(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却用熱交換器と、この冷却用熱交換器と高圧側パイプ及び低圧側パイプとに接続される膨張弁とが収納され、ダッシュパネルの開口部と対峙する側に開口部が形成されたクーリングユニットの取付構造において、
前記膨張弁は、その高圧側パイプ及び低圧側パイプとに接続される側を延長して取付部が形成され、この取付部の先端部位が前記クーリングユニットの開口部から突出されて、この取付部の先端部位の外周を弾性部材で成るシール部材で囲まれていると共に、前記クーリングユニット及びダッシュパネルの開口部は、前記シール部材を含めた膨張弁の外形状より相対的に大きく形成されており、前記シール部材の外周でかつ前記クーリングユニットの開口部周縁部位に保持部材が取り付けられ、この保持部材は、その外形状が前記クーリングユニットの開口部よりも相対的に大きな鍔部と、前記シール部材の外形状より相対的に小さな孔が形成された外挿部とを有することを特徴とするクーリングユニットの取付構造。
【請求項２】
前記シール部材とは別個に、その外形状が前記ダッシュパネルの開口部より相対的に大きく、且つ弾性部材で形成されたシール部材が、前記クーリングユニットの外側に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のクーリングユニットの取付構造。
【請求項３】
前記膨張弁は、外面側に冷媒の温度を感知する感温素子を有するもので、この感温素子は、前記膨張弁を前記冷却用熱交換器に接続した場合に前記クーリングユニットのケース内に位置することを特徴とする請求項１に記載のクーリングユニットの取付構造。
【請求項４】
前記低圧側パイプ又は高圧側パイプのいずれか一方は、先端部位に前記膨張弁に取り付けるための接続部を有し、この接続部に形成された連結手段で他方のパイプと連結されることを特徴とする請求項１に記載のクーリングユニットの取付構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば車両等に敷設される空調装置のクーリングユニットを車室内側においてダッシュパネルの開口部近傍に取り付ける構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の車両用空調装置を構成するクーリングユニットは、ブロック型の膨張弁を有すると共に、エンジンルームと車室内とを区画するダッシュパネルの前記車室内側に配置されて、前記エンジンルーム内のコンデンサ等と配管接続されるものである。
【０００３】
このクーリングユニット内に配置されたエバポレータと連接される膨張弁にブロック型膨張弁を用いる場合のクーリングユニットの取付構造としては、特開平９−１２３７４９号公報に係る自動車用空調装置のクーリング・ユニットへの膨張弁の取付構造、特開平１０−１１９５５８号公報に係る自動車用空調装置のシールキャップ等に示されるように、様々な態様が存する。
【０００４】
このクーリングユニットの取付構造の一例について図６に基づいて概説する。
クーリングユニット１００は、そのケース１０１内にエバポレータ１０２が収納されており、このエバポレータ１０２にはブロック型の膨張弁１０３がコネクタ１０４を介して直接に接続されている。この膨張弁１０３も、前記エバポレータ１０２と同じくクーリングユニット１００のケース１０１内に収納されている。
そして、膨張弁１０３は、エバポレータ接続側と反対側に、高圧通路、圧通路をその内部に有する配管接続用コネクタ１０５が固定されている。この配管接続用コネクタ１０５は、高圧側パイプ１０６及び低圧側パイプ１０７とこの高圧側パイプ１０６、低圧側パイプ１０７の先端に設けられた取付部材１０８により連結されるもので、膨張弁１０３に固定された時にはケース１０１の開口部１０９から突出し、更にこの開口部１０９に対峙して設けられたダッシュパネル１１０の開口部１１１よりエンジンルーム１１２内にその先端部が達する。
【０００５】
そして、配管接続用コネクタ１０５とケース１０１の開口部１０９との隙間は、第１のシール部材１１３単独でシールされると共に、配管接続用コネクタ１０５又はケース１０１とダッシュパネル１１０の開口部１１１及びダッシュパネル１１０の車室側面との隙間は第２のシール部材１１４をダッシュパネル１１０とケース１０１との間に介在させ、車体別プレート部材１１５とケース１０１でこの第２のシール部材１１４を挟持することによりシールされる。車体別プレート部材１１５は、膨張弁１０３をエンジンルーム側から取り出すことができるように、ダッシュパネル１１０の開口部の内径を１１１大きくしつつシール部材１１４を挟持可能とするために用いられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
これに対し、近年において車両用空調装置のコスト削減が要望されるようになっており、本願出願人としてもこの要望に応えるために、クーリングユニットの膨張弁周辺の構造を見直して部品点数の削減等を図っていく必要がある。しかしながら、配管接続用コネクタを削除して膨張弁全体をエンジンルームに配置したのでは、車外から浸入した雨水等で膨張弁の感温素子が腐食したり、エンジンルーム内の高熱で感温素子が正常に作動しないおそれがある。
【０００７】
また、クーリングユニットを車両に搭載した後に、膨張弁をメンテナンスしたり交換等したりするために、この膨張弁をエンジンルーム側から脱着可能とすることも、依然として求められている。
【０００８】
そこで、この発明においては、従来品と同様のシール性を確保しつつ従来品に比しコストの低減を図ると同時に内部に収納された膨張弁をエンジンルーム側から脱着可能としたクーリングユニットの取付構造を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
しかして、この発明に係るクーリングユニットの取付構造は、冷却用熱交換器と、この冷却用熱交換器と高圧側パイプ及び低圧側パイプとに接続される膨張弁とが収納され、ダッシュパネルの開口部と対峙する側に開口部が形成されたクーリングユニットの取付構造において、前記膨張弁は、その高圧側パイプ及び低圧側パイプとに接続される側を延長して取付部が形成され、この取付部の先端部位が前記クーリングユニットの開口部から突出されて、この取付部の先端部位の外周を弾性部材で成るシール部材で囲まれていると共に、前記クーリングユニット及びダッシュパネルの開口部は、前記シール部材を含めた膨張弁の外形状より相対的に大きく形成されており、前記シール部材の外周でかつ前記クーリングユニットの開口部周縁部位に保持部材が取り付けられ、この保持部材は、その外形状が前記クーリングユニットの開口部よりも相対的に大きな鍔部と、前記シール部材の外形状より相対的に小さな孔が形成された外挿部とを有することを特徴とする（請求項１）。そして、前記シール部材とは別個に、その外形状が前記ダッシュパネルの開口部より相対的に大きく、且つ弾性部材で形成されたシール部材が、前記クーリングユニットの外側に取り付けられている（請求項２）。
【００１０】
このような構成とすることにより、膨張弁の取付部に取り付けられたシール部材の外周を保持部材の外挿部で外挿すると同時にクーリングユニットのケースの開口部周縁に保持部材の鍔部を当接させることにより、シール部材を圧縮すると共にシール部材にも復元力が働き、クーリングユニットの開口部が閉塞される。また、クーリングユニットをダッシュパネル近傍に開口部同士が対峙するように配することで、クーリングユニットとダッシュパネルとの間に先のシール部材とは別個のシール部材が挟持されるので、ダッシュパネルの開口部近傍の車室内側面とクーリングユニットの外側面との間が閉塞される。これにより、従来のものと同様の良好なシール性を維持することができる。その一方で、膨張弁の高圧側パイプ及び低圧側パイプとに接続される側を延長して取付部を構成することにより、配管接続コネクタを削除することが可能となるため、クーリングユニットのコスト低減を図ることができる。また、シール部材を含めた膨張弁の外形状はクーリングユニット及びダッシュパネルの双方の開口部よりも相対的に小さいので、保持部材を外すだけで、エンジンルーム側からシール部材を付けたままで膨張弁を脱着することが可能となるので、メンテナンス作業や膨張弁の交換が容易となり、また、車体別プレートを省略することができることから、部品点数の削減も図ることができる。
【００１１】
そして、前記膨張弁は、外面側に冷媒の温度を感知する感温素子を有するもので、この感温素子がクーリングユニットのケース内に位置することを特徴としている（請求項３）。このように、膨張弁の感温素子をクーリングユニットのケース内に位置させ、エンジンルーム側に突出させないことにより、車外から浸入してきた雨水により感温素子が腐食したり、エンジンルーム内の高温の空気により感温素子が誤作動することを防止することが可能となる。
【００１２】
更に、前記低圧側パイプ又は高圧側パイプのいずれか一方は、先端部位に前記膨張弁に接続するための接続部を有し、この接続部に形成された連結手段で他方のパイプと連結されることを特徴とする（請求項４）。これにより、配管接続コネクタを削除しても、低圧側パイプ及び高圧側パイプを膨張弁に確実に接続することが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面により説明する。
【００１７】
図１から図４においてこの発明の第１の実施形態が示され、クーリングユニット１は、車室内側に配置され、冷却用熱交換器たるエバポレータ２と、このエバポレータ２にコネクタ４を介して直接に接続されるブロック型の膨張弁３とを備えたものとなっている。尚、エバポレータ２は、例えばチューブとフィンとを交互に積層して形成される積層型のものであるが、その構成は公知のものであるため説明を省略する。
【００１８】
前記膨張弁３は、図示しないコンプレッサ、コンデンサ等と共に適宜配管接続されて冷凍サイクルを構成している。この膨張弁３は、コンデンサ側からエバポレータ２へ冷媒を流入させる流入通路１１と、エバポレータ２からコンプレッサへ冷媒を流出させる流出通路１２とが膨張弁本体１３に形成され、前記流入通路１１はエバポレータ２と連通する低圧側通路１４と、コンデンサ側と連通する高圧側通路１５と、これら低圧側通路１４及び高圧側通路１５を連通するオリフィス１６とで構成されている。
【００１９】
高圧側通路１５は、膨張弁３のエバポレータ２との接続方向に対し交差する方向（膨張弁３の取付後の下方向）から穿設された空間１５ａと、この空間１５ａに一端が接続し、他端が膨張弁３のエバポレータ３との接続方向と略同方向（膨張弁３のエンジンルーム側方向）から穿設された接続部１５ｂとによって構成され、空間１５ａには閉塞用の蓋体１７が嵌め込まれている。また、低圧側通路１４は、高圧側通路１５に対して膨張弁本体１３の前記接続部１５ｂとは反対側面に開口して開口端部にコネクタ４が接続されるようになっている。
【００２０】
流出通路１２は、膨張弁本体１３の低圧側通路１４の開口端面から高圧側通路１５の開口端面までと同方向に穿設されており、一方の開口端面１２ａにはコネクタ４が接続され、エバポレータ２のガス化された冷媒が他方の開口端に形成された接続部１２ｂから流出されるようになっている。
【００２１】
膨張弁本体１３には、低圧通路１４及び高圧通路１５に対し径方向に形成された取付孔１８を通って流出通路１２と低圧通路１４とを貫通する作動棒１９が配され、この作動棒１９は、さらにオリフィス１６を周囲に隙間を残して貫通し、高圧側通路１５に達した先端部がボール状の弁体２０と結合している。この弁体２０は、空間１５ａに収納された弁体受け２１と当接し、この弁体受け２１と蓋体１７との間に弾装されたスプリング２２によってオリフィス１６を閉塞する方向に常時付勢されている。
【００２２】
作動棒１９の基端部は感温素子２３を構成するダイヤフラム２４に接続され、このダイヤフラム２４は、膨張弁本体１３に組み付けられたハウジング２５内を、ハウジング２５との間で密閉されたダイヤフラム室２６と、流出通路１２に連通する均圧室２７とに二分している。ダイヤフラム室２６内には、公知のダイヤフラム駆動用流体が封入されており、このダイヤフラム駆動用流体は、作動棒１９を介して伝達された一定以上の熱に対応してガス化し、ダイヤフラム２４の外側面を押圧する。
【００２３】
これにより、ダイヤフラム２４は、ダイヤフラム室２６側からの圧力と流出通路１２側からの冷媒圧力とが直接作用してその圧力差により作動棒１９の軸方向に変位し、作動棒１９を介してダイヤフラム２４に作用する圧力とスプリング２２の付勢力との釣り合った位置に弁体２０を動かし、膨張弁３の開度を調節するようになっている。しかして、弁体２０とオリフィス１６とによって、高圧通路１５から低圧通路１４に冷媒を霧状に減圧膨張させる膨張部が形成されている。
【００２４】
膨張弁本体１３の接続部１２ｂ，１５ｂには、それぞれコンデンサ側への低圧側パイプ３０とコンデンサ側からの高圧側パイプ３３とが薄板状の接続部３１を介して接続されるようになっている。この接続部３１は、実施形態では低圧側パイプ３０の開口端近傍に設けられると共に、この低圧側パイプ３０が挿通する側と反対側には、他方のパイプの連結手段として側方に開口した切欠部３２が形成されており、この切欠部３２に高圧側パイプ２９の開口端近傍部位を装着させることで連結される。そして、接続部３１は、パイプ２９、３０の軸方向に延びる一対の螺子孔３３が形成されており、図示しない螺子を接続部３１の螺子孔及び膨張弁本体１３の接続孔２８に挿嵌することにより、膨張弁３に固定される。尚、接続部３１は、図示しないが高圧側パイプ３３に設けられたものとしても良い。
【００２５】
また、膨張弁３は、感温素子２３よりパイプ２９、３０側の部位を延長して取付部３５を形成し、この取付部３５の先端を開口部６からケース５外に突出させている。この取付部３５のうちケース５外となる部位の外周には弾性部材で形成されたシール部材３６が取り付けられている。このシール部材３６を含めた膨張弁３の外形状は、図１に示されるように、ケース５の開口部６に対し相対的に小さくなっている。このシール部材３６は、実施形態では図３に示すように帯状の部材で構成され、取付部３５の周囲に一周ほど巻き付けることで取り付けられる。しかし、シール部材３６の構成は必ずしも上記帯状のものに限定されず、膨張弁３のパイプ３０、３３との取付側から見た外形と同形状に打ち抜いた孔を有する環状のものとし、膨張弁３の取付部３５のうちケース５外の部位に外挿するようにしても良い。
【００２６】
そして、このように取付部３５に取り付けられたシール部材３６に対し、このシール部材３６の外周全体を囲むようにシール部材３７が取り付けられている。
このシール部材３７は、弾性部材で成るもので、シール部材３６に外挿するための孔３８を有している。この孔３８の形状は、シール部材３６に対し外周側から圧接することができるように、幾分にシール部材３６を含めた膨張弁３の外形状より小さくなっている。尚、実施形態では、ケース５側と下記するダッシュパネル８側との二層構造に形成されているが、このように二層構造とせず一層構造に形成しても良い。また、シール部材３７は、シール部材３６に比しその硬度が小さいもので、このような硬度比とするために、例えば、シール部材３６を形成する弾性部材としてゴムが用いられる場合には、シール部材３７はウレタンが用いられる。
【００２７】
クーリングユニット１の側方には、車室内３９とエンジンルーム内４０とを区画するダッシュパネル８が位置しており、このダッシュパネル８には、前記ケース５の開口部６と対峙する位置に開口部９が開口している。この開口部９は、シール部材３６を含めた膨張弁３の外形状より相対的に大きく、このシール部材３６の外周に更にシール部材３７で囲んだ状態の外形状より相対的に小さくなるように形成されている。また、開口部９の周縁には、車室内３９側に延びるフランジ４１が形成されている。
【００２８】
このような構成とすることにより、例えば以下のような手順でクーリングユニット１の取付け作業が行われる。まずコネクタ４にシール部材３６が予め取り付けられた膨張弁３を接続する。この膨張弁３の接続に伴い、取付部３５が感温素子２３よりもパイプ側２９，３０の部位を延長したものであるから、感温素子２３は、ケース５内に位置し、取付部３５のシール部３６が取り付けられた部位は、ケース５外の開口部６近傍部位に位置する。次に、シール部材３６の外周をシール部材３７で囲んだ後、クーリングユニット１を、ケース５の開口部６とダッシュパネル８の開口部９とが整合するようにダッシュパネル８側に移動する。これにより、シール部材３７の外形状は開口部６，９よりも大きいので、シール部材３７は、開口部６，９の周縁部で挟持・圧縮されしかもフランジ４１によりケース５側に押圧されてケース５の面に沿って拡がり、シール部材３６を押圧し、これに応じてこのシール部材３６には復元力が働くためケース５の開口部６が閉塞されると共に、ダッシュパネル８の開口部９とケース５との間も閉塞される。
【００２９】
そして、シール部材３６を含めた膨張弁３の外形状は、ケース５の開口部６及びダッシュパネル８の開口部９よりも小さく、シール部材３６と当接したシール部材３７は、このシール部材３６と固着されておらず、シール部材３６よりも柔性のため、膨張弁３を引き出し又は押し入れる際に押圧力で孔が拡径されるので、膨張弁３は、クーリングユニット１が取り付けられた後であっても、簡易にエンジンルーム内４０から取り出し、また取り付けることができる。
【００３０】
以上により、配管接続用コネクタを介さずに低圧側パイプ３０、高圧側パイプ３３と膨張弁３とを接続するこことができるので、配管接続用コネクタを省略することができ、また、車体別プレート部材を用いなくても膨張弁３をエンジンルーム内４０側から取り出し、また取り付けることができるため、車体別プレート部材を省略することもできるので、部品点数の削減による製造コストの低減を図ることができる。また、膨張弁３をエンジンルーム内４０に取り出すことが可能なことから、膨張弁３のメンテナンスや交換を図ることもできる。さらに、感温素子２３は、クーリングユニット１のケース５内に留まるので、車外から浸入した雨水等で感温素子２３が腐食したり、エンジンルーム内４０の高熱で感温素子２３が正常に作動しないという不具合を回避することができる。
【００３１】
図５において、この発明の第２の実施形態が示されており、この実施形態について図５を用いて以下に説明する。但し、先の実施形態と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３２】
膨張弁３の取付部３５のうちケース５外となる部位にシール部材３６が取り付けられている。このシール部材３６は、弾性部材で形成されており、帯状の部材を取付部３５に巻き付けることにより、または、取付部３５のパイプ３０，３３取付側から見た形状と略同形状の孔を設けて取付部３５に外挿することにより取り付けられる。
【００３３】
そして、前記シール部材３６の外周でかつ前記クーリングユニットの開口部６周縁部位に保持部材４３が取り付けられている。この保持部材４３は、例えば可撓性を有するもので、シール部材３５が取り付けられた状態の取付部２５の外形状よりも若干小さな大きな内径の孔４４ａを有する外挿部４４が形成されていると共に、開口部６の周縁部位に当接する鍔部４５を有している。そして、この鍔部４５には、車室内３９側に延出した突起部４６が複数に対峙して設けられており、対峙する突起部４６の幅は、開口部６の内径より若干広くなっている。
【００３４】
このような構成とすることにより、予めシール部材３６が取り付けられた膨張弁３の取付部３５に対し、保持部材４３の外挿部４４を外挿すると共に、シール部材３６と開口部６の内周面との間に突起部４６を差し込みつつ、鍔部４５を開口部６の周縁部位に当接させることで、保持部材４３の外挿部４４がシール部材３５を外周側から押圧し、突起部４６が開口部６に圧接するので、開口部６を閉塞することができる。また、膨張弁３は、シール部材３５を装着した状態でも、この保持部材４３を外すのみで、エンジンルーム内４０へ取り出すことや、反対にエンジンルーム内４０側から取り付けることができる。
【００３５】
よって、この実施形態においても、配管接続用コネクタを介さずに低圧側パイプ３０、高圧側パイプ３３と膨張弁３とを接続するこことができるため、配管接続用コネクタを省略することができるので、部品点数の削減による製造コストの低減を図ることができる。また、膨張弁３をエンジンルーム内４０に取り出し可能なことから、膨張弁３のメンテナンスや交換を図ることもできる。さらに、感温素子２３は、クーリングユニット１のケース５内に留まるので、車外から浸入した雨水等で感温素子２３が腐食したり、エンジンルーム内４０の高熱で感温素子２３が正常に作動しないという不具合を回避することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、請求項１及び請求項２に記載の発明によれば、膨張弁の取付部に取り付けられたシール部材の外周を保持部材の外挿部で外挿すると同時にクーリングユニットのケースの開口部周縁に保持部材の鍔部を当接させることにより、シール部材を圧縮すると共にシール部材にも復元力が働き、クーリングユニットの開口部が閉塞され、また、クーリングユニットをダッシュパネル近傍に開口部が対峙するように配することで、クーリングユニットとダッシュパネルとの間に別個のシール部材が挟持され、ダッシュパネルの開口部近傍の車室内側面とクーリングユニットの外側面との間が閉塞されるので、良好なシール性を得ることができる。
【００３７】
しかも、請求項１及び請求項２に記載の発明によれば、膨張弁の高圧側パイプ及び低圧側パイプとに接続される側を延長して取付部を構成することにより、配管接続コネクタを削除することが可能となり、また、シール部材を取り付けたままで膨張弁をエンジンルーム内側から取り出すことが可能であるため、車体別プレートを削除することができ、クーリングユニットのコスト低減を図ることができると共に、メンテナンス、膨張弁の交換等の作業について簡易化を図ることもできる。
【００３８】
そして、請求項３に記載の発明によれば、膨張弁の感温素子をクーリングユニットのケース内に位置させ、エンジンルーム側に突出させないことにより、車外から浸入してきた雨水により感温素子が腐食したり、エンジンルーム内の高温の空気により感温素子が誤作動することを防止することが可能となる。また、請求項４に記載の発明によれば、配管接続コネクタを削除しても、低圧側パイプ及び高圧側パイプを膨張弁に確実に接続することが可能となる。
【００３９】
そして、特に請求項２に記載の発明によれば、第１のシール部材を付けたままで膨張弁を脱着するために第２のシール部材の孔に挿入する際に、第２のシール部材が押圧されて拡径されるので、膨張弁のエンジンルーム側への取り出し及びエンジンルーム側からの取り付けることがさらに簡易となる。
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明の第１の実施形態としてクーリングユニットがダッシュパネルの開口部近傍に取り付けられたのを上方から見た状態を示す一部断面図である。
【図２】図２は、取付部にシール部材が取り付けられた状態の膨張弁の構成を示す断面図である。
【図３】図３は、取付部にシール部材が取り付けられた状態の膨張弁についてパイプ接続側から見た状態を示す説明図である。
【図４】図４は、膨張弁に配管接続コネクタを介さずにパイプを取り付ける構成を示す説明図である。
【図５】図５は、この発明の第２の実施形態としてクーリングユニットがダッシュパネルの開口部近傍に取り付けられたのを上方から見た状態を示す一部断面図である。
【図６】図６は、従来のクーリングユニットの取付構造の一例を示す一部断面図である。
【符号の説明】
１  クーリングユニット
２  エバポレータ（冷却用熱交換器）
３  膨張装置
５  ケース
６  開口部
８  ダッシュパネル
９  開口部
２３  感温素子
３０  低圧側パイプ
３３  高圧側パイプ
３１  接続部
３５  取付部
３６  シール部材
３７  シール部材
３８  孔
４０  エンジンルーム内
４３  保持部材
４４  外挿部
４４ａ  孔
４５  鍔部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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