(57)【要約】【課題】配管接続用のポートをボディの隣接する２つの側面にそれぞれ設けるタイプの膨張弁において、その製造コストの削減を図ることができるようにする。【解決手段】膨張弁１では、ボディ２を押出成形すると同時に凹部５が形成される。この凹部５は、膨張弁１をエバポレータにつながる配管と固定するために用いられるボルトの頭部を係止させるための座面となる。すなわち、膨張弁１の製造においては、ボディ２の素材となる部材の押出成形時に同時に形成された段部が凹部５を構成する部分となる。【選択図】図１
2009156512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出成形を経て形成されたボディの隣接する側面に、そのボディの内部で直角に曲がった冷媒通路の入口ポートと出口ポートがそれぞれ設けられた膨張弁において、
前記ボディには、前記隣接する側面の一方である第１側面からその反対側の面である第３側面にかけて貫通し、前記ボディを所定の取付対象に固定するための締結部材を前記第３側面側から挿通する取付孔が形成され、
前記ボディは、前記押出成形時にその素材となる部材を前記隣接する側面の他方である第２側面とその反対側の面である第４側面とをつなぐ方向に押し出すことにより前記第３側面の一部として一体形成された段部を有し、その段部の底面に前記取付孔の開口部が形成されるとともに、その底面が前記締結部材の頭部を係止させる係止面を構成していることを特徴とする膨張弁。
【請求項２】
前記段部の高さが前記締結部材の頭部の軸線方向の長さ以上となるように、前記押出成形がなされていることを特徴とする請求項１に記載の膨張弁。
【請求項３】
冷凍サイクルに設けられて動作し、コンデンサ側から流入した冷媒を弁部を通過させることにより絞り膨張させてエバポレータへ供給し、前記エバポレータから戻ってきた冷媒の圧力と温度を感知して前記弁部の開度を制御するとともに、その冷媒をコンプレッサ側に導出する温度式膨張弁として構成され、
前記ボディには、前記冷媒通路として、前記コンデンサ側からの冷媒を導入して、中間部に設けられた前記弁部を通過させて前記エバポレータへ導出するための第１の通路と、前記エバポレータから戻ってきた冷媒を導入して前記コンプレッサ側へ導出する第２の通路とが形成され、
さらに、前記ボディには、前記第２の通路を流れる冷媒の温度および圧力を感知して動作し、シャフトを介して前記第１の通路に配置された前記弁部の開度を制御して、前記エバポレータへ導出する冷媒の流量を制御するパワーエレメントが取り付けられ、
前記第１の通路は、前記入口ポートとしての冷媒の導入ポートが前記第２側面に設けられる一方、前記出口ポートとしての冷媒の導出ポートが前記第１側面に設けられ、
前記第２の通路は、前記入口ポートとしての冷媒の導入ポートが前記第１側面に設けられる一方、前記出口ポートとしての冷媒の導出ポートが前記第２側面に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の膨張弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は膨張弁に関し、特に自動車用空調装置の冷凍サイクルに設けられてエバポレータへ送出する冷媒の流量を制御する膨張弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用空調装置の冷凍サイクルには一般に、循環する冷媒を圧縮するコンプレッサ、圧縮された冷媒を凝縮するコンデンサ、凝縮された冷媒を気液に分離するレシーバ、分離された液冷媒を絞り膨張させて霧状にして送出する膨張弁、その霧状の冷媒を蒸発させてその蒸発潜熱により車室内の空気を冷却するエバポレータが設けられている。
【０００３】
膨張弁としては、エバポレータから導出された冷媒が所定の過熱度を有するように、例えばエバポレータ出口における冷媒の温度および圧力を感知して弁部を開閉し、エバポレータへ送出する冷媒の流量を制御する温度式膨張弁が用いられる。この膨張弁のボディには、レシーバからエバポレータへ向かう冷媒を通過させる第１の通路と、エバポレータから戻ってきた冷媒を通過させてコンプレッサへ導出する第２の通路とが形成されている。その第１の通路には、エバポレータへ向かう冷媒の流量を調整する弁部が設けられている。ボディの端部には、第２の通路を流れる冷媒の温度および圧力を感知して弁部の開度を制御するパワーエレメントが設けられている。
【０００４】
このような膨張弁は、車両のエンジンルーム、車室内またはそれらを仕切る隔壁に設置され、プレート状の継ぎ手を介して複数の配管が接続される。すなわち、第１の通路の入口ポートにはレシーバから延びる配管が接続され、出口ポートにはエバポレータへ向かう配管が接続される。また、第２の通路の入口ポートにはエバポレータから延びる配管が接続され、出口ポートにはコンプレッサへ向かう配管が接続される。
【０００５】
一般的な膨張弁は角柱状のボディを有し、その第１の通路の入口ポートが設けられた側面に第２の通路の出口ポートが設けられ、その反対側の側面に第１の通路の出口ポートと第２の通路の入口ポートが設けられている。すなわち、第１の通路および第２の通路がほぼ一方向に延びるように形成されているため、例えばエンジンルーム等の設置スペースに制約がある場合、膨張弁の取り付け構造に問題が生じる可能性があった。例えば、膨張弁からみてエバポレータに接続される配管の方向と、レシーバおよびコンプレッサに接続される配管の方向とを直交させる配置構成をとる場合には、いずれか一方の側の配管を途中で曲げる必要が生じる。その場合、配管を曲げるためのスペースも余分に必要になる。
【０００６】
このような場合に対処するため、第１および第２の通路の各ポートをボディの隣接する２つの側面に設け、各配管を互いに直角となる向きに接続できるようにした膨張弁も提案されている（例えば特許文献１参照）。これにより、配管を曲げる複雑な工程を経ることもなく、限られた設置スペースに膨張弁および配管等を設置することが可能になる。
【特許文献１】特開２００１−２４１８０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような膨張弁に配管を接続する際には、一般に長尺のボルトが用いられる。膨張弁のボディには例えば一対の貫通孔が設けられ、その貫通孔にそれぞれボルトが挿通され、配管の継ぎ手に設けられたねじ穴に締結される。設置スペースを確保するため、それらの貫通孔が位置するボディの表面には座ぐり加工が施され、ボルトの頭部がボディの表面から突出しないような工夫もなされている。
【０００８】
ところで、このようにボディに対して直角の向きに配管を接続するタイプの膨張弁は、一般的な膨張弁に比べて通路の形状が複雑になるため、製造コストも嵩む。このため、そのような通路の形状はともかく、膨張弁トータルとしての製造コストをできるだけ下げたいという要請がある。
【０００９】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、配管接続用のポートをボディの隣接する２つの側面にそれぞれ設けるタイプの膨張弁において、その製造コストを削減できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のある態様の膨張弁は、押出成形を経て形成されたボディの隣接する側面に、そのボディの内部で直角に曲がった冷媒通路の入口ポートと出口ポートがそれぞれ設けられている。そのボディには、隣接する側面の一方である第１側面からその反対側の面である第３側面にかけて貫通し、ボディを所定の取付対象に固定するための締結部材を第３側面側から挿通する取付孔が形成されている。そのボディは、押出成形時にその素材となる部材を隣接する側面の他方である第２側面とその反対側の面である第４側面とをつなぐ方向に押し出すことにより第３側面の一部として一体形成された段部を有し、その段部の底面に取付孔の開口部が形成されるとともに、その底面が締結部材の頭部を係止させる係止面を構成している。
【００１１】
この態様によると、ボディを押出成形すると同時に締結部材を係止させるための段部が形成される。このようにボディの表面に段部を設け、その底面に締結部材の頭部を係止される構成とすることで、その頭部がボディから幅方向に突出する量をなくすか、少なくとも小さくすることができる。このため、押出成形後に同様の目的でボディに座ぐり加工を施す必要がなくなり、膨張弁全体として製造コストの削減を図ることができる。ボディの周囲の構造物との干渉を防止する、あるいはスペースを設けるという観点からは、段部の高さが締結部材の頭部の軸線方向の長さ以上となるようにし、締結部材がボディの表面（最外面）から突出しない構成とするのが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、配管接続用のポートをボディの隣接する２つの側面にそれぞれ設けるタイプの膨張弁において、その製造コストの削減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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。なお、以下の説明においては便宜上、図示の状態を基準に各構造の位置関係を表現することがある。
【００１４】
［第１の実施の形態］
本実施の形態は、本発明の膨張弁を自動車用空調装置の冷凍サイクルに適用される温度式膨張弁として具体化したものである。図１は、第１の実施の形態に係る膨張弁の正面図である。図２は膨張弁の左側面図であり、図３は膨張弁の右側面図である。
【００１５】
膨張弁１は、アルミニウム合金からなる素材を押出成形して得た部材に所定の切削加工を施して形成されたボディ２を有する。このボディ２は角柱状をなし、その内部には冷媒の絞り膨張を行う弁部が設けられている。ボディ２の長手方向の端部には、感温部として機能するパワーエレメント３、およびこれを外部から覆うカバー４が設けられている。ボディ２は、その押出成形により右側面（「第３側面」に該当する）に幅方向に延びる溝状の凹部５（「段部」に該当する）が同時に形成されている。この凹部５は、後述のように、配管接続用のボルト（「締結部材」に該当する）の頭部を収容する。
【００１６】
ボディ２の側部には、レシーバ側（コンデンサ側）から高温・高圧の液冷媒を導入する導入ポート６、膨張弁１にて絞り膨張された低温・低圧の冷媒をエバポレータへ向けて導出する導出ポート７、エバポレータにて蒸発された冷媒を導入する導入ポート８、膨張弁１を通過した冷媒をコンプレッサ側へ導出する導出ポート９が設けられている。ボディ２の正面（「第２側面」に該当する）の下部には導入ポート６が開口し、上部には導出ポート９が開口している。導入ポート６と導出ポート９との間には、スタッドボルト１０が植設されている。一方、ボディ２の左側面（「第１側面」に該当する）の下部には導出ポート７が開口し、上部には導入ポート８が開口している。導出ポート７と導入ポート８との間には一対の取付孔１２が横並びに穿設され、ボディ２を貫通している。
【００１７】
図４は図１のＡ−Ａ矢視断面図であり、図５は図２のＢ−Ｂ矢視断面図である。図６は図１のＣ−Ｃ矢視断面図であり、図７は図２のＤ−Ｄ矢視断面図である。  
膨張弁１においては、導入ポート６、導出ポート７およびこれらをつなぐ冷媒通路により第１の通路１３が構成されている。この第１の通路１３は、その中間部に設けられた弁部を境に直角に曲がっており、導入ポート６から導入された冷媒をその弁部にて絞り膨張させて霧状にし、導出ポート７からエバポレータへ向けて導出する。一方、導入ポート８、導出ポート９およびこれらをつなぐ冷媒通路により第２の通路１４が構成されている。この第２の通路１４は、その中央部で直角に曲がっており、導入ポート８から冷媒を導入して導出ポート９からコンプレッサへ向けて導出する。
【００１８】
すなわち、ボディ２における第１の通路１３の中間部には弁孔１６が設けられ、その弁孔１６の導入ポート６側の開口端縁により弁座１７が形成されている。弁座１７に導入ポート６側から対向するようにボール状の弁体１８が配置されている。ボディ２の下端部には、第１の通路１３に直交するように内外を連通させる連通孔１９が形成されており、この連通孔１９を封止するようにアジャストねじ２０が螺着されている。弁体１８は支持部材２２により下方から支持されており、その支持部材２２とアジャストねじ２０との間には、弁体１８を閉弁方向に付勢するスプリング２３が介装されている。アジャストねじ２０のボディ２への螺入量を調整することで、スプリング２３の荷重を調整することができる。アジャストねじ２０とボディ２との間には、冷媒の漏洩を防止するためのＯリング２４が介装されている。
【００１９】
一方、ボディ２の上端部には、第２の通路１４に直交するように内外を連通させる連通孔２５が形成されており、その連通孔２５を封止するようにパワーエレメント３が螺着されている。パワーエレメント３は、アッパーハウジング２６とロアハウジング２７との間に金属薄板からなるダイヤフラム２８を挟むように介装し、そのロアハウジング２７側にディスク２９を配置して構成されている。アッパーハウジング２６とダイヤフラム２８とによって囲まれる密閉空間には感温用のガスが封入されている。パワーエレメント３とボディ２との間には、冷媒の漏洩を防止するためのＯリング３０が介装されている。第２の通路１４を通過する冷媒の圧力および温度は、連通孔２５とディスク２９に設けられた孔部又はスリットを通ってダイヤフラム２８の下面に伝達される。
【００２０】
ボディ２の中央部には、第１の通路１３と第２の通路１４とをつなぐ段付孔３４が設けられており、この段付孔３４の小径部には長尺状のシャフト３３が摺動可能に挿通されている。シャフト３３は、ディスク２９と弁体１８との間に介装されている。これにより、ダイヤフラム２８の変位よる駆動力が、ディスク２９およびシャフト３３を介して弁体１８へ伝達され、弁部を開閉させるようになっている。段付孔３４の大径部には、シャフト３３に外挿されるようにシール用のＯリング３６が配置され、第１の通路１３と第２の通路１４との間の冷媒の漏洩が防止されている。
【００２１】
シャフト３３の上半部は、第２の通路１４を横切るように配置された円筒状のホルダ３７に内挿されている。ホルダ３７は、その下端部が段付孔３４の大径部に圧入されており、その下部端面によりＯリング３６の移動を規制している。シャフト３３の上端部は、ディスク２９の下面に設けられた凹部に挿通されつつ当接し、シャフト３３の下端部は、弁孔１６に挿通されつつ弁体１８に当接している。ホルダ３７とシャフト３３との間には、シャフト３３に所定の横荷重を与えるスプリング３９が介装されている。この横荷重により、冷媒圧力の変動によるシャフト３３の振動が抑制される。
【００２２】
図８は、膨張弁の製造方法の主要部を表す概略図である。同図（Ａ）〜（Ｃ）はその主要部の工程が順次示されている。  
膨張弁１の製造においては、同図（Ａ）に示す押出工程において、アルミニウム合金からなるビレットが所定の金型７０を用いたプレス加工により図中矢印の方向に押し出され、ボディ２の素材となる部材７２が成形される。図示のように、部材７２は、図１に示されるボディ２の正面と背面とをつなぐ方向に押し出され、その押出成形時に同時に形成された段部７４が凹部５を構成する部分となる。
【００２３】
そして、この部材７２を押出方向に対して直角な方向に切り落とすことにより（図中破線参照）、同図（Ｂ）に示されるようなボディ２の半製品７６が形成される。この半製品７６に孔あけ加工等の所定の切削加工を施すことにより、同図（Ｃ）に示されるボディ２を得ることができる。第１の通路１３および第２の通路１４は、それぞれ半製品７６の隣接する側面にドリルを用いて穴を穿設することにより形成される。
【００２４】
図９は、エバポレータにつながる配管と膨張弁との取付状態を表す断面図である。図１０は、図９のＥ−Ｅ断面図である。  
エバポレータにつながる配管と膨張弁１とは、配管に予め組み付けられたプレート４０（「取付対象」に該当する）を介して接続される。すなわち、プレート４０には、ボディ２に組み付けた際に導出ポート７に対向する位置に孔４２、導入ポート８に対向する位置に孔４４、各取付孔１２に対向する位置にねじ穴４６がそれぞれ形成されている。孔４２には、エバポレータの入口につながる配管４８が挿通されている。配管４８の先端部には軸方向に加締められて半径方向外向きに突出したフランジ部５０が形成されており、そのフランジ部５０が孔４２の開口端部に係止されることにより、プレート４０の脱落が防止されている。一方、孔４４には、エバポレータの出口につながる配管５２が挿通されている。配管５２の先端部には軸方向に加締められて半径方向外向きに突出したフランジ部５４が形成されており、そのフランジ部５４が孔４４の開口端部に係止されることにより、プレート４０の脱落が防止されている。
【００２５】
配管４８，５２をボディ２に接続する際には、各配管の先端部をそれぞれＯリング５６，５８を介して導出ポート７，導入ポート８に挿入するようにして、プレート４０とボディ２とを突き合わせる。そして、長尺のボルト６０を一対の取付孔１２にそれぞれ挿入してプレート４０のねじ穴４６に螺合することにより、プレート４０とボディ２とを締結する。このとき、ボルト６０の頭部が凹部５の底面からなる係止面（座面）に係止されつつその凹部５に完全に収容され、ボディ２の表面（最外面）から突出するのが防止されている。また、Ｏリング５６，５８により冷媒の外部への漏洩が防止されている。
【００２６】
以上のように構成された膨張弁１は、エバポレータから導入ポート８を介して戻ってきた冷媒の圧力及び温度をパワーエレメント３が感知してそのダイヤフラム２８が変位する。このダイヤフラム２８の変位が駆動力となり、ディスク２９およびシャフト３３を介して弁体１８に伝達されて弁部を開閉させる。一方、レシーバから供給された液冷媒は、導入ポート６から導入され、弁体１８及び弁座１７からなる弁部を通過することにより絞り膨張されて、低温・低圧の霧状の冷媒になる。その冷媒は導出ポート７からエバポレータへ向けて導出される。
【００２７】
以上に説明したように、本実施の形態の膨張弁１では、ボディ２を押出成形すると同時にボルト６０の頭部を収容する凹部５（段部）が形成されるため、押出成形後に座ぐり加工を施す必要がなくなり、膨張弁全体として製造コストの削減を図ることができる。また、座ぐり加工を施さなくてよい分、切削加工による切り屑を削減できる。すなわち、ボディ２の押出成形と同時に素材の肉盗みを行うことができ、材料コストを低減できるというメリットもある。
【００２８】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、ボディの押出成形時に形成される段部の形状が異なる以外は第１の実施の形態とほぼ同様である。このため、第１の実施の形態と同様の構成部分については必要に応じて同一の符号を付す等して適宜その説明を省略する。図１１は、第２の実施の形態に係る膨張弁の正面図である。図１２は、膨張弁の右側面図である。
【００２９】
図１１に示すように、膨張弁２０１において、ボディ２０２の右側面（「第３側面」に該当する）には、その下半部が切り欠かれたような段部２０５が形成されている。本実施の形態において、この段部２０５は、第１の実施の形態の凹部５と同じ高さを有する。図１２に示すように、段部２０５にはその幅方向に横並びに一対の取付孔１２が設けられている。この段部２０５の底面が、配管接続用のボルト６０の頭部を係止する係止面（座面）となる。
【００３０】
図１３は、膨張弁の製造方法の主要部を表す概略図である。同図（Ａ）〜（Ｃ）はその主要部の工程が順次示されている。  
膨張弁２０１の製造においても、同図（Ａ）に示す押出工程において、アルミニウム合金からなるビレットが所定の金型２７０を用いたプレス加工により図中矢印の方向に押し出され、ボディ２０２の素材となる部材２７２が成形される。図示のように、部材２７２は、図１１に示されるボディ２０２の正面と背面とをつなぐ方向に押し出され、その押出成形時に同時に段部２７４が形成される。
【００３１】
そして、この部材２７２を押出方向に対して直角な方向に切り落とすことにより（図中破線参照）、同図（Ｂ）に示されるようなボディ２０２の半製品２７６が形成される。この半製品２７６に所定の切削加工を施すことにより、同図（Ｃ）に示されるボディ２０２を得ることができる。
【００３２】
図１４は、エバポレータにつながる配管と膨張弁との取付状態を表す断面図である。  
膨張弁２０１も、第１の実施の形態と同様に、エバポレータにつながる配管４８，５２がプレート４０を介して接続される。このとき、ボルト６０の頭部の軸線方向の長さが段部２０５の高さよりもやや短いため、ボルト６０がボディ２０２の表面（最外面）から突出するのが防止されている。
【００３３】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はその特定の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々の変形が可能であることはいうまでもない。
【００３４】
各実施の形態においては、ボルト６０が係止される座面の構成例を示したが、その座面の形状については種々の形態を採用することができる。また、各実施の形態では、ボルト６０が各ボディの表面から突出しない構成としたが、外部の構造物に干渉しない範囲で所定量突出させるようにしてもよい。
【００３５】
各実施の形態では、ボディの角柱状の外形と、ボルト６０の座面となる一つの段部とを押出成形により同時に形成する例を示した。変形例においては、ボディの冷媒通路等に干渉しない他の部分についてさらに余分な肉盗みができるような金型を構成し、押出成形を行うようにしてもよい。これにより、材料コストをさらに削減することができる。
【００３６】
各実施の形態においては、膨張弁のボディとプレートとの固定手段として、所定形状のボルトをプレートに形成されたねじ穴に螺合させて締結する態様を示した。変形例においては、プレートに貫通孔を設け、ボルトとナットを用いて両者を締結するようにしてもよい。また、締結部材として、各実施の形態に例示したボルト以外の形状を有するねじを使用してもよい。その場合においても、ねじの頭部がボディの表面から突出しないように、段部の押出成形がなされるのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】第１の実施の形態に係る膨張弁の正面図である。
【図２】膨張弁の左側面図である。
【図３】膨張弁の右側面図である。
【図４】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図５】図２のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図６】図１のＣ−Ｃ矢視断面図である。
【図７】図２のＤ−Ｄ矢視断面図である。
【図８】膨張弁の製造方法の主要部を表す概略図である。
【図９】エバポレータにつながる配管と膨張弁との取付状態を表す断面図である。
【図１０】図９のＥ−Ｅ断面図である。
【図１１】第２の実施の形態に係る膨張弁の正面図である。
【図１２】膨張弁の右側面図である。
【図１３】膨張弁の製造方法の主要部を表す概略図である。
【図１４】エバポレータにつながる配管と膨張弁との取付状態を表す断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  膨張弁、  ２  ボディ、  ３  パワーエレメント、  ４  カバー、  ５  凹部、  ６  導入ポート、  ７  導出ポート、  ８  導入ポート、  ９  導出ポート、  １０  スタッドボルト、  １２  取付孔、  １３  第１の通路、  １４  第２の通路、  １６  弁孔、  １７  弁座、  １８  弁体、  １９  連通孔、  ２８  ダイヤフラム、  ３３  シャフト、  ３７  ホルダ、  ４０  プレート、  ４８  配管、  ５２  配管、  ６０  ボルト、  ７０  金型、  ７４  段部、  ２０１  膨張弁、  ２０２  ボディ、  ２０５  段部、  ２７０  金型、  ２７４  段部。
【図１】
2009156512.tif 000003
【図２】
2009156512.tif 000004
【図３】
2009156512.tif 000005
【図４】
2009156512.tif 000006
【図５】
2009156512.tif 000007
【図６】
2009156512.tif 000008
【図７】
2009156512.tif 000009
【図８】
2009156512.tif 000010
【図９】
2009156512.tif 000011
【図１０】
2009156512.tif 000012
【図１１】
2009156512.tif 000013
【図１２】
2009156512.tif 000014
【図１３】
2009156512.tif 000015
【図１４】
2009156512.tif 000016