JPWO2020194646A1 - 逆止弁および空気調和装置、ならびに逆止弁の製造方法 - Google Patents

Abstract

逆止弁（１）は、円筒形状の弁体収容部（２１）と、弁体収容部（２１）の一端部に形成された流入部（２２）と、弁体収容部（２１）の他端部に形成された流出部（２３）と、弁体収容部（２１）の内周面に突出した弁座（２４）と、を有する容器本体（２）と、容器本体（２）内に配置され、軸方向に移動可能な弁体（３）と、を備えている。

Description

本発明は、例えば空気調和装置の冷凍サイクルに用いられる逆止弁、ならびに逆止弁の製造方法に関するものである。

空気調和装置は、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器などから構成され、冷媒を循環させる冷凍サイクルを備えている。このような冷凍サイクルではさらに、冷凍サイクルを流れる冷媒を一方向にしか流さないようにするために逆止弁を設置することがある。（例えば、特許文献１参照）

特開２０１３−４４４１８号公報

従来の逆止弁は、特許文献１のように管状の本体、弁体、案内部材、弁座部材、シール部材と多くのパーツから構成されている。そのため、部品点数が多く、製造工程が増えるため、製造コストが高いという問題があった。

本発明は、上述のような問題を解決するためになされたものであり、部品点数を削減し、製造工程を簡素化することで製造コストの低い逆止弁を提供することを目的とする。

本発明における逆止弁は、円筒形状の弁体収容部と、弁体収容部の一端部に形成された流入部と、弁体収容部の他端部に形成された流出部と、弁体収容部の内周面に突出した弁座と、を有する容器本体と、容器本体内に配置され、軸方向に移動可能な弁体と、を備えたものである。

本発明における逆止弁によれば、部品点数を削減し、製造工程を簡素化できるため、従来より製造コストを低くすることができる。

本発明の実施の形態１に係る逆止弁の断面図である。 本発明の実施の形態１に係る逆止弁の製造工程を示す工程別断面図である。 本発明の実施の形態１に係る逆止弁の製造工程を示す工程別断面図である。 本発明の実施の形態１に係る逆止弁の製造工程を示す工程別断面図である。 本発明の実施の形態１に係る逆止弁の製造工程を示す工程別断面図である。 本発明の実施の形態１に係る逆止弁の製造工程を示す工程別断面図である。 本発明の実施の形態１に係る逆止弁の製造工程を示す工程別断面図である。

以下、本発明の実施の形態に係る逆止弁について図面等を参照しながら説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には、同一符号を付して、その説明を適宜省略または簡略化する。また、各図に記載の構成について、その形状、大きさおよび配置等は、この発明の範囲内で適宜変更することができる。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る逆止弁１の断面図である。本発明に係る逆止弁１は、空気調和装置における冷凍サイクル中に設置され、冷媒の逆流を防止し、冷媒が一方向にしか流れないように規制する機能を有する。

逆止弁１は、円筒形状で中管の容器本体２と、容器本体２内に配置されて軸方向に移動可能な弁体３から構成される。

容器本体２は、銅製の素管から形成され、逆止弁１の本体を構成する。容器本体２は、弁体３を収容する円筒形状の弁体収容部２１と、弁体収容部２１の一端部に形成され冷媒の入口となる流入部２２と、弁体収容部２１の他端部に形成され冷媒の出口となる流出部２３を有する。さらに容器本体２は、弁体収容部２１の内周面に突出した弁座２４を有する。

弁体収容部２１は、内側に弁体３を収容しており、弁体３より流入部２２側に弁座２４を有する。弁体収容部２１は、冷媒の流れる方向に応じて弁体３が軸方向に移動できるようにある程度の長さを有している。

流入部２２は、弁体収容部２１の長手方向の一端部に形成されている。流入部２２は、図１中の矢印で示すように逆止弁１内を冷媒が流れるときに冷媒の入口となる。流出部２３は、弁体収容部２１の長手方向の他端部に形成されている。流出部２３は、図１中の矢印で示すように逆止弁１内を冷媒が流れるときに冷媒の出口となる。流入部２２および流出部２３は、縮管加工などで形成され、流入部２２および流出部２３の内径は弁体収容部２１の内径よりも小さく形成されている。

弁座２４は、弁体収容部２１の内周面に突出して形成されており、他の部分の厚さよりも厚い肉寄せ部である。そのため、弁座２４の内径は、弁座以外の弁体収容部２１の内径よりも小さく形成されている。弁座２４は後述するハイドロフォーミング加工により容器本体２に一体形成される。

弁体３は、容器本体２内、かつ弁座２４と流出部２３の間に配置され、冷媒の流れる方向によって弁体収容部２１内を軸方向に移動する。冷媒が流入部２２から流出部２３へ流れる場合、弁体３は弁体収容部２１内の流出側に移動することで冷媒が逆止弁１内を通過するようにする。一方、冷媒が流出部２３から流入部２２へ流れる場合、弁体３は弁体収容部２１内の流入側に移動して弁座２４と接触することで冷媒が逆止弁１内を逆流することを防止する。

弁体３は、樹脂などからなり、弁座２４と接触する弁部３１と複数の羽根からなるガイド部３２を有する。弁部３１は、冷媒が流出部２３から流入部２２へ逆流することを防止するときに弁座２４と接触する。ガイド部３２は、弁体３が弁体収容部２１を軸方向に移動するときに弁体３を案内する機能を有し、ガイド部３２の外径は弁体収容部２１の内径とほぼ等しい。ガイド部３２は複数の羽根を有しており、流入部２２から流出部２３へ冷媒が流れるときに冷媒は羽根の間を通って流れる。なお、実施の形態１ではガイド部３２は９０度の等角度間隔で配置された４つの羽根を有している。

次に、本実施の形態に係る逆止弁１の製造方法について説明する。図２は、本発明の実施の形態１に係る逆止弁１の製造工程を示す工程別断面図である。

図２ａに示すように、まず容器本体２の元となる円筒形状の素管２０を外型４、４で挟んで配置させる。本実施の形態では、素管２０として厚さ約１．５ｍｍの銅製の中空管を用いている。

次に図２ｂのように素管２０の両端から軸押し工具５を押し込み、素管２０を固定する。軸押し工具５は、素管２０の内側に挿入される挿入部５１と素管２０の端面に押し当てられる押し当て部５２と水などの流体を素管２０の内部に送り込むノズル穴５３を有する。挿入部５１の外径は、素管２０の内径とほぼ等しい形状である。そのため、軸押し工具５の挿入部５１を素管２０の両端から挿入すると、挿入部５１の外面は素管２０の内面に当接し、素管２０は挿入部５１と外型４に挟まれる状態になる。なお、この工程では軸押し工具５を押し当て部５２が素管２０の端面に当接するまで押し込む。

次に図２ｃにようにノズル穴５３を介して水などの流体を素管２０の内部に充填し、内圧を加える。図２ｃに記載されている矢印は流体がノズル穴５３を通って素管２０の内部に流れ込んでいる様子を表している。

次に図２ｄのように素管２０の内部を流体で充填した状態のまま図２ｂの工程よりもさらに軸押し工具５を素管２０の両端から押し込む。素管２０は押し当て部５２により両端から押し込まれるため、挿入部５１と当接していない部分に素管２０が肉寄せされて弁座２４が形成される。このとき、流体により内側から素管２０に内圧をかけつつ、両端から軸押し工具５を押し込むことによって、座屈を防止しながら弁座２４を形成することができる。なお、図２ｃと図２ｄで説明したように流体を用いて加工することをハイドロフォーミング加工あるいはハイドロフォーム加工と呼ぶ。本実施の形態では、ハイドロフォーミング加工を用いることで、素管２０の内周面に弁座２４を形成する。

弁座２４を形成した後は、図２ｅのように素管２０を外型４や軸押し工具５から取り外し、弁部３１の方から弁体３を素管２０の内部に挿入する。

最後に、図２ｆにように素管２０の両端部を縮管加工などにより流入部２２および流出部２３を形成する。以上説明したように図２ａ〜図２ｆに示す製造工程により、本実施の形態に係る逆止弁１を得る。

上記の製造方法によれば、本発明に係る逆止弁１は、弁座２４をハイドロフォーミング加工により容器本体２に一体形成されるため、容器本体２と弁体３の２点から構成できる。これは従来の逆止弁と比較すると、部品点数を削減でき、製造工程を簡素化できるため、製造コストを低くすることができる。

なお、弁座２４の幅ｗと厚さｔは軸押し工具５を押し込む程度と軸押し工具５の挿入部５１の長さによって調整することができる。弁座２４の幅ｗは、図２ｄに示すように軸押し工具５を押し込んだ際に２つの軸押し工具５の挿入部５１の先端が離れている距離と等しくなる。また弁座２４の厚さｔは、図２ｄの工程で軸押し工具５を押し込んだ程度と幅ｗに基づいて決まる。つまり、素管２０の体積は図２ｄの工程の前後で変わることはないため、軸押し工具５により押し込まれた分が挿入部５１と当接していない部分に肉寄せされて、弁座２４として形成される。したがって、弁座２４の幅ｗと厚さｔは軸押し工具５を押し込む程度と軸押し工具５の挿入部５１の長さによって調整することができる。

また、上記の実施の形態１では、図２ｃで示した素管２０の内部に流体を充填する工程の後に図２ｄで示した軸押し工具５を素管２０の両端からさらに押し込む工程を実施したが、この順番に限定されるものではない。素管２０の内側から圧力を加えずに軸押し工具５を素管２０の両端から押し込まなければ良く、例えば、素管２０の内部に流体を充填する工程と軸押し工具５を素管２０の両端からさらに押し込む工程を同時に実施しても良い。

なお、実施の形態１に係る逆止弁１は、少なくとも圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器を有する冷凍サイクルを備えた空気調和装置に搭載される。

以上説明したように、実施の形態１に係る逆止弁１は、円筒形状の弁体収容部２１と、弁体収容部２１の一端部に形成された流入部２２と、弁体収容部２１の他端部に形成された流出部２３と、弁体収容部２１の内周面に突出した弁座２４と、を有する容器本体２と、容器本体２内に配置され、軸方向に移動可能な弁体３と、を備える。

この構成によれば、弁座２４を容器本体２に一体形成されるため、容器本体２と弁体３の２点から構成できる。

また実施の形態１に係る逆止弁１において、弁座２４は、ハイドロフォーミング加工により容器本体２に一体形成されるものである。この構成によれば、従来の逆止弁と比較すると、部品点数を削減でき、製造工程を簡素化できるため、製造コストを低くすることができる。

また実施の形態１に係る逆止弁１において、弁体３は、弁座２４に接触する弁部３１と複数の羽根からなるガイド部３２を有する。この構成によれば、弁体３は弁体収容部２１を軸方向に移動することで、冷媒の流れを一方向に規制することができる。

また実施の形態１に係る逆止弁１の製造方法は、素管２０を外型４で挟んで配置する工程と、素管２０の両端から軸押し工具５を押し込み、素管２０を固定する工程と、素管２０の内部に流体を充填する工程と、素管２０の両端からさらに軸押し工具５を押し込み、素管２０の内周面に弁座２４を形成する工程と、弁体３を素管２０の内部に挿入する工程と、素管２０の両端部を縮管加工により流入部２２および流出部２３を形成する工程と、を含む。

この製造方法によって製造される逆止弁１は、弁座２４をハイドロフォーミング加工により容器本体２に一体形成されるため、容器本体２と弁体３の２点から構成できる。これは従来の逆止弁と比較すると、部品点数を削減でき、製造工程を簡素化できるため、製造コストを低くすることができる。

また実施の形態１に係る逆止弁１の製造方法において、軸押し工具５は、素管２０の内側に挿入される挿入部５１と、素管２０の端面に押し当てられる押し当て部５２と、流体を素管２０の内部に送り込むノズル穴５３を有する。また挿入部５１の外径は、素管２０の内径とほぼ等しい形状である。この製造方法によれば、ハイドロフォーミング加工により弁座２４を容器本体２に一体形成することができる。

また実施の形態１に係る逆止弁１の製造方法において、素管２０の内部に流体を充填する工程と、素管２０の両端からさらに軸押し工具５を押し込み、素管２０の内周面に弁座２４を形成する工程は同時に実施される。この製造方法によれば、座屈を防止しながら、弁座２４を形成することができる。

以上、本発明を、上記実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記各実施の形態に多様な変更又は改良を加えることができ、該変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

１ 逆止弁、２ 容器本体、３ 弁体、４ 外型、５ 軸押し工具、２１ 弁体収容部、２２ 流入部、２３ 流出部、２４ 弁座、３１ 弁部、３２ ガイド部、５１ 挿入部、５２ 押し当て部、５３ ノズル穴、ｗ 幅、ｔ 厚さ

本発明における逆止弁は、円筒形状の弁体収容部と、弁体収容部の一端部に形成された流入部と、弁体収容部の他端部に形成された流出部と、弁体収容部の内周面に突出した弁座と、を有する容器本体と、容器本体内に配置され、軸方向に移動可能な弁体と、を備え、弁座は、ハイドロフォーミング加工により、銅製の素管の両端から押し込んだ軸押し工具の間において、弁体収容部の他の部分よりも肉厚となるように容器本体に一体形成され、弁体収容部は、素管の状態から外側に変形しておらず、内側にのみ肉寄せされており、管厚が不均一となっているものである。

Claims (8)

1. 円筒形状の弁体収容部と、前記弁体収容部の一端部に形成された流入部と、前記弁体収容部の他端部に形成された流出部と、前記弁体収容部の内周面に突出した弁座と、を有する容器本体と、
   前記容器本体内に配置され、軸方向に移動可能な弁体と、を備えた逆止弁。
2. 前記弁座は、ハイドロフォーミング加工により前記容器本体に一体形成されるものである請求項１に記載の逆止弁。
3. 前記弁体は、前記弁座に接触する弁部と複数の羽根からなるガイド部を有する請求項１または請求項２に記載の逆止弁。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の逆止弁を搭載した空気調和装置。
5. 素管を外型で挟んで配置する工程と、
   前記素管の両端から軸押し工具を押し込み、前記素管を固定する工程と、
   前記素管の内部に流体を充填する工程と、
   前記素管の両端からさらに前記軸押し工具を押し込み、前記素管の内周面に弁座を形成する工程と、
   弁体を前記素管の内部に挿入する工程と、
   前記素管の両端部を縮管加工により流入部および流出部を形成する工程と、を含む逆止弁の製造方法。
6. 前記軸押し工具は、前記素管の内側に挿入される挿入部と、前記素管の端面に押し当てられる押し当て部と、流体を前記素管の内部に送り込むノズル穴を有する請求項５に記載の逆止弁の製造方法。
7. 前記挿入部の外径は、前記素管の内径とほぼ等しい形状である請求項６に記載の逆止弁の製造方法。
8. 前記素管の内部に流体を充填する工程と、前記素管の両端からさらに前記軸押し工具を押し込み、前記素管の内周面に弁座を形成する工程は同時に実施される請求項５〜７のいずれか一項に記載の逆止弁の製造方法。

Images