(57)【要約】【課題】高圧側の冷媒温度に影響されることなく確実に低圧側の冷媒温度に基づいた開弁制御を行うことで、空調制御性能を向上させることができる温度式膨張弁を提供する。【解決手段】高圧通路（１２）と低圧通路（１３）とを有する本体部（１１）と、高圧通路（１２）中に設けられる絞り部（１２ａ）と、絞り部（１２ａ）を通過する冷媒量を調節する弁体（１７）と、低圧冷媒の温度に基づいて変位する変位部材（１４ｃ）と、変位部材（１４ｃ）に連動して弁体（１７）を駆動する感温棒（１６）とを備える温度式膨張弁において、感温棒（１６）は、低圧通路（１３）に位置し低圧冷媒の温度を感知する感温部（２１）と、高圧通路（１２）に位置し弁体（１７）を駆動する駆動部（２３）と、感温部（２１）よりも低い熱伝導率を有する材質からなり低圧通路（１３）と高圧通路（１２）との間で感温部（２１）と駆動部（２３）とを接続する接続部（２２）とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発器（５）の入口に向かう高圧冷媒が通る高圧通路（１２）と、蒸発器（５）の出口から圧縮機（２）の入口に向かう低圧冷媒が通る低圧通路（１３）とを有する本体部（１１）と、
前記高圧通路（１２）中に設けられる絞り部（１２ａ）と、
当該絞り部（１２ａ）を通過する冷媒量を調節する弁体（１７）と、
前記低圧冷媒の温度に基づいて変位する変位部材（１４ｃ）と、
一端で前記変位部材（１４ｃ）に連結し他端で前記弁体（１７）に接するように前記低圧通路（１３）から前記高圧通路（１２）まで挿通して前記本体部（１１）に設けられ、前記変位部材（１４ｃ）に連動して前記弁体（１７）を駆動する感温棒（１６）と
を備える温度式膨張弁であって、前記感温棒（１６）は、
前記低圧通路（１３）に位置し、前記低圧冷媒の温度を感知する感温部（２１）と、
前記高圧通路（１２）に位置し、前記弁体（１７）を駆動する駆動部（２３）と、
前記感温部（２１）よりも低い熱伝導率を有する材質からなり、前記低圧通路（１３）と前記高圧通路（１２）との間で前記感温部（２１）と前記駆動部（２３）とを接続する接続部（２２）と
を備えることを特徴とする温度式膨張弁。
【請求項２】
前記接続部（２２）は、前記本体部（１１）に形成されて前記感温棒（１６）が挿通される孔部（１１ａ）に嵌合していることを特徴とする請求項１に記載の温度式膨張弁。
【請求項３】
前記接続部（２２）は、一端側に前記感温部（２１）が嵌合する第１嵌合部（２４）と、他端側に前記駆動部（２３）が嵌合する第２嵌合部（２５）とを有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の温度式膨張弁。
【請求項４】
前記接続部（２２）は、外形円柱形状をなし、前記第１嵌合部（２４）は円形状をなす一端面に凹設された第１凹部（２４）であり、前記第２嵌合部（２５）は円形状をなす他端面に凹設された第２凹部（２５）であることを特徴とする請求項３に記載の温度式膨張弁。
【請求項５】
前記接続部（２２）の材質は樹脂であることを特徴とする請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の温度式膨張弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用空調装置に用いられる冷凍サイクルにおいて蒸発器に送り込まれる冷媒の流量を制御するための温度式膨張弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に記載されるような周知の温度式膨張弁では、凝縮器の出口から蒸発器の入口へと向かう部分に介在される高圧冷媒（液相冷媒）が流通する高圧通路と、蒸発器の出口から圧縮機の入口へと向かう部分に介在される気相冷媒（低圧冷媒）が流通する低圧通路とが上下に離間して形成されている。
【０００３】
低圧通路の上側には、中間部にダイアフラムが配設されたダイアフラム室が設けられている。そして、ダイアフラムの下側には感温棒が低圧通路から高圧通路までを挿通するように接続されており、その高圧通路側先端には弁体が配置されている。そして、低圧冷媒の温度変化に基づいてダイアフラム、感温棒を介して弁体を軸方向（上下方向）にスライドさせることで膨張弁開度（高圧通路の弁開度）、すなわち、高圧通路を通過する冷媒流量が調節されるようになっている。
【特許文献１】特開平１０−８９８１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記構成では、冬季条件（例えば、内気温度２５℃、外気温度０℃）では、膨張弁において凝縮器を流出した高圧冷媒の温度が、蒸発器を流出した低圧冷媒の温度よりも低くなる現象が生じる。これは、凝縮器は、車室内に配設される蒸発器とは異なり、車室内側ではないエンジンルーム内に配置されるため外気の影響を受けやすく、外気によって冷やされた凝縮器を流出する冷媒が過度に冷やされてしまうためである。
【０００５】
この過度に冷やされた高圧冷媒の温度が、感温棒を介してダイアフラムまで伝達され、ダイアフラムの温度が本来伝達されるべき実際の低圧冷媒の温度よりも低くなってしまうことがある。この場合、膨張弁開度（高圧通路の弁開度）が不十分となり冷媒流量が不足し、空調制御性能が悪化する虞があった。
【０００６】
上記問題に鑑み、本発明は、高圧側の冷媒温度に影響されることなく確実に低圧側の冷媒温度に基づいた開弁制御を行うことで、空調制御性能を向上させることができる温度式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】
【０００７】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【０００８】
請求項１に記載の発明では、蒸発器（５）の入口に向かう高圧冷媒が通る高圧通路（１２）と、蒸発器（５）の出口から圧縮機（２）の入口に向かう低圧冷媒が通る低圧通路（１３）とを有する本体部（１１）と、高圧通路（１２）中に設けられる絞り部（１２ａ）と、絞り部（１２ａ）を通過する冷媒量を調節する弁体（１７）と、低圧冷媒の温度に基づいて変位する変位部材（１４ｃ）と、一端で変位部材（１４ｃ）に連結し他端で弁体（１７）に接するように低圧通路（１３）から高圧通路（１２）まで挿通して本体部（１１）に設けられ、変位部材（１４ｃ）に連動して弁体（１７）を駆動する感温棒（１６）とを備える温度式膨張弁であって、感温棒（１６）は、低圧通路（１３）に位置し、低圧冷媒の温度を感知する感温部（２１）と、高圧通路（１２）に位置し、弁体（１７）を駆動する駆動部（２３）と、感温部（２１）よりも低い熱伝導率を有する材質からなり、低圧通路（１３）と高圧通路（１２）との間で感温部（２１）と駆動部（２３）とを接続する接続部（２２）とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本構成によれば、感温棒（１６）において、低熱伝導率の材質でなる接続部（２２）によって、高圧通路（１２）に位置する駆動部（２３）から感温部（２１）への熱伝達が遮蔽される。よって、例えば冬季条件において、高圧冷媒が過度に冷やされた場合でも、高圧冷媒温度が駆動部（２３）から感温部（２１）まで伝達されることがないため、感温部（２１）において低圧冷媒温度を確実に捉えることができる。そして、正確な低圧冷媒温度に基づいて適正な膨張弁開度とすることで空調制御性能を向上させることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、接続部（２２）は、本体部（１１）に形成されて感温棒（１６）が挿通される孔部（１１ａ）に嵌合していることを特徴とする。
【００１１】
本構成によれば、例えば、Ｏリング等のシール部材を使用することなく、低圧通路（１３）と高圧通路（１２）の密閉性を確保することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、接続部（２２）は、一端側に感温部（２１）が嵌合する第１嵌合部（２４）と、他端側に駆動部（２３）が嵌合する第２嵌合部（２５）とを有していることを特徴とする。
【００１３】
本構成によれば、第１嵌合部（２４）に感温部（２１）を嵌合させ、第２嵌合部（２５）に駆動部（２３）を嵌合させることにより、感温部（２１）と駆動部（２３）を一体化して、感温棒（１６）を容易に組み付けることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、接続部（２２）は、外形円柱形状をなし、第１嵌合部（２４）は円形状をなす一端面に凹設された第１凹部（２４）であり、第２嵌合部（２５）は円形状をなす他端面に凹設された第２凹部（２５）であることを特徴とする。
【００１５】
本構成によれば、簡単な構成で第１嵌合部（２４）および第２嵌合部（２５）を構成することができ、好適な実施形態とすることができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明では、接続部（２２）の材質は樹脂であることを特徴とする。
【００１７】
本構成によれば、熱伝導率の小さい樹脂で接続部（２２）を構成することで、駆動部（２１）から感温部（２３）への断熱を確実なものとすることができる。
【００１８】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態における温度式膨張弁１の全体構成を示す断面模式図である。
【００２０】
本実施形態の温度式膨張弁１（以下、単に「膨張弁」と言う。）は、図１に示すように、圧縮機２、凝縮器３、受液器４、および蒸発器５の各機器と共に周知の冷凍サイクルを構成しており、これらの各機器は冷媒配管６により接続されている。
【００２１】
膨張弁１は、凝縮器３からの液相冷媒を減圧膨張させる減圧装置であり、後述する蒸発器５の出口側冷媒の温度に応じて弁開度が可変される。
【００２２】
膨張弁１の本体部１１は、直方体状を成しており、一端側（上側）内部には、蒸発器５から流出される冷媒が流通する低圧通路１３、および他端側（下側）内部には、冷媒が蒸発器５側へ流入する高圧通路１２が設けられている。そして、高圧通路１２の中間部には通路が狭められた絞り部１２ａが形成されている。
【００２３】
本体部１１の上側には上蓋１４ａと下蓋１４ｂとから成る空間の中間部にダイアフラム１４ｃが配設されたダイアフラム室１４が設けられている。上蓋１４ａとダイアフラム１４ｃとによって形成される冷媒室１４ｄには冷媒ガスが封入されており、ダイアフラム１４ｃの下側は、低圧通路１３に連通している。そして、ダイアフラム１４ｃの下側にはストッパ１５、感温棒１６が接続され、感温棒１６の下端には絞り部１２ａを開閉するボール弁１７が設けられている。更に、ボール弁１７は、弁押え１８を介してスプリング１９によって上側に向かう付勢力Ｐｓを受けるようになっている。
【００２４】
膨張弁１の高圧通路１２の入口側は受液器４の出口側に接続され、高圧通路１２の出口側は蒸発器５の入口側に接続される。蒸発器５は、膨張弁１で減圧膨張された冷媒を蒸発させる熱交換器である。また、低圧通路１３の流入側は蒸発器５の出口側に接続され、低圧流路１３の流出側は圧縮機２の入口側に接続されている。
【００２５】
次に、本発明の要部である感温棒１６の構成について詳述する。感温棒１６は、低圧通路１３に位置する感温部２１と、高圧通路１２に位置する駆動部２３と、高圧通路１２と低圧通路１３との間に位置し感温部２１と駆動部２３とを接続する接続部２２とで構成されている。感温部２１と駆動部２３の材質はアルミニウムまたはアルミニウム合金であり、接続部２２の材質は樹脂である。
【００２６】
感温部２１は、ピン形状（細長円柱形状）をなし、上端がストッパ１５に接続されて、低圧通路１３全体を挿通するように設けられている。これにより、感温部２１は、低圧通路１３を通過する低圧冷媒の温度を感知して、冷媒室１４ｄ内に封入された冷媒ガスに伝達するようになっている。
【００２７】
駆動部２３は、感温部２１と同様にピン形状（細長円柱形状）をなし、先細に形成された下端部にボール弁１７が接するようになっている。
【００２８】
図２は、接続部２２の全体を示す斜視図である。図２に示すように、接続部２２は、外形円柱形状をなし、上面（一端面）中央には円柱形状の第１凹部２４（第１嵌合部）が凹設されている。同様に、底面（他端面）中央には円柱形状の第２凹部２５（第１嵌合部）が凹設されている。このため、接続部２２の縦断面形状は図１に示すようにＨ字形状をなしている。
【００２９】
各凹部２４，２５の径は、接続部２２の外径の約３分の１であって、凹設深さは接続部２２の外形高さの約３分の１となっている。また、第１凹部２４の径は感温部２１の径より僅かに小さく形成されており、感温部２１が第１凹部２４に圧接嵌合するようになっている。同様に、第２凹部２５の径は駆動部２３の径より僅かに小さく形成されており、駆動部２３が第２凹部２５に圧接嵌合するようになっている。よって、組み付け時には、感温部２１と駆動部２３とが接続部２２によって一体化される。
【００３０】
接続部２２の外径は、低圧通路１３と高圧通路１２との間に位置する本体部１１に貫通形成された低圧通路１３側の孔部１１ａの径よりも僅かに大きく形成されており、組み付け時には、接続部２２の外周部が孔部１１ａの内周部に圧接嵌合するようになっている。
【００３１】
このように構成される膨張弁１においては、低圧通路１３を流通する冷媒（蒸発器５から流出された冷媒）の温度が感温棒１６（感温部２１）、ストッパ１５を介して冷媒室１４ｄ内に封入された冷媒ガスに伝達され、この時の温度によって封入された冷媒ガスの圧力Ｐｆが変化する。そして、冷媒ガスの圧力Ｐｆと、スプリング１９の付勢力Ｐｓおよび低圧通路１３を流通する冷媒の圧力Ｐｏとのバランスによってボール弁１７が上下に移動される。なお、この際、ボール弁１７を移動させる感温棒１６は、接続部２２の外周部が孔部１１ａの内周部に対して僅かに摺動することで上下方向の移動が許容されるようになっている。
【００３２】
さらに具体的には、低圧通路１３を流通する冷媒の温度が低くなるにつれて、冷媒室１４ｄ内の冷媒ガスの圧力Ｐｆが低くなり、Ｐｆ＜Ｐｓ＋Ｐｏとなってボール弁１７が上側に移動して絞り部１２ａが閉じられる（弁開度小の方向となる）。逆に、低圧通路１３を流通する冷媒の温度が高くなるにつれて、冷媒室１４ｄ内の冷媒ガスの圧力Ｐｆが高くなり、Ｐｆ＞Ｐｓ＋Ｐｏとなってボール弁１７が下側に移動して絞り部１２ａが開かれる（弁開度大の方向となる）。
【００３３】
上記詳述した実施形態によれば、低熱伝導率の材質からなる接続部２２によって、高圧通路１２に位置する駆動部２３から感温部２１への熱伝達が遮蔽される。よって、例えば冬季条件において、高圧冷媒が過度に冷やされて、低圧冷媒よりも低くなってしまった場合でも、高圧冷媒温度が駆動部２３から感温部２１まで伝達されることがないため、感温部２１において低圧冷媒温度を確実に捉えることができる。そして、正確な低圧冷媒温度に基づいて適正な膨張弁開度とすることで空調制御性能を向上させることができる。
【００３４】
特に、この膨張弁１が適用される空調装置が低負荷で運転される際に生じる膨張弁１の絞り過ぎによる冷媒量不足を防いで、サイクルバランスを良好に保つことができる。併せて、適正な冷媒量とすることで蒸発器５から流出する気相冷媒中のオイル量を確保できるため、冷媒と共に冷凍サイクルを循環するオイルのオイル戻り性を改善することができる。
【００３５】
また、本実施形態では、樹脂製の接続部２２が本体部１１の孔部１１ａに圧接嵌合するため、例えばＯリング等のシール部材を使用することなく、低圧通路１３と高圧通路１２の密閉性を確保することができる。
【００３６】
さらに、本実施形態では、接続部２２に第１凹部２４と第２凹部２５とをそれぞれ形成している。したがって、感温部２１と駆動部２３とを嵌合操作のみによって一体化させることができ、感温棒１６を容易に製造することができる。また、接続部２２は、外形円柱形状の上面と底面に凹部を形成する簡単な構成であるため、接続部２２自体の樹脂成形も容易である。
【００３７】
（第２実施形態）
図３は、第２実施形態における温度式膨張弁１の感温棒１６の接続部２２Ｂ部分を示す拡大図であって、図４は、接続部２２Ｂの全体を示す斜視図である。なお、本実施形態では、第１実施形態と共通する構成部材には第１実施形態と同様の符号を付しており、以下、第１実施形態との相違部分に着目して説明することとする。
【００３８】
本実施形態では、感温棒１６において、接続部２２Ｂの周辺構成が上記第１実施形態とは異なっている。図３に示すように、本実施形態の接続部２２Ｂは、縦断面形状が十字形状をなしている。
【００３９】
より詳しくは、図４に示すように、接続部２２Ｂは、扁平円柱形状をなす円柱部２６と、円柱部２６の上面中央から上側へ突出する上側凸部２７（第１嵌合部）と、円柱部２６の底面中央から下側へ突出する下側凸部２８（第２嵌合部）とを有する。
【００４０】
一方、感温部２１の下端には、上側凸部２７に圧接嵌合するように対応した形状をなす凹部２１ａ（図３参照）が形成されている。同様に、駆動部２３の上端には下側凸部２８に圧接嵌合するように対応した形状をなす凹部２３ａ（図３参照）が形成されている。そして、円柱部２６の外周部は、本体部１１の孔部１１ｂの内周部に圧接嵌合するようになっている。これにより、低圧通路１３と高圧通路１２の密閉性が確保される。
【００４１】
本実施形態においても、樹脂製の接続部２２Ｂによって、駆動部２３から感温部２１への熱伝達が遮蔽されるため、感温部２１において低圧冷媒温度を確実に捉えることができる。
【００４２】
（第３実施形態）
図５は、第３実施形態における温度式膨張弁１の感温棒１６の接続部２２Ｃ部分を示す拡大図である。なお、本実施形態では、上記第２実施形態と同様に、共通する構成部材には第１実施形態と同様の符号を付しており、以下、第１実施形態との相違部分に着目して説明することとする。
【００４３】
本実施形態では、感温棒１６において、感温部２１および駆動部２３の構成については同様であるが、接続部２２Ｃの構成が上記第１実施形態とは異なっている。図５に示すように、本実施形態の接続部２２Ｃは、感温部２１および駆動部２３と同じ太さに形成され、感温部２１、駆動部２３とは接合により全体としてピン状に形成されている。具体的には、例えば、溶着や接着により一体化される。材質については上記各実施形態と同様である。
【００４４】
さらに、接続部２２Ｃの外周部にはＯリング３１が嵌められており、このＯリング３１により低圧通路１３と高圧通路１２の密閉性が確保されている。
【００４５】
本実施形態においても、樹脂製の接続部２２Ｃによって、駆動部２３から感温部２１への熱伝達が遮蔽されるため、感温部２１において低圧冷媒温度を確実に捉えることができる。
【００４６】
（その他の実施形態）
上記各実施形態では、感温部２１と駆動部２３とを同じ太さ（形状）であるとしたが、必ずしも同じではなくてもよい。例えば、感温部２１で低圧冷媒の温度を感知しやすいように表面積が大きくなるように、感温部２１を駆動部２３より太く設定しても良い。
【００４７】
上記各実施形態では、駆動部２３の材質はアルミニウムであるとしたが、その他の材質、例えば、ステンレス等で形成しても良い。
【００４８】
上記各実施形態では、接続部２２，２２Ｂ，２２Ｃの材質は樹脂であるとしたが、低熱伝導率性の材質であればゴム等のその他の材質で形成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】第１実施形態における温度式膨張弁の全体構成を示す断面模式図である。
【図２】接続部の全体を示す斜視図である。
【図３】第２実施形態における温度式膨張弁の感温棒の接続部部分を示す拡大図である。
【図４】接続部の全体を示す斜視図である。
【図５】第３実施形態における温度式膨張弁の感温棒の接続部部分を示す拡大図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  温度式膨張弁
２  圧縮機
５  蒸発器
１１  本体部
１１ａ，１１ｂ  孔部
１２  高圧通路
１３  低圧通路
１４ｃ  ダイアフラム（変位部材）
１６  感温棒
１７  ボール弁（弁体）
２１  感温部
２２，２２Ｂ，２２Ｃ  接続部
２３  駆動部
２４  第１凹部（第１嵌合部）
２５  第２凹部（第２嵌合部）
２７  上側凸部（第１嵌合部）
２８  下側凸部（第２嵌合部）
【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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