(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒流路が形成されて蒸発器に送り込まれる高圧冷媒の流量を制御するための弁体が内蔵されたプラスチック製の本体ブロックに、蒸発器から送り出される低圧冷媒の温度変化に対応して上記弁体の位置を制御するためのパワーエレメントが取り付けられた膨張弁において、
上記パワーエレメントのハウジングの外周部分に鍔状部を突出形成すると共に、その鍔状部に隣接して上記本体ブロックに外向きの鍔状の突起を形成し、断面形状が全範囲にわたり内向きに開口するコの字状に形成されてその結果当初から内向きに開口する溝が内周面に形成された形状の半環状の留め具の上記溝内に、上記パワーエレメントの鍔状部と上記本体ブロックの突起とを並べて挟み込むことにより、上記パワーエレメントを上記本体ブロックに固定したことを特徴とする膨張弁。
【請求項２】
上記低圧冷媒の温度変化に対応して変位するダイアフラムの外縁部が、上記パワーエレメントの鍔状部内に挟み込まれて固定されている請求項１記載の膨張弁。
【請求項３】
上記留め具が、開口端を外向きに広げた略Ｃ字状の半環状に形成されている請求項１又は２記載の膨張弁。
【請求項４】
上記留め具の環状部分が、２００°〜３００°の範囲にある請求項３記載の膨張弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、冷凍サイクルにおいて蒸発器に送り込まれる冷媒の流量制御を行いつつ冷媒を断熱膨張させるための膨張弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
膨張弁は、一般に、冷媒流路が形成されて蒸発器に送り込まれる高圧冷媒の流量を制御するための弁体が内蔵された本体ブロックに、蒸発器から送り出される低圧冷媒の温度変化に対応して変位して弁体の位置を制御するためのダイアフラムを有するパワーエレメントが取り付けられている。
【０００３】
そのようなパワーエレメントは、従来は、本体ブロックに対してねじ込み固定されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、近年のコストダウンの要請等から、本体ブロックをプラスチック化しようとすると、プラスチックに形成されたネジは比較的容易に破壊してしまうことから、パワーエレメントの固定強度に問題が生じてしまう。
【０００５】
かといって、金属製のネジ止め部材等をプラスチック製の本体ブロックにインサート成形するような手段を講じると、そのための製造コストがかさんでしまうので、本体ブロックをプラスチック化したコスト削減効果が相殺されてしまう。
【０００６】
そこで本発明は、パワーエレメントをプラスチック製の本体ブロックに十分な強度でしかもコストのかからない構造で容易かつ確実に固定することができる膨張弁を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の膨張弁は、冷媒流路が形成されて蒸発器に送り込まれる高圧冷媒の流量を制御するための弁体が内蔵されたプラスチック製の本体ブロックに、蒸発器から送り出される低圧冷媒の温度変化に対応して上記弁体の位置を制御するためのパワーエレメントが取り付けられた膨張弁において、上記パワーエレメントのハウジングの外周部分に鍔状部を突出形成すると共に、その鍔状部に隣接して上記本体ブロックに外向きの鍔状の突起を形成し、内向きに開口する溝が内周面に形成された半環状の留め具の上記構内に上記パワーエレメントの鍔状部と上記本体ブロックの突起とを並べて挟み込むことにより上記パワーエレメントを上記本体ブロックに固定したことを特徴とする。
【０００８】
なお、上記低圧冷媒の温度変化に対応して変位するダイアフラムの外縁部が、上記パワーエレメントの鍔状部内に挟み込まれて固定されていてもよい。
そして、上記留め具が、開口端を外向きに広げた略Ｃ字状の半環状に形成されていてもよく、上記留め具の環状部分が、２００°〜３００°の範囲にあるとよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は、蒸発器２に取り付けられた膨張弁１を示しており、例えば自動車の室内冷房装置（カーエアコン）の冷凍サイクルに用いられるものである。
【００１０】
冷凍サイクルの圧縮機や凝縮器等は、エンジンルーム３内に配置されており、図示されていない。蒸発器２は、隔壁４によってエンジンルーム３と隔てられた車室５内に配置され、膨張弁１は、蒸発器２に固定された状態でエンジンルーム３と車室５との境界位置に配置されている。
【００１１】
膨張弁１の本体ブロック１１は、例えばポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）又はポリアミド樹脂（ＰＡ）等を材料とするプラスチックモールド成形によって形成されている。
【００１２】
本体ブロック１１には、蒸発器２から圧縮機へ送り出される低温低圧の冷媒ガスを通すための低圧冷媒流路１２と、蒸発器２に送り込まれる高温高圧の冷媒液を通して断熱膨張させるための高圧冷媒流路１３とが形成されている。
【００１３】
低圧冷媒流路１２の入口開口には蒸発器２の出口管が差し込み接続され、低圧冷媒流路１２の出口開口には圧縮機に至る低圧冷媒配管６が差し込み接続されていて、各々シール用のＯリングでシールされている。
【００１４】
高圧冷媒流路１３の入口開口にはリキッドタンクからの高圧冷媒配管７が差し込み接続され、高圧冷媒流路１３の出口開口には蒸発器２の入口管が差し込み接続されていて、各々シール用のＯリングでシールされている。
【００１５】
低圧冷媒流路１２と高圧冷媒流路１３とは平行に形成されており、これに垂直な貫通孔１４が本体ブロック１１を貫通している。そして、その貫通孔１４の低圧冷媒流路１２側の端部は、パワーエレメント２０を嵌め込むために本体ブロック１１の外面に形成された窪み１５の底面の中央に開口している。
【００１６】
パワーエレメント２０は、金属板製のハウジング２１によって囲まれていて、その内部に、可撓性のある金属製薄板等からなるダイアフラム２２が配置されている。
【００１７】
パワーエレメント２０の下半部は窪み１５に嵌め込まれており、窪み１５の口元に隣接する部分では、ダイアフラム２２の外縁部を全周にわたって挟み付けて固定するために、ハウジング２１が環状の鍔状に薄く潰された形状に突出形成されている。２１ａがその鍔状部である。
【００１８】
パワーエレメント２０が嵌め込まれた窪み１５の口元の外縁には、パワーエレメント２０の鍔状部２１ａと隣接して、外向きの鍔状の突起１６が全周に形成されている。
【００１９】
そして、図２に拡大して示されるように、その鍔状部２１ａと突起１６とが、内向きに開口する溝１７ａが内周面に形成されたコの字型の断面形状を有する半環状の留め具１７の溝１７ａ内に並んできつく嵌め込まれており、それによってパワーエレメント２０が本体ブロック１１に固定されている。１８は、シール用のＯリングである。
【００２０】
なお、ハウジング２１は一部品で形成してもよいが、図２に示されるように二つの部品２１ｂ，２１ｃに分けて、鍔状部２１ａの外縁部分で溶接するのが製造上容易である。
【００２１】
留め具１７は金属板を曲げ加工して形成されており、図３の単体平面図、図４のIV−IV断面図にも示されるごとく、その全体形状は開口端を外向きに広げた略Ｃ字状の半環状に形成されていて、溝１７ａ内に鍔状部２１ａと突起１６とを挟み込むように側方から取り付けられる。
【００２２】
したがって、留め具１７の環状部が１８０°以下の長さでは組み立て後に留め具１７が自然に外れてしまうおそれがあり、逆に環状部が長すぎると取り付けが困難なので、留め具１７の環状部の長さは２００°〜３００°の範囲にあることが望ましい。
【００２３】
図１に戻って、ハウジング２１とダイアフラム２２とで気密に囲まれて、ガス注入孔が封止栓２３によって封止された圧力室２４内には、冷媒流路１２，１３内に流されている冷媒と同じか又は性質の似ている飽和蒸気状態のガスが封入されている。
【００２４】
そして、ダイアフラム２２の裏面中央部に面して、大きな皿状に形成されたダイアフラム受け盤２５が、ダイアフラム２２の面と垂直方向に変位自在に配置されている。
【００２５】
２７は、留め具１７を含めてパワーエレメント２０全体をすっぽり覆ってしまうように本体ブロック１１に取り付けられたプラスチック製のキャップである。キャップ２７の内面はパワーエレメント２０の外形形状に沿う形状に形成されており、キャップ２７の外面は凹凸のないかまぼこの表面状に形成されている。
【００２６】
その結果、膨張弁１を配置するために隔壁４に形成された穴８と蒸発器２との間の空間に、膨張弁１を囲むようにゴム製のパッキング９を取り付け、そのパッキング９を本体ブロック１１とキャップ２７の表面全体に隙間なく確実に密着させて、エンジンルーム３と車室５内との間が通じないように穴８部分をシールすることができる。
【００２７】
高圧冷媒流路１３は、貫通孔１４と交差する位置において内部がＬ字型に仕切られている。そして、貫通孔１４がその仕切り壁をも貫通していて、その下流側開口部分が弁座２９になっている。
【００２８】
この実施の形態において、高圧冷媒流路１３内の仕切り壁は本体ブロック１１自体によって形成されている。したがって、その仕切り壁に形成された開口部からなる弁座２９は本体ブロック１１自体に形成されている。ただし、この部分にだけ本体ブロック１１に別部品を取り付けて構成してもよい。
【００２９】
貫通孔１４内には、軸線方向に進退自在にプラスチック製のロッド３０が挿通配置されている。このロッド３０の一端側には、弁座２９に対して下流側から対向する位置に弁体３１が一体成形されている。ただし、弁体３１をロッド３０と別部品にしてもよい。
【００３０】
弁体３１は、上流側の端部が弁座２９より細くて下流側の端部が弁座２９より太いテーパ状（円錐台状）に形成されていて、弁体３１の外面と弁座２９との間の隙間が冷媒流路の絞り部になっている。したがって、高圧冷媒がここを通過することにより断熱膨張をする。
【００３１】
ロッド３０は、貫通孔１４内を通って低圧冷媒流路１２を横切り、弁体３１と反対側の端面はダイアフラム受け盤２５の裏面に当接している。ダイアフラム受け盤２５が収容されているパワーエレメント２０内の空間は、ロッド３０が緩く通された孔（貫通孔１４）を介して低圧冷媒流路１２と通じており、低圧冷媒がダイアフラム２２の裏面に接触するようになっている。
【００３２】
ただし、高圧冷媒流路１３内の冷媒がロッド３０と貫通孔１４との嵌合部分を伝って低圧冷媒流路１２側に漏れることのないように、高圧冷媒流路１３と低圧冷媒流路１２との間の貫通孔１４内の部分には、ロッド３０にシール用のＯリング３２が装着されている。
【００３３】
３３は、ロッド３０をパワーエレメント２０の方向に付勢する圧縮コイルスプリングであり、その付勢力は組み立て時に調整ナット３４によって調整することができる。３５はシール用のＯリングである。
【００３４】
ロッド３０は軸線方向に進退自在であるが、圧縮コイルスプリング３３の付勢力と圧力室２４内の圧力とが釣り合う位置で静止するので、ロッド３０に一体成形された弁体３１と弁座２９との間の隙間の大きさが、圧力室２４内の圧力変化に追従して変化する。
【００３５】
このように構成された膨張弁１においては、低圧冷媒流路１２内を流れる低圧冷媒の温度が下がると、ダイアフラム２２の温度が下がって、パワーエレメント２０の圧力室２４内の飽和蒸気ガスが、ダイアフラム２２の内表面で凝結する。
【００３６】
すると、圧力室２４内の圧力が下がってダイアフラム２２が変位するので、ロッド３０が圧縮コイルスプリング３３に押されて移動し、その結果、弁体３１が弁座２９側に移動して高圧冷媒の流路面積が狭くなり、蒸発器２に送り込まれる冷媒の流量が減る。
【００３７】
低圧冷媒流路１２内を流れる低圧冷媒の温度が上がると、上記と逆の動作によって、ダイアフラム２２の変位によりロッド３０を介して弁体３１が弁座２９から離れる方向に移動し、高圧冷媒の流路面積が広がるので蒸発器２に送り込まれる冷媒の流量が増える。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、パワーエレメントのハウジングの外周部分に突出形成された鍔状部と本体ブロックに外向きの鍔状に形成された突起とを、内向きに開口する溝が内周面に形成された半環状の留め具の構内に並べて挟み込むことにより、パワーエレメントが本体ブロックに固定されるので、プラスチック製の本体ブロックに対してパワーエレメントを十分な強度で固定することができ、しかもインサート成形等が不要であり、部品コスト及び組み立てコストを低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の膨張弁の縦断面図である。
【図２】本発明の実施の形態の膨張弁の部分拡大断面図である。
【図３】本発明の実施の形態の留め具の平面図である。
【図４】本発明の実施の形態の留め具のIV−IV断面図である。
【符号の説明】
１  膨張弁
２  蒸発器
１１  本体ブロック
１６  突起
１７  留め具
１７ａ  溝
２０  パワーエレメント
２１  ハウジング
２１ａ  鍔状部
２２  ダイアフラム
３１  弁体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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