(57)【要約】【課題】ダイアフラムの傾きに起因するヒステリシスを防止する温度式の膨張弁を提供する。【解決手段】感温応動部材１００の感温部１０１は支持部１０２と一体に形成されており、支持部１０２とダイアフラム６４は取付部材８０とともに適宜の溶接手段により一体に固着されている。感温部１０１のガス導入孔１０４は取付部材８０の貫通穴８２を介してガス室６０と一体の閉空間を形成し、作動ガスが充填されている。感温部１０１の下端部に凹部１１０が形成され、この凹部１１０に球体１２０が固着される。感温部１０１の軸方向の移動は、球体１２０を介して点接触状態で作動棒４０に伝達される。この作用により作動棒は円滑に垂直方向に摺動するので、ヒステリシスの発生を防止することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍サイクルに組み込まれ、凝縮器で凝縮した高圧冷媒を減圧して蒸発器に導くとともに、蒸発器から圧縮機に戻る低圧冷媒の温度に基いて前記蒸発器に導く冷媒の流量を制御する膨張弁であって、
前記高圧冷媒が導入される弁室、該弁室に連通するオリフィス及び前記低圧冷媒が通る戻り通路を有する弁本体と、前記オリフィスを開閉する弁体と、該弁体を移動させる作動棒と、前記低圧冷媒の温度に基いて前記作動棒を駆動する駆動装置と、前記低圧冷媒の温度を前記駆動装置に伝達するとともに前記駆動装置の駆動力を前記作動棒に伝達する感温応動部材とを備え、
前記駆動装置は、ハウジングと、該ハウジングの内部にガス室を区画形成するとともに前記ガス室に充填される作動ガスの膨張及び収縮に応じて変位するダイアフラムとを有し、
前記感温応動部材は、前記ダイアフラムに固着される支持部及び前記戻り通路内に突出して前記ダイアフラムの変位を前記作動棒に伝達する感温部を有し、
前記感温部と前記作動棒が球面継手部を介して接することを特徴とする膨張弁。
【請求項２】
前記球面継手部は、前記感温部の先端部に固着される球体であることを特徴とする請求項１記載の膨張弁。
【請求項３】
前記球体が前記感温部に溶接により固着されることを特徴とする請求項２記載の膨張弁。
【請求項４】
前記球体が前記感温部に圧入により固着されることを特徴とする請求項２記載の膨張弁。
【請求項５】
前記球体が前記感温部にカシメにより固着されることを特徴とする請求項２記載の膨張弁。
【請求項６】
前記球面継手部は、前記感温部の先端部に一体的に形成される球面状部からなることを特徴とする請求項１記載の膨張弁。
【請求項７】
前記ガス室に連通するとともに前記戻り通路内に位置するガス導入孔が前記感温部に形成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の膨張弁。
【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込まれ、凝縮器で凝縮した高圧冷媒を減圧して蒸発器に導くとともに、蒸発器から圧縮機に戻る低圧冷媒の温度に基いて蒸発器に導く冷媒の流量を制御する膨張弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６は特許文献１等に開示されている膨張弁の概要を示す断面図である。
弁本体１０は、凝縮器で凝縮した高圧の液冷媒が導入される入口通路１２を有し、入口通路１２は弁室１４に連通している。１８は弁室１４に連通するオリフィスで、弁室１４内に配置される球状の弁体３０で開閉される。弁体３０は支持部材３２により支持され、支持部材３２はコイルスプリング３４により弾性支持されている。コイルスプリング３４の下端は弁本体１０に螺着したプラグ３６で支持されている。
【０００３】
プラグ３６の弁本体１０へのねじ込み量を調整することで、弁体３０に対してコイルスプリング３４を介して与える付勢力を調整することができる。弁体３０に対向してオリフィス１８の一端に弁座１６が形成されており、弁体３０と弁座１６との間の隙間を通過した冷媒は、オリフィス１８を通り、出口通路２０から蒸発器側へ導かれる。
【０００４】
蒸発器から圧縮機側へ戻る冷媒は、弁本体１０に形成した戻り通路２２を通過する。弁本体１０の上部に形成された開口部には、パワーエレメント５０が取り付けられる。パワーエレメント５０は、上部ハウジング５２と下部ハウジング５４とを有し、上部ハウジング５２と下部ハウジング５４の間にダイアフラム６４が挟み込まれる。上部ハウジング５２とダイアフラム６４はガス室６０を区画形成し、ガス室６０には作動ガスが封入され、栓体６２により封止される。
【０００５】
７０は感温応動部材で、ダイアフラム６４の下面に当接するフランジ状の支持部７６と、支持部７６の下面に一体形成されるとともに戻り通路２２内に突出する棒状の感温部７１とを有する。戻り通路２２内を通る低圧冷媒は、貫通孔２４を介してダイアフラム６４の下方の空間２６に流入し、支持部７６の下面に接する。
【０００６】
感温部７１には有底のガス導入孔７４が形成されている。支持部７６が支持するダイアフラム６４の上面にはリング状の取付部材８０が配設され、取付部材８０とダイアフラム６４と支持部７６はレーザー溶接等の適宜の溶接手段により一体に固着される。取付部材８０の中央には貫通穴８２が設けてあり、この貫通穴８２を介してガス室６０とガス導入孔７４が連通される。ガス室６０とガス導入孔７４からなる閉空間内には作動ガスが充填される。
【０００７】
ダイアフラム６４は可撓性を有しており、ガス室６０内の作動ガス圧と空間２６内のガス圧との差圧により変位する。この変位は感温部７１の下方に配置された作動棒４０を介して弁体３０に伝えられ、弁体３０が弁座１６に接離する
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−１２７５８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した膨張弁において、ダイアフラム６４は常に水平姿勢を保って変位するとは限らない。支持部７６がダイアフラム６４に固着されているため、ダイアフラム６４が傾くと感温部７１も傾くことになる。図７（ａ）に示すように、感温部７１の下面７２は平面形状に形成されており、作動棒４０の上端４２に当接している。図７（ｂ）に示すように、ダイアフラム６４が水平でなくなって感温部７１の中心線がＣ１からＣ２に傾くと、感温部７１が作動棒４０を下方へ移動させる力の方向Ｆ１は垂直線に対して傾くことになる。
【００１０】
作動棒４０は弁本体１０に形成されたガイド孔１９に案内されているが、感温部７１の下面７２の応力作用点Ｐ１が作動棒４０の上面の中心よりずれることにより作動棒４０に対して横向きの力が作用する。この力により作動棒４０はガイド孔１９の内周面に対して押し付けられ、これによって摩擦力が発生し、作動棒４０の上下動が不円滑となり、作動にヒステリシスが発生する。この作動棒４０の動作のヒステリシスにより、弁開度の調節に不具合が発生する。
【００１１】
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にある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の膨張弁は、冷凍サイクルに組み込まれ、凝縮器で凝縮した高圧冷媒を減圧して蒸発器に導くとともに、蒸発器から圧縮機に戻る低圧冷媒の温度に基いて前記蒸発器に導く冷媒の流量を制御する膨張弁であって、前記高圧冷媒が導入される弁室、該弁室に連通するオリフィス及び前記低圧冷媒が通る戻り通路を有する弁本体と、前記オリフィスを開閉する弁体と、該弁体を移動させる作動棒と、前記低圧冷媒の温度に基いて前記作動棒を駆動する駆動装置と、前記低圧冷媒の温度を前記駆動装置に伝達するとともに前記駆動装置の駆動力を前記作動棒に伝達する感温応動部材とを備え、前記駆動装置は、ハウジングと、該ハウジングの内部にガス室を区画形成するとともに前記ガス室に充填される作動ガスの膨張及び収縮に応じて変位するダイアフラムとを有し、前記感温応動部材は、前記ダイアフラムに固着される支持部及び前記戻り通路内に突出して前記ダイアフラムの変位を前記作動棒に伝達する感温部を有し、前記感温部と前記作動棒が球面継手部を介して接することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の膨張弁は、以上の構成により、ダイアフラムが傾いても作動棒は傾かずにスムーズに摺動するので、ヒステリシスの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の膨張弁の一実施例の断面図。
【図２】図１の膨張弁の作用を示す説明図。
【図３】本発明の膨張弁の他の実施例の要部の断面図。
【図４】本発明の膨張弁の他の実施例の要部の断面図。
【図５】本発明の膨張弁の他の実施例の要部の断面図。
【図６】従来の膨張弁の断面図。
【図７】図６の膨張弁の作用を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明の膨張弁の第１の実施例を示す断面図である。なお、以下の各実施例において、図６に示す従来の膨張弁と同一の部分には同一の符号を付して再度の説明を省略するものとする。
【００１６】
本実施例の膨張弁にあっても、感温応動部材１００の感温部１０１は支持部１０２と一体に形成されており、支持部１０２とダイアフラム６４は取付部材８０とともに適宜の溶接手段により一体に固着されている。そして、ガス導入孔１０４は取付部材８０の貫通穴８２を介してガス室６０と一体の閉空間を形成し、作動ガスが充填されている。
【００１７】
感温部１０１の下端部には凹部１１０が形成されている。この凹部１１０は例えば円錐面で形成される。そして、この凹部１１０に球体１２０が固着される。球体１２０は例えば鏡面仕上げされた汎用のスチールボール等が使用され、凹部１１０に対して溶接等により固着される。感温部１０１の軸方向の移動は、球面継手部を形成する球体１２０を介して点接触状態で作動棒４０に伝達される。
【００１８】
図２は、感温部１０１と球体１２０と作動棒４０の作用を示す拡大図である。
図２（ａ）はダイアフラム６４の変位が中心線Ｃ１に沿ったもので、感温部１０１が中心線Ｃ１上で球体１２０を介して作動棒４０にダイアフラム６４の変位を伝達する正常の状態を示す。図２（ｂ）はダイアフラム６４が傾いて変位し、感温部１０１の軸線Ｃ２が中心線Ｃ１から傾いて作動棒４０に力Ｆ１を伝達する状態を示す。
【００１９】
感温部１０１の移動は球体１２０を介して作動棒４０に伝達されるので、図２（ｂ）に示す状態において、球体１２０と作動棒４０の上面４２は中心点Ｐ０で接触することとなり、力Ｆ１は中心線Ｃ１に沿って伝達される。この作用により、作動棒４０とガイド孔１９（図１参照）の間でカジリ等の不具合は発生せず、ヒステリシスの発生を防止することができる。
【００２０】
図３は、本発明の他の実施例の要部を示す。先の実施例と同様の部材には同一の符号を付して再度の説明は省略する。
本実施例にあっても、感温応動部材２００の感温部２０１は支持部２０２と一体に形成されており、ガス導入孔２０４がガス室６０とともに閉空間を形成している。感温部２０１の下端部には装着孔２１２が形成されるが、この装着孔２１２は球体１２０の外径寸法に対してわずかに小さな内径寸法を有する。
【００２１】
球体１２０を装着孔２１２に圧入することで球体１２０は感温部２０１に固着される。感温部２０１に圧入された球体１２０は球面で作動棒４０の上面に接するので、ダイアフラム６４が不均一に変位して感温部２０１が傾いても、作動棒４０は垂直方向にスムーズに摺動することができ、ヒステリシスの発生を防止することができる。
【００２２】
図４は、本発明の他の実施例の要部を示す。先の実施例と同様の部材には同一の符号を付して再度の説明は省略する。
本実施例にあっても、感温応動部材３００の感温部３０１は支持部３０２と一体に形成されており、ガス導入孔３０４がガス室６０とともに閉空間を形成している。感温部３０１の下端部には球形の装着孔３１０が形成されている。この装着孔３１０に球体１２０を挿入し、装着孔３１０の開口部の周縁部３１４をカシメ加工により変形させて球体１２０を固定する。
【００２３】
感温部３０１に固定された球体１２０は球面で作動棒４０の上面に接するので、ダイアフラム６４が不均一に変位して感温部３０１が傾いても、作動棒４０は垂直方向にスムーズに摺動することができ、ヒステリシスの発生を防止することができる。
【００２４】
図５は、本発明の他の実施例の要部を示す。先の実施例と同様の部材には同一の符号を付して再度の説明は省略する。
本実施例にあっても、感温応動部材４００の感温部４０１は支持部４０２と一体に形成されており、ガス導入孔４０４がガス室６０とともに閉空間を形成している。感温部４０１の下端部には球面状部４１０が一体形成されている。
【００２５】
球面状部４１０は、球面で作動棒４０の上面に接するので、ダイアフラム６４が不均一に変位して感温部４０１が傾いても、作動棒４０は垂直方向にスムーズに摺動することができ、ヒステリシスの発生を防止することができる。
【００２６】
本発明の膨張弁は以上のように、パワーエレメントのダイアフラムに対して一体に固着された感温応動部材の移動を作動棒を介して弁体に伝達する構造として、感温部の下端部と作動棒の上端部の当接部を球面で接触する構造を採用しているので、ダイアフラムの不均一な変位による感温部の傾きが生じても、作動棒は垂直方向にスムーズに摺動することができる。
【００２７】
この作用により、作動棒が弁本体のガイド孔に対して局部的に強い力で押しつけられることないので、円滑に摺動し、ヒステリシスの発生を防止することができる。
【００２８】
なお、上記の各実施例においては、感温部にガス導入孔が形成された場合を例にあげて説明したが、本発明は感温部にガス導入孔が形成されない膨張弁にも適用することができる。
その他にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で上記の各実施例に種々の改変を施すことができる。
【符号の説明】
【００２９】
１０  弁本体
１２  入口通路
１４  弁室
１６  弁座
１８  オリフィス
２０  出口通路
２２  戻り通路
３０  弁体
３２  支持部材
３４  コイルスプリング
３６  プラグ
４０  作動棒
５０  パワーエレメント（駆動装置）
５２  上部ハウジング
５４  下部ハウジング
６４  ダイアフラム
６０  ガス室
６２  栓体
８０  取付部材  
１００  感温応動部材
１０１  感温部
１０２  支持部
１０４  ガス導入孔
１１０  凹部
１２０  球体
２００  感温応動部材
２０１  感温部
２０２  支持部
２０４  ガス導入孔
２１２  装着孔
３００  感温応動部材
３０１  感温部
３０２  支持部
３０４  ガス導入孔
３１０  装着孔
４００  感温応動部材
４０１  感温部
４０２  支持部
４０４  ガス導入孔
４１０  球面状部
【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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