JP2012013217A - 膨張弁 - Google Patents

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Abstract

【課題】膨張弁の配管継ぎ手を接続し、固定する手段は膨張弁の本体にボルト等で軸力をかけることで行われているが樹脂を本体にした場合には軸力で変形してしまう。本発明はエアコン用膨張弁の本体を軽量な樹脂化にしたときに起こる継ぎ手部からの気密洩れを防止する。
【解決手段】固定用のボルトの軸力に対抗した剛性を得るために樹脂本体に金属板や金属支持筒配置して樹脂本体に荷重がかからないようにした。
【選択図】図1

Description

本発明はエアコン用膨張弁の本体を軽量な樹脂化にしたときに起こる継ぎ手部からの気密洩れを防止する特に車両用冷房装置の好適に適用可能な制御弁に関する。
近年,CO2の排出低減の活動がますます求められており自動車の軽量化を達成のため樹脂化による軽量化が求められる。
特許第3130246号(特開平09−89154)
図13は、蒸発器に送り込まれる高圧冷媒が通る高圧冷媒流路の途中を細く絞って形成された弁座孔に対して上流側から対向する弁体を配置し、蒸発器から送り出される低圧冷媒の温度に対応して動作する感温部と弁体とを弁座孔内に緩く挿通されたロッドで連結して、弁体を開閉動作させるようにした膨張弁と蒸発気側及び圧縮機側を気密に接続することで冷凍サイクルの通路が構成されている。膨張弁には本体1そのものに弁体を構成したものや図14のように膨張弁の機能を有する別体9を本体1に配置した種類がある。どちらの膨張弁も配管接続の方法は同じであり、図15および図16は、配管にはOリングなどのシール部材15が配置され内圧によって移動しないようにOリング外径より大きな張り出し部すなわちフランジ11がある。このフランジ11部は一体で構成された配管用取り付け部材7や、または、板12を介してフランジ11を押さえてボルト14やナットで固定されシール部材15で気密が保たれる。蒸発器側と圧縮機側とは個々別々のボルト14,10またはナットで固定されたりまたは、両側を共通のボルトで同時に固定したりする方式がある。
膨張弁と配管との接続は、設置場所の使用環境やシステムの動作環境の温度、湿度、振動、圧力などによって気密が損なわれないように初期の固定条件を維持し続ける必要がある。膨張弁の本体は金属でありボルトやナットによる締付トルクの管理によって一定の軸荷重が生まれ本体1の受け面が反力を維持するのでボルトやナットの緩みがなく気密が保たれる。
しかし、膨張弁の本体が樹脂の場合には、樹脂は環境や固定のための軸荷重によって収縮しボルトやナットが緩んでしまい気密が維持できない場合がある。
また、特許第3130246号によれば樹脂の弁本体41に金属製のカラー71を配置し熱による永久歪みが生じるのを防止する膨張弁がある。しかし弁本体41の樹脂に固定の軸力がかかるような配管の接続をする構成では気密が維持できない場合があった。
図17は、フランジ11に押さえ板12を介して固定した上述による特許文献の膨張弁の構成方法を示す。固定を維持するためには、上述の文献上と同名称同符号のカラー71の長さを押さえ板12,13まで延ばして接触できるように配置しボルトやナットの軸力をカラー71が受けて上述の文献上の弁本体41に相当する本体1の樹脂に軸力がかからぬようにする必要があった。しかし、フランジ11の厚さ11aがばらついた場合には問題が発生する。フランジ11が厚い場合には押さえ板12,13にカラー71が接触できなくなりカラー71の機能が損なわれる。他方薄い場合にはフランジ11が膨張弁の本体1の配管を接続する部位に接触できなくなるのでOリング等のシール部材15の機密性が損なわれる。
そのため、どちらの場合においても最終的にはシステム内の冷媒が外部に漏洩するという問題が生じてしまう。また多量生産の産業においてはフランジ11の寸法精度向上やカラー71の長さ違いを選定した組立てはコスト高になり、また産業の組立て工程順序のしくみから成立させることが困難であった。
そこで、フランジ11の厚さ11aに左右されず、本体の樹脂に固定時の荷重がかからないように構成する必要があった。
本発明は、金属製の本体のようにフランジの厚みに左右されない本体を樹脂にした膨張弁の提供を目的とする。
上記の目的を達成するため、今まで本体が受けていた軸力を本体に配置された金属板2,3に全て受けさせて樹脂の本体にはかからないように構成させている。
本発明によれば、本体を樹脂にした膨張弁は従来どおりの金属製の本体を有した膨張弁用のいかなる配管方式であっても互換性を有し固定部が緩むことなく気密性を維持することが出来る。
本発明の実施の形態を示す。 図1のa−a断面図を示す。 本発明の実施の形態を示す。 図3のb−b断面図を示す。 本発明の実施の形態を示す。 図5のc−c断面図を示す。 本発明の実施の形態を示す。 図7のd−d断面図を示す。 本発明の実施の形態を示す。 図9のe−e断面図を示す。 図9の金属部材8の投影図を示す。 図11のf−f断面図を示す。 従来の膨張弁の断面図を示す。 従来の分離型の膨張弁の縦断面図を示す。 金属製の本体を有する従来の膨張弁の配管接続の1例を示す。 図15のg−g断面図を示す。 樹脂製の本体を有する従来の膨張弁の配管接続の1例を示す 図17のh−h断面図を示す。
図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1および2は本発明の第1実施の形態を示している。図中、50は蒸発器、51は圧縮機、52は凝縮器、53は、凝縮器52の出口側に接続されて高圧の液体冷媒を収容する受液器、54は膨張弁である。これらによって冷凍サイクルが形成されており、例えば自動車の室内冷房装置(カーエアコン)に用いられる。
配管を接続する部分にはシール部材15のシール性を阻害しない位置に金属板2,3が配置されている。金属板2,3にはフランジ11を受ける寸法の孔が2箇所づつあり、中央付近には取り付け用ボルトが貫通できかつ金属支持筒5を受ける寸法の孔が配置されている。配管はフランジ11部にシール部材15が装着され膨張弁の本体1に挿入され気密シールされる。本体1の取り付け穴4にボルト14を通し金属製の押さえ板12に配置したメスネジに締付ける。
ボルト14で固定された軸力は、ボルトとボルトの貫通する押さえ板13、押さえ板13とパイプのフランジ11、フランジ11と膨張弁本体1に配置された金属板3、金属板3の中央部と金属支持筒5、金属支持筒5とその対面の金属板2、金属板2とパイプのフランジ11、フランジ11とメスネジのある押さえ板12とが接触し剛体となって受けている。金属支持筒5の長さ5aは本体1の幅1aより長く設定しかつシール部材の機密性に影響を与えないよう例えば0.3mm以下に設定する。
図3および4のように蒸発器側と圧縮機側とが別々に取り付けられる場合には、蒸発器側では、ボルト14の軸荷重に対抗する剛体となる部分は本体1の幅1aよりわずかに突き出した5aを持つ金属支持筒5と金属板2とフランジ11とフランジ11の押さえ板12との接触で構成される。圧縮機側のボルト10の軸荷重に対抗する剛体となる部分はフランジ11部の押さえ板13とフランジ11と金属板3と本体1の面よりわずかに突き出している6aのインサートされた金属部材6との接触で構成させボルト10またはナットの軸力に対抗させ樹脂に配管を締結する力がからないようにする。
図5および6のように樹脂の本体1にインサートしたオスまたはメスネジを有する金属部材6で構成する場合には本体1の面よりわずかに突き出している6aのインサートされた金属部材6または図7の張り出し部をもったボルトの金属部材18の一部が本体1の面よりわずかに突き出している6aを配管用取り付け部材7に接触させボルトまたはナットの軸力に対抗させ樹脂に配管を締結する力がからないようにする。
図9および10は取り付け穴4とインサートの金属部材6が近すぎて構成できない場合には図11の取り付け穴16を有しかつ対抗する側の配管を固定できるオスまたはメスのネジを有した金属部材8を本体1に配置して、取り付け穴4に配置された金属支持筒5と接触させボルト14を受ける固定用の軸力が本体1にかからないようにしている。
使用環境の厳しい自動車で特にエンジンルーム等の高い温度の環境下では樹脂は金属に比べて寸法変化を起こしやすい。またこの現象は荷重を受けている箇所が顕著になるが、このように構成された膨張弁においては、配管を固定する軸力は前述の金属板の部分が受け樹脂にかからなく出来るので寸法変化から固定用のボルトが緩むことはなくなり配管の気密性は維持できるようになる。
1 本体
1a 本体の幅
2 金属板
3 金属板
5 金属支持筒
5a 金属支持筒の長さ
6 金属部材
6a 突き出し部
7 配管用取り付け部材
8 金属部材
11 フランジ
11a フランジ厚さ
12 押さえ板
13 押さえ板
15 シール部材
50 蒸発器
51 圧縮機
52 蒸発器
53 受液器
54 膨張弁
71 カラー

Claims (5)

  1. 蒸発器に送り込まれる高圧冷媒が通る高圧冷媒流路の途中を細く絞って形成された弁座孔に対して上流側から対向するように配置された弁体と上記蒸発器から送り出される低圧冷媒の温度に対応して動作する感温部と上記弁座孔内に緩く挿通されて上記感温部と上記弁体とを連結するロッドが継ぎ手機能を有する本体1に配置された膨張弁やまたは前述の機能を有する別体の膨張弁を継ぎ手機能を有した本体1に挿入して構成させた膨張弁において本体1を樹脂で構成するとともに蒸発器側の継ぎ手部面および圧縮機側の継ぎ手部面の少なくともどちらか一方に相手側配管に対抗して接触する面に金属板2および3を配置し、中間には前記本体1の配管取り付け穴4に金属製の金属支持筒5を前記金属板2および3に対抗させて配置したことを特徴とする膨張弁。
  2. 蒸発器側の配管取り付けの固定と圧縮機側固定方法が同時行われる事を特徴とする請求項1記載の膨張弁。
  3. 蒸発器側の配管取り付けの固定と圧縮機側の固定方法が別々で構成され金属部材6をインサート成型により形成し金属部材6と金属板3とが接触するよう配置したことを特徴とする請求項1記載の膨張弁。
  4. 蒸発器側の配管取り付けの固定と圧縮機側固定方法が別々で構成され金属部材6をインサート成型により形成し金属部材6と配管用取り付け部材7とが接触するよう配置したことを特徴とする請求項3記載の膨張弁。
  5. 蒸発器側の配管取り付けの固定と圧縮機側固定方法が別々で構成され配管用の取り付けの穴16を有すると同時にその配管取り付け面と対抗する側に取り付け用のネジを有した金属部材8を取り付けて構成したことを特徴とする請求項3及び4記載の膨張弁。
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