(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エバポレータに向かう冷媒が通過する第１の通路及びエバポレータから圧縮機に向かう冷媒が通過する第２の通路を有する弁本体と、前記第１の通路中に設けられた弁孔と、前記弁孔を開閉する弁体と、前記第２の通路を流れる冷媒の温度を感知して前記弁体を駆動する感温部と、を備えた膨張弁の製造方法であって、
複数のキャビティを有する第１の金型と、その出口側に配置され、前記第２の通路を成形するためのマンドレルと、前記第１の金型の出口側に配置され、前記弁本体の外形を成形するための第２の金型と、を使用し、
前記第１の金型の入口にビレットを押し付けて前記各キヤビティからそれぞれ所定の断面形状の部材を押し出す工程と、
これらの部材を前記第２の金型によって所定の外形に成形しつつ前記マンドレルによって前記第２の通路を成形して相互に接合する工程と、
得られた長尺の部材を長手方向に直交する方向に切断して前記弁本体の素材となる部材を得る工程と、
を含むことを特徴とする膨張弁の製造方法。
【請求項２】
前記第１の金型の出口側に配置され、前記弁本体に取付用の穴を成形するためのマンドレルを使用し、前記第１の金型から押し出される部材に前記第２の通路を成形すると同時に前記取付用の穴を成形することを特徴とする請求項１記載の膨張弁の製造方法。
【請求項３】
エバポレータに向かう冷媒が通過する第１の通路、エバポレータから圧縮機に向かう冷媒が通過する第２の通路、及び取付用の穴を有する弁本体と、前記第１の通路中に設けられた弁孔と、前記弁孔を開閉する弁体と、前記第２の通路を流れる冷媒の温度を感知して前記弁体を駆動する感温部と、を備えた膨張弁の製造方法であって、
複数のキャビティを有する第１の金型と、その出口側に配置され、前記取付用の穴を成形するためのマンドレルと、前記第１の金型の出口側に配置され、前記弁本体の外形を成形するための第２の金型と、を使用し、
前記第１の金型の入口にビレットを押し付けて前記各キヤビティからそれぞれ所定の断面形状の部材を押し出す工程と、
これらの部材を前記第２の金型によって所定の外形に成形しつつ前記マンドレルによって前記取付用の穴を成形して相互に接合する工程と、
得られた長尺の部材を長手方向に直交する方向に切断して前記弁本体の素材となる部材を得る工程と、
を含むことを特徴とする膨張弁の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車両用空調装置に用いる冷凍サイクルのエバポレータを通過した冷媒の温度に対応してエバポレータへ供給する冷媒流量を調節する温度膨張弁の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９，図１０は、従来公知の膨張弁１０の概要を示す縦断面図と側面図である。なお、図９においては、内部構成は図中省略されている。この温度式膨張弁の略直方体形状の弁本体３０には、冷凍サイクルの冷媒管路１１において、コンデンサ５の冷媒出口からレシーバ６を介してエバポレータ８の冷媒入口へと向かう部分に介在される第１の通路３２と冷媒管路１１においてエバポレータ８を通過し、その冷媒出口からコンプレッサ４の冷媒入口へと向かう部分に介在される第２の通路３４とが上下に相互に離間して形成されている。
【０００３】
第１の通路３２にはレシーバ６の冷媒出口から供給された液体冷媒を断熱膨張させるための弁孔３２ａが形成されている。弁孔３２ａは弁体３０の長手方向に沿った中心線を有している。弁孔３２ａの入口には弁座が形成されていて、弁座には支持部材３２ｄにより支持され、弁部材３２ｂが圧縮コイルばねの如き付勢手段３２ｃにより支持部材３２ｄを介して付勢されている。
【０００４】
第１の通路３２はレシーバ６からの液冷媒が導入される入口ポート３２１とエバポレータ８に冷媒を供給する出口ポート３２２を有し、弁本体３０は上記入口ポート３２１と、この入口ポート３２１に連通する弁室３５を有する。弁室３５は、弁孔３２ａの中心線と同軸に形成される有底の室であり、プラグ３７によって密閉されている。
【０００５】
弁本体３０の上端には弁部材３２ｂを駆動するための感温部を構成する弁部材駆動装置３６がネジにて装着されている。弁部材駆動装置３６はダイアフラム３６ａにより内部空間を上下２つの圧力作動室３６ｂ，３６ｃに仕切られた圧力作動ハウジング３６ｄを有している。
圧力作動ハウジング３６ｄ中の下方の圧力作動室３６ｃは弁孔３２ａの中心線に対して同心的に形成された均圧孔３６ｅを介して第２の通路３４に連通されている。
【０００６】
第２の通路３４には、エバポレータ８を通過しその冷媒出口からの冷媒蒸気が流れ、第２の通路３４は気相冷媒の通路となり、その冷媒蒸気の圧力が均圧孔３６ｅを介して下方の圧力作動室３６ｃに負荷されている。均圧孔３６ｅには、第２の通路３４を貫通しダイアフラム３６ａの下面から第１の通路３２の弁孔３２ａまで延出した弁部材駆動棒３６ｆが同心的に配置されている。弁部材駆動棒３６ｆはその上端にダイアフラムの下面に当接するストッパ部３６ｆ１を有し、弁部材駆動装置３６を構成する圧力作動ハウジング３６ｄの下方の圧力作動室３６ｃの内部表面及び弁本体３０における第１の通路３２と第２の通路３４との隔壁により上下方向に摺動自在に支持されていて、その下端を弁部材３２ｂに当接させている。なお上記隔壁における弁部材駆動棒摺動案内孔に対応した弁部材駆動棒３６ｆの外周面の領域には第１の通路３２と第２の通路３４との間の冷媒の漏れを防止する密封部材３６ｇが装着されている。
【０００７】
圧力作動ハウジング３６ｄの上方の圧力作動室３６ｂ中には公知のダイアフラム駆動用の感温ガスが充填されていて、感温ガスには第２の通路３４や第２の通路３４に連通されている均圧孔３６ｅに露出された感温棒となる弁部材駆動棒３６ｆさらにダイアフラム３６ａを介して第２の通路３４を流れているエバポレータ８の冷媒出口からの冷媒蒸気の温度が伝達される。なお、３６ｈは感温ガス封入用のチューブであり、封入後閉塞されている。
【０００８】
上方の圧力作動室３６ｂ中のダイアフラム駆動流体は上記伝達された熱に対応してガス化し圧力をダイアフラム３６ａの上面に負荷する、ダイアフラム３６ａは上記上面に負荷されたダイアフラム駆動ガスの圧力とダイアフラム３６ａの下面に負荷された圧力との差により上下に変化する。
ダイアフラム３６ａの上下への変位は弁部材駆動棒３６ｆを介して弁部材３２ｂに伝達され弁部材３２ｂを弁孔３２ａの弁座に対して接近または離間させる。この結果、弁孔３２ａを流れる冷媒流量が制御されることとなる。
【０００９】
図１０に示すように、弁本体３０には、２つのボルト穴５０が設けてあり、このボルト穴５０を利用して膨張弁と相手部材との取付を行なう。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような構造を持つ膨張弁の弁本体３０は、アルミ合金を押出し成形し、機械加工を施して製品としている。第１の通路３２には、これに連通して弁本体にオリフィス、弁室等を加工する必要が生じるが、第２の通路３４はエバポレータ８からコンプレッサ４に戻る気相の冷媒が通過する機能を備えるだけでよい。したがって、第２の通路は、ストレートの貫通穴に加工されればよい。また、２個のボルト穴５０も、単にボルトが貫通する機能を備えればよい。本発明は以上の点に着目し、弁本体を中空押出し成形加工により製造する膨張弁の製造方法を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明による膨張弁の製造方法は、エバポレータに向かう冷媒が通過する第１の通路及びエバポレータから圧縮機に向かう冷媒が通過する第２の通路を有する弁本体と、前記第１の通路中に設けられた弁孔と、前記弁孔を開閉する弁体と、前記第２の通路を流れる冷媒の温度を感知して前記弁体を駆動する感温部と、を備えた膨張弁の製造方法であって、複数のキャビティを有する第１の金型と、その出口側に配置され、前記第２の通路を成形するためのマンドレルと、前記第１の金型の出口側に配置され、前記弁本体の外形を成形するための第２の金型と、を使用し、前記第１の金型の入口にビレットを押し付けて前記各キヤビティからそれぞれ所定の断面形状の部材を押し出す工程と、これらの部材を前記第２の金型によって所定の外形に成形しつつ前記マンドレルによって前記第２の通路を成形して相互に接合する工程と、得られた長尺の部材を長手方向に直交する方向に切断して前記弁本体の素材となる部材を得る工程と、を含むことを特徴とする。
【００１２】
さらに、前記の膨張弁の製造方法において、前記第１の金型の出口側に配置され、前記弁本体に取付用の穴を成形するためのマンドレルを使用し、前記第１の金型から押し出される部材に前記第２の通路を成形すると同時に前記取付用の穴を成形することを特徴とする。
【００１３】
さらにまた本発明による膨張弁の製造方法は、エバポレータに向かう冷媒が通過する第１の通路、エバポレータから圧縮機に向かう冷媒が通過する第２の通路、及び取付用の穴を有する弁本体と、前記第１の通路中に設けられた弁孔と、前記弁孔を開閉する弁体と、前記第２の通路を流れる冷媒の温度を感知して前記弁体を駆動する感温部と、を備えた膨張弁の製造方法であって、複数のキャビティを有する第１の金型と、その出口側に配置され、前記取付用の穴を成形するためのマンドレルと、前記第１の金型の出口側に配置され、前記弁本体の外形を成形するための第２の金型と、を使用し、前記第１の金型の入口にビレットを押し付けて前記各キヤビティからそれぞれ所定の断面形状の部材を押し出す工程と、これらの部材を前記第２の金型によって所定の外形に成形しつつ前記マンドレルによって前記取付用の穴を成形して相互に接合する工程と、得られた長尺の部材を長手方向に直交する方向に切断して前記弁本体の素材となる部材を得る工程と、を含むことを特徴とする。
【００１４】
かくの如く構成された本発明に係る膨張弁の製造方法においては、弁本体は、中空押出し加工によって上記第２の通路又は取付用の穴、或いは第２の通路及び取付用の穴を形成して構成されるので、上記第２の通路又は取付用の穴のいずれか又は両方は穴加工によらず、弁本体と同時に加工することができ、加工の工程を簡略化することができる。また、第１の金型、第２の金型及びマンドレルを使用して中空押出し加工によって得られた長尺の部材を長手方向に直交する方向に切断することにより、切出しという簡単な工程にて弁本体の素材となる複数の部材を得ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る膨張弁の一実施の形態を示す縦断面図であり、構成及び動作は図９の膨張弁と同じであり、図１では第２の通路３４１が図９における第２の通路３４と異なり中空押出し成形加工によって形成されている点に特徴がある。したがって、弁本体は、中空押出し加工によって第２の通路と２個のボルト穴を成形して構成されているのである。なお、図１に示す膨張弁の実施の形態においては、第２の通路については、成形後エバポレータを通過した冷媒の入口の近傍及びコンプレッサに向う冷媒の出力の近傍は機械加工によって所定の加工が施される。
【００１６】
かかる本発明に係る弁本体の製造装置の概略説明図を図２に示す。図３は、図２のＡ−Ａ断面図、図４は中空押出し成形の説明図、図５は成形された弁本体素材の斜視図である。
中空押出し成形機１００は、アルミ合金材のビレット２００を押し出すピストン１１０を有する。
ビレット２００を挾んでピストン１１０に対向して配設される第１の成形金型１２０は、押しだされるビレットを分離するためのキャビティ１２２，１２４，１２６を有する。図示の装置にあっては、３個のキャビティ１２２，１２４，１２６が設けてあるが、成形品の形状に応じて適宜の形状と数の流入口が用いられる。
【００１７】
第１の金型１２０の出口側には、成形部材の流出口とともに弁本体に貫通穴を成形するためのマンドレル１３０，１３２が設けられる。マンドレル１３０は、弁本体３０の第２の通路を成形するためのものであり、２本のマンドレル１３２は２つのボルト穴を成形するためのものである。第１の金型１２０の出口側に配設される第２の金型１５０及び１５４は、製品の外形形状を成形するためのものである。
【００１８】
図４，図５は、第１の金型１２０のキャビティから押し出された部材の状態を示す説明図であって、３個の要素２０２，２０４，２０６はキャビティの形状に対応する形状に押し出される。そして、この要素２０２，２０４，２０６の外形は、第２の金型１５０の開口部１５２により内側に向けて絞られると、マンドレル１３０，１３２により貫通穴が形成される。第２の金型１５０を出た部材２２０は、３個の要素がウルディングラインＷＬにより金属的に接合した状態となり、一体化される。
【００１９】
以上のように中空押出し加工された弁本体素材２２０は、第２の通路に相当する大径の貫通穴２３０と、２本のボルト穴に相当する小径の貫通穴２３２を有する長尺の部材となる。
この長尺の部材を切断装置により切断線ＣＬにより切り離し、弁本体の素材を得ることができる。
以上のように、中空押出し成形にあっては、第２の金型の形状を変更することによって、製品の外形形状も適宜に変更することができる。
【００２０】
そこで、図６に示す本発明の他の実施の形態のように、本発明に係る膨張弁の弁本体の素材３２０の下部の形状３２０ａを幅寸法が狭くなる形状とし、より小型化を図ることもできる。この素材３４０にあっても第２の通路となる大径の貫通穴２３０とボルト穴となる２個の小径穴２３２の寸法と、配設位置は図１の実施形態と同様である。
【００２１】
以上の実施の形態においては、エバポレータからコンプレッサに向う冷媒が流れる通路に相当する第２の通路とボルト穴を中空押出し加工によって成形する場合について説明したが、本発明はこれに限らずボルト穴あるいは上記第２の通路のいずれかを中空押出し加工によって形成することができるのは勿論である。
【００２２】
さらに本発明にあっては、上記ボルト穴を中空押出し加工によって形成する場合、前述の貫通孔に限らず、弁本体の両側部に溝形状としてボルト穴を形成することもできる。即ち、図７は本発明の更に他の実施の形態を示す側面図であり、ボルト穴を弁本体の両側部に設けられた溝として形成した場合を示している。図７において弁本体は、その下部が図６に示すように幅寸法を狭く構成された形状を示しており、その構成及び動作は図１に示す膨張弁と同一であり、図１とはボルト穴として弁本体３０の両側部３０ａに中空押出し加工によって形成された溝５１が構成されている点に特徴がある。なお、溝５１は第２の通路３４１と同時に形成あるいは両者のいずれかのみ形成してもよいのは勿論である。
【００２３】
図８は、本発明に係る膨張弁の更に他の実施の形態を示す縦断面図であり、この種ボックス型膨張弁の基本的構成は、特公平５−７１８６０号公報に開示されている。図において、弁本体を構成するブロックケース３００には、図示しないコンデンサから流入する液冷媒の入口２２２、図示しないエバポレータに冷媒を供給する出口２２６、エバポレータを通過し、熱交換によりガス状になった冷媒の通路２２８の入口３０３及びコンプレッサに戻る冷媒ガスの出口３０４を有している。なお、図中に示した矢印は冷媒の流れの方向を示す。
【００２４】
本実施の形態ではブロックケース３００は、中空押出し加工によって入口３０３と出口３０４との間を連通する通路２２９を形成して構成されている。なお、出口３０４の端面は通路２２９を形成後、所定の機械加工が施されている。
【００２５】
また、ブロックケース３００の材質は、例えばアルミ合金を用いている。プラグ２８０は、膨張弁の動作を行なうバルブユニット２５０をブロックケース３００内に収納するために設けた有底穴３０６をＯリング３０７によりシールするための蓋である。バルブユニット２５０は、上記弁部材駆動装置に相当するパワーエレメント部２６０、テーパー部２６６を有する弁体２６４及びバイアスバネ２７０から成る。パワーエレメント部２６０は、通路２２９内に配設されパワーエレメントケース３１１と底板３１５とから形成される感温部に活性炭３１２を封入し、更に後に封止される細管３１４を通じて冷凍サイクル内の冷媒と同じ又は同一の性質を示す冷媒が感温用ガスとして封入される。活性炭の量を加減し、かつ活性炭を冷媒流路内に置くために底板３１５の中央部に設けられた気体導通口３１８が活性炭でふさがれないようにするため金網３１３を配置している。更に底板３１５とダイアフラム受け３１７の中間にダイアフラム２６２を配置してその周縁部をパワーエレメントケース及びダイアフラム受け３１７の周縁部と共にダイアフラム受け３１７を用いてかしめかつ半田により気密にシールする。
【００２６】
なお、ダイアフラム２６２には、材質として例えばステンレスを用いている。ダイアフラム２６２はその周縁に近い部分に波を設け、パワーエレメント内の圧力の変化に応じて所定の撓みが得られるようにした。ダイアフラムの撓みδはパワーエレメント内の圧力ＰBと均圧孔３１９を通じてダイアフラム３１６の下面にかかる圧力ＰL（このＰLは冷媒ガスの入口２２８から冷媒ガスの出口３０４に向かう冷媒の圧力である）との差圧△Ｐで決まり、δと△Ｐから弁体を下に押す力Ｆ1が定まる。
【００２７】
ダイアフラムの上方への変形を制限するために底板３１５が設けられている。また下方への変形制限のためストッパー３２０が設けられる。ダイアフラムの弁体を押す力Ｆ1はストッパー３２０、カラー３２１を経由して弁体２６４に伝えられる。
【００２８】
カラー３２１を設けたのはダイアフラム下部の均圧室に液冷媒入口２２２から流入する高圧液冷媒の影響が及ばないようにするベローシール３２２を弁体２６４に固定するためである。一体化したカラー３２１、ベローシール３２２及び弁体はボディ２５２の中央中空部に配置されスライド可能となっている。ボディ２５２には上記中央中空部と交叉しかつ液冷媒入口２２２と連通する高圧液流入口が設けられている。またボディ２５２の下部は前記中央中空部よりも大きい径をもつ下部中空部２５６を有し中央中空部の下部が弁ポート２５４を形成する。下部中空内にバイアスコイルバネ２７０が配置され、バイアスバネ力は調節ねじ３２５により調節される。
【００２９】
上記パワーエレメント部２６０の活性炭３１２の封入部がパワーエレメントケース３１１を経由して冷媒ガスの入口３０３から冷媒バスの出口３０４に流れる冷媒の温度を感知する。この温度が冷媒の過熱蒸気温度に相当しこの温度にあたる圧力が吸着平衡によってパワーエレメント内の圧力ＰＢとなる。一方ＰB−ＰL＝△Ｐ及びダイアフラムの撓みδに関係するＦ1が弁体を押す力となるのでそれのバイアス及び弁の形状によって決まる流体力によって弁開度が定まる。
このようにして、液冷媒入口２２２から冷媒出口２２６に向かう冷媒流量を制御する。
【００３０】
【発明の効果】
本発明に係る膨張弁の製造方法は以上のように、略角柱状の外形を有する膨張弁の弁本体を押出し加工材の素材から形成するものである。膨張弁の弁本体は、エバポレータを通過しコンプレッサに向う冷媒が通過するストレートな穴と、その穴に平行に設けられる２個のボルト穴を備える。そこで、本発明では中空押出し加工手段によって、これらの穴を一体に形成するので、従来の製造方法で採用していたような弁本体の成形加工後の機械加工の工程を省略して、製造工程全体を簡略化することができる。この構成によって、例えば弁本体の素材として用いるアルミ材料も節約でき、コストの安い膨張弁を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る膨張弁の一実施の形態を示す縦断面図。
【図２】本発明による膨張弁本体の製造装置の概略説明図。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図。
【図４】中空押出し加工を示す説明図。
【図５】中空押出し加工により形成された素材の斜視図。
【図６】本発明に係る膨張弁の他の実施の形態を示す側面図。
【図７】本発明に係る膨張弁のさらに他の実施の形態を示す側面図。
【図８】本発明に係る膨張弁のさらに他の実施の形態に示す縦断面図。
【図９】従来の膨張弁を説明する縦断面図。
【図１０】図９に示す膨張弁の側面図。
【符号の説明】
１０  膨張弁
３０  膨張弁本体
３２  第１の通路
３４  第２の通路
５０  ボルト穴
１１０  ピストン
１２０  第１の金型
１３０，１３２  マンドレル
１５０  第２の金型
２００  中空押出し加工された膨張弁本体素材
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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