JP4156212B2 - 膨張弁 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば車両の空調装置の冷凍サイクル中の蒸発器から送出されてコンプレッサ側に向う低圧冷媒通路内の冷媒の温度に対応して、蒸発器に供給される冷媒の量を自動的に制御するための膨張弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の膨張弁は、周知の如く、蒸発器から送出されてコンプレッサ側に向う低圧冷媒通路内の冷媒の温度変化を感知してそれによって圧力が上下する感温室と、この感温室の圧力の変化によって駆動されてコンプレッサ側から蒸発器に供給される冷媒の流量を制御する弁体及び弁体駆動部材からなる弁機構とが設けられている。
【０００３】
かかる従来の膨張弁では、例えば弁体が開閉を繰り返す所謂ハンチング現象を生起するという不具合の生じることがある。
このため、従来の膨張弁として、中空状の弁体駆動部材に活性体のような吸着物質を封入し、上記不具合を防止するものが特開平５−３２２３８０号公報に開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特開平５−３２２３８０号公報に記載された膨張弁にあっては、感温室を構成するパワーエレメント部を弁本体に固定する手段としてねじ機構を使用するなどしており、全体として複雑な構成とならざるを得ない。したがって、膨張弁の部品コスト及び組立コストがかかるという傾向が生じている。
そこで本発明は、膨張弁を配管部材と膨張弁の機能を有するカセットユニットで構成することによって、より簡素化された構造を備える膨張弁を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の膨張弁は、空調装置の各機器に連通される配管が接続される冷媒の通路を有する配管部材と、当該配管部材に挿入されチューブ部材及びその一方の端部に形成されたフランジ部を有するカセットユニットとを備え、前記チューブ部材は、絞り加工により前記フランジ部と一体に形成され、前記フランジ部とは反対側の端部は開口し、冷媒が通過する第１、第２、及び第３の貫通穴を前記フランジ部側から順に有し、前記第１の貫通穴と前記第２の貫通穴の間、前記第２の貫通穴と前記第３の貫通穴の間には段部が形成されて前記フランジ部と反対の側に向けて順次縮径しており、前記カセットユニットは、前記チューブ部材の前記第１の貫通穴と前記第２の貫通穴との間に固定されシール部材が挿入されるガイド部材と、前記チューブ部材の前記第２の貫通穴と前記第３の貫通穴との間に固定されるオリフィス部材と、前記チューブ部材の前記フランジ部とは反対側の端部と前記第３の貫通穴との間に固定されるプレート部材と、前記オリフィス部材が前記プレート部材との間に形成する弁室内に配備される弁体と、前記プレート部材に支持され前記弁体を前記オリフィス部材側へ向けて付勢するスプリングと、前記ガイド部材と前記オリフィス部材を貫通し前記弁体に当接することで前記弁体を操作するシャフト部材と、前記フランジ部に溶接される蓋部材と、当該蓋部材と前記フランジ部に挟まれてガスチャージ室を形成するダイアフラムと、当該ダイアフラムの変位を前記シャフト部材に伝達するとともに吸着剤が充填される筒状部を有するストッパ部材とを備え、前記ガイド部材及び前記オリフィス部材が前記チューブ部材の内面の段部に当接した状態で前記チューブ部材に固定され、前記配管部材における前記カセットユニットの挿入穴が挿入方向に向かって順次縮径するように段付状に形成され、前記挿入穴と前記チューブ部材の互いに対向する段部の間にシール部材が挟持され、前記配管部材に挿入された前記カセットユニットの前記蓋部材を前記配管部材に固定するリングと、前記カセットユニットの外径部と前記配管部材の内径部との間に配設されるシール部材とを備える。
【０００６】
そして、配管部材の冷媒の通路の軸線は、配管のレイアウトに合わせて設定されるものである。さらに、ガイド部材、オリフィス部材及びプレート部材は、チューブ部材に対してカシメ加工により固定される構造を有する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のカセット構造を有する膨張弁の一実施形態を示す断面図である。
全体を符号１で示す膨張弁は、別部材で構成される配管部材１０と、カセットユニット１００を備える。
配管部材１０は、適宜の材料例えばアルミニウムで形成される本体２０を有し、本体２０には図示しないコンプレッサ側から供給される冷媒の配管が接続される通路３０、蒸発器側（図示せず）へ向かう冷媒の配管が接続される通路３２、蒸発器から戻る冷媒の配管が接続される通路３４、コンプレッサ側へ戻る冷媒の配管が接続される通路３６が形成される。
【０００９】
本体２０の中心部には、冷媒の通路に直交する方向に、段付の内径部４０，４２，４４，４６が加工される。内径部４６は、有底の穴を形成する。
配管部材１０の本体２０の内径部に挿入されるカセットユニット１００は、例えばステンレスを絞り加工等により形成するチューブ部材１１０を有する。チューブ部材１１０は、フランジ部１１１と一体に形成され、段付部１１３，１１５が設けられる。チューブ部材１１０は、フランジ部１１１とは反対側の端部は開口している。
【００１０】
フランジ部１１１には、ストッパ部材１４０が配設され、ストッパ部材１４０に当接するダイアフラム１３０周辺部を挟んだ状態で蓋部材１２０が一体に溶接される。蓋部材１２０とダイアフラム１３０は感温室となるガスチャージ室１２２を形成し、所定のガスが充填され、栓体１２４により封止される。このガスチャージ室１２２とダイアフラム１３０はパワーエレメント部となり、弁体の駆動機構を構成する。ストッパ部材１４０の端部はフランジ部１１１に係止されると共にストッパ部材１４０の中心部は、筒状部１４２を形成し、筒状部１４２は図示しない蒸発器から送出され、コンプレッサ側に向う冷媒の通過する低圧冷媒通路を構成する通路３４及び３６内に配置される。そして、当て板１４６がダイアフラム１３０に載置され、溶接部Ｗ１によりストッパ部材１４０とダイアフラム１３０と当て板１４６は固定される。
筒状部１４２には、活性炭のような吸着剤１４４が充填され、開口部１４７を介してガスチャージ室１２２に連通する。
【００１１】
チューブ部材１１０には、冷媒が通過する貫通穴１１２，１１４，１１６が形成されている。ストッパ部材１４０の筒状部１４２の底部には、シャフト部材１５０が当接され、ダイアフラム１３０、ストッパ部材１４０及びシャフト部材１５０により弁体駆動機構が構成され、シャフト部材１５０はガイド部材１７０、オリフィス部材１８０の開口を貫通し、弁室１６１内に配置される弁体１６０に当接する。
球形の弁体１６０は、支持部材１６２により支持され、支持部材１６２はスプリング１６４を介して固定プレート１６６に支持される。
【００１２】
ガイド部材１７０にはシール部材１７４が挿入され、保持部材１７２により固定される。シール部材１７４は、シャフト部材１５０をガイドするとともに、図示しないコンプレッサ側から蒸発器へ向かう冷媒の通路３２と、蒸発器から戻る冷媒の通路３４との間の冷媒の漏れをシールする。ガイド部材１７０は円筒形の外周部を有し、チューブ部材１１０に対してカシメ加工部Ｋ１により固定される。オリフィス部材１８０と固定プレート１６６もそれぞれカシメ加工部Ｋ２，Ｋ３により固定される。
【００１３】
カセットユニット１００は、配管部材１０の本体２０の内径部に挿入され、止めリング５０により固定される。カセット部材１００と本体２０の内径部との間には、３個のシール部材６２，６４，６６が嵌着され、カセットユニット１００の外周部と配管部材１０の本体２０の内径部との間のシール部を形成する。
【００１４】
かかる構成により、蒸発器からコンプレッサ側に送出される冷媒の通路３４，３６内の低圧冷媒の温度がストッパ部材１４０を介してガスチャージ室１２２に伝達され、ガスチャージ室１２２内に封入された冷媒の圧力が変化し、この圧力変化がダイアフラム１３０、ストッパ部材１４０及びシャフト部材１５０により弁体１６０に伝達され、上記圧力変化とスプリング１６４の付勢力及び上記通路３４，３６内の冷媒圧力の釣り合う位置に弁体１６０が駆動されて、コンプレッサ側から供給される。冷媒の通る高圧冷媒の通路３０からオリフィス部材１８０の開口及び通路３６を経て蒸発器に送出される冷媒の流量が制御される。この際、弁体１６０の低圧冷媒通路の冷媒の温度変化に対する過敏な応答とを防ぐため活性炭１４４が用いられている。
【００１５】
そして、カセットユニット１００のチューブ部材１１０の外径部と配管部材１０の本体２０の内径部との間には、間隙が設けられるので配管部材１０に形成する各通路３０，３２，３４，３６は自由な方向に形成することができる。
したがって、配管の自由度が向上し、空調装置のレイアウトも自由に設定することができる。
【００１６】
カセットユニット１００は、これ自体で膨張弁の機能の全てを備えている。
配管部材１０は、膨張弁の機能を備えるカセットユニット１００に対する冷媒の配管を接続する通路を備えることで、その機能を発揮するので、通路の形状、構造等は自由に設計することができる。
【００１７】
しかしながら、カセットユニット１００と配管部材１０との間の冷媒のシール構造は、確実なシール性能を確保する必要がある。
一方、カセットユニット１００のチューブ部材１１０は、ステンレス鋼材を深絞り加工により製造するのであるから、その加工性を考慮して種々の構成が採用される。
【００１８】
図２は、本発明のカセットユニットの他の実施形態を示す断面図である。
本実施形態は、図１の構成に対して段付部を少なくした構成であり、図２において、全体を符号２００で示すカセットユニットは、フランジ部２１１と一体のチューブ部材２１０を有し、チューブ部材２１０には段付部２１３が形成され、冷媒が通過する貫通穴２１２，２１４，２１６が設けられる。
【００１９】
フランジ部２１１には、ストッパ部材２４０が配設され、ストッパ部材２４０に当接するダイアフラム２３０の周辺部を挟み、蓋部材２２０が一体に溶接される。蓋部材２２０とダイアフラム２３０は、感温室となるガスチャージ室２２２を形成し、所定のガスが充填され、栓体２２４により封止される。このガスチャージ室２２２とダイアフラム２３０はパワーエレメント部となり、弁体の駆動機構を構成する。ストッパ部材２４０の端部はフランジ部に係止されると共に、ストッパ部２４０中心部は筒状部２４２を形成し、筒状部２４２は、図示しない蒸発器から送出されコンプレッサ側に向う貫通穴２１２を通る低圧冷媒中に配置される。そして、当て板２４６がダイアフラム２３０に載置され、溶接部Ｗ１によりストッパ部材２４０とダイアフラム２３０と当て板２４６は固定される。
筒状部２４２には、活性炭のような吸着剤２４４が充填され、開口部２４７を介してガスチャージ室２２２に連通する。
【００２０】
ストッパ部材２４０筒状部２４２の底部には、シャフト部材２５０が当接され、シャフト部材２５０は、ガイド部材２７０、オリフィス部材２８０を貫通し、弁室２６１内に配置される弁体２６０に当接され、ダイアフラム２３０、ストッパ部材２４０及びシャフト部材２５０により弁体駆動機構が構成される。また、オリフィス部材２８０は、カシメ加工部Ｋ２によりチューブ部材２１０に固定される。
【００２１】
球形の弁体２６０は、支持部材２６２により支持され、支持部材２６２はスプリング２６４を介して固定プレート２６６に支持される。固定プレート２６６はカシメ加工部Ｋ３によりチューブ部材２１０に固定される。
【００２２】
ガイド部材２７０には、シール部材２７４が挿入され、保持部材２７２により固定される。
シール部材２７４は、シャフト部材２５０をガイドするとともに、蒸発器へ向かう冷媒と蒸発器から戻る冷媒の漏れをシールする。
【００２３】
ガイド部材２７０は、円筒形の外周部を有し、カシメ加工部Ｋ１によりチューブ部材２１０の円筒部に固定される。ガイド部材２７０に対向するチューブ部材２１０の外周部には、ゴム製のブッシュ部材２９０が嵌着される。
このゴム製のブッシュ部材２９０は、カセットユニット２００を配管部材１０に挿入したときのシール部を形成する。この際にチューブ部材２１０の段付部２１３にシール部材６６ａ、フランジ部２１１の段付部２１５にシール部材６２ａを介在させる。
かかる構成によれば、図１と同様に冷媒の流量を制御でき、段付部が少なく、形成し易いチューブ部材２１０とすることができる。
【００２４】
図３は、本発明のカセットユニットの他の実施形態を示す断面図である。
本実施形態においても、図１の実施形態と同一の作用にて冷媒の流量を制御できるのは勿論である。
図において、全体を符号３００で示すカセットユニットは、フランジ部３１１と一体のチューブ部材３１０を有し、チューブ部材３１０には段付部３１３が形成され、冷媒が通過する貫通穴３１２，３１４，３１６が設けられる。
【００２５】
フランジ部３１１には、ストッパ部材３４０が配設され、ストッパ部材３４０に当接するダイアフラム３３０周辺を挟み、蓋部材３２０が一体に溶接される。蓋部材３２０とダイアフラム３３０は、感温室となるガスチャージ室３２２を形成し、所定のガスが充填され、栓体３２４により封止される。このガスチャージ室３２２とダイアフラム３３０は、弁体の駆動機構を構成する。ストッパ部材３４０の端部はフランジ部３１１に係止されると共にストッパ部２４０の中心部は筒状部３４２を形成し、筒状部３４２は、図示しない蒸発器からコンプレッサ側に向う貫通穴３１２を通る低圧冷媒中に配置される。そして、当て板３４６がダイアフラム３３０に載置され、溶接部Ｗ１によりストッパ部材３４０とダイアフラム３３０と当て板３４６は固定される。
筒状部３４２には、活性炭のような吸着剤３４４が充填され、開口部３４７を介してガスチャージ室３２２に連通する。
【００２６】
ストッパ部材３４０の筒状部３４２の底部には、シャフト部材３５０が当接され、シャフト部材３５０は、ガイド部材３７０、オリフィス部材３８０を貫通し、弁室３６１内に配置される弁体３６０に当接する。ダイアフラム、ストッパ部材及びシャフト部とから弁体駆動機構を構成する。また、オリフィス部材３８０は、カシメ加工部Ｋ２によりチューブ部材３１０に固定される。
【００２７】
球形の弁体３６０は、支持部材３６２により支持され、支持部材３６２はスプリング３６４を介して固定プレート３６６に支持される。固定プレート３６６はカシメ加工部Ｋ３によりチューブ部材３１０に固定される。
【００２８】
ガイド部材３７０には、シール部材３７４が挿入され、保持部材３７２により固定される。
シール部材３７４は、シャフト部材３５０をガイドするとともに、蒸発器へ向かう冷媒と蒸発器から戻る冷媒の漏れをシールする。
【００２９】
ガイド部材３７０は、円筒形の外周部を有し、カシメ加工部Ｋ１によりチューブ部材３１０の円筒部に固定される。ガイド部材３７０に対向するチューブ部材３１０の外周部には、ゴム製のブッシュ部材３９０が嵌着される。
チューブ部材３１０の段付部３１３にゴム製のシール部材３９２を焼付け加工により取付ける。フランジ部３１１の段付部３１５にシール部材６２ａを介在させる。ゴムブッシュ部材３９０、シール部材３９２，６２ａはカセットユニット３００を配管部材１０に挿入したときのシール部を形成する。
【００３０】
図４は、本発明のカセットユニットの他の実施形態を示す断面図である。
本実施形態は段付部を有しないチューブ部材を用いる構成であり、図１と同様の作用を奏するのは勿論である。
図において、全体を符号４００で示すカセットユニットは、フランジ部４１１と一体のチューブ部材４１０を有し、チューブ部材４１０は直円筒状に形成され、冷媒が通過する貫通穴４１２，４１４，４１６が設けられる。
【００３１】
フランジ部４１１には、ストッパ部材４４０が配設され、ストッパ部材４４０に当接するダイアフラム４３０の周辺を挟み、蓋部材４２０が一体に溶接される。蓋部材４２０とダイアフラム４３０は、感温室となるガスチャージ室４２２を形成し、所定のガスが充填され、栓体４２４により封止される。このガスチャージ室４２２とダイアフラム４３０は、弁体の駆動機構を構成する。ストッパ部材４４０の端部はフランジ部４１１に係止されると共に、ストッパ部材４４０の中心部は、筒状部４４２を形成し、筒状部３４２は、図示しない蒸発器からコンプレッサ側に向う貫通穴４１２を通る低圧冷媒中に配置される。そして、当て板４４６がダイアフラム４３０に載置され、溶接部Ｗ１によりストッパ部材４４０とダイアフラム４３０と当て板４４６は固定される。
筒状部４４２には、活性炭のような吸着剤４４４が充填され、開口部４４７を介してガスチャージ室４２２に連通する。
【００３２】
ストッパ部材４４０の筒状部４４２の底部には、シャフト部材４５０が当接され、シャフト部材４５０は、ガイド部材４７０、オリフィス部材４８０を貫通し、弁室４６１内に配置される弁体４６０に当接され、ダイアフラム４３０、ストッパ部材４４０及びシャフト部材４５０により弁体駆動機構を構成する。また、オリフィス部材４８０は、カシメ加工部Ｋ２によりチューブ部材４１０に固定される。
【００３３】
球形の弁体４６０は、支持部材４６２により支持され、支持部材４６２はスプリング４６４を介して固定プレート４６６に支持される。
【００３４】
ガイド部材４７０には、シール部材４７４が挿入され、保持部材４７２により固定される。
シール部材４７４は、シャフト部材４５０をガイドするとともに、蒸発器へ向かう冷媒と蒸発器から戻る冷媒の漏れをシールする。
【００３５】
ガイド部材４７０は、円筒形の外周部を有し、カシメ加工部Ｋ１によりチューブ部材４１０の円筒部に固定される。ガイド部材４７０に対向するチューブ部材４１０の外周部には、ゴム製のブッシュ部材４９０が嵌着される。
弁室４６１の外側にはゴムブッシュ部材４９２が嵌着される。フランジ部４１１の段付部４１５にシール部材６２ｃを介在させる。ゴムブッシュ材４９０，４９２及びシール部材６２ｃは、カセットユニット４００を配管部材１０に挿入したときのシール部を形成する。
【００３６】
上述した本発明に係る膨張弁の設計の自由度について、図５〜図８を用いて説明する。なお、図５〜図８において、図１に示す実施形態と同一部分には、同一の符号を付して説明を省略する。
図５は、図１に示す実施形態の膨張弁１を蒸発器に取り付ける場合に、膨張弁１に冷媒用配管をフランジ５１及び５１’を用いて接続するフランジ接続の例を示す断面図であり、図において、フランジ５１及び５１’はそれぞれＯリング５２，５２’及びＯリング５３，５３’により気密に膨張弁１の配管部材１０の本体２０に適宜に取り付けられている。そのフランジ接続により、膨張弁１を蒸発器に接続する場合を図６に示す。
【００３７】
図６は、図１に示す膨張弁１を蒸発器５４に接続する場合の概要を示す図であり、図示しないコンプレッサ側よりの冷媒が配管５５を介して冷媒通路３０に導入され、冷媒通路３２を経て配管５６を介して蒸発器５４に送出され、蒸発器５４を経て、蒸発器５４より送出される冷媒が配管５７を介して冷媒通路３４に流入し、冷媒通路３６を経て配管５８を介してコンプレッサ側に送出される。各配管５５〜５８はフランジ５１及び５１’に例えば挿入したり圧入して接続される。さらには、一体に構成してもよい。
【００３８】
さらに、図７及び図８は、図１に示す実施形態の膨張弁１に配管を接続する場合に、配管部材１０の本体２０に直接溶接により固着するパイプ接続の例を示す図である。図７において、配管部材本体２０に形成された各冷媒通路３０，３２，３４及び３６に例えばアルミ製のパイプ７０，７１，７２及び７３がそれぞれ接続され溶接個所Ｗにて配管部材本体２０に固着される。
【００３９】
図８は図７に示すパイプ接続において、パイプ７０を内径部４６に接続する場合を示し、配管部材本体２０にコンプレッサ側からの冷媒が供給される冷媒通路３０’が形成されており、内径部４６に連通している。この通路３０’にパイプ７０’が溶接個所Ｗ’にて溶接され、配管部材本体２０に固着される。なお、図８ではプレート部材１６６に貫通穴１６６’を設ける場合を示している。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の膨張弁は以上のように、空調装置の各機器と膨張弁を結ぶ配管が接続される配管部材と、配管部材に挿入される膨張弁の機能を有するカセットユニットを別部材として構成し、両者を組み合わせて膨張弁を製作するものである。
配管部材に形成される冷媒配管の接続方法及び冷媒の通路の向きは、適用される空調装置のレイアウトに合わせて自由に設定することができ、設計の自由度が向上する。
また、本発明においてはカセットユニットの構造も簡素化され、全体のコストも低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の膨張弁の全体構造を示す断面図。
【図２】本発明の膨張弁のカセットユニットの他の例を示す断面図。
【図３】本発明の膨張弁のカセットユニットの他の例を示す断面図。
【図４】本発明の膨張弁のカセットユニットの他の例を示す断面図。
【図５】本発明の膨張弁の配管例を示す断面図。
【図６】本発明の膨張弁の配管例を示す断面図。
【図７】本発明の膨張弁の配管例を示す断面図。
【図８】本発明の膨張弁の配管例を示す断面図。
【符号の説明】
１ 膨張弁
１０ 配管部材
２０ 配管部材本体
３０，３２，３４，３６ 冷媒通路
１００ カセットユニット
１１０ チューブ部材
１１１ フランジ部
１２０ 蓋部材
１２２ ガスチャージ室
１３０ ダイアフラム
１４０ ストッパ部材
１５０ シャフト
１６０ 弁体
１６１ 弁室
１６６ プレート部材
１７０ ガイド部材
１８０ オリフィス部材
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば車両の空調装置の冷凍サイクル中の蒸発器から送出されてコンプレッサ側に向う低圧冷媒通路内の冷媒の温度に対応して、蒸発器に供給される冷媒の量を自動的に制御するための膨張弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の膨張弁は、周知の如く、蒸発器から送出されてコンプレッサ側に向う低圧冷媒通路内の冷媒の温度変化を感知してそれによって圧力が上下する感温室と、この感温室の圧力の変化によって駆動されてコンプレッサ側から蒸発器に供給される冷媒の流量を制御する弁体及び弁体駆動部材からなる弁機構とが設けられている。
【０００３】
かかる従来の膨張弁では、例えば弁体が開閉を繰り返す所謂ハンチング現象を生起するという不具合の生じることがある。
このため、従来の膨張弁として、中空状の弁体駆動部材に活性体のような吸着物質を封入し、上記不具合を防止するものが特開平５−３２２３８０号公報に開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特開平５−３２２３８０号公報に記載された膨張弁にあっては、感温室を構成するパワーエレメント部を弁本体に固定する手段としてねじ機構を使用するなどしており、全体として複雑な構成とならざるを得ない。したがって、膨張弁の部品コスト及び組立コストがかかるという傾向が生じている。
そこで本発明は、膨張弁を配管部材と膨張弁の機能を有するカセットユニットで構成することによって、より簡素化された構造を備える膨張弁を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の膨張弁は、空調装置の各機器に連通される配管が接続される冷媒の通路を有する配管部材と、当該配管部材に挿入されチューブ部材及びその一方の端部に形成されたフランジ部を有するカセットユニットとを備え、前記チューブ部材は、絞り加工により前記フランジ部と一体に形成され、前記フランジ部とは反対側の端部は開口し、冷媒が通過する第１、第２、及び第３の貫通穴を前記フランジ部側から順に有し、前記第１の貫通穴と前記第２の貫通穴の間、前記第２の貫通穴と前記第３の貫通穴の間には段部が形成されて前記フランジ部と反対の側に向けて順次縮径しており、前記カセットユニットは、前記チューブ部材の前記第１の貫通穴と前記第２の貫通穴との間に固定されシール部材が挿入されるガイド部材と、前記チューブ部材の前記第２の貫通穴と前記第３の貫通穴との間に固定されるオリフィス部材と、前記チューブ部材の前記フランジ部とは反対側の端部と前記第３の貫通穴との間に固定されるプレート部材と、前記オリフィス部材が前記プレート部材との間に形成する弁室内に配備される弁体と、前記プレート部材に支持され前記弁体を前記オリフィス部材側へ向けて付勢するスプリングと、前記ガイド部材と前記オリフィス部材を貫通し前記弁体に当接することで前記弁体を操作するシャフト部材と、前記フランジ部に溶接される蓋部材と、当該蓋部材と前記フランジ部に挟まれてガスチャージ室を形成するダイアフラムと、当該ダイアフラムの変位を前記シャフト部材に伝達するとともに吸着剤が充填される筒状部を有するストッパ部材とを備え、前記ガイド部材及び前記オリフィス部材が前記チューブ部材の内面の段部に当接した状態で前記チューブ部材に固定され、前記配管部材における前記カセットユニットの挿入穴が挿入方向に向かって順次縮径するように段付状に形成され、前記挿入穴と前記チューブ部材の互いに対向する段部の間にシール部材が挟持され、前記配管部材に挿入された前記カセットユニットの前記蓋部材を前記配管部材に固定するリングと、前記カセットユニットの外径部と前記配管部材の内径部との間に配設されるシール部材とを備える。
【０００６】
そして、配管部材の冷媒の通路の軸線は、配管のレイアウトに合わせて設定されるものである。さらに、ガイド部材、オリフィス部材及びプレート部材は、チューブ部材に対してカシメ加工により固定される構造を有する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のカセット構造を有する膨張弁の一実施形態を示す断面図である。
全体を符号１で示す膨張弁は、別部材で構成される配管部材１０と、カセットユニット１００を備える。
配管部材１０は、適宜の材料例えばアルミニウムで形成される本体２０を有し、本体２０には図示しないコンプレッサ側から供給される冷媒の配管が接続される通路３０、蒸発器側（図示せず）へ向かう冷媒の配管が接続される通路３２、蒸発器から戻る冷媒の配管が接続される通路３４、コンプレッサ側へ戻る冷媒の配管が接続される通路３６が形成される。
【０００９】
本体２０の中心部には、冷媒の通路に直交する方向に、段付の内径部４０，４２，４４，４６が加工される。内径部４６は、有底の穴を形成する。
配管部材１０の本体２０の内径部に挿入されるカセットユニット１００は、例えばステンレスを絞り加工等により形成するチューブ部材１１０を有する。チューブ部材１１０は、フランジ部１１１と一体に形成され、段付部１１３，１１５が設けられる。チューブ部材１１０は、フランジ部１１１とは反対側の端部は開口している。
【００１０】
フランジ部１１１には、ストッパ部材１４０が配設され、ストッパ部材１４０に当接するダイアフラム１３０周辺部を挟んだ状態で蓋部材１２０が一体に溶接される。蓋部材１２０とダイアフラム１３０は感温室となるガスチャージ室１２２を形成し、所定のガスが充填され、栓体１２４により封止される。このガスチャージ室１２２とダイアフラム１３０はパワーエレメント部となり、弁体の駆動機構を構成する。ストッパ部材１４０の端部はフランジ部１１１に係止されると共にストッパ部材１４０の中心部は、筒状部１４２を形成し、筒状部１４２は図示しない蒸発器から送出され、コンプレッサ側に向う冷媒の通過する低圧冷媒通路を構成する通路３４及び３６内に配置される。そして、当て板１４６がダイアフラム１３０に載置され、溶接部Ｗ１によりストッパ部材１４０とダイアフラム１３０と当て板１４６は固定される。
筒状部１４２には、活性炭のような吸着剤１４４が充填され、開口部１４７を介してガスチャージ室１２２に連通する。
【００１１】
チューブ部材１１０には、冷媒が通過する貫通穴１１２，１１４，１１６が形成されている。ストッパ部材１４０の筒状部１４２の底部には、シャフト部材１５０が当接され、ダイアフラム１３０、ストッパ部材１４０及びシャフト部材１５０により弁体駆動機構が構成され、シャフト部材１５０はガイド部材１７０、オリフィス部材１８０の開口を貫通し、弁室１６１内に配置される弁体１６０に当接する。
球形の弁体１６０は、支持部材１６２により支持され、支持部材１６２はスプリング１６４を介して固定プレート１６６に支持される。
【００１２】
ガイド部材１７０にはシール部材１７４が挿入され、保持部材１７２により固定される。シール部材１７４は、シャフト部材１５０をガイドするとともに、図示しないコンプレッサ側から蒸発器へ向かう冷媒の通路３２と、蒸発器から戻る冷媒の通路３４との間の冷媒の漏れをシールする。ガイド部材１７０は円筒形の外周部を有し、チューブ部材１１０に対してカシメ加工部Ｋ１により固定される。オリフィス部材１８０と固定プレート１６６もそれぞれカシメ加工部Ｋ２，Ｋ３により固定される。
【００１３】
カセットユニット１００は、配管部材１０の本体２０の内径部に挿入され、止めリング５０により固定される。カセット部材１００と本体２０の内径部との間には、３個のシール部材６２，６４，６６が嵌着され、カセットユニット１００の外周部と配管部材１０の本体２０の内径部との間のシール部を形成する。
【００１４】
かかる構成により、蒸発器からコンプレッサ側に送出される冷媒の通路３４，３６内の低圧冷媒の温度がストッパ部材１４０を介してガスチャージ室１２２に伝達され、ガスチャージ室１２２内に封入された冷媒の圧力が変化し、この圧力変化がダイアフラム１３０、ストッパ部材１４０及びシャフト部材１５０により弁体１６０に伝達され、上記圧力変化とスプリング１６４の付勢力及び上記通路３４，３６内の冷媒圧力の釣り合う位置に弁体１６０が駆動されて、コンプレッサ側から供給される。冷媒の通る高圧冷媒の通路３０からオリフィス部材１８０の開口及び通路３６を経て蒸発器に送出される冷媒の流量が制御される。この際、弁体１６０の低圧冷媒通路の冷媒の温度変化に対する過敏な応答とを防ぐため活性炭１４４が用いられている。
【００１５】
そして、カセットユニット１００のチューブ部材１１０の外径部と配管部材１０の本体２０の内径部との間には、間隙が設けられるので配管部材１０に形成する各通路３０，３２，３４，３６は自由な方向に形成することができる。
したがって、配管の自由度が向上し、空調装置のレイアウトも自由に設定することができる。
【００１６】
カセットユニット１００は、これ自体で膨張弁の機能の全てを備えている。
配管部材１０は、膨張弁の機能を備えるカセットユニット１００に対する冷媒の配管を接続する通路を備えることで、その機能を発揮するので、通路の形状、構造等は自由に設計することができる。
【００１７】
しかしながら、カセットユニット１００と配管部材１０との間の冷媒のシール構造は、確実なシール性能を確保する必要がある。
一方、カセットユニット１００のチューブ部材１１０は、ステンレス鋼材を深絞り加工により製造するのであるから、その加工性を考慮して種々の構成が採用される。
【００１８】
図２は、本発明のカセットユニットの他の実施形態を示す断面図である。
本実施形態は、図１の構成に対して段付部を少なくした構成であり、図２において、全体を符号２００で示すカセットユニットは、フランジ部２１１と一体のチューブ部材２１０を有し、チューブ部材２１０には段付部２１３が形成され、冷媒が通過する貫通穴２１２，２１４，２１６が設けられる。
【００１９】
フランジ部２１１には、ストッパ部材２４０が配設され、ストッパ部材２４０に当接するダイアフラム２３０の周辺部を挟み、蓋部材２２０が一体に溶接される。蓋部材２２０とダイアフラム２３０は、感温室となるガスチャージ室２２２を形成し、所定のガスが充填され、栓体２２４により封止される。このガスチャージ室２２２とダイアフラム２３０はパワーエレメント部となり、弁体の駆動機構を構成する。ストッパ部材２４０の端部はフランジ部に係止されると共に、ストッパ部２４０中心部は筒状部２４２を形成し、筒状部２４２は、図示しない蒸発器から送出されコンプレッサ側に向う貫通穴２１２を通る低圧冷媒中に配置される。そして、当て板２４６がダイアフラム２３０に載置され、溶接部Ｗ１によりストッパ部材２４０とダイアフラム２３０と当て板２４６は固定される。
筒状部２４２には、活性炭のような吸着剤２４４が充填され、開口部２４７を介してガスチャージ室２２２に連通する。
【００２０】
ストッパ部材２４０筒状部２４２の底部には、シャフト部材２５０が当接され、シャフト部材２５０は、ガイド部材２７０、オリフィス部材２８０を貫通し、弁室２６１内に配置される弁体２６０に当接され、ダイアフラム２３０、ストッパ部材２４０及びシャフト部材２５０により弁体駆動機構が構成される。また、オリフィス部材２８０は、カシメ加工部Ｋ２によりチューブ部材２１０に固定される。
【００２１】
球形の弁体２６０は、支持部材２６２により支持され、支持部材２６２はスプリング２６４を介して固定プレート２６６に支持される。固定プレート２６６はカシメ加工部Ｋ３によりチューブ部材２１０に固定される。
【００２２】
ガイド部材２７０には、シール部材２７４が挿入され、保持部材２７２により固定される。
シール部材２７４は、シャフト部材２５０をガイドするとともに、蒸発器へ向かう冷媒と蒸発器から戻る冷媒の漏れをシールする。
【００２３】
ガイド部材２７０は、円筒形の外周部を有し、カシメ加工部Ｋ１によりチューブ部材２１０の円筒部に固定される。ガイド部材２７０に対向するチューブ部材２１０の外周部には、ゴム製のブッシュ部材２９０が嵌着される。
このゴム製のブッシュ部材２９０は、カセットユニット２００を配管部材１０に挿入したときのシール部を形成する。この際にチューブ部材２１０の段付部２１３にシール部材６６ａ、フランジ部２１１の段付部２１５にシール部材６２ａを介在させる。
かかる構成によれば、図１と同様に冷媒の流量を制御でき、段付部が少なく、形成し易いチューブ部材２１０とすることができる。
【００２４】
図３は、本発明のカセットユニットの他の実施形態を示す断面図である。
本実施形態においても、図１の実施形態と同一の作用にて冷媒の流量を制御できるのは勿論である。
図において、全体を符号３００で示すカセットユニットは、フランジ部３１１と一体のチューブ部材３１０を有し、チューブ部材３１０には段付部３１３が形成され、冷媒が通過する貫通穴３１２，３１４，３１６が設けられる。
【００２５】
フランジ部３１１には、ストッパ部材３４０が配設され、ストッパ部材３４０に当接するダイアフラム３３０周辺を挟み、蓋部材３２０が一体に溶接される。蓋部材３２０とダイアフラム３３０は、感温室となるガスチャージ室３２２を形成し、所定のガスが充填され、栓体３２４により封止される。このガスチャージ室３２２とダイアフラム３３０は、弁体の駆動機構を構成する。ストッパ部材３４０の端部はフランジ部３１１に係止されると共にストッパ部２４０の中心部は筒状部３４２を形成し、筒状部３４２は、図示しない蒸発器からコンプレッサ側に向う貫通穴３１２を通る低圧冷媒中に配置される。そして、当て板３４６がダイアフラム３３０に載置され、溶接部Ｗ１によりストッパ部材３４０とダイアフラム３３０と当て板３４６は固定される。
筒状部３４２には、活性炭のような吸着剤３４４が充填され、開口部３４７を介してガスチャージ室３２２に連通する。
【００２６】
ストッパ部材３４０の筒状部３４２の底部には、シャフト部材３５０が当接され、シャフト部材３５０は、ガイド部材３７０、オリフィス部材３８０を貫通し、弁室３６１内に配置される弁体３６０に当接する。ダイアフラム、ストッパ部材及びシャフト部とから弁体駆動機構を構成する。また、オリフィス部材３８０は、カシメ加工部Ｋ２によりチューブ部材３１０に固定される。
【００２７】
球形の弁体３６０は、支持部材３６２により支持され、支持部材３６２はスプリング３６４を介して固定プレート３６６に支持される。固定プレート３６６はカシメ加工部Ｋ３によりチューブ部材３１０に固定される。
【００２８】
ガイド部材３７０には、シール部材３７４が挿入され、保持部材３７２により固定される。
シール部材３７４は、シャフト部材３５０をガイドするとともに、蒸発器へ向かう冷媒と蒸発器から戻る冷媒の漏れをシールする。
【００２９】
ガイド部材３７０は、円筒形の外周部を有し、カシメ加工部Ｋ１によりチューブ部材３１０の円筒部に固定される。ガイド部材３７０に対向するチューブ部材３１０の外周部には、ゴム製のブッシュ部材３９０が嵌着される。
チューブ部材３１０の段付部３１３にゴム製のシール部材３９２を焼付け加工により取付ける。フランジ部３１１の段付部３１５にシール部材６２ａを介在させる。ゴムブッシュ部材３９０、シール部材３９２，６２ａはカセットユニット３００を配管部材１０に挿入したときのシール部を形成する。
【００３０】
図４は、本発明のカセットユニットの他の実施形態を示す断面図である。
本実施形態は段付部を有しないチューブ部材を用いる構成であり、図１と同様の作用を奏するのは勿論である。
図において、全体を符号４００で示すカセットユニットは、フランジ部４１１と一体のチューブ部材４１０を有し、チューブ部材４１０は直円筒状に形成され、冷媒が通過する貫通穴４１２，４１４，４１６が設けられる。
【００３１】
フランジ部４１１には、ストッパ部材４４０が配設され、ストッパ部材４４０に当接するダイアフラム４３０の周辺を挟み、蓋部材４２０が一体に溶接される。蓋部材４２０とダイアフラム４３０は、感温室となるガスチャージ室４２２を形成し、所定のガスが充填され、栓体４２４により封止される。このガスチャージ室４２２とダイアフラム４３０は、弁体の駆動機構を構成する。ストッパ部材４４０の端部はフランジ部４１１に係止されると共に、ストッパ部材４４０の中心部は、筒状部４４２を形成し、筒状部３４２は、図示しない蒸発器からコンプレッサ側に向う貫通穴４１２を通る低圧冷媒中に配置される。そして、当て板４４６がダイアフラム４３０に載置され、溶接部Ｗ１によりストッパ部材４４０とダイアフラム４３０と当て板４４６は固定される。
筒状部４４２には、活性炭のような吸着剤４４４が充填され、開口部４４７を介してガスチャージ室４２２に連通する。
【００３２】
ストッパ部材４４０の筒状部４４２の底部には、シャフト部材４５０が当接され、シャフト部材４５０は、ガイド部材４７０、オリフィス部材４８０を貫通し、弁室４６１内に配置される弁体４６０に当接され、ダイアフラム４３０、ストッパ部材４４０及びシャフト部材４５０により弁体駆動機構を構成する。また、オリフィス部材４８０は、カシメ加工部Ｋ２によりチューブ部材４１０に固定される。
【００３３】
球形の弁体４６０は、支持部材４６２により支持され、支持部材４６２はスプリング４６４を介して固定プレート４６６に支持される。
【００３４】
ガイド部材４７０には、シール部材４７４が挿入され、保持部材４７２により固定される。
シール部材４７４は、シャフト部材４５０をガイドするとともに、蒸発器へ向かう冷媒と蒸発器から戻る冷媒の漏れをシールする。
【００３５】
ガイド部材４７０は、円筒形の外周部を有し、カシメ加工部Ｋ１によりチューブ部材４１０の円筒部に固定される。ガイド部材４７０に対向するチューブ部材４１０の外周部には、ゴム製のブッシュ部材４９０が嵌着される。
弁室４６１の外側にはゴムブッシュ部材４９２が嵌着される。フランジ部４１１の段付部４１５にシール部材６２ｃを介在させる。ゴムブッシュ材４９０，４９２及びシール部材６２ｃは、カセットユニット４００を配管部材１０に挿入したときのシール部を形成する。
【００３６】
上述した本発明に係る膨張弁の設計の自由度について、図５〜図８を用いて説明する。なお、図５〜図８において、図１に示す実施形態と同一部分には、同一の符号を付して説明を省略する。
図５は、図１に示す実施形態の膨張弁１を蒸発器に取り付ける場合に、膨張弁１に冷媒用配管をフランジ５１及び５１’を用いて接続するフランジ接続の例を示す断面図であり、図において、フランジ５１及び５１’はそれぞれＯリング５２，５２’及びＯリング５３，５３’により気密に膨張弁１の配管部材１０の本体２０に適宜に取り付けられている。そのフランジ接続により、膨張弁１を蒸発器に接続する場合を図６に示す。
【００３７】
図６は、図１に示す膨張弁１を蒸発器５４に接続する場合の概要を示す図であり、図示しないコンプレッサ側よりの冷媒が配管５５を介して冷媒通路３０に導入され、冷媒通路３２を経て配管５６を介して蒸発器５４に送出され、蒸発器５４を経て、蒸発器５４より送出される冷媒が配管５７を介して冷媒通路３４に流入し、冷媒通路３６を経て配管５８を介してコンプレッサ側に送出される。各配管５５〜５８はフランジ５１及び５１’に例えば挿入したり圧入して接続される。さらには、一体に構成してもよい。
【００３８】
さらに、図７及び図８は、図１に示す実施形態の膨張弁１に配管を接続する場合に、配管部材１０の本体２０に直接溶接により固着するパイプ接続の例を示す図である。図７において、配管部材本体２０に形成された各冷媒通路３０，３２，３４及び３６に例えばアルミ製のパイプ７０，７１，７２及び７３がそれぞれ接続され溶接個所Ｗにて配管部材本体２０に固着される。
【００３９】
図８は図７に示すパイプ接続において、パイプ７０を内径部４６に接続する場合を示し、配管部材本体２０にコンプレッサ側からの冷媒が供給される冷媒通路３０’が形成されており、内径部４６に連通している。この通路３０’にパイプ７０’が溶接個所Ｗ’にて溶接され、配管部材本体２０に固着される。なお、図８ではプレート部材１６６に貫通穴１６６’を設ける場合を示している。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の膨張弁は以上のように、空調装置の各機器と膨張弁を結ぶ配管が接続される配管部材と、配管部材に挿入される膨張弁の機能を有するカセットユニットを別部材として構成し、両者を組み合わせて膨張弁を製作するものである。
配管部材に形成される冷媒配管の接続方法及び冷媒の通路の向きは、適用される空調装置のレイアウトに合わせて自由に設定することができ、設計の自由度が向上する。
また、本発明においてはカセットユニットの構造も簡素化され、全体のコストも低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の膨張弁の全体構造を示す断面図。
【図２】本発明の膨張弁のカセットユニットの他の例を示す断面図。
【図３】本発明の膨張弁のカセットユニットの他の例を示す断面図。
【図４】本発明の膨張弁のカセットユニットの他の例を示す断面図。
【図５】本発明の膨張弁の配管例を示す断面図。
【図６】本発明の膨張弁の配管例を示す断面図。
【図７】本発明の膨張弁の配管例を示す断面図。
【図８】本発明の膨張弁の配管例を示す断面図。
【符号の説明】
１ 膨張弁
１０ 配管部材
２０ 配管部材本体
３０，３２，３４，３６ 冷媒通路
１００ カセットユニット
１１０ チューブ部材
１１１ フランジ部
１２０ 蓋部材
１２２ ガスチャージ室
１３０ ダイアフラム
１４０ ストッパ部材
１５０ シャフト
１６０ 弁体
１６１ 弁室
１６６ プレート部材
１７０ ガイド部材
１８０ オリフィス部材
Claims (3)
- 空調装置に装備されて冷媒の流量を制御する膨張弁であって、
空調装置の各機器に連通される配管が接続される冷媒の通路を有する配管部材と、当該配管部材に挿入されチューブ部材及びその一方の端部に形成されたフランジ部を有するカセットユニットとを備え、
前記チューブ部材は、絞り加工により前記フランジ部と一体に形成され、前記フランジ部とは反対側の端部は開口し、冷媒が通過する第１、第２、及び第３の貫通穴を前記フランジ部側から順に有し、前記第１の貫通穴と前記第２の貫通穴の間、前記第２の貫通穴と前記第３の貫通穴の間には段部が形成されて前記フランジ部と反対の側に向けて順次縮径しており、
前記カセットユニットは、前記チューブ部材の前記第１の貫通穴と前記第２の貫通穴との間に固定されシール部材が挿入されるガイド部材と、前記チューブ部材の前記第２の貫通穴と前記第３の貫通穴との間に固定されるオリフィス部材と、前記チューブ部材の前記フランジ部とは反対側の端部と前記第３の貫通穴との間に固定されるプレート部材と、前記オリフィス部材が前記プレート部材との間に形成する弁室内に配備される弁体と、前記プレート部材に支持され前記弁体を前記オリフィス部材側へ向けて付勢するスプリングと、前記ガイド部材と前記オリフィス部材を貫通し前記弁体に当接することで前記弁体を操作するシャフト部材と、前記フランジ部に溶接される蓋部材と、当該蓋部材と前記フランジ部に挟まれてガスチャージ室を形成するダイアフラムと、当該ダイアフラムの変位を前記シャフト部材に伝達するとともに吸着剤が充填される筒状部を有するストッパ部材とを備え、
前記ガイド部材及び前記オリフィス部材が前記チューブ部材の内面の段部に当接した状態で前記チューブ部材に固定され、
前記配管部材における前記カセットユニットの挿入穴が挿入方向に向かって順次縮径するように段付状に形成され、前記挿入穴と前記チューブ部材の互いに対向する段部の間にシール部材が挟持され、
前記配管部材に挿入された前記カセットユニットの前記蓋部材を前記配管部材に固定するリングと、前記カセットユニットの外径部と前記配管部材の内径部との間に配設されるシール部材とを備える膨張弁。 - 前記配管部材の冷媒の通路の軸線は、配管のレイアウトに合わせて設定される請求項１記載の膨張弁。
- 前記ガイド部材、前記オリフィス部材及び前記プレート部材は、前記チューブ部材に対してカシメ加工により固定される請求項１記載の膨張弁。
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