JP2017053298A - エジェクタ、エジェクタの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】弁部材の軽量化を図ったとしても、駆動機構から出力される荷重に対する弁部材の信頼性を確保することが可能なエジェクタ、およびその製造方法を提供する。【解決手段】弁部材２４０を、ノズル通路２２４およびディフューザ通路２３２ａの中心軸の軸方向に沿って延びるシャフト２４２、シャフト２４２を中心とする回転体の形状を有し、ノズル通路２２４およびディフューザ通路２３２ａを形成する通路形成部２４１、およびダイヤフラム２５１の荷重を受ける荷重受部２４３で構成とする。そして、通路形成部２４１に対して直接的に作用する荷重が小さくなるように、荷重受部２４３を、シャフト２４２を介して通路形成部２４１に連結する。【選択図】図２

Description

本発明は、流体を減圧すると共に、高速で噴出する作動流体の吸引作用によって流体輸送を行う運動量輸送式ポンプであるエジェクタ、およびその製造方法に関する。

従来、蒸気圧縮式の冷凍サイクルに適用される減圧装置として、エジェクタが知られている。この種のエジェクタでは、冷媒を減圧させるノズル部から噴射される噴射冷媒の吸引作用によって蒸発器から流出した冷媒を吸引し、昇圧部（ディフューザ部）にて噴射冷媒と吸引冷媒とを混合して昇圧させる構成となっている。このエジェクタを備える冷凍サイクルでは、エジェクタの昇圧部における冷媒昇圧作用を利用して圧縮機の消費動力を低減させることが可能となる。

ここで、冷凍サイクルに適用されるエジェクタでは、ノズル部が固定絞りで構成されていると、冷媒の流量が調整できず、冷凍サイクルの負荷変動に対応した作動を実現することができない。

これに対して、蒸発器から流出した冷媒（吸引冷媒）の温度および圧力に応じて、冷媒を減圧させるノズル通路および冷媒を昇圧させるディフューザ通路の絞り開度（冷媒通路面積）を調整可能とするエジェクタが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１のエジェクタでは、ノズル通路およびディフューザ通路の絞り開度を調整する調整機構として、各通路を形成する弁部材、吸入冷媒の圧力および温度に応じて弁部材を変位させる駆動機構を備えている。

具体的には、特許文献１では、駆動機構を、吸入冷媒の圧力および温度に応じて変位する環状の圧力応動部材、圧力応動部材の変位により生ずる荷重を弁部材に伝達する荷重伝達部材を有している。

特許文献１のエジェクタでは、駆動機構により、吸入冷媒の温度および圧力に応じて、ノズル通路およびディフューザ通路の通路断面積を調整することで、冷凍サイクルの負荷変動に対応した作動の実現を図っている。

特開２０１５−４５４９３号公報

ところで、特許文献１に記載のエジェクタの如く、弁部材の通路形成部によってノズル通路およびディフューザ通路の双方の冷媒通路面積を変化させる構成とすると、ノズル通路の冷媒通路面積だけを変化させる構成に比べて、弁部材の体格が大きくなってしまう。そして、弁部材の体格が大きくなることで、弁部材の重量が著しく増加してしまう。

これに対して、弁部材を肉厚の薄い金属や、樹脂等の軽量な材料で構成して軽量化を図ることが考えられるが、この場合、弁部材の剛性が低下してしまう。これにより、弁部材における通路形成部に駆動機構から出力される荷重が作用した際に、弁部材における通路形成部が変形し易くなったり、弁部材における通路形成部に疲労破壊やクリープ破壊が生じ易くなったりしてしまう。

本発明は上記点に鑑みて、弁部材の軽量化を図ったとしても、駆動機構から出力される荷重に対する弁部材の信頼性を確保することが可能なエジェクタ、およびその製造方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルに適用されるエジェクタを対象としている。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
冷媒流入口（２１１）から流入した冷媒を減圧させる減圧用空間（２２２）、外部から冷媒を吸引する吸引用通路（２３１）、および減圧用空間から噴射された噴射冷媒と吸引用通路から吸引された吸引冷媒とを混合させて昇圧させる昇圧用空間（２３２）が形成されたボデー（２００）と、
少なくとも一部が減圧用空間および昇圧用空間の内部に配置され、ボデーにおける減圧用空間を形成する部位との間に冷媒を減圧させて噴射する環状のノズル通路（２２４）、ボデーにおける昇圧用空間を形成する部位との間に噴射冷媒および吸引冷媒を混合して昇圧させる環状のディフューザ通路（２３２ａ）を形成する弁部材（２４０）と、
弁部材をノズル通路およびディフューザ通路における中心軸の軸方向に変位させる駆動機構（２５０）と、を備え、
駆動機構は、吸引冷媒の温度および圧力に応じて中心軸の軸方向に変位する圧力応動部材（２５１）、および圧力応動部材の変位に伴って生ずる荷重を弁部材に伝達する荷重伝達部材（２５３）を有しており、
弁部材は、中心軸の軸方向に沿って延びるシャフト（２４２）、シャフトを中心とする回転体の形状を有し、ノズル通路およびディフューザ通路を形成する通路形成部（２４１）、および荷重伝達部材を介して圧力応動部材の変位に伴って生ずる荷重の少なくとも一部を受ける荷重受部（２４３）を有しており、
荷重受部は、シャフトを介して通路形成部に連結されていることを特徴としている。

このように、圧力応動部材の変位に伴って生ずる荷重を受ける荷重受部を設ける構成とすれば、弁部材においてノズル通路およびディフューザ通路を形成する通路形成部に対して直接作用する荷重を抑えることができる。これにより、弁部材の軽量化を図ったとしても、駆動機構から出力される荷重に対する弁部材の信頼性を確保することが可能となる。

請求項７に記載の発明は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルに適用され、
冷媒流入口（２１１）から流入した冷媒を減圧させる減圧用空間（２２２）、外部から冷媒を吸引する吸引用通路（２３１）、および減圧用空間から噴射された噴射冷媒と吸引用通路から吸引された吸引冷媒とを混合させて昇圧させる昇圧用空間（２３２）が形成されたボデー（２００）と、
少なくとも一部が減圧用空間および昇圧用空間の内部に配置され、ボデーにおける減圧用空間を形成する部位との間に冷媒を減圧させて噴射する環状のノズル通路（２２４）、ボデーにおける昇圧用空間を形成する部位との間に噴射冷媒および吸引冷媒を混合して昇圧させる環状のディフューザ通路（２３２ａ）を形成する弁部材（２４０）と、
弁部材をノズル通路およびディフューザ通路における中心軸の軸方向に変位させる駆動機構（２５０）と、を備え、
駆動機構は、吸引冷媒の温度および圧力に応じて中心軸の軸方向に変位する圧力応動部材（２５１）、および圧力応動部材の変位に伴って生ずる荷重を弁部材に伝達する荷重伝達部材（２５３）を有しており、
弁部材は、中心軸の軸方向に沿って延びるシャフト（２４２）、シャフトを中心とする回転体の形状を有し、ノズル通路およびディフューザ通路を形成する通路形成部（２４１）、および荷重伝達部材を介して圧力応動部材の変位に伴って生ずる荷重を受ける荷重受部（２４３）を有しており、
ボデーには、駆動機構を保持する保持部（２３０ｂ）、およびシャフトを支持する弁支持部（２７２）が設けられたエジェクタの製造方法を対象としている。

請求項７に記載の発明は、
駆動機構を保持部に組み付けると共に、通路形成部が連結されたシャフトを弁支持部に組み付ける組付工程と、
組付工程にて弁支持部に組み付けたシャフトに対して、荷重受部を連結する連結工程と、
を含んでいることを特徴としている。

このように製造されたエジェクタは、弁部材においてノズル通路およびディフューザ通路を形成する通路形成部に対して直接作用する荷重を抑えることができる。これにより、弁部材の軽量化を図ったとしても、駆動機構から出力される荷重に対する弁部材の信頼性を確保することが可能となる。

さらに、駆動機構を保持部に組み付けると共に、通路形成部が連結されたシャフトを弁支持部に組み付けた後に、シャフトに対して荷重受部を連結する構成としている。これによれば、駆動機構を構成する要素の寸法ばらつき等があっても、シャフトに対して荷重受部を連結する際に、ボデーの内部における弁部材の位置を微調整することができる。この結果、駆動機構を構成する要素の部品公差の緩和、または、部品寸法の管理工数を低減することが可能となる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態に係るエジェクタを備える冷凍サイクルの全体構成図である。 第１実施形態に係るエジェクタの模式的な断面図である。 第１実施形態に係るエジェクタの弁部材の模式的な断面図である。 第１実施形態に係るエジェクタの駆動機構の一部を示す断面図である。 第１実施形態に係るエジェクタのベースボデーの模式的な断面図である。 ダイヤフラムの出力特性と弁部材の変位の変化量との関係を説明する説明図である。 第１実施形態に係るエジェクタの製造方法の一部を説明するための説明図である。 第１実施形態に係るエジェクタの内部における冷媒の流れを示す模式的な断面図である。 第２実施形態に係るエジェクタの模式的な断面図である。 第２実施形態に係るエジェクタの弁部材の模式的な断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、先行する実施形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。

また、各実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合、構成要素の他の部分に関しては、先行する実施形態において説明した構成要素を適用することができる。

以下の実施形態は、特に組み合わせに支障が生じない範囲であれば、特に明示していない場合であっても、各実施形態同士を部分的に組み合わせることができる。

（第１実施形態）
本実施形態について、図１〜図８を参照して説明する。本実施形態では、図１に示す蒸気圧縮式の冷凍サイクル１０に本発明のエジェクタ１００を適用した例について説明する。

本実施形態の冷凍サイクル１０は、空調対象空間である車室内へ送風する送風空気の温度を調整可能な車両用空調装置に適用されている。冷凍サイクル１０では、冷媒としてＨＦＣ系冷媒（例えば、Ｒ１３４ａ）を採用している。冷媒には圧縮機１１を潤滑するための冷凍機油が混入されており、冷凍機油の一部は冷媒とともにサイクルを循環している。

従って、本実施形態の冷凍サイクル１０は、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成している。勿論、冷媒としては、ＨＦＯ系冷媒（具体的には、Ｒ１２３４ｙｆ）等を採用してもよい。

図１に示すように、冷凍サイクル１０は、主たる構成要素として、圧縮機１１、放熱器１２、エジェクタ１００、蒸発器１３を備えている。

圧縮機１１は、冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮して吐出する流体機械である。本実施形態の圧縮機１１は、図示しない電磁クラッチおよびベルトを介して車両走行用のエンジンにより回転駆動されるようになっている。圧縮機１１は、例えば、電磁式容量制御弁に図示しない制御装置からの制御信号が入力されることにより、吐出容量が可変される可変容量型圧縮機で構成される。なお、圧縮機１１は、電動モータにより回転駆動される電動圧縮機で構成してもよい。圧縮機１１を電動圧縮機で構成する場合、電動モータの回転数により吐出容量が可変される。

放熱器１２は、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒を、室外ファン１２ａにより強制的に送風される車室外空気（外気）と熱交換させることで、高圧冷媒の熱を外気に放出して冷媒を凝縮液化する放熱用熱交換器である。

本実施形態では、放熱器１２としてサブクール型の凝縮器を採用している。具体的には、放熱器１２は、高圧冷媒を放熱させて凝縮させる凝縮部１２１、凝縮部１２１から流出した冷媒の気液を分離して余剰となる冷媒を蓄えるレシーバ１２２、およびレシーバ１２２で分離された液相冷媒を過冷却する過冷却部１２３を有している。放熱器１２の過冷却部１２３における冷媒流出側は、エジェクタ１００の冷媒流入口２１１に接続されている。

エジェクタ１００は、放熱器１２から流出した液相状態の高圧冷媒を減圧する減圧装置として機能すると共に、高速で噴出する冷媒流の吸引作用（巻き込み作用）によって、冷媒の循環を行う流体輸送用の冷媒循環装置としても機能する。なお、エジェクタ１００の具体的構成については後述する。

蒸発器１３は、室内送風機１３ａにより、図示しない車両空調装置の空調ケースに導入された外気、または車室内空気（内気）から吸熱して、その内部を流通する冷媒を蒸発させる吸熱用熱交換器である。蒸発器１３の冷媒流出側は、エジェクタ１００の冷媒吸引口２１２に接続されている。

次に、図示しない制御装置について説明する。制御装置は、ＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭ等の各種メモリを含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。制御装置には、乗員による操作パネルからの各種操作信号や各種センサ群からの検出信号等が入力される。制御装置は、入力信号等を用いてメモリに記憶された制御プログラムに基づいて各種演算・処理を実行して各種機器の作動を制御する。

次に、図２〜図５を参照して、本実施形態のエジェクタ１００の詳細な構成について説明する。ここで、図２等の図面上に示す上下の各矢印は、エジェクタ１００を車両に搭載した状態における上下方向を示している。また、図２中の一点鎖線ＣＬは、後述する弁部材２４０の中心軸の軸線を示している。

本実施形態のエジェクタ１００は、主たる構成要素として、ボデー２００、弁部材２４０、弁部材２４０を後述するノズル通路２２４、ディフューザ通路２３２ａの中心軸の軸方向（図２の上下方向）に変位させる駆動機構２５０を備える。

図２に示すように、本実施形態のエジェクタ１００は、複数の構成部材を組み合わせることによって構成されたボデー２００を備えている。本実施形態のボデー２００は、エジェクタ１００の外殻を構成するハウジングボデー２１０の内部に、ノズルボデー２２０、ミドルボデー２３０、ロアボデー２６０等を固定することによって構成されている。

ハウジングボデー２１０は、角柱状等の金属または樹脂で形成された部材で構成されている。ハウジングボデー２１０は、その上端側に冷媒流入口２１１および冷媒吸引口２１２が形成されている。冷媒流入口２１１は、冷凍サイクル１０の高圧側（放熱器１２）から高圧冷媒を流入させる冷媒導入部である。冷媒吸引口２１２は、蒸発器１３から流出した低圧冷媒を吸引する冷媒吸引部である。

また、ハウジングボデー２１０は、その下端側に液相流出口２１３および気相流出口２１４が形成されている。液相流出口２１３は、後述する気液分離空間２６１にて分離された液相冷媒を蒸発器１３の冷媒入口側へ流出させる液相冷媒導出部である。気相流出口２１４は、気液分離空間２６１にて分離された気相冷媒を圧縮機１１の吸入側へ流出させる気相冷媒導出部である。

ノズルボデー２２０は、ハウジングボデー２１０の内部における上端側に収容されている。より具体的には、ノズルボデー２２０は、後述する弁部材２４０の軸線ＣＬの方向（上下方向）に直交する方向から見たときに、その一部が冷媒流入口２１１と重なり合うように、ハウジングボデー２１０の内部に収容されている。

本実施形態のノズルボデー２２０は、金属で形成された部材で構成されている。ノズルボデー２２０は、その軸方向が弁部材２４０の中心軸の軸線ＣＬに沿うように、ハウジングボデー２１０の内部に圧入等の手段により固定されている。

また、ノズルボデー２２０は、ハウジングボデー２１０の内部空間と適合する大きさに形成された胴部２２０ａ、および胴部２２０ａの下端側に設けられて下方側へ向かって突出する筒状のノズル部２２０ｂを含んで構成されている。

ノズルボデー２２０の胴部２２０ａには、その内部に冷媒流入口２１１から流入した高圧冷媒を旋回させる旋回空間２２１等が形成されている。ノズルボデー２２０のノズル部２２０ｂには、その内部に旋回空間２２１を旋回した冷媒が通過する減圧用空間２２２が形成されている。

旋回空間２２１は、その中心軸が弁部材２４０の軸線ＣＬに沿って延びる回転体形状に形成された空間である。なお、回転体形状とは、平面図形を同一平面上の１つの直線（中心軸）周りに回転させた際に形成される立体形状である。より具体的には、本実施形態の旋回空間２２１は、円柱状の形状を有している。勿論、旋回空間２２１は、円錐または円錐台と円柱とを結合させた形状等となっていてもよい。

また、本実施形態の旋回空間２２１は、ハウジングボデー２１０およびノズルボデー２２０の胴部２２０ａに形成された冷媒流入通路２２３を介して冷媒流入口２１１に連通している。

冷媒流入通路２２３は、旋回空間２２１の中心軸の方向から見たとき、旋回空間２２１の内壁面の接線方向に延びるように形成されている。これにより、冷媒流入通路２２３から旋回空間２２１に流入した冷媒は、旋回空間２２１の内壁面に沿って流れることで、旋回空間２２１を旋回する。なお、冷媒流入通路２２３は、旋回空間２２１に流入した冷媒が旋回空間２２１の内壁面に沿って流れる形状に形成されていれば、その他の方向の成分（例えば、旋回空間２２１の中心軸の方向）を含んで構成されていてもよい。

減圧用空間２２２は、旋回空間２２１を旋回した高圧冷媒が流入するように、旋回空間２２１の下方側に形成されている。本実施形態の減圧用空間２２２は、その中心軸が旋回空間２２１と同軸となるように形成されている。

減圧用空間２２２は、冷媒流れ方向下流側へ向かって流路断面積が連続的に小さくなる円錐台形状の穴（先細部２２２ａ）、および冷媒流れ方向下流側へ向かって流路断面積が連続的に大きくなる円錐台形状の穴（末広部２２２ｂ）を結合させた形状となっている。なお、減圧用空間２２２における先細部２２２ａと末広部２２２ｂとの接続箇所が、流路断面積が最も縮小されたノズル喉部（最小通路面積部）２２２ｃとなっている。

末広部２２２ｂは、減圧用空間２２２の中心軸に直交する方向から見たときに、減圧用空間２２２と後述する弁部材２４０の上方側の部位が重なり合っている。このため、末広部２２２ｂは、弁部材２４０の中心軸の軸線ＣＬに対して垂直な断面形状が円環状（ドーナツ状）となっている。

本実施形態では、ノズルボデー２２０の減圧用空間２２２を形成する部位の内周面と、後述する弁部材２４０の上方側の外周面との間に形成される冷媒通路がノズルとして機能するノズル通路２２４を構成している。

続いて、ミドルボデー２３０は、ハウジングボデー２１０の内部におけるノズルボデー２２０の下方側に収容されている。具体的には、ミドルボデー２３０は、後述する弁部材２４０の軸線ＣＬの方向に直交する方向から見たときに、その一部が冷媒吸引口２１２と重なり合うように、ハウジングボデー２１０の内部に収容されている。

本実施形態のミドルボデー２３０は、金属で形成された部材で構成されている。ミドルボデー２３０は、その軸方向が弁部材２４０の軸線ＣＬに沿うように、ハウジングボデー２１０の内部に圧入等の手段により固定されている。

本実施形態のミドルボデー２３０には、その中心部に表裏を貫通する回転体形状の貫通穴２３０ａが形成されている。なお、貫通穴２３０ａは、その中心軸が旋回空間２２１、および減圧用空間２２２と同軸となるように形成されている。

また、本実施形態のミドルボデー２３０には、貫通穴２３０ａの外周側に後述する駆動機構２５０を収容するための溝部２３０ｂが形成されている。本実施形態では、ミドルボデー２３０に設けた溝部２３０ｂが、駆動機構２５０を保持する保持部を構成している。

ミドルボデー２３０の上面と、これと対向するノズルボデー２２０の下面との間には、冷媒吸引口２１２から流入した冷媒を滞留させる吸引空間２３１ａが形成されている。

本実施形態では、ノズルボデー２２０の下方側の先端部がミドルボデー２３０の貫通穴２３０ａの内部に位置付けられている。このため、吸引空間２３１ａは、旋回空間２２１および減圧用空間２２２の中心軸の方向から見たとき、断面円環状に形成されている。

また、ミドルボデー２３０の貫通穴２３０ａのうち、径方向から見たときにノズルボデー２２０と重なり合う空間は、冷媒通路断面積が冷媒流れ方向に向かって徐々に縮小している。

本実施形態では、ミドルボデー２３０の貫通穴２３０ａの内周面とノズルボデー２２０の下方側の外周面との間に形成される空間が、吸引空間２３１ａと減圧用空間２２２の冷媒流れ下流側とを連通させる吸引通路２３１ｂを構成している。

本実施形態では、吸引空間２３１ａおよび吸引通路２３１ｂによって、中心軸の外周側から内周側へ向かって吸引冷媒が流れる吸引部（吸引用通路）２３１が形成されることになる。なお、吸引通路２３１ｂは、その中心軸に垂直な断面形状が円環状となっている。

また、ミドルボデー２３０の貫通穴２３０ａのうち、吸引通路２３１ｂの冷媒流れ下流側には、冷媒流れ方向に向かって徐々に広がる略円錐台形状に形成された昇圧用空間２３２が形成されている。この昇圧用空間２３２は、上述したノズル通路２２４から噴射された噴射冷媒と吸引部２３１から吸引された吸引冷媒とを混合して昇圧させる空間である。

本実施形態の昇圧用空間２３２は、冷媒の流れ方向下流側（下方側）に向かって、その径方向の断面積が拡大するように形成されている。なお、昇圧用空間２３２は、下方側に向かって断面積が拡大する円錐台形状（ラッパ状）の空間を構成している。

昇圧用空間２３２の内部には、後述する弁部材２４０の下方側の部位が配置されている。そして、昇圧用空間２３２内における弁部材２４０の円錐状側面の等価的な広がり角度は、昇圧用空間２３２の円錐台形状空間の等価的な広がり角度よりも小さくなっている。これにより、昇圧用空間２３２の内周面と、後述する弁部材２４０の外周面との間に形成される冷媒通路は、その冷媒通路面積が冷媒流れ下流側に向かって徐々に拡大している。なお、等価的な広がり角度とは、例えば、円環状の空間となる場合に、円環状の空間を、当該空間と同じ断面積を有する円柱状の空間に置き換えた際の広がり角度を意味している。

本実施形態では、昇圧用空間２３２の内周面と、弁部材２４０の外周面との間に形成される冷媒通路をディフューザとして機能するディフューザ通路２３２ａとし、噴射冷媒および吸引冷媒の速度エネルギを圧力エネルギに変換させている。なお、ディフューザ通路２３２ａは、その中心軸に対して垂直な断面形状は、円環状に形成されている。

続いて、弁部材２４０について説明する。弁部材２４０は、ノズルボデー２２０の内周面との間にノズル通路２２４を形成すると共に、ミドルボデー２３０の内周面との間にディフューザ通路２３２ａを形成する部材である。

弁部材２４０は、少なくとも一部が減圧用空間２２２、および昇圧用空間２３２の双方に位置するようにハウジングボデー２１０の内部に収容されている。なお、弁部材２４０は、その中心軸の軸線ＣＬが減圧用空間２２２、および昇圧用空間２３２の中心軸と同軸となるように配置されている。

本実施形態の弁部材２４０は、ノズル通路２２４およびディフューザ通路２３２ａを形成する通路形成部２４１、弁部材２４０の軸方向に沿って延びるシャフト２４２、後述する駆動機構２５０から出力される荷重を受ける荷重受部２４３を有する。

図３に示すように、本実施形態の通路形成部２４１は、シャフト２４２を中心とする回転体の形状を有する部材で構成されている。具体的には、通路形成部２４１は、減圧用空間２２２から離れるに伴って外径が拡大する略円錐形状に形成されている。

通路形成部２４１における減圧用空間２２２の内周面と対向する部位は、減圧用空間２２２の内周面との間に環状のノズル通路２２４が形成されるように、減圧用空間２２２の末広部２２２ｂの内周面に沿う曲面を有する。

また、通路形成部２４１における昇圧用空間２３２の内周面と対向する部位は、昇圧用空間２３２の内周面との間に環状のディフューザ通路２３２ａが形成されるように、昇圧用空間２３２の内周面に沿う曲面を有する。このため、ディフューザ通路２３２ａは、弁部材２４０の軸線ＣＬに対して交差する方向に拡がるように形成されている。つまり、ディフューザ通路２３２ａは、冷媒流れ上流側から下流側に向けて弁部材２４０の中心軸の軸線ＣＬから遠ざかるような冷媒通路となっている。

ここで、本実施形態の通路形成部２４１は、ボデー２００における減圧用空間２２２および昇圧用空間２３２を構成する部位と対向する対向部位が、減圧用空間２２２側から昇圧用空間２３２側に向かって外側径および内側径が大きくなっている。すなわち、通路形成部２４１は、その底面側に円錐状の空間が形成されるように、昇圧用空間２３２側から減圧用空間２２２側に向かって窪んだ形状となっている。

シャフト２４２は、減圧用空間２２２および昇圧用空間２３２の中心軸、すなわち、弁部材２４０の中心軸の軸線ＣＬの軸方向に沿って延びる棒状の金属（例えば、ステンレス）で構成されている。シャフト２４２は、通路形成部２４１を弁部材２４０の中心軸の軸線ＣＬに沿って摺動可能なように、一端側の部位が通路形成部２４１に固定されると共に、他端側の部位が後述するベースボデー２７０に支持されている。

荷重受部２４３は、後述する駆動機構２５０から出力される荷重を受ける部材である。本実施形態の荷重受部２４３は、駆動機構２５０から出力される全荷重を受けるように構成されている。

また、本実施形態の荷重受部２４３は、円盤状の部材で構成されており、その中心部がシャフト２４２に連結されている。すなわち、本実施形態の荷重受部２４３は、シャフト２４２を介して通路形成部２４１に連結されている。

また、本実施形態の荷重受部２４３は、ノズル通路２２４やディフューザ通路２３２ａを流れる冷媒の流量に影響しないように、ディフューザ通路２３２ａの冷媒流れ下流側に配置されている。

さらに、本実施形態の荷重受部２４３は、通路形成部２４１の外周側において駆動機構２５０から出力される荷重を受けるように、その外径Ｌｂが通路形成部２４１の最大外径Ｌａよりも大きくなっている。

ここで、弁部材２４０のうち、シャフト２４２および荷重受部２４３は、駆動機構２５０から出力される荷重が作用しても変形しないように、剛性の高い材料で構成されている。本実施形態のシャフト２４２および荷重受部２４３は、通路形成部２４１よりも剛性の高い金属で構成されている。換言すれば、本実施形態の通路形成部２４１は、シャフト２４２および荷重受部２４３よりも剛性の低い材料（例えば、樹脂）で構成されている。

続いて、駆動機構２５０について説明する。駆動機構２５０は、弁部材２４０をノズル通路２２４およびディフューザ通路２３２ａの中心軸の軸方向、すなわち、弁部材２４０の中心軸の軸線ＣＬの方向に変位させて、各通路２２４、２３２ａの冷媒流路面積を変更する駆動部である。

本実施形態の駆動機構２５０は、蒸発器１３から流出した低圧冷媒の過熱度（温度および圧力）が所望の範囲となるように、弁部材２４０の変位量を制御するように構成されている。本実施形態の駆動機構２５０は、外部の雰囲気温度の影響を受けないように、ボデー２００内部に収容されている。

本実施形態の駆動機構２５０は、吸引冷媒の温度および圧力に応じてノズル通路２２４およびディフューザ通路２３２ａの中心軸の軸方向に変位する圧力応動部材を構成する薄板状のダイヤフラム２５１を有している。このダイヤフラム２５１は、一対の蓋部２５２ａ、２５２ｂにより保持されている。

図４に示すように、一対の蓋部２５２ａ、２５２ｃは、ミドルボデー２３０の上面に形成された環状の溝部２３０ｂ内に収容可能なように、当該溝部２３０ｂの内側形状に適合する環状の形状（ドーナツ状の形状）に形成されている。

ダイヤフラム２５１は、一対の蓋部２５２ａ、２５２ｃの内部に収容可能なように、環状に形成されている。ダイヤフラム２５１は、内周縁部および外周縁部の双方が、一対の蓋部２５２ａ、２５２ｃとで狭持された状態で、一対の蓋部２５２ａ、２５２ｃとの間に形成される環状の空間を上下の２つの空間に仕切るように固定されている。

ダイヤフラム２５１により仕切られた２つの空間のうち、上蓋部２５２ａとの間に形成される空間は、蒸発器１３から流出した冷媒の温度変化に応じて圧力が変化する感温媒体が封入される封入空間２５２ｂを構成している。本実施形態では、上蓋部２５２ａが、ダイヤフラムと共に、感温媒体を封入する封入空間２５２ｂを形成する封入空間形成部を構成している。

封入空間２５２ｂには、主として冷凍サイクル１０を循環する冷媒と同一の冷媒で組成された感温媒体（例えば、Ｒ１３４ａ）が、予め定めた密度となるように封入されている。感温媒体は、気液混合状態で封入空間２５２ｂに封入されている。なお、感温媒体は、例えば、サイクルを循環する冷媒とヘリウムガスとの混合流体を採用してもよい。

本実施形態の封入空間２５２ｂは、ダイヤフラム２５１の形状に適合する環状の空間を構成しており、弁部材２４０と干渉しないように、弁部材２４０の中心軸の軸線ＣＬの周りを囲むように形成されている。

封入空間２５２ｂを形成する上蓋部２５２ａは、吸引部２３１と隣接する位置に配置されている。これにより、封入空間２５２ｂ内の感温媒体には、吸引部２３１を流通する吸引冷媒の温度が伝達され、封入空間２５２ｂの内圧が、吸引部２３１を流通する吸引冷媒の温度に応じた圧力に近づく。

一方、ダイヤフラム２５１により仕切られた２つの空間のうち、下蓋部２５２ｃとの間に形成される空間は、ミドルボデー２３０に形成された図示しない連通路を介して、蒸発器１３から流出した冷媒を導入させる導入空間２５２ｄを構成している。

導入空間２５２ｄは、感温媒体の圧力に対抗するように、ダイヤフラム２５１に対して吸引部（吸引用通路）２３１内の吸引冷媒の圧力を作用させる圧力室である。下蓋部２５２ｃには、吸引部２３１を流れる冷媒を導入空間２５２ｄに導入すると共に、後述する作動棒２５３ａの上端部を挿入する貫通穴部２５２ｅが形成されている。

このように、封入空間２５２ｂに封入された感温媒体には、一対の蓋部２５２ａ、２５２ｃ等を介して、蒸発器１３から流出した冷媒、すなわち、吸引部２３１を流通する吸引冷媒の温度が伝達される。本実施形態では、一対の蓋部２５２ａ、２５２ｃ、および各空間２５２ｂ、２５２ｄが吸引部２３１を流通する吸引冷媒の温度を検知する感温部２５２を構成している。

ここで、ダイヤフラム２５１は、封入空間２５２ｂの内圧と導入空間２５２ｄへ導入された冷媒の圧力との圧力差に応じて変形すると共に、常に冷媒に接している。このため、ダイヤフラム２５１は、強靭性、耐圧性、ガスバリア性、シール性に優れた材料で構成することが望ましい。

本実施形態では、ダイヤフラム２５１として、例えば、基布（ポリエステル）入りのＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）やＨＮＢＲ（水素添加ニトリルゴム）等の合成ゴム製の基材を採用している。ダイヤフラム２５１は、ゴム製の基材に対して、感温媒体の封入空間２５２ｂからの漏洩を抑制するバリア膜を一体化させることが望ましい。バリア膜は、封入空間２５２ｂに封入する感温媒体の種類に応じて、当該感温媒体の透過度が低いものを選択することが望ましい。

また、駆動機構２５０は、図２に示すように、ダイヤフラム２５１の変位により生ずる荷重を弁部材２４０に伝達する荷重伝達部材２５３を有している。本実施形態では、ダイヤフラム２５１の変位に伴って生ずる全荷重が、荷重伝達部材２５３を介して弁部材２４０の荷重受部２４３に作用する構成となっている。

荷重伝達部材２５３は、一端側の端部が弁部材２４０の荷重受部２４３に接するように配設された複数本の作動棒２５３ａと、各作動棒２５３ａの他端側およびダイヤフラム２５１の双方に接するように配設されたプレート部材２５３ｂとを有している。

各作動棒２５３ａは、ミドルボデー２３０の貫通穴２３０ａの径方向外側に形成された図示しない摺動穴を貫くと共に、一端側が荷重受部２４３の下方側の外周に接触し、他端側がプレート部材２５３ｂに接するように配設されている。そして、各作動棒２５３ａは、プレート部材２５３ｂの周方向（弁部材２４０の中心軸の周方向）に間隔をあけて配置されている。

ここで、弁部材２４０は、作動棒２５３ａを介して、ダイヤフラム２５１の変位に伴って生ずる荷重が伝達することで、ノズル通路２２４およびディフューザ通路２３２ａの中心軸の軸方向に変位する構成となっている。

このため、各作動棒２５３ａは、ダイヤフラム２５１の変位が弁部材２４０に正確に伝達されるように、プレート部材２５３ｂの周方向に均等に配置することが望ましい。また、各作動棒２５３ａは、ダイヤフラム２５１の変位に伴って生ずる荷重が弁部材２４０に正確に伝達されるように、ミドルボデー２３０の周方向に間隔をあけて３本以上配設することが望ましい。より好ましくは、作動棒２５３ａは、ミドルボデー２３０の周方向に間隔をあけて３本配設することが望ましい。

続いて、プレート部材２５３ｂは、ダイヤフラム２５１の変位に伴って生ずる荷重を各作動棒２５３ａに対して均等に伝えるための部材である。プレート部材２５３ｂは、ダイヤフラム２５１における受圧部を支持するように、ダイヤフラム２５１と作動棒２５３ａとで狭持されている。本実施形態のプレート部材２５３ｂは、導入空間２５２ｄに配置されている。

本実施形態のプレート部材２５３ｂは、ダイヤフラム２５１の変位により生ずる荷重を作動棒２５３ａに適切に伝達するために、弁部材２４０の軸線ＣＬの方向から見たときにダイヤフラム２５１と重なり合うように環状に形成されている。

また、本実施形態のプレート部材２５３ｂは、ダイヤフラム２５１よりも剛性が高い材料（例えば、金属）で構成されている。ダイヤフラム２５１と作動棒２５３ａとの間に、プレート部材２５３ｂを介在させることで、各作動棒２５３ａの寸法のばらつきやダイヤフラム２５１の反り等が生じていても、ダイヤフラム２５１から弁部材２４０へ伝達される力が変化してしまうことを抑制できる。特に、ダイヤフラム２５１をゴム製の基材を含む構成とする場合、プレート部材２５３ｂを、ダイヤフラム２５１から感温媒体が漏洩することを抑制するバリアとしても機能させることができる。

また、駆動機構２５０は、弁部材２４０に対して荷重をかける一対の付勢部材２５４、２５５、および弁部材２４０に対して作用する各付勢部材２５４、２５５の荷重を調整する荷重調整部２５６を有する。

一対の付勢部材２５４、２５５は、駆動機構２５０からの荷重に応じた弁部材２４０の変位特性を設定する部材である。本実施形態の各付勢部材２５４、２５５は、コイルバネで構成されている。

一対の付勢部材２５４、２５５のうち、第１付勢部材２５４は、弁部材２４０に対してノズル通路２２４、ディフューザ通路２３２ａの冷媒通路面積を縮小させる方向に荷重を作用させるものである。また、一対の付勢部材２５４、２５５のうち、第２付勢部材２５５は、弁部材２４０に対して、第１付勢部材２５４とは逆方向に荷重を付与するものである。

本実施形態の各付勢部材２５４、２５５は、後述するベースボデー２７０に支持されている。なお、各付勢部材２５４、２５５は、冷媒が減圧される際の圧力脈動等に起因する弁部材２４０の振動を減衰させる緩衝部材としての機能も果たしている。

また、荷重調整部２５６は、各付勢部材２５４、２５５により弁部材２４０に作用させる荷重を調整することで、弁部材２４０の開弁圧を調整して、狙いの過熱度を微調整する部材である。

このように構成される駆動機構２５０は、蒸発器１３から流出した冷媒の温度および圧力に応じて、ダイヤフラム２５１が弁部材２４０を変位させることにより、蒸発器１３出口側の冷媒の過熱度が予め定めた所定値に近づくように調整される。

例えば、蒸発器１３から流出した冷媒の温度および圧力が高く、冷凍サイクル１０の負荷が高い場合、ノズル通路２２４およびディフューザ通路２３２ａの冷媒通路面積が大きくなるように、ダイヤフラム２５１が弁部材２４０を変位させる。これにより、冷凍サイクル１０内を循環する冷媒流量が増加する。

一方、蒸発器１３から流出した冷媒の温度および圧力が低く、冷凍サイクル１０の負荷が低い場合、ノズル通路２２４およびディフューザ通路２３２ａの冷媒通路面積が小さくなるように、ダイヤフラム２５１が弁部材２４０を変位させる。これにより、冷凍サイクル１０内を循環する冷媒流量が減少する。

続いて、ハウジングボデー２１０における弁部材２４０の下方側の構成について説明する。ハウジングボデー２１０における弁部材２４０の下方側には、ロアボデー２６０が収容されている。より具体的には、ロアボデー２６０は、弁部材２４０の軸線ＣＬの方向（上下方向）に直交する方向から見たときに、その一部が液相流出口２１３および気相流出口２１４と重なり合うように、ハウジングボデー２１０の内部に収容されている。

ロアボデー２６０には、弁部材２４０の底部側との間に、ディフューザ通路２３２ａから流出した混合冷媒の気液分離する気液分離空間２６１が形成されている。気液分離空間２６１は、略円柱状の空間であり、その中心軸が、旋回空間２２１、減圧用空間２２２、昇圧用空間２３２の中心軸と同軸とるように形成されている。

また、ロアボデー２６０の内部空間の底面側には、気液分離空間２６１と同軸となるように配置され、弁部材２４０側（上方側）に向かって延びる円筒状のパイプ２６２が設けられている。このパイプ２６２の内部には、気液分離空間２６１にて分離された気相冷媒をハウジングボデー２１０に形成された気相流出口２１４へ導く気相側流出通路２６３が形成されている。

本実施形態では、パイプ２６２における上端側の開口端部が、気相側流出通路２６３の気相冷媒入口部２６３ａを構成している。パイプ２６２は、気液分離空間２６１において、気相冷媒入口部２６３ａが弁部材２４０から離れた位置に開口するように、ロアボデー２６０に設けられている。

また、気液分離空間２６１にて分離された液相冷媒は、パイプ２６２の外周側に貯留される。なお、ロアボデー２６０におけるパイプ２６２の外周側の空間は、液相冷媒を貯留する貯液空間２６４を構成している。また、ロアボデー２６０における貯液空間２６４に対応する部位には、貯液空間２６４に貯留された液相冷媒を、ハウジングボデー２１０に形成された液相流出口２１３へ導く液相側流出通路２６５が形成されている。

ここで、本実施形態のハウジングボデー２１０には、弁部材２４０とロアボデー２６０との間にベースボデー２７０が収容されている。本実施形態のベースボデー２７０は、その一部が弁部材２４０の通路形成部２４１と荷重受部２４３との間に配置されている。ベースボデー２７０は、ハウジングボデー２１０に対して、例えば、圧入またはネジ等の締結部材により固定されている。

ベースボデー２７０の詳細については、図５を参照して説明する。図５に示すように、ベースボデー２７０は、円形板状の基板部２７１、基板部２７１の中心部に固定された筒状の弁支持部２７２を有している。ベースボデー２７０を構成する基板部２７１および弁支持部２７２は、それぞれ金属で形成されており、溶接等により互いに連結されている。

基板部２７１は、外周側の部位がハウジングボデー２１０に対して固定され、中心側の部位に弁支持部２７２が固定されている。

本実施形態の弁支持部２７２は、弁部材２４０の軸線ＣＬの方向に沿って延びる摺動穴２７２ａが形成された筒状部材で構成されている。摺動穴２７２ａは、弁部材２４０のシャフト２４２を摺動させる貫通穴である。摺動穴２７２ａは、弁部材２４０のシャフト２４２が摺動可能な大きさに形成されている。

また、本実施形態では、弁支持部２７２が気液分離空間２６１で分離された気相冷媒の気相側流出通路２６３へ流入する際の流通抵抗とならないように、弁部材２４０と気相冷媒入口部２６３ａとの間に弁支持部２７２を配置している。具体的には、本実施形態の弁支持部２７２は、気相冷媒入口部２６３ａ側ではなく、弁部材２４０側に向かって突出するように配置されている。

また、本実施形態の基板部２７１には、弁支持部２７２を固定する部位に、第１付勢部材２５４の下端側を支持する第１バネ支持部２７３ａが設けられている。また、基板部２７１における弁支持部２７２を固定する部位には、連結部２７３ｃを介して第２付勢部材２５５の上端側を支持する第２バネ支持部２７３ｂが連結されている。本実施形態では、各バネ支持部２７３ａ、２７３ｂおよび連結部２７３ｃが、各付勢部材２５４、２５５の双方を支持する荷重支持部２７３を構成している。

さらに、本実施形態の基板部２７１には、ディフューザ通路２３２ａの冷媒出口側に近接する部位に、ディフューザ通路２３２ａから流出した冷媒を気液分離空間２６１に導く出口側連通路２７４が形成されている。そして、出口側連通路２７４には、ディフューザ通路２３２ａから流出した冷媒を気液分離空間２６１の軸周りに旋回させる旋回部２７５が設けられている。

本実施形態の旋回部２７５は、図示しないが複数の整流板で構成されている。各整流板は、ディフューザ通路２３２ａから流出した冷媒の流れが、ベースボデー２７０の外周縁部の接線方向に転向するように、ディフューザ通路２３２ａの中心軸に直交する径方向に対して交差する方向に延びる形状を有している。

ここで、本実施形態では、ベースボデー２７０を弁部材２４０の通路形成部２４１と荷重受部２４３との間に配置している。このため、ベースボデー２７０には、各作動棒２５３ａを貫通させる貫通穴が設けられている。

次に、上記の如く構成されるエジェクタ１００の製造方法の概要について説明する。まず、エジェクタ１００を構成するハウジングボデー２１０、ノズルボデー２２０、ミドルボデー２３０、弁部材２４０、駆動機構２５０、ベースボデー２７０等の各構成部品を用意する（用意工程）。用意工程で各構成部品を用意した後、各構成部品を組み付けて締結部材や溶接等により連結することで、図２に示すエジェクタ１００を製造する。

ここで、駆動機構２５０を構成する部品等の寸法にばらつきがあると、ボデー２００の内部に弁部材２４０を組み付ける際に、ボデー２００内部における弁部材２４０の位置にばらつきが生ずる。

特に、本実施形態では、作動棒２５３ａやプレート部材２５３ｂを介してダイヤフラム２５１が出力する荷重を弁部材２４０に対して伝達する構成としている。このため、ダイヤフラム２５１と弁部材２４０との間に介在する各部品の寸法公差が寸法ばらつきとして相乗的に加算されることで、ボデー２００内部における弁部材２４０の位置にばらつきが大きくなってしまう。

このことは、冷凍サイクル１０の負荷に応じて弁部材２４０を作動させることを妨げる要因となる。この点について説明すると、冷凍サイクル１０の負荷に応じて弁部材２４０を作動させる上では、ダイヤフラム２５１が出力する荷重（出力特性）と弁部材２４０の変位の変化量（リフト変化量）とが安定していることが重要となる。

ここで、図６は、ダイヤフラム２５１の出力特性と弁部材２４０の変位の変化量との関係を示している。図６の上段側の各線は、エジェクタ１００の組付時において、ダイヤフラム２５１によって仕切られる各空間２５２ｂ、２５２ｄの圧力差ΔＰが０．６８ＭＰａ程度となる際の関係を示している。また、図６の中段側の各線は、冷凍サイクル１０の作動時において各空間２５２ｂ、２５２ｄの圧力差ΔＰが０．１５ＭＰａ程度となる際の関係を示している。さらに、図６の下段側の各線は、各空間２５２ｂ、２５２ｄの圧力が釣り合っている際（圧力差ゼロ）となる際の関係を示している。

図６に示すように、冷凍サイクル１０の作動時には、弁部材２４０のリフト変化量が小さい領域、およびリフト変化量が大きい領域において、ダイヤフラム２５１が出力する荷重が増加する傾向がある。すなわち、冷凍サイクル１０の作動時には、ダイヤフラム２５１の出力特性と弁部材２４０のリフト変化量とが安定しない傾向がある。その原因は、ダイヤフラム２５１が変形した際に生ずる復元力が、ダイヤフラム２５１の変位によって生ずる荷重に少なからず影響してしまうことが考えられる。

一方、冷凍サイクル１０の作動時における弁部材２４０のリフト変化量が中間となる領域では、ダイヤフラム２５１の出力特性と弁部材２４０のリフト変化量とが安定する傾向がある。このため、冷凍サイクル１０の負荷に応じて弁部材２４０を作動させるためには、弁部材２４０のリフト変化量が中間となる領域でダイヤフラム２５１が作動するように、駆動機構２５０と弁部材２４０とを組み付ける必要がある。

しかし、前述の如く、ボデー２００の内部における弁部材２４０の位置にばらつきが生じ易い構成となっていると、ダイヤフラム２５１の出力特性を安定させることが難しく、冷凍サイクル１０の負荷に応じて弁部材２４０を作動させることが困難となる。

これに対して、駆動機構２５０を構成する各部品の部品公差を厳しくしたり、寸法の揃った部品を選定管理する作業（部品寸法の管理工程）を追加したりすることで、ボデー２００の内部における弁部材２４０の位置のばらつきを抑えることが考えられる。

しかしながら、駆動機構２５０を構成する各部品の部品公差を厳しくしたり、部品寸法の管理工程を追加したりすると、製造に要する時間が長くなったり、各部品の歩留まりが悪くなったりすることで、製造コストが著しく増大してしまう。

そこで、本実施形態では、弁部材２４０の位置設定を図７に示す順序で行っている。すなわち、まず、ミドルボデー２３０の溝部２３０ｂに駆動機構２５０を組み付けると共に、通路形成部２４１を連結したシャフト２４２をベースボデー２７０の弁支持部２７２に組み付ける（組付工程）。この際、シャフト２４２に対して荷重受部２４３を仮止めした状態で、シャフト２４２を弁支持部２７２に組み付ける。

そして、ノズルボデー２２０、ミドルボデー２３０、ベースボデー２７０等をハウジングボデー２１０の内部に圧入等により挿入して固定する。ハウジングボデー２１０に対して各部材を固定する順序については、組み付け易さを考慮して決定すればよい。

続いて、ボデー２００の内部における通路形成部２４１の先端部を、ノズルボデー２２０のノズル喉部２２２ｃに接触させる位置、すなわち弁部材２４０の閉弁位置に設定する（位置決め工程）。この位置を基準として、弁部材２４０の位置を図６に示す安定領域の範囲となるように微調整した後、シャフト２４２に対して荷重受部２４３を溶接等により連結する（連結工程）。

続いて、ロアボデー２６０等の部材をハウジングボデー２１０の内部に圧入等により挿入して固定することで、図２に示す構造となる。そして、図２に示す構造となったエジェクタ１００は、外観検査や動作確認等の各種検査工程を得て製造が完了する。

次に、上記構成に基づく、本実施形態の作動について説明する。乗員により空調作動スイッチ等が投入されると、制御装置からの制御信号により圧縮機１１の電磁クラッチが通電され、電磁クラッチ等を介して、圧縮機１１に車両走行用のエンジンから回転駆動力が伝達される。そして、制御装置から圧縮機１１の電磁式容量制御弁に対して制御信号が入力され、圧縮機１１の吐出容量が所望の量に調整されて、圧縮機１１がエジェクタ１００の気相流出口２１４から吸入した気相冷媒を圧縮して吐出する。

圧縮機１１から吐出された高温高圧の気相冷媒は、放熱器１２の凝縮部１２１に流入し、外気により冷却されて凝縮液化した後、レシーバ１２２にて気液が分離される。その後、レシーバ１２２にて分離された液相冷媒は、過冷却部１２３に流入して過冷却される。

放熱器１２の過冷却部１２３から流出した液相冷媒は、エジェクタ１００の冷媒流入口２１１に流入する。エジェクタ１００の冷媒流入口２１１に流入した高圧冷媒は、図８に示すように、冷媒流入通路２２３を介してエジェクタ１００内部の旋回空間２２１に流入する。そして、旋回空間２２１に流入した高圧冷媒は、旋回空間２２１の内壁面に沿って流れ、旋回空間２２１を旋回する。旋回空間２２１では、遠心力の作用によって、旋回中心側に気相冷媒が集まり易く、その周りに液相冷媒が集まり易くなる。

そして、旋回空間２２１を旋回する冷媒は、気液混相状態の冷媒として、旋回空間２２１の中心軸と同軸となる減圧用空間２２２に流入し、ノズル通路２２４にて減圧膨脹される。この減圧膨脹時に冷媒の圧力エネルギが速度エネルギに変換されることで、気液混相状態の冷媒は、ノズル通路２２４から高速度となって噴出される。

この点について詳述すると、まず、ノズル通路２２４では、ノズル部２２０ｂの先細部２２２ａの内壁面側から冷媒が剥離する際に壁面沸騰が生ずる。また、ノズル通路２２４では、その中心側の冷媒のキャビテーションによる沸騰核によって界面沸騰が生ずる。このようにノズル通路２２４では冷媒の沸騰が促進されることから、ノズル通路２２４に流入した冷媒は、気相と液相が均質に混合した気液混相状態に近づく。

そして、ノズル部２２０ｂのノズル喉部２２２ｃ付近で気液混相状態となった冷媒の流れに閉塞（チョーキング）が生じ、このチョーキングにより音速に到達した気液混合状態の冷媒が、ノズル部２２０ｂの末広部２２２ｂにて加速されて噴出される。

このように、壁面沸騰および界面沸騰の双方による沸騰促進によって気液混層状態の冷媒を音速となるまで効率よく加速できることで、ノズル通路２２４におけるエネルギ変換効率（ノズル効率に相当）の向上を図ることができる。

また、ノズル通路２２４から噴出される冷媒の吸引作用により、蒸発器１３流出冷媒が冷媒吸引口２１２を介して吸引部２３１に吸引される。そして、吸引部２３１に吸引された低圧冷媒およびノズル通路２２４から噴出された噴出冷媒との混合冷媒が、冷媒流れ下流側に向かって冷媒流路面積が拡大するディフューザ通路２３２ａに流入し、速度エネルギが圧力エネルギに変換されることで昇圧される。

なお、本実施形態のエジェクタ１００の弁部材２４０は、減圧用空間２２２から離れるに伴って断面積が拡大する略円錐形状に形成されている。このため、ディフューザ通路２３２ａの形状を減圧用空間２２２から離れるに伴って外周側へ拡がる形状とすることができる。これにより、弁部材２４０の軸線ＣＬの方向への寸法の拡大を抑制して、エジェクタ１００全体としての体格の大型化を抑制可能となる。

続いて、ディフューザ通路２３２ａから流出した冷媒は、ベースボデー２７０に形成された出口側連通路２７４に流入する。出口側連通路２７４に流入した冷媒は、出口側連通路２７４に設けられた図示しない各整流板により旋回力が付与された状態で、気液分離空間２６１に流入する。このため、気液分離空間２６１では、遠心力の作用によって冷媒の気液が分離される。

気液分離空間２６１にて分離された気相冷媒は、気相側流出通路２６３および気相流出口２１４を介して、圧縮機１１の吸入側に吸入され、再び圧縮される。この際、圧縮機１１に吸入される冷媒の圧力は、エジェクタ１００のディフューザ通路２３２ａにて昇圧されているので、圧縮機１１の駆動力を低減することが可能となる。

また、気液分離空間２６１にて分離された液相冷媒は、貯液空間２６４に貯留され、エジェクタ１００の冷媒吸引作用により、液相側流出通路２６５および液相流出口２１３を介して、蒸発器１３に流入する。

蒸発器１３では、低圧の液相冷媒が、空調ケース内を流れる空気から吸熱して蒸発気化する。そして、蒸発器１３から流出した気相冷媒は、エジェクタ１００の冷媒吸引口２１２を介して吸引部２３１に吸引され、ディフューザ通路２３２ａに流入する。

以上説明した本実施形態のエジェクタ１００は、弁部材２４０を変位させる駆動機構２５０を備えている。このため、冷凍サイクル１０の負荷に応じて弁部材２４０を変位させて、ノズル通路２２４およびディフューザ通路２３２ａの冷媒通路面積を調整可能となっている。

本実施形態では、駆動機構２５０のダイヤフラム２５１および感温部２５２を弁部材２４０の中心軸の軸線ＣＬの周りを囲むように環状に形成している。これによれば、ダイヤフラム２５１における冷媒の圧力を受ける面積を充分に確保できるので、吸引部２３１を流通する冷媒の圧力変化に応じて、ノズル通路２２４およびディフューザ通路２３２ａを適切に変化させることができる。

特に、本実施形態では、弁部材２４０に対して、ダイヤフラム２５１の荷重を受ける荷重受部２４３を追加すると共に、当該荷重受部２４３を、シャフト２４２を介して通路形成部２４１に連結する構成としている。

このように、ダイヤフラム２５１の変位に伴って生ずる荷重を受ける荷重受部２４３を設ける構成とすれば、弁部材２４０においてノズル通路２２４およびディフューザ通路２３２ａを形成する通路形成部２４１に対して直接作用する荷重を抑えることができる。これにより、弁部材２４０の軽量化を図ったとしても、駆動機構２５０から出力される荷重に対する弁部材２４０の信頼性を確保することが可能となる。

また、本実施形態では、荷重受部２４３をディフューザ通路２３２ａよりも冷媒流れ下流側に配置している。これによれば、荷重受部２４３を追加するによって、ノズル通路２２４やディフューザ通路２３２ａを流れる冷媒流量が変化してしまうことを抑えることができるので、吸引冷媒の温度および圧力に応じて弁部材２４０を適切に変位させることが可能となる。

ここで、本実施形態では、作動棒２５３ａの一端側の端部を荷重受部２４３と接触させ、作動棒２５３ａを介して弁部材２４０を変位させる構成としている。このような構成においては、弁部材２４０における作動棒２５３ａと接する部位に対して荷重が集中することになる。

これに対して、本実施形態では、弁部材２４０において通路形成部２４１に対して直接作用する荷重を抑える構成としている。このため、弁部材２４０における作動棒２５３ａと接する部位に対して荷重が集中したとしても、通路形成部２４１の変形等を抑えることが可能となる。

また、本実施形態では、通路形成部２４１を、シャフト２４２および荷重受部２４３よりも剛性の低い材料で構成している。これにより、通路形成部２４１を剛性の低い樹脂等の軽量な材料で構成することができ、弁部材２４０の軽量化を図ることができる。

さらに、本実施形態では、荷重伝達部材２５３を介してダイヤフラム２５１の変位に伴って生ずる全荷重を荷重受部で受ける構成している。これによれば、弁部材２４０の通路形成部２４１に対して直接的に荷重が作用しないので、通路形成部２４１を軽量な材料で構成し易くなり、弁部材２４０の軽量化を充分に図ることが可能となる。

さらにまた、本実施形態では、通路形成部２４１の外側径および内側径を減圧用空間２２２側から昇圧用空間２３２側に向かって大きくなる形状としている。このように、通路形成部２４１の内側に空間を形成する構成とすれば、弁部材２４０の軽量化を充分に図ることができる。

ここで、本実施形態では、駆動機構２５０をボデー２００の溝部２３０ｂに組み付けると共に、通路形成部２４１を連結したシャフト２４２を弁支持部２７２に組み付けた後に、シャフト２４２に対して荷重受部２４３を連結する構成としている。これによれば、駆動機構２５０を構成する各部品の寸法ばらつき等があっても、シャフト２４２に対して荷重受部２４３を連結する際に、ボデー２００の内部における弁部材２４０の位置を微調整することができる。この結果、駆動機構２５０を構成する要素の部品公差の緩和、または、部品寸法の管理工数を低減することが可能となる。

また、本実施形態では、ベースボデー２７０の弁支持部２７２を気相冷媒入口部２６３ａと弁部材２４０との間に配置する構成としている。これによれば、弁支持部２７２が気液分離空間２６１で分離された気相冷媒が気相冷媒入口部２６３ａに流入する際の流通抵抗となってしまうことを抑えることができる。このため、気液分離機能を有するエジェクタ１００において、気相冷媒がボデー２００内部を流通する際の圧力損失を抑制することができる。この結果、冷凍サイクル１０の性能向上を図ることが可能となる。

また、本実施形態では、弁支持部２７２の一部を弁部材２４０の通路形成部２４１の内側に配置している。これによれば、弁部材２４０におけるシャフト２４２の長さを短くすることができる。このことは、エジェクタ１００全体としての軸方向体格の小型化を図ることができる。

さらに、本実施形態では、弁支持部２７２をベースボデー２７０に設ける構成としており、気相冷媒入口部２６３ａ等を構成するロアボデー２６０に強度等が要求されない。このため、ロアボデー２６０を樹脂等の軽量な部材で構成することで、エジェクタ１００全体としての軽量化を図ることが可能となる。

また、本実施形態では、各付勢部材２５４、２５５をベースボデー２７０の荷重支持部２７３で支持する構成としている。これによれば、別途、各付勢部材２５４、２５５を支持する部材を追加する必要がないので、エジェクタ１００の内部構造の簡素化を図ることができる。このことは、エジェクタ１００の内部を冷媒が流れる際の圧力損失を抑える上でも有効となる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、図９、図１０を参照して説明する。本実施形態では、ダイヤフラム２５１から出力される荷重の一部を荷重受部２４３で受ける構成としている点が第１実施形態と相違している。

図９に示すように、ダイヤフラム２５１から出力される荷重を通路形成部２４１および荷重受部２４３の双方で受ける構成としている。具体的には、本実施形態の通路形成部２４１には、ディフューザ通路２３２ａの冷媒出口側に、荷重伝達部材２５３を介してダイヤフラム２５１から出力される荷重を受ける荷重受端部２４１ａが設けられている。本実施形態の荷重受端部２４１ａは、ベースボデー２７０の出口側連通路２７４に位置しており、作動棒２５３ａの一端側の端部が接触している。

ここで、荷重受端部２４１ａにダイヤフラム２５１から出力される荷重が作用する際、当該荷重によって荷重受端部２４１ａが変形してしまうことが懸念される。

そこで、本実施形態では、図１０に示すように、荷重受端部２４１ａにおける作動棒２５３ａと当接する部位に対して、金属等の剛性の高い材料で構成した補強部２４１ｂを設けている。この補強部２４１ｂは、荷重受端部２４１ａに対してインサート成形等により一体に形成すればよい。

その他の構成は、第１実施形態と同様である。本実施形態では、ダイヤフラム２５１から出力される荷重を、通路形成部２４１および荷重受部２４３の双方で受ける構成としている。

これによれば、弁部材２４０においてノズル通路２２４およびディフューザ通路２３２ａを形成する通路形成部２４１に対して直接作用する荷重を抑えることができる。このため、弁部材２４０の軽量化を図ったとしても、駆動機構２５０から出力される荷重に対する弁部材２４０の信頼性を確保することが可能となる。

（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。例えば、以下のように種々変形可能である。

（１）上述の各実施形態の如く、弁部材２４０の軽量化を図る上では、通路形成部２４１について減圧用空間２２２側から昇圧用空間２３２側に向かって外側径および内側径が大きくなる形状とすることが望ましいが、これに限定されない。例えば、通路形成部２４１について減圧用空間２２２側から昇圧用空間２３２側に向かって内側径が変化しない形状や内側径が小さくなる形状としてもよい。

（２）上述の各実施形態の如く、弁部材２４０の軽量化を図る上では、通路形成部２４１をシャフト２４２および荷重受部２４３よりも剛性の低い材料で構成することが望ましいが、これに限定されない。例えば、通路形成部２４１をシャフト２４２および荷重受部２４３と同程度の剛性を有する材料で構成してもよい。この場合は、通路形成部２４１の肉厚を小さくすることで軽量化すればよい。

（３）上述の各実施形態では、荷重受部２４３を円盤状の部材で構成する例について説明したが、これに限定されない。荷重受部２４３は、駆動機構２５０から出力される荷重を受けることが可能であれば、その他の形状の部材で構成してもよい。

（４）上述の各実施形態では、ミドルボデー２３０に対して、駆動機構２５０を保持する溝部２３０ｂを設ける例について説明したが、これに限定されない。例えば、ノズルボデー２２０に対して駆動機構２５０を保持する溝部を設ける構成としてもよい。

また、上述の各実施形態では、ダイヤフラム２５１を一対の蓋部２５２ａ、２５２ｃで狭持する例について説明したが、これに限らず、例えば、ダイヤフラム２５１を上蓋部２５２ａとミドルボデー２３０の溝部２３０ｂとで狭持する構成としてもよい。

（５）上述の各実施形態では、ボデー２００を、ハウジングボデー２１０、ノズルボデー２２０、ロアボデー２６０等の複数の構成部材の組み合わせにより構成する例について説明したが、これに限定されない。例えば、ボデー２００を構成する複数の構成部材の一部が一体成形物として構成されていてもよい。

また、上述の各実施形態では、ベースボデー２７０をボデー２００と別部材で構成する例について説明したが、これに限定されない。ベースボデー２７０とボデー２００を構成する複数の構成部材の一部とが一体成形物として構成されていてもよい。

（６）上述の各実施形態では、弁部材２４０の通路形成部２４１として、軸方向の断面形状が二等辺三角形となるものを採用しているが、これに限定されない。通路形成部２４１は、例えば、軸方向の断面形状が、頂点を挟む二辺が内周側に凸となる形状や二辺が外周側に凸となる形状、あるいは断面形状が半円形状となるものを採用してもよい。

（７）上述の各実施形態の如く、ダイヤフラム２５１の変位を適切に弁部材２４０へ伝達するためには、荷重伝達部材２５３を構成する作動棒２５３ａを３本配設することが望ましいが、これに限定されない。２本または４本以上の作動棒２５３ａによりダイヤフラム２５１の変位を弁部材２４０へ伝達する構成としてもよい。

（８）上述の各実施形態で説明したように、ダイヤフラム２５１をゴム製の基材で構成するほうが望ましいが、これに限定されず、例えば、ステンレス等によりダイヤフラム２５１を構成してもよい。

（９）上述の実施形態の如く、駆動機構２５０に各付勢部材２５４、２５５や荷重調整部２５６を追加することが望ましいが、各付勢部材２５４、２５５や荷重調整部２５６は必須ではなく、省略されていてもよい。

（１０）上述の実施形態の如く、エジェクタ１００の内部に気液分離空間２６１や貯液空間２６４を形成することが望ましいが、これに限らず、エジェクタ１００の外部に気液分離器や貯液器等を設けるようにしてもよい。

（１１）上述の実施形態では、ノズルボデー２２０に旋回空間２２１を形成する例について説明したが、これに限らず、例えば、ハウジングボデー２１０に旋回空間２２１を形成してもよい。

（１２）上述の実施形態の如く、ノズル通路２２４におけるエネルギ変換効率の向上を図るためには、ボデー２００の内部に旋回空間２２１を形成することが望ましいが、これに限定されず、ボデー２００の内部に旋回空間２２１を形成しなくてもよい。

（１３）上述の実施形態では、ボデー２００、弁部材２４０、駆動機構２５０等を構成する要素の殆どを金属で構成する例について説明したが、これに限定されない。耐圧性や耐熱性等が問題とならない範囲で、各構成要素を金属以外（例えば、樹脂）により構成してもよい。

（１４）上述の実施形態では、放熱器１２としてサブクール型の凝縮器を採用する例について説明したが、これに限定されず、例えば、レシーバ１２２や過冷却部１２３が設けられていない放熱器を採用してもよい。

（１５）上述の実施形態では、車両用空調装置の冷凍サイクル１０に本発明のエジェクタ１００を適用する例について説明したが、これに限定されない。例えば、据置型空調装置等に用いられるヒートポンプサイクルや、空調装置以外の熱機器に適用される冷凍サイクルに本発明のエジェクタ１００を適用してもよい。

（１６）上述の実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

（１７）上述の実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。

（１８）上述の実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。

２００ ボデー
２２４ ノズル通路
２３２ａ ディフューザ通路
２４０ 弁部材
２４１ 通路形成部
２４２ シャフト
２４３ 荷重受部
２５０ 駆動機構
２５１ ダイヤフラム（圧力応動部材）
２５３ 荷重伝達部材

Claims (7)

1. 蒸気圧縮式の冷凍サイクルに適用されるエジェクタであって、
   冷媒流入口（２１１）から流入した冷媒を減圧させる減圧用空間（２２２）、外部から冷媒を吸引する吸引用通路（２３１）、および前記減圧用空間から噴射された噴射冷媒と前記吸引用通路から吸引された吸引冷媒とを混合させて昇圧させる昇圧用空間（２３２）が形成されたボデー（２００）と、
   少なくとも一部が前記減圧用空間および前記昇圧用空間の内部に配置され、前記ボデーにおける前記減圧用空間を形成する部位との間に冷媒を減圧させて噴射する環状のノズル通路（２２４）、前記ボデーにおける前記昇圧用空間を形成する部位との間に前記噴射冷媒および前記吸引冷媒を混合して昇圧させる環状のディフューザ通路（２３２ａ）を形成する弁部材（２４０）と、
   前記弁部材を前記ノズル通路および前記ディフューザ通路における中心軸の軸方向に変位させる駆動機構（２５０）と、を備え、
   前記駆動機構は、前記吸引冷媒の温度および圧力に応じて前記中心軸の軸方向に変位する圧力応動部材（２５１）、および前記圧力応動部材の変位に伴って生ずる荷重を前記弁部材に伝達する荷重伝達部材（２５３）を有しており、
   前記弁部材は、前記中心軸の軸方向に沿って延びるシャフト（２４２）、前記シャフトを中心とする回転体の形状を有し、前記ノズル通路および前記ディフューザ通路を形成する通路形成部（２４１）、および前記荷重伝達部材を介して前記圧力応動部材の変位に伴って生ずる荷重の少なくとも一部を受ける荷重受部（２４３）を有しており、
   前記荷重受部は、前記シャフトを介して前記通路形成部に連結されていることを特徴とするエジェクタ。
2. 前記荷重受部は、前記ディフューザ通路よりも冷媒流れ下流側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のエジェクタ。
3. 前記荷重伝達部材は、一端側の端部が前記荷重受部に接触するように配設された複数の作動棒（２５３ａ）を有しており、
   前記弁部材は、前記作動棒を介して前記圧力応動部材の変位に伴って生ずる荷重が伝達されることで、前記中心軸の軸方向に変位するように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のエジェクタ。
4. 前記通路形成部は、前記シャフトおよび前記荷重受部よりも剛性の低い材料で構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のエジェクタ。
5. 前記荷重受部は、前記荷重伝達部材を介して前記圧力応動部材の変位に伴って生ずる全荷重を受けるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のエジェクタ。
6. 前記通路形成部は、前記ボデーにおける前記減圧用空間を形成する部位、および前記昇圧用空間を形成する部位に対向する対向部位が、前記減圧用空間側から前記昇圧用空間側に向かって外側径および内側径が大きくなっていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載のエジェクタ。
7. 蒸気圧縮式の冷凍サイクルに適用され、
   冷媒流入口（２１１）から流入した冷媒を減圧させる減圧用空間（２２２）、外部から冷媒を吸引する吸引用通路（２３１）、および前記減圧用空間から噴射された噴射冷媒と前記吸引用通路から吸引された吸引冷媒とを混合させて昇圧させる昇圧用空間（２３２）が形成されたボデー（２００）と、
   少なくとも一部が前記減圧用空間および前記昇圧用空間の内部に配置され、前記ボデーにおける前記減圧用空間を形成する部位との間に冷媒を減圧させて噴射する環状のノズル通路（２２４）、前記ボデーにおける前記昇圧用空間を形成する部位との間に前記噴射冷媒および前記吸引冷媒を混合して昇圧させる環状のディフューザ通路（２３２ａ）を形成する弁部材（２４０）と、
   前記弁部材を前記ノズル通路および前記ディフューザ通路における中心軸の軸方向に変位させる駆動機構（２５０）と、を備え、
   前記駆動機構は、前記吸引冷媒の温度および圧力に応じて前記中心軸の軸方向に変位する圧力応動部材（２５１）、および前記圧力応動部材の変位に伴って生ずる荷重を前記弁部材に伝達する荷重伝達部材（２５３）を有しており、
   前記弁部材は、前記中心軸の軸方向に沿って延びるシャフト（２４２）、前記シャフトを中心とする回転体の形状を有し、前記ノズル通路および前記ディフューザ通路を形成する通路形成部（２４１）、および前記荷重伝達部材を介して前記圧力応動部材の変位に伴って生ずる荷重を受ける荷重受部（２４３）を有しており、
   前記ボデーには、前記駆動機構を保持する保持部（２３０ｂ）、および前記シャフトを支持する弁支持部（２７２）が設けられたエジェクタの製造方法であって、
   前記駆動機構を前記保持部に組み付けると共に、前記通路形成部が連結された前記シャフトを前記弁支持部に組み付ける組付工程と、
   前記組付工程にて前記弁支持部に組み付けた前記シャフトに対して、前記荷重受部を連結する連結工程と、
   を含んでいることを特徴とするエジェクタの製造方法。

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