(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導入された高圧の冷媒を断熱膨張して蒸発器に送り出す第１の流路、及び前記蒸発器からの冷媒が通る第２の流路を同じ本体ブロック内に形成した膨張弁において、
前記第１の流路の途中に形成された弁座に対向して配置した弁体と、
前記弁体を前記第２の流路内の冷媒温度及び圧力に応じて前記弁座に対して接離する方向へ付勢するパワーエレメントと、
前記弁体を前記弁座の方向に付勢する圧縮コイルスプリングと、
前記第１の流路の高圧の冷媒が導入される側と連通して形成された前記本体ブロックの開口部に前記圧縮コイルスプリングの前記弁体とは反対側の固定端を受けるように螺着されて、導入された高圧の冷媒の圧力を感知する圧力センサと、
を備え、
前記圧縮コイルスプリングは、その荷重を前記圧力センサのねじ込み量により調節するようにしたことを特徴とする膨張弁。
【請求項２】
前記圧力センサは、前記圧縮コイルスプリングの固定端を受ける部分に前記圧縮コイルスプリングを芯決めするための突起部を有し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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、導入された高圧の冷媒を断熱膨張させて蒸発器に送り出すとともに高圧の冷媒圧力を感知する圧力センサを備えた膨張弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、高圧冷媒を断熱膨張させて蒸発器に送り出す弁部と蒸発器からの冷媒を通過させる冷媒流路とが同じ本体ブロックに形成され、蒸発器出口の冷媒温度及び圧力を感知するパワーエレメントを備えたボックス形の膨張弁が知られている。このタイプの膨張弁は、一般に、弁部の弁体を、蒸発器出口の冷媒の温度及び圧力を感知するパワーエレメントにより付勢して弁開度を制御するようにしている。
【０００３】
また、冷凍サイクル内には、圧力スイッチや圧力センサが設けられており、冷媒の圧力を検出して冷暖房の最適な運転を行うようにしている。このような圧力スイッチや圧力センサは、一般に冷媒配管に継手を介して取り付けられるが、最近は複数の構成要素を一体にモジュール化して全体構成を簡素化することが図られており、それに伴って、圧力スイッチや圧力センサを自由に取り付けることができる場所が限られてくるようになった。そこで、圧力スイッチあるいは圧力センサを配管に取り付けるのではなく、たとえば膨張弁の高圧が導入される部分に一体に取り付けて凝縮された液冷媒の圧力を検出することが行われている。
【０００４】
従来の圧力センサ付きの膨張弁では、図３に示すように、冷媒の流量を制御する弁体８は、圧縮コイルスプリング９によって弁閉方向に付勢されており、その圧縮コイルスプリング９は、一端が外部に開口するように本体ブロック２に形成された開口部２ａの内に配置される。また、圧縮コイルスプリング９は、その固定端側が開口部２ａの内壁に螺刻されたねじ山２ｂにねじ込まれているアジャストねじ１０に受けられており、このねじ込み量を調節することで圧縮コイルスプリング９の付勢力を変えて、この膨張弁の弁体８が開き始めるセット値を調整するようにしている。
【０００５】
さらに、開口部２ａの開口端側には、高圧冷媒流路内の冷媒圧力を検出するための圧力センサ２２が嵌め込まれており、圧力センサ２２と開口部２ａとの間には、開口部２ａからの冷媒漏れを防止するために、シール用のＯリング２２ｅが装着されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来の膨張弁では開口部２ａにアジャストねじ１０と圧力センサ２２とを順次に装着するように構成されているので、組み立て作業が煩雑であり、また部品コストが低減できないという問題があった。
【０００７】
この発明の目的は、部品コストの低減を可能とした圧力センサを有する膨張弁を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記問題を解決するために、導入された高圧の冷媒を断熱膨張して蒸発器に送り出す第１の流路、及び前記蒸発器からの冷媒が通る第２の流路を同じ本体ブロック内に形成した膨張弁において、前記第１の流路の途中に形成された弁座に対向して配置した弁体と、前記弁体を前記第２の流路内の冷媒温度及び圧力に応じて前記弁座に対して接離する方向へ付勢するパワーエレメントと、前記弁体を前記弁座の方向に付勢する圧縮コイルスプリングと、前記第１の流路の高圧の冷媒が導入される側と連通して形成された前記本体ブロックの開口部に前記圧縮コイルスプリングの前記弁体とは反対側の固定端を受けるように螺着されて、導入された高圧の冷媒の圧力を感知する圧力センサと、を備え、前記圧縮コイルスプリングは、その荷重を前記圧力センサのねじ込み量により調節するようにしたことを特徴とする膨張弁が提供される。
【０００９】
この発明の膨張弁では、弁体を着座方向へ付勢する圧縮コイルスプリングのばね受けを圧力センサが行い、その圧力センサの開口部へのねじ込み量に応じて圧縮コイルスプリングの荷重を変え、弁体が開き始めるセット値を調整するようにした。これにより、圧縮コイルスプリングの荷重を調整する部材が不要になり、部品コストを低減させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、この発明の実施の形態の膨張弁を示す側面断面図、図２は、その正面図である。図中、１は膨張弁であって、図示しない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ものである。この膨張弁１は、圧縮機、凝縮器、受液器、蒸発器などとともに冷凍サイクルを形成し、例えば自動車用空調装置として用いられる。
【００１１】
膨張弁１は、その本体ブロック２の側部に、受液器から高温・高圧の液冷媒を受けるよう高圧冷媒配管が接続される接続穴３と、この膨張弁１にて膨張された低温・低圧の冷媒を蒸発器へ供給するよう低圧冷媒配管が接続される接続穴４とが形成されている。また、接続穴５には蒸発器出口からの冷媒配管が接続され、圧縮器へ至る冷媒配管に接続される接続穴６と連通している。
【００１２】
この膨張弁１では、導入された高圧冷媒を断熱膨張して蒸発器に送り出す流路と蒸発器からの冷媒を通過させる流路とが、同じ本体ブロック２内で互いに平行に形成されており、これら流路に対して垂直に本体ブロック２に貫通孔１９が穿設されている。また、接続穴３と接続穴４とを連通する冷媒の流路には、その流路面積を途中で狭く絞った形の弁座７が中央部に形成されていて、弁座７に上流側から対向してボール状の弁体８が配置されている。
【００１３】
これにより、弁体８と弁座７の入口部との間の隙間の最も狭い部分が、高圧の液冷媒を絞る可変オリフィスを構成し、ここで高圧の液冷媒が断熱膨張して接続穴４に向かう下流側流路へと流れる。また、接続穴３側の流路から下方に抜ける開口部２ａには、弁体８を弁座７に着座させる方向に付勢する圧縮コイルスプリング９が配置されている。
【００１４】
本体ブロック２の上端部では、接続穴５，６の流路から上方に抜けるように形成された開口部２ｃにパワーエレメント１１が取り付けられている。パワーエレメント１１は、金属製のアッパーハウジング１２及びロアハウジング１３と、これらによって囲まれた空間を仕切るように配置された可撓性のある金属薄板からなるダイヤフラム１４と、ダイヤフラム受け盤１５とによって構成されている。
【００１５】
アッパーハウジング１２とダイヤフラム１４とによって囲まれた空間は、感温室１６を構成している。この感温室１６には、アッパーハウジング１２の頂部の穴から冷媒と同じガスが充填され、金属ボール１７によって封止されている。
【００１６】
ダイヤフラム１４の下面に配置されたダイヤフラム受け盤１５には、ロッド１８の上端部が当接しており、このロッド１８を介してダイヤフラム１４の変位を弁体８へ伝達するようにしている。ロッド１８は、本体ブロック２に形成された貫通孔１９に挿通され、上端部は保持部材２１によって保持されている。
【００１７】
貫通孔１９は、その上部に大径部１９ａ、下部に小径部１９ｂを有している。大径部１９ａには、ロッド１８と貫通孔１９との間の隙間をシールするＯリング２０が配置されている。保持部材２１は、接続穴５，６を連通している流路を横切って垂下する筒状部２１ａを有していて、その下端部は貫通孔１９の大径部１９ａに嵌入されている。その結果、筒状部２１ａは、その下部の端面によりＯリング２０の上方への移動を規制し、Ｏリング２０が貫通孔１９を介して高圧側から低圧側への冷媒のバイパス漏れを防止している。
【００１８】
また、保持部材２１には、ロッド１８に対して横方向からの荷重を与えるようにスプリング２１ｂが内蔵されていて、高圧側の冷媒に周期的な圧力変動があったとき、ロッド１８の長手方向の振動が生じないように、ロッド１８の動作を抑制している。
【００１９】
本体ブロック２の下部に開けられた開口部２ａには、圧力センサ２２が嵌め込まれている。この圧力センサ２２は、感圧部を構成するダイヤフラム部材２２ａと、感圧部で検出された圧力信号を外部に取り出すためのコネクタ部材２２ｂと、ダイヤフラム部材２２ａをコネクタ部材２２ｂに保持する保持部材２２ｃとから構成され、この保持部材２２ｃの中央部には圧縮コイルスプリング９の固定端を芯決めするための突起部２２ｄが一体に形成されている。保持部材２２ｃは、その外周部分の螺合部２３にて本体ブロック２と噛み合うようにされ、かつ、外周部分に周設されたＯリング２２ｅによって、弁体８が配置されている空間と大気との間がシールされている。
【００２０】
上述の膨張弁１は、圧縮コイルスプリング９の荷重を、アジャストねじに代って、本体ブロック２の開口部２ａに対して外側から螺合される圧力センサ２２によって調整するようにした点に特徴がある。
【００２１】
すなわち、圧力センサ２２を螺合部２３にて開口部２ａに螺着してそのねじ込み量を調節することにより圧縮コイルスプリング９の荷重を調節することができる。
【００２２】
このように構成された膨張弁においては、蒸発器から接続穴５に戻ってきた冷媒の温度が低下した場合には、パワーエレメント１１の感温室１６の温度が下がり、感温室１６内の冷媒ガスがダイヤフラム１４の内表面にて凝縮する。これにより、パワーエレメント１１内の圧力が低下してダイヤフラム１４が上方に変位するので、ロッド１８が圧縮コイルスプリング９により押されて上方に移動する。あるいは、蒸発器から接続穴５に戻ってきた冷媒の圧力が上昇した場合にも、ダイヤフラム１４が上方に変位し、ロッド１８が圧縮コイルスプリング９により押されて上方に移動する。その結果、弁体８が弁座７側に移動することで高圧の液冷媒の流路面積が減り、蒸発器に送り込まれる冷媒の流量が減少する。
【００２３】
逆に、蒸発器からの冷凍ガスの温度が上昇した場合には、パワーエレメント１１の感温室１６内の圧力が上昇することにより、ロッド１８は圧縮コイルスプリング９の付勢力に抗して押し下げられる。あるいは、蒸発器から接続穴５に戻ってきた冷媒の圧力が低下した場合にも、ダイヤフラム１４が下方に変位し、ロッド１８が圧縮コイルスプリング９の付勢力に抗して下方に移動する。そのため、弁体８が弁座７から離れる方向に移動することになって、高圧の冷媒の流路面積が増加するから、蒸発器に送り込まれる冷媒の流量が増加する。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、膨張弁の高圧冷媒が導入される空間と連通する開口部に圧力センサを螺着するように構成した。これにより、圧力センサの組み立て作業を容易にすることができる。
【００２５】
また、圧力センサが従来の膨張弁にあるアジャストねじの機能を兼用しているため、アジャストねじが不要になり、部品コストを低減することができる。
さらに、アジャストねじが不要になったことにより本体ブロックの長さを短くすることができるので、長手方向における切削加工の精度を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態の膨張弁を示す側面断面図である。
【図２】図１の膨張弁の正面図である。
【図３】従来の膨張弁を示す側面断面図である。
【符号の説明】
１  膨張弁
２  本体ブロック
２ａ，２ｃ  開口部
３，４，５，６  接続穴
７  弁座
８  弁体
９  圧縮コイルスプリング
１１  パワーエレメント
１２  アッパーハウジング
１３  ロアハウジング
１４  ダイヤフラム
１５  ダイヤフラム受け盤
１６  感温室
１７  金属ボール
１８  ロッド
１９  貫通孔
１９ａ  大径部
１９ｂ  小径部
２０  Ｏリング
２１  保持部材
２１ａ  筒状部
２１ｂ  スプリング
２２  圧力センサ
２２ａ  ダイヤフラム部材
２２ｂ  コネクタ部材
２２ｃ  保持部材
２２ｄ  突起部
２２ｅ  Ｏリング
２３  螺合部
【図１】
0003949417.tif 000002
【図２】
0003949417.tif 000003
【図３】
0003949417.tif 000004