JP4563945B2 - 双方向定圧膨張弁及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ヒートポンプ回路の室外熱交換器と室内熱交換器の間に接続されて冷媒が双方向に流され、下流側の冷媒圧力を一定にすることが可能な双方向定圧膨張弁及びその製造方法に関する。

図７に示した従来の双方向定圧膨張弁のボディは、１対の端部構成部材１，１と、円筒ケース２とから構成されている。端部構成部材１の一端側外周面にはＯリング溝１Ｃが形成され、そこにＯリング３が装着されている。そして、両端部構成部材１，１の一端部が円筒ケース２の両端部に嵌合された状態で円筒ケース２の両端開口縁が内側に折り曲げられている。また、各端部構成部材１にはそれぞれボール弁機構４が備えられると共に、端部構成部材１，１の間にベローズ５を主要部とした感圧可動部６が収容されている。そして、感圧可動部６の両端部から各ボール弁機構４，４に向かって１対の押圧シャフト７，７が延び、各押圧シャフト７，７がベローズ４の伸縮度に応じた押圧力で各ボール弁機構４，４のボール４Ａ，４Ａを押圧して弁開度が調節される（例えば、特許文献１参照）。
特許第４４１８２７１号公報（段落［００１３］、第１図）

しかしながら、上記した従来の双方向定圧膨張弁は製造コストが高かったので、コストダウン可能な新規な双方向定圧膨張弁の開発が求められていた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、従来よりコストダウンを図ることが可能な双方向定圧膨張弁及びその製造方法の提供を目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る双方向定圧膨張弁（１０）は、ヒートポンプ回路（９０）の室内熱交換器（９２Ａ）と室外熱交換器（９１Ａ）との間に接続されて冷媒が双方向に流され、下流側の冷媒圧力を一定にすることが可能な双方向定圧膨張弁（１０）において、冷媒が内側に流される銅パイプ（１２）と、銅パイプ（１２）の内側に収容されて互いに対向し、銅パイプ（１２）の内部を一端側領域（Ｒ１）と中間領域（Ｒ３）と他端側領域（Ｒ２）とに区画する１対の対向部材（１３）と、各対向部材（１３）の外周面にそれぞれ形成された係止溝（１３Ｃ）と、銅パイプ（１２）の一部を内側に膨出変形させて各係止溝（１３Ｃ）に係止しかつ銅パイプ（１２）と対向部材（１３）との間を密閉した１対の膨出係止部（１２Ｔ）と、１対の対向部材（１３）に貫通形成された１対の弁口（１６Ａ，１６Ｂ）と、一端側領域（Ｒ１）内及び他端側領域（Ｒ２）内にそれぞれ配置されて、各弁口（１６Ａ，１６Ｂ）を開閉する１対の弁体（１９）と、各弁体（１９）を弁口（１６Ａ，１６Ｂ）側に付勢する１対の弁体付勢ばね（１７）と、中間領域（Ｒ３）に収容され、１対の対向部材（１３）の対向方向に直動可能な可動感圧部（３０）と、可動感圧部（３０）に備えられて１対の対向部材（１３）の対向方向に延びた中間筒体（３１）と、中間筒体（３１）の両端を密閉し、中間領域（Ｒ３）内の冷媒圧力に応じて弾性変形する１対のダイヤフラム（３４）と、１対の弁口（１６Ａ，１６Ｂ）にそれぞれ遊嵌されて弁体（１９）と可動感圧部（３０）の両端部との間で突っ張り状態になり、ダイヤフラム（３４）の変形量に応じて弁体（１９）を移動して弁口（１６Ａ，１６Ｂ）の弁開度を変更する１対の当接シャフト（３７）とを備えたところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載の双方向定圧膨張弁（１０）において、１対の対向部材（１３）の間で突っ張り状態になって、それら対向部材（１３）を一定の間隔に位置決めする突張部材（１３Ａ）を備えたところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項２に記載の双方向定圧膨張弁（１０）において、係止溝（１３Ｃ）内で対向した１対の溝内側面（１３Ｎ）のうち銅パイプ（１２）の軸方向中央寄りの一方の溝内側面（１３Ｎ）と対向部材（１３）の外周面（１３Ｇ）とがなす角部を面取りして形成されたテーパー面付き角部（１３Ｊ）と、他方の溝内側面（１３Ｎ）と対向部材（１３）の外周面（１３Ｇ）とがなす角部に設けられて、テーパー面付き角部（１３Ｊ）より尖ったエッジ角部（１３Ｐ）とが備えられたところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の双方向定圧膨張弁（１０）において、銅パイプ（１２）には、両先端に向かうに従って徐々に縮径した１対のテーパー縮径部（１２Ｖ）と、１対のテーパー縮径部（１２Ｖ）より先端側に配置されて均一径をなして延びた１対の小径部（１２Ｗ）とが備えられたところに特徴を有する。

請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の双方向定圧膨張弁（１０）において、一方の弁口（１６Ａ）と当接シャフト（３７）との隙間の開口面積を、他方の弁口（１６Ｂ）と当接シャフト（３７）との隙間の開口面積より広くしたところに特徴を有する。

請求項６の発明に係る双方向定圧膨張弁（１０）の製造方法は、請求項１乃至５の何れかに記載の双方向定圧膨張弁（１０）の製造方法であって、径が均一になって直線状に延びた銅パイプ（１２）の内側に、その銅パイプ（１２）以外の双方向定圧膨張弁（１０）の構成部品を収容し、銅パイプ（１２）の外側のうち１対の係止溝（１３Ｃ）に対応した部分に１対の弾性体リング（６１）を嵌合すると共に１対の弾性体リング（６１）の外側に各弾性体リング（６１）の拡径変形を防止する拡径防止リング（６２Ｒ）を嵌合して弾性体リング（６１）を軸方向で押し潰すことで１対の膨出係止部（１２Ｔ）を形成するところに特徴を有する。

［請求項１及び６の発明］
請求項１の双方向定圧膨張弁（１０）では、銅パイプ（１２）の内部に対向部材（１３）を収容し、銅パイプ（１２）の一部を内側に膨出させた膨出係止部（１２Ｔ）を対向部材（１３）の外周面に備えた係止溝（１３Ｃ）に係止した。これにより、銅パイプ（１２）に１対の対向部材（１３）が固定されると共に、その係止溝（１３Ｃ）の開口縁の角部に銅パイプ（１２）が食い込んでメタルシールが施され、銅パイプ（１２）の内部が一端側領域（Ｒ１）と中間領域（Ｒ３）と他端側領域（Ｒ２）とに区画される。このように、本発明によれば銅パイプ（１２）と対向部材（１３）との固定部分をメタルシールに兼用したので、Ｏリング（３）を備えた従来のものよりコストダウンを図ることができる。

その膨出係止部（１２Ｔ）を形成するためには、請求項６の発明のように直線状に延びた銅パイプ（１２）の外側のうち１対の係止溝（１３Ｃ）に対応した部分に弾性体リング（６１）を嵌合しかつそれら弾性体リング（６１）の外側に拡径防止リング（６２Ｒ）を嵌合した状態にして弾性体リング（６１）を軸方向で押し潰せばよい。これにより、銅パイプ（１２）のうち係止溝（１３Ｃ）に対応した部分が内側に膨出変形して膨出係止部（１２Ｔ）が形成される。

なお、請求項１の双方向定圧膨張弁（１０）をヒートポンプ回路（９０）に接続した場合の動作は以下のようである。即ち、ヒートポンプ回路（９０）を冷房運転と暖房運転との何れか一方にして、冷媒が一端側領域（Ｒ１）、中間領域（Ｒ３）、他端側領域（Ｒ２）の順番に流れると、可動感圧部（３０）は冷媒に押されて他端側領域（Ｒ２）側に移動する。すると、可動感圧部（３０）の一端部が一端側領域（Ｒ１）側の対向部材（１３）から離れ、可動感圧部（３０）の他端部が他端側領域（Ｒ２）側の対向部材（１３）に当接して位置決めされて、各弁体（１９）と可動感圧部（３０）の両端部との間で当接シャフト（３７）が突っ張り状態になる。これにより、一端側領域（Ｒ１）側の弁体（１９）は弁口（１６Ａ）に接近した位置でダイヤフラム（３４）の変形状態に応じて移動する一方、他端側領域（Ｒ２）側の弁体（１９）は、弁口（１６Ｂ）から離れた位置に保持される。そして、中間領域（Ｒ３）内の冷媒圧力が比較的大きくなると、一端側領域（Ｒ１）側の弁体（１９）が弁口（１６Ａ）に近づき、一端側領域（Ｒ１）の弁口（１６Ａ）を通過する冷媒の流量が絞られて、中間領域（Ｒ３）内の冷媒圧力が下がる。これとは逆に、中間領域（Ｒ３）内の冷媒圧力が比較的小さくなると、一端側領域（Ｒ１）側の弁口（１６Ａ）の弁開度が大きくなり、一端側領域（Ｒ１）の弁口（１６Ａ）を通過する冷媒の流量が増加して、中間領域（Ｒ３）内の冷媒圧力が上がる。これらにより、その弁口（１６Ａ）より下流側の冷媒圧力を一定にすることができる。また、ヒートポンプ回路（９０）を冷暖房を切り替えると、冷媒が流れる方向が逆転し、上記した場合と同様に、上流に位置した他端側領域（Ｒ２）側の弁口（１６Ｂ）の弁開度が、中間領域（Ｒ３）の冷媒圧力に応じて変化し、その弁口（１６Ｂ）より下流側の冷媒圧力を一定にすることができる。

［請求項２の発明］
請求項２の構成によれば、１対の対向部材（１３）の間で突張部材（１３Ａ）が挟まれて、それら対向部材（１３）が一定の間隔に位置決めされるので、双方向定圧膨張弁（１０）の性能が安定する。

［請求項３の発明］
請求項３の構成によれば、膨出係止部（１２Ｔ）を形成する際に、係止溝（１３Ｃ）のエッジ角部（１３Ｐ）が銅パイプ（１２）に食い込んで係止し、銅パイプ（１２）の一部がテーパ面付き角部（１３Ｊ）上を摺接して係止溝（１３Ｃ）内に入り込む。これにより膨出係止部（１２Ｔ）にて対向部材（１３）同士が互いに接近する側に押され、対向部材（１３）同士の間隔のばらつきが抑えられる。

［請求項４の発明］
請求項４の構成によれば、銅パイプ（１２）の両端側に１対のテーパー縮径部（１２Ｖ）を設けて縮径し、銅パイプ（１２）の両端部に１対の小径部（１２Ｗ）を備えたので、双方向定圧膨張弁（１０）の両端部を、室外及び室内の熱交換器（９１Ａ，９２Ａ）から延びた一般的な冷媒用銅パイプに接続したり、或いは、室外及び室内の熱交換器（９１Ａ，９２Ａ）に直接接続することができる。

［請求項５の発明］
請求項５の双方向定圧膨張弁（１０）のように、暖房冷房いずれかの運転時に下流側に位置する一方の弁口（１６Ａ）と当接シャフト（３７）との隙間の開口面積を、他方の弁口（１６Ｂ）と当接シャフト（３７）との隙間の開口面積より広くしてもよい。これにより、暖房冷房の何れか一方の運転時に双方向定圧膨張弁（１０）にて制御されて流される冷媒流量が、他方の運転時に制御されて流される冷媒流量より大きくなり、比較的に大流量（大容量）を必要とする暖房運転時になどに適切に対応することができる。

［第１実施形態］
以下、本発明の一実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。
図１に示された本実施形態の双方向定圧膨張弁１０のボディ１０Ｂは、銅パイプ１２の内部に１対の対向部材１３，１３を組み付けてなる。

銅パイプ１２は、例えば、断面円形をなして真っ直ぐ延びている。そして、銅パイプ１２のうち両端寄り位置には、両先端に向かうに従って徐々に縮径した１対のテーパー縮径部１２Ｖ，１２Ｖが形成され、それら１対のテーパー縮径部１２Ｖ，１２Ｖより先端側には、均一径をなして延びた１対の小径部１２Ｗ，１２Ｗが形成されている。

両対向部材１３，１３は、銅パイプ１２内に嵌合可能な断面円形をなしている。また、一方の対向部材１３（図１の上側の対向部材１３）の外縁部からは、他方の対向部材１３に向けて円筒壁１３Ａ（本発明に係る「突張部材」に相当する）が突出している。そして、他方の対向部材１３には、一端部を縮径して嵌合部１３Ｂが形成され、その嵌合部１３Ｂを円筒壁１３Ａの内部に嵌合して対向部材１３，１３同士が互いに芯だしされている。また、円筒壁１３Ａの先端面が他方の対向部材１３の段差部分に突き当てられて、対向部材１３，１３同士の間隔が一定の大きさになるように位置決めされている。

各対向部材１３の外周面には係止溝１３Ｃが全周に亘って形成されている。図６に示すように、係止溝１３Ｃ内で対向した１対の溝内側面１３Ｎ，１３Ｎのうち銅パイプ１２の軸方向中央寄りの一方の溝内側面１３Ｎと対向部材１３の外周面１３Ｇとがなす角部は、面取りされて本発明に係るテーパー面付き角部１３Ｊになっている。また、１対の溝内側面１３Ｎ，１３Ｎのうち銅パイプ１２の端部寄りの他方の溝内側面１３Ｎと対向部材１３の外周面１３Ｇとがなす角部には、テーパー面付き角部１３Ｊより尖ったエッジ角部１３Ｐが備えられている。そして、銅パイプ１２の中間部分における軸方向の２箇所には、銅パイプ１２の一部を周方向全体に亘って内側に膨出させて１対の膨出係止部１２Ｔ，１２Ｔが形成され、これら膨出係止部１２Ｔが各対向部材１３の係止溝１３Ｃ内に係合している。これにより、対向部材１３，１３が銅パイプ１２内に位置決め固定されると共に、エッジ角部１３Ｐが銅パイプ１２に食い込んでメタルシールが施され、対向部材１３，１３の外周面と銅パイプ１２の内周面との隙間が塞がれている。そして、銅パイプ１２の内部が１対の対向部材１３，１３により一端側領域Ｒ１と中間領域Ｒ３と他端側領域Ｒ２とに区画されている。

対向部材１３，１３の中心部には、弁口１６Ａ，１６Ｂが形成されている。これら弁口１６Ａ，１６Ｂは、開口形状が共に円形になっており、互いに同軸上に配置されている。そして、これら弁口１６Ａ，１６Ｂを通して冷媒が一端側領域Ｒ１と中間領域Ｒ３との間、中間領域Ｒ３と他端側領域Ｒ２との間を流れる。また、一方の弁口１６Ａにおける一端側領域Ｒ１側の開口縁及び他方の弁口１６Ｂにおける他端側領域Ｒ２側の開口縁には、テーパー状の弁座１６Ｚが形成されている。

中間領域Ｒ３内には、可動感圧部３０が収容されている。図２に示すように、可動感圧部３０は、１対の対向部材１３，１３の間に延びかつ、弁口１６Ａ，１６Ｂと同心上に配置された円筒状の中間筒体３１を備えている。中間筒体３１の両端開口縁からは側方にフランジ部３１Ｆが張り出されている。中間筒体３１の両端部と各対向部材１３との間には、ダイヤフラム固定盤３５が備えられている。ダイヤフラム固定盤３５は、一端有底の扁平円筒形状をなし、扁平円筒壁部３５Ｄの一端開口縁から側方にフランジ部３５Ｆが張り出している。このフランジ部３５Ｆは中間筒体３１のフランジ部３１Ｆと同形状をなし、これらフランジ部３１Ｆ，３５Ｆの間にダイヤフラム３４の外縁部を挟み、両フランジ部３１Ｆ，３５Ｆ及びダイヤフラム３４が溶接されている。

各対向部材１３，１３には、可動感圧部３０の両端部に対応して嵌合凹部１３Ｄがそれぞれ陥没形成されている。また、一方の嵌合凹部１３Ｄの奥面と他方の嵌合凹部１３Ｄの奥面との間の距離は、可動感圧部３０におけるダイヤフラム固定盤３５，３５の端面間の距離より大きくなっている。そして、両ダイヤフラム固定盤３５，３５の端部が嵌合凹部１３Ｄ，１３Ｄ内に嵌合した状態に保持され、可動感圧部３０が対向部材１３，１３の間を直動する。

ダイヤフラム固定盤３５の底壁３５Ｂにおける中心部には、シャフト挿通孔３５Ｃが貫通形成されている。また、ダイヤフラム固定盤３５の開口縁からダイヤフラム３４に向けて筒状の過度変形防止部３５Ｔが突出している。そして、過度変形防止部３５Ｔの先端面がダイヤフラム３４の中心部分に突き合わされて、ダイヤフラム３４におけるダイヤフラム固定盤３５側への過度の変形を防止している。

ダイヤフラム３４の外面のうち過度変形防止部３５Ｔに囲まれた中心部からは、当接シャフト３７がそれぞれ起立しており、それら当接シャフト３７が過度変形防止部３５Ｔ及び弁口１６Ａ，１６Ｂに挿通して弁体１９に突き合わされている。

ダイヤフラム固定盤３５の扁平円筒壁部３５Ｄのうち、常に嵌合凹部１３Ｄの外側に位置する部分には、複数の冷媒通過孔３６が貫通形成されている。そして、冷媒通過孔３６を通してダイヤフラム固定盤３５の内外に冷媒が出入りして冷媒圧力がダイヤフラム３４の外面に付与される。

中間筒体３１は、内部を真空や大気圧等の一定圧力に保つようになっている。また、中間筒体３１における軸方向の中間部分には、内周面全体からばね係止壁３１Ａが突出形成されている。また、ダイヤフラム３４の内面にはインナー支持盤３３が宛がわれている。そして、中間筒体３１の内部には、ばね係止壁３１Ａと両方のダイヤフラム３４，３４との間に１対の感圧補助ばね３２が突っ張り状態にして備えられている。

インナー支持盤３３は、中心部がダイヤフラム３４に向かって突出しており、その突出部分の先端面のみがダイヤフラム３４に当接している。また、インナー支持盤３３の外縁部は中間筒体３１の内面に形成された段差部３１Ｄに隙間を介して対向している。そして、ダイヤフラム３４が中間筒体３１の奥側に所定量まで撓んだ際に、インナー支持盤３３と段差部３１Ｄとが当接して、ダイヤフラム３４の過度変形を防止する。

図１に示すように、各対向部材１３，１３には、中間領域Ｒ３内との反対面に端部筒壁１４が突出形成されている。端部筒壁１４の内面のうち先端寄り部分には、雌螺子部１４Ａが形成され、ここにナット１５が螺合している。ナット１５の中心部には貫通孔１５Ａが形成され、端部筒壁１４の内部空間と一端側領域Ｒ１又は他端側領域Ｒ２とが連通している。

各ナット１５と各弁座１６Ｚとの間には、ナット１５側から順番に、弁体付勢ばね１７、押圧部材１８、球状の弁体１９が収容されている。押圧部材１８は、全体として円柱形状をなし、一端部を段付き状に拡径し、さらにその大径側の端面に球受凹部１８Ａを陥没形成した構造になっている。弁体付勢ばね１７の一端部は、ナット１５における貫通孔１５Ａの開口縁に突き当てられかつその開口縁から突出した環状突部（図示せず）によって芯だしされる一方、弁体付勢ばね１７の他端部は、押圧部材１８の小径部分に嵌合されている。そして、押圧部材１８の球受凹部１８Ａにおける円錐形内面に弁体１９が当接し、弁体付勢ばね１７の弾発力によって弁体１９を弁口１６Ａ，１６Ｂ側に付勢している。

本実施形態に係る双方向定圧膨張弁１０の構成の説明は以上であり、次に、この双方向定圧膨張弁１０を、図４に示したヒートポンプ回路９０に組み付けた場合の動作について以下説明する。このヒートポンプ回路９０は、例えば、一般家庭用のルームエアコンに備えられている。ヒートポンプ回路９０には室外熱交換器９１Ａと室内熱交換器９２Ａとが備えられ、その室外熱交換器９１Ａは、ルームエアコンの室外機９１に組み込まれる一方、室内熱交換器９２Ａは室内機９２に組み込まれている。そして、１対の管路９６Ａ，９６Ｂによってこれら室外熱交換器９１Ａと室内熱交換器９２Ａとの間が接続されて、室外熱交換器９１Ａ及び室内熱交換器９２Ａを含む冷媒循環路９６が形成され、冷媒がこれら室外熱交換器９１Ａ及び室内熱交換器９２Ａを通過して冷媒循環路９６を循環する。そして、冷媒が室外熱交換器９１Ａを通過する際に冷媒と外気との間で熱交換が行われ、冷媒が室内熱交換器９２Ａを通過する際に冷媒と室内の空気との間で熱交換が行われる。

本実施形態の双方向定圧膨張弁１０は、室外機９１内に組み付けられると共に、室外熱交換器９１Ａと室内熱交換器９２Ａとの間を連絡する一方の管路９６Ａの途中に接続されている。そして、ボディ１０Ｂのうち図１の上側に示した一端側領域Ｒ１が室外熱交換器９１Ａに常時連通する一方、図１の下側に示した他端側領域Ｒ２が室内熱交換器９２Ａに常時連通した状態になっている。また、室外機９１側では、他方の管路９６Ｂの途中に四方弁９３を介して圧縮機９４が接続されている。そして、ヒートポンプ回路９０を冷房運転と暖房運転とに切り替えると、四方弁９３が作動して、冷媒循環路９６を流れる冷媒の向きが逆転する。

さて、ヒートポンプ回路９０の冷房運転時には、一方の管路９６Ａにおいては、冷媒が室内熱交換器９２Ａから室外熱交換器９１Ａに流され、このとき、双方向定圧膨張弁１０においては、図２の矢印で示したように、冷媒が一端側領域Ｒ１、一方の弁口１６Ａ、中間領域Ｒ３、他方の弁口１６Ｂ、他端側領域Ｒ２の順番に流れる。

すると、中間領域Ｒ３内の可動感圧部３０が冷媒に押されて他端側領域Ｒ２側（この場合は図２の下側）に移動し、一端側領域Ｒ１側の弁体１９が弁口１６Ａに接近する一方、他端側領域Ｒ２側の弁体１９は、弁口１６Ｂから離され、各弁体１９と各ダイヤフラム３４との間で当接シャフト３７が突っ張り状態になる。この状態で、中間領域Ｒ３内の冷媒圧力に応じてダイヤフラム３４が変形すると、その変形に伴って各弁体１９の弁口１６Ａ，１６Ｂに対する位置が変化して弁開度が所定の範囲で変わる。

ここで、下流に位置した他端側領域Ｒ２の弁体１９は弁口１６Ｂから離されて弁開度が大きくなっているので、その弁開度が所定の範囲で変化しても流量及び冷媒圧力への影響は小さい。これに対し、上流に位置した一端側領域Ｒ１の弁体１９は弁口１６Ａに接近して弁開度が小さくなっているので、その弁開度が所定の範囲で変化した場合の流量及び冷媒圧力への影響は大きい。そして、中間領域Ｒ３内の冷媒圧力が比較的大きくなると、弁体１９が弁口１６Ａに近づき、一端側領域Ｒ１の弁口１６Ａを通過する冷媒の流量が絞られて、中間領域Ｒ３内の冷媒圧力が下がる。これとは逆に、中間領域Ｒ３内の冷媒圧力が比較的小さくなると、一端側領域Ｒ１側の弁口１６Ａの弁開度が大きくなり、一端側領域Ｒ１の弁口１６Ａを通過する冷媒の流量が増加して、中間領域Ｒ３内の冷媒圧力が上がる。これらにより、その弁口１６Ａより下流側の冷媒圧力を一定にすることができる。また、ヒートポンプ回路９０を冷暖房を切り替えると、図３に示すように冷媒が流れる方向が逆転し、上記した場合と同様に、上流に位置した他端側領域Ｒ２側の弁口１６Ｂの弁開度が、中間領域Ｒ３の冷媒圧力に応じて変化し、その弁口１６Ｂより下流側の冷媒圧力を一定にすることができる。

ところで、本実施形態の双方向定圧膨張弁１０は、以下のようにして製造される。即ち、図５に示すように、均一径をなして直線状に延びた銅パイプ１２の内側に、その銅パイプ１２以外の双方向定圧膨張弁１０の構成部品（以下、双方向定圧膨張弁１０の「内部構成部品」という）を収容する。

次いで、銅パイプ１２の外側のうち中間領域Ｒ３に対応した部分に中間剛体リング６０を嵌合する。そして、図示しない組み付け治具によって銅パイプ１２と中間剛体リング６０とを位置決めして、銅パイプ１２の軸方向の中心に中間剛体リング６０を配置する。また、この組み付け治具によって、内部構成部品も銅パイプ１２の軸方向の中心に位置決めする。

次いで、銅パイプ１２の両端部から１対の端部剛体リング６２，６２を嵌合する。端部剛体リング６２のうち中間剛体リング６０に対向した端面には、中心寄りに凹部６２Ａが形成され、その凹部６２Ａの外側部分が本発明に係る拡径防止リング６２Ｒになっている。そして、凹部６２Ａ内に、本発明に係る弾性体リング６１が収容され、その弾性体リング６１の一端部が凹部６２Ａの奥面に当接する一方、他端部が拡径防止リング６２Ｒの先端面から中間剛体リング６０側に突出している。そして、各弾性体リング６１が中間剛体リング６０の端面に当接した状態で、各弾性体リング６１が銅パイプ１２内の係止溝１３Ｃ及び係止溝１３Ｃの近傍に対応した部分に配置される。

次いで、両端部剛体リング６２，６２を中間剛体リング６０に向けて押し付け、各弾性体リング６１を軸方向で押し潰す。すると、弾性体リング６１が縮径変形して銅パイプ１２を軸中心に向かって加圧する。ここで、銅パイプ１２のうち係止溝１３Ｃに対応した部分は内側から支持されていないので、その係止溝１３Ｃに対応した部分が弾性体リング６１からの力によって内側に膨出し、膨出係止部１２Ｔが形成される。

詳細には、係止溝１３Ｃにおけるエッジ角部１３Ｐが銅パイプ１２に食い込んでメタルシールが施されると共に対向部材１３に銅パイプ１２が係止する。一方、テーパ面付き角部１３Ｊはテーパ面を備えて銅パイプ１２が食い込み難くなっているので、銅パイプ１２はテーパ面付き角部１３Ｊ上を摺接し、そのテーパ面付き角部１３Ｊ側から係止溝１３Ｃ内に入り込む。これにより、銅パイプ１２のうち両対向部材１３，１３の間に位置した部分が両側に引っ張られた状態になり、対向部材１３，１３同士が円筒壁１３Ａを介して押し付けられる。これにより、対向部材１３，１３内の間隔のばらつきが抑えられ、双方向定圧膨張弁１０の性能が安定する。

次いで、銅パイプ１２の両端部を、スエージング加工し、銅パイプ１２の両端部にテーパー縮径部１２Ｖと小径部１２Ｗとを形成し、双方向定圧膨張弁１０が完成する。

このように、本実施形態の双方向定圧膨張弁１０によれば、銅パイプ１２の内部に１対の対向部材１３，１３を収容し、銅パイプ１２の一部を内側に膨出させた膨出係止部１２Ｔを対向部材１３の外周面に備えた係止溝１３Ｃに係止したことにより、銅パイプ１２に対向部材１３，１３が固定されると共に、その係止溝１３Ｃの開口縁の角部に銅パイプ１２が食い込んでメタルシールが施される。このように、銅パイプ１２と対向部材１３との固定部分をメタルシールに兼用したので、Ｏリング３を備えた従来のものよりコストダウンを図ることができる。しかも、双方向定圧膨張弁１０の外面全体が銅パイプ１２に覆われるので、外部への冷媒の漏れを確実に防ぐことができる。また、本実施形態の双方向定圧膨張弁１０に備えた銅パイプ１２は、両端側に１対のテーパー縮径部１２Ｖ，１２Ｖを備えて縮径され、両端部に１対の小径部１２Ｗ，１２Ｗを有するので、別途レデューサ等の接続部品を設けずに、双方向定圧膨張弁１０の両端部を室外及び室内の熱交換器９１Ａ，９２Ａから延びた一般的な冷媒用銅パイプに接続したり、或いは、室外及び室内の熱交換器９１Ａ，９２Ａに直接接続することができる。この点においてもコストダウンを図ることができる。

なお、本実施形態の双方向定圧膨張弁１０のうち一方の弁口１６Ａと当接シャフト３７との隙間の開口面積を、他方の弁口１６Ｂと当接シャフト３７との隙間の開口面積より広くしてもよい。このようにすれば、暖房冷房の何れか一方の運転時に双方向定圧膨張弁１０にて制御されて流される冷媒流量が、他方の運転時に制御されて流される冷媒流量より大きくなり、比較的に大流量を必要とする暖房運転時になどに適切に対応することができる。

本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）前記第１実施形態では、弾性体リング６１を用いて膨出係止部１２Ｔを形成していたが、例えば、銅パイプ１２のうち係止溝１３Ｃに対応した部分の外面にローラーを押し付けることで銅パイプ１２の一部を内側に膨出させて、膨出係止部１２Ｔを形成してもよい。

（２）前記第１実施形態では、本発明の「突張部材」が円筒壁１３Ａで構成されていたが、本発明の「突張部材」を対向部材１３，１３の間で突っ張り状態になった複数の支柱で構成してもよい。

（３）前記第１実施形態では、当接シャフト３７が可動感圧部３０側に固定されていたが、当接シャフト３７を弁体１９側に固定した構成にしてもよい。

本発明の第１実施形態に係る双方向定圧膨張弁の側断面図 冷房時の双方向定圧膨張弁の側断面図 暖房時の双方向定圧膨張弁の側断面図 ヒートポンプ回路の概念図 組み付け段階の双方向定圧膨張弁の側断面図 双方向定圧膨張弁の一部を拡大した側断面図 従来の双方向定圧膨張弁の側断面図

１０ 双方向定圧膨張弁
１２ 銅パイプ
１２Ｔ 膨出係止部
１２Ｖ テーパー縮径部
１２Ｗ 小径部
１３ 対向部材
１３Ａ 円筒壁（突張部材）
１３Ｂ 嵌合部
１３Ｃ 係止溝
１３Ｇ 外周面
１３Ｊ テーパー面付き角部
１３Ｎ 溝内側面
１３Ｐ エッジ角部
１６Ａ，１６Ｂ 弁口
１７ 弁体付勢ばね
１９ 弁体
３０ 可動感圧部
３１ 中間筒体
３４ ダイヤフラム
３７ 当接シャフト
６１ 弾性体リング
６２Ｒ 拡径防止リング
９０ ヒートポンプ回路
９１Ａ 室外熱交換器
９２Ａ 室内熱交換器
Ｒ１ 一端側領域
Ｒ２ 他端側領域
Ｒ３ 中間領域

Claims (6)

1. ヒートポンプ回路（９０）の室内熱交換器（９２Ａ）と室外熱交換器（９１Ａ）との間に接続されて冷媒が双方向に流され、下流側の冷媒圧力を一定にすることが可能な双方向定圧膨張弁（１０）において、
   前記冷媒が内側に流される銅パイプ（１２）と、
   前記銅パイプ（１２）の内側に収容されて互いに対向し、前記銅パイプ（１２）の内部を一端側領域（Ｒ１）と中間領域（Ｒ３）と他端側領域（Ｒ２）とに区画する１対の対向部材（１３）と、
   前記各対向部材（１３）の外周面にそれぞれ形成された係止溝（１３Ｃ）と、
   前記銅パイプ（１２）の一部を内側に膨出変形させて前記各係止溝（１３Ｃ）に係止しかつ前記銅パイプ（１２）と前記対向部材（１３）との間を密閉した１対の膨出係止部（１２Ｔ）と、
   前記１対の対向部材（１３）に貫通形成された１対の弁口（１６Ａ，１６Ｂ）と、
   前記一端側領域（Ｒ１）内及び前記他端側領域（Ｒ２）内にそれぞれ配置されて、前記各弁口（１６Ａ，１６Ｂ）を開閉する１対の弁体（１９）と、
   前記各弁体（１９）を前記弁口（１６Ａ，１６Ｂ）側に付勢する１対の弁体付勢ばね（１７）と、
   前記中間領域（Ｒ３）に収容され、前記１対の対向部材（１３）の対向方向に直動可能な可動感圧部（３０）と、
   前記可動感圧部（３０）に備えられて前記１対の対向部材（１３）の対向方向に延びた中間筒体（３１）と、
   前記中間筒体（３１）の両端を密閉し、前記中間領域（Ｒ３）内の冷媒圧力に応じて弾性変形する１対のダイヤフラム（３４）と、
   前記１対の弁口（１６Ａ，１６Ｂ）にそれぞれ遊嵌されて前記弁体（１９）と前記可動感圧部（３０）の両端部との間で突っ張り状態になり、前記ダイヤフラム（３４）の変形量に応じて前記弁体（１９）を移動して前記弁口（１６Ａ，１６Ｂ）の弁開度を変更する１対の当接シャフト（３７）とを備えたことを特徴とする双方向定圧膨張弁（１０）。
2. 前記１対の対向部材（１３）の間で突っ張り状態になって、それら対向部材（１３）を一定の間隔に位置決めする突張部材（１３Ａ）を備えたことを特徴とする請求項１に記載の双方向定圧膨張弁（１０）。
3. 前記係止溝（１３Ｃ）内で対向した１対の溝内側面（１３Ｎ）のうち前記銅パイプ（１２）の軸方向中央寄りの一方の前記溝内側面（１３Ｎ）と前記対向部材（１３）の外周面（１３Ｇ）とがなす角部を面取りして形成されたテーパー面付き角部（１３Ｊ）と、他方の前記溝内側面（１３Ｎ）と前記対向部材（１３）の外周面（１３Ｇ）とがなす角部に設けられて、前記テーパー面付き角部（１３Ｊ）より尖ったエッジ角部（１３Ｐ）とが備えられたことを特徴とする請求項２に記載の双方向定圧膨張弁（１０）。
4. 前記銅パイプ（１２）には、両先端に向かうに従って徐々に縮径した１対のテーパー縮径部（１２Ｖ）と、前記１対のテーパー縮径部（１２Ｖ）より先端側に配置されて均一径をなして延びた１対の小径部（１２Ｗ）とが備えられたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の双方向定圧膨張弁（１０）。
5. 一方の前記弁口（１６Ａ）と前記当接シャフト（３７）との隙間の開口面積を、他方の前記弁口（１６Ｂ）と前記当接シャフト（３７）との隙間の開口面積より広くしたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の双方向定圧膨張弁（１０）。
6. 請求項１乃至５の何れかに記載の双方向定圧膨張弁（１０）の製造方法であって、
   径が均一になって直線状に延びた銅パイプ（１２）の内側に、その銅パイプ（１２）以外の前記双方向定圧膨張弁（１０）の構成部品を収容し、
   前記銅パイプ（１２）の外側のうち前記１対の係止溝（１３Ｃ）に対応した部分に１対の弾性体リング（６１）を嵌合すると共に前記１対の弾性体リング（６１）の外側に各弾性体リング（６１）の拡径変形を防止する拡径防止リング（６２Ｒ）を嵌合して前記弾性体リング（６１）を軸方向で押し潰すことで前記１対の膨出係止部（１２Ｔ）を形成することを特徴とする双方向定圧膨張弁（１０）の製造方法。

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