JP6846875B2 - Expansion valve - Google Patents
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Description
本発明は、冷凍サイクルに用いられる感温機構内蔵型の膨張弁に係わり、特には、弁本体にパワーエレメントが取り付けられた膨張弁に関する。 The present invention relates to an expansion valve having a built-in temperature sensing mechanism used in a refrigeration cycle, and more particularly to an expansion valve in which a power element is attached to a valve body.
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、設置スペースや配管作業を省略するために、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。このような膨張弁の弁本体は、高圧の冷媒が導入される入口ポートと入口ポートに連通する弁室とを有するとともに、弁本体の頂部には、パワーエレメントと称する弁部材の駆動機構が装備される。
弁室内に配設される球状の弁部材は、弁室に開口する弁孔の弁座に対向し、パワーエレメントにより駆動される弁棒により操作されて、弁座との間の絞り通路の開度を制御する。
また、弁孔を通った冷媒は、出口ポートから蒸発器側へ送られる。蒸発器から圧縮機側へ戻る冷媒は、弁本体に設けられた戻り通路を通過する。
Conventionally, for refrigeration cycles used in air conditioners installed in automobiles, a temperature expansion valve with a built-in temperature sensing mechanism that adjusts the amount of refrigerant passing through according to the temperature is used in order to save installation space and piping work. Has been done. The valve body of such an expansion valve has an inlet port into which a high-pressure refrigerant is introduced and a valve chamber communicating with the inlet port, and the top of the valve body is equipped with a drive mechanism for a valve member called a power element. Will be done.
The spherical valve member arranged in the valve chamber faces the valve seat of the valve hole that opens in the valve chamber, and is operated by the valve stem driven by the power element to open the throttle passage between the valve seat and the valve seat. Control the degree.
Further, the refrigerant that has passed through the valve hole is sent from the outlet port to the evaporator side. The refrigerant returning from the evaporator to the compressor side passes through the return passage provided in the valve body.
パワーエレメントは、圧力作動室を形成する上蓋部材と圧力を受けて弾性変形する薄板のダイアフラムと円盤状の受け部材で構成され、3つの部材を重ね合わせて円周部をTIG溶接手段などにより接合して形成される。また、ダイアフラムと受け部材との間にはストッパ部材が挟まれる。
そして、上蓋部材とダイアフラムで形成される圧力作動室には作動ガスが封入される。このとき、圧力作動室に作動ガスを封入するために、上蓋部材の頂部に穴を設け、この穴から作動ガスを封入した後に鋼球等で穴を塞ぎプロジェクション溶接手段などによって圧力作動室を封止する。
The power element is composed of an upper lid member that forms a pressure working chamber, a thin diaphragm that elastically deforms under pressure, and a disk-shaped receiving member. The three members are overlapped and the circumferential portion is joined by TIG welding means or the like. Is formed. Further, a stopper member is sandwiched between the diaphragm and the receiving member.
Then, the working gas is sealed in the pressure working chamber formed by the upper lid member and the diaphragm. At this time, in order to fill the pressure working chamber with the working gas, a hole is provided at the top of the upper lid member, the working gas is filled from this hole, the hole is closed with a steel ball or the like, and the pressure working chamber is sealed by projection welding means or the like. Stop.
上記のような従来の感温機構内蔵型の温度膨張弁として、膨張弁の弁本体の頂部に形成された開口部とパワーエレメントの底部とにそれぞれ雄ねじと雌ねじを形成し、これらをねじ締めして固定したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 As the conventional temperature expansion valve with a built-in temperature sensing mechanism as described above, a male screw and a female screw are formed at the opening formed at the top of the valve body of the expansion valve and the bottom of the power element, respectively, and these are screwed. Is known to be fixed (see, for example, Patent Document 1).
一般的な空調装置の起動時において、熱交換量を高めるために冷媒をできるだけ多く供給する必要があるが、定常運転に移行すると、室内の温度変化に応じて細かな温度制御が必要となるため、膨張弁には大流量よりも微細な流量制御を行うことが求められる。
しかしながら、起動時の制御特性に合わせようとした場合、例えば、特許文献1に記載されている膨張弁において、弁孔に形成された弁座の開口面積を大きくすることにより、膨張弁の流量を大きくすることができる。
一方、弁座の開口面積を大きくすると、相対的に弁体のサイズも大きくなってしまい、弁体のリフト量に対する流量変化量も大きくなってしまうため、定常運転に移行した後での膨張弁の微細な流量制御を行うことが難しくなるという問題があった。
When starting a general air conditioner, it is necessary to supply as much refrigerant as possible in order to increase the amount of heat exchange, but when shifting to steady operation, fine temperature control is required according to the temperature change in the room. , The expansion valve is required to perform finer flow rate control than large flow rate.
However, when trying to match the control characteristics at the time of starting, for example, in the expansion valve described in
On the other hand, if the opening area of the valve seat is increased, the size of the valve body becomes relatively large, and the amount of change in the flow rate with respect to the lift amount of the valve body also becomes large. There is a problem that it becomes difficult to perform fine flow control.
そこで本発明の目的は、起動時における大流量モード特性と定常運転時における定常流量モード特性とを両立できる膨張弁を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide an expansion valve capable of achieving both a large flow rate mode characteristic at the time of start-up and a steady flow rate mode characteristic at the time of steady operation.
上記目的を達成するために、本発明による膨張弁は、上蓋部材と、受け部材と、前記上蓋部材及び前記受け部材の間に挟まれるダイアフラムと、を含むパワーエレメントと、入口ポートと、前記入口ポートに連通する弁室と、前記弁室に連通する弁孔と、前記弁孔に連通する出口ポートと、前記弁孔の前記弁室側の開口部に形成された弁座と、パワーエレメント取付部と、を含む弁本体と、中央部に貫通穴を有し、前記弁座に接触して開閉する第1の弁部材と、前記第1の弁部材の前記貫通穴に接触して開閉する第2の弁部材と、前記第2の弁部材を支持する支持部材と、前記支持部材を支持する第1のコイルスプリングと、前記第1の弁部材と前記支持部材との間に介在する第2のコイルスプリングと、前記パワーエレメントに取り付けられて、前記第1の弁部材及び前記第2の弁部材を駆動する弁棒と、を備え、前記弁棒は、前記弁室側の端部が前記貫通穴に挿入されるように配置されるとともに、その端面が前記第2の弁部材に接触し、また前記弁棒の側部が前記第1の弁部材に接触し、前記第1のコイルスプリングと前記第2のコイルスプリングとは同軸に配置され、前記第2のコイルスプリングの内径と外径の中心は、前記第1のコイルスプリングの内径と外径との間に配置され、前記端面が前記第2の弁部材を押圧して変位を生じさせてから、前記側部が前記第1の弁部材と接触するまでの間、前記第1の弁部材を付勢する前記第2のコイルスプリングの弾性力が漸次低下することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the expansion valve according to the present invention includes a power element including an upper lid member, a receiving member, a diaphragm sandwiched between the upper lid member and the receiving member, an inlet port, and the inlet. A valve chamber communicating with the port, a valve hole communicating with the valve chamber, an outlet port communicating with the valve hole, a valve seat formed in the opening of the valve hole on the valve chamber side, and a power element attachment. A valve body including a portion, a first valve member having a through hole in the central portion and opening and closing by contacting the valve seat, and a first valve member which opens and closes by contacting the through hole of the first valve member. A second valve member, a support member that supports the second valve member, a first coil spring that supports the support member, and a second valve member that is interposed between the first valve member and the support member. The coil spring 2 is provided with a valve rod attached to the power element to drive the first valve member and the second valve member, and the valve rod has an end portion on the valve chamber side. The first coil is arranged so as to be inserted into the through hole, its end surface contacts the second valve member, and the side portion of the valve rod contacts the first valve member. The spring and the second coil spring are arranged coaxially, and the center of the inner diameter and the outer diameter of the second coil spring is arranged between the inner diameter and the outer diameter of the first coil spring, and the end face thereof. Presses the second valve member to cause displacement, and the second coil urges the first valve member until the side portion comes into contact with the first valve member. It is characterized in that the elastic force of the spring gradually decreases.
本発明による膨張弁の一例において、前記第1の弁部材は円筒状の部材であって、その上面に向かうテーパ面が外周面に形成されている。
また、前記第1の弁部材は、下面の外周部に段差部を有し、前記第2のコイルスプリングは、その一端が前記第1の弁部材の前記段差部に配置される。
In an example of the expansion valve according to the present invention, the first valve member is a cylindrical member, and a tapered surface toward the upper surface thereof is formed on the outer peripheral surface.
Further, the first valve member has a stepped portion on the outer peripheral portion of the lower surface, and one end of the second coil spring is arranged at the stepped portion of the first valve member.
また、本発明による膨張弁の他の一例において、前記第2の弁部材は、前記第2のコイルスプリングの内側に配置されてもよい。
さらに、前記弁棒の前記弁室側の端部には、小径部及び段部が形成されており、前記段部が前記第1の弁部材の上面と接触するか、あるいは前記端面に向けて縮径するテーパ状の側面が形成され、前記テーパ状の側面が前記第1の弁部材の前記貫通穴の開口端と接触するように構成されていてもよい。
Further, in another example of the expansion valve according to the present invention, the second valve member may be arranged inside the second coil spring.
Further, a small diameter portion and a step portion are formed at the end portion of the valve rod on the valve chamber side, and the step portion comes into contact with the upper surface of the first valve member or faces the end face. A tapered side surface having a reduced diameter may be formed so that the tapered side surface comes into contact with the open end of the through hole of the first valve member.
本発明の膨張弁によれば、起動時における大流量モード特性と定常運転時における定常流量モード特性とを両立できる膨張弁を提供することができる。
また、第2の弁部材のサイズを大きくする必要がないため、これを支持する支持部材や第1のコイルスプリングあるいは弁室についても従来型のものをそのまま流用することが可能となり、モード切り替えに伴う仕様変更等によるコストアップを抑制できる。
According to the expansion valve of the present invention, it is possible to provide an expansion valve capable of achieving both a large flow rate mode characteristic at the time of start-up and a steady flow rate mode characteristic at the time of steady operation.
Further, since it is not necessary to increase the size of the second valve member, the conventional type can be used as it is for the support member for supporting the second valve member, the first coil spring, or the valve chamber, and the mode can be switched. It is possible to suppress the cost increase due to the accompanying specification change.
図1は、本発明の代表的な一例による膨張弁を示す縦断面図である。
図1に示すように、膨張弁10は、弁本体11、パワーエレメント70、弁構造体100、調整ねじ50及び弁棒60を備えている。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing an expansion valve according to a typical example of the present invention.
As shown in FIG. 1, the
膨張弁10の弁本体11は、例えばアルミ合金製であって、図1に示すX方向を押出方向として、アルミ合金等を押出成形し、これに機械加工を施すことによって得ることができる。
弁本体11は、上面部に形成されて雌ねじを有するパワーエレメント取付部12と、高圧の冷媒が導入される入口ポート20と、冷媒の出口ポート28と、冷媒の戻り通路30と、弁本体11を図1のX方向に貫通する2つの穴(図示せず)と、弁本体11を他の部品に取り付けるための取付穴(あるいは取付用雌ねじ)80と、を有する。
The
The
弁本体11の下部には、下端部に開口する雌ねじ穴11aが形成されており、当該雌ねじ穴11aの開口部分をプラグ50で封鎖することにより弁室24が形成されている。また、弁室24には、側方から小径穴20aを介して入口ポート20が連通している。
一方、弁本体11における弁室24の上方には、出口ポート28が形成されている。この出口ポート28は、弁孔26を介して弁室24の上端部に連通しており、当該弁孔26の弁室24側には、弁座25が形成されている。
A
On the other hand, an
プラグ50は、弁本体11の下端部に開口する雌ねじ穴11aに螺合する態様で取り付けられ、上記凹部52と対向する面に形成されている六角穴53に工具を差し込んで回転させることにより、ねじ込み量を調整することができる。
また、プラグ50の外周部にはシール部材54が設けられ、これによって弁室24がシールされている。
The
Further, a sealing
弁本体11における出口ポート28のさらに上方には、戻り通路30が、弁本体11を図1におけるX方向に貫通するように形成されている。
本発明の膨張弁10を流通する冷媒は、入口ポート20から流入し、弁孔26を通過し、出口ポート28から送り出された後、蒸発器(図示せず)へ送られ、その後冷媒は蒸発器から圧縮機(図示せず)へ戻る。
そして、蒸発器から圧縮機に戻る冷媒は、図1において戻り通路30の左側から入って右側に抜けるように通過する。
A
The refrigerant flowing through the
Then, the refrigerant returning from the evaporator to the compressor enters from the left side of the
弁本体11における戻り通路30のさらに上方には、後述するパワーエレメント70を取り付けるパワーエレメント取付部12が形成されている。
パワーエレメント取付部12は、弁本体11の上端において弁本体11の上面に円形状に開口しその内壁面に雌ねじを有する有底の円筒状穴として形成される。
また、パワーエレメント取付部12の中央部には戻り通路30に至る連通穴31が形成され、後述する弁棒60が挿通される。
A power
The power
Further, a
パワーエレメント70は、例えばステンレス鋼等で形成された上蓋部材71と、中央部に貫通口を備えた受け部材72と、これら上蓋部材71及び受け部材72の間に挟み込まれるダイアフラム73と、このダイアフラム73及び受け部材72の間に配置されたストッパ部材90等から構成されている。
そして、上蓋部材71、ダイアフラム73及び受け部材72を重ね合わせた端部を周溶接することにより、これらは一体化されている。
The
Then, the upper lid member 71, the
上蓋部材71とダイアフラム73との間には、圧力作動室75が形成され、この圧力作動室75内に作動ガスが封入された後、封止栓76で封止される。
受け部材72の下部は円筒状でその周囲には雄ねじ72aが形成され、上述したパワーエレメント取付部12の雌ねじと螺合することにより、パワーエレメント取付部12に取り付けられる。
このとき、パワーエレメント70と弁本体11との間には、パッキン35が介装される。
A
The lower portion of the receiving
At this time, a packing 35 is interposed between the
出口ポート28と戻り通路30との間には、通し穴29が形成されている。そして、弁孔26と通し穴29と連通穴31とは、それぞれ中心が同一直線上になるように配置されている。
また、これら弁孔26、通し穴29及び連通穴31のそれぞれに挿通される態様で弁棒60が設けられている。
A through
Further, the
弁棒60の上端側は、パワーエレメント70のストッパ部材90の下面に形成された受け部92に当接し、その下端側は、第1の弁部材110及び第2の弁部材40と接触するように配置される。
このような配置とすることにより、図1に示す膨張弁10は、パワーエレメント70の圧力作動室75における内圧の変動に応じて変形したダイアフラム73の動きを受け、ストッパ部材90が上下動し、当該ストッパ部材90の移動が弁棒60を介して弁構造体100の第1の弁部材110及び第2の弁部材40に伝達され、膨張弁としての役割を果たすことができる。
また、通し穴29には、弁棒60の外周面に摺動抵抗を付加するばね部材66が設けられており、弁棒60と第1の弁部材110及び第2の弁部材40との振動を防止する。
The upper end side of the
With such an arrangement, the
Further, the through
図2は、図1に示す膨張弁の弁構造体の詳細を示す部分断面図である。なお、図2は、膨張弁が全閉状態の場合を示している。
図2に示すように、弁室24と出口ポート28との間には、弁座25を有する弁孔(オリフィス)26が形成されている。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing details of the valve structure of the expansion valve shown in FIG. Note that FIG. 2 shows a case where the expansion valve is in a fully closed state.
As shown in FIG. 2, a valve hole (orifice) 26 having a
弁室24内には、上記弁座25に当接あるいは離間することにより、冷媒の流れる弁孔26を開閉する弁構造体100が収容されている。
弁構造体100は、中央部に貫通穴を有しかつ弁座25に接触して開閉する第1の弁部材110と、第1の弁部材110の貫通穴に接触して開閉する第2の弁部材40と、第2の弁部材40を支持する支持部材42と、支持部材42を支持する第1のコイルスプリング44と、第1の弁部材110と支持部材42との間に介在する第2のコイルスプリング120と、からなる。
In the
The
支持部材42は、第2の弁部材40を支持するための円錐状のくぼみを備えた上面42aと側面に突出するフランジ部42bとを備えており、当該フランジ部42bの下面が第1のコイルスプリング44の一端を受ける構造となっている。
第1のコイルスプリング44は、支持部材42に設けられたフランジ部42bの下面とプラグ50に形成された凹部52との間に収容されており、これによって、第2の弁部材40は支持部材42を介して弁座25の位置する側に向けて付勢されている。
The
The
第1の弁部材110は、円筒状の部材であって、全閉状態でその外周面が弁座25に接触するとともに、中央部に形成された貫通穴の開口端面(図3の符号113参照)が第2の弁部材40と接触するように構成されている。
また、第1の弁部材110の下面と支持部材42のフランジ部42bの上面との間には、第2のコイルスプリング120が介装されており、第2のコイルスプリング120は、第1の弁部材110を弁座25に向けて付勢している。
そして、プラグ50のねじ込み量を変化させて弁座25と凹部52の底面との距離を調整することにより、第1のコイルスプリング44及び第2のコイルスプリング120のばね力を調整することができる。
The
A
Then, the spring force of the
第2の弁部材40はボール状の部材であって、上記第2のコイルスプリング120の内側で支持部材42の上面42aに載置され、全閉状態で第1の弁部材110の貫通穴の開口端面113と接触する。
そして、弁棒60の弁室24側の端面が第2の弁部材40に接触するように、弁棒60が第1の弁部材110の貫通穴を挿通するように配置される。
ここで、図2に示すように、第1の弁部材110と第2の弁部材40とが当接した状態で、第1の弁部材110の上面から第2の弁部材40までの高さ方向の距離をH1とすると、全閉状態での弁棒60の挿入深さ(押し込み深さ)Lは、L=H1となる。
The
Then, the
Here, as shown in FIG. 2, the height from the upper surface of the
図3は、本発明の代表的な一例による第1の弁部材の概略を示す図であって、図3(a)は上面図であり、図3(b)は中心を通る面による断面図である。
上述のとおり、第1の弁部材110は、円筒状の部材であって、その外周面には上面に向かうテーパ面111が形成されている。
3A and 3B are views showing an outline of a first valve member according to a typical example of the present invention, FIG. 3A is a top view, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the plane passing through the center. Is.
As described above, the
第1の弁部材110の中央部には、冷媒の通路となる貫通穴112が形成されており、その下面側の端部には、第2の弁部材40と接触する拡径テーパ状の開口端面113を備えている。
また、拡径テーパ状の開口端面113の上端部には、等間隔に4つの切欠部114が形成されている。
A through
Further, four
第1の弁部材110の下面側には、縮径した段差部115が全周にわたって形成されている。
この段差部115は、図2等に示した第2のコイルスプリング120の上端を受ける受け部となる。
On the lower surface side of the
The step portion 115 serves as a receiving portion that receives the upper end of the
図4は、本発明の代表的な一例による弁棒の一端の概略を示す断面図である。
図4に示すように、本発明による膨張弁に適用される弁棒60は、図1に示す弁室24側に位置する端部において、縮径した小径部62を備えている。
これにより、小径部62の端面62aと段部60aとが形成されるとともに、小径部62は第1の弁部材110の貫通穴112に挿通され、その端面62aが第2の弁部材40に接触する。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an outline of one end of a valve stem according to a typical example of the present invention.
As shown in FIG. 4, the
As a result, the
ここで、図3に示す第1の弁部材110における貫通穴112の内径をD1、弁棒60の小径部62の直径をD2、弁棒60自体の直径をD3とすると、これら3者の間には、「D2<D1<D3」の関係が成立するように形成される。
また、小径部62の突出する長さH2は、図2に示した距離H1よりも十分に大となるように形成される。
Here, assuming that the inner diameter of the through
Further, the protruding length H2 of the
本発明による膨張弁において、図1に示したパワーエレメント70のダイアフラム73の変動に応じて、ストッパ部材90に取り付けられた弁棒60が押し下げられると、当該弁棒60の弁室24側の端部が第1の弁部材110及び第2の弁部材40を押し下げる。
これにより、弁孔26の一部が開いて弁室24から出口ポート28へと冷媒が流出する。このときの第1の弁部材110と第2の弁部材40との開閉動作について、以下の図5及び図6を用いて説明する。
In the expansion valve according to the present invention, when the
As a result, a part of the
図5は、図2に示す膨張弁の弁構造体の定常流量モード状態を示す部分断面図である。
図5に示すように、定常流量モード状態において、弁棒60の先端の小径部62は、第1の弁部材110の貫通穴112に挿通され、その端面62aが第2の弁部材40を押し下げる。
このとき、弁棒60の小径部62の挿入深さLは、「H1<L<H2」となるように設定される。
FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing a steady flow rate mode state of the valve structure of the expansion valve shown in FIG.
As shown in FIG. 5, in the steady flow mode state, the
At this time, the insertion depth L of the
定常流量モード状態では、弁棒60と第1の弁部材110とは非接触であり、小径部62が第2の弁部材40のみを押し下げることとなる。
このため、第1の弁部材110のテーパ面111と弁座25との接触が維持された状態で、第1の弁部材110の開口端面113と第2の弁部材40との間には第1のギャップG1が形成される。
In the steady flow rate mode state, the
Therefore, while the contact between the
これにより、図5に示す定常流量モード状態では、弁座25と第1の弁部材110との間は閉弁され、第1の弁部材110と第2の弁部材40との間は開弁された状態となる。
このとき、上記の挿入深さLを「H1<L<H2」の間で調整することにより、第1のギャップG1も調整することができるため、弁棒60の動きにより流量の微細な調整が可能となる。
また、第1の弁部材110の上端に切欠部114が形成されているため、第1の弁部材110の上面と弁棒60の段部60aとの間の流量が増加し、貫通穴112を通過する冷媒の流れがスムーズになる。
As a result, in the steady flow mode state shown in FIG. 5, the
At this time, by adjusting the insertion depth L between "H1 <L <H2", the first gap G1 can also be adjusted, so that the flow rate can be finely adjusted by the movement of the
Further, since the
図6は、図2に示す膨張弁の弁構造体の大流量モード状態を示す部分断面図である。
図6に示すように、大流量モード状態において、弁棒60の先端の小径部62は、図5に示す位置から、弁棒60の段部60aが第1の弁部材110の上面と当接して第1の弁部材110も押し下げる位置まで駆動される。
このとき、弁棒60の小径部62の挿入深さLは、「H2<L」となるように設定される。
FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing a large flow rate mode state of the valve structure of the expansion valve shown in FIG.
As shown in FIG. 6, in the large flow rate mode state, the
At this time, the insertion depth L of the
大流量モード状態では、第1の弁部材110と第2の弁部材40との間の第1のギャップG1に加えて、弁座25と第1の弁部材110との間にも第2のギャップG2が形成される。
これにより、図6に示す大流量モード状態では、弁座25と第1の弁部材110との間、及び第1の弁部材110と第2の弁部材40との間のいずれも開弁された状態となる。
このとき、上記の挿入深さLを「H2<L」の範囲で調整することにより、第2のギャップG2を調整することができるため、従来のボール形状の弁体での開閉に比べて、より大流量の冷媒を流すことが可能となる。
In the high flow mode state, in addition to the first gap G1 between the
As a result, in the large flow rate mode state shown in FIG. 6, both the
At this time, the second gap G2 can be adjusted by adjusting the insertion depth L in the range of "H2 <L", so that the opening and closing with the conventional ball-shaped valve body is compared with the opening and closing. It is possible to flow a larger flow rate of refrigerant.
図7は、本発明の膨張弁による流量特性の一例を示すグラフである。ここで、図7のグラフにおいては、横軸に「リフト量」、すなわち図2に示す全閉状態を基準とする弁棒60の押し下げ量を採用している。
また、図7のグラフにおいて、二点鎖線は、従来の小流量特性による膨張弁のリフト量と流量との関係を示し、破線は、従来の大流量特性による膨張弁のリフト量と流量との関係を示している。
FIG. 7 is a graph showing an example of the flow rate characteristics of the expansion valve of the present invention. Here, in the graph of FIG. 7, the horizontal axis is the “lift amount”, that is, the pushing down amount of the
Further, in the graph of FIG. 7, the alternate long and short dash line shows the relationship between the lift amount and the flow rate of the expansion valve due to the conventional small flow rate characteristic, and the broken line indicates the lift amount and the flow rate of the expansion valve due to the conventional large flow rate characteristic. Shows the relationship.
図7に示すように、本発明による膨張弁は、空調装置等の起動時にリフト量が「H2<L」となる領域R2の範囲に調整することにより、図6に示すように、第1の弁部材110と第2の弁部材40との間、及び弁座25と第1の弁部材110との間がいずれも開弁する「大流量モード」による特性が得られる。
このとき、第1の弁部材110の外径及びテーパ面111の傾斜角度等を適宜選択することにより、当該テーパ面111が当接する弁座25の開口径を大きくすることが可能となり、結果として、従来のボール形状の弁部材を用いた場合に比べてより大流量の制御を行うことが可能となる。
As shown in FIG. 7, the expansion valve according to the present invention is the first expansion valve according to the present invention, as shown in FIG. 6, by adjusting the lift amount to the range R2 in which the lift amount becomes “H2 <L” when the air conditioner or the like is started. The characteristic of the "large flow rate mode" in which the valve is opened between the
At this time, by appropriately selecting the outer diameter of the
一方、空調装置等の動作が安定した定常運転時には、リフト量が「H1<L<H2」となる領域R1の範囲に調整することにより、図5に示すように、第1の弁部材110の開口端面113と第2の弁部材40との間のみが開弁する「定常流量モード」による特性が得られる。
このとき、第1の弁部材110と第2の弁部材40との接触は、見かけ上で従来型の膨張弁の弁座と弁部材との関係と等価となるため、第2の弁部材40のサイズは従来型とほぼ同一のものを使用することができる。
On the other hand, during steady operation in which the operation of the air conditioner or the like is stable, the lift amount of the
At this time, since the contact between the
上記に示す構成を備えることにより、本発明による膨張弁によれば、弁座と第1の弁部材との間の開閉を主とする大流量モードによる特性と、第1の弁部材と第2の弁部材との間の開閉による定常流量モードによる特性とを、弁棒の押し込み深さに応じたリフト量を調整することにより切り替えて併用することが可能となる。
また、第2の弁部材のサイズを大きくする必要がないため、これを支持する支持部材や第1のコイルスプリングあるいは弁室についても従来型のものをそのまま流用することが可能となり、モード切り替えに伴う仕様変更等によるコストアップを抑制できる。
By providing the above-described configuration, according to the expansion valve according to the present invention, the characteristics of the large flow rate mode mainly for opening and closing between the valve seat and the first valve member, and the first valve member and the second valve member are provided. It is possible to switch and use the characteristics of the steady flow rate mode by opening and closing between the valve members and the valve members by adjusting the lift amount according to the pushing depth of the valve stem.
Further, since it is not necessary to increase the size of the second valve member, the conventional type can be used as it is for the support member for supporting the second valve member, the first coil spring, or the valve chamber, and the mode can be switched. It is possible to suppress the cost increase due to the accompanying specification change.
図8は、本発明による膨張弁における弁構造体の変形例の詳細を示す部分断面図である。
なお、図8では、膨張弁を大流量モードで使用している状態を示しており、図1〜図6で示したものと同一の構成を用いている場合には、同一の符号を付して再度の説明を省略する。
FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing details of a modified example of the valve structure in the expansion valve according to the present invention.
Note that FIG. 8 shows a state in which the expansion valve is used in the large flow rate mode, and when the same configuration as that shown in FIGS. 1 to 6 is used, the same reference numerals are given. The explanation will be omitted again.
図8に示すように、本発明の変形例による膨張弁において、弁棒60の弁室24側の端部には、縮径した小径部62と当該小径部62に至る傾斜面60cとが形成されている。
そして、小径部62の端面62aが第2の弁部材40に当接して押し下げるとともに、傾斜面60cが第1の弁部材110の貫通穴112の上端に当接して押し下げる。
As shown in FIG. 8, in the expansion valve according to the modified example of the present invention, a reduced diameter
Then, the
このような構成により、上記の効果に加えて、小径部62の根元が連続的に太くなる形状のため、弁棒60の先端の強度が向上するとともに、小径部62が直立する場合に対して加工が容易になる。
また、傾斜面60cが滑らかに拡径する表面として形成されるため、第1の弁部材110の貫通穴112を通過する冷媒を澱むことなく滑らかに流すことができる。
With such a configuration, in addition to the above effects, the base of the
Further, since the
以上、本発明による膨張弁についてその代表的な例に基づき説明したが、本発明は上記の具体例に限定されるものではなく、種々の改変を施すことができる。
例えば、第2の弁部材としてボール形状の部材を用いた場合を例示したが、第1の弁部材に形成された貫通穴に当接して閉鎖できるものであれば、例えば円錐形状や円錐台形状等の他の形状のものを採用してもよい。
また、第2の弁部材と支持部材とは、別体として形成されていてもよいが、一体物として形成されてもよい。
The expansion valve according to the present invention has been described above based on a typical example thereof, but the present invention is not limited to the above specific examples, and various modifications can be made.
For example, a case where a ball-shaped member is used as the second valve member has been illustrated, but if it can be closed by contacting a through hole formed in the first valve member, for example, it has a conical shape or a truncated cone shape. Other shapes such as the above may be adopted.
Further, the second valve member and the support member may be formed as separate bodies, or may be formed as an integral body.
さらに、上記具体例では、パワーエレメントを弁本体の上端にねじ込みによって取り付けた場合を例示したが、これ以外に、弁本体の上部に円筒部を形成し、この円筒部の内側にパワーエレメントを挿入した状態で、該円筒部を内側カシメ加工することにより、パワーエレメントを取り付ける構成を用いてもよい。
その他にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施例に種々の改変を施すことも可能である。
Further, in the above specific example, the case where the power element is attached to the upper end of the valve body by screwing is illustrated, but in addition to this, a cylindrical portion is formed on the upper portion of the valve body and the power element is inserted inside the cylindrical portion. In this state, the power element may be attached by caulking the cylindrical portion inward.
In addition, various modifications can be made to the above examples without departing from the gist of the present invention.
10 膨張弁
11 弁本体
12 パワーエレメント取付部
20 入口ポート
24 弁室
25 弁座
26 弁孔
28 出口ポート
29 通し穴
30 戻り通路
31 連通穴
40 第2の弁部材
42 支持部材
44 第1のコイルスプリング
50 プラグ
54 シール部材
60 弁棒
60a 段部
62 小径部
62a 端面
70 パワーエレメント
71 上蓋部材
72 受け部材
73 ダイアフラム
75 圧力作動室
90 ストッパ部材
100 弁構造体
110 第1の弁部材
111 テーパ面
112 貫通穴
113 開口端面
114 切欠部
115 段差部
120 第2のコイルスプリング
10
Claims (6)
入口ポートと、前記入口ポートに連通する弁室と、前記弁室に連通する弁孔と、前記弁孔に連通する出口ポートと、前記弁孔の前記弁室側の開口部に形成された弁座と、パワーエレメント取付部と、を含む弁本体と、
中央部に貫通穴を有し、前記弁座に接触して開閉する第1の弁部材と、
前記第1の弁部材の前記貫通穴に接触して開閉する第2の弁部材と、
前記第2の弁部材を支持する支持部材と、
前記支持部材を支持する第1のコイルスプリングと、
前記第1の弁部材と前記支持部材との間に介在する第2のコイルスプリングと、
前記パワーエレメントに取り付けられて、前記第1の弁部材及び前記第2の弁部材を駆動する弁棒と、
を備え、
前記弁棒は、前記弁室側の端部が前記貫通穴に挿入されるように配置されるとともに、その端面が前記第2の弁部材に接触し、また前記弁棒の側部が前記第1の弁部材に接触し、
前記第1のコイルスプリングと前記第2のコイルスプリングとは同軸に配置され、前記第2のコイルスプリングの内径と外径の中心は、前記第1のコイルスプリングの内径と外径との間に配置され、
前記端面が前記第2の弁部材を押圧して変位を生じさせてから、前記側部が前記第1の弁部材と接触するまでの間、前記第1の弁部材を付勢する前記第2のコイルスプリングの弾性力が漸次低下する
ことを特徴とする膨張弁。 A power element including an upper lid member, a receiving member, and a diaphragm sandwiched between the upper lid member and the receiving member.
An inlet port, a valve chamber communicating with the inlet port, a valve hole communicating with the valve chamber, an outlet port communicating with the valve hole, and a valve formed in the opening of the valve hole on the valve chamber side. The valve body including the seat and the power element mounting part,
A first valve member having a through hole in the center and opening and closing in contact with the valve seat,
A second valve member that opens and closes in contact with the through hole of the first valve member,
A support member that supports the second valve member and
A first coil spring that supports the support member and
A second coil spring interposed between the first valve member and the support member,
A valve rod attached to the power element to drive the first valve member and the second valve member,
With
The valve stem is arranged so that the end portion on the valve chamber side is inserted into the through hole, the end surface thereof contacts the second valve member, and the side portion of the valve rod is the first. Contact the valve member of 1
The first coil spring and the second coil spring are arranged coaxially, and the center of the inner diameter and the outer diameter of the second coil spring is between the inner diameter and the outer diameter of the first coil spring. Placed,
The second valve member is urged from the time when the end face presses the second valve member to cause displacement until the side portion comes into contact with the first valve member. An expansion valve characterized in that the elastic force of the coil spring of the coil spring gradually decreases.
ことを特徴とする請求項1に記載の膨張弁。 The expansion valve according to claim 1, wherein the first valve member is a cylindrical member, and a tapered surface toward the upper surface thereof is formed on an outer peripheral surface.
前記第2のコイルスプリングは、その一端が前記第1の弁部材の前記段差部に配置される
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の膨張弁。 The first valve member has a stepped portion on the outer peripheral portion of the lower surface.
The expansion valve according to claim 1 or 2, wherein one end of the second coil spring is arranged at the step portion of the first valve member.
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の膨張弁。 The expansion valve according to any one of claims 1 to 3, wherein the second valve member is arranged inside the second coil spring.
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の膨張弁。 Claims 1 to 4 are characterized in that a small diameter portion and a step portion are formed at an end portion of the valve rod on the valve chamber side, and the step portion comes into contact with the upper surface of the first valve member. The expansion valve according to any one of the above.
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の膨張弁。 At the end of the valve stem on the valve chamber side, a tapered side surface whose diameter is reduced toward the end surface is formed, and the tapered side surface is an opening of the through hole of the first valve member. The expansion valve according to any one of claims 1 to 4, wherein the expansion valve is in contact with an end.
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