JP2011230598A - 車両用空調装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】空調装置の生産工場だけでなく、車両組立工場においても、空調装置を仕様に応じて簡易に作り分けることができるようにして、エアコンユニットの輸送・管理コストや、車両組立工場での保管スペースを低減できるようにすることを目的とする。
【解決手段】車種による仕様の違いに応じて、膨張弁14における圧力の設定値を、圧力調節ねじにより予め設定しておき、該膨張弁14を車種に合わせて選択して、エアコンユニット16にワンタッチで組み付ける。
【選択図】図1
【解決手段】車種による仕様の違いに応じて、膨張弁14における圧力の設定値を、圧力調節ねじにより予め設定しておき、該膨張弁14を車種に合わせて選択して、エアコンユニット16にワンタッチで組み付ける。
【選択図】図1
Description
本発明は、車両用空調装置に関する。
空調装置等に用いられ、冷媒を膨張させるための膨張弁が開示されている(特許文献1参照)。この膨張弁では、冷媒の流量を制御するための弁体の開口度を、ばねの押圧力により設定するようになっており、弁本体の下端部に、該ばねの押圧力(圧力の設定値)を調整するための調節ねじが設けられている。
膨張弁における圧力の設定値は、空調装置の仕様の違いによって最適値が異なるため、該仕様に応じて各々変えられている。また膨張弁の搭載位置については、エンジンコンパートメント内では搭載スペースの確保が非常に厳しく、空調装置の性能上、室内熱交換器(エバポレータ)の近辺とすることが有効である。このため現在では、膨張弁は、空調装置の生産工場において、予め圧力が設定された状態でエアコンユニット内に組み付けられて出荷されることがほとんどであり、組付け後は設定値の変更はできないようになっている。
一方エアコンユニットへの膨張弁の組付け作業には、繊細なトルク管理や特殊工具の使用や、組付け品質の確保が必要となるため、このような作業を車両組立工場において実施することは現実的でない。
この結果、エアコンユニットの種類が増えるため、該エアコンユニットの生産工場での種類別管理費用や輸送費用が増加する上、車両組立工場において、種類毎のエアコンユニットの保管スペースの確保が必要となる。
本発明は、上記事実を考慮して、空調装置の生産工場だけでなく、車両組立工場においても、空調装置を仕様に応じて簡易に作り分けることができるようにして、エアコンユニットの輸送・管理コストや、車両組立工場での保管スペースを低減できるようにすることを目的とする。
請求項1の発明は、圧力調節ねじ付きの膨張弁が、エアコンユニットにワンタッチで組付け可能に構成されている。
請求項1に記載の車両用空調装置では、圧力調節ねじ付きの膨張弁が、エアコンユニットにワンタッチで組付け可能であるので、車種による仕様の違いに応じて、膨張弁における圧力の設定値を、圧力調節ねじにより予め設定しておき、該膨張弁を車種に合わせて選択して、エアコンユニットにワンタッチで組み付けることができる。このため、空調装置の生産工場だけでなく、車両組立工場においても、空調装置を仕様に応じて簡易に作り分けることができる。またこれによって、エアコンユニットの輸送・管理コストや、車両組立工場での保管スペースを低減することができる。
請求項2の発明は、請求項1に記載の車両用空調装置において、前記エアコンユニットには、該エアコンユニットに対する前記膨張弁の組付け時の傾きを規制するガイド板と、該膨張弁と係合して該膨張弁を組付け状態に固定する固定爪とが設けられている。
請求項2に記載の車両用空調装置では、エアコンユニットに、該エアコンユニットに対する膨張弁の組付け時の傾きを規制するガイド板と、該膨張弁と係合して該膨張弁を組付け状態に固定する固定爪とが設けられているので、膨張弁が傾いて組み付けられることを抑制できると共に、該膨張弁の組付けに係る作業性を向上させることができる。
請求項3の発明は、請求項2に記載の車両用空調装置において、前記ガイド板は、前記膨張弁の組付け時に、該膨張弁を前記固定爪との間に挟持するように弾性変形する。
請求項3に記載の車両用空調装置では、ガイド板が、膨張弁の組付け時に、該膨張弁を固定爪との間に挟持するように弾性変形するので、組付け状態における膨張弁のがたつきを抑制することができる。
以上説明したように、本発明に係る請求項1に記載の車両用空調装置によれば、空調装置の生産工場だけでなく、車両組立工場においても、空調装置を仕様に応じて簡易に作り分けることができるようにして、エアコンユニットの輸送・管理コストや、車両組立工場での保管スペースを低減することができる、という優れた効果が得られる。
請求項2に記載の車両用空調装置によれば、膨張弁が傾いて組み付けられることを抑制できると共に、該膨張弁の組付けに係る作業性を向上させることができる、という優れた効果が得られる。
請求項3に記載の車両用空調装置によれば、組付け状態における膨張弁のがたつきを抑制することができる、という優れた効果が得られる。
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。図1,図2において、本実施の形態に係る車両用空調装置10は、圧力調節ねじ12付きの膨張弁14が、エアコンユニット16にワンタッチで組付け可能に構成されている。
図2に示されるように、膨張弁14における例えば略角柱形の弁本体18には、第1の通路21と、第2の通路22とが、上下に離間して形成されている。第1の通路21は、冷媒サイクルにおいて、コンデンサやレシーバ(図示せず)からエアコンユニット16内に設けられたエバポレータ(図示せず)に向かう冷媒の通路である。第2の通路22は、冷媒サイクルにおいて、エバポレータからコンプレッサ(図示せず)に向かう冷媒の通路である。
弁本体18における第1の通路21には、オリフィス24及び弁室26が形成されている。第1の通路21におけるオリフィス24の上流側に設けられた弁座には、球状の弁体28が配設されている。弁体28は、オリフィス24を通過する冷媒量を制御する部材であり、ばね押え30を介して圧縮コイルばね32によりオリフィス24側に押圧付勢されている。圧縮コイルばね32は、ばね押え30と圧力調節ねじ12との間に設けられている。この圧力調節ねじ12は、弁室26に対して下端側から進退可能にねじ込まれている。弁室26の内壁と圧力調節ねじ12との間には、気密性を確保するためのOリング34が設けられている。圧力調節ねじ12には、該圧力調節ねじ12を操作する際に六角レンチ36(図6)を差し込むための六角穴38が、弁体28の外部側に露出して形成されている。この調節ねじ12のねじ込み量により、圧縮コイルばね32の付勢力を変化させることで、弁体28が開く圧力の設定値(オリフィス24に対する弁体28の開口度)を調節できるようになっている。
第1の通路21には、入口ポート40と、出口ポート42とが設けられている。入口ポート40は、レシーバ(図示せず)から送り出された冷媒が流入する開口部であり、弁室26に連通している。また出口ポート42は、オリフィス24の下流側に連通しており、弁体28が開くことでオリフィス24を通過した冷媒が、エアコンユニット16内のエバポレータ(図示せず)へ送り出される開口部である。
また第2の通路22には、入口ポート44と、出口ポート46とが設けられている。入口ポート44は、エアコンユニット16内のエバポレータから送り出される冷媒蒸気が流入する開口部である。出口ポート46は、該冷媒蒸気が、冷媒サイクルにおけるコンプレッサ(図示せず)へ送り出される開口部である。
弁本体18には、エバポレータの出口温度に応じて、弁体28に対して駆動力を与えてオリフィス24の開閉を行うために小径の孔48と、この孔48より径が大径の孔50が、第2の通路22を貫通してオリフィス24と同軸に形成されている。弁本体18の上端には、感熱部となるパワーエレメント部52がねじ込まれて固定されている。
パワーエレメント部52は、ステンレス製のダイアフラム54と、該ダイアフラム54を挾んで互いに溶接により密着して設けられた上カバー60及び下カバー62とを有している。上カバー60とダイアフラム54との間には、気密な感温室である上部圧力作動室56が形成されている。上部圧力作動室56には、上カバー60に形成された孔64を通じて、所定のダイアフラム駆動流体が封入されている。上カバー60の孔は、栓66により封止されている。
下カバー62は、弁本体18に対して、パッキン68を介してねじ込まれている。下カバー62内におけるダイアフラム54の下側には、第2の通路22に連通した下部圧力作動室58が形成されている。これにより、下部圧力作動室58には、第2の通路22を通る冷媒蒸気の圧力が作用するようになっている。
下部圧力作動室58内には、ダイアフラム54の下面中央部に当接する、例えばアルミニウム製の当接部材70が設けられている。この当接部材70には、第2の通路22を貫通し、大径の孔50及び小径の孔48内に延びる、例えばアルミニウム製の感温棒74が取り付けられている。この感温棒74は、大径の孔50に対して、Oリング72を介して摺動可能となっており、該Oリング72により第1の通路21と第2の通路22との間の気密性が確保されている。また感温棒74は、小径の孔48に対しても摺動可能となっている。感温棒74の下端には、オリフィス24よりも小径に構成され、該オリフィス24内に延びて弁体28に当接する作動棒76が設けられている。
上述したように、上部圧力作動室56内には所定のダイアフラム駆動流体が封入されている。また第2の通路22と下部圧力作動室58とは連通しており、第2の通路22内の冷媒蒸気の温度(エバポレータの冷媒出口温度)は、下部圧力作動室58へ伝達される。ダイアフラム54は、上部圧力作動室56及び下部圧力作動室58の圧力差に伴い上下に変位する。この変位が、当接部材70を介して感温棒74に伝達されることで、該感温棒74及び作動棒76が上下動するようになっている。作動棒76は、弁体28に当接しているので、該作動棒76が上下動することで、弁体28が、圧縮コイルばね32の付勢力に抗して、オリフィス24の弁座に対して接近又は離間することとなる。これにより、第1の通路21を通ってエバポレータ(図示せず)に供給される冷媒の流量が制御されるようになっている。
図1において、エアコンユニット16は、例えば合成樹脂製のユニットケース85内に、エバポレータやファン等(図示せず)を収容した部品であり、例えば車両のインストルメントパネル(図示せず)内に組み付けられる。ユニットケース85には、膨張弁14を組み付けるための、例えば長円形の組付けスペース84が設けられている。図1,図3に示されるように、組付けスペース84内には、膨張弁14における第1の通路21の出口ポート42が接続される第1接続口81と、第2の通路22の入口ポート44が接続される第2接続口82とが、夫々基部88から突出して設けられている。第1接続口81の外周面及び第2接続口82の外周面には、膨張弁14を組み付けた際における気密性を確保するためのOリング86が夫々取り付けられている。
またエアコンユニット16には、エアコンユニット16に対する膨張弁14の組付け時の傾きを規制するガイド板90,92と、該膨張弁14と係合して該膨張弁14を組付け状態に固定する固定爪94とが設けられている。ガイド板90,92は、ユニットケース85と一体成形され、組付けスペース84の上下に例えば一対設けられており、膨張弁14の組付け時に、該膨張弁14を固定爪94との間に挟持するように弾性変形する。
ガイド板90,92は、膨張弁14の組付け時に、第1接続口81に対する第1の通路21の出口ポート42の傾き、及び第2接続口82に対する第2の通路22の入口ポート44の傾きが夫々少なくなるように配置されている。具体的には、膨張弁14が第1接続口81や第2接続口82に届いていない状態において、膨張弁14の例えばパワーエレメント部52が上側のガイド板90に当接し、弁本体18の下部が下側のガイド板92に当接したときに、第1接続口81に対する出口ポート42の傾き、及び第2接続口82に対する入口ポート44の傾きが、夫々最小となるように設定されている。なお、図4に示されるように、ガイド板90,92は、膨張弁14を更に押し込むことで例えば倒れるように弾性変形するようになっている。
固定爪94は、ユニットケース85と一体成形され、組付けスペース84の上下に例えば2対設けられ、先端が夫々膨張弁14の幅方向に対向する鉤爪状に形成されている。この固定爪94は、膨張弁14の弁本体18を、該弁本体18の幅方向の両側から挟むように配設されており、図1,図2に示されるように、弁本体18の例えば四隅には、凹状の係合段部78が形成されている。この係合段部78の大きさは、固定爪94の鉤爪形状の大きさと同等となっている。これにより、図4に示されるように、エアコンユニット16への膨張弁14の組付け時に、固定爪94が膨張弁14よりも外側に突出しないようになっている。
(圧力設定用の治具)
本実施形態に係る膨張弁14の圧力設定値は、車種による車両用空調装置10の仕様に応じて、エアコンユニット16への組付け前に予め変更される。この設定値の変更を車両組立工場においても精度よく、かつ簡易に行うことができるようにするために、図6から図8に示されるような治具100を用いることが望ましい。
本実施形態に係る膨張弁14の圧力設定値は、車種による車両用空調装置10の仕様に応じて、エアコンユニット16への組付け前に予め変更される。この設定値の変更を車両組立工場においても精度よく、かつ簡易に行うことができるようにするために、図6から図8に示されるような治具100を用いることが望ましい。
図6,図7に示されるように、この治具100は、例えば、膨張弁14の圧力調節ねじ12の部位側に固定可能な基部102と、該基部102に着脱可能とされた角度規制部材104と、該角度規制部材104及び基部102を貫通すると共に該角度規制部材104に回動自在に支持される工具106とを有して構成されている。
基部102は、膨張弁14を跨ぎ端部に夫々爪部102Kを有する一対の脚部102Aと、該一対の脚部102Aを、爪部102Kと反対側において、圧力調節ねじ12の軸方向と直交する方向に連結する平板部102Bとを有している。平板部102Bには、工具106の六角レンチ36が通される貫通孔102Cが形成されており、また該貫通孔102Cの縁部に沿って円筒部102Dが立設されている。この円筒部102Dの外周面には、セレーション102Eが形成されている。なお、膨張弁14における弁本体18の両側面には、係合溝19が形成されている。この係合溝19に爪部102Kを係合させることで、基部102が膨張弁14の弁本体18に固定されるようになっている。
角度規制部材104においては、円筒状の本体部104Aの内面に、基部102のセレーション102Eに噛合するセレーション104Eが形成され、本体部104Aの所定の角度θの範囲が一部切り欠かれている(切欠き領域104K)。この角度θは、膨張弁14の圧力調節ねじ12を回転させる角度に対応して、90°,180°等に設定される。図示の例では、角度θ=90°となっている。角度規制部材104の本体部104Aにおける角度θの範囲の両端には、ストッパ104B,104Cが夫々形成されている。
工具106は、圧力調節ねじ12の六角穴38に対応する六角レンチ36と、該六角レンチ36を保持する円柱状の保持部材108と、該保持部材108の外周面から半径方向外側に突出して設けられたハンドル部110とを有して構成されている。保持部材108の外径は、角度規制部材104における本体部104Aの内径よりもわずかに小さく設定されており、保持部材108は、ハンドル部110が二箇所のストッパ104B,104Cの間(角度θの範囲内)に配置された状態で、該本体部104A内に差し込まれるようになっている。そして、工具106は、ハンドル部110が一方のストッパ104Bから他方のストッパ104Cに至る角度θの範囲内において、本体部104A内で回動可能となっている。
(作用)
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図1において、本実施形態に係る車両用空調装置10では、膨張弁14の単品状態において、予め圧力の設定値を仕様に応じて変更しておき、エアコンユニット16に組み付ける。まず膨張弁14の圧力の設定値の変更作業について説明する。
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図1において、本実施形態に係る車両用空調装置10では、膨張弁14の単品状態において、予め圧力の設定値を仕様に応じて変更しておき、エアコンユニット16に組み付ける。まず膨張弁14の圧力の設定値の変更作業について説明する。
本実施形態では、膨張弁14における圧力調節ねじ12の回転角度に対する設定圧力の変化特性にばらつきがないように、選別された膨張弁14を用いる。この膨張弁14の圧力の設定値は、該膨張弁14の製造工場からの出荷時に、一定の初期値に設定されている。仕様に応じた圧力の設定値が、この初期値と異なる場合、治具100における角度規制部材104の角度θ(図7,図8)を、その圧力差に相当する圧力調節ねじ12の回転角度と等しくなるように設定しておく。
次に、図6において、膨張弁14における弁本体18の係合溝19に、基部102の爪部102Kを係合させることで、基部102を膨張弁14の弁本体18に固定する。続いて、工具106を角度規制部材104に差し込むと共に、該角度規制部材104のセレーション104Eを基部102のセレーション102Eに噛合させ、該角度規制部材104を基部102に取り付ける。これにより、治具100が、膨張弁14に固定された状態となる。
ここで、変更後の設定値が初期設定値よりも大きい場合、圧力調節ねじ12を右回転させて、膨張弁14内の圧縮コイルばね32(図1)を縮める必要がある。従って、治具100を膨張弁14に取り付けたとき、工具106のハンドル部110が、角度規制部材104における回転始端側のストッパ104Bに当接するようにする。また同時に、工具106の六角レンチ36が、圧力調節ねじ12を回転させることなく六角穴38に嵌合するように、セレーション104E,102Eの噛合い位置を選択する。
そして、図8に示されるように、ハンドル部110が回転終端側のストッパ104Cに当接するまで、工具106を角度θ回転させることで、膨張弁14の圧力の設定値を、所望の値に変更することができる。このため、膨張弁14の単品状態での圧力の設定値の変更を、車両組立工場においても精度よく、かつ簡易に行うことができる。設定変更後の膨張弁14については、マーキングを行うことで、初期状態の膨張弁14と判別することができる。
また角度規制部材104は、基部102に対して着脱可能であるので、角度θの異なる角度規制部材104を複数用意しておき、仕様に応じて使い分けることとで、基部102や工具106を共用しながら、様々な圧力設定を行うことができる。
なお、変更後の設定値が初期設定値よりも小さい場合には、逆に圧力調節ねじ12を左回転させることとなるため、ストッパ104Cが回転始端側となり、ストッパ104Bが回転終端側となる。また膨張弁14の初期設定値が、車両用空調装置10の仕様と等しい場合には、治具100を用いて圧力の設定変更を行う必要はない。
次に、膨張弁14をエアコンユニット16に組み付ける際の作用について説明する。図1,図3に示されるように、膨張弁14は、エアコンユニット16の組付けスペース84に組み付けられる。まず、図3に示されるように、膨張弁14の出口ポート42をエアコンユニット16の第1接続口81側に向け、入口ポート44を第2接続口82側に向けた状態で、膨張弁14を組付けスペース84に差し込む。そして膨張弁14のパワーエレメント部52を上側のガイド板90に当接させ、弁本体18の下部を下側のガイド板92に当接させると、第1接続口81に対する第1の通路21の出口ポート42の傾き、及び第2接続口82に対する第2の通路22の入口ポート44の傾きが、夫々最小となる。このとき、固定爪94は、膨張弁14における弁本体18の側部に夫々当接している。
この状態では、膨張弁14はまだ第1接続口81や第2接続口82には届いていない。図4に示されるように、膨張弁14を更に押し込むと、第1接続口81と出口ポート42とが正しく接続され、第2接続口82と入口ポート44とが正しく接続される。膨張弁14が傾いて組み付けられることを抑制することで、第1接続口81及び第2接続口82に設けられているOリング86の損傷を防止することができる。
このとき、エアコンユニット16側に設けられている固定爪94が、弁本体18の係合段部78に夫々係合する。またガイド板90,92は、膨張弁14に押されて倒れるように弾性変形する。膨張弁14は、該ガイド板90,92により、エアコンユニット16から離脱する方向に付勢されるが、その離脱は固定爪94により規制される。これにより、膨張弁14が、ガイド板90,92と固定爪94との間に挟持された状態となるので、エアコンユニット16に対する該膨張弁14のがたつきが抑制される。
このように、エアコンユニット16には、ガイド板90,92と固定爪94とが設けられているので、エアコンユニット16に対する膨張弁14の組付けを、該膨張弁14とエアコンユニット16の接続部から漏れが生じないように(Oリング86を損傷しないように)正確に行うことができ、かつ該組付けに係る作業性を向上させることができる。
また本実施形態では、圧力調節ねじ12(図2)付きの膨張弁14が、エアコンユニット16にワンタッチで組付け可能であるので、車種による車両用空調装置10の仕様の違いに応じて、膨張弁14における圧力の設定値を、圧力調節ねじ12により予め設定しておき、該膨張弁14を車種に合わせて選択して、エアコンユニット16にワンタッチで組み付けることができる。このため、車両用空調装置10の生産工場だけでなく、車両組立工場においても、車両用空調装置10を仕様に応じて簡易に作り分けることができる。またこれによって、エアコンユニット16の輸送・管理コストや、車両組立工場での保管スペースを低減することができる。
更に、エアコンユニット16に対する膨張弁14の組付けの際に、締結作業を行わなくてよいので、該締結作業を行う場合に必要となる繊細なトルク管理や特殊工具の使用が不要である。このため、膨張弁14の組付けに係る作業性を向上させることができる。
なお、図1,図5に示されるように、膨張弁14の弁本体18には、該膨張弁14の組付け時に利用可能なボルト孔80が形成されている。車両用空調装置10の整備時等において、仮に固定爪94を破損した場合には、該ボルト孔80を用いて、エアコンユニット16に対してボルト締結を行うことができる。
10 車両用空調装置
12 圧力調節ねじ
14 膨張弁
16 エアコンユニット
90 ガイド板
92 ガイド板
94 固定爪
12 圧力調節ねじ
14 膨張弁
16 エアコンユニット
90 ガイド板
92 ガイド板
94 固定爪
Claims (3)
- 圧力調節ねじ付きの膨張弁が、エアコンユニットにワンタッチで組付け可能に構成された車両用空調装置。
- 前記エアコンユニットには、該エアコンユニットに対する前記膨張弁の組付け時の傾きを規制するガイド板と、該膨張弁と係合して該膨張弁を組付け状態に固定する固定爪とが設けられている請求項1に記載の車両用空調装置。
- 前記ガイド板は、前記膨張弁の組付け時に、該膨張弁を前記固定爪との間に挟持するように弾性変形する請求項2に記載の車両用空調装置。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017226295A (ja) * | 2016-06-21 | 2017-12-28 | 株式会社ヴァレオジャパン | 内部熱交換器及びそれを備える車両用空調装置の冷凍サイクル |
JP2019174107A (ja) * | 2019-06-07 | 2019-10-10 | 株式会社ヴァレオジャパン | 内部熱交換器及びそれを備える車両用空調装置の冷凍サイクル |
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- 2010-04-26 JP JP2010101155A patent/JP2011230598A/ja active Pending
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