(57)【要約】【課題】Ｏリングを使用することなく、蒸発器６をバイパスする漏れ冷媒による性能や制御性への影響を抑制できる膨張弁１を提供する。【解決手段】蒸発器６で蒸発したガス冷媒が通過する第２の通路には、軸方向の下側内周面に大径孔１６が凹設され、貫通孔１７の上端より突き出る作動棒１９の一端側が大径孔１６の内部を通って第２の通路の内部まで延設されている。よって、感温棒１８は、作動棒１９に対向する軸方向の端面が、第２の通路の内部で作動棒１９の端面に当接している。つまり、感温棒１８の他端側の端面は、大径孔１６の内部まで入り込むことはなく、作動棒１９の一端側が第２の通路の内部へ突出している分、感温棒１８の全長が短縮されている。また、作動棒１９の一端側の端部には、貫通孔１７と作動棒１９との摺動隙間を通って第２の通路へ噴出する液冷媒が感温棒１８に衝突することを防止する遮蔽カバー２２が取り付けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面がダイヤフラムによって閉じられたダイヤフラム室を形成し、このダイヤフラム室に作動ガスが封入されたダイヤフラム作動部と、
蒸発器に送られる冷媒が通過する絞り孔を有すると共に、この絞り孔より上流側に入口ポート、前記絞り孔より下流側に出口ポートを有する第１の通路と、
前記蒸発器から圧縮機に戻る冷媒が通過する第２の通路と、
前記第１、第２の通路を形成すると共に、前記作動ガスの圧力変化に応じて変位する前記ダイヤフラムの変位方向を軸方向と定義した時に、軸方向に穿設されて前記出口ポートと前記第２の通路との間を連通する貫通孔を有する弁本体と、
前記第２の通路に対し軸方向に交差して配置され、前記第２の通路を流れる冷媒の温度を感知して前記ダイヤフラムに伝達する感温棒と、
前記貫通孔に摺動自在に挿通され、前記ダイヤフラムの変位が前記感温棒を介して伝達される作動棒と、
この作動棒の動きに連動して前記絞り孔を通過する冷媒流量を調整する弁体とを有する膨張弁であって、
前記弁本体には、前記第２の通路の内周面に前記感温棒の外径より開口径が大きいと共に、前記貫通孔に連通する大径孔が凹設されていることを特徴とする膨張弁。
【請求項２】
一面がダイヤフラムによって閉じられたダイヤフラム室を形成し、このダイヤフラム室に作動ガスが封入されたダイヤフラム作動部と、
蒸発器に送られる冷媒が通過する絞り孔を有すると共に、この絞り孔より上流側に入口ポート、前記絞り孔より下流側に出口ポートを有する第１の通路と、
前記蒸発器から圧縮機に戻る冷媒が通過する第２の通路と、
前記第１、第２の通路を形成すると共に、前記作動ガスの圧力変化に応じて変位する前記ダイヤフラムの変位方向を軸方向と定義した時に、軸方向に穿設されて前記出口ポートと前記第２の通路との間を連通する貫通孔を有する弁本体と、
前記第２の通路に対し軸方向に交差して配置され、前記第２の通路を流れる冷媒の温度を感知して前記ダイヤフラムに伝達する感温棒と、
前記貫通孔に摺動自在に挿通され、前記ダイヤフラムの変位が前記感温棒を介して伝達される作動棒と、
この作動棒の動きに連動して前記絞り孔を通過する冷媒流量を調整する弁体とを有する膨張弁であって、
前記弁本体には、前記出口ポートから前記貫通孔と前記作動棒との摺動隙間にガス冷媒を導くバイパス孔が形成されていることを特徴とする膨張弁。
【請求項３】
一面がダイヤフラムによって閉じられたダイヤフラム室を形成し、このダイヤフラム室に作動ガスが封入されたダイヤフラム作動部と、
蒸発器に送られる冷媒が通過する絞り孔を有すると共に、この絞り孔より上流側に入口ポート、前記絞り孔より下流側に出口ポートを有する第１の通路と、
前記蒸発器から圧縮機に戻る冷媒が通過する第２の通路と、
前記第１、第２の通路を形成すると共に、前記絞り孔と前記出口ポートとの間を連通する連通室を形成し、前記作動ガスの圧力変化に応じて変位する前記ダイヤフラムの変位方向を軸方向と定義した時に、軸方向に穿設されて前記連通室と前記第２の通路との間を連通する貫通孔を有する弁本体と、
前記第２の通路に対し軸方向に交差して配置され、前記第２の通路を流れる冷媒の温度を感知して前記ダイヤフラムに伝達する感温棒と、
前記貫通孔の内周に圧入されて、軸方向の一端が前記第２の通路に開口し、軸方向の他端が前記連通室に開口するパイプと、
このパイプの内周に摺動自在に挿通され、前記ダイヤフラムの変位が前記感温棒を介して伝達される作動棒と、
この作動棒の動きに連動して前記絞り孔を通過する冷媒流量を調整する弁体とを有し、  前記パイプは、軸方向の他端側が、前記連通室に開口する前記貫通孔の開口面より突き出て前記連通室の内部まで延設され、
前記作動棒は、前記パイプの内周に挿通される摺動軸部と、この摺動軸部の軸方向の他端側に連接されて前記絞り孔の内部を通る小径ロッドとを有し、
前記摺動軸部は、前記小径ロッドに繋がる軸方向の終端が前記パイプの端面より前記連通室の内部へ突き出て設けられ、
前記小径ロッドは、前記摺動軸部より外径が小さく形成されて、前記摺動軸部の終端との間に段差を有して前記摺動軸部に連接されていることを特徴とする膨張弁。
【請求項４】
請求項２または３に記載した膨張弁において、
前記弁本体には、前記第２の通路の内周面に前記感温棒の外径より開口径が大きいと共に、前記貫通孔に連通する大径孔が凹設されていることを特徴とする膨張弁。
【請求項５】
請求項１または４に記載した膨張弁において、
前記作動棒は、前記軸方向の反弁体側である一端側が、前記貫通孔または前記パイプ内を挿通して前記大径孔の内部を通り抜け、且つ、前記第２の通路の内部まで突出して設けられ、
前記感温棒は、軸方向の反ダイヤフラム側である他端側の端面が、前記第２の通路の内部で前記作動棒の一端側の端面に当接していることを特徴とする膨張弁。
【請求項６】
請求項１、４、５に記載した何れか一つの膨張弁において、
前記軸方向の反弁体側である前記作動棒の一端側には、前記貫通孔と前記作動棒との摺動隙間、あるいは、前記パイプと前記摺動軸部との摺動隙間を通って前記大径孔へ噴出する液冷媒が前記感温棒に衝突することを防止する遮蔽カバーが取り付けられていることを特徴とする膨張弁。
【請求項７】
請求項６に記載した膨張弁において、
前記遮蔽カバーは、前記感温棒より熱伝導率の小さい材料で形成されていることを特徴とする膨張弁。
【請求項８】
請求項１、４〜７に記載した何れか一つの膨張弁において、
前記感温棒は、軸方向の反ダイヤフラム側である他端側の端部が、先端に向かって外径が次第に小さくなるテーパ状に形成されていることを特徴とする膨張弁。
【請求項９】
請求項１、４〜７に記載した何れか一つの膨張弁において、
前記作動棒は、前記軸方向の反弁体側である一端側の端部が半球状に設けられ、前記感温棒の軸方向の反ダイヤフラム側である他端側の端面に点接触していることを特徴とする膨張弁。
【請求項１０】
請求項１〜９に記載した何れか一つの膨張弁を搭載した冷凍サイクルであって、
前記第１の通路を通過した冷媒を取り込んで減圧膨張させるノズルを内蔵すると共に、このノズルの周囲に生じる圧力低下を利用して前記蒸発器で蒸発した冷媒を吸引した後、前記ノズルより噴出する一次流れと、圧力低下を利用して吸引した二次流れとを混合して前記蒸発器に送り込むエジェクタを搭載したことを特徴とする冷凍サイクル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクルに使用される外部均圧式の膨張弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空調装置の冷凍サイクルに使用される外部均圧式の膨張弁が知られている。
例えば、特許文献１に開示された膨張弁は、いわゆるボックス型と呼ばれるもので、図１３（ａ）に示す様に、蒸発器に向かって冷媒が通過する第１の通路１００と、蒸発器から圧縮機に戻る冷媒が通過する第２の通路１１０と、ガス冷媒が封入されたダイヤフラム室１２０と、第１の通路１００に設けられる絞り孔１３０の開度を調整する弁体１４０と、第２の通路１１０を流れる冷媒の温度を感知してダイヤフラム室１２０のガス冷媒に伝達する感温棒１５０と、この感温棒１５０の動きを弁体１４０に伝達する作動棒１６０等より構成され、蒸発器の出口温度（冷媒の過熱度）が一定となるように、弁体１４０のリフト量が調節される。
この膨張弁は、蒸発器の入口と出口との圧力差（外均差圧と呼ぶ）により、第１の通路１００から第２の通路１１０へ冷媒が漏れることを防止するために、図１３（ｂ）に示す様に、感温棒１５０の外周面に凹設された周溝にＯリング１７０が装着され、このＯリング１７０によって、感温棒１５０を収納する収納孔１８０とのクリアランスが気密にシールされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３０２１２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年、小型の冷媒噴射装置であるエジェクタを搭載した冷凍サイクルシステム（ＥＣＳ：Ejector Cycle Systemと呼ぶ）が開発されている。このＥＣＳでは、エジェクタを搭載していない従来の冷凍サイクルと比較して、蒸発器の入口と出口との圧力差（外均差圧）が大きくなる。このため、従来のように、感温棒１５０と収納孔１８０とのクリアランスをＯリング１７０でシールする構造では、Ｏリング１７０が外均差圧により押されることで、図１３（ｂ）に示す様に、感温棒１５０に閉弁方向（図示矢印方向）の力が作用するため、弁開度の制御性が悪化する。また、外均差圧により押されたＯリング１７０が感温棒１５０と収納孔１８０とのクリアランスに噛み込むことにより、Ｏリング１７０の耐久性が低下する問題も生じる。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、Ｏリングを使用することなく、蒸発器をバイパスする漏れ冷媒を抑制できる膨張弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（請求項１の発明）
本発明は、一面がダイヤフラムによって閉じられたダイヤフラム室を形成し、このダイヤフラム室に作動ガスが封入されたダイヤフラム作動部と、蒸発器に送られる冷媒が通過する絞り孔を有すると共に、この絞り孔より上流側に入口ポート、絞り孔より下流側に出口ポートを有する第１の通路と、蒸発器から圧縮機に戻る冷媒が通過する第２の通路と、第１、第２の通路を形成すると共に、作動ガスの圧力変化に応じて変位するダイヤフラムの変位方向を軸方向と定義した時に、軸方向に穿設されて出口ポートと第２の通路との間を連通する貫通孔を有する弁本体と、第２の通路に対し軸方向に交差して配置され、第２の通路を流れる冷媒の温度を感知してダイヤフラムに伝達する感温棒と、貫通孔に摺動自在に挿通され、ダイヤフラムの変位が感温棒を介して伝達される作動棒と、この作動棒の動きに連動して絞り孔を通過する冷媒流量を調整する弁体とを有する膨張弁であって、弁本体には、第２の通路の内周面に感温棒の外径より開口径が大きいと共に、前記貫通孔に連通する大径孔が凹設されていることを特徴とする。
【０００６】
上記の構成によれば、蒸発器で蒸発したガス冷媒が第２の通路を流れる際に、ガス冷媒の一部が弁本体に形成された大径孔の内部を通り抜ける。言い換えると、第２の通路から大径孔へガス冷媒の一部が流れ込むことにより、貫通孔と作動棒との摺動隙間を通って出口ポートから第２の通路へ噴出する冷媒量を少なくできる。その結果、蒸発器をバイパスした冷媒の温度を感温棒が誤検知することを低減できるので、弁開度の制御性が向上する。上記の様に、本発明の膨張弁は、Ｏリングを使用することなく、第２の通路へ噴出する冷媒量を低減できるので、Ｏリングの廃止によるコストダウンが可能である。
【０００７】
（請求項２の発明）
本発明は、一面がダイヤフラムによって閉じられたダイヤフラム室を形成し、このダイヤフラム室に作動ガスが封入されたダイヤフラム作動部と、蒸発器に送られる冷媒が通過する絞り孔を有すると共に、この絞り孔より上流側に入口ポート、絞り孔より下流側に出口ポートを有する第１の通路と、蒸発器から圧縮機に戻る冷媒が通過する第２の通路と、第１、第２の通路を形成すると共に、作動ガスの圧力変化に応じて変位するダイヤフラムの変位方向を軸方向と定義した時に、軸方向に穿設されて出口ポートと第２の通路との間を連通する貫通孔を有する弁本体と、第２の通路に対し軸方向に交差して配置され、第２の通路を流れる冷媒の温度を感知してダイヤフラムに伝達する感温棒と、貫通孔に摺動自在に挿通され、ダイヤフラムの変位が感温棒を介して伝達される作動棒と、この作動棒の動きに連動して絞り孔を通過する冷媒流量を調整する弁体とを有する膨張弁であって、弁本体には、出口ポートから貫通孔と作動棒との摺動隙間にガス冷媒を導くバイパス孔が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
上記の構成によれば、絞り孔を通過して出口ポートへ流出した冷媒のうち、主にガス冷媒がバイパス孔より貫通孔と作動棒との摺動隙間を通って第２の通路へ漏れるため、蒸発器をバイパスする液冷媒の量を少なくできる。これにより、液冷媒の温度を感温棒が誤検知することはないので、弁開度の制御性が向上する。また、蒸発器をパイパスする液冷媒の量を少なくできるので、蒸発器の性能低下を防止できる。さらに、蒸発器で蒸発に寄与しないガス冷媒は、蒸発器へ供給されることなく、蒸発器をバイパスして第２の通路へ漏れるので、蒸発器の圧損を低減できる効果もある。
上記の様に、本発明の膨張弁は、Ｏリングを使用することなく、冷媒の漏れ量（蒸発器をバイパスする液冷媒量）を低減できるので、Ｏリングの廃止によるコストダウンが可能である。
【０００９】
（請求項３の発明）
本発明の膨張弁は、一面がダイヤフラムによって閉じられたダイヤフラム室を形成し、このダイヤフラム室に作動ガスが封入されたダイヤフラム作動部と、蒸発器に送られる冷媒が通過する絞り孔を有すると共に、この絞り孔より上流側に入口ポート、絞り孔より下流側に出口ポートを有する第１の通路と、蒸発器から圧縮機に戻る冷媒が通過する第２の通路と、第１、第２の通路を形成すると共に、絞り孔と出口ポートとの間を連通する連通室を形成し、作動ガスの圧力変化に応じて変位するダイヤフラムの変位方向を軸方向と定義した時に、軸方向に穿設されて連通室と第２の通路との間を連通する貫通孔を有する弁本体と、第２の通路に対し軸方向に交差して配置され、第２の通路を流れる冷媒の温度を感知してダイヤフラムに伝達する感温棒と、貫通孔の内周に圧入されて、軸方向の一端が第２の通路に開口し、軸方向の他端が連通室に開口するパイプと、このパイプの内周に摺動自在に挿通され、ダイヤフラムの変位が感温棒を介して伝達される作動棒と、この作動棒の動きに連動して絞り孔を通過する冷媒流量を調整する弁体とを有し、パイプは、軸方向の他端側が、連通室に開口する貫通孔の開口面より突き出て連通室の内部まで延設され、作動棒は、パイプの内周に挿通される摺動軸部と、この摺動軸部の軸方向の他端側に連接されて絞り孔の内部を通る小径ロッドとを有し、摺動軸部は、小径ロッドに繋がる軸方向の終端がパイプの端面より連通室の内部へ突き出て設けられ、小径ロッドは、摺動軸部より外径が小さく形成されて、摺動軸部の終端との間に段差を有して摺動軸部に連接されていることを特徴とする。
【００１０】
上記の構成によれば、連通室の内部へ突き出る摺動軸部の終端と小径ロッドとの間に段差が形成されているので、絞り孔と小径ロッドとの隙間を通って連通室へ流入した液冷媒は、前記の段差に当たって作動棒の径方向外側へ飛散する。これにより、パイプと作動棒（摺動軸部）との摺動隙間に液冷媒が吸い込まれることはなく、ガス冷媒のみが吸い込まれるため、液冷媒が蒸発器をバイパスして第２の通路へ漏れることを抑制できる。その結果、液冷媒の温度を感温棒が誤検知することはなく、弁開度の制御性が向上する。
また、蒸発器をパイパスして第２の通路へ漏れる液冷媒の量を少なくできるので、蒸発器の性能低下を防止できる。
【００１１】
さらに、蒸発器で蒸発に寄与しないガス冷媒は、殆ど蒸発器へ供給されることはなく、蒸発器をバイパスして第２の通路へ漏れるので、蒸発器の圧損を低減できる効果もある。また、パイプの他端側を連通室の内部まで延設しているので、その延設されたパイプの長さだけシール長が延長されるため、蒸発器をバイパスして第２の通路へ漏れる液冷媒の量を低減できる効果が増大する。
上記のように、本発明の膨張弁は、Ｏリングを使用することなく、冷媒の漏れ量（蒸発器をバイパスする冷媒量）を低減できるので、Ｏリングの廃止によるコストダウンが可能である。
【００１２】
（請求項４の発明）
請求項２または３に記載した膨張弁において、弁本体には、第２の通路の内周面に感温棒の外径より開口径が大きいと共に、貫通孔に連通する大径孔が凹設されていることを特徴とする。
上記の構成によれば、請求項２または３に係る発明の効果に加えて、請求項１に係る発明の効果が得られるので、蒸発器をバイパスして第２の通路へ漏れる液冷媒を更に低減できる。
【００１３】
（請求項５の発明）
請求項１または４に記載した膨張弁において、作動棒は、軸方向の反弁体側である一端側が、貫通孔またはパイプ内を挿通して大径孔の内部を通り抜け、且つ、第２の通路の内部まで突出して設けられ、感温棒は、軸方向の反ダイヤフラム側である他端側の端面が、第２の通路の内部で作動棒の一端側の端面に当接していることを特徴とする。
上記の構成では、作動棒の一端側が第２の通路の内部まで突出する分、感温棒の全長が短縮されるため、蒸発器で蒸発したガス冷媒が第２の通路を流れる際に、ガス冷媒の一部が大径孔の内部へ流れ込み易くなるため、蒸発器をバイパスして第２の通路へ漏れる冷媒の量を抑制できる効果が大きくなる。
また、感温棒の全長が短縮されることにより、蒸発器をバイパスして第２の通路へ噴出する液冷媒が感温棒に直接衝突することが少なくなるため、漏れ冷媒の温度を感温棒が誤検知することを防止できる。
【００１４】
（請求項６の発明）
請求項１、４、５に記載した何れか一つの膨張弁において、軸方向の反弁体側である作動棒の一端側には、貫通孔と作動棒との摺動隙間、あるいは、パイプと摺動軸部との摺動隙間を通って大径孔へ噴出する液冷媒が感温棒に衝突することを防止する遮蔽カバーが取り付けられていることを特徴とする。
この構成では、蒸発器をバイパスして第２の通路へ噴出した液冷媒が感温棒に衝突することを遮蔽カバーによって防止できるので、蒸発器をバイパスした液冷媒の温度を感温棒が誤検知することを防止できる。
【００１５】
（請求項７の発明）
請求項６に記載した膨張弁において、遮蔽カバーは、感温棒より熱伝導率の小さい材料で形成されていることを特徴とする。
この場合、蒸発器をバイパスして第２の通路へ噴出した液冷媒が遮蔽カバーに当たっても、遮蔽カバーの熱伝導率が小さいので、液冷媒の温度が遮蔽カバーを通じて感温棒に伝わることを抑制できる。
【００１６】
（請求項８の発明）
請求項１、４〜７に記載した何れか一つの膨張弁において、感温棒は、軸方向の反ダイヤフラム側である他端側の端部が、先端に向かって外径が次第に小さくなるテーパ状に形成されていることを特徴とする。
上記の構成では、蒸発器で蒸発したガス冷媒が第２の通路を流れる際に、ガス冷媒の一部が大径孔の内部へ流れ込み易くなるため、蒸発器をバイパスして第２の通路へ噴出する冷媒の量を低減できる効果が大きくなる。
【００１７】
（請求項９の発明）
請求項１、４〜７に記載した何れか一つの膨張弁において、作動棒は、軸方向の反弁体側である一端側の端部が半球状に設けられ、感温棒の軸方向の反ダイヤフラム側である他端側の端面に点接触していることを特徴とする。
この場合、感温棒と作動棒との接触面積を小さくできるので、作動棒から感温棒への熱伝導による冷え込みを抑制できる効果がある。
【００１８】
（請求項１０の発明）
請求項１〜９に記載した何れか一つの膨張弁を搭載した冷凍サイクルであって、第１の通路を通過した冷媒を取り込んで減圧膨張させるノズルを内蔵すると共に、このノズルの周囲に生じる圧力低下を利用して蒸発器で蒸発した冷媒を吸引した後、ノズルより噴出する一次流れと、圧力低下を利用して吸引した二次流れとを混合して蒸発器に送り込むエジェクタを搭載したことを特徴とする。
エジェクタを用いた冷凍サイクルの場合、絞り孔で減圧された冷媒と蒸発器から圧縮機へ戻るガス冷媒との圧力差が大きくなるため、Ｏリングを使用しない膨張弁では、蒸発器をバイパスして第２の通路へ漏れる冷媒量が多くなる。これに対し、本発明の膨張弁であれば、Ｏリングを使用しなくても、蒸発器をバイパスして第２の通路へ漏れる冷媒量を少なくでき、且つ、感温棒での漏れ冷媒の温度誤検知を抑制できるので、エジェクタを搭載した冷凍サイクルに好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（ａ）実施例１に示す膨張弁の断面図、（ｂ）Ａ部拡大図である。
【図２】冷媒の流れを示す膨張弁の要部断面図である。
【図３】遮蔽カバーの変形例を示す膨張弁の要部断面図である。
【図４】冷凍サイクル図である。
【図５】膨張弁の効果を評価する試験方法の説明図である。
【図６】評価結果の比較図である。
【図７】実施例２に示す膨張弁の要部断面図である。
【図８】実施例３に示す膨張弁の要部断面図である。
【図９】図８に示す膨張弁のＢ−Ｂ断面図である。
【図１０】実施例３に示す膨張弁の要部断面図である。
【図１１】実施例３に示す膨張弁の要部断面図である。
【図１２】（ａ）実施例４に示す膨張弁の要部断面図、（ｂ）実施例４の効果を説明する断面図である。
【図１３】（ａ）従来技術に係る膨張弁の断面図、（ｂ）Ｃ部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明を実施するための形態を以下の実施例により詳細に説明する。
【実施例】
【００２１】
（実施例１）
実施例１の膨張弁１は、小型の冷媒噴射装置であるエジェクタ（後述する）を搭載した冷凍サイクルに使用される。
冷凍サイクルは、例えば、自動車用の空調装置に使用されるもので、図４に示す様に、ガス冷媒を圧縮する圧縮機２と、この圧縮機２で圧縮された高圧のガス冷媒を外気により冷却して液化する凝縮器３と、この凝縮器３で液化された冷媒を減圧する本発明の膨張弁１と、この膨張弁１の下流側で二方向に分岐して、その一方の冷媒通路に接続されるエジェクタ４と、他方の冷媒通路に設けられる固定絞り５と、この固定絞り５で減圧された冷媒およびエジェクタ４で減圧された冷媒を車室内へ送風される空気との熱交換によって蒸発させる蒸発器６などより構成される。
【００２２】
ここで、蒸発器６は、空気の流れ方向に対し風上側の熱交換コア部（以下、風上コア部６ａと呼ぶ）と風下側の熱交換コア部（以下、風下コア部６ｂと呼ぶ）との二層構造に設けられており、固定絞り５で減圧された冷媒が風下コア部６ｂに供給され、エジェクタ４で減圧された冷媒が風上コア部６ａに供給される。風上コア部６ａで空気との熱交換により蒸発したガス冷媒は、圧縮機２に吸引される。
エジェクタ４は、一方の冷媒流路より供給される冷媒を減圧して噴出させるノズル４ａを内蔵し、このノズル４ａの周囲に生じる圧力低下を利用して、風下コア部６ｂで蒸発した冷媒を吸引した後、ノズル４ａより噴出する一次流れと、圧力低下を利用して吸引した二次流れとを混合して風上コア部６ａに送り込む。
【００２３】
続いて、膨張弁１の構造を図１を参照して説明する。
膨張弁１は、図１（ａ）に示す様に、例えばアルミニウム合金から成る弁本体７を有し、この弁本体７の上端部にダイヤフラム作動部８がねじ結合されている。
ダイヤフラム作動部８は、一面がダイヤフラム８ａによって閉じられたダイヤフラム室８ｂを形成し、このダイヤフラム室８ｂに作動ガスが封入されている。ダイヤフラム８ａは、例えば可撓性を有する薄い金属板によって形成され、ダイヤフラム室８ｂに封入される作動ガスの圧力変化に応じて変位する。作動ガスは、例えば、冷凍サイクルに使用される冷媒ガスと同一種類の飽和ガスである。なお、本実施例では、作動ガスの圧力変化に応じて変位するダイヤフラム８ａの変位方向（図示上下方向）を軸方向と定義する。
【００２４】
弁本体７には、凝縮器３で液化された冷媒が通過する第１の通路と、蒸発器６から圧縮機２へ戻るガス冷媒が通過する第２の通路とが形成されている。
第１の通路は、凝縮器３の出口に繋がる冷媒配管が接続される入口ポート９と、蒸発器６の入口に繋がる冷媒配管が接続される出口ポート１０と、入口ポート９と出口ポート１０との間で通路断面積を絞る絞り孔１１と、この絞り孔１１と入口ポート９との間に形成される弁室１２と、絞り孔１１と出口ポート１０との間を連通する連通室１３とを有する。入口ポート９と出口ポート１０は、弁本体７の軸方向において異なる位置に形成され、且つ、絞り孔１１は連通室１３と弁室１２との間を軸方向に穿設されている。また、絞り孔１１の入口側（弁室１２側）には、円錐状のシート面が形成されている。
【００２５】
第２の通路は、弁本体７の軸方向において第１の通路より図示上側に形成され、軸方向と直交する幅方向（図示左右方向）に弁本体７を貫通して形成される。この第２の通路には、蒸発器６の出口に繋がる冷媒配管が接続される入口ポート１４と、圧縮機２の入口に繋がる冷媒配管が接続される出口ポート１５とが形成されている。なお、図１（ａ）に記載したＰＨ、ＰＭ、ＰＬ（ＰＨ＞ＰＭ＞ＰＬ）は、それぞれ、凝縮器３で液化された冷媒の圧力、絞り孔１１を通過して減圧された冷媒の圧力、蒸発器６で蒸発したガス冷媒の圧力を表すもので、図４に示す冷凍サイクル上のＰＨ、ＰＭ、ＰＬに相当する。
【００２６】
弁本体７には、図１（ｂ）に示す様に、第２の通路の入口ポート１４と出口ポート１５との間で軸方向の反ダイヤフラム側である下側内周面に開口する大径孔１６と、この大径孔１６と連通室１３との間を軸方向に貫通する貫通孔１７とが形成されている。
大径孔１６は、第２の通路の内周面に開口する開口径が貫通孔１７の内径より大きく形成され、さらに、後述する感温棒１８の外径よりも大きく形成される。
貫通孔１７は、絞り孔１１の中心と同心上に形成され、軸方向の一端（図示上端）が大径孔１６の底面に開口し、軸方向の他端が連通室１３に開口している。
【００２７】
弁本体７の内部には、第２の通路を流れるガス冷媒、つまり、蒸発器６で蒸発したガス冷媒の温度を感知してダイヤフラム８ａに伝達する上記の感温棒１８と、ダイヤフラム８ａの変位が感温棒１８を介して伝達される作動棒１９と、この作動棒１９の動きに連動して上記の絞り孔１１を通過する冷媒流量を調節する弁体２０等が組み込まれている。
感温棒１８は、例えば、熱伝導率が高いアルミニウム製で円柱形状に設けられ、第２の通路の内部を軸方向に交差して配置される。感温棒１８の上端は、ダイヤフラム８ａの下端面（反ダイヤフラム室側の面）に当接するストッパ部２１と一体に設けられている、または別体に設けられて両者が結合されている。ストッパ部２１は、ダイヤフラム室８ｂに封入された作動ガスの圧力上昇によってダイヤフラム８ａが図示下方へ変位した時に、そのダイヤフラム８ａの最大変位量を規制する働きを有する。
【００２８】
作動棒１９は、貫通孔１７に摺動自在に挿通され、貫通孔１７の上端より突き出る軸方向の一端側が大径孔１６の内部を通って第２の通路の内部まで延設され、貫通孔１７の下端より突き出る軸方向の他端側が連通室１３を軸方向に通り抜けて絞り孔１１の内部に挿入され、軸方向の先端面が弁体２０に当接している。また、作動棒１９の一端側の端部には、図１（ｂ）に示す様に、遮蔽カバー２２が取り付けられている。この遮蔽カバー２２は、感温棒１８より熱伝導率の低い材料、例えば樹脂材料によって形成される。この遮蔽カバー２２は、作動棒１９の外周に圧入される筒状に形成され、且つ、遮蔽カバー２２の一端側の端部に径方向の外側へ延設されるフランジ部２２ａが設けられ、このフランジ部２２ａの上端面が感温棒１８の下端面に当接している。フランジ部２２ａの外径は、感温棒１８の外径と同一寸法、あるいは、感温棒１８の外径より大きく形成される。
弁体２０は、例えば、図１（ａ）に示す様に、球形のボール弁であり、絞り孔１１の入口側に形成されるシート面に対向して弁室１２に配設され、スプリング２３の荷重を受けて絞り孔１１を閉じる閉弁方向（図１の上方向）へ付勢されている。スプリング２３の荷重は、弁本体７に螺子結合される調節ねじ２４によって調節できる。
【００２９】
次に、膨張弁１の作動を説明する。
絞り孔１１を通過する冷媒流量は、弁体２０の開度、つまり、シート面に対する弁体２０のリフト量によって決定される。その弁体２０は、ダイヤフラム８ａを図１（ａ）の下方へ付勢するダイヤフラム室８ｂのガス圧力と、弁体２０を閉弁方向（図示上方）へ付勢するスプリング２３の荷重＋ダイヤフラム８ａを図１（ａ）の上方へ付勢する蒸発器６の出口圧力とが釣り合った位置に移動する。
例えば、冷房負荷が小さい時、すなわち、蒸発器６の出口温度が低い時は、感温棒１８を介してダイヤフラム８ａに伝達されるガス冷媒の温度が低いため、ダイヤフラム室８ｂに封入されている作動ガスの圧力が低くなる。その結果、ダイヤフラム８ａが図１（ａ）の上方へ変位して、弁体２０のリフト量（弁開度）が小さくなることで、絞り孔１１を通過する冷媒流量が低減する。
【００３０】
一方、冷房負荷が大きくなると、蒸発器６の出口温度が高くなり、感温棒１８を介してダイヤフラム８ａに伝達されるガス冷媒の温度が高くなるため、ダイヤフラム室８ｂに封入されている作動ガスの圧力が高くなる。その結果、ダイヤフラム８ａが図１（ａ）の下方へ変位して、弁体２０のリフト量（弁開度）が大きくなることで、絞り孔１１を通過する冷媒流量が増加する。
以上の動作により、通常のサイクル運転時には、蒸発器６で蒸発したガス冷媒の過熱度が所定値（例えば略１０℃）になるように弁開度を制御して、絞り孔１１を通過する冷媒流量を調節している。
【００３１】
（実施例１の作用および効果）
本実施例の膨張弁１は、第２の通路の軸方向の下側内周面に大径孔１６が凹設され、貫通孔１７の上端より突き出る作動棒１９の一端側が大径孔１６の内部を通って第２の通路の内部まで延設されている。このため、感温棒１８は、図１（ｂ）に示す様に、軸方向の反ダイヤフラム側である他端側の端面（図示下端面）が、第２の通路の内部で作動棒１９の一端側の端面（図示上端面）に当接している。つまり、感温棒１８の下端面は、大径孔１６の内部まで入り込むことはなく、作動棒１９の一端側が第２の通路の内部へ突出している分、図１３に示した従来の膨張弁に使用される感温棒１５０と比較して、感温棒１８の全長が短縮されている。また、大径孔１６は、第２の通路の内周面に開口する開口径が感温棒１８の外径より大きく形成されている。
【００３２】
上記の構成によれば、蒸発器６で蒸発したガス冷媒が第２の通路を流れる際に、図２に破線矢印Ｇで示す様に、ガス冷媒の一部が大径孔１６の内部を通り抜ける、言い換えると、第２の通路の入口ポート１４から大径孔１６へガス冷媒の一部が流れ込む。これにより、蒸発器６の入口と出口との圧力差（外均差圧）による漏れ冷媒の量を少なくできる。つまり、蒸発器６で蒸発したガス冷媒が大径孔１６へ流れ込むことにより、絞り孔１１を通過した冷媒が貫通孔１７と作動棒１９との摺動隙間を通って第２の通路へ漏れることを抑制できるので、蒸発器６をバイパスする漏れ冷媒の量を少なくできる。
【００３３】
また、感温棒１８と軸方向に対向する作動棒１９の一端側の端部には、遮蔽カバー２２が取り付けられているので、貫通孔１７と作動棒１９との摺動隙間を通って第２の通路へ噴出した液冷媒が感温棒１８に衝突することを遮蔽カバー２２によって防止できる。
上記の結果、蒸発器６をバイパスした冷媒による冷え込みを緩和できるので、感温棒１８による冷媒温度の誤検知を抑制できる。なお、遮蔽カバー２２は、図１に示した形状に限定するものではなく、蒸発器６をバイパスした液冷媒が感温棒１８に衝突することを防止できる形状であれば良く、例えば、図３に示す様に、感温棒１８の他端側の端部を包み込む様な形状でも良い。
【００３４】
ここで、外均差圧による漏れ冷媒の影響を以下の試験により評価した。
評価要領は、図５に示す様に、ダイヤフラム室８ｂのガス圧力Ｐ０を圧力センサ２５によって計測し、その計測値から圧力相当の温度Ｔ０を算出して、蒸発器６の出口冷媒温度Ｔeva-out との差を比較した。
試験条件は、以下の通りである。
・低圧圧力：０．３ＭＰａ
・蒸発器６の出口温度（冷媒の過熱度）：１０℃
・冷媒流量：５０kg/h、９０kg/h
・外均差圧：０．２ＭＰａ、０．５ＭＰａ
【００３５】
上記の試験結果によると、図６に示す様に、Ｏリング２６を使用したモデルＡの構成では、漏れ冷媒を防止できる、つまり、漏れ冷媒による冷え込みが無いので、温度誤差は生じない。これに対し、モデルＡからＯリング２６を廃止したモデルＢの構成では、冷媒流量が５０kg/hの場合で約８℃強、９０のkg/hの場合で略８℃の温度誤差を生じる。
一方、第２の通路に大径孔１６を凹設し、且つ、感温棒１８の全長を短くしたモデルＣの構成では、冷媒流量が５０kg/hの場合で約５℃強、９０のkg/hの場合で３℃強の温度誤差に抑えることができる。さらに、モデルＣに遮蔽カバー２２を取り付けたモデルＤの構成では、冷媒流量が５０kg/hの場合で２℃弱、９０のkg/hの場合で１℃弱まで温度誤差を低減できることが確認された。
【００３６】
上記のように、モデルＤの構成を採用した実施例１の膨張弁１では、外均差圧による漏れ冷媒の影響を少なくできる、すなわち、漏れ冷媒による冷え込みを緩和できる。その結果、蒸発器６をバイパスした漏れ冷媒の温度を感温棒１８が誤検知することを低減できるので、弁開度の制御性が向上する。また、蒸発器６をバイパスする液冷媒の量を低減できるので、その分、蒸発器６に供給される液冷媒の量が増加することになり、蒸発器６の性能低下を抑制できる。特に、エジェクタ４を搭載する冷凍サイクルでは、エジェクタ４を搭載していない冷凍サイクルと比較して、外均差圧が大きくなるため、エジェクタ４を搭載する冷凍サイクルに実施例１の膨張弁１を採用することは、漏れ冷媒による冷え込みを低減できる点で極めて効果が大きい。
上記の様に、本実施例の膨張弁１は、Ｏリングを使用しなくても、蒸発器６をバイパスする漏れ冷媒の量を低減できるので、Ｏリングの廃止によるコストダウンが可能である。  
【００３７】
（第２実施例）
この実施例２は、実施例１に記載した膨張弁１に対し、図７に示す様に、第１の通路の出口ポート１０と貫通孔１７との間を連通するバイパス孔２７を形成した一例である。なお、実施例１と同一の符号は、同一の構成を示すものである。
このバイパス孔２７は、連通室１３より軸方向の上側で、貫通孔１７と直交する弁本体７の幅方向（図示左右方向）に出口ポート１０と貫通孔１７との間を貫通して形成される。上記の構成によれば、出口ポート１０と貫通孔１７との間がバイパス孔２７によって直接通じているため、絞り孔１１を通過して連通室１３から出口ポート１０へ流出した冷媒のうち、主にガス冷媒がバイパス孔２７より貫通孔１７と作動棒１９との摺動隙間を通って第２の通路へ漏れる。すなわち、蒸発器６をバイパスする液冷媒の量が少なくなる。これにより、液冷媒の漏れによる冷え込みを緩和できるので、冷媒温度の誤検知を防止でき、弁開度の制御性が向上する。
また、液冷媒の漏れが少なくなる分、蒸発器６へ送られる液冷媒の量が増加するため、蒸発器６の性能低下を防止できる。さらに、蒸発器６で蒸発に寄与しないガス冷媒の多くが蒸発器６をバイパスすることにより、蒸発器６の圧損を低減できる効果もある。
【００３８】
（第３実施例）
この実施例３は、実施例１に記載した膨張弁１に対し、図８に示す様に、貫通孔１７の内周にパイプ２８を圧入し、そのパイプ２８の内周に作動棒１９を摺動自在に挿入した一例である。なお、実施例１と同一の符号は、同一の構成を示すものである。
パイプ２８は、軸方向の一端側が貫通孔１７の上端まで延設され、軸方向の他端側が、連通室１３に開口する貫通孔１７の開口面より突き出て連通室１３の内部まで延設されている。
作動棒１９は、パイプ２８の内周に挿通される摺動軸部１９ａと、この摺動軸部１９ａの軸方向の他端側に連接されて絞り孔１１の内部を通る小径ロッド１９ｂとを有している。摺動軸部１９ａは、小径ロッド１９ｂに繋がる軸方向の終端（図示下端）がパイプ２８の端面より連通室１３の内部へ突き出て設けられている。
一方、小径ロッド１９ｂは、摺動軸部１９ａより外径が小さく形成され、摺動軸部１９ａの終端との間に段差１９ｃを有して摺動軸部１９ａに連接されている。
【００３９】
上記の構成によれば、連通室１３の内部へ突き出る摺動軸部１９ａの終端と小径ロッド１９ｂとの間に段差１９ｃが形成されているので、図９に示す様に、小径ロッド１９ｂの外周に沿って絞り孔１１を通過した液冷媒は、上記の段差１９ｃに当たって作動棒１９の径方向外側へ飛散する。これにより、パイプ２８と作動棒１９（摺動軸部１９ａ）との摺動隙間に液冷媒が吸い込まれることは殆どなく、ガス冷媒のみが吸い込まれるため、蒸発器６をバイパスした冷媒による冷え込みを緩和できる。その結果、感温棒１８による冷媒温度の誤検知を抑制できるので、弁開度の制御性が向上する。また、液冷媒の漏れが無くなるので、蒸発器６の性能低下を防止できる。さらに、蒸発器６で蒸発に寄与しないガス冷媒は、蒸発器６へ供給されることなく、蒸発器６をバイパスして第２の通路へ漏れるので、蒸発器６の圧損を低減できる効果もある。
また、パイプ２８の他端側を連通室１３の内部まで延設しているので、実施例１の構成と比較してシール長（図９参照）が延長されるため、蒸発器６をバイパスして第２の通路へ漏れる漏れ冷媒の量を低減できる効果が増大する。
【００４０】
（第４実施例）
この実施例４は、図１０に示す様に、作動棒１９に対向する感温棒１８の他端側の端部が先端に向かって外径が次第に小さくなるテーパ状に形成される一例である。なお、実施例１と同一の符号は、同一の構成を示すものである。
感温棒１８の端部をテーパ状に形成することで、蒸発器６で蒸発したガス冷媒が第２の通路を流れる際に、ガス冷媒の一部が大径孔１６の内部へ流れ込み易くなるため、蒸発器６をバイパスして第２の通路へ漏れる冷媒の量を低減できる効果が大きくなる。
なお、図１０に示す感温棒１８は、全長を短くした短尺タイプではないが、実施例１と同様に、感温棒１８を短尺化しても良い。つまり、短尺化した感温棒１８の端部をテーパ状に形成することもできる。また、図１１に示す様に、実施例４の構成（感温棒１８の端部をテーパ状に形成する）に加えて、作動棒１９に遮蔽カバー２２を取り付けることもできる。
【００４１】
（第５実施例）
この実施例５は、図１２（ａ）に示す様に、感温棒１８に対向する作動棒１９の一端側の端部を半球状に形成した一例である。なお、実施例１と同一の符号は、同一の構成を示すものである。この場合、図１２（ｂ）に示す様に、感温棒１８の図示下端面に半球状を有する作動棒１９の先端が点接触するため、感温棒１８と作動棒１９との接触面積を小さくできる。その結果、作動棒１９から感温棒１８への熱伝導による冷え込みを抑制できる効果がある。
【符号の説明】
【００４２】
１    膨張弁
２    圧縮機
４    エジェクタ
４ａ  ノズル
６    蒸発器
７    弁本体
８    ダイヤフラム作動部
８ａ  ダイヤフラム
８ｂ  ダイヤフラム室
９    第１の通路の入口ポート
１０    第１の通路の出口ポート
１１    絞り孔
１４    第２の通路の入口ポート
１５    第２の通路の出口ポート
１６    大径孔
１７    貫通孔
１８    感温棒
１９    作動棒
１９ａ  作動棒の摺動軸部
１９ｂ  作動棒の小径ロッド
１９ｃ  摺動軸部と小径ロッドとの間に形成される段差
２０    弁体
２２    遮蔽カバー
２７    バイパス孔
２８    パイプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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