JP4109055B2 - 電気式膨張弁 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空調機の冷凍サイクル等において用いる電気式膨張弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空調機等の冷凍サイクルにおいて、介装されている膨張弁の冷媒の流動量を急増させたい場合において膨張弁の冷媒の流動量には限界があるばかりでなく、例えば圧縮機の出力変動等によって流路内に所定圧以上の高い冷媒圧が発生した場合に、膨張弁の機能に障害が生じたり或いは膨張弁が損傷する惧れがあった。従来、この膨張弁の冷媒の流動量を急増させたい場合や高い冷媒圧が発生した場合に対する対応手段は必ずしも充分ではなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解消することにあり、空調機の冷凍サイクル等において用いる電気式膨張弁において、流体の流動量を所定量以上において急増させることができ、また、所定圧以上の冷媒圧が発生したときは、速やかに所定圧以下の冷媒圧に戻すことができるようにすることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明は、以下の手段を採用した。即ち、
請求項１記載の電気式膨張弁は、ブロック本体に流体入口と流体出口とを設け、これらの出入口間の流体通路に弁室を形成し、該弁室の底部に弁シート嵌合孔を形成し、更に、該弁シート嵌合孔に弁シートを弁シート支持バネにより弾持させて設けると共に、電動式の弁体作動部により弁シートに離接して流体通路を開閉する弁体を設け、前記弁シートは、その中心位置に形成された弁シート孔と第１の円筒部と第２の円筒部とからなり、これらの円筒部は内側段部及び外側段部を介して同心状に一体に形成され、前記第１の円筒部の外周には流体入口からの通路と弁室とを連通させるための均圧孔が当該弁シートの軸線方向に沿って形成され、前記弁シート支持バネは、前記弁シートの外側段部と前記弁シート嵌合孔に設けられたバネ支持段部との間に配置され、前記流体入口と前記弁室との間の流体通路を入口通路とし、該入口通路に前記流体出口に連通するバイパス孔を設けると共に該バイパス孔を開閉させる流体圧制御弁を設け、該流体圧制御弁は、前記バイパス孔に当接する第１流体圧受部と、径大部から成る第２流体圧受部と、前記第１流体圧受部と前記第２流体圧受部の中間部に肩部とが形成され前記バイパス孔を所定圧で閉方向に弾持されている副弁体を具備し、所定の高圧冷媒が前記流体入口から供給されて、前記弁体の開度を所定以上に大きくした場合は、前記弁シート支持バネに抗して高圧冷媒が前記弁シートを押し上げることにより、前記弁シート孔と前記弁シートとの間が広まり、冷媒の流路面積が拡大して、大容量の冷媒を流出させ、前記所定の高圧冷媒より更に高圧の冷媒圧となった場合は、当該高圧冷媒が前記弾持力に抗して前記副弁体を前記バイパス孔から離間させることで冷媒の流路面積が拡大し、前記バイパス孔から流入した高圧流体は前記第１流体圧受部、前記肩部及び前記第２流体圧受部に作用し、さらに前記副弁体は前記バイパス孔から離間し、冷媒は急速に前記流体出口から流出することを特徴とする。
【０００５】
請求項２記載の電気式膨張弁は、ブロック本体に流体入口と流体出口とを設け、これらの出入口間の流体通路に弁室を形成し、該弁室の底部に弁シート嵌合孔を形成し、更に、該弁シート嵌合孔に第１の弁シートを設けると共に、電動式の弁体作動部により第１の弁シートに離接して流体通路を開閉する第１の弁体を設け、前記流体通路の内、前記流体入口と前記弁室との間を入口通路とし、前記弁室と前記流体出口との間を出口通路とし、且つ、前記入口通路と前記出口通路との両通路に連通する出口支流路を設け、該出口支流路の入口通路側の開口部に一端側が離接する第２の弁シートを設け、且つ、該第２の弁シートの他端側に対し電磁式な作動により離接する第２の弁体を設け、前記第２の弁シートは、軸芯部に形成される弁孔と、前記入口通路内の冷媒圧を前記第２の弁体側に受けるための段部と、前記入口通路と前記第２の弁体の弁室とを連通している均圧孔とを有し、前記流体入口に連通して形成されている入口通路に前記流体出口に連通するバイパス孔を設けると共に該バイパス孔を開閉させる流体圧制御弁を設け、該流体圧制御弁は、前記バイパス孔に当接する第１流体圧受部と、径大部から成る第２流体圧受部と、前記第１流体圧受部と前記第２流体圧受部の中間部に肩部とが形成され前記バイパス孔を所定圧で閉方向に弾持されている副弁体を具備し、所定の高圧冷媒が前記流体入口から供給されて、前記第２の弁体を「開」とした場合、冷媒は前記入口通路、前記均圧孔，前記第２の弁体の弁室、前記第２の弁シートの弁孔、前記出口支流路を経由して前記流体出口から流出して前記第２の弁体の弁室の冷媒圧は前記入口通路内の冷媒圧より低くなることで、前記第２の弁シートは前記入口通路内から受ける冷媒圧により前記開口部から離間し、冷媒を流体出口から流出させ、前記所定の高圧冷媒より更に高圧の冷媒圧となった場合は、当該高圧冷媒が前記弾持力に抗して前記副弁体を前記バイパス孔から離間させることで冷媒の流路面積が拡大し、前記バイパス孔から流入した高圧流体は前記第１流体圧受部、前記肩部及び前記第２流体圧受部に作用し、さらに前記副弁体は前記バイパス孔から離間し、冷媒は急速に前記流体出口から流出することを特徴とする。
請求項３記載の電気式膨張弁は、請求項２記載の電気式膨張弁において、前記出口支流路の出口は、前記出口通路とは別に、前記ブロック本体に設けた第２流体出口に接続することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
【実施例１】
実施例１について図面を用いて説明する。なお、図１はその縦断面図、図２は図１におけるＣ部詳細図である。なお、以下、図面に従って説明するが、上・下・左・右・表・裏という表現は、図面の記載に伴うものであり、実際の位置関係とは、必ずしも一致するものではない。
【０００９】
実施例１にかかる電気式膨張弁は、ブロック本体１と、ブロック本体１に付設された弁体作動部２０とからなる。
【００１０】
まず、ブロック本体１について説明する。
ブロック本体１は、図１に示すように、正面視略Ｌ字形で所定の前後幅のアルミニウム合金等からなるブロックで構成されており、その上面１ａには、弁本体取付孔２が形成されると共に、その左側面１ｄには流体入口３が設けられ、該流体入口３に連通して入口通路４が右側面１ｃに向かって穿設され、その端部は弁室８を形成している。また、該入口通路４内には、冷媒を濾過するためのストレナー５が配置されている。さらに、ブロック本体１の下面１ｂには流体出口６が形成されると共に、流体出口６に連通して出口通路７が上面１ａに向けて形成され、その上部に形成された弁シート嵌合孔９を介して弁室８に連通している。
【００１１】
弁本体取付孔２には、シール材、例えばガスケット（図示せず）を介して弁本体１０が取り付けられている。また、弁本体１０の上部の中心部にはネジ筒１１が設けられている。前記ネジ筒１１の外周には雄ネジ１１ａが形成されると共に、その下部には均圧孔３３が穿設されている。また、弁本体１０には、ネジ筒１１に隣接してストッパ１２が植設されている。
【００１２】
次に、弁本体１０の上部に取り付けられる弁体作動部２０について説明する。弁体作動部２０は、図１に示すように、ステータコイル２２、モータハウジング２１、ロータ２３、スリーブ２４等からなり、弁本体１０の上面に一体に溶着されるキャン２９の外面にステータコイル２２がボビンに捲き回されて配置され、モータハウジング２１に覆われており、上記キャン２９の内部にはロータ２３及びロータ２３と一体のスリーブ２４が配置される。そして、スリーブ２４の孔部２４ｂの内周面には雌ネジ２４ａが形成され、該雌ネジ２４ａは上記のネジ筒１１外周の雄ネジ１１ａと噛み合っている。
なお、スリーブ２４に対してロータ２３はその上部から平バネ２５によって押圧されていると共に、平バネ２５は止め輪２６によってスリーブ２４に一体化されている。また、スリーブ２４の下部にはストッパ２８が下方に向けて設けられ、弁本体１０側に植設されたストッパ１２と係合するようになっている。
【００１３】
また、スリーブ２４の中心部の孔部には、弁体３４と一体の弁棒３０が挿通され、該弁棒３０の上部はスリーブ２４の上部に回転可能に嵌合されている。また、弁棒３０の上端部にはカラー２７が設けられ、スリーブ２４に対して下方向にバネ荷重を受けている弁棒３０を一体に構成している。更に、スリーブ２４の中心部の孔部内において、スリーブ２４の上端内壁に配置されたリング状のバネ押え３２'と弁棒３０の段部３２との間に上バネ３１が介装されており、所定圧で弁棒３０を下方に押圧している。この結果、上バネ３１は弁体３４を前記所定圧で弁シート材４０に押し付けていることになる。
【００１４】
ブロック本体１の上面１ａに形成された弁本体取付孔２には弁本体１０に形成された円筒部１０ａが装着される。また、弁本体取付孔２に連続して形成された上記弁シート嵌合孔９には略円筒状の弁シート４０が上下動可能に嵌合される。弁シート４０は、図２に示すように、第１の円筒部４０ｂと第２の円筒部４０ｃとからなり、これらの円筒部４０ｂ，４０ｃは内側段部９ｂ及び外側段部９ｃを介して同心状に一体に形成されると共にこれら円筒部４０ｂ，４０ｃの中心部に弁シート孔４０ａが形成されている。そして、第１の円筒部４０ｂの上端部には流体圧受部４１がリング状に形成され、外側段部９ｃは弁本体１に形成されたバネ支持段部９ａと共にバネ受部を構成しており、内側段部９ｂは弁体３４に対する弁座部を形成している。
【００１５】
更に、弁シート４０の第１の円筒部４０ｂの外周で入口通路４側には上下方向、すなわち弁シート４０の軸線方向に沿って均圧孔４４が入口通路４と弁室８とを連通させるために形成されている。なお、均圧孔４４の代りに第１の円筒部４０ｂの側壁に貫通孔を形成してもよい。また、弁シート４０の外側段部９ｃとバネ支持段部９ａとの間には弁シート支持バネ４３が配置され、弁シート４０を上方に弾持している。そして、弁シート４０は流体圧受部４１及び内側段部９ｂに所定圧以上の流体圧が作動すると弁シート支持バネ４３に抗して下動するように設定されている。
なお、実施例１にかかる電気式膨張弁において、上記冷媒の所定圧とは、電気式膨張弁或いは電気式膨張弁を用いている冷凍サイクルにとって適宜設定される機能上或いは構造上、許容される冷媒圧であり、所定圧以上の冷媒圧とは、それ以上の冷媒圧をいう。この所定圧は、電気式膨張弁の構造や適用する分野によって適宜設定される。
【００１６】
流体入口３から入口通路４に流入した冷媒は、均圧孔４４を通って弁室８に入り、更に、弁体３４が内側段部９ｂから離れている開状態では、冷媒は弁室８から弁体３４と弁シート４０の隙間を介して膨張され弁シート孔４０ａを経て出口通路７を通って流体出口６から流出する。
実施例１の電気式膨張弁において、流体入口３から冷媒が流入している状態では、弁体３４が所定以上の開度となると、弁シート４０は受ける冷媒圧の荷重により上動し、一挙に冷媒は出口通路７から流出することになる。
【００１７】
高い冷媒圧が入口通路４内に発生した場合に備えて、その冷媒圧に対応させるためにバイパス手段が付加されている。
即ち、図１に示すように、ブロック本体１の入口通路４の中途部にバイパス孔５１が形成され、該バイパス孔５１に連通させて制御弁孔５２がブロック本体１の下面１ｂに達するまで形成され、該制御弁孔５２の中途部からは横方向に制御弁副孔５７が穿設され、出口通路７と連通し、更に、制御弁副孔５７の右端はブロック本体１の右側面１ｃに開口すると共に、該開口部は蓋体５６により閉止されている。なお、制御弁孔５２の上部は小径部５２ａとなっている。
【００１８】
前記制御弁孔５２には、流体圧制御弁５０が配置される。該流体圧制御弁５０としては、バイパス孔５１に対向する位置に副弁体５３が配置され、該副弁体５３は、下バネ５４によって上方、即ち、バイパス孔５１を「閉」とする方向に弾圧されている。また、下バネ５４の下方は調整穴５５ａが形成された下バネ押え５５によって支持され、さらに、制御弁孔５２の下部開口部は蓋体５８によって閉止されている。前記副弁体５３には、バイパス孔５１に当接する第１流体圧受部５３ａ及び径大部から成る第２流体圧受部５３ｃとが形成され、その中間部に肩部５３ｂが形成されている。
【００１９】
したがって、副弁体５３においては、第１流体圧受部５３ａに加えて肩部５３ｂ及び第２流体圧受部５３ｃにより広い面積で高圧冷媒を受けることになるから、副弁体５３は急激に大きな流体圧による荷重を受けて下動し、急速に冷媒が流れることになる。
【００２０】
上記構成により、空調機の冷凍サイクル等において実施例１の電気式膨張弁を用いた場合は、所定の高圧冷媒が流体入口３から供給され、電気式膨張弁で高圧冷媒は膨張されて低圧となり、流体出口６から低圧低温冷媒となって流出する。この間に、ステータコイル２２へのパルス電流の入力に応じて弁体３４の開度を所定以上に大きくした場合は、弁室８内の冷媒が一挙に弁シート材４０と弁体３４との隙間を介して流れ出し、弁室８内の冷媒圧が低下する。その結果、弁シート支持バネ４３に抗して高圧冷媒が押す弁シート４０を弁シート嵌合孔９内で押し上げることにより、弁シート材嵌合孔９と弁シート４０との間が広まり、冷媒の流路面積が拡大して、一挙に大容量の冷媒を流出させる。また、その後、弁体３４の弁開度を所定以下に下げると、弁室８及び入口通路４の冷媒圧が上がって、通常の膨張弁作用が開始される。
【００２１】
また、更に冷媒が高圧の冷媒圧となったときは、流体圧制御弁５０が機能し、バイパス孔５１から速やかに冷媒を流出させることになる。
即ち、その高圧冷媒が下バネ５４のバネ圧に抗して副弁体５３押し下げることで冷媒の流路面積が更に拡大し、一挙に大容量の冷媒を流出させる。この時、バイパス孔５１から流入した高圧流体は副弁体５３の第１流体圧受部５３ａに加えて、肩部５３ｂ及び第２流体圧受部５３ｃにも作用し、受圧面積の拡大に伴う高荷重により、急速に副弁体５３は下動し、冷媒は急速に制御弁副孔５７に流れ出し、流体出口６から流出する。
この結果、電気式膨張弁や空調機の冷凍サイクルの機能の確実・安全性を一層向上させることができる。また、その後、冷媒の大容量流出によって、弁室８及び入口通路４の冷媒圧が下がって所定圧以下になると、通常の膨張弁作用が開始される。
【００２２】
【実施例２】
実施例２について、図３の縦断面図を用いて説明する。実施例２は、実施例１における弁シート４０の上動作用を無くし、冷媒を出口通路７へ一挙に流出させる動作を電磁式の弁部によって実現するのである。即ち、実施例２において、電動式の弁部Ａにおいては、弁シート４０'の構成が実施例１の弁シート４０と異なるのみであり、他の構成は実施例１と同一であるので、実施例１と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
実施例２は、実施例１の手段において、弁シート４０の構成を簡略化すると共に、流体入口３とバイパス孔５１との中途部に電磁式の弁体作動部６０によって駆動される弁部Ｂを付設したもので、この装置により、大容量の冷媒流量が必要な場合に対しては、出口支流路７ａをバイパスさせ、高い冷媒圧に対しては、実施例１と同様に、流体圧制御弁５０を機能させるものである。また、流体圧制御弁５０の構成については、実施例１と同じであるので、実施例１と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
上記弁シート４０は、実施例１では弁シート嵌合孔９に対して上下動可能に嵌合されているが、実施例２及び後述の実施例３においては、弁シート４０'は弁シート嵌合孔９'に固定状態で取り付けられる。即ち、円筒形状の弁シート４０'は、ブロック本体１'に形成された弁シート嵌合孔９'に圧入により固定され、その中心部に弁シート孔４０ａ'が形成され、円筒形状の弁シート４０'の上端が弁体３４の接離する弁座部４４'を形成し、弁シート４０'の下端は出口通路７に開口し、弁シート孔４０ａ'は出口通路７と連通する。
【００２３】
なお、実施例２或いは後述の実施例３にかかる電気式膨張弁において、上記冷媒の所定圧とは、電気式膨張弁或いは電気式膨張弁を用いている冷凍サイクルにとって機能上許容される冷媒圧のことであり、所定圧以上の冷媒圧とは、それ以上の冷媒圧をいう。
【００２４】
電磁式の弁部Ｂは、入口通路４'に隣接させて設けられる。即ち、正面視略直方体形状のブロック本体１'に形成された第２弁本体取付孔２'に取付具６７が装着され、該取付具６７の下部には弁シート７０が上下に摺動可能に嵌合されると共に弁シート７０の下部は入口通路４'内を貫通して出口支流路７ａの開口部７ｂに当接し、電磁式の弁部Ｂを作動させない限り、開口部７ｂを閉状態としている。また、弁シート７０は入口通路４'内において、径小となっており、この径小段部７０ｂで入口通路４'内の冷媒圧を上向き（弁体６８側）に受けることになる。換言すれば、電磁式の弁部Ｂを作動により、弁体６８が上動したとき、一時的に弁室７２内の冷媒が弁孔７１を介して流出することから低下することで、弁シート７０は入口通路４'内から受ける冷媒圧により上動し、その結果、開口部７ｂを開状態とするように構成されている。
また、上記取付具６７の上部には、弁シート７０の最上動位置を規定する弁シート受け６９ａを介してスリーブ６９が一体的に装着される。
上記弁シート７０の軸芯部には上下に弁孔７１が形成されると共に、その外周部には上下に均圧孔７０ａが形成される。この均圧孔７０ａは入口通路４'と弁室７２とを連通している。また弁孔７１の下端部出口は出口支流路７ａを介して出口通路７に連通している。
【００２５】
また、スリーブ６９の内部にはプランジャ６５が上下移動可能に配置され，その下端部にはボール状の弁体６８が装着されている。また，プランジャ６５の中心部には上下にプランジャ孔６５ｂが形成され、プランジャ６５の上部に形成されたバネ室６５ｃと下方の弁室７２とを連通している。なお、弁室７２は取付具６７内において、弁シート７０とプランジャ６５との間に形成されている。
また、前記バネ室６５ｃ内にはバネ６５ａが配置され、プランジャ６５の上部でスリーブ６９の上方部には吸引子６４が装着され、前記バネ６５ａの上部は吸引子６４の下面に当接している。なお、ソレノイドハウジング６１は吸引子６４に取付ボルト６４ａにより固定されている。
【００２６】
スリーブ６９の外周には弁部Ｂの弁体作動部６０が設けられる。弁体作動部６０は、コイル６２、コイル６２が捲き回されるボビン６３、これらをカバーするソレノイドハウジング６１、及びコイル６２に所定の電流を印加するリード線６２ａ等からなる。
【００２７】
上記構成により、空調機の冷凍サイクルにおいて実施例２においては、所定の高圧冷媒が流体入口３から供給され、弁体作動部２０によって動作される弁体３４の弁座部４４'への離接により、高圧冷媒は膨張されて低温となり、流体出口６から低圧低温冷媒となって流出する。
この間に、入口通路４'から冷媒流量を所定以上にしたいときは、リード線６２ａから所定電流が印加され吸引子６４が磁化してバネ６５ａに抗してプランジャ６５を上動させる。このプランジャ６５の上動により弁体６８も上動し、電磁式の弁部Ｂは「開」となる。
【００２８】
冷媒は入口通路４'、均圧孔７０ａ,弁室７２、弁孔７１及び出口支流路７ａを経由して流体出口６から流出することになる。その結果、上記のように弁室７２の冷媒圧は入口通路４'内の冷媒圧はより低くなるので、弁シート７０は入口通路４'内から受ける冷媒圧により上動し、その結果、開口部７ｂを開とし、弁部Ｂは開状態になり冷媒は一気に出口支流路７ａを経由して流体出口６から流出することになる。
また、更に冷媒が高圧（所定圧以上）となったときは、実施例１と同様に、流体圧制御弁５０が機能し、バイパス孔５１から速やかに冷媒を流出させることになる。即ち、その高圧冷媒が下バネ５４のバネ圧に抗して副弁体５３押し下げることで冷媒の流路面積が更に拡大し、一挙に大容量の冷媒を流出させる。この時、バイパス孔５１から流入した高圧流体は副弁体５３の第１流体圧受部５３ａに加えて、肩部５３ｂ及び第２流体圧受部５３ｃにも作用し、受圧面積の拡大に伴う高荷重により、急速に副弁体５３は下動し、冷媒は急速に制御弁副孔５７に流れ出し、流体出口６から流出する。
この結果、電気式膨張弁や空調機の冷凍サイクルの安全性を一層向上させることができる。また、その後、冷媒の大容量流出によって、弁室８及び入口通路４'の冷媒圧が下がって所定圧以下になると、通常の膨張弁作用が開始される。
なお、出口支流路７ａの横断面積を実施例１の弁シート材嵌合孔９の横断面積と同じにすることで、出口支流路７ａからの冷媒流動量を、実施例１と略同様の冷媒流動量とすることができる。
また、上記実施例２によれば、弁体作動部６０の電流印加を任意に行なうことができる。
【００２９】
【実施例３】
実施例３について、図４の縦断面図を用いて説明する。なお、実施例３において、実施例２と同じ構成部分については、同一符号を付し、また、その説明を省略している。
実施例３が実施例２と相違する点は、ブロック本体１"に流体出口６に加えて第２流体出口６ａを形成し、この第２流体出口６ａは出口支流路７ａに連通している点である。上記実施例３によれば、第１の所定圧以上の流体圧に対して弁体作動部６０が作動して弁部Ｂは開状態となるが、出口支流路７ａに至った冷媒は第２流体出口６ａから流出することになる。なお、所定圧以上の流体圧に対して、流体圧制御弁５０が「開」となることは実施例２と同様である。
【００３０】
【発明の効果】
上記構成により、本発明は下記の効果を奏する。即ち、
本発明の電気式膨張弁は、弁シートに対する弁体の開度を所定以上に設定して流体圧の荷重により流量を増大させることで、大容量の冷媒を流すことができ、膨張弁としての機能を円滑に行なわせ、構造上の保全を図ることができる。
【００３１】
また、本発明の電気式膨張弁は、上記効果に加えて、大容量の冷媒流量を弁シートの移動により行なわせることで、構成の簡素化を図ることができる。
【００３２】
更に、本発明の電気式膨張弁は、上記効果に加えて、流体の所定圧に対しては、流体入口に連通して形成されている入口通路にバイパス孔を設け、該バイパス孔を冷媒圧により開閉する流体圧制御弁によりバイパス孔を開閉させることで、冷媒が所定圧以上となることを防止しており、膨張弁としての機能において、一層確実な円滑性と構造上の保全を図ることができる。
【００３３】
また、本発明の電気式膨張弁は、所定圧に対しては、上記流体入口に連通して形成されている入口通路にバイパス孔を設け、該バイパス孔に付設されている流体圧制御弁により、速やかに冷媒を流出させることで、電気式膨張弁内の流体圧を所定値以下に押え、膨張弁としての機能を円滑に行なわせ、構造上の保全を図ることができることに加えて、電磁式の弁体作動部の設定及びその変更が容易である。
【００３４】
また、本発明の電気式膨張弁は、上記出口支流路の出口は、上記出口通路とは別に、ブロック本体に設けた第２流体出口に接続することで、第２の流体の流体出口を分離することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施例１の縦断面図。
【図２】図１のＣ部詳細図。
【図３】本発明に係る実施例２の縦断面図。
【図４】本発明に係る実施例３の縦断面図。
【符号の説明】
Ａ・・電動式の弁部 Ｂ・・電磁式の弁部 １，１'，１"・・・ブロック本体
１ａ・・上面 １ｂ・・下面 １ｃ・・右側面 １ｄ・・左側面
２・・・弁本体取付孔 ２'・・・第２弁本体取付孔
３・・・流体入口 ４，４'・・・入口通路 ５・・・ストレナー
６・・・流体出口 ６ａ・・・第２流体出口
７・・・出口通路 ７ａ・・出口支流路 ７ｂ・・開口部
８・・・弁室
９，９'・・・弁シート嵌合孔 ９ａ・・バネ支持段部 ９ｂ・・内側段部
９ｃ・・外側段部 １０・・弁本体 １０ａ・・円筒部
１１・・ネジ筒 １１ａ・・雄ネジ １２・・ストッパ
２０・・（電動式の）弁体作動部 ２１・・モータハウジング
２２・・ステータコイル ２３・・ロータ
２４・・スリーブ ２４ａ・・雌ネジ ２４ｂ・・孔部
２５・・平バネ ２６・・止め輪 ２７・・カラー
２８・・ストッパ ２９・・キャン ３０・・弁棒
３１・・上バネ ３２・・段部 ３２'・・バネ押え
３３・・均圧孔 ３４・・弁体 ４０、４０'・・弁シート
４０ａ，４０ａ'・・弁シート孔
４０ｂ・・（第１の）円筒部 ４０ｃ・・（第２の）円筒部
４１・・流体圧受部 ４３・・弁シート支持バネ
４４・・均圧孔 ４４'・・弁座部
５０・・流体圧制御弁
５１・・バイパス孔 ５２・・制御弁孔 ５２ａ・・小径部
５３・・副弁体 ５３ａ・・第１流体圧受部 ５３ｂ・・肩部
５３ｃ・・第２流体圧受部 ５４・・下バネ ５５・・下バネ押え
５５ａ・・調整穴 ５６・・蓋体 ５７・・制御弁副孔 ５８・・蓋体
６０・・（電磁式の）弁体作動部 ６１・・ソレノイドハウジング
６２・・コイル ６２ａ・・リード線 ６３・・ボビン
６４・・吸引子 ６４ａ・・取付ボルト ６５・・プランジャ
６５ａ・・バネ ６５ｂ・・プランジャ孔 ６５ｃ・・バネ室
６７・・取付具 ６８・・弁体 ６９・・スリーブ ６９ａ・・弁シート受け
７０・・弁シート ７０ａ・・均圧孔 ７０ｂ・・段部
７１・・弁孔 ７２・・弁室
【発明の属する技術分野】
本発明は、空調機の冷凍サイクル等において用いる電気式膨張弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空調機等の冷凍サイクルにおいて、介装されている膨張弁の冷媒の流動量を急増させたい場合において膨張弁の冷媒の流動量には限界があるばかりでなく、例えば圧縮機の出力変動等によって流路内に所定圧以上の高い冷媒圧が発生した場合に、膨張弁の機能に障害が生じたり或いは膨張弁が損傷する惧れがあった。従来、この膨張弁の冷媒の流動量を急増させたい場合や高い冷媒圧が発生した場合に対する対応手段は必ずしも充分ではなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解消することにあり、空調機の冷凍サイクル等において用いる電気式膨張弁において、流体の流動量を所定量以上において急増させることができ、また、所定圧以上の冷媒圧が発生したときは、速やかに所定圧以下の冷媒圧に戻すことができるようにすることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明は、以下の手段を採用した。即ち、
請求項１記載の電気式膨張弁は、ブロック本体に流体入口と流体出口とを設け、これらの出入口間の流体通路に弁室を形成し、該弁室の底部に弁シート嵌合孔を形成し、更に、該弁シート嵌合孔に弁シートを弁シート支持バネにより弾持させて設けると共に、電動式の弁体作動部により弁シートに離接して流体通路を開閉する弁体を設け、前記弁シートは、その中心位置に形成された弁シート孔と第１の円筒部と第２の円筒部とからなり、これらの円筒部は内側段部及び外側段部を介して同心状に一体に形成され、前記第１の円筒部の外周には流体入口からの通路と弁室とを連通させるための均圧孔が当該弁シートの軸線方向に沿って形成され、前記弁シート支持バネは、前記弁シートの外側段部と前記弁シート嵌合孔に設けられたバネ支持段部との間に配置され、前記流体入口と前記弁室との間の流体通路を入口通路とし、該入口通路に前記流体出口に連通するバイパス孔を設けると共に該バイパス孔を開閉させる流体圧制御弁を設け、該流体圧制御弁は、前記バイパス孔に当接する第１流体圧受部と、径大部から成る第２流体圧受部と、前記第１流体圧受部と前記第２流体圧受部の中間部に肩部とが形成され前記バイパス孔を所定圧で閉方向に弾持されている副弁体を具備し、所定の高圧冷媒が前記流体入口から供給されて、前記弁体の開度を所定以上に大きくした場合は、前記弁シート支持バネに抗して高圧冷媒が前記弁シートを押し上げることにより、前記弁シート孔と前記弁シートとの間が広まり、冷媒の流路面積が拡大して、大容量の冷媒を流出させ、前記所定の高圧冷媒より更に高圧の冷媒圧となった場合は、当該高圧冷媒が前記弾持力に抗して前記副弁体を前記バイパス孔から離間させることで冷媒の流路面積が拡大し、前記バイパス孔から流入した高圧流体は前記第１流体圧受部、前記肩部及び前記第２流体圧受部に作用し、さらに前記副弁体は前記バイパス孔から離間し、冷媒は急速に前記流体出口から流出することを特徴とする。
【０００５】
請求項２記載の電気式膨張弁は、ブロック本体に流体入口と流体出口とを設け、これらの出入口間の流体通路に弁室を形成し、該弁室の底部に弁シート嵌合孔を形成し、更に、該弁シート嵌合孔に第１の弁シートを設けると共に、電動式の弁体作動部により第１の弁シートに離接して流体通路を開閉する第１の弁体を設け、前記流体通路の内、前記流体入口と前記弁室との間を入口通路とし、前記弁室と前記流体出口との間を出口通路とし、且つ、前記入口通路と前記出口通路との両通路に連通する出口支流路を設け、該出口支流路の入口通路側の開口部に一端側が離接する第２の弁シートを設け、且つ、該第２の弁シートの他端側に対し電磁式な作動により離接する第２の弁体を設け、前記第２の弁シートは、軸芯部に形成される弁孔と、前記入口通路内の冷媒圧を前記第２の弁体側に受けるための段部と、前記入口通路と前記第２の弁体の弁室とを連通している均圧孔とを有し、前記流体入口に連通して形成されている入口通路に前記流体出口に連通するバイパス孔を設けると共に該バイパス孔を開閉させる流体圧制御弁を設け、該流体圧制御弁は、前記バイパス孔に当接する第１流体圧受部と、径大部から成る第２流体圧受部と、前記第１流体圧受部と前記第２流体圧受部の中間部に肩部とが形成され前記バイパス孔を所定圧で閉方向に弾持されている副弁体を具備し、所定の高圧冷媒が前記流体入口から供給されて、前記第２の弁体を「開」とした場合、冷媒は前記入口通路、前記均圧孔，前記第２の弁体の弁室、前記第２の弁シートの弁孔、前記出口支流路を経由して前記流体出口から流出して前記第２の弁体の弁室の冷媒圧は前記入口通路内の冷媒圧より低くなることで、前記第２の弁シートは前記入口通路内から受ける冷媒圧により前記開口部から離間し、冷媒を流体出口から流出させ、前記所定の高圧冷媒より更に高圧の冷媒圧となった場合は、当該高圧冷媒が前記弾持力に抗して前記副弁体を前記バイパス孔から離間させることで冷媒の流路面積が拡大し、前記バイパス孔から流入した高圧流体は前記第１流体圧受部、前記肩部及び前記第２流体圧受部に作用し、さらに前記副弁体は前記バイパス孔から離間し、冷媒は急速に前記流体出口から流出することを特徴とする。
請求項３記載の電気式膨張弁は、請求項２記載の電気式膨張弁において、前記出口支流路の出口は、前記出口通路とは別に、前記ブロック本体に設けた第２流体出口に接続することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
【実施例１】
実施例１について図面を用いて説明する。なお、図１はその縦断面図、図２は図１におけるＣ部詳細図である。なお、以下、図面に従って説明するが、上・下・左・右・表・裏という表現は、図面の記載に伴うものであり、実際の位置関係とは、必ずしも一致するものではない。
【０００９】
実施例１にかかる電気式膨張弁は、ブロック本体１と、ブロック本体１に付設された弁体作動部２０とからなる。
【００１０】
まず、ブロック本体１について説明する。
ブロック本体１は、図１に示すように、正面視略Ｌ字形で所定の前後幅のアルミニウム合金等からなるブロックで構成されており、その上面１ａには、弁本体取付孔２が形成されると共に、その左側面１ｄには流体入口３が設けられ、該流体入口３に連通して入口通路４が右側面１ｃに向かって穿設され、その端部は弁室８を形成している。また、該入口通路４内には、冷媒を濾過するためのストレナー５が配置されている。さらに、ブロック本体１の下面１ｂには流体出口６が形成されると共に、流体出口６に連通して出口通路７が上面１ａに向けて形成され、その上部に形成された弁シート嵌合孔９を介して弁室８に連通している。
【００１１】
弁本体取付孔２には、シール材、例えばガスケット（図示せず）を介して弁本体１０が取り付けられている。また、弁本体１０の上部の中心部にはネジ筒１１が設けられている。前記ネジ筒１１の外周には雄ネジ１１ａが形成されると共に、その下部には均圧孔３３が穿設されている。また、弁本体１０には、ネジ筒１１に隣接してストッパ１２が植設されている。
【００１２】
次に、弁本体１０の上部に取り付けられる弁体作動部２０について説明する。弁体作動部２０は、図１に示すように、ステータコイル２２、モータハウジング２１、ロータ２３、スリーブ２４等からなり、弁本体１０の上面に一体に溶着されるキャン２９の外面にステータコイル２２がボビンに捲き回されて配置され、モータハウジング２１に覆われており、上記キャン２９の内部にはロータ２３及びロータ２３と一体のスリーブ２４が配置される。そして、スリーブ２４の孔部２４ｂの内周面には雌ネジ２４ａが形成され、該雌ネジ２４ａは上記のネジ筒１１外周の雄ネジ１１ａと噛み合っている。
なお、スリーブ２４に対してロータ２３はその上部から平バネ２５によって押圧されていると共に、平バネ２５は止め輪２６によってスリーブ２４に一体化されている。また、スリーブ２４の下部にはストッパ２８が下方に向けて設けられ、弁本体１０側に植設されたストッパ１２と係合するようになっている。
【００１３】
また、スリーブ２４の中心部の孔部には、弁体３４と一体の弁棒３０が挿通され、該弁棒３０の上部はスリーブ２４の上部に回転可能に嵌合されている。また、弁棒３０の上端部にはカラー２７が設けられ、スリーブ２４に対して下方向にバネ荷重を受けている弁棒３０を一体に構成している。更に、スリーブ２４の中心部の孔部内において、スリーブ２４の上端内壁に配置されたリング状のバネ押え３２'と弁棒３０の段部３２との間に上バネ３１が介装されており、所定圧で弁棒３０を下方に押圧している。この結果、上バネ３１は弁体３４を前記所定圧で弁シート材４０に押し付けていることになる。
【００１４】
ブロック本体１の上面１ａに形成された弁本体取付孔２には弁本体１０に形成された円筒部１０ａが装着される。また、弁本体取付孔２に連続して形成された上記弁シート嵌合孔９には略円筒状の弁シート４０が上下動可能に嵌合される。弁シート４０は、図２に示すように、第１の円筒部４０ｂと第２の円筒部４０ｃとからなり、これらの円筒部４０ｂ，４０ｃは内側段部９ｂ及び外側段部９ｃを介して同心状に一体に形成されると共にこれら円筒部４０ｂ，４０ｃの中心部に弁シート孔４０ａが形成されている。そして、第１の円筒部４０ｂの上端部には流体圧受部４１がリング状に形成され、外側段部９ｃは弁本体１に形成されたバネ支持段部９ａと共にバネ受部を構成しており、内側段部９ｂは弁体３４に対する弁座部を形成している。
【００１５】
更に、弁シート４０の第１の円筒部４０ｂの外周で入口通路４側には上下方向、すなわち弁シート４０の軸線方向に沿って均圧孔４４が入口通路４と弁室８とを連通させるために形成されている。なお、均圧孔４４の代りに第１の円筒部４０ｂの側壁に貫通孔を形成してもよい。また、弁シート４０の外側段部９ｃとバネ支持段部９ａとの間には弁シート支持バネ４３が配置され、弁シート４０を上方に弾持している。そして、弁シート４０は流体圧受部４１及び内側段部９ｂに所定圧以上の流体圧が作動すると弁シート支持バネ４３に抗して下動するように設定されている。
なお、実施例１にかかる電気式膨張弁において、上記冷媒の所定圧とは、電気式膨張弁或いは電気式膨張弁を用いている冷凍サイクルにとって適宜設定される機能上或いは構造上、許容される冷媒圧であり、所定圧以上の冷媒圧とは、それ以上の冷媒圧をいう。この所定圧は、電気式膨張弁の構造や適用する分野によって適宜設定される。
【００１６】
流体入口３から入口通路４に流入した冷媒は、均圧孔４４を通って弁室８に入り、更に、弁体３４が内側段部９ｂから離れている開状態では、冷媒は弁室８から弁体３４と弁シート４０の隙間を介して膨張され弁シート孔４０ａを経て出口通路７を通って流体出口６から流出する。
実施例１の電気式膨張弁において、流体入口３から冷媒が流入している状態では、弁体３４が所定以上の開度となると、弁シート４０は受ける冷媒圧の荷重により上動し、一挙に冷媒は出口通路７から流出することになる。
【００１７】
高い冷媒圧が入口通路４内に発生した場合に備えて、その冷媒圧に対応させるためにバイパス手段が付加されている。
即ち、図１に示すように、ブロック本体１の入口通路４の中途部にバイパス孔５１が形成され、該バイパス孔５１に連通させて制御弁孔５２がブロック本体１の下面１ｂに達するまで形成され、該制御弁孔５２の中途部からは横方向に制御弁副孔５７が穿設され、出口通路７と連通し、更に、制御弁副孔５７の右端はブロック本体１の右側面１ｃに開口すると共に、該開口部は蓋体５６により閉止されている。なお、制御弁孔５２の上部は小径部５２ａとなっている。
【００１８】
前記制御弁孔５２には、流体圧制御弁５０が配置される。該流体圧制御弁５０としては、バイパス孔５１に対向する位置に副弁体５３が配置され、該副弁体５３は、下バネ５４によって上方、即ち、バイパス孔５１を「閉」とする方向に弾圧されている。また、下バネ５４の下方は調整穴５５ａが形成された下バネ押え５５によって支持され、さらに、制御弁孔５２の下部開口部は蓋体５８によって閉止されている。前記副弁体５３には、バイパス孔５１に当接する第１流体圧受部５３ａ及び径大部から成る第２流体圧受部５３ｃとが形成され、その中間部に肩部５３ｂが形成されている。
【００１９】
したがって、副弁体５３においては、第１流体圧受部５３ａに加えて肩部５３ｂ及び第２流体圧受部５３ｃにより広い面積で高圧冷媒を受けることになるから、副弁体５３は急激に大きな流体圧による荷重を受けて下動し、急速に冷媒が流れることになる。
【００２０】
上記構成により、空調機の冷凍サイクル等において実施例１の電気式膨張弁を用いた場合は、所定の高圧冷媒が流体入口３から供給され、電気式膨張弁で高圧冷媒は膨張されて低圧となり、流体出口６から低圧低温冷媒となって流出する。この間に、ステータコイル２２へのパルス電流の入力に応じて弁体３４の開度を所定以上に大きくした場合は、弁室８内の冷媒が一挙に弁シート材４０と弁体３４との隙間を介して流れ出し、弁室８内の冷媒圧が低下する。その結果、弁シート支持バネ４３に抗して高圧冷媒が押す弁シート４０を弁シート嵌合孔９内で押し上げることにより、弁シート材嵌合孔９と弁シート４０との間が広まり、冷媒の流路面積が拡大して、一挙に大容量の冷媒を流出させる。また、その後、弁体３４の弁開度を所定以下に下げると、弁室８及び入口通路４の冷媒圧が上がって、通常の膨張弁作用が開始される。
【００２１】
また、更に冷媒が高圧の冷媒圧となったときは、流体圧制御弁５０が機能し、バイパス孔５１から速やかに冷媒を流出させることになる。
即ち、その高圧冷媒が下バネ５４のバネ圧に抗して副弁体５３押し下げることで冷媒の流路面積が更に拡大し、一挙に大容量の冷媒を流出させる。この時、バイパス孔５１から流入した高圧流体は副弁体５３の第１流体圧受部５３ａに加えて、肩部５３ｂ及び第２流体圧受部５３ｃにも作用し、受圧面積の拡大に伴う高荷重により、急速に副弁体５３は下動し、冷媒は急速に制御弁副孔５７に流れ出し、流体出口６から流出する。
この結果、電気式膨張弁や空調機の冷凍サイクルの機能の確実・安全性を一層向上させることができる。また、その後、冷媒の大容量流出によって、弁室８及び入口通路４の冷媒圧が下がって所定圧以下になると、通常の膨張弁作用が開始される。
【００２２】
【実施例２】
実施例２について、図３の縦断面図を用いて説明する。実施例２は、実施例１における弁シート４０の上動作用を無くし、冷媒を出口通路７へ一挙に流出させる動作を電磁式の弁部によって実現するのである。即ち、実施例２において、電動式の弁部Ａにおいては、弁シート４０'の構成が実施例１の弁シート４０と異なるのみであり、他の構成は実施例１と同一であるので、実施例１と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
実施例２は、実施例１の手段において、弁シート４０の構成を簡略化すると共に、流体入口３とバイパス孔５１との中途部に電磁式の弁体作動部６０によって駆動される弁部Ｂを付設したもので、この装置により、大容量の冷媒流量が必要な場合に対しては、出口支流路７ａをバイパスさせ、高い冷媒圧に対しては、実施例１と同様に、流体圧制御弁５０を機能させるものである。また、流体圧制御弁５０の構成については、実施例１と同じであるので、実施例１と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
上記弁シート４０は、実施例１では弁シート嵌合孔９に対して上下動可能に嵌合されているが、実施例２及び後述の実施例３においては、弁シート４０'は弁シート嵌合孔９'に固定状態で取り付けられる。即ち、円筒形状の弁シート４０'は、ブロック本体１'に形成された弁シート嵌合孔９'に圧入により固定され、その中心部に弁シート孔４０ａ'が形成され、円筒形状の弁シート４０'の上端が弁体３４の接離する弁座部４４'を形成し、弁シート４０'の下端は出口通路７に開口し、弁シート孔４０ａ'は出口通路７と連通する。
【００２３】
なお、実施例２或いは後述の実施例３にかかる電気式膨張弁において、上記冷媒の所定圧とは、電気式膨張弁或いは電気式膨張弁を用いている冷凍サイクルにとって機能上許容される冷媒圧のことであり、所定圧以上の冷媒圧とは、それ以上の冷媒圧をいう。
【００２４】
電磁式の弁部Ｂは、入口通路４'に隣接させて設けられる。即ち、正面視略直方体形状のブロック本体１'に形成された第２弁本体取付孔２'に取付具６７が装着され、該取付具６７の下部には弁シート７０が上下に摺動可能に嵌合されると共に弁シート７０の下部は入口通路４'内を貫通して出口支流路７ａの開口部７ｂに当接し、電磁式の弁部Ｂを作動させない限り、開口部７ｂを閉状態としている。また、弁シート７０は入口通路４'内において、径小となっており、この径小段部７０ｂで入口通路４'内の冷媒圧を上向き（弁体６８側）に受けることになる。換言すれば、電磁式の弁部Ｂを作動により、弁体６８が上動したとき、一時的に弁室７２内の冷媒が弁孔７１を介して流出することから低下することで、弁シート７０は入口通路４'内から受ける冷媒圧により上動し、その結果、開口部７ｂを開状態とするように構成されている。
また、上記取付具６７の上部には、弁シート７０の最上動位置を規定する弁シート受け６９ａを介してスリーブ６９が一体的に装着される。
上記弁シート７０の軸芯部には上下に弁孔７１が形成されると共に、その外周部には上下に均圧孔７０ａが形成される。この均圧孔７０ａは入口通路４'と弁室７２とを連通している。また弁孔７１の下端部出口は出口支流路７ａを介して出口通路７に連通している。
【００２５】
また、スリーブ６９の内部にはプランジャ６５が上下移動可能に配置され，その下端部にはボール状の弁体６８が装着されている。また，プランジャ６５の中心部には上下にプランジャ孔６５ｂが形成され、プランジャ６５の上部に形成されたバネ室６５ｃと下方の弁室７２とを連通している。なお、弁室７２は取付具６７内において、弁シート７０とプランジャ６５との間に形成されている。
また、前記バネ室６５ｃ内にはバネ６５ａが配置され、プランジャ６５の上部でスリーブ６９の上方部には吸引子６４が装着され、前記バネ６５ａの上部は吸引子６４の下面に当接している。なお、ソレノイドハウジング６１は吸引子６４に取付ボルト６４ａにより固定されている。
【００２６】
スリーブ６９の外周には弁部Ｂの弁体作動部６０が設けられる。弁体作動部６０は、コイル６２、コイル６２が捲き回されるボビン６３、これらをカバーするソレノイドハウジング６１、及びコイル６２に所定の電流を印加するリード線６２ａ等からなる。
【００２７】
上記構成により、空調機の冷凍サイクルにおいて実施例２においては、所定の高圧冷媒が流体入口３から供給され、弁体作動部２０によって動作される弁体３４の弁座部４４'への離接により、高圧冷媒は膨張されて低温となり、流体出口６から低圧低温冷媒となって流出する。
この間に、入口通路４'から冷媒流量を所定以上にしたいときは、リード線６２ａから所定電流が印加され吸引子６４が磁化してバネ６５ａに抗してプランジャ６５を上動させる。このプランジャ６５の上動により弁体６８も上動し、電磁式の弁部Ｂは「開」となる。
【００２８】
冷媒は入口通路４'、均圧孔７０ａ,弁室７２、弁孔７１及び出口支流路７ａを経由して流体出口６から流出することになる。その結果、上記のように弁室７２の冷媒圧は入口通路４'内の冷媒圧はより低くなるので、弁シート７０は入口通路４'内から受ける冷媒圧により上動し、その結果、開口部７ｂを開とし、弁部Ｂは開状態になり冷媒は一気に出口支流路７ａを経由して流体出口６から流出することになる。
また、更に冷媒が高圧（所定圧以上）となったときは、実施例１と同様に、流体圧制御弁５０が機能し、バイパス孔５１から速やかに冷媒を流出させることになる。即ち、その高圧冷媒が下バネ５４のバネ圧に抗して副弁体５３押し下げることで冷媒の流路面積が更に拡大し、一挙に大容量の冷媒を流出させる。この時、バイパス孔５１から流入した高圧流体は副弁体５３の第１流体圧受部５３ａに加えて、肩部５３ｂ及び第２流体圧受部５３ｃにも作用し、受圧面積の拡大に伴う高荷重により、急速に副弁体５３は下動し、冷媒は急速に制御弁副孔５７に流れ出し、流体出口６から流出する。
この結果、電気式膨張弁や空調機の冷凍サイクルの安全性を一層向上させることができる。また、その後、冷媒の大容量流出によって、弁室８及び入口通路４'の冷媒圧が下がって所定圧以下になると、通常の膨張弁作用が開始される。
なお、出口支流路７ａの横断面積を実施例１の弁シート材嵌合孔９の横断面積と同じにすることで、出口支流路７ａからの冷媒流動量を、実施例１と略同様の冷媒流動量とすることができる。
また、上記実施例２によれば、弁体作動部６０の電流印加を任意に行なうことができる。
【００２９】
【実施例３】
実施例３について、図４の縦断面図を用いて説明する。なお、実施例３において、実施例２と同じ構成部分については、同一符号を付し、また、その説明を省略している。
実施例３が実施例２と相違する点は、ブロック本体１"に流体出口６に加えて第２流体出口６ａを形成し、この第２流体出口６ａは出口支流路７ａに連通している点である。上記実施例３によれば、第１の所定圧以上の流体圧に対して弁体作動部６０が作動して弁部Ｂは開状態となるが、出口支流路７ａに至った冷媒は第２流体出口６ａから流出することになる。なお、所定圧以上の流体圧に対して、流体圧制御弁５０が「開」となることは実施例２と同様である。
【００３０】
【発明の効果】
上記構成により、本発明は下記の効果を奏する。即ち、
本発明の電気式膨張弁は、弁シートに対する弁体の開度を所定以上に設定して流体圧の荷重により流量を増大させることで、大容量の冷媒を流すことができ、膨張弁としての機能を円滑に行なわせ、構造上の保全を図ることができる。
【００３１】
また、本発明の電気式膨張弁は、上記効果に加えて、大容量の冷媒流量を弁シートの移動により行なわせることで、構成の簡素化を図ることができる。
【００３２】
更に、本発明の電気式膨張弁は、上記効果に加えて、流体の所定圧に対しては、流体入口に連通して形成されている入口通路にバイパス孔を設け、該バイパス孔を冷媒圧により開閉する流体圧制御弁によりバイパス孔を開閉させることで、冷媒が所定圧以上となることを防止しており、膨張弁としての機能において、一層確実な円滑性と構造上の保全を図ることができる。
【００３３】
また、本発明の電気式膨張弁は、所定圧に対しては、上記流体入口に連通して形成されている入口通路にバイパス孔を設け、該バイパス孔に付設されている流体圧制御弁により、速やかに冷媒を流出させることで、電気式膨張弁内の流体圧を所定値以下に押え、膨張弁としての機能を円滑に行なわせ、構造上の保全を図ることができることに加えて、電磁式の弁体作動部の設定及びその変更が容易である。
【００３４】
また、本発明の電気式膨張弁は、上記出口支流路の出口は、上記出口通路とは別に、ブロック本体に設けた第２流体出口に接続することで、第２の流体の流体出口を分離することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施例１の縦断面図。
【図２】図１のＣ部詳細図。
【図３】本発明に係る実施例２の縦断面図。
【図４】本発明に係る実施例３の縦断面図。
【符号の説明】
Ａ・・電動式の弁部 Ｂ・・電磁式の弁部 １，１'，１"・・・ブロック本体
１ａ・・上面 １ｂ・・下面 １ｃ・・右側面 １ｄ・・左側面
２・・・弁本体取付孔 ２'・・・第２弁本体取付孔
３・・・流体入口 ４，４'・・・入口通路 ５・・・ストレナー
６・・・流体出口 ６ａ・・・第２流体出口
７・・・出口通路 ７ａ・・出口支流路 ７ｂ・・開口部
８・・・弁室
９，９'・・・弁シート嵌合孔 ９ａ・・バネ支持段部 ９ｂ・・内側段部
９ｃ・・外側段部 １０・・弁本体 １０ａ・・円筒部
１１・・ネジ筒 １１ａ・・雄ネジ １２・・ストッパ
２０・・（電動式の）弁体作動部 ２１・・モータハウジング
２２・・ステータコイル ２３・・ロータ
２４・・スリーブ ２４ａ・・雌ネジ ２４ｂ・・孔部
２５・・平バネ ２６・・止め輪 ２７・・カラー
２８・・ストッパ ２９・・キャン ３０・・弁棒
３１・・上バネ ３２・・段部 ３２'・・バネ押え
３３・・均圧孔 ３４・・弁体 ４０、４０'・・弁シート
４０ａ，４０ａ'・・弁シート孔
４０ｂ・・（第１の）円筒部 ４０ｃ・・（第２の）円筒部
４１・・流体圧受部 ４３・・弁シート支持バネ
４４・・均圧孔 ４４'・・弁座部
５０・・流体圧制御弁
５１・・バイパス孔 ５２・・制御弁孔 ５２ａ・・小径部
５３・・副弁体 ５３ａ・・第１流体圧受部 ５３ｂ・・肩部
５３ｃ・・第２流体圧受部 ５４・・下バネ ５５・・下バネ押え
５５ａ・・調整穴 ５６・・蓋体 ５７・・制御弁副孔 ５８・・蓋体
６０・・（電磁式の）弁体作動部 ６１・・ソレノイドハウジング
６２・・コイル ６２ａ・・リード線 ６３・・ボビン
６４・・吸引子 ６４ａ・・取付ボルト ６５・・プランジャ
６５ａ・・バネ ６５ｂ・・プランジャ孔 ６５ｃ・・バネ室
６７・・取付具 ６８・・弁体 ６９・・スリーブ ６９ａ・・弁シート受け
７０・・弁シート ７０ａ・・均圧孔 ７０ｂ・・段部
７１・・弁孔 ７２・・弁室
Claims (3)
- ブロック本体に流体入口と流体出口とを設け、これらの出入口間の流体通路に弁室を形成し、該弁室の底部に弁シート嵌合孔を形成し、更に、該弁シート嵌合孔に弁シートを弁シート支持バネにより弾持させて設けると共に、電動式の弁体作動部により弁シートに離接して流体通路を開閉する弁体を設け、
前記弁シートは、その中心位置に形成された弁シート孔と第１の円筒部と第２の円筒部とからなり、これらの円筒部は内側段部及び外側段部を介して同心状に一体に形成され、前記第１の円筒部の外周には流体入口からの通路と弁室とを連通させるための均圧孔が当該弁シートの軸線方向に沿って形成され、
前記弁シート支持バネは、前記弁シートの外側段部と前記弁シート嵌合孔に設けられたバネ支持段部との間に配置され、
前記流体入口と前記弁室との間の流体通路を入口通路とし、該入口通路に前記流体出口に連通するバイパス孔を設けると共に該バイパス孔を開閉させる流体圧制御弁を設け、
該流体圧制御弁は、前記バイパス孔に当接する第１流体圧受部と、径大部から成る第２流体圧受部と、前記第１流体圧受部と前記第２流体圧受部の中間部に肩部とが形成され前記バイパス孔を所定圧で閉方向に弾持されている副弁体を具備し、
所定の高圧冷媒が前記流体入口から供給されて、前記弁体の開度を所定以上に大きくした場合は、前記弁シート支持バネに抗して高圧冷媒が前記弁シートを押し上げることにより、前記弁シート孔と前記弁シートとの間が広まり、冷媒の流路面積が拡大して、大容量の冷媒を流出させ、
前記所定の高圧冷媒より更に高圧の冷媒圧となった場合は、当該高圧冷媒が前記弾持力に抗して前記副弁体を前記バイパス孔から離間させることで冷媒の流路面積が拡大し、前記バイパス孔から流入した高圧流体は前記第１流体圧受部、前記肩部及び前記第２流体圧受部に作用し、さらに前記副弁体は前記バイパス孔から離間し、冷媒は急速に前記流体出口から流出することを特徴とする電気式膨張弁。 - ブロック本体に流体入口と流体出口とを設け、これらの出入口間の流体通路に弁室を形成し、該弁室の底部に弁シート嵌合孔を形成し、更に、該弁シート嵌合孔に第１の弁シートを設けると共に、電動式の弁体作動部により第１の弁シートに離接して流体通路を開閉する第１の弁体を設け、
前記流体通路の内、前記流体入口と前記弁室との間を入口通路とし、前記弁室と前記流体出口との間を出口通路とし、且つ、前記入口通路と前記出口通路との両通路に連通する出口支流路を設け、該出口支流路の入口通路側の開口部に一端側が離接する第２の弁シートを設け、且つ、該第２の弁シートの他端側に対し電磁式な作動により離接する第２の弁体を設け、
前記第２の弁シートは、軸芯部に形成される弁孔と、前記入口通路内の冷媒圧を前記第２の弁体側に受けるための段部と、前記入口通路と前記第２の弁体の弁室とを連通している均圧孔とを有し、
前記流体入口に連通して形成されている入口通路に前記流体出口に連通するバイパス孔を設けると共に該バイパス孔を開閉させる流体圧制御弁を設け、
該流体圧制御弁は、前記バイパス孔に当接する第１流体圧受部と、径大部から成る第２流体圧受部と、前記第１流体圧受部と前記第２流体圧受部の中間部に肩部とが形成され前記バイパス孔を所定圧で閉方向に弾持されている副弁体を具備し、
所定の高圧冷媒が前記流体入口から供給されて、前記第２の弁体を「開」とした場合、冷媒は前記入口通路、前記均圧孔，前記第２の弁体の弁室、前記第２の弁シートの弁孔、前記出口支流路を経由して前記流体出口から流出して前記第２の弁体の弁室の冷媒圧は前記入口通路内の冷媒圧より低くなることで、前記第２の弁シートは前記入口通路内から受ける冷媒圧により前記開口部から離間し、冷媒を流体出口から流出させ、
前記所定の高圧冷媒より更に高圧の冷媒圧となった場合は、当該高圧冷媒が前記弾持力に抗して前記副弁体を前記バイパス孔から離間させることで冷媒の流路面積が拡大し、前記バイパス孔から流入した高圧流体は前記第１流体圧受部、前記肩部及び前記第２流体圧 受部に作用し、さらに前記副弁体は前記バイパス孔から離間し、冷媒は急速に前記流体出口から流出することを特徴とする電気式膨張弁。 - 前記出口支流路の出口は、前記出口通路とは別に、前記ブロック本体に設けた第２流体出口に接続することを特徴とする請求項２記載の電気式膨張弁。
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