(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エバポレータの入口側タンクと出口側タンクとの間のスペースに一体に溶接してなる弁ケースに装着するようにした膨張弁において、
前記出口側タンク内の冷媒の温度および圧力を感知する感温部と、
前記出口側タンク内の冷媒を導入するための前記感温部の部屋を構成する部分、冷媒が導入または導出される第１の部屋を構成する部分および冷媒が導出または導入される第２の部屋を構成する部分が段階的に順次縮径された外形のハウジングを有する弁部と、
前記ハウジングの順次縮径された段差部に配置される第１のシールリング、第２のシールリングおよび第３のシールリングと前記第１のシールリングと前記第２のシールリングとの間および前記第２のシールリングと前記第３のシールリングとの間を相互に接続する接続部とが一体に成形されているシール部材と、
を備えていることを特徴とする膨張弁。
【請求項２】
前記シール部材は、前記第１ないし第３のシールリングの少なくとも１つの内径をそれが装着される場所の前記ハウジングの外径よりも小さくしてあることを特徴とする請求項１記載の膨張弁。
【請求項３】
前記シール部材は、前記第１のシールリングから外側に広がるように一体に形成された電気的絶縁性のある薄膜状のパッキンを有していることを特徴とする請求項２記載の膨張弁。
【請求項４】
前記シール部材は、前記パッキンの外周縁にビードを有していることを特徴とする請求項３記載の膨張弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は膨張弁に関し、特に自動車用エアコンシステムの冷凍サイクルの中で高温・高圧の液冷媒を断熱膨張させて低温・低圧の気液混合冷媒にするとともにエバポレータ出口での冷媒の状態が所定の過熱度になるように冷媒流量を制御する膨張弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車エアコンシステムでは、コンプレッサによって圧縮された高温・高圧のガス冷媒をラジエータで凝縮し、凝縮された液冷媒を膨張弁で断熱膨張させることで低温・低圧の冷媒にし、それをエバポレータにて蒸発させてコンプレッサに戻すような冷凍サイクルが形成されている。低温の冷媒が供給されるエバポレータは、車室内の空気と熱交換を行うことで、冷房が行われる。
【０００３】
膨張弁は、エバポレータ出口側の冷媒の温度および圧力の変化を感知して内部が昇降圧する感温部と、その感温部の昇降圧に基づいてエバポレータ入口側に供給される冷媒の流量を制御する弁部とから構成されている。この弁部は、高圧冷媒を受ける冷媒入口と低圧冷媒を供給する冷媒出口とを連通する冷媒通路の途中にその冷媒通路を遮るように設けられた壁に穿設された弁孔と、この弁孔に対向して接離可能に設けられた弁体とから成っている。弁体は、弁孔を塞ぐ方向にばねによって付勢され、また、感温部によりシャフトを介して駆動されることで弁開度を制御するようになっている。
【０００４】
このような膨張弁は、エバポレータの入口配管と出口配管とに取り付けられるが、膨張弁とエバポレータとの配管作業は、非常に繁雑であることから、膨張弁をエバポレータと一体に構成して配管作業を軽減することが提案されている。
【０００５】
その一例として、特開昭６３−８０１６９号公報に記載された膨張弁付きのエバポレータが知られている。このエバポレータによれば、冷媒流通路と空気流通空間とが交互に形成されるように複数のプレートを積層し、積層されたプレートの冷媒流れ方向両端部には、複数の冷媒流通路をグループ別に集合させるタンクが形成され、これらのタンクを適当に接続して一続きの冷媒流れを成すようにしている。タンク内には、高圧の液冷媒を導入する高圧配管およびエバポレータ出口配管を構成する低圧配管が接続された膨張弁用パイプが設けられ、その膨張弁用パイプの一端がエバポレータの外に延びていて、そこから膨張弁用パイプに膨張弁を構成するシリンダブロックを挿入するようにしている。このシリンダブロックには、高圧の液冷媒を断熱膨張させる弁部とエバポレータ出口の冷媒の温度および圧力を感知して弁部の弁体を制御する制御部とを備えている。
【０００６】
膨張弁用パイプは、その側壁に、断熱膨張された冷媒をエバポレータ入口に供給するための孔およびエバポレータ出口の冷媒を通過させるための孔が設けられており、これらの孔に連通するシリンダブロックの冷媒流通路は、膨張弁用パイプとシリンダブロックとの間に配置されるシールリングによってシールされている。
【０００７】
また、本願出願人は、特願２０００−２１９７４４号明細書にて、エバポレータの入口側配管の途中に外側に向かって拡開形成されていて大径部が大気に開放している弁ケースに挿入して固定するようにした膨張弁を提案している。このような膨張弁は、冷媒の温度および圧力を感知するダイヤフラムをアッパーハウジングおよびロアハウジングで挾持して、このダイヤフラムの両面側に部屋を構成するようにしたダイヤフラム式の感温部を備えている。弁ケースはエバポレータおよび配管と同じアルミニウムで一体に形成され、感温部のハウジングはステンレスによって形成されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の膨張弁は、中実の円柱体を切削加工してその中に弁体やそれを駆動する感温部などを収容する構成にしてあるため、シールリングを取り付けた状態で膨張弁を膨張弁用パイプに挿入するときに、膨張弁用パイプに設けられた孔がシールリングを破断させる危険性があり、膨張弁の組立性が悪いという問題点があった。
【０００９】
また、大気に開放している側から弁ケースに挿入して固定されるようにした膨張弁では、感温部のハウジングの外周部を弁ケースの大径外周部に緊密に密着して固定されるが、この部分は大気に曝されている部分であり、感温部のハウジングのステンレスと弁ケースのアルミニウムとは電位差（標準電極電位）が大きいことから、それらの金属間に水分が介在すると、異種金属接触腐食現象が発生し、アルミニウム製の弁ケースを腐食させてしまうという問題点があった。
【００１０】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、シールリングを取り付けた状態での組立性が良く、さらに弁ケースに装着したときに異種金属接触腐食現象が発生しない膨張弁を提供することを目的とする。
【００１１】
【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、エバポレータの入口側タンクと出口側タンクとの間のスペースに一体に溶接してなる弁ケースに装着するようにした膨張弁において、前記出口側タンク内の冷媒の温度および圧力を感知する感温部と、前記出口側タンク内の冷媒を導入するための前記感温部の部屋を構成する部分、冷媒が導入または導出される第１の部屋を構成する部分および冷媒が導出または導入される第２の部屋を構成する部分が段階的に順次縮径された外形のハウジングを有する弁部と、前記ハウジングの順次縮径された段差部に配置される第１のシールリング、第２のシールリングおよび第３のシールリングと前記第１のシールリングと前記第２のシールリングとの間および前記第２のシールリングと前記第３のシールリングとの間を相互に接続する接続部とが一体に成形されているシール部材と、を備えていることを特徴とする膨張弁が提供される。
【００１２】
このような膨張弁によれば、第１ないし第３のシールリングが一体に形成されたシール部材を有しているので、弁部へのシール部材の装着を一度で済ますことができ、しかも弁部へ装着した第１ないし第３のシールリングが独立している場合には、膨張弁の弁ケースへの挿入方向に縮径されていることによって、脱落し易くなっているが、これらが一体に形成されていることで、脱落しにくく、シールリングを取り付けた状態での組立性を向上させている。
【００１３】
また、本発明では、シール部材は、第１のシールリングから外側に広がるように一体に形成された電気的絶縁性のある薄膜状のパッキンを有している。これにより、弁ケースに装着したときに、感温部のロアハウジングと弁ケースとの間にパッキンが介在されるため、これらの間に水分が介在しても電位差は発生せず、異種金属接触腐食現象が発生しないため、弁ケースが腐食してしまうことがなくなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明による膨張弁とエバポレータとの関係を示す分解説明図、図２はシール部材の平面図、図３は本発明による膨張弁をエバポレータに装着した状態を示す正面図、図４は固定金具の一例を示す図であって、（Ａ）は固定金具の側面を示し、（Ｂ）は固定金具の平面を示している。
【００１５】
本発明による膨張弁１は、一体に形成された感温部２および弁部３と、シール部材４とから構成されている。感温部２は、ダイヤフラム５によって仕切られたガス充填室６と冷媒導入室７とを有している。ガス充填室６には、冷媒と同じガスが充填されており、冷媒導入室７は、開口部８を有し、この開口部８を介し冷媒を導入してダイヤフラム５が冷媒の温度および圧力を感知することができるようにしている。
【００１６】
この感温部２の下には、第１の部屋９および第２の部屋１０が設けられている。第１の部屋９には、高温・高圧の液冷媒を導入するための開口部１１が設けられ、第２の部屋１０は、下部が開放されていて、弁部３を通過することにより低温・低圧となった冷媒を導出する開口部１２になっている。
【００１７】
感温部２のロアハウジングおよび弁部３のハウジングは一体に形成され、これに感温部２のアッパーハウジングが溶着されている。一体に形成された感温部２のロアハウジングおよび弁部３のハウジングは、感温部２の冷媒導入室７、弁部３の第１の部屋９および第２の部屋１０をなす部分に段差部を設けて、冷媒導入室７、弁部３の第１の部屋９および第２の部屋１０が段階的に順次縮径された外形を有している。それらの段差部にはシール部材４が嵌め込まれる。
【００１８】
シール部材４は、図２にもその平面図で示したように、３つのＯリング１３，１４，１５とこれらを相互に接続する複数の細い接続部１６とからなり、これらは一体に成形されている。Ｏリング１３，１４，１５は、冷媒導入室７、弁部３の第１の部屋９および第２の部屋１０をなすハウジングの外径に応じた内径を有している。好ましくは、Ｏリング１３，１４，１５の少なくとも１つの内径を装着される場所のハウジングの外径よりも若干小さくしておくとよい。これにより、シール部材４をハウジングの段差部に嵌め込んだときに、シール部材４が弁部から脱落しなくなる。また、３つのＯリング１３，１４，１５が接続部１６で繋がっていることにより、弁部３への装着を同時に行うことができる。
【００１９】
このような膨張弁１は、エバポレータ２１の外側に一体に形成された浅底の弁ケース２２に挿入し、固定金具２３で固定して装着される。
エバポレータ２１は、冷媒流通路および空気流通路を交互に複数配置した平板状の熱交換パネルを２枚並べ、さらにこれらに別の２枚の熱交換パネルを重ねるように配置して一体にしたような構成を有し、各熱交換パネルの流体流れ方向の両端にはそれぞれタンクを設けて冷媒流通路を集合させ、かつ隣接するパネルのタンクを連通させて、冷媒が各熱交換パネルを順次流れるようになっている。
【００２０】
図示のエバポレータ２１は、膨張弁１からの冷媒を受ける入口側タンク２４と蒸発された冷媒が出て行く出口側タンク２５とが隣接して平行に配置された場合を示しており、入口側タンク２４と出口側タンク２５との間のスペースに膨張弁１を装着する弁ケース２２が取り付けられている。
【００２１】
弁ケース２２は、図の上方に向かって拡開形成された形状を有し、その側壁には、コンデンサにて凝縮された高圧の液冷媒を受ける冷媒入口配管２６が接続されている。エバポレータ２１の冷媒出口配管２７は、出口側タンク２５に直接接続されている。
【００２２】
エバポレータ２１は、その入口側タンク２４の内側側面に冷媒導入用開口部２８が設けられ、出口側タンク２５の内側側面には冷媒感知用開口部２９が設けられている。弁ケース２２は、入口側タンク２４の冷媒導入用開口部２８と整合する位置に膨張弁１によって断熱膨張された低温・低圧の冷媒を供給する冷媒導出用開口部３０を有し、出口側タンク２５の冷媒感知用開口部２９と整合する位置にエバポレータ２１から出て行く冷媒の温度および圧力を感知できるようにした冷媒感知用開口部３１を有している。弁ケース２２は、また、図示はしないが冷媒入口配管２６が接続されている部分に高圧の液冷媒を導入する冷媒導入用開口部を有している。
【００２３】
なお、弁ケース２２は、エバポレータ２１を構成するプレートを炉内で溶着させるときに同時にエバポレータ２１に溶着され一体化される。
このような弁ケース２２に膨張弁１を挿入し、これらは固定金具２３で固定される。この固定金具２３は、たとえば略Ｕ字状に形成した弾性ストリップの対向側面にスリット状の開口部３２を有する。弁ケース２２に膨張弁１を挿入した状態で、感温部の全周溶接部と弁ケース２２のフランジ部とが重なり合っている部分に固定金具２３を横から押し込むことにより、その重なり合っている部分がスリット状の開口部３２に嵌まり込み、これによって膨張弁１と弁ケース２２とが固定される。
【００２４】
図５はシール部材の別の形態を示す平面図、図６は図５のａ−ａ矢視断面図、図７は膨張弁をエバポレータに装着した状態を示す要部縦断面図である。これらの図において、図１ないし図４に示した構成要素と同じ要素については同じ符号を付してある。
【００２５】
このシール部材４ａは、３つのＯリング１３，１４，１５と、これらを相互に接続する複数の接続部１６と、外側のＯリング１３から上方に広がるように形成された薄膜状のパッキン３３とからなり、このパッキン３３の外周縁にはビード３４が設けられている。これらＯリング１３，１４，１５、接続部１６、パッキン３３およびビード３４は、ゴムのような非導電性で可撓性のある材料によって一体に成形されている。
【００２６】
膨張弁１を弁ケース２２に挿入し、これらを固定金具２３で固定すると、図７に示したように、感温部２の外周溶接部と弁ケース２２のフランジ部との間にパッキンが介在している。これにより、大気に曝されている部分である膨張弁１のハウジングと弁ケース２２とがパッキン３３によって電気的に絶縁されている。ここで、膨張弁１のハウジングはステンレス製、弁ケース２２はアルミニウム製でできているが、これらの異種金属間に水分が介在したとしても、これらはパッキン３３で電気的に絶縁されているため、電位差が発生することがなく、異種金属接触腐食現象が発生してアルミニウム製の弁ケースを腐食させてしまうことがなくなる。
【００２７】
また、アルミニウム製の弁ケース２２は、固定金具２３とも接触するが、この固定金具２３には、アルミニウムとの電位差の少ないクロムをめっきすることで、弁ケース２２に対する電食が少なくなるようにしている。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、弁ケースに取り付けたときに、膨張弁として必要な感温部の部屋と、冷媒が導入または導出される第１の部屋と、冷媒が導出または導入される第２の部屋とに連通する冷媒通路を隔離するために必要な３つのシールリングを連結して一体に成形する構成にした。これにより、シールリングが装着される弁部のハウジングが弁ケースへの挿入方向に縮径されていることによって、独立したシールリングでは、挿入時に脱落し易かったが、これらが一体に形成されていることで、脱落しにくくなり、また、弁部への装着も３つのシールリングを一括してできることから、シールリングを取り付けた状態での組立性を向上させている。
【００２９】
また、本発明では、感温部のロアハウジングに設けられるシールリングから外側に広がるように一体に形成された電気的絶縁性のある薄膜状のパッキンを有している。これにより、弁ケースに装着したときに、感温部のロアハウジングと弁ケースとの間をパッキンが電気的に絶縁するため、これらの間に水分が介在しても異種金属接触腐食現象が発生しないため、弁ケースが腐食してしまうことがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による膨張弁とエバポレータとの関係を示す分解説明図である。
【図２】シール部材の平面図である。
【図３】本発明による膨張弁をエバポレータに装着した状態を示す正面図である。
【図４】固定金具の一例を示す図であって、（Ａ）は固定金具の側面を示し、（Ｂ）は固定金具の平面を示している。
【図５】シール部材の別の形態を示す平面図である。
【図６】図５のａ−ａ矢視断面図である。
【図７】膨張弁をエバポレータに装着した状態を示す要部縦断面図である。
【符号の説明】
１  膨張弁
２  感温部
３  弁部
４，４ａ  シール部材
５  ダイヤフラム
６  ガス充填室
７  冷媒導入室
８  開口部
９  第１の部屋
１０  第２の部屋
１１  開口部
１２  開口部
１３，１４，１５  Ｏリング
１６  接続部
２１  エバポレータ
２２  弁ケース
２３  固定金具
２４  入口側タンク
２５  出口側タンク
２６  冷媒入口配管
２７  冷媒出口配管
２８  冷媒導入用開口部
２９  冷媒感知用開口部
３０  冷媒導出用開口部
３１  冷媒感知用開口部
３２  開口部
３３  パッキン
３４  ビード
【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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