JP4142290B2 - 膨張弁 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、冷凍サイクルを構成する膨張弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
膨張弁には各種のタイプがあるが、蒸発器に送り込まれる高圧冷媒が通る高圧冷媒通路の途中を細く絞って形成されたオリフィスに対して上流側から対向するように弁体を配置し、蒸発器から送り出される低圧冷媒の温度と圧力に対応して弁体を開閉動作させるようにした膨張弁が広く用いられている。
【０００３】
この種の膨張弁として、図１１に示される自動車の空気調和装置等の冷凍サイクル１に使用されるものがある。すなわち、冷凍サイクル１は、エンジンにより駆動される冷媒圧縮機２と、該冷媒圧縮機２の吐出側に接続される凝縮機３と、凝縮機３に接続される受液器４と、受液器４からの液相冷媒を気液二相冷媒に断熱膨張させる膨張弁５と、膨張弁５に接続される蒸発器６とから構成され、前記膨張弁５は冷凍サイクル１内に位置している。
【０００４】
膨張弁５には、弁本体５ａに液相冷媒が流入する高圧側通路５ｂと断熱膨張された気液二相冷媒が流出する低圧側通路５ｃとが設けられ、高圧側通路５ｂと低圧側通路５ｃとはオリフィス７を介して連通し、更に該オリフィス７を通過する冷媒量を調整する弁体８を弁室８ｄに備えている。
また、膨張弁５は、弁本体５ａに低圧冷媒通路５ｄを貫通して形成され、また、低圧冷媒通路５ｄ内にはプランジャ９ａが摺動可能に配置され、該プランジャ９ａは、弁本体５ａの上部に固定された感温駆動部９により駆動される。該感温駆動部９はその内部がダイヤフラム９ｄによって区画され、上部気密室９ｃと下部気密室９ｃ'とが形成されている。プランジャ９ａの上端の円盤部９ｅはダイヤフラム９ｄに当接する。
さらに、弁本体５ａの下部には、支持部材８ｃを介して弁体８を閉弁方向に押圧する圧縮コイルばね８ａが弁室８ｄ内に配置されており、弁室８ｄは弁本体５ａと螺合する調節ねじ８ｂにより形成され、Ｏリング８ｅにより気密が保持される。また、プランジャ９ａの摺動により弁体８を開弁方向に移動する作動棒９ｂがプランジャ９ａの下端に当接している。
【０００５】
そして、感温駆動部９内のプランジャ９ａが低圧冷媒通路５ｄ内の温度を前記上部気密室９ｃに伝達し、その温度に応じて上部気密室９ｃの圧力が変化する。例えば、温度が高い場合は上部気密室９ｃの圧力が上昇して前記ダイヤフラム９ｄがプランジャ９ａを押し下げると、弁体８は開弁方向に移動してオリフィス７の冷媒通過量が増加し、蒸発器６の温度が下げられる。
一方、温度が低い場合には、上部気密室９ｃの圧力が下降し、前記ダイヤフラム９ｄによるプランジャ９ａを押し下げる力が弱まり、弁体８は閉弁方向に押圧する圧縮コイルばね８ａにより閉弁方向に移動してオリフィス７の冷媒通過量が減少し、蒸発器６の温度が上げられる。
【０００６】
このように、膨張弁５は、低圧冷媒通路５ｄ内の温度変化に応じて、弁体８を移動させてオリフィス７の開口面積を変化させ、冷媒通過量を調整して蒸発器６の温度調整を図っている。そして、この種の膨張弁５においては、液相冷媒から気液二相冷媒に断熱膨張させるオリフィス７の開口面積は、弁体８を閉弁方向に押圧するばね荷重可変の圧縮コイルばね８ａのばね荷重を調節ねじ８ｂで調整することによって設定されている。
【０００７】
しかし、膨張弁に送り込まれる高圧冷媒には、冷凍サイクル内において上流側で圧力変動が発生する場合があり、その圧力変動は、高圧冷媒液を媒体として膨張弁に伝達される。
すると、上述のような従来の膨張弁においては、弁体に上流側の冷媒圧力が圧力変動によって伝達されると、それが弁体の動作を不安定にするという問題を生じる場合があり、その場合には、膨張弁の流量制御が正確に行われない、或いは、弁体の振動により騒音が発生するという不具合を生じることがあった。
【０００８】
そこで従来の対応手段として、パワーエレメントと弁体との間に軸線方向に進退自在に配置されたロッドに対して、スプリング等で側方から付勢力を与えることにより弁体が高圧側冷媒の圧力変動に敏感に反応しないようにして、動作を安定させる手段（特開２００１−５０６１７号公報）がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のような従来の膨張弁は、高圧冷媒の圧力変動に対する動作の安定を図るという目的は達成できるものの、軸線方向に進退するロッドを側方から押すスプリングを安定した状態に配置しなければならないので、構造や組み立て作業が複雑になって高いコストを要するおそれがあった。
【００１０】
そこで本発明は、シンプルでコストのかからない手段によって、高圧冷媒の圧力変動に対する動作の安定を達成することができる膨張弁を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は下記の手段を講じた。請求項１記載の膨張弁は、高圧冷媒が流入する高圧側通路と低圧冷媒が流出する低圧側通路とを連通するオリフィスを備えた弁本体と、上記オリフィスを開閉して上記オリフィスを流れる冷媒の量を調整するボール状の弁体と、該弁体とは別体でかつ該弁体を開方向に移動させる作動棒と、該作動棒を駆動する感温駆動部と、上記高圧側通路における上記オリフィスの上流側に設けられ、上記弁体に拘束力を付与する拘束手段とを備え、該拘束手段は、上記弁体と同心となるように上記弁本体に装着された弾性変形可能な円環状の環状部と、該環状部と一体的に形成された防振バネとからなる支持リングであり、該防振バネにより上記弁体を弾性支持するとともに該弾性により上記弁体に拘束力を付与することを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の膨張弁は、高圧冷媒が流入する高圧側通路と低圧冷媒が流出する低圧側通路とを連通するオリフィスを備えた弁本体と、上記オリフィスを開閉して上記オリフィスを流れる冷媒の量を調整するボール状の弁体と、該弁体とは別体でかつ該弁体を開方向に移動させる作動棒と、該作動棒を駆動する感温駆動部と、上記弁体を支持する支持部材と、上記高圧側通路における上記オリフィスの上流側に設けられ、上記支持部材に拘束力を付与する拘束手段とを備え、該拘束手段は、上記弁体と同心となるように上記弁本体に装着された弾性変形可能な円環状の環状部と、該環状部と一体的に形成された防振バネとからなる支持リングであり、該防振バネにより上記支持部材を弾性支持するとともに該弾性により上記支持部材に拘束力を付与することを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の膨張弁は、請求項１又は２記載の手段において、上記支持リングは、上下の円環状の環状部と、該環状部から切り出した板体状の防振バネとからなることを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の膨張弁は、請求項１又は２記載の手段において、上記支持リングは、一つの円環状の環状部と、該環状部の一側に配置した板体状の防振バネとからなることを特徴とする。
【００１５】
請求項５記載の膨張弁は、請求項１乃至４のいずれかに記載の手段において、上記防振バネは湾曲状の板体で形成され、その側面において上記弁体又は上記支持部材を支持することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の膨張弁の実施形態を図面を用いて説明する。
【実施例１】
先ず、本発明の実施例１について説明する。
図１は、実施例１の膨張弁の要部断面図、図２は同膨張弁の支持リングの斜視図、図３は同支持リングが弁体を支持している状態の斜視図、図４は同支持リングの別例の斜視図である。なお、図１において、図１１に示す従来の膨張弁と同一部分には同一符号を付して説明する。
【００１９】
実施例１の膨張弁の特徴は、図１１に記載の従来の膨張弁５の弁体８における拘束手段１０にあることから、主としてこの部分について説明する。実施例１の膨張弁５は、蒸発器６から送り出される低圧冷媒の温度と圧力に対応して作動する感温駆動部９により駆動されて、弁体８が蒸発器６に流入する冷媒の流量を調整する膨張弁５に適用される。上記弁体８に拘束力が付与される拘束手段１０が弁体８に近接して配置される。そして、この拘束手段１０により、本発明の課題、即ち、高圧冷媒の圧力変動に対する弁体８の動作不安が解決される。
【００２０】
即ち、弁本体５ａは、膨張弁５に形成された冷媒が流入する高圧側通路５ｂと冷媒が流出する低圧側通路５ｃとを連通するオリフィス７を備え、このオリフィス７を流れる冷媒量を弁体８が調節する。
調節動作に当っては、弁体８を開弁方向に作動する作動棒９ｂと、該作動棒９ｂを駆動する感温駆動部９とを備えており、この高圧側通路５ｂのオリフィス７の上流側において、弁体８を拘束する拘束手段１０を弁室８ｄ内に配置している。上記拘束手段１０は、弁本体５ａに装着され、拘束手段１０がその弾性力により弁体８を側面から拘束する。
【００２１】
弁体８は図１，３に示すように、ボール状に形成され、この弁体８はこれと一体の支持部材８ｃにより支持され、拘束手段１０は、弁体８又は支持部材８ｃのどちらか、又は、両方を弾性的に支持する支持リング１０からなる。なお、図１及び図３では弁体８のみを支持リング１０により弾性体に拘束する場合を示している。
図２及び図３に示すように、支持リング１０は、金属弾性度が高いスチール、例えばステンレスを素材として形成され、弾性変形可能な円環状の環状部１１と、この環状部１１から切り出された、例えば４本の湾曲状の板体の防振バネ１２とからなり、防振バネ１２は環状部１１の中心部の方向に先端が凸状に形成されて湾曲状に構成されている。そして４本の防振バネ１２により弾性的にボール状の弁体８の周囲を支持させる。また、支持リング１０は、弁本体５ａの弁室８ｄに装填するために、径を小さくできるように、環状部１１の一部にスリット１３が形成されている。
かかる構成の支持リング１０によれば、環状部１１が弁本体５ａに装着されることにより、弁体８はその周囲を４個所にて防振バネ１２により支持され、支持リング１０は弁体８の拘束手段として作用することとなり、冷凍サイクル内に冷媒圧力の変動が生じても、弁体８の動作を安定にすることができ、冷媒流量の正確な制御と弁体８の振動により生じる騒音の発生を防止することができる。
【００２２】
【実施例２】
図４に実施例２を示す。実施例２は、１つの円環状の環状部１１ａと、該環状部１１ａの一側に配置させた板体状の防振バネ１２ａとから構成される支持リング１０ａとしたものである。なお、支持リング１０ａには、実施例１の支持リング１０と同様に、弁本体５ａの弁室８ｄに装填するために、径を小さくできるように、環状部１１ａの一部にスリット１３ａが形成されている。
実施例２における支持リング１０ａの防振バネ１２ａは、環状部１１ａの中心に向かって先端が凸状に形成された湾曲状の板体で構成され、その側面において弁体８の周囲を支持させる。実施例２においても、実施例１と同様に、防振バネ１２ａは、環状部１１ａからの切り出しにより形成されている。
【００２３】
かかる構成の実施例２においても、図２，３に示す実施形態と同様に、冷凍サイクル内に冷媒圧力の変動が生じた場合に、冷媒流量の正確な制御と弁体８の振動により生じる騒音の発生を防止することができる。
【００２４】
【実施例３】
実施例３を、図５〜７に示す。図５は実施例３の支持リングの斜視図、図６は支持リングの装着状態の斜視図、図７は支持リングが弁体を支持している状態の斜視図である。
【００２５】
実施例３では、実施例１，２のスリット１３，１３ａに代えて、環状部１１ｂを形成する板体の端部に交差部を形成するもので、この交差部として、図５に示すように、環状部１１ｂの一端部から、幅の狭い所定長さの舌片１１ｂ'を環状部１１ｂと同一曲率で延設し、環状部１１ｂの他端には、前記舌片１１ｂ'を案内・支持する舌片受凹部１１ｂ"を形成する。
該舌片受凹部１１ｂ"は、環状部１１ｂの他端部近傍において、上縁部と下縁部との間に形成され、舌片１１ｂ'が舌片受凹部１１ｂ"に弁本体５ａ内において重なった状態において、環状部１１ｂが舌片１１ｂ'によって弁本体５ａ内壁との間に隙間ができないように形成される。そのために、舌片受凹部１１ｂ"の深さは、舌片１１ｂ'の厚みと同程度とするか、又は、それ以上が望ましい。
【００２６】
実施例３の支持リング１０ｂも、実施例１，２と同様に、金属弾性度が高いスチール、例えばステンレスを素材として形成され、この環状部１１ｂから切り出された、例えば、図５に示すように、３本の湾曲状の板体の防振バネ１２ｂとからなり、防振バネ１２ｂは環状部１１ｂの中心部の方向に先端が凸状に湾曲させて構成されている。そして、図７に示すように、３本の防振バネ１２ｂにより弾性的に弁体８の周囲を支持させる。
【００２７】
かかる構成の支持リング１０ｂによれば、環状部１１ｂが弁本体５ａに装着された状態において、弁体８はその周囲を最小必要数の３個所にて防振バネ１２ｂにより支持され、支持リング１０ｂは弁体８の拘束手段として作用することとなり、冷凍サイクル内に冷媒圧力の圧力変動が生じても、弁体８の動作を安定にすることができ、冷媒流量の正確な制御と弁体８の振動により生じる騒音の発生を防止することができる。
また、実施例３では環状部１１ｂにスリットがないことから、支持リング１０ｂを多数同梱した場合、或いは、膨張弁の自動組付け工程においても、支持リング１０ｂ同士が絡み合うことがなく、自動組付け工程が円滑に行われるという効果がある。
【００２８】
【実施例４】
実施例４を図８〜１０に示す。図８は実施例４の支持リングの斜視図、図９は支持リングの装着状態の斜視図、図１０は支持リングが弁体を支持している状態の斜視図である。
実施例４は、図８に示すように、１つの円環状の環状部１１ｃと、該環状部１１ｃの一側に配置させた板体状の３枚の防振バネ１２ａとから構成される支持リング１０ｃとしたものである。実施例３と同様に、環状部１１ｃを形成する板体の端部に交差部を形成するもので、この交差部として、環状部１１ｃの一端部から、幅の狭い舌片１１ｃ'を環状部１１ｃと同一曲率で延設する。該環状部１１ｃの他端は、前記舌片１１ｃ'と同一面内で交差するように環状部１１ｃを幅狭に形成されている。防振バネ１２ｃの形状・素材及び数は、実施例３の場合と同様である。
【００２９】
かかる構成の支持リング１０ｃによれば、環状部１１ｃが弁本体５ａに装着された状態において、弁体８は、図１０に示すように、その周囲を３個所にて防振バネ１２ｃにより支持され、支持リング１０ｃは弁体８の拘束手段として作用することとなる。したがって、冷凍サイクル内に冷媒圧力の圧力変動が生じても、弁体８の動作を安定させることができ、冷媒流量の正確な制御と弁体８の振動により生じる騒音の発生を防止することができる。
【００３０】
なお、上記各実施例において、支持リング１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃを構成する防振バネ１２，１２ａ，１２ｂ，及び１２ｃは、全幅において、同一幅に形成したが、その他の形状でもよく、例えば先端部が頂点となる三角形状とすることで、弾性度を調整するようにしてもよいのは勿論である。また、交差部の実施態様として、実施例３，４を示したが、その他の形状であってもよいことは言うまでもない。
また、実施例１，２のスリット１３，１３ａは、支持リング１０，１０ａの周方向に対して，直角に横断するように形成したが、支持リング１０，１０ａの周方向に対して，傾斜させて形成してもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、本発明は上記構成により、冷媒の圧力変動に伴う膨張弁の弁体振動を抑制することができる。また、本発明に係る拘束手段は簡単な構成で、加工が簡単で弁本体への装着も容易であり、取り扱い易く有用性の高い膨張弁を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における膨張弁の要部断面図。
【図２】同膨張弁の支持リングの斜視図。
【図３】同支持リングが弁体を支持している状態の斜視図。
【図４】実施例２の支持リングの斜視図。
【図５】実施例３の支持リングの斜視図。
【図６】実施例３の支持リングの装着状態の斜視図。
【図７】実施例３の支持リングが弁体を支持している状態の斜視図。
【図８】実施例４の支持リングの斜視図。
【図９】実施例４の支持リングの装着状態の斜視図。
【図１０】実施例４の支持リングが弁体を支持している状態の斜視図。
【図１１】冷凍サイクルにおける従来の膨張弁の断面図。
【符号の説明】
１・・・冷凍サイクル ２・・・冷媒圧縮機 ３・・・凝縮機
４・・・受液器 ５・・・膨張弁 ５ａ・・・弁本体
５ｂ・・・高圧側通路 ５ｃ・・・低圧側通路 ５ｄ・・・低圧冷媒通路
６・・・蒸発器 ７・・・オリフィス
８・・・弁体（ボール状の弁体） ８ａ・・・圧縮コイルばね
８ｂ・・・調節ねじ ８ｃ・・・支持部材 ８ｄ・・・弁室
８ｅ・・・Ｏリング
９・・・感温駆動部 ９ａ・・・プランジャ ９ｂ・・・作動棒
９ｃ・・・上部気密室 ９ｃ'・・・下部気密室
９ｄ・・・ダイヤフラム ９ｅ・・・円盤部
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ・・拘束手段（支持リング）
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ・・環状部
１１ｂ' ，１１ｃ'・・舌片 １１ｂ"・・舌片受凹部
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ・・防振バネ
１３，１３ａ・・スリット
【発明の属する技術分野】
この発明は、冷凍サイクルを構成する膨張弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
膨張弁には各種のタイプがあるが、蒸発器に送り込まれる高圧冷媒が通る高圧冷媒通路の途中を細く絞って形成されたオリフィスに対して上流側から対向するように弁体を配置し、蒸発器から送り出される低圧冷媒の温度と圧力に対応して弁体を開閉動作させるようにした膨張弁が広く用いられている。
【０００３】
この種の膨張弁として、図１１に示される自動車の空気調和装置等の冷凍サイクル１に使用されるものがある。すなわち、冷凍サイクル１は、エンジンにより駆動される冷媒圧縮機２と、該冷媒圧縮機２の吐出側に接続される凝縮機３と、凝縮機３に接続される受液器４と、受液器４からの液相冷媒を気液二相冷媒に断熱膨張させる膨張弁５と、膨張弁５に接続される蒸発器６とから構成され、前記膨張弁５は冷凍サイクル１内に位置している。
【０００４】
膨張弁５には、弁本体５ａに液相冷媒が流入する高圧側通路５ｂと断熱膨張された気液二相冷媒が流出する低圧側通路５ｃとが設けられ、高圧側通路５ｂと低圧側通路５ｃとはオリフィス７を介して連通し、更に該オリフィス７を通過する冷媒量を調整する弁体８を弁室８ｄに備えている。
また、膨張弁５は、弁本体５ａに低圧冷媒通路５ｄを貫通して形成され、また、低圧冷媒通路５ｄ内にはプランジャ９ａが摺動可能に配置され、該プランジャ９ａは、弁本体５ａの上部に固定された感温駆動部９により駆動される。該感温駆動部９はその内部がダイヤフラム９ｄによって区画され、上部気密室９ｃと下部気密室９ｃ'とが形成されている。プランジャ９ａの上端の円盤部９ｅはダイヤフラム９ｄに当接する。
さらに、弁本体５ａの下部には、支持部材８ｃを介して弁体８を閉弁方向に押圧する圧縮コイルばね８ａが弁室８ｄ内に配置されており、弁室８ｄは弁本体５ａと螺合する調節ねじ８ｂにより形成され、Ｏリング８ｅにより気密が保持される。また、プランジャ９ａの摺動により弁体８を開弁方向に移動する作動棒９ｂがプランジャ９ａの下端に当接している。
【０００５】
そして、感温駆動部９内のプランジャ９ａが低圧冷媒通路５ｄ内の温度を前記上部気密室９ｃに伝達し、その温度に応じて上部気密室９ｃの圧力が変化する。例えば、温度が高い場合は上部気密室９ｃの圧力が上昇して前記ダイヤフラム９ｄがプランジャ９ａを押し下げると、弁体８は開弁方向に移動してオリフィス７の冷媒通過量が増加し、蒸発器６の温度が下げられる。
一方、温度が低い場合には、上部気密室９ｃの圧力が下降し、前記ダイヤフラム９ｄによるプランジャ９ａを押し下げる力が弱まり、弁体８は閉弁方向に押圧する圧縮コイルばね８ａにより閉弁方向に移動してオリフィス７の冷媒通過量が減少し、蒸発器６の温度が上げられる。
【０００６】
このように、膨張弁５は、低圧冷媒通路５ｄ内の温度変化に応じて、弁体８を移動させてオリフィス７の開口面積を変化させ、冷媒通過量を調整して蒸発器６の温度調整を図っている。そして、この種の膨張弁５においては、液相冷媒から気液二相冷媒に断熱膨張させるオリフィス７の開口面積は、弁体８を閉弁方向に押圧するばね荷重可変の圧縮コイルばね８ａのばね荷重を調節ねじ８ｂで調整することによって設定されている。
【０００７】
しかし、膨張弁に送り込まれる高圧冷媒には、冷凍サイクル内において上流側で圧力変動が発生する場合があり、その圧力変動は、高圧冷媒液を媒体として膨張弁に伝達される。
すると、上述のような従来の膨張弁においては、弁体に上流側の冷媒圧力が圧力変動によって伝達されると、それが弁体の動作を不安定にするという問題を生じる場合があり、その場合には、膨張弁の流量制御が正確に行われない、或いは、弁体の振動により騒音が発生するという不具合を生じることがあった。
【０００８】
そこで従来の対応手段として、パワーエレメントと弁体との間に軸線方向に進退自在に配置されたロッドに対して、スプリング等で側方から付勢力を与えることにより弁体が高圧側冷媒の圧力変動に敏感に反応しないようにして、動作を安定させる手段（特開２００１−５０６１７号公報）がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のような従来の膨張弁は、高圧冷媒の圧力変動に対する動作の安定を図るという目的は達成できるものの、軸線方向に進退するロッドを側方から押すスプリングを安定した状態に配置しなければならないので、構造や組み立て作業が複雑になって高いコストを要するおそれがあった。
【００１０】
そこで本発明は、シンプルでコストのかからない手段によって、高圧冷媒の圧力変動に対する動作の安定を達成することができる膨張弁を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は下記の手段を講じた。請求項１記載の膨張弁は、高圧冷媒が流入する高圧側通路と低圧冷媒が流出する低圧側通路とを連通するオリフィスを備えた弁本体と、上記オリフィスを開閉して上記オリフィスを流れる冷媒の量を調整するボール状の弁体と、該弁体とは別体でかつ該弁体を開方向に移動させる作動棒と、該作動棒を駆動する感温駆動部と、上記高圧側通路における上記オリフィスの上流側に設けられ、上記弁体に拘束力を付与する拘束手段とを備え、該拘束手段は、上記弁体と同心となるように上記弁本体に装着された弾性変形可能な円環状の環状部と、該環状部と一体的に形成された防振バネとからなる支持リングであり、該防振バネにより上記弁体を弾性支持するとともに該弾性により上記弁体に拘束力を付与することを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の膨張弁は、高圧冷媒が流入する高圧側通路と低圧冷媒が流出する低圧側通路とを連通するオリフィスを備えた弁本体と、上記オリフィスを開閉して上記オリフィスを流れる冷媒の量を調整するボール状の弁体と、該弁体とは別体でかつ該弁体を開方向に移動させる作動棒と、該作動棒を駆動する感温駆動部と、上記弁体を支持する支持部材と、上記高圧側通路における上記オリフィスの上流側に設けられ、上記支持部材に拘束力を付与する拘束手段とを備え、該拘束手段は、上記弁体と同心となるように上記弁本体に装着された弾性変形可能な円環状の環状部と、該環状部と一体的に形成された防振バネとからなる支持リングであり、該防振バネにより上記支持部材を弾性支持するとともに該弾性により上記支持部材に拘束力を付与することを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の膨張弁は、請求項１又は２記載の手段において、上記支持リングは、上下の円環状の環状部と、該環状部から切り出した板体状の防振バネとからなることを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の膨張弁は、請求項１又は２記載の手段において、上記支持リングは、一つの円環状の環状部と、該環状部の一側に配置した板体状の防振バネとからなることを特徴とする。
【００１５】
請求項５記載の膨張弁は、請求項１乃至４のいずれかに記載の手段において、上記防振バネは湾曲状の板体で形成され、その側面において上記弁体又は上記支持部材を支持することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の膨張弁の実施形態を図面を用いて説明する。
【実施例１】
先ず、本発明の実施例１について説明する。
図１は、実施例１の膨張弁の要部断面図、図２は同膨張弁の支持リングの斜視図、図３は同支持リングが弁体を支持している状態の斜視図、図４は同支持リングの別例の斜視図である。なお、図１において、図１１に示す従来の膨張弁と同一部分には同一符号を付して説明する。
【００１９】
実施例１の膨張弁の特徴は、図１１に記載の従来の膨張弁５の弁体８における拘束手段１０にあることから、主としてこの部分について説明する。実施例１の膨張弁５は、蒸発器６から送り出される低圧冷媒の温度と圧力に対応して作動する感温駆動部９により駆動されて、弁体８が蒸発器６に流入する冷媒の流量を調整する膨張弁５に適用される。上記弁体８に拘束力が付与される拘束手段１０が弁体８に近接して配置される。そして、この拘束手段１０により、本発明の課題、即ち、高圧冷媒の圧力変動に対する弁体８の動作不安が解決される。
【００２０】
即ち、弁本体５ａは、膨張弁５に形成された冷媒が流入する高圧側通路５ｂと冷媒が流出する低圧側通路５ｃとを連通するオリフィス７を備え、このオリフィス７を流れる冷媒量を弁体８が調節する。
調節動作に当っては、弁体８を開弁方向に作動する作動棒９ｂと、該作動棒９ｂを駆動する感温駆動部９とを備えており、この高圧側通路５ｂのオリフィス７の上流側において、弁体８を拘束する拘束手段１０を弁室８ｄ内に配置している。上記拘束手段１０は、弁本体５ａに装着され、拘束手段１０がその弾性力により弁体８を側面から拘束する。
【００２１】
弁体８は図１，３に示すように、ボール状に形成され、この弁体８はこれと一体の支持部材８ｃにより支持され、拘束手段１０は、弁体８又は支持部材８ｃのどちらか、又は、両方を弾性的に支持する支持リング１０からなる。なお、図１及び図３では弁体８のみを支持リング１０により弾性体に拘束する場合を示している。
図２及び図３に示すように、支持リング１０は、金属弾性度が高いスチール、例えばステンレスを素材として形成され、弾性変形可能な円環状の環状部１１と、この環状部１１から切り出された、例えば４本の湾曲状の板体の防振バネ１２とからなり、防振バネ１２は環状部１１の中心部の方向に先端が凸状に形成されて湾曲状に構成されている。そして４本の防振バネ１２により弾性的にボール状の弁体８の周囲を支持させる。また、支持リング１０は、弁本体５ａの弁室８ｄに装填するために、径を小さくできるように、環状部１１の一部にスリット１３が形成されている。
かかる構成の支持リング１０によれば、環状部１１が弁本体５ａに装着されることにより、弁体８はその周囲を４個所にて防振バネ１２により支持され、支持リング１０は弁体８の拘束手段として作用することとなり、冷凍サイクル内に冷媒圧力の変動が生じても、弁体８の動作を安定にすることができ、冷媒流量の正確な制御と弁体８の振動により生じる騒音の発生を防止することができる。
【００２２】
【実施例２】
図４に実施例２を示す。実施例２は、１つの円環状の環状部１１ａと、該環状部１１ａの一側に配置させた板体状の防振バネ１２ａとから構成される支持リング１０ａとしたものである。なお、支持リング１０ａには、実施例１の支持リング１０と同様に、弁本体５ａの弁室８ｄに装填するために、径を小さくできるように、環状部１１ａの一部にスリット１３ａが形成されている。
実施例２における支持リング１０ａの防振バネ１２ａは、環状部１１ａの中心に向かって先端が凸状に形成された湾曲状の板体で構成され、その側面において弁体８の周囲を支持させる。実施例２においても、実施例１と同様に、防振バネ１２ａは、環状部１１ａからの切り出しにより形成されている。
【００２３】
かかる構成の実施例２においても、図２，３に示す実施形態と同様に、冷凍サイクル内に冷媒圧力の変動が生じた場合に、冷媒流量の正確な制御と弁体８の振動により生じる騒音の発生を防止することができる。
【００２４】
【実施例３】
実施例３を、図５〜７に示す。図５は実施例３の支持リングの斜視図、図６は支持リングの装着状態の斜視図、図７は支持リングが弁体を支持している状態の斜視図である。
【００２５】
実施例３では、実施例１，２のスリット１３，１３ａに代えて、環状部１１ｂを形成する板体の端部に交差部を形成するもので、この交差部として、図５に示すように、環状部１１ｂの一端部から、幅の狭い所定長さの舌片１１ｂ'を環状部１１ｂと同一曲率で延設し、環状部１１ｂの他端には、前記舌片１１ｂ'を案内・支持する舌片受凹部１１ｂ"を形成する。
該舌片受凹部１１ｂ"は、環状部１１ｂの他端部近傍において、上縁部と下縁部との間に形成され、舌片１１ｂ'が舌片受凹部１１ｂ"に弁本体５ａ内において重なった状態において、環状部１１ｂが舌片１１ｂ'によって弁本体５ａ内壁との間に隙間ができないように形成される。そのために、舌片受凹部１１ｂ"の深さは、舌片１１ｂ'の厚みと同程度とするか、又は、それ以上が望ましい。
【００２６】
実施例３の支持リング１０ｂも、実施例１，２と同様に、金属弾性度が高いスチール、例えばステンレスを素材として形成され、この環状部１１ｂから切り出された、例えば、図５に示すように、３本の湾曲状の板体の防振バネ１２ｂとからなり、防振バネ１２ｂは環状部１１ｂの中心部の方向に先端が凸状に湾曲させて構成されている。そして、図７に示すように、３本の防振バネ１２ｂにより弾性的に弁体８の周囲を支持させる。
【００２７】
かかる構成の支持リング１０ｂによれば、環状部１１ｂが弁本体５ａに装着された状態において、弁体８はその周囲を最小必要数の３個所にて防振バネ１２ｂにより支持され、支持リング１０ｂは弁体８の拘束手段として作用することとなり、冷凍サイクル内に冷媒圧力の圧力変動が生じても、弁体８の動作を安定にすることができ、冷媒流量の正確な制御と弁体８の振動により生じる騒音の発生を防止することができる。
また、実施例３では環状部１１ｂにスリットがないことから、支持リング１０ｂを多数同梱した場合、或いは、膨張弁の自動組付け工程においても、支持リング１０ｂ同士が絡み合うことがなく、自動組付け工程が円滑に行われるという効果がある。
【００２８】
【実施例４】
実施例４を図８〜１０に示す。図８は実施例４の支持リングの斜視図、図９は支持リングの装着状態の斜視図、図１０は支持リングが弁体を支持している状態の斜視図である。
実施例４は、図８に示すように、１つの円環状の環状部１１ｃと、該環状部１１ｃの一側に配置させた板体状の３枚の防振バネ１２ａとから構成される支持リング１０ｃとしたものである。実施例３と同様に、環状部１１ｃを形成する板体の端部に交差部を形成するもので、この交差部として、環状部１１ｃの一端部から、幅の狭い舌片１１ｃ'を環状部１１ｃと同一曲率で延設する。該環状部１１ｃの他端は、前記舌片１１ｃ'と同一面内で交差するように環状部１１ｃを幅狭に形成されている。防振バネ１２ｃの形状・素材及び数は、実施例３の場合と同様である。
【００２９】
かかる構成の支持リング１０ｃによれば、環状部１１ｃが弁本体５ａに装着された状態において、弁体８は、図１０に示すように、その周囲を３個所にて防振バネ１２ｃにより支持され、支持リング１０ｃは弁体８の拘束手段として作用することとなる。したがって、冷凍サイクル内に冷媒圧力の圧力変動が生じても、弁体８の動作を安定させることができ、冷媒流量の正確な制御と弁体８の振動により生じる騒音の発生を防止することができる。
【００３０】
なお、上記各実施例において、支持リング１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃを構成する防振バネ１２，１２ａ，１２ｂ，及び１２ｃは、全幅において、同一幅に形成したが、その他の形状でもよく、例えば先端部が頂点となる三角形状とすることで、弾性度を調整するようにしてもよいのは勿論である。また、交差部の実施態様として、実施例３，４を示したが、その他の形状であってもよいことは言うまでもない。
また、実施例１，２のスリット１３，１３ａは、支持リング１０，１０ａの周方向に対して，直角に横断するように形成したが、支持リング１０，１０ａの周方向に対して，傾斜させて形成してもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、本発明は上記構成により、冷媒の圧力変動に伴う膨張弁の弁体振動を抑制することができる。また、本発明に係る拘束手段は簡単な構成で、加工が簡単で弁本体への装着も容易であり、取り扱い易く有用性の高い膨張弁を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における膨張弁の要部断面図。
【図２】同膨張弁の支持リングの斜視図。
【図３】同支持リングが弁体を支持している状態の斜視図。
【図４】実施例２の支持リングの斜視図。
【図５】実施例３の支持リングの斜視図。
【図６】実施例３の支持リングの装着状態の斜視図。
【図７】実施例３の支持リングが弁体を支持している状態の斜視図。
【図８】実施例４の支持リングの斜視図。
【図９】実施例４の支持リングの装着状態の斜視図。
【図１０】実施例４の支持リングが弁体を支持している状態の斜視図。
【図１１】冷凍サイクルにおける従来の膨張弁の断面図。
【符号の説明】
１・・・冷凍サイクル ２・・・冷媒圧縮機 ３・・・凝縮機
４・・・受液器 ５・・・膨張弁 ５ａ・・・弁本体
５ｂ・・・高圧側通路 ５ｃ・・・低圧側通路 ５ｄ・・・低圧冷媒通路
６・・・蒸発器 ７・・・オリフィス
８・・・弁体（ボール状の弁体） ８ａ・・・圧縮コイルばね
８ｂ・・・調節ねじ ８ｃ・・・支持部材 ８ｄ・・・弁室
８ｅ・・・Ｏリング
９・・・感温駆動部 ９ａ・・・プランジャ ９ｂ・・・作動棒
９ｃ・・・上部気密室 ９ｃ'・・・下部気密室
９ｄ・・・ダイヤフラム ９ｅ・・・円盤部
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ・・拘束手段（支持リング）
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ・・環状部
１１ｂ' ，１１ｃ'・・舌片 １１ｂ"・・舌片受凹部
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ・・防振バネ
１３，１３ａ・・スリット
Claims (5)
- 高圧冷媒が流入する高圧側通路と低圧冷媒が流出する低圧側通路とを連通するオリフィスを備えた弁本体と、上記オリフィスを開閉して上記オリフィスを流れる冷媒の量を調整するボール状の弁体と、該弁体とは別体でかつ該弁体を開方向に移動させる作動棒と、該作動棒を駆動する感温駆動部と、上記高圧側通路における上記オリフィスの上流側に設けられ、上記弁体に拘束力を付与する拘束手段とを備え、該拘束手段は、上記弁体と同心となるように上記弁本体に装着された弾性変形可能な円環状の環状部と、該環状部と一体的に形成された防振バネとからなる支持リングであり、該防振バネにより上記弁体を弾性支持するとともに該弾性により上記弁体に拘束力を付与することを特徴とする膨張弁。
- 高圧冷媒が流入する高圧側通路と低圧冷媒が流出する低圧側通路とを連通するオリフィスを備えた弁本体と、上記オリフィスを開閉して上記オリフィスを流れる冷媒の量を調整するボール状の弁体と、該弁体とは別体でかつ該弁体を開方向に移動させる作動棒と、該作動棒を駆動する感温駆動部と、上記弁体を支持する支持部材と、上記高圧側通路における上記オリフィスの上流側に設けられ、上記支持部材に拘束力を付与する拘束手段とを備え、該拘束手段は、上記弁体と同心となるように上記弁本体に装着された弾性変形可能な円環状の環状部と、該環状部と一体的に形成された防振バネとからなる支持リングであり、該防振バネにより上記支持部材を弾性支持するとともに該弾性により上記支持部材に拘束力を付与することを特徴とする膨張弁。
- 上記支持リングは、上下の円環状の環状部と、該環状部から切り出した板体状の防振バネとからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の膨張弁。
- 上記支持リングは、一つの円環状の環状部と、該環状部の一側に配置した板体状の防振バネとからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の膨張弁。
- 上記防振バネは湾曲状の板体で形成され、その側面において上記弁体又は上記支持部材を支持することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の膨張弁。
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