(57)【要約】ボディ部と該ボディ部の中央通路に配設され軸方向に移動自在のバルブハウジングを備えたサービスカップリングを提供する。バルブハウジングは、該バルブハウジングを貫通して延在する少なくとも一つの圧力均衡通路を備えており、また、バルブハウジングの内側空洞内にサービスバルブがシール係合されている。アクチュエータによりバルブハウジングを前方位置へ移動させて、サービスバルブを冷凍システムの入口ポートのポートバルブに当接させて、空洞内でシール係合されているサービスバルブのシール係合を解除させて流路を開放させる。また、バルブハウジングを前方位置へ軸方向に移動させることにより、バルブハウジングとボディ部との間に空間が形成され、この空間は、少なくとも一つの圧力均衡通路によって流路と連通されるため、冷媒圧力はバルブハウジングの両側で実質的にバランスされる。
2005516174.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に変位自在なポートバルブを備えた入口ポートを有する冷凍システムに冷媒源を連結させるサービスカップリングにおいて、
（ａ）調整端部から出口端部へ軸線に沿って延在するボディ部であって、中央通路と、調整端部と出口端部との間に配置され中央通路と冷媒源との間を連通させる側方ポートと、を備えたボディ部と、
（ｂ）中央通路に収容され軸方向に移動自在のバルブハウジングであって、側方ポートに連通して流路を形成する内側空洞部と、該内側空洞部内にシール係合されて流路を閉鎖するサービスバルブと、バルブハウジングを貫通する少なくとも一つの圧力均衡通路と、を備えたバルブハウジングと、
（ｃ）サービスカップリングを入口ポートに解放自在に係合させる連結器と、
（ｄ）バルブハウジングを調整端部に向かう後方位置から出口端部に向かう前方位置へ移動させるアクチュエータであって、バルブハウジングを前方位置へ軸方向に移動させることにより、サービスバルブをポートバルブに当接させて、ポートバルブを入口ポートとのシール係合から解除させると共にサービスバルブをバルブハウジングとのシール係合から解除させて、流路を開放し、また、バルブハウジングを前方位置へ軸方向に移動させることにより、バルブハウジングの第２端部とボディ部との間に空間を形成して、この空間を、少なくとも一つの圧力均衡通路により流路に連通させて、バルブハウジングの両側で冷媒圧力を実質的にバランスさせるように作動する、アクチュエータと、を特徴とするサービスカップリング。
【請求項２】
さらに、連結を解除する前に、サービスカップリングと入口ポートとの間に閉じ込められた冷媒を排出させる少なくとも一つのブリード通路を備えることを特徴とする請求項１に記載のサービスカップリング。
【請求項３】
バルブハウジングが後方位置へ移動された時に、ブリード通路は、少なくとも一つの圧力均衡通路をボディ部の外部と連通させることを特徴とする請求項２に記載のサービスカップリング。
【請求項４】
バルブハウジングが前方位置へ移動された時に、流路は、少なくとも一つのシール部材によりブリード通路との連通が阻止されることを特徴とする請求項２に記載のサービスカップリング。
【請求項５】
バルブハウジングが後方位置へ移動された時に、ブリード通路は、入口ポートとサービスカップリングとの間に閉じ込められた冷媒を排出させるように、シール係合が解除されることを特徴とする請求項４に記載のサービスカップリング。
【請求項６】
側方ポートは、サービスカップリングを介して第１方向への流体の流れを制限すると共に、第１方向と逆方向の第２方向への流体の流れを実質的に制限しない制限部材を有するカップリング部材を備えることを特徴とする請求項１に記載のサービスカップリング。
【請求項７】
サービスバルブは、入口ポートが係合されることにより、バルブハウジング内にシール係合されたサービスバルブのシール係合を解除させるドエル部材を備えることを特徴とする請求項１に記載のサービスカップリング。
【請求項８】
バルブハウジングは、環状シール部材と、バルブハウジングが後方位置に位置する時に弾性圧縮性部材により環状シール部材にシール接触するように付勢されると共に、バルブハウジングが前方位置に移動された時に環状シール部材とのシール接触から解除されるサービスバルブと、を備えることを特徴とする請求項１に記載のサービスカップリング。
【請求項９】
サービスバルブ、環状シール部材および弾性圧縮性部材は、バルブリテーナによりバルブハウジングに固定されることを特徴とする請求項８に記載のサービスカップリング。
【請求項１０】
サービスバルブは、バルブハウジングに収容されるバルブコアアセンブリの構成部品であることを特徴とする請求項１に記載のサービスカップリング。
【請求項１１】
さらに、流路が開放された時に、サービスカップリングが入口ポートから解放されるのを阻止するように連結器に係合する連結部材を備えることを特徴とする請求項１に記載のサービスカップリング。
【請求項１２】
軸方向に変位自在なポートバルブを備えた入口ポートを有する冷凍システムに冷媒源を連結するサービスカップリングにおいて、
（ａ）調整端部から出口端部へ軸線に沿って延在するボディ部であって、中央通路と、調整端部と出口端部との間に配置され中央通路と冷媒源との間を連通させる側方ポートと、を備えたボディ部と、
（ｂ）中央通路に収容され軸方向に移動自在のバルブハウジングであって、側方ポートに連通して流路を形成する内側空洞部と、該内側空洞部内にシール係合されて流路を閉鎖するサービスバルブと、を備えたバルブハウジングと、
（ｃ）連結を解除する前に、サービスカップリングと入口ポートとの間に閉じ込められた冷媒を排出させる少なくとも一つのブリード通路と、
（ｄ）サービスカップリングを入口ポートに解放自在に係合させる連結器と、
（ｅ）バルブハウジングを調整端部に向かう後方位置から出口端部に向かう前方位置へ移動させるアクチュエータであって、バルブハウジングを軸方向に移動させることにより、サービスバルブをポートバルブに当接させて、ポートバルブを入口ポートとのシール係合から解除させると共に、サービスバルブをバルブハウジングとのシール係合から解除させて、流路を開放し、また、バルブハウジングを前方位置ヘ移動させることにより、ブリード通路をシールし、さらに、バルブハウジングを後方位置ヘ移動させることにより、流路を閉鎖して、入口ポートとサービスカップリングとの間に閉じ込められた冷媒をシール係合が解除されたブリード通路を介して排出させるように作動する、アクチュエータと、を特徴とするサービスカップリング。
【請求項１３】
側方ポートは、サービスカップリングを介して第１方向への流体の流れを制限すると共に、第１方向と逆方向の第２方向への流体の流れを実質的に制限しない制限部材を有するカップリング部材を備えることを特徴とする請求項１２に記載のサービスカップリング。
【請求項１４】
バルブハウジングは、環状シール部材と、バルブハウジングが後方位置に位置する時に弾性圧縮性部材により環状シール部材にシール接触するように付勢されると共に、バルブハウジングが前方位置に移動された時に環状シール部材とのシール接触から解除されるサービスバルブと、を備えることを特徴とする請求項１２に記載のサービスカップリング。
【請求項１５】
サービスバルブ、環状シール部材および弾性圧縮性部材は、バルブリテーナによりバルブハウジングに固定されることを特徴とする請求項１４に記載のサービスカップリング。
【請求項１６】
サービスバルブは、バルブハウジングに収容されるバルブコアアセンブリの構成部品であることを特徴とする請求項１２に記載のサービスカップリング。
【請求項１７】
さらに、流路が開放された時に、サービスカップリングが入口ポートから解放されるのを阻止するように連結器に係合する連結部材を備えることを特徴とする請求項１２に記載のサービスカップリング。
【請求項１８】
軸方向に変位自在なポートバルブを備えた入口ポートを有する冷凍システムに冷媒源を連結するサービスカップリングにおいて、
（ａ）調整端部から出口端部へ軸線に沿って延在するボディ部であって、中央通路と、調整端部と出口端部との間に配置され中央通路と冷媒源との間を連通させると共に、サービスカップリングを介して第１方向への流体の流れを制限するが、第１方向と逆方向の第２方向への流体の流れを実質的に制限しない制限部材を有するカップリング部材を備えた側方ポートと、を備えたボディ部と、
（ｂ）中央通路に収容され軸方向に移動自在のバルブハウジングであって、側方ポートに連通して流路を形成する内側空洞部と、該内側空洞部内にシール係合されて流路を閉鎖するサービスバルブと、を備えたバルブハウジングと、
（ｃ）サービスカップリングを入口ポートに解放自在に係合させる連結器と、
（ｄ）バルブハウジングを調整端部に向かう後方位置から出口端部に向かう前方位置へ移動させるアクチュエータであって、バルブハウジングを軸方向に移動させることにより、サービスバルブをポートバルブに当接させて、ポートバルブを入口ポートとのシール係合から解除させると共に、サービスバルブをバルブハウジングとのシール係合から解除させて、流路を開放させるように作動する、アクチュエータと、を特徴とするサービスカップリング。
【請求項１９】
バルブハウジングは、環状シール部材と、バルブハウジングが後方位置に位置する時に弾性圧縮性部材により環状シール部材にシール接触するように付勢されると共に、バルブハウジングが前方位置に移動された時に環状シール部材とのシール接触から解除されるサービスバルブと、を備えることを特徴とする請求項１８に記載のサービスカップリング。
【請求項２０】
サービスバルブ、環状シール部材および弾性圧縮性部材は、バルブリテーナによりバルブハウジングに固定されることを特徴とする請求項１９に記載のサービスカップリング。
【請求項２１】
サービスバルブは、バルブハウジングに収容されるバルブコアアセンブリの構成部品であることを特徴とする請求項１８に記載のサービスカップリング。
【請求項２２】
さらに、流路が開放された時に、サービスカップリングが入口ポートから解放されるのを阻止するように連結器に係合する連結部材を備えることを特徴とする請求項１８に記載のサービスカップリング。
【請求項２３】
軸方向に変位自在なポートバルブを備えた入口ポートを有する冷凍システムに冷媒源を連結するサービスカップリングにおいて、
（ａ）調整端部から出口端部へ軸線に沿って延在するボディ部であって、中央通路と、調整端部と出口端部との間に配置され中央通路と冷媒源との間を連通させると共に、サービスカップリングを介して第１方向への流体の流れを制限するが、第１方向と逆方向の第２方向への流体の流れを実質的に制限しない制限部材を有するカップリング部材を備えた側方ポートと、を備えたボディ部と、
（ｂ）中央通路に収容され軸方向に移動自在のバルブハウジングであって、側方ポートに連通して流路を形成する内側空洞部と、該内側空洞部内にシール係合されて流路を閉鎖するサービスバルブと、バルブハウジングを貫通する少なくとも一つの圧力均衡通路と、を備えたバルブハウジングと、
（ｃ）連結を解除する前に、サービスカップリングと入口ポートとの間に閉じ込められた冷媒を排出させる少なくとも一つのブリード通路と、
（ｄ）サービスカップリングを入口ポートに解放自在に係合させる連結器と、
（ｅ）バルブハウジングを調整端部に向かう後方位置から出口端部に向かう前方位置へ移動させるアクチュエータであって、バルブハウジングを前方位置へ軸方向に移動させることにより、ブリード通路をシールして、サービスバルブをポートバルブに当接させて、ポートバルブを入口ポートとのシール係合から解除させて、かつ、サービスバルブをバルブハウジングとのシール係合から解除させて、冷媒流路を開放し、また、バルブハウジングを前方位置へ軸方向に移動させることにより、バルブハウジングとボディ部との間に空間を形成して、この空間を、少なくとも一つの圧力均衡通路により流路に連通させて、バルブハウジングの両側で冷媒圧力を実質的にバランスさせ、さらに、バルブハウジングを後方位置ヘ移動させることにより、流路を閉鎖して、入口ポートとサービスカップリングとの間に閉じ込められた冷媒をシール係合が解除されたブリード通路を介して排出させるように作動する、アクチュエータと、を特徴とするサービスカップリング。
【請求項２４】
バルブハウジングは、環状シール部材と、バルブハウジングが後方位置に位置する時に弾性圧縮性部材により環状シール部材にシール接触するように付勢されると共に、バルブハウジングが前方位置に移動された時に環状シール部材とのシール接触から解除されるサービスバルブと、を備えることを特徴とする請求項２３に記載のサービスカップリング。
【請求項２５】
サービスバルブ、環状シール部材および弾性圧縮性部材は、バルブリテーナによりバルブハウジングに固定されることを特徴とする請求項２４に記載のサービスカップリング。
【請求項２６】
サービスバルブは、バルブハウジングに収容されるバルブコアアセンブリの構成部品であることを特徴とする請求項２３に記載のサービスカップリング。
【請求項２７】
さらに、流通路が開放された時に、サービスカップリングが入口ポートから解放されるのを阻止するように連結器に係合する連結部材を備えることを特徴とする請求項２３に記載のサービスカップリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通常、冷凍システムに取付けられると共にこの冷凍システムと連通される充填ポートを介して、冷媒を冷媒供給源から冷凍システムへ導くために使用するサービスカップリングに関する。また、このサービスカップリングは、冷凍システムから冷媒を排出するためにも使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
クロロフルオロカーボン（CFCs:chlorofluorocarbons）やハイドロクロロフルオロカーボン（HCFCs:hydrochlorofluorocarbons）などの一般的な冷媒は、大気中のオゾン層破壊の原因となるため厳格に規制されている。既存のＣＦＣｓやＨＣＦＣｓに代るものとして新規で環境にやさしい冷媒を追求した結果、Ｒ１３４ａなどのハイドロフルオロカーボン（HFCs:hydrofluorocarbons）が導入された。しかしながら、ＨＦＣｓは、依然として地球温暖化係数（GWP:Global-Warming  Potential）が比較的高く、また、二酸化炭素（炭酸ガス）やアンモニアなどの天然冷媒に比べて使用コストが高くなる。そこで、ＨＦＣｓ以外の他の冷媒を採用する代替冷凍システムの研究に対する要求に拍車がかかってきた。すでに自動車用空調業界では、ＨＦＣｓの代替要求に応えるべく、冷媒として二酸化炭素を採用した冷凍システムの開発に着手している。
【０００３】
従来技術として周知のように、サービスカップリングすなわちサービスアダプタは、冷凍システムの入口ポート、すなわち、“充填”ポートを介して、冷媒を冷媒供給源から冷凍システムへ導くために使用されている。従来のある種のサービスカップリングは、冷凍システムの充填ポートに“迅速連結”されるという特徴を備えている。サービスカップリングのサービスバルブは、一旦連結されると、充填ポートのポートバルブに係合して、充填ポートとサービスカップリングとの間に冷媒流路を形成するように作動する。サービスバルブは、サービスカップリングに螺装された回転自在なノブによって、ポートバルブに移動してポートバルブに係合される。
【０００４】
自動車用Ｒ１３４ａ空調システムに使用されている従来のサービスカップリングは、約１００ｐｓｉ（６．９ｂａｒ）までの圧力で作動するように設計されている。しかしながら、一般的に、冷媒として二酸化炭素を採用した冷凍システムは、Ｒ１３４ａ冷凍システムよりも明らかに高い圧力、すなわち、１００ｐｓｉ（６．９ｂａｒ）より高い圧力で作動する。
【０００５】
このような比較的高い圧力のために、従来のサービスカップリングは、二酸化炭素を採用した冷凍システムに使用するためにはいくつかの制限を受けることになる。制限の一つは、比較的高い冷媒圧力がサービスバルブに明らかな負荷として作用して、ノブを回転させるトルクが過度に大きくなってしまうことである。
【０００６】
他の制限は、サービスカップリングの“迅速連結”特性が、連結を解除する前にサービスカップリングと充填ポートとの間に圧力冷媒が閉じ込められるため、事実上作動不能になってしまうことである。また、この閉じ込められた圧力は、充填ポートからサービスカップリングを取り外す際に好ましくない妨げとなってしまう。
【０００７】
さらに他の制限は、冷媒システムから冷媒を排出する際に、サービスカップリングを流通する冷媒流量が比較的多くなってしまうことである。冷媒として二酸化炭素を採用した冷凍システムでは、排出量が比較的多くなってしまうため、シールが急激に減圧され、すなわち、シールに閉じ込められた気体状の冷媒が急激に膨張してしまう。また、比較的排出量が多いため、充填ポートすなわちサービスカップリングに“ドライアイス”が形成され、サービスカップリングとサービスバルブの再シールを妨げて、冷媒を逃がしてしまうことになる。
【０００８】
そこで、二酸化炭素を採用したような比較的高圧で充填及び排出される冷凍システムに使用するためにサービスカップリングを改良することが求められている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、比較的高圧で充填及び排出される冷凍システムに使用できるように改良したサービスカップリング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】
【００１０】
軸方向に変位可能なポートバルブを有する充填ポート（入口ポート）を備えた冷凍システムに冷媒供給源を連結するサービスカップリングを提供する。
サービスカップリングは、調節端部から出口端部まで軸方向に延在する中央通路と、調節端部と出口端部との間に配置され、中央通路と冷媒源とを連通させる側方ポートを有するボディ部を備えている。軸方向に移動自在のバルブハウジングが中央通路に配設されている。バルブハウジングは、側方ポートと出口端部との間に配設された第１端部からほぼ調節端部に配設された第２端部にわたって延在している。バルブハウジングは、第１端部から第２端部まで貫通された少なくとも一つの圧力平衡通路とバルブハウジングにシール係合されたサービスバルブを備えている。バルブハウジングを、調整端部へ向かう後方位置から出口端部へ向かう前方位置まで移動させるアクチュエータが備えられている。バルブハウジングを前方位置へ軸方向に移動させると、サービスバルブがポートバルブに当接して、ポートバルブを充填ポートとのシール係合から解除すると共に、サービスバルブをバルブハウジングとのシール係合から解除して、冷媒流路を開放させる。また、バルブハウジングを前方位置へ軸方向に移動させると、バルブハウジングの第２端部とボディ部との間に空間が形成される。この空間は、バルブハウジングを貫通する少なくとも一つの通路によって冷媒流路に連通されるため、バルブハウジングの両端で圧力は実質的に等しくなる。バルブハウジングの両側で圧力が均衡されるため、中央通路内でバルブハウジングを移動させるために必要な力は、ほんの少しの力を必要とするだけである。
【００１１】
本発明の他の実施の形態によれば、連結を解除する前に、サービスカップリングと充填ポートとの間に閉じ込められた圧力冷媒を排出させる少なくとも一つのブリード通路を備えたサービスカップリングを提供する。バルブハウジングが前方位置へ移動すると、ブリード通路はシールされるが、バルブハウジングが後方位置へ移動すると、流路を閉鎖して、充填ポートとサービスカップリングとの間に閉じ込められた残りの冷媒を、シールされていないブリード通路を介して排出させる。
【００１２】
また、本発明の他の実施の形態によれば、側方ポートは、サービスカップリングを冷媒供給／排出システムに連結するカップリング部材を備える。このカップリング部材は、チェックバルブすなわち制限部材を備えており、この制限部材は、側方ポートを介して第１方向に流れる冷媒流を制限すると共に第１方向と逆方向の第２方向に流れる冷媒流を制限しないような形状に形成されている。
【００１３】
他の有利な点として、本発明のサービスカップリングの新規なデザインによれば、比較的高圧システムの充填ポートとサービスカップリングとの間に冷媒流路が簡単に形成される。他の有利な点として、充填ポートとサービスカップリングとの間に閉じ込められた冷媒は、サービスバルブとポートバルブが閉鎖された後に自動的に排出され、サービスカップリングを充填ポートから簡単にかつ比較的妨げがなく連結解除させることができる。
さらに他の有利な点として、冷媒システムから排出される冷媒の流量は、急激な減圧が発生しないように、すなわち、ドライアイスが形成されないように、チェックバルブにより簡単に制御することができる。
【００１４】
本発明の種々の特徴および他の利点は、添付した図面を参照して好適な実施の形態の詳細な説明を読むことにより当業者に明らかになるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１を参照すると、充填ポート２２が連結される冷媒システムへ冷媒を導入するための入口ポートとして機能する充填ポート２２に固定されるように意図されたサービスカップリング２０が提供される。サービスカップリング２０と充填ポート２２は一緒に連結された時に、共通の長手方向の軸線Ａ−Ａを有する。
【００１６】
充填ポート２２は、一般的なタイプであり、内部及びそれ自体は、本発明の一部を構成するものではない。しかしながら、充填ポート２２を補足的に理解することは、サービスカップリング２０の作動を理解する助けになるだろう。
【００１７】
充填ポート２２は、入口端部２８から出口端部３０まで貫通して延在する中央通路２６を有するボディ２４を備えている。図５に示すように、中央通路２６は、縮径円筒状バルブシート３２とポリマー製シール部材３６を係合させる雌ねじ３４を有しており、この雌ねじに対応させてバルブコア４０には雄ねじ３８が形成されている。
【００１８】
さらに図５を参照すると、バルブコア４０は、内部にポートバルブ４４が摺動自在に装着されたコアボディ４２を備えている。ポートバルブ４４の第１端部４６は、コアボディ４２の外側へ延在しており、ポートバルブ４４の第２端部４８は、シール部材５０に連結されている。圧縮性スプリング５２が、ポートバルブ４４の環状リップ５４とコアボディ４２の径方向肩部５６との間に延在されており、ポートバルブ４４を入口端部２８に向けて付勢すると共に、シール部材５０はコアボディ４２に摺動自在に係合されている。ポートバルブ４４を出口端部３０に向けて移動させる（図５の左側へ）と、シール部材５０がコアボディ４２との係合が解除されて、バルブコア４０（図２に示すように）を開放させて、充填ポート２２を介して冷媒を流通させる。
【００１９】
図１を参照すると、サービスカップリング２０は、調整端部６０から出口端部６２へ延在するボディ部５８を備えている。中央通路６４は調整端部６０から出口端部６２へ延在されており、調整端部６０から出口端部６２との間でボディ部５８に形成された側方ポート６６と連通されている。ボディ部５８上には調整端部６０に隣接させて雄ねじ６８が形成されている。回転自在のノブ７０が調整端部６０に装着されており、このノブ７０は、雄ねじ６８に係合される雌ねじ７２を有すると共に、調整端部６０を越えて軸方向に延材する拡大把持部７４を備えている。
【００２０】
ボディ部５８の中央通路６４は、調整端部６０の近くに第１内径部７６、出口端部６２の近くに第２内径部７８、また、側方ポート６６に整合させて拡大環状溝８０を有している。中央通路６４内には、第１内径部７６の寸法と一致させて、第１内径部７６の内側に摺動自在に収容されたバルブハウジング８２が配設されている。バルブハウジング８２は軸線Ａ−Ａと共通の軸線を有するほぼ円筒状のボディ８４と、軸線Ａ−Ａに沿ってボディ８４から外側に突出する調整支柱８６を備えている。ボディ８４は内側空洞部８８を有しており、この内側空洞部の内側に肩部９０と雌ねじ９２が形成されている。複数の流通孔９４がボディ８４を貫通して、軸線Ａ−Ａに対して実質的に直角に空洞部８８と交差して形成されている。また、ボディ８４には、ボディ８４の一端から他端へ延在する少なくとも一つの圧力均衡通路９６（図１〜３で想像線で示す）が形成されている。通路９６は、流通孔９４と流通孔９４との間に形成されており、通路９６と流通孔９４とは交差していない。
【００２１】
バルブハウジング８２はノブ７０に連結されており、ボディ部５８に螺着されたノブ７０がボディ部５８に近づいたり、離れたりする時に一緒に移動する。好適な実施の形態では、調整支柱８６は、ボディ部５８の孔９８および軸方向に整列されたノブ７０の孔１００を貫通して延在している。一対のワッシャ１０２が、ノブ７０の両側で調整支柱８６上に装着されている。サービスカップリング２０を製造する過程で、調整支柱８６の端部１０４はスウェージ加工すなわち変形加工され、操作中に調整支柱８６からワッシャ１０２やノブ７０が外れないようにされている。ノブ７０が調整支柱８６に対して自由に回転できるように、ワッシャ１０２はノブ７０に対して摺動自在である。
【００２２】
ノブ７０を回転させて、互いに係合している雄ねじ６８と雌ねじ７２を軸方向に移動させた際に、（１）第１方向にノブ７０を回転させると、バルブハウジング８２は調整端部６０に向けて後方位置へ軸方向に移動され（図１〜３の右側へ）、また、（２）反対方向にノブ７０を回転させると、出口端部６２に向けて前方位置へ移動される。バルブハウジング８２を調整端部６０の方へさらに後退させようとすると、バルブハウジング８２は、第１内径部７６と孔９８との間のボディ部５８に形成した肩部１０６に突当って後退が阻止される。
【００２３】
充填ポート２２およびバルブハウジング８２の外径によって、サービスカップリング２０の組立を容易とするように、ボディ部５８は、２つ或はそれ以上の部分に分割することができる。図１〜３に示すように、好適には、ボディ部５８は、第１内径部７６を有する第１部分１０８と、第２内径部７８を有する第２部分１１０に分割されている。第２部分１１０は、組立時に第１部分１０８の雄ねじ部１１４に螺合される雌ねじ部１１２を備えている。図１〜３に示す実施の形態では、バルブハウジング８２の外径が第２内径部７８よりも大きいため、第２部分１１０が第１部分１０８に取付けられる前に、バルブハウジング８２は第１部分１０８内に組込まれる。しかしながら、本発明の他の実施の形態（図示省略）では、バルブハウジング８２の外径を第２内径部７８よりも小さくして、ボディ部５８を単一部材で製造することもできる。
【００２４】
バルブハウジング８２の空洞部８８内に、シール部材１１６とサービスバルブ１１８が収容されており、このサービスバルブは、圧縮スプリングなどの弾性圧縮性部材１２０によりシール部材１１６に向けて付勢されている。シール部材１１６は、好適には、ＥＰＤＭ或はＰＴＦＥなどのポリマー材料から製造されており、内側に突出した肩部９０に当接されている。図１〜３に示すように、シール部材１１６は、好適には、平坦な環状ガスケットであるが、Ｏリングでもよい。サービスバルブ１１８は、ほぼ円錐状のシート部１２２を備えており、サービスカップリング２０を介して冷媒が流れないようにシール部材１１６にシール係合される。弾性圧縮性部材１２０の一端部はシート部１２２の肩部１２４に当接され、また、他端部は空洞部８８の内壁１２６に当接されている。
【００２５】
また、バルブリテーナ１２８が空洞部８８内に収容されており、シール部材１１６、サービスバルブ１１８及び弾性圧縮性部材１２０を、バルブハウジング８２の空洞部８８内に固定している。好適には、バルブリテーナ１２８は、サービスバルブ１１８が貫通されるガイド部１３０と、雄ねじ１３４が形成され、空洞部８８内の雌ねじ９２に係合される円筒状基部１３２を備えている。ガイド部１３２は、サービスバルブ１１８を支持するためには十分な幅であるが、図２に示すように、冷媒の通路としては十分狭くなるように、ほぼ矩形状部材から形成されている。バルブリテーナ１２８の基部１３２は、シール部材１１６に当接して、シール部材１１６を肩部９０に保持している。
【００２６】
図６及び図７を参照すると、他の実施の形態に係るバルブハウジング８２の詳細が示されている。この実施の形態では、サービスバルブ１１８、シール部材１１６およびバルブリテーナ１２８が、バルブコアアセンブリ１３８を構成している。バルブコアアセンブリ１３８は、上述した充填ポート２２のバルブコア４０と実質的に同様とすることができるが、そのように限定する必要はない。したがって、通常タイヤステムが備えるような他のバルブコアアセンブリを設計することにより、本発明に適用することもできる。独立した部品１１６，１１８及び１２８の代りにバルブコアアセンブリ１３８を採用することにより、一つ或はそれ以上の製造工程を省略することができ、また、使い古した或は損傷したシールの交換が容易となる。
【００２７】
再び図１を参照すると、環状シール部材１４０が、孔９８の内壁に配置した第１内向き溝１４２に配設されており、バルブハウジング８２が出口端部６２に向けて前方位置へ移動した時に冷媒の漏洩を防止するようにしている。同様に、一対の環状シール部材１４４が、側方ポート６６の調整端部側と出口端部側でボディ部５８に備えられている。シール部材１４４はバルブハウジング８２に当接して、ボディ部５８とバルブハウジング８２との間の冷媒通路を塞いでいる。シール部材１４０と１４４は、一般的なゴム製Ｏリング、或は従来周知のＰＴＦＴ製の弾性付勢された“Ｕカップ（U-cup）”でもよい。
【００２８】
ボディ部５８、特に第２部分１１０は、好適には、Ｏリングなどの環状シール部材１５０を保持する内向き肩部１４８を備えている。シール部材１５０は、サービスカップリング２０に収容される充填ポート２２にシール係合されており、充填ポート２２とサービスカップリング２０との間で冷媒が漏洩しないようにシールしている。シール部材１５０は、肩部１４８とスナップリング１５２により実質的に軸方向の移動が制限されており、スナップリング１５２は、第１内径部７６の内向き溝１５４内に収容されている。
【００２９】
図３を参照すると、好適には、側方ポート６６は、サービスカップリング２０を冷媒源（図示省略）に連結するためのカップリング部材１５６を備えている。好適な実施の形態では、カップリング部材１５６の外端部１５８は、雌カップリング１６０に噛合される形状に形成されており、雌カップリング１６０は、一般的な冷媒供給／排出システムから冷媒を搬送するサービスホース或は他の導管の装着部１６１に取り付けられている。図２および図３に示すカップリング部材１５６のデザインは本発明の範囲を限定しようとするものではなく、一般的な雌ねじアダプタのような他の形状にすることもできる。
【００３０】
カップリング部材１５６内には、チェックバルブすなわち制限部材１６２が配設されており、サービスカップリング２０を介して充填ポート２２へ流出する冷媒の流量を調整する。図４を参照すると、制限部材１６２には、所望する冷媒流量に合わせて所定径の細孔１６６が軸方向に形成されている。また、制限部材１６２には、冷媒を自由に流通させる複数の流通導管１７２（図４に最良図示）を形成するように、カップリング部材１５６の内面１７０と共同する複数の径方向フィン１６８が形成されている。カップリング部材１５６の傾斜面１７６と雌カップリング１６０の肩部１７８との間に空所１７４（図３に最良図示）が形成され、制限部材１６２の軸方向移動範囲を制限している。図２に示すように、冷媒供給／排出システムから冷媒流が流入すると、制限部材１６２は傾斜面１７６側へ付勢され、冷媒は、実質的に制限されることなく流通導管１７２を介して流入する。これに対して、充填ポート２２からサービスカップリング２０へ冷媒流が流入すると、制限部材１６２は肩部１７８側に付勢され、細孔１６６を介して冷媒流が制限される。
【００３１】
再度図１を参照すると、サービスカップリング２０は、好適には、出口端部６２に隣接するボディ部５８の壁部に形成された径方向孔１８２内に配置された複数のデテントボール１８０により充填ポート２２に連結されている。環状の固定スリーブ１８４が、軸方向移動自在に出口端部６２に隣接するボディ部５８を取り囲んでいる。固定スリーブ１８４は、出口端部６２に向って外側に広がる円錐状カム面１８８を有する内向きフランジ１８６を備えている。圧縮スプリングなどの弾性部材１９０が、固定スリーブ１８４を出口端部６２側へ付勢している。フランジ１８６から径方向外側に延びる肩部１９２は、ボディ部５８の外向きフランジ１９４と共同して空洞部１９６を形成し、この空洞部内に、固定スリーブ１８４を出口端部６２側へ付勢する弾性部材１９０が配置されている。
【００３２】
好適には、ボディ部５８のフランジ１９４に隣接する領域に、外向き環状溝１９８が形成され、この溝内に保持リング２００が配置されている。図１に示すように、保持リング２００は、フランジ１９４と固定スリーブ１８４の肩部２０２の両方に当接して、固定スリーブ１８４がボディ部５８から外れることを阻止している。また、保持リング２００と組合せて、第２保持リング２０４を出口端部６２の溝部２０６内に配置して、固定スリーブ１８４がボディ部５８から外れることを阻止するように機能させることもできる。
【００３３】
サービスカップリング２０は、好適には、連結スリーブ２０８を備えており、冷媒流路が開放された時に、サービスカップリング２０が充填ポート２２から不用意に外れるのを阻止している。図１〜図３を参照すると、連結スリーブ２０８は、ボディ部５８の外径２１２よりわずかに大きい内径２１０を有するほぼ円筒状の部材である。連結スリーブ２０８は、カップリング部材１５６の外径よりもわずかに大きい幅の溝部２１４を備えている。連結スリーブ２０８の第１端部２１６は固定スリーブ１８４に係合し、また、連結スリーブ２０８の第２端部２１８はノブ７０に係合する。図２を参照すると、ノブ７０が、サービスバルブ１１８とポートバルブ４４を開放する位置へ回転されると、連結スリーブ２０８は固定スリーブ１８４に当接して、固定スリーブ１８４が充填ポート２２を解放する位置へ移動することを阻止する。これに対して、図３に示すように、ノブ７０が、サービスバルブ１１８とポートバルブ４４を閉鎖する位置へ回転されると、連結スリーブ２０８はボディ部５８上をスライドして、固定スリーブ１８４を充填ポート２２を解放させる位置へ移動させることができる。
【００３４】
操作中に、サービスカップリング２０が充填ポート２２から連結解除された時、固定スリーブ１８４は、図２に示す前方位置にあり、弾性部材１９０の付勢力によってその位置に保持される。図３に示すように、固定スリーブ１８４を後退させてサービスカップリング２０を充填ポート２２に連結させると、サービスカップリング２０が充填ポート２２に連結される時にデテントボール１８０は外側に移動する。
【００３５】
サービスカップリング２０が充填ポート２２に連結されると、充填ポート２２の入口端部２８がサービスカップリング２０の出口端部６２内に入り込み、シール部材１５０にシール係合される。さらに、充填ポート２２を調整端部６０に向けて軸方向に移動させると、デテントボール１８０は充填ポート２０の肩部２２０に乗り上げて、充填ポート２２の溝部２２２と径方向の線上に整列される。デテントボール１８０は、弾性部材１９０による固定スリーブ１８４の出口端部６２に向かう付勢力とデテントボール１８０を径方向内側に付勢する円錐状カム面１８８の作用により、径方向内側に付勢されている。デテントボール１８０は、充填ポートの入口端部２８から最も離れた肩部２２０の側面に係合して、サービスカップリング２０を充填ポート２２に固定する。
【００３６】
このように、サービスカップリング２０と充填ポート２２が連結されると、図２に示すように、連結部を介して冷媒が流れることがないことに注目すべきである。充填ポート２２内では、シール部材５０がコアボディ４２にシール係合され、また、サービスカップリング２０内では、サービスバルブ１１８がシール部材１１６にシール係合されている。
【００３７】
サービスバルブ１１８およびポートバルブ４４を開放させる前には、サービスカップリング２０には、冷媒供給／排出システムに取付けられたサービスホース或は導管を介して圧力が作用している。側方ポート６６の両側のシール部材１４４は、ボディ部５８とバルブハウジング８２との間から冷媒が通過するのを阻止している。そのため、サービスカップリング２０を開放するためにノブ７０の回転を抑制するようなバルブアセンブリ８２に軸方向に作用する圧力は存在しない。
【００３８】
サービスカップリング２０および充填ポート２２を開放して、側方ポート６６を介して冷媒を流入させるために、ノブ７０は、第１方向に回転され、図２に示す位置へ軸方向に移動される。このようにノブ７０を回転させても、バルブハウジング８２はシール部材１４０および１４４に接触されているため、回転に対する摩擦抵抗によりバルブハウジング８２は実質的に回転することはない。バルブハウジング８２を、図１に示す位置から図２に示す位置へ軸方向に移動させると、サービスバルブ１１８がポートバルブ４４に直接係合される。
【００３９】
一旦、サービスバルブ１１８がポートバルブ４４に接触すると、ポートバルブ４４に作用する冷媒システムの圧力が、両バルブ１１８および４４のさらなる軸方向移動に対する抵抗となる。しかしながら、この抵抗は、ポートバルブ４４が比較的小径であるため、一般的に小さい。図２を参照すると、両バルブ１１８および４４が開放されると、充填ポート２２とバルブハウジング８２との間に形成された第１空間２２４は、直ちに圧力冷媒で満たされる。実際には同時に、通路９６により、バルブハウジング８２と肩部１０６との間に形成された第２空間２２６は同じ圧力となる。バルブハウジング８２両側が、実質的にバランスされた圧力となるため、ノブ７０にはほんの少しの軸方向の力（一般的な圧縮バルブスプリングの複合付勢力）が作用するだけである。そのため、許容可能なトルク量は、ノブ７０を回転するために必要なトルクだけである。ノブ７０の第１方向への回転が完了すると、サービスバルブ１１８とポートバルブ４４は、完全な格納位置、すなわち全“開”位置へ作動されて、最大流量の冷媒を流入させる。
【００４０】
サービスバルブ１１８およびポートバルブ４４の両方に付勢力が存在するため、サービスバルブ１１８は、全“開”位置に作動されないようすることができる。サービスバルブ１１８を全開位置へ作動させるために、サービスバルブ１１８の一部を貫通してバルブハウジング８２より外側に延びるドエルピン２２８を備えることができる。充填ポート２２のサービスカップリング２０への挿入中に、充填ポート２２の入口端部２８はドエルピン２２８に係合して、サービスバルブ１１８を図２に示す全“開”位置へ作動させる。
【００４１】
充填ポート２２からサービスバルブ２０を連結解除するためには、単に、両バルブ１１８及び４４を閉鎖するようにノブ７０を手動で回転させて、固定スリーブ１８４を図３に示す位置へ後退させるだけでよい。この後退動作により、固定スリーブ１８４の肩部１８８をデテントボール１８０の外側に移動させて、デテントボール１８０を拡大円筒壁１８２に整列させて、デテントボール１８０を充填ポート２２の肩部２２０から外れるように外側へ移動させる。しかしながら、第１空間２２４に圧力冷媒が閉じ込められているため、手動操作で固定スリーブ１８４を後退させることは困難となるかもしれない。閉じ込められた冷媒圧力により充填ポート２２に軸方向の力が作用して、固定スリーブ１８４内にデテントボール１８０を戻してしまう。そのため、サービスカップリング２０の連結を解除する前に、第１空間２２４内に閉じ込められた圧力を排出させる必要がある。
【００４２】
第１空間２２４の圧力を減少させるために、第１空間２２４とサービスカップリング２０の外面との間に、圧力ブリード通路２３０が形成されている。本発明の好適な実施の形態では、図２および図３に示すように、圧力ブリード通路２３０は、通路９６と調整支柱８６の外面との間に延びている。バルブハウジング８２が、出口端部６２へ向けて前方位置へ移動されると、図１に示すように、圧力ブリード通路２３０は、第１空間２２４と第２空間２２６とを通路９６を介して連通させる。バルブハウジング８２が調整端部６０へ向けて後方位置へ移動されると、図３に示すように、圧力ブリード通路２３０は、シール部材１４２を越えて、第１空間２２４内の圧力を周囲へ排出させる。周囲へ排出される冷媒は、従来のサービスカップリングと同じように、非常に少ない。図８に示す他の実施の形態では、圧力ブリード通路２３０’或は２３０”が調整支柱８６に形成されているため、第２空間２２６内の圧力は、バルブハウジング８２が後退位置へ移動された時に周囲へ排出される。
【００４３】
また、図１および図８に示すブリード通路と組合せて、図６および図７に示すように、少なくとも一つのブリード通路２３２を、ボディ部５８を直接貫通させて形成し、第１空間２２４の圧力を周囲へ排出させることもできる。この実施の形態では、追加のシール部材２３４を圧力ブリード通路２３２の下流でボディ部５８に設けて、バルブハウジング８２が前方位置へ移動された時にバルブハウジング８２をシールする必要がある。図７に示すように、バルブハウジング８２が調整端部６０へ向けて後方位置へ後退すると、シール部材２３４は、バルブハウジング８２との係合から外れて、第１空間２２４内に閉じ込められた圧力はブリード通路２３２を介して排出される。
【００４４】
図８を参照すると、本発明の他の実施の形態が詳細に示されている。この実施の形態では、サービスカップリング２０は、サービスカップリング２０を充填ポート２２に固定するために、引き込み式の固定スリーブ１８４の代りに回転自在のナット２３６を備えている。ナット２３６は雌ねじ面２３８を備えており、充填ポート２２の雄ねじ面２４０に係合される。また、ナット２３６はアンカー部２４１を備えており、ボディ部５８の内向き溝２４２に係合される。アンカー部２４１は、ナット２３６をボディ部５８に対して回転させるが、軸方向への移動を阻止する。充填ポート２２が不用意に外れるのを阻止するために、連結スリーブ２０８には、ノブ７０の回転により連結スリーブ２０８が前方に移動された時にナット２３６の外向きスプライン面（図示省略）に係合される内向きスプラインが形成されている。
【００４５】
図９を参照すると、本発明の他の実施の形態が詳細に示されている。この実施の形態では、サービスカップリング２０は、充填ポート２２が不用意に外れるのを阻止する連結スリーブ２０８を備えていない。その代りに、ボディ部５８に径方向へ移動自在のピン２４４を設けて、バルブハウジング８２が出口端部６２へ向けて作動された時に、固定スリーブ１８４が充填ポート２２を解放する位置へ移動するのを阻止するように突出する。図９に示すように、ピン２４４の内端２４６に面取り頭部２４８が形成されている。ピン２４０とボディ部５８との間にＯリングなどの、少なくとも一つのシール部材２５０を設けて、実質的に冷媒が漏洩することを防止している。バルブハウジング８２には、バルブハウジング８２が出口端部６２へ向けて前方位置へ移動された時に、頭部２４８に係合する面取り端部２５２が形成されている。ピン２４４は、単独で、或は、サービスバルブ１１８およびポートバルブ４４を開放させることによりバルブハウジング８２とボディ部５８との間に存在する冷媒圧力と組合せて、ピン２４４の一部がボディ部５８から外側へ突出するまで移動される。ピン２４４の一部を突出させることにより、両バルブ１１８および４４が開放された時に、固定スリーブ１８４が不用意に後退するのを阻止している。一旦、バルブハウジング８２が調整端部６０へ向けて後方位置へ移動され、両バルブ１１８および４４が閉鎖されると、固定スリーブ１８４は、ピン２４４をボディ部５８内に押し込んで後退することができる。
【００４６】
本発明の好適な実施の形態について説明してきたが、本発明を実施する最良の形態を単に示したものであり、本発明は説明されると共に示された形態に限定されない。当業者であれば、本発明の教示にしたがって修正や変更することができ、そのような変更や修正は、請求の範囲で限定される精神および範囲内のものである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】図１は、冷凍システムの充填ポートに装着される本発明の好適な実施の形態に係るサービスカップリングの断面図である。
【図２】図２は、図１と同様の断面図であり、サービスバルブとポートバルブの作動後の開位置における各部材の関連位置を示す図である。
【図３】図３は、図１と同様の断面図であり、サービスカップリングを充填ポートから連結解除中の閉位置における各部材の関連位置を示す図である。
【図４】図４は、図３の４−４線に沿ったカップリング部材の断面図である。
【図５】図５は、図１〜３に示す充填ポートの拡大部分断面図である。
【図６】図６は、開位置におけるサービスバルブとポートバルブを備えた充填ポートに装着される本発明の他の実施の形態に係るサービスカップリングの断面図である。
【図７】図７は、図６に示すサービスカップリングの断面図であり、閉位置におけるサービスバルブとポートバルブを示す図である。
【図８】図８は、開位置におけるサービスバルブとポートバルブを備えた充填ポートに装着される本発明のさらに他の実施の形態に係るサービスカップリングの断面図である。
【図９】図９は、本発明のさらに他の実施の形態の拡大断面図であり、サービスカップリングを充填ポートから連結解除中の固定スリーブ、ピンおよびバルブハウジングの関連位置を示す図である。
【図１】
2005516174.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005516174.tif 000009
【図８】
2005516174.tif 000010
【図９】
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【国際調査報告】
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