(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流路中に介挿配置され、流体の流れを一方向に制限して逆流を防止するようにした一方向弁において、
直線状に形成された流体通路、前記流体通路の一端に配置された雄継手、および、前記流体通路の他端に配置された雌継手が一体に形成された略筒状のボディと、
前記ボディを嵌着するために穿設された第１の取付孔、および、取付ねじを挿通するために穿設された第２の取付孔を有するフランジと、
前記流体通路内に前記ボディと一体に形成された弁座と、
前記流体通路内にて前記雌継手の側から前記弁座に対向して前記流体通路の軸線位置にて進退自在に配置された弁体と、
前記雌継手と前記弁体との間に配置されて前記弁体を前記弁座に着座させるように付勢するばねと、
を備え、
前記ボディは、台座の取付寸法に応じた寸法の前記フランジに対して前記第１の取付孔に圧入することにより固定されて前記フランジと一体になっていることを特徴とする一方向弁。
【請求項２】
前記弁体は、前記雄継手の流体通路内に摺動自在に配置され前記弁座に対する前記流体通路の軸線方向における接離動作時の姿勢を保持する第１のホルダと、前記弁座との当接位置に配置されたシール部材と、前記シール部材を担持するプラグと、開弁時の前記雌継手側への移動を規制する第２のホルダと、を備えていることを特徴とする請求項１記載の一方向弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一方向弁に関し、特に流体の流路中に介挿配置され、流体の流れを一方向に制限して逆流を防止するようにした一方向弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば自動車用の空調装置では、冷媒を循環させる冷凍サイクルの中で圧縮および膨張を行わせることで得られる凝縮潜熱および蒸発潜熱を利用して冷房または冷暖房を行っている。空調装置が動作しているとき、圧縮機が冷媒を圧縮して送り出すため、冷媒はその吐出される方向に流れるが、空調装置を停止したときは、冷媒は強制的に循環されることはないため、その場にとどまった状態になる。
【０００３】
ところが、冷凍サイクル内に温度差などがあると、空調装置が停止している間に、冷媒が移動して可動部のある圧縮機の中に凝縮して溜ったり、あるいは、次に空調装置を起動したときの運転モードのサイクルから外れたところに溜ってしまうことがある。圧縮機の中に溜った場合は、次に空調装置を起動したときに液圧縮を起こして、圧縮機から異音を発生したり、サイクルから外れた場所に溜ってしまうと、サイクル内の冷媒が希薄になってその能力を十分に発揮できない状況が発生する。
【０００４】
そこで、このようなことが起きないようにするため、冷媒の流路に冷媒の流れを一方向にのみ許容する一方向弁を介挿配置することが行われている。
図７は従来の一方向弁の構成例を示す断面図、図８は一方向弁の流路内への取付状態を示す断面図である。
【０００５】
この一方向弁は、ボディ１０１の上部および側部にそれぞれ直角方向に向きを変えて、雌継手を構成する入口孔１０２および出口孔１０３が設けられている。ボディ１０１内にて入口孔１０２と出口孔１０３とを連通している流体通路内には、弁座１０４がボディ１０１と一体に形成されている。この弁座１０４には、下流側から対向して弁体が入口孔１０２の軸線位置にて進退自在に配置されている。この弁体は、ガイド１０５によって案内されるプラグ１０６と、弁座１０４との当接部に設けられたシール材１０７と、入口孔１０２側の流路によって案内されるホルダ１０８とから構成され、シール材１０７およびホルダ１０８をプラグ１０６のかしめ加工によって一体になっている。ガイド１０５は、Ｏリング１０９によりシールされ、ボディ１０１から抜けないようＣリング１１０によって止められている。また、プラグ１０６とガイド１０５との間には、ばね１１１が配置されて、プラグ１０６を弁座１０４の方向に付勢している。
【０００６】
以上のように構成された一方向弁は、入口孔１０２から流体が圧送されてくると、その流体圧力により弁体がばね１１１の付勢力に抗して下流側に押されることにより開弁する。
【０００７】
流体の流れがないときには、プラグ１０６がばね１１１によって弁座１０４の方向に付勢されているため、シール材１０７が弁座１０４に当接して流路を塞ぐため、弁体より上流側の流体が下流側へ流れることはない。また、流体が逆方向に流れようとしたときには、その流体圧力が弁体をその着座方向へ付勢することにより、シール材１０７が弁座１０４に圧接されるため、同じように流路が塞がれて、流体の逆流は発生しない。
【０００８】
このような一方向弁を流体の流路に介挿配置する場合は、入口孔１０２および出口孔１０３にパイプを接続することになる。図８に示したように、入口孔１０２および出口孔１０３に接続されるパイプ１１２，１１３は、一般に、それらの先端にフランジ１１４，１１５が溶着されていて、そのフランジ１１４，１１５をボルト１１６，１１７で一方向弁のボディ１０１に固定するようにしている。各フランジ１１４，１１５は、それぞれ入口孔１０２および出口孔１０３に嵌合する雄継手１１８，１１９を有しており、嵌合部分をＯリング１２０，１２１によってシールするようにしている。
【０００９】
ここで、この一方向弁を、たとえば圧縮機の吐出側の配管に介挿配置する場合には、圧縮機の吐出側に配管されるべきパイプ１１３に設けられたフランジ１１５の雄継手１１９を一方向弁の出口孔１０３に嵌入してボルト１１７でボディ１０１にねじ止めするとともに、パイプ１１２に設けられたフランジ１１４の雄継手１１８を一方向弁の入口孔１０２に嵌入してボルト１１６でボディ１０１にねじ止めする。さらに、同じようにして、パイプ１１２の他端に設けられたフランジを圧縮機の吐出口の台座にボルトでねじ止めすることになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の一方向弁は、入口孔および出口孔のそれぞれに、パイプを連結する部分が必要であるため、ボディサイズが大きくなり、しかも、上流側の機器との接続のためにパイプが必要になるため、コストが高く、設置スペースを取ってしまうという問題点があった。
【００１１】
また、一方向弁の設置には、入口孔および出口孔における接続の他に、上流側に付けられたパイプの他端の接続が必要なことから、取付工数が多く、しかもこれら３箇所の接続部分にＯリングによるシールがあるため、漏れ部位が多いという問題点がある。
【００１２】
さらに、適用場所の違いなどにより取付寸法が異なる場合には、ボディ全体をその寸法に合わせて変更する必要があるため、多品種の一方向弁を用意しなければならず、コスト高の要因になっているという問題点があった。
【００１３】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、低コスト、省スペースで、かつ少ない工数で設置でき、取付寸法が異なっても容易に対応することができる一方向弁を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記問題を解決するために、流体の流路中に介挿配置され、流体の流れを一方向に制限して逆流を防止するようにした一方向弁において、直線状に形成された流体通路、前記流体通路の一端に配置された雄継手、および、前記流体通路の他端に配置された雌継手が一体に形成された略筒状のボディと、前記ボディを嵌着するために穿設された第１の取付孔、および、取付ねじを挿通するために穿設された第２の取付孔を有するフランジと、前記流体通路内に前記ボディと一体に形成された弁座と、前記流体通路内にて前記雌継手の側から前記弁座に対向して前記流体通路の軸線位置にて進退自在に配置された弁体と、前記雌継手と前記弁体との間に配置されて前記弁体を前記弁座に着座させるように付勢するばねと、を備え、前記ボディは、台座の取付寸法に応じた寸法の前記フランジに対して前記第１の取付孔に圧入することにより固定されて前記フランジと一体になっていることを特徴とする一方向弁が提供される。
【００１５】
これにより、筒状のボディを嵌着して一体に組み立てられるフランジを別部品で構成するようにしたことにより、取付寸法の異なる部位へ適用する場合には、フランジだけを変更すればよいため、取付寸法の違いに応じてボディ全体の寸法を変更する必要がなく、豊富なバリエーションに対応することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の関連技術を、自動車用空調装置に用いられている圧縮機の吐出側に適用した場合を例に図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図１は本発明の関連技術に係る一方向弁の中央縦断面を示す図、図２は一方向弁の外観を示す側面図、図３は出口側から観た一方向弁の外観を示す図である。
関連技術による一方向弁は、ボディ１の側部に雄継手２がボディ１と一体に突出して形成されており、その中央部には入口孔３が穿設されている。雄継手２の反対側には、配管のパイプを接続するときの雌継手を構成する出口孔４が穿設されている。入口孔３と出口孔４とを連通している冷媒通路内には、弁座５がボディ１と一体に形成されている。この弁座５には、下流側から対向して弁体が冷媒通路の軸線位置にて進退自在に配置されている。
【００１８】
この弁体は、ホルダ６と、ワッシャ７と、プラグ８と、弁座５との当接部に設けられた柔軟性および耐久性のあるたとえばポリテトラフルオロエチレン製のシール材９と、ホルダ１０とから構成され、ホルダ６、ワッシャ７、シール材９およびホルダ１０をプラグ８のかしめ加工によって一体になっている。ホルダ６は、図３によく表されているように、３本の脚部を有し、この脚部が入口孔３に内接しており、弁体の動作時はその内壁によって摺動状態で案内され、弁座５に対する接離動作時の弁体の姿勢を保持している。このホルダ６と反対側に設けられたホルダ１０も、同様に、３本の脚部を有している。このホルダ１０は、開弁時に、出口孔４に装着されたフランジの雄継手の開口端面をプラグ８によって閉塞することがないよう、プラグ８をその手前で停止させるストッパ機能を有している。また、この弁体は、冷媒通路内の段差部との間にばね１１が配置されていて、弁座５に着座する方向に付勢されている。
【００１９】
また、ボディ１は、その出口孔４側に取り付けられるパイプのフランジと同様の外形を有し、取付孔１２が冷媒通路の軸線に平行に貫通形成されている。そして、雄継手２の外周面には溝１３が周設されており、その溝１３には、シール用のＯリング１４が設けられている。
【００２０】
したがって、この一方向弁のボディ１は、雌継手を有する本来の本体機能と、一方向弁を圧縮機に取り付けるための雄継手および取付孔１２を有するフランジ機能とを合わせ持ったものとすることができる。
【００２１】
次に、関連技術による一方向弁の取り付けと動作について説明する。
図４は一方向弁の取付状態を示す断面図である。
圧縮機は、その吐出口の側に、雌継手２１と内側にねじ山が切られている取付孔２２とを有する台座が設けられている。一方向弁は、その雄継手２を台座の雌継手２１に圧入して取付孔１２が台座の取付孔２２に整合させた状態で台座の端面に当接させ、次に、同じようにして、パイプ３１の先端に溶着されたフランジの雄継手３３を一方向弁の出口孔４に圧入し、取付孔３４が一方向弁の取付孔１２に整合させた状態で一方向弁の端面に当接させる。その後、ボルト４１をフランジ３２の取付孔３４および一方向弁の取付孔１２を介して台座の取付孔２２に螺入し、フランジ３２および一方向弁を圧縮機の台座に共締めする。
【００２２】
このような取り付け方にすることにより、配管および一方向弁の圧縮機への取り付けは１箇所で済み、従来では、圧縮機側および一方向弁の出入口側の計３回必要であった取付工程を１回に減らすことができる。
【００２３】
また、この取付状態では、一方向弁の圧縮機との接続部のシールはＯリング１４によって行われ、パイプ３１のフランジ３２とのシールはＯリング３５によって行われているため、従来、圧縮機側および一方向弁の出入口側の計３箇所に必要であったシール部分が２箇所に減り、漏れ部位を減らすことができる。
【００２４】
このようにして取り付けられた一方向弁の動作を説明すると、まず、圧縮機が停止されていて、冷媒の流れがないときには、弁体がばね１１の付勢力によって弁座５に着座されているため、冷媒通路は閉塞されている。
【００２５】
また、圧縮機が長期間停止していて出口孔４側の冷媒圧力が入口孔３側の圧力よりも大きくなった場合には、弁座５に着座されている弁体をその着座方向へさらに付勢するような形になるため、シール材９が弁座５にさらに圧接されることになり、冷媒通路はより完全に閉塞され、圧縮機側へ冷媒が逆流してしまうことがない。
【００２６】
図５は一方向弁の開弁状態を示す断面図である。
圧縮機が動作して、雄継手２の入口孔３から冷媒が圧送されてきた場合には、その冷媒圧力により弁体がばね１１の付勢力に抗して下流側に押し出され、弁体は弁座５から離間される。これにより、冷媒は、ホルダ６の脚部の間を通り、弁座５とシール材９との隙間を通って、出口孔４へ流れる。
【００２７】
このとき、弁体は、そのホルダ１０の先端部がパイプ３１に溶着されたフランジ３２の雄継手３３の端面に当接したところで、パイプ３１側への移動が規制されるため、弁体と雄継手３３との間の冷媒通路が確保され、冷媒は、その通路を通って、パイプ３１へと流れる。
【００２８】
図６は本発明の実施の形態に係る一方向弁の中央縦断面を示す図である。
この実施の形態によれば、関連技術の一方向弁のボディ１が持つ３つの機能のうち、本体機能および一方向弁を圧縮機およびパイプに取り付けるための継手機能から、フランジ機能を分離した形態をとっている。すなわち、この一方向弁のボディは、一端に雄継手２を有し、他端に出口孔４を有する筒状の形状に形成されている筒状ボディ部１ａと、この筒状ボディ部１ａを取り付けるための取付孔５１およびボルト４１を挿通させるための取付孔１２を有するフランジ部１ｂとから構成されている。
【００２９】
筒状ボディ部１ａは、取付孔５１に圧入することによってフランジと一体になっている。これにより、この一方向弁は、関連技術の一方向弁と実質的に同じ構成となる。もちろん、圧縮機への取り付けや動作も関連技術の一方向弁と同じである。
【００３０】
このように、ボディを筒状ボディ部１ａとフランジ部１ｂとで構成することにより、たとえば取付寸法の異なる圧縮機が複数種類あった場合に、関連技術の一方向弁では、その種類の数だけ取付寸法の異なるボディを作らなければならないが、この実施の形態の一方向弁では、筒状ボディ部１ａは１種類だけでよく、フランジ部１ｂのみ取付寸法に合わせて種類の数だけ作ればよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、フランジ機能および雄継手を有するボディに、雄継手からその反対側に設けた雌継手に向かう方向のみ流体の流れを許容するよう弁体を内蔵させる構成にした。これにより、ボディがコンパクトになり、一方向弁と配管接続用の台座との間のパイプが不要になるため、コストを低減することができ、設置スペースを小さくすることができる。
【００３２】
また、取り付けようとする台座とパイプの先端に取り付けられたフランジとの間に一方向弁をサンドイッチして台座にパイプのフランジとともにねじで共締めするだけでよいので、１回の取付工数で、配管接続と一方向弁の取り付けとを同時に行うことができ、取り付けコストを低減することができる。
【００３３】
さらに、ボディを筒状ボディ部とフランジ部とで構成するようにすると、それぞれの部品が単純な形状になることから加工が容易になり、部品コストを低減することができる。また、台座の取付寸法が異なるような場合には、その寸法に合ったフランジ部だけを用意し、弁体を収容した筒状ボディ部の部品は共用することができるため、顧客の多様なニーズに対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の関連技術に係る一方向弁の中央縦断面を示す図である。
【図２】  一方向弁の外観を示す側面図である。
【図３】  出口側から観た一方向弁の外観を示す図である。
【図４】  一方向弁の取付状態を示す断面図である。
【図５】  一方向弁の開弁状態を示す断面図である。
【図６】  本発明の実施の形態に係る一方向弁の中央縦断面を示す図である。
【図７】  従来の一方向弁の構成例を示す断面図である。
【図８】  一方向弁の流路内への取付状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１  ボディ
１ａ  筒状ボディ部
１ｂ  フランジ部
２  雄継手
３  入口孔
４  出口孔
５  弁座
６  ホルダ
７  ワッシャ
８  プラグ
９  シール材
１０  ホルダ
１１  ばね
１２  取付孔
１３  溝
１４  Ｏリング
２１  雌継手
２２  取付孔
３１  パイプ
３２  フランジ
３３  雄継手
３４  取付孔
３５  Ｏリング
４１  ボルト
５１  取付孔
【図１】
0003957971.tif 000002
【図２】
0003957971.tif 000003
【図３】
0003957971.tif 000004
【図４】
0003957971.tif 000005
【図５】
0003957971.tif 000006
【図６】
0003957971.tif 000007
【図７】
0003957971.tif 000008
【図８】
0003957971.tif 000009