(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁本体と、この弁本体内に形成され、高圧側冷媒が導入される入口冷媒流路と、上記弁本体内に形成され、上記入口冷媒流路より導入された冷媒が流入する弁室と、上記弁室内に摺動自在に設けられ、上記弁室内に流入した冷媒を減圧膨張させる絞り流路を形成するオリフィス部材と、上記オリフィス部材の下流側に配設され、上記オリフィス部材を上流側に付勢するスプリングと、上記オリフィス部材の上流側に配設され、上記絞り流路の開度を調整する弁体と、上記弁本体に具備され、上記弁体を変位させる弁体作動機構と、上記弁本体内に形成され、上記絞り流路にて減圧膨張した冷媒を蒸発器に供給する出口冷媒流路と、上記弁本体に一体に組付けられ、上記出口冷媒流路を開閉する電磁弁とを備え、
上記電磁弁を開弁すると、上記オリフィス部材が高圧側冷媒の圧力により上記スプリングのバネ力に抗して下流側に移動して上記絞り流路を形成し、上記電磁弁を閉弁すると、上記オリフィス部材が上記スプリングのバネ力により上記弁体に接するように移動して上記絞り流路を閉じるようにしたことを特徴とする電磁弁一体型膨張弁。
【請求項２】
上記オリフィス部材は、上記オリフィス部材と上記弁室の内壁との間をシールするＯリングを具備することを特徴とする請求項１記載の電磁弁一体型膨張弁。
【請求項３】
上記オリフィス部材は、上記オリフィス部材の上流側と下流側とを連通する微小通路を有することを特徴とする請求項１又は２記載の電磁弁一体型膨張弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁弁一体型膨張弁に関し、例えば車室内のフロント側とリア側に冷凍サイクルを設けた車両用空調装置に用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種電磁弁一体型膨張弁として、例えば特開平１０−７３３４５号公報及び特開平１１−１８２９８３号公報に記載されているものが知られている。
これらの電磁弁一体型膨張弁は、高圧側冷媒を減圧膨張させる絞り流路とこの絞り流路の開度調整する弁体と、この弁体を変位させる弁体作動機構と、絞り流路にて減圧膨張した冷媒を蒸発器に供給する出口冷媒流路とを備え、電磁弁の弁体により出口冷媒流路を開閉するようにするとともに、電磁弁の弁体の閉弁時には、電磁弁の弁体と絞り流路との間の冷媒圧力に基づいて、弁体を作動させるダイアフラム作動機構により、絞り流路の弁体を閉弁させるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電磁弁一体型膨張弁においては、電磁弁の閉弁時には、ダイアフラム作動機構を構成するダイアフラム下側に高圧側冷媒を導入するので、冷凍サイクルの高圧側圧力が作用することになり、ダイアフラム作動機構に高強度が要求される。このためダイアフラムを高耐圧のステンレス材としたり、ダイアフラム作動機構のハウジングの肉厚を厚くすることが行なわれている。
したがって、従来の電磁弁一体型膨張弁においてはコスト高となり、大型化するという問題点があった。
【０００４】
本発明は、こ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、電磁弁の閉弁時にダイアフラム作動機構に高圧側冷媒を導入することのない電磁弁一体型膨張弁を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、本発明に係る電磁弁一体型膨張弁は、弁本体と、この弁本体内に形成され、高圧側冷媒が導入される入口冷媒流路と、上記弁本体内に形成され、上記入口冷媒流路より導入された冷媒が流入する弁室と、上記弁室内に摺動自在に設けられ、上記弁室内に流入した冷媒を減圧膨張させる絞り流路を形成するオリフィス部材と、上記オリフィス部材の下流側に配設され、上記オリフィス部材を上流側に付勢するスプリングと、上記オリフィス部材の上流側に配設され、上記絞り流路の開度を調整する弁体と、上記弁本体に具備され、上記弁体を変位させる弁体作動機構と、上記弁本体内に形成され、上記絞り流路にて減圧膨張した冷媒を蒸発器に供給する出口冷媒流路と、上記弁本体に一体に組付けられ、上記出口冷媒流路を開閉する電磁弁とを備え、上記電磁弁を開弁すると、上記オリフィス部材が高圧側冷媒の圧力により上記スプリングのバネ力に抗して下流側に移動して上記絞り流路を形成し、上記電磁弁を閉弁すると、上記オリフィス部材が上記スプリングのバネ力により上記弁体に接するように移動して上記絞り流路を閉じるようにしたことを特徴とする。
【０００６】
さらに本発明に係る電磁弁一体型膨張弁は、上記オリフィス部材は、上記オリフィス部材と上記弁室の内壁との間をシールするＯリングを具備することを特徴とする。
【０００７】
さらにまた本発明に係る電磁弁一体型膨張弁は、上記オリフィス部材は、上記オリフィス部材の上流側と下流側とを連通する微小通路を有することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る電磁弁一体型膨張弁の一実施の形態を示す冷媒の通路を含む面で裁断した断面図、図２は図１の右側面に相当する断面図、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、図２の要部拡大図である。
全体を符号１で示す電磁弁一体型膨張弁は、ほぼ角柱形状の弁本体１０を有する。弁本体１０の下部の内部には、冷凍サイクルの圧縮機側からの高圧冷媒が供給される入口冷媒通路１２を有し、入口冷媒通路１２は弁本体１０内部に形成された弁室１４に連通される。弁室１４内にはボール状の弁体４０が、支持部材３４を介してスプリング３２で支えられる。
【０００９】
さらに、弁体４０に対して弁座１５’が対向配置するように形成された別体の所定の厚みを有する円盤形状のオリフィス部材１５が設けられる。オリフィス部材１５は、例えばステンレス材を用いて所定の厚みを有する略円盤形状に形成され、弁体４０とで絞り流路１９を構成すると共に中心穴１７を有する。さらに、オリフィス部材１５には、その厚み方向にシール用のＯリング１６が取り付けられ、弁室１４の内壁１４’に接して摺動可能に設けられている。１８はオリフィス部材１５の下流側に配置されているスプリングである。即ち、スプリング１８は、中心穴１７を貫通しその下端が弁体４０に当接する感温棒８０が摺動可能に嵌合する内孔１１と同軸に形成された大径部１３に配置され、この大径部１３の半径方向に拡がる段部１３’とオリフィス部材１５との間に在って、オリフィス部材１５を支持し、オリフィス部材１５の弁座１５’が弁体４０に当接するよう閉弁バネ力として作用する。
【００１０】
弁室１４の開口部にはナット部材３０が螺合されて、封止される。ナット部材３０をねじ込むことで、スプリング３２は予圧され、所定のスプリング力で支持部材３４を介して弁体４０を支持する。ナット部材３０にシール部材３６を取り付けて弁室１４のシールを図る。
弁室１４の冷媒は、弁体４０と弁座１５’の間の絞り流路１９を通って減圧膨張され、出口冷媒流路２０に流出する。出口冷媒流路２０からの冷媒は、出口穴２２を介して図示しない蒸発器へ送り出される。
【００１１】
蒸発器から戻される冷媒は、弁本体１０の上部内に設けらた通路５０を通り、図示しない圧縮機へ還流される。通路５０内の冷媒は、間隙５２を介して弁本体１０の上部に取り付けられる弁体を駆動させる弁体作動機構となるダイアフラム作動機構であるパワーエレメント６０に向けて送られる。
パワーエレメント６０は、弁本体１０に対してねじ部６４で取り付けられるハウジング６２を有する。さらに、ハウジング６２を構成するケーシング部材６２１及び６２２間に挟み込まれて溶接されているダイアフラム７０を有し、ダイアフラム７０により上部室７２ａと下部室７２ｂが区画される。上部室７２ａには作動流体が封入され、栓体６６が封止される。
【００１２】
ダイアフラム７０はストッパ７４で支持される。ストッパ７４は弁体４０を駆動する感温棒８０と一体又は別体に形成される。図１及び図２では別体に形成され、その先端がストッパ７４に嵌合している。感温棒８０は、通路５０内を流れる冷媒の温度をパワーエレメント６０に伝達する機能を有する。
【００１３】
而して、感温棒８０は、弁本体１０内に形成された段付内孔１１に摺動可能に嵌合し、その下端はオリフィス部材１５の中心穴１７を貫通して弁体４０に当接し、弁体４０を弁座１５’から離す方向に付勢する。さらに、感温棒８０はその下部に細径部８２が形成されていると共に、内孔１１と同軸に形成された有底の小径部８１に出口冷媒通路２０と通路５０の間の連通を防止するシール部材としてＯリング８６を具備する。
【００１４】
この膨張弁１は以上のように構成してあるので、蒸発器から流出されて、通路５０を通る冷媒の圧力と温度に応じて設定されるダイアフラム７０の作動位置により、感温棒８０が駆動され、弁体４０と弁座１５’の間の絞り流路１９の間隙が調整される。
【００１５】
そこで、蒸発器の熱負荷が大きいときには、弁体４０と弁座１５の間の間隙は大きくなり、大量の冷媒が蒸発器に供給され、反対に熱負荷が小さいときには、冷媒の流量は少なくなる。
【００１６】
図２に示すように、弁本体１０の側面部には電磁弁１００が取り付けられる。
電磁弁１００は、ケーシング１１０と、ケーシング１１０に連結される取付部材１４０を有し、取付部材１４０は、ねじ部を介して弁本体１０に形成した有底の開口部２６に取り付けられる。この有底の開口部２６は、大径部１３を介して弁室１４に連通される。
【００１７】
したがって、弁室１４に供給される冷媒は、大径部１３を介して有底の開口部２６にも導入され、電磁弁１００の開弁時に出口冷媒流路２０へ流入される通路が形成される。
【００１８】
電磁弁１００は、ケーシング１１０内にコイル１２０を有し、コード１２２を介して給電される。ケーシング１１０の中心部には、シリンダ１２４が配設され、プランジャ１３０が摺動自在に挿入される。シリンダ１２４の外側には、ストッパ１３２がビス１３６で固定される。ストッパ１３２はスプリング１３４を介してプランジャ１３０を常時ストッパ１３２から離れる方向に付勢する。
プランジャ１３０の先端には、パイロット弁体１５０が摺動自在に配設される。このパイロット弁体１５０は中心部に弁穴１５２を有する。
【００１９】
有底開口部２６の中心には、パイプ状の導管２８が設けてある。この導管２８の内径の通路２７は、有底開口部２６と弁本体１０の出口冷媒流路２０とを連通している。
パイロット弁体１５０は、常時はプランジャ１３０に押圧されて、パイロット弁体１５０の弁穴１５２がプランジャ１３０の先端部で塞がれる。パイロット弁体１５０の外側の背圧室１６０には、有底開口部２６の冷媒が導入されていて、その背圧によりパイロット弁体１５０は、導管２８の開口部に押圧されて、その通路２７を閉じる。
【００２０】
かくの如く構成された電磁弁１００においては、電磁弁１００のコイル１２０に通電されると、コイル１２０の磁力により、プランジャ１３０がストッパ１３２側に引き戻される。プランジャ１３０の先端部がパイロット弁体１５０の弁穴１５２から離れると、弁穴１５２が開口し、背圧室１６０の冷媒が弁穴１５２を通過して導管２８の通路２７に導入され、圧力差が減じられる。これによりパイロット弁体１５０は、導管２８の先端から離れ、電磁弁１００は開弁時となり、有底開口部２６内の冷媒は、出口冷媒流路２０側へ流れる。
【００２１】
即ち、弁室１４へ入口冷媒流路１２から高圧冷媒が供給され、高圧冷媒により、図３（Ａ）に示すようにオリフィス部材１５は高圧冷媒の下流側つまり上方に押されて摺動し、スプリング１８を上方に押し上げ、弁体４０と弁座１５’の間に絞り流路１９が形成され、高圧冷媒が断熱膨張される。この結果、冷媒は大径部１３を経て、有底開口部２６に流入し、通路２７を通って出口冷媒流路２０側に流れる。
【００２２】
逆に、コイル１２０への通電を遮断し、スプリング１３４のバネ力によりプランジャ１３０の先端が弁体１５０の弁穴１５２に着座して、この弁穴１５２を閉じる。すると、背圧室１６０内に、有底開口部２６を介して大径部１３内の冷媒が導入される。そのため、プランジャ１３０の先端部が弁穴１５２に着座して弁穴１５２を閉じるとともに、弁体１５０が導管２８の端面に着座し、通路２７を閉じる。これにより、電磁弁２０が閉弁状態に復帰する。
【００２３】
この結果、図３（Ｂ）に示すように、弁室１４へ供給される高圧冷媒の流入がなくなり、弁室１４内の圧力と大径部１３内の圧力は均圧状態となって、大径部１３に配置されているスプリング１８のバネ力が閉弁バネ力となってオリフィス部材１５を下方に押して摺動させ、オリフィス部材１５の弁座１５’がボール状の弁体４０に当接し、ボール状の弁体４０が弁座１５’に着座することとなり、弁体４０は閉弁状態となって、絞り流路１９は閉じられる。
【００２４】
したがって、弁体４０を閉弁状態とするのに、弁体を駆動させるダイアフラム作動機構であるパワーエレメント６０に高圧冷媒を導入することなく、オリフィス部材１５を支持するスプリング１８の閉弁バネ力を用いるので、パワーエレメント６０を高強度に構成する必要がなくなる。
【００２５】
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、本発明に係る電磁弁一体型膨張弁の他の実施の形態の要部を示す断面図であり、それぞれ図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示す実施の形態において、オリフィス部材１５にその軸方向にブリードポート１５’’が設けられている。
【００２６】
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すブリードポート１５’’は、図４（Ｂ）に示す電磁弁１００が閉弁し、弁室１４内の圧力と大径部１３内の圧力が均圧する際、その均圧を迅速に行うために設けられており、弁室１４からブリードポート１５’’を経て高圧冷媒が大径部１３内に流入し、均圧が迅速に行なわれる。これにより、図４（Ｂ）の実施の形態におけるオリフィス部材１５の下方への摺動が、図３（Ｂ）の実施の形態の場合に比較して迅速に行なわれ、ボール状の弁体４０の閉弁状態への移行が迅速に行なわれることとなる。さらに、ブリードポート１５’’は、図４（Ａ）に示す電磁弁１００の開弁時に冷媒流量の調整に悪影響を及ぼさない程度に微小な貫通穴である。
【００２７】
なお、以上の実施の形態においては、オリフィス部材１５にＯリング１６を具備する場合について述べたが、本発明においては、Ｏリング１６を省略し、弁室１４の内壁１４’とオリフィス部材１５とを直接当接させてもよいのは勿論である。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の電磁弁一体型膨張弁によると、弁体を駆動するダイアフラム作動機構に高圧冷媒を導入することがないので、ダイアフラム作動機構を高強度にする必要がなくなり、低コストの小型化された電磁弁一体型膨張弁が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電磁弁一体型膨張弁の一実施の形態を示す断面図。
【図２】図１の右断面図。
【図３】図１の要部を拡大した図。
【図４】本発明の他の実施の形態を示す要部を拡大した図。
【符号の説明】
１  膨張弁
２  弁本体
１２  入口冷媒通路
１４  弁室
１５  オリフィス部材
１５’  弁座
１５’’  ブリードポート
１８  スプリング
２０  出口冷媒通路
４０  ボール状弁体
６０  パワーエレメント
６２  ハウジング
７０  ダイアフラム
７４  ストッパ
８０  感温棒
１００  電磁弁
１１０  ケーシング
１２０  コイル
１３０  プランジャ
１５０  パイロット弁体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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