特開 2022-188522 樹脂－金属複合チャージバルブ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022188522

(43)【公開日】2022-12-21

(54)【発明の名称】樹脂－金属複合チャージバルブ

(51)【国際特許分類】

   F16K 27/02 20060101AFI20221214BHJP

【ＦＩ】

F16K27/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021096628

(22)【出願日】2021-06-09

(71)【出願人】

【識別番号】000233619

【氏名又は名称】株式会社ニチリン

(74)【代理人】

【識別番号】110001841

【氏名又は名称】弁理士法人ＡＴＥＮ

(72)【発明者】

【氏名】前田 高男

(72)【発明者】

【氏名】桝野 哲朗

(72)【発明者】

【氏名】林 亮平

【テーマコード（参考）】

3H051

【Ｆターム（参考）】

3H051AA01

3H051AA03

3H051BB10

3H051CC11

3H051CC14

3H051CC16

3H051DD01

3H051DD07

3H051FF01

3H051FF08

3H051FF15

(57)【要約】

【課題】ガス漏れを抑えることができる樹脂製のバルブ本体を備える、樹脂－金属複合チャージバルブを提供すること。
【解決手段】チャージバルブ（１００）を構成するバルブ本体（１）は、筒状の収容部（１２）を有する樹脂製の第１バルブ本体（７）および樹脂製の筒状の第３バルブ本体（９）と、バルブコア（２）の雄ネジ部（４ｂ）と螺合する雌ネジ部（１５ａ）が内周面に設けられた金属製の筒状の第２バルブ本体（８）とで構成される。また、第２バルブ本体（８）の外周面と収容部（１２）の内周面との間にシール材（例えば、Ｏリング（１４））が配置される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

外周面に雄ネジ部が設けられたバルブコアと、当該バルブコアが内部に配置されるバルブ本体と、を備えるチャージバルブにおいて、
前記バルブ本体は、
筒状の収容部を有する樹脂製の第１バルブ本体と、
前記収容部に収容される金属製の筒状の第２バルブ本体であって、前記雄ネジ部と螺合する雌ネジ部が内周面に設けられた第２バルブ本体と、
前記第２バルブ本体が前記収容部に収容された後、前記収容部に基端部が収容される樹脂製の筒状の第３バルブ本体と、
を備え、
前記第２バルブ本体の外周面と前記収容部の内周面との間にシール材が配置されている、
樹脂－金属複合チャージバルブ。

【請求項2】

請求項１に記載の樹脂－金属複合チャージバルブにおいて、
前記第２バルブ本体は、
前記シール材が外周面に配置される第１筒部と、
回り止め部を外周面に有する第２筒部と、で構成され、
前記収容部の内周面に前記回り止め部と係合する係合部が設けられている、
樹脂－金属複合チャージバルブ。

【請求項3】

請求項１または２に記載の樹脂－金属複合チャージバルブにおいて、
前記第１バルブ本体は、前記収容部と、樹脂パイプの接続口が両端部に形成された筒状のパイプ部と、を有するＴ字形状とされている、
樹脂－金属複合チャージバルブ。

【請求項4】

請求項１から３のいずれかに記載の樹脂－金属複合チャージバルブにおいて、
前記シール材はＯリングである、
樹脂－金属複合チャージバルブ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動車用のエアコン配管などに取り付けられるチャージバルブに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１にチャージバルブに関する技術が記載されている。特許文献１に記載のチャージバルブは、アルミニウム合金で形成されたバルブ本体の内部にバルブコアが配置されてなるものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平０９－１１９７５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

自動車をより軽量化するために、自動車用のエアコン配管を樹脂化する検討が行われている。エアコン配管の樹脂化において、当該配管に取り付けられるチャージバルブも樹脂化する場合、そのバルブ本体を単純に樹脂製のものとすると、次のような問題がある。バルブコアが固定されているバルブ本体の樹脂製の雌ネジ部にクリープが生じ、振動などによってバルブコアが緩んでしまうことが懸念される。なお、クリープとは、材料に静荷重を継続的に与え続けたときに、時間とともに材料の変形量が増加する現象のことをいう。

【0005】

バルブコア固定部のクリープの発生を防止するには、バルブコアが螺合されるバルブ本体の雌ネジ部を金属製の部品にし、その他の部分を樹脂製にすることが考えられる。この場合、例えば、雌ネジ部を有する筒状の金属製部品を樹脂成形の金型の内部に装填して射出成形する、いわゆるインサート成形により、雌ネジ部が金属製で、その他の部分が樹脂製の２つの部品からなるバルブ本体を製造することができる。しかしながら、この方法（構造）では、金属製部品と樹脂製部品との間に隙間ができてしまい、この隙間からガス漏れが発生してしまう。

【0006】

本発明の目的は、ガス漏れを抑えることができる樹脂製のバルブ本体を備える、樹脂－金属複合チャージバルブを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本願で開示する樹脂－金属複合チャージバルブは、外周面に雄ネジ部が設けられたバルブコアと、当該バルブコアが内部に配置されるバルブ本体と、を備えるチャージバルブであって、前記バルブ本体は、筒状の収容部を有する樹脂製の第１バルブ本体と、前記収容部に収容される金属製の筒状の第２バルブ本体であって、前記雄ネジ部と螺合する雌ネジ部が内周面に設けられた第２バルブ本体と、前記第２バルブ本体が前記収容部に収容された後、前記収容部に基端部が収容される樹脂製の筒状の第３バルブ本体と、を備え、前記第２バルブ本体の外周面と前記収容部の内周面との間にシール材が配置されている。

【発明の効果】

【0008】

上記構成のチャージバルブによれば、バルブ本体を樹脂製としつつ、ガス漏れを抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態に係る、樹脂－金属複合チャージバルブの一部切り欠き断面図である。

【図2】樹脂－金属複合チャージバルブを構成するバルブ本体の一部切り欠き断面図である。

【図3】図２のＡ－Ａ断面図である。

【図4】バルブ本体を構成する第１バルブ本体の断面図である。

【図5】バルブ本体を構成する第２バルブ本体の断面図である。

【図6】バルブ本体を構成する第３バルブ本体の断面図である。

【図7】回り止め部、および、それに係合する係合部の変形例を示す図３に対応する図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明を実施するための形態について、図面を参照しつつ説明する。

【0011】

図１に示すように、チャージバルブ１００（樹脂－金属複合チャージバルブ）は、バルブ本体１と、バルブ本体１の内部に配置されるバルブコア２とを備える。バルブコア２を保護するためのキャップ３が、バルブ本体１の端部に取り付けられている。

【0012】

バルブコア２は、筒状のバルブコア本体４と、棒状の弁部材５と、弁部材５に挿入されるコイルスプリング６とで構成される。バルブコア本体４および弁部材５の材料は、例えば、真鍮である。バルブコア本体４の軸方向の端部の内周面側は環状の凹部４ａとされ、この凹部４ａが弁座となる。バルブコア本体４の外周面に、雄ネジ部４ｂ、環状の溝部４ｃ、および環状の段差部４ｄが、バルブコア本体４の軸方向において、上記凹部４ａ側から順に設けられている。上記溝部４ｃにシール材としてのＯリング１０が装着される。段差部４ｄは、本実施形態では、弁体１１側に向かうにつれて、先細りのテーパ形状とされている。なお、段差部４ｄは、バルブコア本体４の軸方向に対して直交する方向に延びる面とされてもよい。段差部４ｄの形状は、特に限定されない。

【0013】

弁部材５の一方の端部に環状の弁体１１が固定され、他方の端部にバネ受け部５ａが設けられる。コイルスプリング６は、弁部材５に挿入され、バネ受け部５ａとバルブコア本体４の端面との間に圧縮状態で装着された状態とされる。コイルスプリング６は、バルブコア本体４に形成された前記凹部４ａに向けて弁体１１を付勢する。図１において、コイルスプリング６は、弁部材５（弁体１１）を上方へ付勢する。通常時、コイルスプリング６の付勢力によって、弁体１１は凹部４ａに嵌り込んでいる。バルブ本体１内のパイプ部１３側の流路Ｃ１と、バルブ本体１内のキャップ３側の流路Ｃ２とは、凹部４ａに弁体１１が嵌り込んでいることで非連通状態（＝バルブ閉）となる。コイルスプリング６の付勢力に抗して弁部材５のバネ受け部５ａ側が、その軸方向において、バルブコア本体４の内部に押し込まれると、弁体１１は凹部４ａから離れる。弁体１１が、凹部４ａから離れると、流路Ｃ１と流路Ｃ２とは連通状態（＝バルブ開）となる。流路Ｃ１と流路Ｃ２とが連通状態となると、流路Ｃ２側から流路Ｃ１側へ、ガス（冷媒ガス）が流入可能となる（ガスチャージ）。

【0014】

バルブコア２が内部に配置されるバルブ本体１は、樹脂製の第１バルブ本体７と、金属製の筒状の第２バルブ本体８と、樹脂製の筒状の第３バルブ本体９との三体で構成される。すなわち、バルブ本体１は、３つの（三体の）部品で構成される。第２バルブ本体８の材料は、アルミニウム合金、真鍮などである。第１バルブ本体７、および第３バルブ本体９は、例えば、樹脂材料の射出成形により製造される。

【0015】

本実施形態において、第１バルブ本体７は、筒状の収容部１２と、パイプ部１３とを有するＴ字形状とされている。収容部１２とパイプ部１３とは、筒状の連通部１８で連通されている。連通部１８の内径は、収容部１２の内径よりも小さい。

【0016】

収容部１２には、第２バルブ本体８とともにバルブコア２が収容される。パイプ部１３の両端部には、樹脂パイプ（不図示）の接続口１３ａが形成されている。接続口１３ａに樹脂パイプの端部が収容される。接続口１３ａに収容される樹脂パイプの端部と接続口１３ａとは、例えば、溶着、接着、圧入などにより固定される。

【0017】

図５に示すように、第２バルブ本体８は、第１筒部１５と第２筒部１６とで構成される。第２筒部１６の外径は、第１筒部１５の外径よりも大きい。第１筒部１５の内周面に、バルブコア２の雄ネジ部４ｂと螺合する雌ネジ部１５ａが設けられる。また、第１筒部１５の外周面に、環状の溝部１５ｂが設けられる。図１、図２に示すように、この溝１５ｂに、シール材としてのＯリング１４が装着される。

【0018】

図３に示すように、第２バルブ本体８を構成する第２筒部１６の外周面には、回り止め部としての切り欠き部１６ａが設けられている。本実施形態では、第２筒部１６の周方向において、１８０°の位相差で２つの切り欠き部１６ａが設けられている。図３、図４に示すように、これらの切り欠き部１６ａが、それぞれ係合する２つの凸部１２ａ（係合部）が、第１バルブ本体７の収容部１２の内周面に設けられている。凸部１２ａの位置に切り欠き部１６ａの位置を合わせながら、収容部１２に、その軸方向から第２バルブ本体８が収容されて、上記凸部１２ａに切り欠き部１６ａが係合する。凸部１２ａに切り欠き部１６ａが係合することで、第２バルブ本体８は第１バルブ本体７に対して回転しない。

【0019】

また、第２筒部１６の軸方向の端部の内角部は、バルブコア本体４の前記段差部４ｄが当接する当接部１６ｂとされている。本実施形態において、この当接部１６ｂは、テーパ形状とされている。なお、前記段差部４ｄが、バルブコア本体４の軸方向に対して直交する方向に延びる面とされた場合は、第２筒部１６の軸方向の端面に、段差部４ｄが当接することとなる。そのため、前記段差部４ｄが、バルブコア本体４の軸方向に対して直交する方向に延びる面とされた場合は、第２筒部１６の軸方向の端面が、段差部４ｄと当接する当接部となる。この場合、第２筒部１６の軸方向の端部の内角部は、本実施形態のように、テーパ形状とされていてもよいし、されていなくてもよい。

【0020】

第３バルブ本体９は、第２バルブ本体８が収容部１２に収容された後、その基端部１７が、収容部１２の端部に収容される部品である。収容部１２の端部に収容される第３バルブ本体９の基端部１７と収容部１２の端部とは、例えば、溶着、接着、圧入などにより固定される。

【0021】

第３バルブ本体９の外周には、環状の鍔部９ｂが設けられている。鍔部９ｂは、第３バルブ本体９の軸方向において、基端部１７寄りの部分に設けられている。また、第３バルブ本体９の基端部１７とは反対側の端部の内周面には、キャップ３が螺合される雌ネジ部９ａが設けられている。

【0022】

バルブ本体１の組み立て方法は、例えば、次のとおりである。

【0023】

第２バルブ本体８の第１筒部１５の外周面に設けられた溝部１５ｂに、Ｏリング１４を装着する。Ｏリング１４が装着された第２バルブ本体８を、第１バルブ本体７に形成された収容部１２に収容し、収容部１２の底面１２ｂに第１筒部１５の端面を当接させる。ここで、図４に示すように、収容部１２は、小径部１２ｃと大径部１２ｄとを有し、小径部１２ｃと大径部１２ｄとの境界部に段差面１２ｅがある。収容部１２の底面１２ｂに第１筒部１５の端面を当接させたとき、第２筒部１６の端面と段差面１２ｅとの間に隙間が形成されるように、収容部１２は設計されている。収容部１２の底面１２ｂが、第２バルブ本体８を位置決めするための面であり、軸方向において、第２筒部１６の端面と段差面１２ｅとの間に隙間が形成されることで、収容部１２の底面１２ｂに第１筒部１５の端面を確実に当接させることができる。

【0024】

次に、第３バルブ本体９の基端部１７を第１バルブ本体７の収容部１２に収容する。第１バルブ本体７および第３バルブ本体９は、樹脂製であるため、金属製である場合よりも柔らかい。そのため、第３バルブ本体９の基端部１７を第１バルブ本体７の収容部１２に収容すると、図１、図２に示すように、基端部１７の軸方向の端面、および第３バルブ本体９の鍔部９ｂの軸方向の端面は、いずれも、それぞれ、第２バルブ本体８の第２筒部１６の軸方向の端面、および収容部１２の軸方向の端面に当接する。なお、第３バルブ本体９などにおいて、製造誤差が多少大きかった場合には、基端部１７の軸方向の端面、および鍔部９ｂの軸方向の端面のうちのいずれかが、第２筒部１６の軸方向の端面、または収容部１２の軸方向の端面に当接する。

【0025】

第３バルブ本体９の基端部１７と、収容部１２の端部とを、例えば、溶着、接着、圧入などにより固定することで、第１バルブ本体７と第３バルブ本体９とが固定され、バルブ本体１の組み立てが完了する。

【0026】

バルブ本体１へのバルブコア２の組み付け方法は、例えば、次のとおりである。

【0027】

バルブ本体１の第３バルブ本体９の端部から、バルブ本体１の内部へバルブコア２を挿入する。そして、バルブ本体１を構成する第２バルブ本体８の雌ネジ部１５ａに、バルブコア２の雄ネジ部４ｂを螺合させる。すなわち、第２バルブ本体８にバルブコア２をねじ込む。第２バルブ本体８にバルブコア２をねじ込んでいくと、バルブコア本体４の外周面に設けられた段差部４ｄが、第２バルブ本体８の第２筒部１６に形成された当接部１６ｂに軸方向から当接する。

【0028】

ここで、バルブコア本体４に関し、バルブコア２の弁体１１側とは反対側の軸方向の端部には、工具（不図示）で把持可能な平板形状の把持部４ｅが設けられており、バルブコア２の第２バルブ本体８内へのねじ込みが容易とされている。作業員は、この把持部４ｅを工具で把持し、第２バルブ本体８にバルブコア２をねじ込む。バルブコア本体４に設けられた段差部４ｄが、第２バルブ本体８の第２筒部１６に形成された当接部１６ｂに当接したら、作業員は、少しねじ込む力を強め、上記当接部１６ｂに段差部４ｄを押し付ける。当接部１６ｂに段差部４ｄを押し付けると、当接部１６ｂに段差部４ｄが少し食い込んだような状態となり、バルブコア２の雄ネジ部４ｂと第２バルブ本体８の雌ネジ部１５ａとの螺合固定が強固なものとなる。すなわち、バルブコア２の緩みが、より防止される。バルブコア２の第２バルブ本体８内への十分なねじ込みにより、バルブ本体１へのバルブコア２の組み付けが完了する。なお、段差部４ｄおよび当接部１６ｂは、第２バルブ本体８の軸方向における、第２バルブ本体８に対してのバルブコア２の位置決めの役割も担う。

【0029】

（効果）
チャージバルブ１００は、第１バルブ本体７および第３バルブ本体９が樹脂製のバルブ本体１であるため、従来の全てが金属製のバルブ本体で構成されるチャージバルブよりも軽量化が図られている。一方で、バルブコア２の雄ネジ部４ｂが螺合される雌ネジ部１５ａ部分は金属なので、両者の螺合部分にクリープが生じることも抑制され、バルブコア２がクリープにより緩んでしまうことも防止されている。

【0030】

また、第２バルブ本体８の外周面と収容部１２の内周面との間に、シール材としてのＯリング１４が配置されているので、パイプ部１３側の流路Ｃ１から流路Ｃ２へのガス漏れを抑えることができている。

【0031】

また、第２バルブ本体８は、回り止め部（切り欠き部１６ａ）を外周面に有する第２筒部１６を有し、第１バルブ本体７を構成する前記収容部１２の内周面に上記回り止め部と係合する係合部（凸部１２ａ）が設けられている。そのため、第２バルブ本体８にバルブコア２をねじ込む際に、第１バルブ本体７に対して第２バルブ本体８が回転することを防止できる。

【0032】

なお、切り欠き部１６ａ、凸部１２ａといった回り止めの構造を用いることに代えて、第１バルブ本体７と第２バルブ本体８とを接着剤で固定することで、第１バルブ本体７に対して第２バルブ本体８が回転することを防止してもよい。

【0033】

本実施形態の第１バルブ本体７は、収容部１２と、樹脂パイプの接続口１３ａが両端部に形成された筒状のパイプ部１３とを有するＴ字形状とされている。ここで、第１バルブ本体７に関し、パイプ部１３を省略してもよい。この場合、側面に貫通孔があけられた樹脂パイプ（不図示）の貫通孔部分に、連通部１８を溶着、接着、圧入などで接続することになる。樹脂パイプ（不図示）の側面にあけられた貫通孔部分に、連通部１８を溶着、接着、圧入などで接続する作業は容易と言えるものではない。一方、パイプ部１３の両端部に形成された接続口１３ａに、樹脂パイプの端部を溶着、接着、圧入などで接続する作業は容易である。よって、第１バルブ本体７をＴ字形状としたことで、第１バルブ本体７に樹脂パイプを容易に接続することが可能となる。

【0034】

また、本実施形態では、第２バルブ本体８の外周面と収容部１２の内周面との間に配置されるシール材として、Ｏリング１４が用いられている。すなわち、第２バルブ本体８の第１筒部１５の外周面にシール材として、Ｏリング１４が配置されている。第２バルブ本体８の外周面と収容部１２の内周面との間にシール材として接着剤を介在させて、第２バルブ本体８の外周面と収容部１２の内周面との間を接着剤でシールしてもよい。この場合、Ｏリング１４を省略することができる。

【0035】

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上記実施形態の要素を適宜組み合わせたり、上記実施形態に種々の変更を加えたりすることが可能である。

【0036】

例えば、上記実施形態は、次のように変更可能である。

【0037】

回り止め部としての切り欠き部１６ａ（凸部１２ａ）は、２つではなく１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。

【0038】

図７は、回り止め部、および、それに係合する係合部の変形例を示す図３に対応する図である。図７に示すように、第２バルブ本体８を構成する第２筒部１６の外周面に、周方向において間隔をあけて複数の凸部１６ｃ（回り止め部）が設けられ、第２筒部１６は、断面が歯車形状の第２筒部１６とされる。凸部１６ｃは、第２筒部１６の軸方向に延びている。また、第１バルブ本体７の収容部１２の内周面に、凸部１６ｃと係合する溝１２ｆ（係合部）が、複数、設けられる。溝１２ｆは、収容部１２の軸方向に延びている。

【0039】

上記実施形態において、バルブコア２の外周に設けられた段差部４ｄはテーパ形状とされている。段差部４ｄは、テーパ形状でなくてもよい。例えば、階段形状の（別の言い方では、断面がＬ字形状の）環状の段差部とされてもよい。

【0040】

第３バルブ本体９の外周には、環状の鍔部９ｂが設けられている。鍔部９ｂは、無くてもよい。なお、鍔部９ｂが設けられていることで、第１バルブ本体７と第３バルブ本体９との固定が安定する。

【符号の説明】

【0041】

１：バルブ本体
２：バルブコア
４ｂ：雄ネジ部
７：第１バルブ本体
８：第２バルブ本体
９：第３バルブ本体
１２：収容部
１２ａ：凸部（係合部）
１２ｆ：溝（係合部）
１３：パイプ部
１３ａ：接続口
１４：Ｏリング（シール材）
１５：第１筒部
１５ａ：雌ネジ部
１６：第２筒部
１６ａ：切り欠き部（回り止め部）
１６ｃ：凸部（回り止め部）
１７：基端部
１００：チャージバルブ（樹脂－金属複合チャージバルブ）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】