JPH11325661A - 膨張弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気調整装置に使用され、冷媒の流量を制御
する膨張弁の部材の軽量化と加工工数の低減を図る。 【解決手段】 膨張弁１０１は、本体３０の上部にパワ
ーエレメント部３６’を有し、ダイアフラム３６ａの作
動を作動棒３６ｆを介して弁体３２ｂに伝達してオリフ
ィス３２ａの開度を調節する。冷媒は通路３２から挿入
され、弁室３５、オリフィス３２ａを介して出口ポート
３２２側へ送られる。弁体３２ｂは弁部材３２ｃにより
支持され、押圧ばね３２ｄを介してオリフィス３２ａを
閉じる方向に付勢される。調整ねじ３９１は樹脂製のも
ので、ねじ部３９１ｂにより本体３０に螺合される。押
圧ばね３２ｄの端部は、開口部３９１ｅの支持部３９１
ｆにより支持される。調整ねじ３９１の六角穴３９１ｊ
は、凹部３９１ｈの底部に形成され、樹脂製の調整ねじ
３９１の偏肉部を最少限にとどめ、成形精度の向上を図
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３に、またそのＡ方向から見た概
略斜視図を図４に示す。図３及び図４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
媒サイクル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３２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。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３０
ａに進退可能にねじ込まれており、Ｏリング３９ａ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３２ｂ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４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、第２の通路３４を貫通してオリ
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３６ｅを介して下部圧力作動室
３６ｃ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。また、図４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３７ｇ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からなり、感温棒３６ｆの頂部３
７ｇは、ダイアフラム３６ａの受け部としてダイアフラ
ム３６ａの下面に当接し、感温棒３６ｆの下端は作動棒
３７ｆの上端と当接し、作動棒３７ｆの下端は弁体３２
ｂと当接しており、感温棒３６ｆと作動棒３７ｆとで弁
体駆動棒が構成されている。

【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３
２ａ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、従来の膨張弁として、図３に示す
封切管３６ｉの代りに、図５に示す如く、栓体３６ｋ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に形成された穴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５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４の膨張弁と
異なるのみであり、他の構成は図４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５においては、冷凍サイクルを省略
して示している。

【００１２】而して、従来の図３及び図５に示す膨張弁
においては、調節ねじ３９は、金属製例えばアルミニウ
ム製であり、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す斜視図の
如く略円筒形状をなし、弁本体３０の装着穴３０ａに進
退可能にねじ込まれるための外周部に形成されたねじ部
３９ｂと、Ｏリング３９ａが装着される溝部３９ｃと、
ねじ部３９ｂと溝部３９ｃとの間に形成された段部３９
ｄと、押圧ばね３２ｄの下端部が挿入される開口部３９
ｅと、開口部３９ｅに挿入されたばね３２ｄの端部を支
持する支持部３９ｆと、調節ねじの底部をなす端部３９
ｇの中央部に形成された六角穴３９ｈとからなり、六角
穴３９ｈは工具の係合部として作用し、この穴に工具、
例えば六角レンチを挿入することによって調節ねじ３９
を弁本体３０に螺合させるのである。この工具の係合部
は、六角穴のほかに種々の形状が選択できる。また、調
節ねじ３９は、開口部３９ｅ側がねじ部３９ｂ側より径
小となる如く略円筒形状に形成されて、溝部３９ｃにＯ
リング３９ａが装着されている。なお、図６（ａ）及び
図６（ｂ）は、それぞれ開口部３９ｅ及び底部３９ｇの
方向から見た斜視図である。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の膨張
弁において、軽量化、加工工数の低減化のため、調節ね
じ３９をアルミ合金から樹脂にすることが考えられる。
しかしながら、従来の調節ねじを樹脂にした場合には、
その形状に肉厚部また肉薄部が存在する。即ち、上記溝
部近傍は肉薄部であり、工具の係合部近傍は肉厚部であ
るという所謂偏肉部の形状となり、樹脂の成形後の冷却
速度の差が生じ、形状の寸法にバラツキが発生するとい
う問題がある。この寸法バラツキは、特に調節ねじの外
周に形成されたねじ部においては、調節不能となること
も生じる。本発明は、上記のような問題点に鑑みなされ
たもので、その目的とするところは、膨張弁の調節ねじ
の樹脂化に際し、偏肉部を低減し、安価で軽量化された
膨張弁を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成すべ
く、本発明に係る膨張弁は、エバポレータから送り出さ
れる冷媒の温度変化により、感温室内に封入された冷媒
により弁体のオリフィスに対する開口度を制御する膨張
弁において、上記弁体の開口度を調節する調節ねじが樹
脂製であると共に、上記樹脂の偏肉部を減少させる手段
を具備していることを特徴とする。また、本発明に係る
膨張弁は、上記手段が、上記調整ねじの端部に形成され
た凹部であることを特徴とする。

【００１５】さらに本発明に係る膨張弁は、レシーバか
らエバポレータに向かう冷媒の通る第一の通路及びエバ
ポレータからコンプレッサに向かう冷媒の通る第二の通
路を有する弁本体の上端部に設けられた感温室内のダイ
アフラムの変位に応じて弁体を駆動すると共に、上記弁
体の開口度を調節する圧縮ばねの押圧力を調整する調整
ねじを進退可能に上記弁本体の下端部に取り付けた温度
膨張弁において、上記調整ねじが樹脂製であると共に、
その端部に形成された凹部を有し、上記凹部内に所定工
具の係合部を具備していることを特徴とする。

【００１６】さらにまた本発明に係る膨張弁は、上記樹
脂がグラスファイバ入りポリフェニリンサルファイドで
あることを特徴とする。従って、本発明によれば、樹脂
製の調節ねじに偏肉部を低減させる手段を具備したの
で、偏肉部を最少限にとどめることが可能となり、成形
後の寸法バラツキが減少し、成形精度の向上を図ること
ができ、かつ軽量で安価な膨張弁とすることができる。
また、本発明によれば、膨張弁は樹脂製の調節ねじの偏
肉部が、その端部に設けた凹部により低減されるので、
簡単な構成で安価に製造することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、本発明に係る一実施の形
態の膨張弁の構成を示す断面図であり、図５に示す従来
の膨張弁１０’とは調節ねじ３９１が異なるのみであ
り、他の構成は図５と同一であり、同一の機能を奏する
ので、同一又は均等部分には同じ符号を付して説明を省
略する。図１の膨張弁１０１において、３９１は樹脂
製、例えばグラスファイバー入りポリフェニリンサルフ
ァイト製の調節ねじであり、この調節ねじ３９１は図２
（ａ）及び図２（ｂ）に示す斜視図の如く略円筒形状を
なし、図１の膨張弁１０１の弁本体３０の装置穴３０ａ
に進退可能に螺着されている。

【００１８】図２において、調節ねじ３９１は、その外
周部にねじ部３９１ｂと、Ｏリング３９ａが装置される
溝部３９１ｃと、ねじ部３９１ｂと溝部３９１ｃとの間
に形成された段部３９１ｄを有する。調整ねじ３９１の
一方の端部は、押圧ばね３２ｄの下端部が挿入される開
口部３９１ｅと、開口部３９１ｅに挿入された押圧ばね
３２ｄの端部を支持する支持部３９１ｆを有する。調整
ねじ３９１の他端部は、調節ねじ３９１の底部をなす端
部３９１ｇに形成された凹部３９１ｈと、この凹部３９
１ｈの底部３９１ｉ（図１に示す）に形成された内部の
角穴、例えば六角穴３９１ｊとを有し、六角穴３９１ｊ
は工具の係合部として作用し、六角穴３９１ｊに六角レ
ンチが係合し、調節ねじ３９１が回転操作され、弁本体
３００の装着穴３０ａ内を上下動する。かくして、調節
ねじ３９１に凹部３９１ｈが形成されることにより、凹
部３９１ｈは樹脂製の調節ねじ３９１の偏肉部を減少さ
せる手段となり、特に六角穴３９１ｊの係合部近傍にお
いては肉薄部に形成されるので、樹脂製調節ねじ３９１
の所謂偏肉部は減少されることとなる。この結果、樹脂
製調節ねじ３９１を、全体として偏肉部の減少した構成
とすることができる。なお、図２（ａ）及び図２（ｂ）
はそれぞれ開口部３９１ｅ及び底部３９１ｇの方向から
見た斜視図である。

【００１９】かかる樹脂製の調節ねじ３９１と押圧ばね
３２ｄとにより、図１の膨張弁１０１のオリフィス３２
ａに対する開口度が調節されるのであり、膨張弁１０１
は、従来の膨張弁１０’と同じ機能を奏することにな
る。

【００２０】以上のように、本実施の形態によれば、樹
脂製の調節ねじ３９１において、偏肉部を減少せしめた
構成にしたので、樹脂の成形後の冷却速度の差が生じ難
く、寸法バラツキを低減でき、安価で軽量化された膨張
弁とすることができる。さらに、樹脂製の調節ねじを用
いた膨張弁にあって、従来の膨張弁と同様に精度良くオ
リフィス３２ａに対する開口度を調節できる。

【００２１】また、本実施の形態では、図５に示す従来
の膨張弁１０’を用いて説明したが、本発明は、図３に
示す従来の膨張弁１０において調節ねじ３９を図２に示
す如く、樹脂製の調節ねじに偏肉部を低減させる手段を
具備せしめ、調節ねじに偏肉部を減少せしめた構成とす
ることができるのは勿論である。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明の膨張弁は、調節ねじを樹脂製とすると共に、そ
の偏肉部を減少させる手段を具備せしめたので、偏肉部
の低減した樹脂製の調節ねじにより膨張弁を構成できる
こととなり、軽量化が可能となると共に安価に製造でき
る。また、成形後の温度冷却の速度が各部で等しくなる
ので、樹脂製の調節ねじを用いても製品の寸法精度を向
上させることができる。したがって、樹脂製の調節ねじ
を用いた膨張弁にあって、調節ねじの偏肉部を減少させ
て寸法バラツキを低減したので、精度良くオリフィスの
開口度を調節できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施の形態の膨張弁の構成を示
す断面図。

【図２】図１の膨張弁の調節ねじの構造を示すもので、
（ａ）は開口部から見た斜視図、（ｂ）は底部から見た
斜視図。

【図３】従来の膨張弁の構成を示す断面図。

【図４】図３の膨張弁の概略斜視図。

【図５】従来の他の膨張弁の構成を示す断面図。

【図６】図３及び図５の膨張弁の調節ねじの構造を示す
もので、（ａ）は開口部から見た斜視図、（ｂ）は底部
から見た斜視図。

【符号の説明】

３９１ 調節ねじ ３９１ｂ ねじ部 ３９１ｃ 溝部 ３９１ｅ 開口部 ３９１ｈ 凹部 ３９１ｊ 角穴

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エバポレータから送り出される冷媒の温
   度変化により、感温室内に封入された冷媒により弁体の
   オリフィスに対する開口度を制御する膨張弁において、
   上記弁体の開口度を調節する調節ねじが樹脂製であると
   共に、上記樹脂の偏肉部を減少させる手段を具備してい
   ることを特徴とする膨張弁。
2. 【請求項２】 上記手段が、上記調整ねじの端部に形成
   された凹部であることを特徴とする請求項１記載の膨張
   弁。
3. 【請求項３】 レシーバからエバポレータに向かう冷媒
   の通る第一の通路及びエバポレータからコンプレッサに
   向かう冷媒の通る第二の通路を有する弁本体の上端部に
   設けられた感温室内のダイアフラムの変位に応じて弁体
   を駆動すると共に、上記弁体の開口度を調節する圧縮ば
   ねの押圧力を調整する調整ねじを進退可能に上記弁本体
   の下端部に取り付けた温度膨張弁において、 上記調整ねじが樹脂製であると共に、その端部に形成さ
   れた凹部を有し、上記凹部内に所定工具の係合部を具備
   していることを特徴とする膨張弁。
4. 【請求項４】 上記樹脂がグラスファイバ入りポリフェ
   ニリンサルファイトであることを特徴とする請求項１乃
   至３のいずれか１項に記載の膨張弁。