(57)【要約】【課題】少なくとも従来と同等の密閉性を確保しつつ、部品コスト、加工コスト、組立コストを低減可能であり、軽量化を実現可能な受液器を提供する。【解決手段】下部に設けられた開口端と、開口端に嵌着され開口端を封止するキャップと、冷媒が導入出され凝縮液化された冷媒を内部下部に貯留する貯留室とを有する筒状の受液器であって、キャップを、外周にＯリングが予め装着され該Ｏリングのシール面の面圧により冷媒漏れを防止可能な構造に構成し、貯留室内の冷媒の圧力をＯリングのシール面に作用させるべく、貯留室を上下方向にＯリングのシール面以下の位置まで延設するとともに、貯留室の下端部の内圧がＯリングのシール面に作用するように少なくとも貯留室の下端部に対応するキャップの部位を径方向外側に向けて弾性変形可能に構成したことを特徴とする受液器。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部に設けられた開口端と、該開口端に嵌着され該開口端を封止するキャップと、冷媒が導入出され凝縮液化された冷媒を内部下部に貯留する貯留室とを有する筒状の受液器であって、前記キャップを、外周にＯリングが予め装着され該Ｏリングのシール面の面圧により冷媒漏れを防止可能な構造に構成し、前記貯留室内の冷媒の圧力を前記Ｏリングのシール面に作用させるべく、前記貯留室を上下方向に前記Ｏリングのシール面以下の位置まで延設するとともに、該貯留室の下端部の内圧が前記Ｏリングのシール面に作用するように少なくとも該貯留室の下端部に対応するキャップの部位を径方向外側に向けて弾性変形可能に構成したことを特徴とする受液器。
【請求項２】
前記キャップが樹脂製材料からなる、請求項１に記載の受液器。
【請求項３】
フィルターが前記キャップに設けられている、請求項１または２に記載の受液器。
【請求項４】
前記貯留室の下端部が円筒状に形成されている、請求項１〜３のいずれかに記載の受液器。
【請求項５】
前記貯留室の下端部が球面状に形成されている、請求項１〜３のいずれかに記載の受液器。
【請求項６】
前記貯留室の内壁に凹部が形成されている、請求項１〜５のいずれかに記載の受液器。
【請求項７】
前記受液器が熱交換器に一体的に組み付けられている、請求項１〜６のいずれかに記載の受液器。
【請求項８】
車両用空調装置の冷凍回路に設けられる、請求項１〜７のいずれかに記載の受液器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は受液器に関し、とくに、少なくとも従来と同等の密閉性を確保しつつ、部品コスト、加工コスト、組立コストを低減可能であり、軽量化を実現可能な受液器に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用空調装置等に設けられた冷凍回路においては、一般的に、気体と液体が混合した状態の冷媒を気液分離する受液器が備えられている。このような受液器の内部には、通常、冷媒内の異物を除去するフィルターや、冷媒内の水分を除去する乾燥剤が備えられている。そして、これらのフィルターおよび乾燥剤の交換作業を容易にするため、受液器の開口端に着脱可能なキャップが装着された構造が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
受液器内に導入される冷媒は比較的高い圧力を有するため、上記のようなキャップを備えた受液器においては、受液器の密閉性を確保しつつキャップの着脱容易性を実現することが重要な課題となる。例えば、特許文献１には、受液器一体型熱交換器において、受液器の開口端側に金属製の筒状雌ねじ部材を嵌着し、ろう付け等の接合手法により接合した後、前述の雌ねじ部に螺合する雄ねじ部、およびシール部材（例えば、Ｏリング）を装着するための環状溝が外周部に形成された樹脂製キャップを前述の筒状雌ねじ部材に締結することにより、受液器の密閉性を確保する構造が開示されている。
【０００４】
また、例えば、軽量化の要求の高い車両用空調装置に上記のキャップを備えた受液器を搭載する場合、キャップおよびキャップ装着部の軽量化も要求される。例えば、特許文献２には、外周部に環状溝が設けられた円柱状の先端部、および円柱部より基端側に形成された円筒部からなるキャップ（栓体）が、受液器の開口端に挿入されることにより、キャップの軽量化を達成した構造が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−０３３１２１号公報
【特許文献２】特許第３４８２６１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された構造においては、締結されるキャップが樹脂製であるため、内圧が高い受液器の密閉性を保つためには、金属からなる締結部材と比較してより多くのネジ山を結合部材に形成する必要があり、樹脂製キャップおよび筒状雌ねじ部材の部品コストや加工コストの増大が懸念される。また、キャップに予め装着されたＯリングはキャップ締結時に筒状雌ねじ部材の内周面に当接するが、この当接部には高い密閉性が要求されるため、精度の高い真円度および細かい面粗度を実現可能な表面加工処理、例えば切削加工が必要となり、やはり加工コストの増大を招くおそれがある。
【０００６】
また、特許文献２に開示された構造においては、キャップの挿入および位置決めのため、丸管形状を有する受液器の開口端を同心円状に拡管している。しかしながら、丸管形状を有する受液器を、同じく丸管形状を有するヘッダーパイプ部に対し所定の間隔を保ちつつ接合する場合、受液器の一部が拡管加工されていると、接合部間に介在させる接合部材の形状が複雑となり、加工コストの増大を招くおそれがある。
【０００７】
そこで本発明の課題は、少なくとも従来と同等の密閉性を確保しつつ、部品コスト、加工コスト、組立コストを低減可能であり、軽量化を実現可能な受液器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る受液器は、下部に設けられた開口端と、該開口端に嵌着され該開口端を封止するキャップと、冷媒が導入出され凝縮液化された冷媒を内部下部に貯留する貯留室とを有する筒状の受液器であって、前記キャップを、外周にＯリングが予め装着され該Ｏリングのシール面の面圧により冷媒漏れを防止可能な構造に構成し、前記貯留室内の冷媒の圧力を前記Ｏリングのシール面に作用させるべく、前記貯留室を上下方向に前記Ｏリングのシール面以下の位置まで延設するとともに、該貯留室の下端部の内圧が前記Ｏリングのシール面に作用するように少なくとも該貯留室の下端部に対応するキャップの部位を径方向外側に向けて弾性変形可能に構成したことを特徴とするものからなる。
【０００９】
このような受液器においては、貯留室内の冷媒の圧力上昇が、Ｏリングをより強くシール面へと押し付け、シール面の密閉性を向上させる方向に作用する。すなわち、本発明に係る受液器においては、貯留室が上下方向にＯリングのシール面以下の位置まで延設されており、かつ、貯留室の下端部に対応するキャップの部位が径方向外側に向けて弾性変形可能に構成されているので、貯留室内の冷媒の圧力が上昇すると、前述のキャップの部位の径方向外側に向けた弾性変形により、キャップ外周に装着されたＯリングが径方向外側に向かって押圧され、Ｏリングのシール面の面圧が上昇し、シール面の密閉性が向上する。
【００１０】
従来技術による受液器においては、貯留室内の冷媒圧力の上昇に対応できるだけの密閉性を備えた構造を組立時に予め実現しておく必要があるため、例えば、シール部に切削加工を施した筒状雄ねじ部材を設けるなど、特別な部材の使用や精密加工工程が要求され、部品コストおよび加工コストの増大を招いていた。一方、本発明に係る受液器においては、貯留室内の冷媒の圧力上昇が、Ｏリングをより強くシール面へと押し付け、その部位の密閉性をより高める方向へと働くので、キャップの初期取り付け時にＯリングのシール面へ負荷される面圧は、無負荷状態あるいは極低圧状態でのＯリングのシール面の密閉に必要なシール面圧を確保できる程度であればよく、冷媒圧力の想定最大値に対応可能な高い密閉性をＯリングのシール面において予め確保しておく必要がない。したがって、キャップおよび受液器下端部のＯリング当接部位の構造を簡素化することができ、部品コスト、加工コスト、組立コストの大幅な低減が実現可能である。
【００１１】
また、本発明に係る受液器の形状はとくに限定されず、筒状に構成されていればいかなる形状であってもよい。本発明に係る受液器においては、キャップの挿入および位置決めのために受液器の開口端を拡管加工する必要がないため、受液器をヘッダーパイプ部に対し所定の間隔を保ちつつ接合するためのコストを、従来と同様の水準に維持することが容易に可能となる。しかしながら、他の機能上の要請により形状の変更が必要とされる場合は、受液器の形状に何らかの加工（例えば、拡管加工）が施されていてもよい。
【００１２】
本発明におけるキャップの材料は、とくに限定されず、例えば、樹脂を用いることも可能である。キャップを樹脂で形成することにより、キャップの軽量化が達成できるとともに、材料コストおよび加工コストを低減させることが可能となる。
【００１３】
本発明におけるキャップは、とくに限定されないが、冷媒中の異物を除去するためのフィルターが設けられていてもよく、例えば、フィルターが一体成形された構成とすることも可能である。このように予めフィルターが備えられたキャップを利用することにより、着脱可能なキャップの交換のみでフィルターの交換を行うことが可能となるため、フィルターの着脱作業が容易になり、フィルター取り付け時の組立コスト、および定期点検時の保守コストを大幅に低減することができる。
【００１４】
また、本発明におけるキャップは、乾燥剤を保持可能に構成されていてもよい。着脱可能なキャップに乾燥剤を保持させることにより、乾燥剤の交換作業が容易になり、乾燥剤取り付け時の組立コスト、および定期点検時の保守コストを大幅に低減することができる。
【００１５】
上記貯留室の下端部の形状は、とくに限定されず、貯留室内の冷媒の圧力がＯリングのシール面に作用可能となるよう構成されていれば、いかなる形状であってもよい。例えば、貯留室の下端部は円筒状に形成されていてもよいし、球面状に形成されていてもよい。また、Ｏリング近傍における貯留室の内壁に凹部を形成し、Ｏリング近傍における貯留室の外周壁の厚さをより薄くすることにより、その部位の弾性変形をより容易にし、貯留室内の冷媒の圧力をより効果的にＯリングのシール面に作用させ、シール面の密閉性を向上させることも可能である。
【００１６】
本発明に係る受液器は、熱交換器に一体的に組み付けられている構成も可能である。受液器と熱交換器を一体的に組み付けることにより、受液器と熱交換器との間の配管が不要となるため、受液器および熱交換器の設置作業が容易となり、利便性が向上する。
【００１７】
本発明に係る受液器は、とくに限定されるものではないが、車両用空調装置の冷凍回路に設けられて好適なものである。すなわち、軽量化・低コスト化の要求が強い車両用空調装置の冷凍回路においてとくに有用である。
【発明の効果】
【００１８】
このように、本発明に係る受液器によれば、貯留室内の冷媒の圧力上昇が、Ｏリングをより強くシール面へと押し付け、シール面の密閉性を向上させる方向に作用するので、受液器の気密性が大きく向上する。また、キャップおよびキャップ当接部位の精密加工が不要であり、各部材の構造を簡素化できるため、部品コスト、加工コスト、組立コストを大幅に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る受液器を示しており、とくに、熱交換器と一体的に組み付けられた受液器を示している。図１において、受液器付熱交換器１は、受液器２および熱交換器３を備えている。熱交換器３は、一対のヘッダ４と、ヘッダ４間を連通するように平行に配置された冷媒を流通する複数のチューブ５を備えており、一方のヘッダ４ａには受液器２が冷媒の導入路６および導出路７を介して接続され、他方のヘッダ４ｂには冷媒の入口通路ブロック８および出口通路ブロック９が設けられている。なお、ヘッダ４ａおよび４ｂの内部には、冷媒の流路を区画する一つ以上の仕切り（図示略）が設けられていてもよい。入口通路ブロック８より受液器付熱交換器１へ導入された気液二相状態の冷媒は、熱交換器３の上部に備えられたチューブ５ａにおいて空気との熱交換により冷却された後、導入路６より受液器２へ導入され、受液器２内において気液分離される。受液器２内において分離された液冷媒は、受液器２内に一旦貯留された後、導出路７より熱交換器３の下部に備えられたチューブ５ｂへ導出され、チューブ５ｂにおいて空気との熱交換により過冷却され、出口通路ブロック９より受液器付熱交換器１の外へ導出される。
【００２０】
図２は、本発明の一実施態様に係る受液器のキャップを示しており、とくに、フィルターが一体成形されたキャップを示している。図２において、（Ａ）はキャップ１０の斜視図を、（Ｂ）は平面図を、（Ｃ）は側面図を、（Ｄ）は底面図を、それぞれ示している。キャップ１０の外周部にはＯリング装着部１１として環状溝が形成されており、キャップ１０の内部には、貯留室１２が上下方向にＯリング装着部１１以下の位置まで延設されている。キャップ１０の上部にはフィルター１３が一体成形されており、液化した冷媒内に含まれる異物を除去可能に構成されている。
【００２１】
図３は、図２に示したキャップ１０にＯリングを装着し、図１に示した受液器２へ取り付けた状態の断面図を示している。図３において、キャップ１０はＣリング１４により受液器２内に固定されており、キャップ１０の外周に装着されたＯリング１５は受液器２の内壁面に当接してシール面１６を形成し、受液器２内の冷媒回路の密閉性を確保している。気液二相冷媒は熱交換器３のヘッダ４ａから導入路６を通じて受液器２へ導入され、受液器２内で気液分離され、分離された液冷媒はキャップ１０内の貯留室１２に貯留される。貯留された液冷媒は、キャップ１０に一体成形されたフィルター１３、および導出路７を経由してヘッダ４ａへ導出される。なお、ヘッダ４ａ内において、導入路６および導出路７の間には冷媒の流路を区画する仕切り板１７が設けられている。
【００２２】
図３において、貯留室１２は上下方向にＯリング装着部１１以下の位置まで延設されており、かつ、貯留室１２の下端部に対応するＯリング装着部１１の近傍部位は径方向外側に向けて弾性変形可能であるので、受液器２内の冷媒の圧力が上昇すると、Ｏリング装着部１１の近傍部位が径方向外側に向けて弾性変形し、Ｏリング装着部１１の外周部に装着されたＯリング１５がシール面１６方向に押圧される。すなわち、冷媒の圧力上昇は、Ｏリング１５のシール面１６における面圧を上昇させ、受液器２の密閉性を向上させる方向にはたらく。
【００２３】
図４は、図３のＯリング装着部１１近傍における拡大図を示しており、とくに、貯留室１２の形状が異なるいくつかの形態例における拡大図を例示している。上述の如く、本発明における貯留室１２の形状はとくに限定されるものではなく、（Ａ）に示すように円筒状に形成されていてもよいし、（Ｂ）に示すように球面状に形成されていてもよい。また、（Ｃ）に示すように、Ｏリング装着部１１の近傍部位に凹部１８を形成し、Ｏリング１５近傍における貯留室１２の外周壁の厚さをより薄くすることにより、前述の貯留室１２の外周壁の弾性変形をより容易にし、冷媒の圧力をより効果的にＯリング１５のシール面１６に作用させ、シール面１６の密閉性を向上させることも可能である。なお、貯留室１２の形状は上記の例のみに限定されるものではなく、他の形状も適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明に係る受液器の構造は、あらゆる種類の受液器に適用可能であり、とくに、車両用空調回路の冷凍回路における受液器に用いられて好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施態様に係る受液器を組み込んだ熱交換器の概略斜視図である。
【図２】本発明の一実施態様に係る受液器におけるキャップの斜視図（Ａ）、平面図（Ｂ）、側面図（Ｃ）、および底面図（Ｄ）である。
【図３】図２に示したキャップを図１に示した受液器に装着した状態を示す縦断面図である。
【図４】図３の受液器の各種形態例を示す部分拡大縦断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  受液器付熱交換器
２  受液器
３  熱交換器
４、４ａ、４ｂ  ヘッダ
５、５ａ、５ｂ  チューブ
６  導入路
７  導出路
８  入口通路ブロック
９  出口通路ブロック
１０  キャップ
１１  Ｏリング装着部
１２  貯留室
１３  フィルター
１４  Ｃリング
１５  Ｏリング
１６  シール面
１７  仕切り板
１８  凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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