| 【発明の名称】 |
温度膨張弁 |
| 【発明者】 |
【氏名】小林 和人
【氏名】渡辺 和彦
【氏名】矢野 公道
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| 【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３２ｂとオリフィス３２ａの流路を通った冷媒は、通路３２１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３６１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。 |
【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。
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【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。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３２ｄ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３２ａ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３６ｄ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。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３６ｆ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３１８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３２ａ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３７１ｆ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５０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３０２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３６１ｋ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３６ｉ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３１６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３２４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。
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| 【出願人】 |
【識別番号】３９１００２１６６
【氏名又は名称】株式会社不二工機
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| 【出願日】 |
平成１１年４月１６日（１９９９．４．１６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９５９１３
【弁理士】
【氏名又は名称】沼形 義彰 （外３名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−３０４３８１（Ｐ２０００−３０４３８１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１１月２日（２０００．１１．２） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１０８７９４ |
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