JP2000304381A

JP2000304381A - 温度膨張弁

Info

Publication number: JP2000304381A
Application number: JP11108794A
Authority: JP
Inventors: Kazuto Kobayashi; 和人小林; Kazuhiko Watanabe; 和彦渡辺; Kimimichi Yano; 公道矢野
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 1999-04-16
Filing date: 1999-04-16
Publication date: 2000-11-02

Abstract

(57)【要約】【課題】空調装置に使用される膨張弁の部品の取付構
造の改良を図る。【解決手段】膨張弁本体３０は、圧縮機側からの冷媒
が流入する第１の通路３２と弁室３５を有し、弁体３２
ｂとオリフィス３２ａの流路を通った冷媒は、通路３２
１から蒸発器へ送られる。蒸発器から戻る冷媒は、第２
の通路３４を通って圧縮機側へ戻るパワーエレメント３
６１は、蒸発器の熱負荷に対応して弁体３２ｂを操作し
て、冷媒の流量を制御する。本体３０の上端部３０１に
は切り起し部３０２を有し、押え板３０３に固着された
パワーエレメント部３６１をカシメ固定する。本体３０
の下端部の切り起し部３２３はスプリング３２２ｄの支
持板３２４をカシメ固定し、開口部３０４を封止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は空気調和装置、冷凍
装置などに用いられ、冷媒の流量を制御する温度膨張弁
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来広く用いられているボックス型膨張
弁を自動車等の空気調和装置の冷凍サイクル中に配置し
た状態の縦断面図を図５に、概略斜視図を図６に示す。
図５において、膨張弁１０は角柱の例えばアルミニウム
製の弁本体３０と、冷凍サイクル１１においてコンデン
サ５、レシーバ６からエバポレータ８に向かう冷媒の通
る第一の通路３２、及びエバポレータ８からコンプレッ
サ４に向かう冷媒の通る第二の通路３４が弁本体３０に
上下に離間して形成されている。さらに、第一の通路３
２に設けられたオリフィス３２ａ及び弁室３５と、この
オリフィス３２ａを通過する冷媒量を制御する通路３２
の上流側に配置された球状の弁体３２ｂと、弁体３２ｂ
をオリフィス３２ａ方向に弁部材３２ｃを介して押圧す
るばね３２ｄの調節ねじ３９を有する。ねじ部３９ｆを
有する調節ねじ３９は弁本体３０の下部の端面より第一
の通路３２の弁室３５に連通する装着穴３０ａに進退可
能にねじ込まれており、Ｏリング３９ｇが調節ねじ３９
に装着され、弁本体３０と気密状態が確保されている。
この調節ねじ３９と押圧ばね３２ｄとにより、弁体３２
ｄのオリフィス３２ａに対する開口度が調節される。

【０００３】なお、３２１はレシーバ６から送り出され
て、エバポレータ８に向かう冷媒が流入する入口ポート
であり、入口ポート３２１に弁室３５が連続しており、
３２２はエバポレータ８に流入する冷媒の出口ポートで
ある。また、図６において、５０は膨張弁を取り付ける
ためのボルト孔であり、弁本体３０の下部は薄肉化され
ている。弁本体３０にはエバポレータ８の出口温度に応
じて、弁体３２ｂに対して駆動力を与えてオリフィス３
２ａの開閉を行うために小径の孔３７と、この孔３７よ
り径が大径の孔３８が、オリフィス３２ａと同軸に形成
され、弁本体３０の上端には感熱部となるパワーエレメ
ント部３６が固定されるねじ孔３６１が形成されてい
る。

【０００４】パワーエレメント部３６は、ステンレス製
のダイアフラム３６ａと、このダイアフラム３６ａを挾
んで互いに溶接により密着して設けられ、その上下に二
つの気密な感温室を形成する上部圧力作動室３６ｂ、及
び下部圧力作動室３６ｃをそれぞれ構成する上カバー３
６ｄと下カバー３６ｈと、上部圧力作動室３６ｂにダイ
アフラム駆動流体となる所定冷媒を封入するための封切
管３６ｉとを備え、下カバー３６ｈはパッキン４０を介
してねじ孔３６１に螺着される。下部圧力作動室３６ｃ
は、オリフィス３２ａの中心線に対して、同心的に形成
された均圧孔３６ｅを介して第２の通路３４に連通され
ている。第２の通路３４には、エバポレータ８からの冷
媒状機が流れ、通路３４は気相冷媒の通路となり、その
冷媒の圧力が均圧孔３６ｅを介して下部圧力作動室３６
ｃに負荷されている。なお、３４２はエバポレータ８か
ら送り出される冷媒の入る入口ポート、３４１はコンプ
レッサ４へ送り出される冷媒の出口となる出口ポートで
ある。なお、図６では、封切管３６ｉを省略して示して
いる。

【０００５】さらに下部圧力作動室３６ｃ内にダイアフ
ラム３６ａの下面中央部に当接する大径の皿状に形成さ
れた頂部３１２を有し、かつ第２の通路３４を貫通して
大径の孔３８内に摺動可能に配置されて、エバポレータ
８の冷媒出口温度を下部圧力作動室３６ｃへ伝達すると
共に、上部圧力作動室３６ｂ及び下部圧力作動室３６ｃ
の圧力差に伴うダイアフラム３６ａの変位に応じて、大
径３８内を摺動して駆動力を与えるアルミ製の感温棒３
６ｆと、小径の孔３７内に摺動可能に配置されて、感温
棒３６ｆの変位に応じて弁体３２ｂを付勢手段３２ｄの
弾性力に抗して押圧する感温棒３６ｆより細径のステン
レス製の作動棒３７ｆからなる。感温棒３６ｆは、ダイ
アフラム３６ａの受け部となる頂部３１２と下部圧力作
動室３６ｃ内で摺動する大径部３１４とで上端部が形成
され、感温棒３６ｆの下端部は作動棒３７ｆの上端部と
当接し、作動棒３７ｆの下端部は弁体３２ｂと当接して
おり、感温棒３６ｆと作動棒３７ｆとで弁体駆動棒３１
８が構成されている。なお、頂部３１２と大径部３１４
は一体に構成されていることもある。

【０００６】したがって、均圧孔３６ｅには、ダイアフ
ラム３６ａの下面から第１の通路３２のオリフィス３２
ａまで延出した弁体駆動棒３１８が、同心的に配置され
ていることになる。なお、作動棒３７ｆの部分３７ｅ
は、オリフィス３２ａの内径より細く形成されて、オリ
フィス３２ａ内を挿通し、冷媒はオリフィス３２ａ内を
通過する。また、感温棒３６ｆには第１の通路３２と、
第２の通路３４との気密性を確保するための密封部材と
してＯリング３６ｇが備えられる。

【０００７】圧力作動ハウジング３６ｄの上部圧力作動
室３６ｂ中には、公知のダイアフラム駆動流体が充填さ
れていて、ダイアフラム駆動流体には第２の通路３４や
第２の通路３４に連通されている均圧孔３６ｅに露出さ
れた弁体駆動棒３１８及びダイアフラム３６ａを介し
て、第２の通路３４を流れているエバポレータ８の冷媒
出口からの冷媒の熱が伝達される。

【０００８】上部圧力作動室３６ｂ中のダイアフラム駆
動流体は、上記伝達された熱に対応してガス化し、圧力
をダイアフラム３６ａの上面に負荷する。ダイアフラム
３６ａは上記上面に負荷されたダイアフラム駆動ガスの
圧力と、ダイアフラム３６ａの下面に負荷された圧力と
の差により上下に変位する。ダイアフラム３６ａの中心
部の上下への変位は、弁体駆動棒を介して弁体３２ｂに
伝達され弁体３２ｂをオリフィス３２ａの弁座に対して
接近または離間させる。この結果、冷媒流量が制御され
ることとなる。

【０００９】即ち、エバポレータ８の出口側つまりエバ
ポレータから送り出される低圧の気相冷媒の温度が上部
圧力作動室３６ｂに伝達されるため、その温度に応じて
上部圧力作動室３６ｂの圧力が変化し、エバポレータ８
の出口温度が上昇する。つまりエバポレータの熱負荷が
増加すると、上部圧力作動室８６ｂの圧力が高くなり、
それに応じて感温棒３６ｆつまり弁体駆動棒が下方へ駆
動されて弁体３２ｂを下げるため、オリフィス３２ａの
開度が大きくなる。これによりエバポレータ８への冷媒
の供給量が多くなり、エバポレータ８の温度を低下させ
る。逆に、エバポレータ８から送り出される冷媒の温度
が低下する。つまりエバポレータの熱負荷が減少する
と、弁体３２ｂが上記と逆方向に駆動され、オリフィス
３２ａの開度が小さくなり、エバポレータへの冷媒の供
給量が少なくなり、エバポレータ８の温度を上昇させる
のである。

【００１０】さらに、従来の膨張弁１０’として、図５
に示す封切管３６ｉの代りに、図７に示す如く、栓体３
６ｋを用いて所定冷媒を封入したものも知られており、
例えばステンレス製の栓体３６ｋが、ステンレス製の上
カバー３６ｄに形成された孔３６ｊを塞ぐように挿入さ
れ、栓体３６ｋは穴３６ｊに溶接により固着されている
のである。

【００１１】かかる図７の従来の膨張弁１０’において
は、パワーエレメント部３６’における所定冷媒の封入
が栓体３６ｋにより行われている点が、図５の膨張弁と
異なるのみであり、他の構成は図５と同一であるので、
同一または均等部分には同一の符号を付して説明を省略
している。なお、図７においては、冷凍サイクルを省略
して示している。

【００１２】かかる従来の温度膨張弁においては、感温
棒３６ｆは比較的大径の部材であり、この部材と作動棒
とで弁体駆動棒が構成されている。而して、上記弁体駆
動棒をロッド部材で構成した従来の温度膨張弁もあり、
このロッド部材を用いた従来の温度膨張弁１０”を図８
に示す。図８に示す膨張弁の動作は図５及び図７に示す
膨張弁と同一であり、図５及び図７と同一符号は同一ま
たは均等部分を示し、図５及び図７とは弁体駆動棒の構
成とＯリング３６ｇの構成が異なる。即ち、第１の通路
３２と第２の通路３４間には、大径の穴３８’が設けら
れ、この穴３８’に摺動自在に挿入される細径の棒状の
ロッド部材３１６は、ダイアフラム３６ａの作動を弁体
３２ｂに伝達する。

【００１３】感温機構を有する感温部３１８は、感温棒
３６１ｆとして作用し、ダイアフラム３６ａがその表面
に当接し、ダイアフラム３６ａの受け部となる大径のス
トッパ部３１２と、ストッパ部３１２の裏面に一端面が
当接し、かつ他端面の中央部が突起部３１５に形成され
て下部圧力作動室３６ｃ内に摺動自在に挿入される大径
部３１４と、この大径部３１４の突起部３１５の内部に
て一端面が嵌合し、他端面が作動棒に相当する部分３７
１ｆを介して弁体３２ｂに当接して連続する一体構成の
ロッド部材３１６とからなる。ロッド部材３１６を構成
する感温棒３６１ｆは、第２の通路内に露出して冷媒蒸
気からの熱が伝達される。

【００１４】感温棒３６１ｆであるロッド部材３６１
は、パワーエレメント部３６のダイアフラム３６ａの変
位に応じて通路３４を横切って進退自在に駆動されるの
で、ロッド部３１６に沿って通路３２と通路３４間を連
通するクリアランス（隙間）が形成されることとなり、
この連通を防止するため、ロッド部３１６の外周に密着
するＯリング５０を大径の穴３８’内に配置し、両通路
間にＯリングが存在するようにしており、しかも、Ｏリ
ング５０がコイルバネ３２ｄ及び通路３２１の冷媒圧力
により長手方向（パワーエレメント部３６の存在する方
向）に作用する力を受けて、移動しないようにするため
戻り止めナットとしてプッシュナット４１がＯリング５
０に接して大径の穴３８’内に配置されるようにロッド
部３１６に取り付けられている。

【００１５】なお、図８の温度膨張弁において、封切管
３６ｉの代りに図７と同じく栓体を用いて構成されてい
るものも存在する。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の温度膨
張弁においては、調節ねじ３９は、装着穴３０ａにねじ
込まれており、弁本体３０の下端部に形成されたねじ部
３９ｆに調節ねじ３９に形成されたねじ部３９ｂが螺着
している。さらに、パワーエレメント部３６は、弁本体
３０に形成されたねじ孔３６１に螺着されており、弁本
体３０及び下カバー３６ｈにそれぞれねじ部が形成され
ている。

【００１７】したがって、従来の温度膨張弁において
は、弁本体３０の上端部と下端部にねじ部を形成しなけ
ればならず、ねじ部の弁本体への形成は、その加工に時
間を要し、加工は面倒で大きな部品コストが必要となる
という問題がある。しかも、ねじの形成にともない切り
子又は金属粉も生じ、これが弁本体内部に存在した場合
には、膨張弁の動作に不具合の生じるおそれがあり、信
頼性が損なわれるおそれがあるという問題があった。

【００１８】本発明は、かかる問題を解消すべくなされ
たもので、その目的とするところは、弁本体内部にねじ
部の形成を不要とすることにより、低コストで、信頼性
の高い温度膨張弁を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成すべ
く、本発明に係る温度膨張弁は、弁本体と、上記弁本体
の上端部に設けられてダイアフラムの変位に応じて弁体
を駆動するパワーエレメント部と、上記弁本体の下端部
に設けられて上記弁体の弁開度を調節するばねの押圧力
を調整する調整ねじとからなり、上記パワーエレメント
部は上記上端部にカシメ固定されていることを特徴とす
る。

【００２０】さらに本発明に係る温度膨張弁は、弁本体
と、上記弁本体の上端部に設けられてダイアフラムの変
位に応じて弁体を駆動するパワーエレメント部と、上記
弁本体の下端部に設けられて上記弁体の弁開度を調節す
るばねとからなり、上記ばねは上記下端部にカシメ固定
された支持板に支持されていることを特徴とする。

【００２１】さらにまた本発明に係る温度膨張弁は、弁
本体と、上記弁本体の上端部に設けられてダイアフラム
の変位に応じて弁体を駆動するパワーエレメント部と、
上記弁本体の下端部に設けられて上記弁体の弁開度を調
節するばねとからなり、上記パワーエレメント部は上記
上端部にカシメ固定されると共に上記ばねは上記下端端
にカシメ固定された支持板に支持されることを特徴とす
る。

【００２２】以上のように、パワーエレメント部と調節
ばねの少なくとも一方をカシメ部により弁本体に固定ま
たは装着することにより、弁本体内部にねじを形成する
ことが不要となり、加工工数を低減し、低コストの信頼
性の高い温度膨張弁が得られる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る温度膨
張弁の一実施の形態を示しており、図示のパワーエレメ
ント部３６１と弁本体の上端部３０１を除いては、基本
的には、前述した図５，図７及び図８に示される従来例
の温度膨張弁と同一の構成であるので、従来例の温度膨
張弁の各部に対応する部分ないし同一機能を奏する部分
には同一の符号を付して説明を省略し、以下において
は、相違点を説明する。

【００２４】図１において、弁本体３０の上端部３０１
には切り起し部３０２が形成されており、パワーエレメ
ント部３６１は上カバー３６１ｄ、下カバー３６１ｈ及
びダイアフラム３６１ａとで従来例と同じく構成されて
いる。パワーエレメント部３６１の下カバー３６１ｈ
は、図２に示すように溶接部Ｗによって例えばステンレ
ス材からなる開口を有する円板状の固定板３０３と結合
されている。そこで、この固定板３０３を切り起し部３
０２によって、Ｏリング３０５を介してカシメて上端部
３０１に固着する。

【００２５】これにより、パワーエレメント部３６１
は、弁本体３０の上端部３０１に固定されることとな
る。なお、パワーエレメント部３６１には、栓体３６１
ｋにより所定冷媒が封入されている場合を示している
が、封切管を用いてよいのは勿論であり、また図５に示
す従来例について、図１のようにパワーエレメント３６
ｉをカシメ固定できるのは勿論である。また、図１の実
施の形態において、ダイアフラムの受け部３１２と大径
部３１４は一体化され、Ｏリング５０はロッド部材３１
６に設けられた止め輪４１’により固定されている。以
下の実施の形態においても同様である。

【００２６】このように、パワーエレメント部３６１を
弁本体３０の上端部３０１にカシメ部３０２によりカシ
メ固定されるので、弁本体３０上端部にねじ部を形成す
ることが不要となるので、加工工数が低減でき、ねじ加
工にともなう切り子、金属粉の発生がなくなり、信頼性
が向上する。

【００２７】図３は、本発明に係る温度膨張弁の他の実
施の形態を示しており、図示の調節ばね３２ｄと弁本体
３０の下端部３０２及び支持板３２４を除いては、基本
的には前述した図８に示される従来例の温度膨張弁と同
一の構成であるので、図８に示される従来例の温度膨張
弁１０の各部に対応する部分ないし同一機能を奏する部
分には同一の符号を付して説明を省略し、以下において
は相違点を説明する。

【００２８】図３において、弁本体３０の下端部３０２
には、円形の開口３０４が形成され、この開口３０４の
周囲に沿って切り起し部３２３が形成されている。開口
３０４には、調節ばね３２ｄを支持する円形の支持板３
２４が調節ばね３２ｄを所定の位置で支持すべく挿入さ
れ、支持板３２４はＯリング３０６を介して切り起し部
３２３によって弁本体３０の下端部３０２にカシメ固定
される。なお、図３において、図１と同一部分には同一
符号を付して説明を省略している。

【００２９】これにより、調節ばね３２ｄは従来例の如
く調節ねじによって位置決めされることなく、弁本体の
下端部３０２に装着できる。したがって、弁本体３０の
下端部にねじ部を形成することが不要となる。なお、図
３において、封切管３６ｉの代りに図１と同様に栓体を
用いてもよいのは勿論であり、また図５に示す従来例に
ついて、図３のように調節ばねを支持する支持板を弁本
体の下端部にカシメ固定し、調節ねじを用いることな
く、調節ばねを装着できるのは勿論である。

【００３０】このように調節ばねを支持する支持板を弁
本体の下端部にカシメ固定することにより調節ばねを装
着できるので、弁本体の下端部にねじ部を形成すること
が不要となり、加工工数が低減でき、ねじ加工にともな
う切り子、金属粉の発生がなくなり、信頼性が向上す
る。

【００３１】さらに、本発明は前記した実施の形態に限
らず、他の実施の形態として、図１に示すパワーエレメ
ント部の弁本体の上端部へのカシメ固定と図３に示す調
節ねじを支持する支持板の弁本体の下端部へのカシメ固
定による調節ばねの装着とを同時に適用した場合を図４
に示す。図４に示す実施の形態は図１及び図３に示す実
施の形態と同一の構成であるので、同一部分ないし同一
の機能を奏する部分には同一の符号を付して説明を省略
する。このように、弁本体の上端部及び下端部において
ねじ部を構成することが不要となり、加工工数の一層の
低減ができ、低コスト化と共にねじ加工にともなう不具
合の発生を防止でき信頼性が一層向上する。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明から理解されるように、本発
明に係る温度膨張弁は、パワーエレメント部と調節ばね
の少なくとも一方を弁本体にねじ部を形成することな
く、カシメ固定により弁本体に固着又は装着できるの
で、加工工程を低減できるので、低コスト化を達成で
き、かつねじ加工による不具合の発生を防止でき、信頼
性が一層向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す断面図。

【図２】図１の要部の断面図。

【図３】本発明の他の実施の形態を示す断面図。

【図４】本発明の更に他の実施の形態を示す断面図。

【図５】従来の膨張弁の断面図。

【図６】従来の膨張弁の斜視図。

【図７】従来の膨張弁の他の例を示す断面図。

【図８】従来の膨張弁の他の例を示す断面図。

【符号の説明】

３０弁本体３２第１の通路３２ｂ弁体３０１弁本体の上端部３０２切り起し部３０３固定板３０４開口３２３切り起し部３２４支持板３６１パワーエレメント部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】弁本体と、上記弁本体の上端部に設けら
れてダイアフラムの変位に応じて弁体を駆動するパワー
エレメント部と、上記弁本体の下端部に設けられて上記
弁体の弁開度を調節するばねの押圧力を調整する調整ね
じとからなり、上記パワーエレメント部は上記上端部に
カシメ固定されていることを特徴とする温度膨張弁。
【請求項２】弁本体と、上記弁本体の上端部に設けら
れてダイアフラムの変位に応じて弁体を駆動するパワー
エレメント部と、上記弁本体の下端部に設けられて上記
弁体の弁開度を調節するばねとからなり、上記ばねは上
記下端部にカシメ固定された支持板に支持されているこ
とを特徴とする温度膨張弁。
【請求項３】弁本体と、上記弁本体の上端部に設けら
れてダイアフラムの変位に応じて弁体を駆動するパワー
エレメント部と、上記弁本体の下端部に設けられて上記
弁体の弁開度を調節するばねとからなり、上記パワーエ
レメント部は上記上端部にカシメ固定されると共に上記
ばねは上記下端端にカシメ固定された支持板に支持され
ることを特徴とする温度膨張弁。