(57)【要約】【課題】コストを増大させることなく、冷媒の減圧量の調整を良好に行うことができる膨張弁を提供すること。【解決手段】弁座４２は、積層数が異なることで高さが異なる複数の圧電素子４４を有し、かつ圧電素子４４の高さの差に応じた段差を有し、弁体４３は、弁座４２の段差に適合する段差を有するとともに、冷媒入口４１ａよりも小径であって断面積の異なる複数の冷媒流路４３１，４３２を有しており、圧電素子４４へ電圧が印加されることでそれぞれの圧電素子４４を変位させることにより、弁体４３を圧縮コイルバネ４５の付勢力に抗して弁座４２から離隔する態様で移動させて弁座４２と弁体４３との間に流路断面積の異なる複数の減圧部４７１，４７２を形成し、各冷媒流路４３１，４３２及び各減圧部４７１，４７２に冷媒入口４１ａを通じて流入した冷媒を通過させて減圧し、冷媒通路４２１で混合させてから冷媒出口４１ｂを通じて流出させるものである。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒入口と冷媒出口とが設けられた弁本体と、
前記弁本体の内部に設けられ、かつ前記冷媒出口に連通する冷媒通路を有する弁座と、
前記弁本体の内部で前記弁座に対して近接離反する態様で移動可能に設けられ、かつ常態においては付勢手段に付勢されて前記弁座に近接する態様で移動することで前記冷媒入口と前記冷媒出口とが前記冷媒通路を通じて連通することを規制する一方、前記付勢手段の付勢力に抗して前記弁座から離隔する態様で移動する場合には前記冷媒入口と前記冷媒出口とが前記冷媒通路を通じて連通することを許容する弁体と
を備えた膨張弁において、
前記弁座は、積層数が異なることで高さが異なる複数の圧電素子を有するとともに、これら圧電素子の高さの差に応じた段差を有し、
前記弁体は、前記弁座の段差に適合する段差を有するとともに、前記冷媒入口よりも小径であって断面積の異なる複数の冷媒流路を有しており、
前記圧電素子へ電圧が印加されることでそれぞれの圧電素子を変位させることにより、前記弁体を前記付勢手段の付勢力に抗して前記弁座から離隔する態様で移動させて弁座と弁体との間に流路断面積の異なる複数の減圧部を形成し、各冷媒流路及び各減圧部に前記冷媒入口を通じて流入した冷媒を通過させて減圧し、前記冷媒通路で混合させてから前記冷媒出口を通じて流出させることを特徴とする膨張弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膨張弁に関し、より詳細には、自動販売機等の冷凍サイクルを構成する膨張弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷凍サイクルを構成する膨張弁として、電磁弁を特定の時間周期で開閉させることにより冷媒を断熱膨張させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図６は、この種の従来の膨張弁の構成を示す断面側面図である。この図６に示すように、膨張弁１００は、図示せぬ圧縮機、凝縮器及び蒸発器とともに冷媒サイクルを構成する冷媒回路を形成するもので、弁本体１１０と、弁座１２０と、プランジャ１３０とを備えて構成されている。
【０００４】
弁本体１１０は、冷媒入口１１０ａを構成し、かつ凝縮器から供給される高圧冷媒が通過する高圧流入管２５１に接続される入口ポート１１１と、冷媒出口１１０ｂを構成し、かつ蒸発器に向けて送出される低圧冷媒が通過する低圧流出管に接続される出口ポート１１２とを有している。
【０００５】
弁座１２０は、弁本体１１０の内部に設けられており、冷媒入口１１０ａよりも小径であって冷媒出口１１０ｂに連通する小径流路１２１を有している。
【０００６】
プランジャ１３０は、弁本体１１０の内部において、弁座１２０に対して近接離反する態様で進退移動可能に設けられている。このプランジャ１３０は、一部が弁本体１１０に収納された状態で設けられたヨーク１４０の下端部に圧縮コイルバネ１５０を介して連結されており、常態においては、圧縮コイルバネ１５０に付勢されて弁座１２０に近接する態様で進出移動することで、自身の下端部が弁体として弁座１２０の小径流路１２１の流入口１２１ａを閉成させるものである（図６中の二点鎖線参照）。一方、上記ヨーク１４０と、弁本体１１０の外部に設けられた電磁コイル１６０とによって形成される磁気回路により、自身に磁力が作用する場合には、プランジャ１３０は、圧縮コイルバネ１５０の付勢力に抗して弁座１２０から離隔する態様で退行移動することで上記小径流路１２１の流入口１２１ａを開成させるものである。
【０００７】
このような図６に示す従来の膨張弁１００においては、電磁コイル１６０への通電がオフとなる場合には、プランジャ１３０が圧縮コイルバネ１５０に付勢されて進出移動することで小径流路１２１の流入口１２１ａを閉成させる一方、電磁コイル１６０への通電がオンとなる場合には、プランジャ１３０が圧縮コイルバネ１５０の付勢力に抗して退行移動することで小径流路１２１の流入口１２１ａを開成させることになる。
【０００８】
そして、所定のデューティー比にて電磁コイル１６０の通電をオンオフさせてプランジャ１３０の進退移動により小径流路１２１の流入口１２１ａを弁体で開閉させることで、冷媒入口１１０ａを通じて流入した冷媒を小径流路１２１で断熱膨張させて冷媒出口１１０ｂを通じて流出させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭５３−１３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上述したような従来の膨張弁１００においては、プランジャ１３０の進退移動により小径流路１２１の流入口１２１ａを弁体で開閉させているために、冷媒入口１１０ａより流入する冷媒（高圧冷媒）と冷媒出口１１０ｂより流出する冷媒（低圧冷媒）との圧力差が大きい場合には、プランジャ１３０における弁体にかかる圧力差も大きくなり、小径流路１２１の流入口１２１ａを開成させるためのプランジャ１３０の退行移動に要する力が過大なものとなってしまう。このようにプランジャ１３０の退行移動に要する力が過大なものとなると、アクチュエータである電磁コイル１６０の大型化を招来し、結果的にコストが増大してしまい好ましくない。また、プランジャ１３０の退行移動に要する力を低減させるためには、小径流路１２１を縮径させることが考えられるが、これでは冷媒とともに冷媒回路を循環する塵等が小径流路１２１で詰まる可能性があり、小径流路１２１の縮径化にも限界がある。
【００１１】
上記膨張弁では、所定の時間周期で磁力を作用させてプランジャ１３０を進退移動させることで冷媒の減圧量を調整していたために、低圧圧力の微調整が困難であった。
【００１２】
本発明は、上記実情に鑑みて、コストを増大させることなく、冷媒の減圧量の調整を良好に行うことができる膨張弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る膨張弁は、冷媒入口と冷媒出口とが設けられた弁本体と、前記弁本体の内部に設けられ、かつ前記冷媒出口に連通する冷媒通路を有する弁座と、前記弁本体の内部で前記弁座に対して近接離反する態様で移動可能に設けられ、かつ常態においては付勢手段に付勢されて前記弁座に近接する態様で移動することで前記冷媒入口と前記冷媒出口とが前記冷媒通路を通じて連通することを規制する一方、前記付勢手段の付勢力に抗して前記弁座から離隔する態様で移動する場合には前記冷媒入口と前記冷媒出口とが前記冷媒通路を通じて連通することを許容する弁体とを備えた膨張弁において、前記弁座は、積層数が異なることで高さが異なる複数の圧電素子を有するとともに、これら圧電素子の高さの差に応じた段差を有し、前記弁体は、前記弁座の段差に適合する段差を有するとともに、前記冷媒入口よりも小径であって断面積の異なる複数の冷媒流路を有しており、前記圧電素子へ電圧が印加されることでそれぞれの圧電素子を変位させることにより、前記弁体を前記付勢手段の付勢力に抗して前記弁座から離隔する態様で移動させて弁座と弁体との間に流路断面積の異なる複数の減圧部を形成し、各冷媒流路及び各減圧部に前記冷媒入口を通じて流入した冷媒を通過させて減圧し、前記冷媒通路で混合させてから前記冷媒出口を通じて流出させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、圧電素子へ電圧が印加されることでそれぞれ積層数が異なることで高さが異なる圧電素子を変位させることにより、弁体を付勢手段の付勢力に抗して弁座から離隔する態様で移動させて弁座と弁体との間に流路断面積の異なる複数の減圧部を形成し、各冷媒流路及び各減圧部に冷媒入口を通じて流入した冷媒を通過させて減圧し、冷媒通路で混合させてから冷媒出口を通じて流出させるので、各圧電素子へ印加される電圧の大きさを調整することで、各圧電素子の変位量を調整して減圧部の流路断面積の大きさを制御することができ、冷媒通路で混合される低圧冷媒の圧力を所望の大きさに調整することができ、従来のように電磁コイルを必要とせず、装置の簡素化を図ることができる。しかも圧電素子に印加する電圧の大きさの調整だけなので、低圧圧力の微調整を容易に行うことができる。従って、コストを増大させることなく、冷媒の減圧量の調整を良好に行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の実施の形態である膨張弁を有する冷媒サイクル装置が適用された自動販売機の内部構造を正面から見た場合を示す説明図である。
【図２】図２は、図１に示した自動販売機の内部構造を示すものであり、右側の商品収容庫の断面側面図である。
【図３】図３は、図１及び図２に示した自動販売機に適用された冷媒サイクル装置を概念的に示す概念図である。
【図４】図４は、図２及び図３に示した膨張弁の構成を示すもので、通電がオフされた状態を示す断面側面図である。
【図５】図５は、図２及び図３に示した膨張弁の構成を示すもので、通電がオンされた状態を示す断面側面図である。
【図６】図６は、従来の膨張弁の構成を示す断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る膨張弁の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態である膨張弁を有する冷媒サイクル装置が適用された自動販売機の内部構造を正面から見た場合を示す説明図である。ここで例示する自動販売機は、本体キャビネット１を備えている。
【００１８】
本体キャビネット１は、前面が開口した直方状の形態を成すものである。この本体キャビネット１には、その内部に例えば２つの断熱仕切板２によって仕切られた３つの独立した商品収容庫３が左右に並んだ態様で設けてある。この商品収容庫３は、缶入り飲料やペットボトル入り飲料等の商品を所望の温度に維持した状態で収容するためのもので、断熱構造を有している。
【００１９】
図２は、図１に示した自動販売機の内部構造を示すものであり、右側の商品収容庫３の断面側面図である。尚、ここでは右側の商品収容庫（以下、適宜右庫とも称する）３ａの内部構造について示すが、中央の商品収容庫（以下、適宜中庫とも称する）３ｂ及び左側の商品収容庫（以下、適宜左庫とも称する）３ｃの内部構造も右庫３ａと略同じような構成である。尚、本明細書における右側とは、自動販売機を正面から見た場合の右方を示し、左側とは、自動販売機を正面から見た場合の左方を示す。
【００２０】
かかる図２に示すように、本体キャビネット１の前面には、外扉４及び内扉５が設けてある。外扉４は、本体キャビネット１の前面開口を開閉するためのものであり、内扉５は、商品収容庫３の前面を開閉するためのものである。この内扉５は、上下に分割してあり、上側の扉５ａは商品を補充する際に開閉するものである。
【００２１】
上記商品収容庫３には、商品収納ラック６、払出機構７及び搬出シュータ８が設けてある。商品収納ラック６は、商品を上下方向に沿って並ぶ態様で収納するためのものである。払出機構７は、商品収納ラック６の下部に設けてあり、この商品収納ラック６に収納された商品群の最下位にある商品を１つずつ搬出するためのものである。搬出シュータ８は、払出機構７から払い出された商品を外扉４に設けられた商品取出口４ａに導くためのものである。
【００２２】
図３は、図１及び図２に示した自動販売機に適用された冷媒サイクル装置を概念的に示す概念図である。この図３に示す冷媒サイクル装置は、内部に冷媒（例えば二酸化炭素等）を封入した冷媒回路１０を有しており、この冷媒回路１０は、主経路２０、高圧冷媒導入配管３０及び戻配管３２を備えて構成してある。
【００２３】
主経路２０は、圧縮機２１、庫外熱交換器２２、補助庫外熱交換器２３及び庫内熱交換器２４を冷媒配管２５にて順次接続して構成してある。
【００２４】
圧縮機２１は、図２にも示すように機械室９に配設してある。機械室９は、本体キャビネット１の内部であって商品収容庫３と区画され、かつ商品収容庫３の下方側の室である。この圧縮機２１は、吸引口を通じて冷媒を吸引し、吸引した冷媒を圧縮して高温高圧の状態（高圧冷媒）にして吐出口より吐出するものである。
【００２５】
本実施の形態である圧縮機２１は、２回に分けて圧縮動作を行う二段式圧縮機２１である。より詳細に説明すると、圧縮機２１は、１回目の圧縮動作を行う第１圧縮要素２１１と、２回目の圧縮動作を行う第２圧縮要素２１２とを有し、これらの間に図示せぬ中間熱交換器が設けてある。中間熱交換器は、第１圧縮要素２１１による１回目の圧縮動作により圧縮された冷媒を放熱させて第２圧縮要素２１２に送出するものである。
【００２６】
庫外熱交換器２２は、圧縮機２１と同様に機械室９に配設してある。この庫外熱交換器２２は、圧縮機２１で圧縮された冷媒が自身の流路を通過する場合に、該冷媒を周囲空気と熱交換させて放熱させるものである。この庫外熱交換器２２と圧縮機２１とを接続する冷媒配管２５には、三方弁２６が設けてある。かかる三方弁２６については後述する。
【００２７】
補助庫外熱交換器２３は、自身の流路に熱的に接続されるフィン部材が庫外熱交換器２２と共通化された状態で該庫外熱交換器２２と一体的に構成されている。この補助庫外熱交換器２３は、流路を通過する冷媒、すなわち庫外熱交換器２２で放熱した冷媒を周囲空気と熱交換させて放熱させるものである。
【００２８】
庫内熱交換器２４は、複数（図示の例では３つ）設けてあり、それぞれが各商品収容庫３の内部低域であって背面ダクトＤの前方側に配設してある。これら庫内熱交換器２４と補助庫外熱交換器２３とを接続する冷媒配管２５は、その途中に配設された分配器２７により３つに分岐され、右庫３ａに配設された庫内熱交換器（以下、右庫内熱交換器とも称する）２４ａ、中庫３ｂに配設された庫内熱交換器（以下、中庫内熱交換器とも称する）２４ｂ、並びに左庫３ｃに配設された庫内熱交換器（以下、左庫内熱交換器とも称する）２４ｃの入口側にそれぞれ接続してある。
【００２９】
また、この冷媒配管２５においては、分配器２７から各庫内熱交換器２４に至る途中に膨張弁４０ａ，４０ｂ，４０ｃ（以下、これらを総称して膨張弁４０とも称する）が設けてある。膨張弁４０は、図示せぬコントローラから与えられる指令に応じて開度を調整することができる流量可変のものであり、全閉状態となることも可能である。かかる膨張弁４０は、通過する冷媒を減圧して断熱膨張させるものであり、その構成については後述する。
【００３０】
上記庫内熱交換器２４のそれぞれの出口側に接続された冷媒配管２５は、途中の第１合流点Ｐ１で合流して圧縮機２１の吸引口に連通する態様で該圧縮機２１に接続してある。
【００３１】
尚、このような主経路２０において、図３中の符号２８及び符号２９は、それぞれヒータ及び内部熱交換器である。ヒータ２８は、中庫３ｂに配設してあり、駆動して通電状態となることにより中庫３ｂの内部空気を加熱する加熱手段である。内部熱交換器２９は、補助庫外熱交換器２３を通過した高圧冷媒と、庫内熱交換器２４を通過した冷媒（低圧冷媒）とを熱交換させるものである。
【００３２】
高圧冷媒導入配管３０は、一端が三方弁２６に連結してあり、他端が左庫３ｃに配設された加熱用熱交換器３１の入口側に接続してある。この高圧冷媒導入配管３０は、圧縮機２１で圧縮された高圧冷媒を加熱用熱交換器３１に導入させるためのものである。
【００３３】
ここで三方弁２６は、圧縮機２１で圧縮された高圧冷媒を庫外熱交換器２２へ送出する第１送出状態と、加熱用熱交換器３１へ送出する第２送出状態との間で択一的に切り換え可能なバルブ手段である。かかる三方弁２６の切換動作は、コントローラから与えられる指令に応じて行われる。
【００３４】
戻配管３２は、一端が加熱用熱交換器３１の出口側に接続してあり、他端が主経路２０を構成する冷媒配管２５、すなわち庫外熱交換器２２と補助庫外熱交換器２３との間の冷媒配管２５の第２合流点Ｐ２に接続してある。この戻配管３２は、加熱用熱交換器３１を通過した冷媒を主経路２０に戻すためのものである。
【００３５】
このような冷媒サイクル装置においては、圧縮機２１の回転数や膨張弁４０の開度、あるいは三方弁２６の送出状態を、コントローラを通じて制御することで各商品収容庫３の内部温度を所望の温度状態に調整することができ、次のようにして商品収容庫３に収容された商品を冷却、あるいは加熱することができる。ここでは、ＣＣＣ運転（すべての商品収容庫３の内部空気を冷却する運転）を行う場合とＨＣＣ運転（左庫３ｃの内部空気を加熱し、右庫３ａ及び中庫３ｂの内部空気を冷却する運転）を行う場合とを代表例として説明する。
【００３６】
まずＣＣＣ運転を行う場合について説明する。この場合、コントローラは、三方弁２６を第１送出状態にさせるとともに、膨張弁４０の開度を調整する。
【００３７】
これにより圧縮機２１で圧縮された冷媒は、第１送出状態にある三方弁２６を通過して庫外熱交換器２２に至る。庫外熱交換器２２に至った冷媒は、該庫外熱交換器２２を通過中に、周囲空気（外気）と熱交換を行って放熱する。庫外熱交換器２２で放熱した冷媒は、補助庫外熱交換器２３に至り、かかる補助庫外熱交換器２３を通過中に、周囲空気と熱交換してさらに放熱する。補助庫外熱交換器２３で放熱した冷媒は、内部熱交換器２９を通じて膨張弁４０に至り、かかる膨張弁４０で断熱膨張し、右庫内熱交換器２４ａ、中庫内熱交換器２４ｂ及び左庫内熱交換器２４ｃに送出される。
【００３８】
各庫内熱交換器２４に送出された冷媒（低圧冷媒）は、図示せぬ冷媒流路を通過して周囲空気（内部空気）と熱交換して該周囲空気を冷却する。冷却された空気は、各庫内熱交換器２４に近接配置された庫内送風ファンＦ１の駆動により内部を循環し、これにより各商品収容庫３に収容された商品は、循環する空気により冷却される。各庫内熱交換器２４を通過した冷媒は、第１合流点Ｐ１で合流した後に内部熱交換器２９を通じて圧縮機２１に吸引され、圧縮機２１に圧縮されて上述した循環を繰り返す。
【００３９】
次に、ＨＣＣ運転を行う場合について説明する。この場合、コントローラは、三方弁２６を第２送出状態にさせ、膨張弁４０ｃを全閉状態にさせるとともに膨張弁４０ａ，４０ｂの開度を調整する。
【００４０】
これにより圧縮機２１で圧縮された冷媒は、第２送出状態である三方弁２６を通過し、高圧冷媒導入配管３０を通じて加熱用熱交換器３１に送出される。
【００４１】
加熱用熱交換器３１に送出された冷媒（高圧冷媒）は、図示せぬ冷媒流路を通過して周囲空気（内部空気）と熱交換して該周囲空気を加熱する。加熱された空気は、庫内送風ファンＦ１の駆動により内部を循環し、これにより各商品収容庫３に収容された商品は、循環する空気により加熱される。
【００４２】
加熱用熱交換器３１を通過した冷媒は、戻配管３２を通過した後に第２合流点Ｐ２に至り、かかる第２合流点Ｐ２で主経路２０に進入する。主経路２０に進入した冷媒は、補助庫外熱交換器２３及び内部熱交換器２９を通過した後に膨張弁４０ａ，４０ｂに至り、かかる膨張弁４０ａ，４０ｂで断熱膨張し、右庫内熱交換器２４ａ及び中庫内熱交換器２４ｂに送出される。
【００４３】
右庫内熱交換器２４ａ及び中庫内熱交換器２４ｂに送出された冷媒は、冷媒流路を通過して周囲空気（内部空気）と熱交換して該周囲空気を冷却する。冷却された空気は、庫内送風ファンＦ１の駆動により内部を循環し、これにより右庫３ａ及び中庫３ｂに収容された商品は、循環する空気により冷却される。右庫内熱交換器２４ａ及び中庫内熱交換器２４ｂを通過した冷媒は、第１合流点Ｐ１で合流した後に内部熱交換器２９を通じて圧縮機２１に吸引され、圧縮機２１に圧縮されて上述した循環を繰り返す。
【００４４】
上記膨張弁４０の構造について、図４及び図５を参照しながら説明する。図４及び図５は、それぞれ図２及び図３に示した膨張弁４０の構成を示すものであり、図４は通電がオフされた状態を示す断面側面図であり、図５は通電がオンされた状態を示す断面側面図である。これら図４及び図５に示す膨張弁４０は、ケース４１と、弁座４２と、弁体４３とを備えて構成してある。
【００４５】
ケース４１は、箱状の形態を成した弁本体であり、入口ポート４１１と出口ポート４１２とを有している。入口ポート４１１は、ケース４１の天部に設けてある。この入口ポート４１１は、分配器２７に接続された冷媒配管２５（以下、高圧冷媒配管２５とも称する）と接続する部位であり、冷媒入口４１ａを構成している。出口ポート４１２は、ケース４１の底部に設けてある。この出口ポート４１２は、庫内熱交換器２４の入口側に接続された冷媒配管２５（以下、低圧冷媒配管２５とも称する）と接続する部位であり、冷媒出口４１ｂを構成している。
【００４６】
弁座４２は、ケース４１の内部において底部に載置された状態で設けられた円柱状部材であり、上下方向に沿って延在する冷媒通路４２１が形成してある。この冷媒通路４２１は、その内径が冷媒入口４１ａ及び冷媒出口４１ｂの内径に略等しい大きさを有しており、弁座４２の上面及び下面に開口を形成している。ここで弁座４２の上面側の開口が冷媒の流入口４２１ａであり、下面側の開口が冷媒の流出口４２１ｂとなる。このような冷媒通路４２１は、流出口４２１ｂを介して冷媒出口４１ｂに連通している。
【００４７】
また、弁座４２には、冷媒通路４２１を挟む態様で複数（図示の例では２つ）の圧電素子４４が設けられている。これら圧電素子４４は、それぞれ積層数が異なることで互いの高さが異なるものである。このような圧電素子４４は、互いの下端面は同一の高さレベルとなるように設けられており、それぞれの上端面は弁座４２から露出するよう自身が設けられた部位の上面と同一平面を構成している。つまり、弁座４２は、それぞれの圧電素子４４が設けられた部位の上面の高さが異なるもので、圧電素子４４の高さの差に応じた段差を有している。
【００４８】
弁体４３は、ケース４１の内部における弁座４２の上方域において、付勢手段である２つの圧縮コイルバネ４５を介してケース４１の天部に連結してあり、これら圧縮コイルバネ４５により弁座４２に近接する態様で常時下方に向けて付勢されている。この弁体４３は、下端面が弁座４２の上端面に当接できるよう弁座４２の段差に適合する段差を有しているとともに、複数（図示の例では２つ）の冷媒流路４３１，４３２を有している。
【００４９】
これら冷媒流路４３１，４３２は、それぞれ冷媒入口４１ａよりも小径となるものであって、互いの断面積が異なるものである。これらのうち断面積が相対的に大きい冷媒流路４３１は、積層数が相対的に多い圧電素子４４（以下、第１圧電素子４４１とも称する）が設けられた部位（以下、第１部位とも称する）４２２の上方側に位置しており、断面積が相対的に小さい冷媒流路４３２は、積層数が相対的に少ない圧電素子４４（以下、第２圧電素子４４２とも称する）が設けられた部位（以下、第２部位とも称する）４２３の上方側に位置している。
【００５０】
以上のように構成された膨張弁４０においては、図４に示すように、配線４６を介して各圧電素子４４への通電がオフされる場合には、弁体４３が圧縮コイルバネ４５に付勢されて弁座４２に近接する態様で進出移動する結果、弁体４３の下端面は弁座４２の上端面に当接することで冷媒通路４２１の流入口４２１ａを閉成させる。これにより、冷媒入口４１ａと冷媒出口４１ｂとの連通状態が遮断され、膨張弁４０は全閉状態となり、冷媒が通過することを規制する。
【００５１】
一方、図５に示すように、配線４６を介して図示せぬ通電装置より各圧電素子４４へ電圧が印加されることで通電がオンされる場合には、各圧電素子４４は変位してそれぞれが弁座４２の上端面より突出する。これにより弁体４３は、圧縮コイルバネ４５の付勢力に抗して弁座４２から離隔する態様で上方に移動する。この弁体４３の移動により、冷媒通路４２１の流入口４２１ａが開成される。
【００５２】
このとき圧電素子４４の変位量は、積層数が相対的に多い方が積層数が相対的に少ない方よりも大きくなるので、第１圧電素子４４１の弁座４２（第１部位４２２）の上端面からの突出量が第２圧電素子４４２の弁座４２（第２部位４２３）の上端面からの突出量よりも大きくなる。そのため、弁体４３は、図５に示すように傾斜した姿勢となり、弁座４２と弁体４３との間に互いに流路断面積が異なる複数の減圧部４７１，４７２が形成される。
【００５３】
このようにして冷媒通路４２１の流入口４２１ａが開成されるとともに、弁座４２と弁体４３との間で互いの流路断面積が異なる複数の減圧部４７１，４７２が形成されることで、冷媒入口４１ａと冷媒出口４１ｂとは冷媒流路４３１，４３２、減圧部４７１，４７２及び冷媒通路４２１を介して連通状態となり、冷媒入口４１ａを通じて高圧冷媒配管２５よりケース４１の内部に流入した高圧冷媒は、各冷媒流路４３１，４３２を通過することで減圧され、その後に各減圧部４７１，４７２を通過することでさらに減圧される。そして、減圧部４７１，４７２を通過した冷媒は冷媒通路４２１で混合され、この冷媒通路４２１を通過後に冷媒出口４１ｂから低圧冷媒配管２５に低圧冷媒として流出される。
【００５４】
このような膨張弁４０では、各圧電素子４４へ電圧が印加されることで通電がオンされると、それぞれの圧電素子４４を異なる変位量で変位させることで、冷媒通路４２１の流入口４２１ａを開成させるとともに弁座４２と弁体４３との間に流路断面積が異なる減圧部４７１，４７２を形成することができる。これにより、各圧電素子４４へ印加される電圧の大きさを調整することで、各圧電素子４４の変位量を調整して減圧部４７１，４７２の流路断面積の大きさを制御することができ、冷媒通路４２１で混合される低圧冷媒の圧力を所望の大きさに調整することができる。
【００５５】
以上説明したように本実施の形態である膨張弁４０によれば、各圧電素子４４へ印加される電圧の大きさを調整することで、冷媒通路４２１で混合される低圧冷媒の圧力を所望の大きさに調整することができるので、従来のように電磁コイルを必要とせず、装置の簡素化を図ることができ、しかも圧電素子４４に印加する電圧の大きさの調整だけなので、低圧圧力の微調整を容易に行うことができる。従って、コストを増大させることなく、冷媒の減圧量の調整を良好に行うことができる。
【００５６】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。
【００５７】
上述した実施の形態では２つの圧電素子４４を用いていたが、本発明においては、圧電素子の数や配置方法は、適用される冷媒サイクル装置の要求に応じて設定することができることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
以上のように、本発明に係る膨張弁は、自動販売機等の冷媒サイクル装置に有用である。
【符号の説明】
【００５９】
４０  膨張弁
４１  ケース
４１ａ  冷媒入口
４１ｂ  冷媒出口
４１１  入口ポート
４１２  出口ポート
４２  弁座
４２１  冷媒通路
４２１ａ  流入口
４２１ｂ  流出口
４３  弁体
４３１  冷媒流路
４３２  冷媒流路
４４  圧電素子
４５  圧縮コイルバネ
４６  配線
４７１  減圧部
４７２  減圧部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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