JP6596217B2 - カシメ固定型パワーエレメント及びこれを用いた膨張弁 - Google Patents
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Description
弁室内に配設される球状の弁部材は、弁室に開口する弁孔の弁座に対向し、パワーエレメントにより駆動される弁棒により操作されて、弁座との間の絞り通路の開度を制御する。
また、弁孔を通った冷媒は、出口ポートから蒸発器側へ送られる。蒸発器から圧縮機側へ戻る冷媒は、弁本体に設けられた戻り通路を通過する。
上蓋部材とダイアフラムで形成される圧力作動室には作動ガスが封入される。このとき、圧力作動室に作動ガスを封入するために、上蓋部材の頂部に穴を設け、この穴から作動ガスを封入した後に鋼球等で穴を塞ぎプロジェクション溶接手段などによって圧力作動室を封止する。
このため、取り付けに際してパワーエレメント及び弁本体の両者に予めねじを加工する必要があり、膨張弁全体の製造工程やコストが増加する要因となる。
また、パワーエレメントを弁本体に螺着する構成のため、パワーエレメントと弁本体との高さ方向の位置関係において、ねじ込む深さによってバラツキが生じることがあった。
このような構造を採用することにより、パワーエレメントと弁本体とに予めねじ加工することを省略できるとともに、高さ方向の位置決め精度を高めることができる。
そして、本明細書において、特許文献2に示すような、弁本体の上端部にカシメ固定されるタイプのパワーエレメントを「カシメ固定型パワーエレメント」と呼ぶこととする。
このような作動ガスは、上記パワーエレメントを弁本体に取り付けてから封入してもよいが、その封入時の被封入材(膨張弁全体)の取り扱いを容易にするために、パワーエレメントを弁本体に取り付ける前のパワーエレメント単品の状態で、上記圧力作動室内に作動ガスを封入する手順で製造されている。
図3において、特許文献2に記載されているカシメ固定型パワーエレメントを組み立てる際に、上蓋部材1とダイアフラム2と受け部材3とを重ね合わせて外周部を周溶接し、上蓋部材1に形成された穴から作動ガスを封入して、その後、上記穴を栓4で封止する。
そして、作動ガスが封入されたパワーエレメントは、弁本体にカシメ固定されることにより、膨張弁の一部を構成する。
このような場合、作動ガスが封入されたカシメ固定型パワーエレメントのみを別工程で作成して搬送する際に、ダイアフラム2に搬送用の収納箱の内壁や他のパワーエレメント等が接触し、ダイアフラム2に傷が付いてその耐久性が低下したり、あるいはダイアフラム2が破損してしまうというおそれがあった。
ことを特徴とする。
また、弁本体にカシメ固定する際にダイアフラムが破損することを防止することができるとともに、ストッパ部材の受け部に弁棒を取り付ける動作で位置決めが可能となるため、組み立て工程における位置決め動作を簡略化できる。
図1(a)に示すように、カシメ固定型パワーエレメント100は、上蓋部材110と、中央部に貫通孔121を備えた受け部材120と、上蓋部材110と受け部材120の間に挟み込まれるダイアフラム130と、受け部材120の貫通孔121から挿通されたストッパ部材140と、により構成される。
ここで、上蓋部材110の中央部には、上記作動ガスを封入するための封入孔113が形成されており、図1(b)に示すように、作動ガスの封入後、封入孔113は封止栓114で封止される。
そして、受け部材120の貫通孔121には、ストッパ部材140が挿通されている。
ストッパ部材140は、フランジ部141を含む上面でダイアフラム130を受け止めるとともに、本体部145が受け部材120の貫通孔121に挿通され、フランジ部141の下面が受け部材120の第2底面部127に下部空間122側から当接するように配置される。
まず初めに、図1(a)に示すような位置関係となるように、上蓋部材110、ダイアフラム130、ストッパ部材140及び受け部材120を配置する。
次に、上蓋部材110とダイアフラム130と受け部材120との外周部を重ね合わせた状態で、当該外周部を例えばTIG溶接やレーザ溶接、プラズマ溶接等により周溶接して溶接部Wを形成し一体化する。
このとき、圧力作動室112に封入された作動ガスにより、ダイアフラム130は受け部材120側に張り出す形で圧力を受けるため、下部空間122に配置されて受け部材120の第2底面部127で支持されるストッパ部材140の上面と当接して安定的に支持される。
また、搬送用の袋や箱等に複数のカシメ固定型パワーエレメント100を整列させることなく無造作に投入したとしても、ダイアフラム130が受け部材120で保護されるため、ダイアフラム130に傷が付いたり破損するのを防止できる。
図2に示すように、本発明によるカシメ固定型パワーエレメントを適用した膨張弁の弁本体10は、例えばアルミ合金からなる部材に機械加工を施して生産されるもので、高圧の冷媒が導入される入口ポート20を有する。
入口ポート20は、小径穴20aを介して弁室24に連通している。また弁室24は、弁棒60と同軸状に形成される弁孔26を介して冷媒の出口ポート28に連通している。
プラグ50は、弁本体10の弁室24の開口部10aに螺合されており、当該プラグ50のねじ込み量を調整することにより、弁部材40を支持するコイルスプリング44のばね力を調整することができる。
また、プラグ50の外周部にはシール部材54が設けられ、これによって弁室24がシールされている。
弁本体10の頂部には、本発明の一実施例によるカシメ固定型パワーエレメント100が弁本体10の頂部に形成された円筒部12にカシメ部12aを介して取り付けられる。また、カシメ固定型パワーエレメント100と弁本体10の間にはOリング等のシール部材64が配設される。
このとき、弁本体10の頂部に形成される戻り通路30との連通路31の内径は、カシメ固定型パワーエレメント100のストッパ部材140の外径よりも大きく設定されている。
このような配置とすることにより、カシメ固定型パワーエレメント100の圧力作動室112の内圧の変動に応じたダイアフラム130の変形を受けてストッパ部材140が上下動し、当該ストッパ部材140の移動が弁棒60を介して弁部材40に伝達される。
そして、カシメ固定型パワーエレメント100の上蓋部材110に当接するように弁本体10の円筒部12の先端を変形させることにより、カシメ固定型パワーエレメント100を弁本体10にカシメ固定する。
したがって、本発明のカシメ固定型パワーエレメントによれば、当該パワーエレメントの搬送時や膨張弁への取り付け時にダイアフラムが破損することを防止することができる。
また、本発明のカシメ固定型パワーエレメントの取り付け時に、ストッパ部材の受け部に弁棒を取り付ける動作で位置決めが可能となるため、組み立て工程における位置決め動作を簡略化できる。
12 円筒部
12a カシメ部
20 入口ポート
24 弁室
25 弁座
26 弁孔
28 出口ポート
30 戻り通路
40 弁部材
42 支持部材
44 コイルスプリング
50 プラグ
54 シール部材
60 弁棒
64 シール部材
100 カシメ固定型パワーエレメント
110 上蓋部材
112 圧力作動室
113 封入孔
114 封止栓
120 受け部材
121 貫通孔
125 (環状の)外周部
126 第1底面部
127 第2底面部
130 ダイアフラム
140 ストッパ部材
141 フランジ部
142 受け部
145 本体部
150 スペーサ部材
Claims (3)
- ダイアフラムと、前記ダイアフラムとの間で作動ガスが封入される圧力作動室を形成する上蓋部材と、中央部に貫通孔を備えるとともに前記ダイアフラムに関して前記上蓋部材と反対側に配置される受け部材と、前記ダイアフラムと前記受け部材との間に形成される下部空間に配置されるストッパ部材と、を備え、前記上蓋部材と前記ダイアフラムと前記受け部材とを重ねて、外周部において周溶接により一体化したカシメ固定型パワーエレメントであって、
前記受け部材は、その外周部よりも中心側において当該外周部よりも一段下がって設けられた第1底面部と、当該第1底面部よりも中心側において当該第1底面部よりも一段下がって設けられその中央部に前記貫通孔が設けられた第2底面部とを備え、
前記ストッパ部材は、前記受け部材の前記貫通孔に挿通される本体部と、前記貫通孔より大径であって前記第2底面部の最大径よりも小径で前記本体部の一端に形成されたフランジ部と、を有し、
前記フランジ部は、前記下部空間における前記第2底面部の上部領域に位置し、前記下部空間側から前記受け部材に当接するように配置されており、
前記作動ガスが前記圧力作動室に封入された後、前記カシメ固定型パワーエレメントが膨張弁に組み付けられる前において、前記ダイアフラムは前記ストッパ部材に当接して支持される
ことを特徴とするカシメ固定型パワーエレメント。 - 前記上蓋部材は、前記作動ガスを封入するための封入孔と、前記封入孔を封止するための封止栓と、をさらに備える
ことを特徴とする請求項1に記載のカシメ固定型パワーエレメント。 - 高圧の冷媒が導入される入口ポートと、該入口ポートに連通する弁室と、該弁室に開口する弁孔と、該弁孔の入口に形成される弁座と、前記弁孔を通過した冷媒が送り出される出口ポートとを有する弁本体と、前記弁座に対向して配設される弁部材と、を備え、
請求項1又は2に記載のカシメ固定型パワーエレメントを前記弁本体の上端にカシメ部を介して取り付けた
ことを特徴とする膨張弁。
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