(57)【要約】【課題】密閉された空間の中に配置された膨張弁の接続部分の漏れ検査を行う。【解決手段】蒸発器１の冷媒出口を圧縮機へ向かう戻り低圧配管９に収容され、その戻り低圧配管９の中で高圧継手部にて高圧配管８と接続され、低圧継手部にて蒸発器入口と接続される構成において、高圧継手部および低圧継手部の漏れ検査を、（Ａ）高圧配管８から置換ガスを充填していって高圧配管８から戻り低圧配管９までの容器内の空気を置換ガスで置換し、（Ｂ）高圧配管８から蒸発器１を通過していかない程度の所定量の検査ガスを充填し、（Ｃ）所定時間経過後に高圧継手部および低圧継手部漏れてきた検査ガスの漏れを漏れ検査装置３７で検出することによって行う。【選択図】図３
2009133795.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発器出口と圧縮機の入口との間に接続される戻り低圧配管の中に組み込まれた膨張弁の冷媒入口と高圧配管とが接続されている高圧継手部および前記膨張弁の冷媒出口と蒸発器入口またはこの蒸発器入口に通じる低圧配管とが接続されている低圧継手部における漏れを検査する組み込み膨張弁の漏れ検査方法において、
前記高圧配管から前記膨張弁および蒸発器を介して前記戻り低圧配管に至る容器内の空気を漏れ検査装置に反応しない置換ガスで置換するステップと、
前記高圧配管および前記戻り低圧配管の一方から前記置換ガスよりも軽い検査ガスを前記蒸発器を通過していかない程度の所定量だけ充填するステップと、
前記高圧配管および前記戻り低圧配管の他方に設置された前記漏れ検査装置が前記高圧継手部および前記低圧継手部を漏れてきた前記検査ガスの漏れを検出するステップと、
を有する組み込み膨張弁の漏れ検査方法。
【請求項２】
前記容器内の空気を前記置換ガスで置換するステップは、前記高圧配管および前記戻り低圧配管の一方から前記置換ガスを加圧しながら充填して中の空気を大気に押し出すことによって実施するようにした請求項１記載の組み込み膨張弁の漏れ検査方法。
【請求項３】
前記容器内の空気を前記置換ガスで置換するステップは、前記容器内を真空引きしてから前記高圧配管および前記戻り低圧配管の一方から前記置換ガスを充填することによって実施するようにした請求項１記載の組み込み膨張弁の漏れ検査方法。
【請求項４】
前記置換ガスは、窒素ガスまたはアルゴンガスとした請求項１記載の組み込み膨張弁の漏れ検査方法。
【請求項５】
前記検査ガスは、ヘリウムガスとした請求項１記載の組み込み膨張弁の漏れ検査方法。
【請求項６】
前記検査ガスの漏れを検出するステップは、前記検査ガスを充填するステップの実施の後、所定時間経過後に、実施するようにした請求項１記載の組み込み膨張弁の漏れ検査方法。
【請求項７】
前記漏れ検査装置は、そのガス採取口が前記蒸発器、前記高圧継手部および前記低圧継手部より重力方向上方になるように保持されている請求項１記載の組み込み膨張弁の漏れ検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は組み込み膨張弁の漏れ検査方法に関し、特に自動車用空調装置における膨張弁が蒸発器出口に連通するケースの中に組み込まれた状態で冷媒入口を高圧配管に接続し、冷媒出口を蒸発器入口配管に接続するように構成される、組み込み膨張弁の漏れ検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用空調装置の冷凍サイクルは、一般に、循環する冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器と、冷凍サイクル内の冷媒を溜めるとともに凝縮された冷媒を気液に分離する受液器と、分離された液冷媒を絞り膨張させる膨張弁と、膨張弁で膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器とを備えている。膨張弁としては、蒸発器の出口における冷媒の温度および圧力を感知してその蒸発器出口における冷媒の蒸発状態が適度な過熱度を持つように蒸発器に送り出す冷媒の流量を制御するようにした温度式の膨張弁が用いられている（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この温度式の膨張弁は、液冷媒を絞り膨張させるとともにその液冷媒の流量を制御する弁部と、圧縮機へ向かう蒸発器の出口における冷媒の温度および圧力を感知して弁部を制御するパワーエレメントとを有している。弁部は、直方体のブロックに内蔵され、このブロックには、受液器からの高圧配管が接続される冷媒入口、膨張された冷媒を蒸発器へ送り出す低圧配管が接続される冷媒出口、蒸発器出口からの戻り低圧配管が接続される戻り冷媒入口および圧縮機の入口へ向かう戻り低圧配管が接続される戻り冷媒出口を有しており、ブロックが４つの配管の継手を構成している。ブロックに設けられたこれら冷媒入口、冷媒出口、戻り冷媒入口および戻り冷媒出口には、各配管がシール部材とともに挿入されて固定されている。
【０００４】
このようにして組み立てられた膨張弁は、シール部材によるシール部分に冷媒漏れがないかどうかの検査が行われる。この漏れ検査は、たとえば、戻り低圧配管の圧縮機の入口へ接続される側を閉止して密閉容器とし、高圧配管から密閉容器内側に検査ガスを圧入したときに、漏れ検査部位の外側にて検査ガスが検出されるかどうかによって行われている。これは、密閉容器の漏れ部位からの漏れを密閉容器の外側にて検出するものであることから、漏れ部位が大気に露出されているような密閉容器にのみ適用することができる漏れ検査方法である。
【０００５】
これに対して、外部へ漏れる可能性のある部位を低減させた膨張弁の装着構造が本出願人により提案されている（特願２００６−２７７２６５）。この膨張弁の装着構造によれば、膨張弁を蒸発器への戻り低圧配管の継手部分の中に組み込むようにしてある。すなわち、この膨張弁の装着構造では、蒸発器出口に接続される戻り低圧配管内に膨張弁を収容し、この戻り低圧配管の中において、膨張弁の冷媒入口と高圧配管との接続および膨張弁の冷媒出口と蒸発器入口との接続を行うようにしている。これにより、膨張弁および蒸発器の配管継手の部分において、外部漏れの可能性のある部位は、蒸発器出口と戻り低圧配管との接続部分だけに低減されている。膨張弁の冷媒入口と高圧配管との接続部分および膨張弁の冷媒出口と蒸発器入口との接続部分に関しては、外部に露出されていないので、たとえ漏れがあったとしても、漏れ出す先は戻り低圧配管の中であり、冷凍サイクル内での漏れであるので、大気のような外部に冷媒が漏れてしまうということがない。
【特許文献１】特開平１１−３２５６６１号公報（図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、膨張弁が戻り低圧配管の中に配置され、その中で、膨張弁が高圧配管および蒸発器に接続されている構成であって、それらの接続部分が密閉された空間の内部にあることから、その接続部分の漏れ検査に関して、圧入された検査ガスが大気に漏れてくるのを検出するといった検査方法は採用できないという問題点があった。
【０００７】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、密閉された空間の中に配置された膨張弁の接続部分の漏れ検査を可能にする組み込み膨張弁の漏れ検査方法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】
【０００８】
本発明では上記問題を解決するために、蒸発器出口と圧縮機の入口との間に接続される戻り低圧配管の中に組み込まれた膨張弁の冷媒入口と高圧配管とが接続されている高圧継手部および前記膨張弁の冷媒出口と蒸発器入口またはこの蒸発器入口に通じる低圧配管とが接続されている低圧継手部における漏れを検査する組み込み膨張弁の漏れ検査方法において、前記高圧配管から前記膨張弁および蒸発器を介して前記戻り低圧配管に至る容器内の空気を漏れ検査装置に反応しない置換ガスで置換するステップと、前記高圧配管および前記戻り低圧配管の一方から前記置換ガスよりも軽い検査ガスを前記蒸発器を通過していかない程度の所定量だけ充填するステップと、前記高圧配管および前記戻り低圧配管の他方に設置された前記漏れ検査装置が前記高圧継手部および前記低圧継手部を漏れてきた前記検査ガスの漏れを検出するステップと、を有する組み込み膨張弁の漏れ検査方法が提供される。
【０００９】
このような組み込み膨張弁の漏れ検査方法によれば、蒸発器が複数の部屋に分かれていてそれらが内部で複雑に一続きに連通されているという構造上の特徴を利用して、検査ガスは、蒸発器を通過していかない程度の所定量を高圧配管から充填するようにしている。これにより、検査ガスは、膨張弁の内側または外側と蒸発器内の一部の部屋とにしか充填されないので、漏れ検査装置は、高圧継手部および低圧継手部を漏れてきた検査ガスだけを検出することができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上の組み込み膨張弁の漏れ検査方法は、膨張弁の冷媒入口および冷媒出口における高圧継手部および低圧継手部が戻り低圧配管によって囲まれていてその外側から直接漏れ検査を行うことができない場合に有用であり、蒸発器が少量の検査ガスでは蒸発器入口から内部を通って蒸発器出口へスムーズに流れることができないという複雑な内部構成を有していることを利用して、蒸発器を通過しない程度の所定量の検査ガスをたとえば高圧配管から充填することにより、膨張弁内は検査ガスで充填されても蒸発器を検査ガスが通過してくることはないので、膨張弁前後の高圧継手部および低圧継手部を介して戻り低圧配管内に漏れてきた検査ガスのみを検出することができる。
【００１１】
検査ガスは、その充填口から漏れ検査装置が設置されるガス採取口までの容器の全体に充填する必要がないので、充填量を少なくすることができる。また、検査ガスに置換ガスよりも軽いヘリウムガスを使用することで、高圧継手部および低圧継手部を介してケース内に漏れたヘリウムガスは重力方向上方に移動して溜まってくるようになる。このことから、戻り低圧配管およびこれが取り付けられている蒸発器などの姿勢を調整して漏れたヘリウムガスの浮上先が漏れ検査装置のガス採取口となるようにすることで、微少のヘリウムガスを分散させずに集めることができ、漏れ検査を精度良く行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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は蒸発器への膨張弁の装着例を示す分解斜視図である。
蒸発器１は、その側面の同一面の上端部に互いに隣接して蒸発器入口２および蒸発器出口３が形成されている。蒸発器入口２および蒸発器出口３のある側面には、ベースプレート４および連結部５が重ねて配置され、それぞれ蒸発器入口２および蒸発器出口３と連通するようになっている。なお、ベースプレート４および連結部５は、蒸発器１を炉中ろう付加工にて形成するときに一緒にろう付けされて蒸発器１と一体に形成される。蒸発器１は、一般に、中が複数の部屋に仕切られており、蒸発器入口２に導入された冷媒がすべての部屋を順次通過し、最終的に蒸発器出口３から出るように、内部では多くの部屋が互いに直列に接続されて全体で一続きに連通するように構成されている。
【００１３】
ベースプレート４は、その略中央部から蒸発器１の蒸発器入口２に対応する角部にかけて蒸発器１の側が開放された長円形状のカップ状部材４ａを有し、そのカップ状部材４ａは、ベースプレート４の略中央部に相当する位置に開口部を有し、その開口部を囲うように蒸発器入口４ｂが設けられている。ベースプレート４は、また、蒸発器出口３に対応する位置に連通孔４ｃが設けられている。
【００１４】
連結部５は、ベースプレート４に重ねたときに、カップ状部材４ａ、蒸発器入口４ｂおよび連通孔４ｃを覆うような形状に形成され、中央部には、膨張弁６を収容するケース７を接続するための接続端部５ａが蒸発器入口４ｂと同心をなして形成されている。
【００１５】
ケース７は、その側面を貫通して高圧配管８を挿入するための筒状の挿入口が設けられて、その挿入口を介して高圧配管８が挿入されるように構成されており、また、その高圧配管８とは異なる位置に開口する側面には、戻り低圧配管９がろう付けにより直接接続されている。
【００１６】
組み立ては、連結部５の接続端部５ａから膨張弁６を挿入してその冷媒出口を蒸発器入口４ｂに嵌入し、膨張弁６の冷媒入口をケース７の高圧配管８の挿入口に整合させながらケース７を接続端部５ａに外嵌し、高圧配管８を膨張弁６の冷媒入口に嵌入して固定し、高圧配管８および戻り低圧配管９が所定の向きになるようケース７を回動し、その後、ケース７を接続端部５ａに固定することになる。
【００１７】
図２は膨張弁をケース内に装着した状態で示す断面図である。
この図２において、蒸発器１と一体に形成される部材は、ベースプレート４、蒸発器入口４ｂ、連結部５および接続端部５ａである。連結部５の接続端部５ａは、Ｏリング１０が周設され、それに被せるようにケース７が外嵌され、その開口端をかしめ加工することによってケース７が接続端部５ａに固定される。ケース７は、接続端部５ａに接続される側の反対側が閉じられており、図の下方の側面には、受液器からの高圧配管８を案内して固定する筒状部１１がろう付けされており、また、紙面に垂直な方向の側面には、連通孔１２が設けられていて、これに圧縮機への戻り低圧配管９が貫通配置され、ろう付けによって気密に接続されている。これにより、膨張弁６は、蒸発器出口３に接続されるケース７内に全部が収容されることになる。
【００１８】
ケース７に収容される膨張弁６は、ボディ２１を有し、その側面に開口されて高圧の冷媒を導入する冷媒入口２２と、長手方向端面に開口されて低圧の冷媒を導出する冷媒出口２３とが一体に形成されている。ボディ２１の中には、冷媒入口２２と冷媒出口２３とが内部で連通する通路に弁座２４が形成され、その弁座２４の冷媒出口２３の側に弁孔を開閉する弁体２５がスプリング２６により閉弁方向に付勢された状態で配置されている。このスプリング２６は、冷媒出口２３内に圧入されたアジャスト部材２７に受けられており、そのアジャスト部材２７のボディ２１への圧入量により荷重が調整されて、この膨張弁６のセット値が調整される。
【００１９】
弁体２５は、その開閉方向に進退自在にボディ２１によって支持されたシャフト２８と一体に形成されている。シャフト２８の弁体２５と反対側の端部は、縮径されていて、そこにはＯリング２９が周設され、スリーブ３０が圧入されている。
【００２０】
ボディ２１のシャフト２８およびスリーブ３０が配置されている側の端部には、パワーエレメント３１が螺着されている。このパワーエレメント３１は、ダイヤフラム３２によって閉じられ、中に冷媒ガスなどが充填された感温室を有している。ダイヤフラム３２は、センターディスク３３を介してボディ２１から突出しているシャフト２８およびスリーブ３０の端面に当接され、パワーエレメント３１が感知した冷媒の温度および圧力に応じて変化するダイヤフラム３２の変位を弁体２５に伝達するようにしている。
【００２１】
膨張弁６の冷媒入口２２は、筒状部１１を介してケース７の中に挿入された高圧配管８が嵌合され、冷媒入口２２および筒状部１１に配置されたＯリング３４，３５によってシールされている。膨張弁６の冷媒出口２３は、ケース７の中で蒸発器１の蒸発器入口４ｂに嵌合され、Ｏリング３６によってシールされている。
【００２２】
ここで、内部漏れの検査対象部位は、膨張弁６の冷媒入口２２と高圧配管８とを接続する高圧継手部でシールを行っているＯリング３４および冷媒出口２３と蒸発器入口４ｂとを接続する低圧継手部でシールを行っているＯリング３６である。なお、膨張弁６の中では、高圧配管８から冷媒入口２２に導入された高圧がボディ２１とシャフト２８とのクリアランスを介してＯリング２９にかかっているが、このＯリング２９における漏れに関しては、膨張弁単体で行っている漏れ検査にて既に完了している。
【００２３】
次に、ケース７内のような密閉された空間の中に組み込まれて接続されている膨張弁６と高圧配管８および蒸発器１との接続部分の漏れ検査方法について、図３を参照して説明する。
【００２４】
図３は組み込み膨張弁の第１の漏れ検査方法の手順を示す図であって、（Ａ）は漏れ検査の第１ステップ、（Ｂ）は漏れ検査の第２ステップ、（Ｃ）は漏れ検査の第３ステップを示している。
【００２５】
漏れ検査に先立って、高圧配管８に置換ガスタンクおよび検査ガスタンクが切り換え可能に接続され、戻り低圧配管９には、漏れ検査装置３７および分岐弁３８設けられた分岐配管３９が接続される。このとき、好ましくは、蒸発器１の姿勢を変えるなどして、戻り低圧配管９が接続されるケース７の開口部、戻り低圧配管９、さらには分岐配管３９に設置される漏れ検査装置３７のガス採取口がこの順序で重力方向上方に来るようにするのがよい。
【００２６】
漏れ検査の第１ステップでは、図３の（Ａ）に示したように、分岐弁３８を開放し、高圧配管８から置換ガスを加圧しながら充填していく。これにより、高圧配管８から漏れ検査装置３７のガス採取口がある分岐配管３９に至るまでの容器内の空気は、充填された置換ガスによって分岐弁３８を介して大気に押し出されていき、分岐弁３８から置換ガスが出てくると、容器内は概ね置換ガスによって充満された状態になる。
【００２７】
このようにして、容器内の空気が置換ガスによって置換され、不純物を含む空気が除去されて容器内がクリーンになったところで、高圧配管８からの置換ガスの充填を止め、分岐弁３８を閉塞する。なお、置換ガスとしては、漏れ検査装置３７が反応しないガス、たとえば窒素ガス、アルゴンガスなどが用いられ、この実施の形態では、窒素ガスを用いている。
【００２８】
第２ステップでは、図３の（Ｂ）に示したように、高圧配管８を窒素タンクから検査ガスタンクに接続し直して容器に所定量の検査ガスを加圧しながら充填する。この検査ガスの充填量は、蒸発器１の容積、配管位置、測定時の体勢によって異なる。すなわち、検査ガスが充填される容器は、内部で、高圧配管８から膨張弁６、蒸発器１および戻り低圧配管９を介して分岐配管３９に至るように連通しているので、所定量を超えた充填量にしてしまうと、検査ガスが蒸発器１を通り越して戻り低圧配管９から漏れ検査装置３７が取り付けられた分岐配管３９まで流れてしまい、漏れ検査装置３７は、検出したガスが高圧継手部のＯリング３４および／または低圧継手部のＯリング３６を介して漏れたものかどうか判断することができなくなる。そのため、高圧配管８から充填される検査ガスは、蒸発器１を通り越してしまわないような量に制限され、たとえば、蒸発器１内で分割形成されている複数の部屋の１つの容積より少ない量にすることができる。
【００２９】
検査ガスは、好ましくは、ヘリウムガスとすることができる。ヘリウムガスは、置換した窒素ガスよりも軽く、分子が小さいという特性を有している。このため、ヘリウムガスは、きわめて微小な隙間にも浸入できることから、Ｏリング３４，３６の傷または異物の噛み込みなどによるシール部の損傷部位を通じて確実に漏れ、漏れたヘリウムガスは、重力方向上方に集められることになる。検査ガスがヘリウムガスの場合、漏れ検査装置３７としては、ヘリウムガスの微少漏れを検出することができるヘリウムリークディテクタが使用される。
【００３０】
第３ステップでは、図３の（Ｃ）に示したように、ヘリウムガスの充填から所定時間経過後に、漏れ検査装置３７がヘリウムガスの漏れ検査を行う。ヘリウムガスが高圧配管８より充填されると、膨張弁６の内部にヘリウムガスが充満し、蒸発器１の蒸発器入口４ｂに直結された部屋の上部にヘリウムガスが溜まるようになる。その後、ヘリウムガスは、Ｏリング３４，３６のシール部に損傷があれば、そこから漏れて、ケース７内の重力方向上方に溜まっていくようになるので、それを重力方向上方に配置された漏れ検査装置３７が直ちに検出することになる。
【００３１】
このように、Ｏリング３４，３６自身、またはこれらを挟持している膨張弁６のボディ２１、高圧配管８、蒸発器入口４ｂに傷が付いている場合、あるいは、組み立ての際にＯリング３４，３６を付け忘れた場合には、多くのヘリウムガスがＯリング３４，３６のシール部を介して漏れることになる。
【００３２】
図４は組み込み膨張弁の第２の漏れ検査方法を示す図である。なお、この図４において、図２および図３に示した構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００３３】
この第２の漏れ検査方法では、戻り低圧配管９ａ，９ｂの途中にケース７を設け、そのケース７の中で、膨張弁６の冷媒入口２２と高圧配管８との接続、および膨張弁６の冷媒出口２３と蒸発器１への低圧配管４０との接続が行われている構成に適用している。漏れ検査のときは、図示のように、ケース７よりも圧縮機側の戻り低圧配管９ｂが重力方向上方に位置するようにケース７の姿勢が保持されている。その戻り低圧配管９ｂの先端には漏れ検査装置３７が設けられ、戻り低圧配管９ｂと漏れ検査装置３７との間には、分岐弁３８を介して真空ポンプが接続されている。また、高圧配管８には、開閉弁４１を介して置換ガス充填用の窒素タンクが接続され、開閉弁４２を介して検査ガス充填用のヘリウムタンクが接続されている。
【００３４】
漏れ検査の第１ステップでは、開閉弁４１，４２を閉塞し、分岐弁３８を開放して真空ポンプを駆動することにより、高圧配管８から戻り低圧配管９ｂまでの容器内を真空引きし、その後、分岐弁３８を閉塞し、開閉弁４１を開放して容器内に窒素ガスを充填することにより、容器内の空気が置換ガスによって置換される。
【００３５】
第２ステップでは、開閉弁４１を閉塞し、開閉弁４２を開放して容器に所定量の検査ガスであるヘリウムガスを加圧しながら充填する。このときの充填量は、多くても高圧配管８、膨張弁６および低圧配管４０を満たすだけの量で十分である。
【００３６】
第３ステップでは、ヘリウムガスの充填から所定時間経過後に、漏れ検査装置３７がヘリウムガスの漏れ検査を行う。もちろん、必要に応じて、ヘリウムガスの充填から所定時間経過後に、ヘリウムガスを再度加圧しながら充填し、所定時間経過後に漏れ検査を実施するようにしても良い。
【００３７】
なお、以上の実施の形態では、高圧配管の側から検査ガスを充填するようにしたが、戻り低圧配管９または９ｂの側から検査ガスを充填し、高圧継手部のＯリング３４および低圧継手部のＯリング３６によるシール部から漏れた検査ガスを、高圧配管８の側に設けた漏れ検査装置３７で検出するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】蒸発器への膨張弁の装着例を示す分解斜視図である。
【図２】膨張弁をケース内に装着した状態で示す断面図である。
【図３】組み込み膨張弁の第１の漏れ検査方法の手順を示す図であって、（Ａ）は漏れ検査の第１ステップ、（Ｂ）は漏れ検査の第２ステップ、（Ｃ）は漏れ検査の第３ステップを示している。
【図４】組み込み膨張弁の第２の漏れ検査方法を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  蒸発器
２  蒸発器入口
３  蒸発器出口
４  ベースプレート
４ａ  カップ状部材
４ｂ  蒸発器入口
４ｃ  連通孔
５  連結部
５ａ  接続端部
６  膨張弁
７  ケース
８  高圧配管
９，９ａ，９ｂ  戻り低圧配管
１０  Ｏリング
１１  筒状部
１２  連通孔
２１  ボディ
２２  冷媒入口
２３  冷媒出口
２４  弁座
２５  弁体
２６  スプリング
２７  アジャスト部材
２８  シャフト
２９  Ｏリング
３０  スリーブ
３１  パワーエレメント
３２  ダイヤフラム
３３  センターディスク
３４，３５，３６  Ｏリング
３７  漏れ検査装置
３８  分岐弁
３９  分岐配管
４０  低圧配管
４１，４２  開閉弁
【図１】
2009133795.tif 000003
【図２】
2009133795.tif 000004
【図３】
2009133795.tif 000005
【図４】
2009133795.tif 000006