温度式膨胀阀、以及具备温度式膨胀阀的冷冻循环系统的制作方法

本发明涉及温度式膨胀阀、以及具备温度式膨胀阀的冷冻循环系统。

背景技术：

在搭载于车辆的冷冻循环系统中，使用根据从蒸发器的出口排出的制冷剂的温度变化来控制制冷剂的通过量的温度式膨胀阀。这种温度式膨胀阀例如如专利文献1所示，构成为包括：铝合金制的阀主体；以及阀芯机构驱动单元，其安装于阀主体的上部，根据通过后述的阀主体内的返回通路的制冷剂的温度变化来使后述的阀芯机构驱动(在专利文献1中称为动力元件)。

阀主体具备：供给来自冷凝器的高压的制冷剂的入口端口以及阀室；与阀室内的阀孔(节流孔)以及出口端口连通，且朝向蒸发器的入口排出通过直径比出口端口小的部分(狭窄部)后的制冷剂的出口端口；供给从蒸发器的出口排出的制冷剂且在通过后使其返回压缩机的返回通路；以及对通过上述的阀孔的制冷剂的流量进行控制的阀芯机构。

在阀室内设有螺旋弹簧，该螺旋弹簧向关闭阀座(阀孔的一方开口端周缘)的阀孔的方向对紧固于支撑部件的阀芯进行施力。

阀芯机构由阀芯和阀杆构成，该阀芯对配置于阀座的阀孔的一方开口端进行开闭，该阀杆的一端插入上述阀孔且与阀芯抵接，另一端与后述的阀芯机构驱动单元的限位部件的承接部抵接。阀杆以横穿上述的返回通路以及上述狭窄部的方式朝向阀室内的阀芯延伸。返回通路形成于阀芯机构驱动单元的正下方的位置，且形成于阀主体的出口端口以及入口端口与阀芯机构驱动单元之间。返回通路的截面积比出口端口的截面积大。

阀芯机构驱动单元具备：分隔由上盖部件以及承接部件形成的封闭空间的膜片；形成于膜片与上盖部件之间且封入有工作气体的压力工作室；以及能够移动地支撑于承接部件内的限位部件。

在这样的结构中，在来自冷凝器的高压的制冷剂被供给至阀主体的入口端口，且通过阀室、阀室内的阀孔以及狭窄部的情况下，当从蒸发器的出口排出的制冷剂通过阀主体的返回通路时，该制冷剂的一部分通过开口而流入到膜片的下表面侧，由此压力工作室内的压力与制冷剂的温度变化相应地变化，因此膜片经由阀杆使阀芯相对于阀座接近或者分离。由此，基于从蒸发器的出口排出的制冷剂的温度变化来控制利用温度式膨胀阀的节流孔减压的制冷剂的流量。

现有技术文文献

专利文献

专利文献1：日本特开2018－25331号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

在上述那样的温度式膨胀阀配置在车辆的发动机室内的情况下，要求温度式膨胀阀的小型化。除此以外，在以蒸发器的过热度成为目标值的方式进行控制温度式膨胀阀的节流孔的开度的过热度控制的情况下，希望温度式膨胀阀具备更准确地检测蒸发器的出口的制冷剂的温度变化的功能。

然而，专利文献1所示的温度式膨胀阀由于在阀主体内部设有具有比出口端口的截面积大的截面积的返回通路，因此导致温度式膨胀阀的阀主体的大型化。

考虑以上的问题点，本发明的目的在于提供一种温度式膨胀阀、以及具备该温度式膨胀阀冷冻循环系统，在温度式膨胀阀、以及具备该温度式膨胀阀的冷冻循环系统中，能够实现温度式膨胀阀的阀主体的小型化，而且能够更准确地检测蒸发器的出口的制冷剂的温度变化。

用于解决课题的方案

为了实现上述的目的，本发明的温度式膨胀阀的特征在于，具备：阀主体，其配置在向蒸发器供给制冷剂的配管，且具有引导该制冷剂的流路；阀芯机构部，其能够相对于形成在流路的阀座的阀口接近或者分离地配置在阀主体，并控制阀口的开口面积；以及阀芯机构驱动单元，其配置在阀主体的从流路分离的端部，根据由膜片以及外部轮廓部件形成的工作压力室内的压力并经由与膜片连结的连结销来使阀芯机构驱动，阀芯机构驱动单元的外部轮廓部件具有感温部，该感温部使来自与蒸发器的出口连接的配管的外周部、或者蒸发器的出口周边部的热传导至工作压力室内。

优选感温部的热阻值比外部轮廓部件的其它部分的热阻值小。该情况下，优选感温部的厚度比外部轮廓部件的其它部分的厚度小，或者，优选感温部的导热系数比外部轮廓部件的其它部分的导热系数大。

优选阀芯机构驱动单元还具备施力弹簧，该施力弹簧将连结销向膜片施力。

本发明的冷冻循环系统的特征在于，具备蒸发器、压缩机、以及冷凝器，上述的温度式膨胀阀设置于配管，该配管配置在冷凝器的出口与蒸发器的入口之间。

发明的效果如下。

根据本发明的温度式膨胀阀、以及具备该温度式膨胀阀的冷冻循环系统，具备阀芯机构驱动单元，该阀芯机构驱动单元配置在阀主体的从流路的分离的端部，根据由膜片以及外部轮廓部件形成的工作压力室内的压力并经由与膜片连结的连结销来使阀芯机构驱动，阀芯机构驱动单元的外部轮廓部件具有感温部，该感温部使来自与蒸发器的出口连接的配管的外周部、或者蒸发器的出口周边部的热传导至工作压力室内，从而例如在阀主体不需要返回通路，因此能够实现温度式膨胀阀的阀主体的小型化，而且能够更准确地检测蒸发器的出口的制冷剂的温度变化。

附图说明

图1是表示本发明的温度式膨胀阀的第一实施例的外观的立体图。

图2是与配管的一部分一起表示的图1所示的例子中的左侧视图。

图3是与配管的一部一起沿图1中的iii－iii线示出的剖视图。

图4是表示本发明的温度式膨胀阀的第二实施例的结构的剖视图。

图5是表示本发明的温度式膨胀阀的第三实施例的结构的剖视图。

图6是表示图5所示的例子中的变形例的结构的剖视图。

图7是概略地表示本发明的温度式膨胀阀的各实施例所应用的冷冻循环系统的结构的图。

图中：

6—蒸发器，10—阀主体，10p—阀口，10in—入口端口，10out—出口端口，12、42、52、62—阀芯机构驱动单元，12a、42a、52a、62a—工作压力室，14、44、54、64—上盖，14r、54r、64r—凹部，16—下盖，18—膜片，du4—配管。

具体实施方式

图1表示本发明的温度式膨胀阀的第一实施例的外观。

例如，如图7所示，具备后述的阀主体10以及阀芯机构驱动单元12的温度式膨胀阀配置在搭载于车辆的冷冻循环系统的配管中的冷凝器4的出口与蒸发器6的入口之间。温度式膨胀阀在阀主体10的入口端口10in与铝合金制的一次侧配管du2连接，在制冷剂流出的阀主体10的出口端口10out(参照图3)与铝合金制的二次侧配管du3连接。一次侧配管du2连接冷凝器4的出口和温度式膨胀阀的阀主体10，二次侧配管du3连接蒸发器6的入口和温度式膨胀阀的阀主体10的出口端口10out。在蒸发器6的出口与冷凝器4的入口之间，经由配管du4以及du1连接有压缩机2。配管du4的一端经由温度式膨胀阀的阀芯机构驱动单元12而与压缩机2的吸入口连接。与压缩机2的喷出口连接的配管du1的一端连接于冷凝器4的入口。压缩机2由省略了图示的控制部驱动控制。由此，冷冻循环系统中的制冷剂例如沿图7所示的箭头循环。

在图1中，温度式膨胀阀构成为包括以下各部件作为主要的要素：与一次侧配管du2及二次侧配管du3连接的阀主体10；以及安装于阀主体10的上部且使阀主体10内的阀芯机构驱动的阀芯机构驱动单元12。

阀主体10例如由铝合金制成长方体形状(铝块)。如图2以及图3所示，在阀主体10中的相互面对的两端面10a及10b分别形成有与一次侧配管du2连接的入口端口10in、以及与二次侧配管du3连接的出口端口10out。在端面10a及10b中的与入口端口10in以及出口端口10out相邻的位置，形成有安装用内螺纹孔10fma及10fmb。入口端口10in经由连通孔10c而与阀芯容纳室10r连通。阀芯容纳室10r经由引导孔而与螺旋弹簧容纳部10d连通。阀芯容纳室10r、后述的引导孔、以及螺旋弹簧容纳部10d沿阀主体10的中心轴线形成在同心上。在阀芯容纳室10r，能够移动地配置有具有圆锥台状的尖细部的圆筒状的阀芯30v。阀芯30v的尖细部经由向阀芯容纳室10r开口的阀口10p而与后述的连结销28的圆柱状的细的前端部抵接。在阀芯30v的内周部压入有弹簧销30。阀芯30v具有使弹簧销30的内周部与阀芯容纳室10r连通的连通孔30c。通过使阀芯30v的尖细部的角度为锐角，从而与阀芯为球阀的情况相比较，控制性变得良好，并且，还能够减小每当压力变化时的节流通路的变化率。并且，在阀芯为球阀的情况下，流量特性决定为恒定的特性，但如果是尖细部的形状，则通过在中体改变锥形的角度还能够成为任意的流量特性。

阀芯容纳室10r经由阀口10p、以及中继流路10a而与出口端口10out连通。另外，中继流路10a通过孔10b、以及引导孔的内周部与后述的连结销28的外周部之间的间隙而与后述的内螺纹孔10ts连通。

在螺旋弹簧容纳部10d配设有：向使阀芯30v的尖细部接近阀口10p的方向、即关闭阀口10p的方向施力的螺旋弹簧36；以及调整螺旋弹簧36的作用力(复原力)的调整螺纹部件32。螺旋弹簧36的一端与阀芯30v的端部和弹簧销30的台阶部卡合，螺旋弹簧36的另一端与形成于调整螺纹部件32的内周部的凹部的底部抵接。调整螺纹部件32的下端部具有旋入形成于螺旋弹簧容纳部10d的开口端部的内周部的内螺纹部10fmc的外螺纹部32s。由此，外螺纹部32s克服螺旋弹簧36的作用力而相对于螺旋弹簧容纳部10d前进或者后退，由此调整螺旋弹簧36的作用力。另外，在形成于调整螺纹部件32的上端部的外周部的槽填装有与螺旋弹簧容纳部10d的内周面抵接的o型圈34。由此，螺旋弹簧容纳部10d的内部相对于外部被密封。

在阀主体10的上部的内螺纹孔10ts安装有阀芯机构驱动单元12。阀芯机构驱动单元12构成为包括：与连接于上述的蒸发器6的出口的配管du4的一部分外周部vd抵接且承接配管du4的圆形的上盖14；接合于上盖14的周缘且与上盖14协作来形成内部空间的下盖16；配置在上盖14与下盖16之间的内部空间的金属制的膜片18；以及经由压板22而连结于膜片18的面对下盖16的表面的连结销28。

上盖14例如由薄板金属材料通过冲压加工而成形，由与下盖16的周缘接合的接合部14b、承接配管du4的一部分的外周部vd的圆形的座部14t、以及连结座部14t和接合部14b的环状的连结部14c构成。在连结部14c的预定位置，连接有将封入到后述的工作压力室12a内的工作气体导入的导管20的一端。此外，导管20的另一端在工作气体被封入到工作压力室12a内之后被封闭。

座部14t具有凹部14r，该凹部14r具有与外周部vd的曲率半径对应的曲率半径。如图1所示，凹部14r在座部14t的半径方向上延伸。另外，形成凹部14r的薄板金属材料的厚度t1设定为比座部14t的其它部分、以及连结部14c的厚度t2薄。厚度t1及t2分别设定为例如0.5mm、1.0mm。由此，将来自配管du4的热传到工作压力室12a内的感温部由座部14t形成。因而，与外周部vd抵接的凹部14r的热阻值(＝壁厚/导热系数)比较小，因此提高从配管du4至工作压力室12a的热的导热效率。另外，同时，感温部以外的部分的壁厚比感温部厚，因此感温部难以受周围温度(设置温度式膨胀阀的环境气体温度)影响。

其结果，提高感温部的温度检测精度。另外，通过感温部设于阀芯机构驱动单元12，从而在阀主体10不需要专利文献1所记载的膨胀阀必需的返回通路，因此实现温度式膨胀阀的阀主体的小型化。并且，通过感温部设于上盖，从而在外周部vd与工作气体之间仅有上盖(的感温部)，因此导热效率不会降低。由阀芯机构驱动单元12中的上盖14以及后述的下盖16形成外部轮廓部。

分隔上盖14与下盖16之间的内部空间的膜片18的周缘由上盖14的接合部14b与下盖16的接合部16b夹持来焊接。由此，工作压力室12a由膜片18和上盖14的内周部包围而形成。

经由与膜片18的中央部抵接的压板22而连结的连结销28配置成其中心轴线相对于膜片18的受压面大致垂直。连结销28由固定于压板22的固定部、从固定部朝向中继流路10a突出并延伸的轴部、以及形成于轴部的一端的圆柱状的细的前端部构成。轴部能够滑动地配置在形成于内螺纹孔10ts的中央部的导向部的引导孔。圆柱状的细的前端部的直径设定为比轴部的直径小。圆柱状的细的前端部的一部分插入阀口10p内，并与阀芯30v的尖细部的端面抵接。

下盖16例如由薄板金属材料通过冲压加工而成形，由与上盖16的周缘接合的接合部16b、具有旋入内螺纹孔10ts的外螺纹部的圆筒状部、以及连结接合部16b和圆筒状部的环状的连结部构成。环状的连结部与阀主体10中的插入上部的槽的o型圈24抵接。由此，内螺纹孔10ts相对于外部被密封。

在下盖16的圆筒状部的内周部与导向部的外周部之间的环状部分设有施力弹簧26。施力弹簧26经由压板22对连结销28向膜片18施力。由此，抑制连结销28的振动，另外还能够防止部件彼此(连结销28、膜片18、阀芯30)的接触产生的异音。

图4表示本发明的温度式膨胀阀的第二实施例的结构。

在图3所示的例子的阀芯机构驱动单元12，承接配管du4的圆形的上盖14的座部14t成为感温部，与此相对，代替其，在图4所示的例子中，直接固定于蒸发器6的出口周边部的阀芯机构驱动单元42的上盖44的座部44a的平坦部44p成为感温部。此外，图4中，对于与图3所示的例子的构成要素相同的构成要素，标注同一符号，并省略其重复说明。

例如，如图7所示，具备阀主体10以及阀芯机构驱动单元42的温度式膨胀阀配置在搭载于车辆的冷冻循环系统的配管中的冷凝器4的出口与蒸发器6的入口之间。

温度式膨胀阀构成为包括以下各部件作为主要的要素：与一次侧配管du2以及二次侧配管du3连接的阀主体10；以及安装于阀主体10的上部且使阀主体10内的阀芯机构驱动的阀芯机构驱动单元42。

阀芯机构驱动单元42构成为包括：具有直接固定于蒸发器6的出口周边部的平坦的部分的平坦部44p的圆形的上盖44；接合于上盖44的周缘且与上盖44协作来形成内部空间的下盖16；配置于上盖44与下盖16之间的内部空间的金属制的膜片18；以及经由压板22连接于连结膜片18的面对下盖16的表面的连结销28。

上盖44例如由薄板金属材料通过冲压加工而成形，由与下盖16的周缘接合的接合部44b、具有固定于蒸发器6的出口周边部的平坦的部分的平坦部44p的圆形的座部44a、以及连结座部44a和接合部44b的环状的连结部44c构成。在连结部44c的预定位置，连接有将封入到工作压力室42a内的工作气体导入的导管的一端(未图示)。此外，导管的另一端在工作气体被封入到工作压力室42a内之后被封闭。座部44a具有圆形的平坦部44p。另外，形成平坦部44p的薄板金属材料的厚度t1设定为比连结部44c以及接合部44b的厚度t2薄。厚度t1及t2分别设定为例如0.5mm、1.0mm。由此，将来自蒸发器6的出口周边部的热传到工作压力室42a内的感温部由座部44a的平坦部44p形成。因而，平坦部44p的热阻值(＝壁厚/导热系数)比较小，因此提高从蒸发器6的出口周边部至工作压力室42a的热的导热效率。另外，同时，由于感温部以外的部分的壁厚比感温部厚，因此感温部难以受周围温度(设置温度式膨胀阀的环境气体温度)影响。

分隔上盖44与下盖16之间的内部空间的膜片18的周缘由上盖44的接合部44b与下盖16的接合部16b夹持来焊接。由此，工作压力室42a由膜片18和上盖44的内周部包围而形成。下盖16例如由薄板金属材料通过冲压加工而成形，由与上盖44的周缘接合的接合部16b、具有旋入内螺纹孔10ts的外螺纹部的圆筒状部、以及连结接合部16b和圆筒状部的环状的连结部构成。在下盖16的圆筒状部的内周部与导向部的外周部之间的环状部分设有施力弹簧26。施力弹簧26经由压板22对连结销28向膜片18施力。由此，抑制连结销28的振动，另外还能够防止部件彼此(连结销28、膜片18、阀芯30)的接触产生的异音。

图5表示本发明的温度式膨胀阀的第三实施例的结构。

在图3所示的例子中的阀芯机构驱动单元12，承接配管du4的由同一材质一体地成形的圆形的上盖14的座部14t成为感温部，与此相对，代替其，在图5所示的例子中，上盖54中，上盖54的座部54a的材质与上盖54的连结部54c以及接合部54b的材质不同。此外，图5中，对于与图3所示的例子中的构成要素相同的构成要素，标注同一符号并省略地重复说明。

例如，如图7所示，具备阀主体10以及阀芯机构驱动单元52的温度式膨胀阀配置在搭载于车辆的冷冻循环系统的配管中的冷凝器4的出口与蒸发器6的入口之间。

温度式膨胀阀构成为包括以下各部件作为主要的要素：与一次侧配管du2以及二次侧配管du3连接的阀主体10；以及安装于阀主体10的上部且使阀主体10内的阀芯机构驱动的阀芯机构驱动单元52。

阀芯机构驱动单元52构成为包括：与连接于上述的蒸发器6的出口的配管du4中的一部分的外周部vd抵接且承接配管du4的圆形的上盖54；接合于上盖54的周缘且与上盖54协作来形成内部空间的下盖16；配置在上盖54与下盖16之间的内部空间的金属制的膜片18；以及经由压板22连结于膜片18的面对下盖16的表面的连结销28。

上盖54由与下盖16的周缘接合的接合部54b、承接配管du4的圆形的座部54a、以及连结座部54a和接合部54b的环状的连结部54c构成。在连结部54c中的预定的位置，连接有将封入到后述的工作压力室52a内的工作气体导入的导管20的一端。此外，导管20的另一端在工作气体被封入到工作压力室52a内之后被封闭。座部54a例如由铜合金的薄板材料制成圆形，并具有凹部54r，该凹部54r具有与外周部vd的曲率半径对应的曲率半径。凹部54r在座部54a的半径方向上延伸。连结部54c以及接合部54b例如由不锈钢的薄板材料制成。由此，凹部54r的导热系数比连结部54c以及接合部54b的导热系数大。座部54a整个周缘焊接于连结部54c的整个周缘。由此，将来自配管du4的热传到工作压力室52a内的感温部由座部54a形成。因而，与外周部vd抵接的凹部54r的导热系数比连结部54c以及接合部54b的导热系数大，因此提高从配管du4至工作压力室52a的热的导热效率。另外，同时，由于感温部以外的部分的导热系数比感温部小，因此感温部难以受到周围温度(设置有温度式膨胀阀的环境气体温度)影响。

分隔上盖54与下盖16之间的内部空间的膜片18的周缘由上盖54的接合部54b与下盖16的接合部16b夹持来焊接。由此，工作压力室52a由膜片18和上盖54的内周部包围而形成。

在下盖16的圆筒状部的内周部与导向部的外周部之间的环状部分设有施力弹簧26。施力弹簧26经由压板22对连结销28向膜片18施力。由此，抑制连结销28的振动，另外还能够防止部件彼此(连结销28、膜片18、阀芯30)的接触产生的异音。

在上述的图5所示的例子中，座部54a的整个周缘焊接于连结部54c的整个周缘，但并不限于这样的例子，作为变形例，例如，如图6所示，阀芯机构驱动单元62的上盖64的承接配管du4的圆形的座部64a也可以通过硬钎焊而接合于连结部64c中的内周部的圆形的开口端周缘。此外，图6中，对于与图3所示的例子中的构成要素相同的构成要素，标注同一符号并省略其重复说明。

在图6中，温度式膨胀阀构成为包括以下各部件作为主要的要素：与一次侧配管du2以及二次侧配管du3连接的阀主体10；以及安装于阀主体10的上部且使阀主体10内的阀芯机构驱动的阀芯机构驱动单元62。

阀芯机构驱动单元62构成为包括：与连接于上述的蒸发器6的出口的配管du4中的一部分外周部vd抵接且承接配管du4的圆形的上盖64；接合于上盖64的周缘且与上盖64协作来形成内部空间的下盖16；配置在上盖64与下盖16之间的内部空间的金属制的膜片18；以及经由压板22连结于膜片18的面对下盖16的表面的连结销28。

上盖64由与下盖16的周缘接合的接合部64b、承接配管du4的圆形的座部64a、以及连结座部64a和接合部64b的环状的连结部64c构成。在连结部64c的预定位置，连接有将封入到后述的工作压力室62a内的工作气体导入的导管20的一端。此外，导管20的另一端在工作气体封入到工作压力室62a内之后被封闭。座部64a例如由铜合金的薄板材料制成圆形，并具有凹部64r，该凹部64r具有与外周部vd的曲率半径对应的曲率半径。凹部64r在座部64a的半径方向上延伸。连结部64c以及接合部64b例如由不锈钢的薄板材料制成。由此，凹部64r的导热系数比连结部64c以及接合部64b的导热系数大。由此，将来自配管du4的热传到工作压力室62a内的感温部由座部64a形成。因而，与外周部vd抵接的凹部64r的导热系数比连结部64c以及接合部64b的导热系数大，因此提高从配管du4至工作压力室62a的热的导热效率。另外，同时，由于感温部以外的部分的导热系数比感温部小，因此感温部难以受到周围温度(设置有温度式膨胀阀的环境气体温度)影响。