JP2012013217A - 膨張弁 - Google Patents

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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