JP3943843B2 - 膨張弁用防音カバー - Google Patents
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Description
【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 (3)
- 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。
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