(57)【要約】【課題】エバポレータからの低圧冷媒の温度の感知性能を向上させて冷媒流量の制御性を向上する。【解決手段】膨張弁１は、高圧の液冷媒が導入される第１の通路３０とエバポレータ側から戻る低圧の冷媒が通過する第２の通路３１を有する弁本体２０を備える。弁本体２０の上部に形成されたパワーエレメント収容室２４内にパワーエレメント４０が装備される。パワーエレメント収容室２４の上部は閉鎖部材５０で密閉される。パワーエレメントのダイアフラム４１の変位は感温部１００と作動棒３８を介して弁体３４に伝えられる。感温部１００は中空状に形成され、その中空部１２０はパワーエレメントの作動ガスが充填される上部圧力室４４と連通している。【選択図】図１
2013195003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサからエバポレータへ向かう冷媒が通る第１の通路、該第１の通路の上方に設けられエバポレータからコンプレッサへ向かう冷媒が通る第２の通路及び前記第１の通路の途中に設けられたオリフィスを有する弁本体と、前記オリフィスを開閉する弁体と、前記第２の通路を通る冷媒の温度に応じて膨張・収縮する作動ガスが充填される圧力室を有し前記作動ガスにより前記弁体を駆動するパワーエレメントと、前記第２の通路を通る冷媒の温度を前記パワーエレメントに伝達する感温部と、前記弁本体の上端に開口するとともに前記第２の通路と連通する有底のパワーエレメント収容室と、前記弁本体の上端に固着され前記パワーエレメントを前記パワーエレメント収容室の底壁との間に挟み込んで固定するとともに、前記パワーエレメント収容室の開口を気密状態に密閉する閉鎖部材とを備え、前記感温部は、前記第２の通路内に露出した状態で配設されるとともに、前記パワーエレメントの圧力室に連通する中空部を有することを特徴とする膨張弁。
【請求項２】
前記作動ガスが凝縮することにより前記中空部内に形成される液面が前記第２の通路内に位置するように構成した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、冷凍サイクルに組み入れられて冷媒の温度に応じてオリフィスを流れる冷媒の流量を制御する膨張弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車に搭載される空調装置等の冷凍サイクルにおいては、コンデンサ（凝縮器）からの高圧の液相冷媒を、オリフィスを通過させることで低圧にしてエバポレータ（蒸発器）に送るとともに、エバポレータからコンプレッサに戻る低圧の気相冷媒を通過させて、その気相冷媒の温度と圧力に応じてパワーエレメントがオリフィスの開度を制御することにより、冷媒の通過量を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。パワーエレメントには、温度変化に応じて膨張・収縮する作動ガスが充填されており、この作動ガスに前記気相冷媒の温度が伝達されて、作動ガスの膨張・収縮がダイアフラム及び作動棒を介して弁体に伝達されるようになっている。
【０００３】
ところで、従来の一般的な膨張弁においては、パワーエレメントは、弁本体の外部に露出するように設けられているため、作動ガスを充填した圧力室が外気温度の影響を受け易く、エバポレータから吐出される冷媒の温度変化に対する応答性が損なわれるという問題がある。
【０００４】
そこで本発明の出願人は、下記の特許文献１に示すように、パワーエレメントの収容室の上部を閉鎖部材により密封するとともに、パワーエレメントの周囲にエバポレータからの低圧冷媒を流通させる膨張弁を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ２０１１／１２２４３５Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記公報に開示された膨張弁にあっては、閉鎖部材がパワーエレメントの上カバーに当接しており、第１の通路を通る高圧の液相冷媒の温度が弁本体から閉鎖部材を介してパワーエレメントの圧力室内に封入された作動ガスに伝達される。この温度が大きくなると、エバポレータからの低圧の気相冷媒の温度変化に対する応答性に悪影響を与えることになる。
【０００７】
本発明の目的は、エバポレータからの低圧冷媒の温度の感知性能を向上させて冷媒流量の制御性を向上することができる膨張弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の膨張弁は、コンデンサからエバポレータへ向かう冷媒が通る第１の通路、該第１の通路の上方に設けられエバポレータからコンプレッサへ向かう冷媒が通る第２の通路及び前記第１の通路の途中に設けられたオリフィスを有する弁本体と、前記オリフィスを開閉する弁体と、前記第２の通路を通る冷媒の温度に応じて膨張・収縮する作動ガスが充填される圧力室を有し前記作動ガスにより前記弁体を駆動するパワーエレメントと、前記第２の通路を通る冷媒の温度を前記パワーエレメントに伝達する感温部と、前記弁本体の上端に開口するとともに前記第２の通路と連通する有底のパワーエレメント収容室と、前記弁本体の上端に固着され前記パワーエレメントを前記パワーエレメント収容室の底壁との間に挟み込んで固定するとともに、前記パワーエレメント収容室の開口を気密状態に密閉する閉鎖部材とを備え、前記感温部は、前記第２の通路内に露出した状態で配設されるとともに、前記パワーエレメントの圧力室に連通する中空部を有するものである。なお、前記作動ガスが凝縮することにより前記中空部内に形成される液面が前記第２の通路内に位置するように構成するのが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の膨張弁は以上のように、第２の通路内に露出した状態で配設される中空の感温部を有し、感温部の中空部はパワーエレメントの圧力室に連通しているので、第２の通路を通る冷媒の温度の感知性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明による膨張弁の一実施例を示す縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付した図面に基づいて、本発明による膨張弁の実施例を説明する。
図１に示す膨張弁１は、自動車等の空気調和装置の冷凍サイクルにおいて用いられるものであって、アルミニウム等からなる角柱状の弁本体２０の内部には、コンデンサの冷媒出口からレシーバを介してエバポレータの冷媒入口へと向かう冷媒が通過する高圧側通路となる第１の通路３０と、エバポレータの冷媒出口からコンプレッサの冷媒入口へと向かう冷媒が通過する第２の通路３１とが上下に相互に離間して形成されている。
【００１２】
第１の通路３０の途中には、弁室３２と、冷媒を断熱膨張させるためのオリフィス３３とが形成されている。弁室３２内には、オリフィス３３の入口側に形成された弁座に接離してオリフィス３３を開閉する球状の弁体３４が配置され、この弁体３４は支持部材３５により支持されている。支持部材３５は弁室３２の下端に螺着されたプラグ３７との間に配置された圧縮コイルばねの如き付勢手段３６の付勢力によって、弁座に接近する方向に付勢されている。プラグ３７と弁本体２０との間にはＯリング３７ａのようなシール部材が介装されている。
【００１３】
さらに、弁本体２０には、第１の通路３０と第２の通路３１との間の隔壁を縦断する開孔２２が形成されている。この開孔２２にはステンレス等からなる作動棒３８が摺動自在に挿通されている。作動棒３８の下端部は弁体３４に当接しており、作動棒３８の上端部は後述する感温部１００の下端に当接している。
【００１４】
パワーエレメント４０は、可撓性のあるステンレス等の金属製薄板からなるダイアフラム４１を有し、その周辺部は上カバー４２及び下カバー４３で挟持されている。ダイアフラム４１と上カバー４２との間に形成される上部圧力室４４には作動ガスが封入されている。上部圧力室４４には作動ガスを注入する開口部を密閉する栓４６を備えている。
ダイアフラム４１と下カバー４３の間に形成される下部圧力室４５は、弁本体２０にオリフィス３３の中心線に対して同心的に形成された開口部４７を通じて第２の通路３１に連通している。
第２の通路３１を流れるエバポレータからの冷媒蒸気の圧力が開口部４７を通じて下部圧力室４５に作用する構成となっている。
【００１５】
弁本体２０の開孔２２の上端は大径となっており、この部分には、第１の通路３０と第２の通路３１の間の気密性を確保するために作動棒３８の周囲をシールするＯリング２３が設けられる。
【００１６】
弁本体２０の上端にはパワーエレメント収容室２４が設けられている。このパワーエレメント収容室２４は、弁本体２０の上端に開口するように有底に形成され、弁本体２０の周壁２６の上端に固着された閉鎖部材５０により密閉されている。閉鎖部材５０は、弁本体２０との間をシールするシール部材を不要とするために溶接又は溶着により周壁２６の上端に固着される。
【００１７】
閉鎖部材５０の下面は、パワーエレメント４０の上カバー４２の表面に略合わせた形状に形成されており、閉鎖部材５０の下面の周縁部には周方向に間隔をおいて複数の凸部５３が設けられている。パワーエレメント収容室２４は、弁本体２０に形成された開口部４７を介して第２の通路３１に連通している。パワーエレメント収容室２４にパワーエレメント４０を収容し、閉鎖部材５０の周縁部を周壁２６に固着すると、閉鎖部材５０に形成されている複数の凸部５３が上カバー４２に当接し、パワーエレメント４０がパワーエレメント収容室２４の底壁２７上に押圧されて固定される。
【００１８】
閉鎖部材５０の弁本体２０に対する固着方法は、例えば、線状の熱源であって溶け込みを深くすることができる電子ビーム溶接とすることができる。電子ビーム溶接によって、弁本体２０及び閉鎖部材５０は融点以上に加熱されて溶融溶接がなされる。本実施例の場合、電子ビーム溶接は、弁本体２０の周壁２６に対応する閉鎖部材５０の周縁部５２をその上方から下方向に向かって電子ビームＢを照射し、その照射状態を維持しながら弁本体２０と閉鎖部材５０とを回転させることで照射位置を相対的に移動させて、閉鎖部材５０の周縁部５２を周壁２６の上面２６ａに対して連続的に溶接することで行われる。
【００１９】
第２の通路３１を通る冷媒蒸気は、弁本体２０の開口部４７を介してパワーエレメント収容室２４に流入し、パワーエレメント４０の上カバー４２及び下カバー４３の外面に接する。上記の周方向に連続的な溶接により、閉鎖部材５０は弁本体２０に確実に且つ気密的に固定され、パワーエレメント４０が曝される冷媒の漏れを防止することができる。
【００２０】
感温部１００は、中空のパイプ状の感温部本体１１０と、感温部本体１１０の上部に形成されるフランジ部１１２を有する。フランジ部１１２の上面はダイアフラム４１の下面に接しており、ダイアフラム４１と感温部１００のフランジ部１１２とは、溶接などにより接合される。
【００２１】
感温部本体１１０に形成される中空部１２０は、上部が開口部１２２を介してパワーエレメント４０の上部圧力室４４に連通している。中空部１２０は、上部圧力室４４に封入される作動ガスが凝縮して液相となった液体Ｌ１の貯留室として機能する。感温部１００の中空部１２０が第２の通路３１内に配置されることで、第２の通路３１を通るシステム冷媒の温度を作動ガスが感知し易くなる。また、本実施例では、当該液体Ｌ１の液面が第２の通路３１内に位置するように中空部１２０の深さが設定されている。第２の通路３１を流れるシステム冷媒の温度は、液体Ｌ１の液面を介して感知され易い。また、中空部１２０を設けることで、作動ガスの充填空間の容積が大きくなるため、外気温度の影響を受けにくくすることができる。
【００２２】
以上の構成により、感温部１００が冷凍サイクルのシステム冷媒の温度を敏感に感知することができるので、閉鎖部材５０からパワーエレメント４０に伝達される弁本体２０の温度の影響を小さくすることができ、膨張弁の冷媒流量制御の精度が向上する。
【符号の説明】
【００２３】
１  膨張弁
２０  弁本体
２２  開孔
２３  Ｏリング
２４  パワーエレメント収容室
２６  周壁
２６ａ  上面
２７  底壁
３０  第１の通路
３１  第２の通路
３２  弁室
３３  オリフィス
３４  弁体
３５  支持部材
３６  付勢手段
３７  プラグ
３７ａ  Ｏリング
３８  作動棒
４０  パワーエレメント
４１  ダイアフラム
４２  上カバー
４３  下カバー
４４  上部圧力室
４５  下部圧力室
４６  栓
４７  貫通孔
４８  ストッパ部
５０  閉鎖部材
５２  周縁部
５３  凸部
１００  感温部
１１０  感温部本体
１１２  フランジ部
１２０  中空部
１２２  開口部
Ｂ  電子ビーム
Ｌ１  液体
【図１】
2013195003.tif 000003