JPH10267470A - 膨張弁 - Google Patents

膨張弁

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JPH10267470A
JPH10267470A JP9075444A JP7544497A JPH10267470A JP H10267470 A JPH10267470 A JP H10267470A JP 9075444 A JP9075444 A JP 9075444A JP 7544497 A JP7544497 A JP 7544497A JP H10267470 A JPH10267470 A JP H10267470A
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valve
valve body
passage
outlet
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和彦 渡辺
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公道 矢野
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 アルミ合金製の角柱状の膨張弁本体を中空押
出し成形素材から製造し、材料の節約と孔加工等の工数
を低減をはかる。 【解決手段】 中空押出し成形機１００は、アルミ合金
材ビレット２００を押し出すピストン１１０を有する。
第１の成型金型１２０は、押し出されるビレットのキャ
ビティ１２４及び他のキビティを有する。図示例では３
個のキャビティを設けてあるか、成形品の形状に応じ適
宜の形状と数の流入口が用いられる。第１の金型１２０
の出口側には、成型部材の流出口とともに製品に貫通孔
を形成するためのマンド１３０，１３２が設けられる。
マンドレル１３０は弁本体のガス出口の第２の通路を形
成するためのもので、２本のマンドレル１３２は２つの
ボルト孔を形成するためのものである。金型１２０の出
口側配設の第２金型１５０は、本体の外形形状を形成す
るためのものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば車両用空調
装置に用いる冷凍サイクルのエバポレータを通過した冷
媒の温度に対応してエバポレータへ供給する冷媒流量を
調節する温度膨張弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図９，図１０は、従来公知の膨張弁１０
の概要を示す縦断面図と側面図である。なお、図９にお
いては、内部構成は図中省略されている。この温度式膨
張弁の略直方体形状の弁本体３０には、冷凍サイクルの
冷媒管路１１において、コンデンサ５の冷媒出口からレ
シーバ６を介してエバポレータ８の冷媒入口へと向かう
部分に介在される第１の通路３２と冷媒管路１１におい
てエバポレータ８を通過し、その冷媒出口からコンプレ
ッサ４の冷媒入口へと向かう部分に介在される第２の通
路３４とが上下に相互に離間して形成されている。
【０００３】第１の通路３２にはレシーバ６の冷媒出口
から供給された液体冷媒を断熱膨張させるための弁孔３
２ａが形成されている。弁孔３２ａは弁体３０の長手方
向に沿った中心線を有している。弁孔３２ａの入口には
弁座が形成されていて、弁座には支持部材３２ｄにより
支持され、弁部材３２ｂが圧縮コイルばねの如き付勢手
段３２ｃにより支持部材３２ｄを介して付勢されてい
る。
【０００４】第１の通路３２はレシーバ６からの液冷媒
が導入される入口ポート３２１とエバポレータ８に冷媒
を供給する出口ポート３２２を有し、弁本体３０は上記
入口ポート３２１と、この入口ポート３２１に連通する
弁室３５を有する。弁室３５は、弁孔３２ａの中心線と
同軸に形成される有底の室であり、プラグ３７によって
密閉されている。
【０００５】弁本体３０の上端には弁部材３２ｂを駆動
するための感温部を構成する弁部材駆動装置３６がネジ
にて装着されている。弁部材駆動装置３６はダイアフラ
ム３６ａにより内部空間を上下２つの圧力作動室３６
ｂ，３６ｃに仕切られた圧力作動ハウジング３６ｄを有
している。圧力作動ハウジング３６ｄ中の下方の圧力作
動室３６ｃは弁孔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。
【０００６】第２の通路３４には、エバポレータ８を通
過しその冷媒出口からの冷媒蒸気が流れ、通路３４は気
相冷媒の通路となり、その冷媒蒸気の圧力が均圧孔３６
ｅを介して下方の圧力作動室３６ｃに負荷されている。
均圧孔３６ｅには、通路３４を貫通しダイアフラム３６
ａの下面から第１の通路３２の弁孔３２ａまで延出した
弁部材駆動棒３６ｆが同心的に配置されている。弁部材
駆動棒３６ｆはその上端にダイアフラムの下面に当接す
るストッパ部３６ｆ１を有し、弁部材駆動装置３６を構
成する圧力作動ハウジング３６ｄの下方の圧力作動室３
６ｃの内部表面及び弁本体３０における第１の通路３２
と第２の通路３２との隔壁により上下方向に摺動自在に
支持されていて、その下端を弁部材３２ｂに当接させて
いる。なお上記隔壁における弁部材駆動棒摺動案内孔に
対応した弁部材駆動棒３６ｆの外周面の領域には第１の
通路３２と第２の通路３４との間の冷媒の漏れを防止す
る密封部材３６ｇが装着されている。
【０００７】圧力作動ハウジング３６ｄの上方の圧力作
動室３６ｂ中には公知のダイアフラム駆動用の感温ガス
が充填されていて、感温ガスには第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
感温棒となる弁部材駆動棒３６ｆさらにダイアフラム３
６ａ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蒸気の温度が伝達される。な
お、３６ｈは感温ガス封入用のチューブであり、封入後
閉塞されている。
【０００８】上方の圧力作動室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３
６ａ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
により上下に変化する。ダイアフラム３６ａの上下への
変位は弁部材駆動棒３６ｆを介して弁部材３２ｂに伝達
され弁部材３２ｂを弁孔３２ａの弁座に対して接近また
は離間させる。この結果、弁孔３２ａを流れる冷媒流量
が制御されることとなる。
【０００９】図１０に示すように、弁本体３０には、２
つのボルト穴５０が設けてあり、このボルト穴５０を利
用して膨張弁と相手部材との取付を行なう。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】以上のような構造を持
つ膨張弁の弁本体３０は、アルミ合金を押出し成形し、
機械加工を施して製品としている。第１の通路３２に
は、これに連通して弁本体にオリフィス、弁室等を加工
する必要が生じるが、第２の通路３４はエバポレータ８
からコンプレッサ４に戻る気相の冷媒が通過する機能を
備えるだけでよい。したがって、第２の通路は、ストレ
ートの貫通穴に加工されればよい。また、２個のボルト
穴５０も、単にボルトが貫通する機能を備えればよい。
本発明は以上の点に着目し、弁本体を中空押出し成形加
工により製造した膨張弁を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の膨張弁は、略角
柱状の弁本体に中空押出し加工によって形成された通路
を流れるエバポレータを通過し、コンプレッサに向う冷
媒の温度を感温棒を介して感温部に伝達し、感温部内の
感温ガスの圧力変化により、上記弁本体に形成された通
路を流れるコンデンサよりエバポレータに供給される冷
媒の流量を調整することを特徴とする。
【００１２】さらに本発明の膨張弁は、エバポレータに
向う冷媒が通過する第１の通路と、エバポレータから圧
縮機に向う冷媒が通過する第２の通路と、取付用の２個
のボルト穴を有する略角柱状の弁本体と、第１の通路中
に設けられる弁孔と、その一端部が弁本体に取り付けら
れるダイアフラムに固定され、その他端部が弁部材を支
持する弁部材駆動棒とを有し、第２の通路を流れる冷媒
の温度に対応して、上記弁孔を流れる冷媒の流量を調整
する膨張弁であって、弁本体は、中空押出し加工によっ
て第２の通路と２個のボルト穴の少なくとも一方が形成
された素材から製造されることを特徴とする。
【００１３】さらにまた本発明の膨張弁は、上記弁本体
に形成されると共に、コンデンサからの冷媒が流入する
第１の入口、エバポレータに冷媒を供給する第１の出
口、エバポレータを通過した冷媒が流入する第２の入口
及び上記第２の入口に連通し、コンプレッサに冷媒を供
給する第２の出口と、上記第１の入口と第１の出口間を
連通するポート部に配設された弁体と、上記第２の入口
から第２の出口に流れる冷媒の温度を感知するよう上記
第２の入口と第２の出口間に配設された感温部とからな
り、上記感温部により上記弁体を駆動して上記第１の入
口から第１の出口に流れる冷媒の流量を調節する膨張弁
において、上記弁本体は中空押出し加工により、上記第
２の入口と第２の出口間を形成して構成されていること
を特徴とする。また、本発明の具体的な好ましい形態と
しては、上記弁本体はアルミニウム材であることを特徴
とする。
【００１４】かくの如く構成された本発明に係る膨張弁
においては、弁本体に第１の通路と第２の通路を形成
し、エバポレータを通過してコンプレッサへ向う冷媒が
第２の通路を流れ、この第２の通路を流れる冷媒の温度
を感温部より感知し、その温度変化に応じて弁体により
コンデンサから流入し、エバポレータに供給される上記
第１の通路を流れる冷媒の流量を調整する。そして、上
記弁本体は、中空押出し加工によって上記第２の通路を
形成して構成されるので、上記第２の通路は穴加工によ
らず、弁本体と同時に加工することができ、加工の工程
を省略することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は本発明に係る膨張弁の一実
施の形態を示す縦断面図であり、構成及び動作は図９の
膨張弁と同じであり、図１では第２の通路３４１が図９
における第２の通路３４と異なり中空押出し成形加工に
よって形成されている点に特徴がある。したがって、弁
本体は、中空押出し加工によって第２の通路と２個のボ
ルト穴を成形して構成されているのである。なお、図１
に示す膨張弁の実施の形態においては、第２の通路につ
いては、成形後エバポレータを通過した冷媒の入口の近
傍及びコンプレッサに向う冷媒の出力の近傍は機械加工
によって所定の加工が施される。
【００１６】かかる本発明に係る弁本体の製造装置の概
略説明図を図２に示す。図３は、図２のＡ−Ａ断面図、
図４は中空押出し成形の説明図、図５は成形された弁本
体素材の斜視図である。中空押出し成形機１００は、ア
ルミ合金材のビレット２００を押し出すピストン１１０
を有する。ビレット２００を挾んでピストン１１０に対
向して配設される第１の成形金型１２０は、押しだされ
るビレットを分離するためのキャビティ１２２，１２
４，１２６を有する。図示の装置にあっては、３個のキ
ャビティ１２２，１２４，１２６が設けてあるが、成形
品の形状に応じて適宜の形状と数の流入口が用いられ
る。
【００１７】第１の金型１２０の出口側には、成形部材
の流出口とともに弁本体に貫通穴を形成するためのマン
ドレル１３０，１３２が設けられる。マンドレル１３０
は、弁本体３０の第２の通路を形成するためのものであ
り、２本のマンドレル１３２は２つのボルト穴を形成す
るためのものである。第１の金型１２０の出口側に配設
される第２の金型１５０及び１５４は、製品の外形形状
を形成するためのものである。
【００１８】図４，図５は、第１の金型１２０のキャビ
ティから押し出された部材の状態を示す説明図であっ
て、３個の要素２０２，２０４，２０６はキャビティの
形状に対応する形状に押し出される。そして、この要素
２０２，２０４，２０６の外形は、第２の金型１５０の
開口部１５２により内側に向けて絞られると、マンドレ
ル１３０，１３２により貫通穴が形成される。第２の金
型１５０を出た部材２２０は、３個の要素がウルディン
グラインＷＬにより金属的に接合した状態となり、一体
化される。
【００１９】以上のように中空押出し加工された弁本体
素材２２０は、第２の通路に相当する大径の貫通穴２３
０と、２本のボルト穴に相当する小径の貫通穴２３２を
有する長尺の部材となる。この長尺の部材を切断装置に
より切断線ＣＬにより切り離し、弁本体の素材を得るこ
とができる。以上のように、中空押出し成形にあって
は、第２の金型の形状を変更することによって、製品の
外形形状も適宜に変更することができる。
【００２０】そこで、図６に示す本発明の他の実施の形
態のように、本発明に係る膨張弁の弁本体の素材３２０
の下部の形状３２０ａを幅寸法が狭くなる形状とし、よ
り小型化を図ることもできる。この素材３４０にあって
も第２の通路となる大径の貫通穴２３０とボルト穴とな
る２個の小径穴２３２の寸法と、配設位置は図１の実施
形態と同様である。
【００２１】以上の実施の形態においては、エバポレー
タからコンプレッサに向う冷媒が流れる通路に相当する
第２の通路とボルト穴を中空押出し加工によって成形す
る場合について説明したが、本発明はこれに限らずボル
ト穴あるいは上記第２の通路のいずれかを中空押出し加
工によって形成することができるのは勿論である。
【００２２】さらに本発明にあっては、上記ボルト穴を
中空押出し加工によって形成する場合、前述の貫通孔に
限らず、弁本体の両側部に溝形状としてボルト穴を形成
することもできる。即ち、図７は本発明の更に他の実施
の形態を示す側面図であり、ボルト穴を弁本体の両側部
に設けられた溝として形成した場合を示している。図８
において弁本体は、その下部が図６に示すように幅寸法
を狭く構成された形状を示しており、その構成及び動作
は図１に示す膨張弁と同一であり、図１とはボルト穴と
して弁本体３０の両側部３０ａに中空押出し加工によっ
て形成された溝５１が構成されている点に特徴がある。
なお、溝５１は第２の通路３４１と同時に形成あるいは
両者のいずれかのみ形成してもよいのは勿論である。
【００２３】図８は、本発明に係る膨張弁の更に他の実
施の形態を示す縦断面図であり、この種ボックス型膨張
弁の基本的構成は、特公平５−７１８６０号公報に開示
されている。図において、弁本体を構成するブロックケ
ース３００には、図示しないコンデンサから流入する液
冷媒の入口２２２、図示しないエバポレータに冷媒を供
給する出口２２６、エバポレータを通過し、熱交換によ
りガス状になった冷媒の通路２２８の入口３０３及びコ
ンプレッサに戻る冷媒ガスの出口３０４を有している。
なお、図中に示した矢印は冷媒の流れの方向を示す。
【００２４】本実施の形態ではブロックケース３００
は、中空押出し加工によって入口３０３と出口３０４と
の間を連通する通路２２９を形成して構成されている。
なお、出口３０４の端面は通路２２９を形成後、所定の
機械加工が施されている。
【００２５】また、ブロックケース３００の材質は、例
えばアルミ合金を用いている。プラグ２８０は、膨張弁
の動作を行なうバルブユニット２５０をブロックケース
３００内に収納するために設けた有底穴３０６をＯリン
グ３０７によりシールするための蓋である。バルブユニ
ット２５０は、上記弁部材駆動装置に相当するパワーエ
レメント部２６０、テーパー部２６６を有する弁体２６
４及びバイアスバネ２７０から成る。パワーエレメント
部２６０は、通路２２９内に配設されパワーエレメント
ケース３１１と底板３１５とから形成される感温部に活
性炭３１２を封入し、更に後に封止される細管３１４を
通じて冷凍サイクル内の冷媒と同じ又は同一の性質を示
す冷媒が感温用ガスとして封入される。活性炭の量を加
減し、かつ活性炭を冷媒流路内に置くために底板３１５
の中央部に設けられた気体導通口３１８が活性炭でふさ
がれないようにするため金網３１３を配置している。更
に底板３１５とダイアフラム受け３１７の中間にダイア
フラム２６２を配置してその周縁部をパワーエレメント
ケース及びダイアフラム受け３１７の周縁部と共にダイ
アフラム受け３１７を用いてかしめかつ半田により気密
にシールする。
【００２６】なお、ダイアフラム２６２には、材質とし
て例えばステンレスを用いている。ダイアフラム２６２
はその周縁に近い部分に波を設け、パワーエレメント内
の圧力の変化に応じて所定の撓みが得られるようにし
た。ダイアフラムの撓みδはパワーエレメント内の圧力
ＰBと均圧孔３１９を通じてダイアフラム３１６の下面
にかかる圧力ＰL（このＰLは冷媒ガスの入口２２８から
冷媒ガスの出口３０４に向かう冷媒の圧力である）との
差圧△Ｐで決まり、δと△Ｐから弁体を下に押す力Ｆ1
が定まる。
【００２７】ダイアフラムの上方への変形を制限するた
めに底板３１５が設けられている。また下方への変形制
限のためストッパー３２０が設けられる。ダイアフラム
の弁体を押す力Ｆ1はストッパー３２０、カラー３２１
を経由して弁体２６４に伝えられる。
【００２８】カラー３２１を設けたのはダイアフラム下
部の均圧室に液冷媒入口２２２から流入する高圧液冷媒
の影響が及ばないようにするベローシール３２２を弁体
２６４に固定するためである。一体化したカラー３２
１、ベローシール３２２及び弁体はボディ２５２の中央
中空部に配置されスライド可能となっている。ボディ２
５２には上記中央中空部と交叉しかつ液冷媒入口２２２
と連通する高圧液流入口が設けられている。またボディ
２５２の下部は前記中央中空部よりも大きい径をもつ下
部中空部２５６を有し中央中空部の下部が弁ポート２５
４を形成する。下部中空内にバイアスコイルバネ２７０
が配置され、バイアスバネ力は調節ねじ３２５により調
節される。
【００２９】上記パワーエレメント部２６０の活性炭３
１２の封入部がパワーエレメントケース３１１を経由し
て冷媒ガスの入口３０３から冷媒バスの出口３０４に流
れる冷媒の温度を感知する。この温度が冷媒の過熱蒸気
温度に相当しこの温度にあたる圧力が吸着平衡によって
パワーエレメント内の圧力ＰＢとなる。一方ＰB−ＰL＝
△Ｐ及びダイアフラムの撓みδに関係するＦ1が弁体を
押す力となるのでそれのバイアス及び弁の形状によって
決まる流体力によって弁開度が定まる。このようにし
て、液冷媒入口２２２から冷媒出口２２６に向かう冷媒
流量を制御する。
【００３０】
【発明の効果】本発明は以上のように、略角柱状の外形
を有する膨張弁の弁本体を押出し加工材の素材から形成
するものである。膨張弁の弁本体は、エバポレータを通
過しコンプレッサに向う冷媒が通過するストレートな穴
と、その穴に平行に設けられる２個のボルト穴を備え
る。そこで、中空押出し加工手段によって、これらの穴
を一体に形成し、従来のように弁本体の成形加工後の機
械加工の工程を省略する。この構成によって、例えば弁
本体の素材として用いるアルミ材料も節約でき、コスト
の安い膨張弁を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る膨張弁の一実施の形態を示す縦断
面図。
【図２】本発明による膨張弁本体の製造装置の概略説明
図。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図。
【図４】中空押出し加工を示す説明図。
【図５】中空押出し加工により形成された素材の斜視
図。
【図６】本発明に係る膨張弁の他の実施の形態を示す側
面図。
【図７】本発明に係る膨張弁のさらに他の実施の形態を
示す側面図。
【図８】本発明に係る膨張弁のさらに他の実施の形態に
示す縦断面図。
【図９】従来の膨張弁を説明する縦断面図。
【図１０】図９に示す膨張弁の側面図。
【符号の説明】
１０ 膨張弁 ３０ 膨張弁本体 ３２ 第１の通路 ３４ 第２の通路 ５０ ボルト穴 １１０ ピストン １２０ 第１の金型 １３０，１３２ マンドレル １５０ 第２の金型 ２００ 中空押出し加工された膨張弁本体素材

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 略角柱状の弁本体に中空押し出し加工に
    よって形成された通路を流れるエバポレータを通過し、
    コンプレッサに向う冷媒の温度を感温棒を介して感温部
    に伝達し、感温部内の感温ガスの圧力変化により、上記
    弁本体に形成された通路を流れるコンデンサよりエバポ
    レータに供給される冷媒の流量を調整することを特徴と
    する膨張弁。
  2. 【請求項２】 エバポレータに向う冷媒が通過する第１
    の通路と、エバポレータから圧縮機に向う冷媒が通過す
    る第２の通路と、取付用の２個のボトル穴を有する略角
    柱状の弁本体と、第１の通路中に設けられる弁孔と、そ
    の一端部が弁本体に取り付けられるダイアフラムに固定
    され、その他端部が弁部材を支持する弁部材駆動棒とを
    有し、第２の通路を流れる冷媒の温度に対応して、上記
    弁孔を流れる冷媒の流量を調整する膨張弁であって、 弁本体は、中空押出し加工によって第２の通路と２個の
    ボルト穴の少なくとも一方が形成された素材から製造さ
    れることを特徴とする膨張弁。
  3. 【請求項３】 上記弁本体は、アルミニウム材であるこ
    とを特徴とする請求項１または請求項２記載の膨張弁。
  4. 【請求項４】 略直方体形状の弁本体と、上記弁本体に
    形成されると共に、コンデンサからの冷媒が流入する第
    １の入口、エバポレータに冷媒を供給する第１の出口、
    エバポレータを通過した冷媒が流入する第２の入口及び
    上記第２の入口に連通し、かつコンプレッサに冷媒を供
    給する第２の出口と、上記第１の入口と第１の出口間を
    連通するポート部に配設された弁体と、上記第２の入口
    から第２の出口に流れる冷媒の温度を感知するよう上記
    第２の入口と第２の出口間に配設された感温部とからな
    り、上記感温部により上記弁体を駆動して、上記第１の
    入口から第１の出口に流れる冷媒の流量を調節する膨張
    弁において、上記弁本体は、中空押出し加工により上記
    第２の入口と第２の出口間が形成されてなることを特徴
    とする膨張弁。
  5. 【請求項５】 上記弁本体は、アルミニウム材であるこ
    とを特徴とする請求項４記載の膨張弁。
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