(57)【要約】【課題】冷媒透過を抑制しつつ、最大流量時と最小流量時における蒸発器の冷媒蒸発圧力の差を小さくすることができる蒸発圧力調整弁を提供する。【解決手段】蒸発圧力調整弁は、冷凍サイクル装置１０における室内蒸発器１８と圧縮機１１の間に配置されている。蒸発圧力調整弁１９は、ボディ４０の弁室５１内部に、小径部６０及び大径部５６を有する弁体５５を変位可能に収容しており、冷媒流入路４２から冷媒流出路４３へむかう冷媒の冷媒流路面積を、弁体５５の変位によって調整している。軸状に形成された小径部６０は、挿通穴４８を介して、弁室５１に隣接する開度調整室５３へ伸びており、開度調整室５３内に配置されたコイルスプリング６１の弾性力と、開度調整室５３に導入された大気の圧力を受ける。小径部６０は大径部５６よりも十分に小さな受圧面積となるように形成され、その外周面に挿通穴４８内面との間を閉塞するＯリング７１を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍サイクル（１０）における蒸発器（１８）と圧縮機（１１）の間に配置され、前記蒸発器における冷媒蒸発圧力が予め定めた基準蒸発圧力以上となるように調整する蒸発圧力調整弁（１９）であって、
内部に弁室（５１）が形成されたボディ（４０）と、
前記ボディに設けられ、前記蒸発器から前記弁室へ冷媒が流入する冷媒流入路（４２）と、
前記ボディに設けられ、前記弁室から前記圧縮機へと冷媒が流出する冷媒流出路（４３）と、
前記弁室内にて前記冷媒流入路側の圧力を受けて所定方向に摺動可能に配置され、前記冷媒流出路へ流れる冷媒流路の開度を変更する大径部（５６）及び、前記大径部よりも小さな面積で前記大径部から前記所定方向へ伸びる軸状の小径部（６０）を含む弁体（５５）と、
前記弁室の前記所定方向に隣接して配置され、前記弁体の前記小径部によって挿通される挿通穴（４８）を有すると共に、前記冷媒流路の開度を決定する際に参照される参照圧を発生させる参照気体を内部に有する開度調整室（５３）と、
前記開度調整室の内部に配置され、前記冷媒流路の開度を小さくする閉方向へ前記弁体の前記小径部を付勢する弾性部材（６１）と、
前記弁室と前記開度調整室の間における前記挿通穴を介した冷媒の流れを遮断するシール部材（７１、７２、７３）と、を有する蒸発圧力調整弁。
【請求項２】
前記シール部材は、前記小径部の外周面と前記挿通穴の内周面との間を遮断するように配置されたＯリング（７１）によって構成されている請求項１に記載の蒸発圧力調整弁。
【請求項３】
前記シール部材は、有底筒状に形成されると共に、周面が蛇腹状に形成された金属製のベローズ（７２）により構成されており、
前記シール部材の内部には、前記挿通穴を挿通した前記小径部の端部が収容され、
前記シール部材における開口端は、前記開度調整室の内部において、前記挿通穴に対して接合されている請求項１に記載の蒸発圧力調整弁。
【請求項４】
前記シール部材は、前記開度調整室の内部において、前記挿通穴を挿通した前記小径部と、前記弾性部材との間を介して区画するように配置された金属製のダイアフラム（７３）によって構成されている請求項１に記載の蒸発圧力調整弁。
【請求項５】
前記開度調整室は、当該開度調整室の内部と前記ボディの外部とを連通する大気導入孔（５４）を有しており、
前記大気導入孔を介して導入された大気を、前記参照気体として内部に有している請求項１ないし４の何れか１つに記載の蒸発圧力調整弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクルに用いられる蒸発圧力調整弁に関する。
【０００２】
従来、蒸発圧力調整弁は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルにおいて、蒸発器と圧縮機の間に配置されており、蒸発器における着霜を抑制している。当該蒸発圧力調整弁は、蒸発器を流通する冷媒流量の増加に伴って、弁開度（即ち、冷媒通路面積）を増加させるように構成されており、蒸発器における冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）を予め定めた基準蒸発圧力（基準蒸発温度）以上に維持する機能を有している。
【０００３】
このような蒸発圧力調整弁に関する技術として、特許文献１、２に係る発明が知られている。特許文献１には、いわゆるベローズ式の蒸発圧力調整弁が記載されている。特許文献１の蒸発圧力調整弁は、ボディ内部の冷媒流路における開度を調整する弁体と、内部に参照気体が封入されたベローズと、ベローズ内部に配置されたスプリングとを有して構成されている。
【０００４】
一方、特許文献２には、いわゆるダイアフラム式の蒸発圧力調整弁が記載されている。特許文献２に記載された蒸発圧力調整弁は、ボディ内部の冷媒流路における開度を調整する弁体と、参照気体が導入される被覆管と冷媒流路との間を区画するダイアフラムと、前記被覆管の内部に配置されたスプリングとを有して構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１７７６４号公報
【特許文献２】特公昭５５−５１１５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１のようなベローズ式の蒸発圧力調整弁においては、弁体は、蒸発器側の冷媒圧力と、参照気体の圧力及び、ベローズ自身及びスプリングの弾性力の合力とのつり合いによって変位し、蒸発圧力調整弁における弁開度が決定される。ここで、特許文献１では、弁体の変位量が増加した場合、スプリングの弾性力のみならず、ベローズ自身の弾性力及び参照気体の圧力も増大する為、最大流量時と最小流量時における蒸発器の冷媒蒸発圧力の差が大きくなってしまっていた。
【０００７】
又、特許文献２のようなダイアフラム式の蒸発圧力調整弁においては、参照圧として大気圧が用いられており、当該参照圧は弁体の変位に関わらず一定の値を示す。この為、特許文献２においては、弁体の変位量が増加すると、スプリングの弾性力のみが増大する。従って、特許文献２に記載されたダイアフラム式の蒸発圧力調整弁は、最大流量時と最小流量時における蒸発器の冷媒蒸発圧力の差を、特許文献１の場合と比べて小さくすることができる。
【０００８】
しかしながら、特許文献２のようなダイアフラムは、ゴム材で構成されており、その分子組成の関係上、冷媒透過性を有してしまう。更に、この構成においては、弁体の変位量を確保するために、ダイアフラムの薄膜部分を折り畳んだ構成にする必要がある。この結果、ダイアフラムにおける冷媒の透過面積が大きくなってしまう為、ダイアフラムによる冷媒透過量が増大し、冷媒透過による蒸発圧力調整弁としての機能や周辺環境に影響を及ぼしてしまう。
【０００９】
本発明は、上述した点に鑑み、冷媒透過を抑制しつつ、最大流量時と最小流量時における蒸発器の冷媒蒸発圧力の差を小さくすることができる蒸発圧力調整弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の蒸発圧力調整弁は、
冷凍サイクル（１０）における蒸発器（１８）と圧縮機（１１）の間に配置され、蒸発器における冷媒蒸発圧力が予め定めた基準蒸発圧力以上となるように調整する蒸発圧力調整弁（１９）であって、
内部に弁室（５１）が形成されたボディ（４０）と、
ボディに設けられ、蒸発器から弁室へ冷媒が流入する冷媒流入路（４２）と、
ボディに設けられ、弁室から圧縮機へと冷媒が流出する冷媒流出路（４３）と、
弁室内にて冷媒流入路側の圧力を受けて所定方向に摺動可能に配置され、冷媒流出路へ流れる冷媒流路の開度を変更する大径部（５６）及び、大径部よりも小さな面積で大径部から所定方向へ伸びる軸状の小径部（６０）を含む弁体（５５）と、
弁室の所定方向に隣接して配置され、弁体の小径部によって挿通される挿通穴（４８）を有すると共に、冷媒流路の開度を決定する際に参照される参照圧を発生させる参照気体を内部に有する開度調整室（５３）と、
開度調整室の内部に配置され、冷媒流路の開度を小さくする閉方向へ弁体の小径部を付勢する弾性部材（６１）と、
弁室と開度調整室の間における挿通穴を介した冷媒の流れを遮断するシール部材（７１、７２、７３）と、を有する。
【００１１】
当該蒸発圧力調整弁は、このように構成されることで、弁体の小径部にかかる冷媒流入路側の冷媒圧力と開度調整室内における参照圧の圧力差と、弾性部材の弾性力によって、冷媒流路の開度を決定して、蒸発器における冷媒蒸発圧力を調整することができる。弁体の小径部は大径部よりも十分に小さな面積に形成されており、開度の決定に他の外力を要しない為、蒸発器における冷媒の最大流量時と最小流量時の冷媒蒸発圧力の差を充分に小さくすることができる。
【００１２】
又、当該蒸発圧力調整弁において、冷凍サイクル外への冷媒の透過は、挿通穴と小径部の間を介して発生する可能性がある。この為、当該蒸発圧力調整弁によれば、シール部材によって、弁室と開度調整室の間における挿通穴を介した冷媒の流れを遮断している為、冷凍サイクル外への冷媒透過を抑制することができる。
【００１３】
尚、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態に係る蒸発圧力調整弁の概略構成を示す断面図である。
【図２】第１実施形態に係る車両用空調装置の構成を示す説明図である。
【図３】第１実施形態に係る蒸発圧力調整弁と従来構成の圧力勾配を比較する為のグラフである。
【図４】第２実施形態に係る蒸発圧力調整弁の概略構成を示す断面図である。
【図５】第２実施形態における開度調整室周辺の要部拡大図である。
【図６】第３実施形態に係る蒸発圧力調整弁の概略構成を示す断面図である。
【図７】第３実施形態における開度調整室周辺の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、実施形態について図に基づいて説明する。以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００１６】
（第１実施形態）
第１実施形態に係る蒸発圧力調整弁１９は、車両用空調装置１の冷凍サイクル装置１０における構成機器の一つとして用いられている。この車両用空調装置１は、内燃機関および走行用電動機から車両走行用の駆動力を得るハイブリッド車両に搭載されている。そして、冷凍サイクル装置１０は、車両用空調装置１において、空調対象空間である車室内へ送風される車室内送風空気を冷却或いは加熱する機能を果たす。
【００１７】
そして、当該蒸発圧力調整弁１９は、図２に示すように、冷凍サイクル装置１０において、室内蒸発器１８と圧縮機１１の間に配置されており、室内蒸発器１８における着霜を抑制している。
【００１８】
先ず、蒸発圧力調整弁１９を含む車両用空調装置１及び冷凍サイクル装置１０の構成について、図２を参照しつつ説明する。第１実施形態に係る冷凍サイクル装置１０は、暖房モードの冷媒回路、除湿暖房モードの冷媒回路及び冷房モードの冷媒回路を切り替え可能に構成されている。
【００１９】
ここで、車両用空調装置１において、暖房モードは、送風空気を加熱して車室内へ吹き出す運転モードである。除湿暖房モードは、冷却されて除湿された送風空気を再加熱して車室内へ吹き出す運転モードである。又、冷房モードは、送風空気を冷却して車室内へ吹き出す運転モードである。
【００２０】
尚、図２では、暖房モードの冷媒回路における冷媒の流れを黒塗り矢印で示し、除湿暖房モードの冷媒回路における冷媒の流れを斜線ハッチング付き矢印で示している。又、冷房モードの冷媒回路における冷媒の流れを白抜き矢印で示している。
【００２１】
そして、当該冷凍サイクル装置１０では、冷媒としてＨＦＣ系冷媒（具体的には、Ｒ１３４ａ）を採用しており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない蒸気圧縮式の亜臨界冷凍サイクルを構成している。もちろん、冷媒としてＨＦＯ系冷媒（例えば、Ｒ１２３４ｙｆ）や自然冷媒（例えば、Ｒ７４４）等を採用してもよい。更に、冷媒には圧縮機１１を潤滑するための冷凍機油が混入されており、冷凍機油の一部は冷媒とともにサイクルを循環している。
【００２２】
図２に示すように、冷凍サイクル装置１０は、圧縮機１１、第１膨張弁１５ａ、第２膨張弁１５ｂ、室外熱交換器１６、逆止弁１７、室内蒸発器１８、蒸発圧力調整弁１９、アキュムレータ２０、第１開閉弁２１、第２開閉弁２２を有している。
【００２３】
圧縮機１１は、冷凍サイクル装置１０において冷媒を吸入し、圧縮して吐出するものであり、車両ボンネット内に配置されている。圧縮機１１は、吐出容量が固定された固定容量型の圧縮機構を電動モータにて駆動する電動圧縮機として構成されている。当該圧縮機１１は、本発明における圧縮機として機能する。
【００２４】
そして、圧縮機１１の圧縮機構としては、スクロール型圧縮機構、ベーン型圧縮機構等の各種圧縮機構を採用することができる。又、圧縮機１１を構成する電動モータは、図示しない空調制御装置から出力される制御信号によって、その作動（回転数）が制御される。この電動モータとしては、交流モータ、直流モータの何れの形式を採用してもよい。
【００２５】
圧縮機１１の吐出口には、室内凝縮器１２の冷媒入口側が接続されている。室内凝縮器１２は、暖房モード時及び除湿暖房モード時に、加熱用熱交換器として機能する。即ち、室内凝縮器１２は、暖房モード時及び除湿暖房モード時に、圧縮機１１から吐出された高温高圧の吐出冷媒と後述する室内蒸発器１８を通過した送風空気とを熱交換させて送風空気を加熱する。室内凝縮器１２は、後述する室内空調ユニット３０のケーシング３１内に配置されている。
【００２６】
室内凝縮器１２の冷媒出口には、第１三方継手１３ａの１つの流入出口側が接続されている。第１三方継手１３ａのような三方継手は、冷凍サイクル装置１０において、分岐部あるいは合流部としての機能を果たす。
【００２７】
例えば、除湿暖房モード時の第１三方継手１３ａでは、３つの流入出口のうち１つが流入口として用いられ、残りの２つが流出口として用いられる。従って、除湿暖房モード時の第１三方継手１３ａは、１つの流入口から流入した冷媒の流れを分岐して２つの流出口から流出させる分岐部としての機能を果たす。これらの三方継手は、複数の配管を接合して形成してもよいし、金属ブロックや樹脂ブロックに複数の冷媒通路を設けて形成してもよい。
【００２８】
更に、冷凍サイクル装置１０は、後述するように、第２三方継手１３ｂ〜第４三方継手１３ｄを備えている。第２三方継手１３ｂ〜第４三方継手１３ｄの基本的構成は、第１三方継手１３ａと同様である。例えば、除湿暖房モード時の第４三方継手１３ｄでは、３つの流入出口のうち２つが流入口として用いられ、残りの１つが流出口として用いられる。従って、除湿暖房モード時の第４三方継手１３ｄは、２つの流入口から流入した冷媒を合流させて１つの流出口から流出させる合流部としての機能を果たす。
【００２９】
そして、第１三方継手１３ａの別の流入出口には、第１冷媒通路１４ａが接続されている。第１冷媒通路１４ａは、室内凝縮器１２から流出した冷媒を、室外熱交換器１６の冷媒入口側へ導く。
【００３０】
又、第１三方継手１３ａのさらに別の流入出口には、第２冷媒通路１４ｂが接続されている。第２冷媒通路１４ｂは、室内凝縮器１２から流出した冷媒を、後述する第３冷媒通路１４ｃに配置された第２膨張弁１５ｂの入口側（具体的には、第３三方継手１３ｃの１つの流入出口）へ導く。
【００３１】
第１冷媒通路１４ａには、第１膨張弁１５ａが配置されている。第１膨張弁１５ａは、暖房モード時、及び除湿暖房モード時に、室内凝縮器１２から流出した冷媒を減圧させる。第１膨張弁１５ａは、減圧装置として機能する。第１膨張弁１５ａは、絞り開度を変更可能に構成された弁体と、この弁体の絞り開度を変化させるステッピングモータからなる電動アクチュエータとを有する可変絞り機構である。
【００３２】
更に、第１膨張弁１５ａは、絞り開度を全開にすることによって、冷媒減圧作用を殆ど発揮することなく単なる冷媒通路として機能する全開機能付きの可変絞り機構として構成されている。第１膨張弁１５ａは、図示しない空調制御装置から出力される制御信号（制御パルス）によって、その作動が制御される。
【００３３】
第１膨張弁１５ａの出口側には、室外熱交換器１６の冷媒入口側が接続されており、車両ボンネット内の車両前方側に配置されている。室外熱交換器１６は、第１膨張弁１５ａから流出した冷媒と図示しない送風ファンから送風された車室外空気（外気）とを熱交換させるものである。送風ファンは、図示しない空調制御装置から出力される制御電圧によって回転数（送風能力）が制御される電動送風機である。
【００３４】
具体的には、室外熱交換器１６は、暖房モード時においては、外気から吸熱する吸熱器として機能する。冷房モード時及び除湿暖房モード時においては、室外熱交換器１６は、外気へ放熱する放熱器として機能する。
【００３５】
室外熱交換器１６の冷媒出口側には、第２三方継手１３ｂの１つの流入出口が接続されている。第２三方継手１３ｂの別の流入出口には、第３冷媒通路１４ｃが接続されている。第３冷媒通路１４ｃは、室外熱交換器１６から流出した冷媒を、室内蒸発器１８の冷媒入口側へ導く。
【００３６】
又、第２三方継手１３ｂのさらに別の流入出口には、第４冷媒通路１４ｄが接続されている。第４冷媒通路１４ｄは、室外熱交換器１６から流出した冷媒を、後述するアキュムレータ２０の入口側（具体的には、第４三方継手１３ｄの１つの流入出口）へ導く。
【００３７】
第３冷媒通路１４ｃには、逆止弁１７、第３三方継手１３ｃ、並びに、第２膨張弁１５ｂが、冷媒流れに対してこの順に配置されている。逆止弁１７は、冷媒が第２三方継手１３ｂ側から室内蒸発器１８側へ流れることのみを許容するものである。第３三方継手１３ｃには、前述した第２冷媒通路１４ｂが接続されている。
【００３８】
第２膨張弁１５ｂは、室外熱交換器１６から流出して室内蒸発器１８へ流入する冷媒を減圧させる。即ち、第２膨張弁１５ｂは減圧装置として機能する。第２膨張弁１５ｂの基本的構成は、第１膨張弁１５ａと同様である。更に、当該第２膨張弁１５ｂは、絞り開度を全閉した際にこの冷媒通路を閉塞する全閉機能付きの可変絞り機構で構成されている。
【００３９】
従って、第１実施形態に係る冷凍サイクル装置１０では、第２膨張弁１５ｂを全閉として第３冷媒通路１４ｃを閉じることによって、冷媒回路を切り替えることができる。換言すると、第２膨張弁１５ｂは、冷媒減圧装置としての機能を果たすとともに、サイクルを循環する冷媒の冷媒回路を切り替える冷媒回路切替装置としての機能を兼ね備えている。
【００４０】
室内蒸発器１８は、冷房モード時及び除湿暖房モード時に、冷却用熱交換器として機能する。即ち、室内蒸発器１８は、冷房モード時及び除湿暖房モード時に、第２膨張弁１５ｂから流出した冷媒と室内凝縮器１２通過前の送風空気とを熱交換させ、本発明における蒸発器として機能する。室内蒸発器１８では、第２膨張弁１５ｂにて減圧された冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させることによって送風空気を冷却する。室内蒸発器１８は、室内空調ユニット３０のケーシング３１内のうち、室内凝縮器１２の送風空気流れ上流側に配置されている。
【００４１】
室内蒸発器１８の冷媒出口には、蒸発圧力調整弁１９の流入口側が接続されている。蒸発圧力調整弁１９は、室内蒸発器１８の着霜（フロスト）を抑制するために、室内蒸発器１８における冷媒蒸発圧力（即ち、低圧側冷媒圧力）を着霜抑制圧力以上に調整する機能を果たす。換言すると、蒸発圧力調整弁１９は、室内蒸発器１８における冷媒蒸発温度を予め定められた着霜抑制温度以上に調整する機能を果たす。当該蒸発圧力調整弁１９の具体的構成については、後に図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００４２】
図２に示すように、蒸発圧力調整弁１９の出口側には、第４三方継手１３ｄが接続されている。又、前述したように、第４三方継手１３ｄにおける他の流入出口には、第４冷媒通路１４ｄが接続されている。そして、第４三方継手１３ｄのさらに別の流入出口には、アキュムレータ２０の入口側が接続されている。
【００４３】
アキュムレータ２０は、内部に流入した冷媒の気液を分離して、サイクル内の余剰冷媒を蓄える気液分離器である。アキュムレータ２０の気相冷媒出口には、圧縮機１１の吸入口側が接続されている。従って、アキュムレータ２０は、圧縮機１１に液相冷媒が吸入されることを抑制し、圧縮機１１における液圧縮を防止する機能を果たす。
【００４４】
又、第２三方継手１３ｂと第４三方継手１３ｄとを接続する第４冷媒通路１４ｄには、第１開閉弁２１が配置されている。第１開閉弁２１は、電磁弁によって構成されている。そして、第１開閉弁２１は、第４冷媒通路１４ｄを開閉することによって冷媒回路を切り替える冷媒回路切替装置として機能する。第１開閉弁２１は、図示しない空調制御装置から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
【００４５】
同様に、第１三方継手１３ａと第３三方継手１３ｃとを接続する第２冷媒通路１４ｂには、第２開閉弁２２が配置されている。第２開閉弁２２は、第１開閉弁２１と同様に、電磁弁によって構成されている。第２開閉弁２２は、第２冷媒通路１４ｂを開閉することによって冷媒回路を切り替える冷媒回路切替装置として機能する。
【００４６】
次に、冷凍サイクル装置１０と共に車両用空調装置１を構成する室内空調ユニット３０について説明する。室内空調ユニット３０は、冷凍サイクル装置１０によって温度調整された送風空気を車室内へ吹き出すためのものである。この室内空調ユニット３０は、車室内最前部の計器盤（インストルメントパネル）の内側に配置されている。
【００４７】
図２に示すように、室内空調ユニット３０は、その外殻を形成するケーシング３１内に送風機３２、室内蒸発器１８、室内凝縮器１２等を収容することによって構成されている。ケーシング３１は、車室内に送風される送風空気の空気通路を形成するものである。ケーシング３１は、或る程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂（例えば、ポリプロピレン）にて成形されている。
【００４８】
ケーシング３１内の送風空気流れ最上流側には、内外気切替装置３３が配置されている。内外気切替装置３３は、ケーシング３１内へ内気（車室内空気）と外気（車室外空気）とを切替導入する。
【００４９】
具体的には、内外気切替装置３３は、ケーシング３１内へ内気を導入させる内気導入口及び外気を導入させる外気導入口の開口面積を、内外気切替ドアによって連続的に調整して、内気の風量と外気の風量との風量割合を連続的に変化させることができる。内外気切替ドアは、内外気切替ドア用の電動アクチュエータによって駆動される。この電動アクチュエータは、図示しない空調制御装置から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
【００５０】
そして、内外気切替装置３３の送風空気流れ下流側には、送風機（ブロワ）３２が配置されている。この送風機３２は、内外気切替装置３３を介して吸入した空気を車室内へ向けて送風する。送風機３２は、遠心多翼ファン（シロッコファン）を電動モータにて駆動する電動送風機である。送風機３２における遠心多翼ファンの回転数（送風量）は、図示しない空調制御装置から出力される制御電圧によって制御される。
【００５１】
送風機３２の送風空気流れ下流側には、室内蒸発器１８及び室内凝縮器１２が、送風空気流れに対して、この順に配置されている。換言すると、室内蒸発器１８は、室内凝縮器１２よりも送風空気流れ上流側に配置されている。
【００５２】
又、ケーシング３１内には、冷風バイパス通路３５が形成されている。冷風バイパス通路３５は、室内蒸発器１８を通過した送風空気を、室内凝縮器１２を迂回させて下流側へ流す為の通路である。
【００５３】
室内蒸発器１８の送風空気流れ下流側であって、且つ、室内凝縮器１２の送風空気流れ上流側には、エアミックスドア３４が配置されている。エアミックスドア３４は、室内蒸発器１８通過後の送風空気のうち室内凝縮器１２を通過させる風量割合を調整する際に用いられる。従って、車両用空調装置１は、冷風バイパス通路３５を全開開度とし、エアミックスドア３４により室内凝縮器１２へ向かう送風空気の流路を全閉することで、室内凝縮器１２における熱交換量を最小値にすることができる。
【００５４】
又、室内凝縮器１２の送風空気流れ下流側には、混合空間が設けられている。混合空間では、室内凝縮器１２にて加熱された送風空気と、冷風バイパス通路３５を通過して室内凝縮器１２にて加熱されていない送風空気とが混合される。更に、ケーシング３１の送風空気流れ最下流部には、複数の開口穴が配置されている。混合空間にて混合された送風空気（空調風）は、これらの開口穴を介して、空調対象空間である車室内へ吹き出される。
【００５５】
これらの開口穴としては、具体的に、フェイス開口穴、フット開口穴、デフロスタ開口穴（いずれも図示せず）が設けられている。フェイス開口穴は、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出す為の開口穴である。フット開口穴は、乗員の足元に向けて空調風を吹き出す為の開口穴である。デフロスタ開口穴は、車両前面窓ガラス内側面に向けて空調風を吹き出す為の開口穴である。
【００５６】
更に、フェイス開口穴、フット開口穴及びデフロスタ開口穴の送風空気流れ下流側は、それぞれ空気通路を形成するダクトを介して、車室内に設けられたフェイス吹出口、フット吹出口及びデフロスタ吹出口（いずれも図示せず）に接続されている。従って、エアミックスドア３４が、室内凝縮器１２を通過させる風量と冷風バイパス通路３５を通過させる風量との風量割合を調整することによって、混合空間にて混合される空調風の温度が調整されて、各吹出口から車室内へ吹き出される空調風の温度が調整される。
【００５７】
つまり、エアミックスドア３４は、車室内へ送風される空調風の温度を調整する温度調整部としての機能を果たす。エアミックスドア３４は、エアミックスドア駆動用の電動アクチュエータによって駆動される。この電動アクチュエータは、図示しない空調制御装置から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
【００５８】
又、フェイス開口穴、フット開口穴、及びデフロスタ開口穴の送風空気流れ上流側には、それぞれ、フェイス開口穴の開口面積を調整するフェイスドア、フット開口穴の開口面積を調整するフットドア、デフロスタ開口穴の開口面積を調整するデフロスタドア（いずれも図示せず）が配置されている。
【００５９】
これらのフェイスドア、フットドア、デフロスタドアは、吹出口モードを切り替える吹出口モード切替ドアを構成する。フェイスドア、フットドア、デフロスタドアは、それぞれリンク機構等を介して、吹出口モードドア駆動用の電動アクチュエータに連結されており、連動して回転操作される。この電動アクチュエータも、図示しない空調制御装置から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
【００６０】
吹出口モード切替ドアによって切り替えられる吹出口モードとしては、具体的に、フェイスモード、バイレベルモード、フットモード等がある。
【００６１】
フェイスモードは、フェイス吹出口を全開にしてフェイス吹出口から車室内乗員の上半身に向けて空気を吹き出す吹出口モードである。バイレベルモードは、フェイス吹出口とフット吹出口の両方を開口して車室内乗員の上半身と足元に向けて空気を吹き出す吹出口モードである。フットモードは、フット吹出口を全開にしてフット吹出口から車室内乗員の足元に向けて送風空気を吹き出す吹出口モードである。
【００６２】
更に、乗員が操作パネルに設けられた吹出モード切替スイッチをマニュアル操作することによって、デフロスタモードとすることもできる。デフロスタモードは、デフロスタ吹出口を全開してデフロスタ吹出口から車両フロント窓ガラス内面に空気を吹き出す吹出口モードである。
【００６３】
そして、当該車両用空調装置１は、上述したように、冷房運転、暖房運転、除湿暖房運転に、その運転態様を切り替えることができる。この運転モード毎の具体的な作動や制御については、既に公知の内容であり、例えば、特開２０１２−２２５６３７号公報等に記載されている。従って、これらの点についての説明を省略する。
【００６４】
次に、当該車両用空調装置１及び冷凍サイクル装置１０に配置されている蒸発圧力調整弁１９の具体的構成について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００６５】
上述したように、第１実施形態に係る蒸発圧力調整弁１９は、冷凍サイクル装置１０における室内蒸発器１８と圧縮機１１の間に配置されている。当該蒸発圧力調整弁１９は、純機械的機構で構成されており、室内蒸発器１８における冷媒蒸発圧力Ｐ１が予め定めた基準蒸発圧力（即ち、着霜抑制圧力ＡＰｅ）以上となるように調整する機能を果たす。
【００６６】
具体的には、蒸発圧力調整弁１９は、アルミ合金等からなる複数の金属部材を組み合わせることによって構成されたボディ４０を有しており、このボディ４０の内部に形成された冷媒通路上の弁室５１に、弁体５５を摺動可能に収容して構成されている。
【００６７】
当該ボディ４０は、蒸発圧力調整弁１９の外殻を形成するものであり、本体部４１と、シリンダ部４５と、カバー５２とを有している。図１に示すように、弁室５１は、本体部４１とシリンダ部４５の間に形成されており、開度調整室５３は、シリンダ部４５とカバー５２の間に形成されている。従って、弁室５１及び開度調整室５３は、ボディ４０内部に形成されている。
【００６８】
図１に示すように、本体部４１には、冷媒流入路４２と、冷媒流出路４３と、接続空間部４４が本体部４１内部に形成されている。冷媒流入路４２は、当該本体部４１の一側面から直線状に伸びるように形成されており、室内蒸発器１８からの冷媒が流入する流路である。
【００６９】
冷媒流出路４３は、冷媒流入路４２と略直交する方向へ直線状に伸びるように形成されており、アキュムレータ２０を介して、圧縮機１１の吸入口側へ向かって冷媒が流出する流路である。
【００７０】
そして、接続空間部４４は、当該本体部４１の内部において、冷媒流入路４２と冷媒流出路４３の両方に接続するように形成されている。従って、冷媒流入路４２から流入した冷媒は、接続空間部４４を介して、冷媒流出路４３から圧縮機１１へ向かって流出する。当該接続空間部４４は、冷媒流入路４２が形成された本体部４１の側面と対向する面を開放して形成されている。
【００７１】
シリンダ部４５は、本体部４１における冷媒流入路４２形成面と逆側から接続空間部４４内に配置されており、略円筒形状に形成された筒状部４６を有している。シリンダ部４５は、接続空間部４４内部において、筒状部４６の先端部が冷媒流入路４２側の内壁面に密着するようにカシメ付けられて配置される。
【００７２】
そして、筒状部４６には、複数の連通穴４７が形成されている。各連通穴４７は、筒状部４６を厚み方向に貫通するように開口しており、筒状部４６の内部空間と、接続空間部４４内における筒状部４６外部の空間とを連通している。
【００７３】
従って、冷媒流入路４２から筒状部４６の内部空間に流入した冷媒は、複数の連通穴４７を介して、冷媒流出路４３へ流出する。当該蒸発圧力調整弁１９では、接続空間部４４において、シリンダ部４５の筒状部４６内部に形成される円柱状の空間が弁室５１として機能する。
【００７４】
シリンダ部４５における筒状部４６と逆側には、凹部４９が形成されている。当該凹部４９は、冷媒流入路４２側に向かって窪んでおり、その内部に円柱状の空間を形成する。当該凹部４９は、円筒形状をなす筒状部４６の中心軸と同軸上に形成されている。
【００７５】
又、凹部４９の内部には、挿通穴４８が形成されている。当該挿通穴４８は、シリンダ部４５において、筒状部４６内側の空間と凹部４９内側の空間とを接続しており、筒状部４６及び凹部４９の中心軸に沿って直線状に伸びるように形成されている。図１に示すように、当該挿通穴４８には、後述する弁体５５の小径部６０が挿通される。
【００７６】
又、シリンダ部４５の外周面には、パッキン５０が配置されている。当該パッキン５０は、本体部４１の接続空間部４４内壁面とシリンダ部４５の外周面との間に位置し、冷媒の漏出を防止している。
【００７７】
図１に示すように、当該蒸発圧力調整弁１９の弁室５１は、本体部４１の接続空間部４４において、シリンダ部４５の筒状部４６における内部空間によって形成される。即ち、弁室５１は、本体部４１とシリンダ部４５によってボディ４０内部に形成される。
【００７８】
そして、カバー５２は、シリンダ部４５の凹部４９を覆うように配置されている。当該蒸発圧力調整弁１９においては、シリンダ部４５の凹部４９を覆うようにカバー５２を配置することによって、蒸発圧力調整弁１９の開度を調整する為の開度調整室５３が形成される。
【００７９】
当該開度調整室５３は凹部４９の一部を含んでいる為、挿通穴４８を介して、弁室５１と連通している。換言すると、開度調整室５３は、シリンダ部４５を介して、弁室５１に対して隣接しており、挿通穴４８を有している。
【００８０】
カバー５２には、大気導入孔５４が形成されており、蒸発圧力調整弁１９外部と開度調整室５３内部とを連通している。従って、当該大気導入孔５４は、蒸発圧力調整弁１９外部の大気を開度調整室５３内部に導入する機能を果たす。
【００８１】
開度調整室５３内に導入された大気は、前記蒸発圧力調整弁１９における冷媒流路の開度を決定する為の参照気体として機能し、開度調整室５３内に参照圧を発生させる。従って、当該蒸発圧力調整弁１９における参照圧は大気圧である。
【００８２】
弁体５５は、弁室５１内部において、冷媒流入路４２側の冷媒圧力（即ち、室内蒸発器１８の冷媒蒸発圧力Ｐ１）を受けて、筒状部４６等の中心軸に沿った方向に摺動可能に配置されている。図１に示すように、当該弁体５５は、筒状部４６における複数の連通穴４７を閉塞可能な大径部５６と、当該大径部５６から伸びる軸状の小径部６０とを有しており、いわゆるスプール弁状に形成されている。
【００８３】
大径部５６は、有底円筒状（カップ状）の金属部材で形成されており、周壁部５７を有している。当該周壁部５７は、弁室５１内部において、筒状部４６の内壁面に沿って配置される。そして、当該大径部５６の外径寸法は、シリンダ部４５における筒状部４６の内径寸法に対して隙間バメの寸法関係となっている。
【００８４】
従って、弁室５１内部において、弁体５５の大径部５６が最も冷媒流入路４２側に位置する場合に、周壁部５７によって筒状部４６の各連通穴４７の開口面積を小さくして、冷媒流入路４２から冷媒流出路４３へ向かう冷媒の流れを少なくすることができる。
【００８５】
又、弁室５１内部において、弁体５５の大径部５６が最も開度調整室５３側に位置する場合には、周壁部５７によって筒状部４６の各連通穴４７の開口面積を大きくして、冷媒流入路４２から冷媒流出路４３へ向かう冷媒の流れを多くすることができる。即ち、当該蒸発圧力調整弁１９は、弁室５１内において、筒状部４６等の中心軸に沿った方向へ弁体５５を摺動させることで、冷媒流路の開度を調整することができる。
【００８６】
そして、大径部５６には、均圧孔５８が形成されており、有底円筒状に形成された大径部５６の内部と、弁室５１における他の部分（即ち、開度調整室５３側の空間）とを連通している。当該均圧孔５８は、弁室５１内部における冷媒の圧力を均一にしている。冷媒流出路４３側にあたる周壁部５７には、オイル戻し穴５９が形成されている。冷媒に含まれている冷凍機油の一部は、このオイル戻し穴５９を介して冷媒流れ上流側に戻される。
【００８７】
そして、小径部６０は、有底円筒状の大径部５６における底面部分から開度調整室５３側に向かって伸びる軸状に形成されている。当該小径部６０は、筒状部４６等の中心軸に沿って伸びる円柱状に形成されており、挿通穴４８を挿通して配置される。
【００８８】
小径部６０の外径寸法は、挿通穴４８の内径寸法に対して隙間バメの寸法関係となっている。小径部６０等の中心軸に鉛直な断面に関して、小径部６０の断面積は、大径部５６の断面積（即ち、有底筒状の底部にあたる断面積）よりも小さく形成されている。
【００８９】
この小径部６０の外周面には、Ｏリング７１が配置されている。Ｏリング７１は、ニトリルゴムやエチレンプロピレンゴム等によって形成されており、小径部６０の外周面と挿通穴４８の内壁面との間を閉塞するように配置される。従って、Ｏリング７１は、挿通穴４８を介した弁室５１内からの冷媒の流れを遮断することができ、弁室５１から開度調整室５３への冷媒の漏出を抑制することができる。
【００９０】
又、Ｏリング７１は、小径部６０の外周面と挿通穴４８の内壁面との間において、冷媒と接触するように配置される。従って、当該蒸発圧力調整弁１９によれば、Ｏリング７１における冷媒透過面積を充分に小さくすることができ、ゴム特有の問題である冷媒透過量を低く抑えることができる。即ち、Ｏリング７１は、本発明におけるシール部材として機能する。
【００９１】
そして、開度調整室５３の内部には、コイルスプリング６１が配置されている。コイルスプリング６１は、弁体５５の変位方向に延びる円筒コイルバネであり、ステンレス鋼によって構成されている。
【００９２】
このコイルスプリング６１の一端部は、挿通穴４８を挿通して開度調整室５３内に突出した小径部６０の先端に取り付けられている。一方、コイルスプリング６１の他端部は、開度調整室５３において挿通穴４８と対向する位置に配置された調整ネジ６２の先端に取り付けられている。
【００９３】
従って、当該コイルスプリング６１は、弁体５５を閉弁方向（即ち、冷媒流入路４２側に変位する方向）に付勢する荷重をかけており、本発明における弾性部材として機能している。尚、コイルスプリング６１が弁体５５を付勢する荷重は、初期荷重を含めて調整ネジ６２によって調整することができる。
【００９４】
次に、このように構成された蒸発圧力調整弁１９の作動について図面を参照しつつ説明する。図１に示すように、弁室５１内において、弁体５５が軸方向一方側（即ち、冷媒流入路４２側）にあたる閉方向へ変位して周壁部５７の先端が弁室５１の内壁面に当接している状態では、連通穴４７が弁体５５の周壁によって閉塞される。従って、この場合、冷媒流入路４２と冷媒流出路４３の連通が遮断される。
【００９５】
この図１に示す状態から、弁体５５が軸方向他方側（即ち、開度調整室５３側）にあたる開方向に変位して変位量Ｌが増加すると、連通穴４７が弁体５５の周壁部５７から露出していく。これにより、当該蒸発圧力調整弁１９では、冷媒流入路４２側と冷媒流出路４３側が連通穴４７を介して連通し、冷媒流入路４２側から冷媒流出路４３側へ向かう冷媒の流れが生じる。
【００９６】
そして、弁室５１内部における弁体５５の変位量Ｌが増加していくと、連通穴４７のうち周壁部５７から露出する部分の面積が増加していく。第１実施形態に係る蒸発圧力調整弁１９においては、弁室５１内にて弁体５５を変位させることによって、当該蒸発圧力調整弁１９内における冷媒通路面積を変化させ、室内蒸発器１８を流通する冷媒流量及び冷媒蒸発圧力Ｐ１を調整している。
【００９７】
ここで、蒸発圧力調整弁１９の弁室５１内における弁体５５の変位は、弁体５５に作用する力によって決定される。当該蒸発圧力調整弁１９において、弁体５５は、冷媒流入路４２側の冷媒圧力（即ち、室内蒸発器１８における冷媒蒸発圧力Ｐ１）と、冷媒流出路４３側の冷媒圧力（即ち、圧縮機１１の吸入側冷媒圧力）と、コイルスプリング６１による荷重と、開度調整室５３内の参照気体の圧力（即ち、大気圧）を受けている。この内、冷媒流出路４３側の冷媒圧力は、弁体５５の軸方向と直交する方向に作用している為、弁体５５の軸方向への変位に寄与していない。
【００９８】
即ち、第１実施形態に係る蒸発圧力調整弁１９において、弁体５５は、弁体５５に対して軸方向へ作用するこれらの荷重が釣り合う位置に変位し、蒸発圧力調整弁１９内の冷媒通路面積が調整される。より具体的には、弁体５５が軸方向に受ける荷重の釣り合いは、以下数式Ｆ１で表現することができる。
Ｐ１×Ａｓ＝Ｋｓ×Ｌ＋Ｆ０＋Ｐ０×Ａｓ…（Ｆ１）
ここで、Ｐ１は冷媒流入路４２側の冷媒圧力（即ち、室内蒸発器１８における冷媒蒸発圧力Ｐ１）であり、Ｐ０は開度調整室５３内における参照気体の圧力（即ち、大気圧）、Ａｓは弁体５５の小径部６０の受圧面積、Ｋｓはコイルスプリング６１のバネ定数、Ｌは弁体５５の変位量、Ｆ０は調整ネジ６２によって調整されたコイルスプリング６１の初期荷重である。
【００９９】
この数式Ｆ１を変形すると、以下数式Ｆ２のように表現することができる。
Ｐ１＝Ｋｓ／Ａｓ×Ｌ＋Ｆ０／Ａｓ＋Ｐ０…（Ｆ２）
この数式Ｆ２によれば、冷媒流入路４２側の冷媒圧力（即ち、冷媒蒸発圧力Ｐ１）は、変位量Ｌの増加に伴って増加することが判る。又、上述したように、変位量Ｌの増加に伴って蒸発圧力調整弁１９内の冷媒通路面積が増加する為、室内蒸発器１８を流通する冷媒流量も増加する。
【０１００】
従って、第１実施形態に係る蒸発圧力調整弁１９は、室内蒸発器１８を流通する冷媒流量（蒸発圧力調整弁１９を流通する冷媒流量）の増加に伴って、冷媒流入路４２側の冷媒圧力（即ち、冷媒蒸発圧力Ｐ１）を上昇させる構成になっている。つまり、当該蒸発圧力調整弁１９は、冷媒流入路４２側の冷媒圧力の上昇に比例して弁体５５の変位量Ｌが増加し、冷媒流入路４２の冷媒圧力の上昇に伴って蒸発圧力調整弁１９内の冷媒通路面積が増加する構成になっている。
【０１０１】
尚、当該蒸発圧力調整弁１９の弁体５５においては、小径部６０の受圧面積は、大径部５６の受圧面積に対して、蒸発圧力調整弁１９における圧力制御に支障のない範囲で可能な限り小さく設定されている。具体的には、小径部６０の受圧面積を、大径部５６の受圧面積の０．１５倍〜０．２倍程度に設定している。このように設定することによって、蒸発圧力調整弁１９による安定した圧力制御を実現しつつ、コイルスプリング６１による荷重を従来よりも小さくすることができる。
【０１０２】
又、当該蒸発圧力調整弁１９では、冷媒流入路４２側の冷媒圧力を受ける大径部５６の受圧面積は、冷媒流入路４２の流路面積の１．３倍よりも大きく設定されている。このように設定することで、蒸発圧力調整弁１９は、弁体５５の変位量Ｌを低減して、弁体５５の変位に伴うＯリング７１の摩耗を抑制することができる。
【０１０３】
続いて、このように構成された蒸発圧力調整弁１９における冷媒蒸発圧力Ｐ１の制御特性と、他の方式の蒸発圧力調整弁における制御特性との比較例を、図３を参照しつつ説明する。
【０１０４】
尚、図３に示すグラフにおいて、Ｐ１は、第１実施形態に係る蒸発圧力調整弁１９における冷媒蒸発圧力Ｐ１と冷媒流量との関係を示している。そして、Ｐａは、ベローズ式の蒸発圧力調整弁による冷媒蒸発圧力と冷媒流量との関係を示し、Ｐｂは、ダイアフラム式の蒸発圧力調整弁による冷媒蒸発圧力と冷媒流量との関係を示している。
【０１０５】
そして、図３における着霜抑制圧力ＡＰｅは、最小流量時において、蒸発器における冷媒蒸発温度が０℃となる場合の冷媒蒸発圧力を示す。即ち、着霜抑制圧力ＡＰｅは、本発明における基準蒸発圧力に相当する。
【０１０６】
先ず、この比較例におけるベローズ式の蒸発圧力調整弁は、ボディ内部の冷媒流路における開度を調整する弁体と、内部に参照気体が封入されたベローズと、ベローズ内部に配置されたスプリングとを有して構成されており、例えば、特開２０１５−１７７６４号公報に記載された蒸発圧力調整弁と略同様の構成を有しているものとする。
【０１０７】
当該ベローズ式の蒸発圧力調整弁において、弁体は、蒸発器側からの流入路側の冷媒圧力と、参照気体の圧力と、ベローズ自身の弾性力と、スプリングの弾性力との合力とのつり合いによって変位し、蒸発圧力調整弁における弁開度が決定される。このベローズ式の蒸発圧力調整弁の弁体における荷重の釣り合いは、弁体の受圧面積とベローズの受圧面積が等しいとすると、以下数式Ｆ３で表される。
Ｐ１×Ａｖ＝Ｋｓａ×Ｌ＋Ｋｂｗ×Ｌ＋Ｆ０＋Ｆｒ…（Ｆ３）
ここで、Ｐ１は流入路側の冷媒圧力であり、Ａｖは弁体の受圧面積、Ｋｓａはスプリングのバネ定数、Ｋｂｗはベローズ自身のバネ定数、Ｌは弁体の変位量、Ｆ０はスプリング等の初期荷重、Ｆｒはベローズ内に封入されている参照気体の圧力による荷重である。
【０１０８】
この数式Ｆ３を変形すると、以下数式Ｆ４のように表現することができる。
Ｐ１＝（Ｋｓａ＋Ｋｂｗ）／Ａｖ×Ｌ＋Ｆ０／Ａｖ＋Ｆｒ／Ａｖ…（Ｆ４）
この数式Ｆ４によれば、ベローズ式の蒸発圧力調整弁において、流入路側の冷媒圧力は、変位量Ｌの増加に伴って増加することが判る。
【０１０９】
ここで、数式Ｆ２と数式Ｆ４に関し、変位量Ｌに対する係数（即ち、圧力勾配）について着目すると、ベローズ式の蒸発圧力調整弁の圧力勾配は、スプリングとベローズ自身の合成バネ定数が影響すること、弁体の受圧面積に対して、蒸発圧力調整弁１９における小径部６０の受圧面積が十分に小さいことから、冷媒の最大流量時と最小流量時における蒸発器の冷媒蒸発圧力の差が大きくなってしまう。即ち、図３に示すように、ベローズ式の蒸発圧力調整弁の圧力勾配は、蒸発圧力調整弁１９の圧力勾配よりも大きくなる。
【０１１０】
又、ベローズ式の蒸発圧力調整弁の場合、参照気体はベローズ内部に封入されている。そして、ベローズの変位量の増大に伴って、ベローズ内部の容積は小さくなる為、参照気体の圧力は弁体の変位に伴って増大することになる。即ち、この点からも、ベローズ式の蒸発圧力調整弁の圧力勾配は、蒸発圧力調整弁１９よりも大きくなることがわかる。
【０１１１】
次に、この比較例におけるベロフラム式の蒸発圧力調整弁について説明する。当該ベロフラム式の蒸発圧力調整弁は、ボディ内部の冷媒流路における開度を調整する弁体と、参照気体が導入される被覆管と冷媒流路との間を区画するダイアフラムと、前記被覆管の内部に配置されたスプリングとを有して構成されており、例えば、特公昭５５−５１１５４号公報に記載された蒸発圧力調整弁と略同様の構成を有している。
【０１１２】
当該ダイアフラム式の蒸発圧力調整弁において、弁体は、蒸発器側からの流入路側の冷媒圧力と、被覆管内に導入されている参照気体の圧力と、スプリングの弾性力とのつり合いによって変位し、蒸発圧力調整弁における弁開度が決定される。このダイアフラム式の蒸発圧力調整弁の弁体における荷重の釣り合いは、弁体の受圧面積とベローズの受圧面積が等しいとすると、以下数式Ｆ５で表される。
Ｐ１×Ａｂｆ＝Ｋｓｂ×Ｌ＋Ｆ０＋Ｐ０×Ａｂｆ…（Ｆ５）
ここで、Ｐ１は流入路側の冷媒圧力であり、Ａｂｆはダイアフラムの受圧面積、Ｐ０は被覆管内における参照気体の圧力（即ち、大気圧）、Ｋｓｂはスプリングのバネ定数、Ｌは弁体の変位量、Ｆ０はスプリング等の初期荷重である。
【０１１３】
この数式Ｆ５を変形すると、以下数式Ｆ６のように表現することができる。
Ｐ１＝Ｋｓｂ／Ａｂｆ×Ｌ＋Ｆ０／Ａｂｆ＋Ｐ０…（Ｆ６）
この数式Ｆ６によれば、ダイアフラム式の蒸発圧力調整弁においても、流入路側の冷媒圧力は、変位量Ｌの増加に伴って増加することが判る。又、ダイアフラム式の蒸発圧力調整弁においては、参照圧として大気圧が用いられており、数式Ｆ６に示すように、当該参照圧は弁体の変位に関わらず一定の値を示す。
【０１１４】
ここで、数式Ｆ４と数式Ｆ６に関し、変位量Ｌに対する係数（即ち、圧力勾配）について着目すると、ダイアフラム式の蒸発圧力調整弁の圧力勾配は、スプリングのバネ定数とダイアフラムの受圧面積が影響することがわかる。即ち、ダイアフラム式では、スプリングのバネ定数のみが影響し、ベローズ式では、スプリング及びベローズの合成バネ定数が影響することになる。
【０１１５】
この為、ダイアフラム式の蒸発圧力調整弁では、冷媒の最大流量時と最小流量時における蒸発器の冷媒蒸発圧力の差は、ベローズ式の蒸発圧力調整弁よりも小さくなる。即ち、図３に示すように、ダイアフラム式の蒸発圧力調整弁の圧力勾配は、ベローズ式の蒸発圧力調整弁の圧力勾配よりも小さくなる。
【０１１６】
上述した数式Ｆ２と数式Ｆ６とに基づいて、蒸発圧力調整弁１９における圧力勾配と、ダイアフラム式の蒸発圧力調整弁の圧力勾配について考察する。蒸発圧力調整弁１９の圧力勾配と、ダイアフラム式の蒸発圧力調整弁の圧力勾配は、何れも、弁体を付勢するスプリングのバネ定数を流入路側の冷媒圧力を受ける受圧面積で除算した形で表現される。
【０１１７】
ここで、蒸発圧力調整弁１９におけるコイルスプリング６１のバネ定数は、弁体５５の小径部６０の受圧面積を大径部５６の受圧面積よりも十分に小さくすることで、小さく形成されている。従って、コイルスプリング６１のバネ定数は、ダイアフラム式の蒸発圧力調整弁におけるスプリングのバネ定数よりも小さな値を示す。
【０１１８】
一方、ダイアフラム式の蒸発圧力調整弁において、ゴム製のダイアフラムは、弁体の変位量を確保するために、その薄膜部分を折り畳んだ構成にする必要がある。この構成上、当該ダイアフラムの受圧面積は、流入路の流路面積よりも大きく形成される。従って、小径部６０の受圧面積と比較すると、ダイアフラムの受圧面積よりも非常に大きくなる。
【０１１９】
このような関係性から、蒸発圧力調整弁１９では、冷媒の最大流量時と最小流量時における蒸発器の冷媒蒸発圧力の差は、ダイアフラム式の蒸発圧力調整弁よりも小さくなる。即ち、図３に示すように、蒸発圧力調整弁１９の圧力勾配は、ベローズ式の蒸発圧力調整弁の圧力勾配及びダイアフラム式の蒸発圧力調整弁の圧力勾配よりも小さくなる。
【０１２０】
以上説明したように、第１実施形態に係る蒸発圧力調整弁は、車両用空調装置１の冷凍サイクル装置１０において、室内蒸発器１８と圧縮機１１の間に配置され、室内蒸発器１８における冷媒蒸発圧力Ｐ１が着霜抑制圧力ＡＰｅ以上となるように調整している。
【０１２１】
当該蒸発圧力調整弁１９は、ボディ４０内の弁室５１内部に、小径部６０及び大径部５６を有する弁体５５を変位可能に収容しており、冷媒流入路４２から冷媒流出路４３へむかう冷媒の冷媒流路面積を、弁体５５の変位によって調整している。
【０１２２】
軸状に形成された小径部６０は、挿通穴４８を介して、弁室５１に隣接する開度調整室５３へ伸びており、開度調整室５３内に配置されたコイルスプリング６１の弾性力及び、開度調整室５３に導入された参照気体としての大気の圧力を受けている。
【０１２３】
即ち、当該蒸発圧力調整弁１９は、弁体５５の小径部６０にかかる冷媒流入路４２側の冷媒圧力と開度調整室５３内における参照気体の圧力差と、コイルスプリング６１の弾性力によって、冷媒流路の開度を決定して、室内蒸発器１８における冷媒蒸発圧力Ｐ１を調整することができる。
【０１２４】
ここで、弁体５５の小径部６０は大径部５６よりも十分に小さな受圧面積となるように形成されており、開度の決定に他の外力を要しない為、室内蒸発器１８における冷媒の最大流量時と最小流量時の冷媒蒸発圧力Ｐ１の差を充分に小さくすることができる。
【０１２５】
又、当該蒸発圧力調整弁１９において、冷凍サイクル装置１０の冷媒回路外部への冷媒の透過は、挿通穴４８の内周面と小径部６０の外周面との間を介して発生する可能性がある。この為、当該蒸発圧力調整弁１９によれば、シール部材としてのＯリング７１を配置することによって、弁室５１と開度調整室５３の間における挿通穴４８を介した冷媒の流れを遮断している為、冷凍サイクル装置１０の冷媒回路外への冷媒透過を抑制することができる。
【０１２６】
このＯリング７１は、ニトリルゴムやエチレンプロピレンゴム等によって形成されており、小径部６０の外周面と挿通穴４８の内壁面との間を閉塞するように配置される。従って、Ｏリング７１における冷媒透過面積は、小径部６０と挿通穴４８の隙間という微小な範囲となる為、当該蒸発圧力調整弁１９は、挿通穴４８を介した弁室５１内からの冷媒の漏出を少なく抑えることができる。
【０１２７】
更に、当該蒸発圧力調整弁１９において、開度調整室５３には、大気導入孔５４を介して、参照気体としての大気を導入するように構成されている。従って、当該蒸発圧力調整弁１９によれば、弁体５５の変位に際して参照気体の圧力を保つことができ、最大流量時と最小流量時の冷媒蒸発圧力Ｐ１の差に対する参照圧の影響をなくすことができる。
【０１２８】
（第２実施形態）
続いて、上述した第１実施形態とは異なる第２実施形態について、図４、図５を参照しつつ説明する。第２実施形態に係る蒸発圧力調整弁１９は、車両用空調装置１の冷凍サイクル装置１０において、室内蒸発器１８と圧縮機１１の間に配置されており、本発明におけるシール部材として機能する部材の構成及び配置を除いて、基本的に第１実施形態と同様の構成である。従って、以下の説明において、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
【０１２９】
第２実施形態に係る蒸発圧力調整弁１９は、冷凍サイクル装置１０において、第１実施形態と同様に、室内蒸発器１８における冷媒蒸発圧力Ｐ１が着霜抑制圧力ＡＰｅ以上となるように調整している。
【０１３０】
図４に示すように、第２実施形態に係る蒸発圧力調整弁１９は、ボディ４０内の弁室５１内部に、小径部６０及び大径部５６を有する弁体５５を変位可能に収容しており、冷媒流入路４２から冷媒流出路４３へ向かう冷媒の冷媒流路面積を、弁体５５の変位によって調整している。
【０１３１】
第２実施形態においても、小径部６０は大径部５６から伸びる軸状に形成されており、挿通穴４８に対して挿通されている。当該小径部６０の先端は、挿通穴４８を介して、弁室５１に隣接する開度調整室５３内部へ突出している。開度調整室５３内部には、コイルスプリング６１が配置されており、大気導入孔５４を介して、参照気体としての大気が導入されている。
【０１３２】
従って、第２実施形態に係る蒸発圧力調整弁１９は、弁体５５の小径部６０にかかる冷媒流入路４２側の冷媒圧力と開度調整室５３内における参照気体の圧力差と、コイルスプリング６１の弾性力によって、冷媒流路の開度を決定して、室内蒸発器１８における冷媒蒸発圧力Ｐ１を調整することができる。
【０１３３】
図４、図５に示すように、第２実施形態に係る蒸発圧力調整弁１９において、開度調整室５３内部には、金属製のベローズ７２が配置されている。当該ベローズ７２は、弁体５５の変位方向（ボディの軸方向）に伸縮自在に形成された有底筒状の部材であり、筒状部４６や小径部６０と同軸上に配置されている。このベローズ７２の周面は蛇腹状に形成されており、この蛇腹状の周面によって、ベローズ７２の伸縮性を実現している。
【０１３４】
そして、ベローズ７２は、有底筒状に形成されたベローズ７２の内部空間が挿通穴４８を介して、弁室５１と接続されるように配置されている。従って、挿通穴４８を挿通した小径部６０の端部は、有底筒状のベローズ７２内部に配置される。そして、ベローズ７２の底部は、小径部６０の先端部と、開度調整室５３内に配置されたコイルスプリング６１の一端部の間に配置される。
【０１３５】
図５に示すように、挿通穴４８側に位置するベローズ７２の端部は、挿通穴４８が形成されているシリンダ部４５における凹部４９に対して接合されている。ベローズ７２は、当該ベローズ７２の開口端縁が挿通穴４８の開口縁よりも径方向外側に位置するように配置されており、当該開口端縁の全周にわたって接続されている。
【０１３６】
第２実施形態に係る蒸発圧力調整弁１９において、ベローズ７２をこのように配置することによって、挿通穴４８を介して弁室５１から開度調整室５３へ向かう冷媒を、ベローズ７２の内部に留めている。即ち、ベローズ７２は、本発明におけるシール部材として機能する。
【０１３７】
以上説明したように、第２実施形態に係る蒸発圧力調整弁１９は、車両用空調装置１の冷凍サイクル装置１０において、室内蒸発器１８と圧縮機１１の間に配置され、室内蒸発器１８における冷媒蒸発圧力Ｐ１が着霜抑制圧力ＡＰｅ以上となるように調整している。
【０１３８】
当該蒸発圧力調整弁１９は、シール部材として用いられている部材を除いて、第１実施形態と同様に構成されている。従って、第２実施形態においても、弁体５５の小径部６０は大径部５６よりも十分に小さな受圧面積となるように形成されており、開度の決定に他の外力を要しない。
【０１３９】
即ち、第２実施形態に係る蒸発圧力調整弁１９は、第１実施形態と同様の効果を発揮して、室内蒸発器１８における冷媒の最大流量時と最小流量時の冷媒蒸発圧力Ｐ１の差を充分に小さくすることができる。
【０１４０】
又、第２実施形態における開度調整室５３の内部においては、有底筒状に形成された金属製のベローズ７２が、その内部空間が挿通穴４８を介して弁室５１に接続された状態で凹部４９に接合されている。従って、第２実施形態に係るベローズ７２は、挿通穴４８を介して弁室５１から開度調整室５３へ向かう冷媒を、ベローズ７２の内部に留めることができ、本発明におけるシール部材として機能する。
【０１４１】
そして、第２実施形態に係る蒸発圧力調整弁１９によれば、シール部材としてのベローズ７２を配置することによって、弁室５１と開度調整室５３の間における挿通穴４８を介した冷媒の流れを遮断している為、冷凍サイクル装置１０の冷媒回路外への冷媒透過を抑制することができる。
【０１４２】
更に、第２実施形態に係る蒸発圧力調整弁１９においても、開度調整室５３には、大気導入孔５４を介して、参照気体としての大気を導入するように構成されている。従って、第２実施形態においても、弁体５５の変位に際して参照気体の圧力を保つことができ、最大流量時と最小流量時の冷媒蒸発圧力Ｐ１の差に対する参照圧の影響をなくすことができる。
【０１４３】
（第３実施形態）
続いて、上述した各実施形態とは異なる第３実施形態について、図６、図７を参照しつつ説明する。第３実施形態に係る蒸発圧力調整弁１９は、車両用空調装置１の冷凍サイクル装置１０において、室内蒸発器１８と圧縮機１１の間に配置されており、本発明におけるシール部材として機能する部材の構成及び配置を除いて、基本的に上述した実施形態と同様の構成である。従って、第３実施形態の説明においても、上述した実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
【０１４４】
第３実施形態に係る蒸発圧力調整弁１９は、冷凍サイクル装置１０において、上述した実施形態と同様に、室内蒸発器１８における冷媒蒸発圧力Ｐ１が着霜抑制圧力ＡＰｅ以上となるように調整している。
【０１４５】
図６に示すように、第３実施形態に係る蒸発圧力調整弁１９は、ボディ４０内の弁室５１内部に、小径部６０及び大径部５６を有する弁体５５を変位可能に収容しており、冷媒流入路４２から冷媒流出路４３へ向かう冷媒の冷媒流路面積を、弁体５５の変位によって調整している。
【０１４６】
第３実施形態においても、小径部６０は大径部５６から伸びる軸状に形成されており、挿通穴４８に対して挿通されている。当該小径部６０の先端は、挿通穴４８を介して、弁室５１に隣接する開度調整室５３内部へ突出している。開度調整室５３内部には、コイルスプリング６１が配置されており、大気導入孔５４を介して、参照気体としての大気が導入されている。
【０１４７】
従って、第３実施形態に係る蒸発圧力調整弁１９は、弁体５５の小径部６０にかかる冷媒流入路４２側の冷媒圧力と開度調整室５３内における参照気体の圧力差と、コイルスプリング６１の弾性力によって、冷媒流路の開度を決定して、室内蒸発器１８における冷媒蒸発圧力Ｐ１を調整することができる。
【０１４８】
図６、図７に示すように、第３実施形態に係る蒸発圧力調整弁１９の開度調整室５３内部には、金属製のダイアフラム７３が配置されている。当該ダイアフラム７３は、蛇腹状に形成された伸縮膜部７３ａを有しており、挿通穴４８を挿通した小径部６０と、コイルスプリング６１との間を介して、開度調整室５３内部を区画するように配置されている。この伸縮膜部７３ａの伸縮によって、小径部６０を介した弁体５５の変位が許容される。
【０１４９】
図７に示すように、ダイアフラム７３は、開度調整室５３内部を２つに区画しており、ダイアフラム７３における伸縮膜部７３ａの外縁は、開度調整室５３の内壁面に対して全周にわたって接合されている。
【０１５０】
これにより、当該ダイアフラム７３は、挿通穴４８を介して弁室５１からの冷媒を、ダイアフラム７３によって区画された開度調整室５３における挿通穴４８側の空間に留めることができ、蒸発圧力調整弁１９外部への冷媒の漏出を防止することができる。即ち、ダイアフラム７３は、本発明におけるシール部材として機能する。
【０１５１】
以上説明したように、第３実施形態に係る蒸発圧力調整弁は、車両用空調装置１の冷凍サイクル装置１０において、室内蒸発器１８と圧縮機１１の間に配置され、室内蒸発器１８における冷媒蒸発圧力Ｐ１が着霜抑制圧力ＡＰｅ以上となるように調整している。
【０１５２】
当該蒸発圧力調整弁１９は、シール部材として用いられている部材を除いて、上述した実施形態と同様に構成されている。従って、第３実施形態においても、弁体５５の小径部６０は大径部５６よりも十分に小さな受圧面積となるように形成されており、開度の決定に他の外力を要しない。
【０１５３】
即ち、第３実施形態に係る蒸発圧力調整弁１９は、上述した実施形態と同様の効果を発揮して、室内蒸発器１８における冷媒の最大流量時と最小流量時の冷媒蒸発圧力Ｐ１の差を充分に小さくすることができる。
【０１５４】
又、第３実施形態における開度調整室５３の内部においては、金属製のダイアフラム７３が、挿通穴４８を挿通した小径部６０と、コイルスプリング６１との間を介して、開度調整室５３内部を区画するように配置されている。
【０１５５】
従って、第３実施形態に係る蒸発圧力調整弁１９は、シール部材としてダイアフラム７３を用いることで、挿通穴４８を介して弁室５１からの冷媒を、ダイアフラム７３によって区画された開度調整室５３における挿通穴４８側の空間に留めることができ、蒸発圧力調整弁１９外部への冷媒の漏出を防止することができる。
【０１５６】
更に、第３実施形態に係る蒸発圧力調整弁１９においても、開度調整室５３には、大気導入孔５４を介して、参照気体としての大気を導入するように構成されている。従って、第３実施形態においても、弁体５５の変位に際して参照気体の圧力を保つことができ、最大流量時と最小流量時の冷媒蒸発圧力Ｐ１の差に対する参照圧の影響をなくすことができる。
【０１５７】
（他の実施形態）
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではない。即ち、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。例えば、上述した各実施形態を適宜組み合わせても良いし、上述した実施形態を種々変形することも可能である。
【０１５８】
（１）上述した実施形態においては、ゴム製のＯリング７１、金属製のベローズ７２、ダイアフラム７３を用いて、挿通穴４８を介して弁室５１から開度調整室５３へ向かう冷媒の流れを遮断していたが、本発明におけるシール部材は、この態様に限定されるものではない。本発明におけるシール部材としては、挿通穴４８を介して弁室５１から蒸発圧力調整弁１９外部への冷媒の漏出を低減することができれば、その構成材料や形状等を適宜変更することができる。
【０１５９】
（２）そして、上述した実施形態においては、蒸発圧力調整弁１９は、車両用空調装置１の冷凍サイクル装置１０において、室内蒸発器１８と圧縮機１１の間に配置されていたが、この態様に限定されるものではない。蒸気圧縮式の冷凍サイクルにおける蒸発器と圧縮機の間に配置されていればよく、その冷凍サイクルとしての用途は、車両用空調装置に限定されるものではない。
【０１６０】
（３）又、上述した実施形態においては、開度調整室５３内の参照気体として、大気導入孔５４により導入される大気を用いていたが、この態様に限定されるものではない。例えば、開度調整室５３内に参照気体を封入した構成にすることも可能である。この構成であっても、小径部の受圧面積が十分に小さい為、蒸発圧力調整弁１９による最大流量時と最小流量時の冷媒蒸発圧力Ｐ１の差を小さくすることができる。
【符号の説明】
【０１６１】
１９  蒸発圧力調整弁
４０  ボディ
４８  挿通穴
５１  弁室
５３  開度調整室
５５  弁体
５６  大径部
６０  小径部
６１  コイルスプリング
７１  Ｏリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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