(57)【要約】【課題】制御ハンチングを防止しつつ、良好に機能する膨張弁を提供する。【解決手段】ある態様の膨張弁は、蒸発器から戻ってきた冷媒が通過する第２の通路１４を有するボディ２と、ボディ２との間に感温室５４を形成するように取付孔５０に取り付けられるパワーエレメント３と、パワーエレメント３の駆動力を弁体１８に伝達するシャフト３３と、ハウジング２５に一体に設けられ、シャフト３３との間隙により感温室５４から開放空間Ｓ２への冷媒の流入を制限するプレート３１と、を備える。感温室５４は第２の通路１４と連通する。ハウジング２５は、ディスク２９よりも熱伝導率が小さい材質からなる。プレート３１は、ハウジング２５と同等以上の熱伝導率を有する材質からなり、感温室５４に導入された冷媒の温度をハウジング２５に伝達する。【選択図】図２
2018004180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍サイクルに設けられ、上流側から流入した冷媒を弁部を通過させることで絞り膨張させて蒸発器へ供給し、前記蒸発器から戻ってきた冷媒の圧力と温度を感知して前記弁部の開度を制御する膨張弁であって、
上流側から前記蒸発器へ向けて流れる冷媒が通過する第１の通路と、前記蒸発器から戻ってきた冷媒が通過する第２の通路と、前記第１の通路に設けられた弁孔と、前記第２の通路に連通する取付孔と、を有するボディと、
前記弁孔に接離して前記弁部を開閉する弁体と、
前記取付孔を閉止するように前記ボディに取り付けられるハウジングと、前記ハウジング内を感温媒体が封入された密閉空間と前記第２の通路に連通する開放空間とに仕切るダイヤフラムと、前記開放空間に配置されて前記ダイヤフラムに当接するディスクと、を有するパワーエレメントと、
前記第１の通路と前記第２の通路との隔壁を貫通し、一端側が前記ディスクを介して前記ダイヤフラムに接続され、他端側が前記弁体に接続され、前記ダイヤフラムの変位による軸線方向の駆動力を前記弁体に伝達するシャフトと、
片側面が前記第２の通路に面し、反対側面が前記開放空間に面するように前記ハウジングと一体に設けられる一方、前記シャフトを挿通させる挿通孔を有し、前記シャフトとの間隙により前記第２の通路から前記開放空間への冷媒の流入を制限する流入規制部と、
を備え、
前記ハウジングが、前記ディスクよりも熱伝導率が小さい材質からなり、
前記流入規制部が、前記ハウジングと同等以上の熱伝導率を有する材質からなり、前記第２の通路を流れる冷媒の温度を前記ハウジングに伝達することを特徴とする膨張弁。
【請求項２】
前記ボディは、前記取付孔と前記第２の通路とを連通させる連通孔を有し、
前記連通孔が前記挿通孔よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の膨張弁。
【請求項３】
前記連通孔が、前記取付孔と前記第２の通路との間の第２の隔壁に設けられ、
前記流入規制部と前記第２の隔壁との間に感温室が形成され、
前記流入規制部が、前記感温室に導入された冷媒の温度を前記ハウジングに伝達することを特徴とする請求項２に記載の膨張弁。
【請求項４】
前記流入規制部は、前記ハウジングよりも熱伝導率が大きい金属プレートからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の膨張弁。
【請求項５】
前記流入規制部が、前記ハウジングの開口端部に圧入により固定されていることを特徴とする請求項４に記載の膨張弁。
【請求項６】
前記ハウジングが、前記ダイヤフラムを挟むように組み付けられる第１ハウジングおよび第２ハウジングを含み、
前記第１ハウジングと前記ダイヤフラムとに囲まれるように前記密閉空間が形成され、
前記第２ハウジングと前記ダイヤフラムとに囲まれるように前記開放空間が形成され、
前記流入規制部が、単一の素材から前記第２ハウジングと一体成形されたものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の膨張弁。
【請求項７】
前記ハウジングは、
前記取付孔に螺合されるねじ部と、
ボディへの締結時に前記取付孔の外側で前記ボディの端面に係止される係止部と、
を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の膨張弁。
【請求項８】
冷凍サイクルに設けられ、上流側から流入した冷媒を弁部を通過させることで絞り膨張させて蒸発器へ供給し、前記蒸発器から戻ってきた冷媒の圧力と温度を感知して前記弁部の開度を制御する膨張弁であって、
上流側から前記蒸発器へ向けて流れる冷媒が通過する第１の通路と、前記蒸発器から戻ってきた冷媒が通過する第２の通路と、前記第１の通路に設けられた弁孔と、前記第２の通路に連通する取付孔と、を有するボディと、
前記弁孔に接離して前記弁部を開閉する弁体と、
前記取付孔を閉止するように前記ボディに取り付けられるハウジングと、前記ハウジング内を感温媒体が封入された密閉空間と前記第２の通路に連通する開放空間とに仕切るダイヤフラムと、前記開放空間に配置されて前記ダイヤフラムに当接するディスクと、を有するパワーエレメントと、
前記第１の通路と前記第２の通路との隔壁を貫通し、一端側が前記ディスクを介して前記ダイヤフラムに接続され、他端側が前記弁体に接続され、前記ダイヤフラムの変位による軸線方向の駆動力を前記弁体に伝達するシャフトと、
片側面が前記第２の通路に面し、反対側面が前記開放空間に面するように前記シャフトと一体に設けられる一方、前記ハウジングとの間隙により前記第２の通路から前記開放空間への冷媒の流入を制限しつつ許容する流入規制部と、
を備え、
前記シャフトが、前記ディスクよりも熱伝導率が小さい材質からなり、
前記流入規制部が、前記シャフトと同等以上の熱伝導率を有する材質からなり、前記第２の通路を流れる冷媒の温度を前記シャフトに伝達することを特徴とする膨張弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は膨張弁に関し、特に冷凍サイクルに好適な膨張弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用空調装置の冷凍サイクルには一般に、循環する冷媒を圧縮する圧縮機、圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器、凝縮された冷媒を絞り膨張させて送出する膨張弁、その冷媒の蒸発潜熱により車室内の空気を冷却する蒸発器が設けられている。膨張弁としては、例えば、蒸発器から導出された冷媒が所定の過熱度を有するように、蒸発器の出口側の冷媒の温度および圧力を感知して弁部を開閉し、蒸発器へ送出する冷媒の流量を制御する温度式膨張弁が用いられる（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
このような膨張弁のボディには、凝縮器から蒸発器へ向かう冷媒を通過させる第１の通路と、蒸発器から戻ってきた冷媒を通過させて圧縮機へ導出する第２の通路とが形成される。第１の通路には弁孔が形成され、その弁孔に対向するように弁体が配設される。弁体は、弁孔に接離し、蒸発器へ向かう冷媒の流量を調整する。また、ボディの一端には、第２の通路を流れる冷媒の温度および圧力を感知して作動するパワーエレメントが設けられる。パワーエレメントの駆動力は、第１の通路と第２の通路との隔壁を貫通するシャフトを介して弁体に伝達される。シャフトの一端側は第２の通路を横断してパワーエレメントに接続され、他端側は第１の通路に延出し、弁孔を通って弁体に接続される。
【０００４】
パワーエレメントは、ボディに組み付けられるハウジングと、そのハウジングを密閉空間と開放空間とに仕切るダイヤフラムと、開放空間に配置されるディスクと、を備える。密閉空間には感温用ガスが封入され、開放空間は第２の通路に連通する。パワーエレメントとボディとに囲まれる空間により感温室が形成され、その感温室が開放空間に連通する。第２の通路を流れる冷媒の一部が、感温室を介して開放空間に出入りする。その冷媒の温度および圧力に応じて密閉空間が膨張又は収縮することでダイヤフラムが変位し、その変位による駆動力がディスクを介してシャフトに伝達される。蒸発器の出口の冷媒温度が低くなると密閉空間が収縮するため、弁部が閉弁方向に作動する。逆に、その冷媒温度が高くなると密閉空間が膨張するため、弁部が開弁方向に作動する。このようなパワーエレメントの自律的な作動により弁部の開度が調整され、蒸発器出口の冷媒の過熱度が適正に制御される。開放空間に導入された冷媒の温度をダイヤフラムへ効率的に伝達するために、ディスクには熱伝導率の大きい材質からなるものが用いられる。
【０００５】
ところで、冷凍サイクルの低負荷時には、蒸発器の出口から送出される冷媒において液相成分の割合が大きくなり、その液冷媒（液滴）が感温室に導かれてディスクに付着することがある。液冷媒（液相）はガス冷媒（気相）に比べて熱伝達の時定数（以下、単に「時定数」ともいう）が小さいため、熱伝導率の高いディスクに付着することで、弁部が頻繁に開閉するハンチングを生じさせる可能性がある。そこで、このハンチングを抑制するために、パワーエレメント内と第２の通路とを小径の均圧穴にて連通させ、開放空間への液冷媒の導入を規制する技術も提案されている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−２４２１２９号公報
【特許文献２】特開２０１３−２４５９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２に記載の構成は、パワーエレメントとボディとの間に閉鎖板を設置することで感温室をなくし、実質的に閉鎖板に設けられた均圧孔を通じてのみ、冷媒温度の伝達を許容するものである。このため、パワーエレメントが冷媒温度を感知し難く、制御応答性が低下する。また、閉鎖板を設けたことにより、冷媒がハウジングに当たり難くなるため、ハウジングが相対的に外部温度（エンジンルームの温度）を伝え易くなる。その結果、パワーエレメントにおいていわゆる感温エラーを生じ、膨張弁本来の機能を発揮することが困難となる可能性がある。
【０００８】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、制御ハンチングを防止しつつ、良好に機能する膨張弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のある態様の膨張弁は、冷凍サイクルに設けられ、上流側から流入した冷媒を弁部を通過させることで絞り膨張させて蒸発器へ供給し、蒸発器から戻ってきた冷媒の圧力と温度を感知して弁部の開度を制御する。この膨張弁は、上流側から蒸発器へ向けて流れる冷媒が通過する第１の通路と、蒸発器から戻ってきた冷媒が通過する第２の通路と、第１の通路に設けられた弁孔と、第２の通路に連通する取付孔と、を有するボディと、弁孔に接離して弁部を開閉する弁体と、取付孔を閉止するようにボディに取り付けられるハウジングと、ハウジング内を感温媒体が封入された密閉空間と第２の通路に連通する開放空間とに仕切るダイヤフラムと、開放空間に配置されてダイヤフラムに当接するディスクと、を有するパワーエレメントと、第１の通路と第２の通路との隔壁を貫通し、一端側がディスクを介してダイヤフラムに接続され、他端側が弁体に接続され、ダイヤフラムの変位による軸線方向の駆動力を弁体に伝達するシャフトと、片側面が第２の通路に面し、反対側面が開放空間に面するようにハウジングと一体に設けられる一方、シャフトを挿通させる挿通孔を有し、シャフトとの間隙により第２の通路から開放空間への冷媒の流入を制限する流入規制部と、を備える。
【００１０】
ハウジングが、ディスクよりも熱伝導率が小さい材質からなる。流入規制部が、ハウジングと同等以上の熱伝導率を有する材質からなり、第２の通路を流れる冷媒の温度をハウジングに伝達する。
【００１１】
この態様によると、流入規制部を上述のように配設したことにより、第２の通路から開放空間への液冷媒の流入が抑制され、ディスクへの液滴の付着によるハンチングの発生が防止又は抑制される。一方、流入規制部が開放空間とは反対側面で感温する。その流入規制部がハウジングと同等以上の熱伝導率を有するため、冷媒温度を積極的にハウジングに伝達することができる。流入規制部に低温の液冷媒が付着したとしても、ハウジングで時定数を緩和しつつ感温媒体に伝達することができる。言い換えれば、ハウジングを適度な時定数をもつ感温部材として機能させることができる。この態様によれば、主にガス冷媒についてディスクによる熱伝導を確保し、主に液冷媒について流入規制部とハウジングによる熱伝導を促進することで、当該膨張弁が蒸発器の出口温度を精度良く感知でき、本来の機能を良好に発揮できるようになる。
【００１２】
本発明の別の態様の膨張弁においては、流入規制部が、片側面が第２の通路に面し、反対側面が開放空間に面するようにシャフトと一体に設けられる一方、ハウジングとの間隙により第２の通路から開放空間への冷媒の流入出を制限しつつ許容する。シャフトが、ディスクよりも熱伝導率が小さい材質からなる。流入規制部が、シャフトと同等以上の熱伝導率を有する材質からなり、第２の通路を流れる冷媒の温度をシャフトに伝達する。
【００１３】
この態様によれば、流入規制部を上述のように配設したことにより、第２の通路から開放空間への液冷媒の流入が抑制され、ディスクへの液滴の付着によるハンチングの発生が防止又は抑制される。一方、流入規制部が開放空間とは反対側面で感温する。その流入規制部がハウジングと同等以上の熱伝導率を有するため、冷媒温度を積極的にシャフトに伝達することができる。流入規制部に低温の液冷媒が付着したとしても、シャフトで時定数を緩和しつつディスクひいては感温媒体に伝達することができる。言い換えれば、シャフトを適度な時定数をもつ感温部材として機能させることができる。この態様によれば、主にガス冷媒についてはディスクによる直接的な熱伝導を確保し、主に液冷媒について流入規制部とシャフトによる熱伝導を促進することで、当該膨張弁が蒸発器の出口温度を精度良く感知でき、本来の機能を良好に発揮できるようになる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、制御ハンチングを防止しつつ、良好に機能する膨張弁を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態に係る膨張弁の断面図である。
【図２】図１のＡ部拡大図である。
【図３】変形例に係るパワーエレメントの感温構造を表す図である。
【図４】他の変形例に係るパワーエレメントの感温構造を表す図である。
【図５】他の変形例に係るパワーエレメントの感温構造を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明においては便宜上、図示の状態を基準に各構造の位置関係を表現することがある。また、以下の実施形態およびその変形例について、ほぼ同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を適宜省略することがある。
【００１７】
本実施形態は、本発明の膨張弁を自動車用空調装置の冷凍サイクルに適用される温度式膨張弁として具体化している。この冷凍サイクルには、循環する冷媒を圧縮する圧縮機、圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器（室外熱交換器）、凝縮された冷媒を気液に分離する受液器、分離された冷媒を絞り膨張させて霧状にして送出する膨張弁、その霧状の冷媒を蒸発させてその蒸発潜熱により車室内の空気を冷却する蒸発器（室内熱交換器）が設けられている。ここでは便宜上、膨張弁以外については詳細な説明を省略する。
【００１８】
図１は、実施形態に係る膨張弁の断面図である。
膨張弁１は、アルミニウム合金からなる素材を押出成形して得た部材に所定の切削加工を施して得られたボディ２を有する。ボディ２は角柱状をなし、その内部には冷媒の絞り膨張を行う弁部が設けられている。ボディ２の長手方向の端部には、パワーエレメント３が設けられている。
【００１９】
ボディ２の側部には、受液器側（凝縮器側）から高温・高圧の冷媒を導入する導入ポート６、膨張弁１にて絞り膨張された低温・低圧の冷媒を蒸発器へ向けて導出する導出ポート７、蒸発器にて蒸発された冷媒を導入する導入ポート８、膨張弁１を通過した冷媒を圧縮機側へ導出する導出ポート９が設けられている。本実施形態では、導入ポート６および導出ポート９は、ボディ２の第１側面に開口する。導出ポート７および導入ポート８は、第１側面とは反対側の第２側面に開口する。変形例においては、第１側面と第２側面とが互いに直角をなす面として隣接していてもよい。導入ポート６と導出ポート９との間には、図示しない配管を取り付けるためのねじ穴１０が形成されている。各ポートには、配管の継手が接続される。
【００２０】
膨張弁１においては、導入ポート６、導出ポート７およびこれらをつなぐ冷媒通路により第１の通路１３が構成されている。第１の通路１３の中間部には、弁部が設けられている。導入ポート６から導入された冷媒は、その弁部にて絞り膨張されて霧状となり、導出ポート７から蒸発器へ向けて導出される。一方、導入ポート８、導出ポート９およびこれらをつなぐ冷媒通路により第２の通路１４が構成されている。第２の通路１４は、ストレートに延びており、その中間部がパワーエレメント３の内部と連通している。導入ポート８から導入された冷媒の一部は、パワーエレメント３に供給されて感温される。第２の通路１４を通過した冷媒は、導出ポート９から圧縮機へ向けて導出される。
【００２１】
第１の通路１３の中間部には弁孔１６が設けられ、その弁孔１６の導入ポート６側の開口端縁により弁座１７が形成されている。弁座１７に導入ポート６側から対向するように弁体１８が配置されている。弁体１８は、弁座１７に着脱して弁部を開閉する球状のボール弁体４１と、そのボール弁体４１を下方から支持する弁体受け４３とを接合して構成されている。
【００２２】
ボディ２の下部には、内外を連通させる連通孔１９が形成されており、その上半部により弁体１８を収容する弁室４０が形成されている。弁室４０は、弁孔１６に連通し、弁孔１６と同軸状に形成されている。弁室４０は、また、側部にて上流側通路３７を介して導入ポート６に連通している。上流側通路３７は、弁室４０に向けて開口する小孔４２を含む。小孔４２は、第１の通路１３の通路断面が局部的に狭小化されて形成されている。
【００２３】
弁孔１６は、下流側通路３９を介して導出ポート７に連通している。すなわち、上流側通路３７、弁室４０、弁孔１６および下流側通路３９が、第１の通路１３を構成している。上流側通路３７と下流側通路３９とは互いに平行であり、それぞれ弁孔１６の軸線に対して直角方向に延在している。なお、変形例においては、上流側通路３７と下流側通路３９との互いの投影が直角をなすように（互いにねじれの位置となるように）導入ポート６又は導出ポート７の位置を設定してもよい。
【００２４】
連通孔１９の下半部には、その連通孔１９を外部から封止するようにアジャストねじ２０が螺着されている。弁体１８（正確には弁体受け４３）とアジャストねじ２０との間には、弁体１８を閉弁方向に付勢するスプリング２３が介装されている。アジャストねじ２０のボディ２への螺入量を調整することで、スプリング２３の荷重を調整することができる。アジャストねじ２０とボディ２との間には、冷媒の漏洩を防止するためのＯリング２４が介装されている。
【００２５】
一方、ボディ２の上面中央には、エンボス状に隆起した支持部６０が設けられ、その支持部６０の中央には凹状の取付孔５０が設けられている。取付孔５０と第２の通路１４との隔壁５１を貫通するように連通孔５２が設けられている。パワーエレメント３は、その下部が取付孔５０に螺着され、ボディ２の上端開口部を封止するように支持部６０に組み付けられている。パワーエレメント３とボディ２との間には、冷媒の漏洩を防止するためのＯリング３０が介装されている。取付孔５０の下部、すなわちパワーエレメント３とボディ２とに囲まれる空間により感温室５４が形成される。
【００２６】
パワーエレメント３は、取付孔５０を閉止するようにボディ２に取り付けられるハウジング２５と、そのハウジング２５内を軸線方向に仕切るダイヤフラム２８とを備える。ハウジング２５は、アッパーハウジング２６とロアハウジング２７とを軸線方向に組み付けて構成され、ボディ２との間に感温室５４を形成する。アッパーハウジング２６は「第１ハウジング」として機能し、ロアハウジング２７は「第２ハウジング」として機能する。
【００２７】
すなわち、パワーエレメント３は、アッパーハウジング２６とロアハウジング２７との間にダイヤフラム２８を挟むように介装し、そのロアハウジング２７側にディスク２９を配置して構成されている。アッパーハウジング２６はステンレス材を有蓋状にプレス成形して得られる。ロアハウジング２７は、ステンレス材を段付円筒状にプレス成形して得られる。ディスク２９は、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金からなり、両ハウジングよりも熱伝導率が大きい。
【００２８】
パワーエレメント３は、アッパーハウジング２６とロアハウジング２７との互いの開口部を突き合わせ、その外縁部にダイヤフラム２８の外縁部を挟むようにして組み付け、両ハウジングの接合部に沿って外周溶接が施されることにより容器状に形成されている。パワーエレメント３の内部は、ダイヤフラム２８により密閉空間Ｓ１と開放空間Ｓ２とに仕切られ、その密閉空間Ｓ１には感温用ガス（「感温媒体」として機能する）が封入されている。開放空間Ｓ２は、感温室５４および連通孔５２を介して第２の通路１４に連通する。ディスク２９は、開放空間Ｓ２に配置されている。さらに、ハウジング２５の下端開口部には、「流入規制部」として機能するプレート３１が圧入により固定されている。
【００２９】
第２の通路１４を通過する冷媒の一部は、連通孔５２を介して感温室５４に導かれる。パワーエレメント３は、その冷媒の圧力および温度を感知して弁部の開閉方向の駆動力を発生する。パワーエレメント３の感温構造については、後に詳述する。
【００３０】
ボディ２の中央部には、第１の通路１３と第２の通路１４とを離隔する隔壁３５を貫通するように挿通孔３４が設けられている。この挿通孔３４は、小径部４４と大径部４６とを同軸状に有する段付孔である。小径部４４の下端が第１の通路１３に向けて開口し、大径部４６の上端が第２の通路１４に向けて開口する。小径部４４は、長尺状のシャフト３３を軸線方向に摺動可能に挿通する。大径部４６は、後述する防振ばね４８を同軸状に収容する取付孔を形成する。
【００３１】
シャフト３３は、ステンレス等からなる金属製のロッドであり、ディスク２９と弁体１８との間に介装されている。これにより、ダイヤフラム２８の変位よる駆動力が、ディスク２９およびシャフト３３を介して弁体１８へ伝達され、弁部が開閉される。シャフト３３の一端側は第２の通路１４を横断し、プレート３１を貫通してディスク２９に接続される。シャフト３３の他端側は、第１の通路１３を横断し、弁孔１６を通って弁体１８に接続される。
【００３２】
大径部４６には、シャフト３３に軸線方向と直角な方向の付勢力、つまり横荷重（摺動荷重）を付与するための防振ばね４８が収容されている。シャフト３３がその防振ばね４８の横荷重を受けることにより、冷媒圧力の変動によるシャフト３３や弁体１８の振動が抑制される。
【００３３】
防振ばね４８は、小径部４４と同軸状に固定され、シャフト３３を同軸状に挿通させるようにして支持する。防振ばね４８は、シャフト３３を半径方向内向きに付勢して摺動抵抗を与える。なお、防振ばね４８の具体的構造については、例えば特開２０１３−２４２１２９号公報に記載の構成を採用することができるため、その詳細な説明を省略する。
【００３４】
本実施形態では、挿通孔３４とシャフト３３との間のクリアランスを小さくして第１の通路１３から第２の通路１４への冷媒の漏れを抑制するクリアランスシールが実現されている。変形例においては、挿通孔３４とシャフト３３との間にＯリング等のシールリングを介装し、第１の通路１３から第２の通路１４への冷媒の漏れを防止するようにしてもよい。
【００３５】
以上のように構成された膨張弁１は、蒸発器から導入ポート８を介して戻ってきた冷媒の圧力及び温度をパワーエレメント３が感知してダイヤフラム２８が変位する。このダイヤフラム２８の変位が駆動力となり、ディスク２９およびシャフト３３を介して弁体１８に伝達されて弁部を開閉させる。一方、受液器から供給された液冷媒は、導入ポート６から導入され、弁部を通過することにより絞り膨張されて、低温・低圧の霧状の冷媒になる。その冷媒は導出ポート７から蒸発器へ向けて導出される。
【００３６】
次に、パワーエレメントの感温構造について詳細に説明する。
図２は、図１のＡ部拡大図であり、パワーエレメントおよびその周辺構造を示す。取付孔５０の内周面には雌ねじ部６２が形成されている。取付孔５０の底部中央（隔壁５１）には、上述した連通孔５２が設けられている。ボディ２の上面には係止面６４が形成され、その係止面６４に形成された嵌合溝６５にＯリング３０が嵌着されている。
【００３７】
一方、ロアハウジング２７は、下方に向けて段階的に縮径する段付円筒状をなし、その下半部が接続部６６を構成している。接続部６６の外周面には、雌ねじ部６２と螺合可能な雄ねじ部６８（「ねじ部」として機能する）が形成されている。ロアハウジング２７は、接続部６６を取付孔５０に螺入していくことによりボディ２に取り付けられる。ロアハウジング２７における接続部６６の基端部（「係止部」として機能する）は、軸線に対して垂直な係止面７０となっており、ボディ２の係止面６４と当接可能に構成されている。
【００３８】
ディスク２９は、円板状の本体７２と、本体７２の下面中央から下方に延出する伝熱促進部７４とを有する。図示のように伝熱促進部７４の側面を大きくとることで、開放空間Ｓ２に導入された冷媒の温度を効率よく伝達可能となる。伝熱促進部７４の外径は、接続部６６の内径よりやや小さい。伝熱促進部７４の下面中央には、下方に向けテーパ状に拡径する凹部７６が形成されている。本体７２の下面には溝部５３が設けられている。感温室５４から開放空間Ｓ２に流入した冷媒は、溝部５３を介してダイヤフラム２８の下面に導かれる。
【００３９】
プレート３１は円板状をなし、ハウジング２５の下端開口部に圧入されている。プレート３１の中央には挿通孔７８が設けられている。シャフト３３の上端部は、挿通孔７８を貫通して開放空間Ｓ２に延出し、凹部７６に挿通されるようにしてディスク２９の下面に当接している。プレート３１の下面全体（片側面全体）が感温室５４および連通孔５２を介して第２の通路１４に面し、上面全体（反対側面全体）が開放空間Ｓ２に面する。
【００４０】
プレート３１は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる金属プレートであり、ハウジング２５よりも熱伝導率が高い。挿通孔７８とシャフト３３との間隙は、第２の通路１４から開放空間Ｓ２への冷媒の流入出を制限する。その間隙は、感温室５４に導入される冷媒のうちガス冷媒（気相成分）の通過を容易にし、液冷媒（液相成分）の通過を難しくする程度の大きさ（液滴の流入を防止又は抑制できる大きさ）に設定されている。隔壁５１とプレート３１との間には、高さｈのスペースが確保されており、感温室５４への冷媒の導入が促進されている。連通孔５２の径は、挿通孔７８の径よりも大きい。それにより、液冷媒を感温室５４に積極的に導入する一方、開放空間Ｓ２へは流入し難くしている。
【００４１】
パワーエレメント３をボディ２に組み付ける際には、嵌合溝６５にＯリング３０を嵌合させた状態にて、ロアハウジング２７を取付孔５０に螺入していく。それにより、Ｏリング３０が押し潰されつつパワーエレメント３およびボディ２の双方に密着してシール性を確保する。このようにロアハウジング２７を螺入していくと、その係止面７０がボディ２の係止面６４に係止され、パワーエレメント３の組み付けが完了する。
【００４２】
第２の通路１４を通過する冷媒の一部は、連通孔５２を通って感温室５４に導かれ、さらに挿通孔７８を通って開放空間Ｓ２に導かれる。また、開放空間Ｓ２の冷媒は、逆の経路を通って第２の通路１４の下流側に導出される。それにより、パワーエレメント３が、蒸発器の出口の温度および圧力をリアルタイムで感知することができる。感温室５４に液冷媒が導入された場合、その液冷媒はプレート３１にて積極的に受け止められ、ディスク２９側へ導かれることが抑制される。このため、液冷媒の温度は、主としてプレート３１からハウジング２５へ伝達され、パワーエレメント３により感知される（二点鎖線矢印参照）。すなわち、液冷媒の温度を相対的に熱伝導率が低いハウジング２５を介して伝達するようにしたため、時定数が緩和され、ハンチングを抑制することが可能となる。その一方、冷媒温度そのものは、ディスク２９を経る経路およびハウジング２５を経る経路の２通りの経路で伝達されるため、温度感知精度については高く維持することができる。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態では、プレート３１をハウジング２５と一体に設けたことにより、感温室５４から開放空間Ｓ２への液冷媒の流入が抑制され、ディスク２９への液冷媒の付着によるハンチングの発生が防止又は抑制される。一方、プレート３１の下方に感温室５４を確保することで、第２の通路１４から感温室５４への冷媒の導入が促され、プレート３１が開放空間Ｓ２とは反対側面で感温する。プレート３１がハウジング２５よりも大きな熱伝導率を有するため、その冷媒温度を積極的にハウジング２５に伝達し、さらにハウジング２５で時定数を緩和しつつ感温用ガスに伝達することができる。言い換えれば、ハウジング２５を適度な時定数をもつ感温部材として機能させることができる。本実施形態によれば、主にガス冷媒についてディスク２９による熱伝導を確保し、主に液冷媒についてプレート３１とハウジング２５による熱伝導を促進することで、膨張弁１が蒸発器の出口温度を精度良く感知でき、本来の機能を良好に発揮できるようになる。
【００４４】
また、プレート３１をハウジング２５に固定する構成としたため、例えばハウジング２５とボディ２との間にプレート３１を挟み込むような構成に比べ、パワーエレメント３の設計自由度が向上する。すなわち、後者の挟み込み構成では、プレート３１を安定に固定するために、その締め代（公差）を高精度に管理しなければならない。この点、本実施形態によれば、そのような寸法管理が不要となる。また、本実施形態によれば、挟み込み構成と比較してプレート３１の感温面積を大きくとることができるため、上述した感温機能を有効に発揮することができる。
【００４５】
［変形例］
図３は、変形例に係るパワーエレメントの感温構造を表す図である。図３（Ａ）は第１変形例を示し、図３（Ｂ）は第２変形例を示す。
図３（Ａ）に示すように、第１変形例のパワーエレメント１０３は、「流入規制部」がロアハウジング１２７と一体成形されている。すなわち、ハウジング１２５が有底段付円筒状のロアハウジング１２７を有し、そのロアハウジング１２７の底部１３１が「流入規制部」となっている。底部１３１の中央に挿通孔７８が設けられている。このような構成によっても上記実施形態と同様に、流入規制部を介した効率的な熱伝導を実現することができる（二点鎖線矢印参照）。また、ロアハウジング１２７の成形過程で「流入規制部」が得られるため、膨張弁の製造コストを抑えることができる。さらに、流入規制部を一体に設けることでロアハウジング１２７の剛性が高くなり、雄ねじ部６８を加工する際の変形を防止又は抑制でき、安定した加工を実現できる。ただし、流入規制部がロアハウジング１２７と同じ材質からなるため、熱伝導率向上の観点からは上記実施形態のほうが有利となる。
【００４６】
図３（Ｂ）に示すように、第２変形例では、「流入規制部」を構成する規制部材２３１がシャフト３３と一体に設けられている。規制部材２３１は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなり、シャフト３３よりも熱伝導率が高い。規制部材２３１は、シャフト３３の上端部（小径部）に圧入されるベース部２２０と、ベース部２２０の上端から半径方向外向きに延出するフランジ部２２２とを有する。そのフランジ部２２２の先端とロアハウジング２７の開口端部との間に形成される間隙通路２７８により、第２の通路１４から開放空間Ｓ２への冷媒の流入が制限される。
【００４７】
このような構成により、感温室５４に導かれた冷媒は、間隙通路２７８を通って開放空間Ｓ２に導かれる。感温室５４に液冷媒が導入された場合、その液冷媒は規制部材２３１のフランジ部２２２にて積極的に受け止められ、ディスク２９への付着が抑制される。液冷媒の温度は、主として規制部材２３１からシャフト３３へ伝達され、さらにシャフト３３からディスク２９に伝達されることにより、パワーエレメント２０３により感知される（二点鎖線矢印参照）。言い換えれば、シャフト３３を感温部材として積極的に機能させることができる。すなわち、液冷媒の温度を相対的に熱伝導率が低いシャフト３３を介して伝達するようにしたため、ハンチングを抑制することができる。その一方、冷媒温度そのものは、ディスク２９が直接感温する経路およびディスク２９がシャフト３３を介して感温する経路の２通りの経路で伝達されるため、温度感知精度については高く維持することができる。
【００４８】
図４は、他の変形例に係るパワーエレメントの感温構造を表す図である。図４（Ａ）は第３変形例を示し、図４（Ｂ）は第４変形例を示す。
図４（Ａ）に示すように、第３変形例のパワーエレメント３０３は、プレート３３１が段付円板状をなし、圧入によりロアハウジング２７に固定されている。プレート３３１の下部には、半径方向外向きに延出するフランジ部３３２が設けられている。そのフランジ部３３２がロアハウジング２７の下端面に係止されることにより、プレート３３１の位置決めがなされている。このような構成によっても上記実施形態と同様に、流入規制部を介した効率的な熱伝導を実現することができる（二点鎖線矢印参照）。また、フランジ部３３２を設けたことで、プレート３３１とハウジング２５との接触面積を大きくでき、プレート３３１からハウジング２５への熱伝達性を高めることもできる。
【００４９】
図４（Ｂ）に示すように、第４変形例では、ボディ４０２の上部の隔壁をなくし、取付孔４５０の下部が連通孔５２として機能する。連通孔５２の内方には、第２の通路１４を流れる冷媒の一部が導入される感温空間４５４が形成される。このような構成によっても上記実施形態と同様に、流入規制部を介した効率的な熱伝導を実現することができる（二点鎖線矢印参照）。また、連通孔５２の径を大きくして感温空間４５４を大きく開放することで、第２の通路１４を流れる冷媒がプレート３１に当たり易くなり、その感温効率を高めることができる。なお、本変形例は取付孔４５０と連通孔５２との関係に特徴があるため、パワーエレメントの構成は特に限定されない。すなわち、本変形例のパワーエレメント３を第１，第３変形例（図３，図４）等のパワーエレメントと置き換えてもよいことは言うまでもない。
【００５０】
図５は、他の変形例に係るパワーエレメントの感温構造を表す図である。図５（Ａ）は第５変形例を示し、図５（Ｂ）は第６変形例を示す。
図５（Ａ）に示すように、第５変形例では、パワーエレメント３の下部が第２の通路１４に突出できるようにボディ５０２が形成されている。ロアハウジング２７は、取付孔５５０を貫通している。プレート３１が第２の通路１４に位置するため、流入規制部が第２の通路１４を流れる冷媒の温度を直接感知することができる。なお、本変形例は流入規制部の位置関係に特徴があるため、パワーエレメントの構成は特に限定されない。すなわち、本変形例のパワーエレメント３を第１，第３変形例（図３，図４）等のパワーエレメントと置き換えてもよいことは言うまでもない。
【００５１】
図５（Ｂ）に示すように、第６変形例では、ロアハウジング１２７の底面６３１と第２の通路１４の内面とがほぼ同じ高さとなるようにボディ６０２が形成されている。ロアハウジング１２７は、取付孔６５０に挿通されている。ロアハウジング１２７の底部１３１が「流入規制部」となっている。このような構成により、流入規制部が第２の通路１４を流れる冷媒の温度を直接感知することができる。また、流入規制部が第２の通路１４に突出しないため、第２の通路１４を流れる冷媒の流れを阻害することもない。なお、本変形例は流入規制部の位置関係に特徴があるため、パワーエレメントの構成は特に限定されない。すなわち、本変形例のパワーエレメント２０３を第３，第４変形例（図４）等のパワーエレメントと置き換えてもよいことは言うまでもない。
【００５２】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々の変形が可能であることはいうまでもない。
【００５３】
上記実施形態では、「流入規制部」として、中央に挿通孔７８を有する円板状のプレート３１を例示したが、その他の形状の規制部材を採用してもよい。例えば、規制部材としてブロック状その他の形状のものを採用してもよい。また、規制部材において挿通孔７８以外にも感温室５４と開放空間Ｓ２とを連通させる連通孔を設けてもよい。ただし、その連通孔は、ガス冷媒（気相成分）の通過を容易にし、液冷媒（液相成分）の通過を難しくする形状および寸法に設定される。
【００５４】
上記実施形態では、プレート３１をハウジング２５に圧入する構成としたが、溶接、加締め、締結（ねじ接合）その他の固定手段によりハウジング２５に固定してもよい。同様に、第２変形例では、規制部材３３１をシャフト３３に圧入する構成としたが、溶接、締結その他の固定手段によりシャフト３３に固定してもよい。ただし、２つの部材の熱伝達を向上させる観点からは、両部材間の接触面積を比較的大きくとり易い「圧入」を採用するのが好ましい。
【００５５】
上記変形例では述べなかったが、単一の素材からシャフトと規制部材とを一体成形してもよい。具体的には、シャフトの上部に半径方向外向きに延出するフランジ部を設け、「流入規制部」としてもよい。
【００５６】
上記実施形態では、パワーエレメント３（ハウジング２５）をボディ２に対し、ねじ部の螺合により組み付ける構成を例示した。変形例においては、パワーエレメント（ハウジング）とボディとを、圧入や加締めにより組み付けてもよい。ただし、流入規制部とボディとの間に感温室が形成されるようにする。
【００５７】
上記実施形態の膨張弁は、冷媒として代替フロン（ＨＦＣ−１３４ａ）など使用する冷凍サイクルに好適に適用されるが、本発明の膨張弁は、二酸化炭素のように作動圧力が高い冷媒を用いる冷凍サイクルに適用することも可能である。その場合には、冷凍サイクルに凝縮器に代わってガスクーラなどの外部熱交換器が配置される。
【００５８】
上記実施形態では、上記膨張弁を、外部熱交換器を経て流入した冷媒を絞り膨張させて蒸発器（室内蒸発器）へ供給するものとして構成する例を示した。変形例においては、上記膨張弁を、ヒートポンプ式の車両用冷暖房装置に適用し、室内凝縮器（室内熱交換器）の下流側に設置してもよい。すなわち、上記膨張弁を、室内凝縮器を経て流入した冷媒を絞り膨張させて外部熱交換器（室外蒸発器）へ供給するものとして構成してもよい。
【００５９】
なお、本発明は上記実施形態や変形例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。上記実施形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成してもよい。また、上記実施形態や変形例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１  膨張弁、２  ボディ、３  パワーエレメント、１３  第１の通路、１４  第２の通路、１６  弁孔、１８  弁体、２５  ハウジング、２８  ダイヤフラム、２９  ディスク、３１  プレート、３３  シャフト、５０  取付孔、５１  隔壁、５２  連通孔、５４  感温室、７４  伝熱促進部、７８  挿通孔、１２７  ロアハウジング、１３１  底部、２３１  規制部材、２７８  間隙通路、３０３  パワーエレメント、３３１  プレート、４０２  ボディ、４５０  取付孔、４５４  感温空間、５０２  ボディ、５５０  取付孔、６０２  ボディ、６３１  底面、６５０  取付孔、Ｓ１  密閉空間、Ｓ２  開放空間。
【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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