JP3827898B2 - 膨張弁 - Google Patents
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Description
【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 (1)
- 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。
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