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技術 膨張弁及びその製造方法

出願人 株式会社不二工機
発明者 横田浩松田亮
出願日 2015年9月17日 (4年6ヶ月経過) 出願番号 2015-184329
公開日 2017年3月23日 (2年11ヶ月経過) 公開番号 2017-058090
状態 特許登録済
技術分野 感温弁 圧縮機、蒸発器、凝縮器、流体循環装置
主要キーワード 取付形状 カシメ治具 プレス治具 配列状況 押出成形部材 局部加圧 上蓋部材 押圧具
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この項目の情報は公開日時点(2017年3月23日)のものです。
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図面 (5)

課題

小径化したパワーエレメントの固定に際し、低コストにて必要十分な耐久性耐腐食性を実現できる固定構造を提供する。

解決手段

弁本体の頂部に設けた円筒部(12)にパワーエレメント(100)を固定するに際し、前記円筒部の上端に対してローラー(232)等の押圧具を用いて内側に向けて局部的な加圧を行うことにより、前記円筒部に折曲部(12a)を形成し、パワーエレメントを前記円筒部内に固定する。

概要

背景

従来、自動車に搭載される空調装置等に用いる冷凍サイクルについては、設置スペース配管作業を省略するために、冷媒の通過量を温度に応じて調整する感温機構内蔵型の温度膨張弁が使用されている。このような膨張弁の弁本体は、高圧の冷媒が導入される入口ポートと入口ポートに連通する弁室とを有するとともに、弁本体の頂部には、パワーエレメントと称する弁部材駆動機構装備される。
弁室内に配設される球状の弁部材は、弁室に開口する弁孔弁座に対向し、パワーエレメントにより駆動される弁棒により操作されて、弁座との間の絞り通路開度を制御する。
また、弁孔を通った冷媒は、出口ポートから蒸発器側へ送られる。蒸発器から圧縮機側へ戻る冷媒は、弁本体に設けられた戻り通路を通過する。

パワーエレメントは、圧力作動室を形成する上蓋部材と圧力を受けて弾性変形する薄板ダイアフラム円盤状の受け部材で構成され、3つの部材を重ね合わせて円周部をTIG溶接手段などにより接合して形成される。
上蓋部材とダイアフラムで形成される圧力作動室には作動ガス封入される。このとき、圧力作動室に作動ガスを封入するために、上蓋部材の頂部に穴を設け、この穴から作動ガスを封入した後に鋼球等で穴を塞ぎプロジェクション溶接手段などによって圧力作動室を封止する。

上記のような従来の感温機構内蔵型の温度膨張弁は、その周囲に多数の部品密接状態で配置されるため、さらなる小型化が求められている。
しかしながら、こうした従来の膨張弁では、例えば弁本体の頂部の開口部とパワーエレメントの底部とにそれぞれ雄ねじ雌ねじを形成し、これらをねじ締めして固定する方法が採用されていたため、膨張弁の高さは実質的に弁本体とパワーエレメントとを合計した高さとなっていた。
このような点を解決したものとして、弁本体の頂部に設けられた円筒部内にパワーエレメントを挿入し、該円筒部の上端カシメ加工して形成されるカシメ部で固定することにより、パワーエレメントの小型化を図った膨張弁が知られている(例えば、特許文献1参照)。

概要

小径化したパワーエレメントの固定に際し、低コストにて必要十分な耐久性耐腐食性を実現できる固定構造を提供する。弁本体の頂部に設けた円筒部(12)にパワーエレメント(100)を固定するに際し、前記円筒部の上端に対してローラー(232)等の押圧具を用いて内側に向けて局部的な加圧を行うことにより、前記円筒部に折曲部(12a)を形成し、パワーエレメントを前記円筒部内に固定する。

目的

本発明の目的は、パワーエレメントを弁本体の頂部に設けられた円筒部に固定する際に、円筒部に大きな応力が付加されない膨張弁、及びその製造方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

高圧冷媒が導入される入口ポートと、該入口ポートに連通する弁室と、該弁室に開口する弁孔と、該弁孔の入口に形成される弁座と、前記弁孔を通過した冷媒が送り出される出口ポートとを有する弁本体と、前記弁座に対向して配設される弁部材と、該弁部材を操作する弁棒を駆動する作動ガス封入した圧力作動室を有するパワーエレメントとを備える膨張弁であって、前記弁本体の頂部には、前記パワーエレメントを固定するための円筒部を有しており、前記円筒部の上端は、前記円筒部の内側に向けた局部的な加圧によって、折曲部が形成され、前記パワーエレメントは、前記折曲部によって前記円筒部内に固定されていることを特徴とする膨張弁。

請求項2

前記局部的な加圧は、ローラーを用いた加圧加工であることを特徴とする請求項1に記載の膨張弁。

請求項3

前記折曲部は、前記円筒部の全周にわたって形成されていること特徴とする請求項1又は2に記載の膨張弁。

請求項4

前記弁本体は押出成形部材であり、前記円筒部の中心軸の方向は、前記弁本体の押出成形方向と直交した方向となっていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の膨張弁。

請求項5

弁本体とパワーエレメントとを備える膨張弁の製造方法であって、前記弁本体は、前記パワーエレメントを固定するための円筒部を頂部に備え、前記円筒部の内側に前記パワーエレメントを載置し、前記円筒部の上端に対して押圧具を用いて内側に向けて局部的な加圧を行うことにより、前記円筒部に折曲部を形成し、前記押圧具による局部的な加圧が前記円筒部の全周にわたって行われることを特徴とする膨張弁の製造方法。

請求項6

前記局部的な加圧は、前記円筒部の複数の加工領域を同時に押圧して行うこと特徴とする請求項5に記載の膨張弁の製造方法。

請求項7

前記複数の加工領域は、互いが等間隔となるように配置されることを特徴とする請求項6に記載の膨張弁の製造方法。

請求項8

前記押圧具による局部的な加圧は、前記押圧具及び前記円筒部を相対的に回転移動させることにより、前記円筒部の全周にわたって行われることを特徴とする請求項5から7のいずれかに記載の膨張弁の製造方法。

請求項9

前記弁本体は押出成形部材であり、前記円筒部の中心軸の方向は、前記弁本体の押出成形方向と直交していることを特徴とする請求項5から8のいずれかに記載の膨張弁の製造方法。

請求項10

前記押圧具は、ローラーであって、前記ローラーの側面が前記円筒部の上端と接触して前記局部的な加圧を行うことを特徴とする請求項5〜9のいずれか1項に記載の膨張弁の製造方法。

請求項11

前記ローラーの側面には、前記ローラーの底面との境界位置にR形状部が形成されており、前記R形状部が前記円筒部の上端と接触して前記局部的な加圧を行うことを特徴とする請求項10に記載の膨張弁の製造方法。

技術分野

0001

本発明は、冷凍サイクルに用いられる感温機構内蔵型の膨張弁に係わり、特には、弁本体にパワーエレメントが取り付けられた膨張弁及びその製造方法に関する。

背景技術

0002

従来、自動車に搭載される空調装置等に用いる冷凍サイクルについては、設置スペース配管作業を省略するために、冷媒の通過量を温度に応じて調整する感温機構内蔵型の温度膨張弁が使用されている。このような膨張弁の弁本体は、高圧の冷媒が導入される入口ポートと入口ポートに連通する弁室とを有するとともに、弁本体の頂部には、パワーエレメントと称する弁部材駆動機構装備される。
弁室内に配設される球状の弁部材は、弁室に開口する弁孔弁座に対向し、パワーエレメントにより駆動される弁棒により操作されて、弁座との間の絞り通路開度を制御する。
また、弁孔を通った冷媒は、出口ポートから蒸発器側へ送られる。蒸発器から圧縮機側へ戻る冷媒は、弁本体に設けられた戻り通路を通過する。

0003

パワーエレメントは、圧力作動室を形成する上蓋部材と圧力を受けて弾性変形する薄板ダイアフラム円盤状の受け部材で構成され、3つの部材を重ね合わせて円周部をTIG溶接手段などにより接合して形成される。
上蓋部材とダイアフラムで形成される圧力作動室には作動ガス封入される。このとき、圧力作動室に作動ガスを封入するために、上蓋部材の頂部に穴を設け、この穴から作動ガスを封入した後に鋼球等で穴を塞ぎプロジェクション溶接手段などによって圧力作動室を封止する。

0004

上記のような従来の感温機構内蔵型の温度膨張弁は、その周囲に多数の部品密接状態で配置されるため、さらなる小型化が求められている。
しかしながら、こうした従来の膨張弁では、例えば弁本体の頂部の開口部とパワーエレメントの底部とにそれぞれ雄ねじ雌ねじを形成し、これらをねじ締めして固定する方法が採用されていたため、膨張弁の高さは実質的に弁本体とパワーエレメントとを合計した高さとなっていた。
このような点を解決したものとして、弁本体の頂部に設けられた円筒部内にパワーエレメントを挿入し、該円筒部の上端カシメ加工して形成されるカシメ部で固定することにより、パワーエレメントの小型化を図った膨張弁が知られている(例えば、特許文献1参照)。

先行技術

0005

特開2012−197990号公報

発明が解決しようとする課題

0006

特許文献1に記載されている膨張弁は、パワーエレメントをカシメ加工により固定する際に、円筒部の上端部を90度近くにまでプレス加工で変形させることによりカシメ部を形成している。
このとき、プレス加工でカシメ部を形成しようとすると、通常は円筒部を押圧するカシメ治具が当該円筒部の全周に同時に当接して、変形する材料の流れを拘束することとなる。

0007

このため、円筒部の外側に大きな引張方向の曲げ応力が付加されることとなり、円筒部の厚さ等の条件によっては、折曲部や根元部に微細クラックが発生する可能性もあり、耐久性耐腐食性の観点から好ましくない。また、製品として外観上の美観を損ねることともなりかねない。

0008

そこで本発明の目的は、パワーエレメントを弁本体の頂部に設けられた円筒部に固定する際に、円筒部に大きな応力が付加されない膨張弁、及びその製造方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0009

上記目的を達成するために、代表的な本発明の膨張弁は、高圧の冷媒が導入される入口ポートと、該入口ポートに連通する弁室と、該弁室に開口する弁孔と、該弁孔の入口に形成される弁座と、前記弁孔を通過した冷媒が送り出される出口ポートとを有する弁本体と、前記弁座に対向して配設される弁部材と、該弁部材を操作する弁棒を駆動する作動ガスを封入した圧力作動室を有するパワーエレメントとを備え、前記弁本体の頂部には、前記パワーエレメントを固定するための円筒部を有しており、前記円筒部の上端は、前記円筒部の内側に向けた局部的な加圧によって、折曲部が形成され、前記パワーエレメントは、前記曲折部によって前記円筒部内に固定されている。

0010

また、本発明による膨張弁の製造方法は、円筒部の内側に前記パワーエレメントを載置し、円筒部の上端に対して押圧具を用いて内側に向けて局部的な加圧を行うことにより、前記円筒部に折曲部を形成し、前記押圧具による局部的な加圧が前記円筒部の全周にわたって行われるものである。

0011

本発明の膨張弁の製造方法における押圧具は、前記円筒部を複数の加工領域で押圧するように構成することもできる。
このとき、前記複数の加工領域は、互いが等間隔となるように配置するのが好ましい。

発明の効果

0012

本発明の膨張弁によれば、パワーエレメントを固定する円筒部に大きな応力が付加されないため、耐久性・耐腐食性が良好で、かつ製品として外観上の美観に優れた膨張弁を得ることができる。
本発明の膨張弁の製造方法によれば、耐久性・耐腐食性が良好で、かつ製品として外観上の美観に優れた膨張弁を製造することができる。
また、クラックの発生を防止しながら長時間をかけて行うプレス加工に比較して、折曲部を形成するための加工時間も大幅に短縮することができる。

0013

上記した本発明による代表的な膨張弁は、いわゆるプロダクトバイ・プロセス形式により、物の発明が特定されているという見方もできる。
良好な耐久性及び耐腐食性という特徴を有する本発明による膨張弁の構造は、円筒部の上端に局部的な加圧を加えることによって得られるものである。そして、このような特徴は、加工後の部材を構成する金属原子配列状況等がプレス加工でカシメ部を形成した場合と異なったものとなっていることに起因すると考えられる。
このため、本発明の膨張弁について、物の発明としての構成を物理的あるいは外形的な構造によって特定しようとすれば、例えば、局部的な加圧によって徐々に発生する金属原子の移動の状態等をすべて表記しなければならない。
しかしながら、このような点を表現することは、出願時点の技術水準からすると不可能である。
したがって、本願発明においては、物をその構造又は特性により直接特定することが不可能であるか、又はおよそ実際的でないという事情(「不可能・非実際的事情」)が存在するものである。

図面の簡単な説明

0014

本発明による膨張弁の一例を示す縦断面図(a)及び右側面図(b)である。
本発明による膨張弁を製造する際に用いる装置の一例を示す概略図であって、図2(a)は折曲部加工装置と膨張弁の円筒部を折曲部加工装置側から見た上面図を示し、図2(b)は図2(a)に示した装置をA−A断面図を示す。
本発明による膨張弁の製造における膨張弁の円筒部と押圧具との加圧の状況を示す上面図である。
図2(b)の二点鎖線で示した領域Dを、折曲部の形成工程ごとに示した図であって、図4(a)は折曲部形成工程の初期工程を示した図、図4(b)は折曲部形成工程の中間工程を示した図、図4(c)は折曲部形成工程の最終工程を示した図をそれぞれ示す。

実施例

0015

本発明による膨張弁の一例について図1を用いて説明する。図1は、本発明による膨張弁の一例を示す縦断面図(a)と右側面図(b)である。
図1(a)に示すように、膨張弁1は、弁本体10の頂部に円筒部12及び折曲部12aを用いてパワーエレメント100が固定されている。

0016

膨張弁1の弁本体10は、例えばアルミ合金製であって、図1(a)の左右方向Xを押出方向として、アルミ合金等を押出成形し、これに機械加工を施すことによって得ることができる。
弁本体10は、パワーエレメント100、パワーエレメントを固定する円筒部12と、高圧の冷媒が導入される入口ポート20と、冷媒の出口ポート28と、冷媒の戻り通路30と、弁本体10を図1(a)の左右方向に貫通する2つの貫通穴70(図1(b)参照)と、弁本体10を他の部品に取り付けるための取付穴(あるいは取付用雌ねじ)80と、を有する。

0017

弁本体10の下部には、下端部に開口する雌ねじ穴10aが形成されており、当該雌ねじ穴10aの開口部分をプラグ50で封鎖することにより弁室24が形成されている。
また、弁室24には、側方から小径穴20aを介して入口ポート20が連通している。

0018

弁本体10における弁室24の上方には、出口ポート28が形成されている。この出口ポート28は、弁孔26を介して弁室24の上端部に連通している。
また、弁孔26の弁室24側には、弁座25が形成されている。そして、弁室24内には、弁座25に対向する球状の弁部材40と、当該弁部材40を支持する支持部材42と、支持部材42をさらに支持するコイルスプリング44とが収容されている。

0019

支持部材42は、弁部材40を支持するための円錐状のくぼみを備えた上面42aと側面に突出するフランジ部42bとを備えており、当該フランジ部42bの下面がコイルスプリング44の一端を受ける構造となっている。
コイルスプリング44は、支持部材42に設けられたフランジ部42bの下面とプラグ50に形成された凹部52との間に弾発的に収容されており、これによって、弁部材40は支持部材42を介して弁座25に向けて付勢されている。

0020

プラグ50は、弁本体10の下端部に開口する雌ねじ穴10aに螺合する態様で取り付けられ、上記凹部52と対向する面に形成されている六角穴53に工具を差し込んで回転させることにより、ねじ込み量を調整することができる。
このプラグ50のねじ込み量を調整することにより、弁部材40を支持するコイルスプリング44のばね力を調整することができる。
また、プラグ50の外周部にはシール部材54が設けられ、これによって弁室24がシールされている。

0021

弁本体10における出口ポート28のさらに上方には、戻り通路30が、弁本体10を図1(a)における左右方向Xに貫通するように形成されている。
本発明の膨張弁1を流通する冷媒は、入口ポート20から流入し、弁孔26を通過し、出口ポート28から送り出された後、蒸発器(図示せず)へ送られ、その後冷媒は蒸発器から圧縮機(図示せず)へ戻る。
そして、蒸発器から圧縮機に戻る冷媒は、図1(a)において戻り通路30の左側から入って右側に抜けるように通過する。

0022

弁本体10の頂部には、パワーエレメント100が円筒部12及び折曲部12aを用いて固定されている。
一方、円筒部12の中央部には戻り通路30に至る連通穴31が形成されている。

0023

パワーエレメント100は、上蓋部材110、中央部に貫通口を備えた受け部材120、これら上蓋部材110と受け部材120との間に挟み込まれるダイアフラム130、及び、ストッパ部材140から構成されている。そして、上蓋部材110、ダイアフラム130及び受け部材120を重ね合わせた端部を周溶接することにより、これらは一体化されている。
上蓋部材110とダイアフラム130との間には、圧力作動室112が形成され、この圧力作動室112内に例えば不活性ガス等の作動ガスが封入された後、封止栓114で封止される。

0024

出口ポート28と戻り通路30との間には、通し穴29が形成されている。そして、弁孔26と通し穴29と連通穴31とは、それぞれ中心が同一直線上になるように配置されている。
また、これら弁孔26、通し穴29及び連通穴31のそれぞれに挿通される態様で弁棒60が設けられている。

0025

弁棒60の上端は、パワーエレメント100のストッパ部材140の下面の受け部142に当接し、その下端は、弁部材40と接触するように配置される。
このような配置とすることにより、図1に示す膨張弁1は、パワーエレメント100の圧力作動室112における内圧の変動に応じて変形したダイアフラム130の動きを受け、ストッパ部材140が上下動し、当該ストッパ部材140の移動が弁棒60を介して弁部材40に伝達され、膨張弁としての役割を果たすことができる。

0026

ここで、図1(a)における円筒部12は、折曲部12aが形成された後の状態を示しているが、折曲部形成前の段階において、円筒部12は、図1(a)の上下方向Yを中心軸として直立している。このため、円筒部12の中心軸の方向Yは押出成形によって加工された弁本体10の押出方向Xと直交する方向となっている。
本発明による膨張弁においては、図1(a)の上下方向に直立している加圧加工前の円筒部12に対して、円筒部の内側に向けた局部的な加圧を施すことによって、折曲部12aを形成し、この折曲部12aによってパワーエレメント100を固定している。

0027

なお、折曲部12aを形成するための装置や加工方法については、当該膨張弁の製造方法の説明の中で詳述する。
また、図1(a)及び(b)で示した膨張弁は、あくまでも本発明の一例であり、本発明は図1(a)及び(b)で示した膨張弁に限定されるものではなく、弁本体の形状や材質等さまざまな変形が可能であることは言うまでもない。

0028

次に、本発明による膨張弁を製造する工程の一例について説明する。弁本体10にパワーエレメント100の取り付ける際に工程は、パワーエレメント100の受け部142に弁棒60を挿入した状態で、連通穴31及び戻り通路30に、ストッパ部材140が進入する態様で、円筒部12の内部にパワーエレメント100の受け部材120を着座させる。このとき、パワーエレメント100と弁本体10の間にはOリング等のシール部材64が配設される。
その後、パワーエレメント100の上蓋部材110に当接するように弁本体10の円筒部12の先端に円筒部の内側に向けた局部的な加圧を加え、折曲部12aを形成し、パワーエレメント100を弁本体10に固定する。

0029

円筒部12に折曲部12aを形成する工程をさらに詳しく説明すると以下のとおりである。本発明による膨張弁を製造方法においては、前述の通り、円筒部12を内側に向けて曲げ加工する際に、円筒部12の上端を押圧具によって内側に向けた局部的な加圧によって、円筒部12に折曲部12aを形成する。
そして、上記押圧具による局部的な加圧を円筒部12の円周全体について行えば、上記折曲部12aを円筒部12の全周にわたって形成することができる。

0030

ここで、「局部的な加圧」とは、円筒部の上端部を押圧するプレス治具が当該円筒部の全周に同時に当接して加圧を行うものではなく、押圧具が円筒部12の上端の一部に接触する状態で加圧をおこなうことを意味する。
このため、押圧具の例としては、例えばローラー状の押圧具を用いてもよいし、先端のった押圧具を用いてもよい。これらの押圧具が円筒部12の上端に点接触あるいは所定の幅で線接触することによって、局部的な加圧が実現できる。
例えば、押圧具をローラーとした場合、円筒部12の上端との接触がローラーの円周上で移動することとなるため、ローラーの摩耗を抑制して寿命延ばすことができる。

0031

また、局部的な加圧を円筒部12の円周全体について行うためには、押圧具及び円筒部12を相対的に回転移動させればよい。つまり、押圧具及び円筒部12のいずれか一方のみを移動させてもよく、両者をそれぞれ移動させることとしてもよい。また、一般的なヘラ絞り、スピニング加工等の成形加工技術を適用してもよい。
このような相対的な回転移動の例として、円筒部12を非回転とし、押圧具を当該円筒部12の中心軸まわりに回転させる場合や、押圧具の位置を固定とし、上記円筒部12の中心軸を中心として弁本体10を回転させる場合等も含まれる。

0032

次に、図2図4を用いて、本発明による膨張弁の製造方法及び押圧具の一例について、説明する。
図2は、本発明による膨張弁を製造する際に用いる装置の一例を示す概略図であって、図2(a)は折曲部加工装置と膨張弁の円筒部を折曲部加工装置側から見た上面図、図2(b)は図2(a)に示した装置のA−A断面図を示す。

0033

図2(a)に示すように、折曲部加工装置200は、中央軸部210と、当該中央軸部210に外挿される内側筒部220と、内側筒部220の外側を取り囲む外側筒部221と、これら内側筒部220及び外側筒部221の間に配置される押圧具230a〜230cと、により構成されている。
図2に示す一例において、中央軸部210は、図示を省略した位置決め機構に取り付けられ、弁本体10に嵌め込まれたパワーエレメント100に向けて、図2(b)の上下方向に進退自在に設けられている。
そして、図2(b)に示すように、中央軸部210の下端には環状凸部211が形成されており、当該環状凸部211がパワーエレメント100の上蓋部材110に当接することにより、折曲部加工装置200を位置決めすることができる。

0034

また、上記環状凸部211がパワーエレメント100の上蓋部材110の上面に当接すると、折曲部加工装置200の自重押圧力として上蓋部材110の上面に負荷される。
この押圧力は、弁本体10とパワーエレメント100との間に配設されたシール部材64を押し潰すことにより、両者の密着性を高めるとともに弁本体10の内部の気密性を確保することができる。

0035

一方、中央軸部210の外側には、図示を省略した軸受を介して内側筒部220が外挿されている。
また、内側筒部220は、図示を省略した昇降機構により、中央軸部210の中心軸に沿う方向に、中央軸に対して上下に摺動が可能となっている。

0036

押圧具230aは、ローラー軸231aと、当該ローラー軸231aを挿通して回転自在とされたローラー232aとからなっている。なお、この構造は、押圧具230b及び230cについても同様であるため、ここでは説明を省略する。
そして、内側筒部220のさらに外側には外側筒部221が配置され、当該内側筒部220と外側筒部221との間を、3つの押圧具230a〜230cのローラー軸231a〜231cがそれぞれ接続している。
このような構造により、内側筒部220と外側筒部221と押圧具230a〜230cとは、一体で中央軸部210の周囲を回転することができるとともに、内側筒部220と一体となった押圧具230a〜230cが中央軸部210の中心軸に沿う方向に、中央軸に対して上下に摺動が可能となっている。

0037

なお、図2に示す折曲部加工装置200の一例では、押圧具230a〜230cのローラー軸231a〜231cは、互いの回転軸が等間隔(等角度)となるように3つ設けられており、当該ローラー軸231a〜231cに回転自在に取り付けられるローラー232a〜232cが弁本体10の円筒部12を局部的に加圧する加工領域Pは、円筒部12の円周上で互いに等間隔(等角度)な3か所となる。
このような配置を採用することにより、折曲部の加工における円筒部12の曲げ変形偏りなく均一化することができる。このような効果を奏するためには、同時に局部的な加圧を行う加工領域の数を複数にすることが必要であるが、3つに限定される必要はない。

0038

図3は、本発明による膨張弁の製造における膨張弁の円筒部と押圧具との加圧の状況を示す上面図である。
なお、図3では、弁本体10すなわち円筒部12を非回転とし、押圧具Tを円筒部12の中心軸まわりに移動させながら加工する場合を示している。

0039

本発明による膨張弁の製造方法では、図3に示すように、弁本体10の頂部に形成された円筒部12の内側にパワーエレメント100を取り付けた後、押圧具Tを円筒部12の上端に接触させる。
続いて、円筒部12の上部を内側に変形させて折曲部12aを形成するために、押圧具Tから円筒部12の上端に対して当該円筒部12の中心方向への押圧力F1を付与しつつ、押圧具Tを円筒部12の周方向Rに移動させる。

0040

このとき、加工領域Pには、押圧具Tが移動しようとする円筒部12の周方向Rの接線方向にも押圧力F2が与えられるため、加工領域Pには上記中心方向への押圧力F1と接線方向への押圧力F2との合成力が与えられることとなる。
言い換えれば、加工領域Pは、円筒部12の周方向Rに移動する押圧具Tから(F=F1+F2)となる局部的な加圧力Fを受けて、当該局部的な加圧力Fの方向に変形する。

0041

一方、局部的に加圧されている加工領域P以外の領域は押圧具T以外とは接触しておらず、他の治具等から特に拘束を受けていないため、円筒部12を中心方向(押圧力F1の方向)に加圧する曲げ加工に伴って円筒部12の外面側に過剰な引張方向の曲げ応力が負荷されるのを抑制できる。
このため、円筒部12の折曲部12a等に微細なクラックが形成されるのを抑制でき、結果として膨張弁の製品外観を良好とすることができる。

0042

続いて、本発明による膨張弁の製造方法における局部的な加圧の工程を、図4を用いて説明する。
図4は、図2(b)の二点鎖線で示した領域Dを、折曲部の形成工程ごとに示した図であって、図4(a)は折曲部形成工程の初期工程を示した図、図4(b)は折曲部形成工程の中間工程を示した図、図4(c)は折曲部形成工程の最終工程を示した図である。
なお、図4において、弁本体10及び円筒部12における断面位置は、図4(a)〜図4(c)において同一の位置とする。

0043

図4に示すように、折曲部加工装置200のローラー232aは、その側面233aと中央軸部210側に位置する底面234aとの境界位置に、ローラー232aを縮径する方向に形成されたR形状部235aをローラー232aの全周にわたって備えている。
このとき、R形状部235aの曲率は、弁本体10の円筒部12を局部的に加圧した後の折曲部12aの外表面の曲率と同一になるように設定されている。

0044

また、ローラー232aに形成されたR形状部235aの底面234aとの境界部236aと中央軸部210の中心軸との距離は、弁本体10の円筒部12の外径と等しくなるように設定される。なお、これらの構造及び配置は、ローラー232b及び232cについても同様であるため、説明を省略する。
そして、折曲部加工装置200のローラー232a〜232cは、弁本体10の円筒部12の上端を局部的に加圧するとともに、当該ローラー232a〜232cの公転に伴って、上記加工領域Pが円筒部12の周方向に沿って移動する。

0045

本発明による膨張弁の製造においては、まず、図4(a)に示すように、局部的な加圧の初期工程では、弁本体10の円筒部12の内側にパワーエレメント100を嵌め込んだ状態で、折曲部加工装置200を上方から近づけ、中央軸部210の環状凸部211をパワーエレメント100の上蓋部材110の上面に接触させる。
このとき、上述の通り、折曲部加工装置200の中央軸部210は回転していないが、内側筒部220と外側筒部221と押圧具230a〜230cとからなる部分は一体となり、中央軸部210の中心軸線まわりに回転している。

0046

次に、折曲部加工装置200を中央軸部210の中心軸に沿って、弁本体10に向かう押込方向C(図2(b)も参照)の方向に押し下げる。
このとき、上述のとおり、中央軸部210の下端に形成された環状凸部211が上蓋部材110の上面に接触して押圧力を付与することにより、パワーエレメント100は弁本体10に対して上下方向の位置決めがなされる。

0047

さらに折曲部加工装置200を押し下げると、弁本体10の円筒部12の上端に、例えばローラー232aの側面233aと底面234aとの境界部に形成されたR形状部235aが接触し、円筒部12の上端に上述した加工領域Pを形成する。
そして、ローラー232aは中央軸部210のまわりに回転しているため、上記R形状部235aが円筒部12の上端と接触すると、ローラー232a自体もローラー軸231aまわりに回転する。

0048

このような手順により、本実施形態において折曲部加工装置200の押圧具230a〜230cに適用されたローラー232a〜232cは、ローラー軸231a〜231cまわりに自転するとともに中央軸部210のまわりを公転することとなり、ローラー232a〜232cと円筒部12の上端との接触位置(加工領域Pの位置)が変化(移動)する。
つまり、円筒部12の特定の位置において、第1のローラー232aによって局部的に加圧された後、公転により移動してくる第2のローラー232bによって局部的に加圧され、さらに公転により移動してくる第3のローラー232cによって局部的に加圧される、という動作を間欠的に繰り返すこととなる。

0049

また、図4(a)に示すように、ローラー232aに形成されたR形状部235aの曲率は、弁本体10の円筒部12を局部的に加圧した後の折曲部12aの外表面の曲率と同一になるように設定されている。
そして、上述のとおり、R形状部235aの境界部236aと中央軸部210の中心軸との距離は、弁本体10の円筒部12の外径と等しくなるように設定される。

0050

このような配置により、図4(a)に示した折曲部形成工程の初期工程においては、折曲部加工装置200を押込方向Cの方向に押し下げることにより、ローラー232aが円筒部12に接触すると、円筒部12の外面が上記境界部236aからR形状部235aに進入し、R形状部235aの形状に沿って内側に加圧力を受けて曲げ変形される。
そして、この曲げ変形は、中央軸部210まわりの公転によって、ローラー232aに続いて接触するローラー232b及び232cから加えられる局部的な加圧により間欠的に繰り返される。

0051

続いて、図4(b)に示すように、折曲部形成工程の中間工程においては、回転している折曲部加工装置200を押込方向Cの方向にさらに押し込む。
すると、図4(a)で示した折曲部12aの上端部は、ローラー232a〜cとの局部的な加圧が間欠的に繰り返されることにより、上記ローラー232a〜232cのR形状部235a〜235cの形状に沿ってさらに内側に変形する。
このとき、通常パワーエレメント100の上蓋部材110は弁本体10の円筒部12の材料よりも高強度の材料(例えばステンレス鋼等)で形成されるため、アルミ合金からなる円筒部12は上蓋部材110の角部110aを中心として曲げ加工される。

0052

続いて、図4(c)に示すように、折曲部形成工程の最終工程では、図4(b)に示した押し込み位置から折曲部加工装置200を押込方向Cの方向にさらに押し込む。
折曲部加工装置200をさらに押し込むと、円筒部12の折曲部12aは、ローラー232a〜cとの局部的な加圧が間欠的に繰り返されることにより、ローラー232a〜232cのR形状部235a〜235cに沿って変形がさらに進み、やがて折曲部12aの内面が上蓋部材110の上面と接触する。
この位置で折曲部加工装置200の押し込みを停止すると、円筒部12の全周にわたって連続的に折り曲げられた折曲部12aが形成される。

0053

図4(a)〜図4(c)に示した一連の折曲部の形成工程において、上述のように、円筒部12の同一の位置では、3つのローラー232a〜232cが間欠的に接触して局部的な加圧を行うことから、例えばローラー232aが局部的に加圧することによりその高さが低くなった円筒部12の上端を、続くローラー232bが局部的に加圧することになる。
このため、間欠的に接触するローラー232a〜232cが円筒部12の上端と接触する(局部的に加圧する)位置は常に変化することとなり、折曲部12aが受ける局部的な加圧力によるひずみも分散される。

0054

したがって、押圧具により局部的に加圧される加工領域Pでは、周囲の材料の拘束がなく加圧力によるひずみも分散されるため、折曲部に発生する微細なクラックを抑制することができる。
また、折曲部12aは、ローラー232a〜232cのR形状部235a〜235cの形状を転写したものとなるため、折曲部の形成を行うのみでパワーエレメント100の最終の取付形状とすることができ、美観にも優れていることから、加工後の仕上げ加工等の工程を削減することが可能となる。

0055

さらに、上述のとおり、図4(a)〜図4(c)に示す一連の折曲部の形成工程において、パワーエレメント100の上蓋部材110の上面には、折曲部加工装置200の中央軸部210の下端に形成された環状凸部211からの押圧力が付与されている。
このとき、パワーエレメント100と弁本体10との間に介在されているシール部材64も上記環状凸部211の全周にわたって常に押圧されることとなる。
したがって、折曲部12aの形成工程後の膨張弁1において、パワーエレメント100と弁本体10との密着度を向上させるとともに弁本体10内部の気密性も確保できる。

0056

本発明による膨張弁の製造方法によれば、円筒部の全周を同時に拘束して押圧するカシメ治具によって折曲部を形成する場合に比べて、円筒部に対して局部的な加圧を行う押圧具を用いて局部的な加工領域を形成し、これを円筒部の周方向に移動させる加工工程としたため、円筒部の折曲部等に微細なクラックが形成されるのを抑制でき、また結果として膨張弁の製品外観を良好とすることができる。
また、押圧具を用いて円筒部に局部加圧することにより、加圧力を狭い加工領域に集中することができるため、円筒部の肉厚が厚い場合であっても、曲げ加工を実施することができる。
このため、円筒部の肉厚を厚くして全体の剛性を高めることができるとともに腐食の影響もこの肉厚内に留めることができる、耐食性をさらに向上させることもできるといった効果も有している。

0057

以上、本発明の膨張弁及びその製造方法について一例に基づき説明したが、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、種々の改変を施すことができる。
例えば、押圧具230によって折曲部12aの外面が傷つけられることを回避する、あるいは押圧具230自体の摩耗を抑制することを意図して、押圧具230の円筒部12との接触部分にコーティング等で保護層を形成してもよい。

0058

また、上記した実施形態において、その一例として、局部的な加圧をするための押圧具として3つのローラーを用いて、弁本体の円筒部を非回転・固定とし、上記3つのローラーを円筒部の中心軸まわりに回転させているが、本発明がこれらの態様に限定されるものでないことは言うまでもない。
すなわち、押圧具の数は1つであっても複数であってもよい。また、膨張弁の弁本体を円筒部の中心軸まわりに回転させつつ押圧具に接触させることにより、局部的な加圧を行うこともできる。
その他にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施例に種々の改変を施すことも可能である。

0059

1膨張弁
10 弁本体
12円筒部
12a折曲部
20入口ポート
24弁室
25弁座
26弁孔
28出口ポート
30戻り通路
40弁部材
42支持部材
44コイルスプリング
50プラグ
60弁棒
64シール部材
100パワーエレメント
110上蓋部材
110a (上蓋部材の)角部
112圧力作動室
120受け部材
130ダイアフラム
140ストッパ部材
200 折曲部加工装置
210中央軸部
211 環状凸部
220内側筒部
221外側筒部
230a、230b、230c押圧具
231a、231b、231cローラー軸
232a、232b、232cローラー
233a、233b、233c (ローラーの)側面
234a、234b、234c (ローラーの)底面
235a、235b、235c R形状部

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