(57)【要約】【課題】簡素な構造で、弁体の前後の圧力差を縮小させることが可能な弁装置を提供する。【解決手段】弁装置２０は、ロッド２２に装着され、ボデー２１における高圧側流路２０１を形成する部位に設けられた高圧側弁座部２１３と接離することで高圧側流路２０１を開閉する高圧側弁体２３を備える。この高圧側弁体２３とロッド２２との間には、高圧側弁体２３が高圧側弁座部２１３に接触した状態で高圧側弁体２３の冷媒流れ上流側の上流側空間２０６ａと冷媒流れ下流側の下流側空間２０６ｂとを連通させることが可能な均圧流路２０６が形成されている。そして、均圧流路２０６は、その流路断面積が、高圧側弁体２３が高圧側弁座部２１３に接触した状態でロッド２２を軸方向に移動させることで変化する構造となっている。【選択図】図６
2018021655.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁装置であって、
内部に流体が流通する流体流路（２０１）が少なくとも１つ形成されたボデー（２１）と、
駆動力を出力するアクチュエータ（３０）と、
前記ボデーに摺動自在に支持されると共に、前記アクチュエータが出力する駆動力によって軸方向に移動するロッド（２２）と、
前記ロッドに装着され、前記ボデーにおける前記流体流路を形成する部位に設けられた弁座部（２１３）と接離することで前記流体流路を開閉する弁体（２３）と、を備え、
前記弁体と前記ロッドとの間には、前記弁体が前記弁座部に接触した状態で前記弁体の流体流れ上流側の上流側空間（２０６ａ）と流体流れ下流側の下流側空間（２０６ｂ）とを連通させることが可能な均圧流路（２０６）が形成されており、
前記均圧流路は、その流路断面積が、前記弁体が前記弁座部に接触した状態で前記ロッドを軸方向に移動させることで変化する構造となっている弁装置。
【請求項２】
前記弁体には、前記ロッドを挿通可能な挿通穴（２３１）が形成されており、
前記ロッドには、
前記ロッドを前記軸方向の一方から他方に移動させた際に前記弁体に当接することで前記弁体を開弁方向に押圧する押圧部（２２３）と、
前記ロッドを前記軸方向の他方から一方に移動させた際に前記均圧流路の流路断面積が最小となるように構成された大軸部（２２４）と、
前記大軸部よりも断面積が小さい小軸部（２２５、２２５Ａ）と、が設けられており、
前記小軸部は、前記弁体が前記弁座部に接触した状態で前記ロッドを前記軸方向の一方から他方に移動させた際に前記均圧流路の流路断面積が増加するように、前記ロッドにおける前記大軸部と前記押圧部との間に設けられている請求項１に記載の弁装置。
【請求項３】
前記弁体には、前記挿通穴の内側に環状のシール部材（２３２）が配置されており、
前記大軸部は、前記ロッドを前記軸方向の他方から一方に移動させた際に前記シール部材に接することで前記均圧流路を閉塞する大径部（２２４）で構成されており、
前記小軸部は、前記大軸部よりも外径が小さい小径部（２２５）で構成されている請求項２に記載の弁装置。
【請求項４】
前記弁体には、前記挿通穴の内側に環状のシール部材（２３２）が配置されており、
前記大軸部は、前記ロッドを前記軸方向の他方から一方に移動させた際に前記シール部材に全周が接する全周当接部（２２４）で構成されており、
前記小軸部は、前記シール部材に一部が接する一部当接部（２２５Ａ）で構成されている請求項２に記載の弁装置。
【請求項５】
前記ロッドは、前記均圧流路の流路断面積が最小となっている状態において前記上流側空間に露出する部位が、前記ロッドの軸方向に沿って延びるように構成されている請求項１ないし４のいずれか１つに記載の弁装置。
【請求項６】
前記弁体には、前記ロッドの一部を挿通可能な挿通穴（２３１Ａ）が形成されており、
前記均圧流路は、前記挿通穴の内側と前記ロッドとの間に形成されており、
前記ロッドには、
前記ロッドを前記軸方向の一方から他方に移動させた際に前記弁体に当接することで前記弁体を開弁方向に押圧する押圧部（２２３）と、
前記ロッドを前記軸方向の他方から一方に移動させた際に前記挿通穴が閉塞されるように前記弁体に当接する大軸部（２２４Ａ、２２４Ｂ）と、
前記挿通穴の開口面積よりも断面積が小さく、且つ、前記大軸部よりも断面積が小さい小軸部（２２５Ｂ）と、が設けられており、
前記小軸部は、前記弁体が前記弁座部に接触した状態で前記ロッドを前記軸方向の一方から他方に移動させた際に前記均圧流路の流路断面積が増加するように、前記ロッドにおける前記大軸部と前記押圧部との間に設けられている請求項１に記載の弁装置。
【請求項７】
前記弁体には、前記挿通穴における前記大軸部に対向する内周縁部に前記大軸部が接離する弁体側弁座部（２３３）が形成されており、
前記大軸部には、前記小軸部に連なる部位に前記弁体側弁座部に当接した際に挿通穴を閉塞するロッド側シール部（２２８）が設けられており、
前記ロッド側シール部は、前記小軸部に近づくにつれて縮径するテーパ形状となっている請求項６に記載の弁装置。
【請求項８】
前記ボデーおよび前記弁体の一方には、前記上流側空間の流体を減圧して前記下流側空間に導く絞り流路（２０２）が設けられている請求項１ないし７のいずれか１つに記載の弁装置。
【請求項９】
オイルを含む冷媒が循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルに適用される弁装置であって、
前記冷凍サイクルの圧縮機（１１）から吐出された高圧冷媒が流入する高圧側流路（２０１）が形成されたボデー（２１）と、
駆動力を出力するアクチュエータ（３０）と、
前記ボデーに摺動自在に支持されると共に、前記アクチュエータが出力する駆動力によって軸方向に移動するロッド（２２）と、
前記ロッドに装着され、前記ボデーにおける前記高圧側流路を形成する部位に設けられた高圧側弁座部（２１３）と接離することで前記高圧側流路を開閉する高圧側弁体（２３）と、
前記ボデーおよび前記高圧側弁体の一方に設けられ、前記上流側空間の流体を減圧して前記下流側空間に導く絞り流路（２０２）と、を備え、
前記高圧側弁体と前記ロッドとの間には、前記高圧側弁体が前記高圧側弁座部に接触した状態で前記高圧側弁体の冷媒流れ上流側の上流側空間（２０６ａ）と冷媒流れ下流側の下流側空間（２０６ｂ）とを連通させることが可能な均圧流路（２０６）が形成されており、
前記均圧流路は、その流路断面積が、前記高圧側弁体が前記高圧側弁座部に接触した状態で前記ロッドを軸方向に移動させることで変化する構造となっている弁装置。
【請求項１０】
前記冷凍サイクルは、
冷媒の気液を分離すると共に、液相冷媒の少なくとも一部を貯留する気液分離器（１４）と、
前記気液分離器の冷媒流れ上流側に配置された第１熱交換器（１３）と、
前記気液分離器の冷媒流れ下流側に配置された第２熱交換器（１５）と、
を含んで構成されており、
前記ボデーには、
冷媒を前記圧縮機の冷媒吸入側に導く吸入側流路（２０４、２０５）と、
前記気液分離器で分離された気相冷媒を前記吸入側流路に流入させる上流側流入口（２１７）と、
前記第２熱交換器を通過した冷媒を前記吸入側流路に流入させる下流側流入口（２１４）と、
が形成されており、
前記吸入側流路には、前記気液分離器で分離された気相冷媒を前記圧縮機に流入させる流入量と前記第２熱交換器を通過した冷媒を前記圧縮機に流入させる流入量との流量比を調整する流量調整機構（２５、２２７）が配置されており、
前記流量調整機構は、前記ロッドに装着された流量調整弁体（２５）を含んで構成されている請求項９に記載の弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷凍サイクル装置には、冷媒流路を切り替える流路切替弁等の弁装置が設けられている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、流体の流路を切り替える際に流体の流路を開閉する弁体の前後の圧力差を均圧させるために、弁体の上流側と下流側とを連通させる均圧流路と、当該均圧流路を開閉する均圧弁とを備える弁装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１３４３６５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、特許文献１に記載の弁装置は、流体の流路を開閉する弁体の前後の圧力差を縮小させるために、専用の均圧流路および均圧弁が必要となるので、弁装置の構造が複雑となってしまう。
【０００５】
本発明は上記点に鑑みて、簡素な構造で、弁体の前後の圧力差を縮小させることが可能な弁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】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、
内部に流体が流通する流体流路（２０１）が少なくとも１つ形成されたボデー（２１）と、
駆動力を出力するアクチュエータ（３０）と、
ボデーに摺動自在に支持されると共に、アクチュエータが出力する駆動力によって軸方向に移動するロッド（２２）と、
ロッドに装着され、ボデーにおける流体流路を形成する部位に設けられた弁座部（２１３）と接離することで流体流路を開閉する弁体（２３）と、を備える。
【０００７】
弁体とロッドとの間には、弁体が弁座部に接触した状態で弁体の流体流れ上流側の上流側空間（２０６ａ）と流体流れ下流側の下流側空間（２０６ｂ）とを連通させることが可能な均圧流路（２０６）が形成されている。そして、均圧流路は、その流路断面積が、弁体が弁座部に接触した状態でロッドを軸方向に移動させることで変化する構造となっている。
【０００８】
これによれば、均圧流路がロッドと弁体との間に形成されているので、ボデーに対して均圧用の流路を別に形成する必要がない。さらに、弁装置は、均圧流路の流路断面積が、弁体が弁座部に接した状態でロッドを軸方向に移動させることで変化する構造となっているので、均圧用の弁部材を別に追加する必要もない。従って、本開示の弁装置は、簡素な構造で弁体の前後の圧力差を縮小させることができる。
【０００９】
また、請求項９に記載の発明は、オイルを含む冷媒が循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルに適用される弁装置を対象としている。
【００１０】
弁装置は、
冷凍サイクルの圧縮機（１１）から吐出された高圧冷媒が流入する高圧側流路（２０１）が形成されたボデー（２１）と、
駆動力を出力するアクチュエータ（３０）と、
ボデーに摺動自在に支持されると共に、アクチュエータが出力する駆動力によって軸方向に移動するロッド（２２）と、
ロッドに装着され、ボデーにおける高圧側流路を形成する部位に設けられた高圧側弁座部（２１３）と接離することで高圧側流路を開閉する高圧側弁体（２３）と、
ボデーおよび高圧側弁体の一方に設けられ、上流側空間の流体を減圧して下流側空間に導く絞り流路（２０２）と、を備える。
【００１１】
高圧側弁体とロッドとの間には、高圧側弁体が高圧側弁座部に接触した状態で高圧側弁体の冷媒流れ上流側の上流側空間（２０６ａ）と冷媒流れ下流側の下流側空間（２０６ｂ）とを連通させることが可能な均圧流路（２０６）が形成されている。そして、均圧流路は、その流路断面積が、高圧側弁体が高圧側弁座部に接触した状態でロッドを軸方向に移動させることで変化する構造となっている。
【００１２】
これによれば、高圧冷媒を減圧する減圧機能を発揮する状態と減圧機能を発揮しない状態とを早期に切り替え可能な弁装置を簡素な構造で実現することが可能となる。
【００１３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態の弁装置を含む車両用空調装置の模式的な全体構成図である。
【図２】第１実施形態の弁装置に形成された各流路の開閉状態等を説明するための説明図である。
【図３】図１に示す冷凍サイクルにおける冷房モード時の冷媒の流れを説明するための説明図である。
【図４】図１に示す冷凍サイクルにおける暖房モード時の冷媒の流れを説明するための説明図である。
【図５】図１に示す冷凍サイクルにおけるオイル戻し暖房モード時の冷媒の流れを説明するための説明図である。
【図６】第１実施形態の弁装置の模式的な軸方向断面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。
【図８】図６に示す弁装置のアクチュエータ部分の拡大図である。
【図９】図８に示すアクチュエータの要部を示す模式的な断面図である。
【図１０】図８のＸ−Ｘ断面図である。
【図１１】冷凍サイクルの作動モードとロッドの移動量との関係を説明するための説明図である。
【図１２】弁装置の冷房モード時の作動状態を示す軸方向断面図である。
【図１３】弁装置の暖房モード時の作動状態を示す弁装置の軸方向断面図である。
【図１４】弁装置のオイル戻し暖房モード時の作動状態を示す弁装置の軸方向断面図である。
【図１５】弁装置の均圧モード時の作動状態を示す弁装置の軸方向断面図である。
【図１６】第２実施形態の弁装置の模式的な軸方向断面図である。
【図１７】図１６のＸＶＩＩ部分の拡大図である。
【図１８】第３実施形態の弁装置の模式的な軸方向断面図である。
【図１９】図１８のＸＩＸ部分の拡大図である。
【図２０】第３実施形態の変形例となる弁装置の要部を拡大した模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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、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。
【００１６】
（第１実施形態）
本実施形態について、図１〜図１５を参照して説明する。本実施形態では、図１に示すように、本開示の弁装置を車室内の空調を行う車両用空調装置１に適用した例について説明する。
【００１７】
本実施形態の車両用空調装置１は、図示しない内燃機関および走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得るハイブリッド自動車に搭載されている。ハイブリッド自動車や電気自動車は、内燃機関だけで車両走行用の駆動力を得る車両に比べて、車両における廃熱が小さいことから、室内空調ユニット５０による車室内の暖房用の熱源を確保し難い。
【００１８】
このため、本実施形態の車両用空調装置１では、蒸気圧縮式の冷凍サイクル１０の圧縮機１１から吐出された高温高圧の冷媒を熱源として、室内空調ユニット５０で車室内の暖房を実施する構成としている。
【００１９】
本実施形態の冷凍サイクル１０は、冷媒としてＨＦＣ系冷媒（例えば、Ｒ１３４ａ）を採用しており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない蒸気圧縮式の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（例えば、Ｒ１２３４ｙｆ）や二酸化炭素等が採用されていてもよい。なお、冷媒には圧縮機１１の内部の摺動部位を潤滑するためのオイルが混入されている。このオイルの一部は、冷媒とともにサイクル内を循環する。
【００２０】
冷凍サイクル１０は、圧縮機１１、水−冷媒熱交換器１２、第１熱交換器１３、気液分離器１４、第２熱交換器１５、冷房用膨張弁１６、蒸発器１７、弁装置２０等を有している。
【００２１】
圧縮機１１は、ボンネットの内側に配置されている。圧縮機１１は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する機器である。本実施形態の圧縮機１１は、図示しない電動モータによって駆動される電動圧縮機で構成されている。圧縮機１１は、電動モータの回転数に応じて冷媒の吐出能力が変更可能となっている。なお、圧縮機１１は、後述する制御装置１００から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
【００２２】
圧縮機１１の冷媒吐出側には、水−冷媒熱交換器１２が接続されている。水−冷媒熱交換器１２は、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒が流れる第１熱交換部１２１と、不凍液が流れる第２熱交換部１２２とを備えている。水−冷媒熱交換器１２の第１熱交換部１２１は、圧縮機１１の冷媒吐出側と弁装置２０との間に接続されている。
【００２３】
水−冷媒熱交換器１２は、第１熱交換部１２１を流れる冷媒を、第２熱交換部１２２を流れる不凍液との熱交換によって放熱させる放熱器である。第２熱交換部１２２を流れる不凍液は、第１熱交換部１２１を流れる冷媒によって加熱される。
【００２４】
ここで、第２熱交換部１２２は、不凍液が流れる不凍液循環回路４０に設けられている。この不凍液循環回路４０には、第２熱交換部１２２の上流側に不凍液を循環させる循環ポンプ４１、および第２熱交換部１２２の下流側に不凍液を放熱させるヒータコア４２が設けられている。なお、循環ポンプ４１は、後述する制御装置１００からの制御信号によって、その作動が制御される。
【００２５】
ヒータコア４２は、室内空調ユニット５０の空調ケース５１内に形成された温風通路５１１に配置されている。ヒータコア４２は、その内部を流れる不凍液を、温風通路５１１を通過する送風空気との熱交換によって放熱させる放熱器である。温風通路５１１を通過する送風空気は、ヒータコア４２を流れる不凍液によって加熱される。
【００２６】
従って、本実施形態の水−冷媒熱交換器１２は、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒を、不凍液およびヒータコア４２を介して間接的に送風空気に放熱させる放熱器として機能する。
【００２７】
水−冷媒熱交換器１２の冷媒出口側には、弁装置２０が接続されている。弁装置２０は、冷凍サイクル１０における冷媒の流路を切り替える流路切替弁として機能する。本実施形態の弁装置２０は、複数の弁体が互いに連動して作動する複合型制御バルブとして構成されている。本実施形態の弁装置２０は、後述する制御装置１００からの制御信号によって、その作動が制御される。
【００２８】
弁装置２０には、冷媒が流れる冷媒流路として、高圧側流路２０１、絞り流路２０２、冷房用流路２０３、暖房用流路２０４、および連通流路２０５が設定されている。
【００２９】
高圧側流路２０１は、水−冷媒熱交換器１２の第１熱交換部１２１を通過した冷媒を、殆ど減圧させることなく、後述する第１熱交換器１３の冷媒入口側に導く冷媒流路である。高圧側流路２０１には、高圧側流路２０１を開閉する高圧側弁体２３が配置されている。
【００３０】
絞り流路２０２は、高圧側弁体２３によって高圧側流路２０１が閉鎖された際に、水−冷媒熱交換器１２の第１熱交換部１２１を通過した冷媒を、減圧させると共に、後述する第１熱交換器１３の冷媒入口側に導く冷媒流路である。
【００３１】
冷房用流路２０３は、冷房モード時に、後述する第２熱交換器１５を通過した冷媒を冷房用膨張弁１６の冷媒入口側に導く冷媒流路である。冷房用流路２０３には、冷房用流路２０３を開閉する冷房用弁体２４が配置されている。
【００３２】
暖房用流路２０４は、暖房モード時に、後述する気液分離器１４にて分離された気相冷媒を圧縮機１１の冷媒吸入側に導く冷媒流路である。暖房用流路２０４には、暖房用流路２０４を開閉する暖房用弁体２５が配置されている。
【００３３】
連通流路２０５は、オイル戻し暖房モード時に、後述する第２熱交換器１５を通過した冷媒を暖房用流路２０４に導く冷媒流路である。連通流路２０５は、連通流路２０５を開閉する連通弁部２２７によって開閉される。
【００３４】
ここで、本実施形態では、暖房用流路２０４および連通流路２０５が、冷媒を圧縮機１１の冷媒吸入側に導く吸入側流路を構成している。本実施形態では、暖房用弁体２５および連通弁部２２７が、気液分離器１４で分離された気相冷媒を圧縮機１１に流入させる流入量と第２熱交換器１５を通過した冷媒を圧縮機１１に流入させる流入量との流量比を調整する流量調整機構を構成している。また、本実施形態では、暖房用弁体２５がロッド２２に装着された流量調整弁体を構成している。なお、弁装置２０の詳細な構成については、後述する。
【００３５】
第１熱交換器１３は、車室外空気（すなわち、外気）に晒されるように、車室外に配置された室外熱交換器である。第１熱交換器１３は、弁装置２０に設定された高圧側流路２０１および絞り流路２０２の冷媒流れ下流側に接続されている。第１熱交換器１３は、高圧側流路２０１または絞り流路２０２を通過した冷媒を外気と熱交換させる熱交換器である。
【００３６】
第１熱交換器１３は、第１熱交換器１３に流入する冷媒の温度および外気温に応じて、外気から吸熱する吸熱器、または、外気に放熱する放熱器として機能する。具体的には、第１熱交換器１３は、高圧側流路２０１を通過した冷媒が流入する際に外気に放熱する放熱器として機能し、絞り流路２０２にて減圧された冷媒が流入する際に外気から吸熱する吸熱器として機能する。
【００３７】
第１熱交換器１３の冷媒出口側には、気液分離器１４が接続されている。気液分離器１４は、その内部に流入した冷媒の気液を分離すると共に、液相冷媒の少なくとも一部を余剰冷媒として貯留する機器である。
【００３８】
気液分離器１４には、気相冷媒を流出させる気相冷媒流出部１４１と、液相冷媒を流出させる液相冷媒流出部１４２とが設けられている。気相冷媒流出部１４１は、気相冷媒が弁装置２０の暖房用流路２０４に流入するように、弁装置２０に対して接続されている。液相冷媒流出部１４２は、液相冷媒が第２熱交換器１５に流入するように、第２熱交換器１５の冷媒入口側に接続されている。
【００３９】
第２熱交換器１５は、第１熱交換器１３と同様に、外気に晒されるように、車室外に配置された室外熱交換器である。第２熱交換器１５は、気液分離器１４で分離された液相冷媒が流入するように、気液分離器１４の液相冷媒流出部１４２に接続されている。第２熱交換器１５の冷媒出口側には、第２熱交換器１５から流出した冷媒が弁装置２０の冷房用流路２０３に流入するように、弁装置２０に対して接続されている。
【００４０】
ここで、本実施形態の第２熱交換器１５、第１熱交換器１３、および気液分離器１４は、車両への搭載性の向上を図るために、ろう付け等の接合技術や、ボルト等の締結部材等によって一体に構成されている。
【００４１】
冷房用膨張弁１６は、弁装置２０の冷房用流路２０３から流出した冷媒が流入するように、弁装置２０に対して接続されている。冷房用膨張弁１６は、冷房モード時において、第２熱交換器１５から流出した冷媒を減圧させる減圧機器である。冷房用膨張弁１６は、絞り開度を変更可能に構成された電気式の可変絞り機構で構成されている。冷房用膨張弁１６は、後述する制御装置１００からの制御信号に応じて、その作動が制御される。
【００４２】
冷房用膨張弁１６の冷媒出口側には、蒸発器１７が接続されている。蒸発器１７は、室内空調ユニット５０の空調ケース５１内のうち、ヒータコア４２の空気流れ上流側に配置されている。蒸発器１７は、冷房用膨張弁１６にて減圧された低圧冷媒を送風空気との熱交換によって冷媒を蒸発させることにより、送風空気を冷却する冷却用熱交換器である。蒸発器１７の冷媒出口側は、圧縮機１１の冷媒吸入側に接続されている。
【００４３】
続いて、室内空調ユニット５０について説明する。室内空調ユニット５０は、車室内最前部の計器盤（すなわち、インストルメントパネル）の内側に配置されている。室内空調ユニット５０は、外殻を形成すると共に、その内部に車室内に送風される送風空気の空気通路を形成する空調ケース５１を有している。
【００４４】
空調ケース５１の空気流れ最上流側には、車室内空気（すなわち、内気）と外気とを切替導入する内外気切替装置５２が配置されている。そして、内外気切替装置５２の空気流れ下流側には、内外気切替装置５２を介して導入された空気を車室内へ向けて送風する送風機５３が配置されている。送風機５３は、電動送風機で構成されている。送風機５３は、後述する制御装置１００から出力される制御信号によって回転数が制御される。
【００４５】
送風機５３の空気流れ下流側には、蒸発器１７およびヒータコア４２が配置されている。蒸発器１７およびヒータコア４２は、送風空気の流れに対して、蒸発器１７→ヒータコア４２の順に配置されている。
【００４６】
本実施形態の空調ケース５１には、蒸発器１７の空気流れ下流側に、ヒータコア４２が配置された温風通路５１１と、温風通路５１１を迂回して空気を流すバイパス通路５１２とが設定されている。
【００４７】
また、空調ケース５１内には、蒸発器１７を通過した後の送風空気のうち、温風通路５１１に流入する風量とバイパス通路５１２に流入する風量を調整するエアミックスドア５４が配置されている。エアミックスドア５４は、後述する制御装置１００から出力される制御信号により、その作動が制御される。
【００４８】
空調ケース５１の空気流れ最下流部には、空調対象空間である車室内へ連通する図示しない開口穴が形成されている。蒸発器１７、ヒータコア４２によって温度調整された空気は、図示しない開口穴を介して車室内へ吹き出される。
【００４９】
次に、車両用空調装置１の電気制御部である制御装置１００について説明する。制御装置１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等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。なお、制御装置１００の記憶部は、非遷移的実体的記憶媒体で構成される。
【００５０】
制御装置１００は、ＲＯＭ等に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された圧縮機１１、冷房用膨張弁１６、弁装置２０、循環ポンプ４１、送風機５３、エアミックスドア５４等の各制御機器の作動を制御する。
【００５１】
ここで、制御装置１００は、その出力側に接続された各制御機器の作動を制御する制御部が一体に構成されている。例えば、本実施形態では、制御装置１００における弁装置２０の作動を制御する構成（例えば、ハードウェア、ソフトウェア）が、駆動制御部１００ａとして構成されている。なお、駆動制御部１００ａは、制御装置１００とは別体に構成されていてもよい。
【００５２】
次に、本実施形態の車両用空調装置１の作動を説明する。本実施形態の車両用空調装置１は、制御装置１００による各制御機器の制御により、作動モードを冷房モード、暖房モード、オイル戻し暖房モードに切り替え可能となっている。以下、車両用空調装置１の冷房モード、暖房モード、およびオイル戻し暖房モードにおける作動を説明する。
【００５３】
（冷房モード）
制御装置１００は、作動モードが冷房モードに設定されると、図２に示すように、高圧側流路２０１および冷房用流路２０３が全開状態となり、暖房用流路２０４および連通流路２０５が全閉状態となるように、弁装置２０を制御する。そして、制御装置１００は、蒸発器１７に低圧冷媒が流入するように、冷房用膨張弁１６を絞り状態に制御する。これにより、冷房モード時の冷凍サイクル１０は、図３に示すように冷媒が流れる冷媒回路となる。
【００５４】
また、制御装置１００は、バイパス通路５１２を開く位置にエアミックスドア５４を制御する。これにより、冷房モード時の室内空調ユニット５０は、蒸発器１７を通過した後の送風空気の全流量がバイパス通路５１２を通過する構成となる。なお、制御装置１００は、水−冷媒熱交換器１２にて冷媒と不凍液との熱交換が行われないように、循環ポンプ４１を停止させる。
【００５５】
図３に示す車両用空調装置１では、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒が、水−冷媒熱交換器１２に流入する。この際、循環ポンプ４１が停止しているので、水−冷媒熱交換器１２では、高圧冷媒と不凍液との熱交換が抑制される。
【００５６】
冷房モード時には、弁装置２０の高圧側流路２０１が全開状態となっているので、弁装置２０に流入した高圧冷媒は、弁装置２０で殆ど減圧されることなく、第１熱交換器１３に流入する。第１熱交換器１３に流入した高圧冷媒は、外気に放熱した後、気液分離器１４に流入して、気相冷媒と液相冷媒とに分離される。
【００５７】
冷房モード時には、弁装置２０の冷房用流路２０３が全開状態となり、暖房用流路２０４および連通流路２０５が全閉状態となっているので、気液分離器１４の液相冷媒流出部１４２から流出した液相冷媒が第２熱交換器１５に流入する。
【００５８】
第２熱交換器１５に流入した高圧冷媒は、外気に放熱した後、弁装置２０の冷房用流路２０３を介して冷房用膨張弁１６に流入して、低圧冷媒となるまで減圧される。冷房用膨張弁１６にて減圧された冷媒は、蒸発器１７に流入し、送風空気から吸熱して蒸発した後、再び圧縮機１１に吸入される。
【００５９】
以上の如く、冷房モード時には、冷凍サイクル１０の蒸発器１７にて送風空気が冷却された後、ヒータコア４２にて加熱されることなく、車室内に吹き出される。これにより、車両用空調装置１によって、車室内が冷房される。
【００６０】
（暖房モード）
制御装置１００は、作動モードが暖房モードに設定されると、図２に示すように、高圧側流路２０１および冷房用流路２０３が全閉状態となり、暖房用流路２０４および連通流路２０５が全開状態となるように、弁装置２０を制御する。これにより、暖房モード時の冷凍サイクル１０は、図４に示すように冷媒が流れる冷媒回路となる。
【００６１】
また、制御装置１００は、バイパス通路５１２を閉じる位置にエアミックスドア５４を制御する。これにより、暖房モード時の室内空調ユニット５０は、蒸発器１７を通過した後の送風空気の全流量が温風通路５１１を通過する構成となる。なお、制御装置１００は、水−冷媒熱交換器１２にて冷媒と不凍液との熱交換が行われるように、循環ポンプ４１を作動させる。
【００６２】
図４に示す車両用空調装置１では、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒が、水−冷媒熱交換器１２に流入し、高圧冷媒が有する熱が、不凍液およびヒータコア４２を介して送風空気に放熱される。そして、水−冷媒熱交換器１２から流出した冷媒は、弁装置２０に流入する。
【００６３】
暖房モード時には、弁装置２０の高圧側流路２０１が全閉状態となっているので、弁装置２０に流入した高圧冷媒は、絞り流路２０２にて低圧冷媒となるまで減圧された後、第１熱交換器１３に流入する。第１熱交換器１３に流入した高圧冷媒は、外気に放熱した後、気液分離器１４に流入して、気相冷媒と液相冷媒とに分離される。
【００６４】
暖房モード時には、弁装置２０の冷房用流路２０３が全閉状態となり、暖房用流路２０４が全開状態となっている。このため、気液分離器１４の気相冷媒流出部１４１から流出した気相冷媒が、弁装置２０の暖房用流路２０４を通過した後、再び圧縮機１１に吸入される。
【００６５】
ここで、暖房モード時には、弁装置２０の連通流路２０５も全開状態となっているが、第２熱交換器１５が冷媒の流通抵抗となることで、弁装置２０の連通流路２０５には、殆ど冷媒が流れない。
【００６６】
以上の如く、暖房モード時には、冷凍サイクル１０における高圧冷媒が有する熱によって、間接的に送風空気が加熱される。そして、室内空調ユニット５０で加熱された送風空気が車室内に吹き出される。これにより、車両用空調装置１によって、車室内が暖房される。
【００６７】
（オイル戻し暖房モード）
上述したように、暖房モード時には、第２熱交換器１５が冷媒の流通抵抗となることで、気液分離器１４の液相冷媒流出部１４２から第２熱交換器１５を介して弁装置２０の連通流路２０５に至る部位に殆ど冷媒が流れない。
【００６８】
このため、暖房モード時には、冷媒に含まれるオイルが、気液分離器１４および第２熱交換器１５に滞留してしまうことがある。気液分離器１４および第２熱交換器１５にオイルが滞留すると、圧縮機１１の摺動部位にオイルが供給され難くなり、圧縮機１１の焼き付きといった作動不良を招く虞がある。
【００６９】
そこで、本実施形態では、制御装置１００が、所定のタイミングで、気液分離器１４および第２熱交換器１５におけるオイルの滞留を解消するオイル戻し暖房モードを実行する。オイル戻し暖房モードを実行するタイミングとしては、例えば、車室内の暖房開始時や暖房停止時等が挙げられる。
【００７０】
制御装置１００は、作動モードがオイル戻し暖房モードに設定されると、図２に示すように、高圧側流路２０１および冷房用流路２０３が全閉状態、連通流路２０５が全開状態、暖房用流路２０４が絞り状態となるように、弁装置２０を制御する。
【００７１】
具体的には、制御装置１００は、気液分離器１４および第２熱交換器１５に滞留したオイルを含む冷媒が弁装置２０の連通流路２０５を介して圧縮機１１の冷媒吸入側に流入するように、暖房用流路２０４を全開状態よりも絞り開度が小さい絞り状態にする。これにより、オイル戻し暖房モード時の冷凍サイクル１０は、図５に示すように冷媒が流れる冷媒回路となる。
【００７２】
また、制御装置１００は、バイパス通路５１２を閉じる位置にエアミックスドア５４を制御する。これにより、オイル戻し暖房モード時の室内空調ユニット５０は、蒸発器１７を通過した後の送風空気の全流量が温風通路５１１を通過する構成となる。なお、制御装置１００は、水−冷媒熱交換器１２にて冷媒と不凍液との熱交換が行われるように、循環ポンプ４１を作動させる。
【００７３】
図５に示す車両用空調装置１では、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒が、水−冷媒熱交換器１２に流入し、高圧冷媒が有する熱が、不凍液およびヒータコア４２を介して送風空気に放熱される。そして、水−冷媒熱交換器１２から流出した冷媒は、弁装置２０に流入する。
【００７４】
オイル戻し暖房モード時には、弁装置２０の高圧側流路２０１が全閉状態となっている。このため、弁装置２０に流入した高圧冷媒は、絞り流路２０２にて低圧冷媒となるまで減圧された後、第１熱交換器１３に流入する。第１熱交換器１３に流入した高圧冷媒は、外気に放熱した後、気液分離器１４に流入して、気相冷媒と液相冷媒とに分離される。
【００７５】
オイル戻し暖房モード時には、弁装置２０の冷房用流路２０３が全閉状態となり、暖房用流路２０４が絞り状態となっている。このため、気液分離器１４の気相冷媒流出部１４１から流出した気相冷媒が、弁装置２０の暖房用流路２０４を通過した後、再び圧縮機１１に吸入される。
【００７６】
また、オイル戻し暖房モード時には、弁装置２０の暖房用流路２０４が絞り状態となり、連通流路２０５が全開状態となっている。このため、気液分離器１４および第２熱交換器１５に滞留したオイルを含む冷媒は、弁装置２０の連通流路２０５を介して圧縮機１１の冷媒吸入側に流入する。
【００７７】
以上の如く、オイル戻し暖房モード時には、冷凍サイクル１０における高圧冷媒が有する熱によって、間接的に送風空気が加熱される。そして、室内空調ユニット５０で加熱された送風空気が車室内に吹き出される。これにより、車両用空調装置１によって、車室内が暖房される。
【００７８】
特に、オイル戻し暖房モード時には、気液分離器１４および第２熱交換器１５に滞留したオイルを含む冷媒が、弁装置２０の連通流路２０５を介して圧縮機１１の冷媒吸入側に流入する。このため、本実施形態の車両用空調装置１では、圧縮機１１の焼き付きといった作動不良を防止することができる。
【００７９】
次に、弁装置２０の詳細について、図６〜図１０を参照して説明する。図６は、本実施形態の弁装置２０をロッド２２の軸心ＣＬ１に沿って切断した断面図である。図６では、ロッド２２の軸心ＣＬ１に沿って延びる方向を軸方向ＡＤとし、軸心ＣＬ１に直交する方向を径方向ＲＤとしている。このことは、図６以降の図面においても同様である。
【００８０】
図６に示すように、弁装置２０は、主たる構成要素として、ボデー２１、ロッド２２、高圧側弁体２３、冷房用弁体２４、暖房用弁体２５、第１付勢部材２６、第２付勢部材２７、およびアクチュエータ３０を備えている。
【００８１】
ボデー２１は、流路形成部２１ａ、閉塞部２１ｂ、および連結部２１ｃを備えている。ボデー２１は、閉塞部２１ｂ、流路形成部２１ａ、連結部２１ｃの順に、ロッド２２の軸方向ＡＤに並んで配置されている。すなわち、流路形成部２１ａは、ロッド２２の軸方向ＡＤにおいて閉塞部２１ｂと連結部２１ｃとの間に位置するように配置されている。また、流路形成部２１ａの内部には、冷媒が流れることから、流路形成部２１ａは、閉塞部２１ｂおよび連結部２１ｃの両方に対して気密および液密となるように接合されている。
【００８２】
ボデー２１は、耐熱性および耐圧性に優れた金属で形成されたブロック状の部材で構成されている。ボデー２１には、高圧側流路２０１、冷房用流路２０３、暖房用流路２０４、および連通流路２０５が形成されている。
【００８３】
ボデー２１の外側には、高圧側流路２０１に冷媒を導入する第１導入口２１１、および高圧側流路２０１から冷媒を導出する第１導出口２１２が開口している。高圧側流路２０１は、第１導入口２１１と第１導出口２１２との間にロッド２２の軸方向ＡＤに沿って延びる流路穴部を有しており、当該流路穴部に高圧側弁体２３が接離する高圧側弁座部２１３が形成されている。
【００８４】
また、ボデー２１の外側には、冷房用流路２０３に冷媒を導入する第２導入口２１４、および冷房用流路２０３から冷媒を導出する第２導出口２１５が開口している。冷房用流路２０３は、第２導入口２１４と第２導出口２１５との間にロッド２２の軸方向ＡＤに沿って延びる弁体受入部２１６を有している。この弁体受入部２１６は、冷房用弁体２４を受け入れた際に、弁体受入部２１６と冷房用弁体２４との隙間が、冷媒が殆ど流れない微小隙間となるように形成されている。
【００８５】
さらに、ボデー２１の軸方向ＡＤの他方側の端部には、暖房用流路２０４に冷媒を導入する第３導入口２１７、および暖房用流路２０４から冷媒を導出する第３導出口２１８が開口している。
【００８６】
本実施形態の第３導入口２１７は、閉塞部２１ｂに対して形成されている。本実施形態では、第３導入口２１７が、吸入側流路を構成する暖房用流路２０４に流入させる上流側流入口を構成している。
【００８７】
暖房用流路２０４は、第３導入口２１７と第３導出口２１８との間にロッド２２の軸方向ＡＤに沿って延びる流路穴部を有しており、当該流路穴部に暖房用弁体２５が接離する暖房用弁座部２１９が形成されている。なお、本実施形態の暖房用弁座部２１９は、閉塞部２１ｂに形成されている。
【００８８】
また、本実施形態のボデー２１の内部には、冷房用流路２０３と暖房用流路２０４とを連通させる連通流路２０５が形成されている。具体的には、本実施形態の連通流路２０５は、暖房用弁体２５に形成された連通用貫通穴２５１を介して、冷房用流路２０３および暖房用流路２０４それぞれに連通している。
【００８９】
本実施形態の連通流路２０５は、第２導入口２１４を介して第２熱交換器１５を通過した冷媒を暖房用流路２０４に流入させるために設けられている。本実施形態では、第２導入口２１４が、吸入側流路を構成する連通流路２０５および暖房用流路２０４に流入させる下流側流入口を構成している。
【００９０】
ここで、ボデー２１を構成する閉塞部２１ｂは、流路形成部２１ａの軸方向ＡＤの他方側の端部に対して、気密および液密となるように締結されている。前述したように、閉塞部２１ｂには、第３導入口２１７および暖房用弁座部２１９が設けられている。
【００９１】
また、ボデー２１を構成する連結部２１ｃは、流路形成部２１ａの軸方向ＡＤの一方側の端部に対して、気密および液密となるように締結されている。連結部２１ｃは、アクチュエータ３０をボデー２１に連結する部材でもある。
【００９２】
連結部２１ｃには、軸心ＣＬ１を中心軸とする貫通穴２１ｄが形成されている。この貫通穴２１ｄは、ロッド２２の一部をボデー２１の内部に導入するために設けられている。
【００９３】
連結部２１ｃの貫通穴２１ｄにおけるロッド２２の外周側部位に対向する内周側部位には、後述する自転防止機構２８を構成するボデー側溝部２１ｅが形成されている。ボデー側溝部２１ｅは、連結部２１ｃにてロッド２２に対向する貫通穴２１ｄの内周面に対して、軸方向ＡＤに沿って延びるように形成されている。
【００９４】
また、連結部２１ｃには、アクチュエータ３０を連結する部位に、円弧状の内歯が複数形成された内歯車２１ｆが設けられている。連結部２１ｃにおける内歯車２１ｆの詳細については、後述する。
【００９５】
続いて、ロッド２２は、軸方向ＡＤに移動することにより高圧側弁体２３、冷房用弁体２４、暖房用弁体２５を軸方向ＡＤに変位させる部材である。ロッド２２は、ボデー２１に摺動自在に支持されている。ロッド２２は、アクチュエータ３０が出力する駆動力によって軸方向ＡＤに移動する。
【００９６】
本実施形態のロッド２２は、軸方向ＡＤに沿って延びる棒状の部材で構成されている。ロッド２２は、高圧側流路２０１、冷房用流路２０３、暖房用流路２０４、連通流路２０５それぞれを貫通するように配置されている。
【００９７】
ロッド２２には、連結部２１ｃの貫通穴２１ｄを貫通する部位よりも先端側の部位、すなわち、後述する出力軸３２の内周面に対向する出力側端部２２１に、雄ネジ２２１ａが形成されている。雄ネジ２２１ａは、後述する出力軸３２のロッド受入穴３２１に形成された雌ネジ３２１ａに噛み合う雄ネジ部を構成している。
【００９８】
また、ロッド２２には、ボデー側溝部２１ｅに対向する部位に、ロッド側溝部２２２が形成されている。ロッド側溝部２２２は、ロッド２２の外周面に軸方向ＡＤに沿って延びるように形成されている。
【００９９】
そして、ボデー側溝部２１ｅとロッド側溝部２２２との間に形成される空間には、回転規制部材２８１が配置されている。本実施形態では、ボデー側溝部２１ｅ、ロッド側溝部２２２、回転規制部材２８１が、ロッド２２の回転を規制する自転防止機構２８を構成している。
【０１００】
ロッド２２は、後述する高圧側弁体２３の挿通穴２３１との間に、均圧流路２０６を形成する部材でもある。均圧流路２０６は、高圧側流路２０１における高圧側弁体２３の冷媒流れ上流側の上流側空間２０６ａと、高圧側流路２０１における高圧側弁体２３の冷媒流れ下流側の下流側空間２０６ｂとを連通させる流路である。均圧流路２０６は、高圧側弁体２３の前後の圧力差を縮小させるために設けられている。
【０１０１】
本実施形態の均圧流路２０６は、その流路断面積が、高圧側弁体２３が高圧側弁座部２１３に接触した状態で、ロッド２２を軸方向ＡＤに移動させることで変化する構造となっている。
【０１０２】
本実施形態のロッド２２には、高圧側弁体２３の開閉および均圧流路２０６の流路断面積の調整を行うために、高圧側流路２０１の位置する部位に、押圧部２２３、大軸部２２４、および小軸部２２５が設けられている。
【０１０３】
押圧部２２３は、ロッド２２を軸方向ＡＤの一方から他方に移動させた際に高圧側弁体２３に当接することで高圧側弁体２３を開弁方向に押圧するものである。本実施形態の押圧部２２３は、図７に示すように、ロッド２２の径方向ＲＤの外側に突き出る一対の突起部で構成されている。なお、押圧部２２３は、ロッド２２を軸方向ＡＤの一方から他方に移動させた際に高圧側弁体２３を開弁方向に押圧可能な構成であれば、一対の突起部に限らず、例えば、３本以上の突起部で構成されていてもよい。
【０１０４】
高圧側弁体２３は、ロッド２２が軸方向ＡＤの一方から他方に移動した際に、押圧部２２３によって軸方向ＡＤの他方側に押し下げられることで、高圧側弁座部２１３から離隔する。
【０１０５】
図６に戻り、ロッド２２の大軸部２２４は、ロッド２２を軸方向ＡＤの他方から一方に移動させた際に、均圧流路２０６の流路断面積が最小となるように構成されている。具体的には、本実施形態の大軸部２２４は、ロッド２２を軸方向ＡＤの他方から一方に移動させた際に、後述する高圧側弁体２３の挿通穴２３１の内側に設けられたシール部材２３２に接することで均圧流路２０６を閉塞する大径部で構成されている。なお、本実施形態の大軸部２２４は、ロッド２２を軸方向ＡＤの他方から一方に移動させた際に、高圧側弁体２３に設けられたシール部材２３２に全周が接する全周当接部を構成している。
【０１０６】
ロッド２２の小軸部２２５は、大軸部２２４よりも断面積が小さくなるように構成されている。具体的には、小軸部２２５は、大軸部２２４の外径よりも小さい小径部で構成されている。本実施形態の小軸部２２５は、後述する高圧側弁体２３の挿通穴２３１の内側に設けられたシール部材２３２に接しないように、シール部材２３２の内径よりも小さい小径部で構成されている。
【０１０７】
小軸部２２５は、高圧側弁体２３が高圧側弁座部２１３に当接した状態でロッド２２を軸方向ＡＤの一方から他方に移動させた際に、均圧流路２０６の流路断面積が増加するように、ロッド２２における大軸部２２４と押圧部２２３との間に設けられている。
【０１０８】
また、ロッド２２は、均圧流路２０６の流路断面積が最小となっている状態において、上流側空間２０６ａに露出する部位が、ロッド２２の軸方向ＡＤに沿って延びるように構成されている。換言すれば、ロッド２２は、均圧流路２０６が大軸部２２４によって閉塞されている状態において、上流側空間２０６ａに存する冷媒の圧力が軸方向ＡＤに作用しないように、上流側空間２０６ａに露出する部位が、ロッド２２の軸方向ＡＤに沿って延びている。
【０１０９】
ロッド２２には、暖房用流路２０４に位置する部位に押上部２２６が設けられている。押上部２２６は、ロッド２２を軸方向ＡＤの他方から一方に移動させた際に暖房用弁体２５に当接することで暖房用弁体２５を開弁方向に押し上げるものである。
【０１１０】
本実施形態の押上部２２６は、ロッド２２の径方向ＲＤの外側に突き出る円環状の突起部で構成されている。暖房用弁体２５は、ロッド２２が軸方向ＡＤの他方から一方に移動した際に、押上部２２６によって軸方向ＡＤの一方側に押し上げられることで、暖房用弁座部２１９から離隔する。
【０１１１】
また、ロッド２２には、連通流路２０５に位置する部位に連通弁部２２７が設けられている。連通弁部２２７は、ロッド２２を軸方向ＡＤに移動させた際に、連通流路２０５を開閉するものである。本実施形態の連通弁部２２７は、ロッド２２を軸方向ＡＤに移動させた際に、暖房用弁体２５に形成された連通用貫通穴２５１を開閉する。具体的には、本実施形態の連通弁部２２７は、ロッド２２において径が縮小された部位と拡大された部位との間に形成された段部で構成されている。
【０１１２】
連通弁部２２７は、ロッド２２が軸方向ＡＤの他方から一方に移動した際に、暖房用弁体２５から離隔する。これにより、連通流路２０５が開放される。また、連通弁部２２７は、ロッド２２が軸方向ＡＤの一方から他方に移動した際に、暖房用弁体２５に当接する。これにより、連通流路２０５が閉鎖される。
【０１１３】
高圧側弁体２３は、高圧側流路２０１に形成された高圧側弁座部２１３に接離することで、高圧側流路２０１を開閉する弁体である。高圧側弁体２３は、ロッド２２における高圧側流路２０１に位置する部位に装着されている。高圧側弁体２３は、コイルバネ等からなる第１付勢部材２６によって閉弁方向に付勢されている。
【０１１４】
高圧側弁体２３には、ロッド２２を挿通可能な挿通穴２３１が形成されている。この挿通穴２３１の内側には、円環状のシール部材２３２が配置されている。挿通穴２３１は、ロッド２２の小軸部２２５との間に上流側空間２０６ａと下流側空間２０６ｂとを連通させる隙間が形成されるように、その径方向寸法が設定されている。均圧流路２０６は、挿通穴２３１の内壁とロッド２２の小軸部２２５の外壁との間に形成される隙間で構成される。
【０１１５】
本実施形態の高圧側弁体２３には、上流側空間２０６ａの冷媒を減圧して下流側空間２０６ｂに導く絞り流路２０２が形成されている。
【０１１６】
本実施形態の絞り流路２０２は、高圧側流路２０１および均圧流路２０６の双方が閉塞された際に、冷媒を減圧する固定絞りとして機能する。本実施形態の絞り流路２０２は、上流側空間２０６ａに露出する部位と、下流側空間２０６ｂに露出する部位とを貫通する貫通穴によって構成されている。
【０１１７】
冷房用弁体２４は、冷房用流路２０３を開閉する弁体である。冷房用弁体２４は、ロッド２２における冷房用流路２０３に位置する部位に装着されている。本実施形態の冷房用弁体２４は、ロッド２２の移動に追従して移動するようにロッド２２に対して固定された筒状部材で構成されている。なお、冷房用弁体２４は、弁体受入部２１６と接しないように、弁体受入部２１６の内径よりも僅かに小さい外径を有している。
【０１１８】
本実施形態の冷房用流路２０３は、冷房用弁体２４が弁体受入部２１６の内側に位置する際に、冷房用弁体２４が冷媒の流通抵抗となることで閉塞される。また、本実施形態の冷房用流路２０３は、冷房用弁体２４が弁体受入部２１６の外側に位置する際に開放される。
【０１１９】
暖房用弁体２５は、暖房用流路２０４に形成された暖房用弁座部２１９に接離することで、暖房用流路２０４を開閉する弁体である。暖房用弁体２５は、ロッド２２における暖房用流路２０４に位置する部位に装着されている。暖房用弁体２５は、コイルバネ等からなる第２付勢部材２７によって閉弁方向に付勢されている。
【０１２０】
本実施形態の暖房用弁体２５には、連通流路２０５と暖房用流路２０４とを連通させる連通用貫通穴２５１が形成されている。前述したように、連通用貫通穴２５１は、ロッド２２の連通弁部２２７によって開閉される。
【０１２１】
続いて、アクチュエータ３０について、図８〜図１０を参照して説明する。アクチュエータ３０は、ロッド２２を軸方向ＡＤに移動させる駆動力を出力する機器である。本実施形態のアクチュエータ３０は、回転運動を直線運動（すなわち、スライド運動）に変換して出力する直動型のアクチュエータで構成されている。本実施形態のアクチュエータ３０は、主たる構成要素として、電動モータ３１、出力軸３２、減速機構３３を備えている。
【０１２２】
電動モータ３１は、通電により回転駆動力を発生させる部材である。電動モータ３１は、ボデー２１の連結部２１ｃに連結されている。本実施形態の電動モータ３１は、入力信号（例えば、パルス信号）に応じて回転角度を制御するステッピングモータで構成されている。電動モータ３１は、主たる構成要素として、カバー３１０、ステータ３１１、ロータ３１２を備えている。
【０１２３】
カバー３１０は、ロータ３１２を覆う部材であり、ボデー２１の連結部２１ｃに対して気密および液密に接合されている。カバー３１０は、軸方向ＡＤにおける断面形状がＵ字状に形成されている。
【０１２４】
ステータ３１１は、図示しない複数のコイルで構成されており、ロータ３１２に与える回転磁界を発生させる部材である。ステータ３１１は、図示しない配線を介して給電される構成となっている。
【０１２５】
ここで、ステータ３１１をカバー３１０の内側に配置すると、ステータ３１１へ給電用の配線を通す穴等をカバー３１０に設ける必要がある。カバー３１０に対して穴を設けることは、カバー３１０の内部の密封性を低下させる要因となることから好ましくない。
【０１２６】
このため、本実施形態では、ステータ３１１をカバー３１０の外周側を囲むように配置している。すなわち、本実施形態の電動モータ３１は、ステータ３１１がロータ３１２を密閉状態で収容するカバー３１０の外側に配置されている。
【０１２７】
ロータ３１２は、ステータ３１１で発生した回転磁界に同期して回転する円環状の部材である。ロータ３１２は、カバー３１０の内側に配置されている。ロータ３１２には、連結部２１ｃ側の端部に、ロッド２２の軸心ＣＬ１に対して偏心した偏心軸３１３が設けられている。
【０１２８】
出力軸３２は、電動モータ３１の回転駆動力をロッド２２に対して出力する部材である。出力軸３２には、図９に示すように、ロッド２２の出力側端部２２１を受け入れるロッド受入穴３２１が形成されている。
【０１２９】
ロッド受入穴３２１は、ロッド２２の軸心ＣＬ１に沿って延びる有底穴で構成されている。ロッド受入穴３２１には、雌ネジ３２１ａが形成されている。本実施形態の雌ネジ３２１ａは、ロッド２２の出力側端部２２１に形成された雄ネジ２２１ａに噛み合う雌ネジ部を構成している。
【０１３０】
出力軸３２は、雌ネジ３２１ａの少なくとも一部がロータ３１２の内側に位置するように、ロッド受入穴３２１が形成された部位がロータ３１２の内側に配置されている。すなわち、雌ネジ３２１ａは、出力軸３２におけるロータ３１２の内側に位置する部位に形成されている。
【０１３１】
ここで、本実施形態のロッド２２は、出力軸３２が回転する際に、ロッド２２の雄ネジ２２１ａと出力軸３２の雌ネジ３２１ａが噛み合うことで、軸方向ＡＤに移動する。本実施形態では、ロッド２２の雄ネジ２２１ａおよび出力軸３２の雌ネジ３２１ａが、電動モータ３１の回転駆動力をロッド２２の軸方向ＡＤの推力に変換する送りネジ機構３４を構成している。
【０１３２】
本実施形態のアクチュエータ３０は、送りネジ機構３４が電動モータ３１のロータ３１２の内側に構成されており、送りネジ機構３４と電動モータ３１とが軸方向ＡＤに重なり合わない配置構成となっている。
【０１３３】
図８に戻り、出力軸３２は、減速ギア３３０を介してロータ３１２の偏心軸３１３に接続される構成となっている。本実施形態の出力軸３２には、軸方向ＡＤにおける連結部２１ｃ側の端部に、径方向ＲＤに延びる円盤状のフランジ部３２２が形成されている。フランジ部３２２には、軸方向ＡＤにおける連結部２１ｃと反対側に突出する回転伝達ピン３２２ａが周方向に並んで複数形成されている。本実施形態の回転伝達ピン３２２ａは、ロッド２２の軸方向ＡＤにおいてロータ３１２と重なり合わないように、ロータ３１２の外側に配置されている。
【０１３４】
減速ギア３３０は、連結部２１ｃの内歯車２１ｆと共に、電動モータ３１からの回転出力を減速して出力軸３２に伝達する減速機構３３を構成する部材である。
【０１３５】
本実施形態の減速機構３３は、ボデー２１のうち、ロータ３１２の外周側を覆う部位の内側に形成された内歯車２１ｆと、外周側に内歯車２１ｆの内歯に噛み合う外歯が複数形成された外歯車３３２とを含んで構成されている。
【０１３６】
本実施形態のアクチュエータ３０は、減速機構３３が電動モータ３１のロータ３１２の外側に構成されており、減速機構３３と電動モータ３１とが軸方向ＡＤに重なり合わない配置構成となっている。
【０１３７】
具体的には、減速機構３３の外歯車３３２は、ロータ３１２よりも大きい外径を有すると共に、ロータ３１２の偏心軸３１３の外径よりも大きい内径を有する歯車で構成されている。
【０１３８】
これにより、本実施形態のアクチュエータ３０は、出力軸３２の雌ネジ３２１ａ、ロータ３１２の偏心軸３１３、減速機構３３の内歯車２１ｆおよび外歯車３３２が、ロッド２２の径方向ＲＤに互いに重なり合うように配置されている。
【０１３９】
減速ギア３３０は、図１０に示すように、偏心軸３１３の軸線ＣＬ２の中心に偏心軸３１３が嵌る貫通穴３３１が形成されている。また、減速ギア３３０には、外側に円弧状の外歯が複数形成された外歯車３３２が設けられている。本実施形態の外歯車３３２および内歯車２１ｆは、それぞれの歯形状がサイクロイド曲線によって構成されており、外歯車３３２と内歯車２１ｆとが噛み合うようになっている。
【０１４０】
本実施形態の外歯車３３２は、外歯の歯数が内歯車２１ｆの歯数よりも１つ少ない歯車で構成されている。また、減速ギア３３０には、回転伝達ピン３２２ａに対応する部位に、回転伝達ピン３２２ａの外径よりも大きい径に形成されたピン穴３３３が形成されている。減速ギア３３０の自転成分は、ピン穴３３３に嵌った回転伝達ピン３２２ａを介して出力軸３２に伝達される。
【０１４１】
このように構成されるアクチュエータ３０は、電動モータ３１のステータ３１１に通電されると、ステータ３１１で生ずる回転磁界によりロータ３１２が所定角度分だけ回転する。この際、ロータ３１２の偏心軸３１３は、軸心ＣＬ１の周りを公転する。
【０１４２】
ロータ３１２の偏心軸３１３に接続された減速ギア３３０は、外歯車３３２が、連結部２１ｃの内歯車２１ｆに噛み合った状態で、偏心軸３１３と共に軸心ＣＬ１の周りを公転する。
【０１４３】
ここで、本実施形態の減速機構３３は、外歯車３３２の歯数が内歯車２１ｆの歯数よりも少ない。具体的には、本実施形態の減速機構３３は、外歯車３３２の歯数が内歯車２１ｆの歯数よりも１つ少ない。また、内歯車２１ｆは、連結部２１ｃに設けられた固定歯車である。
【０１４４】
このため、減速ギア３３０は、公転するだけでなく、ロータ３１２の回転出力を大幅に減速しながら自転する。出力軸３２は、減速ギア３３０の自転成分が回転伝達ピン３２２ａを介して伝達されることで回転する。
【０１４５】
そして、出力軸３２の回転に伴って、出力軸３２の雌ネジ３２１ａとロッド２２の雄ネジ２２１ａとが噛み合うことで、ロッド２２が軸方向ＡＤに移動する。この際、ロッド２２は、自転防止機構２８により回転が規制されているので、回転することなく、軸方向ＡＤに移動する。
【０１４６】
次に、本実施形態の弁装置２０の作動状態について、図１１〜図１５を参照して説明する。なお、図１１〜図１５では、冷房モード時におけるロッド２２の上端部位置を基準位置ＲＰ、すなわち、零点として、当該基準位置ＲＰからの変化量をロッド２２の移動量としている。
【０１４７】
本実施形態の弁装置２０は、電動モータ３１の回転角度に応じてロッド２２の移動量が変化することで、冷房モードの作動状態、暖房モードの作動状態、オイル戻し暖房モードの作動状態、均圧モードの作動状態に設定可能となっている。
【０１４８】
図１１に示すように、本実施形態の弁装置２０は、冷房モードの作動状態となる位置からロッド２２を上方側に移動させると、作動モードが均圧モード、オイル戻し暖房モード、暖房モードに推移する。
【０１４９】
（冷房モード時の作動）
弁装置２０は、冷房モード時に、図１２に示すように、ロッド２２の押圧部２２３と高圧側弁体２３とが当接して、高圧側弁体２３が高圧側弁座部２１３から離隔する位置まで、ロッド２２が押し下げられる。なお、冷房モード時には、高圧側弁体２３が高圧側弁座部２１３と第１距離Ｌ１だけ離れるように、ロッド２２が押し下げられる。
【０１５０】
弁装置２０は、冷房モード時に、ロッド２２が押し下げられることで、冷房用弁体２４が弁体受入部２１６の外側に移動する。また、弁装置２０は、冷房モード時に、ロッド２２が押し下げられることで、ロッド２２の押上部２２６が暖房用弁体２５から離れると共に、ロッド２２の連通弁部２２７が暖房用弁体２５の連通用貫通穴２５１を閉塞する位置に移動する。
【０１５１】
ここで、冷房モード時には、暖房用弁体２５が暖房用弁座部２１９と第２距離Ｌ２だけ離れるように、ロッド２２が押し下げられる。なお、弁装置２０は、第２距離Ｌ２が第１距離Ｌ１よりも長い距離となるように設定されている。
【０１５２】
これにより、弁装置２０は、冷房モード時に、高圧側流路２０１および冷房用流路２０３が開放されると共に、暖房用流路２０４および連通流路２０５が閉鎖される。このため、弁装置２０では、冷房モード時に、水−冷媒熱交換器１２を通過した高圧冷媒が減圧されることなく、第１熱交換器１３の冷媒入口側に導出される。また、弁装置２０は、冷房モード時に、第２熱交換器１５を通過したオイルを含む高圧冷媒が冷房用膨張弁１６の冷媒入口側に導出される。
【０１５３】
ここで、冷房モード時には、高圧側流路２０１が開放されているので、第１導入口２１１、第１導出口２１２、第２導入口２１４、第２導出口２１５、第３導入口２１７における冷媒が高圧状態ＨＰＡとなっている。なお、第３導出口２１８は、圧縮機１１の冷媒吸入側に連通しているので、冷媒が低圧状態ＬＰＡとなる。
【０１５４】
（暖房モード時の作動）
続いて、弁装置２０は、暖房モード時に、図１３に示すように、ロッド２２の押上部２２６と暖房用弁体２５とが当接して、暖房用弁体２５が暖房用弁座部２１９から離隔する位置まで、ロッド２２が押し上げられる。
【０１５５】
ここで、暖房モード時には、暖房用弁体２５が暖房用弁座部２１９と第３距離Ｌ３だけ離れるように、ロッド２２が押し上げられる。すなわち、暖房モード時には、冷房モード時に比べて、第２距離Ｌ２と第３距離Ｌ３との合算値の分だけロッド２２の位置が移動する。
【０１５６】
弁装置２０では、暖房モード時に、ロッド２２が押し上げられることで、ロッド２２の押圧部２２３が高圧側弁体２３から離れると共に、ロッド２２の大軸部２２４が均圧流路２０６を閉鎖する位置に移動する。
【０１５７】
また、弁装置２０では、暖房モード時に、ロッド２２が押し上げられることで、冷房用弁体２４が弁体受入部２１６の内側に移動すると共に、ロッド２２の連通弁部２２７が暖房用弁体２５の連通用貫通穴２５１を開放する位置に移動する。
【０１５８】
これにより、弁装置２０は、暖房モード時に、高圧側流路２０１および冷房用流路２０３が閉鎖されると共に、暖房用流路２０４および連通流路２０５が開放される。このため、弁装置２０では、暖房モード時に、水−冷媒熱交換器１２を通過した高圧冷媒が絞り流路２０２にて減圧された後、第１熱交換器１３の冷媒入口側に導出される。
【０１５９】
また、弁装置２０では、暖房モード時に、気液分離器１４の気相冷媒流出部１４１から低圧の気相冷媒が、暖房用流路２０４を介して圧縮機１１の冷媒吸入側に導出される。なお、暖房モード時には、弁装置２０の連通流路２０５も全開状態となっているが、第２熱交換器１５が冷媒の流通抵抗となることで、弁装置２０の連通流路２０５には、殆ど冷媒が流れない。
【０１６０】
ここで、暖房モード時には、高圧側流路２０１が閉鎖されているので、第１導入口２１１における冷媒が高圧状態ＨＰＡとなり、第１導出口２１２、第２導入口２１４、第２導出口２１５、第３導入口２１７、第３導出口２１８における冷媒が低圧状態ＬＰＡとなる。
【０１６１】
（オイル戻し暖房モード時の作動）
続いて、弁装置２０は、オイル戻し暖房モード時に、図１４に示すように、暖房モード時のロッド２２の位置に対して、ロッド２２を若干押し下げられる。このため、オイル戻し暖房モード時には、暖房用流路２０４が絞り状態となるように、暖房用弁体２５が暖房用弁座部２１９と第３距離Ｌ３よりも小さい第４距離βだけ離れるように、ロッド２２が押し下げられる。
【０１６２】
また、弁装置２０は、オイル戻し暖房モード時に、ロッド２２の押圧部２２３が高圧側弁体２３から離れると共に、ロッド２２の大軸部２２４が均圧流路２０６を閉鎖する位置に維持される。
【０１６３】
さらに、弁装置２０は、オイル戻し暖房モード時に、冷房用弁体２４が弁体受入部２１６の内側に位置すると共に、ロッド２２の連通弁部２２７が暖房用弁体２５の連通用貫通穴２５１を開放する位置に維持される。
【０１６４】
これにより、弁装置２０は、オイル戻し暖房モード時に、暖房用流路２０４が絞り状態となり、高圧側流路２０１、冷房用流路２０３、連通流路２０５については暖房モードと同じ状態となる。このため、弁装置２０では、オイル戻し暖房モード時に、水−冷媒熱交換器１２を通過した高圧冷媒が絞り流路２０２にて減圧された後、第１熱交換器１３の冷媒入口側に導出される。
【０１６５】
また、弁装置２０は、オイル戻し暖房モード時に、気液分離器１４の気相冷媒流出部１４１から低圧の気相冷媒が、暖房用流路２０４を介して圧縮機１１の冷媒吸入側に導出される。
【０１６６】
ここで、弁装置２０は、オイル戻し暖房モード時に、暖房用流路２０４が絞り状態となっているので、気液分離器１４および第２熱交換器１５に滞留したオイルを含む冷媒が、弁装置２０の連通流路２０５を介して圧縮機１１の冷媒吸入側に流入する。
【０１６７】
なお、オイル戻し暖房モード時には、暖房モード時と同様に、第１導入口２１１における冷媒が高圧状態ＨＰＡとなり、第１導出口２１２、第２導入口２１４、第２導出口２１５、第３導入口２１７、第３導出口２１８における冷媒が低圧状態ＬＰＡとなる。
【０１６８】
（均圧モード）
冷房モード時に車室内に吹き出す空気は、蒸発器１７で除湿されることで、低湿度の空気となる。このため、車両用空調装置１では、フロントガラス等の窓部に低湿度の空気を吹き出すことで窓曇りの防止、窓曇りの除去等を行う。
【０１６９】
車両用空調装置１においては、車室内の暖房中に窓曇りが生じた場合に、窓曇りを除去するために暖房モードおよびオイル戻し暖房モードから冷房モードに切り替える必要がある。安全性確保の観点から、このモード切り替えは速やかに行うことが望まれる。
【０１７０】
しかしながら、本実施形態の弁装置２０では、暖房モード時およびオイル戻し暖房モード時における高圧側弁体２３の前後の圧力差が大きい。このため、例えば、出力の小さいアクチュエータ３０では、高圧側弁体２３を閉弁状態から開弁状態に早期に切り替えることができない。
【０１７１】
そこで、本実施形態の弁装置２０は、暖房モードおよびオイル戻し暖房モードから冷房モードへの切り替える際に、高圧側弁体２３の前後の圧力差を縮小させる均圧モードが実施可能に構成されている。本実施形態の弁装置２０は、均圧モード時に、均圧流路２０６を開放することで、高圧側弁体２３の前後の圧力差を縮小させる構成となっている。
【０１７２】
（均圧モード時の作動）
弁装置２０は、均圧モード時に、図１５に示すように、暖房モード時等の位置に対して、ロッド２２の小軸部２２５が均圧流路２０６を開放する位置までロッド２２が押し下げられる。例えば、均圧モード時には、冷房モード時に比べて、第１距離Ｌ１と第５距離αとの合算値だけロッド２２の位置が高い位置に移動する。なお、第５距離αは、ロッド２２の押圧部２２３と大軸部２２４との距離よりも小さい距離となっている。
【０１７３】
また、弁装置２０は、均圧モード時に、ロッド２２が押し下げられることで、冷房用弁体２４が弁体受入部２１６の外側に移動すると共に、ロッド２２の押上部２２６が暖房用弁体２５から離れた位置に移動する。なお、均圧モード時には、ロッド２２の連通弁部２２７が暖房用弁体２５の連通用貫通穴２５１を開放する位置に移動する。
【０１７４】
これにより、弁装置２０では、均圧モード時に、均圧流路２０６が開放されることで、高圧側流路２０１の上流側空間２０６ａと下流側空間２０６ｂとが連通することで、高圧側弁体２３の前後の圧力差が速やかに均圧される。
【０１７５】
以上説明したように、本実施形態の弁装置２０では、暖房モードまたはオイル戻し暖房モードから冷房モードへの切り替えを短時間で行うことができる。この結果、本実施形態の車両用空調装置１では、冬季に暖房中にフロントガラスが曇った場合、速やかに曇りを除去することができる。
【０１７６】
特に、本実施形態の弁装置２０は、均圧流路２０６がロッド２２と高圧側弁体２３との間に形成されているので、ボデー２１に対して均圧用の流路を形成する必要がない。また、本実施形態の弁装置２０は、均圧流路２０６の流路断面積が、高圧側弁体２３が高圧側弁座部２１３に接した状態でロッド２２を軸方向ＡＤに移動させることで変化する構造となっているので、均圧用の弁部材を別に追加する必要もない。
【０１７７】
従って、本実施形態の弁装置２０は、ボデー２１に対して均圧用の流路を設ける必要がある構造や、均圧用の弁部材を別に追加する必要がある構造に比べて、簡素な構造で高圧側弁体２３の前後の圧力差を縮小させることができる。
【０１７８】
また、本実施形態の弁装置２０は、小軸部２２５がロッド２２における大軸部２２４と押圧部２２３との間に設けられている。このような構造では、ロッド２２を軸方向ＡＤの一方から他方に移動させると、均圧流路２０６の流路断面積が増加した後に、高圧側弁体２３が押圧部２２３によって開弁方向に押圧される。本構造では、高圧側弁体２３の前後の圧力差が縮小された後に、高圧側弁体２３が押圧部２２３によって開弁方向に押圧されるので、出力の小さいアクチュエータ３０を用いても、高圧側弁体２３を開弁方向に変位させることが可能となる。弁装置２０において、出力の小さいアクチュエータ３０を採用できることは、弁装置２０の簡素化を図る上で有利となる。
【０１７９】
具体的には、本実施形態の弁装置２０は、大軸部２２４がロッド２２を軸方向ＡＤの他方から一方に移動させた際にシール部材２３２に接することで均圧流路２０６を閉塞する大径部で構成されている。また、本実施形態の小軸部２２５は、大軸部２２４よりも外径が小さい小径部で構成されている。
【０１８０】
このように、ロッド２２を異なる外径を有する段付き形状とすれば、ロッド２２を弁体の駆動部材として機能させるだけでなく、均圧流路２０６の開閉部材として機能させることができるので、弁装置２０の充分な簡素化を図ることができる。
【０１８１】
また、本実施形態の弁装置２０は、均圧流路２０６の流路断面積が最小となっている状態において、ロッド２２における上流側空間２０６ａに露出する部位が、軸方向ＡＤに沿って延びるように構成されている。
【０１８２】
これによれば、ロッド２２を軸方向ＡＤに移動させて均圧流路２０６を開放する際に、ロッド２２に対して上流側空間２０６ａにおける冷媒の圧力が軸方向ＡＤに作用し難くなる。このため、本実施形態の弁装置２０は、出力の小さいアクチュエータ３０を用いたとしても、均圧流路２０６を開放させることが可能となる。
【０１８３】
さらに、本実施形態の弁装置２０は、高圧側弁体２３に対して、上流側空間２０６ａの冷媒を減圧して下流側空間２０６ｂに導く絞り流路２０２が設けられている。これによれば、新たな部品を追加することなく、高圧側弁体２３で高圧側流路２０１を開閉することで、冷媒を減圧する減圧機能を発揮する状態と減圧機能を発揮しない状態とを切り替えることができる。
【０１８４】
また、本実施形態の弁装置２０は、高圧側弁体２３だけでなく、冷房用弁体２４、暖房用弁体２５等の各種弁体を単一のロッド２２で駆動させる構成となっているので、冷凍サイクル１０の簡素化を図ることができる。
【０１８５】
さらに、本実施形態の弁装置２０は、第１熱交換器１３を通過後に圧縮機１１に流れる冷媒の流量と、第２熱交換器１５を通過後に圧縮機１１に流れる冷媒の流量とを調整することが可能となっている。これによれば、気液分離器１４および第２熱交換器１５に滞留したオイルを適切に圧縮機１１の冷媒吸入側に戻すことが可能となる。
【０１８６】
ここで、本実施形態の弁装置２０は、アクチュエータ３０が電動モータ３１の回転駆動力をロッド２２の軸方向ＡＤの推力に変換すると共に、電動モータ３１の回転駆動力によるロッド２２の回転が規制される構造となっている。これによれば、ロッド２２が回転しながら軸方向ＡＤに移動する構成に比べて、ロッド２２が軸方向ＡＤに移動する際の摺動ロスを抑えることができる。
【０１８７】
特に、本実施形態のアクチュエータ３０は、出力軸３２の雌ネジ３２１ａ、ロータ３１２の偏心軸３１３、減速機構３３の内歯車２１ｆおよび外歯車３３２が、ロッド２２の径方向ＲＤに互いに重なり合うように配置されている。これによれば、アクチュエータ３０における軸方向ＡＤの体格を充分に小型化させることが可能となる。
【０１８８】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、図１６および図１７を参照して説明する。本実施形態の弁装置２０は、均圧流路２０６の流路断面積の調整を行うための構成が第１実施形態と相違している。
【０１８９】
本実施形態の弁装置２０は、図１６および図１７に示すように、ロッド２２における押圧部２２３と大軸部２２４との間に設けられた小軸部２２５Ａが、周方向の一部に内側に窪んだ溝部が形成された溝形成部で構成されている。すなわち、本実施形態の小軸部２２５Ａは、溝部が形成された部位がシール部材２３２から離れると共に、その他の部位がシール部材２３２に対して接する構成となっている。本実施形態の均圧流路２０６は、高圧側弁体２３の挿通穴２３１の内壁とロッド２２の小軸部２２５Ａの溝部との間に形成される隙間で構成されている。
【０１９０】
ここで、本実施形態では、大軸部２２４がロッド２２を軸方向ＡＤの他方から一方に移動させた際にシール部材２３２に全周が接する全周当接部を構成する。また、本実施形態では、小軸部２２５Ａがシール部材２３２に一部が接する一部当接部を構成している。
【０１９１】
本実施形態の弁装置２０は、その他の構成が、第１実施形態で説明した弁装置２０と同様に構成されている。本実施形態の弁装置２０は、第１実施形態で説明した弁装置２０と共通の構成から奏される作用効果を、第１実施形態と同様に得ることができる。
【０１９２】
特に、本実施形態の弁装置２０は、小軸部２２５Ａが、周方向の一部に内側に窪んだ溝部が形成された溝形成部で構成されている。このように、ロッド２２を異なる断面形状を有する段付き形状とすれば、ロッド２２を弁体の駆動部材として機能させるだけでなく、均圧流路２０６の開閉部材として機能させることができるので、弁装置２０の充分な簡素化を図ることができる。
【０１９３】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について、図１８および図１９を参照して説明する。本実施形態の弁装置２０は、均圧流路２０６の流路断面積の調整を行うための構成が第１実施形態と相違している。
【０１９４】
図１８および図１９に示すように、本実施形態の弁装置２０は、高圧側弁体２３に対してロッド２２の一部を挿通可能な挿通穴２３１Ａが形成されている。具体的には、本実施形態の挿通穴２３１Ａは、図１９に示すように、ロッド２２の小軸部２２５Ｂとの間に隙間が形成されるように、その径方向の寸法Ｄｈが小軸部２２５Ｂの径方向の寸法Ｄｓよりも大きくなっている。なお、本実施形態の挿通穴２３１Ａは、その径方向の寸法Ｄｈが大軸部２２４Ａの径方向の寸法Ｄｂよりも小さくなっている。
【０１９５】
高圧側弁体２３には、挿通穴２３１Ａにおける大軸部２２４Ａに対向する内周縁部に大軸部２２４Ａが接離する弁体側弁座部２３３が形成されている。弁体側弁座部２３３は、高圧側弁体２３において挿通穴２３１Ａを構成する内周縁部のうち、大軸部２２４Ａに対向する端部で構成されている。
【０１９６】
また、高圧側弁体２３には、上流側空間２０６ａの冷媒を減圧して下流側空間２０６ｂに導く絞り流路２０２が形成されている。なお、本実施形態の高圧側弁体２３は、第１実施形態と異なり、挿通穴２３１Ａの内側にシール部材２３２が配置されていない。
【０１９７】
本実施形態のロッド２２には、高圧側弁体２３の開閉および均圧流路２０６の流路断面積の調整を行うために、高圧側流路２０１の位置する部位に、押圧部２２３、大軸部２２４Ａ、および小軸部２２５Ｂが設けられている。
【０１９８】
押圧部２２３は、ロッド２２を軸方向ＡＤの一方から他方に移動させた際に高圧側弁体２３に当接することで、高圧側弁体２３を開弁方向に押圧するものである。本実施形態の押圧部２２３は、第１実施形態と同様に、ロッド２２の径方向ＲＤの外側に突き出る一対の突起部で構成されている。なお、押圧部２２３は、ロッド２２を軸方向ＡＤの一方から他方に移動させた際に高圧側弁体２３を開弁方向に押圧可能な構成であれば、一対の突起部に限らず、例えば、３本以上の突起部で構成されていてもよい。
【０１９９】
ロッド２２の大軸部２２４Ａは、ロッド２２を軸方向ＡＤの他方から一方に移動させた際に高圧側弁体２３に形成された挿通穴２３１Ａが閉塞されるように高圧側弁体２３に当接する構成となっている。
【０２００】
本実施形態の大軸部２２４Ａは、高圧側弁体２３に形成された挿通穴２３１Ａに接触するように、径方向ＲＤの寸法Ｄｂが設定されている。すなわち、本実施形態の大軸部２２４Ａは、径方向ＲＤの寸法Ｄｂが高圧側弁体２３に形成された挿通穴２３１Ａの径方向ＲＤの寸法Ｄｈよりも大きい大径部で構成されている。
【０２０１】
ロッド２２の小軸部２２５Ｂは、高圧側弁体２３に形成された挿通穴２３１Ａの開口面積よりも断面積が小さく、且つ、大軸部２２４Ａよりも断面積が小さくなっている。具体的には、小軸部２２５Ｂは、径方向ＲＤの寸法Ｄｓが、挿通穴２３１Ａの径方向ＲＤの寸法Ｄｈおよび大軸部２２４Ａの径方向ＲＤの寸法Ｄｂの双方よりも小さい小径部で構成されている。なお、小軸部２２５Ｂは、第２実施形態のように、周方向の一部に内側に窪んだ溝部が形成された溝形成部で構成されていてもよい。
【０２０２】
小軸部２２５Ｂは、高圧側弁体２３が高圧側弁座部２１３に当接した状態でロッド２２を軸方向ＡＤの一方から他方に移動させた際に、均圧流路２０６の流路断面積が増加するように、ロッド２２における大軸部２２４Ａと押圧部２２３との間に設けられている。
【０２０３】
ここで、本実施形態の大軸部２２４Ａは、小軸部２２５Ｂに連なる部位に、弁体側弁座部２３３に当接した際に挿通穴２３１Ａを閉塞するロッド側シール部２２８が設けられている。
【０２０４】
本実施形態のロッド側シール部２２８は、小軸部２２５Ｂに近くづくにつれて縮径するテーパ形状となっている。換言すれば、本実施形態のロッド側シール部２２８は、均圧流路２０６の流路断面積が連続的に変化するように、その外形状が略円錐形状となっている。
【０２０５】
本実施形態の弁装置２０は、その他の構成が、第１実施形態で説明した弁装置２０と同様に構成されている。本実施形態の弁装置２０は、第１実施形態で説明した弁装置２０と共通の構成から奏される作用効果を、第１実施形態と同様に得ることができる。
【０２０６】
特に、本実施形態の弁装置２０は、小軸部２２５Ｂがロッド２２における大軸部２２４Ａと押圧部２２３との間に設けられている。このような構造では、ロッド２２を軸方向ＡＤの一方から他方に移動させると、均圧流路２０６の流路断面積が増加した後に、高圧側弁体２３が押圧部２２３によって開弁方向に押圧される。すなわち、本構造では、高圧側弁体２３の前後の圧力差が縮小された後に、高圧側弁体２３が押圧部２２３によって開弁方向に押圧される。このため、本実施形態の弁装置２０は、出力の小さいアクチュエータを用いても、高圧側弁体２３を開弁位置に変位させることが可能となる。出力の小さいアクチュエータを採用できることは、弁装置２０の簡素化を図る上で有利となる。
【０２０７】
また、本実施形態の弁装置２０は、大軸部２２４Ａを直に高圧側弁体２３に当接させることで均圧流路２０６を形成する挿通穴２３１Ａを閉塞する構成となっている。このような構成では、第１実施形態の如く、シール部材２３２を介して均圧流路２０６を閉塞する構成に比べて、シール部材２３２の分だけ部品点数を削減することができる。このため、弁装置２０の簡素化を図ることができる。
【０２０８】
さらに、本実施形態の弁装置２０の高圧側弁体２３には、挿通穴２３１Ａにおける大軸部２２４Ａに対向する内周縁部に大軸部２２４Ａが接離する弁体側弁座部２３３が形成されている。また、大軸部２２４Ａには、小軸部２２５Ｂに連なる部位に弁体側弁座部２３３に当接した際に挿通穴２３１Ａを閉塞するロッド側シール部２２８が設けられている。そして、ロッド側シール部２２８は、小軸部２２５Ｂに近づくにつれて縮径するテーパ形状となっている。
【０２０９】
このように、ロッド側シール部２２８をテーパ形状とすれば、ロッド２２を軸方向ＡＤに移動させた際に、高圧側弁体２３の挿通穴２３１Ａの内側とロッド２２との間に形成される均圧流路２０６の流路断面積を連続的に変化させることができる。従って、本構成の弁装置２０では、簡素な構造で高圧側弁体２３の前後の圧力差をスムースに縮小させることができる。
【０２１０】
（第３実施形態の変形例）
上述した第３実施形態の弁装置２０の変形例について、図２０を参照して説明する。図２０は、本変形例の弁装置２０の要部を拡大した模式的な軸方向断面図である。図２０に示す弁装置２０の要部は、第３実施形態の弁装置２０におけるＸＩＸ部分に対応している。
【０２１１】
第３実施形態の弁装置２０は、均圧流路２０６を閉鎖した状態において、ロッド側シール部２２８の外周側の部位が、上流側空間２０６ａに露出する構成となっている。このため、ロッド２２には、上流側空間２０６ａに露出するロッド側シール部２２８の外周側の部分によって、軸方向ＡＤの一方側から他方側へ向かう方向に冷媒の圧力が作用することになる。このように、ロッド２２に対して軸方向ＡＤの一方側から他方側へ向かう方向に冷媒の圧力が作用する構成では、ロッド２２を軸方向ＡＤの他方側から一方側へ移動させる際のアクチュエータ３０の出力増加が懸念される。
【０２１２】
このことを考慮して、本変形例では、ロッド２２における上流側空間２０６ａに露出する部位に、軸方向ＡＤの他方側から一方側へ向かう方向に冷媒の圧力を受ける受圧面を設けている。
【０２１３】
具体的には、本変形例では、図２０に示すように、ロッド２２における大軸部２２４Ｂのロッド側シール部２２８よりも軸方向ＡＤの他方側に、中間軸部２２９を設けている。大軸部２２４Ｂと中間軸部２２９との間に形成される段部２２９ａが、軸方向ＡＤの他方側から一方側へ向かう方向に冷媒の圧力を受ける受圧面を構成している。
【０２１４】
中間軸部２２９は、径方向ＲＤの寸法Ｄｍが大軸部２２４Ｂの径方向ＲＤの寸法Ｄｂよりも小さくなっている。また、本変形例の中間軸部２２９は、ロッド側シール部２２８に対して作用する冷媒の圧力と同等の圧力が作用するように、径方向ＲＤの寸法Ｄｍが高圧側弁体２３の挿通穴２３１Ａの径方向ＲＤの寸法Ｄｈと同等の大きさに設定されている。なお、中間軸部２２９は、径方向ＲＤの寸法Ｄｍが小軸部２２５Ｂの径方向ＲＤの寸法Ｄｓよりも大きくなっている。
【０２１５】
本変形例では、ロッド２２における上流側空間２０６ａに露出する部位に、軸方向ＡＤの他方側から一方側へ向かう方向に冷媒の圧力を受ける受圧面を設けている。このため、本変形例の弁装置２０では、ロッド２２を軸方向ＡＤの他方側から一方側へ移動させる際に必要となるアクチュエータ３０の出力が増加することを抑制することができる。
【０２１６】
（他の実施形態）
以上、本発明の代表的な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ことなく、例えば、以下のように種々変形可能である。
【０２１７】
上述の第１、第２実施形態の弁装置２０は、高圧側弁体２３の挿通穴２３１の内側にシール部材２３２を配置し、ロッド２２の大軸部２２４をシール部材２３２と接触させることによって均圧流路２０６を閉塞する構成となっているが、これに限定されない。
【０２１８】
弁装置２０は、例えば、シール部材２３２を廃止し、ロッド２２の大軸部２２４によって均圧流路２０６を閉塞しない構造となっていてもよい。この場合には、高圧側弁体２３の挿通穴２３１と大軸部２２４との間に隙間が形成されることになるが、当該隙間を冷媒を減圧させる絞り流路として機能させればよい。これによれば、高圧側弁体２３に絞り流路２０２を形成する必要がないので、弁装置２０の簡素化を図ることができる。
【０２１９】
特に、第３実施形態の弁装置２０は、均圧流路２０６を閉鎖したり、均圧流路２０６の流路断面積を微調整したりすることが可能な構成となっている。このため、第３実施形態の弁装置２０は、高圧側弁体２３に形成した絞り流路２０２を廃止したとしても、冷媒を適切に減圧させることができる。
【０２２０】
上述の第１、第２実施形態の如く、均圧流路２０６の流路断面積が最小となっている状態において、ロッド２２における上流側空間２０６ａに露出する部位をロッド２２の軸方向ＡＤに沿って延びるように構成することが望ましいが、これに限定されない。例えば、均圧流路２０６の流路断面積が最小となっている状態においてロッド２２における上流側空間２０６ａに露出する部位が、上流側空間２０６ａにおける冷媒の圧力を受ける構成となっていてもよい。
【０２２１】
上述の第３実施形態では、大軸部２２４Ａのロッド側シール部２２８をテーパ形状とする例について説明したが、これに限定されない。ロッド側シール部２２８は、高圧側弁体２３の弁体側弁座部２３３に当接した際に挿通穴２３１Ａを閉塞可能であれば、その形状が、例えば、円柱形状となっていてもよい。
【０２２２】
上述の各実施形態では、高圧側弁体２３に絞り流路２０２が形成された構成を例示したが、これに限定されない。絞り流路２０２は、例えば、ボデー２１に対して形成されていてもよい。
【０２２３】
また、弁装置２０は、絞り流路２０２がボデー２１および高圧側弁体２３の一方に対して形成される構成とすることが望ましいが、これに限らず、絞り流路２０２が弁装置２０とは別に構成されていてもよい。
【０２２４】
上述の各実施形態では、弁装置２０のアクチュエータ３０が、電動モータ３１の回転運動を直線運動に変換して出力するモータ型のアクチュエータで構成される例について説明したが、これに限定されない。弁装置２０のアクチュエータ３０は、例えば、電磁力を利用してロッド２２を駆動するソレノイド型のアクチュエータで構成されていてもよい。
【０２２５】
上述の各実施形態では、本発明の弁装置２０を冷凍サイクル１０に対して適用する例について説明したが、弁装置２０の適用対象は、冷凍サイクル１０に限定されず、流体の流れを制御する様々な装置に適用可能である。
【０２２６】
上述の各実施形態では、弁装置２０が複数の弁体が互いに連動して作動する複合型制御バルブとして構成される例について説明したが、これに限定されない。弁装置２０は、例えば、ロッド２２によって単一の弁体を駆動することで、単一の流体の流路を開閉するバルブとして構成されていてもよい。
【０２２７】
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。
【０２２８】
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。
【０２２９】
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。
【０２３０】
（まとめ）
上述の実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、弁装置は、弁体とロッドとの間には、弁体が弁座部に接触した状態で弁体の流体流れ上流側の上流側空間と流体流れ下流側の下流側空間とを連通させることが可能な均圧流路が形成されている。そして、均圧流路は、その流路断面積が、弁体が弁座部に接触した状態でロッドを軸方向に移動させることで変化する構造となっている。
【０２３１】
第２の観点によれば、弁装置は、弁体にロッドを挿通可能な挿通穴が形成されている。
【０２３２】
ロッドには、ロッドを軸方向の一方から他方に移動させた際に弁体に当接することで弁体を開弁方向に押圧する押圧部と、ロッドを軸方向の他方から一方に移動させた際に均圧流路の流路断面積が最小となるように構成された大軸部と、が設けられている。
【０２３３】
さらに、ロッドには、大軸部よりも断面積が小さい小軸部が設けられている。この小軸部は、弁体が弁座部に接触した状態でロッドを軸方向の一方から他方に移動させた際に均圧流路の流路断面積が増加するように、ロッドにおける大軸部と押圧部との間に設けられている。
【０２３４】
小軸部がロッドにおける大軸部と押圧部との間に設けられた構造では、ロッドを軸方向の一方から他方に移動させると、均圧流路の流路断面積が増加した後に、弁体が押圧部によって開弁方向に押圧される。本構造では、弁体の前後の圧力差が縮小された後に、弁体が押圧部によって開弁方向に押圧されるので、出力の小さいアクチュエータを用いても、弁体を開弁位置に変位させることが可能となる。出力の小さいアクチュエータを採用できることは、弁装置の簡素化を図る上で有利となる。
【０２３５】
第３の観点によれば、弁装置は、弁体の挿通穴の内側に環状のシール部材が配置されている。大軸部は、ロッドを軸方向の他方から一方に移動させた際にシール部材に接することで均圧流路を閉塞する大径部で構成されている。そして、小軸部は、大軸部よりも外径が小さい小径部で構成されている。
【０２３６】
このように、ロッドを異なる外径を有する段付き形状とすれば、ロッドを弁体の駆動部材として機能させるだけでなく、均圧流路の開閉部材として機能させることができるので、弁装置の充分な簡素化を図ることができる。
【０２３７】
第４の観点によれば、弁装置は、弁体の挿通穴の内側に環状のシール部材が配置されている。大軸部は、ロッドを軸方向の他方から一方に移動させた際にシール部材に全周が接する全周当接部で構成されている。そして、小軸部は、シール部材に一部が接する一部当接部で構成されている。
【０２３８】
このように、ロッドを異なる断面形状を有する段付き形状とすれば、ロッドを弁体の駆動部材として機能させるだけでなく、均圧流路の開閉部材として機能させることができるので、弁装置の充分な簡素化を図ることができる。
【０２３９】
第５の観点によれば、弁装置は、均圧流路の流路断面積が最小となっている状態においてロッドにおける上流側空間に露出する部位が、ロッドの軸方向に沿って延びるように構成されている。
【０２４０】
これによれば、ロッドを軸方向に移動させて均圧流路を開放する際に、ロッドに対して上流側空間における流体の圧力が軸方向に作用し難くなる。このため、出力の小さいアクチュエータを用いたとしても、均圧流路を開放させることが可能となる。
【０２４１】
第６の観点によれば、弁装置の弁体には、ロッドの一部を挿通可能な挿通穴が形成されている。均圧流路は、挿通穴の内側とロッドとの間に形成されている。
ロッドには、ロッドを軸方向の一方から他方に移動させた際に弁体に当接することで弁体を開弁方向に押圧する押圧部と、ロッドを軸方向の他方から一方に移動させた際に挿通穴が閉塞されるように弁体に当接する大軸部と、が設けられている。
【０２４２】
さらに、ロッドには、挿通穴の開口面積よりも断面積が小さく、且つ、大軸部よりも断面積が小さい小軸部が設けられている。この小軸部は、弁体が弁座部に接触した状態でロッドを軸方向の一方から他方に移動させた際に均圧流路の流路断面積が増加するように、ロッドにおける大軸部と押圧部との間に設けられている。
【０２４３】
このように、小軸部がロッドにおける大軸部と押圧部との間に設けられた構造では、ロッドを軸方向の一方から他方に移動させると、均圧流路の流路断面積が増加した後に、弁体が押圧部によって開弁方向に押圧される。本構造では、弁体の前後の圧力差が縮小された後に、弁体が押圧部によって開弁方向に押圧されるので、出力の小さいアクチュエータを用いても、弁体を開弁位置に変位させることが可能となる。出力の小さいアクチュエータを採用できることは、弁装置の簡素化を図る上で有利となる。
【０２４４】
また、大軸部を直に弁体に当接させることで均圧流路を形成する挿通穴を閉塞する構成では、シール部材を介して均圧流路を閉塞する構成に比べて、シール部材の分だけ部品点数を削減することができる。このため、弁装置の簡素化を図ることができる。
【０２４５】
第７の観点によれば、弁装置の弁体には、挿通穴における大軸部に対向する内周縁部に大軸部が接離する弁体側弁座部が形成されている。また、大軸部には、小軸部に連なる部位に弁体側弁座部に当接した際に挿通穴を閉塞するロッド側シール部が設けられている。そして、ロッド側シール部は、小軸部に近づくにつれて縮径するテーパ形状となっている。
【０２４６】
このように、ロッド側シール部を小軸部に近づくにつれて縮径するテーパ形状とすれば、ロッドを軸方向に移動させた際に、弁体の挿通穴の内側とロッドとの間に形成される均圧流路の流路断面積を連続的に変化させることができる。従って、本構成の弁装置では、簡素な構造で弁体の前後の圧力差をスムースに縮小させることができる。
【０２４７】
第８の観点によれば、弁装置は、ボデーおよび弁体の一方に、上流側空間の流体を減圧して下流側空間に導く絞り流路が設けられている。これによれば、新たな部品を追加することなく、弁体で流体流路を開閉することによって、流体を減圧する減圧機能を発揮する状態と減圧機能を発揮しない状態とを切り替えることができる。
【０２４８】
第９の観点によれば、弁装置は、オイルを含む冷媒が循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルに適用される。この弁装置には、高圧側弁体とロッドとの間には、高圧側弁体が高圧側弁座部に接触した状態で高圧側弁体の冷媒流れ上流側の上流側空間と冷媒流れ下流側の下流側空間とを連通させることが可能な均圧流路が形成されている。そして、均圧流路は、その流路断面積が、高圧側弁体が弁座部に接触した状態でロッドを軸方向に移動させることで変化する構造となっている。これによれば、高圧冷媒を減圧する減圧機能を発揮する状態と減圧機能を発揮しない状態とを早期に切り替え可能な弁装置を簡素な構造で実現することが可能となる。
【０２４９】
第１０の観点によれば、弁装置の適用対象となる冷凍サイクルは、冷媒の気液を分離すると共に、液相冷媒の少なくとも一部を貯留する気液分離器と、気液分離器の冷媒流れ上流側に配置された第１熱交換器と、備える。また、冷凍サイクルは、気液分離器の冷媒流れ下流側に配置された第２熱交換器を含んで構成されている。
【０２５０】
弁装置は、ボデーに冷媒を圧縮機の冷媒吸入側に導く吸入側流路と、気液分離器で分離された気相冷媒を吸入側流路に流入させる上流側流入口と、第２熱交換器を通過した冷媒を吸入側流路に流入させる下流側流入口と、が形成されている。
【０２５１】
吸入側流路には、気液分離器で分離された気相冷媒を圧縮機に流入させる流入量と第２熱交換器を通過した冷媒を圧縮機に流入させる流入量との流量比を調整する流量調整機構が配置されている。そして、流量調整機構は、ロッドに装着された流量調整弁体を含んで構成されている。
【０２５２】
このように、高圧側弁体と流量調整弁体とを単一のロッドで駆動させる構成とすれば、冷凍サイクルの簡素化を図ることができる。さらに、本構成では、第１熱交換器を通過後に圧縮機に流れる冷媒の流量と、第２熱交換器を通過後に圧縮機に流れる冷媒の流量とを調整することができる。これによれば、気液分離器および第２熱交換器に滞留したオイルを適切に圧縮機の冷媒吸入側に戻すことが可能となる。
【符号の説明】
【０２５３】
２０      弁装置
２０１    高圧側流路（流体流路）
２０６    均圧流路
２０６ａ  上流側空間
２０６ｂ  下流側空間
２１      ボデー
２１３    高圧側弁座部（弁座部）
２２      ロッド
２３      高圧側弁体（弁体）
３０      アクチュエータ
【図１】
2018021655.tif 000003
【図２】
2018021655.tif 000004
【図３】
2018021655.tif 000005
【図４】
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【図５】
2018021655.tif 000007
【図６】
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【図７】
2018021655.tif 000009
【図８】
2018021655.tif 000010
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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