JPH11223427A - 膨張弁の取り付け構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】蒸発器に対する膨張弁の本体ブロックの固定
と、本体ブロックに対する冷媒配管の固定を容易に行う
ことができ、しかも本体ブロックを小型化することがで
きる膨張弁の取り付け構造を提供すること。 【解決手段】蒸発器２に対する膨張弁１の固定と、膨張
弁１に対する冷媒配管６，７の固定とを、本体ブロック
１１に穿設された貫通孔４３に通した同じボルト４１に
よって行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、冷凍サイクルに
おいて蒸発器に送り込まれる冷媒の流量制御を行いつつ
冷媒を断熱膨張させるための膨張弁の取り付け構造に関
する。

【０００２】

【従来の技術】膨張弁は、冷媒を断熱膨張させながら蒸
発器に送り込む冷媒の流量制御を行うものであり、一般
に、蒸発器に対してボルト固定されている。

【０００３】また、そのような膨張弁の本体ブロックに
は、途中に弁体が配置された冷媒流路が形成されてお
り、その冷媒流路に冷媒配管を接続する必要があるの
で、冷媒配管に連結された配管取り付け部材が本体ブロ
ックにボルト固定されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、そのように膨
張弁の本体ブロックを蒸発器にボルト固定し、さらに本
体ブロックに配管取り付け部材をボルト固定する構造で
は、固定のためのボルト数が多くなって組み立て作業が
煩雑なだけでなく、その数だけボルト通し孔（又はネジ
孔）を本体ブロックにあけなければならないので、本体
ブロックが大きくなって広い格納スペースを必要とする
欠点があった。

【０００５】そこで本発明は、蒸発器に対する膨張弁の
本体ブロックの固定と、本体ブロックに対する冷媒配管
の固定を容易に行うことができ、しかも本体ブロックを
小型化することができる膨張弁の取り付け構造を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の膨張弁の取り付け構造は、本体ブロックに
形成された冷媒流路に外部の冷媒配管が接続され、蒸発
器に送り込まれる高圧冷媒の流量を制御するための弁体
が上記冷媒流路の途中に配置された膨張弁の取り付け構
造において、上記蒸発器に対する上記膨張弁の固定と、
上記膨張弁に対する上記冷媒配管の固定とを、上記本体
ブロックに穿設された貫通孔に通した同じボルトによっ
て行うことを特徴とする。

【０００７】なお、上記ボルトの頭部が上記蒸発器の外
壁部に設けられたボルト係合部材に係合しており、上記
膨張弁から見て上記蒸発器とは反対側にある冷媒配管に
連結された配管取り付け部材と、上記本体ブロックと
が、上記ボルトに螺合するナットと上記ボルトの頭部と
の間に挟まれて上記蒸発器に固定されていてもよい。

【０００８】そして、上記ボルトが上記本体ブロックの
貫通孔内に差し込まれた状態で上記本体ブロックを上記
ボルトに弾性的に固定するクリックが設けられていても
よい。

【０００９】また、上記ボルトの頭部が上記蒸発器から
突設された冷媒配管に固定された部材に係合しており、
その冷媒配管に固定された部材と、上記膨張弁から見て
上記蒸発器とは反対側にある冷媒配管に連結された配管
取り付け部材と、上記本体ブロックとが、上記ボルトに
螺合するナットと上記ボルトの頭部との間に挟まれて一
体的に固定されていてもよい。

【００１０】また、本発明の膨張弁の取り付け構造は、
プラスチック製の本体ブロックに形成された冷媒流路に
冷媒配管が接続され、蒸発器に送り込まれる高圧冷媒の
流量を制御するための弁体が上記冷媒流路の途中に配置
された膨張弁の取り付け構造において、上記本体ブロッ
クに穿設された貫通孔に断面形状が非円形の部分が形成
されて、その非円形断面部分に雌ネジ棒が軸線周りの回
転を規制された状態に嵌め込まれていて、上記本体ブロ
ックが、上記蒸発器から突設された冷媒配管に固定され
た部材に、上記蒸発器側から上記雌ネジ棒に螺合する第
１のボルトによって固定され、上記膨張弁から見て上記
蒸発器とは反対側にある冷媒配管に連結された配管取り
付け部材が、上記蒸発器の反対側から上記雌ネジ棒に螺
合する第２のボルトによって上記本体ブロックに固定さ
れていることを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】図面を参照して本発明の実施の形
態を説明する。図５は、蒸発器２に取り付けられた膨張
弁１を示しており、例えば自動車の室内冷房装置（カー
エアコン）の冷凍サイクルに用いられるものである。

【００１２】冷凍サイクルの圧縮機や凝縮器等は、エン
ジンルーム３内に配置されており、図示されていない。
蒸発器２は、隔壁４によってエンジンルーム３と隔てら
れた車室５内に配置され、固定ボルト１０によって隔壁
４に固定されている。膨張弁１は、蒸発器２に固定され
た状態でエンジンルーム３と車室５との境界位置に配置
されている。

【００１３】膨張弁１の本体ブロック１１は、例えばポ
リフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）又はポリアミ
ド樹脂（ＰＡ）等を材料とするプラスチックモールド成
形によって形成されている。

【００１４】本体ブロック１１には、蒸発器２から圧縮
機へ送り出される低温低圧の冷媒ガスを通すための低圧
冷媒流路１２と、蒸発器２に送り込まれる高温高圧の冷
媒液を通して断熱膨張させるための高圧冷媒流路１３と
が形成されている。

【００１５】低圧冷媒流路１２の入口開口には蒸発器２
の出口管が差し込み接続され、低圧冷媒流路１２の出口
開口には圧縮機に至る低圧冷媒配管６が差し込み接続さ
れていて、各々シール用のＯリングでシールされてい
る。

【００１６】高圧冷媒流路１３の入口開口にはリキッド
タンクからの高圧冷媒配管７が差し込み接続され、高圧
冷媒流路１３の出口開口には蒸発器２の入口管が差し込
み接続されていて、各々シール用のＯリングでシールさ
れている。

【００１７】低圧冷媒流路１２と高圧冷媒流路１３とは
平行に形成されており、これに垂直な貫通孔１４が本体
ブロック１１を貫通している。そして、その貫通孔１４
の低圧冷媒流路１２側の端部は、パワーエレメント２０
を嵌め込むために本体ブロック１１の外面に形成された
窪み１５の底面の中央に開口している。

【００１８】パワーエレメント２０は、金属板製のハウ
ジング２１によって囲まれていて、その内部に、可撓性
のある金属製薄板等からなるダイアフラム２２が配置さ
れている。

【００１９】パワーエレメント２０の下半部は窪み１５
に嵌め込まれており、窪み１５の口元に隣接する部分で
は、ダイアフラム２２の外縁部を全周にわたって挟み付
けて固定するために、ハウジング２１が環状の鍔状に薄
く潰された形状に突出形成されている。２１ａがその鍔
状部である。

【００２０】パワーエレメント２０が嵌め込まれた窪み
１５の口元の外縁には、パワーエレメント２０の鍔状部
２１ａと隣接して、外向きの鍔状の突起１６が全周に形
成されている。

【００２１】そして、その鍔状部２１ａと突起１６と
が、コの字型の断面形状に形成された留め具１７内にき
つく嵌め込まれており、それによってパワーエレメント
２０が本体ブロック１１に固定されている。１８は、シ
ール用のＯリングである。

【００２２】ハウジング２１とダイアフラム２２とで気
密に囲まれて、ガス注入孔が封止栓２３によって封止さ
れた圧力室２４内には、冷媒流路１２，１３内に流され
ている冷媒と同じか又は性質の似ている飽和蒸気状態の
ガスが封入されている。

【００２３】そして、ダイアフラム２２の裏面中央部に
面して、大きな皿状に形成されたダイアフラム受け盤２
５が、ダイアフラム２２の面と垂直方向に変位自在に配
置されている。

【００２４】２７は、留め具１７を含めてパワーエレメ
ント２０全体をすっぽり覆ってしまうように本体ブロッ
ク１１に取り付けられたプラスチック製のキャップであ
る。キャップ２７の内面はパワーエレメント２０の外形
形状に沿う形状に形成されており、キャップ２７の外面
は凹凸のないかまぼこの表面状に形成されている。

【００２５】その結果、膨張弁１を配置するために隔壁
４に形成された穴８と蒸発器２との間の空間に、膨張弁
１を囲むようにゴム製のパッキング９を取り付け、その
パッキング９を本体ブロック１１とキャップ２７の表面
全体に隙間なく確実に密着させて、エンジンルーム３と
車室５内との間が通じないように穴８部分をシールする
ことができる。

【００２６】高圧冷媒流路１３は、貫通孔１４と交差す
る位置において内部がＬ字型に仕切られている。そし
て、貫通孔１４がその仕切り壁をも貫通していて、その
下流側開口部分が弁座２９になっている。

【００２７】この実施の形態において、高圧冷媒流路１
３内の仕切り壁は本体ブロック１１自体によって形成さ
れている。したがって、その仕切り壁に形成された開口
部からなる弁座２９は本体ブロック１１自体に形成され
ている。ただし、この部分にだけ本体ブロック１１に別
部品を取り付けて構成してもよい。

【００２８】貫通孔１４内には、軸線方向に進退自在に
プラスチック製のロッド３０が挿通配置されている。こ
のロッド３０の一端側には、弁座２９に対して下流側か
ら対向する位置に弁体３１が一体成形されている。ただ
し、弁体３１をロッド３０と別部品にしてもよい。

【００２９】弁体３１は、上流側の端部が弁座２９より
細くて下流側の端部が弁座２９より太いテーパ状（円錐
台状）に形成されていて、弁体３１の外面と弁座２９と
の間の隙間が冷媒流路の絞り部になっている。したがっ
て、高圧冷媒がここを通過することにより断熱膨張をす
る。

【００３０】ロッド３０は、貫通孔１４内を通って低圧
冷媒流路１２を横切り、弁体３１と反対側の端面はダイ
アフラム受け盤２５の裏面に当接している。ダイアフラ
ム受け盤２５が収容されているパワーエレメント２０内
の空間は、ロッド３０が緩く通された孔（貫通孔１４）
を介して低圧冷媒流路１２と通じており、低圧冷媒がダ
イアフラム２２の裏面に接触するようになっている。

【００３１】ただし、高圧冷媒流路１３内の冷媒がロッ
ド３０と貫通孔１４との嵌合部分を伝って低圧冷媒流路
１２側に漏れることのないように、高圧冷媒流路１３と
低圧冷媒流路１２との間の貫通孔１４内の部分には、ロ
ッド３０にシール用のＯリング３２（環状シール部材）
が装着されている。

【００３２】３３は、ロッド３０をパワーエレメント２
０の方向に付勢する圧縮コイルスプリングであり、その
付勢力は組み立て時に調整ナット３４によって調整する
ことができる。３５はシール用のＯリングである。

【００３３】ロッド３０は軸線方向に進退自在である
が、圧縮コイルスプリング３３の付勢力と圧力室２４内
の圧力とが釣り合う位置で静止するので、ロッド３０に
一体成形された弁体３１と弁座２９との間の隙間の大き
さが、圧力室２４内の圧力変化に追従して変化する。

【００３４】このように構成された膨張弁１において
は、低圧冷媒流路１２内を流れる低圧冷媒の温度が下が
ると、ダイアフラム２２の温度が下がって、パワーエレ
メント２０の圧力室２４内の飽和蒸気ガスが、ダイアフ
ラム２２の内表面で凝結する。

【００３５】すると、圧力室２４内の圧力が下がってダ
イアフラム２２が変位するので、ロッド３０が圧縮コイ
ルスプリング３３に押されて移動し、その結果、弁体３
１が弁座２９側に移動して高圧冷媒の流路面積が狭くな
り、蒸発器２に送り込まれる冷媒の流量が減る。

【００３６】低圧冷媒流路１２内を流れる低圧冷媒の温
度が上がると、上記と逆の動作によって、ダイアフラム
２２の変位によりロッド３０を介して弁体３１が弁座２
９から離れる方向に移動し、高圧冷媒の流路面積が広が
るので蒸発器２に送り込まれる冷媒の流量が増える。

【００３７】図１は、蒸発器２に対する本体ブロック１
１の固定と、本体ブロック１１に対する冷媒配管６，７
の固定が行われている部分の構造を示し、図２はその部
分を分解した状態を示しており、蒸発器２に対する本体
ブロック１１の固定と本体ブロック１１に対する冷媒配
管６，７の固定が、同じボルト４１によって行われてい
る。

【００３８】４２は、蒸発器２の外壁面に溶接されたボ
ルト係合部材であり、図３にも示されるように、鋼板材
をプレス加工して左右二箇所に突出形成されたボルト係
合部４２ａの裏側部分に、ボルト４１の頭部４１ａが回
転できないように嵌め込まれ、Ｕ字状に形成された溝部
分にボルト４１の軸部が通されて、ボルト４１が蒸発器
２に植設されたのと同じ状態になっている。

【００３９】ボルト４１は平行に二本設けられており、
本体ブロック１１に穿設された貫通孔４３を突き抜け
て、先端ネジ部は本体ブロック１１の反対側の面からエ
ンジンルーム３側に突出している。

【００４０】エンジンルーム３側に二本並んで配置され
た低圧冷媒配管６と高圧冷媒配管７の端部近傍には、各
々一対の鍔６ａ，６ａ，７ａ，７ａが同じ間隔で平行に
突設されており、小判形に形成された金属製の配管取り
付け部材４４が、鍔６ａ，６ａ，７ａ，７ａの間に挟み
込まれた状態で低圧冷媒配管６と高圧冷媒配管７とに連
結固定されている。

【００４１】そして、ボルト４１の先端ネジ部は配管取
り付け部材４４に穿設された孔を突き抜けていて、そこ
にエンジンルーム３側からナット４５が螺合している。
図４は、その部分のレイアウトを示しており、膨張弁１
をエンジンルーム３側から見たものである。

【００４２】このような構成により、ボルト４１のネジ
部にナット４５を締め込んで、ボルト４１の頭部４１ａ
とナット４５との間に、ボルト係合部材４２、本体ブロ
ック１１及び配管取り付け部材４４を挟み付けることに
より、蒸発器２に対する本体ブロック１１の固定と本体
ブロック１１に対する冷媒配管６，７の固定を同じボル
ト４１で行うことができ、本体ブロック１１がプラスチ
ック化されていても固定強度に何の問題も生じない。

【００４３】ただし、ボルト４１を本体ブロック１１の
貫通孔４３に通した後、冷媒配管６，７を本体ブロック
１１に接続する作業を行う際に本体ブロック１１がガタ
つかないようにする必要がある。

【００４４】そこで、ボルト４１の外周面に形成された
円周溝４６と貫通孔４３の括れ部４７とからなるクリッ
クが形成されており、ボルト４１が本体ブロック１１の
固定位置まで貫通孔４３に差し込まれると、括れ部４７
が弾性変形をして円周溝４６に嵌め込まれ、本体ブロッ
ク１１がボルト４１に弾性的に固定（仮固定）された状
態になる。したがって、本体ブロック１１側がガタつく
ことなく本体ブロック１１に対する冷媒配管６，７の接
続固定作業を行うことができる。

【００４５】図６は、本発明の第２の実施の形態を示し
ており、本体ブロック１１を蒸発器に直接固定するので
なく、図において左方に位置する蒸発器から突設された
冷媒配管５６，５７に対して本体ブロック１１を固定し
たものである。蒸発器は固定ボルト１０によって隔壁４
に固定されており、冷媒配管５６，５７は蒸発器に対し
て固定されている。

【００４６】二本並んで配置された出口用と入口用の冷
媒配管５６，５７の端部近傍には、各々一対の鍔５６
ａ，５６ａ，５７ａ，５７ａが同じ間隔で平行に突設さ
れており、小判形に形成された金属製の固定部材５０
が、鍔５６ａ，５６ａ，５７ａ，５７ａの間に挟み付け
られた状態で冷媒配管５６，５７に固定されている。

【００４７】また、図７にも示されるように、エンジン
ルーム３側の配管取り付け部材４４は、低圧冷媒配管６
用の配管取り付け部材４４Ａと高圧冷媒配管７用の配管
取り付け部材４４Ｂとに部品を分けて構成されている。

【００４８】このような構成により、ボルト４１のネジ
部にナット４５を締め込んで、ボルト４１の頭部４１ａ
とナット４５との間に、固定部材５０、本体ブロック１
１及び配管取り付け部材４４（４４Ａ，４４Ｂ）を挟み
付けることにより、蒸発器から突設された冷媒配管５
６，５７に対する本体ブロック１１の固定と、本体ブロ
ック１１に対するエンジンルーム３側の冷媒配管６，７
の固定を、同じボルト４１で行うことができる。

【００４９】図８は、本発明の第３の実施の形態を示し
ており、本体ブロック１１に穿設された貫通孔に断面形
状が非円形（例えば正六角形）の部分４３ａが形成さ
れ、そこに、例えば図９に示されるような雌ネジ棒６０
が、回転を規制された状態に差し込まれている。

【００５０】そして、本体ブロック１１が、蒸発器から
突設された冷媒配管（図示省略）に固定された固定部材
５０に、蒸発器側から雌ネジ棒６０に螺合する第１のボ
ルト６１によって固定され、エンジンルーム３側の冷媒
配管６，７に連結固定された配管取り付け部材４４（４
４Ａ，４４Ｂ）が、エンジンルーム３側から雌ネジ棒６
０に螺合する第２のボルト６２によって本体ブロック１
１に固定されている。

【００５１】このように構成することにより、蒸発器に
対する本体ブロック１１の固定と本体ブロック１１に対
するエンジンルーム３側の冷媒配管６，７の固定を、同
じ軸線上に位置するボルト６１，６２で行うことができ
るので、本体ブロック１１を小さく形成することがで
き、本体ブロック１１がプラスチック化されていても固
定強度に何の問題も生じない。

【００５２】

【発明の効果】本発明によれば、蒸発器に対する膨張弁
の固定と膨張弁に対する冷媒配管の固定を少数のボルト
で容易に行うことができ、しかもボルト通し孔が少なく
て済むことにより本体ブロックを小型化することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の膨張弁の取り付け
構造の側面部分断面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態の膨張弁の取り付け
構造の分解状態の側面部分断面図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態のボルト係合部材の
斜視図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態の膨張弁をエンジン
ルーム側から見た正面図である。

【図５】本発明の第１の実施の形態の膨張弁の側面断面
図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態の膨張弁の取り付け
構造の側面部分断面図である。

【図７】本発明の第２の実施の形態の膨張弁をエンジン
ルーム側から見た正面図である。

【図８】本発明の第３の実施の形態の膨張弁の取り付け
構造の側面部分断面図である。

【図９】本発明の第３の実施の形態の雌ネジ棒の斜視図
である。

【符号の説明】

１ 膨張弁 ２ 蒸発器 ６ 低圧冷媒配管 ７ 高圧冷媒配管 １１ 本体ブロック ４１ ボルト ４１ａ 頭部 ４２ ボルト係合部材 ４３ 貫通孔 ４４ 配管取り付け部材 ４５ ナット ４６，４７ クリック ５０ 固定部材 ５６，５７ 蒸発器から突設された冷媒配管

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】本体ブロックに形成された冷媒流路に外部
   の冷媒配管が接続され、蒸発器に送り込まれる高圧冷媒
   の流量を制御するための弁体が上記冷媒流路の途中に配
   置された膨張弁の取り付け構造において、 上記蒸発器に対する上記膨張弁の固定と、上記膨張弁に
   対する上記冷媒配管の固定とを、上記本体ブロックに穿
   設された貫通孔に通した同じボルトによって行うことを
   特徴とする膨張弁の取り付け構造。
2. 【請求項２】上記ボルトの頭部が上記蒸発器の外壁部に
   設けられたボルト係合部材に係合しており、上記膨張弁
   から見て上記蒸発器とは反対側にある冷媒配管に連結さ
   れた配管取り付け部材と、上記本体ブロックとが、上記
   ボルトに螺合するナットと上記ボルトの頭部との間に挟
   まれて上記蒸発器に固定されている請求項１記載の膨張
   弁の取り付け構造。
3. 【請求項３】上記ボルトが上記本体ブロックの貫通孔内
   に差し込まれた状態で上記本体ブロックを上記ボルトに
   弾性的に固定するクリックが設けられている請求項１又
   は２記載の膨張弁の取り付け構造。
4. 【請求項４】上記ボルトの頭部が上記蒸発器から突設さ
   れた冷媒配管に固定された部材に係合しており、その冷
   媒配管に固定された部材と、上記膨張弁から見て上記蒸
   発器とは反対側にある冷媒配管に連結された配管取り付
   け部材と、上記本体ブロックとが、上記ボルトに螺合す
   るナットと上記ボルトの頭部との間に挟まれて一体的に
   固定されている請求項１、２又は３記載の膨張弁の取り
   付け構造。
5. 【請求項５】プラスチック製の本体ブロックに形成され
   た冷媒流路に冷媒配管が接続され、蒸発器に送り込まれ
   る高圧冷媒の流量を制御するための弁体が上記冷媒流路
   の途中に配置された膨張弁の取り付け構造において、 上記本体ブロックに穿設された貫通孔に断面形状が非円
   形の部分が形成されて、その非円形断面部分に雌ネジ棒
   が軸線周りの回転を規制された状態に嵌め込まれてい
   て、上記本体ブロックが、上記蒸発器から突設された冷
   媒配管に固定された部材に、上記蒸発器側から上記雌ネ
   ジ棒に螺合する第１のボルトによって固定され、上記膨
   張弁から見て上記蒸発器とは反対側にある冷媒配管に連
   結された配管取り付け部材が、上記蒸発器の反対側から
   上記雌ネジ棒に螺合する第２のボルトによって上記本体
   ブロックに固定されていることを特徴とする膨張弁の取
   り付け構造。