JP3943843B2

JP3943843B2 - 膨張弁用防音カバー

Info

Publication number: JP3943843B2
Application number: JP2001036267A
Authority: JP
Inventors: 久寿広田; 功仙道; 毅金子
Original assignee: TGK Co Ltd
Current assignee: TGK Co Ltd
Priority date: 2001-02-14
Filing date: 2001-02-14
Publication date: 2007-07-11
Anticipated expiration: 2021-02-14
Also published as: JP2002243312A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は膨張弁用防音カバーに関し、特に自動車用カーエアコンの冷凍サイクルでは低温の冷媒を得るのに膨張弁が使用されているが、この膨張弁から発生する振動および異音を抑制するための膨張弁用防音カバーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の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、高圧の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し、冷房が行われる。
【０００３】
膨張弁は、エバポレータ出口側の低圧冷媒通路内の冷媒の温度変化を感知して内部が昇降圧する感温室と、その感温室の昇降圧により駆動され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機構とが設けられている。この弁機構は、弁ケースに納められていて、この弁ケースに設けられた冷媒の入口には高圧冷媒配管が、冷媒の出口にはエバポレータへの低圧冷媒配管がそれぞれナットのような締め付け具によって接続されるようになっている。感温室には、感温筒が接続されており、その感温筒の先端がエバポレータ出口側の冷媒配管に密着固定されていて、エバポレータ出口の冷媒の温度を感知するようにしている。
【０００４】
なお、本来の膨張弁は、エバポレータ出口の冷媒に対して、その温度だけではなく冷媒の圧力をも検出し、その圧力の変動に応じても弁機構を制御するようになっている。このような膨張弁に対し、そのコストを下げることが要望されている。これを受けて、上記のように、エバポレータ出口の冷媒に対して温度だけを感知するような膨張弁が開発されており、エバポレータ出口側の冷媒配管とコンプレッサへの冷媒配管との接続部分をなくすことで、低コスト化を図っている。これは、膨張弁から出た冷媒がエバポレータを通って出て行くときに、そのエバポレータ内での圧力損失がほぼ一定であることから、膨張弁出口の圧力からその圧力損失分を差し引いた圧力をエバポレータ出口の冷媒の圧力とみなすことができることに基づいている。
【０００５】
従来のこのような膨張弁に対してさらなるコスト低減が望まれており、これを受けて本願出願人は、弁ケースとこれに接続される高圧冷媒配管および低圧冷媒配管とエバポレータとをあらかじめ一体に形成していて、配管接続用のナットなどの締め付け具を不要にし、これによって組み立てコストを低減した膨張弁を提案している（特願２００１−２２７９２号）。この膨張弁によれば、弁ケースの一端が開口されていて、その開口からエバポレータ出口側の低圧冷媒配管内の冷媒の温度変化を感知して内部が昇降圧する感温室とこの感温室の昇降圧により駆動され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機構とを有する膨張弁ユニットを挿入し、たとえば弁ケースおよび膨張弁ユニットのフランジ部をクリップで留めるようにしている。
【０００６】
ところで、膨張弁は、導入した液体の冷媒を絞り膨張しているので、液体と泡状の気体とが混合した形で流出する。このような冷媒が低圧冷媒配管まで流れる間に、膨張弁ユニットの中では、流体通路の凹凸形状や流体通路に配置された部材などが流れの障害物となって、異音が発生する。また、感温室の昇降圧により駆動される弁体が微少振動しているときには、その弁体から振動音が発生する。膨張弁は、エバポレータで車室内の空気と熱交換された後の空気の流れの中に配置されているため、このような振動音や異音は、車室内に放射されてしまい、車室内の静粛性を損ねる原因になっている。さらに、膨張弁の軽量化のため、膨張弁自体のハウジングの厚さが薄くなり、内部で発生する異音などが外部に漏れ易くなってきている。従来では、そのような異音や振動が大きい場合は、たとえば膨張弁の回りを粘着性の高いゴムのテープで覆うなどして、防音対策を施すことがあった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の膨張弁では、振動や異音の発生が大きい場合には、膨張弁を取り付けた後、その膨張弁に対して何らかの防音対策を施さなければならず、部品および組み立てコストなどが高くなるという問題点があった。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、コストがかからずに防音効果を得ることができる膨張弁用防音カバーを提供することを目的とする。
【０００９】
【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、高圧冷媒配管および低圧冷媒配管と一体に形成された弁ケースに膨張弁としての最小機能を有する膨張弁ユニットを装着する構造の膨張弁に取り付けられる膨張弁用防音カバーであって、互いに結合可能な２つのハーフシェルによって構成され、各ハーフシェルは前記膨張弁ユニットと前記弁ケースとを挟み込んで固定する挾持部と、前記弁ケースの外形に合わせて形成されたボディとを有し、前記弁ケースおよび前記膨張弁ユニットを覆いながら前記膨張弁ユニットの前記弁ケースへの装着状態を保持していることを特徴とする膨張弁用防音カバーが提供される。
【００１０】
このような膨張弁用防音カバーによれば、高圧冷媒配管および低圧冷媒配管と一体に形成された弁ケースに膨張弁ユニットを装着する構造の膨張弁に取り付けることにより、クリップのような保持手段を必要とせずに、膨張弁ユニットの弁ケースへの装着状態を保持することができ、かつ、膨張弁内部で発生する振動音または冷媒流れに起因する騒音を抑制することができる。これにより、単独で防音対策を施す場合に比べてコストを低減することができる。
【００１１】
【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は本発明の第１の実施の形態に係る膨張弁用防音カバーの取り付け状態を示す膨張弁の縦断面図である。
【００１２】
本発明による膨張弁用防音カバー１が取り付けられた膨張弁は、膨張弁としての最小機能を有する膨張弁ユニット２と、この膨張弁ユニット２を収容する弁ケース３と、この弁ケース３に溶着された高圧冷媒配管４と、弁ケース３と一体に形成された低圧冷媒配管５とから構成されている。膨張弁用防音カバー１は、膨張弁ユニット２とこれを装着した弁ケース３とを固定する機能と、膨張弁ユニット２および弁ケース３を覆って内部から発生する振動および異音を遮音する機能とを有している。低圧冷媒配管５は、車室内の空気と熱交換を行うエバポレータを介して冷媒を圧縮するコンプレッサに接続され、そのコンプレッサからは、車室外の空気と熱交換を行うコンデンサと、このコンデンサで一部凝縮した冷媒を気液分離して液冷媒のみを送り出すレシーバとを介して高圧冷媒配管４に接続されている。
【００１３】
膨張弁ユニット２は、エバポレータの出口配管を流れる冷媒の温度を検出する感温筒１１と、この感温筒１１による温度検出によって内部の圧力が昇降圧する感温室１２と、その感温室１２の昇降圧によって駆動されて高圧の冷媒通路を開閉する弁機構とにより一体に構成されている。
【００１４】
感温室１２は、厚い金属板製のハウジング１３と可撓性のある金属薄板製のダイヤフラム１４とによって部屋が形成され、それらの外周端は感温室取付座１５によりかしめられた後溶接されて部屋が気密になっている。その内部には、冷凍サイクルの作動流体である冷媒と同じかまたは性質の似たガスが飽和蒸気状態で封入されている。ハウジング１３の頂部には、キャピラリチューブからなる感温筒１１がろう付けされている。
【００１５】
感温室取付座１５の下端部は、弁機構のボディ１６の上部に螺合されている。このボディ１６は、長手方向のほぼ中央部に側方から中心に向かって穿設された高圧冷媒通路１７を有し、下方先端部には、軸線方向に穿設された低圧冷媒通路１８を有している。ボディ１６の軸線位置には、高圧冷媒通路１７と低圧冷媒通路１８との間を連通させる穴があいており、その低圧冷媒通路１８側が弁座１９になっている。その弁座１９に対向して球状の弁体２０が配置され、その弁体２０は、圧縮コイルスプリング２１により弁体受け２２を介して弁座１９に向けて付勢されている。圧縮コイルスプリング２１の基端部は、アジャストねじ２３によって受けられている。このアジャストねじ２３は、低圧冷媒通路１８の内壁面に螺着されており、これを回転させることによって、弁体２０に対する付勢力を調整することができる。
【００１６】
ボディ１６の軸線位置には、軸線方向に進退自在にシャフト２４が挿通され、その一端は、弁体２０に当接または溶接され、他端は、ディスク２５を介してダイヤフラム１４の下面に当接されている。このシャフト２４は、また、ホルダ２６によってボディ１６の軸線位置に位置決めされている。
【００１７】
また、ボディ１６には、感温室１２のダイヤフラム１４の下側の空間を低圧冷媒通路１８と均圧にする連通路２７が設けられている。ダイヤフラム１４の下側の空間はシャフト２４に設けられたＯリング２８によって高圧冷媒通路１７からシールされている。ボディ１６の外周には、高圧冷媒通路１７を挟んでその上下位置にＯリング２９，３０が装着され、この膨張弁ユニット２を弁ケース３に装着したときに高圧冷媒通路１７と感温室１２および低圧冷媒通路１８との間をシールするのに用いられている。そして、感温室取付座１５の下端部外周には、ダイヤフラム１４の下面の空間がボディ１６に螺着するためのねじ部を介して大気と連通するのをシールするＯリング３１とこのＯリング３１の移動を規制するバックアップリング３２とが装着されている。
【００１８】
以上の構成の膨張弁ユニット２において、レシーバからの冷媒が高圧冷媒配管４に供給されると、その冷媒は、高圧冷媒通路１７に入り、弁座１９と弁体２０とによって形成される隙間を通過することによって断熱膨張され、低圧冷媒通路１８から低圧冷媒配管５を介してエバポレータに送られる。エバポレータから出力された冷媒は、コンプレッサに送られるが、そのときの冷媒の出口温度が感温筒１１にて感知される。
【００１９】
その温度に応じて、感温室１２内に封入されたガスの圧力が変化して感温室１２内の圧力が昇降する。一方、低圧冷媒通路１８内の冷媒が連通路２７を通って感温室１２の裏側に入って、ダイヤフラム１４の裏面側が低圧冷媒通路１８内の冷媒圧を受けている。その冷媒圧と感温室１２内の圧力と圧縮コイルスプリング２１の付勢力とが釣り合う位置にダイヤフラム１４、シャフト２４および弁体２０が静止し、高圧冷媒配管４からエバポレータに送り込まれる冷媒の量が決められる。ここで、エバポレータから出た冷媒の出口温度が高くなると、感温室１２内の圧力が上昇し、ダイヤフラム１４の面が下方に変位し、その変位はシャフト２４を介して弁体２０を押し下げ、弁開度を大きくして冷媒の流量を増加させ、エバポレータから出る冷媒の出口温度を下げるよう制御する。エバポレータから出た冷媒の出口温度が低い場合は、その逆の動作をして、エバポレータから出る冷媒の出口温度を上げるよう制御する。
【００２０】
ここで、膨張弁ユニット２とこれを装着した弁ケース３とを固定するとともに、内部から発生する振動および異音を遮音するように膨張弁ユニット２および弁ケース３を覆っている膨張弁用防音カバー１について説明する。
【００２１】
図２は膨張弁用防音カバーを構成するハーフシェル部を示す側面図、図３はハーフシェル部の結合部を示す図２のａ−ａ矢視断面図、図４は膨張弁用防音カバーの取り付け状態を示す膨張弁の側面図である。
【００２２】
膨張弁用防音カバー１は、２つの半円筒状のハーフシェル部４１ａ，４１ｂから構成されている。これらハーフシェル部４１ａ，４１ｂは、それぞれ金属によって成形されている。各ハーフシェル部４１ａ，４１ｂは、それぞれ同じ形状を有しているので、そのうちの一方のハーフシェル部４１ａについて説明する。
【００２３】
ハーフシェル部４１ａは、膨張弁ユニット２と弁ケース３との外周端を上下から挟み込んで固定する挾持部４２ａと、弁ケース３の外形に合わせて形成されたボディ４３ａと、このボディ４３ａの一方の側縁部に切り起こし形成された突起部４４ａと、ボディ４３ａの他方の側縁部に突設され、他方のハーフシェル部４１ｂの突起部４４ｂが入る開口部４５ａを持った係止部４６ａとを一体に有している。
【００２４】
ハーフシェル部４１ａの挾持部４２ａの上部には、感温室１２のハウジング１３の頂部および感温筒１１を通すための半円形の切り欠き部４７ａが形成され、ボディ４３ａの一方の側縁部には、高圧冷媒配管４を通すための半円形の切り欠き部４８ａが形成され、ボディ４３ａの下部には、低圧冷媒配管５を通すための半円形の切り欠き部４９ａが形成されている。
【００２５】
このような形状のハーフシェル部４１ａ，４１ｂは、膨張弁ユニット２とこれを装着した弁ケース３とを挟み込むよう取り付けることにより、図４に示したようにたとえば高圧冷媒配管４の側から見ると、ハーフシェル部４１ｂの突起部４４ｂがハーフシェル部４１ａの係止部４６ａにあけられた開口部４５ａに嵌まり、互いに結合されることになる。このとき、ハーフシェル部４１ａ，４１ｂは、その挾持部４２ａ，４２ｂが同時に膨張弁ユニット２と弁ケース３とを固定するクリップの役目をしている。
【００２６】
これにより、膨張弁は、ハーフシェル部４１ａ，４１ｂからなる膨張弁用防音カバー１によって外側が覆われるため、膨張弁内部で発生する弁体２０の振動音や気液冷媒が流れるときの異音の外部への放射をこの膨張弁用防音カバー１で遮蔽することができる。
【００２７】
図５は本発明の第２の実施の形態に係る膨張弁用防音カバーのハーフシェル部を示す縦断面図である。
この第２の実施の形態によれば、膨張弁用防音カバー１を構成するハーフシェル部５１は、２枚の金属板５２，５３でシート状の制振材５４をサンドイッチした積層構造の金属版、たとえば制振鋼板によって成形されている。なお、この金属板は、図示の例では、制振材５４を２枚の金属板５２，５３で挟んだ積層構造のものを示したが、シート状の制振材をハーフシェル部５１の裏面または表面に貼着した２層構造、または制振材と金属板との多層構造のものでもよい。成形される形状は、第１の実施の形態のものと同じである。
【００２８】
これにより、１枚の金属板を成形して構成した第１の実施の形態の場合のハーフシェル部４１ａ，４１ｂと比べて、制振効果および防音効果を高くすることができる。
【００２９】
図６は本発明の第３の実施の形態に係る膨張弁用防音カバーの取り付け状態を示す膨張弁の縦断面図である。この図において、膨張弁用防音カバーを取り付ける膨張弁は、図１に示したものと同じであるため、その詳細な構造に関する説明は省略する。
【００３０】
この第３の実施の形態に係る膨張弁用防音カバー６１は、外側を金属で構成し、内側には、制振部材６２を設けてある。この制振部材６２は、たとえば鉛、ゴム、ブチルゴム系の樹脂、吸音材など制振・防音効果のあるものを成形したものである。
【００３１】
図７は膨張弁用防音カバーを構成する第１のハーフシェル部を示す側面図、図８は膨張弁用防音カバーを構成する第２のハーフシェル部を示す側面図、図９は第１のハーフシェル部を示す図７のｂ−ｂ矢視断面図、図１０は第２のハーフシェル部を示す図８のｃ−ｃ矢視断面図、図１１は膨張弁用防音カバーの取り付け状態を示す膨張弁の側面図である。
【００３２】
膨張弁用防音カバー６１は、半円筒状の第１および第２のハーフシェル部６３，６４から構成されている。これら第１および第２のハーフシェル部６３，６４は、それぞれ金属のプレス成形によって作られ、その内側には、制振部材６２が設けられている。
【００３３】
第１および第２のハーフシェル部６３，６４において、それらの頂部６５，６６および底部６７，６８が、膨張弁ユニット２を弁ケース３に装着した状態を保持するクリップの役目をする。
【００３４】
第１のハーフシェル部６３は、その一方の側縁部に突設された２つの突起部６９と、他方の側縁部に突設された２つの突起部７０とが一体に形成されている。突起部７０には、それぞれ開口部７１が形成されている。
【００３５】
また、第２のハーフシェル部６４は、その一方の側縁部に突設された２つの突起部７２と、他方の側縁部に突設された２つの係止部７３とが一体に形成されている。突起部７２は、組み立ての際に、第１のハーフシェル部６３に突設された突起部７０の開口部７１に挿入されて一方の側縁部の側を固定するのに使用され、係止部７３は、それぞれ開口部７４が形成されていて、組み立ての際に、図１１に示したように、第１のハーフシェル部６３に突設された突起部６９が開口部７４に嵌まり、互いに結合される。
【００３６】
図１２は第１および第２のハーフシェル部の組み立て手順を説明する平面図であって、（Ａ）は第１組み立て工程を示し、（Ｂ）は第２組み立て工程を示し、（Ｃ）は第３組み立て工程を示し、（Ｄ）は第４組み立て工程を示している。
【００３７】
まず、第１組み立て工程では、弁ケース３に膨張弁ユニット２を装着した状態で、それらに側面から第１のハーフシェル部６３を被せる。第２組み立て工程では、第２のハーフシェル部６４に突設された突起部７２を第１のハーフシェル部６３に突設された突起部７０の開口部７１に挿入する。
【００３８】
第３組み立て工程では、突起部７２の開口部７１への挿入位置を支点にして第２のハーフシェル部６４を膨張弁ユニット２の側へ傾動させる。これにより、第２のハーフシェル部６４は、膨張弁ユニット２および弁ケース３を包み込みながら傾動していくと、第４組み立て工程では、第２のハーフシェル部６４の係止部７３が第１のハーフシェル部６３に突設された突起部６９に当接し、さらに、第２のハーフシェル部６４を押し込むことにより、係止部７３が突起部６９を乗り越えて、突起部６９が係止部７３の開口部７４に嵌合し、第１のハーフシェル部６３と第２のハーフシェル部６４とが結合し、組み立てが完了する。
【００３９】
これにより、膨張弁は、第１および第２のハーフシェル部６３，６４からなる膨張弁用防音カバー６１によって外側が覆われるため、膨張弁内部で発生する弁体の振動音や気液冷媒が流れるときの異音の外部への放射をこの膨張弁用防音カバー６１で遮蔽することができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、高圧冷媒配管および低圧冷媒配管と一体に形成された弁ケースに膨張弁としての最小機能を有する膨張弁ユニットを装着する構造の膨張弁に対し、これらを覆うとともに、弁ケースと膨張弁ユニットとを固定する構成にした。これにより、膨張弁用防音カバー自身が弁ケースと膨張弁ユニットとを固定する機能を有しているため、クリップのような固定手段が不要になり、新たに防音・制振のための部品を用意する場合に比べて安いコストで、冷媒の通過に起因する振動・騒音を有効に防止することができる膨張弁が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る膨張弁用防音カバーの取り付け状態を示す膨張弁の縦断面図である。
【図２】膨張弁用防音カバーを構成するハーフシェル部を示す側面図である。
【図３】ハーフシェル部の結合部を示す図２のａ−ａ矢視断面図である。
【図４】膨張弁用防音カバーの取り付け状態を示す膨張弁の側面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る膨張弁用防音カバーのハーフシェル部を示す縦断面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る膨張弁用防音カバーの取り付け状態を示す膨張弁の縦断面図である。
【図７】膨張弁用防音カバーを構成する第１のハーフシェル部を示す側面図である。
【図８】膨張弁用防音カバーを構成する第２のハーフシェル部を示す側面図である。
【図９】第１のハーフシェル部を示す図７のｂ−ｂ矢視断面図である。
【図１０】第２のハーフシェル部を示す図８のｃ−ｃ矢視断面図である。
【図１１】膨張弁用防音カバーの取り付け状態を示す膨張弁の側面図である。
【図１２】第１および第２のハーフシェル部の組み立て手順を説明する平面図であって、（Ａ）は第１組み立て工程を示し、（Ｂ）は第２組み立て工程を示し、（Ｃ）は第３組み立て工程を示し、（Ｄ）は第４組み立て工程を示している。
【符号の説明】
１膨張弁用防音カバー
２膨張弁ユニット
３弁ケース
４高圧冷媒配管
５低圧冷媒配管
４１ａ，４１ｂハーフシェル部
４２ａ，４２ｂ挾持部
４３ａボディ
４４ａ，４４ｂ突起部
４５ａ開口部
４６ａ係止部
４７ａ，４８ａ，４９ａ切り欠き部
５１ハーフシェル部
５２，５３金属板
５４制振材
６１膨張弁用防音カバー
６２制振部材
６３，６４ハーフシェル部
６５，６６頂部
６７，６８底部
６９突起部
７０突起部
７１開口部
７２突起部
７３係止部
７４開口部

Claims

高圧冷媒配管および低圧冷媒配管と一体に形成された弁ケースに膨張弁としての最小機能を有する膨張弁ユニットを装着する構造の膨張弁に取り付けられる膨張弁用防音カバーであって、
互いに結合可能な２つのハーフシェルによって構成され、各ハーフシェルは前記膨張弁ユニットと前記弁ケースとを挟み込んで固定する挾持部と、前記弁ケースの外形に合わせて形成されたボディとを有し、前記弁ケースおよび前記膨張弁ユニットを覆いながら前記膨張弁ユニットの前記弁ケースへの装着状態を保持していることを特徴とする膨張弁用防音カバー。
前記ハーフシェルは、金属板とシート状の制振材との積層構造の板をプレス成形したものであることを特徴とする請求項１記載の膨張弁用防音カバー。
前記ハーフシェルの内側にそれぞれ制振部材が配置されていることを特徴とする請求項１記載の膨張弁用防音カバー。