(57)【要約】【課題】冷媒の流通経路を切り替える機能と、冷媒を減圧膨張させる機能とを併せ持つ装置として、コンパクト化を図ることが容易な流量制御弁を提供する。【解決手段】プッシュロッド４２は、弁軸心方向ＤＲ１の一方から他方へ移動することに伴って順番に、第１動作範囲、第２動作範囲、第３動作範囲に入る。そして、プッシュロッド４２は、第１動作範囲では、第１弁体３４に第１減圧通路３２１ｂを開かせ且つ第２弁体３８に第２減圧通路３２２ｂを閉塞させる。また、第２動作範囲では、第１弁体３４に第１減圧通路３２１ｂを閉塞させ且つ第２弁体３８に第２減圧通路３２２ｂを閉塞させる。また、第３動作範囲では、第１弁体３４に第１減圧通路３２１ｂを閉塞させ且つ第２弁体３８に第２減圧通路３２２ｂを開かせる。これにより、冷媒の流通経路の切替え機能を併せ持つ流量制御弁として、統合弁３０のコンパクト化を図ることが容易なものである。【選択図】図５
2015218941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍サイクル（１１）に用いられる冷凍サイクル用流量制御弁であって、
前記冷凍サイクルを循環する熱媒体が流入する第１流入口（３０ａ）、前記熱媒体が流入する第２流入口（３０ｂ）、前記熱媒体が流出する流出口（３０ｃ）、前記第１流入口から流入した前記熱媒体を減圧膨張させて前記流出口へ流す第１減圧通路（３２１ｂ）、および、前記第２流入口から流入した前記熱媒体を減圧膨張させて前記流出口へ流す第２減圧通路（３２２ｂ）が形成されたボデー部（３２）と、
前記第１減圧通路を開閉する第１弁体（３４）と、
前記第１減圧通路を閉塞するように前記第１弁体を付勢する第１付勢部（３６）と、
前記第２減圧通路を開閉する第２弁体（３８）と、
前記第２減圧通路を閉塞するように前記第２弁体を付勢する第２付勢部（４０）と、
一軸心（ＣＬ１）の軸方向（ＤＲ１）へ移動するものであり、該軸方向の一方へ移動するほど、前記第１付勢部に対抗して前記第１減圧通路の開度を増大させるように前記第１弁体を作動させ、逆に、前記軸方向の他方へ移動するほど、前記第２付勢部に対抗して前記第２減圧通路の開度を増大させるように前記第２弁体を作動させる弁作動部（４２）と、
前記弁作動部を前記一軸心の軸方向へ移動させるアクチュエータ（４４）とを備え、
前記弁作動部は、前記軸方向の一方から他方へ移動することに伴って順番に、前記第１弁体に前記第１減圧通路を開かせ且つ前記第２弁体に前記第２減圧通路を閉塞させる第１動作範囲、前記第１弁体に前記第１減圧通路を閉塞させ且つ前記第２弁体に前記第２減圧通路を閉塞させる第２動作範囲、前記第１弁体に前記第１減圧通路を閉塞させ且つ前記第２弁体に前記第２減圧通路を開かせる第３動作範囲に入ることを特徴とする流量制御弁。
【請求項２】
前記弁作動部は、
前記一軸心の軸方向において前記第１弁体と前記第２弁体との間に配設され、
前記第１付勢部に対抗して前記第１弁体を押す一端部（４２１）と、前記第２付勢部に対抗して前記第２弁体を押す他端部（４２２）とを有していることを特徴とする請求項１に記載の流量制御弁。
【請求項３】
前記第１弁体は、前記弁作動部の一端部に押される第１被押圧部（３４ｂ）を有し、
前記第２弁体は、前記弁作動部の他端部に押される第２被押圧部（３８ｂ）を有し、
前記弁作動部は、前記一軸心の軸方向における該弁作動部の一端部から他端部までの長さ（ＬＮｒｄ）が、前記弁作動部が前記第２動作範囲に入っているときに前記第１被押圧部と前記第２被押圧部との間に生じる前記軸方向の間隔（ＤＳｖ）よりも短くなるように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の流量制御弁。
【請求項４】
前記第１付勢部は、前記第１弁体を前記一軸心の軸方向において前記第２弁体側へ付勢し、
前記第２付勢部は、前記第２弁体を前記一軸心の軸方向において前記第１弁体側へ付勢することを特徴とする請求項２または３に記載の流量制御弁。
【請求項５】
前記弁作動部は、前記一軸心の軸方向に延びるように形成された棒状の部材から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つに記載の流量制御弁。
【請求項６】
前記アクチュエータは、前記一軸心を中心として回転し該回転に伴いネジ機構（４４１ｂ、４４２ａ）により前記一軸心の軸方向へ移動させられるロータ（４４２）と、該ロータの周りに設けられ前記ボデー部に対して固定され、磁力によって前記ロータを回転させるステータ（４４３）とを有し、
前記弁作動部は、前記ロータに対し前記軸方向へ相対移動不能に連結され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つに記載の流量制御弁。
【請求項７】
前記ロータは、該ロータの内周側に形成された雌ネジ（４４２ａ）を有し、
前記アクチュエータは、前記一軸心の軸方向へ延び前記ボデー部に対して固定された筒状の筒状部（４４１）を有し、
前記筒状部は、該筒状部の外周側に形成された雄ネジ（４４１ｂ）を有し、
前記筒状部の雄ネジと前記ロータの雌ネジとは互いに螺合され、これにより前記ネジ機構を構成し、
前記筒状部の内周側には、前記弁作動部が前記筒状部に対し前記軸方向へ相対移動可能に嵌入された貫通孔（４４１ｃ）が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の流量制御弁。
【請求項８】
前記第１減圧通路は前記ロータに対して前記軸方向の一方に配置され、前記第２減圧通路および前記流出口は前記ロータに対して前記軸方向の他方に配置されており、
前記ロータには、前記第１減圧通路から流出した前記熱媒体を前記ロータに対する前記軸方向の一方から他方へ流すロータ通路（４４２ｂ）が形成されていることを特徴とする請求項６または７に記載の流量制御弁。
【請求項９】
前記流出口は、前記一軸心に対して直交する方向（ＤＲ２）へ該一軸心からずれて配置されており、
前記ボデー部には、前記第２減圧通路と前記流出口とをつなぐ出口通路（３２２ｄ）と、前記ロータ通路から流出した前記熱媒体を前記出口通路へ流入させる中間通路（３２２ｅ）とが形成され、
前記中間通路は、前記流出口に対し前記一軸心を挟んだ反対側に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の流量制御弁。
【請求項１０】
前記第２減圧通路は、該第２減圧通路の最大の通路断面積が前記第１減圧通路の最大の通路断面積よりも大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項８または９に記載の流量制御弁。
【請求項１１】
前記流出口は、車両の室内に設置され該室内へ吹き出す空気を冷却するエバポレータ（１２２）の入口（１２２ａ）に接続されることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の流量制御弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクルの一部を構成する流量制御弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、暖房または冷房を行う空気調和装置の作動モードが増加している。特に、電気自動車用エアコン等の車両用空気調和装置の作動モードが増加している。この作動モード増加に対応するためには、空気調和装置の冷凍サイクルにおいて冷媒の流通経路を切り替える必要があり、その流通経路を切り替えるための流路切替弁の必要数が増加している。例えば特許文献１に、その流路切替弁が開示されている。
【０００３】
特許文献１の流路切替弁である多方切換弁は、複数のポートが形成されたハウジングと、そのハウジング内に収容され一軸方向へ摺動可能な第１スプールおよび第２スプールとを備えている。そして、その第１スプールおよび第２スプールを一軸方向へ移動させることにより、複数のポート相互の連通関係がハウジング内において切り替わる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１２２３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、作動モードの増加に伴い流路切替弁の必要数が増加しているが、同時に、冷媒を減圧膨張させる流量制御弁の必要数も増加している。しかし、特許文献１の多方切換弁は、冷媒の流通経路を切り替える機能を備えてはいるものの、上記流量制御弁としての機能を備えていない。そのため、特許文献１の多方切換弁を用いた空気調和装置では、その多方切換弁の他に流量制御弁が必要であり、冷凍サイクルを有する空気調和装置が全体として大型化するという課題があった。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みて、冷媒としての熱媒体の流通経路を切り替える機能と、熱媒体を減圧膨張させる機能とを併せ持つ装置として、コンパクト化を図ることが容易な流量制御弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、冷凍サイクル（１１）に用いられる冷凍サイクル用流量制御弁であって、
冷凍サイクルを循環する熱媒体が流入する第１流入口（３０ａ）、熱媒体が流入する第２流入口（３０ｂ）、熱媒体が流出する流出口（３０ｃ）、第１流入口から流入した熱媒体を減圧膨張させて流出口へ流す第１減圧通路（３２１ｂ）、および、第２流入口から流入した熱媒体を減圧膨張させて流出口へ流す第２減圧通路（３２２ｂ）が形成されたボデー部（３２）と、
第１減圧通路を開閉する第１弁体（３４）と、
第１減圧通路を閉塞するように第１弁体を付勢する第１付勢部（３６）と、
第２減圧通路を開閉する第２弁体（３８）と、
第２減圧通路を閉塞するように第２弁体を付勢する第２付勢部（４０）と、
一軸心（ＣＬ１）の軸方向（ＤＲ１）へ移動するものであり、その軸方向の一方へ移動するほど、第１付勢部に対抗して第１減圧通路の開度を増大させるように第１弁体を作動させ、逆に、軸方向の他方へ移動するほど、第２付勢部に対抗して第２減圧通路の開度を増大させるように第２弁体を作動させる弁作動部（４２）と、
弁作動部を一軸心の軸方向へ移動させるアクチュエータ（４４）とを備え、
弁作動部は、軸方向の一方から他方へ移動することに伴って順番に、第１弁体に第１減圧通路を開かせ且つ第２弁体に第２減圧通路を閉塞させる第１動作範囲、第１弁体に第１減圧通路を閉塞させ且つ第２弁体に第２減圧通路を閉塞させる第２動作範囲、第１弁体に第１減圧通路を閉塞させ且つ第２弁体に第２減圧通路を開かせる第３動作範囲に入ることを特徴とする。
【０００８】
上述の発明によれば、アクチュエータは弁作動部を一軸心の軸方向へ移動させ、その弁作動部は、その軸方向の一方から他方へ移動することに伴って順番に、第１弁体に第１減圧通路を開かせ且つ第２弁体に第２減圧通路を閉塞させる第１動作範囲、第１弁体に第１減圧通路を閉塞させ且つ第２弁体に第２減圧通路を閉塞させる第２動作範囲、第１弁体に第１減圧通路を閉塞させ且つ第２弁体に第２減圧通路を開かせる第３動作範囲に入るので、第１減圧通路と第２減圧通路との一方を閉塞し他方を開くことを、共通のアクチュエータおよび弁作動部で行うことができる。そして、開かれた上記他方の減圧通路ではそれの開度調節を行うことができる。従って、熱媒体の流通経路を切り替える機能と、熱媒体を減圧膨張させる機能とを併せ持つ装置として、コンパクト化を図ることが容易である。
【０００９】
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した括弧内の各符号は、後述する実施形態に記載の具体的内容との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態において、本発明の流量制御弁としての統合弁３０を有する車両用空調装置１０の全体構成を示した図である。
【図２】第１実施形態において、暖房モード時の冷媒流れを図１に追記した図である。
【図３】第１実施形態において、除湿暖房モード時の冷媒流れを図１に追記した図である。
【図４】第１実施形態において、冷房モード時の冷媒流れを図１に追記した図である。
【図５】図１の統合弁３０の詳細な構成を示す図であって、統合弁３０の中心軸である弁軸心ＣＬ１を含む断面で統合弁３０を切断した断面図である。
【図６】図５のVI−VI断面図である。
【図７】図５のプッシュロッド４２が第２動作範囲に入っている場合における統合弁３０の状態を示した図であって、図５と同様の断面図である。
【図８】図５のプッシュロッド４２が第３動作範囲に入っている場合における統合弁３０の状態を示した図であって、図５と同様の断面図である。
【図９】第２実施形態における車両用空調装置１０の全体構成図であって、図１に相当する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００１２】
（第１実施形態）
図１は、本発明の流量制御弁としての統合弁３０を有する車両用空調装置１０の全体構成図である。この車両用空調装置１０は、ハイブリッド車に搭載され車室内の空調を行う空調装置である。ハイブリッド車では、従来のガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンのみを走行用駆動力源するエンジン車両とは異なりエンジンの廃熱が小さい。また、電気自動車でも同様であり、電気自動車ではその廃熱自体が無い。そのため、上記エンジン車両のようにエンジン廃熱を利用した暖房を行うことが難しい。そこで、ハイブリッド車または電気自動車では、電気ヒータ等を用いて暖房が行われるが、暖房を効率良く行うために、冷媒との熱交換によって送風空気を加熱するヒートポンプを採用することが進められている。
【００１３】
その一方で、ハイブリッド車や電気自動車では、暖房しない単なる除湿や冷房を行うために、エンジン車両と同様のエアコンサイクル、すなわち冷媒との熱交換によって送風空気を冷却するエアコンサイクルが採用される。そして、暖房用のヒートポンプサイクルは、コンプレッサ、熱交換器、配管などの構成部品の多くを冷房用のエアコンサイクルと共有することができる。これらのことから、本実施形態の車両用空調装置１０は、冷媒の循環経路を切り替えることにより暖房および冷房等の複数の作動モードで運転可能な図１に示す冷凍サイクル１１を備えている。
【００１４】
図１の冷凍サイクル１１は蒸気圧縮式冷凍サイクルである。冷凍サイクル１１を循環する熱媒体すなわち冷媒としては、フロン系冷媒（例えば、Ｒ１３４ａ）が採用されている。この冷凍サイクル１１は、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界サイクルである。
【００１５】
車両用空調装置１０は、車室内を冷房する冷房モードと、車室内を暖房する暖房モードと、車室内を除湿しつつ暖房する除湿暖房モードとの３つの作動モードを備えており、何れかの作動モードに択一的に切り替えられる。
【００１６】
車両用空調装置１０は、車室内に配置されている車室内空調ユニット１２、圧縮機１４、膨張弁１６、外気と冷媒とを熱交換させる室外熱交換器１８、電気信号に応じて冷媒流通路を開閉する電磁開閉弁２０、蒸発圧力制御弁２２、気液を分離する気液分離器２４、および統合弁３０等を備えている。
【００１７】
車室内空調ユニット１２は、車室内最前部のインストルメントパネルの内側に配置されている。車室内空調ユニット１２は、電動の送風機１２１、送風機１２１に対し空気流れ下流側に配置された室内蒸発器１２２、室内蒸発器１２２に対し空気流れ下流側に配置された室内凝縮器１２３、室内蒸発器１２２に対し空気流れ下流側であって室内凝縮器１２３に対し空気流れ上流側に配置されたヒータコア１２４、およびエアミックスドア１２５等を備えている。そして、車室内空調ユニット１２は、室内蒸発器１２２、室内凝縮器１２３、およびヒータコア１２４により調温された空気を車室内に吹き出す。
【００１８】
送風機１２１は例えば遠心式送風機であり、車室外の空気である外気または車室内の空気である内気を吸い込んで、その吸い込んだ空気を吹き出す。送風機１２１から吹き出された空気は室内蒸発器１２２へ流れる。
【００１９】
室内蒸発器１２２は車室内空調ユニット１２内に配置されている。室内蒸発器１２２は、室内蒸発器１２２を通過する空気と冷凍サイクル１１を循環する冷媒とを熱交換させ、その熱交換により冷媒を蒸発させると共に上記通過する空気を冷却する。すなわち、室内蒸発器１２２は、車室内へ吹き出す空気を冷却するエバポレータである。
【００２０】
室内蒸発器１２２は、室内凝縮器１２３、圧縮機１４、膨張弁１６、室外熱交換器１８、電磁開閉弁２０、蒸発圧力制御弁２２、気液分離器２４、および統合弁３０等とともに、冷凍サイクル１１を構成している。室内蒸発器１２２の冷媒入口１２２ａは統合弁３０の流出口３０ｃに接続され、室内蒸発器１２２の冷媒出口１２２ｂは蒸発圧力制御弁２２を介して気液分離器２４の入口側に接続されている。すなわち、室内蒸発器１２２では、冷媒は冷媒入口１２２ａから流入し冷媒出口１２２ｂから流出する。
【００２１】
車室内空調ユニット１２内には、室内凝縮器１２３およびヒータコア１２４が設けられた暖房通路１２ａと、室内凝縮器１２３およびヒータコア１２４を迂回させて室内凝縮器１２３よりも空気流れ下流側へ空気を導くバイパス通路１２ｂとが、室内蒸発器１２２に対する空気流れ下流側に形成されている。暖房通路１２ａを流れる空気は、室内凝縮器１２３およびヒータコア１２４の一方または両方によって加熱される。
【００２２】
エアミックスドア１２５は暖房通路１２ａとバイパス通路１２ｂとを開閉し、室内蒸発器１２２からの空気がその暖房通路１２ａとバイパス通路１２ｂとへ流入する風量割合を、エアミックスドア１２５の回動位置に応じて調節する。
【００２３】
室内凝縮器１２３は、室内凝縮器１２３を通過する空気と冷凍サイクル１１を循環する冷媒とを熱交換させ、その熱交換により冷媒を凝縮させると共に上記通過する空気を加熱する。すなわち室内コンデンサである。
【００２４】
室内凝縮器１２３の冷媒入口側には、圧縮機１４の冷媒吐出口１４ａが接続されており、室内凝縮器１２３の冷媒出口側には、室内凝縮器１２３から流出した冷媒を室外熱交換器１８へ導く第１冷媒通路１１１が接続されている。なお、冷房モードでは暖房通路１２ａがエアミックスドア１２５により閉じられるので、その場合には、空気と冷媒との熱交換は行われない。
【００２５】
ヒータコア１２４は、車両走行用駆動力を出力するエンジンの廃熱を利用して、ヒータコア１２４を通過する空気を加熱する加熱器である。ヒータコア１２４には、車両走行用駆動力を出力するエンジンの冷却水が循環させられており、ヒータコア１２４は、ヒータコア１２４を通過する空気とエンジンの冷却水とを熱交換させて、それによりその空気を加熱する。
【００２６】
圧縮機１４は、エンジンルーム内に配置され、冷凍サイクル１１において冷媒を冷媒吸入口１４ｂから吸入し、その冷媒を圧縮して冷媒吐出口１４ａから吐出する。圧縮機１４は、電動モータによって駆動される電動圧縮機として構成されている。その圧縮機１４が吐出する冷媒の吐出流量は圧縮機１４の回転速度に応じて変化し、その回転速度は、不図示の電子制御装置から出力される制御信号によって変化させられる。
【００２７】
膨張弁１６は第１冷媒通路１１１に配設されており、その第１冷媒通路１１１の通路面積を変更可能に構成されている。膨張弁１６は、室内凝縮器１２３から流出した冷媒を減圧する減圧装置である。
【００２８】
具体的に、膨張弁１６は、絞り開度を変更可能に構成された弁体と、この弁体の絞り開度を変化させるステッピングモータとを有して構成される電気式の可変絞り機構である。従って、膨張弁１６は、不図示の電子制御装置から出力される制御信号によって、膨張弁１６の絞り開度（単に、開度とも言う）を増減する。
【００２９】
そして、膨張弁１６の絞り開度が大きくなるほど、第１冷媒通路１１１の通路面積は大きくなる。膨張弁１６は、膨張弁１６を通過し室外熱交換器１８へ流入する冷媒を絞ることによりその冷媒を減圧膨張させる。
【００３０】
例えば、膨張弁１６は、膨張弁１６の全開状態では冷媒を減圧膨張させずに通過させる。その一方で、膨張弁１６は、膨張弁１６の全閉状態すなわち絞り開度零では冷媒の流通を遮断する。すなわち、冷媒が室外熱交換器１８へ流入しないようにする。
【００３１】
膨張弁１６の出口側には、室外熱交換器１８の入口側が接続されている。室外熱交換器１８は、エンジンルーム内に配置され、不図示の送風ファンから送風された車両走行風と室外熱交換器１８の内部を流通する冷媒とを熱交換させるものである。この室外熱交換器１８は、例えば暖房モード時等には、冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる蒸発器として機能し、冷房モード時等には、冷媒を放熱させる放熱器として機能する。
【００３２】
室外熱交換器１８の出口側には、室外熱交換器１８から流出した冷媒を気液分離器２４の入口側へ導く第２冷媒通路１１２、および、室外熱交換器１８から流出した冷媒を統合弁３０の第２流入口３０ｂへ導く第３冷媒通路１１３が接続されている。
【００３３】
この第２冷媒通路１１２には、電磁開閉弁２０が配置されている。この電磁開閉弁２０は、第２冷媒通路１１２を開閉する電磁弁であり、不図示の電子制御装置から出力される制御信号により、その作動が制御される。
【００３４】
また、冷凍サイクル１１には、第１冷媒通路１１１において膨張弁１６の入口側へ至る前の冷媒を統合弁３０の第１流入口３０ａへ導く第４冷媒通路１１４が設けられている。換言すると、この第４冷媒通路１１４は、室内凝縮器１２３から流出した冷媒を、膨張弁１６および室外熱交換器１８を迂回させて統合弁３０へ導く冷媒通路である。
【００３５】
蒸発圧力制御弁２２は、室内蒸発器１２２の冷媒出口１２２ｂから気液分離器２４へ至る冷媒流路において第２冷媒通路１１２が接続される接続点よりも上流側に配設されている。蒸発圧力制御弁２２は、その内部の機械的な作動により、蒸発圧力制御弁２２を通過する冷媒を減圧する機械式の減圧装置である。具体的に、蒸発圧力制御弁２２は、蒸発圧力制御弁２２の入口側すなわち室内蒸発器１２２の冷媒出口１２２ｂにおける冷媒圧力を所定値に保持しつつ、言い換えればその冷媒圧力を一定に保持しつつ、蒸発圧力制御弁２２を通過する冷媒を減圧する。その蒸発圧力制御弁２２の入口側の冷媒圧力は、室内蒸発器１２２の結露を防止できるように設定される。
【００３６】
気液分離器２４は、その内部に流入した冷媒の気液を分離して、冷凍サイクル１１内の余剰冷媒を蓄えるアキュムレータである。気液分離器２４の気相冷媒出口には、圧縮機１４の冷媒吸入口１４ｂが接続されている。従って、気液分離器２４は、圧縮機１４に液相冷媒が吸入されることを抑制し、圧縮機１４における液圧縮を防止する機能を果たす。
【００３７】
統合弁３０は、第１流量制御部３０１と第２流量制御部３０２とを備えている。そして、第１流量制御部３０１は、第１流入口３０ａから流入した冷媒の流量を調節し、その冷媒を減圧膨張させて流出口３０ｃへ流す。その一方で、第２流量制御部３０２は、第２流入口３０ｂから流入した冷媒の流量を調節し、その冷媒を減圧膨張させて流出口３０ｃへ流す。すなわち、統合弁３０は、２つの流量制御弁を統合した統合型の流量制御弁である。この統合弁３０の構造については後述する。なお、統合弁３０は、第１流量制御部３０１と第２流量制御部３０２とのうちの一方または両方を、冷媒流れを遮断する遮断状態すなわち全閉状態にすることができ、第１流量制御部３０１と第２流量制御部３０２との両方から同時に冷媒が流出口３０ｃへ流れることがないようになっている。
【００３８】
このように構成された車両用空調装置１０では、前述した各作動モードに応じて冷凍サイクル１１の冷媒流れが切り替えられる。従って、車両用空調装置１０の作動モードは、そのまま冷凍サイクル１１の作動モードでもある。
【００３９】
先ず、車両用空調装置１０の暖房モードに関して説明する。車両用空調装置１０の暖房モードにおいて、車両用空調装置１０の空調制御を行う電子制御装置は、電磁開閉弁２０を開状態として第２冷媒通路１１２を開く。また、膨張弁１６の開度を目標開度に制御して、その膨張弁１６を、室内凝縮器１２３から流出した冷媒を減圧してから室外熱交換器１８へ流す絞り状態とする。更に、統合弁３０の第１流量制御部３０１を下記表１に示すように全閉状態にして、それにより第４冷媒通路１１４を遮断すると共に、第２流量制御部３０２も全閉状態にして、それにより室内蒸発器１２２への冷媒の流入を阻止する。下記表１では、全閉状態は「閉」と記載され、開弁されて絞り開度が制御されている状態は「制御」と記載されている。
【００４０】
【表１】
2015218941.tif 000003
これらの弁操作により、暖房モードにおいて冷凍サイクル１１では、圧縮機１４から吐出された冷媒が、室内凝縮器１２３、膨張弁１６、室外熱交換器１８、電磁開閉弁２０、気液分離器２４の順に流れて圧縮機１４に戻る冷媒流路が成立させられる。すなわち、図２の矢印ＡＲｈのように冷媒が循環する暖房循環経路が成立させられる。図２は、暖房モード時の冷媒流れを図１に追記した図である。
【００４１】
この暖房循環経路では、圧縮機１４は、室外熱交換器１８から気液分離器２４を介して吸入した冷媒を圧縮してから室内凝縮器１２３へ吐出する。そして、室外熱交換器１８は、その室外熱交換器１８内へ流入した冷媒へ外気の熱を吸熱させる吸熱側熱交換器として機能する。
【００４２】
また、暖房モードでは、上記電子制御装置は、エアミックスドア１２５によりバイパス通路１２ｂを閉塞し、それにより、室内蒸発器１２２を通過後の送風空気の全流量が暖房通路１２ａを通過するようにする。
【００４３】
以上のように、暖房モードでは、圧縮機１４で圧縮した高温高圧の冷媒が室内凝縮器１２３に流入し、その高温高圧の冷媒が有する熱を室内凝縮器１２３にて送風空気に放熱させると共にヒータコア１２４にその送風空気を加熱させる。このように加熱された送風空気を車室内へ吹き出させることで、車室内の暖房を実現する。
【００４４】
次に、車両用空調装置１０の除湿暖房モードに関して説明する。車室内の湿度が高くなると窓ガラスが曇るため、車室内の除湿を行う必要がある。そして暖房中に湿度が高くなった場合には除湿と暖房とを並行して行わなければならない。そこで、除湿と暖房とを並行して行うために除湿暖房モードが選択される。
【００４５】
車両用空調装置１０の除湿暖房モードにおいて、上記電子制御装置は、上記暖房モードと同様に、電磁開閉弁２０を開状態として第２冷媒通路１１２を開く。また、膨張弁１６の開度を目標開度に制御して、その膨張弁１６を、室内凝縮器１２３から流出した冷媒を減圧してから室外熱交換器１８へ流す絞り状態とする。また、統合弁３０の第２流量制御部３０２を上記表１に示すように全閉状態にして、それにより室外熱交換器１８から室内蒸発器１２２への冷媒の流入を阻止する。その一方で、上記暖房モードとは異なり、除湿のために、統合弁３０の第１流量制御部３０１を開弁してその絞り開度を調節し、それにより第４冷媒通路１１４を開く。そして、室内凝縮器１２３から流出した冷媒を減圧し、その減圧されて低温になった冷媒を室内蒸発器１２２へ流入させる。
【００４６】
これらの弁操作により、除湿暖房モードにおいて冷凍サイクル１１では、図３の矢印ＡＲｄｈのように冷媒が循環する除湿暖房循環経路が成立させられる。図３は、除湿暖房モード時の冷媒流れを図１に追記した図である。この図３の矢印ＡＲｄｈで示される除湿暖房循環経路では、圧縮機１４から吐出された冷媒は室内凝縮器１２３へ流れ、その室内凝縮器１２３から膨張弁１６、室外熱交換器１８、電磁開閉弁２０、気液分離器２４の順に流れると共に、室内凝縮器１２３から統合弁３０の第１流量制御部３０１、室内蒸発器１２２、蒸発圧力制御弁２２、気液分離器２４の順に流れ、更に、気液分離器２４で合流した冷媒が気液分離器２４から圧縮機１４に戻る。
【００４７】
この除湿暖房循環経路では、室外熱交換器１８は、上述の暖房循環経路と同様に吸熱側熱交換器として機能する。また、除湿暖房モードでは、上記電子制御装置は、車室内へ吹き出される空気の温度調節のために、エアミックスドア１２５の回動位置を調節する。
【００４８】
以上のように、除湿暖房モードでは、暖房モードと同様に、圧縮機１４で圧縮した高温高圧の冷媒が室内凝縮器１２３に流れ、送風機１２１からの送風空気がその室内凝縮器１２３およびヒータコア１２４へエアミックスドア１２５によって導かれる。そして、その室内凝縮器１２３およびヒータコア１２４で加熱された送風空気が車室内へ吹き出されることで、車室内の暖房が実現される。更に、車室内の除湿のために、室内凝縮器１２３から流出した冷媒が統合弁３０の第１流量制御部３０１にて減圧され、その減圧されて低温になった冷媒が室内蒸発器１２２へ流入させられる。そして、車室内空調ユニット１２内にて送風空気がその室内蒸発器１２２を通過する。これにより、送風空気に含まれる水蒸気が室内蒸発器１２２の表面で結露するため、室内蒸発器１２２通過後の送風空気は、その送風空気に含まれる水蒸気量の割合が低い状態になる。これで除湿が行われる。
【００４９】
次に、車両用空調装置１０の冷房モードに関して説明する。車両用空調装置１０の冷房モードにおいて、上記電子制御装置は、上記暖房モードと同様に、統合弁３０の第１流量制御部３０１を上記表１に示すように全閉状態にする。その一方で、上記暖房モードとは異なり、膨張弁１６を最大開度にする全開状態とする。膨張弁１６は全開状態になると、冷媒を減圧せずに又は殆ど減圧せずに流す。また、電磁開閉弁２０を閉状態として第２冷媒通路１１２を遮断する。また、上記表１に示すように統合弁３０の第２流量制御部３０２を開弁してその絞り開度を調節し、それにより第３冷媒通路１１３を開く。
【００５０】
これらの弁操作により、冷房モードにおいて冷凍サイクル１１では、図４の矢印ＡＲｃのように冷媒が循環する冷房循環経路が成立させられる。図４は、冷房モード時の冷媒流れを図１に追記した図である。この図４の矢印ＡＲｃで示される冷房循環経路では、圧縮機１４から吐出された冷媒は、室内凝縮器１２３、膨張弁１６、室外熱交換器１８、統合弁３０の第２流量制御部３０２、室内蒸発器１２２、蒸発圧力制御弁２２、気液分離器２４の順に流れて圧縮機１４に戻る。この冷房循環経路では、第２冷媒通路１１２が遮断されているので、蒸発圧力制御弁２２は、室内蒸発器１２２からの冷媒を殆ど減圧せずに気液分離器２４へ流す。
【００５１】
この冷房循環経路では、室外熱交換器１８は、その室外熱交換器１８内へ流入した冷媒の熱を外気へ放熱させる放熱側熱交換器として機能する。また、冷房モードでは、上記電子制御装置は、エアミックスドア１２５により暖房通路１２ａを閉塞し、それにより、室内蒸発器１２２を通過後の送風空気の全流量がバイパス通路１２ｂへ流れることになる。そして、暖房通路１２ａに送風空気が流れないので、室内凝縮器１２３に流入した冷媒は殆ど送風空気と熱交換することなく、室内凝縮器１２３から流出する。
【００５２】
以上のように、冷房モードでは矢印ＡＲｃのように冷媒が循環するので、圧縮機１４で圧縮した高温高圧の冷媒は室外熱交換器１８で冷却され、その冷却された冷媒は統合弁３０の第２流量制御部３０２へ流れその第２流量制御部３０２で減圧される。そして、その減圧された低温低圧の冷媒は室内蒸発器１２２へ流入する。また、車室内空調ユニット１２内にて、送風機１２１からの送風空気がその室内蒸発器１２２を通過する。これにより、送風機１２１からの送風空気が室内蒸発器１２２で冷却されてから車室内へ吹き出され、車室内の冷房が行われる。
【００５３】
次に、統合弁３０の具体的構成に関して図５を用いて説明する。図５は、統合弁３０の中心軸である弁軸心ＣＬ１を含む断面で統合弁３０を切断した断面図であって、統合弁３０の構成を示す図である。図５に示すように、統合弁３０は、ボデー部３２、第１弁体３４、第１バネ３６、第２弁体３８、第２バネ４０、プッシュロッド４２、およびアクチュエータ４４等を備えている。
【００５４】
ボデー部３２は、第１通路形成部３２１と第２通路形成部３２２と連結部３２３とから構成されている。ボデー部３２では、第１通路形成部３２１、連結部３２３、第２通路形成部３２２の順で、それらが、一軸心である弁軸心ＣＬ１の軸方向ＤＲ１に並んで配置されている。すなわち、連結部３２３に対し軸方向ＤＲ１の一方には第１通路形成部３２１が配置され、連結部３２３に対し軸方向ＤＲ１の他方には第２通路形成部３２２が配置されている。また、ボデー部３２の内部には冷媒が流れるので、連結部３２３は、第１通路形成部３２１と第２通路形成部３２２との両方に対して気密に接合されている。
【００５５】
第１通路形成部３２１は、金属を切削したブロック状を成しており、第１通路形成部３２１には、第１流入口３０ａと第１減圧通路３２１ｂとが形成されている。第１流入口３０ａは、弁軸心ＣＬ１に対して直交する横方向ＤＲ２に向けて開口している。第１流入口３０ａには、第４冷媒通路１１４（図１参照）が管継手等により連結され、冷凍サイクル１１を循環する冷媒、詳細には室内凝縮器１２３から流出した冷媒が矢印ＡＲ１ｉｎのように流入する。
【００５６】
第１減圧通路３２１ｂは、第１流入口３０ａに接続されており、弁軸心ＣＬ１の軸方向ＤＲ１すなわち弁軸心方向ＤＲ１に開口している。詳細には、弁軸心方向ＤＲ１の他方に向けて開口している。第１減圧通路３２１ｂは弁軸心ＣＬ１を中心として形成されている。そして、第１減圧通路３２１ｂは、冷媒流れを絞る通路であり、第１流入口３０ａから流入した冷媒を減圧膨張させて第１通路形成部３２１から流出させる。この第１通路形成部３２１から流出した冷媒は、矢印ＦＷ１のように、連結部３２３内および第２通路形成部３２２内を通って流出口３０ｃへ流れる。
【００５７】
第１弁体３４は、第１通路形成部３２１内に収容され、第１流入口３０ａと第１減圧通路３２１ｂとをつなぐ通路に設けられている。第１弁体３４は、軸状の部材で構成され、その第１弁体３４の中心が弁軸心ＣＬ１に一致するように配置されている。要するに、第１弁体３４は弁軸心ＣＬ１上に配置されている。第１弁体３４は、第１通路形成部３２１内において第１通路形成部３２１にガイドされ、弁軸心方向ＤＲ１に移動可能とされている。
【００５８】
第１弁体３４は、弁軸心方向ＤＲ１の他方側ほど細くなる先細のテーパ面３４ａと、第１弁体３４の上記他方側の先端を構成し弁軸心方向ＤＲ１の他方側を向いた先端面３４ｂ（図８参照）とを有している。第１弁体３４は、第１減圧通路３２１ｂを弁軸心方向ＤＲ１の一方側から開閉する。
【００５９】
詳細には、第１弁体３４のテーパ面３４ａが第１減圧通路３２１ｂの端縁３２１ｃに突き当たることにより、第１減圧通路３２１ｂは閉塞される。その一方で、第１弁体３４のテーパ面３４ａが第１減圧通路３２１ｂの端縁３２１ｃから弁軸心方向ＤＲ１の一方へ離れるほど、第１減圧通路３２１ｂの開度は大きくなる。すなわち、第１減圧通路３２１ｂの通路断面積が大きくなる。その第１減圧通路３２１ｂの通路断面積とは、冷媒流れに直交する断面の面積であって、詳細には、第１減圧通路３２１ｂの端縁３２１ｃ位置において冷媒が流れるのに有効な通路断面積である。
【００６０】
第１バネ３６は、第１減圧通路３２１ｂを閉塞するように第１弁体３４を付勢する第１付勢部であり、第１弁体３４を弁軸心方向ＤＲ１の一方から他方へ付勢する。すなわち、第１バネ３６は、第１弁体３４を弁軸心方向ＤＲ１において、第２通路形成部３２２内に収容された第２弁体３８側へ付勢する。第１バネ３６は、例えばコイルバネで構成されており、第１通路形成部３２１内に収容されている。第１バネ３６は、第１弁体３４が第１減圧通路３２１ｂを閉塞している状態にある場合に、第１通路形成部３２１内において最も延びた状態になるが、その状態でも、弁軸心方向ＤＲ１の他方へ第１弁体３４を押す付勢力を備えている。第１減圧通路３２１ｂが確実に閉塞されるようにするためである。
【００６１】
ボデー部３２の第２通路形成部３２２は、金属を切削したブロック状を成しており、第２通路形成部３２２には、第２流入口３０ｂと流出口３０ｃと第２減圧通路３２２ｂと出口通路３２２ｄと中間通路３２２ｅとが形成されている。
【００６２】
第２流入口３０ｂは、第１流入口３０ａと同じ方向を向いて開口している。第２流入口３０ｂには、第３冷媒通路１１３（図１参照）が管継手等により連結され、冷凍サイクル１１を循環する冷媒、詳細には室外熱交換器１８から流出した冷媒が矢印ＡＲ２ｉｎのように流入する。
【００６３】
流出口３０ｃは、冷媒が流出する出口であり、弁軸心ＣＬ１に対する横方向ＤＲ２において第２流入口３０ｂとは反対向きに開口している。そのため、流出口３０ｃは、弁軸心ＣＬ１に対し横方向ＤＲ２へずれて配置されている。流出口３０ｃには、流出口３０ｃと室内蒸発器１２２の冷媒入口１２２ａ（図１参照）とをつなぐ配管が管継手等により連結されている。そして、冷媒が矢印ＡＲｏｕｔのように流出口３０ｃから室内蒸発器１２２の冷媒入口１２２ａへと流出する。
【００６４】
出口通路３２２ｄは、第２減圧通路３２２ｂと流出口３０ｃとをつなぐ冷媒通路である。出口通路３２２ｄは、流出口３０ｃから横方向ＤＲ２へ延びるように形成され、流出口３０ｃに対する反対側へは貫通しておらず止まり穴となっている。
【００６５】
中間通路３２２ｅは、出口通路３２２ｄに接続されており、弁軸心方向ＤＲ１の一方に向けて開口している。これにより、第１減圧通路３２１ｂから流出した冷媒は連結部３２３内を経て中間通路３２２ｅへ流入し、中間通路３２２ｅは、その流入した冷媒を出口通路３２２ｄへ流す。また、中間通路３２２ｅは、流出口３０ｃに対し弁軸心ＣＬ１を挟んだ反対側に配置されている。
【００６６】
第２減圧通路３２２ｂは、第２流入口３０ａと出口通路３２２ｄとの間に形成されている。第２減圧通路３２２ｂは弁軸心ＣＬ１を中心として形成されている。そして、第２減圧通路３２２ｂは、冷媒流れを絞る通路であり、第２流入口３０ｂから流入した冷媒を減圧膨張させて出口通路３２２ｄへ流す。その出口通路３２２ｄへ流れた冷媒は流出口３０ｃへ流れ、流出口３０ｃから室内蒸発器１２２の冷媒入口１２２ａ（図１参照）へと流れる。
【００６７】
第２弁体３８は、第２通路形成部３２２内に収容され、第２流入口３０ｂと第２減圧通路３２２ｂとをつなぐ通路に設けられている。第２弁体３８は、軸状の部材で構成され、その第２弁体３８の中心が弁軸心ＣＬ１に一致するように配置されている。要するに、第２弁体３８は弁軸心ＣＬ１上に配置されている。第２弁体３８は、第２通路形成部３２２内において第２通路形成部３２２にガイドされ、弁軸心方向ＤＲ１に移動可能とされている。
【００６８】
第２弁体３８は、弁軸心方向ＤＲ１の一方側ほど細くなる先細のテーパ面３８ａと、第２弁体３８の上記一方側の先端を構成し弁軸心方向ＤＲ１の一方側を向いた先端面３８ｂとを有している。第２弁体３８は、第２減圧通路３２２ｂを弁軸心方向ＤＲ１の他方側から開閉する。
【００６９】
詳細には、第２弁体３８のテーパ面３８ａが第２減圧通路３２２ｂの端縁３２２ｃに突き当たることにより、第２減圧通路３２２ｂは閉塞される。その一方で、第２弁体３８のテーパ面３８ａが第２減圧通路３２２ｂの端縁３２２ｃから弁軸心方向ＤＲ１の他方へ離れるほど、第２減圧通路３２２ｂの開度は大きくなる。すなわち、第２減圧通路３２２ｂの通路断面積が大きくなる。その第２減圧通路３２２ｂの通路断面積とは、冷媒流れに直交する断面の面積であって、詳細には、第２減圧通路３２２ｂの端縁３２２ｃ位置において冷媒が流れるのに有効な通路断面積である。
【００７０】
また、第２減圧通路３２２ｂの直径は第１減圧通路３２１ｂの直径よりも大きい。すなわち、第２減圧通路３２２ｂは、その第２減圧通路３２２ｂの最大の通路断面積が第１減圧通路３２１ｂの最大の通路断面積よりも大きくなるように形成されている。
【００７１】
第２バネ４０は、第２減圧通路３２２ｂを閉塞するように第２弁体３８を付勢する第２付勢部であり、第２弁体３８を弁軸心方向ＤＲ１の他方から一方へ付勢する。すなわち、第２バネ４０は、第２弁体３８を弁軸心方向ＤＲ１において第１弁体３４側へ付勢する。第２バネ４０は、例えばコイルバネで構成されており、第２通路形成部３２２内に収容されている。第２バネ４０は、第２弁体３８が第２減圧通路３２２ｂを閉塞している状態にある場合に、第２通路形成部３２２内において最も延びた状態になるが、その状態でも、弁軸心方向ＤＲ１の一方へ第２弁体３８を押す付勢力を備えている。第２減圧通路３２２ｂが確実に閉塞されるようにするためである。
【００７２】
ボデー部３２の連結部３２３は、第１通路形成部３２１と第２通路形成部３２２との間に介装され、その第１通路形成部３２１と第２通路形成部３２２とを連結している。連結部３２３は、図５および図６に示すように、薄肉厚の円筒形状を成し、連結部３２３の中心が弁軸心ＣＬ１に一致するように形成されている。例えば、連結部３２３は、オーステナイト系ステンレスのような非磁性の金属板で構成されている。図６は、図５のVI−VI断面図である。
【００７３】
図５に示すように、連結部３２３は、弁軸心方向ＤＲ１の一方において第１通路形成部３２１に接合され、弁軸心方向ＤＲ１の他方において第２通路形成部３２２に接合されている。これにより、連結部３２３の内部空間３２３ａは、第１減圧通路３２１ｂおよび中間通路３２２ｅ以外へは連通していない気密空間となっている。
【００７４】
プッシュロッド４２は、弁軸心方向ＤＲ１へ移動することにより第１弁体３４および第２弁体３８を作動させる弁作動部として機能するものである。プッシュロッド４２は、弁軸心方向ＤＲ１に延びるように形成された棒状の部材から構成されており、プッシュロッド４２の中心が弁軸心ＣＬ１に一致するように配置されている。
【００７５】
プッシュロッド４２は、弁軸心方向ＤＲ１において第１弁体３４の先端面３４ｂ（図８参照）と第２弁体３８の先端面３８ｂとの間に配設されている。そして、プッシュロッド４２は、弁軸心方向ＤＲ１の一方には、第１弁体３４の先端面３４ｂに対向するロッド一端面４２１（図８参照）を有すると共に、弁軸心方向ＤＲ１の他方には、第２弁体３８の先端面３８ｂに対向するロッド他端面４２２を有している。そのロッド一端面４２１は、第１バネ３６に対抗して第１弁体３４を押す一端部であり、ロッド他端面４２２は、第２バネ４０に対抗して第２弁体３８を押す他端部である。
【００７６】
従って、第１弁体３４の先端面３４ｂ（図８参照）は、ロッド一端面４２１に押される第１被押圧部として機能し、第２弁体３８の先端面３８ｂは、ロッド他端面４２２に押される第２被押圧部として機能する。
【００７７】
そして、プッシュロッド４２は、弁軸心方向ＤＲ１の一方へ移動するほど、第１バネ３６に対抗して第１減圧通路３２１ｂの開度を増大させるように第１弁体３４を作動させる。逆に、プッシュロッド４２は、弁軸心方向ＤＲ１の他方へ移動するほど、第２バネ４０に対抗して第２減圧通路３２２ｂの開度を増大させるように第２弁体３８を作動させる。第１減圧通路３２１ｂの開度とは第１減圧通路３２１ｂの開き度合いであって、第１弁体３４が弁軸心方向ＤＲ１の一方へ移動するほど大きくなり、例えば第１弁体３４が第１減圧通路３２１ｂの端縁３２１ｃに突き当たっている状態では開度は零である。このことは第２減圧通路３２２ｂの開度に関しても同様である。
【００７８】
また、プッシュロッド４２のロッド一端面４２１（図８参照）およびロッド他端面４２２は何れも弁軸心ＣＬ１上に配置されている。ロッド一端面４２１が弁軸心ＣＬ１上に配置されていることとは、例えばそのロッド一端面４２１が占める範囲内でロッド一端面４２１と弁軸心ＣＬ１とが交差しているということである。このことはロッド他端面４２２に関しても同様である。
【００７９】
アクチュエータ４４は、プッシュロッド４２を弁軸心方向ＤＲ１へ移動させる駆動源であり、電動モータとしての構造を含んで構成されている。アクチュエータ４４は、ネジ軸部４４１とモータロータ４４２とモータステータ４４３とから構成されている。
【００８０】
ネジ軸部４４１は、弁軸心方向ＤＲ１に延びた筒形状を成す筒状部であり、ボデー部３２の連結部３２３内に設けられている。ネジ軸部４４１は、第２通路形成部３２２に一体的に固定された固定部４４１ａを、弁軸心方向ＤＲ１の他方側に備えている。
【００８１】
ネジ軸部４４１は、そのネジ軸部４４１の外周側に形成された雄ネジ４４１ｂを有している。また、ネジ軸部４４１の内周側には、弁軸心方向ＤＲ１に貫通した貫通孔４４１ｃが形成されている。ネジ軸部４４１の雄ネジ４４１ｂおよび貫通孔４４１ｃは何れも、それらの中心が弁軸心ＣＬ１に一致するように設けられている。
【００８２】
また、ネジ軸部４４１の貫通孔４４１ｃにはプッシュロッド４２が嵌入されており、そのプッシュロッド４２は、ネジ軸部４４１に対して弁軸心方向ＤＲ１に相対移動可能で且つ弁軸心ＣＬ１を中心に回転可能に支持されている。
【００８３】
アクチュエータ４４のモータロータ４４２は、電動モータのロータとして機能するものであるので、フェライトやネオジム等の永久磁石を含んで構成されている。モータロータ４４２は、ボデー部３２の連結部３２３内に設けられている。
【００８４】
モータロータ４４２は、図５および図６に示すように、そのモータロータ４４２の中心が弁軸心ＣＬ１に一致するように設けられた円柱状の形状を成している。モータロータ４４２の内周側には貫通孔が形成され、そのモータロータ４４２の内周側には、プッシュロッド４２が貫通するように配置されている。
【００８５】
また、図５に示すように、モータロータ４４２は、モータロータ４４２の内周側に形成された雌ネジ４４２ａを有している。そして、このモータロータ４４２の雌ネジ４４２ａはネジ軸部４４１の雄ネジ４４１ｂに螺合されており、これにより、その雌ネジ４４２ａおよび雄ネジ４４１ｂはネジ機構を構成している。そのため、モータロータ４４２は、弁軸心ＣＬ１を中心として回転させられると、その回転に伴い上記ネジ機構により弁軸心方向ＤＲ１へ移動させられる。
【００８６】
また、モータロータ４４２は、弁軸心方向ＤＲ１の一方側においてプッシュロッド４２に対し弁軸心方向ＤＲ１へ相対移動不能に連結されている。例えば、モータロータ４４２へプッシュロッド４２が圧入されることにより、プッシュロッド４２がモータロータ４４２に固定されている。
【００８７】
図５に示すように、第１通路形成部３２１の第１減圧通路３２１ｂは、モータロータ４４２に対して弁軸心方向ＤＲ１の一方に配置され、第２通路形成部３２２の第２減圧通路３２２ｂおよび流出口３０は、モータロータ４４２に対して弁軸心方向ＤＲ１の他方に配置されている。そのため、第１減圧通路３２１ｂから流出した冷媒は、モータロータ４４２を挟んで弁軸心方向ＤＲ１の一方から他方へ流れる必要があるので、モータロータ４４２には、冷媒を流すロータ通路４４２ｂが形成されている。
【００８８】
すなわち、このロータ通路４４２ｂは、第１減圧通路３２１ｂから流出した冷媒をモータロータ４４２に対する弁軸心方向ＤＲ１の一方から他方へ流す冷媒通路である。従って、その第１減圧通路３２１ｂからの冷媒はロータ通路４４２ｂを通って第２通路形成部３２２の中間通路３２２ｅへ流入し、その中間通路３２２ｅは、ロータ通路４４２ｂからの冷媒を、流出口３０ｃにつながる出口通路３２２ｄへと流入させる。具体的にモータロータ４４２のロータ通路４４２ｂは、図５および図６に示すように、弁軸心方向ＤＲ１に貫通した孔であり、弁軸心ＣＬ１を中心とした周方向に並んで複数設けられている。
【００８９】
アクチュエータ４４のモータステータ４４３は、ボデー部３２の連結部３２３に対してその外側に固定されており、弁軸心ＣＬ１を中心としてモータロータ４４２の周りに配置されている。モータステータ４４３は、電動モータのステータとして機能するものであるので、磁性体である電磁鉄鋼材等で作られたステータコアと、そのステータコアに巻き付けられた巻線とから構成されている。
【００９０】
モータステータ４４３は、通電されることにより回転磁界を発生し、磁力によってモータロータ４４２を回転させる。或いは、磁力によってモータロータ４４２の回転位置を保持する。
【００９１】
このように構成された統合弁３０では、プッシュロッド４２は、モータステータ４４３への通電により、モータロータ４４２と共に回転させられつつ弁軸心方向ＤＲ１へ移動させられる。
【００９２】
そして、図１に示す統合弁３０の第１流量制御部３０１は、ボデー部３２の第１通路形成部３２１、連結部３２３、第１弁体３４、第１バネ３６、プッシュロッド４２、およびアクチュエータ４４から構成されている。その一方で、第２流量制御部３０２は、ボデー部３２の第２通路形成部３２２、連結部３２３、第２弁体３８、第２バネ４０、プッシュロッド４２、およびアクチュエータ４４から構成されている。
【００９３】
従って、プッシュロッド４２、アクチュエータ４４、およびボデー部３２の連結部３２３は、第１流量制御部３０１と第２流量制御部３０２とで共用されている。そして、第１流量制御部３０１の開度とは、詳細に言えば、第１通路形成部３２１に形成された第１減圧通路３２１ｂの開度であり、第２流量制御部３０２の開度とは、第２通路形成部３２２に形成された第２減圧通路３２２ｂの開度である。
【００９４】
また、統合弁３０では、プッシュロッド４２は、弁軸心方向ＤＲ１において直列に並ぶ３つの動作範囲の何れか１つの範囲すなわち第１〜第３動作範囲の何れか１つの範囲に入る。
【００９５】
そのプッシュロッド４２の第１動作範囲は、第１弁体３４に第１減圧通路３２１ｂを開かせ且つ第２弁体３８に第２減圧通路３２２ｂを閉塞させる動作範囲である。例えば、プッシュロッド４２が第１動作範囲に入っている場合には統合弁３０は図５のような状態になり、第１流入口３０ａから流入した冷媒は矢印ＦＷ１のようにボデー部３２内を流れて流出口３０ｃへ向かう。そして、車両用空調装置１０の除湿暖房モードでは、プッシュロッド４２は第１動作範囲に入り、その第１動作範囲において第１減圧通路３２１ｂの開度を調節する。
【００９６】
プッシュロッド４２の第２動作範囲は、第１弁体３４に第１減圧通路３２１ｂを閉塞させ且つ第２弁体３８に第２減圧通路３２２ｂを閉塞させる動作範囲である。例えば、プッシュロッド４２が第２動作範囲に入っている場合には統合弁３０は図７のような状態になる。そして、車両用空調装置１０の暖房モードでは、プッシュロッド４２は第２動作範囲に入る。図７は、プッシュロッド４２が第２動作範囲に入っている場合における統合弁３０の状態を示した図であって、図５と同様の断面図である。
【００９７】
プッシュロッド４２の第３動作範囲は、第１弁体３４に第１減圧通路３２１ｂを閉塞させ且つ第２弁体３８に第２減圧通路３２２ｂを開かせる動作範囲である。例えば、プッシュロッド４２が第３動作範囲に入っている場合には統合弁３０は図８のような状態になり、第２流入口３０ｂから流入した冷媒は矢印ＦＷ３のようにボデー部３２内を流れて流出口３０ｃへ向かう。そして、車両用空調装置１０の冷房モードでは、プッシュロッド４２は第３動作範囲に入り、その第３動作範囲において第２減圧通路３２２ｂの開度を調節する。図８は、プッシュロッド４２が第３動作範囲に入っている場合における統合弁３０の状態を示した図であって、図５と同様の断面図である。
【００９８】
そして、プッシュロッド４２は、図５、図７、および図８から判るように、弁軸心方向ＤＲ１の一方から他方へ移動することに伴って順番に、第１動作範囲、第２動作範囲、第３動作範囲に入る。すなわち、プッシュロッド４２は、第２動作範囲に入っているときに、弁軸心方向ＤＲ１の他方へ移動することで第２動作範囲から第３動作範囲へ移り、逆に、弁軸心方向ＤＲ１の一方へ移動することで第２動作範囲から第１動作範囲へ移る。そのため、図７に示すように、弁軸心方向ＤＲ１におけるプッシュロッド４２のロッド一端面４２１からロッド他端面４２２までのロッド長さＬＮｒｄは、プッシュロッド４２が第２動作範囲に入っているときに第１弁体３４の先端面３４ｂと第２弁体３８の先端面３８ｂとの間に生じる弁軸心方向ＤＲ１の間隔ＤＳｖすなわち閉塞時弁間隔ＤＳｖよりも短くなっている。これにより、プッシュロッド４２は、第１減圧通路３２１ｂと第２減圧通路３２２ｂとを同時に開くことがない。
【００９９】
上述したように、本実施形態によれば、アクチュエータ４４はプッシュロッド４２を弁軸心方向ＤＲ１へ移動させ、そのプッシュロッド４２は、弁軸心方向ＤＲ１の一方から他方へ移動することに伴って順番に、第１動作範囲、第２動作範囲、第３動作範囲に入る。そして、プッシュロッド４２は、第１動作範囲では、第１弁体３４に第１減圧通路３２１ｂを開かせ且つ第２弁体３８に第２減圧通路３２２ｂを閉塞させる。また、第２動作範囲では、第１弁体３４に第１減圧通路３２１ｂを閉塞させ且つ第２弁体３８に第２減圧通路３２２ｂを閉塞させる。また、第３動作範囲では、第１弁体３４に第１減圧通路３２１ｂを閉塞させ且つ第２弁体３８に第２減圧通路３２２ｂを開かせる。従って、第１減圧通路３２１ｂと第２減圧通路３２２ｂとの一方を閉塞し他方を開くことを、共通のアクチュエータ４４およびプッシュロッド４２で行うことができる。そして、２つの減圧通路３２１ｂ、３２２ｂのうち開弁された他方の減圧通路では、その他方の減圧通路の開度調節を行うことができる。従って、統合弁３０は、冷媒の流通経路を切り替える機能と、冷媒を減圧膨張させる機能とを併せ持つ装置として、コンパクト化を図ることが容易なものである。
【０１００】
また、本実施形態によれば、第１弁体３４および第２弁体３８がプッシュロッド４２に押されていない場合すなわちプッシュロッド４２が第２動作範囲に位置している場合には、第１弁体３４は第１バネ３６によって第１減圧通路３２１ｂの端縁３２１ｃに押し付けられ第１減圧通路３２１ｂを塞ぐ。それと同時に、第２弁体３８は第２バネ４０によって第２減圧通路３２２ｂの端縁３２２ｃに押し付けられ第２減圧通路３２２ｂを塞ぐ。
【０１０１】
そして、モータロータ４４２が、プッシュロッド４２が第２動作範囲に位置している状態から回転させられると、そのモータロータ４４２の回転はネジ軸部４４１によってプッシュロッド４２の直動に変換され、プッシュロッド４２で２つの弁体３４、３８の一方をバネ３６、４０に対抗する方向へ押すことができる。これにより、２つの減圧通路３２１ｂ、３２２ｂの一方を連通させつつ他方を閉塞したままにすることができる。
【０１０２】
また、本実施形態によれば、プッシュロッド４２の直動量をモータロータ４４２の回転回数で精密に制御できるので、２つの減圧通路３２１ｂ、３２２ｂの開度をそれぞれ、全閉から全開までの間で細かく制御することができる。そして、統合弁３０を、上記表１に記載された車両用空調装置１０の３つの作動モードに応じたそれぞれの状態に択一的に切り替えることができる。
【０１０３】
また、本実施形態によれば、プッシュロッド４２は、弁軸心方向ＤＲ１において第１弁体３４と第２弁体３８との間に配設されている。そして、プッシュロッド４２は、第１バネ３６に対抗して第１弁体３４を押すロッド一端面４２１と、第２バネ４０に対抗して第２弁体３８を押すロッド他端面４２２とを弁軸心ＣＬ１上に有している。従って、プッシュロッド４２を弁軸心方向ＤＲ１へ移動させる向きに応じて、第１減圧通路３２１ｂを開き或いは第２減圧通路３２２ｂを開くことができる。
【０１０４】
また、本実施形態によれば、図７に示すようにプッシュロッド４２のロッド長さＬＮｒｄは閉塞時弁間隔ＤＳｖよりも短いので、プッシュロッド４２を、第１弁体３４に第１減圧通路３２１ｂを閉塞させ且つ第２弁体３８に第２減圧通路３２２ｂを閉塞させるように位置決めすることができる。すなわち、第１減圧通路３２１ｂと第２減圧通路３２２ｂとの両方が同時に開くことがないように統合弁３０を構成することができる。
【０１０５】
また、本実施形態によれば、モータロータ４４２は、その回転に伴いネジ機構によって弁軸心方向ＤＲ１へ移動させられ、プッシュロッド４２は、そのモータロータ４４２に対し弁軸心方向ＤＲ１へ相対移動不能に連結されている。そのため、ネジ機構のリードを小さくすることで、弁軸心方向ＤＲ１においてプッシュロッド４２の位置を精度良く制御することができる。延いては、第１減圧通路３２１ｂの開度および第２減圧通路３２２ｂの開度をそれぞれ、精度良く制御することが可能である。
【０１０６】
また、本実施形態によれば、モータロータ４４２の雌ネジ４４２ａはネジ軸部４４１の雄ネジ４４１ｂに螺合され、プッシュロッド４２はネジ軸部４４１の貫通孔４４１ｃに弁軸心方向ＤＲ１へ相対移動可能に嵌入されている。従って、ネジ軸部４４１は、モータロータ４４２の回転を弁軸心方向ＤＲ１への直動に変換する機能に加えて、プッシュロッド４２およびモータロータ４４２をボデー部３２に対して支持する機能を併せ持つことが可能である。
【０１０７】
また、本実施形態によれば、モータロータ４４２にはロータ通路４４２ｂが形成されており、そのロータ通路４４２ｂは、第１減圧通路３２１ｂから流出した冷媒を弁軸心方向ＤＲ１の一方から他方へ流す。従って、モータロータ４４２によって冷媒流れが絞られることを抑えることが可能である。
【０１０８】
また、本実施形態によれば、図５に示すように、第２通路形成部３２２において中間通路３２２ｅは、流出口３０ｃに対し弁軸心ＣＬ１を挟んだ反対側に配置されているので、第２通路形成部３２２の外形が弁軸心ＣＬ１から流出口３０ｃ側に偏って大きくなることを抑制することが可能である。
【０１０９】
また、本実施形態によれば、第２減圧通路３２２ｂの最大の通路断面積は第１減圧通路３２１ｂの最大の通路断面積よりも大きい。従って、第２減圧通路３２２ｂは第１減圧通路３２１ｂよりも冷媒流量を大きくすることができ、その冷媒流量が大きい側の第２減圧通路３２２ｂから流出口３０ｃへ至るまでの経路に、モータロータ４４２等の冷媒の圧損を生じさせ得るものが配置されないように統合弁３０を構成することができる。
【０１１０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第１実施形態と異なる点を主として説明し、第１実施形態と同一または均等な部分については省略または簡略化して説明する。
【０１１１】
図９は、本実施形態における車両用空調装置１０の全体構成図であって、図１に相当する図である。図９に示すように、本実施形態の車両用空調装置１０は、冷凍サイクル１１がガスインジェクションサイクルであるという点で、前述の第１実施形態と異なっている。そのため、本実施形態の冷凍サイクル１１は、第１実施形態の冷凍サイクル１１に加えて更に、第２気液分離器５２、第２膨張弁５４、および第２電磁開閉弁５６を備えている。なお、本実施形態では、第２膨張弁５４と明確に区別するために膨張弁１６を第１膨張弁１６と称し、第２電磁開閉弁５６と明確に区別するために電磁開閉弁２０を第１電磁開閉弁２０と称し、第２気液分離器５２と明確に区別するために気液分離器２４を第１気液分離器２４と称するものとする。
【０１１２】
本実施形態の圧縮機１４は２段式の圧縮機であり、冷媒吐出口１４ａおよび冷媒吸入口１４ｂに加えて、インジェクションポート１４ｃを備えている。インジェクションポート１４ｃの冷媒圧力は、冷媒吸入口１４ｂの冷媒圧力と冷媒吐出口１４ａの冷媒圧力との間の中間の圧力になる。
【０１１３】
第２気液分離器５２の冷媒入口５２ａには第１冷媒通路１１１が接続されている。すなわち、本実施形態の第１冷媒通路１１１は、室内凝縮器１２３の冷媒出口側を室外熱交換器１８ではなく第２気液分離器５２の冷媒入口５２ａに接続している。従って、この点でも第１実施形態と異なる。
【０１１４】
第２気液分離器５２は、冷媒入口５２ａから流入した気液混合の冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するものである。そして、第２気液分離器５２は、冷媒入口５２ａのほかに液相冷媒出口５２ｂと気相冷媒出口５２ｃとを有している。その液相冷媒出口５２ｂからは分離後の液相冷媒が流出し、気相冷媒出口５２ｃからは分離後の気相冷媒が流出する。
【０１１５】
第２気液分離器５２の液相冷媒出口５２ｂは第２膨張弁５４を介して室外熱交換器１８に接続されている。その第２膨張弁５４は、第１膨張弁１６と同様に構成された電気式の可変絞り機構であり、不図示の電子制御装置から出力される制御信号に従って第２膨張弁５４の絞り開度を増減する。
【０１１６】
また、第２気液分離器５２の気相冷媒出口５２ｃは第２電磁開閉弁５６を介して圧縮機１４のインジェクションポート１４ｃに接続されている。その第２電磁開閉弁５６は、第１電磁開閉弁２０と同様に構成された電磁弁である。第２電磁開閉弁５６は、上記電子制御装置から出力される制御信号に従って、第２気液分離器５２の気相冷媒出口５２ｃとインジェクションポート１４ｃとの間をつなぐ第５冷媒通路１１５を開閉する。
【０１１７】
例えば第２電磁開閉弁５６は、車両用空調装置１０が暖房モードで運転される場合には第５冷媒通路１１５を開放する一方で、車両用空調装置１０が除湿暖房モードまたは冷房モードで運転される場合には第５冷媒通路１１５を遮断する。
【０１１８】
本実施形態でも、統合弁３０は第１実施形態と同様に用いられるので、統合弁３０は第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【０１１９】
（他の実施形態）
（１）上述の各実施形態において、車両用空調装置１０はヒータコア１２４を備えているが、そのヒータコア１２４は設けられていなくても差し支えない。
【０１２０】
（２）上述の各実施形態において、冷凍サイクル１１において統合弁３０は室内蒸発器１２２の冷媒入口１２２ａに接続されているが、冷凍サイクル１１の中で統合弁３０が設けられる箇所はこれに限定されない。
【０１２１】
（３）上述の各実施形態において、統合弁３０の第１流入口３０ａには第４冷媒通路１１４が連結され、第２流入口３０ｂには第３冷媒通路１１３が連結されているが、逆に、第１流入口３０ａには第３冷媒通路１１３が連結され、第２流入口３０ｂには第４冷媒通路１１４が連結されていても差し支えない。
【０１２２】
（４）上述の各実施形態において、統合弁３０のプッシュロッド４２は電動で動作するが、電気以外の他の動力たとえば油圧によって動作しても差し支えない。
【０１２３】
（５）上述の各実施形態において、プッシュロッド４２はモータロータ４４２が回転することにより弁軸心方向ＤＲ１へ移動するが、そのような回転動作を基にして動作する必要はなく、例えば、プッシュロッド４２はソレノイドによって弁軸心方向ＤＲ１へ吸引され、それによりプッシュロッド４２は弁軸心方向ＤＲ１へ移動させられても差し支えない。この場合、モータロータ４４２の雌ネジ４４２ａとネジ軸部４４１の雄ネジ４４１ｂとから成るネジ機構は不要である。
【０１２４】
（６）上述の各実施形態において、統合弁３０は、ハイブリッド車に搭載される車両用空調装置１０に含まれているが、ハイブリッド車に限らず例えば電気自動車用の空調装置に用いられても差し支えない。電気自動車ではエンジンが無いのでヒータコア１２４も無い。更に言えば、統合弁３０は、車両用以外の用途に用いられても差し支えない。
【０１２５】
（７）上述の各実施形態において、車両用空調装置１０は暖房モード、除湿暖房モード、および冷房モードの何れかの作動モードで運転されるが、これらの作動モードに加えて、単なる除湿モードで運転されることがあっても差し支えない。単なる除湿モードでは、車室内の温度を維持するように車室内空調ユニット１２の吹出空気温度が調節される。すなわち、冷房も暖房も行わずに単に車室内の除湿を行う。この単なる除湿モードでは、冷凍サイクル１１の冷媒は、図４に示す冷房循環経路で循環させられる。そして、車室内への吹出空気を冷やさないようにするために、暖房通路１２ａを閉塞する回動位置から少し開いた回動位置へエアミックスドア１２５を回動し、室内蒸発器１２２通過後の送風空気の一部を暖房通路１２ａへ導入する。
【０１２６】
（８）上述の各実施形態において、モータロータ４４２のロータ通路４４２ｂは、モータロータ４４２を貫通する孔であるが、孔に限らず、例えば冷媒が流れる溝であっても差し支えない。
【０１２７】
また、ロータ通路４４２ｂは複数設けられているが、１つであっても差し支えない。
【０１２８】
なお、本発明は上記した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。また、上記各実施形態において、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。また、上記各実施形態において、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るものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、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材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１２９】
３０ａ      第１流入口
３０ｂ      第２流入口
３０ｃ      流出口
３２        ボデー部
３４        第１弁体
３６        第１バネ（第１付勢部）
３８        第２弁体
４０        第２バネ（第２付勢部）
４２        プッシュロッド（弁作動部）
４４        アクチュエータ
３２１ｂ    第１減圧通路
３２２ｂ    第２減圧通路
【図１】
2015218941.tif 000004
【図２】
2015218941.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2015218941.tif 000009
【図７】
2015218941.tif 000010
【図８】
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【図９】
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