JP2007183082A - 膨張弁 - Google Patents

Abstract

【課題】ボディの製造効率を向上させるとともに材料の歩留まりを良くし、膨張弁の製造コストを低減させる。
【解決手段】本発明の膨張弁によれば、ボディ２がアルミニウム合金のダイカストにより形成されるため、ボディ２が複雑な形状であっても容易に作製することができる。また、押出加工では形成が困難な弁座も一体に形成することができるため、ボディ２の製造効率を向上させることができる。さらに、従来切削加工が行われた弁座等の部位についてもダイカストで一体成形されるため、材料の歩留まりも良く、膨張弁の製造コストを低減させることができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、冷凍サイクルに配設され、上流側から導入された冷媒を絞り膨張させて下流側に導出する膨張弁に関する。

自動車用エアコン装置の冷凍サイクルは、一般に、循環する冷媒を圧縮するコンプレッサと、圧縮された冷媒を凝縮するコンデンサと、冷凍サイクル内の冷媒を溜めるとともに凝縮された冷媒を気液に分離するレシーバと、分離された液冷媒を絞り膨張させる膨張弁と、膨張弁で膨張された冷媒を蒸発させるエバポレータとにより構成されている。

このうち、膨張弁には、例えばエバポレータ出口の冷媒の温度及び圧力を感知してエバポレータに送り出す冷媒の流量を制御する温度式膨張弁が用いられる。この温度式膨張弁は、レシーバからエバポレータへ向かう冷媒を通過させる第１の通路と、エバポレータから戻ってきた冷媒を通過させてコンプレッサへ導出する第２の通路が形成されたボディを備える。このボディの第１の通路の中間には、冷媒の流量を調整するための弁部が設けられ、このボディの第２の通路側の端部には、この第２の通路を流れる冷媒の温度及び圧力を感知して、駆動用のシャフトを介して弁部の開度を制御するパワーエレメントが設けられている（例えば特許文献１参照）。

ところで、このような膨張弁のボディは一般に、軽量で加工性に優れたアルミニウム合金を押出成形して中実の半製品を作製し、その後、上述した第１の通路、第２の通路、及びパワーエレメントの接続部等を切削加工して製造される。しかし、切削加工は加工時間がかかるとともに材料の歩留まりが悪いため、製造コストが嵩むといった問題がある。

これに対し、例えばボディを中空押出加工を採用して製造する技術が提案されている（例えば特許文献２参照）。
この技術は、上述した第２の通路が単純なストレート形状でもよいことに着目し、ボディの押出成形の過程でこの第２の通路をも同時に成形してしまうものである。その結果、第２の通路の切削による穴あけ加工が省略され、アルミニウム素材が節約され、ボディの製造効率をある程度向上させることができる。
特開２０００−３０４３８２号公報 特開平１０−２６７４７０号公報

しかしながら、上述した中空押出加工等の押出加工では、アルミニウム合金を一定の押出方向に抜く必要があるため、一定の断面を有するストレートな形状部分にのみしか適用することができない。このため、中間部に弁部を構成する弁座が一体成形される第１の通路の成形には適用することができない。また、第１の通路及び第２の通路の端部には、コンプレッサ、レシーバ、エバポレータにつながる配管を接続する際に介装させるシール部材のシール面が設けられるが、拡径部となるために押出成形では加工することができない。このため、これらの部分については依然として切削加工を採用するしかなく、材料の節減及び製造効率の向上を図る上では十分でないといった問題があった。

また、中空押出加工により第２の通路を形成した後に、例えば旋盤などを用いてその端部に切削加工を施そうとした場合、押出成形時の通路の軸心と切削加工時の回転軸の軸心とを一致させるのは容易ではない。このため、例えばシール部をドリルなどの工具により成形しようとすると、その工具の軸線が通路の軸心に対して偏心し、加工時に工具及びボディに偏心した荷重がかかり、加工上の問題が発生する可能性がある。

また、ボディを樹脂材の射出成形により製造する方法も考えられるが、樹脂材は金属に比べて剛性が小さくて強度的に弱く、また冷媒の流動音が大きいといった問題がある。さらに、樹脂材は一旦硬化すると塑性変形し難いため、弁部を弁体の形状に合わせてコイニング加工しようとしても型になじみ難く、加工中に割れを生じやすい。このため、別途金属で成形した弁部を射出成形の際にインサート成形しなければならず、製造が煩雑になるといった問題がある。

なお、このような問題は、温度式膨張弁に限らず、電磁式その他の膨張弁においても同様に存在するものである。
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、ボディの製造効率を向上させるとともに材料の歩留まりを良くし、膨張弁の製造コストを低減させることを目的とする。

本発明では上記問題を解決するために、上流側から導入された冷媒を内部の弁部を通過させることにより絞り膨張させて下流側へ供給する膨張弁において、前記弁部を構成する弁座を含むボディが、金属のダイカストにより形成されていることを特徴とする膨張弁が提供される。

このような膨張弁においては、ボディが金属のダイカストにより形成され、その際に弁座も少なくとも実質的に一体形成される。
また、本発明では、上流側から導入された冷媒を内部の弁部を通過させることにより絞り膨張させて下流側へ供給する膨張弁において、前記弁部を内部に備えるボディが、金属のダイカストにより形成されていることを特徴とする膨張弁が提供される。

本発明の膨張弁によれば、ボディが金属のダイカストにより形成されるため、ボディが肉抜き部を複数有するような複雑な形状であっても容易に作製することができる。また、押出加工では形成が困難な弁座も実質的に一体に形成することができるため、ボディの製造効率を向上させることができる。さらに、従来切削加工が行われた弁座等の部位についてもダイカストで一体成形可能であるため、材料の歩留まりも良く、膨張弁の製造コストを低減させることができる。

また、本発明の別の膨張弁によれば、ボディが金属のダイカストにより形成されるため、ボディが複雑な形状であっても容易に作製することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
まず、本発明の第１の実施の形態について説明する。本実施の形態は、本発明の膨張弁を自動車用エアコン装置の冷凍サイクルに適用される温度式膨張弁として具体化したものである。図１はこの膨張弁の正面図であり、図２はこの膨張弁の左側面図であり、図３はこの膨張弁の背面図である。さらに、図４は図１のＡ−Ａ矢視断面図である。

図１〜図３に示すように、膨張弁１は、後述するアルミニウム合金のダイカストによって形成されたボディ２を有する。このボディ２は略角柱状をなすが、その側面のいたるところに軽量化のための肉抜き部が設けられている。ボディ２の内部には冷媒の絞り膨張を行う弁部が設けられ、その長手方向の端部には、感温部として機能するパワーエレメント３が設けられている。

図４に示すように、膨張弁１は、ボディ２の側部に、レシーバ（コンデンサ側）から高温・高圧の液冷媒を受けるポート４（第１ポート）と、この膨張弁１にて絞り膨張された低温・低圧の冷媒をエバポレータへ供給するポート５（第２ポート）と、エバポレータから蒸発された冷媒を受けるポート６（第３ポート）と、この膨張弁１を通過した冷媒をコンプレッサへ戻すポート７（第４ポート）とを備えている。ポート４、ポート５及びこれらをつなぐ冷媒通路により第１の通路８が構成され、ポート６、ポート７及びこれらをつなぐ冷媒通路により第２の通路９が構成されている。第１の通路８のポート４及びポート５の各開口端には、それぞれレシーバ、エバポレータにつながる配管を接続する際に介装させるシール部材のシール面が設けられている。このシール面は、その開口端に向って広がるようにテーパ状に形成されている。また、第２の通路９のポート６及びポート７の各開口端にも、それぞれエバポレータ、コンプレッサにつながる配管を接続する際に介装させるシール部材のシール面が設けられている。このシール面も、その開口端に向って広がるようにテーパ状に形成されている。

ポート４からポート５へ連通する第１の通路８の部分には、弁座１０がボディ２と一体に形成され、この弁座１０の内周縁により弁孔１１が規定されている。弁座１０の上流側には、弁部を構成するボール状の弁体１２が配置されている。また、ボディ２の下端部には、この第１の通路８にほぼ直交して外部と連通する連通孔１３（「アジャスト部」に該当する）が形成されており、この連通孔１３を封止するようにアジャストねじ１４が螺着されている。アジャストねじ１４の先端面には円溝状のスプリング受け部１５が形成され、このスプリング受け部１５には、弁体１２との間に介装されてこの弁体１２を弁座１０に着座させる方向に付勢する圧縮コイルスプリング１６の一端部が収容されて支持されている。このアジャストねじ１４のボディ２への螺入量を調整することで、圧縮コイルスプリング１６の荷重を調整できるようなっている。つまり、このアジャストねじ１４は、連通孔１３内で位置調整されることにより圧縮コイルスプリング１６の弾性力を調整可能なアジャスト機構として機能する。また、アジャストねじ１４とボディ２との間には、内部の冷媒が連通孔１３を通って外部に漏洩することを阻止するＯリング１７が介装されている。

また、ボディ２の上端部には、第２の通路９にほぼ直交して外部と連通する連通孔１８（「感温部」に該当する）が形成されており、この連通孔１８を封止するようにパワーエレメント３が螺着されている。このパワーエレメント３は、ステンレス材からなるアッパーハウジング１９及びロアハウジング２０と、これらによって囲まれた空間を仕切るように配置された可撓性のある金属薄板からなるダイヤフラム２１と、このダイヤフラム２１の下面に配置されたディスク２２とによって構成されている。アッパーハウジング１９とダイヤフラム２１とによって密閉された感温室には、感温用ガスが封入されている。パワーエレメント３とボディ２との間には、内部の冷媒が連通孔１８を通って外部に漏洩することを阻止するＯリング２３が介装されている。第２の通路９を通過する冷媒の圧力及び温度は、連通孔１８とディスク２２に設けられた孔部又はスリットを通ってダイヤフラム２１の下面に伝達される。

ディスク２２の下方には、ダイヤフラム２１の変位を弁体１２へ伝達するシャフト２４が配置されている。このシャフト２４は、ボディ２に形成された貫通孔２５を挿通している。この貫通孔２５は、その上部に大径部２５ａ、下部に小径部２５ｂを有しており、大径部２５ａの上部開口端は、テーパ状の面取りがされた形状に形成されている。貫通孔２５の大径部２５ａには、シャフト２４と貫通孔２５との間を完全にシールするＯリング２６が配置され、貫通孔２５における冷媒のバイパス漏れを完全に防止するように構成されている。

シャフト２４の上部は、第２の通路９を横切って配置されたホルダ２７により保持されている。このホルダ２７の下端部は貫通孔２５の大径部２５ａに嵌入されており、その下部端面が貫通孔２５の上部開口端方向へのＯリング２６の移動を規制している。シャフト２４の下端部は、小径部２５ｂを貫通して弁孔１１に達している。シャフト２４の上端部は、ディスク２２の下面に当接しているが、そのディスク２２の当接面はシャフト２４の軸線に直角に交わる平面に対して傾斜している。その結果、ダイヤフラム２１の軸線方向の動きが、シャフト２４に軸線方向の荷重を与えるとともに横方向の荷重をも与えるようになっている。これにより、ダイヤフラム２１の動きをシャフト２４に伝えるとき、シャフト２４に横荷重の分力が働き、ポート４の流体通路を流れる高圧冷媒に圧力変動があってもシャフト２４の動作が敏感に反応しないようにしてシャフト２４の長手方向の振動を抑制している。

また、図１及び図４に示されるように、ボディ２においてポート４及びポート７が開口する側（つまりエンジンルーム側）の側面の中央には、所定深さのねじ穴３１が設けられている。このねじ穴３１は、コンプレッサ及びレシーバにつながる各配管を接続するための図示しない固定プレートを取り付ける際に、その固定プレートを固定するためのボルトを締結させるためのものである。さらに、同側面のポート７とねじ穴３１との間には、一対の捨て穴３２が設けられている。この捨て穴３２は、エバポレータにつながる各配管を接続するための図示しない固定プレートを取り付ける際に、その固定プレートを固定するためのボルトを挿通するためのものである。さらに、ボディ２の同側面の上端部の２箇所と下端部の１箇所には、ボディ２の後述するダイカストの後、金型から成形品を取り外す際の工具を突き当てて押出すための突き当て面３３，３４がそれぞれ設けられている。図２に示すように、上側の一対の突き当て面３３は、下側の突き当て面３４とほぼ同一平面上に配置されるように、肉抜き部から隆起した突出部３５に設けられている。

また、図１〜図３（特に図３）に示すように、ボディ２の左右の側面（第１の通路８及び第２の通路９にほぼ平行な側面）には、車室内とエンジンルームとの境界に設置される後述するファイアウォール部材に取り付けるための取付面部３６と、膨張弁１が所定の装置により搬送される際の把持部となる平面部３７が設けられている。本実施の形態では、取付面部３６と平面部３７とが同一面上でつながっているが、必ずしもその必要はなく、その境界部に段差を設けたり、互いに分離してもよい。

なお、これら取付面部３６及び平面部３７は、ボディ２に複数の肉抜き部を設ける際に、作業性等を考慮して通常のボディの外形の一部をあえて残したものである。言い換えれば、このような便宜的な形状を残した上でなるべく軽量化を図るために、ボディ２の各側面には、複数の肉抜き部が設けられている。具体的には、ボディ２の左右の側面には取付面部３６及び平面部３７を残した部分に、また、これらの面と直交するボディ２の側面（正面及び背面）には第１の通路８、第２の通路９及びねじ穴３１の各周縁部を残した部分に、それぞれ複数の肉抜き部４１が設けられている。このように比較的複雑な形状であっても、ダイカストにより容易に形成することができる。

次に、本実施の形態の膨張弁の製造方法の要部について説明する。図５は、膨張弁の製造方法の要部概略を示す説明図である。なお、説明の便宜上、図示においては膨張弁の形状を単純化している。

膨張弁１は、アルミニウム合金のダイカストによって製造される。本実施の形態においては、図示のような第１金型５０、第２金型６０及びマンドレル７０を含む装置が用いられる。これら第１金型５０、第２金型６０及びマンドレル７０によって、ボディ２の本体及び冷媒通路等を形成するチャンバが構成される。

第１金型５０は、ポート４及び７が位置する側であるボディ２の前半部を成形するためのチャンバ５１を有する。そのチャンバ５１内には、ポート４，７をそれぞれ形成するためのポート形成部５２，５３、ねじ穴３１の下穴を形成するためのねじ穴形成部５４、一対の捨て穴３２を形成するための捨て穴形成部５５が、それぞれ開口部に向って突設されている。ポート形成部５２及び５３の基端部は、図示しないが、上述したシール部材のシール面を形成するためにテーパ状になっている。また、マンドレル７０を挿通するための挿通穴を形成するマンドレル挿通部形成溝５６、及び溶融したアルミニウム合金を注入するための注入路を形成する注入路形成溝５７が、それぞれチャンバ５１に連通して設けられている。なお、図示しないが、第１金型５０には、上述したボディ２の突き当て面３３，３４に対応した位置に所定の長尺状の工具を進退させるための挿通孔が設けられている。

一方、第２金型６０は、ポート５及び６が位置する側であるボディ２の後半部を成形するためのチャンバ６１を有する。そのチャンバ６１には、ポート５，６をそれぞれ形成するためのポート形成部６２，６３が、それぞれ開口部に向って突設されている。ポート形成部６２及び６３の基端部は、図示しないが、上述したシール部材のシール面を形成するためにテーパ状になっている。また、第１金型５０と組み合わせた際にマンドレル挿通部形成溝５６とともにマンドレル７０を挿通する挿通穴を形成するマンドレル挿通部形成溝６４、及び注入路形成溝５７とともに溶融したアルミニウム合金を注入するための注入路を形成する注入路形成溝６５が、それぞれチャンバ６１に連通して設けられている。

さらに、マンドレル７０は段付円筒状をなし、上述した連通孔１３（アジャスト部）を形成するアジャスト部形成部７１、及び第２の通路８の弁部（弁座１０及び弁孔１１）を構成する弁部形成部７２が設けられている。特に、弁部形成部７２は、ボール状の弁体１２が弁座１０に着座した際に弁孔１１を密閉して冷媒漏れが生じないようにテーパ状の斜面を有し、コイニング加工を実現できるようになっている。

そして、ボディ２を製造する際には、第１金型５０、第２金型６０及びマンドレル７０を組み立てた状態で注入路から溶融したアルミニウム合金を注入してダイカストを行う。本実施の形態においては、このアルミニウム合金として鋳造性に優れたＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系のものを使用する。具体的には、Ｓｉが９．６〜１２．０重量％、Ｆｅが０〜１．３重量％、Ｃｕが１．５〜３．５重量％、Ｍｎが０〜０．５重量％、Ｍｇが０〜０．３重量％、Ｚｎが０〜１．０重量％、Ｎｉが０〜０．５重量％、Ｓｎが０〜０．３重量％、残部がＡｌ及び不可避不純物からなるものを使用する。特に、Ｓｉを９．６〜１２．０重量％含めることにより、溶融したアルミニウム合金の流動性を良好に保持することができ、またＣｕを１．５〜３．５重量％に抑えることにより、材料の収縮欠陥を抑制することができる。

そして、そのアルミニウム合金が硬化すると、マンドレル７０を抜いた後に第１金型５０と第２金型６０とを分離する。このとき、ボディ２の半製品は、第１金型５０側に密着しているため、所定の工具を上記挿通孔から進出させて突き当て面３３，３４を押すことにより、ボディ２の半製品を第１金型５０から分離する。そして、このようにして成形されたボディ２の半製品に、パワーエレメント３の取り付け穴となる連通孔１８（感温部）、ねじ穴３１、及び連通孔１３（アジャスト部）のそれぞれのねじ部を加工し、さらにＯリング２３の介装部と貫通孔２５を加工することにより、ボディ２が完成する。

次に、膨張弁１の取付方法について簡単に説明する。図６は、車室内とエンジンルームとの境界に膨張弁１が取り付けられた状態を表す説明図である。図７は、図６のＢ−Ｂ矢視断面図である。

図６に示すように、膨張弁１は、車室内とエンジンルームとの境界壁８１に設けられた長円状の穴部８２に、ゴムやスポンジ等からなるファイアウォール部材８３を介して固定されている。ファイアウォール部材８３は、穴部８２と相補形状の長円状の外形を有する筒状体からなり、その中央に膨張弁１の外形に沿った角穴８４が設けられている。

言い換えれば、図７にも示すように、ボディ２に形成した取付面部３６（同図においては、便宜上網がけ模様にて示されている）により、既存のファイアウォール部材８３に膨張弁１を固定できるようになっている。膨張弁１は、そのパワーエレメント３のフランジ部３ａがファイアウォール部材８３に設けられた溝部８５に嵌合することにより、その前後方向の位置が固定されている。なお、膨張弁１の車室内側には図示しない配管が接続されて膨張弁１を支持するため、同図において膨張弁１が車室内側に脱落する心配はない。

図４に戻り、以上のように構成された膨張弁１は、エバポレータから戻ってきて第２の通路９を通過する冷媒の圧力及び温度をパワーエレメント３が感知し、その冷媒の温度が高い又は圧力が低い場合には、シャフト２４を介して弁体１２を開弁方向へ押して弁座１０からのリフト量を大きくし、逆にその温度が低い又は圧力が高い場合には、弁体１２を閉弁方向へ移動させて弁座１０からのリフト量を小さくして弁開度を制御するようにしている。一方、レシーバから供給された液冷媒は、ポート４を介して弁体１２のある空間に流入し、弁開度が制御された弁部を通過することで絞り膨張され、低温・低圧の冷媒になる。その冷媒は、ポート５から出てエバポレータに供給され、ここで車室内の空気と熱交換されて膨張弁１のポート６に戻される。このとき、膨張弁１は、エバポレータの出口の冷媒が所定の過熱度を有するようにエバポレータへ供給する冷媒の流量を制御するので、エバポレータからは冷媒が完全に蒸発された状態でコンプレッサに戻される。

以上に説明したように、膨張弁１によれば、ボディ２がアルミニウム合金のダイカストにより形成されるため、本実施の形態のボディ２のように肉抜き部の多い複雑な形状であっても容易に作製することができる。例えば押出成形によればボディ２の側面の相交わる方向にそれぞれ肉抜き部を設けることは困難であるが、ダイカストによればこれを容易に行うことができる。その結果、ボディ２の形状の自由度が向上するとともに、膨張弁１の大幅な軽量化を図ることができる。

また、弁座１０や弁孔１１を含む弁部、第１の通路８及び第２の通路９の端部に設けたシール面、ファイアウォール部材８３に取り付けるための取付面部３６といったような押出加工では形成が困難な部位についても容易に形成することができるため、ボディ２の製造効率を向上させることができる。

さらに、押出加工等と比較しても切削加工を大幅に少なくして材料の歩留まりを良くすることができるため、膨張弁１の製造コストを低減させることができる。
また、アルミニウム合金は、樹脂材よりも硬度が高くて強度が大きく、また比較的塑性変形し易いため、弁部のコイニング加工も精度良く容易に行うことができる。その結果、弁部における冷媒漏れも確実に防止することができる。また、冷媒の流動音を小さくすることができる。

なお、本実施の形態においては、膨張弁１の搬送や車両への取り付けを考慮して、ボディ２に平面部３７及び取付面部３６を形成した例を示したが、その搬送形態や取付形態に応じてこれらを省略することもできる。

図８〜図１０は、第１の実施の形態の変形例にかかる膨張弁の構成を表す説明図である。各図において、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）はその左側面図、（Ｃ）はその背面図をそれぞれ表している。なお、上記実施の形態と同様の構成部分については同一の符号を付している。

すなわち、図８に示すように、膨張弁１において示した平面部３７及び取付面部３６を、いずれも省略したボディ１１２としてもよい。また、図９に示すように、平面部３７を残して取付面部３６を省略したボディ１２２としてもよい。さらに、図１０に示すように、取付面部３６を残して平面部３７を省略したボディ１３２としてもよい。

このようにすることで、使用するアルミニウム合金を節減することができ、その製造コストを削減することができるとともに、膨張弁のさらなる軽量化を図ることができる。
なお、上記実施の形態及び各変形例においては、ボディ２の製造の最後に連通孔１３，１８及びねじ穴３１のねじ部を切削加工することとしたが、ねじ部を有するマンドレルなどを用いることにより（この場合、回転させながら取り外すことになる）、これらのねじ部をもダイカストにより一体成形してもよい。また、Ｏリング２３の介装部と貫通孔２５についても同様に、切削加工ではなく、ダイカストにより一体成形してもよい。なお、図５においては第１金型５０と第２金型６０との接合部の下方からマンドレル７０を挿入してアジャスト部を成形できるようにしたが、その接合部の上方からも別のマンドレルを挿入するなどして、感温部をもダイカストにより成形するようにしてもよい。

また、上記実施の形態及び各変形例においては、アルミニウム合金のダイカストによるボディの成形を温度式膨張弁に適用した例を示したが、電磁式その他の膨張弁にも適用できることは言うまでもない。また、アルミニウム合金に限らず、亜鉛合金、マグネシウム合金、銅合金その他の金属のダイカストによりボディを形成することもできる。

また、上記実施の形態及び各変形例においては、弁座１０や弁孔１１を含む弁部をダイカストによりボディ２に一体成形したが、その弁部の精度を向上させるために、表面をさらに切削加工するなどの仕上げ加工を施してもよい。仮に、このような仕上げ加工を伴っても、弁部は実質的にダイカストにより形成されるため、上述したメリットが得られることはいうまでもない。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態に係る膨張弁は、第１の実施の形態の膨張弁の構成と共通する点が多いため、ほぼ同様の構成部分については同一の符号を付す等してその説明を省略する。図１１はこの膨張弁の正面図であり、図１２はこの膨張弁の左側面図であり、図１３はこの膨張弁の背面図である。さらに、図１４は図１１のＣ−Ｃ矢視断面図である。

図１１〜図１３に示すように、膨張弁２０１は、アルミニウム合金のダイカストによって形成されたボディ２０２を有する。このボディ２０２も略角柱状をなし、その側面のいたるところに軽量化のための肉抜き部が設けられている。

図１４に示すように、膨張弁２０１においては、ボール状の弁体１２が弁体受け２１６に支持されている。ボディ２０２の連通孔１３を封止するように設けられたアジャストねじ２１４の先端部には、先端面にリング状の溝部が形成されたスプリング受け２１５が嵌着され、弁体受け２１６との間に圧縮コイルスプリング１６を介装している。この圧縮コイルスプリング１６は、その一端が弁体受け２１６に、他端がスプリング受け２１５の溝部に挿通され、弁体受け２１６を介して弁体１２を弁座１０に着座させる方向に付勢している。このアジャストねじ２１４のボディ２０２への螺入量を調整することで、圧縮コイルスプリング１６の荷重を調整できるようなっているのは、第１の実施の形態の場合と同様である。

また、シャフト２４の上部は、第２通路９を横切って配置されたホルダ２２７により保持されている。ホルダ２２７の上部には、シャフト２４に対して横方向から付勢するコイルばね２１７が配置されている。このコイルばね２１７でシャフト２４に横荷重を与える構成にしたことにより、ポート４における高圧冷媒に圧力変動があったときにシャフト２４の軸線方向の動作が敏感に反応しないようにしている。つまり、このコイルばね２１７は、シャフト２４の軸線方向の振動による異常振動音の発生を抑える制振機構を構成する。

さらに、パワーエレメント２０３のディスク２２２は、アルミニウム材を鍛造成形して形成された円板状の本体を有し、その上半部が半径方向外向きに延出してフランジ部２２３を構成している。このフランジ部２２３の下端面には、半径方向に放射状に延びる図示しない連通溝が形成されており、第２通路９から連通孔１８を介して流入した冷媒を通過させて、ロアハウジング２０内のダイヤフラム２１の下面に導けるようになっている。ディスク２２２の下面中央には係合突起２２４が突設されており、ホルダ２２７の上端部に形成された係止溝２２７ａにガイドされつつ、シャフト２４の上端部に当接してこれと一体化している。この係合突起２２４の基端部が、ホルダ２２７の上端面により係止されるようになっており、ディスク２２２の下死点が規定されている。また、ダイヤフラム２１のディスク２２２とは反対側（感温室内側）の面にはパッド２２５が設けられ、感温ガスが凝縮して液分が発生しても、これを保持することができるようになっている。

また、図１１〜図１３に示すように、ボディ２０２の左右の側面にも第１の実施の形態と同様に、取付面部２３６及び平面部２３７が設けられ、そのポート４が開口した側面には、その開口部から延出した耳状の膨出部２３９が設けられている。この膨出部２３９は、ボディ２０２のダイカスト成形時に同時に形成され、その先端部が、ボディ２０２の第１の通路８に平行な片側の側面よりも外方に延出している。膨出部２３９の先端部には、図示しないレシーバにつながる配管の継手を接続する際に締結用のボルトを螺合させるねじ穴２４０（貫通穴）が形成されている。

さらに、ボディ２の各側面には、複数の肉抜き部が設けられている。すなわち、ボディ２０２の左右の側面には取付面部２３６及び平面部２３７を残した部分に、また、これらの面と直交するボディ２０２の側面には第１の通路８、第２の通路９及びねじ穴３１の各周縁部、並びに膨出部２３９を残した部分に、それぞれ複数の肉抜き部２４１が設けられている。このように比較的複雑な形状の肉抜きであっても、ダイカストにより容易に形成することができる。

なお、膨張弁２０１は、第１の実施の形態と同様にアルミニウム合金のダイカストにより製造される。その製造には、チャンバの形状は異なるものの、図５で示した金型とほぼ同様の金型構成を利用してダイカストを実行し、また、アルミニウム合金についても同様のものを使用する。このため、膨張弁２０１の製造方法の説明については省略する。

以上に説明したように、膨張弁２０１においても、ボディ２０２がアルミニウム合金のダイカストにより形成される。このため、ボディ２０２の外面に肉抜き部が多く、また内部形状が複雑であっても容易に作製することができる。また、切削加工を大幅に少なくできるため、膨張弁２０１の製造コストを低減させることができる。さらに、ボディ２０２全体の軽量化を図ることができる。

［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態に係る膨張弁は、ボディの形状が異なる以外は第２の実施の形態の構成とほぼ同様であるため、ほぼ同様の構成部分については同一の符号を付す等してその説明を省略する。図１５はこの膨張弁の正面図であり、図１６はこの膨張弁の左側面図であり、図１７はこの膨張弁の右側面図であり、図１８はこの膨張弁の背面図である。さらに、図１９は図１５のＤ−Ｄ矢視断面図である。

図１５〜図１８に示すように、膨張弁３０１は、アルミニウム合金のダイカストによって形成されたボディ３０２を有する。このボディ３０２も略角柱状をなすが、そのポート４及び７が開口した側面には、その各開口部から延出した耳状の膨出部３３１，３３２がそれぞれ設けられている。これら膨出部３３１，３３２は、いずれもボディ３０２のダイカスト成形時に同時に形成され、その各先端部が、ボディ３０２の第１の通路８、第２の通路９に平行な片側の側面よりも外方に延出している。膨出部３３１のこの先端部には、図示しないレシーバにつながる配管の継手を接続する際に締結用のボルトを螺合させるねじ穴３３３（貫通穴）が形成され、また、これに隣接してその継手を接続する際の位置決め用のピンを挿通する挿通孔３３４が形成されている。また、膨出部３３２の先端部には、図示しないコンプレッサにつながる配管の継手を接続する際に締結用のボルトを螺合させるねじ穴３３５が形成され、また、これに隣接してその継手を接続する際の位置決め用のピンを挿通する挿通孔３３６が形成されている。また、図１９に示すように、膨張弁３０１は、第２の実施の形態の膨張弁２０１とほぼ同様の内部構成を有する。

また、図１５〜図１８に示すように、ボディ３０２の左右の側面にも取付面部３３８及び平面部３３９が設けられ、さらにボディ３０２の各側面には、複数の肉抜き部が設けられている。すなわち、ボディ３０２の左右の側面には取付面部３３８及び平面部３３９を残した部分に、また、これらの面と直交するボディ３０２の側面には第１の通路８、第２の通路９、膨出部３３１，３３２及びねじ穴３１の各周縁部を残した部分に、それぞれ複数の肉抜き部３４１が設けられている。このように比較的複雑な形状の肉抜きであっても、ダイカストにより容易に形成することができる。

なお、膨張弁３０１は、第１の実施の形態と同様にアルミニウム合金のダイカストにより製造され、そのアルミニウム合金についても同様のものを使用する。このため、ここでは膨張弁３０１の製造方法の説明を省略する。

以上に説明したように、膨張弁３０１においても、ボディ３０２がアルミニウム合金のダイカストにより形成されるため、特に図示のような膨出部３３１，３３２を有する複雑な形状であっても、容易かつ低コストに製造することができる。さらに、ボディ３０２全体の軽量化を図ることができる。

図２０は、第３の実施の形態の変形例にかかる膨張弁の構成を表す説明図である。同図において、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）はその左側面図、（Ｃ）はその右側面図、（Ｄ）はその背面図をそれぞれ表している。なお、上記実施の形態と同様の構成部分については同一の符号を付している。

すなわち、本変形例では、アルミニウム合金のダイカストによって形成されたボディ３２２に肉抜き部３４１がほとんど設けられていない。ボディ３２２は略角柱状をなすが、そのポート４及び７が開口した側面に沿ってこれに直角に延出するように１つの耳状の膨出部３５１が設けられている。この膨出部３５１には、ポート４の近傍にねじ穴３３３及び挿通孔３３４が形成され、ポート７の近傍にねじ穴３３５及び挿通孔３３６が形成されている。また、同側面の一対の捨て穴３２の周囲には、それぞれ挿通したボルトの頭部を収容するための座ぐり３２５が設けられている。

［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態に係る膨張弁は、第１の通路及び第２の通路がボディの内部で屈曲している構造を有する点を除いては、第２の実施の形態の膨張弁の構成と共通する点が多いため、ほぼ同様の構成部分については同一の符号を付す等してその説明を省略する。図２１は第４の実施の形態の膨張弁の斜視図を表し、図２２は膨張弁の正面図を表し、図２３は膨張弁の左側面図を表している。また、図２４は図２２のＥ−Ｅ矢視断面図を表し、図２５は図２３のＦ−Ｆ矢視断面図を表している。

図２１〜図２３に示すように、膨張弁４０１のボディ４０２においては、ポート４が位置する通路部分とポート５が位置する通路部分とが交差する一方、ポート６が位置する通路部分とポート７が位置する通路部分とが交差しており、ポート４及び７が開口する側面に隣接する側面にポート５及び６が開口している。つまり、第１の通路４０８及び第２の通路４０９がボディ４０２内にて９０度屈曲しており、図示しないレシーバ、コンプレッサにそれぞれつながる配管と、エバポレータにつながる配管とが、膨張弁４０１に対して９０度ずれた角度で接続されるように構成されている。アルミニウム合金のダイカストによって形成されたボディ４０２の表面には、各ポートの周囲など複数の箇所に肉抜き部４４１が形成されている。

図２４及び図２５に示されるように、第１の通路４０８及び第２の通路４０９は、それぞれボディ４０２の中央で９０度屈曲している。このため、図示しないレシーバからポート４に導入された冷媒は、ボディ４０２内で９０度向きを変えてポート５から導出され、また、エバポレータから戻ってきてポート６に導入された冷媒は、ボディ４０２内で９０度向きを変えてポート７から導出される。

次に、本実施の形態の膨張弁の製造方法の要部について説明する。図２６は、膨張弁の製造方法の要部概略を示す説明図である。なお、説明の便宜上、図５と同様の部分については同一の符号を付す等してその説明を省略する。

膨張弁４０１は、第１の実施の形態と同様の成分組成からなるアルミニウム合金のダイカストによって製造される。本実施の形態においては、図示のような第１金型４５０、第２金型４６０、マンドレル７０、及びマンドレル４７１〜４７３を含む装置が用いられる。これら第１金型４５０、第２金型４６０及びマンドレル７０，４７１〜４７３によって、ボディ４０２の本体及び冷媒通路等を形成するチャンバが構成される。

第１金型４５０は、ボディ４０２の左半部を成形するためのチャンバ４５１を有する。そのチャンバ４５１内には、ポート５，６をそれぞれ形成するためのポート形成部４５２，４５３、一対の捨て穴３２を形成するための捨て穴形成部５５が、それぞれ背面側の開口部に向って突設されている。また、第１金型４５０の背面には、マンドレル挿通部形成溝５６及び注入路形成溝４５７が、それぞれチャンバ４５１に連通して設けられている。

また、第１金型４５０の背面には、側方からマンドレル４７１，４７２，４７３をそれぞれ挿通するための挿通穴を形成するマンドレル挿通部形成溝４８１，４８２，４８３が、それぞれチャンバ４５１に連通して設けられている。マンドレル４７１はポート４を成形するためのものであり、マンドレル４７２はねじ穴３１の下穴を成形するためのものであり、マンドレル４７３はポート７を成形するためのものである。これらマンドレル挿通部形成溝４８１，４８２，４８３は、ポート形成部４５２，４５３に対してほぼ直角方向に延びている。

一方、第２金型４６０は、ボディ４０２の右半部を成形するためのチャンバ４６１を有する。そのチャンバ４６１には、ポート形成部４５２とともにポート５を形成するためのポート形成部４６２、ポート形成部４５３とともにポート６を形成するためのポート形成部４６３が、それぞれ開口部に向って突設されている。また、第２金型４６０の前面には、マンドレル挿通部形成溝４８１，４８２，４８３と対向してマンドレル４７１，４７２，４７３の挿通穴を形成するマンドレル挿通部形成溝４９１，４９２，４９３が、それぞれチャンバ４５１に連通して設けられている。これらマンドレル挿通部形成溝４９１，４９２，４９３は、ポート形成部４６２，４６３に対してほぼ直角方向に延びている。さらに、第２金型４６０の前面には、マンドレル挿通部形成溝５６とともにマンドレル７０を挿通する挿通穴を形成するマンドレル挿通部形成溝６４、及び注入路形成溝４５７とともに注入路を形成する注入路形成溝４６５が、それぞれチャンバ４５１に連通して設けられている。

そして、ボディ４０２を製造する際には、第１金型４５０、第２金型４６０及びマンドレル７０，４７１〜４７３を組み立てた状態で注入路から溶融したアルミニウム合金を注入してダイカストを行う。そして、そのアルミニウム合金が硬化すると、マンドレル７０，４７１〜４７３を抜いた後に第１金型４５０と第２金型４６０とを分離する。

［第５の実施の形態］
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態に係る膨張弁は、第１の通路の形状が異なる点を除いては、第１の実施の形態の膨張弁の構成と同様であるため、同様の構成部分については同一の符号を付す等してその説明を省略する。図２７は、第５の実施の形態の膨張弁の背面図である。図２８は、図２７のＧ−Ｇ矢視断面図である。

図２７及び図２８に示すように、膨張弁５０１のボディ５０２においては、第１の通路５０８の弁孔１１の出口側、つまりポート５側に円形ではなく波形状の管壁を有する通路部５１０が形成されている。このような複雑な形状であっても、アルミニウム合金のダイカストによれば容易に実現することができる。このような膨張弁５０１の製造には、例えば図５で示した第２金型６０のポート形成部６２の形状を部分的に断面波形状に構成すればよい。この膨張弁５０１の製造方法の説明については省略する。

なお、管壁の形状はこのような波形状に限らず、種々の形状を取り得ることはいうまでもない。図２９は、本実施の形態の一変形例を表す断面図である。なお、同図において第１の実施の形態の膨張弁と同様の構成部分については同一の符号を付している。

この膨張弁５２１のボディ５２２においては、第１の通路５２８の弁孔１１の出口側に、滑らかな曲面状の管壁を有する通路部５２０が形成されている。通路部５２０は、その弁孔１１側からポート５側に向って断面が徐々に大きくなっている。このような形状であっても、アルミニウム合金のダイカストによれば容易に実現することができる。

［第６の実施の形態］
次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態に係る膨張弁は、別途用意されたボルト及び弁座形成部がボディに一体に組み付けられて構成された点を除いては、第１の実施の形態の膨張弁の構成と同様である。このため、第１の実施の形態と同様の構成部分については同一の符号を付す等してその説明を省略する。図３０は、第６の実施の形態の膨張弁の断面図である。

膨張弁６０１のボディ６０２においては、図４に示したねじ穴３１に相当する部分に、スタッドボルト６３０がインサート成形されている。このスタッドボルト６３０は、コンプレッサ及びレシーバにつながる各配管を接続するための図示しない固定プレートを取り付ける際に、その固定プレートを固定するためのボルトである。なお、同図においては、スタッドボルト６３０の形状を分かり易くするために、便宜上、スタッドボルト６３０の断面ではなく、側面を図示している。スタッドボルト６３０は、その一端部にローレット６３１が形成され、ボディ６０２から外部に露出する部分に雄ねじ部６３２が形成されたものであり、膨張弁６０１の製造時に予め作製される。

また、ボディ６０２において、第１の通路８の弁部よりも上流側で冷媒を導入する導入通路６０４と、弁部よりも下流側で冷媒を導出する導出通路６０５との間には、弁部を構成する弁座形成部材６０６がインサート成形されている。なお、これら導入通路６０４と導出通路６０５は、図示のように互いに異なる軸線上に沿って延びるように配置されており、弁孔１１が両通路に直交するように形成されて両通路を接続している。弁座形成部材６０６はリング状をなし、その中心部に弁孔１１が貫通して設けられている。弁座形成部材６０６の弁孔１１の下半部には下方に向って拡径するテーパ部が設けられ、そのテーパ面により弁体１２が着脱可能な弁座１０が構成されている。この弁座形成部材６０６も膨張弁６０１の製造時に予め作製される。

そして、アルミニウム合金のダイカストによりボディ６０２を成形する際に、スタッドボルト６３０及び弁座形成部材６０６を予め金型の所定位置に設置しておき、これらをボディ６０２にインサート成形する。

このように、ボディ６０２のダイカスト成形時に、必要に応じて別途用意したスタッドボルト６３０や弁座形成部材６０６などの構造体をインサート成形することで、ダイカストのみでは作製が難しい部分や精度が要される部分、あるいはボディ６０２と異なる材質を有する部分（例えば大きな強度が要求される部分など）を容易に組み付けることができる。また、ボディ６０２に対してスタッドボルトを固定するためのねじ穴等を設ける必要もない。

なお、本実施の形態では、スタッドボルト６３０がボディ６０２にインサート成形された後に自軸周りに回転するのを防止するために、スタッドボルト６３０のインサート部にギザギザ形状のローレット６３１を設けた構成を示したが、例えばそのインサート部を多角形状にするなど、その他の回転防止形状に構成することもできる。

また、弁座形成部材６０６として予め弁孔１１が形成されたものを示したが、弁孔１１が形成されていない円板状の部材をダイカスト時にインサート成形し、その後、弁孔１１を穿設するようにしてもよい。

また、本実施の形態では、導入通路６０４と導出通路６０５とが互いに異なる軸線上に沿って延びるように配置され、弁孔１１が両通路に直交するようにしてこれらを接続する態様を示したが、弁孔が導入通路と導出通路との間に設けられてこれらを接続する構成であれば種々の態様を取り得る。例えば、導入通路及び導出通路の少なくとも一方が弁部近傍で偏心するように構成され、両通路が弁部近傍においては互いに異なる軸線上にあるが、外部に開口する各開口部近傍においては同一軸線上にあるように構成されていてもよい。また、弁孔は、導入通路及び導出通路のそれぞれに直交している必要はなく、その両端分において両通路を接続していればよい。

［第７の実施の形態］
次に、本発明の第７の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態に係る膨張弁は、膨張弁の取付形態が異なる点を除いては、第１の実施の形態の膨張弁の構成と同様である。このため、第１の実施の形態と同様の構成部分については同一の符号を付す等してその説明を省略する。図３１は、第７の実施の形態の膨張弁の左側面図である。図３２は、車室内とエンジンルームとの境界に膨張弁が取り付けられた状態を表す説明図である。さらに、図３３は、図３２のＨ−Ｈ矢視断面図である。

図３１に示すように、膨張弁７０１は、車室内とエンジンルームとの境界に設置される後述するファイアウォール部材に取り付けるための取付面部７３６と、膨張弁７０１が所定の装置により搬送される際の把持部となる平面部７３７が設けられている。本実施の形態において、取付面部７３６は、ボディ７０２の前後方向の中央ではなく前端部、つまりエンジンルーム側の端部の外周面に沿って形成されている。ボディ７０２の前端位置には、その外周に沿って外向きに延出したフランジ部７０３が周設されている。このボディ７０２は、各側面に設けられた複数の肉抜き部４１も含め、アルミニウム合金のダイカストにより一体成形されている。

図３２に示すように、膨張弁７０１は、車室内とエンジンルームとの境界壁８１に設けられた長円状の穴部８２に、ゴムやスポンジ等からなるファイアウォール部材７８３を介して固定されている。ファイアウォール部材７８３は、穴部８２と相補形状の長円状の外形を有する筒状体からなり、その中央に膨張弁７０１の前端部の外形に沿った支持孔７８４が設けられている。

そして、図３３にも示すように、ボディ７０２に形成した取付面部７３６（同図においては、便宜上網がけ模様にて示されている）により、ファイアウォール部材７８３に膨張弁７０１を固定できるようになっている。膨張弁７０１は、そのパワーエレメント３のフランジ部３ａとフランジ部７０３とによりファイアウォール部材７８３を挟持するようにしてファイアウォール部材７８３に固定されている。したがって、膨張弁７０１は、そのほぼ全体が車室内に配置されることになる。

このように、取付面部７３６をボディ７０２の端部に形成し、ファイアウォール部材７８３を挟持するように固定する構成をとることで、ファイアウォール部材７８３をコンパクトに形成することができる。

［第８の実施の形態］
次に、本発明の第８の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態に係る膨張弁は、膨張弁の取付形態が異なる点を除いては、第１の実施の形態の膨張弁の構成と同様である。このため、第１の実施の形態と同様の構成部分については同一の符号を付す等してその説明を省略する。図３４は、第８の実施の形態の膨張弁の左側面図である。図３５は、車室内とエンジンルームとの境界に膨張弁が取り付けられた状態を表す説明図である。さらに、図３６は、図３５のＩ−Ｉ矢視断面図である。

本実施の形態では、上述した第７の実施の形態とは異なり、膨張弁を車室内ではなくエンジンルーム側に配置する。
すなわち、図３４に示すように、膨張弁８０１は、車室内とエンジンルームとの境界に設置される後述するファイアウォール部材に取り付けるための取付面部８３６と、膨張弁８０１が所定の装置により搬送される際の把持部となる平面部８３７が設けられている。本実施の形態において、取付面部８３６は、ボディ８０２の前後方向の後端部、つまり車室内側の端部の外周面に沿って形成されている。ボディ８０２の後端位置には、その外周に沿って外向きに延出したフランジ部８０３が周設されている。このボディ８０２は、各側面に設けられた複数の肉抜き部４１も含め、アルミニウム合金のダイカストにより一体成形されている。

図３５に示すように、膨張弁８０１は、車室内とエンジンルームとの境界壁８１に設けられた長円状の穴部８２に、ゴムやスポンジ等からなるファイアウォール部材８８３を介して固定されている。ファイアウォール部材８８３は、穴部８２と相補形状の長円状の外形を有する筒状体からなり、その中央に膨張弁８０１の後端部の外形に沿った支持孔８８４が設けられている。

そして、図３６にも示すように、ボディ８０２に形成した取付面部８３６（同図においては、便宜上網がけ模様にて示されている）により、ファイアウォール部材８８３に膨張弁８０１を固定できるようになっている。膨張弁８０１は、そのパワーエレメント３のフランジ部３ａとフランジ部８０３とによりファイアウォール部材８８３を挟持するようにしてファイアウォール部材８８３に固定されている。したがって、膨張弁８０１は、そのほぼ全体がエンジンルームに配置されることになる。

［第９の実施の形態］
次に、本発明の第９の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態に係る膨張弁は、ボディに配管の継手を位置決めするためのピンを設けた以外は第３の実施の形態の構成とほぼ同様であるため、同様の構成部分については同一の符号を付す等してその説明を省略する。図３７は、第９の実施の形態にかかる膨張弁のボディの構成を表す説明図である。（Ａ）は、ボディの左側面図を表し、（Ｂ）は、ボディの正面図を表している。なお、便宜上、同図においてはボディのみを示し、パワーエレメントや内部構造については省略している。

膨張弁９０１は、アルミニウム合金のダイカストによって形成されたボディ９０２を有する。このボディ９０２から延出した耳状の膨出部３３２には、円柱状のピン９０３が突設されている。このピン９０３は、ボディ９０２のダイカスト成形時に膨出部３３２等と同時に形成される。ピン９０３は、ボディ９０２に図示しないレシーバにつながる配管を連結する際にボディ９０２と配管との間に介装される継手の位置決めに用いられる。

この膨張弁９０１は、第１の実施の形態と同様にアルミニウム合金のダイカストにより製造され、そのアルミニウム合金についても同様のものを使用する。このため、ここでは膨張弁９０１の製造方法の説明を省略する。

なお、本実施の形態では、継手の位置決め用のピン９０３を膨出部３３２側に１つ設けた構成を示したが、２つ以上設けてもよい。あるいは、膨出部３３１側に設けてもよいし、ボディ９０２の両膨出部とは異なる部分に設けてもよい。

このように、本実施の形態では、ダイカストにより継手の位置決め用のピン９０３をボディ９０２に一体成形するようにした。このため、ボディの成形後に継手の位置決め用のピンを設けていた従来の製造工程よりもその工数を削減することができ、また、ボディにピンを組み付ける煩雑な作業も不要になるという効果が得られる。

［第１０の実施の形態］
次に、本発明の第１０の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態に係る膨張弁は、ボディに冷媒漏洩通路を設けた以外は第１の実施の形態の構成とほぼ同様であるため、同様の構成部分については同一の符号を付す等してその説明を省略する。図３８は、第１０の実施の形態にかかる膨張弁の中央縦断面図であり、図４に対応する。図３９は、ボディの弁部周辺の構成を表す説明図である。（Ａ）は、ボディにおける弁部周辺の部分断面図である。（Ｂ）は、（Ａ）を下方からみた矢視図である。さらに、（Ｃ）は、弁部周辺の閉弁時の状態を表す説明図である。

図３８に示すように、膨張弁１００１のボディ１００２における弁孔１１の近傍には、弁孔１１にほぼ平行にブリードホール１００３（「冷媒漏洩通路」に該当する）が貫通して設けられている。

図３９（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ブリードホール１００３は、弁孔１１と比較してかなり小さな断面を有する円孔である。そして、同図（Ｃ）に示すように、閉弁時に弁体１２が弁座１０に着座して弁孔１１を閉じても、ブリードホール１００３を介して上流側から下流側への所定流量の冷媒の流れが確保されるようになっている。これにより、冷媒に含まれる最低限の潤滑油を循環させることができ、コンプレッサへのオイル戻りの向上を図ることができる。また、車両の全部及び後部にエアコン装置を配置するデュアルエアコン搭載車両に適用した場合には、後部のエバポレータへの冷媒の寝込みを防止することができる。

この膨張弁１００１は、第１の実施の形態と同様にアルミニウム合金のダイカストにより製造され、そのアルミニウム合金についても同様のものを使用する。ブリードホール１００３も、ダイカストによるボディ１００２の一体成形時に同時に形成される。

具体的には、例えば図５に示したマンドレル７０にブリードホール１００３成形用のピンを設けることで実現できるが、ここでは、その図示等については省略する。
このように、本実施の形態では、ダイカストにより閉弁時の冷媒漏洩通路を構成するブリードホール１００３をボディ１００２に一体成形するようにした。このため、ボディの成形後にブリードホールを切削加工していた従来の製造工程よりもその工数を削減することができる。

図４０は、第１０の実施の形態の第１の変形例にかかる膨張弁の構成を表す説明図である。同図は、ボディの弁部周辺の構成を表しており、図３９に対応する。
ここでは、冷媒漏洩通路として弁部自体にニックシートを形成している。すなわち、図４０（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ボディ１０２２の弁座１０１０に、弁孔１１に連設された溝部からなる３つのニックシート１０２３が周方向に所定の間隔で（１２０度おきに）形成されている。これにより、同図（Ｃ）に示すように、閉弁時に弁体１２が弁座１０１０に着座しても、ニックシート１０２３と弁体１２との間に隙間が形成されて弁孔１１に連通する。その結果、閉弁時においても上流側から下流側への所定流量の冷媒の流れが確保され、第１０の実施の形態のブリードホール１００３によるものと同様の効果を得ることができる。

図４１は、第１０の実施の形態の第２の変形例にかかる膨張弁の構成を表す説明図である。同図は、ボディの弁部周辺の構成を表しており、図３９に対応する。
ここでは、冷媒漏洩通路として弁部自体にニックシートを形成している。すなわち、図４１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ボディ１０３２の弁孔１０３１に溝部からなる３つのニックシート１０３３が周方向に所定の間隔で（１２０度おきに）形成されている。これにより、同図（Ｃ）に示すように、閉弁時に弁体１２が弁座１０３０に着座しても、ニックシート１０３３と弁体１２との間に隙間が形成されて弁孔１０３１に連通する。その結果、閉弁時においても上流側から下流側への所定流量の冷媒の流れが確保され、第１０の実施の形態のブリードホール１００３によるものと同様の効果を得ることができる。

以上に説明した第１及び第２の変形例のニックシート１０２３，１０３３は、ダイカストによるボディ１０２２，１０３２の一体成形時に同時に形成される。
具体的には、例えば図５に示したマンドレル７０に各ニックシート成形用の突部を設けることで実現できるが、ここでは、その図示等については省略する。

このように、各変形例では、弁部のニックシートをダイカストによりボディに一体成形した。従来では、ニックシートはボディの形成後にポンチ加工を施して成形していたため、安定した寸法で作製するのが難しいという問題があったが、このようなダイカストによれば、金型加工によりニックシートの精密な加工が容易に行えるという効果がある。

以上、本発明の好適な実施の形態及びその変形例について説明したが、本発明はその特定の実施の形態等に限定されるものではなく、本発明の精神の範囲内での変化変形が可能であることはいうまでもない。

なお、上記各実施の形態では特に述べなかったが、膨張弁のボディを金属のダイカストにより成形する場合には、いわゆる巣の問題に対処することも重要である。
すなわち、ボディの金型に液体の溶融金属（各実施の形態ではアルミニウム合金）を注入する場合、その溶湯がボディの金型内へ注入路を介して高速・高圧で流し込まれる。その結果、その溶湯が注入路を通過する際に空気を巻き込んだり、その溶湯が金型内の各種形成部を通過する際に乱流となって空気を巻き込んだりして、ボディの内部に気孔（巻き込み巣）が発生することがある。

また、溶融金属は、温度が低い金型内部の接触面から凝固が始まり、肉厚部分が最後に凝固する。そして、その最後に凝固する部分が収縮して引け巣が発生することがある。また、このように形成されたボディは、その金属の結晶粒が不均一で樹枝状組織が多く、その樹枝状組織が破壊の起点になる場合がある。

このような巣がボディに多くあるいは大きく形成されると、隣接する巣がつながって内部の冷媒が外部へ漏れたり、内部通路間で漏れてしまうおそれがある。
そこで、このような巣が発生し難くなるように、ボディの成形に半凝固ダイカスト法を採用するのが好ましい。

これは、ボディの金型（図５及び図２６参照）に液体ではない半凝固状態の金属スラリを注入してダイカストを行うものである。このような金属スラリは、球状粒子組織が多くて樹枝状組織が少ない。また、既に凝固組織が存在しているため、単位面積あたりの溶融金属部分が少ない。このため、液体の溶融金属に比べて引け巣が生じ難い。また、半凝固状態で金型内に充填されるため、金型内で乱流が発生することも少ない。このため、巻き込み巣が生じ難い。

具体的には、例えば特許第３４９６８３３号に開示された半凝固ダイカスト法を採用することが考えられる。
すなわち、金属スラリの製造段階で、所定の容器に電磁気場を印加した状態で溶融金属を注湯して攪拌することにより、樹枝状結晶をほとんど形成させずに球状粒子を形成させる。そして、溶融金属の固相率が好ましくは０．００１以上０．１以下となった時点で電磁気場の印加を終了し、溶融金属を冷却する。そして、溶融金属の固相率が好ましくは０．１以上０．７以下となった時点で冷却を終了することにより、固液共存状態に形成された金属スラリを得る。なお、金属スラリの組成成分は、半凝固状態を形成しやすいように、Ｓｉが１７．０重量％以下、好ましくはＳｉが６．５〜１２．０重量％含有されたアルミニウム合金を使用するのが好ましい。例えば、第１の実施の形態で述べたようなＳｉが９．６〜１２．０重量％含有されたアルミニウム合金を使用したり、半凝固材料として実績のあるＳｉが６．５〜７．５重量％含有されたアルミニウム合金を使用したりすることができる。

このようにして形成された金属スラリは、平均粒子径が１０μｍ以上６０μｍ以下の微細な球状粒子からなり、粒径分布も均一になっている。これは、容器に溶湯金属を注湯する時点で電磁気場が印加され、内部の溶融金属と表面の溶融金属とがよく攪拌されるため、溶融金属内での熱伝達が速く、容器内壁での初期凝固層の形成が抑制されるからであると考えられている。したがって、樹枝状結晶をほとんど形成させずに均一な球状粒子を形成させるのである。

なお、ボディの成形に採用される半凝固ダイカスト法は、特許第３４９６８３３号に開示されたものに限る必要はない。例えば、レオキャスト法、チクソキャスト法などの他の半凝固ダイカスト法を採用することも可能である。ただし、特許第３４９６８３３号に開示された半凝固ダイカスト法は、一般の半凝固ダイカスト法に比べて平均粒子径の小さい金属スラリが得られるため、巣の発生の抑制には特に優れている点で好ましい。

以上のように、ボディの成形に半凝固ダイカスト法を採用することで、巻き込み巣や引け巣の発生を抑制することができ、ボディの高気密、高強度、高靭性、高耐性を実現することができる。また、金属スラリは溶湯に比べて温度が低いため、金型への熱負荷が小さくなり、金型の寿命が延びるという利点もある。

第１の実施の形態にかかる膨張弁の正面図である。 膨張弁の左側面図である。 膨張弁の背面図である。 図１のＡ−Ａ矢視断面図である。 膨張弁の製造方法の要部概略を示す説明図である。 車室内とエンジンルームとの境界に膨張弁が取り付けられた状態を表す説明図である。 図６のＢ−Ｂ矢視断面図である。 第１の実施の形態の変形例にかかる膨張弁の構成を表す説明図である。 第１の実施の形態の変形例にかかる膨張弁の構成を表す説明図である。 第１の実施の形態の変形例にかかる膨張弁の構成を表す説明図である。 第２の実施の形態にかかる膨張弁の正面図である。 膨張弁の左側面図である。 膨張弁の背面図である。 図１１のＣ−Ｃ矢視断面図である。 第３の実施の形態にかかる膨張弁の正面図である。 膨張弁の左側面図である。 膨張弁の右側面図である。 膨張弁の背面図である。 図１５のＤ−Ｄ矢視断面図である。 第３の実施の形態の変形例にかかる膨張弁の構成を表す説明図である。 第４の実施の形態の膨張弁の斜視図である。 膨張弁の正面図である。 膨張弁の左側面図である。 図２２のＥ−Ｅ矢視断面図である。 図２３のＦ−Ｆ矢視断面図である。 膨張弁の製造方法の要部概略を示す説明図である。 第５の実施の形態の膨張弁の背面図である。 図２７のＧ−Ｇ矢視断面図である。 第５の実施の形態の一変形例を表す断面図である。 第６の実施の形態の膨張弁の断面図である。 第７の実施の形態の膨張弁の左側面図である。 車室内とエンジンルームとの境界に膨張弁が取り付けられた状態を表す説明図である。 図３２のＨ−Ｈ矢視断面図である。 第８の実施の形態の膨張弁の左側面図である。 車室内とエンジンルームとの境界に膨張弁が取り付けられた状態を表す説明図である。 図３５のＩ−Ｉ矢視断面図である。 第９の実施の形態にかかる膨張弁のボディの構成を表す説明図である。 第１０の実施の形態にかかる膨張弁の中央縦断面図である。 ボディの弁部周辺の構成を表す説明図である。 第１０の実施の形態の第１の変形例にかかる膨張弁の構成を表す説明図である。 第１０の実施の形態の第２の変形例にかかる膨張弁の構成を表す説明図である。

符号の説明

１，２０１，３０１，４０１，５０１，５２１，６０１，７０１，８０１，９０１，１００１ 膨張弁
２，２０２，３０２，３２２，４０２，５０２，５２２，６０２，７０２，８０２，９０２，１００２，１０２２，１０３２ ボディ
３，２０３ パワーエレメント
４，５，６，７ ポート
８，４０８，５０８，５２８ 第１の通路
９，４０９ 第２の通路
１０，１０１０，１０３０ 弁座
１１，１０３１ 弁孔
１２ 弁体
１３，１８ 連通孔
２４ シャフト
２７，２２７ ホルダ
３６，２３６，３３８，７３６，８３６ 取付面部
３７，２３７，３３９，７３７，８３７ 平面部
４１，２４１，３４１，４４１ 肉抜き部
５０，４６０ 第１金型
５１，６１，４５１，４６１ チャンバ
５２，５３，６２，６３，４５２，４５３，４６２，４６３ ポート形成部
５４ ねじ穴形成部
５５ 捨て穴形成部
５６，６４ マンドレル挿通部形成溝
５７，６５，４５７，４６５ 注入路形成溝
６０，４６０ 第２金型
７０，４７１，４７２，４７３ マンドレル
７１ アジャスト部形成部
７２ 弁部形成部
８３，７８３，８８３ ファイアウォール部材
５１０，５２０ 通路部
６０４ 導入通路
６０５ 導出通路
６０６ 弁座形成部材
６３０ スタッドボルト
７０３ フランジ部
７８４，８８４ 支持孔
１００３ ブリードホール
１０２３，１０３３ ニックシート

Claims (38)

1. 上流側から導入された冷媒を内部の弁部を通過させることにより絞り膨張させて下流側へ供給する膨張弁において、
   前記弁部を構成する弁座を含むボディが、金属のダイカストにより形成されていることを特徴とする膨張弁。
2. 前記金属がアルミニウム合金であることを特徴とする請求項１記載の膨張弁。
3. 冷凍サイクルに設けられて動作し、コンデンサ側から流入した冷媒を前記弁部を通過させることにより絞り膨張させてエバポレータへ供給し、前記エバポレータから戻ってきた冷媒の圧力と温度を感知して前記弁部の開度を制御するとともに、その冷媒をコンプレッサ側に導出する温度式膨張弁として構成され、
   中間部に前記弁部が設けられ、前記コンデンサ側からの冷媒を導入し、前記弁部を通過させて前記エバポレータへ導出するための第１の通路と、前記エバポレータから戻ってきた冷媒を導入して前記コンプレッサ側へ導出するための第２の通路とが、アルミニウム合金のダイカストにより形成された前記ボディと、
   前記ボディにおいて、前記第２の通路に対して前記第１の通路とは反対側に設けられ、前記第２の通路を流れる冷媒の温度及び圧力を感知し、シャフトを介して前記第１の通路に配置された前記弁部の開度を制御し、前記エバポレータへ導出する冷媒の流量を制御するパワーエレメントと、
   を備えたことを特徴とする請求項１記載の膨張弁。
4. さらに、前記弁部を構成する弁体を支持するとともに、前記弁体の閉弁方向への付勢力を調整するアジャスト機構を収容するアジャスト部が、前記ダイカストにより前記ボディの前記第１の通路に連通するように形成されたことを特徴とする請求項３記載の膨張弁。
5. さらに、前記パワーエレメントを接続する感温部が、前記ダイカストにより前記ボディの前記第２の通路に連通するように形成されたことを特徴とする請求項３記載の膨張弁。
6. 前記ダイカストにより、前記第１の通路及び前記第２の通路の各端部に、シール部材を配置するためのシール面が形成されたことを特徴とする請求項３記載の膨張弁。
7. 前記ダイカストにより、前記ボディに複数の肉抜き部が設けられたことを特徴とする請求項１記載の膨張弁。
8. 前記ボディが略角柱状をなし、前記ダイカストにより、前記ボディの側面の相交わる方向にそれぞれ肉抜き部が設けられたことを特徴とする請求項１記載の膨張弁。
9. 前記ダイカストにより、前記ボディの側部に、車室内とエンジンルームとの境界に設置されるファイアウォール部材に取り付けるための取付面部が一体成形されたことを特徴とする請求項１記載の膨張弁。
10. 前記ダイカストにより、前記ボディの側部に把持部となる平面部が一体成形されたことを特徴とする請求項１記載の膨張弁。
11. 前記ダイカストにより、前記ボディの側部に把持部となる平面部が一体成形され、
    前記平面部は、前記ボディにおける前記第１の通路及び前記第２の通路に平行な側面に設けられたことを特徴とする請求項３記載の膨張弁。
12. 前記アルミニウム合金は、Ｓｉを９．６〜１２．０重量％、Ｃｕを１．５〜３．５重量％含有することを特徴とする請求項２記載の膨張弁。
13. 前記第１の通路において、前記コンデンサ側からの冷媒を導入するための第１ポートを含む通路部分と、前記弁部を通過した冷媒を前記エバポレータへ導出するための第２ポートを含む通路部分とが、前記ボディ内で互いに交差するように構成される一方、
    前記第２の通路において、前記エバポレータから戻ってきた冷媒を導入するための第３ポートを含む通路部分と、前記冷媒を前記コンプレッサ側へ導出するための第４ポートを含む通路部分とが、前記ボディ内で互いに交差するように構成されていること、
    を特徴とする請求項３記載の膨張弁。
14. 前記ボディにおいて、前記第１ポート及び前記第４ポートが開口する側面と、前記第２ポート及び前記第３ポートが開口する側面とが、互いに直交していることを特徴とする請求項１３記載の膨張弁。
15. 前記ボディに前記ダイカストにより一体形成された一又は複数の膨出部が設けられたことを特徴とする請求項１記載の膨張弁。
16. 前記膨出部に配管取付用の貫通穴が設けられたことを特徴とする請求項１５記載の膨張弁。
17. 上流側から導入された冷媒を内部の弁部を通過させることにより絞り膨張させて下流側へ供給する膨張弁において、
    前記弁部を内部に備えるボディが、金属のダイカストにより形成されていることを特徴とする膨張弁。
18. 冷凍サイクルに設けられて動作し、コンデンサ側から流入した冷媒を前記弁部を通過させることにより絞り膨張させてエバポレータへ供給し、前記エバポレータから戻ってきた冷媒の圧力と温度を感知して前記弁部の開度を制御するとともに、その冷媒をコンプレッサ側に導出する温度式膨張弁として構成され、
    中間部に前記弁部が設けられ、前記コンデンサ側からの冷媒を導入し、前記弁部を通過させて前記エバポレータへ導出するための第１の通路と、前記エバポレータから戻ってきた冷媒を導入して前記コンプレッサ側へ導出するための第２の通路とが、実質的に前記ダイカストにより形成された前記ボディと、
    前記ボディにおいて、前記第２の通路に対して前記第１の通路とは反対側に設けられ、前記第２の通路を流れる冷媒の温度及び圧力を感知し、シャフトを介して前記第１の通路に配置された前記弁部の開度を制御し、前記エバポレータへ導出する冷媒の流量を制御するパワーエレメントと、
    を備えたことを特徴とする請求項１７記載の膨張弁。
19. 前記第１の通路は、
    前記コンデンサ側からの冷媒を導入する導入通路と、
    前記冷媒を前記エバポレータへ導出する導出通路と、
    前記導入通路と前記導出通路との間に設けられてこれらを接続する弁孔と、
    を備えたことを特徴とする請求項１８記載の膨張弁。
20. 前記弁部を構成する弁座を形成するための、又は前記弁座が形成された弁座形成部材を備え、
    前記弁座形成部材は予め形成され、前記ボディに前記ダイカストによりインサート成形されたことを特徴とする請求項１８記載の膨張弁。
21. 前記弁部を構成する弁座を形成するための、又は前記弁座が形成された弁座形成部材を備え、
    前記弁座形成部材は予め形成され、前記ダイカストにより形成された前記ボディの前記弁部の位置に組み付けられたことを特徴とする請求項１８記載の膨張弁。
22. 前記ダイカストにより前記ボディに部分的にインサート成形され、前記ボディの外部に突出した接続用のボルトが設けられたことを特徴とする請求項１７記載の膨張弁。
23. 前記金属がアルミニウム合金であることを特徴とする請求項１７記載の膨張弁。
24. 前記ボディに配管を連結する際に前記ボディと前記配管との間に介装される継手の位置決め用のピンが、前記ダイカストにより前記ボディに一体成形されていることを特徴とする請求項１７記載の膨張弁。
25. 前記ピンは、前記ボディに前記ダイカストにより一体成形される膨出部から突出するように設けられたことを特徴とする請求項２４記載の膨張弁。
26. 前記弁部の閉弁時においても上流側から下流側への所定流量の冷媒の流れを確保する冷媒漏洩通路が、前記ダイカストにより、前記ボディの前記弁部の弁孔及びその近傍の少なくとも一方に一体成形されていることを特徴とする請求項１７記載の膨張弁。
27. 前記冷媒漏洩通路が、前記弁孔の近傍に形成されたブリードホールであることを特徴とする請求項２６記載の膨張弁。
28. 前記冷媒漏洩通路が、前記弁部の弁孔に連設された溝部からなり、前記弁部の弁体が前記弁部の弁座に着座したときに、前記弁体と前記弁座との間に前記弁孔につながる所定の隙間を形成するニックシートであることを特徴とする請求項２６記載の膨張弁。
29. 前記金属のダイカストは、半凝固ダイカスト法により行われたことを特徴とする請求項１７記載の膨張弁。
30. 前記ボディは、半凝固状態で球状粒子からなる金属スラリを所定の金型に注入して形成されたことを特徴とする請求項２９記載の膨張弁。
31. 前記金属スラリとして、前記球状粒子の平均粒子径が１０μｍ以上６０μｍ以下のものが使用されたことを特徴とする請求項３０記載の膨張弁。
32. 前記金属スラリは、６．５〜１２．０重量％のＳｉを含有するアルミニウム合金からなることを特徴とする請求項３０記載の膨張弁。
33. 前記金属スラリとして、所定の容器に電磁気場を印加した状態で溶融金属を注湯することにより樹枝状結晶を形成させないようにし、前記電磁気場の印加終了後に前記溶融金属を冷却することにより固液共存状態に形成されたものが用いられることを特徴とする請求項３０記載の膨張弁。
34. 前記金属スラリは、前記電磁気場の印加時に前記容器内で攪拌されることによって前記樹枝状結晶を形成させずに前記球状粒子を生成したものであることを特徴とする請求項３３記載の膨張弁。
35. 前記金属スラリは、前記電磁気場の印加が前記溶融金属の固相率が０．００１以上０．１以下となった時点で終了されたものであることを特徴とする請求項３３記載の膨張弁。
36. 前記金属スラリは、前記溶融金属の固相率が０．１以上０．７以下となった時点で冷却が終了されたものであることを特徴とする請求項３５記載の膨張弁。
37. 前記ボディの金属が、粒子径が１０μｍ以上６０μｍ以下の球状の金属粒子からなることを特徴とする請求項１７記載の膨張弁。
38. 前記ボディが、半凝固状態の金属スラリを用いたダイカストにより形成されたことを特徴とする請求項３７記載の膨張弁。

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