JP2011133157A - 膨張弁 - Google Patents

Abstract

【課題】冷凍サイクルの冷媒を減圧するとともに冷媒流量を制御する膨張弁の騒音低減を図る。
【解決手段】弁本体３０には、コンデンサで凝縮した高圧の冷媒を導入する入口ポート３２１、入口ポートに連通する弁室３５、弁室に設けられた弁孔３２ａ及び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３３１が形成されている。弁本体に軸方向に摺動自在に支持された作動棒３７の一端３７ｃが弁孔に挿入され、弁室内に配置された弁部材３２ｂに当接している。弁本体の上端側に配置された弁部材駆動装置３６が作動棒を介して弁部材を駆動し、弁孔の開度を制御する。弁孔の内径を２．０〜３．６ｍｍ、弁孔に挿入される作動棒の一端の直径を０．６〜１．４ｍｍに設定することで、冷媒が弁孔を通過する際の抵抗が低減するため、騒音が低減する。
【選択図】図２

Description

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。

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ている。

図３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、角柱形状を有する弁本体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。なお、１１は配管である。

入口通路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３３１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が配置されており、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。なお、３２ｄは弁部材３２ｂを支持する支持部材である。３２ｅは支持部材３２ｄの振動を防止する防振バネで、支持部材３２ｄに固定され、弁室３５の内面に摺接している。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３８によって密閉されている。

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は、弁孔３２ａの中心線に対して同心的に形成された均圧孔３６ｅを介して第２の通路３４に連通している。

弁本体３０内には、ダイヤフラム３６ａの下面側から弁孔３２ａまで延びた作動棒３７が配置されている。作動棒３７は、弁本体３０における第１の通路３２と第２の通路３４の間の隔壁に設けた摺動案内孔により上下方向に摺動自在に案内されていて、下端を弁部材３２ｂに当接させている。なお、上記隔壁には第１の通路３２と第２の通路３４の間で冷媒が漏れるのを防止する密封部材３６ｇが装着されている。

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、このダイヤフラム駆動流体には、第２の通路３４や均圧孔３６ｅ内に位置する作動棒３７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流体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、受け部材３６ｈ及び作動棒３７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。この種の膨張弁は、例えば下記の特許文献１に開示されている。

特開２００４−１３８２９２号公報

この種の膨張弁にあっては、弁孔３２ａの内径は、膨張弁が組み込まれる冷凍サイクルで必要とされる冷媒流量に応じて設定され、一般に２．０〜３．６ｍｍの間に設定される。従来、この弁孔３２ａを冷媒が通過する際に作動棒３７との間に生じる抵抗によって耳障りな騒音が発生するという問題があった。
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である。

上記目的を達成するために、本発明に係る膨張弁は、コンデンサで凝縮した高圧の冷媒を導入する入口ポート、該入口ポートに連通する弁室、該弁室に設けられた弁孔及び該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を有する弁本体と、前記弁室内に配置され、前記弁孔を開閉する弁部材と、前記弁本体に軸方向に摺動自在に支持され、一端が前記弁孔に挿入される作動棒と、該作動棒の他端側に配置され、前記作動棒を介して前記弁部材を駆動する弁部材駆動装置とを備えた膨張弁であって、前記弁孔の内径を２．０〜３．６ｍｍ、前記作動棒の一端の直径を０．６〜１．４ｍｍの範囲内に設定したことを特徴としている。

本発明の膨張弁によれば、冷媒が弁孔を通過する際の抵抗が低減するため、冷媒通過音が低減する。

本発明の一実施例を示す正面断面図 図１の要部拡大図 従来の膨張弁の概略構成の説明図

図１は本発明の一実施形態である膨張弁の正面断面図、図２は図１の要部拡大図である。本実施形態において、先に説明した従来例と対応する部位には同一の符号を付してあり、重複する説明は省略する。

本実施形態では、作動棒３７の下端が下方に向かって二段に縮径するように形成されている。作動棒３７はＳＵＳ材で形成され、図２に示すように、その上端から出口ポート３３１の中心軸付近まで至る直径Ｄ１の基部３７ａと、その下端に連接された直径Ｄ２（Ｄ２＜Ｄ１）の第１の縮径部３７ｂと、その下端に連接され、弁孔３２ａに挿入される直径Ｄ３（Ｄ３＜Ｄ２）の第２の縮径部３７ｃとを有している。なお、本実施形態では、Ｄ１＝２．４ｍｍ、Ｄ２＝１．６ｍｍ、Ｄ３＝１．０ｍｍとなっている。また、弁孔３２ｅの内径ｄは３．１ｍｍとなっている。

このような構成によれば、弁孔３２ａの内周面と作動棒３７の第２の縮径部３７ｃの外周面との間に形成される環状の隙間の幅が従来の膨張弁（作動棒における弁孔に挿入される部分の直径＝１．６ｍｍ）よりも大きくなり、冷媒通過時の抵抗が低減するため、騒音が低減する。

なお、本実施形態のように、作動棒３７における弁孔３２ａに挿入される部分（第２の縮径部３７ｃ）を縮径させることで、この部分以外の部分の径を大きくすることができるので、作動棒３７が座屈しにくくなり、信頼性が向上する。

また、本実施形態では、作動棒３７における直径が変化する部分がそれぞれ作動棒３７の軸線に対して傾斜したテーパ状の傾斜面３７ｄ、３７ｅとなっており、弁孔３２ａから出口ポート３３内に流入する冷媒の一部は、この傾斜面３７ｄ、３７ｅに沿って作動棒３７の軸線に対して傾斜する方向に案内される。出口ポート３３は作動棒３７の軸線に直交する方向に形成されているため、弁孔３２ａから出口ポート３３に流入する冷媒が出口ポート３３の壁面に衝突しにくくなり、騒音が低減する。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で上記の実施形態に種々の改変を施すことができる。

例えば、弁孔の内径については２．０〜３．６ｍｍ、作動棒における弁孔に挿入される部分の直径については０．６〜１．４ｍｍの範囲内で適宜設定することができる。

また、上記実施形態では、作動棒を２段に縮径させてテーパ状の傾斜面を軸方向の２箇所に形成しているが、このような傾斜面は３箇所以上形成してもよく、１箇所であってもよい。

その他にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で上記の実施形態に種々の改変を施すことができる。

３０ 弁本体
３２ 第１の通路
３２ａ 弁孔
３２ｂ 弁部材
３２１ 入口ポート
３３１ 出口ポート
３４ 第２の通路
３５ 弁室
３６ 弁部材駆動装置
３７ 作動棒
３７ａ 基部
３７ｂ 第１の縮径部
３７ｃ 第２の縮径部
３７ｄ 傾斜面
３７ｅ 傾斜面

Claims (4)

1. コンデンサで凝縮した高圧の冷媒を導入する入口ポート、該入口ポートに連通する弁室、該弁室に設けられた弁孔及び該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を有する弁本体と、前記弁室内に配置され、前記弁孔を開閉する弁部材と、前記弁本体に軸方向に摺動自在に支持され、一端が前記弁孔に挿入される作動棒と、該作動棒の他端側に配置され、前記作動棒を介して前記弁部材を駆動する弁部材駆動装置とを備えた膨張弁であって、前記弁孔の内径を２．０〜３．６ｍｍ、前記作動棒の一端の直径を０．６〜１．４ｍｍの範囲内に設定したことを特徴とする膨張弁。
2. 前記作動棒の一端が縮径していることを特徴とする請求項１記載の膨張弁。
3. 前記出口ポートが前記作動棒の軸線に直交する方向に形成され、前記作動棒における直径が変化する部分が前記出口ポート内に位置するとともに前記作動棒の軸線に対して傾斜した傾斜面となっていることを特徴とする請求項２記載の膨張弁。
4. 前記作動棒が前記出口ポート内において多段状に縮径するとともに前記作動棒の軸方向の複数箇所に前記傾斜面が形成されていることを特徴とする請求項３記載の膨張弁。

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