(57)【要約】【課題】高低圧二重配管の組み付け容易性と、高い位置決め固定性による安定した弁作動の確保と、の両立を図ることができる膨張弁ユニットを提供すること。【解決手段】感温膨張弁２０を内蔵する膨張弁ユニットＡ１において、感温膨張弁２０を内蔵したユニットハウジング３０と、ユニットハウジング３０のフランジ取り付け面３０ｂに固定された一体型エバ側フランジ４０と、ユニットハウジング３０のコネクタ取り付け面３０ｄに固定され、高低圧二重配管が接続されたプレート状配管側コネクタ５０と、を有し、感温膨張弁２０は、弁軸CLの方向をＹ軸方向とし弁軸直交方向をＸ，Ｚ軸方向としたとき、一体型エバ側フランジ４０に対して弁ハウジング２０ａをＹ軸方向へ差し込み嵌合することによりＸ，Ｚ軸方向を位置決め固定し、プレート状配管側コネクタ５０をユニットハウジング３０に固定するときにコネクタと共にＸ軸方向へ移動する高圧冷媒管９により弁ハウジング２０ａのＹ軸方向を位置決め固定した。【選択図】図４
2010007940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍サイクルにコンプレッサとコンデンサと感温膨張弁とエバポレータを備え、前記感温膨張弁を内蔵すると共に、前記コンデンサからの高圧冷媒管と前記コンプレッサへの低圧冷媒管を接続し、前記エバポレータの冷媒入口と冷媒出口の位置に取り付ける膨張弁ユニットにおいて、
前記感温膨張弁を内蔵したユニットハウジングと、
前記ユニットハウジングのフランジ取り付け面に固定され、冷媒入口連通路と冷媒出口連通路が形成されたエバ側フランジと、
前記ユニットハウジングのフランジ取り付け面とは直交するコネクタ取り付け面に固定され、外側の低圧冷媒管と内側の高圧冷媒管による高低圧二重配管が接続された配管側コネクタと、を有し、
前記感温膨張弁は、弁軸方向をＹ軸方向とし弁軸直交方向をＸ，Ｚ軸方向としたとき、前記エバ側フランジに対して弁ハウジングをＹ軸方向へ差し込み嵌合することによりＸ，Ｚ軸方向を位置決め固定し、前記配管側コネクタを前記ユニットハウジングに固定するときに配管側コネクタと共にＸ軸方向へ移動する前記高圧冷媒管により弁ハウジングのＹ軸方向を位置決め固定したことを特徴とする膨張弁ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載された膨張弁ユニットにおいて、
前記感温膨張弁の弁ハウジングには、高圧冷媒の冷媒入口ポートが形成されると共に、該冷媒入口ポートとは反対領域の位置に膨張弁リブが設けられ、
前記感温膨張弁は、前記高圧冷媒管の先端部を前記冷媒入口ポートへ挿入し、前記高圧冷媒管がＸ軸方向へ移動するのに伴い前記膨張弁リブをユニットハウジングの内面に押し当てることによりＹ軸方向とＹ軸周り方向を位置決め固定したことを特徴とする膨張弁ユニット。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載された膨張弁ユニットにおいて、
前記感温膨張弁は、前記弁ハウジングの弁軸方向に移動可能に設けられ、一端面がダイヤフラムに接するロッド弁により形成される弁開口面積を狭くする方向に付勢するスプリングを受けるスプリングシートを有し、
前記スプリングシートは、前記弁ハウジングに対し弁軸方向の設定位置を調整可能に設けたことを特徴とする膨張弁ユニット。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載された膨張弁ユニットにおいて、
前記エバ側フランジは、前記ユニットハウジングに形成されたフランジ開口部に挿入して設けられ、前記エバポレータの冷媒入口と冷媒出口の全体を覆う外側フランジ部と、該外側フランジ部の内側領域に形成された内側フランジ部と、を有する一体型エバ側フランジであることを特徴とする膨張弁ユニット。
【請求項５】
請求項４に記載された膨張弁ユニットにおいて、
前記配管側コネクタは、前記高低圧二重配管の外側の低圧冷媒管に固定され、前記ユニットハウジングにネジ止めされるプレート状配管側コネクタであることを特徴とする膨張弁ユニット。
【請求項６】
請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載された膨張弁ユニットにおいて、
前記エバ側フランジは、前記ユニットハウジングに形成された冷媒入口開口部と冷媒出口開口部に挿入して設けられ、前記エバポレータの冷媒入口に符合する入口フランジ部と、前記エバポレータの冷媒出口に符合する出口フランジ部と、を有する独立型エバ側フランジであることを特徴とする膨張弁ユニット。
【請求項７】
請求項６に記載された膨張弁ユニットにおいて、
前記配管側コネクタは、前記高低圧二重配管の外側の低圧冷媒管の外周面に管軸方向に移動可能に設けられ、前記ユニットハウジングに対しＸ軸方向を螺合方向としてネジ止め固定されるナット状配管側コネクタであることを特徴とする膨張弁ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用冷凍サイクル等に適用され、感温膨張弁を内蔵する膨張弁ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、膨張弁の製造原価低減を図ることを目的とし、低圧冷媒と高圧冷媒を熱交換する内部熱交換器を設け、エバポレータの冷媒入口と冷媒出口のエンタルピ差を大きくし、エバポレータの吸熱能力を高め、コンプレッサに吸引される冷媒に過熱度を与えることで、感温膨張弁のプリロード調節機構を廃止しても安定作動させることができる蒸気圧縮式冷凍機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
前記内部熱交換器は、コンデンサからの高圧冷媒配管とコンプレッサへの低圧冷媒配管による二重管による構成であり、低圧冷媒配管（外筒管）の端部位置に、ハウジングがカシメ固定されている。このハウジングは、エバポレータに連結する冷媒入口ポートと冷媒出口ポートを有すると共に、内部に感温膨張弁が収納されている。ハウジングの内部に収納された感温膨張弁は、弾性的に変位することができるように取り付けられている。
【特許文献１】特開２００４−２７０９６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の蒸気圧縮式冷凍機にあっては、膨張弁ユニットが弾性固定方法であるため、感温膨張弁の位置決め固定性が低く、弁体の作動に大きな影響を及ぼす、という問題があった。すなわち、感温膨張弁は、ダイヤフラムや弁体等の複数の構成部品から構成されたものであって、かつ、通常、弁体の最大変位量は１mm以下の僅かである。したがって、感温膨張弁の位置決め固定性が低いと、弁体の作動に大きな影響を及ぼす。
【０００５】
また、高低圧二重管の低圧冷媒配管（外筒管）の端部位置に、ハウジングをカシメ固定するものであるため、精度の高いカシメ作業が必要であり、高低圧二重管の組み付け作業性が低い、という問題があった。すなわち、ハウジングと低圧冷媒配管のカシメ固定部にガタを残すと、感温膨張弁の位置決め固定性がさらに低くなる。したがって、精度の高いカシメ作業が必要であり、カシメ作業工数を要する分、組み付け作業性が低くなる。
【０００６】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、高低圧二重配管の組み付け容易性と、高い位置決め固定性による安定した弁作動の確保と、の両立を図ることができる膨張弁ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明では、冷凍サイクルにコンプレッサとコンデンサと感温膨張弁とエバポレータを備え、前記感温膨張弁を内蔵すると共に、前記コンデンサからの高圧冷媒管と前記コンプレッサへの低圧冷媒管を接続し、前記エバポレータの冷媒入口と冷媒出口の位置に取り付ける膨張弁ユニットにおいて、
前記感温膨張弁を内蔵したユニットハウジングと、
前記ユニットハウジングのフランジ取り付け面に固定され、冷媒入口連通路と冷媒出口連通路が形成されたエバ側フランジと、
前記ユニットハウジングのフランジ取り付け面とは直交するコネクタ取り付け面に固定され、外側の低圧冷媒管と内側の高圧冷媒管による高低圧二重配管が接続された配管側コネクタと、を有し、
前記感温膨張弁は、弁軸方向をＹ軸方向とし弁軸直交方向をＸ，Ｚ軸方向としたとき、前記エバ側フランジに対して弁ハウジングをＹ軸方向へ差し込み嵌合することによりＸ，Ｚ軸方向を位置決め固定し、前記配管側コネクタを前記ユニットハウジングに固定するときに配管側コネクタと共にＸ軸方向へ移動する前記高圧冷媒管により弁ハウジングのＹ軸方向を位置決め固定したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
よって、本発明の膨張弁ユニットにあっては、配管側コネクタに、外側の低圧冷媒管と内側の高圧冷媒管による高低圧二重配管が接続されている。したがって、配管側コネクタをユニットハウジングに固定するだけで、容易に高低圧二重配管を膨張弁ユニットに組み付けることができる。
そして、感温膨張弁は、エバ側フランジに対して弁ハウジングをＹ軸方向へ差し込み嵌合することによりＸ，Ｚ軸方向が位置決め固定される。そして、配管側コネクタをユニットハウジングに固定するときに配管側コネクタと共にＸ軸方向へ移動する高圧冷媒管を利用し、弁ハウジングのＹ軸方向が位置決め固定される。したがって、互いに直交する３方向による高い位置決め固定性により、振動等の外力が加わっても、感温膨張弁の設定位置変位が抑えられ、安定した弁作動を確保することができる。
この結果、高低圧二重配管の組み付け容易性と、高い位置決め固定性による安定した弁作動の確保と、の両立を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の膨張弁ユニットを実現する最良の形態を、図面に示す実施例１および実施例２に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
まず、構成を説明する。
図１は、実施例１の膨張弁ユニットが適用された冷凍サイクルを備えた車両用空調システムを示す斜視図である。
【００１１】
実施例１の膨張弁ユニットＡ１が適用された車両用空調システムは、図１に示すように、ヒータ＆クーリングユニット１と、Ｏリング２と、コンプレッサ３と、コンデンサ４と、リキッドタンク５と、エバポレータ６と、高圧冷媒管７，８，９と、低圧冷媒管１０，１１と、ドレーンホース１２と、を備えている。
【００１２】
前記ヒータ＆クーリングユニット１は、車両のインスツルメントパネル内に配置され、エバポレータ６と図外のヒータコアを内蔵し、設定温度や設定モード等に応じ車室内空気の冷房や暖房を行う。
【００１３】
前記コンプレッサ３は、車載エンジン等により駆動され、エバポレータ６から低圧冷媒管１１を介して送られてくる低圧の気化冷媒を圧縮して高圧の気化冷媒とする。このコンプレッサ３としては、例えば、可変容量型コンプレッサ等が用いられる。
【００１４】
前記コンデンサ４は、コンプレッサ３から高圧冷媒管７を介して送られてくる高圧気化冷媒を外気との熱交換により冷却して液化するもので、コンデンサ部４ａとサブクール部４ｂを有する。すなわち、コンデンサ部４ａからの気液二相の冷媒をリキッドタンク５により液化し、リキッドタンク５からの液冷媒をサブクール部４ｂにより冷やし、液冷媒の吸熱量を増大するようにしている。
【００１５】
前記膨張弁ユニットＡ１は、前記コンデンサ４からの高圧冷媒管８，９と前記コンプレッサ３への低圧冷媒管１０，１１が接続され、前記エバポレータ６の冷媒入口と冷媒出口の位置に取り付けられている。この膨張弁ユニットＡ１には、後述する感温膨張弁２０が内蔵されていて、この感温膨張弁２０により高圧の液化冷媒を低圧の液化冷媒としてエバポレータ６に送る。
【００１６】
前記エバポレータ６は、膨張弁ユニットＡ１の感温膨張弁２０からの低圧の液化冷媒を流通させることにより、図外のブロワユニットから送られる風から熱を奪って冷風とする熱交換器である。このエバポレータ６により熱交換された後の低圧気化冷媒は、低圧冷媒管１０，１１を介してコンプレッサ３へ送られる。
【００１７】
図２は、実施例１の膨張弁ユニットをエバポレータの冷媒入口と冷媒出口の位置に取り付けた状態を示す全体斜視図である。図３は、エバポレータの冷媒入口と冷媒出口の位置に対する実施例１の膨張弁ユニットの取り付け状態を示す分解斜視図である。図４は、実施例１の膨張弁ユニットの内部構造を示す全体断面図である。
【００１８】
実施例１の膨張弁ユニットＡ１は、図２〜図４に示すように、感温膨張弁２０と、ユニットハウジング３０と、一体型エバ側フランジ４０（エバ側フランジ）と、プレート状配管側コネクタ５０（配管側コネクタ）と、を備えている。
【００１９】
実施例１の膨張弁ユニットＡ１は、図２および図３に示すように、感温膨張弁２０を内蔵したユニットハウジング３０に、一体型エバ側フランジ４０とプレート状配管側コネクタ５０を固定し、内蔵した感温膨張弁２０を、一体型エバ側フランジ４０とプレート状配管側コネクタ５０の取り付けに伴って位置決め固定することで構成される。そして、膨張弁ユニットＡ１は、一体型エバ側フランジ４０を固定することで、エバポレータ６の冷媒入口６ａと冷媒出口６ｂの位置に取り付けられる。
【００２０】
前記感温膨張弁２０は、エバポレータ６の出口からの高温気化冷媒の過熱度を一定に保つように弁開口面積（弁開度）を自動的に調節する膨張弁である。
この感温膨張弁２０は、弁ハウジング２０ａの端部に設けられ、ダイヤフラム２０ｂにより第１圧力室２０ｃと第２圧力室２０ｄに画成するダイヤフラムケース２０ｅと、前記弁ハウジング２０ａの弁軸方向に移動可能に設けられ、一端面がプレート２０ｆを介して前記ダイヤフラム２０ｂに接するロッド弁２０ｇと、該ロッド弁２０ｇに設けられた弁体部２０ｈと前記弁ハウジング２０ａに設けられた弁座部２０ｉにより形成される弁開口面積を狭くする方向に付勢するスプリング２０ｊと、該スプリング２０ｊを受けるスプリングシート２０ｋと、を有する。
前記スプリングシート２０ｋは、前記弁ハウジング２０ａに形成された前記エバポレータ６への冷媒供給ポート２０ｍの内面に対し弁軸方向の設定位置を調整可能なように螺合により設けられる。
なお、第１圧力室２０ｃには、開口穴２０ｎの位置に封入ボール２０ｐが設けられ、第２圧力室２０ｄには、低圧冷媒室３０ａと連通する冷媒導入穴２０ｑが設けられる。
また、冷媒供給ポート２０ｍの外周部には、一体型エバ側フランジ４０とのシール性を確保するＯリング２０ｒが設けられる。
【００２１】
前記ユニットハウジング３０は、感温膨張弁２０を内蔵する。このユニットハウジング３０の内部には、前記感温膨張弁２０との間に低圧冷媒室３０ａが形成される。そして、ユニットハウジング３０の外周面には、一体型エバ側フランジ４０を取り付けるフランジ取り付け面３０ｂおよびフランジ開口部３０ｃと、プレート状配管側コネクタ５０を取り付けるコネクタ取り付け面３０ｄおよびコネクタ開口部３０ｅと、が形成される。なお、コネクタ取り付け面３０ｄとコネクタ開口部３０ｅが交わる部分には、プレート状配管側コネクタ５０とのシール性を確保するためにＯリング３０ｆが設けられている。
【００２２】
前記一体型エバ側フランジ４０は、ユニットハウジング３０のフランジ取り付け面３０ｂに固定され、冷媒入口連通路４０ａと冷媒出口連通路４０ｂが形成されている。
この一体型エバ側フランジ４０は、ユニットハウジング３０に形成されたフランジ開口部３０ｃに挿入して設けられ、前記エバポレータ６の冷媒入口６ａと冷媒出口６ｂの全体を覆う方形状の外側フランジ部４０ｃと、該外側フランジ部４０ｃの内側領域に形成された長円形状の内側フランジ部４０ｄと、を有する。
前記内側フランジ部４０ｄの内面には、前記弁ハウジング２０ａをＹ軸方向へ全周シール状態を保って差し込み嵌合する全周嵌合部４０ｅと、前記エバポレータ６の冷媒入口６ａと前記弁ハウジング２０ａに形成された冷媒供給ポート２０ｍとを連通する冷媒入口連通路４０ａを形成している。
前記外側フランジ部４０ｃの内面と前記内側フランジ部４０ｄの外面の間には、前記エバポレータ６の冷媒出口６ｂと前記ユニットハウジング３０内の低圧冷媒室３０ａを連通する冷媒出口連通路４０ｂを形成している。なお、外側フランジ部４０ｃには、ユニットハウジング３０に形成されたフランジ開口部３０ｃとのシール性を確保するＯリング４０ｆが設けられている。
【００２３】
前記プレート状配管側コネクタ５０は、ユニットハウジング３０のフランジ取り付け面３０ｂとは直交するコネクタ取り付け面３０ｄに固定され、外側の低圧冷媒管１０と内側の高圧冷媒管９による高低圧二重配管が接続されている。この高低圧二重配管は、外側の低圧冷媒管１０の端面位置より、内側の高圧冷媒管９の端面位置を管軸方向に突出させた状態で両冷媒管９，１０を互いに固定しておき、前記内側の高圧冷媒管９の先端部にＯリング９ａを設けている。そして、プレート状配管側コネクタ５０は、前記外側の低圧冷媒管１０に固定して設けられ、内側の高圧冷媒管９を突出させる中央穴部５０ａと、前記ユニットハウジング３０に形成されたコネクタ開口部３０ｅに挿入する挿入部５０ｂと、前記ユニットハウジング３０にネジ止め固定するネジ穴５０ｃ（図２，図３を参照）と、を有する。
【００２４】
次に、感温膨張弁２０のユニットハウジング３０に対する位置決め固定構造について説明する。
前記感温膨張弁２０は、図４に示すように、弁軸CLの方向をＹ軸方向とし弁軸直交方向をＸ，Ｚ軸方向としたとき、一体型エバ側フランジ４０に対して弁ハウジング２０ａをＹ軸方向へ差し込み嵌合することによりＸ，Ｚ軸方向を位置決め固定している。そして、プレート状配管側コネクタ５０をユニットハウジング３０に固定するときにプレート状配管側コネクタ５０と共にＸ軸方向へ移動する高圧冷媒管９により弁ハウジング２０ａのＹ軸方向を位置決め固定している。
【００２５】
Ｙ軸方向の位置決め固定をより詳しく説明すると、感温膨張弁２０の弁ハウジング２０ａには、高圧冷媒の冷媒入口ポート２０ｓが形成されると共に、該冷媒入口ポート２０ｓとは反対領域の位置に膨張弁リブ２０ｔが設けられている。そして、感温膨張弁２０は、高圧冷媒管９の先端部を冷媒入口ポート２０ｓへ挿入し、プレート状配管側コネクタ５０をユニットハウジング３０に固定する際に、高圧冷媒管９がＸ軸方向へ移動するのに伴い膨張弁リブ２０ｔをユニットハウジング３０の内面に押し当てている。すなわち、膨張弁リブ２０ｔをユニットハウジング３０の内面に押し当て、押し当て部分に圧接力を生じさせることによりＹ軸方向を位置決め固定している。同時に、高圧冷媒管９の先端部を冷媒入口ポート２０ｓへ挿入し、高圧冷媒管９を弁ハウジング２０ａの回転ストッパとすることによりＹ軸周り方向を位置決め固定している。
【００２６】
図５は、実施例１の膨張弁ユニットの感温膨張弁の弁ハウジングに設けられた膨張弁リブをあらわし、(a)は要部側面図を示し、(b)は横断平面図を示し、(c)は拡大横断平面図を示す。
【００２７】
前記膨張弁リブ２０ｔは、図５に示すように、四角柱形状の部材を弁ハウジング２０ａに埋設することで設定されている。この膨張弁リブ２０ｔの個数は、冷媒入口ポート２０ｓとは180度の反対位置に１個だけ設けられ、かつ、膨張弁リブ２０ｔのユニットハウジング３０の内面への押し付け面となる先端部形状は、角形状とされている。
【００２８】
次に、作用を説明する。
実施例１の膨張弁ユニットＡ１における作用を、「プリロードのセット値調整作用」、「高低圧二重配管の組み付け作用」、「ユニットハウジングに対する感温膨張弁の位置決め固定作用」に分けて説明する。
【００２９】
［プリロードのセット値調整作用］
まず、エバポレータ６の出口からの高温気化冷媒の過熱度を一定に保つように弁開度を自動的に調節する感温膨張弁２０の弁開度制御作用について説明する。
【００３０】
ダイヤフラム２０ｂにより画成された第１圧力室２０ｃには、予め所定質量の冷媒が封入され、かつ、第１圧力室２０ｃ内の気化冷媒は、常に飽和状態となっているので、その内圧は飽和ガス圧となる。一方、ダイヤフラム２０ｂにより画成された第２圧力室２０ｄには、低圧冷媒室３０ａから冷媒導入穴２０ｑを介してエバポレータ６の出口側冷媒が導入されるので、エバポレータ６の出口側冷媒の圧力となる。なお、第１圧力室２０ｃと第２圧力室２０ｄの温度は、ダイヤフラムケース２０ｅ等を介した熱伝達によりエバポレータ６の出口側冷媒温度と略等しくなる。
【００３１】
したがって、第１圧力室２０ｃの飽和ガス圧は、ダイヤフラム２０ｂを介し、ロッド弁２０ｇの弁開度を大きくする向きの力を作用させる。また、第２圧力室２０ｄのエバポレータ出口冷媒圧は、ダイヤフラム２０ｂを介し、ロッド弁２０ｇの弁開度を小さくする向きの力を作用させる。さらに、スプリング２０ｊは、ロッド弁２０ｇの弁開度を小さくする向きの力を、ロッド弁２０ｇに直接作用させる。これらのロッド弁２０ｇに作用する力の関係により、エバポレータ６の出口からの高温気化冷媒の過熱度を一定に保つように弁開度を自動的に調節する。
【００３２】
この感温膨張弁２０の弁開度制御作用において、スプリング２０ｊは、ロッド弁２０ｇにプリロード（初期荷重）を与えるもので、車両用空調システムの種類やバラツキ等に対応し、適切なプリロードを与える必要がある。すなわち、従来技術で述べた蒸気圧縮式冷凍機のように、感温膨張弁のプリロードのセット値調整が不可能である場合、内部熱交換器を必須の構成要素とするため、内部熱交換器を有さない冷凍サイクルを持つ車両用空調システム等には適用できず、適用範囲が制限される。
【００３３】
これに対し、実施例１の膨張弁ユニットＡ１では、スプリングシート２０ｋが、弁ハウジング２０ａに形成されたエバポレータ６への冷媒供給ポート２０ｍの内面に対し弁軸方向の設定位置を調整可能なように螺合により設けられている（図６の矢印参照）。
【００３４】
このため、例えば、膨張弁ユニットＡ１毎にスプリングシート２０ｋの位置設定が可能であるというように、スプリング２０ｊによるプリロードのセット値調整が可能であり、内部熱交換器の有無を問わないというように適用範囲の制限が解除され、車両用空調システムは勿論のこと、様々な空調システムの冷凍サイクルに膨張弁ユニットＡ１を適用することができる。
【００３５】
［高低圧二重配管の組み付け作用］
従来技術では、高低圧二重管を構成する低圧冷媒配管の端部位置にハウジングを挿入し、ハウジングの端部を低圧冷媒配管の外周に形成したカシメ溝に対しカシメ固定することで、高低圧二重配管を組み付ける構成を採用している。この場合、ハウジングと低圧冷媒配管のカシメ固定部にガタを残すと、感温膨張弁の位置決め固定性がさらに低くなるため、精度の高いカシメ作業が必要であり、カシメ作業工数を要する分、高低圧二重管の組み付け作業性が低くなる。
【００３６】
これに対し、実施例１の膨張弁ユニットＡ１では、プレート状配管側コネクタ５０に、互いに固定した外側の低圧冷媒管１０と内側の高圧冷媒管９による高低圧二重配管が接続されている。
【００３７】
したがって、プレート状配管側コネクタ５０を、ユニットハウジング３０のコネクタ取り付け面３０ｄにネジ止めにより固定するだけで、プレート状配管側コネクタ５０に接続されている高低圧二重配管を容易に膨張弁ユニットＡ１に組み付けることができる。
【００３８】
［ユニットハウジングに対する感温膨張弁の位置決め固定作用］
図６は、実施例１の膨張弁ユニットにおいてユニットハウジングに対する感温膨張弁のＸ、Ｚ軸方向の位置決め固定作用を示す説明図である。図７は、実施例１の膨張弁ユニットにおいてユニットハウジングに対する感温膨張弁のＸ、Ｚ軸方向の位置決め固定作用を示す説明図である。
【００３９】
まず、感温膨張弁２０を一体型エバ側フランジ４０に組み付けるとき、図６に示すように、一体型エバ側フランジ４０の全周嵌合部４０ｅに対し感温膨張弁２０の弁ハウジング２０ａをＹ軸方向へ差し込み嵌合する。この差し込み嵌合により、感温膨張弁２０は、Ｘ軸とＺ軸とで規定される面のあらゆる方向へ変位できないように拘束されるし、Ｏリング２０ｒにより全周シール状態が保たれる。この状態で一体型エバ側フランジ４０は、ユニットハウジング３０に固定されるため、ユニットハウジング３０に対して感温膨張弁２０は、Ｘ，Ｚ軸方向に位置変位することができず、感温膨張弁２０のＸ，Ｚ軸方向が位置決め固定される。
【００４０】
また、プレート状配管側コネクタ５０をユニットハウジング３０に組み付けるとき、図７に示すように、プレート状配管側コネクタ５０に接続されている高圧冷媒管９の先端部が弁ハウジング２０ａに形成されている冷媒入口ポート２０ｓへ挿入され、さらに、プレート状配管側コネクタ５０と共に高圧冷媒管９がＸ軸方向へ移動するのに伴い、弁ハウジング２０ａに設けられた膨張弁リブ２０ｔがユニットハウジング３０の内面に押し当てられる。この膨張弁リブ２０ｔをユニットハウジング３０の内面に押し当てた状態で、プレート状配管側コネクタ５０をユニットハウジング３０にネジ止め固定することで、押し当て部分に圧接力を生じさる。このため、ユニットハウジング３０に対して感温膨張弁２０は、Ｙ軸方向に位置変位することができず、感温膨張弁２０のＹ軸方向が位置決め固定される。このＹ軸方向の位置決め固定力の初期値は、ネジ止め固定により押し当て部分にて発生する圧接力により決まるが、冷凍サイクルを稼働している状態では、高圧冷媒管９からの高圧冷媒圧と受圧面積を掛け合わせた圧力が、弁ハウジング２０ａに対しＸ軸方向に作用し、押し当て部分で発生する圧接力が初期値より高まり、Ｙ軸方向が位置決め固定性が増大するという作用を示す。
【００４１】
さらに、感温膨張弁２０のＹ軸方向を位置決め固定する際、高圧冷媒管９の先端部を冷媒入口ポート２０ｓへ挿入しているため、冷媒入口ポート２０ｓへ挿入された高圧冷媒管９の先端部が弁ハウジング２０ａの回転を止める回転ストッパとして作用を示す。したがって、感温膨張弁２０のＹ軸方向が位置決め固定されると同時に、感温膨張弁２０のＹ軸周り方向が位置決め固定される。
【００４２】
上記のように、ユニットハウジング３０に対して感温膨張弁２０は、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３方向による高い位置決め固定性が得られるのに加え、Ｙ軸周り方向が位置決め固定性が得られるため、振動等の外力が加わっても、感温膨張弁２０の設定位置変位が抑えられ、安定した弁作動を確保することができる。
【００４３】
次に、効果を説明する。
実施例１の膨張弁ユニットＡ１にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００４４】
(1) 冷凍サイクルにコンプレッサ３とコンデンサ４と感温膨張弁２０とエバポレータ６を備え、前記感温膨張弁２０を内蔵すると共に、前記コンデンサ４からの高圧冷媒管９と前記コンプレッサ３への低圧冷媒管１０を接続し、前記エバポレータ６の冷媒入口６ａと冷媒出口６ｂの位置に取り付ける膨張弁ユニットＡ１において、前記感温膨張弁２０を内蔵したユニットハウジング３０と、前記ユニットハウジング３０のフランジ取り付け面３０ｂに固定され、冷媒入口連通路４０ａと冷媒出口連通路４０ｂが形成されたエバ側フランジ（一体型エバ側フランジ４０）と、前記ユニットハウジング３０のフランジ取り付け面３０ｂとは直交するコネクタ取り付け面３０ｄに固定され、外側の低圧冷媒管１０と内側の高圧冷媒管９による高低圧二重配管が接続された配管側コネクタ（プレート状配管側コネクタ５０）と、を有し、前記感温膨張弁２０は、弁軸CLの方向をＹ軸方向とし弁軸直交方向をＸ，Ｚ軸方向としたとき、前記エバ側フランジ（一体型エバ側フランジ４０）に対して弁ハウジング２０ａをＹ軸方向へ差し込み嵌合することによりＸ，Ｚ軸方向を位置決め固定し、前記配管側コネクタ（プレート状配管側コネクタ５０）を前記ユニットハウジング３０に固定するときに配管側コネクタ（プレート状配管側コネクタ５０）と共にＸ軸方向へ移動する前記高圧冷媒管９により弁ハウジング２０ａのＹ軸方向を位置決め固定した。このため、高低圧二重配管の組み付け容易性と、高い位置決め固定性による安定した弁作動の確保と、の両立を図ることができる。
【００４５】
(2) 前記感温膨張弁２０の弁ハウジング２０ａには、高圧冷媒の冷媒入口ポート２０ｓが形成されると共に、該冷媒入口ポート２０ｓとは反対領域の位置に膨張弁リブ２０ｔが設けられ、前記感温膨張弁２０は、前記高圧冷媒管９の先端部を前記冷媒入口ポート２０ｓへ挿入し、前記高圧冷媒管９がＸ軸方向へ移動するのに伴い前記膨張弁リブ２０ｔをユニットハウジング３０の内面に押し当てることによりＹ軸方向とＹ軸周り方向を位置決め固定した。このため、高圧冷媒管９と感温膨張弁２０の高圧冷媒通路が位置決められると共に、ユニットハウジング３０に対する感温膨張弁２０の強固な位置決め固定性を得ることができる。すなわち、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の３方向位置決め固定に、Ｙ軸周り方向の位置決め固定が加わると共に、システム稼働時に高圧冷媒管９からの圧力がＹ軸方向の位置決め固定力として加わる。
【００４６】
(3) 前記感温膨張弁２０は、前記弁ハウジング２０ａの弁軸CLの方向に移動可能に設けられ、一端面がダイヤフラム２０ｂに接するロッド弁２０ｇにより形成される弁開口面積を狭くする方向に付勢するスプリング２０ｊを受けるスプリングシート２０ｋを有し、前記スプリングシート２０ｋは、前記弁ハウジング２０ａに対し弁軸CLの方向の設定位置を調整可能に設けた。このため、感温膨張弁２０のスプリング２０ｊによるプリロードのセット値調整が可能であり、内部熱交換器の有無を問わないというように適用範囲の制限が解除され、様々な空調システムの冷凍サイクルに膨張弁ユニットＡ１を適用することができる。
【００４７】
(4) 前記エバ側フランジは、前記ユニットハウジング３０に形成されたフランジ開口部３０ｃに挿入して設けられ、前記エバポレータ６の冷媒入口６ａと冷媒出口６ｂの全体を覆う外側フランジ部４０ｃと、該外側フランジ部４０ｃの内側領域に形成された内側フランジ部４０ｄと、を有する一体型エバ側フランジ４０である。このため、ユニットハウジング３０の外形寸法を、一体型エバ側フランジ４０の外側フランジ部４０ｃの外形寸法以下に設定することで、エバポレータ６の冷媒入口６ａと冷媒出口６ｂの位置に、小型化した膨張弁ユニットＡ１を取り付けることができる。この結果、ヒータ＆クーリングユニット１がレイアウトし易くなる。
【００４８】
(5) 前記配管側コネクタは、前記高低圧二重配管の外側の低圧冷媒管１０に固定され、前記ユニットハウジング３０にネジ止めされるプレート状配管側コネクタ５０である。このため、配管側コネクタによるＸ軸方向の突出量が最小に抑えられ、配管側コネクタを含めて膨張弁ユニットＡ１の小型化を図ることができる。
【実施例２】
【００４９】
実施例２は、エバ側フランジを、エバポレータの冷媒出入口に対し別々な独立型エバ側フランジとし、かつ、配管側コネクタをナット状配管側コネクタとした例である。
【００５０】
まず、構成を説明する。
【００５１】
図８は、実施例２の膨張弁ユニットをエバポレータの冷媒入口と冷媒出口の位置に取り付けた状態を示す全体斜視図である。図９は、エバポレータの冷媒入口と冷媒出口の位置に対する実施例２の膨張弁ユニットの取り付け状態を示す分解斜視図である。図１０は、実施例２の膨張弁ユニットの内部構造を示す全体断面図である。
【００５２】
実施例２の膨張弁ユニットＡ２は、図８〜図１０に示すように、感温膨張弁２０と、ユニットハウジング３０’と、独立型エバ側フランジ４０’（エバ側フランジ）と、ナット状配管側コネクタ５０’（配管側コネクタ）と、を備えている。
【００５３】
実施例２の膨張弁ユニットＡ２は、図８および図９に示すように、感温膨張弁２０を内蔵したユニットハウジング３０’に、独立型エバ側フランジ４０’とナット状配管側コネクタ５０’を固定し、内蔵した感温膨張弁２０を、独立型エバ側フランジ４０’とナット状配管側コネクタ５０’の取り付けに伴って位置決め固定することで構成される。そして、膨張弁ユニットＡ２は、独立型エバ側フランジ４０’を固定することで、エバポレータ６の冷媒入口６ａと冷媒出口６ｂの位置に取り付けられる。
【００５４】
前記独立型エバ側フランジ４０’は、図１０に示すように、ユニットハウジング３０’に形成された冷媒入口開口部３０ｇと冷媒出口開口部３０ｈに挿入して設けられ、前記エバポレータ６の冷媒入口６ａに符合する入口フランジ部４０ｇと、前記エバポレータ６の冷媒出口６ｂに符合する出口フランジ部４０ｈと、を有する。
【００５５】
前記入口フランジ部４０ｇの内面には、前記弁ハウジング２０ａをＹ軸方向へ全周シール状態を保って差し込み嵌合する全周嵌合部４０ｅと、前記エバポレータ６の冷媒入口６ａと前記弁ハウジング２０ａに形成された冷媒供給ポート２０ｍとを連通する冷媒入口連通路４０ａを形成している。
【００５６】
前記出口フランジ部４０ｈの内面には、前記エバポレータ６の冷媒出口６ｂと前記ユニットハウジング３０’内の低圧冷媒室３０ａを連通する冷媒出口連通路４０ｂを形成している。なお、ユニットハウジング３０’には、出口フランジ部４０ｈとのシール性を確保するＯリング３０ｊが設けられている。
【００５７】
前記高低圧二重配管は、図１０に示すように、外側の低圧冷媒管１０の端面位置より、内側の高圧冷媒管９の端面位置を管軸方向に突出させた状態で両冷媒管９，１０を互いに固定しておき、前記外側の低圧冷媒管１０の先端部と前記内側の高圧冷媒管９の先端部にそれぞれシールリング１０ａ，９ａを設け、かつ、前記外側の低圧冷媒管１０の外周位置にストッパ突起部１０ｂを設けている。
【００５８】
前記ナット状配管側コネクタ５０’は、図１０に示すように、前記外側の低圧冷媒管１０の外周面に管軸方向（＝Ｘ軸方向）に移動可能に設けられ、前記ユニットハウジング３０’に形成された雄ねじ部３０ｉに螺合する雌ねじ部５０ｃと、前記ストッパ突起部１０ｂにより管軸方向の移動が規制される移動規制部５０ｄと、外周面に形成された多角ナット面５０ｅと、を有する。なお、感温膨張弁２０のユニットハウジング３０’に対する位置決め固定構造を含め、他の構成は、実施例１と同様であるので、対応する構成に同一符号を付して説明を省略する。
【００５９】
次に、作用を説明する。
実施例２の膨張弁ユニットＡ２におけるユニットハウジングに対する感温膨張弁の位置決め固定作用について説明する。
【００６０】
図１１は、実施例２の膨張弁ユニットにおいてユニットハウジングに対する感温膨張弁のＸ、Ｚ軸方向の位置決め固定作用を示す説明図である。図１２は、実施例２の膨張弁ユニットにおいてユニットハウジングに対する感温膨張弁のＸ、Ｚ軸方向の位置決め固定作用を示す説明図である。
【００６１】
まず、感温膨張弁２０を独立型エバ側フランジ４０’に組み付けるとき、図１１に示すように、独立型エバ側フランジ４０’の全周嵌合部４０ｅに対し感温膨張弁２０の弁ハウジング２０ａをＹ軸方向へ差し込み嵌合する。この差し込み嵌合により、感温膨張弁２０は、Ｘ軸とＺ軸とで規定される面のあらゆる方向へ変位できないように拘束されるし、Ｏリング２０ｒにより全周シール状態が保たれる。この状態で独立型エバ側フランジ４０’は、ユニットハウジング３０’に固定されるため、ユニットハウジング３０’に対して感温膨張弁２０は、Ｘ，Ｚ軸方向に位置変位することができず、感温膨張弁２０のＸ，Ｚ軸方向が位置決め固定される。
【００６２】
また、ナット状配管側コネクタ５０’をユニットハウジング３０’に組み付けるとき、図１２に示すように、ナット状配管側コネクタ５０’に接続されている高圧冷媒管９の先端部が弁ハウジング２０ａに形成されている冷媒入口ポート２０ｓへ挿入され、さらに、ナット状配管側コネクタ５０’のねじ込みと共に高圧冷媒管９がＸ軸方向へ移動するのに伴い、弁ウジング２０ａに設けられた膨張弁リブ２０ｔがユニットハウジング３０の内面に押し当てられる。この膨張弁リブ２０ｔをユニットハウジング３０の内面に押し当てた状態で、ナット状配管側コネクタ５０’のユニットハウジング３０’へのねじ込みを止めることで、押し当て部分に圧接力を生じさる。このため、ユニットハウジング３０’に対して感温膨張弁２０は、Ｙ軸方向に位置変位することができず、感温膨張弁２０のＹ軸方向が位置決め固定される。このＹ軸方向の位置決め固定力の初期値は、ナット状配管側コネクタ５０’のねじ込み力（＝押し当て部分にて発生する圧接力）により決まるが、冷凍サイクルを稼働している状態では、高圧冷媒管９からの高圧冷媒圧と受圧面積を掛け合わせた圧力が、弁ハウジング２０ａに対しＸ軸方向に作用し、押し当て部分で発生する圧接力が初期値より高まり、Ｙ軸方向が位置決め固定性が増大するという作用を示す。
【００６３】
さらに、感温膨張弁２０のＹ軸方向を位置決め固定する際、高圧冷媒管９の先端部を冷媒入口ポート２０ｓへ挿入しているため、冷媒入口ポート２０ｓへ挿入された高圧冷媒管９の先端部が弁ハウジング２０ａの回転を止める回転ストッパとして作用を示す。したがって、感温膨張弁２０のＹ軸方向が位置決め固定されると同時に、感温膨張弁２０のＹ軸周り方向が位置決め固定される。
【００６４】
上記のように、ユニットハウジング３０に対して感温膨張弁２０は、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３方向による高い位置決め固定性が得られるのに加え、Ｙ軸周り方向が位置決め固定性が得られるため、振動等の外力が加わっても、感温膨張弁２０の設定位置変位が抑えられ、安定した弁作動を確保することができる。
なお、「プリロードのセット値調整作用」及び「高低圧二重配管の組み付け作用」は、実施例１と同様であるので、説明を省略する。
【００６５】
次に、効果を説明する。
実施例２の膨張弁ユニットＡ２にあっては、実施例１の(1)〜(3)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００６６】
(6) 前記エバ側フランジは、前記ユニットハウジング３０’に形成された冷媒入口開口部３０ｇと冷媒出口開口部３０ｈに挿入して設けられ、前記エバポレータ６の冷媒入口６ａに符合する入口フランジ部４０ｇと、前記エバポレータ６の冷媒出口６ｂに符合する出口フランジ部４０ｈと、を有する独立型エバ側フランジ４０’である。このため、冷媒入口６ａと冷媒出口６ｂに独立で取り付けるタイプのエバポレータ６に対し膨張弁ユニットＡ２を取り付けることができる。
【００６７】
(7) 前記配管側コネクタは、前記高低圧二重配管の外側の低圧冷媒管１０の外周面に管軸方向に移動可能に設けられ、前記ユニットハウジング３０’に対しＸ軸方向を螺合方向としてネジ止め固定されるナット状配管側コネクタ５０’である。このため、膨張弁リブ２０ｔをユニットハウジング３０の内面に押し当てることによる圧接力を、ナット状配管側コネクタ５０’のねじ込みトルクにより容易に管理することができる。
【００６８】
以上、本発明の膨張弁ユニットを実施例１および実施例２に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００６９】
実施例１，２では、感温膨張弁の弁ハウジングに、冷媒入口ポートとは180度の反対位置に１個だけ膨張弁リブを設け、先端部形状を角形状とする例を示した。
しかし、膨張弁リブ２０ｔが押し当てられるユニットハウジング３０，３０’の内面位置に、図１３(a)に示すように、膨張弁リブ２０ｔのＹ軸上方向への移動を規制する段差面３０ｉを形成しても良いし、図１３(b)に示すように、膨張弁リブ２０ｔのＹ軸上下方向への移動を規制する段差凹部３０ｊを形成しても良い。この図１３(a),(b)に示す例の場合、弁ハウジング２０ａのＹ軸方向の位置決め固定性を高めることができる。
【００７０】
また、実施例１，２では、膨張弁リブ２０ｔを１個設ける例を示した。しかし、膨張弁リブ２０ｔの個数としては、図１４(a)に示すように、冷媒入口ポート２０ｓと反対側の位置に膨張弁リブ２０ｔを２個設けても良いし、図１４(b)に示すように、冷媒入口ポートと反対側の位置に膨張弁リブ２０ｔを３個設けても良い。この図１４(a),(b)に示す例の場合、弁軸傾き方向に力が作用したときの弁ハウジング２０ａの位置決め固定制を高めることができる。
【００７１】
さらに、実施例１，２では、膨張弁リブ２０ｔの先端部形状を角形状とする例を示した。しかし、膨張弁リブ２０ｔの先端部形状としては、図１５に示すように、丸形状としても良い。この図１５に示す例の場合、膨張弁リブ２０ｔとユニットハウジング３０，３０’の内面との接触面積を増大することができる。
【００７２】
実施例１，２では、弁ハウジング側に膨張弁リブを設けた例を示した。しかし、ユニットハウジングの内面側に膨張弁リブを設ける例であっても良いし、また、弁ハウジングとユニットハウジングの内面との両側にＹ軸方向の移動を拘束する移動拘束構造を設けるような例としても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
実施例１，２では、車両用空調システムの冷凍サイクルに本発明の膨張弁ユニットを適用する例を示した。しかし、家庭用空調システムや事業所用空調システム等の他の空調システムの冷凍サイクルに対しても適用することができる。要するに、冷凍サイクルにコンプレッサとコンデンサと感温膨張弁とエバポレータを備え、感温膨張弁を内蔵すると共にエバポレータに取り付けられる膨張弁ユニットであれば適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】実施例１の膨張弁ユニットが適用された冷凍サイクルを備えた車両用空調システムを示す斜視図である。
【図２】実施例１の膨張弁ユニットをエバポレータの冷媒入口と冷媒出口の位置に取り付けた状態を示す全体斜視図である。
【図３】エバポレータの冷媒入口と冷媒出口の位置に対する実施例１の膨張弁ユニットの取り付け状態を示す分解斜視図である。
【図４】実施例１の膨張弁ユニットの内部構造を示す全体断面図である。
【図５】実施例１の膨張弁ユニットの感温膨張弁の弁ハウジングに設けられた膨張弁リブをあらわし、(a)は要部側面図を示し、(b)は横断平面図を示し、(c)は拡大横断平面図を示す。
【図６】実施例１の膨張弁ユニットにおいてユニットハウジングに対する感温膨張弁のＸ、Ｚ軸方向の位置決め固定作用を示す説明図である。
【図７】実施例１の膨張弁ユニットにおいてユニットハウジングに対する感温膨張弁のＸ、Ｚ軸方向の位置決め固定作用を示す説明図である。
【図８】実施例２の膨張弁ユニットをエバポレータの冷媒入口と冷媒出口の位置に取り付けた状態を示す全体斜視図である。
【図９】エバポレータの冷媒入口と冷媒出口の位置に対する実施例２の膨張弁ユニットの取り付け状態を示す分解斜視図である。
【図１０】実施例２の膨張弁ユニットの内部構造を示す全体断面図である。
【図１１】実施例２の膨張弁ユニットにおいてユニットハウジングに対する感温膨張弁のＸ、Ｚ軸方向の位置決め固定作用を示す説明図である。
【図１２】実施例２の膨張弁ユニットにおいてユニットハウジングに対する感温膨張弁のＸ、Ｚ軸方向の位置決め固定作用を示す説明図である。
【図１３】実施例１の膨張弁ユニットの感温膨張弁の弁ハウジングに設けられた膨張弁リブの対向するユニットハウジングの内面構造をあらわし、(a)はユニットハウジングの内面に段差面を形成した例を示し、(b)はユニットハウジングの内面に段差凹部を形成した例を示す。
【図１４】実施例１の膨張弁ユニットの感温膨張弁の弁ハウジングに設けられた膨張弁リブの個数をあらわし、(a)は膨張弁リブを２個設けた例を示し、(b)は膨張弁リブを３個設けた例を示す。
【図１５】実施例１の膨張弁ユニットの感温膨張弁の弁ハウジングに設けられた膨張弁リブの先端部形状を丸形状とする例を示す。
【符号の説明】
【００７５】
Ａ１  膨張弁ユニット
１  ヒータ＆クーリングユニット
３  コンプレッサ
４  コンデンサ
６  エバポレータ
６ａ  冷媒入口
６ｂ  冷媒出口
９  高圧冷媒管
１０  低圧冷媒管
２０  感温膨張弁
２０ａ  弁ハウジング
２０ｂ  ダイヤフラム
２０ｇ  ロッド弁
２０ｊ  スプリング
２０ｋ  スプリングシート
２０ｓ  冷媒入口ポート
２０ｔ  膨張弁リブ
３０  ユニットハウジング
３０ｂ  フランジ取り付け面
３０ｃ  フランジ開口部
３０ｄ  コネクタ取り付け面
４０  一体型エバ側フランジ（エバ側フランジ）
４０ａ  冷媒入口連通路
４０ｂ  冷媒出口連通路
４０ｃ  外側フランジ部
４０ｄ  内側フランジ部
５０  プレート状配管側コネクタ（配管側コネクタ）
CL  弁軸
Ａ２  膨張弁ユニット
３０’  ユニットハウジング
３０ｇ  冷媒入口開口部
３０ｈ  冷媒出口開口部
４０’  独立型エバ側フランジ（エバ側フランジ）
４０ｇ  入口フランジ部
４０ｈ  出口フランジ部
５０’  ナット状配管側コネクタ（配管側コネクタ）
【図１】
2010007940.tif 000003
【図２】
2010007940.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2010007940.tif 000007
【図６】
2010007940.tif 000008
【図７】
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【図８】
2010007940.tif 000010
【図９】
2010007940.tif 000011
【図１０】
2010007940.tif 000012
【図１１】
2010007940.tif 000013
【図１２】
2010007940.tif 000014
【図１３】
2010007940.tif 000015
【図１４】
2010007940.tif 000016
【図１５】
2010007940.tif 000017