JPH0638012B2 - 流体充填用連結具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は流体充填用連結具に関し、特に、クーラ装置の
クーラ回路にフロンガス等の冷媒を充填するのに使用す
る充填用連結具に関する。

従来の技術 自動車用クーラや家庭用のクーラ装置では、経年使用に
より減少した冷媒（例えばフロンガス）を補充する必要
がある。自動車用クーラの場合には例えば第４図に示す
ような充填用連結具１を用いて、第５図に示すようにフ
ロンサービス缶２とコンプレッサ３の低圧側とを接続す
ることによりフロンガスの補充を行なっていた。従来の
充填用連結具１は、第４図に示すように、本体１ａと、
該本体１ａの内筒面と螺合するねじ部１ｈを備えた軸１
ｂと、該軸１ｂのねじ部１ｈの下に取付けられた弁体１
ｉと、該弁体１ｉと座合すべく本体１ａの内筒面に形成
された弁座１ｊと、前記弁体１ｉの下に取付けられてい
て、ハンドル１ｃの回転により軸１ｂおよび弁体１ｉと
共に一体回転するカッタ１ｅと、充填用連結具１をフロ
ンサービス缶２の口部に螺着するための接続部１ｄと、
該接続部１ｄをフロンサービス缶２に螺着したときにフ
ロンガスが洩れないようにシールするパッキング１ｆ
と、チャージホース４（第５図）を取付けるためのホー
ス取付部１ｇとから構成されている。

また、フロンサービス缶２内のフロンガスをコンプレッ
サ３のクーラ回路に充填する作業は次のように行なわれ
ている。先ず、充填用連結具１の接続部１ｄをフロンサ
ービス缶２の口部に設けられたねじに螺着することによ
り、充填用連結具１とフロンサービス缶２とを接続す
る。次に、一端にチャージニップル５（第５図）が取付
けられているチャージホース４の他端を充填用連結具１
のホース取付部１ｇに取付ける（以上の状態では、未だ
チャージニップル５はコンプレッサ３には接続されてお
らず、フリーの状態にある）。次に、充填用連結具１の
ハンドル１ｃを回転することにより、軸１ｂの先端に取
付けられたカッタ１ｅをフロンサービス缶２の口部に進
入させ、フロンサービス缶２に孔を穿ける（このとき、
弁体１ｉと弁座１ｊとが座合し、弁が閉じた状態になっ
ている）。次にハンドル１ｃを逆方向に回転することに
より弁を開き、フロンサービス缶２内のフロンガスをチ
ャージホース４の先端に取付けられたチャージニップル
５から排出させることにより、チヤージホース４内の空
気を追い出すエアパージ作業を行なう。最後に、チャー
ジニップル５からフロンガスを排出させながら、チャー
ジニップル５をコンプレッサ３の低圧側に接続する。こ
れにより、コンプレッサ３のクーラ回路内にフロンガス
の充填が行なわれる。

発明が解決しようとする問題点 従来の充填用連結具１を用いて上記のごとき充填作業を
行なう場合に以下のような間題が発生する。

第１には、最後の作業すなわちチャージニップル５をコ
ンプレッサ３の低圧側に接続するときに、チャージニッ
プル５から吹き出されるフロンガスが作業者の手に触れ
て、凍傷を招く危険があること、更には、フロンサービ
ス缶２内に混入されたオイル（スニリオイル）が飛散
し、コンプレッサ周辺の機器や作業者の手を汚してしま
うことである。

一般にフロンガスの充填を行なうにあたって、クーラ回
路内に空気が混入するとフロンガスの圧縮効率が低下
し、クーラ装置の冷房能力が低下するため、空気の混入
を防止する必要がある。このために前述のエアパージ作
業を行なうのであるが、チヤージホース４内の空気を追
い出すためにフロンガスの排出を中止することはでき
ず、従って、チャージニップル５をコンプレッサ３に取
付ける段階においてもチャージニップル５からフロンガ
スを排出し続けておく必要があり、上記のような問題は
避けられなかったのである。

第２には、充填用連結具１に逆止弁が設けられていない
ために、チャージニップル５を誤ってコンプレッサ３の
高圧側に接続するようなことがあると、フロンガスがク
ーラ回路からフロンサービス缶２に逆流し、フロンサー
ビス缶２が破裂する危険があったことである。

目 的 そこで、本発明の目的は上記記問題点を全て解決するこ
とができる流体充填用連結具を提供することである。

問題点を解決するための手段 かかる技術的課題を達成すべく本発明は、 軸線方向に直列に配置された第１筒状部材及び第２筒状
部材とからなり、これら両筒状部材は、互いに隣接する
対向端部が気密に嵌合され且つ軸線方向に所定ストロー
ク離間接近可能とされたケーシングと、 前記第１筒状部材及び前記第２筒状部材の内部空間で形
成された軸線方向に延びる流体通路と、 第２筒状部材における前記流体通路に形成された弁収容
室と、 該弁収容室において第１筒状部材側に形成された弁座
と、 前記弁収容室に収容された、弁体としてのボールと、 前記第１筒状部材の前記流体通路における第２筒状部材
側の開口端周縁部と前記ボールとの間に設けられ、前記
ボールを開弁する方向に付勢する第１付勢手段と、 前記弁収容室に配置され、前記第１付勢手段の付勢力に
抗する方向に前記ボールを付勢して、該ボールを位置保
持する第２付勢手段と、を備えた構成としてある。

作 用 上記構成を有する本発明の作用を、本発明の流体充填用
連結具をフロンサービス缶に入った補充用フロンガスを
クーラ用コンプレッサに充填する作業に適用した場合を
例に説明する。

先ず、本発明の流体充填用連結具の第２筒状部材側の流
体通路開口をホース等により、クーラ用コンプレッサの
低圧側に連結する。本発明の流体充填用連結具では、第
１筒状部材側と第２筒状部材側の圧力が等しいときに
は、第１付勢手段の付勢力により、ボールが弁座から離
間した状態、つまり、開弁状態であるため、上記連結を
行うと、コンプレッサ回路のフロンガスが、連結用ホー
ス内の空気を流体充填用連結具方向に向けて押し出し、
該ホース内を通り、第２筒状部材側流体通路から流体充
填用連結具内の流体通路に、更に、第２筒状部材に形成
された弁収容室に流入する。次いで、コンプレッサから
流入したフロンガスは、弁収容室内のボールを、第１付
勢手段の付勢力に抗しつつ、閉弁する方向に押圧し、や
がて、該ボールを弁収容室の第１筒状部材側に形成され
た弁座に着座させ、自動的に閉弁させる。この閉弁によ
り、ホースの空気のパージは完了し、ホース、第２筒状
部材の流体通路、弁収容室は、コンプレッサから流出し
たフロンガスで満たされた状態となる。

次いで、第１筒状部材の流体通路開口をフロンサービス
缶に連結し、コンプレッサを作動させると、第１筒状部
材側が正圧となり、第２筒状部材側が負圧となるため、
弁座からボールが離れる。この結果、サービス缶内のガ
スは、第１筒状部材の流体通路に、弁収容室、第２筒状
部材の流体通路、連結用ホースを経て、コンプレッサに
充填される。

仮に、充填用連結具をコンプレッサの高圧側に誤って接
続した場合、即ち、第２筒状部材側の圧力が、フロンサ
ービス缶の圧力に比して極めて大きい場合は、ボール
は、この大きな差圧力により、瞬時に弁座に着座し、流
体充填用連結具は逆止弁の機能を果たすことになる。

エアパージの際、作業者は流体充填用連結具のケーシン
グを把持して作業できるので、フロンガスが作業者の手
に触れることがなく、凍傷が起こる危険性はない。又、
エアパージ完了後に、連結用ホース等の中への空気の侵
入を防ぎつつフロンの放出を停止させ、この状態で、フ
ロンサービス缶とコンプレッサとの接続が行えるため、
フロンが無駄に大気中に放出されることがない。エアパ
ージ作業を、コンプレッサ側のフロンを放出させて行う
ため、フロンサービス缶内に混合されているオイル（ス
ニリオイル）によるエンジンルーム内の汚損を招くこと
もない。更に、コンプレッサの高圧側等のフロンサービ
ス缶に比して相対的に高圧の領域に誤って接続した時に
は、瞬時に閉弁する逆止弁的機能を有するため、誤操作
等によりコンプレッサ側からフロンガスがサービス缶内
に逆流し、サービス缶を破損させることを防止できると
いう、従来の問題点を全て解消することが可能となる。

実施例 以下、本発明を添付図面に基いて説明する。

第１図に示すように、本発明の流体充填用連結具１０に
おいては、第１筒状部材１４、第２筒状部材１２により
ケーシングが形成されており、両筒状部材１２、１４の
中心には流体（クーラ回路にフロンガスを充填する場合
にはフロンガス）の通り得る軸線方向通路１２ａおよび
１４ａが形成されている。また、両筒状部材１２、１４
は、軸線方向に相対移動できるように互に嵌合（遊嵌）
されている。第１筒状部材１４に設けたねじ１６の先端
部が第２筒状部材１２の外周に形成した環状溝１２ｂ内
に進入しているが、環状溝１２ｂの外周面に当接するこ
とのない位置まで進入しているに過ぎない。従って、両
筒状部材１２、１４は、ねじ１６のねじ部が、第２筒状
部材１２の環状溝１２ｂの肩部１２ｃに当接するまで、
相対移動することができる。

第２筒状部材１２の流体通路１２ａ内には、弁座１２ｄ
が形成されていると共に、該弁座１２ｄと協働して流体
の逆流（第１図で流体が右方から左方に向って流れると
きが逆流するときである）を防止する弁を構成するボー
ル１８が収容されている。ボール１８の左側には第１の
スプリング２２が設けてあり、右側には第２のスプリン
グ２４が設けてある。第１のスプリング２２はボール１
８を弁座１２ｄから離す方向に作用し、第２のスプリン
グ２４をボール１８を弁座１２ｄに向って押圧する方向
に作用する。第１のスプリング２２のばね定数は第２の
スプリング２４のばね定数よりも大きいものとするのが
よい。また、第２筒状部材１２の端部にはユニオン２０
が螺着されている。このユニオン２０は第２のスプリン
グ２４の一端に当接しており、第２筒状部材１２に対す
るユニオン２０のねじ込み量を調節することによって、
第２スプリング２４に対する押圧力を変化させてボール
１８と弁座１２ｄとの間隔を調節し、ユニオン２０から
流入する空気をパージする圧力を変えることができる。
また、クーラ回路へのフロンガスの充填圧力を適宜調節
することもできる。該ユニオンには第５図に示すような
チャージホースの一端が連結され、該チャージホースの
他端にはコンプレッサに接続するためのチャージニップ
ルが取付けられる。一方、第１筒状部材１４の端部に
は、流体通路１４ａを囲む位置に円筒状のカッタ２３が
取付けられている。また、第１筒状部材１４の先端部の
内周面にはねじ２５が形成されており、該ねじ２５はフ
ロンサービス缶の口部に設けたねじに螺着できるように
なっている。尚、番号２６は、流体充填用連結具１０の
第１筒状部材１４をフロンサービス缶の口部に螺着した
とき、口部と第１筒状部材１４との間からフロンガスや
オイルが漏洩しないようにするためのパッキングであ
り、番号２８は両筒状部材１２、１４の間をシールする
Ｏリングである。

次に、第２図に基き、本発明に係る流体充填用連結具１
０を使用してクーラ回路にフロンガスを充填する作業に
ついて説明する。

本発明の流体充填用連結具１０を用いてフロンガスを充
填するには、先ず、充填用連結具１０のユニオン２０に
チャージホースの一端を接続し、次いで、チャージホー
スの他端に取付けられたチャージニップルをコンプレッ
サの低圧側に接続し、チャージホース内に溜った空気を
追い出す作業（エアパージ作業）から始める。

第２図の(a)は、エアパージ作業を行っているときの充
填用連結具１０の状態を示すものである。チャージニッ
プルをコンプレッサの低圧側に接続すると、クーラ回路
内のフロンガスの圧力により、クーラ回路内のフロンガ
スがチャージホースを通って、矢印Ａで示すようにユニ
オン２０内に流入する。このため、第１スプリング２２
および第２スプリング２４からの押圧力を両側から受け
て弁座１２ｄから一定の間隙（この間隙は、ユニオン２
０のねじ込み量を調節することにより変えられる）をへ
だてて釣り合っているボール１８の右方にフロンガスの
圧力が作用し、ボール１８は左方に移動する。これによ
り間隙は漸次小さくなると共に第１スプリング２２側の
流体通路内と第２スプリング２４側の流体通路内の圧力
差が漸次大きくなって、従って、ボール１８が左方に移
動して弁座１２ｄに衝合するに至るが、この間にクーラ
回路内のフロンガスがチャージホースおよびボール１８
と弁座１２ｄとの間の間隙を通って充填用連結具１０内
を流れ、第１筒状部材１４の先端から矢印Ｂで示すよう
に排出される。これにより、チャージホース内および充
填用連結具１０内に溜まっていた空気が追い出される。
このエアパージ作業の際、本発明の充填用連結具１０は
通常エンジンルームの外に出されているから、フロンガ
スに混入しているオイルによりエンジンルーム内の機器
が汚損されることがない。また、作業者が充填用連結具
１０のケーシングを把持することにより、ケーシングの
先端から排出されるフロンガスに指などが触れることが
ないので、凍傷をもたらす危険性もなくなる。

第２図の(b)は、コンプレッサのクーラ回路からのフロ
ンガスの流出量が増大したときの充填用連結具１０の状
態を示すものである。前述のように再通路内の圧力差が
大きくなると、ボール１８が弁座１２ｄに衝合する迄左
方に移動されるが、このため、フロンガスが第１筒状部
材１４の先端からは排出されなくなり、エアパージ作業
が完了したことになる。尚、第２筒状部材１２および第
１筒状部材１４は、互に軸線方向に相対移動できるよう
に遊嵌されているので、第１スプリング２２のばね力
が、第２筒状部材１２と第１筒状部材１４との間の摩擦
力よりも大きければ、第１筒状部材１４が第２筒状部材
１２に対し前方（図面の左方）にスライドされる。この
スライド量ｄは、第１スプリング２２の長さとばね定数
とにより決定される。このため、第１スプリング２２の
ばね長さが増加して押圧力が低下するので、ボール１８
が弁座１２ｄに衝合する迄の設定圧力を低下させること
ができ、クーラ回路からの無用のフロンガスの流出を防
止できる。また、クーラ回路内の圧力が異常に低く、ボ
ール１８を弁座１２ｄに衝合させるだけの押圧力が発生
しない場合には、作業者が第１筒状部材１４を強制的に
スライドすることによって、フロンガスの流出を停止さ
せることができる。

第２図の(c)は、上記エアパージ作業の後、フロンサー
ビス缶２の口部に第１筒状部材１４のねじ２５を螺着
し、フロンサービス缶２内のフロンガスをコンプレッサ
のクーラ回路内に充填するときの充填用連結具１０の状
態を示すものである。フロンサービス缶２の口部に第１
筒状部材１４のねじ２５を螺着するとき、カッタ２３も
第１筒状部材１４と共に回転されながらフロンサービス
缶２の缶壁に進入するので、フロンサービス缶２の口部
に孔が穿けられ、これによりフロンサービス缶２内のフ
ロンガスが充填用連結具１０内に流出される。流出した
フロンガスは、第２筒状部材１２の左端面１２ｅおよび
ボール１８の左側に当たるため、第２筒状部材１２と第
１筒状部材１４とが更に相対的にスライドし、符号Ｄで
示すスライド量になる。このため第１スプリング２２が
完全に解放され、ボール１８には第２スプリング２４の
押圧力のみが作用する状態となる。この状態でコンプレ
ッサを作動すると、ボール１８の右側にはコンプレッサ
の吸引力が作用し、左側にはフロンサービス缶２からの
フロンガスの圧力が作用するため、この圧力差によりボ
ール１８が第２スプリング２４を圧縮しつつ弁座１２ｄ
から離れる。従って、フロンサービス缶２内のフロンガ
スは矢印Ｃで示すように充填用連結具１０から排出さ
れ、コンプレッサの低圧側に充填される。

第２図の(d)は、チャージニップルを誤ってコンプレッ
サの高圧側に接続した場合又はフロンサービス缶２内の
圧力がクーラ回路の圧力よりも小さい場合などの状況に
おいて、フロンガスの逆流を防止すべく作動している充
填用連結具１０の状態を示すものである。かような状況
において、ボール１８に作用する押圧力は第２スプリン
グ２４の押圧力のみ（第１スプリング２２は完全に解放
されているから）であるから、ボール１８の右方から作
用する第２スプリング２４の押圧力に加えフロンガスに
よる押圧力が作用すると、ボール１８は瞬時に弁座１２
ｄに衝合する。このため、フロンガスがフロンサービス
缶２内に逆流し、缶を破裂させる危険を無くすことがで
きる。

以上において、エアパージを行なう場合の設定圧力の調
整は第１スプリング２２のばね定数および長さで定ま
り、従って、ユニオン２０のねじ込み量を調節すること
により適宜の設定圧力に調整できること、および逆止弁
としての設定圧力は第２スプリング２４のばね定数およ
び長さで定まり、これもユニオン２０のねじ込み量を調
節することにより適宜の設定圧力に調整できることが理
解されよう。

第３図は、本発明による流体充填用連結具の変形例を示
す。第３図に示す変形例は、第１筒状部材１４が第２筒
状部材１２を完全に覆うように構成したものである。こ
の場合、器具全体を手で把持したときに、両筒状部材の
相対移動が妨げられないという利点がある。

尚、本発明の流体充填用連結具は、フロンガスの充填用
に用いる場合を主として説明したが、その他に水道管や
ガス管の配管中のエア放出弁や産業機器の水吸入防止弁
等にも使用できるものである。

発明の効果 以上の説明から明らかなように本発明の流体充填用連結
具をによれば、従来の問題点を全て解決できる。

更に、本発明によれば、パージ等の流体の放出と、該流
出方向への流体の逆流防止と言う相反する作用を同一器
具で解決することができる。即ち、同一の方向から流体
の流れに対し、あるときは、流体の放出を許容し、ある
ときには、流体の流出を禁止するという相反する作用に
より、二律背反的な課題を解決した流体充填用連結具を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る流体充填用連結具の構造を示す部
分断面図である。 第２図は第１図に示した流体充填用連結具を用いてフロ
ンガスの充填作業を行なう場合の説明図である。 第３図は本発明の係る流体充填用連結具の変形例を示す
部分断面図である。 第４図は従来の流体充填用連結具の構造を示す部分断面
図である。 第５図は第４図に示す流体充填用連結具を用いてクーラ
装置のコンプレッサにフロンガスを充填する方法を示す
斜視図である。 １０……流体充填用連結具、 １２、１４……筒状部材、 １８……ボール、２２……第１スプリング、 ２３……カッタ、 ２４……第２スプリング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸線方向に直列に配置された第１筒状部材
   及び第２筒状部材とからなり、これら両筒状部材は、互
   いに隣接する対向端部が気密に嵌合され且つ軸線方向に
   所定ストローク離間接近可能とされたケーシングと、 前記第１筒状部材及び前記第２筒状部材の内部空間で形
   成された軸線方向に延びる流体通路と、 第２筒状部材における前記流体通路に形成された弁収容
   室と、 該弁収容室において第１筒状部材側に形成された弁座
   と、 前記弁収容室に収容された、弁体としてのボールと、 前記第１筒状部材の前記流体通路における第２筒状部材
   側の開口端周縁部と前記ボールとの間に設けられ、前記
   ボールを開弁する方向に付勢する第１付勢手段と、 前記弁収容室に配置され、前記第１付勢手段の付勢力に
   抗する方向に前記ボールを付勢して、該ボールを位置保
   持する第２付勢手段と、 を有すること、を特徴とする流体充填用連結具。