(57)【要約】【課題】冷媒の流れ方向によって異なる絞り特性を有する小型で低コストの可逆膨張装置を提供する。【解決手段】室外熱交換器と室内熱交換器との間の冷媒配管をボディ１とし、その中に仕切部５に径の大きなオリフィス６を有するスリーブ２を固定配置し、スリーブ２の中に冷媒の流れ方向によって仕切部５に対して接離するプラグ７を配置する。プラグ７は、径の大きなオリフィス６と同心の径の小さなオリフィス８を有し、外周は多角形に形成されて冷媒通路を形成している。プラグ７のある側から冷媒が流れてくると、プラグ７は冷媒により仕切部５に当接し、冷媒は、径の小さなオリフィス８で絞られる。冷媒が逆向きに流れると、プラグ７は冷媒により仕切部５から離れ、冷媒は、径の大きなオリフィス６で絞られ、プラグ７の外周の冷媒通路を通って流れるので、絞り特性が変えられる。【選択図】        図１
2004257676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
双方向に流れる冷媒を絞り膨張させるようにした可逆膨張装置において、
流路断面積が異なる第１および第２のオリフィスと、
冷媒の流れ方向に移動可能に配置され、前記冷媒の流れ方向に応じて冷媒が流れる通路を前記第１のオリフィスまたは前記第２のオリフィスに切り換えて流量特性を変える弁体と、
を備えていることを特徴とする可逆膨張装置。
【請求項２】
内部の通路を塞ぐように一体に形成されていて中央に前記第１のオリフィスが軸線方向に貫通形成された仕切部を有し、冷媒が流れる配管内に固定配置されるスリーブと、
前記スリーブの内部の通路内に軸線方向に移動自在に配置されていて、前記第２のオリフィスが前記第１のオリフィスと同一軸線方向に貫通形成され、前記スリーブの内壁面との間に前記第１および第２のオリフィスよりも十分に大きな流路断面積の少なくとも１つの冷媒通路を形成する外形を有して、前記仕切部との当接時には前記少なくとも１つの冷媒通路を閉塞するよう前記弁体を構成するプラグと、
を備えていることを特徴とする請求項１記載の可逆膨張装置。
【請求項３】
内部の通路を塞ぐように一体に形成されていて中央に第１の弁孔が軸線方向に貫通形成されるとともに前記第１の弁孔から外れた位置に前記第１のオリフィスが軸線方向に貫通形成された仕切部を有し、冷媒が流れる配管内に固定配置されるスリーブと、
前記スリーブの一方の開口端部を塞ぐように固定されていて中央に第２の弁孔が軸線方向に貫通形成されるとともに前記第２の弁孔から外れた位置に前記第２のオリフィスが軸線方向に貫通形成された弁座形成部材と、
前記仕切部と前記弁座形成部材との間の前記スリーブの内部の通路内に冷媒の流れによって前記第１の弁孔および前記第２の弁孔を排他的に開閉するよう流れ方向に移動自在に配置されて前記弁体を構成し、前記第１の弁孔または前記第２の弁孔の閉塞時に前記スリーブの内壁面との間に前記第１および第２のオリフィスよりも十分に大きな流路断面積を有するような直径のボールと、
を備えていることを特徴とする請求項１記載の可逆膨張装置。
【請求項４】
前記ボールが着座して前記第１の弁孔および前記第２の弁孔が閉塞される部分をテーパ形状にしたことを特徴とする請求項３記載の可逆膨張装置。
【請求項５】
内部の通路を塞ぐように一体に形成されていて中央に第１の弁孔が軸線方向に貫通形成された仕切部を有し、冷媒が流れる配管内に固定配置されるスリーブと、
前記スリーブの一方の開口端部を塞ぐように固定されていて中央に第２の弁孔が軸線方向に貫通形成された弁座形成部材と、
前記仕切部と前記弁座形成部材との間の前記スリーブの内部の通路内に冷媒の流れ方向に移動自在に配置されて前記第１の弁孔および前記第２の弁孔を開閉する前記弁体を構成し、前記スリーブの内壁面との間に前記第１および第２のオリフィスよりも十分に大きな流路断面積の少なくとも１つの冷媒通路を形成する外形を有し、前記軸線方向に前記第１および第２のオリフィスを介して連通していて前記第１のオリフィスと前記第２のオリフィスとの間の空間に前記少なくとも１つの冷媒通路からの冷媒を導入する連通孔を有するプラグと、
を備えていることを特徴とする請求項１記載の可逆膨張装置。
【請求項６】
内部の通路を塞ぐように一体に形成されていて中央に第１の弁孔が軸線方向に貫通形成された仕切部を有し、冷媒が流れる配管内に固定配置されるスリーブと、
前記スリーブの一方の開口端部を塞ぐように固定されていて中央に軸線方向の長さが前記第１の弁孔と異なる長さを有する第２の弁孔が軸線方向に貫通形成された弁座形成部材と、
前記仕切部と前記弁座形成部材との間の前記スリーブの内部の通路内に冷媒の流れ方向に移動自在に配置されて前記弁体を構成し、軸線方向両端に前記第１の弁孔および前記第２の弁孔とのクリアランスで長さの異なる絞り部を形成するシャフトを有し、前記シャフトの間の部分が前記スリーブの内壁面との間に前記絞り部よりも十分に大きな流路断面積の少なくとも１つの冷媒通路を形成する外形を有するプラグと、
を備えていることを特徴とする請求項１記載の可逆膨張装置。
【請求項７】
内部の通路を塞ぐように一体に形成されていて中央に第１の弁孔が軸線方向に貫通形成された仕切部を有し、冷媒が流れる配管内に固定配置されるスリーブと、
前記スリーブの一方の開口端部を塞ぐように固定されていて中央に第２の弁孔が軸線方向に貫通形成された弁座形成部材と、
前記仕切部と前記弁座形成部材との間の前記スリーブの内部の通路内に冷媒の流れ方向に移動自在に配置されて前記第１の弁孔および前記第２の弁孔を開閉する前記弁体を構成し、前記スリーブの内壁面との間に前記第１および第２のオリフィスよりも十分に大きな流路断面積の少なくとも１つの冷媒通路を形成する外形を有するプラグと、
前記プラグの軸線方向両側にて内部では互いに連通するとともに前記少なくとも１つの冷媒通路とも連通するように一端が固定され、他端が前記第１の弁孔および前記第２の弁孔を貫通して延びていて前記第１および第２のオリフィスを構成する第１および第２のキャピラリチューブと、
を備えていることを特徴とする請求項１記載の可逆膨張装置。
【請求項８】
前記第１および第２のキャピラリチューブの開放端をそれぞれ覆うように配置されたストレーナを備えていることを特徴とする請求項７記載の可逆膨張装置。
【請求項９】
前記ストレーナは、前記プラグに連動して開閉する開口部を有していることを特徴とする請求項８記載の可逆膨張装置。
【請求項１０】
前記ストレーナは、前記第１および第２のキャピラリチューブに固定されていることを特徴とする請求項９記載の可逆膨張装置。
【請求項１１】
前記ストレーナは、冷媒の流れ方向に移動自在に配置され冷媒の流れによって前記開口部を開閉することを特徴とする請求項９記載の可逆膨張装置。
【請求項１２】
前記第１および第２のキャピラリチューブの開放端をそれぞれ覆うように配置されるとともに前記開放端よりも前記プラグの側に開口部を有している第１のストレーナと、前記第１のストレーナの軸線方向外側にて前記配管内を遮るようにそれぞれ配置された第２のストレーナとを備えていることを特徴とする請求項７記載の可逆膨張装置。
【請求項１３】
前記プラグは、外周の断面を多角形の形状にして前記スリーブの内壁面との間に前記冷媒通路を形成するようにしたことを特徴とする請求項２、３、５、６および７のいずれか１項記載の可逆膨張装置。
【請求項１４】
前記プラグは、外周に少なくとも１つのＤカット部を設けて前記スリーブの内壁面との間に前記冷媒通路を形成するようにしたことを特徴とする請求項２、３、５、６および７のいずれか１項記載の可逆膨張装置。
【請求項１５】
前記プラグは、外周に軸線方向に延びる少なくとも１つの溝部を設けて前記スリーブの内壁面との間に前記冷媒通路を形成するようにしたことを特徴とする請求項２、３、５、６および７のいずれか１項記載の可逆膨張装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は可逆膨張装置に関し、特にヒートポンプ式空気調和機の冷凍サイクル内で冷房運転時と暖房運転時とで逆方向に流れる冷媒を絞って減圧させるようにした可逆膨張装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ヒートポンプ式空気調和機では、圧縮機と、四方弁と、室外熱交換器と、膨張装置と、室内熱交換器とを冷媒配管で接続して冷凍サイクルを構成している。冷房運転を行うときには、圧縮機で圧縮された高温・高圧の冷媒を四方弁を介し室外熱交換器に送って凝縮し、凝縮された冷媒を膨張装置で絞り膨張し、絞り膨張することによって低温・低圧になった冷媒を室内熱交換器で室内空気と熱交換することにより室内空気を冷やしている。室内熱交換器で熱交換することにより蒸発された冷媒は圧縮機に戻される。一方、暖房運転を行うときには、圧縮機で圧縮された高温・高圧の冷媒を四方弁を介し室内熱交換器に送り、ここで室内空気と熱交換することにより室内空気を暖めている。室内熱交換器で熱交換することにより凝縮された冷媒は、膨張装置で絞り膨張されて低温・低圧になり、室外熱交換器で蒸発されて圧縮機に戻される。
【０００３】
この冷凍サイクルにおける膨張装置としては、キャピラリチューブを用いたものが知られており、冷房運転時と暖房運転時とでキャピラリチューブの長さを変えて絞り特性を変えることも知られている（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００４】
図１０は従来の膨張装置を等価回路で示した説明図である。
従来の膨張装置は、直列に接続された暖房用キャピラリチューブ１０１および冷暖房用キャピラリチューブ１０２と、暖房用キャピラリチューブ１０１に並列に配置された逆止弁１０３とから構成されている。暖房用キャピラリチューブ１０１は、長いキャピラリチューブを何度か折り返すことによって形成され、その開放端は、図示しない室外熱交換器に接続される。冷暖房用キャピラリチューブ１０２についても、長いキャピラリチューブを何度か折り返すことによって形成され、その開放端は、図示しない室内熱交換器に接続される。逆止弁１０３は、室外熱交換器から送られてきた冷媒によって開けられ、その冷媒を暖房用キャピラリチューブ１０１をバイパスさせて冷暖房用キャピラリチューブ１０２に送るが、冷媒が冷暖房用キャピラリチューブ１０２から送られてきた場合には、その冷媒により閉じられて、暖房用キャピラリチューブ１０１に送るような向きに配置されている。
【０００５】
このような膨張装置において、冷房運転のとき、冷媒の流れを実線の矢印で示したように、室外熱交換器から送られてきた冷媒は、冷暖房用キャピラリチューブ１０２だけを通り、ここで絞り膨張されて室内熱交換器に供給される。暖房運転のときは、四方弁により冷媒の流れが破線の矢印で示したように逆転されるので、室内熱交換器から送られてきた冷媒は、冷暖房用キャピラリチューブ１０２および暖房用キャピラリチューブ１０１を直列に通り、室外熱交換器へと流れることになる。したがって、冷房運転のとき、冷媒が流れるキャピラリチューブの長さを短くして絞り量を少なくし、暖房運転のときは、冷媒が流れるキャピラリチューブの長さを長くして絞り量を多くしている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−１３９８４８号公報（段落番号〔０１５３〕，図２６）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の膨張装置は、２本の長いキャピラリチューブを何度も折り返すことによって形成されているため、大きな設置スペースを取り、暖房用キャピラリチューブに並列に逆止弁を設け、２本のキャピラリチューブと逆止弁とをろう付けにより相互に接続する構成であるため、コストがかかるという問題点があった。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、冷媒の流れ方向によって異なる絞り特性を有する小型で低コストの可逆膨張装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記問題を解決するために、双方向に流れる冷媒を絞り膨張させるようにした可逆膨張装置において、流路断面積が異なる第１および第２のオリフィスと、冷媒の流れ方向に移動可能に配置され、冷媒の流れ方向に応じて冷媒が流れる通路を前記第１のオリフィスまたは前記第２のオリフィスに切り換えて流量特性を変える弁体と、を備えていることを特徴とする可逆膨張装置が提供される。
【００１０】
このような可逆膨張装置によれば、弁体は導入されてくる冷媒に押されて移動することができるため、暖房運転および冷房運転で流れ方向が変わる冷媒により第１または第２の位置をとることができ、第１の位置にあるときには、第１および第２のオリフィスの一方において冷媒を絞り、第２の位置にあるときには、他方において冷媒を絞りるように切り換える。絞り部をオリフィスにし、逆止弁の弁体を導入される冷媒の流れ方向によって第１および第２のオリフィスを切り換える構成にしたことにより、可逆膨張装置を小型化することができ、コストを低減することができる。また、冷媒の配管内に配置することにより、設置スペースを不要にすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は第１の実施の形態に係る可逆膨張装置の構造を示す図であって、（Ａ）は暖房運転時の動作状態を示す断面図、（Ｂ）は冷房運転時の動作状態を示す断面図、（Ｃ）は可動部のプラグを示す端面図であり、図２は第１の実施の形態に係る可逆膨張装置の等価回路図である。
【００１２】
この可逆膨張装置は、ボディ１の中に収容されている。このボディ１は、室外熱交換器と室内熱交換器とを配管する銅パイプとすることができる。ボディ１の中には、スリーブ２が配置されており、スリーブ２の外周に凹設された溝に対応する位置にてボディ１を外側からかしめ加工することによりボディ１に気密に固定されている。
【００１３】
スリーブ２は、その軸線方向両端に開口部を有し、それらの開口端部にはそれぞれストレーナ３，４が設けられている。スリーブ２の中は、一体に形成された仕切部５によって仕切られており、その仕切部５の中央には径の大きなオリフィス６が設けられている。仕切部５の図の右側のスリーブ２内には、冷媒の流れによって軸線方向に動くことができるプラグ７が配置されている。
【００１４】
このプラグ７は、その軸線位置において、ストレーナ３が配置されている側に開放された大径の通路が形成され、閉止された仕切部５の側には、径の小さなオリフィス８が形成されている。このオリフィス８は、仕切部５に設けられた径の大きなオリフィス６と同一軸線上にある。プラグ７は、また、図１の（Ｃ）にストレーナ３の側から見た端面図で示したように、多角形の形状、図示の例では、六角形の外形を有している。これにより、プラグ７とこれが収容されているスリーブ２の内壁面との間に６つの冷媒通路が形成されていることになる。これらの冷媒通路は、当然ながら、径の大きなオリフィス６よりも十分に大きな流路断面積を有している。
【００１５】
このような可逆膨張装置において、たとえば空気調和機が暖房運転を行っているとき、冷媒は、図１の（Ａ）に示したように、図の右方向から流れてくる。プラグ７は、流入してくる冷媒の圧力によって仕切部５に当接される。これにより、プラグ７の外周にある６つの冷媒通路からオリフィス６に通じる通路は閉塞され、オリフィス６，８が冷媒を流すメインの通路となる。したがって、この可逆膨張装置は、径の小さなオリフィス８を有する小流量の膨張装置として機能することになる。
【００１６】
一方、空気調和機が冷房運転を行っているとき、冷媒は、図１の（Ｂ）に示したように、図の左方向から流れてくる。プラグ７は、流入してくる冷媒の圧力によって仕切部５から離れて、ストレーナ３に当接される。これにより、オリフィス６とプラグ７の外周にある６つの冷媒通路およびオリフィス８とがメインの通路となる。したがって、この可逆膨張装置は、径の大きなオリフィス６を有する大流量の膨張装置として機能することになる。
【００１７】
この可逆膨張装置は、その構成を図２に示した等価回路によって表すことができる。すなわち、この可逆膨張装置は、径の小さなオリフィス８と逆止弁９とが並列に接続され、この並列接続の回路に直列に径の大きなオリフィス６が接続されていて、逆止弁９は、冷媒が図の右側から供給されてくるときに閉じ、図の左側から供給されてくるときには開く向きに配置された構成を有していることになる。
【００１８】
したがって、暖房運転のときに、冷媒が破線の矢印で示した方向に流れてくると、逆止弁９が閉じられるので、冷媒は、径の小さなオリフィス８および径の大きなオリフィス６を順次通って流れ、主として径の小さなオリフィス８で絞られ、減圧される。
【００１９】
冷房運転のときには、冷媒が実線の矢印で示した方向に流れてきて、逆止弁９が開き、径の小さなオリフィス８をバイパスするので、冷媒は、径の大きなオリフィス６および逆止弁９を順次通って流れ、主として径の大きなオリフィス６で絞られ、減圧される。
【００２０】
このようにして、この可逆膨張装置は、冷媒の流れ方向によって異なる絞り特性を持たせることができ、暖房運転のときは、絞りを多くして少ない流量で冷媒を流し、冷房運転のときには、絞りを少なくして流す冷媒流量を多くすることができる。
【００２１】
図３は第２の実施の形態に係る可逆膨張装置の構造を示す図であって、（Ａ）は暖房運転時の動作状態を示す断面図、（Ｂ）は冷房運転時の動作状態を示す断面図であり、図４は第２の実施の形態に係る可逆膨張装置の等価回路図である。なお、図３および図４において、図１および図２に示した構成要素と同じまたは同等の機能を有する構成要素については同じ符号を付してある。
【００２２】
この可逆膨張装置において、ボディ１の中に固定されたスリーブ２は、一体に形成された仕切部５を有し、その仕切部５は、中央に弁孔１０が設けられ、その弁孔１０から外れた位置に径の大きなオリフィス６が設けられている。弁孔１０の内側端面には、テーパが設けられて、テーパ弁座を形成している。スリーブ２の仕切部５と反対側の開口端には、弁座形成部材１１が圧入されており、その弁座形成部材１１の中央に弁孔１２が、その弁孔１２から外れた位置に径の小さなオリフィス８がそれぞれ設けられている。この弁孔１２の内側端面にも、テーパが設けられて、テーパ弁座を形成している。仕切部５と弁座形成部材１１との間の空間には、冷媒の流れによって軸線方向に動くことができるようにボール１３が配置されている。このボール１３は、スリーブ２の内壁面との間に冷媒通路が形成されるような寸法の直径を有し、冷媒の流れ方向によって弁孔１０，１２を開閉する共通の弁体を構成している。
【００２３】
このような可逆膨張装置において、空気調和機が暖房運転を行っているとき、冷媒は、図３の（Ａ）に示したように、図の右方向から流れてくる。ボール１３は、流入してくる冷媒の圧力によって弁座形成部材１１のテーパ弁座に着座され、弁孔１２を閉塞する。これにより、冷媒が弁孔１０、ボール１３の外周の冷媒通路、径の小さなオリフィス８を通って流れるため、この可逆膨張装置は、径の小さなオリフィス８を有する小流量の膨張装置として機能する。
【００２４】
空気調和機が冷房運転を行っているときには、冷媒は、図３の（Ｂ）に示したように、図の左方向から流れてくる。ボール１３は、流入してくる冷媒の圧力によって仕切部５のテーパ弁座に着座され、弁孔１０を閉塞する。これにより、冷媒が弁孔１２、ボール１３の外周の冷媒通路、径の大きなオリフィス６を通って流れるため、この可逆膨張装置は、径の大きなオリフィス６を有する大流量の膨張装置として機能する。
【００２５】
この可逆膨張装置の構成を等価回路で表すと、図４に示したようになる。すなわち、この可逆膨張装置は、径の小さなオリフィス８と逆止弁９ａとを並列に接続し、径の大きなオリフィス６と逆止弁９ｂとを並列に接続し、これら並列接続の回路を直列に接続して構成される。逆止弁９ａは、冷媒が図の左側から供給されたときに開き、逆止弁９ｂは、図の右側から供給されたときには開く向きにそれぞれ配置されている。
【００２６】
したがって、暖房運転のときに、冷媒が破線の矢印で示した方向に流れてくると、逆止弁９ｂが開き、逆止弁９ａが閉じるので、冷媒は、逆止弁９ｂおよび径の小さなオリフィス８を通って流れ、径の小さなオリフィス８で絞られて減圧される。
【００２７】
冷房運転のときには、冷媒が実線の矢印で示した方向に流れてきて、逆止弁９ａが開き、逆止弁９ｂが閉じる。このため、冷媒は、逆止弁９ａおよび径の大きなオリフィス６を通って流れ、径の大きなオリフィス６で絞られて減圧されることになる。
【００２８】
図５は第３の実施の形態に係る可逆膨張装置の構造を示す図であって、（Ａ）は暖房運転時の動作状態を示す断面図、（Ｂ）は冷房運転時の動作状態を示す断面図、（Ｃ）は可動部のプラグを示す端面図である。なお、図５において、図１に示した構成要素と同じまたは同等の機能を有する構成要素については同じ符号を付してある。
【００２９】
この可逆膨張装置において、ボディ１の中に固定されたスリーブ２は、一体に形成された仕切部５を有し、その仕切部５は、中央に弁孔１０が設けられている。スリーブ２の仕切部５と反対側の開口端には、弁座形成部材１１が圧入されており、その弁座形成部材１１の中央に弁孔１２が設けられている。仕切部５と弁座形成部材１１との間の空間には、冷媒の流れによって軸線方向に動くことができるようにプラグ７が配置されている。
【００３０】
このプラグ７は、スリーブ２と同様の形状を有していて、仕切部５と対向する側に閉止部を有し、その閉止部の中央に径の小さなオリフィス８が設けられ、弁座形成部材１１と対向する側の開口端には、中央に径の大きなオリフィス６が設けられたオリフィス形成部材１４が圧入されている。また、プラグ７は、図５の（Ｃ）に端面図で示したように、外周の一部がＤカットされた外形を有している。これにより、プラグ７とこれが収容されているスリーブ２の内壁面との間に冷媒通路を形成している。そして、このプラグ７には、その冷媒通路がオリフィス８とオリフィス６との間の空間に連通するよう連通孔１５が穿設されている。このように、このプラグ７は、冷媒の流れ方向によって弁孔１０，１２をオリフィス８，６に切り換える共通の弁体を構成している。
【００３１】
このような可逆膨張装置において、空気調和機が暖房運転を行っているとき、冷媒は、図５の（Ａ）に示したように、図の右方向から流れてくる。プラグ７は、流入してくる冷媒の圧力によって仕切部５に当接され、弁孔１０を閉塞する。これにより、冷媒が弁孔１２、プラグ７の外周の冷媒通路、連通孔１５、径の小さなオリフィス８、弁孔１０を通って流れるため、この可逆膨張装置は、径の小さなオリフィス８を有する小流量の膨張装置として機能する。
【００３２】
空気調和機が冷房運転を行っているときには、冷媒は、図５の（Ｂ）に示したように、図の左方向から流れてくる。プラグ７は、流入してくる冷媒の圧力によって弁座形成部材１１に当接され、弁孔１２を閉塞する。これにより、冷媒が弁孔１０、プラグ７の外周の冷媒通路、連通孔１５、径の大きなオリフィス６、弁孔１２を通って流れるため、この可逆膨張装置は、径の大きなオリフィス６を有する大流量の膨張装置として機能する。
【００３３】
なお、この可逆膨張装置は、図４に示した等価回路と同じ構成によって表すことができる。
図６は第４の実施の形態に係る可逆膨張装置の構造を示す図であって、（Ａ）は暖房運転時の動作状態を示す断面図、（Ｂ）は冷房運転時の動作状態を示す断面図である。なお、図６において、図１に示した構成要素と同じまたは同等の機能を有する構成要素については同じ符号を付してある。
【００３４】
この可逆膨張装置において、ボディ１の中に固定されたスリーブ２は、一体に形成された仕切部５を有している。この仕切部５は、軸線方向に長く形成されていて、中央に弁孔１０が設けられている。スリーブ２の仕切部５と反対側の開口端には、弁座形成部材１１が圧入されている。この弁座形成部材１１は、仕切部５に比較して軸線方向に短く形成され、その中央には、弁孔１２が設けられている。仕切部５と弁座形成部材１１との間の空間には、冷媒の流れによって軸線方向に動くことができるプラグ７が配置されている。
【００３５】
このプラグ７は、軸線方向両端に長さの異なるシャフトを有し、中央部分は、スリーブ２の内壁面と摺接しながらこのプラグ７を軸線方向に移動するときにスリーブ２の軸線と同心を保つようにする機能と、外周に軸線方向に延びる溝あるいはＤカット部を設けて冷媒通路を確保する機能とを有している。
【００３６】
プラグ７は、軸線方向に移動することによって、両端のシャフトが弁孔１０，１２の中に貫通状態で配置されたり抜け出た状態で配置されたりする。これにより、シャフトが弁孔１０，１２の中に位置するときには、シャフトと弁孔１０，１２の内壁面との間に円筒形状の空間を持った絞り通路が形成され、シャフトが弁孔１０，１２から脱した位置にあるときには、その弁孔１０，１２が冷媒のメイン通路になる。弁孔１０およびそれに対応するプラグ７のシャフトは、軸線方向の長さが長く、弁孔１２およびそれに対応するプラグ７のシャフトは、軸線方向の長さが短いので、プラグ７の位置によって、絞り通路での絞り特性を切り換えることができる。
【００３７】
このような可逆膨張装置において、空気調和機が暖房運転を行っているとき、冷媒は、図６の（Ａ）に示したように、図の右方向から流れてくる。プラグ７は、流入してくる冷媒の圧力に押されて、シャフトが仕切部５の弁孔１０に貫通配置される。これにより、冷媒が弁孔１２、プラグ７の外周の冷媒通路、シャフトと弁孔１０の内壁面との間の軸線方向に長い絞り通路を通って流れることになるため、この可逆膨張装置は、絞り通路が長いキャピラリを有する小流量の膨張装置として機能する。
【００３８】
空気調和機が冷房運転を行っているときには、冷媒は、図６の（Ｂ）に示したように、図の左方向から流れてくる。プラグ７は、流入してくる冷媒の圧力に押されて、シャフトが弁座形成部材１１の弁孔１２に貫通配置される。これにより、冷媒が弁孔１０、プラグ７の外周の冷媒通路、シャフトと弁孔１２の内壁面との間の軸線方向に短い絞り通路を通って流れることになるため、この可逆膨張装置は、絞り通路が短いキャピラリを有する小流量の膨張装置として機能する。
【００３９】
さらに、この可逆膨張装置は、弁孔１０，１２とシャフトとのクリアランスで環状の絞りを構成し、冷媒が絞りから環状の状態でスプレイされるため、流動音を小さくすることができるとともに、冷媒の流れ方向が逆転するときには、プラグ７が移動して絞り部が構成し直されるため、環状の絞りが冷媒に混入された異物によって部分的に詰まっていても運転切り換え時に復帰させることができる。
【００４０】
なお、この可逆膨張装置は、図４に示した等価回路と同じ構成によって表すことができる。また、この実施の形態では、スリーブ２にストレーナを設けていないが、第１ないし第４の実施の形態に係る可逆膨張装置と同様に、スリーブ２の両端開口部にストレーナを設けてもよい。
【００４１】
図７は第５の実施の形態に係る可逆膨張装置の構造を示す図であって、（Ａ）は暖房運転時の動作状態を示す断面図、（Ｂ）は冷房運転時の動作状態を示す断面図である。なお、図７において、図５に示した構成要素と同じまたは同等の機能を有する構成要素については同じ符号を付してある。
【００４２】
この可逆膨張装置において、ボディ１の中に固定されたスリーブ２は、一体に形成された仕切部５を有し、その仕切部５は、中央に弁孔１０が設けられている。スリーブ２の仕切部５と反対側の開口端には、弁座形成部材１１が圧入されており、その弁座形成部材１１の中央に弁孔１２が設けられている。仕切部５と弁座形成部材１１との間の空間には、冷媒の流れによって軸線方向に動くことができるようにプラグ７が配置されている。
【００４３】
このプラグ７は、その軸線方向に貫通した冷媒通路を有し、その両端にはその軸線方向に延びるキャピラリチューブ６ａ，８ａがそれぞれ嵌入されている。一方のキャピラリチューブ６ａは、内径が大きなチューブであり、他方のキャピラリチューブ８ａは、内径が小さなチューブで構成されている。このプラグ７は、また、これが冷媒の流れ方向に移動自在に収容された中央の冷媒通路がキャピラリチューブ６ａとキャピラリチューブ８ａとの間の空間横切って連通するよう連通孔１５が穿設されている。なお、このプラグ７においても、外周の一部がＤカットされた外形を有して、プラグ７とこれが収容されているスリーブ２の内壁面との間に冷媒通路が形成されるようにしている。
【００４４】
弁座形成部材１１は、軸線方向外側に延びる筒状のガイド１６が一体に形成されており、このガイド１６によって軸線方向にガイドされるホルダ１７がキャピラリチューブ６ａに固定されている。このホルダ１７は、筒状のガイド１６の開口端を覆うように配置されたストレーナ３ａを保持している。ガイド１６は、その先端の一部に切り欠き状の開口部１８を有し、プラグ７の軸線方向の移動に伴ってホルダ１７がその開口部１８を開閉することができるスプール弁の構造になっている。
【００４５】
弁座形成部材１１が配置されている側と反対側のプラグ７においても同様に、軸線方向外側に延びる筒状のガイド１９がプラグ７と一体に形成されており、キャピラリチューブ８ａに固定されたストレーナ４ａ用のホルダ２０がガイド１９によって軸線方向に移動自在に配置され、そのホルダ２０の軸線方向の移動によりガイド１６の先端に設けられた開口部２１を開閉するようにしている。
【００４６】
このような可逆膨張装置において、空気調和機が暖房運転を行っているとき、冷媒は、図７の（Ａ）に示したように、図の右方向から流れてくる。プラグ７は、流入してくる冷媒の圧力によって仕切部５に当接される。これにより、仕切部５に形成された弁孔１０が閉塞、弁座形成部材１１に形成された弁孔１２が開放、ガイド１６に形成された開口部１８が閉塞、ガイド１９に形成された開口部２１が開放する。したがって、冷媒は、ストレーナ３ａ、弁孔１２、プラグ７の外周の冷媒通路、連通孔１５、内径の小さなキャピラリチューブ８ａ、ストレーナ４ａを通って流れるため、この可逆膨張装置は、内径の小さなキャピラリチューブ８ａを有する小流量の膨張装置として機能する。このとき、上流側のストレーナ３ａは、冷媒中の異物をブロックする機能を有し、下流側のストレーナ４ａは、キャピラリチューブ８ａを出た冷媒を気液分離する機能を有している。つまり、キャピラリチューブ８ａから出てくる冷媒は、冷媒が気液混合の状態になっている。そのうち、液体はそのままストレーナ４ａを通過して下流側へ流れるが、気泡はストレーナ４ａにブロックされるので、開口部２１を通過して下流側へ流れるようになる。ストレーナ４ａが気泡と液体を分離して流すことで、気泡が弾けることによって発生する異音を低減させることができる。
【００４７】
空気調和機が冷房運転を行っているときには、冷媒は、図７の（Ｂ）に示したように、図の左方向から流れてくる。プラグ７は、流入してくる冷媒の圧力によって弁座形成部材１１に当接される。これにより、仕切部５に形成された弁孔１０が開放、弁座形成部材１１に形成された弁孔１２が閉塞、ガイド１６に形成された開口部１８が開放、ガイド１９に形成された開口部２１が閉塞する。したがって、冷媒は、ストレーナ４ａ、弁孔１０、プラグ７の外周の冷媒通路、連通孔１５、内径の大きなキャピラリチューブ６ａ、ストレーナ３ａを通って流れるため、この可逆膨張装置は、内径の大きなキャピラリチューブ６ａを有する大流量の膨張装置として機能する。このときは、上流側のストレーナ４ａが冷媒中の異物を除去するフィルタとして機能し、下流側のストレーナ３ａが気液分離装置として機能することになる。
【００４８】
なお、この可逆膨張装置は、図４に示した等価回路と同じ構成によって表すことができる。
図８は第６の実施の形態に係る可逆膨張装置の構造を示す図であって、（Ａ）は暖房運転時の動作状態を示す断面図、（Ｂ）は冷房運転時の動作状態を示す断面図である。なお、図８において、図７に示した構成要素と同じまたは同等の機能を有する構成要素については同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４９】
この可逆膨張装置は、図７に示した第５の実施の形態に係る可逆膨張装置がストレーナ３ａ，４ａとキャピラリチューブ６ａ，８ａとを一体にし、冷媒の流れに押されて同時に動くのに対し、ストレーナ３ａ，４ａとキャピラリチューブ６ａ，８ａとが独立していて、冷媒の流れに押されてそれぞれ動くようにしている。
【００５０】
すなわち、ストレーナ３ａのホルダ１７が軸線方向に移動自在にガイド１６に内挿され、ホルダ１７に一体に形成された係止部２２が開口部１８内に位置してホルダ１７がガイド１６から抜け出るのを防止する構造にしている。ストレーナ４ａのホルダ２０も同様に、軸線方向に移動自在にガイド１９に内挿され、ホルダ２０に一体に形成された係止部２３および開口部２１がガイド１９から抜け出る方向の動きを規制している。
【００５１】
したがって、ストレーナ３ａ，４ａがキャピラリチューブ６ａ，８ａとは独立して動く以外は、図７に示した第５の実施の形態に係る可逆膨張装置の動作とまったく同じである。
【００５２】
図９は第７の実施の形態に係る可逆膨張装置の構造を示す図であって、（Ａ）は暖房運転時の動作状態を示す断面図、（Ｂ）は冷房運転時の動作状態を示す断面図である。なお、図９において、図７に示した構成要素と同じまたは同等の機能を有する構成要素については同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５３】
この可逆膨張装置は、冷媒中の異物を除去する機能と気液を分離する機能とを独立して配置している。すなわち、ストレーナ３ａを保持するホルダ１７は、弁座形成部材１１に固定され、ストレーナ４ａを保持するホルダ２０は、プラグ７に固定されている。ストレーナ３ａ，４ａの軸線方向外側には、通路を遮るようにストレーナ３，４がかしめ加工によってボディ１に固定されている。これにより、ストレーナ３，４は、もっぱら冷媒中の異物を除去し、ストレーナ３ａ，４ａは、もっぱら気液を分離するようにしている。
【００５４】
したがって、ストレーナ３，４，３ａ，４ａが固定されていて動かない以外は、図７に示した第５の実施の形態に係る可逆膨張装置の動作とまったく同じである。
【００５５】
以上の実施の形態では、プラグ７の外周に冷媒通路を設けるために、プラグ７を断面多角形にしたり、Ｄカット部を設けたが、外周に軸線方向に延びる溝部を設けて冷媒通路を構成するようにしてもよい。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、冷媒の流れ方向により弁体が移動して冷媒が絞られる通路を切り換えることで絞り特性を変えるようにし、暖房運転と冷房運転とで冷媒の流れ方向が逆転したときに、可逆膨張装置をそれぞれの運転に適した絞り特性にできる構成にした。これにより、長いキャピラリチューブを折り返して絞り通路とし、その絞り通路の一部をバイパスするように逆止弁を設けて構成していた従来の膨張装置と比較して、非常にコンパクトな膨張装置を構成することができる。
【００５７】
また、逆止弁を同一筐体内に配置し、配管をボディとして使用したことにより、省スペース化が可能になり、製造コストを低減することができる。しかも、等価回路上で２個の逆止弁が必要な場合でも、これらの逆止弁は一体化されているので、設置スペースが増えることはない。
【００５８】
さらに、それぞれの絞り部に気液分離用のストレーナを設けたことにより、冷媒の流れに対して上流側に位置するストレーナを異物除去用として機能させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る可逆膨張装置の構造を示す図であって、（Ａ）は暖房運転時の動作状態を示す断面図、（Ｂ）は冷房運転時の動作状態を示す断面図、（Ｃ）は可動部のプラグを示す端面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る可逆膨張装置の等価回路図である。
【図３】第２の実施の形態に係る可逆膨張装置の構造を示す図であって、（Ａ）は暖房運転時の動作状態を示す断面図、（Ｂ）は冷房運転時の動作状態を示す断面図である。
【図４】第２の実施の形態に係る可逆膨張装置の等価回路図である。
【図５】第３の実施の形態に係る可逆膨張装置の構造を示す図であって、（Ａ）は暖房運転時の動作状態を示す断面図、（Ｂ）は冷房運転時の動作状態を示す断面図、（Ｃ）は可動部のプラグを示す端面図である。
【図６】第４の実施の形態に係る可逆膨張装置の構造を示す図であって、（Ａ）は暖房運転時の動作状態を示す断面図、（Ｂ）は冷房運転時の動作状態を示す断面図である。
【図７】第５の実施の形態に係る可逆膨張装置の構造を示す図であって、（Ａ）は暖房運転時の動作状態を示す断面図、（Ｂ）は冷房運転時の動作状態を示す断面図である。
【図８】第６の実施の形態に係る可逆膨張装置の構造を示す図であって、（Ａ）は暖房運転時の動作状態を示す断面図、（Ｂ）は冷房運転時の動作状態を示す断面図である。
【図９】第７の実施の形態に係る可逆膨張装置の構造を示す図であって、（Ａ）は暖房運転時の動作状態を示す断面図、（Ｂ）は冷房運転時の動作状態を示す断面図である。
【図１０】従来の膨張装置を等価回路で示した説明図である。
【符号の説明】
１  ボディ
２  スリーブ
３，４，３ａ，４ａ  ストレーナ
５  仕切部
６  径の大きなオリフィス
６ａ  キャピラリチューブ
７  プラグ
８  径の小さなオリフィス
８ａ  キャピラリチューブ
９，９ａ，９ｂ  逆止弁
１０  弁孔
１１  弁座形成部材
１２  弁孔
１３  ボール
１４  オリフィス形成部材
１５  連通孔
１６  ガイド
１７  ホルダ
１８  開口部
１９  ガイド
２０  ホルダ
２１  開口部
２２，２３  係止部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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