(57)【要約】【課題】弁の自励振動による騒音の発生を抑制できる膨張弁を提供する。【解決手段】高圧の液冷媒を導入する入口ポートと、この入口ポートに連通する弁室と、この弁室内に設けられた弁孔と、この弁孔で膨張した冷媒を外部に向けて導出する出口ポートと、前記弁孔の入口に設けられた弁座に接離して前記弁孔を開閉する弁部材と、前記弁部材を支持する支持部材と、前記弁室内に設けられ前記支持部材を前記弁孔に向けて付勢するコイルばねと、を備えた膨張弁であって、前記弁室内を支持面側領域と背面側領域とに２分割する圧力遅延部材をさらに備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧の液冷媒を導入する入口ポートと、この入口ポートに連通する弁室と、この弁室内に設けられた弁孔と、この弁孔で膨張した冷媒を外部に向けて導出する出口ポートと、前記弁孔の入口に設けられた弁座に接離して前記弁孔を開閉する弁部材と、前記弁部材を支持する支持部材と、前記弁室内に設けられ前記支持部材を前記弁孔に向けて付勢するコイルばねと、を備えた膨張弁であって、
前記弁室内を支持面側領域と背面側領域とに２分割する圧力遅延部材をさらに備える
ことを特徴とする膨張弁。
【請求項２】
前記圧力遅延部材は、外周面の一部に前記支持面側領域と前記背面側領域とを連通させる溝を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の膨張弁。
【請求項３】
前記圧力遅延部材は、外周面の一部に前記弁室の内周面に接する密封部材を備えるとともに、前記外周面に少なくとも１つの貫通孔を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の膨張弁。
【請求項４】
前記圧力調整部材は、前記支持部材を前記弁室内の前記弁孔と対向する面にまで伸びる部材として形成し、前記弁孔と対向する面側に位置する端部に前記背面側領域に対応する凹部が形成されている
ことを特徴とする請求項１〜３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】
この発明は、冷凍サイクルに用いられる感温機構内蔵型の膨張弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車に搭載される空調装置等に用いる冷凍サイクルについては、設置スペースや配線を省略するために、冷媒の通過量を温度に応じて調整する感温機構内蔵型の温度膨張弁が使用される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５は、従来の感温機構内蔵型の膨張弁の一例を示す断面図であって、弁本体３０には、コンデンサ５で凝縮し、レシーバ６を通過した高圧の液冷媒の通路となる第１の通路３２と、エバポレ−タ８の冷媒出口からコンプレッサ４の冷媒入口へ供給される気相冷媒が流れる第２の通路３４とが上下に相互に離間して形成されている。
【０００４】
第１の通路３２には、液冷媒を導入する入口ポート３２１と、この入口ポート３２１に連通する弁室３５と、この弁室３５内に設けられた弁孔３２ａと、この弁孔３２ａで膨張した冷媒を外部に向けて導出する出口ポート３２２とが設けられている。弁孔３２ａの入口には弁座が形成されていて、この弁座に対向して弁部材３２ｂが配置されている。弁部材３２ｂは圧縮コイルばね３２ｃにより弁座に向かって付勢されている。弁室３５の下端は弁本体３０の底面に開口しており、弁本体３０に螺着されたプラグ３７によって密閉されている。
【０００５】
弁本体３０の上端には、弁部材３２ｂを駆動するための弁部材駆動装置３６が装着されている。弁部材駆動装置３６は、ダイヤフラム３６ａにより内部空間を上下２つの圧力作動室３６ｂ、３６ｃに仕切られた圧力作動ハウジング３６ｄを有している。圧力作動ハウジング３６ｄ中の下方の圧力作動室３６ｃは弁孔３２ａの中心線に対して同心的に形成され均圧孔３６ｅを介して第２の通路３４に連通している。第２の通路３４内の気相冷媒の圧力は、均圧孔３６ｅを通じて下方の圧力作動室３６ｃに作用している。
【０００６】
均圧孔３６ｅには、第１の通路３２の弁孔３２ａまで延びた弁部材駆動棒３６ｆが同心的に配置されている。
弁部材駆動棒３６ｆは、弁本体３０における第１の通路３２と第２の通路３４との間の隔壁に設けた摺動案内孔より上下方向に摺動自在に案内されていて、その上端がダイヤフラム３６ａの下面とストッパ３６ｇを介して接触するとともに、その下端が弁部材３２ｂに当接するように配置されている。
【０００７】
圧力作動ハウジング３６ｄの上方の圧力作動室３６ｂ中には公知のダイヤフラム駆動流体が充填されていて、ダイヤフラム駆動流体には、第２の通路３４や均圧孔３６ｅ内に位置する弁部材駆動棒３６ｆ及びダイヤフラム３６ａを介して、第２の通路３４を流れる気相冷媒の熱が伝達される。上方の圧力作動室３６ｂ中のダイヤフラム駆動流体は上記伝達された熱に対応してガス化し、そのガス圧力がダイヤフラム３６ａの上面に作用する。ダイヤフラム３６ａは、その上面に作用するダイヤフラム駆動ガスの圧力とダイヤフラム３６ａの下面に負荷される圧力との差に応じて上下に変位する。ダイヤフラム３６ａの中心部の上下への変位は、弁部材駆動棒３６ｆを介して弁部材３２ｂに伝達され弁部材３２ｂを弁孔３２ａの弁座に対して接近または離間させる。この結果、エバポレータ８に向かう冷媒流量が制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−１８０４７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記のような膨張弁においては、第１の通路３２から弁室３５に高圧の冷媒が流入する際に、弁部材３２ｂを支持する支持部材の背面側に短時間で高い圧力が負荷されると、高圧の流体が弁部材３２ｂに対して閉弁する方向に作用するため、弁の自励振動が発生しやすく、これに伴って大きな騒音が発生するという問題点があった。
【００１０】
そこで本発明の目的は、弁の自励振動による騒音の発生を抑制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】
【００１１】
上記の課題を解決するため、本発明による膨張弁は、高圧の液冷媒を導入する入口ポートと、この入口ポートに連通する弁室と、この弁室内に設けられた弁孔と、この弁孔で膨張した冷媒を外部に向けて導出する出口ポートと、前記弁孔の入口に設けられた弁座に接離して前記弁孔を開閉する弁部材と、前記弁部材を支持する支持部材と、前記弁室内に設けられ前記支持部材を前記弁孔に向けて付勢するコイルばねと、を備え、前記弁室内を支持面側領域と背面側領域とに２分割する圧力遅延部材をさらに備える。
【００１２】
前記圧力遅延部材は、外周面の一部に前記支持面側領域と前記背面側領域とを連通させる溝を備えるように構成してもよい。
また、前記圧力遅延部材は、外周面の一部に前記弁室の内周面に接する密封部材を備えるとともに、前記外周面に少なくとも１つの貫通孔を備えるように構成してもよい。
さらに、前記圧力調整部材は、前記支持部材を前記弁室内の前記弁孔と対向する面にまで伸びる部材として形成し、前記弁孔と対向する面側に位置する端部に前記背面側領域に対応する凹部が形成されているものとして構成してもよい。
【発明の効果】
【００１３】
この発明による膨張弁は、上記のように構成されているので、弁の自励振動による騒音の発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による膨張弁の第１の実施形態を示す要部の縦断面図である。
【図２】第１の実施形態における圧力遅延部材５０の詳細を示す断面図である。
【図３】本発明による膨張弁の第２の実施形態を示す要部の縦断面図である。
【図４】本発明による膨張弁の第３の実施形態を示す要部の縦断面図である。
【図５】従来の感温機構内蔵型の膨張弁の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本発明による膨張弁の第１の実施形態を示す要部の縦断面図である。なお、本発明の膨張弁の図１に示す要部以外の部分において、図４で示した従来の膨張弁において同じ機能を奏する同等の要素及び部位については、再度の説明を省略する。
【００１６】
本発明の第１の実施形態の膨張弁において、入口ポート３２１は、レシーバに通じる配管に接続される有底の大径通路部１３と、大径通路部１３の底端側で弁室１５に連通する小径通路部１４と、を含んでいる。
また、弁室１５の上方に形成されている弁孔３２ａは、弁部材駆動棒３６ｆが隙間を以て貫通可能な貫通孔３２ｄに連通している。
【００１７】
弁室１５を密閉するプラグ１７は、弁室１５側に筒状のばね支持部１７ａを備えている。ばね支持部１７ａは、その内側面がストレートな内筒面１７ｂに形成されており、外側面は先端側に向かって縮径した多段状の外筒面１７ｃに形成されている。
また、外筒面１７ｃに対応して、弁室１５の下端にはプラグ装填部３０ａが形成されており、プラグ１７をねじ込んだときにプラグ１７側の雄ねじ部とプラグ装填部３０ａ側の雌ねじ部が螺合してプラグ１７が弁本体３０に固定される。
【００１８】
プラグ１７のばね支持部１７ａの内筒面１７ｂは、弁部材３２ｂを閉弁方向に付勢するコイルばね２０を径方向に規制しコイルばね２０の傾きを防止している。プラグ１７を奥までねじ込んだ状態で、プラグ装填部３０ａと外筒面１７ｃとの間には環状スペース１８が形成される。
また、環状スペース１８は、第１の通路１２の大径通路部１３の底端部分に対向した位置で且つ小径通路部１４の下方の位置にある。環状スペース１８には、Ｏリング１９が装填されており、弁室１５内の冷媒がプラグ１７との隙間を介して外部に漏れるのを防止する働きをする。
【００１９】
弁部材３２ｂは、上側に凹状の支持面を備える支持部材２４によって支持されている。支持部材２４の下側（背面側）にはコイルばね２０内に上側から入り込む短軸部が形成されており、当該短軸部はコイルばね２０の保持するとともにその倒れを防止する働きをする。コイルばね２０は、プラグ１７と支持部材２４との間において圧縮状態で装填されている。
また、弁室１５は、弁孔３２ａに繋がる上部の内壁において、例えば支持部材２４の外形輪郭に倣った段部２６を有する段付き形状に形成されており、弁室１５の内壁と支持部材２４との間に形成される隙間を通じて冷媒が通過できる。
【００２０】
さらに図１に示すように、本発明の膨張弁は、弁室１５内に圧力遅延部材５０を備えている。
第１の実施形態において、圧力遅延部材５０は支持部材２４に取り付けられており、弁室１５の内部を支持部材２４に対して支持面側領域と背面側領域とに２分割するように構成される。
また、圧力遅延部材５０は、支持部材２４がコイルばね２０の動きで上下動することにより、上記支持面側領域と背面側領域との大きさを変化させる。
【００２１】
図２は、図１の圧力遅延部材５０の詳細を示す断面図である。
圧力遅延部材５０は弁室１５に対応した蓋付き円筒形の部材であり、当該蓋の中央部分に支持部材２４と嵌合する穴が形成されている。
また、圧力遅延部材５０には、その下端の外周面が図１に示す弁室１５の内周面とほぼ同径となる厚みを有する厚肉部５１が全周にわたって形成されている。
【００２２】
このような構成により、圧力遅延部材５０は、上記厚肉部５１を境に弁室１５の内部を支持面側領域と背面側領域とに２分割する。
このとき、上記厚肉部５１と弁室１５の内周面との間には微小な隙間（クリアランス）が形成されているため、第１の通路１２から流入する高圧の冷媒が弁室１５の上記背面側領域に充満するのに時間を要することとなり、高圧の冷媒が支持部材２４の背面側に急激に作用することによって発生する弁の自励振動を抑制することができる。
なお、図１及び図２に示す第１の実施形態では、圧力遅延部材５０の厚肉部５１と弁室１５の内周面との間にクリアランスを形成する例を示したが、高圧の冷媒が弁室１５の背面側領域に急速に流入するのを抑制できるものであれば、上記クリアランスに代えて、例えば厚肉部５１の外周面に溝を形成する等の変更を行うことも可能である。
【００２３】
図３は、本発明による膨張弁の第２の実施形態を示す要部の縦断面図である。
第２の実施形態の膨張弁において、圧力遅延部材５０は、厚肉部５１の外周面に環状の溝を形成するとともに、当該環状の溝にＯリング５２が配置されている。
また、圧力遅延部材５０の上記厚肉部５１以外の側壁部に、１つ又は複数の貫通孔５３が形成されており、上記側壁部の内外が連通するように構成されている。
【００２４】
このような構成により、圧力遅延部材５０は、上記厚肉部５１に配置されたＯリング５２を境に弁室１５の内部を支持面側領域と背面側領域とに２分割する。
このとき、圧力遅延部材５０に上記貫通孔５３が形成されていることにより、第１の通路１２から流入する高圧の冷媒が弁室１５の上記背面側領域に充満するのに時間を要することとなり、高圧の冷媒が支持部材２４の背面側に急激に作用することによって発生する弁の自励振動を抑制することができる。
また、圧力遅延部材５０の厚肉部５１にＯリング５２が配置されているため、支持部材２４が上下動する際に上記Ｏリング５２が弁室１５の内面と摺接するため、摩擦により支持部材２４の急激な動きに対する反力を生じることとなり、急激な閉弁による弁の自励振動の抑制に寄与する。
【００２５】
図４は、本発明による膨張弁の第３の実施形態を示す要部の縦断面図である。
第３の実施形態の膨張弁において、圧力遅延部材５０は、支持部材２４を兼ねた部材として形成されている。
圧力遅延部材５０は、一端で弁部材３２ｂを支持するとともにコイルばね２０からの力を受ける構造となっており、他端は弁室１５の弁孔３２ａに対向する面にまで伸びるように形成されている。このとき、当該圧力遅延部材５０の他端側には、内部に高圧の冷媒が流入する凹部５４が形成されている。
また、圧力遅延部材５０の他端における外周面と弁室１５の内周面との間に上記第１の実施形態と同様のクリアランスが形成されている。
【００２６】
このような構成により、圧力遅延部材５０は、弁室１５の内部を上記圧力遅延部材５０の外部の領域（支持面側領域）と上記凹部５４の領域（背面側領域）とに２分割する。
このとき、上記圧力遅延部材５０の外周面と弁室１５の内周面との間には微小な隙間（クリアランス）が形成されているため、第１の通路１２から流入する高圧の冷媒が圧力遅延部材５０の凹部５４に充満するのに時間を要することとなり、高圧の冷媒が圧力遅延部材５０の凹部５４に作用して急激に閉弁することによって発生する弁の自励振動を抑制することができる。
なお、図４に示す第３の実施形態では、第１の実施形態の場合と同様に、高圧の冷媒が圧力遅延部材５０の凹部５４に急速に流入するのを抑制できるものであれば、上記クリアランスに代えて、例えば圧力遅延部材５０の下端部の外周面に溝を形成する等の変更を行うことも可能である。
【００２７】
また、図４に示す第３の実施形態において、例えば図３に示す第２の実施形態で用いられているＯリング５２及び貫通孔５３を適用することも可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１２  第１の通路
１３  大径通路部
１４  小径通路部
１５  弁室
２０  コイルばね
２４  支持部材
３０  弁本体
３２ｂ  弁部材
３２１  入口ポ−ト
３２２  出口ポート
５０  圧力遅延部材
５１  厚肉部
５２  Ｏリング
５３  貫通孔
５４  凹部
【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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