(57)【要約】【課題】  ボディの長手方向の長さを縮小した膨張弁を提供すること。【解決手段】  コンプレッサ側の第１および第４配管２，８の取り付け面を外側に延長し、第４ポート９の穴をパワーエレメント１３の取り付け穴および第２の冷媒通路への連通孔に達しないように外側にずらして形成する。第４ポート９の穴を外側にずらすことで干渉しなくなったパワーエレメント１３の冷媒導入部およびこれと第２の冷媒通路との間の連通孔を内径Ｇ１の第２の冷媒通路に近づけて構成する。これにより、ボディ１は、第４ポート９の中心からパワーエレメント１３の取り付け面までの寸法Ｅ１が短縮され、その分、長手方向の長さＤ１を短縮することができる。【選択図】  図１
2005331164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レシーバからの第１配管が接続される第１ポート、エバポレータへの第２配管が接続される第２ポート、前記エバポレータからの第３配管が前記第２ポートと同じ側面に接続される第３ポートおよびコンプレッサへの第４配管が前記第１ポートと同じ側面に接続される第４ポートを有するボディと、前記ボディに結合されて前記第３ポートと前記第４ポートとの間に形成された冷媒通路を流れる冷媒の温度および圧力を連通孔を介して感知するパワーエレメントとを備えた膨張弁において、
前記冷媒通路に連通する前記第３ポートおよび第４ポートの穴の少なくとも一方は、前記パワーエレメントの結合部を構成する取り付け穴よりも外側に設けられていて、前記第３ポートおよび／または第４ポートの延長線上で前記パワーエレメントの結合部と部分的にオーバラップする位置関係を有していることを特徴とする膨張弁。
【請求項２】
前記冷媒通路は、前記第３配管および前記第４配管の呼び径よりも小さな内径を有していることを特徴とする請求項１記載の膨張弁。
【請求項３】
前記第３ポートが前記パワーエレメントの結合部を構成する取り付け穴よりも外側に設けられたときの前記第２ポートは、前記第１ポートと連通していて弁部の弁体を配置している空間よりも外側に設けられていて前記第２ポートの延長線上で前記空間と部分的にオーバラップする位置関係を有し、前記弁部とは前記第２ポートの内径よりも小さな内径を有する弁孔下流側通路によって接続されていることを特徴とする請求項１記載の膨張弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は膨張弁に関し、特に自動車用エアコンシステムの冷凍サイクルに用いられ、配管継手を兼ねたボディを有する温度式の膨張弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用エアコンシステムでは、コンプレッサにて圧縮された冷媒をコンデンサで凝縮させ、レシーバにて気液分離された高温・高圧の液冷媒を膨張弁が膨張させて低温・低圧の冷媒にし、その冷媒をエバポレータで蒸発させてコンプレッサに戻すようにした冷凍サイクルが構成されている。冷媒を膨張させる膨張弁としては、エバポレータ出口の冷媒の温度および圧力に応じてエバポレータへ供給する冷媒の流量を制御するようにした温度式の膨張弁が一般に用いられている。
【０００３】
図５は従来の膨張弁の第１の構成例を示す中央縦断面図である。
この膨張弁は、ボディ１の側面に、レシーバからの第１配管２が挿入接続される第１ポート３と、エバポレータの入口に接続される第２配管４が挿入接続される第２ポート５と、エバポレータの出口に接続される第３配管６が挿入接続される第３ポート７と、コンプレッサへの第４配管８が挿入接続される第４ポート９とを備えている。第１ポート３と第２ポート５との間に形成された第１の冷媒通路には、弁座１０と、この弁座１０の上流側に配置された弁体１１と、この弁体１１を弁座１０に着座させる方向に付勢するスプリング１２とを有し、この膨張弁の弁部を構成している。
【０００４】
ボディ１の上部には、パワーエレメント１３が螺着されている。このパワーエレメント１３は、ダイヤフラム１４によって仕切られた感温室と冷媒導入部とを有し、感温室は冷媒が封入された密閉室であり、冷媒導入部は図の下部が開口されていて、第３ポート７と第４ポート９との間に形成された第２の冷媒通路に連通している。冷媒導入部内には、ダイヤフラム１４に当接されたディスク１５が配置され、そのディスク１５と弁体１１との間には、シャフト１６が配置されて、ダイヤフラム１４の変位を弁体１１に伝達するようにしている。シャフト１６は、第２の冷媒通路を貫通して配置される部分がホルダ１７によって保持されている。また、ボディ１において、第１および第４ポート３，９が形成されている側面には、ねじ穴１８が設けられている。これは、配管取付板をボディ１に固定するためのボルトが螺着される穴であり、配管取付板を第１および第４配管２，８が挿通された状態でボディ１に固定することによって、第１および第４配管２，８が第１および第４ポート３，９に挿入された状態でボディ１に固定接続される。
【０００５】
ここで、ボディ１の寸法に関して、シャフト１６の中心線から第２および第３ポート５，７が設けられている端面までの寸法をＡ、その中心線から第１および第４ポート３，９が設けられている端面までの寸法をＢ、第１および第４ポート３，９間のピッチをＣ、ボディ１の長手方向の長さをＤ、第４ポート９の中心からボディ１の図の上面までの寸法をＥ、第２および第３ポート５，７間のピッチをＦ、そして、第４ポート９の内径をＧで示している。
【０００６】
この膨張弁では、配管シールの方法がコンプレッサ側とエバポレータ側とで異なる場合の構成を例示している。すなわち、コンプレッサを駆動しているエンジンの振動を受けやすいコンプレッサ側の第１および第４配管２，８は、第１および第４ポート３，９に挿入される部分の外周面に溝が凹設され、その溝にＯリングを配置してシールする構成を有している。一方、振動の影響を受けないエバポレータ側の第２および第３配管４，６は、第２および第３ポート５，７への挿入深さを規制するように形成されたビードがＯリングをボディ１に押し付けることによってシールする構成を有している。これは、配管に溝を設ける加工が不要な分、部品コストを低減できるためである。
【０００７】
このようなシール構造に対応した膨張弁では、特に、第４ポート９については、ボディ１の側面から内径Ｇの穴を開けていき、その穴はパワーエレメント１３の直下の第２の冷媒通路への連通孔を通過した位置まで掘られている。そして、この第４ポート９に挿入される第４配管８は、その先端がパワーエレメント１３の直下の第２の冷媒通路への連通孔の直前まで入り込んた状態で配置されている。ただし、第３ポート７に挿入される第３配管６が第４ポート９と同じシール構成を取るならば、第２の冷媒通路は同じ内径Ｇで貫通形成される（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００８】
以上の構成の膨張弁においては、第２の冷媒通路をなす第４ポート９がパワーエレメント１３の直ぐ下の位置まで入り込んでいるため、パワーエレメント１３は、必然的に第４ポート９を形成する穴よりも図の上方へ配置する必要があり、ボディ１の長手方向の長さＤ、すなわち図示の状態ではボディ１の高さが自ずと決まってしまう。
【０００９】
ところが、この種の膨張弁は、ボディ１が配管の継手の機能を有しているため、配管の方向に対して直交する横方向の飛び出しができるだけ少なくしたいというニーズがある。これは、図示の膨張弁でボディ１の長さＤが長いと、これに隣接する他の配管などの部材の邪魔になるからであり、横方向の飛び出し量が少なくなれば、部材のレイアウトの自由度を高くすることができるからである。
【００１０】
図６は従来の膨張弁の第２の構成例を示す中央縦断面図である。
この膨張弁は、上記したボディ１の長手方向の長さＤを短くしたいというニーズに対してなされたものである。ここで、ボディ１の寸法に関して、シャフト１６の中心線から第２および第３ポート５，７が設けられている端面までの寸法をＡ、その中心線から第１および第４ポート３，９が設けられている端面までの寸法をＢ、第１および第４ポート３，９間のピッチをＨ、第２および第３ポート５，７間のピッチをＩ、ボディ１の長手方向の長さをＪ、第４ポート９の中心からボディ１の図の上面までの寸法をＥ、そして、第４ポート９の内径をＧで示している。
【００１１】
この膨張弁によれば、図５に示した第１の構成例の膨張弁と比較して、配管取り付け板を固定するためのねじ穴１８をなくし、その分、第１および第４ポート３，９間のピッチを詰めてピッチＨとし、第２および第３ポート５，７間のピッチを詰めてピッチＩとし、これによってボディ１の長手方向の長さを短くして長さＪにしている。この場合、第１および第４配管２，８を固定する配管取り付け板は、第２および第３配管４，６のための配管取り付け板をボディ１に固定するボルトにより友締めされることによってボディ１に固定される。このボルトを通すためにボディ１に形成される貫通孔は、この膨張弁の中央縦断面図に表されていないが、第１および第４ポート３，９間で断面中心から離れた２ヶ所に設けられている。
【特許文献１】特開２０００−３０４３８２号公報（段落番号〔００１９〕ほか，図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、これらの膨張弁に対してボディの長手方向の長さのさらなる短縮化が要求されている。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ボディの長手方向の長さを縮小した膨張弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明では上記問題を解決するために、レシーバからの第１配管が接続される第１ポート、エバポレータへの第２配管が接続される第２ポート、前記エバポレータからの第３配管が前記第２ポートと同じ側面に接続される第３ポートおよびコンプレッサへの第４配管が前記第１ポートと同じ側面に接続される第４ポートを有するボディと、前記ボディに結合されて前記第３ポートと前記第４ポートとの間に形成された冷媒通路を流れる冷媒の温度および圧力を連通孔を介して感知するパワーエレメントとを備えた膨張弁において、前記冷媒通路に連通する前記第３ポートおよび第４ポートの穴の少なくとも一方は、前記パワーエレメントの結合部を構成する取り付け穴よりも外側に設けられていて、前記第３ポートおよび／または第４ポートの延長線上で前記パワーエレメントの結合部と部分的にオーバラップする位置関係を有していることを特徴とする膨張弁が提供される。
【００１４】
このような膨張弁によれば、第１および第４配管または第２および第３配管が取り付けられるボディの側面を外側に延長して第３および／または第４ポートをパワーエレメントの結合部を構成する取り付け穴の外側に配置し、その取り付け穴は第３および／または第４ポートの延長線上で部分的にオーバラップする位置まで第３ポートと第４ポートとの間の冷媒通路に近づけた構成にしている。これにより、第３および／または第４ポートは、今までパワーエレメントの取り付け穴がボディの長手方向に部分的にオーバラップしていたものがその長手方向と直交する方向に部分的にオーバラップする位置関係になるため、第３および第４ポートの中心からパワーエレメントのボディへの取り付け面までの距離を短縮することができ、この結果、ボディの長手方向の長さを縮小することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の膨張弁は、ボディの長手方向の長さのさらなる短縮化ができるので、配管の方向に対して直交する横方向の飛び出し量が少なくなり、これに隣接して配置される部材のレイアウトの自由度を高くすることができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は第１の実施の形態に係る膨張弁の構成を示す中央縦断面図である。なお、この図１において、従来の膨張弁の構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００１７】
この第１の実施の形態に係る膨張弁は、従来の第１の構成例の膨張弁と比較して、同じ寸法、同じピッチ配列および同じシール構造の配管を用いながらボディ１の長手方向の長さが短縮されている。すなわち、この膨張弁においては、まず、ボディ１のシャフト１６の中心線から第１および第４ポート３，９が設けられている端面までの寸法を大きくしてＢ１（＞Ｂ）としている。コンプレッサへの第４配管８が挿入接続される第４ポート９については、ボディ１の側面から穴を開けていき、その穴の深さはパワーエレメント１３が螺着される穴の手前の位置までにしている。つまり、第１および第４配管２，８の取り付け面を外側（図の右側）に延長して、第４ポート９は、そのパワーエレメント１３の結合部とする取り付け穴の手前まで掘られ、第４配管８が挿入されたときの先端位置をパワーエレメント１３の取り付け穴の手前にくるようにしている。第３配管６が挿入接続される第３ポート７については、ボディ１の側面から第４ポート９よりも小さな内径Ｇ１（＜Ｇ）の穴を開けていき、その穴は第２の冷媒通路を形成するようにパワーエレメント１３の直下の連通孔を通過し、第４ポート９の穴に達するまで掘られている。なお、第３配管６の内径は、第４配管８がＯリングを配置するための溝を外周に凹設することによって最も狭くなっている部分の最小内径（呼び径）に等しくしてあり、第２の冷媒通路の内径Ｇ１については、それらの呼び径よりも大きくしてある。
【００１８】
このように、第１および第４配管２，８の取り付け面を外側（図の右側）に延ばし、第４ポート９の穴をパワーエレメント１３の取り付け穴および第２の冷媒通路への連通孔に達しないように外側にずらして形成したので、第４ポート９の穴は、パワーエレメント１３の冷媒導入部およびこれと第２の冷媒通路との間の連通孔と干渉しなくなる。そのため、パワーエレメント１３の冷媒導入部およびこれと第２の冷媒通路との間の連通孔を内径Ｇ１の第２の冷媒通路に近づけ、第４ポート９の延長線上でパワーエレメント１３の結合部の取り付け穴と一部オーバラップする位置関係を以って構成することが可能になるので、第４ポート９の中心からボディ１の図の上面までの寸法はＥ１（＜Ｅ）に短縮され、その分、ボディ１の長手方向の長さはＤ１（＜Ｄ）まで短くすることができる。
【００１９】
なお、ボディ１は、その長手方向の長さを短くするために、第１および第４配管２，８の取り付け面を外側（図の右側）に延ばしているが、この方向にはこのボディ１に接続される第１ないし第４配管２，４，６，８が存在するため、この方向へのボディ１の延長については、隣接配置される他の配管に対して何ら邪魔にはならない。
【００２０】
図２は第２の実施の形態に係る膨張弁の構成を示す中央縦断面図である。なお、この図２において、第１の実施の形態に係る膨張弁の構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００２１】
この第２の実施の形態に係る膨張弁は、第１の実施の形態に係る膨張弁と比較して、同じ寸法、同じピッチ配列および同じシール構造の配管を用いながらボディ１の長手方向の長さがさらに短縮されている。すなわち、この膨張弁においては、まず、ボディ１のシャフト１６の中心線から第２および第３ポート５，７が設けられている端面までの寸法を大きくしてＡ１（＞Ａ）とし、ボディ１のシャフト１６の中心線から第１および第４ポート３，９が設けられている端面までの寸法を大きくしてＢ１とている。エバポレータの出口に接続される第３配管６が挿入接続される第３ポート７については、ボディ１の側面から穴を開けていき、その穴の深さはパワーエレメント１３が螺着される穴の手前の位置までにしている。また、コンプレッサへの第４配管８が挿入接続される第４ポート９についても、ボディ１の側面から穴を開けていき、その穴の深さはパワーエレメント１３が螺着される穴の手前の位置までにしている。つまり、第２および第３配管４，６の取り付け面を外側（図の左側）に延長して、第３配管６が挿入されたときの先端位置がパワーエレメント１３の取り付け穴の手前に位置するように第３ポート７が掘られ、かつ、第１および第４配管２，８の取り付け面を外側（図の右側）に延長して、第４配管８が挿入されたときの先端位置がパワーエレメント１３の取り付け穴の手前に位置するように第４ポート９が掘られている。これら第３ポート７および第４ポート９の間は、第３ポート７よりも小さな内径Ｇ２の穴を開け、第２の冷媒通路を形成するようにしている。なお、第２の冷媒通路の内径Ｇ２は、第３配管６および第４配管８の呼び径よりも小さくしてあるが、これは、第２の冷媒通路が第３配管６および第４配管８の呼び径より多少小さく絞っても、それによる流量特性上の影響が実質的に表れることのない最小値に設定してある。
【００２２】
このように、第２および第３配管４，６の取り付け面と第１および第４配管２，８の取り付け面とを外側（図の左側および右側）にそれぞれ延ばし、第３ポート７の穴をパワーエレメント１３の取り付け穴および第２の冷媒通路への連通孔に達しないように外側にずらして形成し、同様に、第４ポート９の穴をパワーエレメント１３の取り付け穴および第２の冷媒通路への連通孔に達しないように外側にずらして形成した。これにより、パワーエレメント１３の冷媒導入部およびこれと第２の冷媒通路との間の連通孔を内径Ｇ２の第２の冷媒通路に近づけて構成できる。この第２の実施の形態に係る膨張弁では、第１の実施の形態に係る膨張弁に比較して、第３ポート７がその延長線上でパワーエレメント１３の結合部の取り付け穴とオーバラップするように配置されたことで、その分、第４ポート９がその延長線上でパワーエレメント１３の結合部の取り付け穴とオーバラップする部分が増えている。したがって、この第２の実施の形態に係る膨張弁は、第４ポート９の中心からボディ１の図の上面までの寸法をＥ２（＜Ｅ１）に短縮することができ、その分、ボディ１の長手方向の長さをＤ２（＜Ｄ１）まで短くすることができる。
【００２３】
図３は第３の実施の形態に係る膨張弁の構成を示す中央縦断面図である。なお、この図３において、第２の実施の形態に係る膨張弁の構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００２４】
この第３の実施の形態に係る膨張弁は、第２の実施の形態に係る膨張弁と比較して、弁部の弁座１０および弁体１１の位置をパワーエレメント１３の側にずらして形成することにより、ボディ１の長手方向の長さがさらに短縮されている。すなわち、この膨張弁においては、ボディ１のシャフト１６の中心線から配管取り付け方向の端面までの寸法をＡ１およびＢ１に延長し、第３ポート７および第４ポート９の穴の深さをパワーエレメント１３が螺着される穴の手前の位置までにして第４ポート９の中心からボディ１の図の上面までの寸法をＥ２に短縮している。これに加え、第２ポート５の位置を第３ポート７とともに外側（図の左側）にずらしたことにより、第２ポート５と弁体１１およびスプリング１２が配置されている空間とが軸線方向にオーバラップしなくなる。これにより、第１の冷媒通路における弁孔と第２ポート５との間の弁孔下流側通路１９を小径化にすることによって弁座１０の位置をパワーエレメント１３の側にずらして、第２ポート５の延長線上で弁体１１およびスプリング１２が配置されている空間と部分的にオーバラップする位置関係にすることができるようになる。
【００２５】
したがって、この構成の場合、第１ないし第４配管２，４，６，８の寸法、それらのシール構造、および第２および第３ポート５，７間のピッチＦについては、第１および第２の実施の形態に係る膨張弁の場合と同じであるが、第１および第４ポート３，９間のピッチはＣ１（＜Ｃ）に短縮されており、その分、ボディ１の長手方向の長さがＤ３（＜Ｄ２）まで短縮されている。
【００２６】
図４は第４の実施の形態に係る膨張弁の構成を示す中央縦断面図である。なお、この図４において、従来の膨張弁の構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００２７】
この第４の実施の形態に係る膨張弁は、従来の第２の構成例の膨張弁と比較して、同じ寸法、同じピッチ配列および同じシール構造の配管を用いながらボディ１の長手方向の長さが短縮されている。すなわち、この膨張弁においては、第１の実施の形態に係る膨張弁と同様に、ボディ１のシャフト１６の中心線から第１および第４ポート３，９が設けられている端面までの寸法を延長してＢ１とし、第４ポート９の穴をパワーエレメント１３の取り付け穴および第２の冷媒通路への連通孔に達しないように外側にずらして形成している。
【００２８】
これにより、パワーエレメント１３の冷媒導入部およびこれと第２の冷媒通路との間の連通孔が第３ポート７と同じ内径Ｇ１の第２の冷媒通路に近づけて構成できるので、第４ポート９の中心からボディ１の図の上面までの寸法をＥ１（＜Ｅ）に短縮することができ、その分、ボディ１の長手方向の長さをＪ１（＜Ｊ）まで短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１の実施の形態に係る膨張弁の構成を示す中央縦断面図である。
【図２】第２の実施の形態に係る膨張弁の構成を示す中央縦断面図である。
【図３】第３の実施の形態に係る膨張弁の構成を示す中央縦断面図である。
【図４】第４の実施の形態に係る膨張弁の構成を示す中央縦断面図である。
【図５】従来の膨張弁の第１の構成例を示す中央縦断面図である。
【図６】従来の膨張弁の第２の構成例を示す中央縦断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  ボディ
２  第１配管
３  第１ポート
４  第２配管
５  第２ポート
６  第３配管
７  第３ポート
８  第４配管
９  第４ポート
１０  弁座
１１  弁体
１２  スプリング
１３  パワーエレメント
１４  ダイヤフラム
１５  ディスク
１６  シャフト
１７  ホルダ
１８  ねじ穴
１９  弁孔下流側通路
【図１】
2005331164.tif 000003
【図２】
2005331164.tif 000004
【図３】
2005331164.tif 000005
【図４】
2005331164.tif 000006
【図５】
2005331164.tif 000007
【図６】
2005331164.tif 000008