説明

膨張弁

【課題】冷凍サイクルの冷媒を減圧するとともに冷媒流量を制御する膨張弁の騒音低減を図る。
【解決手段】膨張弁の弁本体30には、高圧の冷媒が送り込まれる入口ポート321と出口ポート331が設けられ、弁室25には弁孔32aの関度を制御する弁部材32bが設けられている。出口ポートには、絞り部材100がカシメ部334により固定されてエバポレータ側へ流出する冷媒を整流し、気泡の破裂に起因する騒音を低減する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、冷凍サイクルに用いられる感温機構内蔵型の膨張弁に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、自動車に搭載される空調装置等に用いる冷凍サイクルについては、設置スペースや配管を省略するために、冷媒の通過量を温度に応じて調整する感温機構内蔵型の温度膨張弁が使用されている。
【0003】
図11は、従来の感温機構内蔵型の膨張弁の一例を示す断面図であって、角柱形状を有する弁本体30には、コンデンサ5で凝縮し、レシーバ6を通過した高圧の液冷媒の通路となる第1の通路32と、エバポレ−タ8の冷媒出口からコンプレッサ4の冷媒入口へ供給される気相冷媒が流れる第2の通路34とが上下に相互に離間して形成されている。なお、11は配管である。
【0004】
入口通路32には、液冷媒を導入する入口ポート321と、この入口ポート321に連通する弁室35と、この弁室35に設けられた弁孔32aと、この弁孔32aで膨張した冷媒を外部に向けて導出する出口ポート331とが設けられている。弁孔32aの入口には弁座が形成されていて、この弁座に対向して弁部材32bが配置されており、弁部材32bは圧縮コイルばね32cにより弁座に向かって付勢されている。弁室35の下端は弁本体30の底面に開口しており、弁本体30に螺着されたプラグ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を駆動するための弁部材駆動装置36が装着されている。弁部材駆動装置36は、ダイヤフラム36aにより内部空間を上下2つの圧力作動室36b、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に連通している。
【0006】
弁本体30内には、ダイヤフラム36aの下面から弁孔32aまで延びた弁部材駆動棒36fが配置されている。弁部材駆動棒36fは、弁本体30における第1の通路32と第2の通路34の間の隔壁に設けた摺動案内孔により上下方向に摺動自在に案内されていて、下端を弁部材32bに当接させている。なお、上記隔壁には第1の通路32と第2の通路34の間で冷媒が漏れるの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中には公知のダイヤフラム駆動流体が充填されていて、このダイヤフラム駆動流体には、第2の通路34や均圧孔36e内に位置する弁部材駆動棒36f及びダイヤフラム36aを介して、第2の通路34を流れる気相冷媒の熱が伝達される。上方の圧力作動室36b中のダイヤ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、そのガス圧力がダイヤフラム36aの上面に作用する。ダイヤフラム36aは、その上面に作用するダイヤフラム駆動流体の圧力とダイヤフラム36aの下面に負荷される圧力との差に応じて上下に変位する。ダイヤフラム36aの中心部の上下への変位は、受け部材36h及び弁部材駆動棒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、エバポレータ8に向かう冷媒流量が制御される。この種の膨張弁は、例えば下記の特許文献1に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開2004−138292号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
この種の膨張弁にあっては、コンプレッサ4の起動時にエバポレータ8からコンプレッサ4側に冷媒ガスを戻す第2の通路34内の冷媒ガスがコンプレッサ8に吸引されて急激な圧力低下が発生し、第2の通路34と弁部材駆動装置36の圧力作動室36bとの圧力差が大きくなり、弁部材32bが弁孔32aを急速に全開する。これにより、第1の通路32を通って弁室35に導入される高圧冷媒中に多数の気泡が発生し、この気泡が破裂することにより耳障りな騒音が発生する。
本発明の目的は、上述した不具合を解消する膨張弁を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記目的を達成するために、本発明に係る第1の膨張弁は、コンデンサで凝縮した高圧の冷媒を導入する入口ポート、該入口ポートに連通する弁室、該弁室に設けられた弁孔、該弁孔で膨張した冷媒を外部に向けて導出する出口ポート及びエバポレータからコンプレッサへ戻る冷媒が通過する通路を有する弁本体と、前記弁孔を開閉する弁部材と、前記弁部材を駆動して前記弁孔の開度を制御する弁部材駆動装置とを備え、前記弁本体を塑性加工することにより形成されるカシメ部で前記出口ポートに固定される絞り部材を設けたことを特徴とする。
そして、前記カシメ部は前記出口ポートの奥部に設けられる段付縮径部に塑性加工を施して形成されることを特徴とする。
また、前記絞り部材は、中央部に1個の貫通孔を有する板状の部材、または多数の小径貫通孔を有する板状の部材とすることができる。
【0011】
また、本発明に係る第2の膨張弁は、コンデンサで凝縮した高圧の冷媒を導入する入口ポート、該入口ポートに連通する弁室、該弁室に設けられた弁孔、該弁孔で膨張した冷媒を外部に向けて導出する出口ポート及びエバポレータからコンプレッサへ戻る冷媒が通過する通路を有する弁本体と、前記弁孔を開閉する弁部材と、前記弁部材を駆動して前記弁孔の開度を制御する弁部材駆動装置とを備える膨張弁であって、前記出口ポートに圧入により固定される絞り部材を設けたことを特徴とする。
この場合、前記絞り部材は、前記出口ポートに圧入されるフランジ部と中央部に形成される1個の貫通孔を有する板状の部材、または前記出口ポートに圧入されるフランジ部と多数の小径貫通孔を有する板状の部材とすることができる。
【発明の効果】
【0012】
本発明の膨張弁は、出口ポートに絞り部材を設けてあるので、弁本体内を通過する高圧の冷媒中の気泡が細分化され、気泡の破裂に起因する騒音の発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の実施例の正面図及び断面図。
【図2】図1のカシメ部の形成方法の説明図。
【図3】図1の絞り部材の正面図及び断面図。
【図4】本発明の他の実施例の正面図及び断面図。
【図5】図4のカシメ部の形成方法の説明図。
【図6】図4の絞り部材の正面図及び断面図。
【図7】本発明の他の実施例の正面図及び断面図。
【図8】図7の絞り部材の正面図及び断面図。
【図9】本発明の他の実施例の正面図及び断面図。
【図10】図9の絞り部材の正面図及び断面図。
【図11】従来の技術の断面図。
【発明を実施するための形態】
【0014】
図1に示すように、全体を符号1で示す本発明の膨張弁の弁本体30には、冷媒の通路と平行に延びる1対の貫通孔50が設けられており、この貫通孔50は、膨張弁を他の機器にとりつけるために利用される。その他の構造で、先に説明した従来のものと同一の部材には同一の符号を付して再度の説明は省略する。
【0015】
図1に示す実施例にあっては、1個の貫通孔110を有する円盤状の絞り部材100が、出口ポート331の奥の段付縮径部332に対して塑性加工を行うことにより形成されるカシメ部334により固定される。
【0016】
図2は、絞り部材の固定方法の詳細を示し、図の(a)は塑性加工前の状態を示す説明図、図の(b)、(c)は塑性加工後の状態を示す説明図である。
図2の(a)において、円盤状の絞り部材100は、出口ポート331の奥部の段付縮径部332に嵌装される。その後に段付縮径部332に塑性加工を施してカシメ部334を形成する。弁本体30はアルミ合金材料等の加工性のよい材料でつくられているので、この塑性加工も容易に達成できる。
このカシメ部334は、いわゆるピールカシメと称されるもので、環状の壁を周方向に間隔をおいて局部的に塑性加工することにより形成される。図の実施例にあっては、円周上に4個所のカシメ部334が形成され、絞り部材100は出口ポート331の奥部に確実に固定される。
【0017】
図3は絞り部材100の詳細を示す説明図である。
絞り部材100は、中央部に比較的大径の1個の貫通孔110を有する円盤状の部材であって、例えばアルミ合金材料からなる板材でつくられる。
絞り部材100の寸法は特に限定されるものではないが、図2に示す如く、その貫通孔110の直径をd、弁孔32aで減圧された直後の冷媒が通る通路33の内径をDとしたとき、開口率=d/D×100を21.4〜79.0%程度に設定すると、圧力損失と騒音の低減の点から好ましい結果が得られることが判っている。
絞り部材100の外周部102は、カシメ部334に確実に当接するように平坦面に形成されるが、中央の貫通孔110に向けてテーパー面を形成することもできる。
【0018】
図4乃至図6は本発明の他の実施例を示す説明図である。
本実施例にあっては、出口ポート331にとりつけられる絞り部材150は、円盤状の本体に多数の小径の貫通孔160が形成された構造を有する。
この絞り部材150は、例えばアルミ合金材料からなる板材でつくられ、カシメ部334により出口ポート331の奥部に固定されることは、前述の実施例と同様である。この絞り部材150は、多数の小径貫通孔160を有するので、膨張弁からエバポレータへ向かう冷媒中の気泡は効率よく細分化され、騒音の低減効果もさらに良いものとなる。
小径貫通孔160の径や個数は特に限定されるものではないが、図5に示す如く、小径貫通孔160の径をd’、個数をn、通路33の内径をDとしたとき、開口率=n×d’/D×100を24.0〜66.4%程度に設定すると、圧力損失と騒音の低減の点から好ましい結果が得られることが判っている。
【0019】
図7は、本発明の他の実施例を示す説明図である。
本実施例にあっては、絞り部材200は、圧入によって出口ポート331の奥部に固定される。
【0020】
図8は、絞り部材の詳細を示す。絞り部材200は、例えばアルミ合金材料からなる板材を円盤状に加工して製作され、外周部にはフランジ部202が形成される。
絞り部材200の中央部には比較的大径の1個の貫通孔210が設けられる。フランジ部202から貫通孔210に向かう面は、図示の実施例ではテーパー面204に形成されるが、平坦面であってもよい。
フランジ部202を設けることにより、圧入した出口ポート331との間の接触面積も大きくなり、確実な固着が達成される。
本実施例にあっては、カシメ部を形成する塑性加工を省略することができ、加工工数も削減することができる。
【0021】
図9、図10は本発明の実施例を示す説明図である。
本実施例にあっては、絞り部材250は多数の小径貫通孔260を有する。
図10に示すように、絞り部材250は外周部にフランジ部252を有して、出口ポート331の奥に圧入により確実に固定される。
【0022】
本発明は以上のように、膨張弁からエバポレータへ向かう冷媒の出口ポートに冷媒を絞るとともに冷媒の流れを整流する機能を有する絞り部材をカシメ部又は圧入により確実に固定する構成を備えたものである。
この構成により、出口ポートから流出される冷媒は整流されて気泡の衝突による騒音は低減される。また、絞り部材はプレス加工等により安価に製造することができ、かつ弁本体の塑性加工や圧入等により容易に弁本体に固定することができるので、従来品よりも製造コスト、部品点数及び工数を大幅に増加させることがなく、騒音を効果的に低減することができるものである。
【符号の説明】
【0023】
1 膨張弁
30 弁本体
32a 弁孔
32b 弁部材
321 入口ポート
331 出口ポート
334 カシメ部
34 通路
35 弁室
36 弁部材駆動装置
100 絞り部材
110 貫通孔
150 絞り部材
160 小径貫通孔
200 絞り部材
210 貫通孔
250 絞り部材
260 小径貫通孔

【特許請求の範囲】
【請求項1】
コンデンサで凝縮した高圧の冷媒を導入する入口ポート、該入口ポートに連通する弁室、該弁室に設けられた弁孔、該弁孔で膨張した冷媒を外部に向けて導出する出口ポート及びエバポレータからコンプレッサへ戻る冷媒が通過する通路を有する弁本体と、前記弁孔を開閉する弁部材と、前記弁部材を駆動して前記弁孔の開度を制御する弁部材駆動装置とを備える膨張弁であって、前記弁本体を塑性加工することにより形成されるカシメ部で前記出口ポートに固定される絞り部材を設けたことを特徴とする膨張弁。
【請求項2】
前記カシメ部は、前記出口ポートの奥部に設けられる段付縮径部に塑性加工を施して形成されることを特徴とする請求項1記載の膨張弁。
【請求項3】
前記絞り部材は、中央部に1個の貫通孔を有する板状の部材であることを特徴とする請求項1記載の膨張弁。
【請求項4】
前記絞り部材は、多数の小径貫通孔を有する板状の部材であることを特徴とする請求項1記載の膨張弁。
【請求項5】
コンデンサで凝縮した高圧の冷媒を導入する入口ポート、該入口ポートに連通する弁室、該弁室に設けられた弁孔、該弁孔で膨張した冷媒を外部に向けて導出する出口ポート及びエバポレータからコンプレッサへ戻る冷媒が通過する通路を有する弁本体と、前記弁孔を開閉する弁部材と、前記弁部材を駆動して前記弁孔の開度を制御する弁部材駆動装置とを備える膨張弁であって、前記出口ポートに圧入により固定される絞り部材を設けたことを特徴とする膨張弁。
【請求項6】
前記絞り部材は、前記出口ポートに圧入されるフランジ部と、中央部に形成される1個の貫通孔を有する板状の部材であることを特徴とする請求項5記載の膨張弁。
【請求項7】
前記絞り部材は、前記出口ポートに圧入されるフランジ部と、多数の小径貫通孔を有する板状の部材であることを特徴とする請求項5記載の膨張弁。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【公開番号】特開2012−47393(P2012−47393A)
【公開日】平成24年3月8日(2012.3.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−189756(P2010−189756)
【出願日】平成22年8月26日(2010.8.26)
【出願人】(391002166)株式会社不二工機 (451)
【Fターム(参考)】