JPH0979703A - 温度式膨張弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エレメント部４′のダイヤフラム４９の耐久
性を向上させる。 【解決手段】 ダイヤフラム４９の外周縁部を、受け部
材５５と蓋部材５６との間に、リング部材５７を介し
て、サンドウイッチ状に挟み込んで一体に接合し、ダイ
ヤフラム４９が変位する際の支点位置をリング部材５７
の内周端に設定する。リング部材５７は簡単な形状であ
るため、ワッシャ類のように精度よく成形することがで
きる。それ故、ダイヤフラム４９が変位するときの支点
位置を確実にリング部材５７の内周端に設定できる。こ
のリング部材５７の内周端位置はダイヤフラム４９の外
周端の接合箇所Ａより離れているので、溶接による熱影
響をダイヤフラム４９が受けにくい。従って、溶接によ
る熱影響でダイヤフラム４９の支点位置の硬度が低下す
る恐れも少ない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は冷凍サイクルにおい
て高温高圧の液冷媒を減圧して低温低圧の気液２相冷媒
に膨張させる温度式膨張弁に関するもので、例えば自動
車用空調装置に用いて好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、温度式膨張弁は図３に示すよう
に、冷凍サイクルの蒸発器出口冷媒の温度を感知する感
温筒５３を有し、この感温筒５３内の封入ガスの圧力を
エレメント部４′の第１の圧力室５０に導入するととも
に、第２の圧力室５１に、冷凍サイクルの蒸発器側圧力
（低圧）を導入し、この両圧力室５０、５１の圧力差と
コイルスプリング４６のばね力とに応じて、金属（ステ
ンレス）製のダイヤフラム４９を変位させて、冷媒絞り
通路４３の開度を弁体４４にて調整するようにしてい
る。

【０００３】また、ダイヤフラム４９はその外周縁部を
受け部材５５と蓋部材５６との間に挟み込み、この両部
材５５、５６とダイヤフラム４９とを溶接により一体に
接合して、ダイヤフラム４９の外周部の固定と密閉を行
っている。図３において、Ａ部は上記した溶接による接
合箇所を示す。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記受け部
材５５および蓋部材５６はステンレスのような金属材料
をプレス成形して製造されるが、その形状が図３に示す
ように複雑であるため、プレス成形の工程数が多くな
り、受け部材５５および蓋部材５６の形状、寸法にバラ
ツキが生じやすい。これに加え、プレス型の使用回数の
増加に伴って、プレス型の磨耗が発生して、受け部材５
５および蓋部材５６の形状にダレが発生する。

【０００５】このように、受け部材５５および蓋部材５
６の形状、寸法にバラツキやダレが発生すると、受け部
材５５および蓋部材５６とダイヤフラム４９との接触部
位に拡がりが発生して、ダイヤフラム４９が変位すると
きの支点位置が最外周の溶接箇所Ａに移行することがあ
る。この溶接箇所Ａは溶接による熱影響を受けて、ダイ
ヤフラム１４の強度が低下しているので、この溶接箇所
Ａがダイヤフラム１４の支点位置となることにより、ダ
イヤフラム１４の耐久性低下を招く恐れがあった。

【０００６】本発明は上記点に鑑みて、ダイヤフラム等
の圧力応動部材の耐久性を簡単な構造で確実に向上でき
る温度式膨張弁を提供することを目的とする。

【０００７】

【発明の概要】本発明は上記目的を達成するため、以下
の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１記載の発
明では、ダイヤフラム等の圧力応動部材（４９）の外周
縁部を、受け部材（５５）と蓋部材（５６）との間に、
リング部材（５７）を介して、サンドウイッチ状に挟み
込んで一体に接合し、圧力応動部材（４９）が変位する
際の支点位置を前記リング部材（５７）の内周端に設定
するようにした温度式膨張弁を特徴としている。

【０００８】請求項２記載の発明では、前記リング部材
（５７）の内周端において、前記圧力応動部材（４９）
と当接する部位に円弧面（５７ａ）を形成したことを特
徴としている。請求項３記載の発明では、前記リング部
材（５７）の内周端を位置決めする突起部（５５ｂ）
を、前記受け部材（５５）および前記蓋部材（５６）の
うち、前記リング部材（５７）が当接する側の部材に形
成したことを特徴としている。

【０００９】上記技術的手段により請求項１〜３記載の
発明によれば、リング部材が簡単な形状であるため、ワ
ッシャ類のように精度よく成形することができる。それ
故、圧力応動部材が変位するときの支点位置を確実にリ
ング部材の内周端に設定できる。このリング部材の内周
端位置は圧力応動部材の外周端の接合箇所Ａより離れて
いるので、溶接による熱影響を圧力応動部材が受けにく
い。従って、溶接による熱影響で圧力応動部材の支点位
置の硬度が低下する恐れも少ない。

【００１０】その結果、接合箇所Ａを支点位置として圧
力応動部材が変位する場合が発生する従来技術よりも、
リング部材の内周端を支点位置として圧力応動部材が変
位する本発明品の方が、はるかに圧力応動部材の耐久性
向上に貢献できる。また、請求項２記載の発明では、リ
ング部材の内周端に形成した円弧面により圧力応動部材
を滑らかに変位させることができるので、圧力応動部材
の支点位置における傷つきの心配もない。

【００１１】また、請求項３記載の発明では、リング部
材の内周端を突起部にて容易に位置決めできるので、リ
ング部材の組付を容易に行うことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図１、２は本発明を自動車空調用冷
凍サイクルの温度式膨張弁に適用した実施形態を例示す
るもので、冷凍サイクルは、自動車エンジンにより駆動
される圧縮機１、この圧縮機１から吐出されたガス冷媒
を冷却、凝縮する凝縮器２、この凝縮器２からの冷媒を
溜めて、冷媒の気液を分離し、液冷媒のみを導出する受
液器３、本発明による温度式膨張弁４、およびこの温度
式膨張弁４で減圧，膨張した低温低圧の気液２相冷媒を
蒸発させる蒸発器５とから構成されている。

【００１３】次に、温度式膨張弁４について詳述する
と、４０はアルミニュウム等の金属で成形された弁ハウ
ジングで、受液器３からの液冷媒が導入される円筒状の
冷媒入口４１、および蒸発器５の入口側に連通する円筒
状の冷媒出口４２を有している。そして、この冷媒入口
４１と冷媒出口４２との間に、冷媒を減圧する絞り通路
４３が設けられており、この絞り通路４３の開度は球状
の金属製弁体４４により調整できるようになっている。

【００１４】球状の弁体４４は図１の上下方向に移動可
能なもので、その下側にはスプリング受け座４５が配設
されており、この受け座４５にコイルスプリング４６の
一端が当接し、支持されている。このコイルスプリング
４６の他端は、円筒状の冷媒入口４１の内壁面にねじ止
めにより移動可能に装着された取付荷重調整板（図示せ
ず）に当接し、支持されている。

【００１５】球状の弁体４４の図１の上側には、金属製
弁作動棒４７の一端が溶接等により接合されており、こ
の弁作動棒４７の他端はストッパー部材４８に当接して
いる。このストッパー部材４８はダイヤフラム（圧力応
動部材）４９に常時当接して、ダイヤフラム４９の変位
を弁作動棒４７に伝達するものである。ダイヤフラム４
９の上下には、第１、第２の圧力室５０、５１が形成さ
れており、第１の圧力室５０にはキャピラリチューブ５
２を介して、蒸発器５出口の冷媒温度を感知する感温筒
５３が連通しており、この感温筒５３内のガス圧力（蒸
発器５出口の冷媒温度に応じたガス飽和圧力）が第１の
圧力室５０に導入されるようになっている。

【００１６】また、第２の圧力室５１には、弁ハウジン
グ４０に開けられた連通穴（内部均圧通路）５４を通し
て、絞り通路４３下流の低圧側冷媒圧力が導入されるよ
うになっている。上記第１、第２の圧力室５０、５１
は、ダイヤフラム４９と、受け部材５５および蓋部材５
６とのサンドウイッチ構造により構成されており、この
サンドウイッチ構造にて、膨張弁４のエレメント部４′
が構成される。

【００１７】本発明はこのエレメント部４′の構成を特
徴としているので、以下エレメント部４′について図２
の拡大断面図により詳述する。ダイヤフラム４９、受け
部材５５および蓋部材５６はいずれもステンレスのよう
な耐食性に優れた金属を図示の所定形状にプレス成形し
て形成されている。そして、受け部材５５の外周部近傍
には、リング状の平坦な凹部５５ａが形成されており、
この凹部５５ａに銅のような加工精度、耐食性に優れた
金属からなるリング部材５７が配設される。このリング
部材５７は、受け部材５５の凹部５５ａの内周側に位置
するリング状の突起部５５ｂにて位置決めされている。

【００１８】また、リング部材５７において、ダイヤフ
ラム４９と当接する側の面で、内周側の部位には、滑ら
かな円弧面（Ｒ部）５７ａが形成されており、この円弧
面５７ａはダイヤフラム４９が図の下方方向に変位する
際の支点位置となるもので、ダイヤフラム４９の傷つき
を未然に防止するものである。なお、リング部材５７は
金属パイプを輪切りすることにより簡単に製造できる。
蓋部材５６の外周側には、ダイヤフラム４９が当接して
支持される支持面５６ａがほぼ水平方向に伸びている。

【００１９】エレメント部４′を組付けるに際しては、
受け部材５５の凹部５５ａにリング部材５７を配設した
後、受け部材５５と蓋部材５６によりダイヤフラム４９
の外周縁部をサンドウイッチ状に挟み込み、この三者の
外周縁部を圧着する。しかるのち、この三者の外周縁部
を溶接（例えばＴＩＧ溶接）により一体に接合する。図
２のＡはその接合箇所を示す。なお、受け部材５５の中
心穴部は弁ハウジング４０に気密にねじ止め固定されて
いる。また、蓋部材５６の中心部には、キャピラリチュ
ーブ５２がろう付け等により接合され、このキャピラリ
チューブ５２は蒸発器５出口の感温筒５３に連通してい
る。

【００２０】上記構成によれば、リング部材５７が簡単
な形状であるため、ワッシャ類のように精度よく成形す
ることができる。それ故、ダイヤフラム４９が変位する
ときの支点位置を確実にリング部材５７の内周端に設定
できる。このリング部材５７の内周端位置は接合箇所Ａ
より離れているので、溶接による熱影響をダイヤフラム
４９が受けにくい。従って、溶接による熱影響でダイヤ
フラム４９の支点位置の硬度が低下する恐れも少ない。

【００２１】その結果、接合箇所Ａを支点位置としてダ
イヤフラム４９が変位する場合が発生する従来技術より
も、リング部材５７の内周端を支点位置としてダイヤフ
ラム４９が変位する本発明の実施形態の方が、はるかに
ダイヤフラム４９の耐久性向上に貢献できる。また、リ
ング部材５７の内周端に形成した円弧面５７ａによりダ
イヤフラム４９を滑らかに変位させることができるの
で、ダイヤフラム４９の支点位置における傷つきの心配
もない。

【００２２】膨張弁４としての冷媒流量調整作動は従来
通りであるので、その概要を説明すると、第１の圧力室
５０には、感温筒５３により感知される蒸発器出口冷媒
の温度に応じたガス圧力が導入され、一方第２の圧力室
５１には、連通穴（内部均圧通路）５４を通して、絞り
通路４３出口（蒸発器入口）の冷媒圧力（低圧圧力）が
導入される。

【００２３】また、弁体４４には、コイルスプリング４
６から閉弁方向（図１の上方）へのばね力が作用してい
る。従って、ダイヤフラム４９は、第１、第２の圧力室
５０、５１の圧力差と、コイルスプリング４６からの閉
弁方向へのばね力とに応じて変位し、このダイヤフラム
４９の変位に応じて弁体４４が移動して絞り通路４３の
開度を調整し、冷媒流量を制御する。

【００２４】この冷媒流量制御作動により、蒸発器５出
口における冷媒の過熱度がコイルスプリング４６のばね
力により定まる所定値に維持される。 （他の実施形態）なお、上述した実施形態では、リング
部材５７を受け部材５５とダイヤフラム４９との間に配
設しているが、リング部材５７を蓋部材５６とダイヤフ
ラム４９との間に配設しても、同様の作用効果を得るこ
とができる。

【００２５】また、リング部材５７はリング形状である
ため、その外周面で位置決めすることも可能であるの
で、受け部材５５に設けた突起部５５ｂを廃止すること
も可能である。また、上述した実施形態では、第２の圧
力室５１に、連通穴（内部均圧通路）５４を通して、絞
り通路４３出口（蒸発器入口）の冷媒圧力（低圧圧力）
が導入される、いわゆる内部均圧式の膨張弁について説
明したが、第２の圧力室５１に、連通パイプを通して、
蒸発器５出口の冷媒圧力を導入する、いわゆる外部均圧
式の膨張弁に本発明を適用できることはもちろんであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す膨張弁の半断面正面図
と冷凍サイクル図とを組み合わせた図である。

【図２】図１の要部拡大断面図である。

【図３】従来の膨張弁を示す半断面正面図である。

【符号の説明】

４′…エレメント部、４９…ダイヤフラム、５０…第１
の圧力室、５１…第２の圧力室、５５…受け部材、５６
…蓋部材、５７…リング部材。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷凍サイクルの蒸発器（５）出口におけ
   る冷媒の過熱度に応答して、高圧側冷媒を減圧し、膨張
   させる温度式膨張弁であって、 ハウジング部材（４０）と、 このハウジング部材（４０）に設けられ、前記高圧側冷
   媒を減圧し膨張させる絞り通路（４３）と、 前記ハウジング部材（４０）に設けられ、前記絞り通路
   （４３）の開度を調整する弁体（４４）と、 この弁体（４４）を作動させるエレメント部（４′）と
   を備え、 このエレメント部（４′）は、前記ハウジング部材（４
   ０）に結合された受け部材（５５）と、この受け部材
   （５５）を蓋する蓋部材（５６）と、前記蒸発器（５）
   出口の冷媒温度および前記絞り通路（４３）下流側の冷
   媒圧力に応じて変位する圧力応動部材（４９）とから構
   成され、 この圧力応動部材（４９）の外周縁部は前記受け部材
   （５５）と前記蓋部材（５６）との間に、リング部材
   （５７）を介して、サンドウイッチ状に挟みこまれて一
   体に接合され、 前記圧力応動部材（４９）が変位する際の支点位置を前
   記リング部材（５７）の内周端に設定するとともに、前
   記圧力応動部材（４９）の変位を前記弁体（４４）伝達
   して、前記弁体（４４）の開度を調整することを特徴と
   する温度式膨張弁。
2. 【請求項２】 前記リング部材（５７）の内周端におい
   て、前記圧力応動部材（４９）と当接する部位に円弧面
   （５７ａ）が形成されていることを特徴とする請求項１
   に記載の温度式膨張弁。
3. 【請求項３】 前記リング部材（５７）の内周端を位置
   決めする突起部（５５ｂ）が、前記受け部材（５５）お
   よび前記蓋部材（５６）のうち、前記リング部材（５
   ７）が当接する側の部材に形成されていることを特徴と
   する請求項１または２に記載の温度式膨張弁。