(57)【要約】【課題】  冷凍サイクルの配管内に設置され、コンパクトな構成において前後差圧による内部の異常な圧力上昇を効果的に防止することができる膨張装置を提供する。【解決手段】  本発明にかかる膨張装置１では、圧力キャンセル構造によって冷媒圧力の一部がキャンセルされる。すなわち、閉弁用受圧面２７で受ける圧力の大きさ分、バネ１８に要される弾性力を小さくすることができる。その結果、バネ１８として小型のものを採用することができ、膨張装置１全体をコンパクトに構成することができる。  また、膨張装置１の前後差圧が予め定める値以上となった場合には、リリーフ機構により、上流側から流入した冷媒を弁体２０の冷媒通路２４とは別の流路に逃がすことができるため、膨張装置１内部における冷媒圧力の異常な上昇を防止して、内部機器の破損等を防止することができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍サイクルを循環する冷媒の流路に設けられ、上流側から導入された冷媒を内部冷媒通路に通して減圧して下流側に導出するとともに、前後差圧が予め定める値以上となったときに、内部に配設された弾性体に付勢された弁体によって閉じられた前記冷媒通路とは別の流路が開放され、前記上流側から流入した冷媒の少なくとも一部を前記別の流路を介して下流側に逃がすリリーフ機構を備えた膨張装置において、
前記弁体の開弁方向に作用する冷媒圧力の一部をキャンセルする圧力キャンセル構造を備えたことを特徴とする膨張装置。
【請求項２】
冷凍サイクルを循環する冷媒の流路に設けられる膨張装置において、
内部に設けられた段部により構成される弁座を有する筒状のシリンダと、
前記シリンダに進退可能に内挿される筒状の本体を有し、前記本体の一部を構成するとともに前記弁座に着脱可能な弁部と、前記本体の内部を貫通して前記冷媒を通過させる冷媒通路とを備えた弁体と、
前記冷媒通路を通過する冷媒の圧力を減圧する絞り機構と、
前記シリンダ内に設置され、前記弁体を閉弁方向に付勢する弾性体と、
前記弁体の開弁方向に作用する冷媒圧力を受ける開弁用受圧面よりも小さい受圧面積を有し、前記弁体の閉弁方向に作用する冷媒圧力を受ける閉弁用受圧面からなり、前記弁体の開弁方向に作用する冷媒圧力の一部をキャンセルする圧力キャンセル構造と、
前後差圧が予め定める値以上となって前記弁部が前記弁座から離間することにより、上流側から流入した前記冷媒の少なくとも一部を、前記シリンダ内の前記冷媒通路とは別の流路に逃がして下流側に流すリリーフ機構と、
を備えたことを特徴とする膨張装置。
【請求項３】
前記弁体は、前記本体を前記弁座に対して進退させる際に前記シリンダの内周面に沿ってガイドされるガイド部を備えたことを特徴とする請求項２に記載の膨張装置。
【請求項４】
前記シリンダが、前記冷凍サイクルの配管内に直接固定されるように構成されたことを特徴とする請求項２記載の膨張装置。
【請求項５】
前記弁体の冷媒通路においてその上流側から下流側に拡管する段差部と、
内部に前記冷媒通路の断面よりも小さな断面を有する絞り部が形成され、前記弁体の段差部の拡管側に部分的に挿通されるとともに、前記弁体から下流側に突出し、前記絞り機構として機能する筒状の中軸部材と、
前記シリンダに固定され、前記中軸部材の下流側の一端を係止可能に構成されるとともに、前記中軸部材の当接位置に、前記絞り部の断面よりも大きな断面を有する透孔が設けられたストッパと、
を備え、
前記中軸部材と前記段差部との間に内部空間を形成し、前記段差部により前記閉弁用受圧面が形成されたことを特徴とする請求項３記載の膨張装置。
【請求項６】
前記ストッパには、前記透孔とは別に、前記冷媒通路とは別の流路につながる一又は複数の第２の透孔が設けられ、
前記第２の透孔全体の流路面積が、前記弁体が開弁状態になったときの前記弁部と前記弁座との間隙により形成される流路面積よりも大きく形成されたことを特徴とする請求項５記載の膨張装置。
【請求項７】
前記中軸部材は、前記弁体に支持される一方、前記シリンダ内の内部構造体のいずれにも固定されていないことを特徴とする請求項５記載の膨張装置。
【請求項８】
前記シリンダは、前記弁体が前記弁座に着座した際に前記冷媒通路に連通する小管部と、前記小管部の流路断面より大きな流路断面を有し、前記弁体を内挿する大管部とにより前記段部が形成されて構成され、
前記圧力キャンセル構造は、前記小管部の流路断面を前記弁体の段差部の拡管側断面よりも大きく形成することにより構成されたことを特徴とする請求項５記載の膨張装置。
【請求項９】
前記ガイド部が、前記本体から前記シリンダの内面に向かって延出した複数の突出部からなり、その複数の突出部の間に前記冷媒を流通可能な冷媒流路を形成する一方、前記ストッパは、前記透孔の周りに前記冷媒流路に連通する一又は複数の第２の透孔を有し、
前記リリーフ機構は、前記弁部が前記弁座から離間した際に、上流側から流入した前記冷媒の少なくとも一部を、前記弁部と前記弁座との間隙，前記冷媒流路及び前記第２の透孔を介して下流側に流すように構成されたことを特徴とする請求項５記載の膨張装置。
【請求項１０】
前記弾性体が前記ストッパと前記弁体との間に介装されるとともに、前記ストッパを前記シリンダ内において位置調整するアジャスト機構を備え、
前記アジャスト機構により前記ストッパの位置を調整することにより、前記弾性体の弾性力を調整可能に構成されたことを特徴とする請求項５記載の膨張装置。
【請求項１１】
前記シリンダは、
その内部に別部材として固定され、その一端側が上流側に開放されるとともに他端側に前記弁座が形成され、前記弁体が着座した際に前記冷媒通路に連通する筒状の弁座部と、
前記弁座部の流路断面より大きな流路断面を有し、前記弁部を内挿する大管部と、
前記ガイド部を内挿して摺動可能に支持するとともに、その下流側端部に前記絞り機構として機能する絞り部を有するガイド管部とを有し、
前記圧力キャンセル構造は、前記弁座部の流路断面を前記ガイド管部の流路断面よりも大きく形成することにより構成されたことを特徴とする請求項３記載の膨張装置。
【請求項１２】
前記ガイド管部及び前記大管部は、前記冷凍サイクルの配管との間に前記冷媒を流通可能な冷媒流路を形成するように構成され、
前記大管部の側面には、その内部を前記冷媒流路に連通させるための一又は複数の連通孔が形成され、
前記リリーフ機構は、前記弁部が前記弁座から離間した際に、上流側から流入した前記冷媒の少なくとも一部を、前記弁部と前記弁座との間隙，前記連通孔及び前記冷媒流路を介して下流側に流すように構成されたことを特徴とする請求項１１記載の膨張装置。
【請求項１３】
前記弁座部を前記シリンダ内において位置調整するアジャスト機構を備え、
前記アジャスト機構により前記弁座部の位置を調整することにより、前記弁体を介して前記弾性体の弾性力を調整可能に構成されたことを特徴とする請求項１１記載の膨張装置。
【請求項１４】
前記シリンダは、側壁に前記冷媒を導入させる導入孔が形成されるとともに、前記ガイド部を摺動可能に支持する小管部と、前記小管部の流路断面より大きな流路断面を有し、前記弁部を内挿する大管部とを有し、
前記弁体における前記ガイド部と前記弁部との間の管部の位置で、前記弁体と前記小管部との間に前記導入孔に連通する空間部が形成され、
前記管部の側壁に前記空間部と前記冷媒通路とを連通させるとともに、前記絞り機構として機能するオリフィス孔が形成され、
前記弁体の着座時には、前記冷凍サイクルの配管から流入した前記冷媒を前記導入孔及び前記オリフィス孔を介して前記冷媒通路に導入するように構成され、
前記圧力キャンセル構造は、前記小管部の前記弁座近傍に拡管部を形成することにより構成されたことを特徴とする請求項３記載の膨張装置。
【請求項１５】
前記リリーフ機構は、前記弁部が前記弁座から離間した際に、上流側から流入した前記冷媒の少なくとも一部を、前記空間部，及び前記弁部と前記弁座との間隙を介して下流側に流すように構成されたことを特徴とする請求項１４記載の膨張装置。
【請求項１６】
前記シリンダに固定され、前記弁体との間に前記弾性体を介装する筒状のストッパと、
前記ストッパを前記シリンダ内において位置調整するアジャスト機構と、
を備え、
前記アジャスト機構により前記ストッパの位置を調整することにより、前記弾性体の弾性力を調整可能に構成されたことを特徴とする請求項１４記載の膨張装置。
【請求項１７】
前記シリンダは、前記弁体が前記弁座に着座した際に前記冷媒通路に連通する小管部と、前記小管部の流路断面より大きな流路断面を有し、前記弁体を内挿する大管部とにより前記段部が形成されて構成され、
前記弁体の上流側先端部が、前記弁体の着座時に前記小管部に所定量嵌合するように構成されるとともに、その上流側先端部の側壁に前記小管部側に開放された一又は複数のスリットが形成され、
前記リリーフ機構は、前記弁部が前記弁座から離間する際に、前記スリットにより、前記小管部と前記大管部とを連通する開口部が徐々に大きくなるようにし、前記弁体の上流側先端部が前記小管部から脱離したときに前記開口部が急激に大きくなるようにすることにより、上流側から流入した前記冷媒の少なくとも一部を、前記シリンダ内の前記冷媒通路とは別の流路に段階的に逃がして下流側に流すことを特徴とする請求項２記載の膨張装置。
【請求項１８】
前記シリンダに固定され、前記弁体との間に前記弾性体を介装する筒状のストッパと、
前記ストッパを前記シリンダ内において位置調整するアジャスト機構と、
を備え、
前記アジャスト機構により前記ストッパの位置を調整することにより、前記弾性体の弾性力を調整可能に構成されたことを特徴とする請求項１７記載の膨張装置。
【請求項１９】
前記圧力キャンセル構造を有する弁体，その弁体を付勢する前記弾性体，及び前記リリーフ機構が、前記シリンダ内の上流側から下流側にかけて複数段設けられ、
各弁体を付勢する前記弾性体の弾性力を調整することにより、前記リリーフ機構が段階的に動作するように構成されたことを特徴とする請求項２記載の膨張装置。
【請求項２０】
冷凍サイクルを循環する冷媒の流路に設けられる膨張装置において、
内部に設けられた段部により構成される第１の弁座を有する筒状のシリンダと、
前記シリンダに内挿される筒状の本体を有し、その本体の一部を構成するとともに前記第１の弁座に着脱可能な弁部と、その本体を前記第１の弁座に対して進退させる際に前記シリンダの内周面に沿ってガイドされるガイド部と、その本体の内部を貫通するとともに、その内部において上流側から下流側に拡管する段差部を有し、前記冷媒を通過させる第１の冷媒通路とを備えた第１の弁体と、
前記シリンダ内に設置され、前記第１の弁体を閉弁方向に付勢する第１の弾性体と、
前記第１の弁体の開弁方向に作用する冷媒圧力を受ける開弁用受圧面よりも小さい受圧面積を有し、前記弁体の閉弁方向に作用する冷媒圧力を受ける閉弁用受圧面からなり、前記弁体の開弁方向に作用する冷媒圧力の一部をキャンセルする圧力キャンセル構造と、
前後差圧が予め定める第１設定値以上となって前記弁部が前記弁座から離間することにより、上流側から流入した前記冷媒の少なくとも一部を、前記シリンダ内の前記第１の冷媒通路とは別の流路に逃がして下流側に流す第１のリリーフ機構と、
内部に前記第１の冷媒通路の断面よりも小さな断面を有する絞り部が形成され、前記第１の弁体の段差部の拡管側に部分的に挿通されるとともに、前記第１の弁体から下流側に突出する筒状の中軸部材と、
前記シリンダ内に固定され、その上流側端部の側壁に一又は複数のスリットが形成され、その上流側端部にて前記中軸部材の下流側の一端を係止可能に構成されるとともに、前記絞り部に連通する連通孔が貫通して設けられた筒状の内部シリンダと、
前記内部シリンダに内挿される筒状の本体を有し、その本体の一部を構成するとともに前記中軸部材の下流側端面に形成された第２の弁座に着脱可能な弁部と、その本体を前記第２の弁座に対して進退させる際に前記連通孔に沿ってガイドされるガイド部と、その本体の内部を貫通するとともに、前記絞り部よりも小さな断面を有する第２の冷媒通路とを備えた第２の弁体と、
前記内部シリンダ内に設置され、前記第２の弁体を閉弁方向に付勢する第２の弾性体と、
前記前後差圧が前記第１設定値より小さい予め定める第２設定値以上となって、前記弁部が前記第２の弁座から離間することにより、上流側から流入した前記冷媒の少なくとも一部を、前記シリンダ内の前記第２の冷媒通路とは別の流路に逃がして下流側に流す第２のリリーフ機構と、
を備えたことを特徴とする膨張装置。
【請求項２１】
前記第２のリリーフ機構による前記冷媒の逃がし量よりも、前記第１のリリーフ機構による前記冷媒の逃がし量のほうが多くなるように構成されたことを特徴とする請求項２０記載の膨張装置。
【請求項２２】
前記第１の弾性体が前記内部シリンダと前記第１の弁体との間に介装されるとともに、前記内部シリンダを前記シリンダ内において位置調整するアジャスト機構を備え、
前記アジャスト機構により前記内部シリンダの位置を調整することにより、前記第１の弾性体の弾性力を調整可能に構成されたことを特徴とする請求項２０記載の膨張装置。
【請求項２３】
前記内部シリンダに固定され、前記第２の弁体との間に前記第２の弾性体を介装する筒状のストッパと、
前記ストッパを前記内部シリンダ内において位置調整する第２のアジャスト機構と、
を備え、
前記第２のアジャスト機構により前記ストッパの位置を調整することにより、前記第２の弾性体の弾性力を調整可能に構成されたことを特徴とする請求項２０記載の膨張装置。
【請求項２４】
前記圧力キャンセル構造を有する弁体，その弁体を付勢する前記弾性体，前記リリーフ機構，前記中軸部材及び前記ストッパが、前記シリンダ内の上流側から下流側にかけて２段設けられ、
その２つの弁体の間に介装される前記ストッパの下流側端面に、下流側の弁体の弁部を着座させる弁座が設けられ、
前記各弾性体が前記各ストッパと前記各弁体との間に介装されるとともに、前記各ストッパを前記シリンダ内においてそれぞれ位置調整するアジャスト機構を備え、
前記アジャスト機構により前記各ストッパの位置を調整することにより、前記各弾性体の弾性力を調整可能に構成されたことを特徴とする請求項５記載の膨張装置。
【請求項２５】
前記シリンダは、前記弁体が前記弁座に着座した際に前記冷媒通路に連通する小管部と、前記小管部の流路断面より大きな流路断面を有し、前記弁体を内挿する大管部とにより前記段部が形成されて構成され、
前記弁体の上流側先端部が、前記弁体の着座時に前記小管部の内壁に対して所定の間隙をあけるように挿通され、
前記リリーフ機構は、前記弁部が前記弁座から離間する際に、前記弁体の上流側先端部が前記小管部から脱離するまでの間、上流側から流入した前記冷媒の一部が前記間隙から漏洩するようにし、前記弁体の上流側先端部が前記小管部から脱離したときに前記冷媒をそれよりも多く逃がすことにより、前記冷媒を前記シリンダ内の前記冷媒通路とは別の流路に段階的に逃がして下流側に流すことを特徴とする請求項２記載の膨張装置。
【請求項２６】
前記シリンダに固定され、前記弁体との間に前記弾性体を介装する筒状のストッパと、
前記ストッパを前記シリンダ内において位置調整するアジャスト機構と、
を備え、
前記アジャスト機構により前記ストッパの位置を調整することにより、前記弾性体の弾性力を調整可能に構成されたことを特徴とする請求項２５記載の膨張装置。
【請求項２７】
前記弁体の側壁に、前記冷媒通路内外を連通する一又は複数の連通孔が形成され、
前記リリーフ機構は、前記弁体の移動にともなって前記連通孔を開放又は閉塞することにより、前記冷媒の流路を切り替える流路切替構造を備えたことを特徴とする請求項２記載の膨張装置。
【請求項２８】
前記シリンダは、前記弁体が前記弁座に着座した際に前記冷媒通路に連通する小管部と、前記小管部の流路断面より大きな流路断面を有し、前記弁体を内挿する大管部とにより前記段部が形成されて構成され、
前記弁体の上流側先端部が、前記弁体の着座時に前記小管部の内壁に所定量挿通され、
前記リリーフ機構は、
前記弁体の着座時に前記連通孔を開放して前記冷媒を逃がし、
前記弁部が前記弁座から離間する際に、前記上流側先端部が前記小管部から脱離するまでの間に前記連通孔を閉塞し、
前記弁体の上流側先端部が前記小管部から脱離したときに、上流側から流入した前記冷媒の少なくとも一部を、前記シリンダ内の前記冷媒通路とは別の流路に逃がして下流側に流すように構成されたことを特徴とする請求項２７記載の膨張装置。
【請求項２９】
前記シリンダに固定され、前記弁体との間に前記弾性体を介装する筒状のストッパと、
前記ストッパを前記シリンダ内において位置調整するアジャスト機構と、
を備え、
前記アジャスト機構により前記ストッパの位置を調整することにより、前記弾性体の弾性力を調整可能に構成されたことを特徴とする請求項２７記載の膨張装置。
【請求項３０】
前記圧力キャンセル構造を有する弁体，その弁体を付勢する前記弾性体，前記リリーフ機構，前記中軸部材及び前記ストッパが、前記シリンダ内の上流側から下流側にかけて複数段設けられ、
その複数の弁体の間に介装される前記ストッパの下流側端面に、下流側の弁体の弁部を着座させる弁座が設けられ、
前記各弾性体が前記ストッパと前記弁体との間に介装され、前記各ストッパを前記シリンダ内においてそれぞれ位置調整するアジャスト機構を備えるとともに、前記アジャスト機構により前記各ストッパの位置を調整することにより、前記各弾性体の弾性力を調整して、前記リリーフ機構が下流側から順に段階的に動作するように構成され、
前記下流側の弁体の側壁に、前記冷媒通路内外を連通する一又は複数の連通孔が形成され、
前記連通孔が形成された弁体の移動にともなって前記連通孔を開放又は閉塞することにより、前記冷媒の流路を切り替える流路切替構造が設けられたことを特徴とする請求項５記載の膨張装置。
【請求項３１】
前記流路切替構造により、前記前後差圧が上昇する過程において、前記連通孔が一旦閉塞するように構成されたことを特徴とする請求項３０記載の膨張装置。
【請求項３２】
冷凍サイクルを循環する冷媒の流路に設けられる膨張装置において、
内部に弁座が設けられた筒状のシリンダと、
前記シリンダに進退可能に内挿されるとともに、前記シリンダ内で前記冷媒を通過させる冷媒流路を形成可能な筒状の本体を有し、前記本体の一部により前記弁座に対して進退可能な弁部が形成された弁体と、
前記冷媒流路を通過する冷媒の圧力を減圧する絞り機構と、
前記シリンダ内に設置され、前記弁体を閉弁方向に付勢する弾性体と、
前記弁体の開弁方向に作用する冷媒圧力を受ける開弁用受圧面と、前記弁体の閉弁方向に作用する冷媒圧力を受ける閉弁用受圧面とからなり、前記弁体の開弁方向に作用する冷媒圧力の一部をキャンセルする圧力キャンセル構造と、
前後差圧が予め定める値以上となって前記弁部が前記弁座から離間することにより、前記シリンダ内において前記絞り機構を経由する冷媒通路とは別の流路を開放し、上流側から流入した前記冷媒の少なくとも一部を、前記別の流路に逃がして下流側に流すリリーフ機構と、
を備えたことを特徴とする膨張装置。
【請求項３３】
前記弁座が前記シリンダの内部に設けられた段部により構成される一方、前記弁体の前記開弁用受圧面及び前記閉弁用受圧面が、ともに前記絞り機構の上流側に形成され、
前記絞り機構は、前記弁体の本体の下流側に設けられた縮管部と、前記縮管部に部分的に内挿された軸状部材との間隙により形成されることを特徴とする請求項３２記載の膨張装置。
【請求項３４】
前記縮管部の上流側端面によっても前記開弁用受圧面が形成され、前記開弁用受圧面全体の受圧面積が前記閉弁用受圧面全体の受圧面積よりも大きくなるように、前記縮管部の断面形状が構成されたことを特徴とする請求項３３記載の膨張装置。
【請求項３５】
前記絞り機構は、前記縮管部の内周端縁部と前記軸状部材の外周面との間隙に形成される絞り流路からなり、
前記弁体が開弁方向に動作した際に、前記絞り流路の流路断面が大きくなるように変化することを特徴とする請求項３３記載の膨張装置。
【請求項３６】
前記軸状部材の上流側端部に上流側に向かって断面が大きくなるテーパ部が形成され、前記テーパ部のテーパ面と前記縮管部の内周端縁部との間隙に、前記絞り流路が形成されたことを特徴とする請求項３５記載の膨張装置。
【請求項３７】
前記シリンダ内で支持される一方、前記軸状部材をその下流側で係止する係止部材と、
前記係止部材を前記シリンダ内において位置調整するアジャスト機構と、
を備え、
前記アジャスト機構により前記係止部材を進退させて前記軸状部材の位置を調整することにより、前記弁体の閉弁時における前記絞り流路の流路断面を調整可能に構成されたことを特徴とする請求項３６記載の膨張装置。
【請求項３８】
前記シリンダには、その内部が下流側に拡管することにより上流側から小管部、大管部が設けられ、
前記弁座は前記大管部内に支持され、
前記弁体は、前記本体の下流側に筒状の前記弁部が形成される一方、前記本体の上流側に延出して前記小管部に進退可能に挿通された縮管部を有し、
前記弁体の前記縮管部と前記シリンダの前記小管部との間隙により前記絞り機構が形成されることを特徴とする請求項３２記載の膨張装置。
【請求項３９】
前記縮管部の上流側端面により前記閉弁用受圧面が形成され、前記縮管部により前記本体内部に形成された段部の下流側対向面により、前記閉弁用受圧面よりも大きな受圧面積を有する前記開弁用受圧面が形成されたことを特徴とする請求項３８記載の膨張装置。
【請求項４０】
前記弁体の前記弁部の下流側に、前記弁部の断面よりも大きな下流側対向面が連設されたことを特徴とする請求項３９記載の膨張装置。
【請求項４１】
前記シリンダの内部が下流側に拡管することにより上流側から小管部、大管部が設けられるとともに、
前記小管部の下流側開口部から下流側に延出して設けられ、その下流端が閉塞される一方、その下流端近傍の側壁に内外を連通させる連通孔が形成され、前記弁体を摺動可能に外挿する有底筒状のガイド管を備え、
前記弁体は、その上流側に、前記ガイド管の外周面に沿って摺動可能であるとともに、その先端面が前記小管部と前記大管部との境界に設けられた段部の下流側対向面によって係止可能に構成されたガイド部を有する一方、その下流側端部に縮管部が形成されて前記ガイド部との間に前記連通孔に連通する空間部を形成する前記弁部を有し、
前記空間部において、前記ガイド部の下流側対向面によって前記閉弁用受圧面が形成される一方、前記縮管部の上流側端面によって前記閉弁用受圧面よりも受圧面積が大きい前記開弁用受圧面が形成され、
前記弁体が前記弁座に近接した際に、前記弁体の前記縮管部と前記ガイド管との間隙により前記絞り機構としての絞り流路が形成され、
前記リリーフ機構は、前記前後差圧が予め定める値以上となったときに、前記縮管部と前記ガイド管との間隙部分の開口面積を前記弾性体の付勢力に抗して拡大し、前記上流側から流入した冷媒のより多くを下流側に逃がすように構成されたことを特徴とする請求項３２記載の膨張装置。
【請求項４２】
前記ガイド管の下流側端部に下流側に向かって断面が小さくなるテーパ部が形成され、前記テーパ部のテーパ面と前記縮管部の内周端縁部との間隙に、前記絞り流路が形成されることを特徴とする請求項４１記載の膨張装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクルを循環する冷媒の流路に設けられ、その前後差圧を制御する差圧弁から構成された膨張装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用エアコンの冷凍サイクルとして、エバポレータの出口側にて余分な冷媒を貯めて気液分離を行うアキュムレータと、コンデンサから出た高圧冷媒の過冷却度及び乾き度の変動に応じて冷媒流量を制御するオリフィス（絞り流路）及び冷媒に所定の過冷却度を持たせるように制御する差圧弁からなる過冷却度制御式の膨張装置とを使用したサイクルが知られている（例えば特許文献１）。
【０００３】
このような膨張装置は、冷凍サイクルの配管内に固定されるシリンダと、そのシリンダ内に配置された弁体とから構成されている。弁体は、シリンダ内において圧縮スプリング等によって支持されつつ摺動する。弁体の内部及びシリンダとの境界部にはオリフィス等の冷媒通路が形成されており、膨張装置の前後差圧が変化して弁体がシリンダ内を移動することにより、その冷媒通路を切り替える。すなわち、その前後差圧が小さい間は冷媒通路を所定のオリフィスに設定し、前後差圧が所定値以上になると冷媒通路を追加してその圧力の異常な上昇を防止するようにしている。
【０００４】
また、膨張装置内部の異常な圧力上昇を防止して内部機器を保護する観点からは、例えばシリンダの一部に薄板からなる破裂板を予め設けておき、前後差圧が所定値以上になると、これを破裂させて圧力を開放することが行われたりしている。
【特許文献１】特開平１１−２５７８０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような構成においては、高圧時に弁体を正常に作動させるために圧縮スプリング等の弾性力を確保しておく必要があり、そのため、圧縮スプリングとして大型のものを使用しなければならなかった。その結果、膨張装置全体が大型化してその製造コストが嵩むといった問題があった。
【０００６】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、コンパクトな構成において前後差圧による内部の異常な圧力上昇を効果的に防止することができる膨張装置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】
【０００７】
本発明では上記問題を解決するために、冷凍サイクルを循環する冷媒の流路に設けられ、上流側から導入された冷媒を内部冷媒通路に通して減圧して下流側に導出するとともに、前後差圧が予め定める値以上となったときに、内部に配設された弾性体に付勢された弁体によって閉じられた前記冷媒通路とは別の流路が開放され、前記上流側から流入した冷媒の少なくとも一部を前記別の流路を介して下流側に逃がすリリーフ機構を備えた膨張装置において、前記弁体の開弁方向に作用する冷媒圧力の一部をキャンセルする圧力キャンセル構造を備えたことを特徴とする膨張装置が提供される。
【０００８】
ここで、「弾性体」には、バネやバイメタルなど様々な弾性体が含まれる。さらに、ここでいう「上流側」及び「下流側」は、冷凍サイクルの冷媒の流れ方向を基準に表現したものである。尚、「予め定める値」は、弾性体の弾性力及び圧力キャンセル構造による冷媒圧力のキャンセルの程度等によって決まるものである。これら弾性体及び圧力キャンセル構造の特性については、膨張装置の仕様等に応じて設計者側で適宜選択することができる。
【０００９】
このような膨張装置によれば、圧力キャンセル構造によって冷媒圧力の一部がキャンセルされるため、弾性体として小型のものを採用することができる。
具体的には、冷凍サイクルを循環する冷媒の流路に設けられる膨張装置において、内部に設けられた段部により構成される弁座を有する筒状のシリンダと、前記シリンダに進退可能に内挿される筒状の本体を有し、前記本体の一部を構成するとともに前記弁座に着脱可能な弁部と、前記本体の内部を貫通して前記冷媒を通過させる冷媒通路とを備えた弁体と、前記冷媒通路を通過する冷媒の圧力を減圧する絞り機構と、前記シリンダ内に設置され、前記弁体を閉弁方向に付勢する弾性体と、前記弁体の開弁方向に作用する冷媒圧力を受ける開弁用受圧面よりも小さい受圧面積を有し、前記弁体の閉弁方向に作用する冷媒圧力を受ける閉弁用受圧面からなり、前記弁体の開弁方向に作用する冷媒圧力の一部をキャンセルする圧力キャンセル構造と、前記前後差圧が予め定める値以上となって前記弁部が前記弁座から離間することにより、上流側から流入した前記冷媒の少なくとも一部を、前記シリンダ内の前記冷媒通路とは別の流路に逃がして下流側に流すリリーフ機構と、を備えたことを特徴とする膨張装置が提供される。
【００１０】
ここで、「シリンダの段部」は、シリンダに一体成形されたものでもよいし、シリンダに筒状部材を固定して構成されたものであってもよい。
このような膨張装置によれば、圧力キャンセル構造によって冷媒圧力の一部がキャンセルされる。すなわち、弁体において、下流側方向に生じる冷媒圧力を受ける開弁用受圧面の他に、それとは反対方向の圧力を受ける閉弁用受圧面が設けられており、この閉弁用受圧面で受ける圧力と弾性体による弾性力との合力が、開弁用受圧面で受ける冷媒圧力に対抗することになる。従って、この閉弁用受圧面で受ける圧力の大きさ分、弾性体に要される弾性力を小さくすることができる。その結果、弾性体として小型のものを採用することができる。
【００１１】
また、前後差圧が予め定める値以上となった場合には、リリーフ機構により、上流側から流入した冷媒の少なくとも一部を弁体内の冷媒通路とは別の流路に逃がすことができるため、膨張装置内部における冷媒圧力の異常な上昇を防止して、内部機器の破損等を防止することができる。
【００１２】
また、本発明では、冷凍サイクルを循環する冷媒の流路に設けられる膨張装置において、内部に設けられた段部により構成される第１の弁座を有する筒状のシリンダと、前記シリンダに内挿される筒状の本体を有し、その本体の一部を構成するとともに前記第１の弁座に着脱可能な弁部と、その本体を前記第１の弁座に対して進退させる際に前記シリンダの内周面に沿ってガイドされるガイド部と、その本体の内部を貫通するとともに、その内部において上流側から下流側に拡管する段差部を有し、前記冷媒を通過させる第１の冷媒通路とを備えた第１の弁体と、前記冷媒通路を通過する冷媒の圧力を減圧する絞り機構と、前記シリンダ内に設置され、前記第１の弁体を閉弁方向に付勢する第１の弾性体と、前記第１の弁体の開弁方向に作用する冷媒圧力を受ける開弁用受圧面よりも小さい受圧面積を有し、前記弁体の閉弁方向に作用する冷媒圧力を受ける閉弁用受圧面からなり、前記弁体の開弁方向に作用する冷媒圧力の一部をキャンセルする圧力キャンセル構造と、前記前後差圧が予め定める第１設定値以上となって前記弁部が前記弁座から離間することにより、上流側から流入した前記冷媒の少なくとも一部を、前記シリンダ内の前記第１の冷媒通路とは別の流路に逃がして下流側に流す第１のリリーフ機構と、内部に前記第１の冷媒通路の断面よりも小さな断面を有する絞り部が形成され、前記第１の弁体の段差部の拡管側に部分的に挿通されるとともに、前記第１の弁体から下流側に突出する筒状の中軸部材と、前記シリンダ内に固定され、その上流側端部の側壁に一又は複数のスリットが形成され、その上流側端部にて前記中軸部材の下流側の一端を係止可能に構成されるとともに、前記絞り部に連通する連通孔が貫通して設けられた筒状の内部シリンダと、前記内部シリンダに内挿される筒状の本体を有し、その本体の一部を構成するとともに前記中軸部材の下流側端面に形成された第２の弁座に着脱可能な弁部と、その本体を前記第２の弁座に対して進退させる際に前記連通孔に沿ってガイドされるガイド部と、その本体の内部を貫通するとともに、前記絞り部よりも小さな断面を有する第２の冷媒通路とを備えた第２の弁体と、前記内部シリンダ内に設置され、前記第２の弁体を閉弁方向に付勢する第２の弾性体と、前記前後差圧が前記第１設定値より小さい予め定める第２設定値以上となって、前記弁部が前記第２の弁座から離間することにより、上流側から流入した前記冷媒の少なくとも一部を、前記内部シリンダ内の前記第２の冷媒通路とは別の流路に逃がして下流側に流す第２のリリーフ機構と、を備えたことを特徴とする膨張装置が提供される。
【００１３】
ここで、「第１設定値」は、第１の弾性体の弾性力及び圧力キャンセル構造による冷媒圧力のキャンセルの程度等によって決まるものであり、「第２設定値」は、第２の弾性体の弾性力等によって決まるものである。これら第１の弾性体，圧力キャンセル構造，第２の弾性体の特性については、膨張装置の仕様等により設計者側で適宜選択することができる。
【００１４】
このような膨張装置によれば、上述したように、圧力キャンセル構造による膨張装置全体のコンパクト化を実現することができる。
また、リリーフ機構が、第１のリリーフ機構及び第２のリリーフ機構の２段階に設けられたため、そのリリーフのタイミングをずらすことによって膨張装置内部における冷媒圧力の低減を２段階に行うことができ、さらに、そのリリーフ量を異ならせることにより、様々な冷媒圧力の低減制御を行うことができる。このため、膨張装置の内部機器の動作に影響を与えないように細かな圧力低減制御が実現でき、内部機器の破損等を効果的に防止することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の膨張装置によれば、弁体において、圧力キャンセル構造によって冷媒圧力の一部をキャンセルするため、弁体を支持して冷媒圧力に対抗する弾性体に要される弾性力を小さくすることができる。その結果、弾性体として小型のものを採用することができ、膨張装置全体をコンパクトに構成することができる。
【００１６】
また、このようなコンパクトな構成において、リリーフ機構により膨張装置内部における冷媒圧力の異常な上昇を防止して、内部機器の破損等を防止することができる。
さらに、リリーフ機構を、第１のリリーフ機構及び第２のリリーフ機構の２段階に設けることによって冷媒圧力のより細かな低減制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
まず、本発明の第１の実施の形態について説明する。図１は本実施の形態の膨張装置が冷凍サイクルの配管に設置された様子を表す説明図であり、図２は当該膨張装置の縦断面図である。図３は当該膨張装置の横断面図であり、（Ａ）は図２のＡ−Ａ断面矢視図であり、（Ｂ）は図２のＢ−Ｂ断面矢視図である。
【００１８】
図１に示すように、膨張装置１は、車両用エアコンの冷凍サイクルを循環する冷媒の流路を構成する配管５０内に設置され、その前後差圧を制御して冷媒に所定の過冷却度を持たせる差圧弁から構成されている。尚、図中には冷媒の流れを矢印にて示している（以下同様）。以下の説明においては、同図に示した構成について、この冷媒の流れ方向を基準に図中右側を上流側、左側を下流側と表現することがある。
【００１９】
図２（Ａ）に示すように、膨張装置１は、円筒状のシリンダ１０と、シリンダ１０に内挿された円筒状の弁体２０とから構成されている。
シリンダ１０は、円筒状の本体１１を有し、その本体１１内部の上流側に段部により構成される弁座１２を備えている。すなわち、シリンダ１０内において、上流側に形成された小管部１３と、その下流側に連通して形成され、小管部１３よりも大きな流路断面を有する大管部１４とにより、冷媒を通過させる冷媒流路が形成されている。
【００２０】
シリンダ１０の上流側端部には、高圧冷媒が導入される小管部の入口にストレーナ１５が嵌合されるとともに、配管５０への固定のために外径方向に延出したフランジ部１６が形成されている。また、小管部１３が位置するシリンダ１０の外周面には、配管５０に固定する際に気密保持用のＯリングを嵌合させるための嵌合溝１０ａが周設されている。さらに、大管部１４の下流側端部近傍には有底円筒形状のストッパ１７が固定されており、弁体２０との間にバネ１８を介装している。
【００２１】
一方、弁体２０は、シリンダ１０に内挿される段付円筒状の本体２１を有し、その本体２１の上流側端部に上記弁座１２に着脱可能な弁部２２が形成され、その下流側にシリンダ１０の内周面に沿ってガイドされるガイド部２３が形成され、さらに、本体２１の内部を軸方向に貫通して冷媒を通過させる冷媒通路２４が形成されている。
【００２２】
弁部２２は、本体２１の上流側端部に向かって外径が小さくなるテーパ形状に形成されており、着座の際にはその先端部が小管部１３に所定量内挿されるようになっている。
ガイド部２３は、図３（Ａ）に示すように、本体２１からシリンダ１０の内面に向かって延出する３つの突出部２３ａがそれぞれ等間隔（１２０度おき）に配置されて構成され、各突出部２３ａの間に冷媒を流通可能な冷媒流路が形成されている。そして、各突出部２３ａの先端面がシリンダ１０の内面に沿って摺動することにより、弁体２０を弁座１２に対して進退駆動できるようになっている。
【００２３】
冷媒通路２４は、その上流側から下流側に拡管する段差部２５を有し、その段差部２５の拡管側に絞り機構として機能する円筒状の中軸部材３０が内挿されている。すなわち、中軸部材３０の流路は、冷媒通路２４の断面よりも小さな断面を有する絞り部になっており、その前後で冷媒通路２４を通過する冷媒の圧力を減圧する。中軸部材３０は、弁体２０に支持される一方、シリンダ１０内の内部構造体のいずれにも固定されておらず、その一部分が弁体２０から下流側に突出し、その下流側端面がストッパ１７の底面に当接して係止されることにより、下流側への移動が制限されている。つまり、中軸部材３０は、弁体２０によってその径方向の移動が制限され、ストッパ１７によってその軸方向への移動が制限されてはいるが、いずれの構造体にも固定されてはいないため、弁体２０の動作を制限するなどの支障を及ぼすことがない。
【００２４】
ストッパ１７の中軸部材３０との当接位置には、中軸部材３０の流路断面よりも大きな断面を有する透孔１７ａが設けられており、中軸部材３０がその径方向に多少ずれたとしても、冷媒の流れが阻害されないようになっている。また、図３（Ｂ）に示すように、透孔１７ａの周りには、冷媒通路２４とは別の流路につながる４つの長孔１７ｂ（第２の透孔）がそれぞれ等間隔（９０度おき）に配設されている。これら４つの長孔１７ｂを合わせた流路面積は、弁体２０が開弁状態になったときの弁部２２と弁座１２との間隙により形成される流路面積よりも十分に大きくなっており、長孔１７ｂにおいて冷媒の圧力損失が発生するのを抑制している。
【００２５】
バネ１８は、所定の弾性係数を有する圧縮コイルスプリングからなり、その上流側の部分が弁体２０の本体２１に外挿されている。バネ１８の一端はストッパ１７の底面の外周縁近傍に当接し、その他端は弁体２０のガイド部２３の下流側端面に当接しており、弁体２０を所定の弾性力で弁座１２の方向（閉弁方向）に付勢している。
【００２６】
また、ストッパ１７は、アジャスト機構を備えている。すなわち、ストッパ１７の外周には雄ネジが形成されおり、シリンダ１０の下流側端部にはこれと螺合する雌ネジが形成されている。そして、シリンダ１０に対するストッパ１７の螺入量を調整してストッパ１７の位置を調整することにより、バネ１８の弾性力を調整できるようになっている。
【００２７】
このように構成された膨張装置１は、図１に示すように配管５０に固定される。すなわち、配管５０は膨張装置１の設置位置において下流側配管５１と上流側配管５２とを接続する継手構造を有する。下流側配管５１は、その上流側端部で拡管して段部５３を形成し、その拡管部に上流側配管５２の下流側端部を内挿して接続している。これら下流側配管５１と上流側配管５２との間の気密は、上流側配管５２の下流側端部に設けられた溝部に配設されたＯリング５４によって保持されている。
【００２８】
膨張装置１は、そのフランジ部１６が下流側配管５１の段部５３と上流側配管５２の下流側端面との間に挟持されることにより、配管５０内に固定される。これら膨張装置１と配管５０との間の気密は、シリンダ１０の嵌合溝１０ａに配設されたＯリング１０ｂによって保持されている。膨張装置１は、シリンダ１０を収容するケーシング等を備えておらず、シリンダ１０が配管５０に直接固定されるようになっている。
【００２９】
次に、膨張装置１における圧力キャンセル構造について説明する。
図２（Ａ）に示すように、膨張装置１においては、通常のように弁体２０の弁部２２に上流側に面して弁体の開弁方向に作用する冷媒圧力を受ける開弁用受圧面２６が形成されているが、それに加えて、弁体２０の段差部２５に弁体２０の閉弁方向に作用する冷媒圧力を受ける閉弁用受圧面２７が形成されている。つまり、弁体２０の段差部２５と中軸部材３０との間の内部空間に導入された冷媒が、弁体２０に対して閉弁方向（図中右方向）の圧力を作用させ、弁体２０の開弁方向に作用する冷媒圧力の一部をキャンセルするようになっている。本実施の形態においては、小管部１３の流路断面を段差部２５の拡管側断面よりも大きく形成しているため、弁体２０の弁座１２への着座時においては、閉弁用受圧面２７は開弁用受圧面２６よりも小さい受圧面積を有することになる。従って、この閉弁用受圧面２７で受ける圧力とバネ１８による弾性力との合力が、開弁用受圧面２６で受ける冷媒圧力に対抗することになる。
【００３０】
次に、膨張装置１におけるリリーフ機構について説明する。
図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、膨張装置１においては、その前後差圧が予め定める値以上となって弁部２２が弁座１２から離間すると、上流側から流入した冷媒の大部分が、弁部２２と弁座１２との間隙を介して逃がされ、弁体２０とシリンダ１０との間に形成された冷媒流路及びストッパ１７の複数の長孔１７ｂを介して下流側に流される。このようにして、膨張装置１内部における冷媒圧力の異常な上昇を防止している。
【００３１】
図４は膨張装置１による前後差圧と冷媒流路の開口面積との関係を表す説明図である。
同図のように、弁体２０が弁座１２に着座している間（図２（Ａ）の状態）は、前後差圧が上昇しても、開口面積は冷媒通路２４の面積で一定となる。そして、前後差圧が予め定める値以上になると、弁体２０が弁座１２から離脱して冷媒が外側の冷媒流路にリリーフして圧力が開放されるため、開口面積が一気に大きくなることになる（図２（Ｂ）の状態）。
【００３２】
以上に説明したように、本実施の形態の膨張装置１では、圧力キャンセル構造によって冷媒圧力の一部がキャンセルされる。すなわち、閉弁用受圧面２７で受ける圧力の大きさ分、バネ１８に要される弾性力を小さくすることができる。その結果、バネ１８として小型のものを採用することができ、膨張装置１全体をコンパクトに構成することができる。
【００３３】
また、膨張装置１の前後差圧が予め定める値以上となった場合には、リリーフ機構により、上流側から流入した冷媒を弁体２０の冷媒通路２４とは別の流路に逃がすことができるため、膨張装置１内部における冷媒圧力の異常な上昇を防止して、内部機器の破損等を防止することができる。
【００３４】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図５は本実施の形態にかかる膨張装置の断面図であり、（Ａ）及び（Ｂ）はその縦断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ断面矢視図である。尚、本実施の形態において上記第１の実施の形態と同様の構成部分については必要に応じて同一の符号を付す等して、その説明を省略する。
【００３５】
図５（Ａ）に示すように、膨張装置２０１は、円筒状のシリンダ２１０と、シリンダ２１０に内挿された円筒状の弁体２２０とから構成されている。
シリンダ２１０は、内部に別部材として固定された円筒状の弁座部２１３と、弁座部２１３の流路断面より大きな流路断面を有し、弁座部２１３の下流側に連通する大管部２１４と、大管部２１４の流路断面より小さな流路断面を有し、大管部２１４の下流側に連通するガイド管部２１５とから構成されている。
【００３６】
弁座部２１３は、その一端側が上流側に開放されるとともに、他端側に弁体２２０を着座させる弁座２１２が形成されている。
大管部２１４及びガイド管部２１５は、膨張装置２０１を配管５０に設置した際に、配管５０との間に冷媒を流通可能な冷媒流路を形成する。
【００３７】
大管部２１４は、同図（Ｃ）に示すように、後述する弁体２２０の弁部２２２を内挿するとともに、その側面の上下にその内部を上記冷媒流路に連通させるための一対の連通孔２１４ａが設けられ、弁体２２０との間にこの連通孔２１４ａにつながる空間部２４１を形成する。
【００３８】
ガイド管部２１５は、後述する弁体２２０のガイド部２２３を内挿して摺動可能に支持するとともに、その下流側端部の中央には、絞り部としてのオリフィス孔２１５ａ（絞り機構）が形成されている。
【００３９】
一方、弁体２２０は、シリンダ２１０に内挿される円筒状の本体２２１を有し、その本体２２１の上流側に上記弁座２１２に着脱可能な弁部２２２が形成され、その下流側にガイド管部２１５の内周面に沿ってガイドされるガイド部２２３が形成され、さらに、本体２２１の内部を軸方向に貫通して冷媒を通過させる冷媒通路２２４が形成されている。
【００４０】
弁部２２２は、本体２２１の上流側端部に向かって外径が小さくなるテーパ形状に形成されており、着座の際にはその先端部が弁座部２１３に所定量内挿されるようになっている。
【００４１】
ガイド部２２３は、本体２２１の小径部から構成され、ガイド管部２１５内に挿通されている。そして、このガイド部２２３がガイド管部２１５の内面に沿って摺動することにより、弁体２０を弁座１２に対して進退駆動できるようになっている。ガイド部２２３の下流側端面とガイド管部２１５の下流側端面との間にはバネ２１８が介装されている。このバネ２１８は、弁体２２０を所定の弾性力で弁座２１２の方向（閉弁方向）に付勢している。
【００４２】
冷媒通路２２４は、その上流側から下流側にかけて同断面に形成され、ストレーナ１５を介して流入した高圧の冷媒を通過させる。そこを通過した冷媒は、オリフィス孔２１５ａを通過することにより減圧される。
【００４３】
弁座部２１３は、アジャスト機構を備えている。すなわち、弁座部２１３の外周には雄ネジが形成されおり、シリンダ２１０の上流側端部にはこれと螺合する雌ネジが形成されている。シリンダ２１０に対する弁座部２１３の螺入量を調整して弁座部２１３の位置を調整することにより、弁体２２０を介してバネ２１８の弾性力を調整できるようになっている。
【００４４】
次に、膨張装置２０１における圧力キャンセル構造について説明する。
同図（Ａ）に示すように、膨張装置２０１においては、通常のように弁体２２０の弁部２２２に上流側に面して弁体２２０の開弁方向に作用する冷媒圧力を受ける開弁用受圧面２２６が形成されているが、それに加えて、弁体２０のガイド部２２３の下流側端面に弁体２２０の閉弁方向に作用する冷媒圧力を受ける閉弁用受圧面２２７が形成されている。つまり、弁体２２０のガイド部２２３を抜けてガイド管部２１５に導入された冷媒が、弁体２２０に対して閉弁方向（図中右方向）の圧力を作用させ、弁体２２０の開弁方向に作用する冷媒圧力の一部をキャンセルするようになっている。本実施の形態においては、弁座部２１３の流路断面をガイド管部２１５の流路断面よりも大きく形成しているため、弁体２２０の弁座２１２への着座時においては、閉弁用受圧面２２７は開弁用受圧面２２６よりも小さい受圧面積を有することになる。従って、この閉弁用受圧面２２７で受ける圧力とバネ２１８による弾性力との合力が、開弁用受圧面２２６で受ける冷媒圧力に対抗することになる。
【００４５】
次に、膨張装置２０１におけるリリーフ機構について説明する。
同図（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、膨張装置２０１においては、その前後差圧が予め定める値以上となって弁部２２２が弁座２１２から離間すると、上流側から流入した冷媒の大部分が、弁部２２２と弁座２１２との間隙を介して逃がされ、空間部２４１及び連通孔２１４ａを介して配管５０とシリンダ２１０との間に形成された冷媒流路に導出され、下流側に流される。このようにして、膨張装置２０１内部における冷媒圧力の異常な上昇を防止している。
【００４６】
以上に説明したように、本実施の形態の膨張装置２０１においても、圧力キャンセル構造によって冷媒圧力の一部がキャンセルされるため、バネ２１８として小型のものを採用することができ、その結果、膨張装置２０１全体をコンパクトに構成することができる。
【００４７】
また、膨張装置２０１の前後差圧が予め定める値以上となった場合には、リリーフ機構により、上流側から流入した冷媒を弁体２２０の冷媒通路２２４とは別の流路に逃がすことができるため、膨張装置２０１内部における冷媒圧力の異常な上昇を防止して、内部機器の破損等を防止することができる。
【００４８】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図６は本実施の形態にかかる膨張装置の断面図であり、（Ａ）及び（Ｂ）はその縦断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）のＤ−Ｄ断面矢視図である。尚、本実施の形態において上記第１の実施の形態と同様の構成部分については必要に応じて同一の符号を付す等して、その説明を省略する。
【００４９】
図６（Ａ）に示すように、膨張装置３０１は、円筒状のシリンダ３１０と、シリンダ３１０に内挿された円筒状の弁体３２０とから構成されている。
シリンダ３１０は、後述する弁体３２０のガイド部を摺動可能に支持する小管部３１３と、小管部３１３の流路断面より大きな流路断面を有し、後述する弁体３２０の弁部を内挿する大管部３１４とから構成されている。そして、この小管部３１３と大管部３１４との連通部に形成される段部により弁座３１２が構成されている。
【００５０】
小管部３１３は、同図（Ｃ）に示すように、その側壁の上下に冷媒を導入させる一対の導入孔３１３ａが形成され、その小管部３１３の上流側端部は閉じており、その下流側端部が大管部３１４に連通している。小管部３１３の弁座３１２近傍には、大管部３１４側に所定量拡管する拡管部３１３ｂが形成されている。また、小管部３１３を外側から覆うようにストレーナ３１５が取り付けられている。
【００５１】
大管部３１４の下流側端部近傍には円筒形状のストッパ３１７が固定されており、弁体３２０との間に弁体３２０を弁座３１２の方向に付勢するバネ３１８を介装している。
一方、弁体３２０は、円筒状の本体３２１を有し、その上流側端部に小管部３１３の内面に沿って摺動するガイド部３２２が形成され、その下流側端部に弁座３１２に着脱可能な弁部３２３が形成され、さらに、本体３２１の内部を軸方向に貫通して冷媒を通過させる冷媒通路３２４が形成されている。そして、弁体３２０におけるガイド部３２２と弁部３２３との間の管部３２５の位置で、弁体３２０と小管部３１３との間に上記導入孔３１３ａに連通する空間部３４１が形成されている。
【００５２】
管部３２５の側壁には、空間部３４１と冷媒通路とを連通させるとともに、絞り機構として機能するオリフィス孔３３１が形成され、弁体３２０の着座時には、配管５０から流入した冷媒を導入孔３１３ａ及びオリフィス孔３３１を介して冷媒通路３２４に導入するように構成されている。冷媒通路３２４の下流側端部には、冷媒通路３２４を通過する冷媒の圧力損失を抑制するために所定量拡管した拡管部３３２が形成されている。
【００５３】
ストッパ３１７は、アジャスト機構を備えている。すなわち、ストッパ３１７の外周には雄ネジが形成されおり、シリンダ３１０の下流側端部にはこれと螺合する雌ネジが形成されている。シリンダ３１０に対するストッパ３１７の螺入量を調整してストッパ３１７の位置を調整することにより、バネ３１８の弾性力を調整できるようになっている。
【００５４】
次に、膨張装置３０１における圧力キャンセル構造について説明する。
同図（Ａ）に示すように、膨張装置３０１においては、通常のように弁体３２０の弁部３２３に上流側に面して弁体３２０の開弁方向に作用する冷媒圧力を受ける開弁用受圧面３２６が形成されているが、それに加えて、弁体３２０のガイド部３２２の下流側端面に弁体３２０の閉弁方向に作用する冷媒圧力を受ける閉弁用受圧面３２７が形成されている。つまり、導入孔３１３ａを抜けて空間部３４１に導入された冷媒が、弁体３２０に対して閉弁用受圧面３２７に閉弁方向（図中右方向）の圧力を作用させ、開弁用受圧面３２６に開弁方向（図中左方向）の圧力を作用させる。それにより、弁体３２０の開弁方向に作用する冷媒圧力の一部をキャンセルするようになっている。本実施の形態においては、拡管部３１３ｂが形成されているため、弁体３２０の弁座３１２への着座時においては、閉弁用受圧面３２７は開弁用受圧面３２６よりも小さい受圧面積を有することになる。従って、この閉弁用受圧面３２７で受ける圧力とバネ３１８による弾性力との合力が、開弁用受圧面３２６で受ける冷媒圧力に対抗することになる。
【００５５】
次に、膨張装置３０１におけるリリーフ機構について説明する。
同図（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、膨張装置３０１においては、その前後差圧が予め定める値以上となって弁部３２３が弁座３１２から離間すると、上流側から空間部３４１に流入した冷媒の大部分が、弁部３２３と弁座３１２との間隙の冷媒流路を介して逃がされ、大管部３１４に導出されて下流側に流される。このようにして、膨張装置３０１内部における冷媒圧力の異常な上昇を防止している。
【００５６】
以上に説明したように、本実施の形態の膨張装置３０１においても、圧力キャンセル構造によって冷媒圧力の一部がキャンセルされるため、バネ３１８として小型のものを採用することができ、その結果、膨張装置３０１全体をコンパクトに構成することができる。
【００５７】
また、膨張装置３０１の前後差圧が予め定める値以上となった場合には、リリーフ機構により、上流側から流入した冷媒を弁体３２０の冷媒通路３２４とは別の流路に逃がすことができるため、膨張装置３０１内部における冷媒圧力の異常な上昇を防止して、内部機器の破損等を防止することができる。
【００５８】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。図７は本実施の形態にかかる膨張装置の縦断面図であり、図８は図７（Ａ）のＥ−Ｅ断面矢視図である。尚、本実施の形態の膨張装置の構成は、その大部分が上記第１の実施の形態のものと同様であるため、同様の構成部分については同一の符号を付す等して、その説明を省略する。
【００５９】
図７（Ａ）に示すように、膨張装置４０１は、円筒状のシリンダ１０と、シリンダ１０に内挿された円筒状の弁体４２０とから構成されている。
弁体４２０は、シリンダ１０に内挿される段付円筒状の本体４２１を有し、その本体４２１の上流側端部に弁座１２に着脱可能な弁部４２２が形成され、本体４２１の内部を軸方向に貫通して冷媒を通過させる冷媒通路４２４が形成されている。
【００６０】
弁部４２２は、本体４２１の上流側端部に向かって外径が小さくなるテーパ形状の先端に上流側に所定量延出する延出部を有しており、弁体４２０の着座時に小管部１３に所定量嵌合するように構成されるとともに、図８にも示すように、その上流側先端部の側壁に小管部１３側に開放されたスリット４３１が形成されている。
【００６１】
次に、膨張装置４０１における圧力キャンセル構造については、弁体４２０の弁部４２２に上流側に面して弁体４２０の開弁方向に作用する冷媒圧力を受ける開弁用受圧面４２６の形状が、第１の実施の形態の開弁用受圧面２６の形状とはやや異なるが、閉弁用受圧面２７で受ける圧力とバネ１８による弾性力との合力が、開弁用受圧面４２６で受ける冷媒圧力に対抗する点では同様である。
【００６２】
次に、膨張装置４０１におけるリリーフ機構について説明する。
同図（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、膨張装置４０１においては、その前後差圧が予め定める値以上となって弁部４２２が弁座１２から離間をし始めると、上流側から流入した冷媒の一部が、スリット４３１を介して弁体４２０とシリンダ１０との間に形成された冷媒流路に導出され、下流側に流される。
【００６３】
そして、その前後差圧がさらに上昇すると、スリット４３１により、小管部１３と大管部１４とを連通する開口部が徐々に大きくなっていき、弁体４２０の上流側先端部が小管部１３から脱離したときにその開口部が急激に大きくなる。そして、上流側から流入した冷媒の大部分を、シリンダ１０内の冷媒通路とは別の流路に段階的に逃がして下流側に流すようになっている。
【００６４】
図９は膨張装置４０１による前後差圧と冷媒流路の開口面積との関係を表す説明図である。
同図のように、弁体４２０が弁座１２に着座している間（図７（Ａ）の状態）は、前後差圧が上昇しても、開口面積は中軸部材３０の絞り部の面積で一定となる。そして、前後差圧が予め定める設定値を超えると、冷媒がスリット４３１を介してリリーフされるため、前後差圧の変化に対して開口面積がなだらかに増加する（図７（Ｂ）の状態）。そして、前後差圧がさらに上昇すると、弁体４２０の上流側先端部が小管部１３から脱離するため、前後差圧の変化に対して開口面積が一気に増加する（図７（Ｃ）の状態）。
【００６５】
以上に説明したように、本実施の形態の膨張装置４０１においては、上流側から流入した冷媒を段階的にリリーフしている。その結果、膨張装置４０１内部における冷媒圧力の異常な上昇を防止して、内部機器の破損等を防止することができる。また、このように段階的にリリーフすることで、膨張装置４０１による前後差圧と冷媒流路の開口面積との関係を表す流量特性を第１の実施の形態とは異なる態様に設定することができる。
【００６６】
［第５の実施の形態］
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第２の実施の形態の構成に対し、第４の実施の形態の構成を適用した態様のものである。図１０は本実施の形態にかかる膨張装置の断面図である。尚、本実施の形態の膨張装置の構成は、その大部分が上記第２の実施の形態のものと同様であるため、同様の構成部分については同一の符号を付す等して、その説明を省略する。
【００６７】
図１０（Ａ）に示すように、膨張装置５０１は、円筒状のシリンダ２１０と、シリンダ２１０に内挿された円筒状の弁体５２０とから構成されている。
弁体５２０の弁部５２２は、本体５２１の上流側端部に向かって外径が小さくなるテーパ形状の先端部が上流側に所定量延出しており、弁体５２０の着座時に弁座部２１３に所定量嵌合するように構成されるとともに、その上流側先端部の側壁に弁座部２１３側に開放されたスリット５３１が形成されている。尚、同図（Ａ）〜（Ｃ）に示すスリット５３１の作用については、第４の実施の形態のスリット４３１の作用と同様であるため、その説明については省略する。
【００６８】
このように、本実施の形態の膨張装置５０１においても、スリット５３１を設けたことにより、上流側から流入した冷媒を段階的にリリーフする。その結果、膨張装置５０１による前後差圧と冷媒流路の開口面積との関係を表す流量特性を第１の実施の形態とは異なる態様に設定することができる。
【００６９】
［第６の実施の形態］
次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。本実施の形態はリリーフ機構を２段階に設けたものである。図１１は本実施の形態にかかる膨張装置の断面図であり、図１２はその構成要素である内部シリンダの構成を表す断面図である。図１２において、（Ａ）は内部シリンダの縦断面図であり、（Ｂ）はその平面図であり、（Ｃ）は（Ａ）のＦ−Ｆ断面矢視図であり、（Ｄ）は左側面図であり、さらに（Ｅ）は右側面図である。尚、本実施の形態において上記第１の実施の形態と同様の構成部分については必要に応じて同一の符号を付す等して、その説明を省略する。
【００７０】
図１１（Ａ）に示すように、膨張装置６０１は、第１の実施の形態のシリンダ１０よりも軸方向に長く形成された円筒状のシリンダ６０２と、シリンダ６０２内部の上流側に内挿された第１のリリーフ機構６１０と、下流側に内挿された第２のリリーフ機構６２０とから構成されている。
【００７１】
尚、第１のリリーフ機構６１０については、シリンダ６０２の内部に設けられた段部により構成される第１の弁座１２に着脱自在に着座する第１の弁体２０により構成され、第１の実施の形態のリリーフ機構の構成と同様である。また、第１の弁体２０に圧力キャンセル構造を有することも第１の実施の形態にて述べた通りである。このため、それらの説明については省略する。
【００７２】
一方、第２のリリーフ機構６２０は、第１のリリーフ機構６１０の下流側に連設された内部シリンダ６４０と、その内部に配設された第２の弁体６５０とから構成されている。
内部シリンダ６４０は、図１２に示すように、円筒形状の本体を有し、その本体の上流側端部に内径が小さくなった段部６４１が形成され、その本体の上流側端部にて中軸部材３０の下流側の一端を係止可能に構成されるとともに、段部６４１に中軸部材３０の絞り部に連通する連通孔６４４が貫通して設けられている。
【００７３】
また、内部シリンダ６４０の上流側端部の側壁には上下一対のスリット６４２が形成されて上流側に開放され、下流側端部はその外径がやや大きくなっており、後述するアジャスト機構を構成するアジャスト部６４３を有する。スリット６４２は、内部シリンダ６４０とシリンダ６０２との間に形成される冷媒流路と、内部シリンダ６４０の内部とを連通し、冷媒流路を流れる冷媒を通過させ、内部シリンダ６４０の第２の弁体６５０の下流側に流す。
【００７４】
図１１に戻り、内部シリンダ６４０の上流側端面には、第１の弁体２０との間に介装されるバネ１８が当接しており、上記アジャスト部６４３がアジャスト機構を構成している。すなわち、アジャスト部６４３の外周には雄ネジが形成されおり、シリンダ６０２の下流側端部にはこれと螺合する雌ネジが形成されている。シリンダ６０２に対する内部シリンダ６４０の螺入量を調整してその位置を調整することにより、バネ１８の弾性力を調整できるようになっている。また、内部シリンダ６４０の下流側端部には円筒形状のストッパ６１７が固定されており、第２の弁体２０との間にバネ１８よりも弾性定数の小さいバネ６１８（第２の弾性体）を介装している。
【００７５】
一方、第２の弁体６５０は、内部シリンダ６４０に内挿される円筒状の本体を有し、その本体の一部を構成する弁部６５１及びガイド部６５３を備え、その内部を中軸部材３０の絞り部の流路断面よりも小さな断面を有する第２の冷媒通路６５４が貫通している。
【００７６】
ガイド部６５３は、連通孔６４４の内径にほぼ等しい外径を有し、その上流側先端部によって弁部６５１が構成されている。また、ガイド部６５３の下流側には、外径方向に延出するフランジ部６５２が形成されており、そのフランジ部６５２にバネ６１８の一端が当接している。第２の弁体６５０におけるフランジ部６５２のさらに下流側は、下流側方向に外径が小さくなるテーパ状に形成されている。第２の弁体６５０は、ガイド部６５３が連通孔６４４に沿ってガイドされつつ、段部６４１に対して進退する。弁部６５１は、中軸部材３０の下流側端面を弁座（第２の弁座）として着脱可能に着座する。
【００７７】
また、ストッパ６１７は、アジャスト機構を備えている。すなわち、ストッパ６１７の外周には雄ネジが形成されおり、内部シリンダ６４０の下流側端部にはこれと螺合する雌ネジが形成されている。内部シリンダ６４０に対するストッパ６１７の螺入量を調整してその位置を調整することにより、バネ６１８の弾性力を調整できるようになっている。
【００７８】
次に、膨張装置６０１におけるリリーフ機構について説明する。
図１１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、膨張装置６０１においては、膨張装置６０１の前後差圧が予め定める第１設定値以上となったときに第１のリリーフ機構６１０が動作し、前後差圧が予め定める第２設定値以上となったときに第２のリリーフ機構６２０が動作するように構成されている。本実施の形態では、第１設定値が第２設定値よりも大きく設定されており、第２のリリーフ機構６２０による冷媒の逃がし量よりも、第１のリリーフ機構６１０による冷媒の逃がし量のほうが多くなるように設定されている。そして、まず下流側の第２のリリーフ機構６２０を動作させて小流量の冷媒をリリーフさせ、その後、上流側の第１のリリーフ機構６１０を動作させて大流量の冷媒をリリーフさせるようになっている。
【００７９】
すなわち、膨張装置６０１の前後差圧が第２設定値以上になると、図１１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、第２のリリーフ機構６２０の第２の弁体６５０の上流側先端面が中軸部材３０の下流側端面から離間してそれら当接状態が解除され、それまで中軸部材３０の絞り部から連通孔６４４に流れていた冷媒の一部が、その中軸部材３０の下流側端面と第２の弁体６５０の上流側端面との間隙を通過してリリーフされる。この冷媒は、スリット６４２，内部シリンダ６４０とシリンダ６０２との間の冷媒流路（つまり第２の冷媒通路６５４とは別の流路）を経由して、内部シリンダ６４０の第２の弁体６５０の下流側に流れていく。
【００８０】
そして、膨張装置６０１の前後差圧が第１設定値以上になって第１のリリーフ機構６１０の弁部２２が弁座１２から離間すると、上流側から流入した冷媒の大部分が、弁部２２と弁座１２との間隙を介して逃がされ、第１の弁体２０とシリンダ６０２との間に形成された冷媒流路、及び内部シリンダ６４０とシリンダ６０２との間の冷媒流路、スリット６４２を介して下流側に流される。このようにして、膨張装置６０１内部における冷媒圧力の異常な上昇を防止している。
【００８１】
以上に説明したように、本実施の形態の膨張装置６０１においては、リリーフ機構が、第１のリリーフ機構６１０及び第２のリリーフ機構６２０の２段階に設けられたため、そのリリーフのタイミングをずらすことにより膨張装置６０１内部における冷媒圧力の低減を２段階に行うことができ、さらに、そのリリーフ量を異ならせることにより、様々な冷媒圧力の低減制御を行うことができる。このため、膨張装置６０１の内部機器の動作に影響を与えないように細かな圧力低減制御が実現でき、内部機器の破損等を効果的に防止することができる。
【００８２】
［第７の実施の形態］
次に、本発明の第７の実施の形態について説明する。本実施の形態もリリーフ機構を２段階に設けたものである。図１３は本実施の形態にかかる膨張装置の断面図であり、図１４は図１３（Ａ）のＧ−Ｇ断面矢視図である。尚、本実施の形態において上記第１の実施の形態と同様の構成部分については必要に応じて同一の符号を付す等して、その説明を省略する。
【００８３】
図１３（Ａ）に示すように、膨張装置７０１は、第１の実施の形態のシリンダ１０よりも軸方向に長く形成された円筒状のシリンダ７０２と、シリンダ７０２内部の上流側に内挿された第１のリリーフ機構７１０と、下流側に内挿された第２のリリーフ機構７２０とから構成されている。
【００８４】
尚、第１のリリーフ機構７１０は、シリンダ７０２の内部に設けられた段部により構成される第１の弁座１２に着脱自在に着座する第１の弁体２０により構成され、第２のリリーフ機構７２０は、シリンダ７０２の内部に配設された後述するストッパ７５０の下流側端部により構成される第２の弁座７５２に着脱自在に着座する第２の弁体２０により構成され、いずれも第１の実施の形態のリリーフ機構の構成と同様である。ただし、第１のリリーフ機構７１０の中軸部材３０の流路断面よりも、第２のリリーフ機構７２０の中軸部材７３０の流路断面の方が所定量小さくなるように構成されている。尚、同図においては、上流側の第１の弁体２０の開弁用受圧面及び閉弁用受圧面が、それぞれ第１の開弁用受圧面及び第１の閉弁用受圧面を構成し、下流側の第２の弁体２０の開弁用受圧面及び閉弁用受圧面が、それぞれ第２の開弁用受圧面及び第２の閉弁用受圧面を構成する。
【００８５】
また、第１の弁体２０及び第２の弁体２０のそれぞれに圧力キャンセル構造を有することも第１の実施の形態にて述べた通りであるため、それらの説明については省略する。
第１のリリーフ機構７１０と第２のリリーフ機構７２０との間には、有底円筒状のストッパ７５０が介装されている。ストッパ７５０の中軸部材３０との当接位置には、中軸部材３０の流路断面よりも大きな断面を有する透孔７５１が設けられており、中軸部材３０がその径方向に多少ずれたとしても、冷媒の流れが阻害されないようになっている。また、図１４に示すように、ストッパ７５０の外周の一部はその軸に平行に切り欠かれた切欠部７５３となっており、シリンダ７０２との間に上流側と下流側を連通する冷媒流路を形成する。
【００８６】
また、ストッパ７５０は、アジャスト機構を備えている。すなわち、ストッパ７５０の外周には雄ネジが形成されおり、シリンダ７０２の内壁にはこれと螺合する雌ネジが形成されている。シリンダ７０２に対するストッパ７５０の螺入量を調整してその位置を調整することにより、バネ１８の弾性力を調整できるようになっている。
【００８７】
次に、膨張装置７０１におけるリリーフ機構について説明する。
図１３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、膨張装置７０１においては、第１のリリーフ機構７１０を構成するバネ１８と第２のリリーフ機構７２０を構成するバネ７１８の弾性定数を異ならせており、膨張装置７０１の前後差圧が予め定める第１設定値以上となったときに第１のリリーフ機構７１０が動作し、前後差圧が予め定める第２設定値以上となったときに第２のリリーフ機構７２０が動作するように構成されている。本実施の形態では、第１設定値が第２設定値よりも大きく設定されている。そして、まず下流側の第２のリリーフ機構７２０を動作させて小流量の冷媒をリリーフさせ、その後、上流側の第１のリリーフ機構７１０を動作させて大流量の冷媒をリリーフさせるようになっている。
【００８８】
すなわち、膨張装置７０１の前後差圧が第２設定値以上になると、図１３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、第２のリリーフ機構７２０の弁部２２が第２の弁座７５２から離間し、上流側から中軸部材３０及びストッパ７５０を経由して流入した冷媒の一部分が、弁部２２と弁座７５２との間隙を介して逃がされ、第２の弁体２０とシリンダ７０２との間に形成された冷媒流路を介して下流側に流される。
【００８９】
そして、さらに膨張装置７０１の前後差圧が第１設定値以上になって第１のリリーフ機構７１０の弁部２２が弁座１２から離間すると、上流側から流入した冷媒の大部分が、弁部２２と弁座１２との間隙を介して逃がされ、第１の弁体２０とシリンダ７０２との間に形成された冷媒流路，切欠部７５３とシリンダ７０２との間，第２の弁体２０とシリンダ７０２との間に形成された冷媒流路を介して下流側に流される。このようにして、膨張装置７０１内部における冷媒圧力の異常な上昇を防止している。
【００９０】
以上に説明したように、本実施の形態の膨張装置７０１においても、リリーフ機構が２段階に設けられたため、第６の実施の形態と同様に、膨張装置７０１の内部機器の動作に影響を与えないように細かな圧力低減制御が実現でき、内部機器の破損等を効果的に防止することができる。
【００９１】
［第８の実施の形態］
次に、本発明の第８の実施の形態について説明する。図１５は本実施の形態にかかる膨張装置の断面図である。尚、本実施の形態の膨張装置の構成は、その大部分が上記第１の実施の形態のものと同様であるため、同様の構成部分については同一の符号を付す等して、その説明を省略する。
【００９２】
図１５（Ａ）に示すように、膨張装置８０１は、円筒状のシリンダ１０と、シリンダ１０に内挿された円筒状の弁体８２０とから構成されている。
弁体８２０は、シリンダ１０に内挿される段付円筒状の本体８２１を有し、その本体８２１の上流側端部に弁座１２に着脱可能な弁部８２２が形成され、さらに、本体８２１の内部を軸方向に貫通して冷媒を通過させる冷媒通路８２４が形成されている。
【００９３】
弁部８２２は、本体８２１の上流側端部に向かって外径が小さくなるテーパ形状に形成されており、弁体８２０の上流側先端部が、弁体８２０の着座時に小管部１３の内壁に対して所定の間隙をあけるように挿通される。
【００９４】
次に、膨張装置８０１における圧力キャンセル構造については、弁体８２０の弁部８２２において、上流側に面して弁体８２０の開弁方向に作用する冷媒圧力を受ける開弁用受圧面８２６の形状が、第１の実施の形態の開弁用受圧面２６の形状とはやや異なるが、閉弁用受圧面２７で受ける圧力とバネ１８による弾性力との合力が、開弁用受圧面８２６で受ける冷媒圧力に対抗する点では同様である。
【００９５】
次に、膨張装置８０１におけるリリーフ機構について説明する。
同図（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、膨張装置８０１においては、その前後差圧が予め定める値以上となって弁部８２２が弁座１２から離間をし始めると、上流側から流入した冷媒の一部が、上記弁体８２０と小管部１３との間隙から漏洩する。そして、弁体８２０の上流側先端部が小管部１３から脱離したときに冷媒をそれよりも多く逃がすことにより、冷媒を弁体８２０内の冷媒通路８２４とは別の流路に段階的に逃がして下流側に流すようになっている。
【００９６】
図１６は膨張装置８０１による前後差圧と冷媒流路の開口面積との関係を表す説明図である。
同図のように、弁体８２０が弁座１２に着座している間（図１５（Ａ）の状態）は、前後差圧が上昇しても、開口面積は冷媒通路８２４の面積で一定となる。そして、前後差圧が予め定める設定値を超えると、上記間隙により開口部ができるため、一旦開口面積が増加する（図１５（Ｂ）の状態）。その後、間隙による一定の開口面積の状態が続き、前後差圧がさらに上昇すると、弁体８２０の上流側先端部が小管部１３から脱離するため、前後差圧の変化に対して開口面積が一気に増加する（図１５（Ｃ）の状態）。
【００９７】
以上に説明したように、本実施の形態の膨張装置８０１においては、上流側から流入した冷媒を段階的にリリーフしている。その結果、膨張装置８０１内部における冷媒圧力の異常な上昇を防止して、内部機器の破損等を防止することができる。また、このように段階的にリリーフすることで、膨張装置８０１による前後差圧と冷媒流路の開口面積との関係を表す流量特性を第１の実施の形態とは異なる態様に設定することができる。
【００９８】
尚、このような流量特性は、上記第６，第７の実施の形態においても実現することが可能である。
［第９の実施の形態］
次に、本発明の第９の実施の形態について説明する。図１７は本実施の形態にかかる膨張装置の断面図であり、図１８は図１７（Ａ）のＨ−Ｈ断面矢視図である。尚、本実施の形態の膨張装置の構成は、その大部分が上記第１の実施の形態のものと同様であるため、同様の構成部分については同一の符号を付す等して、その説明を省略する。
【００９９】
図１７（Ａ）に示すように、膨張装置９０１は、円筒状のシリンダ１０と、シリンダ１０に内挿された円筒状の弁体９２０とから構成されている。
弁体９２０は、シリンダ１０に内挿される段付円筒状の本体９２１を有し、その本体９２１の上流側端部に弁座１２に着脱可能な弁部９２２が形成され、本体９２１の内部を軸方向に貫通して冷媒を通過させる冷媒通路９２４が形成されている。
【０１００】
冷媒通路９２４は、その上流側から下流側に拡管する段差部９２５を有し、その段差部９２５の拡管側に絞り機構として機能する円筒状の中軸部材９３０が内挿されている。本実施の形態において、段差部９２５は、ガイド部２３よりも下流側に設けられており、中軸部材９３０は、第１の実施の形態の中軸部材３０よりも軸方向に短く形成されている。
【０１０１】
また、図１８にも示すように、弁体９２０の段差部９２５よりやや下流側の側壁には、冷媒通路９２４の内外を連通する連通孔９４１が形成されている。
次に、膨張装置９０１における圧力キャンセル構造については、段差部９２５の閉弁用受圧面９２７で受ける圧力とバネ１８による弾性力との合力が、開弁用受圧面２６で受ける冷媒圧力に対抗する点で第１の実施の形態と同様である。
【０１０２】
次に、膨張装置９０１におけるリリーフ機構について説明する。
同図（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、膨張装置９０１においては、弁体９２０の着座時には連通孔９４１が開放され、冷媒通路９２４を流れる冷媒の一部が別の流路に逃がされ、その前後差圧が予め定める値以上となって弁部９２２が弁座１２から離間をし始めると、中軸部材９３０の上流側先端部が連通孔９４１を閉塞する。そして、弁体９２０の上流側先端部が小管部１３から脱離したときに、上流側から流入した冷媒の大部分が、弁部９２２と弁座１２との間隙を介して逃がされ、弁体９２０とシリンダ１０との間に形成された冷媒流路及びストッパ１７の複数の長孔１７ｂを介して下流側に流される。このようにして、膨張装置９０１内部における冷媒圧力の異常な上昇を防止している。
【０１０３】
図１９は膨張装置９０１による前後差圧と冷媒流路の開口面積との関係を表す説明図である。
同図のように、弁体９２０が弁座１２に着座している間（図１７（Ａ）の状態）は、前後差圧が上昇しても、開口面積は冷媒通路９２４と連通孔９４１の合計面積で一定となる。そして、前後差圧が予め定める値以上になると、連通孔９４１が閉じ始めるため、一旦開口面積が減少する（図１７（Ｂ）の状態）。その後、前後差圧がさらに上昇すると、弁体９２０の上流側先端部が小管部１３から脱離するため、前後差圧の変化に対して開口面積が一気に増加する（図１７（Ｃ）の状態）。
【０１０４】
以上に説明したように、本実施の形態の膨張装置９０１においては、上流側から流入した冷媒のリリーフを一旦停止することで開口面積を一旦減少させるなどし、膨張装置９０１による前後差圧と冷媒流路の開口面積との関係を表す流量特性を第１の実施の形態とは異なる態様に設定することができる。
【０１０５】
また、開口面積を一旦減少させて冷媒流量を一時的に減らすことにより、過冷却度（サブクール）を高めるなどして、膨張装置９０１としての冷却性能を高めることもできる。
［第１０の実施の形態］
次に、本発明の第１０の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第２の実施の形態の構成に対し、第９の実施の形態の構成を適用した態様のものである。図２０は本実施の形態にかかる膨張装置の断面図であり、図２１は図２０（Ａ）のＩ−Ｉ断面矢視図である。尚、本実施の形態の膨張装置の構成は、その大部分が上記第２の実施の形態のものと同様であるため、同様の構成部分については同一の符号を付す等して、その説明を省略する。
【０１０６】
図２０（Ａ）に示すように、膨張装置１００１は、円筒状のシリンダ２１０と、シリンダ２１０に内挿された円筒状の弁体１０２０とから構成されている。
図２１にも示すように、弁体１０２０の側壁において、弁部２２２の下流側の空間部２４１に対向する位置には、冷媒通路２２４の内外を連通する連通孔１０４１が形成されている。
【０１０７】
次に、膨張装置１００１におけるリリーフ機構について説明する。
図２０（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、膨張装置１００１においては、弁体１０２０の着座時には連通孔１０４１が開放され、冷媒通路２２４を流れる冷媒の一部が、空間部２４１及び連通孔２１４ａを介して配管５０とシリンダ２１０との間に形成された冷媒流路に導出され、下流側に流される。そして、その前後差圧が予め定める値以上となって弁部２２２が弁座２１２から離間をし始めると、弁体１０２０が下流側に移動し、ガイド管部２１５によって連通孔１０４１が閉塞される。そして、弁体１０２０の上流側先端部が弁座部２１３から脱離したときに、上流側から流入した冷媒の大部分が、弁部２２２と弁座２１２との間隙を介して逃がされ、下流側に流される。このようにして、膨張装置１００１内部における冷媒圧力の異常な上昇を防止している。
【０１０８】
このように、本実施の形態の膨張装置１００１においても、連通孔１０４１を設けたことにより、上流側から流入した冷媒を段階的にリリーフする。その結果、膨張装置１００１による前後差圧と冷媒流路の開口面積との関係を表す流量特性を第２の実施の形態とは異なる態様に設定することができる。
【０１０９】
また、開口面積を一旦減少させて冷媒流量を一時的に減らすことにより、過冷却度を高めるなどして、膨張装置１００１としての冷却性能を高めることもできる。
［第１１の実施の形態］
次に、本発明の第１１の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第７の実施の形態に類似した構成の一部に対し、第９の実施の形態の構成を適用した態様のものである。図２２は本実施の形態にかかる膨張装置の断面図であり、図２３は図２２（Ａ）のＪ−Ｊ断面矢視図である。尚、第７の実施の形態と同様の構成部分については同一の符号を付す等して、その説明を省略する。
【０１１０】
図２２（Ａ）に示すように、膨張装置１１０１は、シリンダ７０２内部の上流側に内挿された第１のリリーフ機構７１０と、下流側に内挿された第２のリリーフ機構１２２０とから構成されている。
【０１１１】
第２のリリーフ機構１２２０は、第２の弁体１１２０及びストッパ７５０から構成されている。
第２の弁体１１２０は、段付円筒状の本体を有し、その上流側端部がテーパ状に縮管してその先端から軸方向に延びるガイド部１１２２が形成され、下流側端部に外径方向に延出するフランジ部１１２３が形成されている。ガイド部１１２２は、円筒状のストッパ７５０に挿通され軸方向に進退可能に支持され、そのテーパ部の内部に段差部１１２５が形成されている。この段差部１１２５の下流側の断面は、ストッパ７５０の流路断面よりも大きく形成されている。また、そのテーパ部の外面部がストッパ７５０の下流側端面の弁座７５２に着座可能な弁部１１２１を構成している。
【０１１２】
また、図２３にも示すように、そのテーパ部近傍のガイド部１１２２側壁には、冷媒通路１１２４の内外を連通する連通孔１１４１が形成されている。一方、弁体１１２０の下流側端部は、下流側に外径が小さくなるテーパ形状となってストッパ１７の端面に当接しており、弁体１１２０とシリンダ７０２との間に形成された冷媒流路を長孔１７ｂに連通させるように構成されている。フランジ部１１２３とストッパ７５０の下流側端面との間には、第２の弁体１１２０を下流側に付勢するバネ１１１８が介装されている。
【０１１３】
次に、膨張装置１１０１におけるリリーフ機構について説明する。
図２２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、膨張装置１１０１においては、その前後差圧が予め定める第２設定値未満のときには弁体１１２０が着座しておらず、連通孔１１４１が開放され、冷媒通路１１２４を流れる冷媒の一部が、連通孔１１４１を介して弁体１１２０とシリンダ７０２との間に形成された冷媒流路に導出され、フランジ部１１２３の外側及び長孔１７ｂを通って下流側に流される。そして、その前後差圧が第２設定値以上となって弁部１１２１が弁座７５２方向へ移動し始めると、第２の弁体１１２０が上流側に移動してストッパ７５０によって連通孔１１４１が閉塞され始め、弁部１１２１が弁座７５２に着座した際には、連通孔１１４１が完全に閉塞される。
【０１１４】
そして、さらに前後差圧が第２設定値よりも大きい予め定める第１設定値以上になると、第１のリリーフ機構７１０が前述のような動作を行う。つまり、弁体２０の弁部２２が弁座１２から脱離して、上流側から流入した冷媒の大部分が、弁部２２と弁座１２との間隙を介して逃がされ、第１の弁体２０とシリンダ７０２との間に形成された冷媒流路，切欠部７５３とシリンダ７０２との間，第２のリリーフ機構１２２０の弁体１１２０とシリンダ７０２との間に形成された冷媒流路を介して下流側に流される。このようにして、膨張装置１１０１内部における冷媒圧力の異常な上昇を防止している。
【０１１５】
図２４は膨張装置１１０１による前後差圧と冷媒流路の開口面積との関係を表す説明図である。
同図のように、第２の弁体１１２０が弁座７５２に着座する前においては、前後差圧が上昇しても、開口面積は冷媒通路１１２４と連通孔１１４１の合計面積で一定となる（図２２（Ａ）の状態）。そして、前後差圧が予め定める第２設定値を超えると、連通孔１１４１が閉じ始めて一旦開口面積が減少し、連通孔１１４１が完全に閉じると、開口面積は再び一定となる（図２２（Ｂ）の状態）。その後、前後差圧がさらに上昇すると、第１のリリーフ機構７１０側の弁部２２が弁座１２から脱離するため、前後差圧の変化に対して開口面積が一気に増加する（図２２（Ｃ）の状態）。
【０１１６】
以上に説明したように、本実施の形態の膨張装置１１０１においても、連通孔１１４１を設けたことにより、上流側から流入した冷媒を段階的にリリーフする。その結果、膨張装置１１０１による前後差圧と冷媒流路の開口面積との関係を表す流量特性を第７の実施の形態とは異なる態様に設定することができる。
【０１１７】
また、開口面積を一旦減少させて冷媒流量を一時的に減らすことにより、過冷却度を高めるなどして、膨張装置１１０１としての冷却性能を高めることもできる。
［第１２の実施の形態］
次に、本発明の第１２の実施の形態について説明する。図２５は本実施の形態にかかる膨張装置の縦断面図である。図２６は当該膨張装置の横断面図であり、（Ａ）は図２５（Ａ）のＫ−Ｋ断面矢視図であり、（Ｂ）は図２５（Ａ）のＬ−Ｌ断面矢視図である。尚、本実施の形態の膨張装置の構成は、その大部分が上記第１の実施の形態のものと同様であるため、同様の構成部分については同一の符号を付す等して、その説明を省略する。
【０１１８】
図２５（Ａ）に示すように、膨張装置１２０１においては、中軸部材１２３０が円柱状の中実部材として構成され、その下流側端部が後述するストッパ１２１７に固定されている。図２６（Ａ）にも示すように、中軸部材１２３０の外径は、弁体２０の段差部２５の下流側の内径よりも所定量小さく形成されており、弁体２０の内面との間に間隙１２２５を形成している。この間隙１２２５は、冷媒通路２４に連通して絞り機構として機能する。
【０１１９】
また、ストッパ１２１７は、第１の実施の形態のストッパ１７に類似した形状を有するが、図２６（Ａ）に示すように、その底面の上下に一対の長孔１２１７ａが設けられ、これら長孔１２１７ａの間に中軸部材１２３０の一端を固定するための円形状の固定部１２１７ｂが形成されている。
【０１２０】
次に、膨張装置１２０１におけるリリーフ機構について説明する。
図２５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、膨張装置１２０１においては、その前後差圧が予め定める値未満であるときには弁体２０が弁座１２に着座している。このため、上流側から流入した冷媒は、冷媒通路２４に導入されると間隙１２２５を通過することにより減圧され、長孔１２１７ａを介して下流側に導出される。
【０１２１】
そして、前後差圧が予め定める値以上となって弁部２２が弁座１２から離間すると、上流側から流入した冷媒の大部分を、弁体２０とシリンダ１０との間に形成された冷媒流路に逃がして下流側に流すようになっている。
【０１２２】
以上に説明した膨張装置１２０１においては、中軸部材１２３０がストッパ１２１７に固定されているため、間隙１２２５をほぼ一定状態に保持することができ、冷媒流れの再現性等を確保することができる。
【０１２３】
尚、冷媒流れの再現性等が問題にならない場合には、中軸部材１２３０をストッパ１２１７に固定しないでもよい。
［第１３の実施の形態］
次に、本発明の第１３の実施の形態について説明する。図２７は本実施の形態にかかる膨張装置の断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）のＭ−Ｍ断面矢視図である。尚、本実施の形態の膨張装置の構成は、上記第１１の実施の形態の下流側の構成と類似しているため、同様の構成部分については同一の符号を付す等して、その説明を省略する。
【０１２４】
図２７（Ａ）に示すように、膨張装置１３０１においては、その弁体１３２０が、第１１の実施の形態の第２の弁体１１２０において連通孔１１４１を形成しないものに相当する構造を有し、そのガイド部１１２２が小管部１３に挿通され軸方向に進退可能に支持されている。また、弁体１３２０の下流側端部が弁部１３２１を構成し、下流側に配置されたストッパ１７の上流側端面（弁座）に着座可能に構成されている。さらに、弁体１３２０のフランジ部１１２３とシリンダ１３１０の段部との間には、弁体１３２０を下流側に付勢するバネ１１１８が介装されている。
【０１２５】
また、同図（Ｃ）にも示すように、弁体１３２０の下流側には、円柱状の一側面をその下流側端部を残して軸方向に平行に切り取った切欠部１３３０ａを有する中軸部材１３３０が内挿され、弁体１３２０の内面との間に冷媒流路１３３１を形成している。
【０１２６】
次に、膨張装置１３０１におけるリリーフ機構について説明する。
図２７（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、膨張装置１３０１においては、その前後差圧が予め定める値未満であるときには弁体１３２０がストッパ１７の上流側端面に着座している。このため、上流側から流入した冷媒は、冷媒通路１１２４に導入されると、中軸部材１３３０を貫通する絞り部を通過することにより減圧され、透孔１７ａを介して下流側に導出される。
【０１２７】
そして、前後差圧が予め定める値以上となって弁部１３２１がストッパ１７から離間すると、冷媒流路１３３１がシリンダ１３１０に対して開放される。そして、上流側から流入した冷媒の大部分を、冷媒流路１３３１，中軸部材１３３０とシリンダ１３１０との間，長孔１７ｂを介して下流側に逃がすようになっている。
【０１２８】
［第１４の実施の形態］
次に、本発明の第１４の実施の形態について説明する。図２８は本実施の形態にかかる膨張装置の断面図であり、図２９は図２８（Ａ）のＮ−Ｎ断面矢視図である。尚、本実施の形態の膨張装置の構成は、その大部分が上記第１３の実施の形態の構成と同様であるため、同様の構成部分については同一の符号を付す等して、その説明を省略する。
【０１２９】
図２８（Ａ）及び図２９に示すように、膨張装置１４０１は、上記第１３の実施の形態の中軸部材１３３０の側面において切欠部１３３０ａと周方向にずれた位置に所定幅の溝部１４３０ａを形成した態様の中軸部材１４３０を備える。この溝部１４３０ａは、切欠部１３３０ａよりも所定量下流側まで延設され、弁体１３２０の内面との間に上記冷媒流路１３３１よりも小さな流路断面を有する冷媒流路１４３２を形成している。
【０１３０】
次に、膨張装置１４０１におけるリリーフ機構について説明する。
図２８（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、膨張装置１４０１においては、その前後差圧が予め定める値以上となって弁部１３２１がストッパ１７から離間すると、まず、冷媒流路１４３２がシリンダ１３１０に対して開放され、上流側から流入した冷媒の一部を、冷媒流路１４３２，中軸部材１４３０とシリンダ１３１０との間，長孔１７ｂを介して下流側に逃がす、そしてさらに前後差圧が高くなると、弁体１３２０がさらに上流側に移動することにより冷媒流路１３３１が開放される。それによって、上流側から流入した冷媒の大部分を、冷媒流路１３３１，中軸部材１４３０とシリンダ１３１０との間，長孔１７ｂを介して下流側に逃がすようになっている。
【０１３１】
［第１５の実施の形態］
次に、本発明の第１５の実施の形態について説明する。図３０は本実施の形態にかかる膨張装置の断面図である。尚、本実施の形態の膨張装置の構成は、その大部分が上記第１３の実施の形態の構成と同様であるため、同様の構成部分については同一の符号を付す等して、その説明を省略する。
【０１３２】
図３０（Ａ）に示すように、膨張装置１５０１の弁体１５２０は、上記第１３の実施の形態の弁体１３２０の上流側テーパ部近傍のガイド部１１２２側壁に、冷媒通路１１２４の内外を連通する連通孔１５２１が形成された態様のガイド部１４２２を有する。
【０１３３】
次に、膨張装置１５０１におけるリリーフ機構について説明する。
図３０（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、膨張装置１５０１においては、その前後差圧が予め定める第２設定値未満のときには連通孔１５２１が開放され、冷媒通路１１２４を流れる冷媒の一部が、連通孔１５２１を介して弁体１５２０とシリンダ１３１０との間に形成された冷媒流路に導出され、フランジ部１１２３の外側及び長孔１７ｂを通って下流側に流される。そして、その前後差圧が第２設定値以上となって弁体１５２０が上流側へ移動すると小管部１３によって連通孔１５２１が閉塞される。
【０１３４】
そして、さらに前後差圧が第２設定値よりも大きい予め定める第１設定値以上になると、弁体１５２０がさらに上流側に移動することにより冷媒流路１３３１が開放される。それによって、上流側から流入した冷媒の大部分を、冷媒流路１３３１，中軸部材１３３０とシリンダ１３１０との間，長孔１７ｂを介して下流側に逃がすようになっている。
【０１３５】
［第１６の実施の形態］
次に、本発明の第１６の実施の形態について説明する。図３１は本実施の形態にかかる膨張装置の断面図である。尚、本実施の形態の膨張装置の構成は、上記第１２及び第１３の実施の形態を合せたような構成を有するため、これらの実施の形態と同様の構成部分については同一の符号を付す等して、その説明を省略する。
【０１３６】
図３１（Ａ）に示すように、膨張装置１６０１においては、中軸部材１６３０が円柱状の中実部材として構成され、その下流側端部がストッパ１２１７に固定されている。中軸部材１６３０の外径は、弁体１３２０の段差部１１２５の下流側の内径よりも所定量小さく形成されており、弁体１３２０の内面との間に間隙１６２５を形成している。この間隙１６２５は、冷媒通路１１２４に連通して絞り機構として機能する。さらに、中軸部材１６３０には、その下流側端部を残して軸方向に平行に切り取った切欠部１６３０ａが設けられ、弁体１３２０の内面との間に冷媒流路１６３１を形成している。
【０１３７】
次に、膨張装置１６０１におけるリリーフ機構について説明する。
図３１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、膨張装置１６０１においては、その前後差圧が予め定める値未満のときには、上流側から流入した冷媒が間隙１６２５を通過することにより減圧され、長孔１２１７ａを介して下流側に導出される。
【０１３８】
そして、前後差圧が予め定める値以上となって弁部１３２１がストッパ１２１７から離間すると、上流側から流入した冷媒の大部分を、冷媒流路１６３１，中軸部材１６３０とシリンダ１３１０との間，長孔１７ｂを介して下流側に逃がすようになっている。
【０１３９】
［第１７の実施の形態］
次に、本発明の第１７の実施の形態について説明する。図３２は本実施の形態にかかる膨張装置の縦断面図である。また、図３３は当該膨張装置の横断面図等であり、（Ａ）は図３２（Ａ）のＯ−Ｏ矢視断面図であり、（Ｂ）は図３２のＰ方向矢視図である。尚、本実施の形態において上記第１の実施の形態とほぼ同様の構成部分については必要に応じて同一の符号を付す等して、その説明を省略する。
【０１４０】
本実施の形態は、圧力キャンセルの精度を向上させる構成を実現するものである。すなわち、例えば図２に示した第１の実施の形態のように、弁部２２の受圧面が上流側に面したテーパ形状をなす構成においては、弁体２０が弁座１２から離間するにつれてその有効受圧面積が小さくなる傾向がある。その結果、実際には、図３５に点線にて示されるように、差圧の上昇とともに開口面積の増加率が減少して圧力キャンセルのバランスがくずれたり、リリーフ作用が低下してしまう問題が生じることがある。本実施の形態の膨張装置１７０１は、このような問題を解決するものである。
【０１４１】
図３２（Ａ）に示すように、膨張装置１７０１は、円筒状のシリンダ１０と、シリンダ１０に内挿された円筒状の弁体１７２０とから構成されている。シリンダ１０の大管部１４の下流側端部近傍には円板状のストッパ１７１７が固定されており、弁体１７２０との間に弁体１７２０を弁座１２側（閉弁方向）に付勢するバネ１８を介装している。
【０１４２】
弁体１７２０は、シリンダ１０に内挿される段付円筒状の本体を有し、弁座１２に着脱可能な円筒状の弁部１７２１と、その下流側に配置される段付円筒状のガイド部１７２２とから構成されている。
【０１４３】
弁部１７２１の上流側端部には、上流側に向かって外径が小さくなるテーパ部が設けられており、着座の際にはその先端部が小管部１３に所定量内挿されるようになっている。
ガイド部１７２２は、図３３（Ａ）に示すように、ほぼ六角形状の断面を有する本体部１７２３と、その下流側に縮管して連設された円筒状の縮管部１７２４とから構成されている。本体部１７２３の各頂点部分は大管部１４の内周面に沿った円弧状に形成され、各頂点部分の間に冷媒を流通可能な冷媒流路が形成されている。弁体１７２０は、そのガイド部１７２２の各頂点部分が大管部１４の内面に沿って摺動することにより、シリンダ１０内を安定して進退するようになっている。また、縮管部１７２４にはバネ１８の一端部外挿されている。
【０１４４】
本体部１７２３の上流側端部はやや拡径しており、弁部１７２１の下流側端部が圧入固定されている。このため、ガイド部１７２２における弁部１７２１と縮管部１７２４との間には空間部Ｓ１が形成されている。この空間部Ｓ１には、後述する段付円柱状の軸状部材１７３０が部分的に内挿されている。
【０１４５】
ストッパ１７１７は、図３３（Ｂ）にも示すように、その中心を貫通するネジ孔１７１７ａが設けられており、このネジ孔１７１７ａの周りには、冷媒流路となる３つの長孔１７１７ｂがそれぞれ等間隔（１２０度おき）に配設されている。これら３つの長孔１７１７ｂを合わせた流路面積は、弁体１７２０が開弁状態になったときの弁部１７２１と弁座１２との間隙により形成される流路面積よりも十分に大きくなっており、長孔１７１７ｂにおいて冷媒の圧力損失が発生するのを抑制している。
【０１４６】
このストッパ１７１７は、アジャスト機構を備えている。すなわち、ストッパ１７１７の外周には雄ネジが形成されおり、シリンダ１０の下流側端部にはこれと螺合する雌ネジが形成されている。そして、シリンダ１０に対するストッパ１７１７の螺入量を調整してストッパ１７１７の位置を調整することにより、バネ１８の弾性力を調整できるようになっている。また、ストッパ１７１７のネジ孔１７１７ａには、すりわり又は六角穴付きの止めネジ１７４０（係止部材）が螺合して挿通され、その先端で軸状部材１７３０の下流側端面を支持している。そして、ストッパ１７１７に対する止めネジ１７４０の螺入量を調整してこの止めネジ１７４０の位置を調整することにより、シリンダ１０内における軸状部材１７３０の軸方向の位置を調整できるようになっている。
【０１４７】
図３４は本実施の形態の絞り機構の構成を表す説明図であり、（Ａ）は弁体１７２０近傍の構造を表す部分拡大断面図であり、（Ｂ）及び（Ｃ）は（Ａ）のＱ部拡大図である。
同図（Ａ）に示すように、軸状部材１７３０は、その上流側端部に上流側に向かって断面が大きくなるテーパ部１７３１が形成され、そのテーパ部１７３１のテーパ面と縮管部１７２４の内周端縁部１７２４ａとの間隙によって絞り流路が形成されるようになっている。この絞り流路は、同図（Ｂ）に示すように弁体１７２０が弁座１２に着座している際には、その間隙を通常の絞り機構としての流路断面を実現する設定値ｃ１に保持する。このため、この絞り流路を境に上流側が高圧部、下流側が低圧部となる。しかし、同図（Ｃ）に示すように弁体１７２０が弁座１２から離間すると、その間隙が設定値ｃ１よりも大きな値ｃ２となり、冷媒をより多く流すことができる反面、その絞り機構としての機能は低下する。尚、この閉弁時の絞り流路の大きさは、上述したアジャスト機構によって軸状部材１７３０の位置を調整することにより、自由に設定することができる。
【０１４８】
また、軸状部材１７３０の上流側端面には、図３３（Ａ）にも示したように、一つの径方向に貫通する溝１７３２が形成され、その残余の端面によって弁部１７２１ひいては弁体１７２０を下流側から係止可能に構成されている。そして、この溝１７３２は弁部１７２１内の冷媒通路に連通しているため、弁部１７２１が軸状部材１７３０に係止されている際にも、その溝１７３２によって形成される連通路、空間部Ｓ１、及び縮管部１７２４を介して冷媒を下流側へ導出できるようになっている。
【０１４９】
次に、膨張装置１７０１における圧力キャンセル構造について説明する。
膨張装置１７０１においては、図３４（Ｂ）に示すように、上流側から小管部１３内の冷媒通路に導入された高圧冷媒に対して、弁部１７２１の上流側端面の小管部１３に内挿される部分１７５１と、ガイド部１７２２の縮管部１７２４の上流側端面１７５２によって開弁用受圧面が形成され、弁部１７２１の下流側端面１７５３によって閉弁用受圧面が形成されている。そして、この開弁用受圧面全体の受圧面積が閉弁用受圧面全体の受圧面積よりも大きくなるように、縮管部１７２４の内径が小管部１３の内径よりも小さくなっている（点線部参照）。すなわち、弁体１７２０の空間部Ｓ１に導入された冷媒が、弁体１７２０に対して閉弁方向（図中右方向）の圧力を作用させ、弁体１７２０の開弁方向に作用する冷媒圧力の一部をキャンセルするようになっている。従って、この閉弁用受圧面で受ける圧力とバネ１８による弾性力との合力が、開弁用受圧面で受ける冷媒圧力に対抗することになる。
【０１５０】
次に、膨張装置１７０１におけるリリーフ機構について説明する。
図３２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、膨張装置１７０１においては、その前後差圧が予め定める値以上となって弁部１７２１が弁座１２から離間すると、上流側から流入した冷媒の大部分が、弁部１７２１と弁座１２との間隙を介して逃がされ、弁体１７２０とシリンダ１０との間に形成された冷媒流路及びストッパ１７１７の複数の長孔１７１７ｂを介して下流側に流される。このようにして、膨張装置１７０１内部における冷媒圧力の異常な上昇を防止している。
【０１５１】
図３５は膨張装置１７０１による前後差圧と冷媒流路の開口面積との関係を表す説明図である。
同図のように、弁体１７２０が弁座１２に着座している間（図３２（Ａ）の状態）は、前後差圧が上昇しても、開口面積は絞り流路によって規制されて一定となる。そして、前後差圧が予め定める値以上になると、弁体１７２０が弁座１２から離脱して冷媒が外側の冷媒流路にリリーフして圧力が開放されるため、開口面積が一気に大きくなる（図３２（Ｂ）の状態）。その際、図３５に点線にて示したように差圧の上昇とともに開口面積の増加率が低下するのを防止又は抑制することができ、図中の実線にて示されるように、受圧の減少による特性の変化を防ぎ、冷媒を十分にリリーフさせることができる。
【０１５２】
これは、開弁時において、弁体１７２０の有効受圧面積の変化（減少）と縮管部１７２４の有効受圧面積の変化（増加）とが相殺し、弁体１７２０のリフト量による受圧変化をキャンセルすることができるためと考えられる。
【０１５３】
以上に説明したように、本実施の形態の膨張装置１７０１においても、圧力キャンセル構造によって冷媒圧力の一部がキャンセルされるため、バネ１８として小型のものを採用することができ、その結果、膨張装置１７０１全体をコンパクトに構成することができる。
【０１５４】
また、膨張装置１７０１の前後差圧が予め定める値以上となった場合には、リリーフ機構により、上流側から流入した冷媒を、絞り流路を経由する通常の冷媒通路とは別の流路に逃がすことができるため、膨張装置１７０１内部における冷媒圧力の異常な上昇を防止して、内部機器の破損等を防止することができる。
【０１５５】
また、上述のように、弁体１７２０の弁開状態に応じて下流側の絞り流路の流路断面が大きくなるように構成したため、受圧の減少による特性の変化を防ぎ、圧力キャンセルのバランスを保持するとともに、リリーフ作用を向上させることができる。
【０１５６】
尚、本実施の形態においては、縮管部１７２４の内径が小管部１３の内径よりも小さくなるようにしたが、これらの内径をほぼ同じに構成してもよい。このように構成しても、下流側の絞り流路の流路断面が大きくなる構成により、上記圧力キャンセルのバランス保持等の効果を期待することができる。
【０１５７】
また、軸状部材１７３０をシリンダ１０内で安定に保持するためのガイド手段を設けてもよい。例えば、軸状部材１７３０の上流側端部においてその外周面の複数箇所に半径方向外側に延出して弁体１７２０のガイド部１７２２の内周面にガイドされるガイド部を設けるようにしてもよい。
【０１５８】
［第１８の実施の形態］
次に、本発明の第１８の実施の形態について説明する。図３６は本実施の形態にかかる膨張装置の縦断面図である。また、図３７は当該膨張装置の横断面図等であり、（Ａ）は図３６（Ａ）のＲ−Ｒ矢視断面図であり、（Ｂ）は図３６（Ａ）のＳ方向矢視図である。尚、本実施の形態において上記第１の実施の形態とほぼ同様の構成部分については必要に応じて同一の符号を付す等して、その説明を省略する。
【０１５９】
図３６（Ａ）に示すように、膨張装置１８０１は、円筒状のシリンダ１０と、シリンダ１０に内挿された円筒状の弁体１８２０と、シリンダ１０内で支持された球状のボール弁座１８３０とから構成されている。シリンダ１０の大管部１４の下流側端部近傍には有底円筒状のストッパ１８１７が固定されており、このストッパ１８１７と弁体１８２０との間にボール弁座１８３０が介装されている。また、小管部１３の下流側端面と弁体１８２０との間には、弁体１８２０をボール弁座１８３０側（閉弁方向）に付勢するバネ１８が介装されている。
【０１６０】
弁体１８２０は、下流側に向かって２段階に拡管した段付円筒状の本体を有し、その中央の円筒部が本体部１８２１を構成し、その本体部１８２１の上流側に縮管して縮管部１８２２が設けられ、その本体部１８２１の下流側に拡管してガイド部１８２３が設けられている。そして、本体部１８２１の下流側端部により円筒状の弁部１８２４が形成されている。
【０１６１】
縮管部１８２２は、小管部１３よりもやや小さな外径を有し、小管部１３に進退可能に挿通され、その小管部１３との間隙により絞り流路（絞り機構）を形成するように構成されている。この縮管部１８２２と本体部１８２１との接続部の内外形状は、本体の上流側端部に向かって外径が小さくなるテーパ形状となっている。
【０１６２】
ガイド部１８２３は、図３７（Ａ）に示すように、ほぼ六角形状の断面を有し、その各頂点部分が大管部１４の内周面に沿った円弧状に形成され、各頂点部分の間に冷媒を流通可能な冷媒流路が形成されている。弁体１８２０は、そのガイド部１８２３の各頂点部分が大管部１４の内面に沿って摺動することにより、シリンダ１０内を安定して進退するようになっている。また、ガイド部１８２３の内部は下流側に向かって断面が大きくなるテーパ状をなし、そのテーパ部の下流側対向面によってボール弁座１８３０の上流側部分を覆うように収容できるようになっている。図示のように、弁体１８２０の弁部１８２４がボール弁座１８３０に着座した際には、このテーパ部とボール弁座１８３０との間に所定の間隙が形成されるように構成されている。このとき、ボール弁座１８３０は、ストッパ１８１７の上流側端面と弁部１８２４との間に挟持されるようにして支持される。上述したバネ１８は、本体部１８２１に外挿されつつ、このガイド部１８２３の上流側端面と小管部１３の下流側端面との間に介装されている。
【０１６３】
ストッパ１８１７は、図３７（Ｂ）にも示すように、その中心の周りに冷媒流路となる３つの長孔１８１７ａがそれぞれ等間隔（１２０度おき）に配設されている。これら３つの長孔１８１７ａを合わせた流路面積は、弁体１８２０が開弁状態になったときの弁部１８２４とボール弁座１８３０との間隙により形成される流路面積よりも十分に大きくなっており、長孔１８１７ａにおいて冷媒の圧力損失が発生するのを抑制している。
【０１６４】
このストッパ１８１７は、アジャスト機構を備えている。すなわち、ストッパ１８１７の外周には雄ネジが形成されおり、シリンダ１０の下流側端部にはこれと螺合する雌ネジが形成されている。そして、シリンダ１０に対するストッパ１８１７の螺入量を調整してストッパ１８１７の位置を調整することにより、上流側に支持するボール弁座１８３０の位置を調整できるようになっている。
【０１６５】
次に、膨張装置１８０１における圧力キャンセル構造について説明する。
膨張装置１８０１においては、縮管部１８２２の上流側端面により閉弁用受圧面が形成され、弁体１８２０内部における縮管部１８２２と本体部１８２１との境界のテーパ部の下流側対向面により、この閉弁用受圧面よりも大きな受圧面積を有する開弁用受圧面が形成されている。すなわち、上流側から導入された冷媒が、弁体１８２０に対して閉弁方向（図中左方向）の圧力を作用させ、弁体１８２０の開弁方向に作用する冷媒圧力の一部をキャンセルするようになっている。従って、この閉弁用受圧面で受ける圧力とバネ１８による弾性力との合力が、開弁用受圧面で受ける冷媒圧力に対抗することになる。
【０１６６】
次に、膨張装置１８０１におけるリリーフ機構について説明する。
図３６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、膨張装置１８０１においては、その前後差圧が予め定める値以上となって弁部１８２４がボール弁座１８３０から離間すると、上流側から流入した冷媒の大部分が、弁部１８２４とボール弁座１８３０との間隙を介して逃がされ、ストッパ１８１７の複数の長孔１８１７ａを介して下流側に流される。このようにして、膨張装置１８０１内部における冷媒圧力の異常な上昇を防止している。
【０１６７】
膨張装置１８０１においても、その前後差圧と冷媒流路の開口面積との関係は、前述した図３５に示したものとほぼ同様のものとなる。
すなわち、弁体１８２０がボール弁座１８３０に着座している間（図３６（Ａ）の状態）は、前後差圧が上昇しても、開口面積は縮管部１８２２と小管部１３との間隙からなる絞り流路によって規制されて一定となる。そして、前後差圧が予め定める値以上になると、弁体１８２０がボール弁座１８３０から離脱して冷媒が内側の冷媒流路にリリーフして圧力が開放されるため、開口面積が一気に大きくなる（図３６（Ｂ）の状態）。
【０１６８】
以上に説明したように、本実施の形態の膨張装置１８０１においても、圧力キャンセル構造によって冷媒圧力の一部がキャンセルされるため、膨張装置１８０１全体をコンパクトに構成することができる。
【０１６９】
また、膨張装置１８０１の前後差圧が予め定める値以上となった場合には、リリーフ機構によりその異常な上昇を防止して、内部機器の破損等を防止することができる。
さらに、上述のように、弁体１８２０の弁開時に有効受圧面積の減少がなく、逆に弁開方向の押圧面を増大させるために、圧力キャンセルの精度を向上させることができるとともに、より速やかにリリーフ作用を機能させることができる。その結果、必要な最大弁開度になるまでの前後差圧が小さくてすむため、膨張装置全体に負荷される圧力を小さくしてこれを保護することができる。
【０１７０】
［第１９の実施の形態］
次に、本発明の第１９の実施の形態について説明する。図３８は本実施の形態にかかる膨張装置の縦断面図である。また、図３９は当該膨張装置の横断面図であり、（Ａ）は図３８（Ａ）のＴ−Ｔ矢視断面図であり、（Ｂ）は図３８（Ａ）のＵ−Ｕ矢視断面図である。尚、本実施の形態において上記第１の実施の形態とほぼ同様の構成部分については必要に応じて同一の符号を付す等して、その説明を省略する。
【０１７１】
図３８（Ａ）に示すように、膨張装置１９０１は、円筒状のシリンダ１０と、シリンダ１０に内挿された円筒状の弁体１９２０とから構成されている。シリンダ１０の大管部１４の下流側端部近傍には円筒状のストッパ１９１７が固定されており、弁体１９２０との間に弁体１９２０を小管部１３側（閉弁方向）に付勢するバネ１８を介装している。
【０１７２】
また、シリンダ１０の小管部１３の下流側端部には、その下流側開口部から下流側に延出した有底筒状のガイド管１９３０が設けられている。このガイド管１９３０は、その下流端が閉塞される一方、図３９（Ａ）にも示すように、その下流端近傍の側壁に内外を連通させる連通孔１９３１が形成されている。また、ガイド管１９３０は、弁体１９２０を摺動可能に外挿しており、ガイド管１９３０の下流側端部には、下流側に向けて断面が小さくなるテーパ部１９３２が形成されている。このテーパ部１９３２は、弁座を構成する。
【０１７３】
弁体１９２０は、シリンダ１０に内挿される段付円筒状の本体を有する弁部１９２１と、ガイド管１９３０に摺動しつつガイドされるとともに、シリンダ１０の小管部１３と大管部１４との境界に設けられた段部の下流側対向面、つまり小管部１３の下流側端面１９１２によって係止可能な円筒状のガイド部１９２２とから構成されている。
【０１７４】
ガイド部１９２２は、その上流側がガイド管１９３０の外径にほぼ等しい内径を有してガイド管１９３０に摺動可能になっており、これにより、弁体１９２０がシリンダ１０内を安定して進退できるようになっている。ガイド部１９２２の下流側はやや拡管しており、後述する空間部Ｓ２を形成する。また、図３９（Ｂ）にも示されるように、ガイド部１９２２の上流端の一部には、内外を連通させるスリット１９２２ａが形成されており、ガイド部１９２２とガイド管１９３０との間隙を通って漏洩した高圧冷媒を下流側に開放できるようになっている。
【０１７５】
一方、弁部１９２１は、下流側に縮管して延出する縮管部１９２４を有し、この縮管部１９２４にはバネ１８の一端部外挿されている。弁部１９２１の上流側端部はやや拡径しており、ガイド部１９２２の下流側端部が圧入固定されている。このため、弁体１９２０の内部には、弁部１９２１，ガイド部１９２２及びガイド管１９３０によって囲まれた空間部Ｓ２が形成されている。この空間部Ｓ２は、連通孔１９３１を介して上流側に連通する。
【０１７６】
また、ガイド管１９３０のテーパ部１９３２のテーパ面と縮管部１９２４の内周端縁部１９２４ａとの間隙によって絞り流路が形成されるようになっている。この絞り流路は、弁体１９２０が小管部１３の下流側端面１９１２に係止されている際には、その間隙を通常の絞り機構としての流路断面を実現する設定値に保持する。しかし、弁体１９２０が下流側端面１９１２から離間して完全に全開状態となると、実質的に絞り機構としての機能は消滅し、その冷媒通路を拡大した新たな冷媒流路を形成する。つまり、閉弁時の冷媒通路とは別の冷媒流路が一体的に開放される。
【０１７７】
尚、弁部１９２１とガイド部１９２２との間に上述したアジャスト機構を設けることによって弁部１９２１とガイド部１９２２との位置関係を調整できるようにし、それにより、上記絞り流路の大きさを自由に設定できるようにしてもよい。
【０１７８】
ストッパ１９１７は、アジャスト機構を備えている。すなわち、ストッパ１９１７の外周には雄ネジが形成されおり、シリンダ１０の下流側端部にはこれと螺合する雌ネジが形成されている。そして、シリンダ１０に対するストッパ１９１７の螺入量を調整してストッパ１９１７の位置を調整することにより、バネ１８の弾性力を調整できるようになっている。
【０１７９】
次に、膨張装置１９０１における圧力キャンセル構造について説明する。
膨張装置１９０１においては、空間部Ｓ２において、ガイド部１９２２の下流側対向面によって閉弁用受圧面が形成される一方、縮管部１９２４の上流側端面によって閉弁用受圧面よりも受圧面積が大きい開弁用受圧面が形成されている。そして、この開弁用受圧面の受圧面積が閉弁用受圧面の受圧面積よりも大きくなるように、縮管部１９２４の内径がガイド部１９２２の内径よりも小さくなっている。すなわち、空間部Ｓ２に導入された冷媒が弁体１９２０に対して閉弁方向（図中右方向）の圧力を作用させ、弁体１９２０の開弁方向に作用する冷媒圧力の一部をキャンセルするようになっている。従って、この閉弁用受圧面で受ける圧力とバネ１８による弾性力との合力が、開弁用受圧面で受ける冷媒圧力に対抗することになる。
【０１８０】
次に、膨張装置１９０１におけるリリーフ機構について説明する。
図３８（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、膨張装置１９０１においては、その前後差圧が予め定める値以上となってガイド部１９２２が下流側端面１９１２から離間すると、これに応じて縮管部１９２４とガイド管１９３０との間隙部分の開口面積をバネ１８の付勢力に抗して拡大し、上流側から流入した冷媒のより多くが下流側に逃がされる。このようにして、膨張装置１９０１内部における冷媒圧力の異常な上昇を防止している。
【０１８１】
図４０は膨張装置１９０１による前後差圧と冷媒流路の開口面積との関係を表す説明図である。
同図のように、弁体１９２０が小管部１３の下流側端面１９１２に係止されている間（図３８（Ａ）の状態）は、前後差圧が上昇しても、開口面積は絞り流路によって規制されて一定となる。そして、前後差圧が予め定める値以上になると、弁体１９２０が下流側端面１９１２から離間してより多くの冷媒が下流側に流れるため、開口面積が一気に大きくなる（図３８（Ｂ）の状態）。このとき、図示のように、開口面積の増加の程度は第１７の実施の形態（図３５）の場合よりも大きくなる。
【０１８２】
以上に説明したように、本実施の形態の膨張装置１９０１においても、圧力キャンセル構造及びリリーフ機構が有効に機能するため、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１８３】
さらに、膨張装置１９０１においても、第１８の実施の形態と同様に、弁体１９２０の弁開時に有効受圧面積の減少がないため、圧力キャンセルのバランスを保持することができ、またリリーフ作用を向上させることができる。また、リリーフ時に冷媒流路を一気に拡大することができるため、必要な最大弁開度になるまでの前後差圧が小さくてすみ、膨張装置全体に負荷される圧力を小さくしてこれを保護することができる。
【０１８４】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はその特定の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の精神の範囲内での変化変形が可能であることはいうまでもない。
【０１８５】
例えば、上記各実施の形態では、各膨張装置のシリンダが配管５０に直接固定されるように構成した例を示したが、これらの膨張装置がシリンダを収容するケーシング等を備えており、そのケーシング等が配管５０に固定されるものであってもよい。
【０１８６】
また、上記各実施の形態において、各中軸部材の外周面及びこれが内挿される弁体の内周面の少なくとも一方に、一又は複数のラビリンス用の溝を設けるなどしてもよい。
尚、各膨張装置を構成する内部部品としては、例えば樹脂などで構成することもできる。
【産業上の利用可能性】
【０１８７】
冷凍サイクルを循環する冷媒の流路に設けられる膨張装置であれば適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１８８】
【図１】第１の実施の形態にかかる膨張装置が冷凍サイクルの配管に設置された様子を表す説明図である。
【図２】膨張装置の縦断面図である。
【図３】膨張装置の横断面図である。
【図４】膨張装置による前後差圧と冷媒流路の開口面積との関係を表す説明図である。
【図５】第２の実施の形態にかかる膨張装置の断面図である。
【図６】第３の実施の形態にかかる膨張装置の断面図である。
【図７】第４の実施の形態にかかる膨張装置の縦断面図である。
【図８】図７（Ａ）のＥ−Ｅ断面矢視図である。
【図９】膨張装置による前後差圧と冷媒流路の開口面積との関係を表す説明図である。
【図１０】第５の実施の形態にかかる膨張装置の断面図である。
【図１１】第６の実施の形態にかかる膨張装置の断面図である。
【図１２】膨張装置の構成要素である内部シリンダの構成を表す断面図である。
【図１３】第７の実施の形態にかかる膨張装置の断面図である。
【図１４】図１３（Ａ）のＧ−Ｇ断面矢視図である。
【図１５】第８の実施の形態にかかる膨張装置の断面図である。
【図１６】膨張装置による前後差圧と冷媒流路の開口面積との関係を表す説明図である。
【図１７】第９の実施の形態にかかる膨張装置の断面図である。
【図１８】図１７（Ａ）のＨ−Ｈ断面矢視図である。
【図１９】膨張装置による前後差圧と冷媒流路の開口面積との関係を表す説明図である。
【図２０】第１０の実施の形態にかかる膨張装置の断面図である。
【図２１】図２０（Ａ）のＩ−Ｉ断面矢視図である。
【図２２】第１１の実施の形態にかかる膨張装置の断面図である。
【図２３】図２２（Ａ）のＪ−Ｊ断面矢視図である。
【図２４】膨張装置による前後差圧と冷媒流路の開口面積との関係を表す説明図である。
【図２５】第１２の実施の形態にかかる膨張装置の縦断面図である。
【図２６】第１２の実施の形態にかかる膨張装置の横断面図である。
【図２７】第１３の実施の形態にかかる膨張装置の断面図である。
【図２８】第１４の実施の形態にかかる膨張装置の断面図である。
【図２９】図２８（Ａ）のＮ−Ｎ断面矢視図である。
【図３０】第１５の実施の形態にかかる膨張装置の断面図である。
【図３１】第１６の実施の形態にかかる膨張装置の断面図である。
【図３２】第１７の実施の形態にかかる膨張装置の縦断面図である。
【図３３】第１７の実施の形態にかかる膨張装置の横断面図等である。
【図３４】絞り機構の構成を表す説明図である。
【図３５】膨張装置による前後差圧と冷媒流路の開口面積との関係を表す説明図である。
【図３６】第１８の実施の形態にかかる膨張装置の縦断面図である。
【図３７】第１８の実施の形態にかかる膨張装置の横断面図等である。
【図３８】第１９の実施の形態にかかる膨張装置の縦断面図である。
【図３９】第１９の実施の形態にかかる膨張装置の横断面図である。
【図４０】膨張装置による前後差圧と冷媒流路の開口面積との関係を表す説明図である。
【符号の説明】
【０１８９】
１，２０１，３０１，４０１，５０１，６０１，７０１，８０１，９０１，１００１，１１０１，１２０１，１３０１，１４０１，１５０１，１６０１，１７０１，１８０１，１９０１  膨張装置
１０，２１０，３１０，６０２，７０２  シリンダ
１１  本体
１２，２１２，３１２  弁座
１３，３１３  小管部
１４，２１４，３１４  大管部
１７，３１７，６１７，１２１７，１７１７，１８１７，１９１７  ストッパ
１８，２１８，３１８，６１８，７１８，１１１８  バネ
２０，２２０，３２０，４２０，５２０，６５０，８２０，９２０，１０２０，１１２０，１３２０，１５２０，１７２０，１８２０，１９２０  弁体
２１，２２１，３２１，４２１，５２１，８２１，９２１  本体
２２，２２２，３２３，４２２，５２２，６５１，８２２，９２２，１１２１，１７２１，１８２４，１９２１  弁部
２３，２２３，３２２  ガイド部
２３ａ  突出部
２４，２２４，３２４，４２４，６５４，８２４，９２４，１１２４  冷媒通路
２５  段差部
２６，２２６，３２６，４２６，８２６  開弁用受圧面
２７，２２７，３２７，９２７  閉弁用受圧面
３０  中軸部材
５０  配管
２１３  弁座部
２１４ａ  連通孔
２１５  ガイド管部
２１５ａ  オリフィス孔
２４１  空間部
３１３ａ  導入孔
３１３ｂ  拡管部
３２５  管部
３３１  オリフィス孔
３３２  拡管部
３４１  空間部
４３１，５３１，６４２  スリット
６１０，７１０  第１のリリーフ機構
６２０，７２０  第２のリリーフ機構
６４０  内部シリンダ
６４３  アジャスト部
６４４，９４１，１０４１，１１４１  連通孔
６５３，１１２２，１９２２  ガイド部
７３０，９３０，１２３０，１３３０，１４３０，１６３０  中軸部材
７５０  ストッパ
７５１  透孔
７５２  第２の弁座
７５３  切欠部
９２５，１１２５  段差部
１２２０  リリーフ機構
１７２４，１８２２，１９２４  縮管部
１７３０  軸状部材
１７３１，１９３２  テーパ部
１８３０  ボール弁座
１９３０  ガイド管
Ｓ１，Ｓ２  空間部
【図１】
2005106452.tif 000003
【図２】
2005106452.tif 000004
【図３】
2005106452.tif 000005
【図４】
2005106452.tif 000006
【図５】
2005106452.tif 000007
【図６】
2005106452.tif 000008
【図７】
2005106452.tif 000009
【図８】
2005106452.tif 000010
【図９】
2005106452.tif 000011
【図１０】
2005106452.tif 000012
【図１１】
2005106452.tif 000013
【図１２】
2005106452.tif 000014
【図１３】
2005106452.tif 000015
【図１４】
2005106452.tif 000016
【図１５】
2005106452.tif 000017
【図１６】
2005106452.tif 000018
【図１７】
2005106452.tif 000019
【図１８】
2005106452.tif 000020
【図１９】
2005106452.tif 000021
【図２０】
2005106452.tif 000022
【図２１】
2005106452.tif 000023
【図２２】
2005106452.tif 000024
【図２３】
2005106452.tif 000025
【図２４】
2005106452.tif 000026
【図２５】
2005106452.tif 000027
【図２６】
2005106452.tif 000028
【図２７】
2005106452.tif 000029
【図２８】
2005106452.tif 000030
【図２９】
2005106452.tif 000031
【図３０】
2005106452.tif 000032
【図３１】
2005106452.tif 000033
【図３２】
2005106452.tif 000034
【図３３】
2005106452.tif 000035
【図３４】
2005106452.tif 000036
【図３５】
2005106452.tif 000037
【図３６】
2005106452.tif 000038
【図３７】
2005106452.tif 000039
【図３８】
2005106452.tif 000040
【図３９】
2005106452.tif 000041
【図４０】
2005106452.tif 000042
【手続補正書】
【提出日】平成16年12月8日(2004.12.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
前記ストッパには、前記透孔とは別に、前記冷媒通路とは別の流路につながる少なくとも１つの第２の透孔が設けられ、
前記第２の透孔全体の流路面積が、前記弁体が開弁状態になったときの前記弁部と前記弁座との間隙により形成される流路面積よりも大きく形成されたことを特徴とする請求項５記載の膨張装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項９】
前記ガイド部が、前記本体から前記シリンダの内面に向かって延出した複数の突出部からなり、その複数の突出部の間に前記冷媒を流通可能な冷媒流路を形成する一方、前記ストッパは、前記透孔の周りに前記冷媒流路に連通する少なくとも１つの第２の透孔を有し、
前記リリーフ機構は、前記弁部が前記弁座から離間した際に、上流側から流入した前記冷媒の少なくとも一部を、前記弁部と前記弁座との間隙，前記冷媒流路及び前記第２の透孔を介して下流側に流すように構成されたことを特徴とする請求項５記載の膨張装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１２】
前記ガイド管部及び前記大管部は、前記冷凍サイクルの配管との間に前記冷媒を流通可能な冷媒流路を形成するように構成され、
前記大管部の側面には、その内部を前記冷媒流路に連通させるための少なくとも１つの連通孔が形成され、
前記リリーフ機構は、前記弁部が前記弁座から離間した際に、上流側から流入した前記冷媒の少なくとも一部を、前記弁部と前記弁座との間隙，前記連通孔及び前記冷媒流路を介して下流側に流すように構成されたことを特徴とする請求項１１記載の膨張装置。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１７】
前記シリンダは、前記弁体が前記弁座に着座した際に前記冷媒通路に連通する小管部と、前記小管部の流路断面より大きな流路断面を有し、前記弁体を内挿する大管部とにより前記段部が形成されて構成され、
前記弁体の上流側先端部が、前記弁体の着座時に前記小管部に所定量嵌合するように構成されるとともに、その上流側先端部の側壁に前記小管部側に開放された少なくとも１つのスリットが形成され、
前記リリーフ機構は、前記弁部が前記弁座から離間する際に、前記スリットにより、前記小管部と前記大管部とを連通する開口部が徐々に大きくなるようにし、前記弁体の上流側先端部が前記小管部から脱離したときに前記開口部が急激に大きくなるようにすることにより、上流側から流入した前記冷媒の少なくとも一部を、前記シリンダ内の前記冷媒通路とは別の流路に段階的に逃がして下流側に流すことを特徴とする請求項２記載の膨張装置。
【手続補正５】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２０】
冷凍サイクルを循環する冷媒の流路に設けられる膨張装置において、
内部に設けられた段部により構成される第１の弁座を有する筒状のシリンダと、
前記シリンダに内挿される筒状の本体を有し、その本体の一部を構成するとともに前記第１の弁座に着脱可能な弁部と、その本体を前記第１の弁座に対して進退させる際に前記シリンダの内周面に沿ってガイドされるガイド部と、その本体の内部を貫通するとともに、その内部において上流側から下流側に拡管する段差部を有し、前記冷媒を通過させる第１の冷媒通路とを備えた第１の弁体と、
前記シリンダ内に設置され、前記第１の弁体を閉弁方向に付勢する第１の弾性体と、
前記第１の弁体の開弁方向に作用する冷媒圧力を受ける開弁用受圧面よりも小さい受圧面積を有し、前記第１の弁体の閉弁方向に作用する冷媒圧力を受ける閉弁用受圧面からなり、前記第１の弁体の開弁方向に作用する冷媒圧力の一部をキャンセルする圧力キャンセル構造と、
前後差圧が予め定める第１設定値以上となって前記弁部が前記第１の弁座から離間することにより、上流側から流入した前記冷媒の少なくとも一部を、前記シリンダ内の前記第１の冷媒通路とは別の流路に逃がして下流側に流す第１のリリーフ機構と、
内部に前記第１の冷媒通路の断面よりも小さな断面を有する絞り部が形成され、前記第１の弁体の段差部の拡管側に部分的に挿通されるとともに、前記第１の弁体から下流側に突出する筒状の中軸部材と、
前記シリンダ内に固定され、その上流側端部の側壁に少なくとも１つのスリットが形成され、その上流側端部にて前記中軸部材の下流側の一端を係止可能に構成されるとともに、前記絞り部に連通する連通孔が貫通して設けられた筒状の内部シリンダと、
前記内部シリンダに内挿される筒状の本体を有し、その本体の一部を構成するとともに前記中軸部材の下流側端面に形成された第２の弁座に着脱可能な弁部と、その本体を前記第２の弁座に対して進退させる際に前記連通孔に沿ってガイドされるガイド部と、その本体の内部を貫通するとともに、前記絞り部よりも小さな断面を有する第２の冷媒通路とを備えた第２の弁体と、
前記内部シリンダ内に設置され、前記第２の弁体を閉弁方向に付勢する第２の弾性体と、
前記前後差圧が前記第１設定値より小さい予め定める第２設定値以上となって、前記弁部が前記第２の弁座から離間することにより、上流側から流入した前記冷媒の少なくとも一部を、前記内部シリンダ内の前記第２の冷媒通路とは別の流路に逃がして下流側に流す第２のリリーフ機構と、
を備えたことを特徴とする膨張装置。
【手続補正６】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２７】
前記弁体の側壁に、前記冷媒通路内外を連通する少なくとも１つの連通孔が形成され、
前記リリーフ機構は、前記弁体の移動にともなって前記連通孔を開放又は閉塞することにより、前記冷媒の流路を切り替える流路切替構造を備えたことを特徴とする請求項２記載の膨張装置。
【手続補正７】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３０】
前記圧力キャンセル構造を有する弁体，その弁体を付勢する前記弾性体，前記リリーフ機構，前記中軸部材及び前記ストッパが、前記シリンダ内の上流側から下流側にかけて複数段設けられ、
その複数の弁体の間に介装される前記ストッパの下流側端面に、下流側の弁体の弁部を着座させる弁座が設けられ、
前記各弾性体が前記ストッパと前記弁体との間に介装され、前記各ストッパを前記シリンダ内においてそれぞれ位置調整するアジャスト機構を備えるとともに、前記アジャスト機構により前記各ストッパの位置を調整することにより、前記各弾性体の弾性力を調整して、前記リリーフ機構が下流側から順に段階的に動作するように構成され、
前記下流側の弁体の側壁に、前記冷媒通路内外を連通する少なくとも１つの連通孔が形成され、
前記連通孔が形成された弁体の移動にともなって前記連通孔を開放又は閉塞することにより、前記冷媒の流路を切り替える流路切替構造が設けられたことを特徴とする請求項５記載の膨張装置。
【手続補正８】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４１】
前記シリンダの内部が下流側に拡管することにより上流側から小管部、大管部が設けられるとともに、
前記小管部の下流側開口部から下流側に延出して設けられ、その下流端が閉塞される一方、その下流端近傍の側壁に内外を連通させる連通孔が形成され、前記弁体を摺動可能に外挿する有底筒状のガイド管を備え、
前記弁体は、その上流側に、前記ガイド管の外周面に沿って摺動可能であるとともに、その先端面が前記小管部と前記大管部との境界に設けられた段部の下流側対向面によって係止可能に構成されたガイド部を有する一方、その下流側端部に縮管部が形成されて前記ガイド部との間に前記連通孔に連通する空間部を形成する前記弁部を有し、
前記空間部において、前記ガイド部の下流側対向面によって前記閉弁用受圧面が形成される一方、前記縮管部の上流側端面によって前記閉弁用受圧面よりも受圧面積が大きい前記開弁用受圧面が形成され、
前記弁体が前記弁座に近接した際に、前記弁体の前記縮管部と前記ガイド管との間隙により前記絞り機構としての絞り流路が形成され、
前記リリーフ機構は、前記前後差圧が予め定める値以上となったときに、前記縮管部と前記ガイド管との前記間隙の開口面積を前記弾性体の付勢力に抗して拡大し、前記上流側から流入した冷媒のより多くを下流側に逃がすように構成されたことを特徴とする請求項３２記載の膨張装置。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクルを循環する冷媒の流路に設けられ、その前後差圧を制御する差圧弁から構成された膨張装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用エアコンの冷凍サイクルとして、エバポレータの出口側にて余分な冷媒を貯めて気液分離を行うアキュムレータと、コンデンサから出た高圧冷媒の過冷却度及び乾き度の変動に応じて冷媒流量を制御するオリフィス（絞り流路）及び冷媒に所定の過冷却度を持たせるように制御する差圧弁からなる過冷却度制御式の膨張装置とを使用したサイクルが知られている（例えば特許文献１）。
【０００３】
このような膨張装置は、冷凍サイクルの配管内に固定されるシリンダと、そのシリンダ内に配置された弁体とから構成されている。弁体は、シリンダ内において圧縮スプリング等によって支持されつつ摺動する。弁体の内部及びシリンダとの境界部には所定のオリフィスを含む冷媒通路が形成されており、膨張装置の前後差圧が変化して弁体がシリンダ内を移動することにより、その冷媒通路を切り替える。すなわち、その前後差圧が小さい間は冷媒通路を前記所定のオリフィスに設定し、前後差圧が所定値以上になると冷媒通路を追加してその圧力の異常な上昇を防止するようにしている。
【０００４】
また、膨張装置内部の異常な圧力上昇を防止して内部機器を保護する観点からは、例えばシリンダの一部に薄板からなる破裂板を予め設けておき、前後差圧が所定値以上になると、これを破裂させて圧力を開放することが行われたりしている。
【特許文献１】特開平１１−２５７８０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような構成においては、高圧時に弁体を正常に作動させるために圧縮スプリング等の弾性力を確保しておく必要があり、そのため、圧縮スプリングとして大型のものを使用しなければならなかった。その結果、膨張装置全体が大型化してその製造コストが嵩むといった問題があった。
【０００６】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、コンパクトな構成において前後差圧による内部の異常な圧力上昇を効果的に防止することができる膨張装置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】
【０００７】
本発明では上記問題を解決するために、冷凍サイクルを循環する冷媒の流路に設けられ、上流側から導入された冷媒を内部冷媒通路に通して減圧して下流側に導出するとともに、前後差圧が予め定める値以上となったときに、内部に配設された弾性体に付勢された弁体によって閉じられた前記冷媒通路とは別の流路が開放され、前記上流側から流入した冷媒の少なくとも一部を前記別の流路を介して下流側に逃がすリリーフ機構を備えた膨張装置において、前記弁体の開弁方向に作用する冷媒圧力の一部をキャンセルする圧力キャンセル構造を備えたことを特徴とする膨張装置が提供される。
【０００８】
ここで、「弾性体」には、バネやバイメタルなど様々な弾性体が含まれる。さらに、ここでいう「上流側」及び「下流側」は、冷凍サイクルの冷媒の流れ方向を基準に表現したものである。尚、「予め定める値」は、弾性体の弾性力及び圧力キャンセル構造による冷媒圧力のキャンセルの程度等によって決まるものである。これら弾性体及び圧力キャンセル構造の特性については、膨張装置の仕様等に応じて設計者側で適宜選択することができる。
【０００９】
このような膨張装置によれば、圧力キャンセル構造によって冷媒圧力の一部がキャンセルされるため、弾性体として小型のものを採用することができる。
具体的には、冷凍サイクルを循環する冷媒の流路に設けられる膨張装置において、内部に設けられた段部により構成される弁座を有する筒状のシリンダと、前記シリンダに進退可能に内挿される筒状の本体を有し、前記本体の一部を構成するとともに前記弁座に着脱可能な弁部と、前記本体の内部を貫通して前記冷媒を通過させる冷媒通路とを備えた弁体と、前記冷媒通路を通過する冷媒の圧力を減圧する絞り機構と、前記シリンダ内に設置され、前記弁体を閉弁方向に付勢する弾性体と、前記弁体の開弁方向に作用する冷媒圧力を受ける開弁用受圧面よりも小さい受圧面積を有し、前記弁体の閉弁方向に作用する冷媒圧力を受ける閉弁用受圧面からなり、前記弁体の開弁方向に作用する冷媒圧力の一部をキャンセルする圧力キャンセル構造と、前記前後差圧が予め定める値以上となって前記弁部が前記弁座から離間することにより、上流側から流入した前記冷媒の少なくとも一部を、前記シリンダ内の前記冷媒通路とは別の流路に逃がして下流側に流すリリーフ機構と、を備えたことを特徴とする膨張装置が提供される。
【００１０】
ここで、「シリンダの段部」は、シリンダに一体成形されたものでもよいし、シリンダに筒状部材を固定して構成されたものであってもよい。
このような膨張装置によれば、圧力キャンセル構造によって冷媒圧力の一部がキャンセルされる。すなわち、弁体において、下流側方向に生じる冷媒圧力を受ける開弁用受圧面の他に、それとは反対方向即ち上流側方向の圧力を受ける閉弁用受圧面が設けられており、この閉弁用受圧面で受ける圧力と弾性体による弾性力との合力が、開弁用受圧面で受ける冷媒圧力に対抗することになる。従って、この閉弁用受圧面で受ける圧力の大きさ分、弾性体に要される弾性力を小さくすることができる。その結果、弾性体として小型のものを採用することができる。
【００１１】
また、前後差圧が予め定める値以上となった場合には、リリーフ機構により、上流側から流入した冷媒の少なくとも一部を弁体内の冷媒通路とは別の流路に逃がすことができるため、膨張装置内部における冷媒圧力の異常な上昇を防止して、内部機器の破損等を防止することができる。
【００１２】
また、本発明では、冷凍サイクルを循環する冷媒の流路に設けられる膨張装置において、内部に設けられた段部により構成される第１の弁座を有する筒状のシリンダと、前記シリンダに内挿される筒状の本体を有し、その本体の一部を構成するとともに前記第１の弁座に着脱可能な弁部と、その本体を前記第１の弁座に対して進退させる際に前記シリンダの内周面に沿ってガイドされるガイド部と、その本体の内部を貫通するとともに、その内部において上流側から下流側に拡管する段差部を有し、前記冷媒を通過させる第１の冷媒通路とを備えた第１の弁体と、前記冷媒通路を通過する冷媒の圧力を減圧する絞り機構と、前記シリンダ内に設置され、前記第１の弁体を閉弁方向に付勢する第１の弾性体と、前記第１の弁体の開弁方向に作用する冷媒圧力を受ける開弁用受圧面よりも小さい受圧面積を有し、前記第１の弁体の閉弁方向に作用する冷媒圧力を受ける閉弁用受圧面からなり、前記第１の弁体の開弁方向に作用する冷媒圧力の一部をキャンセルする圧力キャンセル構造と、前記前後差圧が予め定める第１設定値以上となって前記弁部が前記第１の弁座から離間することにより、上流側から流入した前記冷媒の少なくとも一部を、前記シリンダ内の前記第１の冷媒通路とは別の流路に逃がして下流側に流す第１のリリーフ機構と、内部に前記第１の冷媒通路の断面よりも小さな断面を有する絞り部が形成され、前記第１の弁体の段差部の拡管側に部分的に挿通されるとともに、前記第１の弁体から下流側に突出する筒状の中軸部材と、前記シリンダ内に固定され、その上流側端部の側壁に少なくとも１つのスリットが形成され、その上流側端部にて前記中軸部材の下流側の一端を係止可能に構成されるとともに、前記絞り部に連通する連通孔が貫通して設けられた筒状の内部シリンダと、前記内部シリンダに内挿される筒状の本体を有し、その本体の一部を構成するとともに前記中軸部材の下流側端面に形成された第２の弁座に着脱可能な弁部と、その本体を前記第２の弁座に対して進退させる際に前記連通孔に沿ってガイドされるガイド部と、その本体の内部を貫通するとともに、前記絞り部よりも小さな断面を有する第２の冷媒通路とを備えた第２の弁体と、前記内部シリンダ内に設置され、前記第２の弁体を閉弁方向に付勢する第２の弾性体と、前記前後差圧が前記第１設定値より小さい予め定める第２設定値以上となって、前記弁部が前記第２の弁座から離間することにより、上流側から流入した前記冷媒の少なくとも一部を、前記内部シリンダ内の前記第２の冷媒通路とは別の流路に逃がして下流側に流す第２のリリーフ機構と、を備えたことを特徴とする膨張装置が提供される。
【００１３】
ここで、「第１設定値」は、第１の弾性体の弾性力及び圧力キャンセル構造による冷媒圧力のキャンセルの程度等によって決まるものであり、「第２設定値」は、第２の弾性体の弾性力等によって決まるものである。これら第１の弾性体，圧力キャンセル構造，第２の弾性体の特性については、膨張装置の仕様等により設計者側で適宜選択することができる。
【００１４】
このような膨張装置によれば、上述したように、圧力キャンセル構造による膨張装置全体のコンパクト化を実現することができる。
また、リリーフ機構が、第１のリリーフ機構及び第２のリリーフ機構の２段階に設けられたため、そのリリーフのタイミングをずらすことによって膨張装置内部における冷媒圧力の低減を２段階に行うことができ、さらに、そのリリーフ量を異ならせることにより、様々な冷媒圧力の低減制御を行うことができる。このため、膨張装置の内部機器の動作に影響を与えないように細かな圧力低減制御が実現でき、内部機器の破損等を効果的に防止することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の膨張装置によれば、弁体において、圧力キャンセル構造によって冷媒圧力の一部をキャンセルするため、弁体を支持して冷媒圧力に対抗する弾性体に要される弾性力を小さくすることができる。その結果、弾性体として小型のものを採用することができ、膨張装置全体をコンパクトに構成することができる。
【００１６】
また、このようなコンパクトな構成において、リリーフ機構により膨張装置内部における冷媒圧力の異常な上昇を防止して、内部機器の破損等を防止することができる。
さらに、リリーフ機構を、第１のリリーフ機構及び第２のリリーフ機構の２段階に設けることによって冷媒圧力のより細かな低減制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
まず、本発明の第１の実施の形態について説明する。図１は本実施の形態の膨張装置が冷凍サイクルの配管に設置された様子を表す説明図であり、図２は当該膨張装置の縦断面図である。図３は当該膨張装置の横断面図であり、（Ａ）は図２のＡ−Ａ断面矢視図であり、（Ｂ）は図２のＢ−Ｂ断面矢視図である。
【００１８】
図１に示すように、膨張装置１は、車両用エアコンの冷凍サイクルを循環する冷媒の流路を構成する配管５０内に設置され、その前後差圧を制御して冷媒に所定の過冷却度を持たせる差圧弁から構成されている。尚、図中には冷媒の流れを矢印にて示している（以下同様）。以下の説明においては、同図に示した構成について、この冷媒の流れ方向を基準に図中右側を上流側、左側を下流側と表現することがある。
【００１９】
図２（Ａ）に示すように、膨張装置１は、円筒状のシリンダ１０と、シリンダ１０に内挿された円筒状の弁体２０とから構成されている。
シリンダ１０は、円筒状の本体１１を有し、その本体１１内部の上流側に段部により構成される弁座１２を備えている。すなわち、シリンダ１０内において、上流側に形成された小管部１３と、その下流側に連通して形成され、小管部１３よりも大きな流路断面を有する大管部１４とにより、冷媒を通過させる冷媒流路が形成されている。
【００２０】
シリンダ１０の上流側端部には、高圧冷媒が導入される小管部の入口にストレーナ１５が嵌合されるとともに、配管５０への固定のために外径方向に延出したフランジ部１６が形成されている。また、小管部１３が位置するシリンダ１０の外周面には、配管５０に固定する際に気密保持用のＯリングを嵌合させるための嵌合溝１０ａが周設されている。さらに、大管部１４の下流側端部近傍には有底円筒形状のストッパ１７が固定されており、弁体２０との間にバネ１８を介装している。
【００２１】
一方、弁体２０は、シリンダ１０に内挿される段付円筒状の本体２１を有し、その本体２１の上流側端部に上記弁座１２に着脱可能な弁部２２が形成され、その下流側にシリンダ１０の内周面に沿ってガイドされるガイド部２３が形成され、さらに、本体２１の内部を軸方向に貫通して冷媒を通過させる冷媒通路２４が形成されている。
【００２２】
弁部２２は、本体２１の上流側端部に向かって外径が小さくなるテーパ形状に形成されており、着座の際にはその先端部が小管部１３に所定量内挿されるようになっている。
ガイド部２３は、図３（Ａ）に示すように、本体２１からシリンダ１０の内面に向かって延出する３つの突出部２３ａがそれぞれ等間隔（１２０度おき）に配置されて構成され、各突出部２３ａの間に冷媒通路２４とは別の冷媒を流通可能な冷媒流路が形成されている。そして、各突出部２３ａの先端面がシリンダ１０の内面に沿って摺動することにより、弁体２０を弁座１２に対して進退駆動できるようになっている。
【００２３】
冷媒通路２４は、その上流側から下流側に拡管する段差部２５を有し、その段差部２５の拡管側に絞り機構として機能する円筒状の中軸部材３０が内挿されている。すなわち、中軸部材３０の流路は、冷媒通路２４の断面よりも小さな断面を有する絞り部になっており、その前後で冷媒通路２４を通過する冷媒の圧力を減圧する。中軸部材３０は、弁体２０に支持される一方、シリンダ１０内の内部構造体のいずれにも固定されておらず、その一部分が弁体２０から下流側に突出し、その下流側端面がストッパ１７の底面に当接して係止されることにより、下流側への移動が制限されている。つまり、中軸部材３０は、弁体２０によってその径方向の移動が制限され、ストッパ１７によってその軸方向への移動が制限されてはいるが、いずれの構造体にも固定されてはいないため、弁体２０の動作を制限するなどの支障を及ぼすことがない。
【００２４】
ストッパ１７の中軸部材３０との当接位置には、中軸部材３０の流路断面よりも大きな断面を有する透孔１７ａが設けられており、中軸部材３０がその径方向に多少ずれたとしても、冷媒の流れが阻害されないようになっている。また、図３（Ｂ）に示すように、透孔１７ａの周りには、冷媒通路２４とは別の流路につながる４つの長孔１７ｂ（第２の透孔）がそれぞれ等間隔（９０度おき）に配設されている。これら４つの長孔１７ｂを合わせた流路面積は、弁体２０が開弁状態になったときの弁部２２と弁座１２との間隙により形成される流路面積よりも十分に大きくなっており、長孔１７ｂにおいて冷媒の圧力損失が発生するのを抑制している。
【００２５】
バネ１８は、所定の弾性係数を有する圧縮コイルスプリングからなり、その上流側の部分が弁体２０の本体２１に外挿されている。バネ１８の一端はストッパ１７の底面の外周縁近傍に当接し、その他端は弁体２０のガイド部２３の下流側端面に当接しており、弁体２０を所定の弾性力で弁座１２の方向（閉弁方向）に付勢している。
【００２６】
また、ストッパ１７は、アジャスト機構を備えている。すなわち、ストッパ１７の外周には雄ネジが形成されおり、シリンダ１０の下流側端部にはこれと螺合する雌ネジが形成されている。そして、シリンダ１０に対するストッパ１７の螺入量を調整してストッパ１７の位置を調整することにより、バネ１８の弾性力を調整できるようになっている。
【００２７】
このように構成された膨張装置１は、図１に示すように配管５０に固定される。すなわち、配管５０は膨張装置１の設置位置において下流側配管５１と上流側配管５２とを接続する継手構造を有する。下流側配管５１は、その上流側端部で拡管して段部５３を形成し、その拡管部に上流側配管５２の下流側端部を内挿して接続している。これら下流側配管５１と上流側配管５２との間の気密は、上流側配管５２の下流側端部に設けられた溝部に配設されたＯリング５４によって保持されている。
【００２８】
膨張装置１は、そのフランジ部１６が下流側配管５１の段部５３と上流側配管５２の下流側端面との間に挟持されることにより、配管５０内に固定される。これら膨張装置１と配管５０との間の気密は、シリンダ１０の嵌合溝１０ａに配設されたＯリング１０ｂによって保持されている。膨張装置１は、シリンダ１０を収容するケーシング等を備えておらず、シリンダ１０が配管５０に直接固定されるようになっている。
【００２９】
次に、膨張装置１における圧力キャンセル構造について説明する。
図２（Ａ）に示すように、膨張装置１においては、通常のように弁体２０の弁部２２に上流側に面して弁体の開弁方向に作用する冷媒圧力を受ける開弁用受圧面２６が形成されているが、それに加えて、弁体２０の段差部２５に弁体２０の閉弁方向に作用する冷媒圧力を受ける閉弁用受圧面２７が形成されている。つまり、弁体２０の段差部２５と中軸部材３０との間の内部空間に導入された冷媒が、弁体２０に対して閉弁方向（図中右方向）の圧力を作用させ、弁体２０の開弁方向に作用する冷媒圧力の一部をキャンセルするようになっている。本実施の形態においては、小管部１３の流路断面を段差部２５の拡管側断面よりも大きく形成しているため、弁体２０の弁座１２への着座時においては、閉弁用受圧面２７は開弁用受圧面２６よりも小さい受圧面積を有することになる。従って、この閉弁用受圧面２７で受ける圧力とバネ１８による弾性力との合力が、開弁用受圧面２６で受ける冷媒圧力に対抗することになる。
【００３０】
次に、膨張装置１におけるリリーフ機構について説明する。
図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、膨張装置１においては、その前後差圧が予め定める値以上となって弁部２２が弁座１２から離間すると、上流側から流入した冷媒の大部分が、弁部２２と弁座１２との間隙を介して逃がされ、弁体２０とシリンダ１０との間に形成された前述の別の冷媒流路及びストッパ１７の複数の長孔１７ｂを介して下流側に流される。このようにして、膨張装置１内部における冷媒圧力の異常な上昇を防止している。
【００３１】
図４は膨張装置１による前後差圧と冷媒流路の開口面積との関係を表す説明図である。
同図のように、弁体２０が弁座１２に着座している間（図２（Ａ）の状態）は、前後差圧が上昇しても、開口面積は冷媒通路２４の段面積で一定となる。そして、前後差圧が予め定める値以上になると、弁体２０が弁座１２から離脱して冷媒が外側の前記別の冷媒流路にリリーフして圧力が開放されるため、開口面積が一気に大きくなることになる（図２（Ｂ）の状態）。
【００３２】
以上に説明したように、本実施の形態の膨張装置１では、圧力キャンセル構造によって冷媒圧力の一部がキャンセルされる。すなわち、閉弁用受圧面２７で受ける圧力の大きさ分、バネ１８に要される弾性力を小さくすることができる。その結果、バネ１８として小型のものを採用することができ、膨張装置１全体をコンパクトに構成することができる。
【００３３】
また、膨張装置１の前後差圧が予め定める値以上となった場合には、リリーフ機構により、上流側から流入した冷媒を弁体２０の冷媒通路２４とは別の流路に逃がすことができるため、膨張装置１内部における冷媒圧力の異常な上昇を防止して、内部機器の破損等を防止することができる。
【００３４】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図５は本実施の形態にかかる膨張装置の断面図であり、（Ａ）及び（Ｂ）はその縦断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ断面矢視図である。尚、本実施の形態において上記第１の実施の形態と同様の構成部分については必要に応じて同一の符号を付す等して、その説明を省略する。
【００３５】
図５（Ａ）に示すように、膨張装置２０１は、円筒状のシリンダ２１０と、シリンダ２１０に内挿された円筒状の弁体２２０とから構成されている。
シリンダ２１０は、内部に別部材として固定された円筒状の弁座部２１３と、弁座部２１３の流路断面より大きな流路断面を有し、弁座部２１３の下流側に連通する大管部２１４と、大管部２１４の流路断面より小さな流路断面を有し、大管部２１４の下流側に連通するガイド管部２１５とから構成されている。
【００３６】
弁座部２１３は、その一端側が上流側に開放されるとともに、他端側に弁体２２０を着座させる弁座２１２が形成されている。
大管部２１４及びガイド管部２１５は、膨張装置２０１を配管５０に設置した際に、配管５０との間に冷媒を流通可能な冷媒流路を形成する。
【００３７】
大管部２１４は、同図（Ｃ）に示すように、後述する弁体２２０の弁部２２２を内挿するとともに、その側面の上下にその内部を上記冷媒流路に連通させるための一対の連通孔２１４ａが設けられ、弁体２２０との間にこの連通孔２１４ａにつながる空間部２４１を形成する。
【００３８】
ガイド管部２１５は、後述する弁体２２０のガイド部２２３を内挿して摺動可能に支持するとともに、その下流側端部の中央には、絞り部としてのオリフィス孔２１５ａ（絞り機構）が形成されている。
【００３９】
一方、弁体２２０は、シリンダ２１０に内挿される円筒状の本体２２１を有し、その本体２２１の上流側に上記弁座２１２に着脱可能な弁部２２２が形成され、その下流側にガイド管部２１５の内周面に沿ってガイドされるガイド部２２３が形成され、さらに、本体２２１の内部を軸方向に貫通して冷媒を通過させる冷媒通路２２４が形成されている。
【００４０】
弁部２２２は、本体２２１の上流側端部に向かって外径が小さくなるテーパ形状に形成されており、着座の際にはその先端部が弁座部２１３に所定量内挿されるようになっている。
【００４１】
ガイド部２２３は、本体２２１の小径部から構成され、ガイド管部２１５内に挿通されている。そして、このガイド部２２３がガイド管部２１５の内面に沿って摺動することにより、弁体２０を弁座１２に対して進退駆動できるようになっている。ガイド部２２３の下流側端面とガイド管部２１５の下流側端面との間にはバネ２１８が介装されている。このバネ２１８は、弁体２２０を所定の弾性力で弁座２１２の方向（閉弁方向）に付勢している。
【００４２】
冷媒通路２２４は、その上流側から下流側にかけて同断面に形成され、ストレーナ１５を介して流入した高圧の冷媒を通過させる。そこを通過した冷媒は、オリフィス孔２１５ａを通過することにより減圧される。
【００４３】
弁座部２１３は、アジャスト機構を備えている。すなわち、弁座部２１３の外周には雄ネジが形成されおり、シリンダ２１０の上流側端部にはこれと螺合する雌ネジが形成されている。シリンダ２１０に対する弁座部２１３の螺入量を調整して弁座部２１３の位置を調整することにより、弁体２２０を介してバネ２１８の弾性力を調整できるようになっている。
【００４４】
次に、膨張装置２０１における圧力キャンセル構造について説明する。
同図（Ａ）に示すように、膨張装置２０１においては、通常のように弁体２２０の弁部２２２に上流側に面して弁体２２０の開弁方向に作用する冷媒圧力を受ける開弁用受圧面２２６が形成されているが、それに加えて、弁体２０のガイド部２２３の下流側端面に弁体２２０の閉弁方向に作用する冷媒圧力を受ける閉弁用受圧面２２７が形成されている。つまり、弁体２２０のガイド部２２３を抜けてガイド管部２１５に導入された冷媒が、弁体２２０に対して閉弁方向（図中右方向）の圧力を作用させ、弁体２２０の開弁方向に作用する冷媒圧力の一部をキャンセルするようになっている。本実施の形態においては、弁座部２１３の流路断面をガイド管部２１５の流路断面よりも大きく形成しているため、弁体２２０の弁座２１２への着座時においては、閉弁用受圧面２２７は開弁用受圧面２２６よりも小さい受圧面積を有することになる。従って、この閉弁用受圧面２２７で受ける圧力とバネ２１８による弾性力との合力が、開弁用受圧面２２６で受ける冷媒圧力に対抗することになる。
【００４５】
次に、膨張装置２０１におけるリリーフ機構について説明する。
同図（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、膨張装置２０１においては、その前後差圧が予め定める値以上となって弁部２２２が弁座２１２から離間すると、上流側から流入した冷媒の大部分が、弁部２２２と弁座２１２との間隙を介して逃がされ、空間部２４１及び連通孔２１４ａを介して配管５０とシリンダ２１０との間に形成された冷媒流路に導出され、下流側に流される。このようにして、膨張装置２０１内部における冷媒圧力の異常な上昇を防止している。
【００４６】
以上に説明したように、本実施の形態の膨張装置２０１においても、圧力キャンセル構造によって冷媒圧力の一部がキャンセルされるため、バネ２１８として小型のものを採用することができ、その結果、膨張装置２０１全体をコンパクトに構成することができる。
【００４７】
また、膨張装置２０１の前後差圧が予め定める値以上となった場合には、リリーフ機構により、上流側から流入した冷媒を弁体２２０の冷媒通路２２４とは別の流路に逃がすことができるため、膨張装置２０１内部における冷媒圧力の異常な上昇を防止して、内部機器の破損等を防止することができる。
【００４８】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図６は本実施の形態にかかる膨張装置の断面図であり、（Ａ）及び（Ｂ）はその縦断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）のＤ−Ｄ断面矢視図である。尚、本実施の形態において上記第１の実施の形態と同様の構成部分については必要に応じて同一の符号を付す等して、その説明を省略する。
【００４９】
図６（Ａ）に示すように、膨張装置３０１は、円筒状のシリンダ３１０と、シリンダ３１０に内挿された円筒状の弁体３２０とから構成されている。
シリンダ３１０は、後述する弁体３２０のガイド部を摺動可能に支持する小管部３１３と、小管部３１３の流路断面より大きな流路断面を有し、後述する弁体３２０の弁部を内挿する大管部３１４とから構成されている。そして、この小管部３１３と大管部３１４との連通部に形成される段部により弁座３１２が構成されている。
【００５０】
小管部３１３は、同図（Ｃ）に示すように、その側壁の上下に冷媒を導入させる一対の導入孔３１３ａが形成され、その小管部３１３の上流側端部は閉じており、その下流側端部が大管部３１４に連通している。小管部３１３の弁座３１２近傍には、大管部３１４側に所定量拡管する拡管部３１３ｂが形成されている。また、小管部３１３を外側から覆うようにストレーナ３１５が取り付けられている。
【００５１】
大管部３１４の下流側端部近傍には円筒形状のストッパ３１７が固定されており、弁体３２０との間に弁体３２０を弁座３１２の方向に付勢するバネ３１８を介装している。
一方、弁体３２０は、円筒状の本体３２１を有し、その上流側端部に小管部３１３の内面に沿って摺動するガイド部３２２が形成され、その下流側端部に弁座３１２に着脱可能な弁部３２３が形成され、さらに、本体３２１の内部を軸方向に貫通して冷媒を通過させる冷媒通路３２４が形成されている。そして、弁体３２０におけるガイド部３２２と弁部３２３との間の管部３２５の位置で、弁体３２０と小管部３１３との間に上記導入孔３１３ａに連通する空間部３４１が形成されている。
【００５２】
管部３２５の側壁には、空間部３４１と冷媒通路とを連通させるとともに、絞り機構として機能するオリフィス孔３３１が形成され、弁体３２０の着座時には、配管５０から流入した冷媒を導入孔３１３ａ及びオリフィス孔３３１を介して冷媒通路３２４に導入するように構成されている。冷媒通路３２４の下流側端部には、冷媒通路３２４を通過する冷媒の圧力損失を抑制するために所定量拡管した拡管部３３２が形成されている。
【００５３】
ストッパ３１７は、アジャスト機構を備えている。すなわち、ストッパ３１７の外周には雄ネジが形成されおり、シリンダ３１０の下流側端部にはこれと螺合する雌ネジが形成されている。シリンダ３１０に対するストッパ３１７の螺入量を調整してストッパ３１７の位置を調整することにより、バネ３１８の弾性力を調整できるようになっている。
【００５４】
次に、膨張装置３０１における圧力キャンセル構造について説明する。
同図（Ａ）に示すように、膨張装置３０１においては、通常のように弁体３２０の弁部３２３に上流側に面して弁体３２０の開弁方向に作用する冷媒圧力を受ける開弁用受圧面３２６が形成されているが、それに加えて、弁体３２０のガイド部３２２の下流側端面に弁体３２０の閉弁方向に作用する冷媒圧力を受ける閉弁用受圧面３２７が形成されている。つまり、導入孔３１３ａを抜けて空間部３４１に導入された冷媒が、弁体３２０に対して閉弁用受圧面３２７に閉弁方向（図中右方向）の圧力を作用させ、開弁用受圧面３２６に開弁方向（図中左方向）の圧力を作用させる。それにより、弁体３２０の開弁方向に作用する冷媒圧力の一部をキャンセルするようになっている。本実施の形態においては、拡管部３１３ｂが形成されているため、弁体３２０の弁座３１２への着座時においては、閉弁用受圧面３２７は開弁用受圧面３２６よりも小さい受圧面積を有することになる。従って、この閉弁用受圧面３２７で受ける圧力とバネ３１８による弾性力との合力が、開弁用受圧面３２６で受ける冷媒圧力に対抗することになる。
【００５５】
次に、膨張装置３０１におけるリリーフ機構について説明する。
同図（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、膨張装置３０１においては、その前後差圧が予め定める値以上となって弁部３２３が弁座３１２から離間すると、上流側から空間部３４１に流入した冷媒の大部分が、弁部３２３と弁座３１２との間隙の冷媒流路を介して逃がされ、大管部３１４に導出されて下流側に流される。このようにして、膨張装置３０１内部における冷媒圧力の異常な上昇を防止している。
【００５６】
以上に説明したように、本実施の形態の膨張装置３０１においても、圧力キャンセル構造によって冷媒圧力の一部がキャンセルされるため、バネ３１８として小型のものを採用することができ、その結果、膨張装置３０１全体をコンパクトに構成することができる。
【００５７】
また、膨張装置３０１の前後差圧が予め定める値以上となった場合には、リリーフ機構により、上流側から流入した冷媒を弁体３２０の冷媒通路３２４とは別の流路に逃がすことができるため、膨張装置３０１内部における冷媒圧力の異常な上昇を防止して、内部機器の破損等を防止することができる。
【００５８】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。図７は本実施の形態にかかる膨張装置の縦断面図であり、図８は図７（Ａ）のＥ−Ｅ断面矢視図である。尚、本実施の形態の膨張装置の構成は、その大部分が上記第１の実施の形態のものと同様であるため、同様の構成部分については同一の符号を付す等して、その説明を省略する。
【００５９】
図７（Ａ）に示すように、膨張装置４０１は、円筒状のシリンダ１０と、シリンダ１０に内挿された円筒状の弁体４２０とから構成されている。
弁体４２０は、シリンダ１０に内挿される段付円筒状の本体４２１を有し、その本体４２１の上流側端部に弁座１２に着脱可能な弁部４２２が形成され、本体４２１の内部を軸方向に貫通して冷媒を通過させる冷媒通路４２４が形成されている。
【００６０】
弁部４２２は、本体４２１の上流側端部に向かって外径が小さくなるテーパ形状の先端に上流側に所定量延出する延出部を有しており、弁体４２０の着座時に小管部１３に所定量嵌合するように構成されるとともに、図８にも示すように、その上流側先端部の側壁に小管部１３側に開放されたスリット４３１が形成されている。
【００６１】
次に、膨張装置４０１における圧力キャンセル構造については、弁体４２０の弁部４２２に上流側に面して弁体４２０の開弁方向に作用する冷媒圧力を受ける開弁用受圧面４２６の形状が、第１の実施の形態の開弁用受圧面２６の形状とはやや異なるが、閉弁用受圧面２７で受ける圧力とバネ１８による弾性力との合力が、開弁用受圧面４２６で受ける冷媒圧力に対抗する点では同様である。
【００６２】
次に、膨張装置４０１におけるリリーフ機構について説明する。
同図（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、膨張装置４０１においては、その前後差圧が予め定める値以上となって弁部４２２が弁座１２から離間をし始めると、上流側から流入した冷媒の一部が、スリット４３１を介して弁体４２０とシリンダ１０との間に形成された冷媒流路に導出され、下流側に流される。
【００６３】
そして、その前後差圧がさらに上昇すると、スリット４３１により、小管部１３と大管部１４とを連通する開口部が徐々に大きくなっていき、弁体４２０の上流側先端部が小管部１３から脱離したときにその開口部が急激に大きくなる。そして、上流側から流入した冷媒の大部分を、弁体４２０内の冷媒通路４２４とは別の流路に段階的に逃がして下流側に流すようになっている。
【００６４】
図９は膨張装置４０１による前後差圧と冷媒流路の開口面積との関係を表す説明図である。
同図のように、弁体４２０が弁座１２に着座している間（図７（Ａ）の状態）は、前後差圧が上昇しても、開口面積は中軸部材３０の絞り部の断面積で一定となる。そして、前後差圧が予め定める設定値を超えると、冷媒がスリット４３１を介してリリーフされるため、前後差圧の変化に対して開口面積がなだらかに増加する（図７（Ｂ）の状態）。そして、前後差圧がさらに上昇すると、弁体４２０の上流側先端部が小管部１３から脱離するため、前後差圧の変化に対して開口面積が一気に増加する（図７（Ｃ）の状態）。
【００６５】
以上に説明したように、本実施の形態の膨張装置４０１においては、上流側から流入した冷媒を段階的にリリーフしている。その結果、膨張装置４０１内部における冷媒圧力の異常な上昇を防止して、内部機器の破損等を防止することができる。また、このように段階的にリリーフすることで、膨張装置４０１による前後差圧と冷媒流路の開口面積との関係を表す流量特性を第１の実施の形態とは異なる態様に設定することができる。
【００６６】
［第５の実施の形態］
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第２の実施の形態の構成に対し、第４の実施の形態の構成を適用した態様のものである。図１０は本実施の形態にかかる膨張装置の縦断面図である。尚、本実施の形態の膨張装置の構成は、その大部分が上記第２の実施の形態のものと同様であるため、同様の構成部分については同一の符号を付す等して、その説明を省略する。
【００６７】
図１０（Ａ）に示すように、膨張装置５０１は、円筒状のシリンダ２１０と、シリンダ２１０に内挿された円筒状の弁体５２０とから構成されている。
弁体５２０の弁部５２２は、本体５２１の上流側端部に向かって外径が小さくなるテーパ形状の先端部が上流側に所定量延出しており、弁体５２０の着座時に弁座部２１３に所定量嵌合するように構成されるとともに、その上流側先端部の側壁に弁座部２１３側に開放されたスリット５３１が形成されている。尚、同図（Ａ）〜（Ｃ）に示すスリット５３１の作用については、第４の実施の形態のスリット４３１の作用と同様であるため、その説明については省略する。
【００６８】
このように、本実施の形態の膨張装置５０１においても、スリット５３１を設けたことにより、上流側から流入した冷媒を段階的にリリーフする。その結果、膨張装置５０１による前後差圧と冷媒流路の開口面積との関係を表す流量特性を第１の実施の形態とは異なる態様に設定することができる。
【００６９】
［第６の実施の形態］
次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。本実施の形態はリリーフ機構を２段階に設けたものである。図１１は本実施の形態にかかる膨張装置の縦断面図であり、図１２はその構成要素である内部シリンダの構成を表す断面図である。図１２において、（Ａ）は内部シリンダの縦断面図であり、（Ｂ）はその平面図であり、（Ｃ）は（Ａ）のＦ−Ｆ断面矢視図であり、（Ｄ）は左側面図であり、さらに（Ｅ）は右側面図である。尚、本実施の形態において上記第１の実施の形態と同様の構成部分については必要に応じて同一の符号を付す等して、その説明を省略する。
【００７０】
図１１（Ａ）に示すように、膨張装置６０１は、第１の実施の形態のシリンダ１０よりも軸方向に長く形成された円筒状のシリンダ６０２と、シリンダ６０２内部の上流側に内挿された第１のリリーフ機構６１０と、下流側に内挿された第２のリリーフ機構６２０とから構成されている。
【００７１】
尚、第１のリリーフ機構６１０については、シリンダ６０２の内部に設けられた段部により構成される第１の弁座１２に着脱自在に着座する第１の弁体２０により構成され、第１の実施の形態のリリーフ機構の構成と同様である。また、第１の弁体２０に圧力キャンセル構造を有することも第１の実施の形態にて述べた通りである。このため、それらの説明については省略する。
【００７２】
一方、第２のリリーフ機構６２０は、第１のリリーフ機構６１０の下流側に連設された内部シリンダ６４０と、その内部に配設された第２の弁体６５０とから構成されている。
内部シリンダ６４０は、図１２に示すように、円筒形状の本体を有し、その本体の上流側端部に内径が小さくなった段部６４１が形成され、その本体の上流側端部にて中軸部材３０の下流側の一端を係止可能に構成されるとともに、段部６４１に中軸部材３０の絞り部に連通する連通孔６４４が貫通して設けられている。
【００７３】
また、内部シリンダ６４０の上流側端部の側壁には上下一対のスリット６４２が形成されて上流側に開放され、下流側端部はその外径がやや大きくなっており、後述するアジャスト機構を構成するアジャスト部６４３を有する。スリット６４２は、内部シリンダ６４０とシリンダ６０２との間に形成される冷媒流路と、内部シリンダ６４０の内部とを連通し、冷媒流路を流れる冷媒を通過させ、内部シリンダ６４０の第２の弁体６５０の下流側に流す。
【００７４】
図１１に戻り、内部シリンダ６４０の上流側端面には、第１の弁体２０との間に介装されるバネ１８が当接しており、上記アジャスト部６４３がアジャスト機構を構成している。すなわち、アジャスト部６４３の外周には雄ネジが形成されおり、シリンダ６０２の下流側端部にはこれと螺合する雌ネジが形成されている。シリンダ６０２に対する内部シリンダ６４０の螺入量を調整してその位置を調整することにより、バネ１８の弾性力を調整できるようになっている。また、内部シリンダ６４０の下流側端部には円筒形状のストッパ６１７が固定されており、第２の弁体２０との間にバネ１８よりも弾性定数の小さいバネ６１８（第２の弾性体）を介装している。
【００７５】
一方、第２の弁体６５０は、内部シリンダ６４０に内挿される円筒状の本体を有し、その本体の一部を構成する弁部６５１及びガイド部６５３を備え、その内部を中軸部材３０の絞り部の流路断面よりも小さな断面を有する第２の冷媒通路６５４が貫通している。
【００７６】
ガイド部６５３は、連通孔６４４の内径にほぼ等しい外径を有し、その上流側先端部によって弁部６５１が構成されている。また、ガイド部６５３の下流側には、外径方向に延出するフランジ部６５２が形成されており、そのフランジ部６５２にバネ６１８の一端が当接している。第２の弁体６５０におけるフランジ部６５２のさらに下流側は、下流側方向に外径が小さくなるテーパ状に形成されている。第２の弁体６５０は、ガイド部６５３が連通孔６４４に沿ってガイドされつつ、段部６４１に対して進退する。弁部６５１は、中軸部材３０の下流側端面を弁座（第２の弁座）として着脱可能に着座する。
【００７７】
また、ストッパ６１７は、アジャスト機構を備えている。すなわち、ストッパ６１７の外周には雄ネジが形成されおり、内部シリンダ６４０の下流側端部にはこれと螺合する雌ネジが形成されている。内部シリンダ６４０に対するストッパ６１７の螺入量を調整してその位置を調整することにより、バネ６１８の弾性力を調整できるようになっている。
【００７８】
次に、膨張装置６０１におけるリリーフ機構について説明する。
図１１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、膨張装置６０１においては、膨張装置６０１の前後差圧が予め定める第１設定値以上となったときに第１のリリーフ機構６１０が動作し、前後差圧が予め定める第２設定値以上となったときに第２のリリーフ機構６２０が動作するように構成されている。本実施の形態では、第１設定値が第２設定値よりも大きく設定されており、第２のリリーフ機構６２０による冷媒の逃がし量よりも、第１のリリーフ機構６１０による冷媒の逃がし量のほうが多くなるように設定されている。そして、まず下流側の第２のリリーフ機構６２０を動作させて小流量の冷媒をリリーフさせ、その後、上流側の第１のリリーフ機構６１０を動作させて大流量の冷媒をリリーフさせるようになっている。
【００７９】
すなわち、膨張装置６０１の前後差圧が第２設定値以上になると、図１１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、第２のリリーフ機構６２０の第２の弁体６５０の上流側先端面が中軸部材３０の下流側端面から離間してそれら当接状態が解除され、それまで中軸部材３０の絞り部から連通孔６４４に流れていた冷媒の一部が、その中軸部材３０の下流側端面と第２の弁体６５０の上流側端面との間隙を通過してリリーフされる。この冷媒は、スリット６４２，内部シリンダ６４０とシリンダ６０２との間の冷媒流路（つまり第２の冷媒通路６５４とは別の流路）を経由して、内部シリンダ６４０の第２の弁体６５０の下流側に流れていく。
【００８０】
そして、膨張装置６０１の前後差圧が第１設定値以上になって第１のリリーフ機構６１０の弁部２２が弁座１２から離間すると、上流側から流入した冷媒の大部分が、弁部２２と弁座１２との間隙を介して逃がされ、第１の弁体２０とシリンダ６０２との間に形成された冷媒流路、及び内部シリンダ６４０とシリンダ６０２との間の冷媒流路、スリット６４２を介して下流側に流される。このようにして、膨張装置６０１内部における冷媒圧力の異常な上昇を防止している。
【００８１】
以上に説明したように、本実施の形態の膨張装置６０１においては、リリーフ機構が、第１のリリーフ機構６１０及び第２のリリーフ機構６２０の２段階に設けられたため、そのリリーフのタイミングをずらすことにより膨張装置６０１内部における冷媒圧力の低減を２段階に行うことができ、さらに、そのリリーフ量を異ならせることにより、様々な冷媒圧力の低減制御を行うことができる。このため、膨張装置６０１の内部機器の動作に影響を与えないように細かな圧力低減制御が実現でき、内部機器の破損等を効果的に防止することができる。
【００８２】
［第７の実施の形態］
次に、本発明の第７の実施の形態について説明する。本実施の形態もリリーフ機構を２段階に設けたものである。図１３は本実施の形態にかかる膨張装置の縦断面図であり、図１４は図１３（Ａ）のＧ−Ｇ断面矢視図である。尚、本実施の形態において上記第１の実施の形態と同様の構成部分については必要に応じて同一の符号を付す等して、その説明を省略する。
【００８３】
図１３（Ａ）に示すように、膨張装置７０１は、第１の実施の形態のシリンダ１０よりも軸方向に長く形成された円筒状のシリンダ７０２と、シリンダ７０２内部の上流側に内挿された第１のリリーフ機構７１０と、下流側に内挿された第２のリリーフ機構７２０とから構成されている。
【００８４】
尚、第１のリリーフ機構７１０は、シリンダ７０２の内部に設けられた段部により構成される第１の弁座１２に着脱自在に着座する第１の弁体２０により構成され、第２のリリーフ機構７２０は、シリンダ７０２の内部に配設された後述するストッパ７５０の下流側端部により構成される第２の弁座７５２に着脱自在に着座する第２の弁体２０により構成され、いずれも第１の実施の形態のリリーフ機構の構成と同様である。ただし、第１のリリーフ機構７１０の中軸部材３０の流路断面よりも、第２のリリーフ機構７２０の中軸部材７３０の流路断面の方が所定量小さくなるように構成されている。尚、同図においては、上流側の第１の弁体２０の開弁用受圧面及び閉弁用受圧面が、それぞれ第１の開弁用受圧面及び第１の閉弁用受圧面を構成し、下流側の第２の弁体２０の開弁用受圧面及び閉弁用受圧面が、それぞれ第２の開弁用受圧面及び第２の閉弁用受圧面を構成する。
【００８５】
また、第１の弁体２０及び第２の弁体２０のそれぞれに圧力キャンセル構造を有することも第１の実施の形態にて述べた通りであるため、それらの説明については省略する。
第１のリリーフ機構７１０と第２のリリーフ機構７２０との間には、有底円筒状のストッパ７５０が介装されている。ストッパ７５０の中軸部材３０との当接位置には、中軸部材３０の流路断面よりも大きな断面を有する透孔７５１が設けられており、中軸部材３０がその径方向に多少ずれたとしても、冷媒の流れが阻害されないようになっている。また、図１４に示すように、ストッパ７５０の外周の一部はその軸に平行に切り欠かれた切欠部７５３となっており、シリンダ７０２との間に上流側と下流側を連通する冷媒流路を形成する。
【００８６】
また、ストッパ７５０は、アジャスト機構を備えている。すなわち、ストッパ７５０の外周には雄ネジが形成されおり、シリンダ７０２の内壁にはこれと螺合する雌ネジが形成されている。シリンダ７０２に対するストッパ７５０の螺入量を調整してその位置を調整することにより、バネ１８の弾性力を調整できるようになっている。
【００８７】
次に、膨張装置７０１におけるリリーフ機構について説明する。
図１３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、膨張装置７０１においては、第１のリリーフ機構７１０を構成するバネ１８と第２のリリーフ機構７２０を構成するバネ７１８の弾性定数を異ならせており、膨張装置７０１の前後差圧が予め定める第１設定値以上となったときに第１のリリーフ機構７１０が動作し、前後差圧が予め定める第２設定値以上となったときに第２のリリーフ機構７２０が動作するように構成されている。本実施の形態では、第１設定値が第２設定値よりも大きく設定されている。そして、まず下流側の第２のリリーフ機構７２０を動作させて小流量の冷媒をリリーフさせ、その後、上流側の第１のリリーフ機構７１０を動作させて大流量の冷媒をリリーフさせるようになっている。
【００８８】
すなわち、膨張装置７０１の前後差圧が第２設定値以上になると、図１３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、第２のリリーフ機構７２０の弁部２２が第２の弁座７５２から離間し、上流側から中軸部材３０及びストッパ７５０を経由して流入した冷媒の一部分が、弁部２２と弁座７５２との間隙を介して逃がされ、第２の弁体２０とシリンダ７０２との間に形成された冷媒流路を介して下流側に流される。
【００８９】
そして、さらに膨張装置７０１の前後差圧が第１設定値以上になって第１のリリーフ機構７１０の弁部２２が弁座１２から離間すると、上流側から流入した冷媒の大部分が、弁部２２と弁座１２との間隙を介して逃がされ、第１の弁体２０とシリンダ７０２との間に形成された冷媒流路，切欠部７５３とシリンダ７０２との間，第２の弁体２０とシリンダ７０２との間に形成された冷媒流路を介して下流側に流される。このようにして、膨張装置７０１内部における冷媒圧力の異常な上昇を防止している。
【００９０】
以上に説明したように、本実施の形態の膨張装置７０１においても、リリーフ機構が２段階に設けられたため、第６の実施の形態と同様に、膨張装置７０１の内部機器の動作に影響を与えないように細かな圧力低減制御が実現でき、内部機器の破損等を効果的に防止することができる。
【００９１】
［第８の実施の形態］
次に、本発明の第８の実施の形態について説明する。図１５は本実施の形態にかかる膨張装置の断面図である。尚、本実施の形態の膨張装置の構成は、その大部分が上記第１の実施の形態のものと同様であるため、同様の構成部分については同一の符号を付す等して、その説明を省略する。
【００９２】
図１５（Ａ）に示すように、膨張装置８０１は、円筒状のシリンダ１０と、シリンダ１０に内挿された円筒状の弁体８２０とから構成されている。
弁体８２０は、シリンダ１０に内挿される段付円筒状の本体８２１を有し、その本体８２１の上流側端部に弁座１２に着脱可能な弁部８２２が形成され、さらに、本体８２１の内部を軸方向に貫通して冷媒を通過させる冷媒通路８２４が形成されている。
【００９３】
弁部８２２は、本体８２１の上流側端部に向かって外径が小さくなるテーパ形状に形成されており、弁体８２０の上流側先端部が、弁体８２０の着座時に小管部１３の内壁に対して所定の間隙をあけるように挿通される。
【００９４】
次に、膨張装置８０１における圧力キャンセル構造については、弁体８２０の弁部８２２において、上流側に面して弁体８２０の開弁方向に作用する冷媒圧力を受ける開弁用受圧面８２６の形状が、第１の実施の形態の開弁用受圧面２６の形状とはやや異なるが、閉弁用受圧面２７で受ける圧力とバネ１８による弾性力との合力が、開弁用受圧面８２６で受ける冷媒圧力に対抗する点では同様である。
【００９５】
次に、膨張装置８０１におけるリリーフ機構について説明する。
同図（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、膨張装置８０１においては、その前後差圧が予め定める値以上となって弁部８２２が弁座１２から離間をし始めると、上流側から流入した冷媒の一部が、上記弁体８２０と小管部１３との間隙から漏洩する。そして、弁体８２０の上流側先端部が小管部１３から脱離したときに冷媒をそれよりも多く逃がすことにより、冷媒を弁体８２０内の冷媒通路８２４とは別の流路に段階的に逃がして下流側に流すようになっている。
【００９６】
図１６は膨張装置８０１による前後差圧と冷媒流路の開口面積との関係を表す説明図である。
同図のように、弁体８２０が弁座１２に着座している間（図１５（Ａ）の状態）は、前後差圧が上昇しても、開口面積は冷媒通路８２４の面積で一定となる。そして、前後差圧が予め定める設定値を超えると、上記間隙により開口部ができるため、一旦開口面積が増加する（図１５（Ｂ）の状態）。その後、間隙による一定の開口面積の状態が続き、前後差圧がさらに上昇すると、弁体８２０の上流側先端部が小管部１３から脱離するため、前後差圧の変化に対して開口面積が一気に増加する（図１５（Ｃ）の状態）。
【００９７】
以上に説明したように、本実施の形態の膨張装置８０１においては、上流側から流入した冷媒を段階的にリリーフしている。その結果、膨張装置８０１内部における冷媒圧力の異常な上昇を防止して、内部機器の破損等を防止することができる。また、このように段階的にリリーフすることで、膨張装置８０１による前後差圧と冷媒流路の開口面積との関係を表す流量特性を第１の実施の形態とは異なる態様に設定することができる。
【００９８】
尚、このような流量特性は、上記第６，第７の実施の形態においても実現することが可能である。
［第９の実施の形態］
次に、本発明の第９の実施の形態について説明する。図１７は本実施の形態にかかる膨張装置の縦断面図であり、図１８は図１７（Ａ）のＨ−Ｈ断面矢視図である。尚、本実施の形態の膨張装置の構成は、その大部分が上記第１の実施の形態のものと同様であるため、同様の構成部分については同一の符号を付す等して、その説明を省略する。
【００９９】
図１７（Ａ）に示すように、膨張装置９０１は、円筒状のシリンダ１０と、シリンダ１０に内挿された円筒状の弁体９２０とから構成されている。
弁体９２０は、シリンダ１０に内挿される段付円筒状の本体９２１を有し、その本体９２１の上流側端部に弁座１２に着脱可能な弁部９２２が形成され、本体９２１の内部を軸方向に貫通して冷媒を通過させる冷媒通路９２４が形成されている。
【０１００】
冷媒通路９２４は、その上流側から下流側に拡管する段差部９２５を有し、その段差部９２５の拡管側に絞り機構として機能する円筒状の中軸部材９３０が内挿されている。本実施の形態において、段差部９２５は、ガイド部２３よりも下流側に設けられており、中軸部材９３０は、第１の実施の形態の中軸部材３０よりも軸方向に短く形成されている。
【０１０１】
また、図１８にも示すように、弁体９２０の段差部９２５よりやや下流側の側壁には、冷媒通路９２４の内外を連通する連通孔９４１が形成されている。
次に、膨張装置９０１における圧力キャンセル構造については、段差部９２５の閉弁用受圧面９２７で受ける圧力とバネ１８による弾性力との合力が、開弁用受圧面２６で受ける冷媒圧力に対抗する点で第１の実施の形態と同様である。
【０１０２】
次に、膨張装置９０１におけるリリーフ機構について説明する。
同図（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、膨張装置９０１においては、弁体９２０の着座時には連通孔９４１が開放され、冷媒通路９２４を流れる冷媒の一部が別の流路に逃がされ、その前後差圧が予め定める値以上となって弁部９２２が弁座１２から離間をし始めると、中軸部材９３０の上流側先端部が連通孔９４１を閉塞する。そして、弁体９２０の上流側先端部が小管部１３から脱離したときに、上流側から流入した冷媒の大部分が、弁部９２２と弁座１２との間隙を介して逃がされ、弁体９２０とシリンダ１０との間に形成された冷媒流路及びストッパ１７の複数の長孔１７ｂを介して下流側に流される。このようにして、膨張装置９０１内部における冷媒圧力の異常な上昇を防止している。
【０１０３】
図１９は膨張装置９０１による前後差圧と冷媒流路の開口面積との関係を表す説明図である。
同図のように、弁体９２０が弁座１２に着座している間（図１７（Ａ）の状態）は、前後差圧が上昇しても、開口面積は冷媒通路９２４と連通孔９４１の合計面積で一定となる。そして、前後差圧が予め定める値以上になると、連通孔９４１が閉じ始めるため、一旦開口面積が減少する（図１７（Ｂ）の状態）。その後、前後差圧がさらに上昇すると、弁体９２０の上流側先端部が小管部１３から脱離するため、前後差圧の変化に対して開口面積が一気に増加する（図１７（Ｃ）の状態）。
【０１０４】
以上に説明したように、本実施の形態の膨張装置９０１においては、上流側から流入した冷媒のリリーフを一旦停止することで開口面積を一旦減少させるなどし、膨張装置９０１による前後差圧と冷媒流路の開口面積との関係を表す流量特性を第１の実施の形態とは異なる態様に設定することができる。
【０１０５】
また、開口面積を一旦減少させて冷媒流量を一時的に減らすことにより、過冷却度（サブクール）を高めるなどして、膨張装置９０１としての冷却性能を高めることもできる。
［第１０の実施の形態］
次に、本発明の第１０の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第２の実施の形態の構成に対し、第９の実施の形態の構成を適用した態様のものである。図２０は本実施の形態にかかる膨張装置の縦断面図であり、図２１は図２０（Ａ）のＩ−Ｉ断面矢視図である。尚、本実施の形態の膨張装置の構成は、その大部分が上記第２の実施の形態のものと同様であるため、同様の構成部分については同一の符号を付す等して、その説明を省略する。
【０１０６】
図２０（Ａ）に示すように、膨張装置１００１は、円筒状のシリンダ２１０と、シリンダ２１０に内挿された円筒状の弁体１０２０とから構成されている。
図２１にも示すように、弁体１０２０の側壁において、弁部２２２の下流側の空間部２４１に対向する位置には、冷媒通路２２４の内外を連通する連通孔１０４１が形成されている。
【０１０７】
次に、膨張装置１００１におけるリリーフ機構について説明する。
図２０（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、膨張装置１００１においては、弁体１０２０の着座時には連通孔１０４１が開放され、冷媒通路２２４を流れる冷媒の一部が、空間部２４１及び連通孔２１４ａを介して配管５０とシリンダ２１０との間に形成された冷媒流路に導出され、下流側に流される。そして、その前後差圧が予め定める値以上となって弁部２２２が弁座２１２から離間をし始めると、弁体１０２０が下流側に移動し、ガイド管部２１５によって連通孔１０４１が閉塞される。そして、弁体１０２０の上流側先端部が弁座部２１３から脱離したときに、上流側から流入した冷媒の大部分が、弁部２２２と弁座２１２との間隙を介して逃がされ、下流側に流される。このようにして、膨張装置１００１内部における冷媒圧力の異常な上昇を防止している。
【０１０８】
このように、本実施の形態の膨張装置１００１においても、連通孔１０４１を設けたことにより、上流側から流入した冷媒を段階的にリリーフする。その結果、膨張装置１００１による前後差圧と冷媒流路の開口面積との関係を表す流量特性を第２の実施の形態とは異なる態様に設定することができる。
【０１０９】
また、開口面積を一旦減少させて冷媒流量を一時的に減らすことにより、過冷却度を高めるなどして、膨張装置１００１としての冷却性能を高めることもできる。
［第１１の実施の形態］
次に、本発明の第１１の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第７の実施の形態に類似した構成の一部に対し、第９の実施の形態の構成を適用した態様のものである。図２２は本実施の形態にかかる膨張装置の縦断面図であり、図２３は図２２（Ａ）のＪ−Ｊ断面矢視図である。尚、第７の実施の形態と同様の構成部分については同一の符号を付す等して、その説明を省略する。
【０１１０】
図２２（Ａ）に示すように、膨張装置１１０１は、シリンダ７０２内部の上流側に内挿された第１のリリーフ機構７１０と、下流側に内挿された第２のリリーフ機構１２２０とから構成されている。
【０１１１】
第２のリリーフ機構１２２０は、第２の弁体１１２０及びストッパ７５０から構成されている。
第２の弁体１１２０は、段付円筒状の本体を有し、その上流側端部がテーパ状に縮管してその先端から軸方向に延びるガイド部１１２２が形成され、下流側端部に外径方向に延出するフランジ部１１２３が形成されている。ガイド部１１２２は、円筒状のストッパ７５０に挿通され軸方向に進退可能に支持され、そのテーパ部の内部に段差部１１２５が形成されている。この段差部１１２５の下流側の断面は、ストッパ７５０の流路断面よりも大きく形成されている。また、そのテーパ部の外面部がストッパ７５０の下流側端面の弁座７５２に着座可能な弁部１１２１を構成している。
【０１１２】
また、図２３にも示すように、そのテーパ部近傍のガイド部１１２２側壁には、冷媒通路１１２４の内外を連通する連通孔１１４１が形成されている。一方、弁体１１２０の下流側端部は、下流側に外径が小さくなるテーパ形状となってストッパ１７の端面に当接しており、弁体１１２０とシリンダ７０２との間に形成された冷媒流路を長孔１７ｂに連通させるように構成されている。フランジ部１１２３とストッパ７５０の下流側端面との間には、第２の弁体１１２０を下流側に付勢するバネ１１１８が介装されている。
【０１１３】
次に、膨張装置１１０１におけるリリーフ機構について説明する。
図２２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、膨張装置１１０１においては、その前後差圧が予め定める第２設定値未満のときには弁体１１２０が着座しておらず、連通孔１１４１が開放され、冷媒通路１１２４を流れる冷媒の一部が、連通孔１１４１を介して弁体１１２０とシリンダ７０２との間に形成された冷媒流路に導出され、フランジ部１１２３の外側及び長孔１７ｂを通って下流側に流される。そして、その前後差圧が第２設定値以上となって弁部１１２１が弁座７５２方向へ移動し始めると、第２の弁体１１２０が上流側に移動してストッパ７５０によって連通孔１１４１が閉塞され始め、弁部１１２１が弁座７５２に着座した際には、連通孔１１４１が完全に閉塞される。
【０１１４】
そして、さらに前後差圧が第２設定値よりも大きい予め定める第１設定値以上になると、第１のリリーフ機構７１０が前述のような動作を行う。つまり、弁体２０の弁部２２が弁座１２から脱離して、上流側から流入した冷媒の大部分が、弁部２２と弁座１２との間隙を介して逃がされ、第１の弁体２０とシリンダ７０２との間に形成された冷媒流路，切欠部７５３とシリンダ７０２との間，第２のリリーフ機構１２２０の弁体１１２０とシリンダ７０２との間に形成された冷媒流路を介して下流側に流される。このようにして、膨張装置１１０１内部における冷媒圧力の異常な上昇を防止している。
【０１１５】
図２４は膨張装置１１０１による前後差圧と冷媒流路の開口面積との関係を表す説明図である。
同図のように、第２の弁体１１２０が弁座７５２に着座する前においては、前後差圧が上昇しても、開口面積は冷媒通路１１２４と連通孔１１４１の合計面積で一定となる（図２２（Ａ）の状態）。そして、前後差圧が予め定める第２設定値を超えると、連通孔１１４１が閉じ始めて一旦開口面積が減少し、連通孔１１４１が完全に閉じると、開口面積は再び一定となる（図２２（Ｂ）の状態）。その後、前後差圧がさらに上昇すると、第１のリリーフ機構７１０側の弁部２２が弁座１２から脱離するため、前後差圧の変化に対して開口面積が一気に増加する（図２２（Ｃ）の状態）。
【０１１６】
以上に説明したように、本実施の形態の膨張装置１１０１においても、連通孔１１４１を設けたことにより、上流側から流入した冷媒を段階的にリリーフする。その結果、膨張装置１１０１による前後差圧と冷媒流路の開口面積との関係を表す流量特性を第７の実施の形態とは異なる態様に設定することができる。
【０１１７】
また、開口面積を一旦減少させて冷媒流量を一時的に減らすことにより、過冷却度を高めるなどして、膨張装置１１０１としての冷却性能を高めることもできる。
［第１２の実施の形態］
次に、本発明の第１２の実施の形態について説明する。図２５は本実施の形態にかかる膨張装置の縦断面図である。図２６は当該膨張装置の横断面図であり、（Ａ）は図２５（Ａ）のＫ−Ｋ断面矢視図であり、（Ｂ）は図２５（Ａ）のＬ−Ｌ断面矢視図である。尚、本実施の形態の膨張装置の構成は、その大部分が上記第１の実施の形態のものと同様であるため、同様の構成部分については同一の符号を付す等して、その説明を省略する。
【０１１８】
図２５（Ａ）に示すように、膨張装置１２０１においては、中軸部材１２３０が円柱状の中実部材として構成され、その下流側端部が後述するストッパ１２１７に固定されている。図２６（Ａ）にも示すように、中軸部材１２３０の外径は、弁体２０の段差部２５の下流側の内径よりも所定量小さく形成されており、弁体２０の内面との間に間隙１２２５を形成している。この間隙１２２５は、冷媒通路２４に連通して絞り機構として機能する。
【０１１９】
また、ストッパ１２１７は、第１の実施の形態のストッパ１７に類似した形状を有するが、図２６（Ｂ）に示すように、その底面の上下に一対の長孔１２１７ａが設けられ、これら長孔１２１７ａの間に中軸部材１２３０の一端を固定するための円形状の固定部１２１７ｂが形成されている。
【０１２０】
次に、膨張装置１２０１におけるリリーフ機構について説明する。
図２５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、膨張装置１２０１においては、その前後差圧が予め定める値未満であるときには弁体２０が弁座１２に着座している。このため、上流側から流入した冷媒は、冷媒通路２４に導入されると間隙１２２５を通過することにより減圧され、長孔１２１７ａを介して下流側に導出される。
【０１２１】
そして、前後差圧が予め定める値以上となって弁部２２が弁座１２から離間すると、上流側から流入した冷媒の大部分を、弁体２０とシリンダ１０との間に形成された冷媒流路に逃がして下流側に流すようになっている。
【０１２２】
以上に説明した膨張装置１２０１においては、中軸部材１２３０がストッパ１２１７に固定されているため、間隙１２２５をほぼ一定状態に保持することができ、冷媒流れの再現性等を確保することができる。
【０１２３】
尚、冷媒流れの再現性等が問題にならない場合には、中軸部材１２３０をストッパ１２１７に固定しないでもよい。
［第１３の実施の形態］
次に、本発明の第１３の実施の形態について説明する。図２７は本実施の形態にかかる膨張装置の断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）のＭ−Ｍ断面矢視図である。尚、本実施の形態の膨張装置の構成は、上記第１１の実施の形態の下流側の構成と類似しているため、同様の構成部分については同一の符号を付す等して、その説明を省略する。
【０１２４】
図２７（Ａ）に示すように、膨張装置１３０１においては、その弁体１３２０が、第１１の実施の形態の第２の弁体１１２０において連通孔１１４１を形成しないものに相当する構造を有し、そのガイド部１１２２が小管部１３に挿通され軸方向に進退可能に支持されている。また、弁体１３２０の下流側端部が弁部１３２１を構成し、下流側に配置されたストッパ１７の上流側端面（弁座）に着座可能に構成されている。さらに、弁体１３２０のフランジ部１１２３とシリンダ１３１０の段部との間には、弁体１３２０を下流側に付勢するバネ１１１８が介装されている。
【０１２５】
また、同図（Ｃ）にも示すように、弁体１３２０の下流側には、円柱状の一側面をその下流側端部を残して軸方向に平行に切り取った切欠部１３３０ａを有する中軸部材１３３０が内挿され、弁体１３２０の内面との間に冷媒流路１３３１を形成している。
【０１２６】
次に、膨張装置１３０１におけるリリーフ機構について説明する。
図２７（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、膨張装置１３０１においては、その前後差圧が予め定める値未満であるときには弁体１３２０がストッパ１７の上流側端面に着座している。このため、上流側から流入した冷媒は、冷媒通路１１２４に導入されると、中軸部材１３３０を貫通する絞り部を通過することにより減圧され、透孔１７ａを介して下流側に導出される。
【０１２７】
そして、前後差圧が予め定める値以上となって弁部１３２１がストッパ１７から離間すると、冷媒流路１３３１がシリンダ１３１０に対して開放される。そして、上流側から流入した冷媒の大部分を、冷媒流路１３３１，中軸部材１３３０とシリンダ１３１０との間，長孔１７ｂを介して下流側に逃がすようになっている。
【０１２８】
［第１４の実施の形態］
次に、本発明の第１４の実施の形態について説明する。図２８は本実施の形態にかかる膨張装置の縦断面図であり、図２９は図２８（Ａ）のＮ−Ｎ断面矢視図である。尚、本実施の形態の膨張装置の構成は、その大部分が上記第１３の実施の形態の構成と同様であるため、同様の構成部分については同一の符号を付す等して、その説明を省略する。
【０１２９】
図２８（Ａ）及び図２９に示すように、膨張装置１４０１は、上記第１３の実施の形態の中軸部材１３３０の側面において切欠部１３３０ａと周方向にずれた位置に所定幅の溝部１４３０ａを形成した態様の中軸部材１４３０を備える。この溝部１４３０ａは、切欠部１３３０ａよりも所定量下流側まで延設され、弁体１３２０の内面との間に上記冷媒流路１３３１よりも小さな流路断面を有する冷媒流路１４３２を形成している。
【０１３０】
次に、膨張装置１４０１におけるリリーフ機構について説明する。
図２８（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、膨張装置１４０１においては、その前後差圧が予め定める値以上となって弁部１３２１がストッパ１７から離間すると、まず、冷媒流路１４３２がシリンダ１３１０に対して開放され、上流側から流入した冷媒の一部を、冷媒流路１４３２，中軸部材１４３０とシリンダ１３１０との間，長孔１７ｂを介して下流側に逃がす、そしてさらに前後差圧が高くなると、弁体１３２０がさらに上流側に移動することにより冷媒流路１３３１が開放される。それによって、上流側から流入した冷媒の大部分を、冷媒流路１３３１，中軸部材１４３０とシリンダ１３１０との間，長孔１７ｂを介して下流側に逃がすようになっている。
【０１３１】
［第１５の実施の形態］
次に、本発明の第１５の実施の形態について説明する。図３０は本実施の形態にかかる膨張装置の縦断面図である。尚、本実施の形態の膨張装置の構成は、その大部分が上記第１３の実施の形態の構成と同様であるため、同様の構成部分については同一の符号を付す等して、その説明を省略する。
【０１３２】
図３０（Ａ）に示すように、膨張装置１５０１の弁体１５２０は、上記第１３の実施の形態の弁体１３２０の上流側テーパ部近傍のガイド部１１２２側壁に、冷媒通路１１２４の内外を連通する連通孔１５２１が形成された態様のガイド部１４２２を有する。
【０１３３】
次に、膨張装置１５０１におけるリリーフ機構について説明する。
図３０（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、膨張装置１５０１においては、その前後差圧が予め定める第２設定値未満のときには連通孔１５２１が開放され、冷媒通路１１２４を流れる冷媒の一部が、連通孔１５２１を介して弁体１５２０とシリンダ１３１０との間に形成された冷媒流路に導出され、フランジ部１１２３の外側及び長孔１７ｂを通って下流側に流される。そして、その前後差圧が第２設定値以上となって弁体１５２０が上流側へ移動すると小管部１３によって連通孔１５２１が閉塞される。
【０１３４】
そして、さらに前後差圧が第２設定値よりも大きい予め定める第１設定値以上になると、弁体１５２０がさらに上流側に移動することにより冷媒流路１３３１が開放される。それによって、上流側から流入した冷媒の大部分を、冷媒流路１３３１，中軸部材１３３０とシリンダ１３１０との間，長孔１７ｂを介して下流側に逃がすようになっている。
【０１３５】
［第１６の実施の形態］
次に、本発明の第１６の実施の形態について説明する。図３１は本実施の形態にかかる膨張装置の縦断面図である。尚、本実施の形態の膨張装置の構成は、上記第１２及び第１３の実施の形態を合せたような構成を有するため、これらの実施の形態と同様の構成部分については同一の符号を付す等して、その説明を省略する。
【０１３６】
図３１（Ａ）に示すように、膨張装置１６０１においては、中軸部材１６３０が円柱状の中実部材として構成され、その下流側端部がストッパ１２１７に固定されている。中軸部材１６３０の外径は、弁体１３２０の段差部１１２５の下流側の内径よりも所定量小さく形成されており、弁体１３２０の内面との間に間隙１６２５を形成している。この間隙１６２５は、冷媒通路１１２４に連通して絞り機構として機能する。さらに、中軸部材１６３０には、その下流側端部を残して軸方向に平行に切り取った切欠部１６３０ａが設けられ、弁体１３２０の内面との間に冷媒流路１６３１を形成している。
【０１３７】
次に、膨張装置１６０１におけるリリーフ機構について説明する。
図３１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、膨張装置１６０１においては、その前後差圧が予め定める値未満のときには、上流側から流入した冷媒が間隙１６２５を通過することにより減圧され、長孔１２１７ａを介して下流側に導出される。
【０１３８】
そして、前後差圧が予め定める値以上となって弁部１３２１がストッパ１２１７から離間すると、上流側から流入した冷媒の大部分を、冷媒流路１６３１，中軸部材１６３０とシリンダ１３１０との間，長孔１７ｂを介して下流側に逃がすようになっている。
【０１３９】
［第１７の実施の形態］
次に、本発明の第１７の実施の形態について説明する。図３２は本実施の形態にかかる膨張装置の縦断面図である。また、図３３は当該膨張装置の横断面図等であり、（Ａ）は図３２（Ａ）のＯ−Ｏ矢視断面図であり、（Ｂ）は図３２（Ａ）のＰ方向矢視図である。尚、本実施の形態において上記第１の実施の形態とほぼ同様の構成部分については必要に応じて同一の符号を付す等して、その説明を省略する。
【０１４０】
本実施の形態は、圧力キャンセルの精度を向上させる構成を実現するものである。すなわち、例えば図２に示した第１の実施の形態のように、弁部２２の受圧面が上流側に面したテーパ形状をなす構成においては、弁体２０が弁座１２から離間するにつれてその有効受圧面積が小さくなる傾向がある。その結果、実際には、図３５に点線にて示されるように、差圧の上昇とともに開口面積の増加率が減少して圧力キャンセルのバランスがくずれたり、リリーフ作用が低下してしまう問題が生じることがある。本実施の形態の膨張装置１７０１は、このような問題を解決するものである。
【０１４１】
図３２（Ａ）に示すように、膨張装置１７０１は、円筒状のシリンダ１０と、シリンダ１０に内挿された円筒状の弁体１７２０とから構成されている。シリンダ１０の大管部１４の下流側端部近傍には円板状のストッパ１７１７が固定されており、弁体１７２０との間に弁体１７２０を弁座１２側（閉弁方向）に付勢するバネ１８を介装している。
【０１４２】
弁体１７２０は、シリンダ１０に内挿される段付円筒状の本体を有し、弁座１２に着脱可能な円筒状の弁部１７２１と、その下流側に配置される段付円筒状のガイド部１７２２とから構成されている。
【０１４３】
弁部１７２１の上流側端部には、上流側に向かって外径が小さくなるテーパ部が設けられており、着座の際にはその先端部が小管部１３に所定量内挿されるようになっている。
ガイド部１７２２は、図３３（Ａ）に示すように、ほぼ六角形状の断面を有する本体部１７２３と、その下流側に縮管して連設された円筒状の縮管部１７２４とから構成されている。本体部１７２３の各頂点部分は大管部１４の内周面に沿った円弧状に形成され、各頂点部分の間に冷媒を流通可能な冷媒流路が形成されている。弁体１７２０は、そのガイド部１７２２の各頂点部分が大管部１４の内面に沿って摺動することにより、シリンダ１０内を安定して進退するようになっている。また、縮管部１７２４にはバネ１８の一端部外挿されている。
【０１４４】
本体部１７２３の上流側端部はやや拡径しており、弁部１７２１の下流側端部が圧入固定されている。このため、ガイド部１７２２における弁部１７２１と縮管部１７２４との間には空間部Ｓ１が形成されている。この空間部Ｓ１には、後述する段付円柱状の軸状部材１７３０が部分的に内挿されている。
【０１４５】
ストッパ１７１７は、図３３（Ｂ）にも示すように、その中心を貫通するネジ孔１７１７ａが設けられており、このネジ孔１７１７ａの周りには、冷媒流路となる３つの長孔１７１７ｂがそれぞれ等間隔（１２０度おき）に配設されている。これら３つの長孔１７１７ｂを合わせた流路面積は、弁体１７２０が開弁状態になったときの弁部１７２１と弁座１２との間隙により形成される流路面積よりも十分に大きくなっており、長孔１７１７ｂにおいて冷媒の圧力損失が発生するのを抑制している。
【０１４６】
このストッパ１７１７は、アジャスト機構を備えている。すなわち、ストッパ１７１７の外周には雄ネジが形成されおり、シリンダ１０の下流側端部にはこれと螺合する雌ネジが形成されている。そして、シリンダ１０に対するストッパ１７１７の螺入量を調整してストッパ１７１７の位置を調整することにより、バネ１８の弾性力を調整できるようになっている。また、ストッパ１７１７のネジ孔１７１７ａには、すりわり又は六角穴付きの止めネジ１７４０（係止部材）が螺合して挿通され、その先端で軸状部材１７３０の下流側端面を支持している。そして、ストッパ１７１７に対する止めネジ１７４０の螺入量を調整してこの止めネジ１７４０の位置を調整することにより、シリンダ１０内における軸状部材１７３０の軸方向の位置を調整できるようになっている。
【０１４７】
図３４は本実施の形態の絞り機構の構成を表す説明図であり、（Ａ）は弁体１７２０近傍の構造を表す部分拡大断面図であり、（Ｂ）及び（Ｃ）は（Ａ）のＱ部拡大図である。
同図（Ａ）に示すように、軸状部材１７３０は、その上流側端部に上流側に向かって断面が大きくなるテーパ部１７３１が形成され、そのテーパ部１７３１のテーパ面と縮管部１７２４の内周端縁部１７２４ａとの間隙によって絞り流路が形成されるようになっている。この絞り流路は、同図（Ｂ）に示すように弁体１７２０が弁座１２に着座している際には、その間隙を通常の絞り機構としての流路断面を実現する設定値ｃ１に保持する。このため、この絞り流路を境に上流側が高圧部、下流側が低圧部となる。しかし、同図（Ｃ）に示すように弁体１７２０が弁座１２から離間すると、その間隙が設定値ｃ１よりも大きな値ｃ２となり、冷媒をより多く流すことができる反面、その絞り機構としての機能は低下する。尚、この閉弁時の絞り流路の大きさは、上述したアジャスト機構によって軸状部材１７３０の位置を調整することにより、自由に設定することができる。
【０１４８】
また、軸状部材１７３０の上流側端面には、図３３（Ａ）にも示したように、一つの径方向に貫通する溝１７３２が形成され、その残余の端面によって弁部１７２１ひいては弁体１７２０を下流側から係止可能に構成されている。そして、この溝１７３２は弁部１７２１内の冷媒通路に連通しているため、弁部１７２１が軸状部材１７３０に係止されている際にも、その溝１７３２によって形成される連通路、空間部Ｓ１、及び縮管部１７２４を介して冷媒を下流側へ導出できるようになっている。
【０１４９】
次に、膨張装置１７０１における圧力キャンセル構造について説明する。
膨張装置１７０１においては、図３４（Ｂ）に示すように、上流側から小管部１３内の冷媒通路に導入された高圧冷媒に対して、弁部１７２１の上流側端面の小管部１３に内挿される部分１７５１と、ガイド部１７２２の縮管部１７２４の上流側端面１７５２によって開弁用受圧面が形成され、弁部１７２１の下流側端面１７５３によって閉弁用受圧面が形成されている。そして、この開弁用受圧面全体の受圧面積が閉弁用受圧面全体の受圧面積よりも大きくなるように、縮管部１７２４の内径が小管部１３の内径よりも小さくなっている（点線部参照）。すなわち、弁体１７２０の空間部Ｓ１に導入された冷媒が、弁体１７２０に対して閉弁方向（図中右方向）の圧力を作用させ、弁体１７２０の開弁方向に作用する冷媒圧力の一部をキャンセルするようになっている。従って、この閉弁用受圧面で受ける圧力とバネ１８による弾性力との合力が、開弁用受圧面で受ける冷媒圧力に対抗することになる。
【０１５０】
次に、膨張装置１７０１におけるリリーフ機構について説明する。
図３２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、膨張装置１７０１においては、その前後差圧が予め定める値以上となって弁部１７２１が弁座１２から離間すると、上流側から流入した冷媒の大部分が、弁部１７２１と弁座１２との間隙を介して逃がされ、弁体１７２０とシリンダ１０との間に形成された冷媒流路及びストッパ１７１７の複数の長孔１７１７ｂを介して下流側に流される。このようにして、膨張装置１７０１内部における冷媒圧力の異常な上昇を防止している。
【０１５１】
図３５は膨張装置１７０１による前後差圧と冷媒流路の開口面積との関係を表す説明図である。
同図のように、弁体１７２０が弁座１２に着座している間（図３２（Ａ）の状態）は、前後差圧が上昇しても、開口面積は絞り流路によって規制されて一定となる。そして、前後差圧が予め定める値以上になると、弁体１７２０が弁座１２から離脱して冷媒が外側の冷媒流路にリリーフして圧力が開放されるため、開口面積が一気に大きくなる（図３２（Ｂ）の状態）。その際、図３５に点線にて示したように差圧の上昇とともに開口面積の増加率が低下するのを防止又は抑制することができ、図中の実線にて示されるように、受圧の減少による特性の変化を防ぎ、冷媒を十分にリリーフさせることができる。
【０１５２】
これは、開弁時において、弁体１７２０の有効受圧面積の変化（減少）と縮管部１７２４の有効受圧面積の変化（増加）とが相殺し、弁体１７２０のリフト量による受圧変化をキャンセルすることができるためと考えられる。
【０１５３】
以上に説明したように、本実施の形態の膨張装置１７０１においても、圧力キャンセル構造によって冷媒圧力の一部がキャンセルされるため、バネ１８として小型のものを採用することができ、その結果、膨張装置１７０１全体をコンパクトに構成することができる。
【０１５４】
また、膨張装置１７０１の前後差圧が予め定める値以上となった場合には、リリーフ機構により、上流側から流入した冷媒を、絞り流路を経由する通常の冷媒通路とは別の流路に逃がすことができるため、膨張装置１７０１内部における冷媒圧力の異常な上昇を防止して、内部機器の破損等を防止することができる。
【０１５５】
また、上述のように、弁体１７２０の弁開状態に応じて下流側の絞り流路の流路断面が大きくなるように構成したため、受圧の減少による特性の変化を防ぎ、圧力キャンセルのバランスを保持するとともに、リリーフ作用を向上させることができる。
【０１５６】
尚、本実施の形態においては、縮管部１７２４の内径が小管部１３の内径よりも小さくなるようにしたが、これらの内径をほぼ同じに構成してもよい。このように構成しても、下流側の絞り流路の流路断面が大きくなる構成により、上記圧力キャンセルのバランス保持等の効果を期待することができる。
【０１５７】
また、軸状部材１７３０をシリンダ１０内で安定に保持するためのガイド手段を設けてもよい。例えば、軸状部材１７３０の上流側端部においてその外周面の複数箇所に半径方向外側に延出して弁体１７２０のガイド部１７２２の内周面にガイドされるガイド部を設けるようにしてもよい。
【０１５８】
［第１８の実施の形態］
次に、本発明の第１８の実施の形態について説明する。図３６は本実施の形態にかかる膨張装置の縦断面図である。また、図３７は当該膨張装置の横断面図等であり、（Ａ）は図３６（Ａ）のＲ−Ｒ矢視断面図であり、（Ｂ）は図３６（Ａ）のＳ方向矢視図である。尚、本実施の形態において上記第１の実施の形態とほぼ同様の構成部分については必要に応じて同一の符号を付す等して、その説明を省略する。
【０１５９】
図３６（Ａ）に示すように、膨張装置１８０１は、円筒状のシリンダ１０と、シリンダ１０に内挿された円筒状の弁体１８２０と、シリンダ１０内で支持された球状のボール弁座１８３０とから構成されている。シリンダ１０の大管部１４の下流側端部近傍には有底円筒状のストッパ１８１７が固定されており、このストッパ１８１７と弁体１８２０との間にボール弁座１８３０が介装されている。また、小管部１３の下流側端面と弁体１８２０との間には、弁体１８２０をボール弁座１８３０側（閉弁方向）に付勢するバネ１８が介装されている。
【０１６０】
弁体１８２０は、下流側に向かって２段階に拡管した段付円筒状の本体を有し、その中央の円筒部が本体部１８２１を構成し、その本体部１８２１の上流側に縮管して縮管部１８２２が設けられ、その本体部１８２１の下流側に拡管してガイド部１８２３が設けられている。そして、本体部１８２１の下流側端部により円筒状の弁部１８２４が形成されている。
【０１６１】
縮管部１８２２は、小管部１３よりもやや小さな外径を有し、小管部１３に進退可能に挿通され、その小管部１３との間隙により絞り流路（絞り機構）を形成するように構成されている。この縮管部１８２２と本体部１８２１との接続部の内外形状は、本体の上流側端部に向かって外径が小さくなるテーパ形状となっている。
【０１６２】
ガイド部１８２３は、図３７（Ａ）に示すように、ほぼ六角形状の断面を有し、その各頂点部分が大管部１４の内周面に沿った円弧状に形成され、各頂点部分の間に冷媒を流通可能な冷媒流路が形成されている。弁体１８２０は、そのガイド部１８２３の各頂点部分が大管部１４の内面に沿って摺動することにより、シリンダ１０内を安定して進退するようになっている。また、ガイド部１８２３の内部は下流側に向かって断面が大きくなるテーパ状をなし、そのテーパ部の下流側対向面によってボール弁座１８３０の上流側部分を覆うように収容できるようになっている。図示のように、弁体１８２０の弁部１８２４がボール弁座１８３０に着座した際には、このテーパ部とボール弁座１８３０との間に所定の間隙が形成されるように構成されている。このとき、ボール弁座１８３０は、ストッパ１８１７の上流側端面と弁部１８２４との間に挟持されるようにして支持される。上述したバネ１８は、本体部１８２１に外挿されつつ、このガイド部１８２３の上流側端面と小管部１３の下流側端面との間に介装されている。
【０１６３】
ストッパ１８１７は、図３７（Ｂ）にも示すように、その中心の周りに冷媒流路となる３つの長孔１８１７ａがそれぞれ等間隔（１２０度おき）に配設されている。これら３つの長孔１８１７ａを合わせた流路面積は、弁体１８２０が開弁状態になったときの弁部１８２４とボール弁座１８３０との間隙により形成される流路面積よりも十分に大きくなっており、長孔１８１７ａにおいて冷媒の圧力損失が発生するのを抑制している。
【０１６４】
このストッパ１８１７は、アジャスト機構を備えている。すなわち、ストッパ１８１７の外周には雄ネジが形成されおり、シリンダ１０の下流側端部にはこれと螺合する雌ネジが形成されている。そして、シリンダ１０に対するストッパ１８１７の螺入量を調整してストッパ１８１７の位置を調整することにより、上流側に支持するボール弁座１８３０の位置を調整できるようになっている。
【０１６５】
次に、膨張装置１８０１における圧力キャンセル構造について説明する。
膨張装置１８０１においては、縮管部１８２２の上流側端面により閉弁用受圧面が形成され、弁体１８２０内部における縮管部１８２２と本体部１８２１との境界のテーパ部の下流側対向面により、この閉弁用受圧面よりも大きな受圧面積を有する開弁用受圧面が形成されている。すなわち、上流側から導入された冷媒が、弁体１８２０に対して閉弁方向（図中左方向）の圧力を作用させ、弁体１８２０の開弁方向に作用する冷媒圧力の一部をキャンセルするようになっている。従って、この閉弁用受圧面で受ける圧力とバネ１８による弾性力との合力が、開弁用受圧面で受ける冷媒圧力に対抗することになる。
【０１６６】
次に、膨張装置１８０１におけるリリーフ機構について説明する。
図３６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、膨張装置１８０１においては、その前後差圧が予め定める値以上となって弁部１８２４がボール弁座１８３０から離間すると、上流側から流入した冷媒の大部分が、弁部１８２４とボール弁座１８３０との間隙を介して逃がされ、ストッパ１８１７の複数の長孔１８１７ａを介して下流側に流される。このようにして、膨張装置１８０１内部における冷媒圧力の異常な上昇を防止している。
【０１６７】
膨張装置１８０１においても、その前後差圧と冷媒流路の開口面積との関係は、前述した図３５に示したものとほぼ同様のものとなる。
すなわち、弁体１８２０がボール弁座１８３０に着座している間（図３６（Ａ）の状態）は、前後差圧が上昇しても、開口面積は縮管部１８２２と小管部１３との間隙からなる絞り流路によって規制されて一定となる。そして、前後差圧が予め定める値以上になると、弁体１８２０がボール弁座１８３０から離脱して冷媒が内側の冷媒流路にリリーフして圧力が開放されるため、開口面積が一気に大きくなる（図３６（Ｂ）の状態）。
【０１６８】
以上に説明したように、本実施の形態の膨張装置１８０１においても、圧力キャンセル構造によって冷媒圧力の一部がキャンセルされるため、膨張装置１８０１全体をコンパクトに構成することができる。
【０１６９】
また、膨張装置１８０１の前後差圧が予め定める値以上となった場合には、リリーフ機構によりその異常な上昇を防止して、内部機器の破損等を防止することができる。
さらに、上述のように、弁体１８２０の弁開時に有効受圧面積の減少がなく、逆に弁開方向の押圧面を増大させるために、圧力キャンセルの精度を向上させることができるとともに、より速やかにリリーフ作用を機能させることができる。その結果、必要な最大弁開度になるまでの前後差圧が小さくてすむため、膨張装置全体に負荷される圧力を小さくしてこれを保護することができる。
【０１７０】
［第１９の実施の形態］
次に、本発明の第１９の実施の形態について説明する。図３８は本実施の形態にかかる膨張装置の縦断面図である。また、図３９は当該膨張装置の横断面図であり、（Ａ）は図３８（Ａ）のＴ−Ｔ矢視断面図であり、（Ｂ）は図３８（Ａ）のＵ−Ｕ矢視断面図である。尚、本実施の形態において上記第１の実施の形態とほぼ同様の構成部分については必要に応じて同一の符号を付す等して、その説明を省略する。
【０１７１】
図３８（Ａ）に示すように、膨張装置１９０１は、円筒状のシリンダ１０と、シリンダ１０に内挿された円筒状の弁体１９２０とから構成されている。シリンダ１０の大管部１４の下流側端部近傍には円筒状のストッパ１９１７が固定されており、弁体１９２０との間に弁体１９２０を小管部１３側（閉弁方向）に付勢するバネ１８を介装している。
【０１７２】
また、シリンダ１０の小管部１３の下流側端部には、その下流側開口部から下流側に延出した有底筒状のガイド管１９３０が設けられている。このガイド管１９３０は、その下流端が閉塞される一方、図３９（Ａ）にも示すように、その下流端近傍の側壁に内外を連通させる連通孔１９３１が形成されている。また、ガイド管１９３０は、弁体１９２０を摺動可能に外挿しており、ガイド管１９３０の下流側端部には、下流側に向けて断面が小さくなるテーパ部１９３２が形成されている。このテーパ部１９３２は、弁座を構成する。
【０１７３】
弁体１９２０は、シリンダ１０に内挿される段付円筒状の本体を有する弁部１９２１と、ガイド管１９３０に摺動しつつガイドされるとともに、シリンダ１０の小管部１３と大管部１４との境界に設けられた段部の下流側対向面、つまり小管部１３の下流側端面１９１２によって係止可能な円筒状のガイド部１９２２とから構成されている。
【０１７４】
ガイド部１９２２は、その上流側がガイド管１９３０の外径にほぼ等しい内径を有してガイド管１９３０に摺動可能になっており、これにより、弁体１９２０がシリンダ１０内を安定して進退できるようになっている。ガイド部１９２２の下流側はやや拡管しており、後述する空間部Ｓ２を形成する。また、図３９（Ｂ）にも示されるように、ガイド部１９２２の上流端の一部には、内外を連通させるスリット１９２２ａが形成されており、ガイド部１９２２とガイド管１９３０との間隙を通って漏洩した高圧冷媒を下流側に開放できるようになっている。
【０１７５】
一方、弁部１９２１は、下流側に縮管して延出する縮管部１９２４を有し、この縮管部１９２４にはバネ１８の一端部外挿されている。弁部１９２１の上流側端部はやや拡径しており、ガイド部１９２２の下流側端部が圧入固定されている。このため、弁体１９２０の内部には、弁部１９２１，ガイド部１９２２及びガイド管１９３０によって囲まれた空間部Ｓ２が形成されている。この空間部Ｓ２は、連通孔１９３１を介して上流側に連通する。
【０１７６】
また、ガイド管１９３０のテーパ部１９３２のテーパ面と縮管部１９２４の内周端縁部１９２４ａとの間隙によって絞り流路が形成されるようになっている。この絞り流路は、弁体１９２０が小管部１３の下流側端面１９１２に係止されている際には、その間隙を通常の絞り機構としての流路断面を実現する設定値に保持する。しかし、弁体１９２０が下流側端面１９１２から離間して完全に全開状態となると、実質的に絞り機構としての機能は消滅し、その冷媒通路を拡大した新たな冷媒流路を形成する。つまり、閉弁時の冷媒通路とは別の冷媒流路が一体的に開放される。
【０１７７】
尚、弁部１９２１とガイド部１９２２との間に上述したアジャスト機構を設けることによって弁部１９２１とガイド部１９２２との位置関係を調整できるようにし、それにより、上記絞り流路の大きさを自由に設定できるようにしてもよい。
【０１７８】
ストッパ１９１７は、アジャスト機構を備えている。すなわち、ストッパ１９１７の外周には雄ネジが形成されており、シリンダ１０の下流側端部にはこれと螺合する雌ネジが形成されている。そして、シリンダ１０に対するストッパ１９１７の螺入量を調整してストッパ１９１７の位置を調整することにより、バネ１８の弾性力を調整できるようになっている。
【０１７９】
次に、膨張装置１９０１における圧力キャンセル構造について説明する。
膨張装置１９０１においては、空間部Ｓ２において、ガイド部１９２２の下流側対向面によって閉弁用受圧面が形成される一方、縮管部１９２４の上流側端面によって閉弁用受圧面よりも受圧面積が大きい開弁用受圧面が形成されている。そして、この開弁用受圧面の受圧面積が閉弁用受圧面の受圧面積よりも大きくなるように、縮管部１９２４の内径がガイド部１９２２の内径よりも小さくなっている。すなわち、空間部Ｓ２に導入された冷媒が弁体１９２０に対して閉弁方向（図中右方向）の圧力を作用させ、弁体１９２０の開弁方向に作用する冷媒圧力の一部をキャンセルするようになっている。従って、この閉弁用受圧面で受ける圧力とバネ１８による弾性力との合力が、開弁用受圧面で受ける冷媒圧力に対抗することになる。
【０１８０】
次に、膨張装置１９０１におけるリリーフ機構について説明する。
図３８（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、膨張装置１９０１においては、その前後差圧が予め定める値以上となってガイド部１９２２が下流側端面１９１２から離間すると、これに応じて縮管部１９２４とガイド管１９３０との間隙部分の開口面積をバネ１８の付勢力に抗して拡大し、上流側から流入した冷媒のより多くが下流側に逃がされる。このようにして、膨張装置１９０１内部における冷媒圧力の異常な上昇を防止している。
【０１８１】
図４０は膨張装置１９０１による前後差圧と冷媒流路の開口面積との関係を表す説明図である。
同図のように、弁体１９２０が小管部１３の下流側端面１９１２に係止されている間（図３８（Ａ）の状態）は、前後差圧が上昇しても、開口面積は絞り流路によって規制されて一定となる。そして、前後差圧が予め定める値以上になると、弁体１９２０が下流側端面１９１２から離間してより多くの冷媒が下流側に流れるため、開口面積が一気に大きくなる（図３８（Ｂ）の状態）。このとき、図示のように、開口面積の増加の程度は第１７の実施の形態（図３５）の場合よりも大きくなる。
【０１８２】
以上に説明したように、本実施の形態の膨張装置１９０１においても、圧力キャンセル構造及びリリーフ機構が有効に機能するため、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１８３】
さらに、膨張装置１９０１においても、第１８の実施の形態と同様に、弁体１９２０の弁開時に有効受圧面積の減少がないため、圧力キャンセルのバランスを保持することができ、またリリーフ作用を向上させることができる。また、リリーフ時に冷媒流路を一気に拡大することができるため、必要な最大弁開度になるまでの前後差圧が小さくてすみ、膨張装置全体に負荷される圧力を小さくしてこれを保護することができる。
【０１８４】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はその特定の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の精神の範囲内での変化変形が可能であることはいうまでもない。
【０１８５】
例えば、上記各実施の形態では、各膨張装置のシリンダが配管５０に直接固定されるように構成した例を示したが、これらの膨張装置がシリンダを収容するケーシング等を備えており、そのケーシング等が配管５０に固定されるものであってもよい。
【０１８６】
また、上記各実施の形態において、各中軸部材の外周面及びこれが内挿される弁体の内周面の少なくとも一方に、一又は複数のラビリンス用の溝を設けるなどしてもよい。
尚、各膨張装置を構成する内部部品としては、例えば樹脂などで構成することもできる。
【産業上の利用可能性】
【０１８７】
冷凍サイクルを循環する冷媒の流路に設けられる膨張装置であれば適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１８８】
【図１】第１の実施の形態にかかる膨張装置が冷凍サイクルの配管に設置された様子を表す説明図である。
【図２】膨張装置の縦断面図である。
【図３】膨張装置の横断面図である。
【図４】膨張装置による前後差圧と冷媒流路の開口面積との関係を表す説明図である。
【図５】第２の実施の形態にかかる膨張装置の断面図である。
【図６】第３の実施の形態にかかる膨張装置の断面図である。
【図７】第４の実施の形態にかかる膨張装置の縦断面図である。
【図８】図７（Ａ）のＥ−Ｅ断面矢視図である。
【図９】膨張装置による前後差圧と冷媒流路の開口面積との関係を表す説明図である。
【図１０】第５の実施の形態にかかる膨張装置の縦断面図である。
【図１１】第６の実施の形態にかかる膨張装置の縦断面図である。
【図１２】膨張装置の構成要素である内部シリンダの構成を表す断面図である。
【図１３】第７の実施の形態にかかる膨張装置の縦断面図である。
【図１４】図１３（Ａ）のＧ−Ｇ断面矢視図である。
【図１５】第８の実施の形態にかかる膨張装置の縦断面図である。
【図１６】膨張装置による前後差圧と冷媒流路の開口面積との関係を表す説明図である。
【図１７】第９の実施の形態にかかる膨張装置の縦断面図である。
【図１８】図１７（Ａ）のＨ−Ｈ断面矢視図である。
【図１９】膨張装置による前後差圧と冷媒流路の開口面積との関係を表す説明図である。
【図２０】第１０の実施の形態にかかる膨張装置の縦断面図である。
【図２１】図２０（Ａ）のＩ−Ｉ断面矢視図である。
【図２２】第１１の実施の形態にかかる膨張装置の縦断面図である。
【図２３】図２２（Ａ）のＪ−Ｊ断面矢視図である。
【図２４】膨張装置による前後差圧と冷媒流路の開口面積との関係を表す説明図である。
【図２５】第１２の実施の形態にかかる膨張装置の縦断面図である。
【図２６】第１２の実施の形態にかかる膨張装置の横断面図である。
【図２７】第１３の実施の形態にかかる膨張装置の断面図である。
【図２８】第１４の実施の形態にかかる膨張装置の縦断面図である。
【図２９】図２８（Ａ）のＮ−Ｎ断面矢視図である。
【図３０】第１５の実施の形態にかかる膨張装置の縦断面図である。
【図３１】第１６の実施の形態にかかる膨張装置の縦断面図である。
【図３２】第１７の実施の形態にかかる膨張装置の縦断面図である。
【図３３】第１７の実施の形態にかかる膨張装置の横断面図等である。
【図３４】絞り機構の構成を表す説明図である。
【図３５】膨張装置による前後差圧と冷媒流路の開口面積との関係を表す説明図である。
【図３６】第１８の実施の形態にかかる膨張装置の縦断面図である。
【図３７】第１８の実施の形態にかかる膨張装置の横断面図等である。
【図３８】第１９の実施の形態にかかる膨張装置の縦断面図である。
【図３９】第１９の実施の形態にかかる膨張装置の横断面図である。
【図４０】膨張装置による前後差圧と冷媒流路の開口面積との関係を表す説明図である。
【符号の説明】
【０１８９】
１，２０１，３０１，４０１，５０１，６０１，７０１，８０１，９０１，１００１，１１０１，１２０１，１３０１，１４０１，１５０１，１６０１，１７０１，１８０１，１９０１  膨張装置
１０，２１０，３１０，６０２，７０２  シリンダ
１１  本体
１２，２１２，３１２  弁座
１３，３１３  小管部
１４，２１４，３１４  大管部
１７，３１７，６１７，１２１７，１７１７，１８１７，１９１７  ストッパ
１８，２１８，３１８，６１８，７１８，１１１８  バネ
２０，２２０，３２０，４２０，５２０，６５０，８２０，９２０，１０２０，１１２０，１３２０，１５２０，１７２０，１８２０，１９２０  弁体
２１，２２１，３２１，４２１，５２１，８２１，９２１  本体
２２，２２２，３２３，４２２，５２２，６５１，８２２，９２２，１１２１，１７２１，１８２４，１９２１  弁部
２３，２２３，３２２  ガイド部
２３ａ  突出部
２４，２２４，３２４，４２４，６５４，８２４，９２４，１１２４  冷媒通路
２５  段差部
２６，２２６，３２６，４２６，８２６  開弁用受圧面
２７，２２７，３２７，９２７  閉弁用受圧面
３０  中軸部材
５０  配管
２１３  弁座部
２１４ａ  連通孔
２１５  ガイド管部
２１５ａ  オリフィス孔
２４１  空間部
３１３ａ  導入孔
３１３ｂ  拡管部
３２５  管部
３３１  オリフィス孔
３３２  拡管部
３４１  空間部
４３１，５３１，６４２  スリット
６１０，７１０  第１のリリーフ機構
６２０，７２０  第２のリリーフ機構
６４０  内部シリンダ
６４３  アジャスト部
６４４，９４１，１０４１，１１４１  連通孔
６５３，１１２２，１９２２  ガイド部
７３０，９３０，１２３０，１３３０，１４３０，１６３０  中軸部材
７５０  ストッパ
７５１  透孔
７５２  第２の弁座
７５３  切欠部
９２５，１１２５  段差部
１２２０  リリーフ機構
１７２４，１８２２，１９２４  縮管部
１７３０  軸状部材
１７３１，１９３２  テーパ部
１８３０  ボール弁座
１９３０  ガイド管
Ｓ１，Ｓ２  空間部