに、弁座孔１５の中心軸線の延長線位置に本体ブロック１１に穿設された貫通孔１４が、低圧冷媒流路１２と冷媒膨張流路２２との間を貫通している。また、低圧冷媒流路１２から外方に抜けるように、貫通孔１４と同じ向きに形成された開口部には、パワーエレメントユニット３０が取り付けられている。２６は、シール用のＯリングである。
【００１７】
弁体配置孔１９内には、弁座孔１５に上流側から対向して球状の弁体１６が配置されている。その結果、弁体１６と弁座孔１５の入口部との間の隙間の最も狭い部分が高圧冷媒流路の絞り部になり、そこから蒸発器１に到る冷媒膨張流路２２内において、高圧冷媒が断熱膨張する。
【００１８】
弁体１６は例えばステンレス鋼等の金属により形成されており、弁体１６が面する弁座孔１５の開口端は、テーパ状の面取りがされて外側へ広がった形状に形成されている。
【００１９】
弁体１６は、弁体配置孔１９内に配置された圧縮コイルスプリング１７によって弁座孔１５に接近する方向（即ち、閉じ方向）に付勢されている。その圧縮コイルスプリング１７の径の細い方の端部に、弁体１６が溶接等（接着、半田付けその他）によって直接固着されている。
【００２０】
弁体配置孔１９の外端寄りの位置には、圧縮コイルスプリング１７の基端側を受けるスプリング受け１８が外方からねじ込まれて取り付けられている。２１は、シール用のＯリングである。
【００２１】
貫通孔１４内に挿通されたロッド２０は、軸線方向に摺動自在に設けられていて、その上端はパワーエレメントユニット３０の内部に達し、中間部分が低圧冷媒流路１２を垂直に横切って貫通孔１４内に嵌合し、下端は、弁座孔１５内を通って弁体１６の頭部に当接している。なおロッド２０は、弁座孔１５の壁面との間が冷媒流路になるよう、弁座孔１５に比べて細く形成されている。
【００２２】
パワーエレメントユニット３０は、剛性の高いステンレス鋼板製のハウジング３１で囲まれており、その半部は、ハウジング３１と可撓性のある金属製薄板（例えば厚さ０．１ｍｍのステンレス鋼板）からなるダイアフラム３２とによって気密に囲まれた気密室３０ａになっている。
【００２３】
気密室３０ａ内には、冷媒流路（１２，１３，２２等）内に流されている冷媒と同じか又は性質の似ている飽和蒸気状態のガスが封入されていて、ガス封入用の注入孔は、ステンレス鋼製の栓３４を溶接して閉塞されている。
【００２４】
ダイアフラム３２の裏面に面して、大きな皿状に形成されたダイアフラム受け盤３３が配置されていて、ダイアフラム受け盤３３の裏面にロッド２０の端部が当接している。したがってロッド２０は、軸線方向に進退自在にダイアフラム受け盤３３と弁体１６との間に挟み付けられた状態に配置されている。
【００２５】
ダイアフラム受け盤３３の裏面の中央部分には斜面３６が形成され、ダイアフラム受け盤３３の周辺部を折り曲げて形成された複数の脚状部３３ａは、ハウジング３１の内周面に緩く嵌合してダイアフラム受け盤３３の姿勢を安定させる機能を有している。
【００２６】
本体ブロック１１に形成された貫通孔１４部分にはロッド２０の中間部分が嵌合しており、貫通孔１４の低圧冷媒流路側開口部１４ａから少し離れた位置には、ロッド２０に突起２３が突設されている。この突起２３は、ロッド２０を側方から押しつぶして形成されている。
【００２７】
このように突起２３が形成されていることにより、ロッド２０がそれ以上貫通孔１４内に入り込まないので、組み立て時にロッド２０を安定した状態に保持することができる。なお、貫通孔１４の低圧冷媒流路側開口部１４ａは、テーパ状に面取りされている。
【００２８】
パワーエレメント３０のハウジング３１の低圧冷媒流路１２に面する部分の中央部分には、ロッド２０が端部近傍で摺動自在に嵌合するロッド受け３７が形成されており、これによってロッド２０のガタ付きが規制されて騒音の発生が抑制されている。
【００２９】
ロッド受け３７の周囲の低圧冷媒流路１２に面する部分には、低圧冷媒流路１２内を通過する冷媒をパワーエレメントユニット３０内に少量だけ導くための冷媒通過孔３８がハウジング３１に穿設されており、低圧冷媒流路１２内を通過する冷媒の温度と圧力の状態変化がダイアフラム３２の裏面に遅延されて緩やかに伝達されるので、膨張弁１０が急激な動作変化をしない。
【００３０】
このように構成された膨張弁においては、低圧冷媒流路１２内を流れる低圧冷媒の温度が下がると、ダイアフラム３２の温度が下がって、パワーエレメントユニット３０の気密室３０ａ内の飽和蒸気ガスがダイアフラム３２の内表面で凝縮する。
【００３１】
すると、気密室３０ａ内の圧力が下がってダイアフラム３２が変位するので、ロッド２０が圧縮コイルスプリング１７に押されて移動し、その結果、弁体１６が弁座孔１５側に移動して高圧冷媒の流路面積が狭くなり、蒸発器１に送り込まれる冷媒の流量が減る。
【００３２】
低圧冷媒流路１２内を流れる低圧冷媒の温度が上がると、上記と逆の動作により、パワーエレメントユニット３０で押されたロッド２０によって弁体１６が弁座孔１５から離れる方向に移動させられ、高圧冷媒の流路面積が広がって、蒸発器１に送り込まれる高圧冷媒の流量が増える。
【００３３】
そして、この膨張弁１０は、連通孔４９部分を含め高圧冷媒流路中に加工バリがないので、冷媒が流れる際に発生する流動音が小さく、騒音源にならない。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、高圧冷媒流入孔と弁体配置孔とを連通接続するための連通孔を、高圧冷媒流入孔の底面の軸線位置に対して弁体配置孔の開口端側に偏心した位置から弁体配置孔の側面に向かって、高圧冷媒流入孔の底面と弁体配置孔の側面の双方からはみ出さないように本体ブロックに穿設したことにより、連通孔が完全な円形断面形状で高圧冷媒流入孔の底面から弁体配置孔内に抜けるので、連通孔の穿設加工時にバリの発生が少ないだけでなく、加工後のバリ取り処理を非常に容易に行うことができ、その結果、冷媒が流れる際に発生する流動音が小さくて、騒音源にならない静かな膨張弁を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の膨張弁の縦断面図である。
【図２】本発明の実施の形態の膨張弁の図１における矢視II図である。
【図３】従来の膨張弁の部分縦断面図である。
【図４】従来の膨張弁の図３における矢視IV図である。
【符号の説明】
１１本体ブロック
１３高圧冷媒流入孔
１５弁座孔
１６弁体
１９弁体配置孔
２２冷媒膨張流路
４９連通孔

Claims

蒸発器に送り込まれる高圧冷媒が通る高圧冷媒流路の途中を細く絞った形状に本体ブロックに形成された弁座孔に上流側から対向して弁体が配置され、上記蒸発器から送り出された低圧冷媒の温度と圧力に対応して動作するパワーエレメントによって上記弁体が開閉駆動されるようにした膨張弁であって、高圧冷媒が流入する高圧冷媒流入孔と上記弁体を配置するための弁体配置孔とが直交する向きに上記本体ブロックに穿設された膨張弁において、
上記高圧冷媒流入孔と上記弁体配置孔とを連通接続するための連通孔を、上記高圧冷媒流入孔の径の半分より小さな径の円形の断面形状に形成して、上記高圧冷媒流入孔の底面の軸線位置に対して上記弁体配置孔の開口端側に偏心した位置から上記弁体配置孔の側面に向かって、上記高圧冷媒流入孔の底面と上記弁体配置孔の側面の双方からはみ出さないように上記本体ブロックに穿設したことを特徴とする膨張弁。