JP7373857B2 - Power element and expansion valve using it - Google Patents

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Description

本発明は、パワーエレメント及びそれを用いた膨張弁に関する。 The present invention relates to a power element and an expansion valve using the power element.

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おいては、冷媒の通過量を温度に応じて調整する感温式の膨張弁が使用されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a refrigeration cycle used in an air conditioner installed in an automobile, a temperature-sensitive expansion valve is used to adjust the amount of refrigerant passing through depending on the temperature.

例えば特許文献1に示す膨張弁においては、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体は、弁室に開口する弁座に対向し、パワーエレメントにより駆動される作動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。 For example, the expansion valve shown in Patent Document 1 has an inlet port into which a high-pressure refrigerant is introduced and a valve chamber communicating with the inlet port, and a drive mechanism for a valve member called a power element is mounted on the top of the valve body. be equipped. A spherical valve body placed inside the valve chamber faces the valve seat that opens into the valve chamber, and is operated by an actuation rod driven by a power element to control the opening of the throttle passage between the valve seat and the valve seat. do.

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、弁本体に固定される受け部材で構成される。また、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。さらに、ダイアフラムと受け部材との間の下部空間にはストッパ部材が配設される。 The power element is composed of an upper lid member that forms a pressure operating chamber, a thin plate diaphragm that elastically deforms in response to pressure, and a receiving member that is fixed to the valve body. Further, a working gas is sealed in a pressure working chamber formed by the upper lid member and the diaphragm. Furthermore, a stopper member is disposed in the lower space between the diaphragm and the receiving member.

このようなパワーエレメントにおいて、弁本体から下部空間に流れ込む冷媒と、圧力作動室の作動ガスとの間で熱伝達が行われ、それにより圧力作動室の内圧が相対的に高まると、圧力作動室が膨張するようにダイアフラムが変形し、それによりストッパ部材が押されて作動棒を押圧し、弁座から弁体を離間させる。一方、圧力作動室の内圧が相対的に低下すると、ダイアフラムの変形が戻り、作動棒の押圧力が消失するため、弁体は弁座に着座する。 In such a power element, heat transfer occurs between the refrigerant flowing into the lower space from the valve body and the working gas in the pressure working chamber, and when the internal pressure of the pressure working chamber increases relatively, the pressure working chamber The diaphragm deforms so as to expand, thereby pushing the stopper member and pressing the actuating rod, thereby separating the valve body from the valve seat. On the other hand, when the internal pressure of the pressure working chamber decreases relatively, the diaphragm returns to its original deformation and the pressing force of the working rod disappears, so that the valve body seats on the valve seat.

特開2017-198373号公報Japanese Patent Application Publication No. 2017-198373

ところで、自動車の燃費抑制を目的として車体の軽量化が望まれており、車載部品である膨張弁についても小型化、軽量化の要求がある。しかし、弁本体の小型化に合わせてパワーエレメントを小型化すると、弁本体からパワーエレメントの下部空間に流れ込む冷媒の流れが変化し、制御性が悪化するおそれがあった。 Incidentally, there is a desire to reduce the weight of automobile bodies for the purpose of reducing fuel consumption of automobiles, and there is also a demand for reductions in size and weight of expansion valves, which are in-vehicle components. However, if the power element is downsized to match the downsizing of the valve body, the flow of refrigerant flowing from the valve body into the lower space of the power element may change, resulting in poor controllability.

そこで、パワーエレメントを小型化せずに弁本体を小型化することで、制御性の悪化を抑制しつつ、膨張弁の小型化を図ることが提案された。しかしながら、本発明者らの検討結果によれば、パワーエレメントを小型化せずに弁本体を小型化した場合、パワーエレメントと弁本体とのシール性が悪化することが判明した。 Therefore, it has been proposed to downsize the expansion valve while suppressing deterioration in controllability by downsizing the valve body without downsizing the power element. However, according to the study results of the present inventors, it has been found that when the valve body is downsized without downsizing the power element, the sealing performance between the power element and the valve body deteriorates.

そこで本発明は、制御性の悪化を抑えつつ膨張弁の小型化を図るとともに、シール性を維持することができるパワーエレメント及びそれを用いた膨張弁を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a power element that can reduce the size of an expansion valve while suppressing deterioration in controllability and maintain sealing performance, and an expansion valve using the power element.

上記目的を達成するために、本発明によるパワーエレメントは、
上蓋部材、受け部材、及び前記上蓋部材と前記受け部材との間に挟まれるダイアフラムを含むパワーエレメントであって、
前記受け部材はプレス加工により形成されており、円筒部と、前記円筒部に隣接し前記円筒部の外周方向に延設された環状フランジ部とを有し、
前記円筒部は雄ねじ部を備え、前記円筒部のうち前記環状フランジ部に隣接する部位に、前記雄ねじ部よりも外径が小さな縮径部を形成するように切削加工が施されている、ことを特徴とする。
本発明によるパワーエレメントは、
上蓋部材、受け部材、及び前記上蓋部材と前記受け部材との間に挟まれるダイアフラムを含むパワーエレメントであって、
前記受け部材はプレス加工により形成されており、円筒部と、前記円筒部に隣接し前記円筒部の外周方向に延設された環状フランジ部とを有し、
前記パワーエレメントは、弁本体に取り付け可能であり、
前記環状フランジ部に対向して、前記弁本体にシール凹部が形成されており、
前記円筒部のうち前記環状フランジ部に隣接する部位であって前記シール凹部と径方向に並ぶ部位に切削加工が施されている、
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the power element according to the present invention includes:
A power element including an upper lid member, a receiving member, and a diaphragm sandwiched between the upper lid member and the receiving member,
The receiving member is formed by press working, and has a cylindrical part and an annular flange part adjacent to the cylindrical part and extending in an outer circumferential direction of the cylindrical part,
The cylindrical portion includes a male threaded portion, and a portion of the cylindrical portion adjacent to the annular flange portion is cut to form a reduced diameter portion having a smaller outer diameter than the male threaded portion. It is characterized by
The power element according to the invention comprises:
A power element including an upper lid member, a receiving member, and a diaphragm sandwiched between the upper lid member and the receiving member,
The receiving member is formed by press working, and has a cylindrical part and an annular flange part adjacent to the cylindrical part and extending in an outer circumferential direction of the cylindrical part,
The power element is attachable to the valve body,
A seal recess is formed in the valve body opposite to the annular flange,
A cutting process is performed on a portion of the cylindrical portion adjacent to the annular flange portion and radially aligned with the seal recess;
It is characterized by

本発明により、制御性の悪化を抑えつつ膨張弁の小型化を図るとともに、シール性を維持することができるパワーエレメント及びそれを用いた膨張弁を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a power element that can reduce the size of an expansion valve while suppressing deterioration in controllability and maintain sealing performance, and an expansion valve using the power element.

図1は、本実施形態における膨張弁を、冷媒循環システムに適用した例を模式的に示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view schematically showing an example in which the expansion valve according to the present embodiment is applied to a refrigerant circulation system. 図2は、図1の膨張弁におけるパワーエレメント近傍を拡大して示す断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view showing the vicinity of the power element in the expansion valve of FIG. 1. FIG. 図3は、本実施形態のパワーエレメントを単体で示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing the power element of this embodiment alone. 図4は、第2の実施形態にかかる膨張弁のパワーエレメント近傍を拡大して示す断面図である。FIG. 4 is an enlarged sectional view showing the vicinity of the power element of the expansion valve according to the second embodiment. 図5は、本実施形態のパワーエレメントを単体で示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing the power element of this embodiment alone.

以下、図面を参照して、本発明にかかる実施形態について説明する。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

(方向の定義)
本明細書において、弁体3から作動棒5に向かう方向を「上方向」と定義し、作動棒5から弁体3に向かう方向を「下方向」と定義する。よって、本明細書では、膨張弁1の姿勢に関わらず、弁体3から作動棒5に向かう方向を「上方向」と呼ぶ。
(Definition of direction)
In this specification, the direction from the valve body 3 toward the actuation rod 5 is defined as an "upward direction," and the direction from the actuation rod 5 toward the valve body 3 is defined as a "downward direction." Therefore, in this specification, the direction from the valve body 3 toward the actuating rod 5 is referred to as the "upward direction" regardless of the attitude of the expansion valve 1.

(第1実施形態)
図1、2を参照して、本実施形態における膨張弁1の概要について説明する。図1は、本実施形態における膨張弁1を、冷媒循環システム100に適用した例を模式的に示す概略断面図である。図2は、図1の膨張弁におけるパワーエレメント近傍を拡大して示す断面図である。図3は、本実施形態のパワーエレメントを単体で示す断面図である。
(First embodiment)
An overview of the expansion valve 1 in this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a schematic sectional view schematically showing an example in which the expansion valve 1 according to the present embodiment is applied to a refrigerant circulation system 100. FIG. 2 is an enlarged sectional view showing the vicinity of the power element in the expansion valve of FIG. 1. FIG. FIG. 3 is a sectional view showing the power element of this embodiment alone.

本実施形態では、膨張弁1は、コンプレッサ101と、コンデンサ102と、エバポレータ104とに流体接続されている。膨張弁1の軸線をLとする。 In this embodiment, the expansion valve 1 is fluidly connected to a compressor 101, a condenser 102, and an evaporator 104. Let L be the axis of the expansion valve 1.

図1において、膨張弁1は、弁室VSを備える弁本体2と、弁体3と、付勢装置4と、作動棒5と、パワーエレメント8を具備する。 In FIG. 1, an expansion valve 1 includes a valve body 2 including a valve chamber VS, a valve body 3, a biasing device 4, an actuation rod 5, and a power element 8.

弁本体2は、弁室VSに加え、第1流路21と、第2流路22と、中間室221と、戻り流路23とを備える。第1流路21は供給側流路であり、弁室VSには、供給側流路を介して冷媒(流体ともいう)が供給される。第2流路22は排出側流路(出口側流路ともいう)であり、弁室VS内の流体は、弁通孔27、中間室221及び排出側流路を介して膨張弁外に排出される。 The valve body 2 includes a first flow path 21, a second flow path 22, an intermediate chamber 221, and a return flow path 23 in addition to the valve chamber VS. The first flow path 21 is a supply side flow path, and a refrigerant (also referred to as fluid) is supplied to the valve chamber VS via the supply side flow path. The second flow path 22 is a discharge side flow path (also referred to as an outlet side flow path), and the fluid in the valve chamber VS is discharged to the outside of the expansion valve via the valve passage hole 27, the intermediate chamber 221, and the discharge side flow path. be done.

第1流路21と弁室VSとの間は、第1流路21より小径の接続路21aにより連通している。弁室VSと中間室221との間は、弁座20及び弁通孔27を介して連通している。 The first flow path 21 and the valve chamber VS communicate with each other through a connecting path 21a having a smaller diameter than the first flow path 21. The valve chamber VS and the intermediate chamber 221 communicate with each other via the valve seat 20 and the valve passage hole 27.

中間室221の上方に形成された作動棒挿通孔28は、作動棒5をガイドする機能を有し、作動棒挿通孔28の上方に形成された環状凹部29は、リングばね6を収容する機能を有する。リングばね6は、作動棒5の外周に複数のばね片を当接させて、所定の付勢力を付与するものである。 The actuating rod insertion hole 28 formed above the intermediate chamber 221 has the function of guiding the actuating rod 5, and the annular recess 29 formed above the actuating rod insertion hole 28 has the function of accommodating the ring spring 6. has. The ring spring 6 has a plurality of spring pieces brought into contact with the outer periphery of the actuating rod 5 to apply a predetermined biasing force.

弁体3は弁室VS内に配置される。弁体3が弁本体2の弁座20に着座しているとき、弁通孔27の冷媒の流れが制限される。この状態を非連通状態という。ただし、弁体3が弁座20に着座した場合でも、制限された量の冷媒を流すこともある。一方、弁体3が弁座20から離間しているとき、弁通孔27を通過する冷媒の流れが増大する。この状態を連通状態という。 The valve body 3 is arranged within the valve chamber VS. When the valve body 3 is seated on the valve seat 20 of the valve body 2, the flow of refrigerant through the valve passage hole 27 is restricted. This state is called a non-communication state. However, even when the valve body 3 is seated on the valve seat 20, a limited amount of refrigerant may flow. On the other hand, when the valve body 3 is spaced apart from the valve seat 20, the flow of refrigerant passing through the valve passage hole 27 increases. This state is called a communication state.

作動棒5は、弁通孔27に所定の隙間を持って挿通されている。作動棒5の下端は、弁体3の上面に接触している。作動棒5の上端は、後述するストッパ部材84の嵌合孔84cに嵌合している。 The actuating rod 5 is inserted into the valve passage hole 27 with a predetermined gap. The lower end of the actuating rod 5 is in contact with the upper surface of the valve body 3. The upper end of the actuating rod 5 is fitted into a fitting hole 84c of a stopper member 84, which will be described later.

作動棒5は、付勢装置4による付勢力に抗して弁体3を開弁方向に押圧することができる。作動棒5が下方向に移動するとき、弁体3は、弁座20から離間し、膨張弁1が開状態となる。 The actuating rod 5 can press the valve body 3 in the valve opening direction against the urging force of the urging device 4. When the actuating rod 5 moves downward, the valve body 3 separates from the valve seat 20, and the expansion valve 1 becomes open.

付勢装置4は、断面円形の線材を螺旋状に巻いたコイルばね41と、弁体サポート42と、ばね受け部材43とを有する。 The biasing device 4 includes a coil spring 41 made of a wire rod having a circular cross section wound helically, a valve body support 42, and a spring receiving member 43.

弁体サポート42は、コイルばね41の上端に取り付けられており、その上面には球状の弁体3が溶接され、両者は一体となっている。 The valve body support 42 is attached to the upper end of the coil spring 41, and the spherical valve body 3 is welded to the upper surface of the valve body support 42, so that the two are integrated.

コイルばね41の下端を支持するばね受け部材43は、弁本体2に対して螺合可能となっていて、弁室VSを密封する機能と、コイルばね41の付勢力を調整する機能とを有する。 The spring receiving member 43 that supports the lower end of the coil spring 41 can be screwed onto the valve body 2, and has the function of sealing the valve chamber VS and the function of adjusting the biasing force of the coil spring 41. .

次に、パワーエレメント8について説明する。図2に示すように、パワーエレメント8は、栓81と、上蓋部材82と、ダイアフラム83と、受け部材86と、ストッパ部材84とを有する。 Next, the power element 8 will be explained. As shown in FIG. 2, the power element 8 includes a plug 81, an upper lid member 82, a diaphragm 83, a receiving member 86, and a stopper member 84.

略円錐形状の上蓋部材82の頂部には開口82aが形成され、栓81により封止可能となっている。 An opening 82 a is formed at the top of the substantially conical upper lid member 82 and can be sealed with a plug 81 .

ダイアフラム83は、同心円の凹凸形状を複数個形成した薄い金属(たとえばSUS)製の板材からなり、上蓋部材82及び受け部材86の外径とほぼ同じ外径を有する。 The diaphragm 83 is made of a thin metal (for example, SUS) plate material with a plurality of concentric concave and convex shapes formed thereon, and has an outer diameter that is approximately the same as the outer diameter of the upper cover member 82 and the receiving member 86 .

受け部材86は、上蓋部材82の外径とほぼ同じ外径を持つ第1環状フランジ部86aと、第1環状フランジ部86aの内周に連設された第1円筒部86bと、第1円筒部86bの下端に連設され径方向内方に向かう第2環状フランジ部86cと、第2環状フランジ部86cの内周に連設された第2円筒部86dとを有している。第2円筒部86dの下端側外周には、雄ねじ部86eが形成されている。 The receiving member 86 includes a first annular flange portion 86a having an outer diameter approximately the same as the outer diameter of the upper lid member 82, a first cylindrical portion 86b continuous to the inner circumference of the first annular flange portion 86a, and a first cylindrical portion 86b. It has a second annular flange part 86c connected to the lower end of the part 86b and directed radially inward, and a second cylindrical part 86d connected to the inner periphery of the second annular flange part 86c. A male threaded portion 86e is formed on the outer periphery of the lower end of the second cylindrical portion 86d.

ここで、受け部材86の製造方法を説明する。まず金属製の板材をプレス成形することによって、第1環状フランジ部86aと、第1円筒部86bと、第2環状フランジ部86cと、第2円筒部86dとを形成する。プレス形成後においては、互いに直交する方向に延在する第2環状フランジ部86cと第2円筒部86dとの境界部に、図3に点線で示すように断面円弧状(上方に向かうにつれて拡径するテーパ形状)の遷移部TFが生じるが、これがシールの密封性を低下させるおそれがある。 Here, a method of manufacturing the receiving member 86 will be explained. First, a first annular flange portion 86a, a first cylindrical portion 86b, a second annular flange portion 86c, and a second cylindrical portion 86d are formed by press-molding a metal plate material. After press forming, the boundary between the second annular flange part 86c and the second cylindrical part 86d, which extend in directions perpendicular to each other, has an arcuate cross section (with a diameter increasing upward) as shown by the dotted line in FIG. A transition portion TF (tapered shape) occurs, which may reduce the hermeticity of the seal.

より具体的に説明すると、まず弁体3の制御性の悪化を抑制するためには、第2円筒部86dの内径を大きく確保する必要があるため、パワーエレメント8を小型化しない方針とする。かかる場合において、膨張弁1全体の小型化を図るために弁本体2を小型化すると、弁本体2の上端面の面積が小さくなる。このような弁本体2に、遷移部TFが生じたパワーエレメント8を取り付けると、受け部材86と、弁本体2のシール凹部2cとの間に形成されるシールスペースSP(図2)の容積が、遷移部TFにより制限されることとなる。そのため、シールスペースSP内に収容されるリング状のシール(パッキンともいう)SLの充填率が100%を超えてしまい、シールSLがはみ出すおそれがある。これを阻止するために断面が小さなシールSLを採用すると、シールSLの密封性が低下し、またシールSLの耐久性も低下するおそれがある。 To explain more specifically, first, in order to suppress deterioration of controllability of the valve body 3, it is necessary to ensure a large inner diameter of the second cylindrical portion 86d, so the policy is not to downsize the power element 8. In such a case, when the valve body 2 is downsized in order to downsize the entire expansion valve 1, the area of the upper end surface of the valve body 2 becomes smaller. When the power element 8 with the transition portion TF is attached to such a valve body 2, the volume of the seal space SP (FIG. 2) formed between the receiving member 86 and the seal recess 2c of the valve body 2 increases. , and will be limited by the transition part TF. Therefore, the filling rate of the ring-shaped seal (also referred to as packing) SL accommodated in the seal space SP may exceed 100%, and the seal SL may protrude. If a seal SL with a small cross section is employed to prevent this, there is a risk that the sealing performance of the seal SL will decrease and the durability of the seal SL will also decrease.

そこで本実施形態では、プレス成形後において、第2環状フランジ部86cに隣接する第2円筒部86dに機械加工を施して、遷移部TFを除去している。より具体的には、チャックにより受け部材86を把持し、軸線L回りに回転させつつ、切削工具を径方向から第2環状フランジ部86cに沿って接近させ、シール凹部2cの径方向内側において、遷移部TFを切削加工して軸線Lに平行な円筒面を形成するとともに、第2環状フランジ部86cの平坦な下面を拡張する。またチャックから分離せずに、第2円筒部86dの外周に切削加工等で雄ねじ部86eを形成する。なお、切削加工後においても、切削工具のすくい面の微細なR形状が、第2環状フランジ部86cと第2円筒部86dとの境界部に転写されてしまうが、かかるR形状はプレス加工により形成される遷移部TFよりも格段に小さいため、シールスペースSPの容積をほとんど制限しない。 Therefore, in this embodiment, after press molding, the second cylindrical portion 86d adjacent to the second annular flange portion 86c is machined to remove the transition portion TF. More specifically, while gripping the receiving member 86 with a chuck and rotating it around the axis L, a cutting tool is approached from the radial direction along the second annular flange portion 86c, and on the radially inner side of the seal recess 2c, The transition portion TF is cut to form a cylindrical surface parallel to the axis L, and the flat lower surface of the second annular flange portion 86c is expanded. Further, without separating from the chuck, a male threaded portion 86e is formed on the outer periphery of the second cylindrical portion 86d by cutting or the like. Note that even after the cutting process, the fine R shape of the rake face of the cutting tool is transferred to the boundary between the second annular flange part 86c and the second cylindrical part 86d. Since it is much smaller than the transition portion TF to be formed, it hardly limits the volume of the seal space SP.

本実施の形態によれば、第2円筒部86dにおいて、第2環状フランジ部86cと雄ねじ部86eとの間が、切削加工された円筒面となるため、受け部材86と、弁本体2のシール凹部2cとの間に形成されるシールスペースSPを大きく確保することができる。したがって、比較的断面(ここでは矩形断面)が大きいシールSLを採用することができ、シールの密封性や耐久性を向上させることができる。 According to this embodiment, in the second cylindrical portion 86d, there is a cut cylindrical surface between the second annular flange portion 86c and the male threaded portion 86e, so that the receiving member 86 and the valve body 2 are sealed. It is possible to secure a large seal space SP formed between the concave portion 2c and the concave portion 2c. Therefore, a seal SL having a relatively large cross section (here, a rectangular cross section) can be employed, and the sealing performance and durability of the seal can be improved.

ストッパ部材84は、ダイアフラム83に対向する円盤部84aと、円盤部84aの下方に連設された円筒状の本体84bと、本体84bの下面中央に形成された袋穴状の嵌合孔84cとを有する。円盤部84aの下面外周は、第2環状フランジ部86cの上面により支持される。 The stopper member 84 includes a disk portion 84a facing the diaphragm 83, a cylindrical main body 84b connected below the disk portion 84a, and a blind hole-shaped fitting hole 84c formed at the center of the lower surface of the main body 84b. has. The outer periphery of the lower surface of the disk portion 84a is supported by the upper surface of the second annular flange portion 86c.

パワーエレメント8の組み立て手順を説明する。ダイアフラム83と受け部材86との間にストッパ部材84を配置しつつ、上蓋部材82と、ダイアフラム83と、受け部材86のそれぞれ外周部を重ね合わせ、当該外周部を例えばTIG溶接やレーザ溶接、プラズマ溶接等により周溶接して一体化する。 The procedure for assembling the power element 8 will be explained. While disposing the stopper member 84 between the diaphragm 83 and the receiving member 86, the outer peripheral portions of the upper lid member 82, the diaphragm 83, and the receiving member 86 are overlapped, and the outer peripheral portions are welded by, for example, TIG welding, laser welding, or plasma welding. Integrate by welding the circumference by welding, etc.

続いて、上蓋部材82に形成された開口82aから、上蓋部材82とダイアフラム83とで囲われる空間(圧力作動室POという)内に作動ガスを封入した後、開口82aを栓81で封止し、更にプロジェクション溶接等を用いて、栓81を上蓋部材82に固定する。 Subsequently, a working gas is sealed into a space (referred to as a pressure operating chamber PO) surrounded by the upper lid member 82 and the diaphragm 83 through an opening 82a formed in the upper lid member 82, and then the opening 82a is sealed with the stopper 81. Furthermore, the stopper 81 is fixed to the upper lid member 82 using projection welding or the like.

このとき、圧力作動室POに封入された作動ガスにより、ダイアフラム83は受け部材86側に張り出す形で圧力を受けるため、ダイアフラム83と受け部材86とで囲われる下部空間LSに配置されたストッパ部材84の上面と当接して支持される。 At this time, the diaphragm 83 receives pressure from the working gas sealed in the pressure working chamber PO in a manner that it protrudes toward the receiving member 86. Therefore, a stopper disposed in the lower space LS surrounded by the diaphragm 83 and the receiving member 86 It is supported in contact with the upper surface of the member 84.

以上のようにアッセンブリ化したパワーエレメント8を、弁本体2に組み付けるときは、受け部材86の第2円筒部86dの下端外周に設けた雄ねじ部86eを、弁本体2の戻り流路23に連通する凹部2aの内周に形成した雌ねじ2bに螺合させる。雄ねじ部86eを雌ねじ2bに対して螺進させてゆくと、受け部材86の下端が弁本体2の上端面に当接する。これによりパワーエレメント8を弁本体2に固定できる。 When assembling the power element 8 assembled as described above to the valve body 2, the male threaded portion 86e provided on the outer periphery of the lower end of the second cylindrical portion 86d of the receiving member 86 is connected to the return passage 23 of the valve body 2. It is screwed into a female thread 2b formed on the inner periphery of a recess 2a. When the male threaded portion 86e is screwed into the female thread 2b, the lower end of the receiving member 86 comes into contact with the upper end surface of the valve body 2. This allows the power element 8 to be fixed to the valve body 2.

このとき、パワーエレメント8と弁本体2との間のシールスペースSPに介装されたシールSLが、弁本体2にパワーエレメント8を取り付けた際の凹部2aからの冷媒のリークを防止する。かかる状態で、パワーエレメント8の下部空間LSは戻り流路23と連通し、すなわち同じ内圧となる。 At this time, the seal SL interposed in the seal space SP between the power element 8 and the valve body 2 prevents refrigerant from leaking from the recess 2a when the power element 8 is attached to the valve body 2. In this state, the lower space LS of the power element 8 communicates with the return flow path 23, that is, has the same internal pressure.

(膨張弁の動作)
図1を参照して、膨張弁1の動作例について説明する。コンプレッサ101で加圧された冷媒は、コンデンサ102で液化され、膨張弁1に送られる。また、膨張弁1で断熱膨張された冷媒はエバポレータ104に送り出され、エバポレータ104で、エバポレータの周囲を流れる空気と熱交換される。エバポレータ104から戻る冷媒は、膨張弁1(より具体的には、戻り流路23)を通ってコンプレッサ101側へ戻される。このとき、エバポレータ104を通過することで、第2流路22内の流体圧は、戻り流路23の流体圧より大きくなる。
(Operation of expansion valve)
An example of the operation of the expansion valve 1 will be described with reference to FIG. The refrigerant pressurized by the compressor 101 is liquefied by the condenser 102 and sent to the expansion valve 1. Further, the refrigerant that has been adiabatically expanded by the expansion valve 1 is sent to the evaporator 104, where it exchanges heat with the air flowing around the evaporator. The refrigerant returning from the evaporator 104 passes through the expansion valve 1 (more specifically, the return passage 23) and is returned to the compressor 101 side. At this time, by passing through the evaporator 104, the fluid pressure in the second flow path 22 becomes greater than the fluid pressure in the return flow path 23.

膨張弁1には、コンデンサ102から高圧冷媒が供給される。より具体的には、コンデンサ102からの高圧冷媒は、第1流路21を介して弁室VSに供給される。 High-pressure refrigerant is supplied to the expansion valve 1 from a condenser 102 . More specifically, the high-pressure refrigerant from the condenser 102 is supplied to the valve chamber VS via the first flow path 21.

弁体3が、弁座20に着座しているとき(非連通状態のとき)には、弁室VSから弁通孔27、中間室221及び第2流路22を通ってエバポレータ104へ送り出される冷媒の流量が制限される。他方、弁体3が、弁座20から離間しているとき(連通状態のとき)には、弁室VSから弁通孔27、中間室221及び第2流路22を通って、エバポレータ104へ送り出される冷媒の流量が増大する。膨張弁1の閉状態と開状態との間の切り換えは、ストッパ部材84を介してパワーエレメント8に接続された作動棒5によって行われる。 When the valve body 3 is seated on the valve seat 20 (in a non-communicating state), it is sent from the valve chamber VS to the evaporator 104 through the valve passage hole 27, the intermediate chamber 221, and the second flow path 22. Refrigerant flow is restricted. On the other hand, when the valve body 3 is separated from the valve seat 20 (in the communicating state), water flows from the valve chamber VS to the evaporator 104 through the valve passage hole 27, the intermediate chamber 221, and the second flow path 22. The flow rate of refrigerant delivered increases. Switching of the expansion valve 1 between the closed state and the open state is performed by the actuation rod 5 connected to the power element 8 via the stopper member 84.

図1において、パワーエレメント8の内部には、ダイアフラム83により仕切られた圧力作動室POと下部空間LSとが設けられている。このため、圧力作動室PO内の作動ガスが液化されると、ダイアフラム83とストッパ部材84が上昇するため、コイルばね41の付勢力に応じて作動棒5は上方向に移動する。一方、液化された作動ガスが気化されると、ダイアフラム83とストッパ部材84が下方に押圧されるため、作動棒5は下方向に移動する。こうして、膨張弁1の開状態と閉状態との間の切り換えが行われる。 In FIG. 1, the power element 8 is provided with a pressure operating chamber PO and a lower space LS partitioned by a diaphragm 83. Therefore, when the working gas in the pressure working chamber PO is liquefied, the diaphragm 83 and the stopper member 84 rise, and the working rod 5 moves upward according to the biasing force of the coil spring 41. On the other hand, when the liquefied working gas is vaporized, the diaphragm 83 and the stopper member 84 are pressed downward, so the operating rod 5 moves downward. In this way, the expansion valve 1 is switched between the open state and the closed state.

更に、パワーエレメント8の下部空間LSは、戻り流路23と連通している。このため、戻り流路23を流れる冷媒の温度・圧力に応じて、圧力作動室PO内の作動ガスの体積が変化し、作動棒5が駆動される。換言すれば、図1に記載の膨張弁1では、エバポレータ104から膨張弁1に戻る冷媒の温度・圧力に応じて、膨張弁1からエバポレータ104に向けて供給される冷媒の量が自動的に調整される。 Furthermore, the lower space LS of the power element 8 communicates with the return flow path 23. Therefore, the volume of the working gas in the pressure working chamber PO changes depending on the temperature and pressure of the refrigerant flowing through the return passage 23, and the working rod 5 is driven. In other words, in the expansion valve 1 shown in FIG. be adjusted.

本実施の形態によれば、パワーエレメント8を小型化しないことから、受け部材86の内径を変更する必要がなく、戻り流路23から下部空間LSに流れ込む冷媒の流れも変化しないため、弁体3の制御性の悪化を抑制することができる。なお、制御性の悪化とは、目標値に対して実際の値が大きく超過することや、目標値に対して実際の値が上下に振れることを言う。 According to this embodiment, since the power element 8 is not downsized, there is no need to change the inner diameter of the receiving member 86, and the flow of the refrigerant flowing into the lower space LS from the return passage 23 does not change. It is possible to suppress the deterioration of the controllability of No. 3. Note that deterioration in controllability means that the actual value greatly exceeds the target value or that the actual value fluctuates upward or downward relative to the target value.

(第2実施形態)
図4は、第2の実施形態にかかる膨張弁のパワーエレメント近傍を拡大して示す断面図である。図5は、本実施形態のパワーエレメント8Aを単体で示す断面図である。本実施形態は、上述の実施形態に対してパワーエレメント8Aの受け部材86Aの形状のみが異なる。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様であるため、同じ符号を付して重複説明を省略する。
(Second embodiment)
FIG. 4 is an enlarged sectional view showing the vicinity of the power element of the expansion valve according to the second embodiment. FIG. 5 is a sectional view showing the power element 8A of this embodiment alone. This embodiment differs from the above-described embodiment only in the shape of the receiving member 86A of the power element 8A. Since the other configurations are the same as those of the embodiment described above, the same reference numerals are given and redundant explanation will be omitted.

受け部材86Aの製造方法を説明する。上述した実施形態と同様に、金属製の板材をプレス成形することによって、第1環状フランジ部86Aaと、第1円筒部86Abと、第2環状フランジ部86Acと、第2円筒部86Adとを形成する。 A method of manufacturing the receiving member 86A will be explained. Similar to the embodiment described above, the first annular flange portion 86Aa, the first cylindrical portion 86Ab, the second annular flange portion 86Ac, and the second cylindrical portion 86Ad are formed by press-molding a metal plate material. do.

さらに、プレス成形後において、互いに直交する方向に延在する第2環状フランジ部86Acと第2円筒部86Adとの境界部に切削加工を施して、縮径部86Afを形成する。縮径部86Afの外径は、雄ねじ部86Aeのねじ外径よりも小さくなっている。 Further, after press forming, cutting is performed on the boundary between the second annular flange portion 86Ac and the second cylindrical portion 86Ad, which extend in directions orthogonal to each other, to form a reduced diameter portion 86Af. The outer diameter of the reduced diameter portion 86Af is smaller than the thread outer diameter of the male threaded portion 86Ae.

本実施の形態によれば、第2環状フランジ部86Acと雄ねじ部86Aeとの間に、縮径部86Afを形成することによって、受け部材86Aと、弁本体2のシール凹部2cとの間に形成されるシールスペースSPをさらに大きく確保することができる。したがって、断面がより大きなシールSLを採用することができ、シールの密封性や耐久性を向上させることができる。 According to this embodiment, by forming the reduced diameter portion 86Af between the second annular flange portion 86Ac and the male threaded portion 86Ae, the reduced diameter portion 86Af is formed between the receiving member 86A and the seal recess 2c of the valve body 2. It is possible to secure an even larger seal space SP. Therefore, it is possible to employ a seal SL having a larger cross section, and the sealing performance and durability of the seal can be improved.

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されない。本発明の範囲内において、上述の実施形態の任意の構成要素の変形が可能である。また、上述の実施形態において任意の構成要素の追加または省略が可能である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments. Variations in any of the components of the embodiments described above are possible within the scope of the invention. Moreover, any component can be added or omitted in the embodiments described above.

1 :膨張弁
2 :弁本体
3 :弁体
4 :付勢装置
5 :作動棒
6 :リングばね
8、8A :パワーエレメント
20 :弁座
21 :第1流路
22 :第2流路
23 :戻り流路
27 :弁通孔
41 :コイルばね
42 :弁体サポート
43 :ばね受け部材
100 :冷媒循環システム
101 :コンプレッサ
102 :コンデンサ
104 :エバポレータ
VS :弁室

1: Expansion valve 2: Valve body 3: Valve body 4: Biasing device 5: Operating rod 6: Ring springs 8, 8A: Power element 20: Valve seat 21: First flow path 22: Second flow path 23: Return Flow path 27: Valve hole 41: Coil spring 42: Valve body support 43: Spring receiving member 100: Refrigerant circulation system 101: Compressor 102: Condenser 104: Evaporator VS: Valve chamber

Claims (7)

上蓋部材、受け部材、及び前記上蓋部材と前記受け部材との間に挟まれるダイアフラムを含むパワーエレメントであって、
前記受け部材はプレス加工により形成されており、円筒部と、前記円筒部に隣接し前記円筒部の外周方向に延設された環状フランジ部とを有し、
前記円筒部は雄ねじ部を備え、前記円筒部のうち前記環状フランジ部に隣接する部位に、前記雄ねじ部よりも外径が小さな縮径部を形成するように切削加工が施されている、
ことを特徴とするパワーエレメント。
A power element including an upper lid member, a receiving member, and a diaphragm sandwiched between the upper lid member and the receiving member,
The receiving member is formed by press working, and has a cylindrical part and an annular flange part adjacent to the cylindrical part and extending in an outer circumferential direction of the cylindrical part,
The cylindrical portion includes a male threaded portion, and a portion of the cylindrical portion adjacent to the annular flange portion is cut to form a reduced diameter portion having an outer diameter smaller than the male threaded portion .
A power element characterized by:
上蓋部材、受け部材、及び前記上蓋部材と前記受け部材との間に挟まれるダイアフラムを含むパワーエレメントであって、
前記受け部材はプレス加工により形成されており、円筒部と、前記円筒部に隣接し前記円筒部の外周方向に延設された環状フランジ部とを有し、
前記パワーエレメントは、弁本体に取り付け可能であり、
前記環状フランジ部に対向して、前記弁本体にシール凹部が形成されており、
前記円筒部のうち前記環状フランジ部に隣接する部位であって前記シール凹部と径方向に並ぶ部位に切削加工が施されている、
ことを特徴とするパワーエレメント。
A power element including an upper lid member, a receiving member, and a diaphragm sandwiched between the upper lid member and the receiving member,
The receiving member is formed by press working, and has a cylindrical part and an annular flange part adjacent to the cylindrical part and extending in an outer circumferential direction of the cylindrical part,
The power element is attachable to the valve body,
A seal recess is formed in the valve body opposite to the annular flange,
A cutting process is performed on a portion of the cylindrical portion adjacent to the annular flange portion and radially aligned with the seal recess;
A power element characterized by:
前記円筒部に雄ねじ部を備える、the cylindrical portion includes a male threaded portion;
ことを特徴とする請求項2に記載のパワーエレメント。The power element according to claim 2, characterized in that:
前記切削加工は、前記環状フランジ部と前記雄ねじ部との間の範囲に施される、The cutting process is performed in a range between the annular flange part and the male thread part,
ことを特徴とする請求項1又は3に記載のパワーエレメント。The power element according to claim 1 or 3, characterized in that:
前記円筒部には、前記パワーエレメントの軸線に平行に切削加工が施されている、
ことを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載のパワーエレメント。
The cylindrical portion is machined in parallel to the axis of the power element.
The power element according to any one of claims 1 to 4, characterized in that:
前記円筒部と前記環状フランジ部とは、プレス成形により折り曲げられている、
ことを特徴とする請求項1~のいずれか一項に記載のパワーエレメント。
The cylindrical portion and the annular flange portion are bent by press molding,
The power element according to any one of claims 1 to 5 , characterized in that:
請求項1~のいずれか一項に記載のパワーエレメントを有することを特徴とする膨張弁。 An expansion valve comprising the power element according to any one of claims 1 to 6 .
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