膨脹閥的制作方法
【專利說明】膨脹閥
[0001 ]相關申請的相互參照
[0002]本申請基于2013年9月11日申請的日本專利申請2013-188183及2013年9月11日申請的日本專利申請2013-188184，該公開內容作為參照編入本申請。
技術領域
[0003]本發(fā)明涉及對流體進行減壓的膨脹閥。
【背景技術】
[0004]在專利文獻I公開了一種膨脹閥，該膨脹閥具有動力元件，在該動力元件中，層疊有兩片膜片并且相互的周緣部遍及整周地接合。在該專利文獻I的動力元件中，在兩片膜片之間形成有封入有封入流體的流體封入空間。若該封入流體的溫度變高，則兩片膜片分別鼓出變形，膨脹閥減壓的流體的流量根據該變形量被調節(jié)。
[0005]專利文獻I的膨脹閥具備兩片膜片，因此為了獲得相對于封入流體的溫度變化的動力元件的規(guī)定變形量，與膜片為一片的情況相比，能夠使每片膜片的變形量變小。
[0006]另外，在專利文獻2中公開了一種膨脹閥，該膨脹閥具備:第I流路，該第I流路具備使流通流體減壓的減壓流路，并且該流通流體在第I流路流動;封入有封入流體的膨脹部，該封入流體的溫度越上升則該膨脹部越在一軸心方向上膨脹；以及根據該膨脹部的膨脹量來調節(jié)第I流路中的流通流體的流量的流量調節(jié)部。專利文獻2的膨脹閥除上述第I流路外，還具備作為第2流路的低壓流路，在該第I流路減壓后的流通流體在該低壓流路中流動。作為膨脹部的動力元件設置為感知在該低壓流路中流動的流通流體的溫度與壓力。并且，將多種制冷劑混合后的流體作為封入流體被封入于動力元件。
[0007]現(xiàn)有技術文獻
[0008]專利文獻
[0009]專利文獻I:日本實公平3-38600號公報
[0010]專利文獻2:日本特開2002-310539號公報
[0011 ]在專利文獻I中，兩片膜片的周緣部遍及整周地接合來形成流體封入空間，因此該流體封入空間的容積依賴于兩片膜片的形狀，在流體封入空間的大小上有限制。
[0012]另外，在專利文獻2的膨脹閥中，在動力元件封入多種種類的制冷劑，因此能夠得到僅封入單一制冷劑時無法得到的膨脹閥的控制特性即流量調節(jié)部的流量控制特性。
[0013]然而，在該專利文獻2的膨脹閥中得到的流量調節(jié)部的流量控制特性中，例如在制冷劑溫度的上升過程中，被封入于動力元件的多種種類的制冷劑中的最容易蒸發(fā)的制冷劑單體中的流量控制特性成為主導。并且，在該最容易蒸發(fā)的制冷劑全部氣化后，流量調節(jié)部的流量控制特性成為次容易蒸發(fā)的制冷劑單體的流量控制特性。因此，流量調節(jié)部的流量控制特性整體會成為聯(lián)結各個制冷劑單體的流量控制特性的特性。
[0014]因此，在專利文獻2的膨脹閥中，流量調節(jié)部的流量控制特性是聯(lián)接使用封入了單一制冷劑即單一流體的動力元件所得到的特性，該多個特性在聯(lián)結部位具有拐點，因此難以得到任意規(guī)定的流量調節(jié)部的流量控制特性。另外，在例如專利文獻2中而言，流量調節(jié)部的流量控制特性由流量調節(jié)部是否使流通流體在第I流路流動的臨界的低壓流路內的溫度與壓力的關系來表示。

【發(fā)明內容】

[0015]本發(fā)明鑒于上述幾點，其目的在于提供一種膨脹閥，能夠降低因膜片的形狀引起的對流體封入空間的大小的限制。另外，本發(fā)明的目的在于提供一種膨脹閥，能夠容易得到任意的流量調節(jié)部的流量控制特性。
[0016]在本發(fā)明的第I方式的膨脹閥中，具備:膨脹部，該膨脹部具有第I膜片和相對于該第I膜片在一軸心的軸向上層疊的第2膜片，在第I膜片及第2膜片之間形成有流體封入空間，封入流體被封入于該流體封入空間，該流體封入空間內的壓力越高則在一軸心的軸向上第I膜片及第2膜片分別越向外側鼓出；
[0017]第I流路，該第I流路具有使流通流體減壓的減壓流路，并且流通流體在第I流路流動；以及
[0018]流量調節(jié)部，該流量調節(jié)部根據一軸心的軸向上的第I膜片及第2膜片的變形來調節(jié)第I流路中的流通流體的流量，
[0019]膨脹部具有插裝在第I膜片與第2膜片之間的插裝部件，
[0020]通過在第I膜片與第2膜片之間插裝該插裝部件，從而形成流體封入空間。
[0021]根據第I方式，插裝部件插裝在第I膜片和第2膜片之間，由此，在第I膜片和第2膜片之間形成流體封入空間，因此能夠根據插裝部件的厚度等形狀來任意地規(guī)定流體封入空間的大小。因此，能夠降低因第I膜片及第2膜片的形狀引起的對流體封入空間的大小的限制。
[0022]在本發(fā)明的第2方式的膨脹閥具備:
[0023]第I流路，該第I流路具有使流通流體減壓的減壓流路，并且流通流體在該第I流路流動；
[0024]第I膨脹部，該第I膨脹部封入有第I流體，并且該第I流體的溫度越上升，則該第I膨脹部越向一軸心的軸向膨脹；
[0025]第2膨脹部，該第2膨脹部相對于該第I膨脹部在一軸心的軸向上層疊，并封入有不同于第I流體的第2流體，該第2流體的溫度越上升，則該第2膨脹部越向一軸心的軸向膨脹；以及
[0026]流量調節(jié)部，該流量調節(jié)部根據一軸心的軸向上的第I膨脹部和第2膨脹部雙方的膨脹來調節(jié)第I流路中的流通流體的流量。
[0027]根據第2方式，在第I膨脹部封入第I流體，在第2膨脹部封入不同于該第I流體的第2流體。流量調節(jié)部根據一軸心的軸向上的第I膨脹部和第2膨脹部雙方的膨脹來調節(jié)第I流路中的流通流體的流量。因此，該流量調節(jié)部的流量控制特性作為整體是在僅由第I膨脹部產生的流量控制特性和僅由第2膨脹部產生的流量控制特性的中間，比專利文獻I的膨脹閥更容易得到任意的流量調節(jié)部的流量控制特性。
【附圖說明】
[0028]圖1是第I實施方式的溫度式膨脹閥12的剖視圖。
[0029]圖2是圖1中從一軸心CLl方向觀察到的動力元件34的俯視圖。
[0030]圖3是圖2的II1-1II剖視圖。
[0031]圖4是用于對圖2及圖3所示的動力元件34的制造過程進行說明的圖。
[0032]圖5是圖1的溫度式膨脹閥12的剖視圖，是表示閥機構部32使節(jié)流通路363的制冷劑通路面積為最大的狀態(tài)即第I制冷劑通路36的全開狀態(tài)的圖。
[0033]圖6是放大了圖3的VI部分的放大剖視圖。
[0034]圖7是第2實施方式的溫度式膨脹閥12的剖視圖。
[0035]圖8是用于對圖7的溫度式膨脹閥12所具有的動力元件34的制造過程進行說明的圖。
[0036]圖9是圖7中從一軸心CLl方向觀察到的動力元件34的俯視圖。
[0037]圖10是圖9的X-X剖視圖。
[0038]圖11是第3實施方式的溫度式膨脹閥12的剖視圖。
[0039]圖12是圖11中從一軸心CLl方向觀察到的動力元件50的俯視圖。
[0040]圖13是第3實施方式的圖12的XII1-XIII剖視圖。
[0041]圖14是第4實施方式的溫度式膨脹閥12的剖視圖。
[0042]圖15是第4實施方式的圖12的XII1-XIII剖視圖。
[0043]圖16是第5實施方式的溫度式膨脹閥12的剖視圖。
[0044]圖17是第5實施方式的圖12的XII1-XIII剖視圖。
[0045]圖18是第6實施方式的溫度式膨脹閥12的剖視圖。
[0046]圖19是圖182從一軸心CLl方向觀察到的動力元件34的俯視圖。
[0047]圖20是圖19的XX-XX剖視圖。
[0048]圖21是第7實施方式的溫度式膨脹閥12的剖視圖。
[0049]圖22是第8實施方式的溫度式膨脹閥12的剖視圖。
[0050]圖23是圖22中從一軸心CLl方向觀察到的第I動力元件34的俯視圖。
[0051 ]圖24是圖23的XXIV-XXIV剖視圖。
[0052]圖25是用于對圖23及圖24所示的第I動力元件34的制造過程進行說明的圖。
[0053]圖26是圖23的溫度式膨脹閥12的剖視圖，是表示閥機構部32使節(jié)流通路363的制冷劑通路面積為最大的第I制冷劑通路36的全開狀態(tài)的圖。
[0054]圖27是在圖22的溫度式膨脹閥12中，表示以第2制冷劑通路38的制冷劑溫度TL為橫軸，以第2制冷劑通路38的制冷劑壓力PL為縱軸的流量控制特性的圖。
[0055]圖28是放大了圖24的XXVIII部分的放大剖視圖。
[0056]圖29是第9實施方式的溫度式膨脹閥12的剖視圖。
[0057]圖30是從一軸心CLl方向觀察到的圖28的動力元件48的俯視圖。
[0058]圖31是圖30的XXX1-XXXI剖視圖。
[0059 ]圖32是用于對圖30及圖31所示的動力元件48的制造過程進行說明的圖。
[0060]圖33是第10實施方式的溫度式膨脹閥12的剖視圖。
[0061]圖34是用于對圖33的溫度式膨脹閥12所具有的動力元件48的制造過程進行說明的第I圖。
[0062]圖35是用于對圖33的溫度式膨脹閥12所具有的動力元件48的制造過程進行說明的第2圖，是表示緊接著第I圖的制造過程的圖。
[0063]圖36是從一軸心CLl方向觀察到的圖33的動力元件48的俯視圖。
[0064]圖37 是圖 36 的 XXXVI1-XXXVII 剖視圖。
[0065]圖38是第11實施方式的溫度式膨脹閥12的剖視圖。
[0066]圖39是從一軸心CLl方向觀察到的圖38的動力元件50的俯視圖。
[0067]圖40是第11實施方式的圖39的XL-XL剖視圖。
[0068]圖41是第12實施方式的溫度式膨脹閥12的剖視圖。
[0069]圖42是第12實施方式的圖39的XL-XL剖視圖。
[0070]圖43是第13實施方式的溫度式膨脹閥12的剖視圖。
[0071 ]圖44是第13實施方式的圖39的XL-XL剖視圖。
[0072]圖45是第14實施方式的溫度式膨脹閥12的剖視圖。
[0073]圖46是從一軸心CLl方向觀察到的圖45的第I動力元件54的俯視圖。
[0074]圖47是圖46的XLVI1-XLVII剖視圖。
[0075]圖48是第15實施方式的溫度式膨脹閥12的剖視圖。
[0076]圖49是從一軸心CLl方向觀察到的圖48的動力元件48的俯視圖。
[0077]圖50是圖49的L-L剖視圖。
[0078]圖51是第16實施方式的溫度式膨脹閥12的剖視圖。
[0079]圖52是在包含一軸心CLl的截面剖切圖51的第I動力元件60的剖視圖。
[0080]圖53是第17實施方式的溫度式膨脹閥12的剖視圖。
[0081]圖54是相當于圖48的圖，是表示第17實施方式的流量控制特性的圖。
[0082]圖55是表示第17實施方式的變形例的溫度式膨脹閥12的剖視圖。
[0083]圖56是表示第8實施方式的變形例的溫度式膨脹閥12的剖視圖。
【具體實施方式】
[0084]以下，參照附圖對用于實施本發(fā)明的多個方式進行說明。在各方式中有對與在先前的方式中進行了說明的事項對應的部分標記相同的參照符號而省略重復說明的情況。在僅對各方式中的結構的一部分進行說明的情況下，能夠對結構的其他部分適用應用先前進行了說明的其他方式。不光能夠將在各實施方式中具體明示的能夠組合的部分彼此組合，只要不特別妨礙組合，即使未明示也能夠部分地將實施方式彼此組合。
[0085](第丨實施方式)
[0086]圖1是本發(fā)明的作為膨脹閥的溫度式膨脹閥12的剖視圖。該溫度式膨脹閥12構成車輛用的蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10的一部分，圖1還示意性地圖示溫度式膨脹閥12與蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10的各結構設備的連接關系。
[0087]在該蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10中，采用氟利昂系制冷劑(例如R134a)作為制冷劑。蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10構成高壓側制冷劑壓力不超過制冷劑的臨界壓力的亞臨界循環(huán)。首先，在圖1所示的蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10中，壓縮機14從未圖示的車輛行駛用發(fā)動機經由電磁離合器得到驅動力，吸入并壓縮制冷劑。
[0088]冷凝器16是如下散熱用熱交換器:使從壓縮機14排出的高壓制冷劑與通過未圖示的冷卻風扇吹送的作為外部氣體的車室外空氣進行熱交換而使高壓制冷劑散熱而冷凝。冷凝器16的出口側例如經由對氣液進行分離的未圖示的接收器而連接于溫度式膨脹閥12。
[0089]溫度式膨脹閥12是使從冷凝器16流出的高壓制冷劑減壓膨脹，并基于從蒸發(fā)器18流出的蒸發(fā)器流出制冷劑的溫度和壓力使節(jié)流通路面積變化，以使得該蒸發(fā)器流出制冷劑的過熱度接近預定值，從而調整向蒸發(fā)器18入口側流出的制冷劑流量。另外，后述關于溫度式膨脹閥12的詳細結構。
[0090]蒸發(fā)器18是如下吸熱用熱交換器:使在溫度式膨脹閥12減壓膨脹的低壓制冷劑和通過未圖示的送風風扇吹送的空氣進行熱交換，使低壓制冷劑蒸發(fā)而發(fā)揮吸熱作用。進一步，蒸發(fā)器18的出口側經由形成于溫度式膨脹閥12的內部的第2制冷劑通路38而連接于壓縮機14的吸入側。
[0091]接著，對溫度式膨脹閥12的詳細結構進行說明。如圖1所示，溫度式膨脹閥12構成為具有主體部30、閥機構部32及動力元件34等。
[0092]主體部30構成溫度式膨脹閥12的外殼及溫度式膨脹閥12內的制冷劑通路等，例如對由鋁合金等構成的圓柱狀或棱柱狀的金屬塊實施開孔加工等而形成。主體部30是形成溫度式膨脹閥12的外形的殼體，在主體部30形成有第I制冷劑通路36、第2制冷劑通路38及閥室40等。
[0093]第I制冷劑通路36是作為流通流體的制冷劑流動的第I流路且是設置為用于使該制冷劑減壓的流路。第I制冷劑通路36在其一端具有第I流入口 361，在另一端具有第I流出口 362。該第I流入口 361連接于冷凝器16的出口側，第I流出口 362連接于蒸發(fā)器18的入口側。
[0094]第2制冷劑通路38是制冷劑流動的流路，是與第I制冷劑通路36分開的第2流路。第2制冷劑通路38在其一端具有第2流出口 382，在另一端具有第2流入口 381。該第2流入口 381連接于蒸發(fā)器18的出口側，第2流出口 382連接于壓縮機14的吸入側。
[0095]閥室40是設置于第I制冷劑通路36的中途且在其內部收容后述的閥機構部32的球形閥321的空間。具體而言，閥室40直接連通第I流入口 361，經由節(jié)流通路363連通于第I流出口 362。節(jié)流通路363構成第I制冷劑通路36的一部分，是通過將制冷劑流節(jié)流成較細使制冷劑減壓的減壓流路。即，節(jié)流通路363是使從第I流入口361流入閥室40的制冷劑一邊減壓膨脹一邊從閥室40側向第I流出口 362側導出的通路。
[0096]閥機構部32具備球形閥321、止動件322、動作棒323、防振彈簧324及螺旋彈簧325，且收容于主體部30內。這些球形閥321、止動件322、動作棒323、防振彈簧324及螺旋彈簧325配置于一軸心CLl上，球形閥321在該一軸心CLl方向上動作。閥機構部32與本發(fā)明的流量調節(jié)部對應。
[0097]球形閥321是通過在一軸心CLl方向上位移從而調節(jié)節(jié)流通路363的制冷劑通路面積的閥芯，即，是調節(jié)閥開度的閥芯。另外，在閥室40與球形閥321—起收容有防振彈簧324及螺旋彈簧325。防振彈簧324通過相對于閥室40滑動來抑制球形閥321的不必要的振動。螺旋彈簧325經由防振彈簧324對球形閥321施加負荷，該負荷是對球形閥321向使節(jié)流通路363閉閥的一側上的負荷。另外，圖1表示閥機構部32將節(jié)流通路363完全關閉的狀態(tài)即第I制冷劑通路36的全閉狀態(tài)。
[0098]另外，膨脹閥12具備調整螺紋42，該調整螺紋42以經由螺旋彈簧325將球形閥321向節(jié)流通路363的端部按壓的方式螺合于主體部30。螺旋彈簧325對球形閥321施加的負荷能夠通過使該調整螺紋42旋轉來進行調整。另外，在調整螺紋42和主體部30之間設置有O型圈421，該O型圈421防止制冷劑從閥室40向膨脹閥12的外部流出。
[0099]止動件322例如成為圓盤狀的形狀，在形成于一軸心CLl方向的一方的按壓面322a與動力元件34的第2膜片342接觸。止動件322在該按壓面322a中將第2膜片342向一軸心CLl方向按壓。
[0100]另外，動作棒323例如形成圓柱狀的形狀，插裝在止動件322與球形閥321之間。動作棒323的一端接觸止動件322，動作棒323的另一端插通于節(jié)流通路363內并碰到球形閥321。球形閥321、止動件322及動作棒323與本發(fā)明的動作部件對應，通過在一軸心CLl方向上位移來增減第I制冷劑通路36的制冷劑流量。
[0101]另外，插入了動作棒323的O型圈326通過止環(huán)327從而相對于主體部30被保持。該O型圈326防止制冷劑在第I制冷劑通路36和第2制冷劑通路38之間流傳到動作棒323和主體部30之間的間隙而流通。
[0102]動力元件34相對于止動件322層疊且與止動件322—起收容于在主體部30形成的收容空間44內。詳細而言，該收容空間44由主體部30和嵌入并鉚接接合于該主體部30的蓋部件46形成。另外，在蓋部件46與主體部30之間設置有O型圈461，該O型圈461防止制冷劑從收容空間44向膨脹閥12的外部流出。動力元件34與本發(fā)明的膨脹部對應。
[0103]蓋部件46構成收容空間44的一部分，將動力元件34與膨脹閥12外部的空間隔開。在蓋部件46形成有在一軸心CLl方向上與動力元件34的第I膜片341接觸的接觸面46a。蓋部件46在該接觸面46a將第I膜片341向一軸心CLl方向按壓。
[0104]蓋部件46優(yōu)選由絕熱性能優(yōu)異的材質構成，例如由樹脂構成。由于蓋部件46鉚接接合于主體部30，因此該接觸面46a成為不能在一軸心CLl方向上移動的固定面。
[0105]動力元件34在一軸心CLl方向上夾在蓋部件46的接觸面46a和止動件322的按壓面322a之間，由此被保持于一軸心CLl方向上。動力元件34雖然通過主體部30而在一軸心CLl方向即一軸心CLl的軸向上不被約束，但在一軸心CLl的徑向上動力元件34與主體部30之間具有間隙從而動力元件34的移動被限制。即，動力元件34在該間隙的范圍內在收容空間44內能夠在徑向上移動。
[0106]如圖2及圖3所示，動力元件34具備:圓盤狀的第I膜片341及第2膜片342;圓環(huán)狀的插裝部件343;以及平板且圓環(huán)狀的第I環(huán)部件344及第2環(huán)部件345。圖2是從一軸心CLl方向觀察到的動力元件34的俯視圖。圖3是該圖2的II1-1II剖視圖。
[0107]第I膜片341及第2膜片342由薄壁的彈簧部件構成，在一軸心CLl上層疊。并且，第I膜片341及第2膜片342根據動力元件34的內壓和收容空間44(參照圖1)內的壓力的壓差，分別向一軸心CLl方向的外側鼓出，動力元件34克服來自螺旋彈簧325的按壓力?？傊?，第I膜片341及第2膜片342的中央部分根據該壓差而位移。另外，圖1所示的收容空間44按如下方式連通于第2制冷劑通路38:閥機構部32位于任意的行程位置時，均使收容空間44內的溫度及壓力與第2制冷劑通路38內相同。
[0108]如圖3所示，插裝部件343在一軸心CLl方向上插裝在第I膜片341與第2膜片342之間。因此，在動力元件34中，由第I膜片341、第2膜片342及插裝部件343所包圍而形成的閉空間34a設置于第I膜片341與第2膜片342