JP4072774B2 - 二元機能サービスカップリング - Google Patents

Description

本発明は、冷媒を冷媒供給源から、通常、冷凍システムに取付けられて、これに接続するチャージポートを通して、冷凍システムへ導くのに使用するサービスカップリングに関する。このサービスカップリングは、また、冷凍システムから冷媒を排出するのにも使用される。

クロロフロオロカーボン（ＣＦＣｓ）及びハイドロクロロフロオロカーボン（ＨＣＦＣｓ）等の従来の冷媒は、大気中のオゾンの減少を引き起こすため、厳格に規制されている。既存のＣＦＣｓ及びＨＣＦＣｓに代る新たな環境に優しい冷媒の調査により、Ｒ１３４ａ等のハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣｓ）の導入に至った。しかしながら、ＨＦＣｓは、依然として、比較的高い地球温暖化可能性（ＧＷＰ）、及び、二酸化炭素及びアンモニア等の天然冷媒との比較における高い使用コストを示す。これらの懸念は、ＨＦＣｓ以外の冷媒を使用する代替冷凍システムの調査の必要性を増大させてきた。自動車用空調産業は、既に、冷媒として二酸化炭素を使用する冷凍システムの開発を通じて、ＨＦＣｓの置換の試みにとりかかり始めている。

冷媒を冷媒供給源から、冷凍システムの入口すなわち「チャージ」ポートを介して、冷凍システムへ導くのに使用されるサービスカップリング、すなわち、アダプタは、従来技術において周知である。１つの公知のサービスカップリングは、冷凍システムのチャージポートに「迅速結合」できる１つ又はそれ以上の機構を使用する。一旦、結合されると、サービスカップリングのサービスバルブは、チャージポートのポートバルブに係合し、これを作動させて、チャージポートとサービスカップリングとの間の冷媒流路を開く。サービスバルブは、一般的に、サービスカップリングにねじ結合可能な回転ノブによって、ポートバルブに係合するように移動される。

自動車用Ｒ１３４ａ空調システムのサービスに使用されるような従来のサービスカップリングは、一般的に、約１００ｐｓｉ（６．９ｂａｒ）までの圧力で機能するように設計される。しかしながら、冷媒として二酸化炭素を使用する冷凍システムは、一般的なＲ１３４ａ冷凍システムよりもかなり高い圧力、すなわち、１００ｐｓｉ（６．９ｂａｒ）より高い圧力で作動する。

これらの比較的高い圧力によって、従来のサービスカップリングは、二酸化炭素を使用する冷凍システムに、これを使用するのを一般的に不可能にするいくつかの制限を受ける。１つの制限は、比較的高い冷媒圧力が非常に高い荷重をサービスバルブにかけ、これにより、ノブを回転させるのに極端に大きなトルクを必要とすることである。

もう１つの制限は、サービスカップリングの「迅速結合」機構は、離脱前にサービスカップリングとチャージポートとの間に閉じ込められた加圧された冷媒によって、事実上、作動不可能とされることである。この閉じ込められた圧力は、また、サービスカップリングのチャージポートからの望ましくない激しい離脱を引起す。

更にもう１つの制限は、冷凍システムの排出中に従来のサービスカップリングを通る冷媒の流量が比較的大きいことである。冷媒として二酸化炭素を使用する冷凍システムにおいて、比較的大きい排出流量によって、シールの急激な減圧、すなわち、シールに閉じ込められたガス冷媒の望ましくない急速な膨張が生じることがある。比較的大きい排出流量は、また、チャージポート又はサービスカップリングで「ドライアイス」の生成を引起し、これは、サービスバルブ及びポートバルブの再シールを阻害して、冷媒の漏れを許すことになる。

このため、二酸化炭素を使用するような比較的高圧の冷凍システムをチャージ及び排出するために改良されたサービスカップリングが要求されている。

軸方向に変位可能なポートバルブを含むチャージポートを有する冷凍システムに冷媒供給源を接続するためのサービスカップリングが提供される。このサービスカップリングは、軸に沿って調整端部から出口端部へ延びる中央通路と、この中央通路と冷媒源との間を連通させる両端部の間に配置された横方向ポートを有する本体部分を含んでいる。中央通路には、軸方向に移動可能なバルブハウジングが配置されている。バルブハウジングは、横方向ポートと出口端部と間に配置された第１端部から調整端部の近くに配置された第２端部へ延びている。バルブハウジングは、これを通して第１端部から第２端部へ延びる少なくとも１つの圧力バランス通路を含み、サービスバルブがバルブハウジング内に気密的に係合されている。バルブハウジングを調整端部へ向う後方位置から出口端部ヘ向う前方位置へ移動させるためのアクチュエータが設けられている。前方位置へ向うバルブハウジングの軸方向の移動は、サービスバルブを押圧し、ポートバルブをチャージポートのシール係合から解放し、サービスバルブをバルブハウジングのシール係合から解放して、冷媒流路を開く。また、バルブハウジングの前方位置への軸方向の移動は、バルブハウジングの第２端部と本体部分との間に隙間を生じさせる。この隙間は、バルブハウジングを通して延びる少なくとも１つの通路によって冷媒流路に接続されて、バルブハウジングの両端部の圧力がほぼバランスされる。バルブハウジングの両側の圧力バランスの結果、中央通路の中でバルブハウジングを移動させるのに、最小限の力のみが必要となる。

本発明のもう１つの実施形態では、サービスカップリングには、離脱前にサービスカップリングとチャージポートとの間に閉じ込められた加圧された冷媒を通気するための少なくとも１つのブリード通路が設けられている。バルブハウジングの前方位置への移動は、ブリード通路をシールするのに対して、バルブハウジングの後方位置への移動は、流路を閉じて、チャージポートとサービスカップリングとの間に閉じ込められた残りの冷媒がブリード通路を通して開放されるようにする。

本発明の更にもう１つの実施形態では、横方向ポートには、サービスカップリングを冷媒供給／排出システムに接続するためのカップリング部材が設けられている。このカップリング部材は、チェックバルブ、すなわち、横方向ポートを通る第１方向の冷媒の流れを制限し、横方向ポートを通る第１方向とは反対の第２方向の冷媒の流れをほぼ制限することなく許容するように構成されたリストリクタを含んでいる。

本発明のもう１つの実施形態では、チャージポートは、プッシュ−タイプのバルブ又はスクリュ−タイプのバルブのいずれかを含むことができる。バルブ本体は、追加的な機能性を有するシャフトであり、バルブハウジングは、そのバルブの固定配置された本体部分と協働する安全スリーブを備えている。このサービスカップリングは、操作上、いずれかのタイプのバルブと同様の方法で作動する。

利点の中で、本発明のサービスカップリングの新規な設計は、最小限の力で比較的高圧システムのチャージポートとサービスカップリングとの間で冷媒流路を開くことができるようにする。もう１つの利点は、サービスバルブ及びポートバルブが閉じた後、チャージポートとサービスカップリングとの間に閉じ込められた冷媒が自動的に通気され、チャージポートからのサービスカップリングの簡単かつ激しくない離脱を可能にすることである。更にもう１つの利点は、冷凍システムから排出される冷媒の流量がチェックバルブによって容易に制御されて、急激な減圧の発生、すなわち、ドライアイスの生成が最小限になることである。

本発明の様々な追加の特徴及び利点は、添付の図面を参照して読んだとき、以下の好ましい実施形態の詳細な説明から、当業者に明らかになるであろう。

図１を参照して、チャージポート２２に取付けられるサービスカップリング２０が設けられており、これは、チャージポート２２が接続された冷凍システムに導入される冷媒の入口として機能する。一体に結合されたとき、サービスカップリング２０とチャージポート２２とは共通の縦軸Ａ−Ａを呈する。

チャージポート２２は、一般的なタイプとすることができ、それ自体及びその中に本発明の一部を形成していない。しかしながら、チャージポート２２のより良い理解は、サービスカップリング２０の作動の説明を補助するであろう。

チャージポート２２は、これを貫通して入口端部２８から出口端部３０へ延びる中央通路２６を有する本体２４を含んでいる。図５に示されるように、中央通路２６は、それぞれバルブコア４０に設けられた縮径された円筒状バルブシート３２と、高分子シール要素３６を係合するための内側ねじ３４と、外側ねじ３８とを含んでいる。

引続き図５を参照して、バルブコア４０は、ポートバルブ４４がその中に摺動可能に配置されるコア本体４２を含んでいる。ポートバルブ４４の第１端部４６は、コア本体４２を越えて外側へ延び、ポートバルブ４４の第２端部４８は、シール部材５０に連結されている。圧縮スプリング５２は、ポートバルブ４４の環状リップ５４とコア本体４２の径方向肩部５６との間に延びて、ポートバルブ４４を入口端部２８へ向って弾性的に付勢して、シール部材５０をコア本体４２に気密的に係合させている。ポートバルブ４４の出口端部３０（図５で見て左）へ向う移動は、シール部材５０をコア本体４２から離間させ、これにより、（図２に示されるように）バルブコア４０が開いて、チャージポート２２を通る冷媒の流れを許容する。

図１を参照して、サービスカップリング２０は、調整端部６０から出口端部６２へ延びる本体部分５８を含んでいる。中央通路６４は、調整端部６０から出口端部６２へ延びて、本体部分５８の調整端部６０と出口端部６２との間に形成された横方向供給ホースポート６６に接続されている。本体部分５８には、調整端部６０に隣接して、ねじ部６８が外側に配置されている。回転可能なノブ７０は、調整端部６０に配置され、ねじ部６８に係合される内側ねじ部７２及び調整端部６０を越えて軸方向に延びる拡大された把持部７４を含んでいる。

本体部分５８の中央通路６４には、調整端部６０の付近の第１内径部７６と、出口端部６２の付近の第２内径部７８と、横方向ポート６６に整合する拡径された環状溝８０とが設けられている。中央通路６４内には、第１内径部７６の内側に緊密であるが摺動可能に受入れられる寸法とされたバルブハウジング８２が配置されている。バルブハウジング８２は、軸Ａ−Ａに共通の中心軸を有する略円筒状の本体８４と、軸Ａ−Ａにそって本体８４から外側に突出する調整ポスト８６とを含んでいる。本体８４は、内部に肩部９０を内側へ延ばした内側キャビティ８８及び内側ねじ部９２を含んでいる。複数の流通穴９４が軸Ａ−Ａに対してほぼ直角に本体８４を貫通するように配置されて、キャビティ８８を横切っている。また、本体８４は、本体８４の一端部から他端部へ延びる少なくとも１つのバランス通路９６（図１乃至３に破線で示される）を含んでいる。通路９６は、複数の流通穴９４の間に配置されて、通路９６と流通穴９４とが交差しないようになっている。

バルブハウジング８２は、ノブ７０に連結されて、ノブ７０が本体部分５８にねじ込まれ、また、緩められることによって、これと一体に移動する。好ましい実施形態においては、調整ポスト８６の一部は、本体部分５８の穴９８及びノブ７０の軸方向に整合された穴１００を貫通して延びている。一対のワッシャ１０２がノブ７０の両側の調整ポスト８６上に配置されている。回転中にワッシャ１０２及びノブ７０が調整ポスト８６から脱落しないように、サービスカップリング２０の組立中、調整ポスト８６の先端部１０４は、スエージ加工すなわち変形される。ワッシャ１０２は、ノブ７０に対して摺動して、ノブ７０が調整ポスト８６に対して回転可能としている。

ノブ７０の回転及びねじ部６８とねじ部７２との相互の係合による軸方向移動により、バルブハウジング８２は、（１）ノブ７０が所定の第１方向に回転したとき、調整端部６０（図１〜３において右）に向って後方位置へ軸方向に移動し、（２）ノブ７０が反対方向に回転したとき、出口端部６２に向って前方位置へ移動する。バルブハウジング８２の調整端部６０へ向う過度の後退は、バルブハウジング８２が本体部分５８の第１内径７６と穴９８との間に形成された肩部１０６に当接することによって防止される。

チャージポート２２及びバルブハウジング８２の外径により、本体部分５８は、サービスカップリング２０の組立を容易にするため、追加的に２つ又はそれ以上の部分に分割してもよい。図１〜３に示されるように、本体部分５８は、好ましくは、第１内径７６を含む第１部分１０８と、第２内径７８を含む第２部分１１０とに分割される。第２部分１１０は、組立中に、第１部分１０８の外側ねじ部１１４がねじ込まれる内側ねじ部１１２を含んでいる。図１〜３に示される実施形態においては、バルブハウジング８２の外径が第２内径７８よりも大きいので、バルブハウジング８２は、第２部分１１０を第１部分１０８に結合する前に、第１部分１０８に組み付けられる。しかしながら、本発明の他の実施形態（図示せず）では、バルブハウジング８２は、本体部分５８を単一部材として製造できるようにするため、第２内径７８よりも小さい外径とすることもできる。

バルブハウジング８２のキャビティ８８の中には、シール部材１１６及び圧縮スプリング等の弾性圧縮部材１２０によってシール部材１１６に対して付勢されたサービスバルブ１１８が挿入されている。シール部材１１６は、好ましくは、ＥＰＤＭゴム又はＰＴＦＥ等の高分子材料で製造され、内側に向けられた肩部９０を押圧している。シール部材１１６は、好ましくは、図１〜３に示されるように、平坦な環状のガスケットであり、あるいは、Ｏ−リングとすることができる。サービスバルブ１１８は、そこから延びてシール部材１１６に気密的に係合して、サービスカップリング２０を通る冷媒の流れを阻止する略円錐状のシート１２２を含んでいる。弾性圧縮部材１２０の一端部は、シート１２２の肩部１２４を押圧し、他端部は、キャビティ８８の内壁を押圧する。

また、バルブリテーナ１２８がキャビティ８８に受入れられて、バルブハウジング８２のキャビティ８８内に、シール部材１１６、サービスバルブ１１８及び弾性圧縮部材１２０を保持する。バルブリテーナ１２８は、好ましくは、サービスバルブ１１８が貫通して延びる案内部分１３０及びキャビティ８８の内側ねじ部９２に係合する外側ねじ部１３４を有する円筒状ベース部分１３２を含んでいる。案内部分１３０は、サービスバルブ１１８を支持するのに充分な幅を有し、更に、図２に示されるように、冷媒の通路ができるように充分に狭い幅を有する略長方形である。バルブリテーナ１２８のベース部分１３２は、シール部材１１６を押圧して、シール部材１１６を肩部９０に当接させて保持している。

図６及び７を参照すると、バルブハウジング８２の他の実施形態が詳細に示されている。この実施形態では、サービスバルブ１１８、シール部材１１６及びバルブリテーナ１２８は、バルブコアアセンブリ１３８を備えている。バルブコアアセンブリ１３８は、チャージポート２２において上述されたバルブコア４０とほぼ同様にすることができるが、これ限定される必要はない。したがって、他のバルブコアアセンブリの設計、例えば一般にタイヤステムにみられるようなものを本発明に使用することも可能である。個々の部品１１６、１１８及び１２８の代わりに、バルブコアアセンブリ１３８を使用することは、１つ又はそれ以上の製造工程を省略し、また、消耗又は損傷したシールの交換を簡単にする点で有利である。

再度図１を参照して、穴９８の内壁に配置された第１内周溝１４２に、環状シール要素１４０が配置されて、バルブハウジング８２が出口端部６２に向って前進位置へ移動されたとき、冷媒の漏れを実質的に防止している。同様に、調整端部６０側及び横方向ポート６６の出口端部側の本体部分５８に、一対の環状シール要素１４４が設けられている。シール要素１４４は、バルブハウジング８２を押圧して、本体部分５８とバルブハウジング８２との間の冷媒の流通を実質的に阻止している。シール要素１４０及び１４４は、従来技術において公知のように、一般的なゴムのＯ−リング又はＰＴＦＥのスプリング付勢された「Ｕ−カップ」とすることができる。

本体部分５８、より具体的には、第２部分１１０は、好ましくは、Ｏ−リング等の環状シール部材１５０を保持する内向きの肩部１４８を含んでいる。シール部材１５０は、チャージポート２２がサービスカップリング２０に受入れられたとき、チャージポート２２に気密的に係合して、チャージポート２２とサービスカップリング２０との間の冷媒の漏れをシールする。シール部材１５０は、肩部１４８及び第１内径７６の外向きの溝１５４の中に受入れられたスナップリング１５２によって、通路６４の中でほぼ軸方向の移動が制限されている。

図３を参照して、横方向ポート６６には、好ましくは、サービスカップリング２０を冷媒供給源（図示せず）に接続するためのカップリング部材１５６が設けられている。好ましい実施形態では、カップリング部材１５６の外側端部１５８は、サービスホース又は一般的な冷媒供給／排出システムから冷媒を移送するための他の導管の管継手１６１を取付ける雌カップリング１６０に適合するように形成されている。図２及び３に示されたカップリング部材１５６の設計は、本発明の範囲を限定することを意図せず、一般的なねじ付雌アダプタ等の他の構造を含む。

カップリング部材１５６の中には、サービスカップリング２０を通してチャージポート２２から流出する冷媒の流量を調整するチェックバルブ、すなわち、リストリクタ１６２が配置されている。図４を参照して、リストリクタ１６２は、所望の冷媒流量に対応する所定の直径を有する軸方向の細いダクト１６６を含んでいる。リストリクタ１６２には、カップリング部材１５６の内表面１７０と協働して、冷媒を自由に流す複数の流通溝１７２（図４に最もよく示される）を形成する複数の径方向のフィン１６８が設けられている。カップリング部材１５６のテーパ表面１７６と雌カップリング１６０の肩部１７８との間に形成された空隙１７４（図３に最もよく示される）は、リストリクタ１６２の制限された軸方向移動を可能としている。図２に示されるように、冷媒供給／排出システムからサービスカップリング２０に冷媒が流入するとき、リストリクタ１６２は、テーパ表面１７６に押付けられて、流通溝１７２を通して、ほぼ制限されない冷媒の流れを許容する。あるいは、チャージポート２２からサービスカップリング２０に冷媒が流入するとき、リストリクタ１６２は、肩部１７８に押付けられ、これにより、細いダクト１６６を通して冷媒の流れを制限する。

再度図１を参照して、サービスカップリング２０は、好ましくは、本体部分５８の出口端部６２に隣接する壁部に形成された径方向穴１８２の中に配置された複数のディテントボール１８０によって、チャージポート２２に接続される。環状のロックスリーブ１８４が出口端部６２に隣接する本体部分５８を取囲んで、この上を軸方向に摺動可能となっている。ロックスリーブ１８４には、円錐カム表面１８８を有する内向きのフランジ１８６が設けられ、円錐カム表面１８８は、そこから出口端部６２へ向って外側へ広がっている。圧縮スプリング又は同様物等の弾性部材１９０は、ロックスリーブ１８４を出口端部６２へ向って付勢している。本体部分５８の外方へ向けられたフランジ１９４と協働する肩部１９２がフランジ１８６から径方向外側へ延びて、弾性部材１９０が内部に配置される室１９６を形成し、ロックスリーブ１８４を出口端部６２へ向って弾性的に付勢する。

フランジ１９４に隣接する本体部分５８の領域には、好ましくは、保持リング２００が配置される内向きの環状溝１９８が設けられている。保持リング２００は、フランジ１９４及びロックスリーブ１８４上の肩部２０２の両方に当接し、図１に示されるように、本体部分５８からロックスリーブ１８４が外れるのを防止する。あるいは、保持リング２００と組合せて、第２保持リング２０４が出口端部６２の付近の溝２０６に設けられるようにすることもでき、これが本体部分５８からロックスリーブ１８４が外れるのを防止するように機能する。

サービスカップリング２０には、好ましくは、インタロックスリーブ２０８が設けられて、冷媒流路が開いたとき、サービスカップリング２０のチャージポート２２からの意図しない離脱を防止する。図１〜３を参照して、インタロックスリーブ２０８は、本体部分５８の外径２１２よりも僅かに大きい内径２１０を有する略円筒状の部材である。インタロックスリーブ２０８には、カップリング部材１５６の直径よりも僅かに大きい幅を有する溝２１４が設けられている。インタロックスリーブ２０８の第１端部２１６は、ロックスリーブ１８４に係合し、また、インタロックスリーブ２０８の第２端部２１８は、ノブ７０に係合する。図２を参照して、ノブ７０がサービスバルブ１１８及びポートバルブ４４を開く位置へ回転されたとき、インタロックスリーブ２０８は、ロックスリーブ１８４に当接して、ロックスリーブ１８４がチャージポート２２を解放する位置へ後退するのを防止する。一方、図３に示されるように、ノブ７０がサービスバルブ１１８及びポートバルブ４４を閉じる位置へ回転されたとき、インタロックスリーブ２０８は、ロックスリーブ１８４がチャージポート２２を解放する位置へ本体部分５８上を摺動することができる。

操作において、サービスカップリング２０がチャージポート２２から離脱されたとき、図２に示されるように、ロックスリーブ１８４は、その非後退位置、すなわち、前方位置となり、弾性部材１９０の付勢力によってその位置に保持される。サービスカップリング２０は、図３に示されるように、後退したロックスリーブ１８４によってチャージポート２０に係合することができ、これによって、サービスカップリング２０がチャージポート２２に係合したとき、ディテントボール１８０が外側へ移動できるようになる。

サービスカップリング２０がチャージポート２２に係合したとき、チャージポート２２の入口端部２８は、サービスカップリング２０の出口端部６２内に入って、シール部材１５０に気密的に係合する。チャージポート２２の調整端部６０へ向う更なる軸方向の移動によって、ディテントボール１８０は、チャージポート２２の溝２２２に径方向に一致するまでチャージポート２２の肩部２２０に乗り上げる。ディテントボール１８０は、弾性部材１９０の付勢及びディテントボール１８０を径方向内側へ押圧する円錐カム表面１８８の働きに応答して、出口端部６２へ向うロックスリーブ１８４の付勢によって、径方向内側へ押圧される。ディテントボール１８０は、チャージポートの入口端部２８から最も離された肩部２２０の一側に係合して、サービスカップリング２０をチャージポート２２に締結する。

図１に示されるように、サービスカップリング２０とチャージポート２２とがこのように結合されることによって、結合された部品を通る冷媒の流れが無いことに注目すべきである。このように、チャージポート２２の中で、シール部材５０は、コア本体４２と気密的に係合され、また、サービスカップリング２０の中で、サービスバルブ１１８は、シール部材１１６と気密的に係合される。

サービスバルブ１１８及びポートバルブ４４が開く前に、サービスカップリング２０は、冷媒供給／排出システムに取付けられたサービスホース又は他の導管を通して加圧される。横方向ポート６６の両側のシール部材１４４は、本体部分５８とバルブハウジング８２との間を冷媒が通過するのを阻止する。これにより、サービスカップリング２０を開くノブ７０の回転を妨げるバルブアセンブリ８２の軸方向に作用する圧力が存在しない。

サービスカップリング２０及びチャージポート２２を開弁して、横方向ポート６６を通して冷媒を流通させるため、ノブ７０は、所定の第１方向に回転されて、図２に示される位置へ軸方向に移動される。このようなノブ７０の回転は、ハウジング８２がシール部材１４０、１４４に接触することによるその回転に対する摩擦抵抗の結果、バルブハウジングの実質的な回転を生じさせない。バルブハウジング８２の図１の位置から図２の位置への軸方向の移動は、サービスバルブ１１８をポートバルブ４４に直接、係合させる。

一旦、サービスバルブ１１８がポートバルブ４４に接触すると、ポートバルブ４４に作用する冷凍システムの圧力によって、バルブ１１８、４４の更なる軸方向の移動に抵抗が存在する。しかしながら、この抵抗は、ポートバルブ４４の比較的小さい直径によって、一般的に取るに足らないものである。図２を参照して、バルブ１１８及び４４が開き始めると、チャージポート２２とバルブハウジング８２との間に形成された第１キャビティ２２４は、加圧された冷媒で急速に満たされる。殆ど同時に、通路９６は、バルブハウジング８２と肩部１０６との間に形成された第２キャビティすなわち空隙２２６を同じ圧力に到達できるようにする。バルブハウジング８２の両側の圧力がほぼバランスされる結果、最小限の軸力（一般的に、合成された圧縮バルブスプリングの付勢力）のみがノブ７０に作用する。これにより、受けるトルクの大きさは、全てノブ７０の回転に必要なものである。所定の第１方向へのノブ７０の完全な回転によって、サービスバルブ１１８及びポートバルブ４４が完全後退、すなわち、「開弁」位置へ作動される。

サービスバルブ１１８及びポートバルブ４４の両方に付与される付勢力によって、サービスバルブ１１８が全「開」位置へ作動されない可能性がある。サービスバルブ１１８が完全に作動されるのを確実にするため、バルブハウジング８２を超えて外側へ延びるサービスバルブ１１８の部分を貫通するダウエルピン２２８を設けてもよい。サービスカップリング２０へのチャージポート２２の挿入中に、チャージポート２２の入口端部２８は、ダウエルピン２２８に係合して、サービスバルブ１１８を図２に示される全「開」位置へ作動させる。

サービスカップリング２０をチャージポート２２から離脱するため、ノブ７０を回転させ、ロックスリーブ１８４を図３に示される位置へ手動で後退させることが単純に必要である。この後退は、ロックスリーブ１８４の肩部１８８をディテントボール１８０との係合から解除し、これにより、ディテントボール１８０を拡径された円筒状壁部１８２に整合して、ディテントボール１８０が径方向外側へ移動して、これらをチャージポート２２の肩部２２０から離脱できるようにする。しかしながら、第１キャビティ２２４に閉じ込められた冷媒の圧力によって、ロックスリーブ１８４の手動による後退は、不可能ではないが困難とされる。この閉じ込められた冷媒は、チャージポート２２に軸方向の力を付与し、これは、ディテントボール１８０を介してロックスリーブ１８４へ方向が変えられる。このため、サービスカップリング２０を離脱する前に、第１キャビティ２２４に閉じ込められた圧力を通気する必要がある。

第１キャビティ２２４の圧力を減少させるため、第１キャビティ２２４とサービスカップリング２０の外部との間に圧力ブリード通路２３０が設けられている。本発明の好ましい実施形態では、圧力ブリード通路２３０は、図２及び３に示されるように、通路９６と調整ポスト８６の外部表面との間に延びている。バルブハウジング８２が出口端部６２へ向って前方位置へ移動されたとき、圧力ブリード通路２３０は、図２に示されるように、縦方向の通路９６を補助して第１キャビティ２２４を第２キャビティ２２６に接続する。バルブハウジング８２が調整端部６０に向って後方位置へ移動されたとき、圧力ブリード通路２３０は、図３に示すように、シール部材１４２を超えて延びて、第１キャビティ２２４の圧力が大気に通気されるようにする。従来のサービスカップリングの特性であるような冷媒の周囲環境へ放出は、非常に小さい。他の実施形態においては、図８に示されるように、圧力ブリード通路２３０´又は２３０´´が調整ポスト８６を貫通して設けられ、バルブハウジング８２が後方位置へ移動されたとき、第２キャビティ２２６の圧力が大気に通気されるようになっている。

これとは別に、又は、図１及び８に示されたブリード通路構造と組合せて、図６及び７に示されるように、少なくとも１つのブリード通路２３２が本体部分５８を直接貫通するように設けられて、第１キャビティ２２４の圧力を大気に通気するようにしてもよい。この実施形態では、バルブハウジング８２が前方位置へ移動したとき、バルブハウジング８２に対するシールを行うために、圧力ブリード通路２３２の下流の本体部分５８には追加のシール部材２３４が必要である。図７に示されるように、バルブハウジング８２が調整端部６０に向って後方位置に後退されたとき、シール部材２３４は、バルブハウジング８２から離間して、第１キャビティ２２４に閉じ込められた圧力をブリード通路２３２を通して開放する。

図８を参照すると、本発明のもう１つの他の実施形態が詳細に示されている。この実施形態では、サービスカップリング２０には、サービスカップリング２０をチャージポート２２に締結するために、後退可能なロックスリーブ１８４の代りに回転可能なナット２３６が設けられている。ナット２３６には、チャージポート２２の外側ねじ表面２４０に係合する内側ねじ表面２３８が設けられている。ナット２３６は、また、本体部分５８の内向き溝２４２に係合するアンカー部分２４１を含んでいる。アンカー部分２４１は、ナット２３６が本体部分５８に対して回転できるが、軸方向の移動を阻止するようにする。チャージポート２２の不用意な離脱を防止するため、インタロックスリーブ２０８には、インタロックスリーブ２０８がノブ７０の回転によって前方へ移動されたとき、ナット２３６の外側スプライン表面（図示せず）に係合する内側スプライン表面を設けることができる。

図９を参照すると、本発明の他の実施形態が詳細に示されている。この実施形態では、サービスカップリング２０は、チャージポート２２の不用意な離脱を防止するためのインタロックスリーブ２０８を含んでいない。代りに、バルブハウジング８２が出口端部６２へ向って移動されたとき、径方向外側へ延びる径方向に移動可能なピン２４４が本体部分５８に設けられて、ロックスリーブ１８４がチャージポート２２を離脱する位置に摺動するのを防止している。図９に示されるように、ピン２４４の内側端部２４６には、面取りされた頭部２４８が設けられている。冷媒の放出は、ピン２４４と本体部分５８との間のＯ−リング等の少なくとも１つのシール部材２５０の使用によって、実質的に防止される。バルブハウジング８２には、バルブハウジング８２が出口端部６２へ向って前方位置に移動されたとき、頭部２４８に係合する面取りされた端部２５２が設けられている。この係合は、単独又はサービスバルブ１１８及びポートバルブ４４の開弁によってバルブハウジング８２と本体部分５８との間に存在する冷媒の圧力と組合わさって、ピン２４４を本体部分５８から突出する位置まで外側に移動させる。突出位置のピン２４４は、バルブ１１８及び４４が開弁したとき、ロックスリーブ１８４に係合して、ロックスリーブ１８４の不用意の後退を防止する。一旦、バルブハウジング８２が調整端部６０へ向う後方位置に移動されて、バルブ１８８が閉弁されると、ロックスリーブ１８４は、ピン２４４を本体部分５８に押し込んで、後退することができる。

本発明の更に他の実施形態として、二元機能サービスカップリング２０´が図１０乃至１４に示されている。上述の実施形態では、雄チャージポート２２´は、プッシュ−ピンタイプのバルブ４４を含んでいる。しかしながら、以下に説明するように、ある状況下においては、スクリュ−タイプのバルブを組入れることが望ましい。また、上述の実施形態において、「バルブアセンブリ」は、ノブ７０の直接的な連結によって軸方向に移動されるバルブハウジング８２からなる。ハウジング８２は、ダウエルピン２２８を有するばね付勢されたバルブ１１８を含み、これは、雄サービスポート本体によって押し開かれ、次いで、雄サービスポートバルブを押し開く。

以下に説明する実施形態は、「バルブアセンブリ」がノブの直接結合によって軸方向に移動されるシャフトからなるものとは異なる。ばね付勢された安全スリーブが、シャフトと連動してバルブ機能を実行する。雄サービスポートバルブがシャフトによって押し開かれ、同時に、安全スリーブが雄サービスポートの端部に接触したとき、安全スリーブが開かれる。通常のアクチュエータはノブである。この実施形態のより詳細な説明は、添付図面に基づき、具体的な要素の符号に従ってなされる。

スクリュ−タイプバルブ３０２は、ポート２２´の内周面と、このバルブ３０２の外周面との間で噛合うねじ部３０３、３０４を利用して、このバルブをチャージポート２２´内に保持する。ねじ部３０３、３０４は、第１方向（例えば左）にねじが形成されているのに対して、シャフトに関連するねじ部は、反対方向（例えば右）にねじが形成されている。また、保持リング３０５は、バルブ３０２が、リング３０５に係合するねじ部３０４の端部面取り部を有するポート２２´から、ねじが緩められ続けたとき、バルブ３０２のポート２２´からの不用意な離脱を防止するように設けられている。

バルブ３０２の内周面３０６及びシャフト３５０の先端部分３５６の外周面３０７は、「六角」、「へクスローブ」又はその他の適当なデザインの六角ドライブ要素に適合している。この六角ドライブが係合したとき、非円形の雄及び雌要素３０６、３０７は、ねじ部３０３、３０４としてのポート２２´に対してバルブ３０２が回転して、バルブ３０２がポート２２´の中で軸Ａ−Ａに沿って縦方向に移動できるようにする。カップリング２０´は、チャージポート２２´に含まれるのがプッシュ−ピンタイプバルブ４４であれ、スクリュ−タイプバルブ３０２であれ、同様に作動するように設計されている。これにより、サービス技術者は、システムに含まれるチャージポートバルブのタイプが何であるかを知り、又は、注意する必要がない。説明のため、図面のチャージポート２２´には、両方のタイプのバルブ部分が示されているが、実際問題として、これらのバルブのいずれかがチャージポートに一般的に含まれている。上述の要素部材は、現実的な範囲でカップリング２０´に含まれ、また、特記された場合を除いて、上述のものと同じ目的を有している。

図１０、１０Ａ及び１０Ｂに最もよく見られるように、サービスカップリング２０´は、調整端部６０から出口端部６２へ延びて、適当な位置に固定的に保持された本体部分５８´を含んでいる。もう一度述べると、本体部分５８´について、これは、２つの部分１０８´及び１１０を含み、部分１１０は、本質的に上述のものと同一である。しかしながら、部分１０８´は、多くの相違点を有している。先ず、これは、断面形状が幾分「Ｊ」状で、径方向外側部を有し、内径７６によって形成された内側表面と外径２１２によって形成された外側表面との間に形成された縦方向に延びる脚部３０８である。脚部３０８は、少なくとも１つの外側表面から内側表面へこれを貫通して延びる流通穴９４を含み、流通穴９４の両側の内側表面には径方向の溝３１０が配置され、これらの溝３１０は、環状のシール要素Ａ、Ｂを受入れるようになっている。エラストマーのＯ−リングが図示されているが、特にＣＯ₂の適用について急激な減圧を解消するために、上述のＰＴＦＥのばね付勢された「Ｕ−カップ」等の他のタイプのシールを必要としてもよい。ウェブ３１２は、脚部３０８を両方の溝から縦方向に間隔をもった端部で終わる短い径方向内側脚部３１４に連結している。３次元的に、要素３０８及び３１４は、略円筒状で、要素３１４が要素３０８の径方向内側になり、これらの間にウェブ３１２が配置されている。これにより、２つの脚部３０８、３１４及びウェブ３１２は、キャビティ３１８を形成している。通気穴３２０は、ウェブ３１２に隣接して図示された断面の脚部３０８を貫通して延びて、キャビティ３１８の中で終わっている。スプリング等の弾性部材３２２は、キャビティ３１８の中に保持されて、一端がウェブ３１２に係合し、他端がキャビティ３１８の外側へ縦方向に延びている。

バルブハウジングとして作動する安全スリーブ３２４は、脚部３１４の端部に隣接して配置されて、キャビティ３１８の外側の脚部３０８の内側表面に、面して接触している。径方向外側表面３２６は、シール要素Ａ及びＢに係合している。安全スリーブ３２４は、第１端部３２８と第２端部３３０との間に形成され、１つ又はそれ以上のブリード穴３３２が２つの端部３２８、３３０の間で安全スリーブ３２４を縦方向に貫通して延びている。第２端部３３０は、本体部分の脚部３１４の端部３１６に選択的に接触し、かつ、スプリング３２２に常時接触して、以下に説明するように、閉弁位置及びチャージポート２２´へ向って付勢されている。安全スリーブ３２４は、また、外側表面から延びて内側径方向表面３３６で終わる１つ又はそれ以上の流通穴３３４を含んでいる。流通穴３３４は、ブリード穴３３２と交差しない。安全スリーブ３２４は、第１端部３２８に隣接して、薄い先端部分３３８を有している。先端部分３３８と流通穴３３４との間には、角度が付けられた面取り部３４０及び縦方向に平坦に延びる頂部３４２を含む移行区間が配置されている。好ましくは、頂部３４２は、内径表面３３６よりも小さい内径を含んでいる。安全スリーブ３２４の端部３３０が本体部分の脚部３１４の端部に接触したとき、シール要素Ｄと係合する面取り部３４０及び頂部３４２の間の選択的な相互作用がシャフト３５０の後方への移動を制限する。

第２端部３３０に隣接するスリーブ３２４の内径表面及び端部３１６に隣接する脚部３１４は、シール要素Ｃ及びＦをそれぞれ保持する溝３４３を含んでいる。シール要素Ｃ及びＦは、安全スリーブ３２４と脚部３１４との間の境界点の両側に配置されて、安全スリーブ３２４が脚部３１４に係合してブリード穴３３２を除いてキャビティ３１８をシールしたとき、キャビティ３１８への流体の流れの一部を阻止する。シール要素の更なる特徴は、サービスカップリング２０´の機能的な位置と組み合わせて以下に説明する。

縦方向に延びるシャフト３５０は、サービスバルブ１１８として作動するが、更に追加の機能を含んでいる。これは、安全スリーブ３２４の圧力バランス通路３３２の径方向内側に形成された内側通路内に受入れられる。シャフト３５０は、第１端部３５２と第２端部３５４との間に延びている。六角要素３０７は、第１端部３５２に隣接するシャフト３５０の外側表面に配置され、以下に更に詳細に説明するように、これが、このタイプのバルブを含むとき、対応するねじ付バルブ３０２の補足的な六角要素３０６に嵌合して、チャージポート２２´を開閉する。プッシュ−ピンタイプのバルブが使用されるとき、第１端部３５２がそのバルブに係合して、以下に更に詳細に説明するように、バルブを開閉する。

シャフト３５０は、六角要素３０７に隣接する角度が付けられた面取り部３５８及び頂部３６０によって形成される移行区間を含む外径を有する第１端部３５２に隣接する先端部分３５６を含んでいる。頂部３６０は、先端部分３５６の直径よりも大きい外径及び縦方向に延びる平坦部分を有している。溝３６２は、移行区間に隣接して配置され、溝の壁部の１つを形成する頂部３６０に隣接する肩部３６４でほぼ直角にはっきりと角付けられている。シール部材Ｄは、肩部３６４に当接して配置されている。一般的に、シール部材Ｄは、肩部３６４に接着されている。しかしながら、溝タイプの構造を使用することもできる。頂部３４２と３６０とのそれぞれの相対的な直径は、安全スリーブ３２４の移行区間及びシャフト３５０のそれぞれの相対的な縦方向の位置と同様であり、その結果、以下に詳細に説明するように、シール部材Ｄが面取り部３４０に対して選択的に係合する。シャフト３５０は、ねじ部３７０、３７２を使用して、ウェブ３１２に隣接するバルブ本体部分１０８´の脚部にねじ係合し、これらのねじ部３７０、３７２は、ねじ部３０３、３０４と反対にねじが形成されて、シャフト３５０のバルブボディ５８´に対する縦方向の移動を許容している。

図１０Ｂに最もよく見られるように、シャフト３５０の中の嵌合穴内に配置された１つ又はそれ以上の周方向に間隔をもって外側へ延びるドライブピン３７４がねじ部３７０、３７２とシャフト３５０の端部３５４との間に配置されている。ドライブピン３７４は、回転可能なノブ７０´の中に配置されたドライブスロット３７６に係合するようになっている。シャフトの端部３５４から延びてドライブピン３７４の間に配置されたシャフトスリーブ３７８は、シャフト３５０にピン結合、あるいは、締結されており、また、前壁３８２にほぼ直角にはっきりと角付けられた前部溝３８０と、前部溝３８０の後壁を形成するかなりの角度が付けられた傾斜部３８４と、傾斜部３８４に隣接して縦方向に平坦に延びる頂部３８６と、頂部の他の縦方向端部に隣接して傾斜部３８４よりも浅い角度を有し、溝の反対側の端部ではっきりと角付けられ、ほぼ直角の壁部３９２を有する後部溝で終わる肩部３８８とを含んでいる。シャフト３５０は、シャフトスリーブ３７８の使用に依存するよりも、むしろ、直接的に図示された要素を含むことができる。

ノブ７０´は、保持リングを受入れられる単純な保持リング溝３９４を含み、以下に詳細に説明するように、このノブ７０´が結合位置と解放位置との間で縦方向に移動することにより、保持リング３９６が前部溝３８０と後部溝３９０との間で移動するようになっている。シャフトスリーブ３７８は、トルクを制御する保持リング３９６の寸法に柔軟性をもたせるために、図示の実施形態に含まれているが、必要としなくてもよい。ノブ７０´の内径表面３９２は、シール部材Ｇ及びＨを保持する縦方向に配置された２つの溝３９３を含んでいる。シール部材Ｇ及びＨは、本体部分５８´の脚部３０８の外側表面に選択的に係合し、通気穴３２０がこれらの間に配置されたとき、直径２１２によって形成される液密的なシールを提供する。ノブ７０´の縦方向内側端部３９８は、最適な面取り部４００を含み、ノブ７０´がその完全に後退された方向にあるとき、通気穴３２０は、外部の大気に開放される。

図１０は、ノブ７０´が完全に後退された離脱位置にある２元機能サービスカップリング２０´を示している。シールＡ乃至Ｄは、ノブ７０の位置にかかわらず、加圧された供給ホースポート６６からの漏れを防止するように働く。チャージポート２２´への取付け前に、カップリング２０´は、サービス機器に取付けられる供給ホース４５０を通して加圧されることが多い。流通穴９４の両側にあるシールＡ及びＢは、同じ直径でシールして、安全スリーブ３２４と本体部分５８´との間の漏れを防止する。シールＣ及びＤは、シャフト３５０と安全スリーブ３２４との間の漏れを防止する。このシール構造の結果、安全スリーブ３２４の圧力がほぼバランスされて、弾性部材３２２の付勢力のみが安全スリーブを閉位置にあるシールＤに当接させて保持するために作用する。このような配置がノブ７０´を回転させるのに必要な回転力を最小限にする。図１０又は１１の位置では、他の４つのシールＥ乃至Ｈは、加圧されていない。

図１０において、ノブ７０´は、順次、シャフト３５０に固定的に連結されたシャフトスリーブ３７８の後部溝３９０に配置されたノブ保持リング３９６と共に完全に後退されている。シャフト３５０に保持されたドライブピン３７４及びこれを介する全ての手段は、ノブ７０´の対応するドライブスロット３７６から離脱される。これにより、ノブ７０は、自由に回転させることができる。

通気穴３２０は、覆われず、ノブ７０´がサービス用の図示の位置へ移動されたとき、閉じ込められた圧力を逃すことができるようにしている。解放スリーブ１８４は、既に上述したように、後退されて、雄チャージポート２２´との結合及び離脱を行うことができるようにしている。

図１１は、安全スリーブ３２４の機能を示している。図において、ノブ７０´は、その離脱位置から前進されているが、バルブは、引続き図１０のように閉じている。チャージポート２２´は、カップリング２０´に接続されていない。通気穴３２０は、閉じられ、ノブ７０´の内周面の溝３９３に受入れられたシール要素ＧとＨの間でシールされている。保持リング３９６は、前部溝３８０に配置され、保持ピン３７４は、ドライブスロット３７６内に受入れられている。

望ましくない圧力の解放は、まだ行われていない。これは、チャージポート２２´に締結されないとき、安全スリーブ３２４がスプリング３２２によって閉位置へばね付勢されて、常にその閉位置に保持されるからである。

図１２において、カップリング２０´は、チャージポート２２´に接続されて示されている。この接続中に、適用可能ならば六角要素３０６、３０７が係合されて、シャフト３５０の時計方向の回転の結果、バルブ３０２が安全スリーブ３２４の端部３２８へ向って縦方向に移動する。プッシュ−ピンバルブ４４の場合、シャフト３５０の先端部は、シャフト３５０が充分に前進してバルブ４４に係合し、これを図の左へ移動させたとき、バルブ４４の端部４５４に係合する面取り部４５２を含んでいる。図において、不充分な前進は、結果として、相互の係合を生じることになる。

ノブ７０´は、保持リング３９６が浅く傾斜された肩部３８８に乗り上げて、溝３９０の外へ、頂部３８６を超えて、前部溝３８０へ入るまで、最小限の力で縦方向前方に押圧される。この動作中、ドライブピン３７４は、ノブ７０´のドライブスロット３７６に係合して、シャフト３５０と本体部分５８´との間のねじ部３７０、３７２の係合によって、ノブの時計方向の回転がシャフト３５０を回転及び前進させる。さらに、図１１に関して説明したようにノブ７０´の押圧によって前部通気穴３２０がシールされる。

図１３は、結合及び開弁位置にあるカップリング２０´を示している。インタロックスリーブ２０８は、既に上述したように、ロックスリーブ１８４と連動して機能する。図１２と比較すると、ノブ７０´が時計方向に回転されることによって、シャフト３５０が閉ざされたチャージポート２２´へ向かって前進する。カップリング２０´がスクリュ−タイプのバルブ３２０に取付けられている場合、シャフト３５０から径方向外側へ延びて面取り部３５８に隣接する１つ又はそれ以上のクロスピン４５６がポート２２´の端部２８に係合するまで、スクリュは、トルクがかけられないで約３回転緩められる。なぜなら、対応するシャフトのねじ部３７０、３７２が右方向であるとき、ねじ部３０３は、左方向であり、バルブ３０２は、シャフト３５０が前進するとき、後退し、その結果、六角ドライブの係合が増大される。

一方、カップリング２０´がプッシュ−ピンタイプのバルブ４４に取付けられた場合、シャフト３５０の面取り部４５２は、バルブ４４の端部４５４を開位置へ移動させる。この過程は、次のように動作する。ノブ７０´が図１２に示される位置から図１３に示される位置へ時計方向に回転されることにより、安全スリーブ３２４が最初にそのシャフト３５０と共に、端部３２８がポート２２の端部２８に接触して、シャフト３５０の面取り部４５２がバルブ４４の端部４５４に係合するまで移動する。この点で、シャフト３５０の左方への前進が継続されることにより、安全スリーブ３２４がその閉位置から弾性部材３２２の力に抗して開位置へ移動し、シールＤの安全スリーブ３２４上のシールを解除させ、ほぼ同時に、シャフト３５０がポート２２´のバルブを押し開く。これが圧力をキャビティ４５８内へ開放する。キャビティ４５８内の圧力は、安全バルブ３２４の圧力バランス穴３３２を自由に通ることができ、これにより、キャビティ３１８は、迅速にほぼ同じ圧力（限定されたシャフト３５０の端部３５４の小さい面積を除いて）に到達する。端部２８は、ブリード穴３３２を遮断しない。クロスピン４５６は、端部２８に選択的に係合して、シャフト３５０の移動を制限する。このバランスされた圧力は、ノブ７０´を回転させるのに最小限の力のみが要求されることを意味する。

開弁動作において、シールＥは、本体部分５８´と雄チャージポート２２´との間の漏れを防止する。シールＦは、本体部分５８´とシャフト３５０との間の漏れを防止する。シールＧ及びＨは、本体部分５８´の外径２１２とノブ７０´との間の漏れを防止する。シールＧ及びＨは、ブリード穴３２０の両側に配置されて、圧力をバランスさせて、ノブ７０´の移動に要求される力を最小限にする。シールＡ乃至Ｄは、全ての側から加圧されるが、必要なシール機能を実行しない。

サービスを行った後、ノブ７０´は、反時計方向に回転されて、バルブを閉じる。スクリュタイプのバルブに取付けられている場合、シャフト３５０は、スクリュバルブが適当に着座されるまで、ノブと共に回転する。ノブ７０´の更なる回転は、次のように、所定のトルク値をスクリュにかける。ノブ７０´の結合構造は、シャフト３５０を貫通するドライブピン３７４に係合する少なくとも２つの歯を有する「鋸刃」の形をしている。ノブ７０´が反時計方向に回転されることにより、ピン３７４は、カム作用により、鋸刃によって形成される傾斜面に乗り上げる。これは、ピン３７４をノブ７０´との係合から強制的に解除するのに役立つ。この動作に抵抗するのは、シャフトスリーブ３７８の前部溝３８０に保持された保持リング３９６である。所定のトルク値において、保持リング３９６は、傾斜３８４の比較的急な角度を上り、頂部３８６を超えるように強制され、そして、肩部３８８を下って後部溝３９０へ移動する。これは、ノブ７０´をシャフト３５０に対して後方へ移動させて、再び通気穴３２０を開放できるようにする。ノブ７０´は、自由に回転することができる。

チャージポート２２´がプッシュ−ピンバルブ４４を含む場合、シャフト３５０は、シャフト３５０の溝３６２に保持されたシール部材Ｄと安全スリーブ３２４の面取り部３４０との係合のために、安全スリーブ３２４が本体５８´に接触するまで後退する。更なるノブ７０´の回転は、ねじ付タイプのバルブについて上述したように、ノブをシャフトから解放する。

キャビティ４５８と３１８との間を接続するブリード穴３３２は、ノブ７０´が通気穴３２０を閉じていないとき、チャージポート２２´とサービスカップリング２０´との間に閉じ込められた圧力を開放できるようにする。

図１４には、図１０乃至１３に示されるものに対して、通気穴３２０´がシャフト３５０の内部に配置されているカップリング２０´の他の実施形態が示されている。通気穴シール４６０は、ノブ７０´が後退位置へ移動したとき、シャフト３５０´から摺動して外れ、圧力を大気に開放できるようにする。

本発明の特定の好ましい実施形態が説明されているが、本発明は、図示され、ここに説明されたものに限定されず、これらは、本発明を実行する最良の形態を示しているに過ぎないと考えられる。当業者は、本発明の教示の中で修正及び変更を実現することができ、このような変更及び修正は、特許請求の範囲によって定義される本発明の思想及び範囲内のものである。

冷凍システムのチャージポートに取付けられた本発明の好ましい実施形態に従ったサービスカップリングの縦断面図である。 サービスバルブ及びポートバルブの作動に追従する開弁位置における部品の相対位置を示す図１と同様の縦断面図である。 サービスカップリングのチャージポートからの離脱中の閉弁位置における部品の相対位置を示す図１と同様の縦断面図である。 図３における４−４線に沿ったカップリング部材の断面図である。 図１乃至３のチャージポートの拡大された部分断面図である。 サービスバルブ及びポートバルブが開弁位置にあるチャージポートに取付けられたサービスカップリングを示す本発明の他の実施形態の縦断面図である。 サービスバルブ及びポートバルブが閉弁位置にある図６のサービスカップリングの縦断面図である。 サービスバルブ及びポートバルブが開弁位置にあるチャージポートに取付けられたサービスカップリングを示す本発明のもう一つの他の実施形態の縦断面図である。 サービスカップリングをチャージポートから離脱中におけるロックスリーブ、ピン及びバルブハウジングの相対位置を示す本発明の更にもう一つの他の実施形態の拡大縦断面図である。 プッシュ−タイプ又はスクリュ−タイプのチャージポートのいずれにも使用できる離脱状態の２元機能サービスカップリングの一実施形態を示す図である。 図１０のサービスカップリングの部分拡大図である。 図１０のサービスカップリングの部分拡大図である チャージポートに結合されることなく、ノブが係合状態にある図１０の実施形態を示す図である。 サービスカップリングがチャージポートに結合した図１０の実施形態を示す図である。 サービスカップリングがチャージポートに結合し、ノブが係合状態にあり、流体の流通を許容している図１０の実施形態を示す図である。 ２元機能サービスカップリングの他の実施形態を示す図である。

Claims (29)

1. 軸方向に変位可能なポートバルブ（４４）を含むチャージポート（２２）を有する流体システムに流体供給源を接続するためのサービスカップリング（２０）であって、
   （ａ）調整端部（６０）から出口端部（６２）へ軸方向に沿って延びる本体部分（５８）を備え、該本体部分（５８）は、中央通路（６４）と、前記調整端部（６０）と前記出口端部（６２）との間に配置されて前記中央通路（６４）と前記流体供給源との間を接続する横方向ポート（６６）とを含み、
   （ｂ）前記中央通路（６４）内に受入れられて軸方向に移動可能なバルブハウジング（８２）を備え、該バルブハウジング（８２）は、前記横方向ポート（６６）に接続して流路を形成する流体流通開口と、縦方向に貫通して前記調整端部（６０）と前記出口端部（６２）との間で延びる少なくとも１つの圧力バランス通路（９６）とを含み、
   （ｃ）前記バルブハウジング（８２）の前記調整端部（６０）へ向う後方位置から前記出口端部（６２）へ向う前方位置への移動を可能にするためのアクチュエータ（７０）を備え、該アクチュエータ（７０）が軸方向に移動することによって、前記チャージポート（２２）内で前記ポートバルブ（４４）のシール係合が解除して流路が開き、流路が開くことによって、前記少なくとも１つの圧力バランス通路（９６）が前記バルブハウジング（８２）の両端部の圧力をほぼバランスさせることを特徴とするサービスカップリング。
2. 前記チャージポート（２２）は、プッシュ−ピンタイプのバルブ（４４）及びスクリュ−タイプのバルブ（３０２）の一方を備え、これらのバルブの一方のみが前記ポートの開閉に必要であることを特徴とする請求項１に記載のサービスカップリング。
3. 前記バルブハウジング（８２）の前記ポートバルブ（４４）に隣接する側に第１キャビティ（２２４）が配置され、前記バルブハウジング（８２）の反対側に隣接して第２キャビティ（２２６）が配置され、前記圧力バランス通路（９６）は、前記第１キャビティ（２２４）と前記第２キャビティ（２２６）との間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のサービスカップリング。
4. 前記本体部分（５８）は、前記第２キャビティ（２２６）を含み、該第２キャビティ（２２６）は、第１脚部（３０８）の径方向内側に配置された第２脚部（３１４）によって一部が形成され、前記バルブハウジング（８２）の反対側が前記第１脚部（３１４）に選択的に接触することを特徴とする請求項３に記載のサービスカップリング。
5. 前記第２キャビティ（２２６）の中に弾性部材（３２２）が受入れられ、該弾性部材（３２２）は、前記バルブハウジング（８２）を前記出口端部（６２）へ向って付勢することを特徴とする請求項４に記載のサービスカップリング。
6. 前記バルブハウジング（８２）は、内部通路（３２４）を含み、前記アクチュエータ（７０）が前記内部通路（３２４）の中に受入れられていることを特徴とする請求項５に記載のサービスカップリング。
7. 前記バルブハウジング（８２）の内部通路（３２４）は、前記圧力バランス通路（９６）の径方向内側にあることを特徴とする請求項６に記載のサービスカップリング。
8. 閉弁位置において、前記アクチュエータ（７０）の表面は、前記バルブハウジング（８２）の対応する表面に対してシールされて流路を閉じ、また、開弁位置において、前記アクチュエータ（７０）は、前記バルブハウジング（８２）に対して変位されて、前記ポートバルブ（４４）に係合して流路を開くことを特徴とする請求項６に記載のサービスカップリング。
9. 前記アクチュエータ（７０）が前記ポートバルブ（４４）に係合する開弁位置に移動することにより、前記チャージポート（２２）の一端部が前記バルブハウジング（８２）に選択的に係合し、その結果、前記アクチュエータ（７０）が前記バルブハウジング（８２）及び前記チャージポート（２２）の両方に対して選択的に移動することを特徴とする請求項８に記載のサービスカップリング。
10. 前記アクチュエータ（７０）の表面と前記バルブハウジング（８２）の対応する表面との間にシール要素（１４４）が配置されていることを特徴とする請求項８に記載のサービスカップリング。
11. 前記アクチュエータ（７０）の表面及び前記バルブハウジング（８２）の対応する表面の少なくとも一方は、面取り部を含んでいることを特徴とする請求項１０に記載のサービスカップリング。
12. 前記アクチュエータ（７０）の第２表面と前記バルブハウジング（８２）の第２表面との間に第２シール要素（１４４）が配置され、該第２シール要素（１４４）は、前記アクチュエータ７０と前記バルブハウジング（８２）との間の流体の流通を阻止することを特徴とする請求項１０に記載のサービスカップリング。
13. 前記アクチュエータ（７０）の表面は、前記第２脚部（３１４）に対向していることを特徴とする請求項４に記載のサービスカップリング。
14. 前記アクチュエータ（７０）と前記第２脚部（３１４）との間にシールが配置されて、前記アクチュエータ（７０）と前記本体部分（５８）との間の流体の流れを阻止することを特徴とする請求項１３に記載のサービスカップリング。
15. 前記アクチュエータ（７０）は、前記チャージポート（２２）に向い、また、チャージポート（２２）から離れる縦方向に移動するシャフト（３５０）であり、該シャフト（３５０）は、選択的に前記ポートバルブ（４４）に係合して、これを閉弁位置と開弁位置との間で移動させる先端部分（３５６）を含んでいることを特徴とする請求項１に記載のサービスカップリング。
16. 前記先端部分（３５６）は、嵌合するポートバルブの対応する外形に相互に係合する非円形の外形を有し、前記シャフト（３５０）の回転の結果、バルブが前記チャージポート（２２）に対して回転することを特徴とする請求項１５に記載のサービスカップリング。
17. 前記ポートバルブ（４４）は、前記チャージポート（２２）にねじ係合することを特徴とする請求項１６に記載のサービスカップリング。
18. 前記先端部分（３５６）は、前記ポートバルブ（４４）に関連するプッシュピンに選択的に係合することを特徴とする請求項１５に記載のサービスカップリング。
19. 更に、離脱前に当該サービスカップリング（２０）と前記チャージポート（２２）との間に閉じ込められた流体を通気するための少なくとも１つのブリード通路（２３０）を含んでいることを特徴とする請求項１に記載のサービスカップリング。
20. 前記横方向ポート（６６）は、当該サービスカップリング（２０）を通る第１方向の流体の流れを制限し、かつ、前記第１方向と反対の第２方向の流体の流れをほぼ制限せずに許容するリストリクタ（１６２）を有するカップリング部材を含んでいることを特徴とする請求項１に記載のサービスカップリング。
21. 流体供給源を流体システムに接続するためのサービスカップリングであって、
    （ａ）軸方向に変位可能なポートバルブ（４４）を含むチャージポート（２２）を備え、前記バルブ（４４）は、プッシュ−ピンタイプ又はスクリュ−タイプのいずれかであり、
    （ｂ）調整端部（６０）から出口端部（６２）へ軸方向に沿って延びる本体部分（５８）を備え、該本体部分（５８）は、中央通路（６４）と、前記調整端部（６０）と前記出口端部（６２）との間に配置されて前記中央通路（６４）と前記流体供給源との間を接続する横方向ポート（６６）とを含み、
    （ｃ）前記中央通路（６４）に受入れられて軸方向に移動可能な安全スリーブ（３２４）を備え、該安全スリーブ（３２４）は、前記横方向ポート（６６）に接続して流路を形成する流体流通開口と、縦方向両端部の間を貫通して延びる少なくとも１つの圧力バランス通路（９６）と、当該安全スリーブ（３２４）の前記ポートバルブ（４４）側に隣接して配置された第１キャビティ（２２４）と、当該安全スリーブ（３２４）の反対側に隣接して配置された第２キャビティ（２２６）とを含み、前記圧力バランス通路（９６）は、前記第１キャビティ（２２４）と前記第２キャビティ（２２６）との間に配置され、
    （ｄ）前記安全スリーブ（３２４）の前記調整端部（６０）へ向う後方位置から前記出口端部（６２）へ向う前方位置への移動を可能にするためのアクチュエータ（７０）を備え、該アクチュエータ（７０）が軸方向に移動することによって、前記チャージポート（２２）内で前記ポートバルブ（４４）のシール係合が解除して流路が開き、流路が開くことによって、前記少なくとも１つの圧力バランス通路（９６）が前記安全スリーブ（３２４）の両端部の圧力をほぼバランスさせることを特徴とするサービスカップリング。
22. 前記アクチュエータ（７０）は、前記ポートバルブ（４４）に向い、また、ポートバルブ（４４）から離れる縦方向に移動するシャフト（３５０）であり、該シャフト（３５０）は、選択的に前記ポートバルブ（４４）に係合して、これを閉弁位置と開弁位置との間で移動させる先端部分（３５６）を含んでいることを特徴とする請求項２１に記載のサービスカップリング。
23. 前記先端部分（３５６）は、スクリュ−タイプのポートバルブの対応する外形に相互に係合する非円形の外形を有し、前記先端部分（３５６）は、更に、プッシュ−ピンタイプのポートバルブに関連するプッシュピンに相互に係合することを特徴とする請求項２２に記載のサービスカップリング。
24. 流体供給源を流体システムに接続するためのサービスカップリングであって、
    （ａ）調整端部（６８）から出口端部（６２）へ軸方向に沿って延びる本体部分（５８）を備え、該本体部分（５８）は、中央通路（６４）と、前記調整端部（６０）と前記出口端部（６２）との間に配置されて前記中央通路（６４）と前記流体供給源との間を接続する横方向ポート（６６）とを含み、
    （ｂ）前記中央通路（６４）に受入れられて軸方向に移動可能な安全スリーブ（３２４）を備え、該安全スリーブ（３２４）は、前記横方向ポート（６６）に接続して流路を形成する流体流通開口と、内部通路（３２４）と、縦方向両端部の間を貫通して延びる少なくとも１つの圧力バランス通路（３２８）とを含み、
    （ｃ）前記安全スリーブ（３２４）の前記調整端部（６８）へ向う後方位置から前記出口端部（６２）へ向う前方位置への前記安全スリーブ（３２４）の移動を選択的行うために前記内部通路の中で移動可能なシャフト（３５０）を備え、前記シャフト（３５０）の軸方向の移動によって、ポートバルブ（４４）をチャージポート（２２）とのシール係合から解放して流路を開き、該流路が開いたとき、前記少なくとも１つの圧力バランス通路（３２８）が前記安全スリーブ（３２４）の両端部の圧力をほぼバランスさせ、前記シャフト（３５０）は、第１特定タイプのポートバルブの対応する外形に相互に係合する非円形の外形を有する先端部分（３５６）を含み、該先端部分（３５６）は、更に、第２特定タイプのポートバルブに関連するプッシュピンに相互に係合するようになっていることを特徴とするサービスカップリング。
25. 前記本体部分（５８）は、２つの脚部（３０８、３１４）の間に形成されたキャビティ（３１８）を含み、前記安全スリーブ（３２４）の端部は、前記ポートバルブ（４４）が閉弁されたとき、前記本体部分（５８）の脚部の１つに選択的に接触することを特徴とする請求項２４に記載のサービスカップリング。
26. 前記キャビティ（３１８）内に弾性部材（３２２）が受入れられて、前記安全スリーブ（３２４）を前記本体部分（５８）から離れる方向に軸方向に付勢することを特徴とする請求項２５に記載のサービスカップリング。
27. 前記シャフト（３５０）は、該シャフト（３５０）が前記本体部分（５８）に対して移動するように、前記本体部分（５８）にねじ係合していることを特徴とする請求項２６に記載のサービスカップリング。
28. 前記シャフト（３５０）が前記チャージポート（２２）へ向って移動することにより、前記安全スリーブ（３２４）は、前記弾性部材（３２２）によって、前記キャビティ（３１８）から離れる方向に付勢されていることを特徴とする請求項２７に記載のサービスカップリング。
29. 前記チャージポート（２２）の一端部は、前記シャフト（３５０）が前記ポートバルブ（４４）に係合する開弁位置へ向って移動することにより、前記安全バルブ（３２４）に選択的に係合し、その結果、前記シャフト（３５０）は、前記本体部分（５８）、前記安全スリーブ（３２４）及び前記チャージポート（２２）に対して、選択的に同時に移動することを特徴とする請求項２８に記載のサービスカップリング。

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