WO2011135654A1 - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

　空調装置の生産工場だけでなく、車両組立工場においても、空調装置を仕様に応じて簡易に作り分けることができるようにして、エアコンユニットの輸送・管理コストや、車両組立工場での保管スペースを低減できるようにすることを目的とする。　圧力調節ねじ付きの膨張弁(14)と、ユニットケース(85)に、膨張弁(14)が組み付けられる組付けスペース(84)が設けられると共に、該組付けスペース(84)の周囲の壁部(90)に、圧力調節ねじを回転させる工具(106)を差し込むための開口部(92)が設けられたエアコンユニット(16)と、を有している。膨張弁(14)の組付けスペース８４の周囲の壁部(90)に設けられた開口部(92)から工具(106)を差し込んで、該膨張弁(14)の圧力調節ねじを回転させることで、該膨張弁(14)の圧力の設定を行う。

Description

車両用空調装置

　本発明は、車両用空調装置に関する。

　空調装置等に用いられ、冷媒を膨張させるための膨張弁が開示されている（特許文献１参照）。この膨張弁では、冷媒の流量を制御するための弁体の開口度を、ばねの押圧力により設定するようになっており、弁本体の下端部に、該ばねの押圧力（圧力の設定値）を調整するための調節ねじが設けられている。

特開平１１－３２５６６１号公報

　膨張弁における圧力の設定値は、空調装置の仕様の違いによって最適値が異なるため、該仕様に応じて各々変えられている。また膨張弁の搭載位置については、エンジンコンパートメント内では搭載スペースの確保が非常に厳しく、空調装置の性能上、室内熱交換器（エバポレータ）の近辺とすることが有効である。このため現在では、膨張弁は、空調装置の生産工場において、予め圧力が設定された状態でエアコンユニット内に組み付けられて出荷されることがほとんどであり、組付け後は設定値の変更はできないようになっている。

　一方エアコンユニットへの膨張弁の組付け作業には、繊細なトルク管理や特殊工具の使用や、組付け品質の確保が必要となるため、このような作業を車両組立工場において実施することは現実的でない。

　この結果、エアコンユニットの種類が増えるため、該エアコンユニットの生産工場での種類別管理費用や輸送費用が増加する上、車両組立工場において、種類毎のエアコンユニットの保管スペースの確保が必要となる。

　本発明は、上記事実を考慮して、空調装置の生産工場だけでなく、車両組立工場においても、空調装置を仕様に応じて簡易に作り分けることができるようにして、エアコンユニットの輸送・管理コストや、車両組立工場での保管スペースを低減できるようにすることを目的とする。

　本発明の第１の態様は、圧力調節ねじ付きの膨張弁と、ユニットケースに、前記膨張弁が組み付けられる組付けスペースが設けられると共に、該組付けスペースの周囲の壁部に、前記圧力調節ねじを回転させる工具を差し込むための開口部が設けられたエアコンユニットと、を有している。

　第１の態様に係る車両用空調装置では、エアコンユニットのユニットケースにおいて、膨張弁の組付けスペースの周囲の壁部に設けられた開口部から工具を差し込んで、該膨張弁の圧力調節ねじを回転させることで、該膨張弁の圧力の設定を行うことができる。このため、空調装置の生産工場だけでなく、車両組立工場においても、空調装置を仕様に応じて簡易に作り分けることができる。またこれによって、エアコンユニットの輸送・管理コストや、車両組立工場での保管スペースを低減することができる。

　本発明の第２の態様は、第１の態様に係る車両用空調装置において、前記開口部は、前記壁部のうち、組付け状態の前記膨張弁における前記圧力調節ねじと対向する部位に設けられている。

　第２の態様に係る車両用空調装置では、組付け状態の膨張弁の圧力調節ねじを、該膨張弁の組付けスペースの周囲の壁部のうち、該圧力調節ねじに対向する部位に設けられた開口部から工具を差し込んで、該圧力調節ねじを回転させることができる。このため、膨張弁の圧力調節に係る作業性を向上させることができる。

　本発明の第３の態様は、第１又は第２の態様に係る車両用空調装置において、前記工具は、圧力設定用の治具と組み合わせて用いられ、該治具は、前記ユニットケースに保持可能に構成されている。

　第３の態様に係る車両用空調装置では、工具と組み合わせて用いられる圧力設定用の治具を、ユニットケースに保持可能に構成されているので、工具により膨張弁の圧力調節ねじを回転させる作業を安定的に行うことができる。またこれによって、膨張弁の圧力設定を正確に行うことができる。

　本発明の第４の態様は、第３の態様に係る車両用空調装置において、前記壁部の外面のうち、前記開口部の周囲には、前記治具を保持することが可能な保持部が設けられている。

　第４の態様に係る車両用空調装置では、圧力設定用の治具を保持部に保持することができるので、工具により膨張弁の圧力調節ねじを回転させる作業を安定的に行うことができる。またこれによって、膨張弁の圧力設定を正確に行うことができる。

　以上説明したように、本発明の第１の態様に係る車両用空調装置によれば、空調装置の生産工場だけでなく、車両組立工場においても、空調装置を仕様に応じて簡易に作り分けることができるようにして、エアコンユニットの輸送・管理コストや、車両組立工場での保管スペースを低減することができる、という優れた効果が得られる。

　第２の態様に係る車両用空調装置によれば、膨張弁の圧力調節に係る作業性を向上させることができる、という優れた効果が得られる。

　第３の態様及び第４の態様に係る車両用空調装置によれば、工具により膨張弁の圧力調節ねじを回転させる作業を安定的に行うことができる、という優れた効果が得られる。

車両用空調装置を示す分解斜視図である。 エアコンユニットに膨張弁が組み付けられ、圧力設定用の治具がユニットケースに保持された状態を示す断面図である。 ユニットケースにおける壁部の開口部及び保持部と、圧力設定用の治具を示す斜視図である。

　以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。図１，図２において、本実施の形態に係る車両用空調装置１０は、圧力調節ねじ１２付きの膨張弁１４と、エアコンユニット１６とを有している。

　図２に示されるように、膨張弁１４における例えば略角柱形の弁本体１８には、第１の通路２１と、第２の通路２２とが、上下に離間して形成されている。第１の通路２１は、冷媒サイクルにおいて、コンデンサやレシーバ（図示せず）からエアコンユニット１６内に設けられたエバポレータ（図示せず）に向かう冷媒の通路である。第２の通路２２は、冷媒サイクルにおいて、エバポレータからコンプレッサ（図示せず）に向かう冷媒の通路である。

　弁本体１８における第１の通路２１には、オリフィス２４及び弁室２６が形成されている。第１の通路２１におけるオリフィス２４の上流側に設けられた弁座には、球状の弁体２８が配設されている。弁体２８は、オリフィス２４を通過する冷媒量を制御する部材であり、ばね押え３０を介して圧縮コイルばね３２によりオリフィス２４側に押圧付勢されている。圧縮コイルばね３２は、ばね押え３０と圧力調節ねじ１２との間に設けられている。この圧力調節ねじ１２は、弁室２６に対して下端側から進退可能にねじ込まれている。弁室２６の内壁と圧力調節ねじ１２との間には、気密性を確保するためのＯリング３４が設けられている。

　圧力調節ねじ１２には、該圧力調節ねじ１２を操作する際に工具１０６である例えば六角レンチ３６（図２）を差し込むための六角穴３８が、弁体２８の外部側に露出して形成されている。この調節ねじ１２のねじ込み量により、圧縮コイルばね３２の付勢力を変化させることで、弁体２８が開く圧力の設定値（オリフィス２４に対する弁体２８の開口度）を調節できるようになっている。

　第１の通路２１には、入口ポート４０と、出口ポート４２とが設けられている。入口ポート４０は、レシーバ（図示せず）から送り出された冷媒が流入する開口部であり、弁室２６に連通している。また出口ポート４２は、オリフィス２４の下流側に連通しており、弁体２８が開くことでオリフィス２４を通過した冷媒が、エアコンユニット１６内のエバポレータ（図示せず）へ送り出される開口部である。

　また第２の通路２２には、入口ポート４４と、出口ポート４６とが設けられている。入口ポート４４は、エアコンユニット１６内のエバポレータから送り出される冷媒蒸気が流入する開口部である。出口ポート４６は、該冷媒蒸気が、冷媒サイクルにおけるコンプレッサ（図示せず）へ送り出される開口部である。

　弁本体１８には、エバポレータの出口温度に応じて、弁体２８に対して駆動力を与えてオリフィス２４の開閉を行うために小径の孔４８と、この孔４８より径が大径の孔５０が、第２の通路２２を貫通してオリフィス２４と同軸に形成されている。弁本体１８の上端には、感熱部となるパワーエレメント部５２がねじ込まれて固定されている。

　パワーエレメント部５２は、ステンレス製のダイアフラム５４と、該ダイアフラム５４を挾んで互いに溶接により密着して設けられた上カバー６０及び下カバー６２とを有している。上カバー６０とダイアフラム５４との間には、気密な感温室である上部圧力作動室５６が形成されている。上部圧力作動室５６には、上カバー６０に形成された孔６４を通じて、所定のダイアフラム駆動流体が封入されている。上カバー６０の孔は、栓６６により封止されている。

　下カバー６２は、弁本体１８に対して、パッキン６８を介してねじ込まれている。下カバー６２内におけるダイアフラム５４の下側には、第２の通路２２に連通した下部圧力作動室５８が形成されている。これにより、下部圧力作動室５８には、第２の通路２２を通る冷媒蒸気の圧力が作用するようになっている。

　下部圧力作動室５８内には、ダイアフラム５４の下面中央部に当接する、例えばアルミニウム製の当接部材７０が設けられている。この当接部材７０には、第２の通路２２を貫通し、大径の孔５０及び小径の孔４８内に延びる、例えばアルミニウム製の感温棒７４が取り付けられている。この感温棒７４は、大径の孔５０に対して、Ｏリング７２を介して摺動可能となっており、該Ｏリング７２により第１の通路２１と第２の通路２２との間の気密性が確保されている。また感温棒７４は、小径の孔４８に対しても摺動可能となっている。感温棒７４の下端には、オリフィス２４よりも小径に構成され、該オリフィス２４内に延びて弁体２８に当接する作動棒７６が設けられている。

　上述したように、上部圧力作動室５６内には所定のダイアフラム駆動流体が封入されている。また第２の通路２２と下部圧力作動室５８とは連通しており、第２の通路２２内の冷媒蒸気の温度（エバポレータの冷媒出口温度）は、下部圧力作動室５８へ伝達される。ダイアフラム５４は、上部圧力作動室５６及び下部圧力作動室５８の圧力差に伴い上下に変位する。この変位が、当接部材７０を介して感温棒７４に伝達されることで、該感温棒７４及び作動棒７６が上下動するようになっている。作動棒７６は、弁体２８に当接しているので、該作動棒７６が上下動することで、弁体２８が、圧縮コイルばね３２の付勢力に抗して、オリフィス２４の弁座に対して接近又は離間することとなる。これにより、第１の通路２１を通ってエバポレータ（図示せず）に供給される冷媒の流量が制御されるようになっている。

　図１において、エアコンユニット１６は、例えば合成樹脂製のユニットケース８５内に、エバポレータやファン等（図示せず）を収容した部品であり、例えば車両のインストルメントパネル（図示せず）内に組み付けられる。ユニットケース８５には、膨張弁１４が組み付けられる、例えば長円形の組付けスペース８４が設けられている。図１，図２に示されるように、組付けスペース８４内には、膨張弁１４における第１の通路２１の出口ポート４２が接続される第１接続口８１と、第２の通路２２の入口ポート４４が接続される第２接続口８２とが、夫々基部８８から突出して設けられている。第１接続口８１の外周面及び第２接続口８２の外周面には、膨張弁１４を組み付けた際における気密性を確保するためのＯリング８６が夫々取り付けられている。

　図１に示されるように、膨張弁１４の弁本体１８には、例えば２箇所のボルト孔８０が形成されており、該ボルト孔８０に夫々ボルト８３を差し込んで、例えば組付けスペース８４における基部８８に対して締結することで、膨張弁１４がエアコンユニット１６に固定されるようになっている。

　ユニットケース８５における組付けスペース８４の周囲の壁部９０には、圧力調節ねじ１２を回転させる工具１０６（六角レンチ３６）を差し込むための、例えば円形の開口部９２が設けられている。この開口部９２は、壁部９０のうち、組付け状態の膨張弁１４における圧力調節ねじ１２と対向する部位に設けられている。具体的には、図２に示されるように、開口部９２は、圧力調節ねじ１２の六角穴３８と対向する部位に設けられている。

　工具１０６は、後述する圧力設定用の治具１００と組み合わせて用いられる。この治具１００は、ユニットケース８５に保持可能に構成されている。具体的には、図２，図３に示されるように、壁部９０の外面のうち、開口部９２の周囲には、治具１００を保持することが可能な保持部９６が設けられている。この保持部９６は、例えば開口部９２の周囲の３箇所に均等配置された円柱状の突起部である。図２に示されるように、保持部９６の端部には、治具１００の一部が差し込まれて嵌合する嵌合穴９６Ａが形成されている。

（圧力設定用の治具）
　本実施形態に係る膨張弁１４の圧力設定値は、車種による車両用空調装置１０の仕様に応じて、エアコンユニット１６への組付け後に適宜変更される。この設定値の変更を車両組立工場においても精度よく、かつ簡易に行うことができるようにするために、図１から図３に示されるような治具１００が用いられる。

　図２，図３において、この治具１００は、例えば、円板状の基部１０２と、該基部１０２の一方の面に設けられ保持部９６の嵌合穴９６Ａに差し込まれて嵌合するピン１０４と、基部１０２に差し込まれると共に、該基部１０２に対して回動自在に支持される工具１０６とを有して構成されている。

　ピン１０４は、ユニットケース８５に設けられた保持部９６の位置に対応して３本設けられている。またピン１０４の直径は、保持部９６における嵌合穴９６Ａの直径よりもわずかに大きく設定されている。これによって、ピン１０４を嵌合穴９６Ａに差し込んで嵌合させることができるようになっている。

　基部１０２の他方の面（ピン１０４と反対側の面）には、膨張弁１４の圧力調節ねじ１２の回転角度を規定する二箇所のストッパ１１２，１１４が設けられている。このストッパ１１２，１１４がなす角度θが、工具１０６の回転角度、即ち圧力調節ねじ１２の回転角度に対応している。

　図２において、工具１０６は、圧力調節ねじ１２の六角穴３８に対応する六角レンチ３６と、該六角レンチ３６を保持する円柱状の保持部材１０８と、該保持部材１０８の同軸上にセレーション１１０を介して連結されるハンドル軸１１６とを有して構成されている。ハンドル軸１１６の外周面には、該ハンドル軸１１６の半径方向外側に突出したハンドル部１１８が設けられている。

　この工具１０６において、保持部材１０８及びハンドル軸１１６は、基部１０２内に夫々差し込まれ、セレーション１１０を介して嵌合している。具体的には、ハンドル軸１１６は、ハンドル部１１８が二箇所のストッパ１１２，１１４の間（角度θの範囲内）に配置されるようにしつつ、該ストッパ１１２，１１４側から基部１０２内に差し込まれる。これにより、工具１０６は、ハンドル部１１８が二箇所のストッパ１１２，１１４がなす角度θの範囲内において、回動可能となっている。

　なお、治具１００の構造については、図示の例には限られない。また治具１００をユニットケース８５に保持可能にする構造の一例として、該ユニットケース８５側に保持部９６を設け、該保持部９６の嵌合穴９６Ａに治具１００のピン１０４を挿入して嵌合させる構造を挙げたが、治具１００をユニットケース８５に保持可能にする構造はこれに限られない。治具１００を使用する際に、該治具１００を一時的にユニットケース８５に保持できれば、どのような構造を用いてもよい。例えば、嵌合穴を有する保持部を治具１００側に設け、ユニットケース８５側に設けたピンを該嵌合穴に挿入して嵌合させるようにしてもよい（図示せず）。またユニットケース８５及び治具１００の一方に磁性体を配置し、他方に磁石を配置して、磁力吸着により治具１００をユニットケース８５に保持するようにしてもよい（図示せず）。

（作用）
　本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図１において、本実施形態に係る車両用空調装置１０では、膨張弁１４をエアコンユニット１６に組み付けてから、該膨張弁１４の設定値を仕様に応じて変更する。

　まずエアコンユニット１６に対する膨張弁１４の組付けについて説明する。本実施形態では、膨張弁１４における圧力調節ねじ１２の回転角度に対する設定圧力の変化特性にばらつきがないように、選別された膨張弁１４を用いる。この膨張弁１４の圧力の設定値は、該膨張弁１４の製造工場からの出荷時に、一定の初期値に設定されている。仕様に応じた圧力の設定値が、この初期値と異なる場合、治具１００におけるストッパ１１２，１１４間の角度θ（図３）を、その圧力差に相当する圧力調節ねじ１２の回転角度と等しくなるように設定しておく。

　図１に示されるように、この膨張弁１４は、エアコンユニット１６の組付けスペース８４に組み付けられる。具体的には、図２に示されるように、第１の通路２１の出口ポート４２を第１接続口８１に接続し、第２の通路２２の入口ポート４４を第２接続口８２に接続するようにして、膨張弁１４をエアコンユニット１６に接続する。そして、図１に示されるように、２本のボルト８３を、膨張弁１４の弁本体１８における２箇所のボルト孔８０に差し込んで、基部８８に対して締結することで、膨張弁１４がエアコンユニット１６に固定される。

　次に、図２，３において、治具１００をユニットケース８５に保持する。具体的には、工具１０６の六角レンチ３６が圧力調節ねじ１２の六角穴３８に嵌合するようにしながら、治具１００におけるピン１０４を、ユニットケース８５に設けられた保持部９６の嵌合穴９６Ａに差し込んで嵌合させる。これにより、治具１００がユニットケース８５に保持される。

　ここで、車両の仕様に応じた膨張弁１４の圧力の設定値が初期設定値よりも大きい場合、圧力調節ねじ１２を右回転させて、膨張弁１４内の圧縮コイルばね３２（図２）を縮める必要がある。従って、治具１００をユニットケース８５に保持したとき、工具１０６のハンドル部１１８が、回転始端側のストッパ１１２に当接するようにする。また同時に、工具１０６の六角レンチ３６が、圧力調節ねじ１２を回転させることなく六角穴３８に嵌合するように、セレーション１１０の噛合い位置を選択する。

　そして、図３に示されるように、ハンドル部１１８が回転終端側のストッパ１１４に当接するまで、工具１０６を角度θ回転させることで、膨張弁１４の圧力の設定値を、所望の値に変更することができる。圧力設定用の治具１００を保持部９６により保持した状態で、工具１０６を回転させるため、エアコンユニット１６への組付け後の膨張弁１４の圧力設定を、簡易かつ安定的に行うことができる。またこれによって、膨張弁１４の圧力設定を正確に行うことができる。設定変更後の膨張弁１４については、マーキングを行うことで、初期状態の膨張弁１４と判別することができる。

　また工具１０６は、基部１０２に対して着脱可能であるので、ストッパ１１２，１１４のなす角度θが異なる基部１０２を、各種仕様に応じて夫々用意しておき使い分けることで、工具１０６を共用しながら、様々な圧力設定を行うことができる。

　なお、変更後の設定値が初期設定値よりも小さい場合には、逆に圧力調節ねじ１２を左回転させることとなるため、ストッパ１１４が回転始端側となり、ストッパ１１２が回転終端側となる。また膨張弁１４の初期設定値が、車両用空調装置１０の仕様と等しい場合には、治具１００を用いて圧力の設定変更を行う必要はない。

　上記のように、本実施形態では、エアコンユニット１６のユニットケース８５において、膨張弁１４の組付けスペース８４の周囲の壁部９０のうち、圧力調節ねじ１２に対向する部位に設けられた開口部９２から工具１０６を差し込んで、該圧力調節ねじ１２を回転させることで、該膨張弁１４の圧力の設定を行うことができる。このため、膨張弁１４の圧力調節に係る作業性を向上させることができる。また車両用空調装置１０の生産工場だけでなく、車両組立工場においても、該車両用空調装置１０を仕様に応じて簡易に作り分けることができる。更にこれによって、エアコンユニット１６の輸送・管理コストや、車両組立工場での保管スペースを低減することができる。
（符号の説明）
　　１０　　車両用空調装置
　　１２　　圧力調節ねじ
　　１４　　膨張弁
　　１６　　エアコンユニット
　　３６　　六角レンチ（工具）
　　８４　　組付けスペース
　　８５　　ユニットケース
　　９０　　壁部
　　９２　　開口部
　　９４　　治具
　　９６　　保持部
　１０６　　工具

Claims (4)

1. 　圧力調節ねじ付きの膨張弁と、
   　ユニットケースに、前記膨張弁が組み付けられる組付けスペースが設けられると共に、該組付けスペースの周囲の壁部に、前記圧力調節ねじを回転させる工具を差し込むための開口部が設けられたエアコンユニットと、
   　を有する車両用空調装置。
2. 　前記開口部は、前記壁部のうち、組付け状態の前記膨張弁における前記圧力調節ねじと対向する部位に設けられている請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 　前記工具は、圧力設定用の治具と組み合わせて用いられ、
   　該治具は、前記ユニットケースに保持可能に構成されている請求項１又は請求項２に記載の車両用空調装置。
4. 　前記壁部の外面のうち、前記開口部の周囲には、前記治具を保持することが可能な保持部が設けられている請求項３に記載の車両用空調装置。

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