(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１流入口（３０ａ）から流入した流体を外部へ流出させる流出口（３０ｃ）に導く第１流体流路（４１１）、および第２流入口（３０ｂ）から流入した流体を前記流出口に導く第２流体流路（４１２）が内部に形成されたハウジング（４０）と、
前記ハウジングにおける前記第１流体流路を形成する部位に形成された第１弁座部（４１１ｃ）に対向配置され、前記第１弁座部に当接する際に前記第１流体流路を閉じ、前記第１弁座部から離間する際に前記第１流体流路を開く第１弁部材（５０）と、
前記ハウジングにおける前記第２流体流路を形成する部位に形成された第２弁座部（４１２ｃ）に対向配置され、前記第２弁座部に当接する際に前記第２流体流路を閉じ、前記第２弁座部から離間する際に前記第２流体流路を開く第２弁部材（６０）と、
前記第２流体流路を閉じた状態で前記第１流体流路を開いて前記第１流体流路を流れる流体の流量を調整する第１弁部材調整領域、前記第１流体流路を閉じた状態で前記第２流体流路を開いて前記第２流体流路を流れる流体の流量を調整する第２弁部材調整領域、前記第１流体流路および前記第２流体流路の双方を閉じる両弁全閉領域となる範囲で、前記第１弁部材および前記第２弁部材を変位させる駆動部（７０）と、を備え、
前記第１弁部材および前記第２弁部材は、前記ハウジングの内部に同軸となるように配置されており、
前記第１流体流路は、前記第１流体流路を全開した際に前記第１流体流路を流れる流体の流量が、前記第２流体流路を全開した際に前記第２流体流路を流れる流体の流量よりも少なくなるように構成されており、
前記第１流体流路のうち、前記第１流入口から前記第１弁座部に至る流路には、前記第１弁部材に対して近接する低クリアランス部（５１５）が設けられており、
前記低クリアランス部は、前記第１弁部材が前記第１弁座部から離れるに伴って前記低クリアランス部の流路長さが短くなると共に、第１弁部材が前記第１弁座部に近づくに伴って前記低クリアランス部の流路長さが長くなるように構成されており、
前記第１弁部材調整領域のうち、流体の流量を所定流量以下に調整する低流量領域となる範囲では、前記低クリアランス部における流体の流通抵抗が、前記第１弁部材と前記第１弁座部との間における流体の流通抵抗によりも小さく、
前記第１弁部材調整領域のうち、流体の流量を前記所定流量より多い流量に調整する高流量領域となる範囲では、前記低クリアランス部における流体の流通抵抗が、前記第１弁部材と前記第１弁座部との間における流体の流通抵抗によりも大きくなっている電動式流量制御弁。
【請求項２】
前記第１弁部材は、前記第１弁座部に接触するシール部（５１１ｃ）が球面状の形状となっていることを特徴とする請求項１に記載の電動式流量制御弁。
【請求項３】
前記第１弁部材は、前記第１弁座部に接触するシール部（５１１ｄ）が平坦状の形状となっており、
前記第１弁座部は、前記第１弁部材のシール部に対応する部位が平坦状の形状となっている請求項１に記載の電動式流量制御弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの流入口および１つの流出口を有し、一方の流入口から流入した流体の流量を制御する電動式流量制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の流量制御弁として、２つの流入路から流出路に臨む開口部に、対向する２つの弁体を設け、電気的駆動装置によりスラスト方向に駆動する弁軸によって、各弁体を単独で変位させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１に記載の流量制御弁は、電気的駆動装置としてギアードモータを用いると共に、弁軸とハウジング側に固定したプラグにネジ部を構成し、ギアードモータの正逆回転を２つの歯車を介して弁軸を回転しつつスラスト駆動させる構成を採用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−２１５２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、本発明者らは、第１流体流路を全開した際に第１流体流路を流れる流体の流量が、第２流体流路を全開した際に第２流体流路を流れる流体の流量よりも少なくなる装置に、各流体流路の絞り開度を２つの弁体で調整する流量制御弁の適用を検討している。
【０００６】
本発明者らが鋭意検討したところ、このような流量制御弁では、第２流体流路よりも第１流体流路の絞り開度の誤差が流量に大きく影響することが判った。
【０００７】
本発明は上記点に鑑みて、流体の流量を微調整することが可能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】
【０００８】
本発明は、電動式流量制御弁を対象としている。
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、
第１流入口（３０ａ）から流入した流体を外部へ流出させる流出口（３０ｃ）に導く第１流体流路（４１１）、および第２流入口（３０ｂ）から流入した流体を流出口に導く第２流体流路（４１２）が内部に形成されたハウジング（４０）と、
ハウジングにおける第１流体流路を形成する部位に形成された第１弁座部（４１１ｃ）に対向配置され、第１弁座部に当接する際に第１流体流路を閉じ、第１弁座部から離間する際に第１流体流路を開く第１弁部材（５０）と、
ハウジングにおける第２流体流路を形成する部位に形成された第２弁座部（４１２ｃ）に対向配置され、第２弁座部に当接する際に第２流体流路を閉じ、第２弁座部から離間する際に第２流体流路を開く第２弁部材（６０）と、
第２流体流路を閉じた状態で第１流体流路を開いて第１流体流路を流れる流体の流量を調整する第１弁部材調整領域、第１流体流路を閉じた状態で第２流体流路を開いて第２流体流路を流れる流体の流量を調整する第２弁部材調整領域、第１流体流路および第２流体流路の双方を閉じる両弁全閉領域となる範囲で、第１弁部材および第２弁部材を変位させる駆動部（７０）と、を備える。
【００１０】
第１弁部材および第２弁部材は、ハウジングの内部に同軸となるように配置されている。
【００１１】
第１流体流路は、第１流体流路を全開した際に第１流体流路を流れる流体の流量が、第２流体流路を全開した際に第２流体流路を流れる流体の流量よりも少なくなるように構成されている。そして、第１流体流路のうち、第１流入口から第１弁座部に至る流路には、第１弁部材に対して近接する低クリアランス部（５１５）が設けられている。この低クリアランス部は、第１弁部材が第１弁座部から離れるに伴って低クリアランス部の流路長さが短くなると共に、第１弁部材が第１弁座部に近づくに伴って低クリアランス部の流路長さが長くなるように構成されている。
【００１２】
そして、第１弁部材調整領域のうち、流体の流量を所定流量以下に調整する低流量領域となる範囲では、低クリアランス部における流体の流通抵抗が、第１弁部材と第１弁座部との間における流体の流通抵抗によりも小さくなっている。また、第１弁部材調整領域のうち、流体の流量を所定流量より多い流量に調整する高流量領域となる範囲では、低クリアランス部における流体の流通抵抗が、第１弁部材と第１弁座部との間における流体の流通抵抗よりも大きくなっている。
【００１３】
これによれば、第１弁部材と第１弁座部との間だけでは、冷媒の流量調整が困難となる場合であっても、低クリアランス部にて冷媒の流量を微調整することが可能となる。
【００１４】
従って、本発明の電動式流量制御弁によれば、第１流体流路における冷媒の流量調整を高精度に実施することが可能となる。
【００１５】
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】
【００１６】
【図１】第１実施形態に係る統合弁を適用した車両用空調装置の全体構成図である。
【図２】冷凍サイクルにおける暖房運転時の冷媒の流れを示す車両用空調装置の全体構成図である。
【図３】冷凍サイクルにおける除湿暖房運転時の冷媒の流れを示す車両用空調装置の全体構成図である。
【図４】冷凍サイクルにおける冷房運転時の冷媒の流れを示す車両用空調装置の全体構成図である。
【図５】第１実施形態に係る統合弁の各運転モードにおける各流量調整部の作動を示す図である。
【図６】第１実施形態に係る統合弁の軸方向の断面図である。
【図７】第１実施形態に係る統合弁の要部を示す軸方向の断面図である。
【図８】図６のVIII−VIII断面図である。
【図９】第１実施形態に係る統合弁の電動モータの回転角度に対するロッドの移動量を示す図である。
【図１０】統合弁の要部を拡大した断面図である。
【図１１】統合弁の要部を拡大した断面図である。
【図１２】統合弁の要部を拡大した断面図である。
【図１３】第２実施形態に係る統合弁の軸方向の断面図である。
【図１４】図１３に示す統合弁の要部を拡大した断面図である。
【図１５】図１３に示す統合弁の要部を拡大した断面図である。
【図１６】図１３に示す統合弁の要部を拡大した断面図である。
【図１７】第２実施形態に係る統合弁の第１弁部材の変位量と第１流体流路の流量との関係を示す図である。
【図１８】第３実施形態に係る統合弁の軸方向の断面図である。
【図１９】第４実施形態に係る統合弁の電動モータの回転角度に対するロッドの移動量を示す図である。
【図２０】第４実施形態に係る統合弁の軸方向の断面図である。
【図２１】図２０に示す統合弁の要部を拡大した断面図である。
【図２２】第４実施形態に係る統合弁の第１弁部材調整領域における状態を示す断面図である。
【図２３】第４実施形態に係る統合弁の両弁全閉領域における状態を示す断面図である。
【図２４】第４実施形態に係る統合弁の第２弁部材調整領域の低流量領域における状態を示す断面図である。
【図２５】第４実施形態に係る統合弁の第２弁部材調整領域の高流量領域における状態を示す断面図である。
【図２６】第５実施形態に係る統合弁の軸方向の断面図である。
【図２７】図２６に示す統合弁の要部を拡大した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本開示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。
【００１８】
（第１実施形態）
まず、第１実施形態について、図１〜図１２を参照して説明する。本実施形態では、図１に示すように、本開示の電動式流量制御弁である統合弁３０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。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。
【００１９】
ここで、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２０による車室内の暖房用の熱源を確保し難い。
【００２０】
そこで、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２０で車室内の暖房を実施する構成としている。
【００２１】
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、ＨＦＯ系冷媒（例えば、Ｒ１２３４ｙｆ）や二酸化炭素等を採用してもよい。なお、冷媒には圧縮機１１を潤滑するための冷凍機油（潤滑油）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内を循環している。
【００２２】
冷凍サイクル１０は、冷媒の流路を切り替えることで、車室内を暖房する暖房運転時の冷媒回路、車室内を除湿しながら暖房する除湿暖房運転時の冷媒回路、車室内を冷房する冷房運転時の冷媒回路に設定可能に構成されている。
【００２３】
ここで、図２は、暖房運転時の冷媒回路に切り替えた際の冷凍サイクル１０を示している。また、図３は、除湿暖房運転時の冷媒回路に切り替えた際の冷凍サイクル１０を示している。さらに、図４は、冷房運転時の冷媒回路に切り替えた際の冷凍サイクル１０を示している。なお、図２〜図４に図示する太線矢印は、各運転時における冷媒の流れを示している。
【００２４】
本実施形態の冷凍サイクル１０は、圧縮機１１、凝縮器１２、膨張弁１３、室外熱交換器１４、蒸発器１５、蒸発圧力制御弁１６、開閉弁１７、アキュムレータ１８、統合弁３０等を備えている。
【００２５】
圧縮機１１は、エンジンルーム内に配置されている。圧縮機１１は、冷媒吸入口１１ｂから吸入した冷媒を圧縮して、冷媒吐出口１１ａから吐出する。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として構成されている。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（例えば、吐出流量、吐出圧力）が変更可能となっている。なお、圧縮機１１の電動モータは、後述する制御装置９０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。
【００２６】
圧縮機１１の冷媒吐出口１１ａには、凝縮器１２の冷媒入口側が接続されている。凝縮器１２は、室内空調ユニット２０の空調ケース２１内に配置されている。凝縮器１２は、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒を放熱させて、後述する蒸発器１５を通過した空気を加熱する放熱器である。
【００２７】
凝縮器１２の冷媒出口側には、第１冷媒通路１０１を介して膨張弁１３の冷媒入口側が接続されている。膨張弁１３は、凝縮器１２から流出した冷媒を減圧する減圧機構である。膨張弁１３は、絞り開度が変更可能に構成された弁体、および弁体を駆動するアクチュエータを有する。
【００２８】
本実施形態の膨張弁１３は、減圧作用を発揮する絞り状態と減圧作用を発揮しない全開状態とに設定可能な可変絞り機構で構成されている。また、膨張弁１３は、後述する制御装置９０から出力される制御信号によって制御される電気式の可変絞り機構で構成されている。
【００２９】
膨張弁１３の冷媒出口側には、室外熱交換器１４の冷媒入口側が接続されている。室外熱交換器１４は、エンジンルーム内に配置されて、膨張弁１３を通過した冷媒と外気（すなわち、車室外空気）とを熱交換させる熱交換器である。
【００３０】
本実施形態の室外熱交換器１４は、暖房運転時に冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる吸熱用熱交換器として機能する。また、室外熱交換器１４は、少なくとも冷房運転時に、冷媒を放熱させる放熱用熱交換器として機能する。
【００３１】
室外熱交換器１４の冷媒出口側には、第２冷媒通路１０２を介して統合弁３０の第２流入口３０ｂが接続されると共に、第３冷媒通路１０３を介して開閉弁１７が接続されている。
【００３２】
ここで、本実施形態の冷凍サイクル１０には、第１冷媒通路１０１において凝縮器１２から流出した冷媒の一部を統合弁３０の第１流入口３０ａに導く第４冷媒通路１０４が接続されている。第４冷媒通路１０４は、凝縮器１２から流出した冷媒を、前述の膨張弁１３および室外熱交換器１４を迂回して統合弁３０に導く冷媒通路である。
【００３３】
統合弁３０は、２つの流量制御部３０１、３０２を統合した統合型の電動式流量制御弁である。統合弁３０は、後述する制御装置９０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】
具体的には、統合弁３０は、第１流入口３０ａから流入した冷媒の流量を調整する第１流量制御部３０１、第２流入口３０ｂから流入した冷媒の流量を調整する第２流量制御部３０２を有している。統合弁３０は、第１流量制御部３０１、および第２流量制御部３０２の双方を、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可能に構成されている。これにより、統合弁３０は、第１流入口３０ａから流入した冷媒、および第２流入口３０ｂから流入した冷媒が、同時に冷媒が流出口３０ｃから流出しないようになっている。統合弁３０の詳細については後述する。
【００３５】
統合弁３０の流出口３０ｃには、蒸発器１５の冷媒入口側が接続されている。蒸発器１５は、後述する室内空調ユニット２０の空調ケース２１内のうち、凝縮器１２の空気流れ上流側に配置されている。蒸発器１５は、統合弁３０から流出した冷媒と熱交換対象流体である送風空気とを熱交換させて、冷媒を蒸発させることにより、送風空気を冷却する熱交換器である。
【００３６】
蒸発器１５の冷媒出口側には、蒸発圧力制御弁１６の冷媒入口側が接続されている。蒸発圧力制御弁１６は、蒸発器１５の冷媒出口側からアキュムレータ１８へ至る冷媒通路において第３冷媒通路１０３が接続される接続点よりも上流側に配設されている。
【００３７】
蒸発圧力制御弁１６は、蒸発器１５から流出した冷媒を減圧する機械式の減圧機構である。具体的には、蒸発圧力制御弁１６は、蒸発器１５の冷媒出口側における冷媒圧力が所定圧力に保持されるように、蒸発器１５から流出した冷媒を減圧する。なお、蒸発圧力制御弁１６の入口側の冷媒圧力は、蒸発器１５の霜付きを防止できるように設定される。
【００３８】
ここで、第３冷媒通路１０３は、室外熱交換器１４から流出した冷媒を、前述の統合弁３０および蒸発器１５を迂回してアキュムレータ１８に導く冷媒通路である。第３冷媒通路１０３に配設された開閉弁１７は、第３冷媒通路１０３を開閉する電動式の開閉弁である。開閉弁１７は、後述する制御装置９０から出力される制御信号によりその作動が制御される。
【００３９】
アキュムレータ１８は、その内部に流入した冷媒の気液を分離して、分離した液相冷媒を冷凍サイクル１０内における余剰冷媒として蓄える装置である。また、アキュムレータ１８は、分離された気相冷媒、および冷媒中に含まれる潤滑油を圧縮機１１の冷媒吸入口１１ｂ側に流出させる気液分離装置としても機能する。
【００４０】
続いて、室内空調ユニット２０について説明する。室内空調ユニット２０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２０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室内送風空気の空気通路を形成する空調ケース２１を有している。
【００４１】
空調ケース２１の空気流れ最上流側には、内気（すなわち、車室内空気）と外気とを切替導入する内外気切替装置２２が配置されている。内外気切替装置２２は、空調ケース２１内に内気を導入させる内気導入口および外気を導入させる外気導入口の開口面積を調整する内外気切替ドア２２ａを有している。
【００４２】
内外気切替装置２２の空気流れ下流側には、内外気切替装置２２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２３が配置されている。送風機２３は、遠心多翼ファン（すなわち、シロッコファン）を電動モータにて駆動する電動送風機で構成されている。送風機２３は、後述する制御装置９０から出力される制御信号によって回転数が制御される。
【００４３】
送風機２３の空気流れ下流側には、蒸発器１５、ヒータコア２４、凝縮器１２が配置されている。蒸発器１５、ヒータコア２４、および凝縮器１２は、送風空気の流れに対して、蒸発器１５→ヒータコア２４→凝縮器１２の順に配置されている。
【００４４】
ここで、ヒータコア２４は、車両走行用の駆動力を出力する内燃機関の廃熱を利用して、送風空気を加熱する加熱用熱交換器である。具体的には、ヒータコア２４は、内燃機関の冷却水を送風空気と熱交換させることで、送風空気を加熱するように構成されている。
【００４５】
本実施形態の空調ケース２１は、蒸発器１５の空気流れ下流側に、ヒータコア２４および凝縮器１２を配置する温風通路２１ａと、温風通路２１ａを迂回して空気を流すバイパス通路２１ｂとが設定されている。
【００４６】
また、空調ケース２１内には、蒸発器１５を通過した後の送風空気のうち、温風通路２１ａに流入する風量とバイパス通路２１ｂに流入する風量を調整するエアミックスドア２５が配置されている。エアミックスドア２５は、後述する制御装置９０から出力される制御信号により、その作動が制御される。
【００４７】
空調ケース２１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１５、ヒータコア２４、凝縮器１２により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。
【００４８】
次に、車両用空調装置１の電気制御部である制御装置９０について説明する。制御装置９０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。
【００４９】
制御装置９０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、膨張弁１３、統合弁３０、開閉弁１７、送風機２３、エアミックスドア２５等の各制御機器の作動を制御する。
【００５０】
ここで、制御装置９０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９０における統合弁３０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９０ａとして構成されている。なお、駆動制御部９０ａは、制御装置９０とは別体に構成されていてもよい。
【００５１】
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９０による各制御機器の制御により、暖房運転、除湿暖房運転、冷房運転が切り替え可能に構成されている。以下、車両用空調装置１の暖房運転、除湿暖房運転、冷房運転における各作動を説明する。
【００５２】
（暖房運転）
制御装置９０は、暖房運転を実施する条件が成立すると、開閉弁１７を開状態として第３冷媒通路１０３を開く。また、制御装置９０は、膨張弁１３を、凝縮器１２から流出した冷媒を減圧してから室外熱交換器１４へ流す絞り状態とする。さらに、制御装置９０は、図５に示すように、統合弁３０の第１流量制御部３０１および第２流量制御部３０２の双方を全閉状態にして、第２冷媒通路１０２および第４冷媒通路１０４を閉じる。
【００５３】
これにより、暖房運転時の冷凍サイクル１０は、図２に示す冷媒回路となる。すなわち、冷凍サイクル１０は、圧縮機１１から吐出された冷媒が、凝縮器１２、膨張弁１３、室外熱交換器１４、開閉弁１７、アキュムレータ１８の順に流れ、再び圧縮機１１に吸入される構成となる。
【００５４】
また、制御装置９０は、バイパス通路２１ｂを閉じる位置にエアミックスドア２５を制御する。これにより、暖房運転時の室内空調ユニット２０は、蒸発器１５を通過後の送風空気の全流量が温風通路２１ａを通過する構成となる。
【００５５】
図２に示す車両用空調装置１では、圧縮機１１から吐出された高温高圧の冷媒が、凝縮器１２に流入し、高温高圧の冷媒が有する熱が、凝縮器１２にてヒータコア２４を通過した空気に放熱される。
【００５６】
凝縮器１２を通過した冷媒は、膨張弁１３にて減圧された後、室外熱交換器１４に流入する。室外熱交換器１４に流入した冷媒は、外気から吸熱して蒸発し、開閉弁１７およびアキュムレータ１８を介して再び圧縮機１１に吸入される。
【００５７】
以上の如く、暖房運転時には、冷凍サイクル１０における高温高圧の冷媒が有する熱が、室内空調ユニット２０で空気に放熱されて、送風空気が加熱される。そして、室内空調ユニット２０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は、車室内の暖房を実現している。
【００５８】
（除湿暖房運転）
制御装置９０は、除湿暖房運転を実施する条件が成立すると、開閉弁１７を開状態として第３冷媒通路１０３を開く。また、制御装置９０は、膨張弁１３を、凝縮器１２から流出した冷媒を減圧してから室外熱交換器１４へ流す絞り状態とする。
【００５９】
制御装置９０は、図５に示すように、統合弁３０の第２流量制御部３０２を全閉状態にして第２冷媒通路１０２を閉じる。一方、制御装置９０は、統合弁３０の第１流量制御部３０１を絞り開度を調整する流量制御状態として、第４冷媒通路１０４を開く。
【００６０】
これにより、暖房運転時の冷凍サイクル１０は、図３に示す冷媒回路となる。すなわち、除湿暖房運転時の冷凍サイクル１０は、圧縮機１１から吐出された冷媒が、凝縮器１２、膨張弁１３、室外熱交換器１４、開閉弁１７、アキュムレータ１８の順に流れ、再び圧縮機１１に吸入される構成となる。また、除湿暖房運転時には、第４冷媒通路１０４が開いている。このため、除湿暖房運転時の冷凍サイクル１０は、凝縮器１２から流出した冷媒の一部が、第１流量制御部３０１、蒸発器１５、蒸発圧力制御弁１６、アキュムレータ１８の順に流れ、再び圧縮機１１に吸入される構成となる。
【００６１】
また、制御装置９０は、温風通路２１ａを開く位置にエアミックスドア２５を制御する。これにより、除湿暖房運転時の室内空調ユニット２０は、蒸発器１５にて除湿冷却された送風空気の少なくとも一部が温風通路２１ａを通過する構成となる。
【００６２】
図５に示す車両用空調装置１では、圧縮機１１から吐出された高温高圧の冷媒が、凝縮器１２に流入し、高温高圧の冷媒が有する熱が、凝縮器１２にてヒータコア２４を通過した空気に放熱される。
【００６３】
凝縮器１２を通過した冷媒の一部は、膨張弁１３にて減圧された後、室外熱交換器１４に流入する。室外熱交換器１４に流入した冷媒は、外気から吸熱して蒸発し、開閉弁１７およびアキュムレータ１８を介して再び圧縮機１１に吸入される。
【００６４】
凝縮器１２を通過した冷媒の残りは、統合弁３０の第１流量制御部３０１にて減圧された後、蒸発器１５に流入する。蒸発器１５に流入した低温低圧の冷媒は、送風空気から吸熱して蒸発し、蒸発圧力制御弁１６およびアキュムレータ１８を介して再び圧縮機１１に吸入される。
【００６５】
ここで、蒸発器１５に流入する送風空気に含まれる水分は、蒸発器１５を通過する際に蒸発器１５の表面で結露する。これにより、蒸発器１５を通過した送風空気は、空気中に含まれる水蒸気量の割合が低い乾いた空気となる。
【００６６】
以上の如く、除湿暖房運転時には、冷凍サイクル１０の蒸発器１５にて送風空気が除湿される。その後、冷凍サイクル１０における高温高圧の冷媒が有する熱で送風空気が加熱され、車室内に吹き出される。これにより、車両用空調装置１は、車室内の除湿暖房を実現している。
【００６７】
（冷房運転）
制御装置９０は、冷房運転を実施する条件が成立すると、開閉弁１７を閉状態として第３冷媒通路１０３を閉じる。また、制御装置９０は、膨張弁１３を、凝縮器１２から流出した冷媒を減圧することなく室外熱交換器１４へ流す全開状態とする。
【００６８】
制御装置９０は、図５に示すように、統合弁３０の第１流量制御部３０１を全閉状態にして第４冷媒通路１０４を閉じる。一方、制御装置９０は、統合弁３０の第２流量制御部３０２を絞り開度を調整する流量制御状態として、第２冷媒通路１０２を開く。
【００６９】
これにより、冷房運転時の冷凍サイクル１０は、図４に示す冷媒回路となる。すなわち、冷房運転時の冷凍サイクル１０は、圧縮機１１から吐出された冷媒が、凝縮器１２、膨張弁１３、室外熱交換器１４、第２流量制御部３０２、蒸発器１５、蒸発圧力制御弁１６、アキュムレータ１８の順に流れ、再び圧縮機１１に吸入される構成となる。
【００７０】
また、制御装置９０は、温風通路２１ａを閉じる位置にエアミックスドア２５を制御する。これにより、冷房運転時の室内空調ユニット２０は、蒸発器１５にて冷却された送風空気の全流量がバイパス通路２１ｂを通過する構成となる。
【００７１】
図３に示す車両用空調装置１では、圧縮機１１から吐出された高温高圧の冷媒が、凝縮器１２に流入する。この際、エアミックスドア２５により温風通路２１ａが閉鎖されているので、凝縮器１２では、冷媒が空気と熱交換することなく、膨張弁１３に流入する。
【００７２】
冷房運転時には、膨張弁１３が全開状態となっているので、膨張弁１３に流入した冷媒は、膨張弁１３で殆ど減圧されることなく、室外熱交換器１４に流入する。室外熱交換器１４に流入した冷媒は、外気に放熱した後、統合弁３０の第２流量制御部３０２にて減圧される。
【００７３】
第２流量制御部３０２にて減圧された冷媒は、蒸発器１５に流入し、送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、送風空気が冷却される。蒸発器１５から流出した冷媒は、蒸発圧力制御弁１６およびアキュムレータ１８を介して再び圧縮機１１に吸入される。
【００７４】
以上の如く、冷房運転時には、冷凍サイクル１０の蒸発器１５にて送風空気が冷却された後、冷凍サイクル１０における高温高圧の冷媒と熱交換することなく、車室内に吹き出される。これにより、車両用空調装置１は、車室内の冷房を実現している。
【００７５】
次に、統合弁３０の詳細について、図６〜図９を参照して説明する。図６は、本実施形態の統合弁３０の各弁部材５０、６０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では、弁軸心ＣＬ１に沿って延びる方向を軸方向ＡＤとし、弁軸心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。
【００７６】
図６に示すように、統合弁３０は、主たる構成要素として、ハウジング４０、第１弁部材５０、第２弁部材６０、および駆動部７０を備えている。
【００７７】
ハウジング４０は、流路形成部４１、閉塞部４２、および連結部４３を備えている。ハウジング４０は、閉塞部４２、流路形成部４１、連結部４３の順に、弁軸心ＣＬ１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４１は、軸方向ＡＤにおいて閉塞部４２と連結部４３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４１の内部には、冷媒が流れることから、流路形成部４１は、閉塞部４２および連結部４３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。
【００７８】
流路形成部４１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。流路形成部４１には、第１流入口３０ａおよび第２流入口３０ｂ、流出口３０ｃ、第１流体流路４１１、第２流体流路４１２、第１弁収容部４１３、第２弁収容部４１４が形成されている。
【００７９】
第１流入口３０ａは、外部から冷媒を導入する開口部であり、径方向ＲＤに向けて開口している。第１流入口３０ａには、第４冷媒通路１０４が管継手等の連結部材により連結されている。これにより、第１流入口３０ａには、冷凍サイクル１０における凝縮器１２から流出した冷媒が流入する。
【００８０】
第２流入口３０ｂは、外部から冷媒を導入する開口部であり、径方向ＲＤにおいて第１流入口３０ａと同じ方向に向いて開口している。第２流入口３０ｂは、第１流入口３０ａに対して軸方向ＡＤにずれた位置に開口している。第２流入口３０ｂには、第２冷媒通路１０２が管継手等の連結部材により連結されている。これにより、第２流入口３０ｂには、冷凍サイクル１０における室外熱交換器１４から流出した冷媒が流入する。
【００８１】
流出口３０ｃは、径方向ＲＤにおいて第１流入口３０ａおよび第２流入口３０ｂの反対の方向に向いて開口している。流出口３０ｃは、軸方向ＡＤにおいて、第１流入口３０ａと第２流入口３０ｂとの間に開口している。流出口３０ｃには、流出口３０ｃと蒸発器１５の冷媒入口側とをつなぐ配管が管継手等の連結部材により連結されている。これにより、流路形成部４１の内部の冷媒は、流出口３０ｃから蒸発器１５側に流出する。
【００８２】
第１流体流路４１１は、流路形成部４１の内部に形成され、第１流入口３０ａから流入した冷媒を流出口３０ｃに導く流路である。第１流体流路４１１は、第１導入流路４１１ａ、第１中間流路４１１ｂ、出口側流路４１１ｄを有している。第１導入流路４１１ａは、第１流入口３０ａから径方向ＲＤに沿って延びる有底穴で構成されている。第１中間流路４１１ｂは、第１導入流路４１１ａに連通する連通路であって、弁軸心ＣＬ１を中心として軸方向ＡＤに沿って延びる貫通穴で構成されている。出口側流路４１１ｄは、第１中間流路４１１ｂに連通する連通路であって、流出口３０ｃから径方向ＲＤに沿って延びる有底穴で構成されている。
【００８３】
第１中間流路４１１ｂには、第１弁部材５０のシール部５１１ａが当接する第１弁座部４１１ｃが形成されている。本実施形態の第１弁座部４１１ｃは、第１導入流路４１１ａと出口側流路４１１ｄを繋ぐ円形状に開口する開口縁部で構成されている。
【００８４】
第２流体流路４１２は、流路形成部４１の内部に形成され、第２流入口３０ｂから流入した冷媒を流出口３０ｃに導く流路である。第２流体流路４１２は、第２導入流路４１２ａ、第２中間流路４１２ｂ、出口側流路４１１ｄを有している。第２導入流路４１２ａは、第２流入口３０ｂから径方向ＲＤに沿って延びる有底穴で構成されている。第２中間流路４１２ｂは、第２導入流路４１２ａ、および出口側流路４１１ｄに連通する連通路であって、弁軸心ＣＬ１を中心として軸方向ＡＤに沿って延びる貫通穴で構成されている。
【００８５】
第２中間流路４１２ｂには、第２弁部材６０のシール部６１１ａが当接する第２弁座部４１２ｃが形成されている。本実施形態の第２弁座部４１２ｃは、第２導入流路４１２ａと出口側流路４１１ｄを繋ぐ円形状に開口する開口縁部で構成されている。
【００８６】
ここで、第１流入口３０ａには、冷凍サイクル１０における凝縮器１２から流出した冷媒の一部が流入する。そして、第２流入口３０ｂには、冷凍サイクル１０における室外熱交換器１４から流出した冷媒の全てが流入する。つまり、本実施形態の冷凍サイクル１０は、第１流体流路４１１を全開した際に第１流体流路４１１を流れる冷媒の流量が、第２流体流路４１２を全開した際に第２流体流路４１２を流れる冷媒の流量よりも少なくなる。このため、第１流体流路４１１には、第２流体流路４１２に比べて、高精度な冷媒の流量調整が要求される。
【００８７】
そこで、本実施形態では、第１弁座部４１１ｃの開口径Ｄ１が第２弁座部４１２ｃの開口径Ｄ２よりも小さくなっている。なお、第１弁座部４１１ｃの開口径Ｄ１および第２弁座部４１２ｃの開口径Ｄ２としては、各弁座部４１１ｃ、４１２ｃの開口の大きさを円相当径に換算した換算値を適用してもよい。
【００８８】
続いて、第１弁収容部４１３は、後述する第１弁部材５０の第１弁支持部５１２を収容する空間を形成する部位である。第１弁収容部４１３は、流路形成部４１の軸方向ＡＤの端部に形成された穴で構成されている。第１弁収容部４１３は、第１弁部材５０の第１弁体部５１１を第１中間流路４１１ｂに突き出すことができるように、第１中間流路４１１ｂに連通している。
【００８９】
また、第２弁収容部４１４は、後述する第２弁部材６０の第２弁支持部６１２を収容する空間を形成する部位である。第２弁収容部４１４は、軸方向ＡＤにおける第１弁収容部４１３と反対側の端部に形成された穴で構成されている。第２弁収容部４１４は、第２弁部材６０の第２弁体部６１１を第２中間流路４１２ｂに突き出すことができるように、第２中間流路４１２ｂに連通している。
【００９０】
続いて、ハウジング４０を構成する閉塞部４２は、第１弁収容部４１３の内部に形成される空間を閉塞する部材である。閉塞部４２は、流路形成部４１に対して気密および液密となるように接合されている。
【００９１】
また、ハウジング４０を構成する連結部４３は、第２弁収容部４１４の内部に形成される空間を閉塞すると共に、後述する駆動部７０をハウジング４０に対して連結する部材である。
【００９２】
連結部４３には、弁軸心ＣＬ１を中心として軸方向ＡＤに沿って延びる貫通穴４３１が形成されている。この貫通穴４３１は、後述する駆動部７０のロッド７１の一部をハウジング４０の内部に導入するために設けられている。
【００９３】
そして、連結部４３の貫通穴４３１におけるロッド７１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７５を構成するハウジング側溝部４３２が形成されている。ハウジング側溝部４３２は、連結部４３にて後述する駆動部７０のロッド７１に対向する貫通穴４３１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４３には、駆動部７０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４３３が設けられている。連結部４３における内歯車４３３の詳細については、後述する。
【００９５】
第１弁部材５０は、流路形成部４１に形成された第１弁座部４１１ｃに対向配置され、第１弁座部４１１ｃに当接する際に第１流体流路４１１を閉じ、第１弁座部４１１ｃから離間する際に第１流体流路４１１を開く部材である。本実施形態の第１弁部材５０は、第１弁体部５１１、第１弁支持部５１２、第１付勢部材５１３を備えている。
【００９６】
第１弁体部５１１は、軸状の部材で構成され、その中心が弁軸心ＣＬ１に一致するように、第１中間流路４１１ｂに配置されている。
【００９７】
第１弁体部５１１は、第１弁座部４１１ｃに対向する外側部位に、第１流体流路４１１を閉じる際に第１弁座部４１１ｃに当接するシール部５１１ａが形成されている。シール部５１１ａは、軸方向ＡＤにおいて第１弁座部４１１ｃ側に向かうに従って細くなるテーパ状の形状となっている。
【００９８】
また、第１弁体部５１１には、第１弁座部４１１ｃ側の先端部に、後述する駆動部７０のロッド７１に設けられた第１押圧部７１２を受け入れるロッド受入部５１１ｂが形成されている。ロッド受入部５１１ｂは、弁軸心ＣＬ１を中心として軸方向ＡＤに沿って延びると共に、ロッド７１の第１押圧部７１２の外径よりも大きい有底穴で構成されている。
【００９９】
第１流体流路４１１は、第１弁体部５１１のシール部５１１ａが第１弁座部４１１ｃに当接することで閉塞される。また、第１流体流路４１１の絞り開度は、第１弁体部５１１のシール部５１１ａが第１弁座部４１１ｃからの距離が離れるに伴って大きくなる。すなわち、第１流体流路４１１の通路断面積は、第１弁体部５１１のシール部５１１ａが第１弁座部４１１ｃからの距離が離れるに伴って大きくなる。なお、第１流体流路４１１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、冷媒が流れるのに有効な通路断面積である。
【０１００】
また、第１弁支持部５１２は、第１弁収容部４１３に収容され、第１弁体部５１１が軸方向ＡＤに変位するように第１弁体部５１１を支持するガイド部材である。本実施形態の第１弁支持部５１２は、第１弁体部５１１におけるシール部５１１ａの反対側の部位に連結されている。
【０１０１】
第１弁支持部５１２には、均圧通路５１２ａが形成されている。この均圧通路５１２ａは、第１流体流路４１１を流れる冷媒を第１弁収容部４１３に導入して、第１弁体部５１１側に作用する冷媒の圧力と第１弁支持部５１２側に作用する冷媒の圧力を均圧するための冷媒通路である。
【０１０２】
第１付勢部材５１３は、第１弁収容部４１３に収容され、第１流体流路４１１を閉塞するように第１弁体部５１１および第１弁支持部５１２を付勢するコイルバネ等で構成される付勢部材である。
【０１０３】
本実施形態の第１付勢部材５１３は、第１弁体部５１１のシール部５１１ａを第１弁座部４１１ｃに近づく方向に押し付ける付勢力が第１弁部材５０に対して作用するように配置されている。具体的には、第１付勢部材５１３は、第１弁体部５１１のシール部５１１ａが第１弁座部４１１ｃに当接している際にも、付勢力が作用するように配置されている。
【０１０４】
続いて、第２弁部材６０は、流路形成部４１に形成された第２弁座部４１２ｃに対向配置され、第２弁座部４１２ｃに当接する際に第２流体流路４１２を閉じ、第２弁座部４１２ｃから離間する際に第２流体流路４１２を開く部材である。
【０１０５】
第２弁部材６０は、ハウジング４０の内部において、前述の第１弁部材５０と同軸となるように配置されている。本実施形態の第２弁部材６０は、第２弁体部６１１、第２弁支持部６１２、第２付勢部材６１３を備えている。
【０１０６】
第２弁体部６１１は、軸状の部材で構成され、その中心が弁軸心ＣＬ１に一致するように、第２中間流路４１２ｂに配置されている。
【０１０７】
第２弁体部６１１は、第２弁座部４１２ｃに対向する外側部位に、第２流体流路４１２を閉じる際に第２弁座部４１２ｃに当接するシール部６１１ａが形成されている。シール部６１１ａは、軸方向ＡＤにおいて第２弁座部４１２ｃ側に向かうに従って細くなるテーパ状の形状となっている。
【０１０８】
また、第２弁体部６１１には、後述する駆動部７０のロッド７１を受け入れるロッド貫通部６１１ｂが形成されている。ロッド貫通部６１１ｂは、弁軸心ＣＬ１を中心として軸方向ＡＤに沿って延びると共に、ロッド７１の外径よりも大きい貫通穴で構成されている。ロッド貫通部６１１ｂには、ロッド７１とロッド貫通部６１１ｂとの間に形成される隙間からの冷媒漏れを抑えるＯリング等で構成されるシール部材６１４が設けられている。
【０１０９】
第２流体流路４１２は、第２弁体部６１１のシール部６１１ａが第２弁座部４１２ｃに当接することで閉塞される。また、第２流体流路４１２の絞り開度は、第２弁体部６１１のシール部６１１ａが第２弁座部４１２ｃからの距離が離れるに伴って大きくなる。すなわち、第２流体流路４１２の通路断面積は、第２弁体部６１１のシール部６１１ａが第２弁座部４１２ｃからの距離が離れるに伴って大きくなる。なお、第２流体流路４１２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、冷媒が流れるのに有効な通路断面積である。
【０１１０】
また、第２弁支持部６１２は、第２弁収容部４１４に収容され、第２弁体部６１１が軸方向ＡＤに変位するように第２弁体部６１１を支持するガイド部材である。本実施形態の第２弁支持部６１２は、第２弁体部６１１におけるシール部６１１ａの反対側の部位に連結されている。
【０１１１】
第２弁支持部６１２には、均圧通路６１２ａが形成されている。この均圧通路６１２ａは、第２流体流路４１２を流れる冷媒を第２弁収容部４１４に導入して、第２弁体部６１１側に作用する冷媒の圧力と第２弁支持部６１２側に作用する冷媒の圧力を均圧するための冷媒通路である。
【０１１２】
第２付勢部材６１３は、第２弁収容部４１４に収容され、第２流体流路４１２を閉塞するように第２弁体部６１１および第２弁支持部６１２を付勢するコイルバネ等で構成される付勢部材である。
【０１１３】
本実施形態の第２付勢部材６１３は、第２弁体部６１１のシール部６１１ａを第２弁座部４１２ｃに近づく方向に押し付ける付勢力が第２弁部材６０に対して作用するように配置されている。具体的には、第２付勢部材６１３は、第２弁体部６１１のシール部６１１ａが第２弁座部４１２ｃに当接している際にも、付勢力が作用するように配置されている。
【０１１４】
駆動部７０は、第１弁部材調整領域、第２弁部材調整領域、および両弁全閉領域となる範囲で、第１弁部材５０および第２弁部材６０を変位させる部材である。第１弁部材調整領域は、第２流体流路４１２を閉じた状態で第１流体流路４１１を開いて第１流体流路４１１を流れる流体の流量を調整する作動領域である。また、第２弁部材調整領域は、第１流体流路４１１を閉じた状態で第２流体流路４１２を開いて第２流体流路４１２を流れる流体の流量を調整する作動領域である。さらに、両弁全閉領域は、第１流体流路４１１および第２流体流路４１２の双方を閉じる作動領域である。
【０１１５】
本実施形態の駆動部７０は、主たる構成要素として、ロッド７１、電動モータ７２、出力軸７３、減速機構７４、自転防止機構７５を備えている。
【０１１６】
ロッド７１は、軸方向ＡＤに移動することにより第１弁部材５０および第２弁部材６０を軸方向ＡＤに変位させる部材である。ロッド７１は、軸方向ＡＤに沿って延びる棒状の部材で構成されており、その中心が弁軸心ＣＬ１に一致するように配置されている。ロッド７１は、第１中間流路４１１ｂおよび第２中間流路４１２ｂの双方を貫通するように配置されている。
【０１１７】
ロッド７１には、連結部４３の貫通穴４３１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７３の内周面に対向する出力側端部７１１に、雄ネジ７１１ａが形成されている。雄ネジ７１１ａは、後述する出力軸７３のロッド受入穴７３１に形成された雌ネジ７３１ａに噛み合う雄ネジ部を構成している。
【０１１８】
ロッド７１は、軸方向ＡＤにおいて出力側端部７１１の反対側の端部に、第１弁部材５０を押圧する第１押圧部７１２が形成されている。第１押圧部７１２は、第１付勢部材５１３の付勢力に対抗する押圧力を第１弁部材５０に作用させる部位である。
【０１１９】
また、ロッド７１には、軸方向ＡＤにおいて出力側端部７１１と第１押圧部７１２との間に、第２弁部材６０を押圧する第２押圧部７１３が設けられている。具体的には、第２押圧部７１３は、ロッド７１における第２弁体部６１１のロッド貫通部６１１ｂに対向する部位と第１弁体部５１１のロッド受入部５１１ｂに対向する部位との間に設けられている。
【０１２０】
第２押圧部７１３は、第２付勢部材６１３の付勢力に対抗する押圧力を第２弁部材６０に作用させる部位である。第２押圧部７１３は、ロッド７１の径方向ＲＤに突出するように円盤状に形成されている。
【０１２１】
さらに、ロッド７１の外周側部位におけるハウジング側溝部４３２に対向する部位には、ロッド側溝部７１４が形成されている。ロッド側溝部７１４は、ロッド７１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。
【０１２２】
そして、ハウジング側溝部４３２とロッド側溝部７１４との間に形成される空間には、回転規制部材７１５が配置されている。本実施形態では、ハウジング側溝部４３２、ロッド側溝部７１４、回転規制部材７１５が、電動モータ７２の回転駆動力によるロッド７１の回転を規制する自転防止機構７５を構成している。
【０１２３】
続いて、電動モータ７２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７２は、ハウジング４０の連結部４３に連結されている。本実施形態の電動モータ７２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７２は、主たる構成要素として、カバー７２０、ステータ７２１、ロータ７２２を備えている。
【０１２４】
カバー７２０は、ロータ７２２を覆う部材であり、ハウジング４０の連結部４３に対して気密および液密に接合されている。カバー７２０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。
【０１２５】
ステータ７２１は、図示しない複数のコイルで構成されており、ロータ７２２に与える回転磁界を発生させる部材である。ステータ７２１は、カバー７２０の外周側を囲むように配置されている。
【０１２６】
ロータ７２２は、ステータ７２１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７２２は、カバー７２０の内側に配置されている。ロータ７２２には、連結部４３側の端部に、弁軸心ＣＬ１に対して偏心した偏心軸７２３が設けられている。
【０１２７】
出力軸７３は、電動モータ７２の回転駆動力をロッド７１に対して出力する部材である。出力軸７３には、図７に示すように、ロッド７１の出力側端部７１１を受け入れるロッド受入穴７３１が形成されている。
【０１２８】
ロッド受入穴７３１は、弁軸心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７３１には、雌ネジ７３１ａが形成されている。本実施形態の雌ネジ７３１ａは、ロッド７１の出力側端部７１１に形成された雄ネジ７１１ａに噛み合う雌ネジ部を構成している。
【０１２９】
ここで、本実施形態のロッド７１は、出力軸７３が回転する際に、ロッド７１の雄ネジ７１１ａと出力軸７３の雌ネジ７３１ａ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７１の雄ネジ７１１ａおよび出力軸７３の雌ネジ７３１ａが、電動モータ７２の回転駆動力をロッド７１の軸方向の推力に変換する送りネジ機構７０ａを構成している。
【０１３０】
図６に戻り、出力軸７３は、減速ギア７４０を介してロータ７２２の偏心軸７２３に接続される構成となっている。本実施形態の出力軸７３には、軸方向ＡＤにおける連結部４３側の端部に、径方向ＲＤに延びる円盤状のフランジ部７３２が形成されている。フランジ部７３２には、軸方向ＡＤにおける連結部４３と反対側に突出する回転伝達ピン７３２ａが周方向に並んで複数形成されている。
【０１３１】
減速ギア７４０は、連結部４３の内歯車４３３と共に、電動モータ７２からの回転出力を減速して出力軸７３に伝達する減速機構７４を構成する部材である。減速ギア７４０は、図８に示すように、偏心軸７２３の軸線ＣＬ２の中心に偏心軸７２３が嵌る貫通穴７４１が形成されている。また、減速ギア７４０には、外側に円弧状の外歯が複数形成された外歯車７４２が設けられている。本実施形態の外歯車７４２および内歯車４３３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７４２と内歯車４３３とが噛み合うようになっている。
【０１３２】
本実施形態の外歯車７４２は、外歯の歯数が内歯車４３３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７４０には、回転伝達ピン７３２ａに対応する部位に、回転伝達ピン７３２ａの外径よりも大きい径に形成されたピン穴７４３が形成されている。減速ギア７４０の自転成分は、ピン穴７４３に嵌った回転伝達ピン７３２ａを介して出力軸７３に伝達される。
【０１３３】
ここで、図１に示す統合弁３０の第１流量制御部３０１は、流路形成部４１の第１流体流路４１１、第１弁部材５０、駆動部７０で構成されている。また、第２流量制御部３０２は、流路形成部４１の第２流体流路４１２、第２弁部材６０、駆動部７０で構成されている。従って、本実施形態の統合弁３０は、第１流量制御部３０１と第２流量制御部３０２とで、駆動部７０を共有する構成となっている。
【０１３４】
次に、統合弁３０の作動について説明する。統合弁３０は、駆動部７０の電動モータ７２の回転駆動力により、ロッド７１が軸方向ＡＤに移動することで、第１弁部材５０および第２弁部材６０が変位する。
【０１３５】
具体的には、電動モータ７２のステータ７２１に通電されると、ステータ７２１で生ずる回転磁界によりロータ７２２が所定角度分だけ回転する。この際、ロータ７２２の偏心軸７２３は、弁軸心ＣＬ１の周りを公転する。
【０１３６】
ロータ７２２の偏心軸７２３に接続された減速ギア７４０は、外歯車７４２が、連結部４３の内歯車４３３に噛み合った状態で、偏心軸７２３と共に弁軸心ＣＬ１の周りを公転する。
【０１３７】
ここで、本実施形態では、外歯車７４２の歯数が内歯車４３３の歯数よりも少ない。具体的には、本実施形態では、外歯車７４２の歯数が内歯車４３３の歯数よりも１つ少ない。また、内歯車４３３は、連結部４３に設けられた固定歯車である。
【０１３８】
このため、減速ギア７４０は、公転するだけでなく、ロータ７２２の回転出力を大幅に減速しながら自転する。この減速ギア７４０の自転成分は、回転伝達ピン７３２ａを介して出力軸７３に伝達されることで、出力軸７３が回転する。
【０１３９】
そして、出力軸７３の回転に伴って、出力軸７３の雌ネジ７３１ａとロッド７１の雄ネジ７１１ａとが噛み合うことで、ロッド７１が軸方向ＡＤに移動する。この際、ロッド７１は、自転防止機構７５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。
【０１４０】
本実施形態の統合弁３０は、図９に示すように、電動モータ７２の回転角度に応じて、ロッド７１の移動量が変化することで、第１弁部材調整領域、両弁全閉領域、および第２弁部材調整領域となる範囲に設定可能となっている。なお、図９では、ロッド７１が第１流体流路４１１を全開した位置におけるロッド７１の位置を基準位置として、当該基準位置からの距離を、ロッド７１の移動量としている。
【０１４１】
ここで、第１弁部材調整領域となる範囲では、ロッド７１が図６に示す位置から閉塞部４２側に近づく方向に移動することで、ロッド７１の第１押圧部７１２が第１弁部材５０に当接する。そして、第１弁部材５０に対して第１付勢部材５１３の付勢力に対抗する押圧力が作用する。これにより、第１弁体部５１１のシール部５１１ａが第１弁座部４１１ｃから離間して、第１流体流路４１１が開放される。
【０１４２】
また、第１弁部材調整領域となる範囲では、ロッド７１の第２押圧部７１３が第２弁部材６０から離間する。このため、第２弁部材６０に対して第２付勢部材６１３の付勢力に対抗する押圧力が作用しない。これにより、第２弁体部６１１のシール部６１１ａが第２弁座部４１２ｃに当接して、第２流体流路４１２が閉鎖される。
【０１４３】
このように、第１弁部材調整領域となる範囲では、第２流体流路４１２が閉鎖された状態で、第１流体流路４１１が開いて第１流体流路４１１を流れる流体の流量が調整されることになる。
【０１４４】
続いて、両弁全閉領域となる範囲では、ロッド７１が図６に示す位置に移動することで、ロッド７１の第１押圧部７１２が第１弁部材５０から離間すると共に、ロッド７１の第２押圧部７１３が第２弁部材６０から離間する。このため、第１弁部材５０に対して第１付勢部材５１３の付勢力に対抗する押圧力が作用せず、第２弁部材６０に対して第２付勢部材６１３の付勢力に対抗する押圧力が作用しない。これにより、第１弁体部５１１のシール部５１１ａが第１弁座部４１１ｃに当接すると共に、第２弁体部６１１のシール部６１１ａが第２弁座部４１２ｃに当接し、第１流体流路４１１および第２流体流路４１２の双方が閉鎖される。
【０１４５】
このように、両弁全閉領域となる範囲では、第１流体流路４１１および第２流体流路４１２の双方が閉鎖された状態となる。
【０１４６】
また、第２弁部材調整領域となる範囲では、ロッド７１が図６に示す位置から連結部４３側に近づく方向に移動することで、ロッド７１の第２押圧部７１３が第２弁部材６０に当接する。そして、第２弁部材６０に対して第２付勢部材６１３の付勢力に対抗する押圧力が作用する。これにより、第２弁体部６１１のシール部６１１ａが第２弁座部４１２ｃから離間して、第２流体流路４１２が開放される。
【０１４７】
また、第２弁部材調整領域となる範囲では、ロッド７１の第１押圧部７１２が第１弁部材５０から離間する。このため、第１弁部材５０に対して第１付勢部材５１３の付勢力に対抗する押圧力が作用しない。これにより、第１弁体部５１１のシール部５１１ａが第１弁座部４１１ｃに当接して、第１流体流路４１１が閉鎖される。
【０１４８】
このように、第２弁部材調整領域となる範囲では、第１流体流路４１１が閉鎖された状態で、第２流体流路４１２が開いて第２流体流路４１２を流れる流体の流量が調整されることになる。
【０１４９】
以上説明した本実施形態の統合弁３０は、電動モータ７２の回転駆動力をロッド７１の軸方向ＡＤの推力に変換する送りネジ機構７０ａ、および電動モータ７２の回転駆動力によるロッド７１の回転を規制する自転防止機構７５を備えている。
【０１５０】
このように、ロッド７１および出力軸７３に設けた雄ネジ７１１ａおよび雌ネジ７３１ａによって送りネジ機構７０ａを構成すると共に、自転防止機構７５によってロッド７１の回転を規制する構成とすれば、ロッド７１の回転による動力損失を抑えることができる。すなわち、本実施形態の統合弁３０によれば、ロッド７１が回転しながら軸方向ＡＤに移動する構成に比べて、駆動部７０によって各弁部材５０、６０を変位させる際の動力の伝達効率を向上させることが可能となる。
【０１５１】
また、本実施形態では、自転防止機構７５を、ハウジング側溝部４３２、ロッド側溝部７１４、および回転規制部材７１５で構成している。これによれば、電動モータ７２の回転駆動力が出力軸７３を介してロッド７１に作用しても、ロッド７１の回転を確実に防止することができる。
【０１５２】
特に、本実施形態では、ハウジング４０およびロッド７１の双方に設けた各溝部４３２、７１４の間に回転規制部材７１５を配置する構成としているので、統合弁３０におけるロッド７１の径方向ＲＤの体格増大を抑えることが可能となる。
【０１５３】
また、本実施形態の統合弁３０は、電動モータ７２からの回転出力を減速して出力軸７３に伝達する減速機構７４を備えている。このように、減速機構７４を介して電動モータ７２と出力軸７３とを連結する構成とすれば、電動モータ７２の回転駆動力に応じた各弁部材５０、６０の変位量が小さくなるので、各弁部材５０、６０による冷媒の流量制御の精度向上を図ることができる。
【０１５４】
特に、本実施形態では、減速機構７４を、外周側に円弧状の外歯が複数形成された外歯車７４２、外歯車７４２の外歯に噛み合う円弧状の内歯が複数形成された内歯車４３３を含んで構成している。
【０１５５】
これによれば、減速機構７４における減速ギア７４０および内歯車４３３における滑りを抑えることができるので、減速機構７４における動力損失を抑えることができる。従って、駆動部７０における各弁部材５０、６０を変位させる際の動力の伝達効率を向上させることが可能となる。
【０１５６】
ここで、図６に示す統合弁３０は、第１流体流路４１１を全開した際に第１流体流路４１１を流れる流体の流量が、第２流体流路４１２を全開した際に第２流体流路４１２を流れる流体の流量よりも少なくなる冷凍サイクル１０に適用されている。このような装置では、第２流体流路４１２よりも第１流体流路４１１の絞り開度の誤差が流量に大きく影響する。このため、第１流体流路４１１における流量調整には高い精度が求められ易い。
【０１５７】
このため、統合弁３０は、図１０〜図１２に示すように、第１流体流路４１１のうち、第１流入口３０ａから第１弁座部４１１ｃに至る流路に、第１弁部材５０に近接する低クリアランス部５１５を設ける構成とすることが望ましい。
【０１５８】
具体的には、低クリアランス部５１５は、第１弁体部５１１の外壁と、第１中間流路４１１ｂの内壁との間に設定されている。
【０１５９】
ここで、図１０は、第１弁体部５１１が第１弁座部４１１ｃに当接している状態を示す断面図である。図１１は、第１弁体部５１１が、第１弁座部４１１ｃから僅かに離間した状態を示す断面図である。図１２は、第１弁体部５１１が、第１弁座部４１１ｃから大幅に離間した状態を示す断面図である。
【０１６０】
第１弁体部５１１が図１０に示す状態から図１１に示す状態に変位すると、第１弁体部５１１の変位量δ１の分だけ、低クリアランス部５１５の流路長さが短くなる。すなわち、第１弁体部５１１が図１０に示す状態から図１１に示す状態に変位すると、低クリアランス部５１５の流路長さがＬからＬ−δ１になる。
【０１６１】
さらに、第１弁体部５１１が図１０に示す状態から図１２に示す状態に変位すると、第１弁体部５１１の変位量δ２の分だけ、低クリアランス部５１５の流路長さが短くなる。すなわち、第１弁体部５１１が図１０に示す状態から図１２に示す状態に変位すると、低クリアランス部５１５の流路長さがＬからＬ−δ２になる。なお、変位量δ２は、変位量δ１よりも大きくなっている（δ２＞δ１）。
【０１６２】
このように、低クリアランス部５１５は、第１弁体部５１１が第１弁座部４１１ｃから離れるに伴って流路長さが短くなると共に、第１弁体部５１１が第１弁座部４１１ｃに近づくに伴って流路長さが長くなるように構成されている。すなわち、低クリアランス部５１５は、第１弁体部５１１が第１弁座部４１１ｃから離れるに伴って流路抵抗が小さくなり、第１弁体部５１１が第１弁座部４１１ｃに近づくに伴って流路抵抗が大きくなるように構成されている。
【０１６３】
低クリアランス部５１５は、第１流体流路４１１の流量を所定流量以下に調整する低流量領域において、低クリアランス部５１５の流通抵抗が、第１弁部材５０と第１弁座部４１１ｃとの間の流通抵抗よりも小さくなるように設定されている。
【０１６４】
これにより、第１弁部材調整領域のうち、低流量領域では、低クリアランス部５１５を流れる冷媒の流量が、第１弁部材５０と第１弁座部４１１ｃとの間を流れる冷媒の流量よりも多くなる。
【０１６５】
また、低クリアランス部５１５は、第１流体流路４１１の流量を所定流量より多い流量に調整する高流量領域において、低クリアランス部５１５の流通抵抗が、第１弁部材５０と第１弁座部４１１ｃとの間の流通抵抗よりも大きくなるように設定されている。
【０１６６】
これにより、第１弁部材調整領域のうち、高流量領域では、低クリアランス部５１５を流れる冷媒の流量が、第１弁部材５０と第１弁座部４１１ｃとの間を流れる冷媒の流量よりも少なくなる。
【０１６７】
統合弁３０は、図１０〜図１２に示す構成を採用すれば、第１弁部材５０と第１弁座部４１１ｃとの間だけでは、冷媒の流量調整が困難となる場合でも、低クリアランス部５１５にて冷媒の流量を微調整することが可能となる。この結果、第１流体流路４１１における冷媒の流量調整を高精度に実施することが可能となる。
【０１６８】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、図１３〜図１７を参照して説明する。本実施形態の統合弁３０は、第１弁部材５０における第１弁座部４１１ｃに接触するシール部５１１ｃを球面状の形状としている点が第１実施形態と相違している。
【０１６９】
第１実施形態で説明したように、統合弁３０は、第１流体流路４１１を全開した際に第１流体流路４１１を流れる流体の流量が、第２流体流路４１２を全開した際に第２流体流路４１２を流れる流体の流量よりも少なくなる冷凍サイクル１０に適用されている。このような装置では、第２流体流路４１２よりも第１流体流路４１１の絞り開度の誤差が流量に大きく影響する。このため、第１流体流路４１１における流量調整には高い精度が求められ易い。
【０１７０】
そこで、本実施形態では、図１３に示すように、第１弁部材５０の第１弁体部５１１のシール部５１１ｃを球面状の形状としている。また、第１弁座部４１１ｃにおけるシール部５１１ｃに対応する部位は、シール部５１１ｃと線接触となるようにＣ面取りによって円錐状の形状となっている。なお、第１弁座部４１１ｃにおけるシール部５１１ｃに対応する部位は、シール部５１１ｃと第１弁座部４１１ｃとが接触となる形状であればよく、例えば、円筒状の形状となっていてもよい。
【０１７１】
具体的には、本実施形態では、第１弁体部５１１とシール部５１１ｃとを別部材で構成している。そして、シール部５１１ｃについては、球体で構成している。また、第１弁体部５１１の径方向ＲＤへの移動を制限する円筒状のガイド部５１４が設けられている。
【０１７２】
このように、第１弁部材５０のシール部５１１ｃを球面状の形状とすることで、シール部５１１ｃの軸ズレ等が生じても、第１弁部材５０におけるシール性を確保することができる。この結果、第１流体流路４１１の全閉時における冷媒の漏れを抑えることができ、第１流体流路４１１における流量調整の精度向上を図ることができる。
【０１７３】
ここで、第１弁部材５０のシール部５１１ｃを球面状の形状とする場合、第１弁部材５０と第１弁座部４１１ｃとの間の絞り開度に対する冷媒の流量の変化度合いが大きくなり過ぎてしまうといった背反がある。
【０１７４】
そこで、本実施形態では、第１流体流路４１１のうち、第１流入口３０ａから第１弁座部４１１ｃに至る流路に、第１弁部材５０の第１弁体部５１１に近接する低クリアランス部５１５を設けている。具体的には、低クリアランス部５１５は、第１弁体部５１１のガイド部５１４の外壁と、第１中間流路４１１ｂの内壁との間に設定されている。
【０１７５】
ここで、図１４は、第１弁体部５１１が第１弁座部４１１ｃに当接している状態を示す断面図である。図１５は、第１弁体部５１１が、第１弁座部４１１ｃから僅かに離間した状態を示す断面図である。図１６は、第１弁体部５１１が、第１弁座部４１１ｃから大幅に離間した状態を示す断面図である。
【０１７６】
第１弁体部５１１が図１４に示す状態から図１５に示す状態に変位すると、第１弁体部５１１の変位量δ１の分だけ、低クリアランス部５１５の流路長さが短くなる。すなわち、第１弁体部５１１が図１４に示す状態から図１５に示す状態に変位すると、低クリアランス部５１５の流路長さがＬからＬ−δ１になる。
【０１７７】
さらに、第１弁体部５１１が図１４に示す状態から図１６に示す状態に変位すると、第１弁体部５１１の変位量δ２の分だけ、低クリアランス部５１５の流路長さが短くなる。すなわち、第１弁体部５１１が図１４に示す状態から図１６に示す状態に変位すると、低クリアランス部５１５の流路長さがＬからＬ−δ２になる。なお、変位量δ２は、変位量δ１よりも大きくなっている（δ２＞δ１）。
【０１７８】
このように、低クリアランス部５１５は、第１弁体部５１１が第１弁座部４１１ｃから離れるに伴って流路長さが短くなると共に、第１弁体部５１１が第１弁座部４１１ｃに近づくに伴って流路長さが長くなるように構成されている。すなわち、低クリアランス部５１５は、第１弁体部５１１が第１弁座部４１１ｃから離れるに伴って流路抵抗が小さくなり、第１弁体部５１１が第１弁座部４１１ｃに近づくに伴って流路抵抗が大きくなるように構成されている。
【０１７９】
低クリアランス部５１５は、第１流体流路４１１の流量を所定流量以下に調整する低流量領域において、低クリアランス部５１５の流通抵抗が、第１弁部材５０と第１弁座部４１１ｃとの間の流通抵抗よりも小さくなるように設定されている。
【０１８０】
また、低クリアランス部５１５は、第１流体流路４１１の流量を所定流量より多い流量に調整する高流量領域において、低クリアランス部５１５の流通抵抗が、第１弁部材５０と第１弁座部４１１ｃとの間の流通抵抗よりも大きくなるように設定されている。
【０１８１】
図１７は、第１弁部材５０を変位させた際に、低クリアランス部５１５の流路長さに対する第１流体流路４１１の流量の変化と、第１弁部材５０と第１弁座部４１１ｃとの間の絞り開度に対する第１流体流路４１１の流量の変化を個別に試算した試算結果である。なお、図１７に示す一点鎖線が、第１弁部材５０と第１弁座部４１１ｃとの間の絞り開度に対する第１流体流路４１１の流量の変化を示している。また、図１７に示す二点鎖線が、低クリアランス部５１５の流路長さに対する第１流体流路４１１の流量の変化を示している。
【０１８２】
図１７に示すように、低クリアランス部５１５の流路長さに対する第１流体流路４１１の流量の変化度合いは、第１弁部材５０と第１弁座部４１１ｃとの間の絞り開度に対する第１流体流路４１１の流量の変化度合いよりも小さくなっている。
【０１８３】
そして、第１弁部材調整領域のうち、低流量領域では、低クリアランス部５１５を流れる冷媒の流量が、第１弁部材５０と第１弁座部４１１ｃとの間を流れる冷媒の流量よりも多くなっている。
【０１８４】
一方、第１弁部材調整領域のうち、高流量領域では、低クリアランス部５１５を流れる冷媒の流量が、第１弁部材５０と第１弁座部４１１ｃとの間を流れる冷媒の流量よりも少なくなっている。
【０１８５】
図１７の試算結果によれば、第１弁部材５０を軸方向ＡＤに変位させると、図１７の実線で示すように、第１流体流路４１１の流量が変化する。すなわち、第１弁部材調整領域の低流量領域では、第１弁部材５０と第１弁座部４１１ｃとの間の絞り開度に応じて第１流体流路４１１の流量が変化する。一方、第１弁部材調整領域の高流量領域では、低クリアランス部５１５の流路長さに応じて第１流体流路４１１の流量が変化する。
【０１８６】
その他の構成は、第１実施形態と同様であり、本実施形態の構成においても第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１８７】
特に、本実施形態では、第１弁部材５０のシール部５１１ｃの形状を球面状としているので、軸ズレ等が生じても、第１弁部材５０におけるシール性を確保することができる。この結果、第１流体流路４１１の全閉時における冷媒漏れを抑えることができる。
【０１８８】
また、本実施形態では、第１流体流路４１１に低クリアランス部５１５を設けている。そして、第１弁部材調整領域のうち、低流量領域では、低クリアランス部５１５の流通抵抗が、第１弁部材５０と第１弁座部４１１ｃとの間の流通抵抗よりも小さくなるように設定されている。第１弁部材調整領域のうち、高流量領域では、低クリアランス部５１５の流通抵抗が、第１弁部材５０と第１弁座部４１１ｃとの間の流通抵抗よりも大きくなるように設定されている。
【０１８９】
これによれば、第１弁部材５０と第１弁座部４１１ｃとの間だけでは、冷媒の流量調整が困難となる場合でも、低クリアランス部５１５にて冷媒の流量を微調整することが可能となる。この結果、第１流体流路４１１における冷媒の流量調整を高精度に実施可能となる。
【０１９０】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について、図１８を参照して説明する。本実施形態の統合弁３０は、第１弁体部５１１におけるシール部５１１ｄを平坦状の形状としている点が第２実施形態と相違している。
【０１９１】
図１８に示すように、本実施形態では、第１弁部材５０の第１弁体部５１１のシール部５１１ｄを平坦状の形状とすると共に、第１弁座部４１１ｃにおけるシール部５１１ｄに対応する部位についても平坦状の形状としている。
【０１９２】
具体的には、本実施形態では、第１弁体部５１１とシール部５１１ｄとを別部材で構成している。そして、シール部５１１ｄについては、第１弁座部４１１ｃに接触する部位を平坦形状とし、第１弁体部５１１に接触する部位を第１弁体部５１１側に向かって突き出る曲面形状となるように構成している。
【０１９３】
その他の構成は、第２実施形態と同様である。本実施形態では、第２実施形態と同様に第１流体流路４１１に低クリアランス部５１５を設けている。このため、第１弁部材５０と第１弁座部４１１ｃとの間だけでは、冷媒の流量調整が困難となる場合でも、低クリアランス部５１５にて冷媒の流量を微調整することが可能となる。
【０１９４】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態について、図１９〜図２５を参照して説明する。本実施形態の統合弁３０は、第２弁体調整領域の範囲において、電動モータ７２の回転角度に対するロッド７１の移動量を変更可能な構成としている点が第１実施形態と相違している。
【０１９５】
統合弁３０には、絞り開度が微小なときに流量の誤差が大きくなることから、絞り開度が微小なときに低速で制御し、ある程度絞り開度が大きくなると全開まで高速で制御することが要求されることがある。
【０１９６】
本実施形態の統合弁３０は、第１実施形態と同様に、第１弁座部４１１ｃの開口径Ｄ１が第２弁座部４１２ｃの開口径Ｄ２よりも小さくなっている。そして、第１流体流路４１１を流れる流量は、第２流体流路４１２を流れる流量よりも少ない。このため、第１弁部材５０と第１弁座部４１１ｃとの間の絞り開度については、低速で制御することが望ましい。
【０１９７】
一方、第２弁部材６０と第２弁座部４１２ｃとの間の絞り開度については、第２流体流路４１２を流れる流体の流量が所定流量よりも多い流量となる高流量領域の範囲において、全開まで高速で制御することが望ましい。
【０１９８】
そこで、本実施形態の統合弁３０は、図１９に示すように、第２弁部材調整領域のうち、高流量領域における電動モータ７２の回転角度に対するロッド７１の移動量の増加度合いが、第２弁部材調整領域における低流量領域に比べて大きくなる構成としている。以下、本実施形態の統合弁３０の具体的な構成について、図２０、図２１を参照して説明する。
【０１９９】
図２０、図２１に示すように、本実施形態のロッド７１は、第１押圧部７１２および第２押圧部７１３が設けられた主軸部７１０と、主軸部７１０の外周側を囲むように筒状に形成された筒状部７１８で構成されている。
【０２００】
ロッド７１の主軸部７１０には、出力軸７３の内周面に対向する部位に、外周側に第１雄ネジ７１６ａが形成された出力側端部７１６、および出力側端部７１６に比べて径が縮小された縮径部７１７が設けられている。主軸部７１０に形成された第１雄ネジ７１６ａは、後述する出力軸７３のロッド受入穴７３１Ａに形成された第１雌ネジ７３１ｂに噛み合う雄ネジ部を構成している。
【０２０１】
縮径部７１７は、筒状部７１８を軸方向ＡＤに摺動可能に支持する部位である。縮径部７１７には、筒状部７１８に対向する部位に、軸方向ＡＤに沿って延びる縮径側溝部７１７ａが形成されている。
【０２０２】
筒状部７１８は、ロッド７１の軸方向ＡＤにおいて主軸部７１０に当接して主軸部７１０をロッド７１の軸方向ＡＤに変位させる部材である。筒状部７１８は、主軸部７１０の出力側端部７１６と縮径部７１７との間に形成される段部に当接するように、その内周径が縮径部７１７の外周径よりも大きく、出力側端部７１６の外周径よりも小さくなっている。
【０２０３】
筒状部７１８は、出力軸７３の内周面に対向する外周側部位に、第２雄ネジ７１８ａが形成されている。第２雄ネジ７１８ａは、後述する出力軸７３のロッド受入穴７３１Ａに形成された第２雌ネジ７３１ｃに噛み合う雄ネジ部を構成している。
【０２０４】
また、筒状部７１８は、縮径側溝部７１７ａに対向する内周側部位に、筒側溝部７１８ｂが形成されている。筒側溝部７１８ｂは、ロッド７１の軸方向ＡＤに沿って延びるように形成されている。
【０２０５】
そして、縮径側溝部７１７ａと筒側溝部７１８ｂとの間に形成される空間には、筒状部７１８の回転を規制する規制部材７１８ｃが配置されている。本実施形態では、縮径側溝部７１７ａ、筒側溝部７１８ｂ、および規制部材７１８ｃによって、筒状部７１８が出力軸７３と共に回転することを阻止されている。
【０２０６】
続いて、本実施形態の出力軸７３には、主軸部７１０の出力側端部７１６、および筒状部７１８を受け入れるロッド受入穴７３１Ａが形成されている。本実施形態のロッド受入穴７３１Ａは、弁軸心ＣＬ１に沿って延びる貫通穴で構成されている。本実施形態のロッド受入穴７３１Ａには、互いに異なるネジピッチに設定された第１雌ネジ７３１ｂおよび第２雌ネジ７３１ｃが形成されている。
【０２０７】
第１雌ネジ７３１ｂは、主軸部７１０の出力側端部７１６に形成された第１雄ネジ７１６ａに噛み合う雌ネジ部を構成している。本実施形態では、第１雄ネジ７１６ａおよび第１雌ネジ７３１ｂにより第１の送りネジ機構７０ａが構成されている。
【０２０８】
第１の送りネジ機構７０ａは、第２弁部材調整領域の高流量領域となる範囲で、第１雄ネジ７１６ａと第１雌ネジ７３１ｂとの噛み合いにより、電動モータ７２の回転駆動力をロッド７１の軸方向ＡＤの推力に変換する。
【０２０９】
第２雌ネジ７３１ｃは、筒状部７１８に形成された第２雄ネジ７１８ａに噛み合う雌ネジ部を構成している。本実施形態では、第２雄ネジ７１８ａおよび第２雌ネジ７３１ｃにより第２の送りネジ機構７０ｂが構成されている。
【０２１０】
第２の送りネジ機構７０ｂは、第１弁部材調整領域、両弁全閉領域、並びに、第２弁部材調整領域の低流量領域となる範囲で、第２雄ネジ７１８ａと第２雌ネジ７３１ｃとの噛み合いにより、電動モータ７２の回転駆動力をロッド７１の軸方向ＡＤの推力に変換する。
【０２１１】
そして、本実施形態の第１雄ネジ７１６ａおよび第１雌ネジ７３１ｂは、第２雄ネジ７１８ａおよび第２雌ネジ７３１ｃよりもネジピッチが大きくなっている。
【０２１２】
また、本実施形態では、第１弁部材調整領域、両弁全閉領域、並びに、第２弁部材調整領域の低流量領域となる範囲で、第１雄ネジ７１６ａと第１雌ネジ７３１ｂとが噛み合わないように主軸部７１０を付勢する第３付勢部材７６が設けられている。第３付勢部材７６は、主軸部７１０における第１押圧部７１２の反対側の端部とカバー７２０との間に配置されている。
【０２１３】
これらの構成によって、本実施形態では、第２弁部材調整領域の高流量領域における電動モータ７２の回転角度に対するロッド７１の移動量の増加度合いを、第２弁部材調整領域の低流量領域に比べて大きくしている。
【０２１４】
次に、本実施形態の統合弁３０の作動について、図２２〜図２５を参照して説明する。ここで、図２２は、図１９に示すプロットＡ１における統合弁３０の断面図である。図２３は、図１９に示すプロットＡ２における統合弁３０の断面図である。図２４は、図１６に示すプロットＡ３における統合弁３０の断面図である。図２５は、図１９に示すプロットＡ４における統合弁３０の断面図である。
【０２１５】
まず、第１弁部材調整領域となる範囲では、第２雄ネジ７１８ａと第２雌ネジ７３１ｃとの噛み合いにより、図２２に示すように、ロッド７１の主軸部７１０が閉塞部４２側に近づく方向に移動する。そして、主軸部７１０の第１押圧部７１２が第１弁部材５０に当接して、第１弁部材５０に対して第１付勢部材５１３の付勢力に対抗する押圧力が作用する。
【０２１６】
これにより、第１弁体部５１１のシール部５１１ａが第１弁座部４１１ｃから離間して、第１流体流路４１１が開放される。
【０２１７】
また、第１弁部材調整領域となる範囲では、主軸部７１０の第２押圧部７１３が第２弁部材６０から離間する。このため、第２弁部材６０に対して第２付勢部材６１３の付勢力に対抗する押圧力が作用しない。これにより、第２弁体部６１１のシール部６１１ａが第２弁座部４１２ｃに当接して、第２流体流路４１２が閉鎖される。
【０２１８】
このように、第１弁部材調整領域となる範囲では、第２流体流路４１２が閉鎖された状態で、第１流体流路４１１が開いて第１流体流路４１１を流れる流体の流量が調整されることになる。
【０２１９】
続いて、両弁全閉領域となる範囲では、第２雄ネジ７１８ａと第２雌ネジ７３１ｃとの噛み合いにより、主軸部７１０が図２２に示す位置から図２３に示す位置に移動する。そして、第１押圧部７１２が第１弁部材５０から離間すると共に、第２押圧部７１３が第２弁部材６０から離間する。このため、第１弁部材５０に対して第１付勢部材５１３の付勢力に対抗する押圧力が作用せず、第２弁部材６０に対して第２付勢部材６１３の付勢力に対抗する押圧力が作用しない。これにより、第１弁体部５１１のシール部５１１ａが第１弁座部４１１ｃに当接すると共に、第２弁体部６１１のシール部６１１ａが第２弁座部４１２ｃに当接し、第１流体流路４１１および第２流体流路４１２の双方が閉鎖される。
【０２２０】
このように、両弁全閉領域となる範囲では、第１流体流路４１１および第２流体流路４１２の双方が閉鎖された状態となる。
【０２２１】
また、第２弁部材調整領域の低流量領域となる範囲では、第２雄ネジ７１８ａと第２雌ネジ７３１ｃとの噛み合いにより、主軸部７１０が図２３に示す位置から図２４に示す位置に移動する。そして、主軸部７１０の第２押圧部７１３が第２弁部材６０に当接して、第２弁部材６０に対して第２付勢部材６１３の付勢力に対抗する押圧力が作用する。これにより、第２弁体部６１１のシール部６１１ａが第２弁座部４１２ｃから離間して、第２流体流路４１２が開放される。
【０２２２】
また、第２弁部材調整領域となる範囲では、主軸部７１０の第１押圧部７１２が第１弁部材５０から離間する。このため、第１弁部材５０に対して第１付勢部材５１３の付勢力に対抗する押圧力が作用しない。これにより、第１弁体部５１１のシール部５１１ａが第１弁座部４１１ｃに当接して、第１流体流路４１１が閉鎖される。
【０２２３】
このように、第２弁部材調整領域の低流量領域となる範囲では、第１流体流路４１１が閉鎖された状態で、第２流体流路４１２が開いて第２流体流路４１２を流れる流体の流量が調整されることになる。
【０２２４】
続いて、第２弁部材調整領域の高流量領域となる範囲では、第１雄ネジ７１６ａと第１雌ネジ７３１ｂとが噛み合うことで、主軸部７１０が図２４に示す位置から図２５に示す位置まで移動する。
【０２２５】
本実施形態の第１雄ネジ７１６ａおよび第１雌ネジ７３１ｂは、第２雄ネジ７１８ａおよび第２雌ネジ７３１ｃよりもネジピッチが大きくなっている。このため、第２弁部材調整領域の高流量領域では、電動モータ７２の回転角度に対するロッド７１の移動量の増加度合いが、第２弁部材調整領域の低流量領域に比べて大きくなる。これにより、第２弁体部６１１のシール部６１１ａが第２弁座部４１２ｃから大幅に離間することで、第２流体流路４１２を流れる冷媒の流量が増大する。
【０２２６】
ところで、第２弁部材調整領域の高流量領域となる範囲では、第１雄ネジ７１６ａと第１雌ネジ７３１ｂとが噛み合うことで主軸部７１０が移動すると共に、第２雄ネジ７１８ａと第２雌ネジ７３１ｃとの噛み合いにより、筒状部７１８も移動する。
【０２２７】
本実施形態では、第１雄ネジ７１６ａおよび第１雌ネジ７３１ｂは、第２雄ネジ７１８ａおよび第２雌ネジ７３１ｃよりもネジピッチが大きくなっている。このため、第２弁部材調整領域の高流量領域となる範囲では、主軸部７１０と筒状部７１８との接触が解除された状態で、主軸部７１０および筒状部７１８それぞれが移動する。すなわち、第２弁部材調整領域の高流量領域となる範囲では、主軸部７１０に対して筒状部７１８からの押圧力が作用しない状態で、主軸部７１０および筒状部７１８それぞれが移動することになる。
【０２２８】
その他の構成は、第１実施形態と同様であり、本実施形態の構成においても第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０２２９】
特に、本実施形態では、第２弁体調整領域の低流量領域となる範囲において、ネジピッチの小さい第２雄ネジ７１８ａおよび第２雌ネジ７３１ｃの噛み合いにより電動モータ７２の回転駆動力をロッド７１の軸方向ＡＤの推力に変換する構成としている。
【０２３０】
さらに、本実施形態では、第２弁体調整領域の高流量領域となる範囲において、ネジピッチの大きい第１雄ネジ７１６ａおよび第１雌ネジ７３１ｂの噛み合いにより電動モータ７２の回転駆動力をロッド７１の軸方向ＡＤの推力に変換する構成としている。
【０２３１】
これによれば、第２流体流路４１２における第２弁部材６０と第２弁座部４１２ｃとの間の絞り開度が微小なときに低速で制御し、ある程度絞り開度が大きくなると全開まで高速で制御することが可能となる。
【０２３２】
ここで、本実施形態の統合弁３０においても、第１実施形態で説明した低クリアランス部５１５を設けることが望ましい。これによれば、第１弁部材５０と第１弁座部４１１ｃとの間だけでは、冷媒の流量調整が困難となる場合でも、低クリアランス部５１５にて冷媒の流量を微調整することが可能となる。
【０２３３】
（第５実施形態）
次に、第５実施形態について、図２６、図２７を参照して説明する。本実施形態では、主軸部７１０における筒状部７１８と当接する部位に弾性部材７１９を設けている点が第４実施形態と相違している。
【０２３４】
ここで、第２弁体調整領域では、低流量領域から高流量領域に移行するタイミングで、主軸部７１０の第１雄ネジ７１６ａと出力軸７３の第１雌ネジ７３１ｂとが噛み合い始めることが理想である。
【０２３５】
しかしながら、実際には、第２弁体調整領域において、低流量領域から高流量領域に移行するタイミングに対して、主軸部７１０の第１雄ネジ７１６ａと出力軸７３の第１雌ネジ７３１ｂとが噛み合い始めるタイミングが遅れてしまうことがある。
【０２３６】
第２弁体調整領域における低流量領域から高流量領域に移行するタイミングでは、主軸部７１０と筒状部７１８とが接触する。このため、第１雄ネジ７１６ａが第１雌ネジ７３１ｂに噛み合っていないと、筒状部７１８からの押圧力により主軸部７１０が移動して、第１雄ネジ７１６ａおよび第１雌ネジ７３１ｂが潰れてしまうことが懸念される。
【０２３７】
そこで、本実施形態では、図２６、図２７に示すように、主軸部７１０における筒状部７１８に接触する部位に、弾性変形可能に構成された弾性部材７１９を配置している。この弾性部材７１９は、主軸部７１０に対して筒状部７１８から過度の押圧力が作用した際に当該押圧力を低減する緩衝部材として機能する。本実施形態では、弾性部材７１９として、軸方向ＡＤに貫通する貫通穴を有する弾性ワッシャを採用している。なお、弾性部材７１９としては、弾性ワッシャに限らず、他の部材を採用してもよい。
【０２３８】
その他の構成は、第４実施形態と同様であり、本実施形態の構成においても第４実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０２３９】
特に、本実施形態では、主軸部７１０と筒状部７１８との間に弾性部材７１９を介在させる構成としている。これによれば、主軸部７１０に対して筒状部７１８から過度の押圧力が作用しても、当該押圧力を弾性部材７１９で低減することができる。このため、主軸部７１０に対する筒状部７１８から過度の押圧力に起因して、第１雄ネジ７１６ａおよび第１雌ネジ７３１ｂが潰れてしまうことを防止可能となる。
【０２４０】
ここで、本実施形態の統合弁３０においても、第１実施形態で説明した低クリアランス部５１５を設けることが望ましい。これによれば、第１弁部材５０と第１弁座部４１１ｃとの間だけでは、冷媒の流量調整が困難となる場合でも、低クリアランス部５１５にて冷媒の流量を微調整することが可能となる。
【０２４１】
（他の実施形態）
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示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。
【０２４２】
上述の各実施形態では、送りネジ機構７０ａ、７０ｂとして、ロッド７１側に雄ネジ部が設けられ、出力軸７３側に雌ネジ部が設けられた例について説明したが、これに限定されない。送りネジ機構７０ａ、７０ｂとしては、例えば、ロッド７１側に雌ネジ部が設けられ、出力軸７３側に雄ネジ部が設けられる構成としてもよい。
【０２４３】
上述の各実施形態では、自転防止機構７５をハウジング側溝部４３２、ロッド側溝部７１４、および回転規制部材７１５で構成する例について説明したが、これに限定されない。自転防止機構７５は、例えば、ロッド７１およびハウジング４０の一方の部材に径方向ＲＤに突出するピンを設けられ、他方の部材に一方の部材のピンに対応する溝部が設けられる構成としてもよい。
【０２４４】
上述の各実施形態の如く、統合弁３０の駆動部７０に減速機構７４を追加することが望ましいが、これに限定されず、減速機構７４を設けなくてもよい。また、減速機構７４は、遊星歯車等により構成してもよい。
【０２４５】
上述の各実施形態では、統合弁３０の駆動部７０を構成する電動モータ７２としてステッピングモータを採用する例について説明したが、これに限定されない。駆動部７０の電動モータ７２としては、例えば、サーボモータを採用してもよい。
【０２４６】
上述の各実施形態の如く、ロッド７１を回転させることなく、ロッド７１を軸方向ＡＤに移動させることが可能な直動型の駆動部７０を採用することが望ましいが、これに限定されない。統合弁３０は、例えば、ロッド７１を回転させながらロッド７１を軸方向ＡＤに移動させる駆動部７０が採用されていてもよい。
【０２４７】
上述の各実施形態では、車両用空調装置１の冷凍サイクル１０に統合弁３０を適用する例について説明したが、これに限定されない。統合弁３０は、車両以外の空調装置や給湯機等に用いられる冷凍サイクルに適用してもよい。また、統合弁３０は、冷凍サイクルに限らず、例えば、冷却水回路等に適用してもよい。
【０２４８】
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。
【０２４９】
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。
【０２５０】
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。
【０２５１】
（本開示の技術的思想）
上述の各実施形態から把握できる技術的思想には、以下の事項が含まれる。すなわち、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、電動式流量制御弁の駆動部は、
第１弁部材および第２弁部材の軸線に沿って摺動することで、第１弁部材調整領域、第２弁部材調整領域、および両弁全閉領域となる範囲で第１弁部材および第２弁部材を変位させるロッドと、
通電により回転駆動力を発生させる電動モータと、
電動モータの回転駆動力をロッドに出力する出力軸と、
出力軸およびロッドのうち、一方の部材に設けられた雌ネジ部、および他方の部材に設けられて雌ネジ部と噛み合う雄ネジ部で構成され、電動モータの回転駆動力をロッドの軸方向の推力に変換する送りネジ機構と、
電動モータの回転駆動力によるロッドの回転を規制する自転防止機構と、
を含んで構成されている。
【０２５２】
このように、出力軸およびロッドに設けた雄ネジ部および雌ネジ部によって送りネジ機構を構成すると共に、自転防止機構によってロッドの回転を規制する構成とすれば、ロッドの回転による動力損失を抑えることができる。すなわち、本構成によれば、ロッドが回転しながら軸方向に移動する構成に比べて、駆動部によって各弁部材を変位させる際の動力の伝達効率を向上させることが可能となる。
【０２５３】
また、第２の観点によれば、上述の電動式流量制御弁である統合弁の自転防止機構は、
ハウジングにおけるロッドの外周側部位に対向する内周側部位に、ロッドの軸方向に延びるように形成されたハウジング側溝部と、
ロッドにおける外周側部位に、ロッドの軸方向に延びるように形成されたロッド側溝部と、
ハウジング側溝部およびロッド側溝部の間に形成される空間に配置された回転規制部材と、を有している。
【０２５４】
また、第３の観点によれば、上述の電動式流量制御弁である統合弁の駆動部は、電動モータからの回転出力を減速して出力軸に伝達する減速機構を備えている。
【０２５５】
また、第４の観点によれば、上述の電動式流量制御弁である統合弁の減速機構は、外周側に円弧状の外歯が複数形成された外歯車、外歯車の外歯に噛み合う円弧状の内歯が複数形成された内歯車を含んで構成されている。
【０２５６】
また、第５の観点によれば、上述の電動式流量制御弁である統合弁は、第１弁座部の開口径が、第２弁座部の開口径よりも小さくなっている。出力軸には、雌ネジ部として、互いに異なるネジピッチに設定された第１雌ネジおよび第２雌ネジが形成されている。
【０２５７】
そして、ロッドは、
第１弁部材調整領域となる範囲において第１弁部材に当接して第１弁部材を変位させる第１押圧部、および第２弁部材調整領域となる範囲において第２弁部材に当接して第２弁部材を変位させる第２押圧部が設けられた主軸部と、
主軸部の外周側を囲むように筒状に形成され、ロッドの軸方向において主軸部に当接して主軸部をロッドの軸方向に変位させる筒状部と、を有している。
【０２５８】
主軸部は、第１雌ネジに噛み合う第１雄ネジが形成されている。筒状部は、第２雌ネジに噛み合う第２雄ネジが形成されている。第１雄ネジおよび第１雌ネジは、第２雄ネジおよび第２雌ネジよりもネジピッチが大きくなっている。
【０２５９】
そして、送りネジ機構は、第１弁部材調整領域および両弁全閉領域となる範囲、並びに、第２弁部材調整領域のうち、流体の流量を所定流量以下に調整する低流量領域となる範囲において、第２雌ネジと第２雄ネジとの噛み合いにより電動モータの回転駆動力をロッドの軸方向の推力に変換する構成となっている。
【０２６０】
さらに、送りネジ機構は、第２弁部材調整領域のうち、流体の流量を所定流量より多い流量に調整する高流量領域となる範囲において、第１雌ネジと第１雄ネジとの噛み合いにより電動モータの回転駆動力をロッドの軸方向の推力に変換する構成となっている。
【０２６１】
また、第５の観点によれば、上述の電動式流量制御弁である統合弁は、主軸部における筒状部と当接する部位と間に、弾性変形可能に構成された弾性部材が配置されている。
【符号の説明】
【０２６２】
４０            ハウジング
４１１          第１流体流路
４１２          第２流体流路
５０            第１弁部材
５１５          低クリアランス部
６０            第２弁部材
７０            駆動部
【図１】
0006604278.tif 000002
【図２】
0006604278.tif 000003
【図３】
0006604278.tif 000004
【図４】
0006604278.tif 000005
【図５】
0006604278.tif 000006
【図６】
0006604278.tif 000007
【図７】
0006604278.tif 000008
【図８】
0006604278.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0006604278.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
0006604278.tif 000013
【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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