(57)【要約】【課題】  空気調和装置の小型化を図ることができる空気調和装置用切換弁及びこれを用いた空気調和装置を提供することを目的とする。【解決手段】  空気調和装置１の冷媒流路６上に空気調和装置用切換弁１１を設ける。空気調和装置用切換弁１１を、空気調和装置１の各構成部材が接続されるポートが上面１２ａに開口された弁座１２と、上面１２ａを密着状態にして覆うとともに弁座１２に設けられた各ポートの開閉を行って各ポート間の接続を切り換える弁体とを有する構成とする。弁座１２を、圧縮機出口側ポートＨＰと、蒸発器入口側ポートＥと、凝縮器入口側ポートＣと、絞り抵抗器出口側ポートＳとが設けられ、圧縮機出口側ポートＨＰと蒸発器入口側ポートＥとの接続に用いられるバイパス流路２１が設けられた構成とする。バイパス流路２１内にホットガス暖房用絞り抵抗器を設ける。【選択図】      図１
2005233489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、蒸発器、及び凝縮器を含む空気調和装置の構成部材とともに冷媒流路上に設けられて、前記各構成部材間での冷媒の流通方向を切り換える空気調和装置用切換弁であって、
前記圧縮機の冷媒出口に接続される圧縮機出口側ポートと、
前記蒸発器の冷媒入口に接続される蒸発器入口側ポートと、
前記凝縮器の冷媒入口に接続される凝縮器入口側ポートと、
前記圧縮機出口側ポートと前記蒸発器入口側ポートとの接続に用いられるバイパス流路と、
該バイパス流路内を流通する冷媒を膨張させて減圧する絞り抵抗器と、
前記圧縮機出口側ポートと前記バイパス流路との間または前記バイパス流路と前記蒸発器入口側ポートとの間での前記冷媒の流通、及び前記圧縮機出口側ポートと前記凝縮器入口側ポートとの間での前記冷媒の流通を制御する弁体とを有しており、
該弁体は、前記バイパス流路を通じた前記圧縮機出口側ポートから前記蒸発器入口側ポートへの前記冷媒の流通と、前記圧縮機出口側ポートから前記凝縮器入口側ポートへの前記冷媒の流通とのうちのいずれか一方のみを選択的に許容する構成とされていることを特徴とする空気調和装置用切換弁。
【請求項２】
前記圧縮機出口側ポート、前記蒸発器入口側ポート、前記凝縮器入口側ポート、及び一端を前記圧縮機出口側ポートまたは前記蒸発器入口側ポートに接続された前記バイパス流路の他端がそれぞれ開口された弁座を有しており、
前記弁体は、前記弁座に対して、前記圧縮機出口側ポート、前記蒸発器入口側ポート、前記凝縮器入口側ポート、及び前記バイパス流路の他端が開口される領域を密着状態にして覆うとともに前記弁体と前記弁座との配列方向に平行な軸線回りに摺動回転可能にして設けられており、
前記弁体には、前記弁座との接触部に、該接触部内の複数の地点間を接続する接続路が設けられており、前記弁体を前記弁座に対して前記軸線回りに相対回転させることで、前記接続路及び前記バイパス流路によって前記圧縮機出口側ポートと前記蒸発器入口側ポートとを接続した状態と、前記接続路によって前記圧縮機出口側ポートと前記凝縮器入口側ポートとを接続した状態との切換が行われる構成とされていることを特徴とする請求項１記載の空気調和装置用切換弁。
【請求項３】
前記圧縮機出口側ポート、前記蒸発器入口側ポート、及び前記凝縮器入口側ポートがそれぞれ開口された弁座を有しており、
前記弁体は、前記弁座に対して、前記圧縮機出口側ポート、前記蒸発器入口側ポート、及び前記凝縮器入口側ポートが開口される領域を密着状態にして覆うとともに前記弁体と前記弁座との配列方向に平行な軸線回りに摺動回転可能にして設けられており、
前記弁体の前記弁座に接する領域には、該領域の複数箇所間を接続する接続路が設けられており、
該接続路には、前記バイパス流路が設けられており、前記弁体を前記弁座に対して前記軸線回りに相対回転させることで、前記接続路及び前記バイパス流路によって前記圧縮機出口側ポートと前記蒸発器入口側ポートとを接続した状態と、前記接続路によって前記圧縮機出口側ポートと前記凝縮器入口側ポートとを接続した状態との切換が行われる構成とされていることを特徴とする請求項１記載の空気調和装置用切換弁。
【請求項４】
前記バイパス流路には、前記絞り抵抗器としてオリフィスが設けられ、
前記バイパス流路において前記オリフィスの下流側には、内面が曲面をなす拡径部が設けられており、
前記オリフィスは、その吐出口の軸線が、前記拡径部の内面の接線方向に向けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の空気調和装置用切換弁。
【請求項５】
前記バイパス流路には、複数の絞り抵抗器が直列に設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の空気調和装置用切換弁。
【請求項６】
前記凝縮器の冷媒出口に接続される凝縮機出口側ポートを有し、
前記弁体は、前記凝縮器出口側ポートと前記蒸発器入口側ポートまたは前記凝縮器入口側ポートとの間での前記冷媒の流通も制御する構成とされており、
前記弁体は、前記凝縮器出口側ポートから前記蒸発器入口側ポートへの前記冷媒の流通と、前記凝縮器出口側ポートから前記凝縮器入口側ポートへの前記冷媒の流通とのうちのいずれか一方のみを選択的に許容する構成とされており、
前記凝縮器出口側ポートは、該凝縮器出口側ポート内を流通する前記冷媒を膨張させて減圧する絞り抵抗器を有していることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の空気調和装置用切換弁。
【請求項７】
前記凝縮機出口側ポート自体がオリフィスを構成していることを特徴とする請求項６記載の空気調和装置用切換弁。
【請求項８】
圧縮機、蒸発器、及び凝縮器を含む空気調和装置の構成部材が冷媒流路上に設けられて、前記各構成部材間での冷媒の流通方向を空気調和装置用切換弁によって切り換えることでホットガス暖房サイクルと冷房サイクルとのうちのいずれか一方を選択的に形成する空気調和装置であって、
前記空気調和装置用切換弁として、請求項１から７のいずれかに記載の空気調和装置用切換弁を用いたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項９】
空気調和装置用切換弁が、前記バイパス流路を通じた前記圧縮機出口側ポートから前記凝縮器入口側ポートへの前記冷媒の流通を許容しかつ前記圧縮機出口側ポートから前記蒸発器入口側ポートへの前記冷媒の流通を規制する位置に向けて、前記弁体を付勢する付勢部材と、
前記弁体を前記付勢部材の付勢力に逆らって前記圧縮機出口側ポートから前記蒸発器入口側ポートへの前記冷媒の流通を許容する位置に向けて付勢する電磁石とを有する電磁弁とされていることを特徴とする請求項８記載の空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和装置用切換弁及びこれを用いた空気調和装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気調和装置としては、例えば車両用の空気調和装置のように、閉サイクルとされた冷媒流路上に、低温低圧のガス冷媒を圧縮して高温高圧のガス冷媒（ホットガス）を送出する圧縮機と、圧縮機が送出した高温高圧のガス冷媒を凝縮させて高温高圧の液冷媒とする凝縮器と、凝縮器を通過した高温高圧の液冷媒を膨張・減圧させて低温低圧の液冷媒とする絞り抵抗器と、絞り抵抗器を通過した低温低圧の液冷媒を気化させて低温低圧のガス冷媒とする蒸発器とを設けてなる冷房サイクルを有する構成のものがある。この冷房サイクルは、空気調和装置において、冷房及び除湿を行うための冷却装置として用いられるものである。
また、このような構成の空気調和装置では、暖房装置として、車両の動力源の廃熱を熱源として室内雰囲気を加熱する熱交換器が用いられる。
【０００３】
しかし、近年は、動力源の高効率化に伴い動力源の廃熱量が減る傾向にあり、また、動力源の運転開始直後には動力源から得られる熱量が少ないために、暖房装置単独では暖房性能が不十分となってしまう場合がある。
このため、従来は、上記冷房サイクル中の各構成部材間での冷媒の流通方向を切り換えてホットガスを蒸発器に導くことで、蒸発器をホットガスと室内雰囲気との熱交換器として利用する、補助暖房装置が用いられている。
【０００４】
具体的には、上記構成の空気調和装置に、圧縮機から蒸発器へホットガスを導くホットガスバイパス配管と、ホットガスバイパス配管内を流通する冷媒を膨張させて減圧する絞り抵抗器と、圧縮機に対してホットガスバイパス配管と凝縮器とのうちのいずれか一方を選択的に接続する切換弁とを設ける。
ここで、冷媒流路における冷媒の流通方向を切り換える切換弁としては、例えば、後記の特許文献１に記載のように二つの電磁弁を用いる手段がある。
【０００５】
【特許文献１】特許第３２３７１８７号公報（段落［００１１］，及び図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、このような構成の空気調和装置では、補助暖房装置を構成するために、ホットガスバイパス配管と、ホットガスバイパス配管内を流通する冷媒を膨張させて減圧する絞り抵抗器を設ける必要があるため、構成が複雑になって、小型化が困難となってしまう。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、空気調和装置の小型化を図ることができる空気調和装置用切換弁及びこれを用いた空気調和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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の空気調和装置用切換弁及びこれを用いた空気調和装置は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる空気調和装置用切換弁は、圧縮機、蒸発器、及び凝縮器を含む空気調和装置の構成部材とともに冷媒流路上に設けられて、前記各構成部材間での冷媒の流通方向を切り換える空気調和装置用切換弁であって、前記圧縮機の冷媒出口に接続される圧縮機出口側ポートと、前記蒸発器の冷媒入口に接続される蒸発器入口側ポートと、前記凝縮器の冷媒入口に接続される凝縮器入口側ポートと、前記圧縮機出口側ポートと前記蒸発器入口側ポートとの接続に用いられるバイパス流路と、該バイパス流路内を流通する冷媒を膨張させて減圧する絞り抵抗器と、前記圧縮機出口側ポートと前記バイパス流路との間または前記バイパス流路と前記蒸発器入口側ポートとの間での前記冷媒の流通、及び前記圧縮機出口側ポートと前記凝縮器入口側ポートとの間での前記冷媒の流通を制御する弁体とを有しており、該弁体は、前記バイパス流路を通じた前記圧縮機出口側ポートから前記蒸発器入口側ポートへの前記冷媒の流通と、前記圧縮機出口側ポートから前記凝縮器入口側ポートへの前記冷媒の流通とのうちのいずれか一方のみを選択的に許容する構成とされていることを特徴とする。
【０００９】
このように構成される空気調和装置用切換弁は、圧縮機出口側ポートと蒸発器入口側ポートとの接続に用いられるバイパス流路を有しており、弁体によって、このバイパス流路を通じた圧縮機出口側ポートから蒸発器入口側ポートへの冷媒の流通と、圧縮機出口側ポートから凝縮器入口側ポートへの冷媒の流通とのうちのいずれか一方のみが選択的に許容されている。
そして、圧縮機出口側ポートから蒸発器入口側ポートへの冷媒の流通を許容することで、圧縮機と蒸発器とからなるホットガス暖房サイクルが形成されて、圧縮機によって圧縮されて高温高圧となった冷媒が、バイパス流路に設けられた絞り抵抗器によって膨張・減圧されたのちに蒸発器に送り込まれて、ホットガス暖房の熱源として使用される。
【００１０】
すなわち、この空気調和装置用切換弁は、それ自体が、圧縮機から蒸発器へホットガスを導くホットガスバイパス配管の機能と、ホットガスバイパス配管を流通する冷媒を膨張させて減圧する絞り抵抗器の機能とを有している。
【００１１】
このため、この空気調和装置用切換弁を用いることで、空気調和装置の冷媒流路からホットガス暖房運転に用いる構成部材（ホットガスバイパス配管及びホットガス暖房運転に用いる絞り抵抗器）を省いて冷媒流路の配管構造を簡素化することができ、空気調和装置を小型化することができるとともに、空気調和装置を容易かつ低コストで製造することができる。
【００１２】
また、この空気調和装置用切換弁は、前記圧縮機出口側ポート、前記蒸発器入口側ポート、前記凝縮器入口側ポート、及び一端を前記圧縮機出口側ポートまたは前記蒸発器入口側ポートに接続された前記バイパス流路の他端がそれぞれ開口された弁座を有しており、前記弁体は、前記弁座に対して、前記圧縮機出口側ポート、前記蒸発器入口側ポート、前記凝縮器入口側ポート、及び前記バイパス流路の他端が開口される領域を密着状態にして覆うとともに前記弁体と前記弁座との配列方向に平行な軸線回りに摺動回転可能にして設けられており、前記弁体には、前記弁座との接触部に、該接触部内の複数の地点間を接続する接続路が設けられており、前記弁体を前記弁座に対して前記軸線回りに相対回転させることで、前記接続路及び前記バイパス流路によって前記圧縮機出口側ポートと前記蒸発器入口側ポートとを接続した状態と、前記接続路によって前記圧縮機出口側ポートと前記凝縮器入口側ポートとを接続した状態との切換が行われる構成とされていてもよい。
【００１３】
このように構成される空気調和装置用切換弁は、弁体を弁座に対して前記軸線回りに相対回転させることで、圧縮機出口側ポート、蒸発器入口側ポート、凝縮器入口側ポート、及びバイパス流路の他端がそれぞれ開口された弁座の表面に沿って、弁体に設けられた接続路の開口部が移動する。ここで、弁体は弁座に対して密着していて、弁体と弁座との接触面同士の間では気密が保たれている。
そして、接続路の開口部を前記いずれかのポートまたはバイパス流路の他端に対向させることで、当該ポート同士、または当該ポートとバイパス流路の他端とが、接続路によって接続される。また、弁体を前記軸線回りに回転させて接続路を移動させ、接続路の開口部に対向するポートを変更することで、各ポート同士、または各ポートとバイパス流路の他端との接続が切り換えられる。
【００１４】
例えば、弁座として、バイパス流路の一端が圧縮機出口側ポートに接続された構成のものを用いた場合には、弁体を前記軸線回りに回転させることで、接続路によってバイパス流路の他端と蒸発器入口側ポートとを接続した状態と、接続路によって圧縮機出口側ポートと凝縮器入口側ポートとを接続した状態との切換が行われる。
一方、弁座として、バイパス流路の一端が蒸発器入口側ポートに接続された構成のものを用いた場合には、弁体を前記軸線回りに回転させることで、接続路によって圧縮機出口側ポートとバイパス流路の他端とを接続した状態と、接続路によって圧縮機出口側ポートと凝縮器入口側ポートとを接続した状態との切換が行われる。
【００１５】
このように構成される空気調和装置用切換弁では、弁体を弁座上で回転させることで冷媒の流通方向の切換が行われる。すなわち、この空気調和装置用切換弁では、内部に弁体を移動させるためのスペースを確保する必要がないので、スライド式の滑子やピストンを弁体として用いた構成（すなわち空気調和装置用切換弁内に弁体を移動させるためのスペースが必要な構成）を採用した場合に比べて、切換弁が小型となる。
【００１６】
また、絞り抵抗器がバイパス流路内に設けられているので、弁体の操作を繰り返し行っても、絞り抵抗器に磨耗等の消耗が生じず、絞り抵抗器の性能を長期にわたって適正に保つことができ、信頼性が高い。
【００１７】
また、この空気調和装置用切換弁は、前記圧縮機出口側ポート、前記蒸発器入口側ポート、及び前記凝縮器入口側ポートがそれぞれ開口された弁座を有しており、前記弁体は、前記弁座に対して、前記圧縮機出口側ポート、前記蒸発器入口側ポート、及び前記凝縮器入口側ポートが開口される領域を密着状態にして覆うとともに前記弁体と前記弁座との配列方向に平行な軸線回りに摺動回転可能にして設けられており、前記弁体の前記弁座に接する領域には、該領域の複数箇所間を接続する接続路が設けられており、該接続路には、前記バイパス流路が設けられており、前記弁体を前記弁座に対して前記軸線回りに相対回転させることで、前記接続路及び前記バイパス流路によって前記圧縮機出口側ポートと前記蒸発器入口側ポートとを接続した状態と、前記接続路によって前記圧縮機出口側ポートと前記凝縮器入口側ポートとを接続した状態との切換が行われる構成とされていてもよい。
【００１８】
このように構成される空気調和装置用切換弁は、弁体を弁座に対して前記軸線回りに相対回転させることで、圧縮機出口側ポート、蒸発器入口側ポート、及び凝縮器入口側ポートが開口された弁座の表面に沿って、弁体に設けられた接続路及びバイパス流路の開口部がそれぞれ移動する。ここで、弁体は弁座に対して密着していて、弁体と弁座との接触面同士の間では気密が保たれている。
そして、接続路やバイパス流路の開口部を前記いずれかのポートに対向させることで、当該ポート同士が接続路または接続路とバイパス流路とによって接続される。また、弁体を前記軸線回りに回転させて接続路及びバイパス流路を移動させ、これらの開口部に対向するポートを変更することで、各ポート同士の接続が切り換えられる。
【００１９】
具体的には、弁体を前記軸線回りに回転させることで、接続路及びバイパス流路によって圧縮機出口側ポートと蒸発器入口側ポートとを接続した状態と、接続路によって圧縮機出口側ポートと凝縮器入口側ポートとを接続した状態との切換が行われる。
【００２０】
このように構成される空気調和装置用切換弁では、弁体を弁座上で回転させることで冷媒の流通方向の切換が行われる。すなわち、この空気調和装置用切換弁では、内部に弁体を移動させるためのスペースを確保する必要がないので、スライド式の滑子やピストンを弁体として用いた構成を採用した場合に比べて、切換弁が小型で済む。
【００２１】
また、絞り抵抗器がバイパス流路内に設けられているので、弁体の操作を繰り返し行っても、絞り抵抗器に磨耗等の消耗が生じず、絞り抵抗器の性能を長期にわたって適正に保つことができ、信頼性が高い。
【００２２】
この空気調和装置用切換弁において、前記バイパス流路には、前記絞り抵抗器としてオリフィスが設けられ、前記バイパス流路において前記オリフィスの下流側には、内面が曲面をなす拡径部が設けられており、前記オリフィスは、その吐出口の軸線が、前記拡径部の内面の接線方向に向けられていてもよい。
【００２３】
このように構成される空気調和装置用切換弁では、オリフィスから吐出された冷媒は、曲面をなす拡径部の内面の接線方向から拡径部内に供給される。
これにより、オリフィスから吐出された冷媒は、拡径部の内面に衝突せずに内面に沿ってスムーズに流れるので、バイパス流路内を流れる冷媒の音が小さく、静粛性が高い。
【００２４】
この空気調和起用切換弁において、前記バイパス流路には、複数の絞り抵抗器が直列に設けられていてもよい。
【００２５】
このように構成される空気調和装置用切換弁では、バイパス流路を流通する冷媒は、複数の絞り抵抗器を通過することによって、段階的に膨張・減圧される。
これにより、バイパス流路を流通する冷媒を一つの絞り抵抗器によって一気に膨張・減圧させる場合に比べて、絞り抵抗器の下流側での冷媒の流速を低減することができるので、バイパス流路内を流れる冷媒の音が小さく、静粛性が高い。
【００２６】
この空気調和装置用切換弁は、前記凝縮器の冷媒出口に接続される凝縮機出口側ポートを有し、前記弁体は、前記凝縮器出口側ポートと前記蒸発器入口側ポートまたは前記凝縮器入口側ポートとの間での前記冷媒の流通も制御する構成とされており、前記弁体は、前記凝縮器出口側ポートから前記蒸発器入口側ポートへの前記冷媒の流通と、前記凝縮器出口側ポートから前記凝縮器入口側ポートへの前記冷媒の流通とのうちのいずれか一方のみを選択的に許容する構成とされており、前記凝縮器出口側ポートは、該凝縮器出口側ポート内を流通する前記冷媒を膨張させて減圧する絞り抵抗器を有していてもよい。
【００２７】
このように構成される空気調和装置用切換弁は、凝縮器出口側ポートが絞り抵抗器を有しており、弁体によって、凝縮器出口側ポートから蒸発器入口側ポートへの冷媒の流通と、凝縮器出口側ポートから凝縮器入口側ポートへの冷媒の流通とのうちのいずれか一方のみが選択的に許容されている。
【００２８】
そして、冷房運転時には、圧縮機出口側ポートと凝縮器入口側ポートとが接続され、かつ凝縮器出口側ポートと蒸発器入口側ポートとが接続されることで、圧縮機、凝縮器、絞り抵抗器、蒸発器がこの順番で接続されてなる冷房サイクルが形成される。
一方、ホットガス暖房時には、弁体によって凝縮器出口側ポートと凝縮器入口側ポートとが接続されて、凝縮器がホットガス暖房サイクルから切り離される。
【００２９】
すなわち、この空気調和装置用切換弁は、それ自体が、凝縮器から蒸発器に供給される冷媒を膨張させて減圧する冷房運転用の絞り抵抗器の機能を有しているので、この空気調和装置用切換弁を用いることで、空気調和装置の冷媒流路から冷房運転用の絞り抵抗器を省いて冷媒流路の配管構造を簡素化することができる。
【００３０】
この空気調和装置用切換弁において、前記凝縮機出口側ポート自体がオリフィスを構成していてもよい。
【００３１】
このように構成される空気調和装置用切換弁では、凝縮器出口側ポートに別部材として絞り抵抗器を設ける場合に比べて、空気調和装置の構造をさらに簡素化することができる。
【００３２】
本発明にかかる空気調和装置は、圧縮機、蒸発器、及び凝縮器を含む空気調和装置の構成部材が冷媒流路上に設けられて、前記各構成部材間での冷媒の流通方向を空気調和装置用切換弁によって切り換えることでホットガス暖房サイクルと冷房サイクルとのうちのいずれか一方を選択的に形成する空気調和装置であって、前記空気調和装置用切換弁として、上記いずれかの構成を採用した空気調和装置用切換弁を用いたことを特徴とする。
【００３３】
このように構成される空気調和装置では、冷媒流路からホットガスバイパス配管及びホットガス暖房運転に用いる絞り抵抗器を省いて冷媒流路の配管構造を簡素化することができるので、製造コストが低い。
【００３４】
この空気調和装置において、空気調和装置用切換弁が、前記バイパス流路を通じた前記圧縮機出口側ポートから前記凝縮器入口側ポートへの前記冷媒の流通を許容しかつ前記圧縮機出口側ポートから前記蒸発器入口側ポートへの前記冷媒の流通を規制する位置に向けて、前記弁体を付勢する付勢部材と、前記弁体を前記付勢部材の付勢力に逆らって前記圧縮機出口側ポートから前記蒸発器入口側ポートへの前記冷媒の流通を許容する位置に向けて付勢する電磁石とを有する電磁弁とされていてもよい。
【００３５】
ここで、車両用の空気調和装置によって暖房運転を行うと、窓に結露が生じて運転者の視界が妨げられることがある。この結露を除去して運転者の視界を確保するためには、空気調和装置を冷房運転もしくは除湿運転に切り換える必要がある。
【００３６】
上記構成の空気調和装置は、空気調和装置用切換弁の電磁石が励磁されていない場合には、付勢部材によって、バイパス流路を通じた圧縮機出口側ポートから凝縮器入口側ポートへの冷媒の流通を許容しかつ圧縮機出口側ポートから蒸発器入口側ポートへの冷媒の流通を規制する位置する位置に弁体が押し戻され、冷房サイクルが形成される。
すなわち、この空気調和装置では、故障等によって空気調和装置用切換弁の電磁石が作動しなくなった場合には、ホットガス暖房運転ではなく、冷房運転が行われる。
このため、車両用空気調和装置として使用した場合に、故障が生じても窓に結露を生じさせることがなく、運転者の視界を確保することができ、安全性が高い。
【発明の効果】
【００３７】
本発明にかかる空気調和装置用切換弁によれば、空気調和装置の冷媒流路の配管構造を簡素化することができるので、空気調和装置を小型化することができるとともに、空気調和装置を容易かつ低コストで製造することができる。
【００３８】
また、本発明にかかる空気調和装置は、冷媒流路からホットガス暖房運転に用いる絞り抵抗器を省いて冷媒流路の配管構造を簡素化することができるので、製造コストが低い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第一実施形態］
以下、本発明の第一実施形態について説明する。
本実施形態にかかる空気調和装置１は、車両用空気調和装置であって、図１に概略的に示すように、圧縮機２、蒸発器３、凝縮器４、及び冷房用絞り抵抗器５を含む空気調和装置の構成部材が冷媒流路６上に設けられたものである。本実施の形態では、圧縮機２は、冷媒流路６において蒸発器３の下流側に設けられており、冷房用絞り抵抗器５は、冷媒流路６において凝縮器４の下流側に設けられている。
この空気調和装置１では、冷媒流路６上に、各構成部材間での冷媒の流通方向を切り換える空気調和装置用切換弁１１が設けられており、この空気調和装置用切換弁１１によって各構成部材間での冷媒の流通方向を切り換えることで、ホットガス暖房サイクルと冷房サイクルとのうちのいずれか一方が選択的に形成されるようになっている。
【００４０】
空気調和装置用切換弁１１は、図２の縦断面図に示すように、前記各構成部材の冷媒入口または冷媒出口が接続されるポートが平坦面をなす上面１２ａに開口された円盤状の弁座１２と、弁座１２の上面１２ａを密着状態にして覆うとともに弁座１２に設けられた各ポートの開閉を行って各ポート間の接続を切り換える円盤状の弁体１３とを有している。
また、弁座１２には、上面１２ａ及び外周面を弁体１３ごと覆う弁蓋１４が設けられており、弁蓋１４の上部には、弁体１３を駆動する駆動装置１５が設けられている。
ここで、図１では、空気調和装置用切換弁１１として、図２のＺ−Ｚ矢視断面を示している。
【００４１】
弁座１２には、図１に示すように、圧縮機２の冷媒出口に接続される圧縮機出口側ポートＨＰと、蒸発器３の冷媒入口に接続される蒸発器入口側ポートＥと、凝縮器１４の冷媒入口に接続される凝縮器入口側ポートＣと、凝縮器４の下流側に接続される冷房用絞り抵抗器５の出口側に接続される絞り抵抗器出口側ポートＳとが設けられている。
これら各ポートは、それぞれ弁座１２の上面１２ａから、弁体１３に覆われていない外周面まで連通させられて、それぞれ前記各構成部材に対して冷媒流路６を介して接続されている。
【００４２】
本実施の形態では、図１に示すように、弁座１２の上面１２ａには、その中心から偏心させて、かつ中心に対して時計回りに、凝縮器入口ポートＣ、絞り抵抗器出口側ポートＳ、蒸発器入口側ポートＥがこの順番で設けられている。また、上面１２ａにおいて蒸発器入口側ポートＥの径方向内側には、蒸発器入口側ポートＥと連通される連通孔Ｈが開口されている。
【００４３】
また、弁座１２には、図１及び図３（図１のＹ−Ｙ矢視断面図）に示すように、圧縮機出口側ポートＨＰと蒸発器入口側ポートＥとの接続に用いられるバイパス流路２１が設けられている。
本実施形態では、バイパス流路２１は、弁座１２内で一端を蒸発器入口側ポートＥに接続されるものであって、他端が上面１２ａに開口されてバイパス流路入口側ポートＰＶとされている。バイパス流路入口側ポートＰＶは、図１に示すように、上面１２ａにおいて蒸発器入口側ポートＥと圧縮機出口側ポートＨＰとの間に位置して設けられており、弁体１３によって圧縮機出口側ポートＨＰに対する接続と遮断とが行われるようになっている。
【００４４】
このバイパス流路２１内には、図３に示すように、バイパス流路２１内を流通する冷媒を減圧、膨張させるためのホットガス暖房用絞り抵抗器２２が設けられている。
以下、本実施形態にかかるホットガス暖房用絞り抵抗器２２の構成について詳細に説明する。
バイパス流路２１において、蒸発器入口側ポートＥとの接続部分には、他の部分に比べて一段縮径された縮径部２１ａが設けられている。
また、弁座１２には、バイパス流路２１とは別にして、バイパス流路２１内の縮径部２１ａに対向する部位から弁座１２外（空気調和装置用切換弁１１外）まで通じる直線状のニードル設置孔２３が設けられている。
このニードル設置孔２３内には、一端が先細り形状をなす略円柱状のニードル２４が、一端を縮径部２１ａに対向させた状態にして、かつニードル設置孔２３の軸線方向に沿って移動可能にして設置されている。
【００４５】
ニードル２４の他端側には、ニードル２４と同軸にしてフランジ２４ａが設けられている。そして、ニードル設置孔２３の内面には、フランジ２４ａの一端側を受けるストッパー２３ａ及びフランジ２４ａの他端側を受けるストッパー２３ｂが設けられており、これらストッパー２３ａ，２３ｂによって、ニードル設置孔２３の軸線に沿った方向におけるニードル２４の可動範囲が適正範囲内に規制されている。
【００４６】
ニードル設置孔２３において、ニードル２４の他端側には、ニードル２４側を向く一端が閉じられたベローズ２６が設けられている。
このべローズ２６は、他端の周縁がニードル設置孔２３の内面に対して全周にわたって溶接されていて、ニードル設置孔２３を気密、液密に封止するものである。
このべローズ２６内には、他端側から付勢部材２７が挿入されており、この付勢部材２７によって、ニードル２４がベローズ２６越しに縮径部２１ａに向けて付勢されるようになっている。本実施の形態では、付勢部材２７としてコイルスプリングを用いている。
【００４７】
本実施の形態では、これら縮径部２１ａ、ニードル設置孔２３、ニードル２４、ベローズ２６、及び付勢部材２７によって前記ホットガス暖房用絞り抵抗器２２が構成されており、縮径部２１ａとニードル２４の先端との間の隙間が絞りとして作用する。
ここで、ニードル２４は、バイパス流路２１内を流通する冷媒の圧力を先端に受ける一方で、他端に付勢部材２７の付勢力及び大気圧を受けており、一端側に受ける力と他端側に受ける力が釣り合う位置に保持されるようになっている。
そして、バイパス流路２１内の冷媒圧力が増加した場合には、この圧力を受けてニードル２４が後退するためにニードル２４の先端と縮径部２１ａとの間の隙間が大きくなり、バイパス流路２１を通過する冷媒の流量が増加するので、冷媒流路６内の冷媒圧力が所定の圧力まで低下する。
【００４８】
すなわち、このホットガス暖房用絞り抵抗器２２は、バイパス流路２１内の冷媒圧力に応じて絞り量を自動的に適正に調節する可変式の絞り抵抗器であって、これにより、連続運転による冷媒温度の上昇にともなう冷媒流路６内の冷媒圧力の増加を抑えて、連続運転時間を延ばすことを可能にするとともに、快適性、ドライバビリティを向上させている。
【００４９】
前記弁体１３は、弁座１２に対して、圧縮機出口側ポートＨＰ、蒸発器入口側ポートＥ、凝縮器入口側ポートＣ、連通孔Ｈ、及びバイパス流路入口側ポートＰＶが開口される上面１２ａを密着状態にして覆うとともに弁体１３と弁座１２との配列方向に平行な軸線（上面１２ａに直交する軸線）回りに摺動回転可能にして設けられている。
本実施の形態では、弁座１２の上面１２ａの中央部に、上面１２ａに略直交させて、回転軸２８が固定的に設けられており、弁体１３は、回転軸２８に対して、その軸線回りに回転可能にして設けられている。
【００５０】
弁体１３には、弁座１２との接触部をなす下面１３ａに、接触部内の複数の地点間を接続する接続路が設けられている。本実施の形態では、下面１３ａには、図１、図２、及び図４に示すように、二つの溝が形成されており、これらの溝によって第一接続路３１及び第二接続路３２が構成されている。
【００５１】
第一接続路３１は、弁体１３を回転軸２８回りに回転することで、前記各ポートのうち圧縮機出口側ポートＨＰ及びバイパス流路入口側ポートＰＶにのみ対向した状態（図１に示す状態）と、前記各ポートのうち圧縮機出口側ポートＨＰ及び凝縮器入口側ポートＣにのみ対向した状態（図４に示す状態）とのうちのいずれか一方の状態を選択的に取ることができるように配置されている。
ここで、図１及び図４では、弁蓋１４の図示を省略しているが、弁座１２及び弁体１３の周囲は、弁蓋１４によって覆われていて、第一接続路３１は空気調和装置用切換弁１１の外部とは遮断されている。
【００５２】
また、第二接続路３２は、第一接続路３１が前記図１に示す状態にある場合には凝縮器入口側ポートＣ及び絞り抵抗器出口側ポートＳにのみ対向し、かつ第一接続路３１が前記図４に示す状態にある場合には絞り抵抗器出口側ポートＳ及び蒸発器入口側ポートＥにのみ対向する配置にして設けられている。
【００５３】
さらに、弁体１３には、図２に示すように、下面１３ａから上面１３ｂまで通じるパイロット流路３３が設けられている。
このパイロット流路３３の下面１３ａ側は、弁体１３が図１に示す状態から図４に示す状態に移行した際に弁座１２の連通孔Ｈが通過する軌跡に沿って開口されており、弁体１３が図１に示す状態と図４に示す状態、及び図１に示す状態から図４に示す状態に移行する過程のいずれの状態においても、連通孔Ｈと常に連通されるようになっている。
【００５４】
図２に示すように、弁体１３の上方には、弁体１３と同軸にして、かつ弁体１３に対して回転軸２８回りの相対回転を可能にして、円盤状のロータ３６が設けられている。
ロータ３６は、略円盤形状をなし中心に回転軸２８が挿通されるロータ本体３６ａと、このロータ本体３６ａに対して回転軸２８を間に挟んで設けられた一対の永久磁石３６ｂ，３６ｃとを有している。ここで、永久磁石３６ｂ，３６ｃは、互いに対して異なる磁極を対向させて配置されている。
【００５５】
弁体１３の上面１３ｂには、ロータ３６の弁体１３に対する回転軸２８回りの円滑な回転を許容しつつロータ３６を受ける支持部１３ｃが設けられている。
支持部１３ｃは、ロータ３６を受けるボールＢと、このボールＢを回転可能にして保持するリテーナＲとを有しており、ロータ３６が回転する際には、ボールＢが「ころ」として作用し、ロータ３６の回転がスムーズに行われるようになっている。
【００５６】
また、ロータ３６の下面には、弁体１３におけるパイロット流路３３の上面１３ｂ側の開口端を閉塞するボール状弁体３７が設けられており、ロータ３６の下面には、ボール状弁体３７を回転可能にして保持するリテーナ３８が設けられている。
ボール状弁体３７は、ロータ３６と弁体１３との相対的な回転に伴って上面１３ｂ上を転がるものであって、パイロット流路３３の上面１３ｂ側の開口端に対向している状態（図５（ｃ）の状態）でのみ、下部がこの開口端と係合して開口部の閉塞を行い、それ以外の状態（例えば図５（ａ）、（ｂ）の状態）では、パイロット流路３３の開口端との係合が解除されて、パイロット流路３３を通じた弁体１３の下面１３ａ側と弁体１３の上面１３ｂ側との間での通気を許容するようになっている。
【００５７】
さらに、ロータ３６の上面側には、弁蓋１４との間に、ロータ３６越しに弁体１３を下方に向けて付勢する付勢部材３９が設けられており、弁体１３は、この付勢部材３９の付勢力によって弁座１２の上面１２ａに押し付けられるようになっている。
本実施の形態では、付勢部材３９は、回転軸２８のロータ３６と弁蓋１４との間の領域に挿通されたコイルスプリングによって構成されている。
【００５８】
これら弁体１３とロータ３６とは、連結部４１によって接続されている。
連結部４１は、弁体１３に設けられたパイロット流路３３の上面１３ｂ側の開口端がロータ３６に設けられたボール状弁体３７に対向した状態（この状態を基準状態とする）に保持する付勢力を生じさせる付勢部材を有しており、ロータ３６と弁体１３との間に、この付勢力に打ち勝つ大きさの回転駆動力が加わった場合にのみ、ロータ３６に対する弁体１３の回転軸２８回りの相対的な回転が許容される構成とされている。
【００５９】
本実施の形態では、図２及び図５（図２のＸ−Ｘ断面図）に示すように、弁体１３の上面１３ｂには突起１３ｃが設けられており、ロータ３６の下面には突起３６ａが設けられている。
また、回転軸２８において弁体１３とロータ３６との間に位置する領域には、コイル状のばね本体４２ａと、ばね本体４２ａの一端からその接線方向に延びるアーム４２ｂと、ばね本体４２ａの他端からその接線方向に延びるアーム４２ｃとを有する第一ねじりばね４２が設けられている。
これら突起１３ｃ、突起３６ａ、及び第一ねじりばね４２によって、連結部４１が構成されている。
【００６０】
突起１３ｃと突起３６ａとは、弁体１３におけるパイロット流路３３の上面１３ｂ側の開口端とロータ３６のボール状弁体３７とを対向させた状態では、互いの回転軸２８回りの位置が同一となるように配置されている。
【００６１】
第一ねじりばね４２のアーム４２ｂ，４２ｃは、外力を受けていない状態では、ばね本体４２ａの軸線方向からみて平行とされており、ばね本体４２ａに回転軸２８が挿通され、アーム４２ｂとアーム４２ｃとの間に突起１３ｃ及び突起３６ａを挟みこんだ状態にして、回転軸２８に取り付けられている。
第一ねじりばね４２は、弁体１３とロータ３６とが回転軸２８回りに相対的に回転して、突起１３ｃと突起３６ａとの回転軸２８回りの位置がずれると、これらに係合するアーム４２ｂ，４２ｃのなす角度が大きくなり（ばね本体４２ａがねじられて）、これによって第一ねじりばね４２に蓄えられた弾性エネルギーによって、突起１３ｃ，３６ａを、それぞれ互いの回転軸２８回りの位置が同一となる方向に向けて付勢するものである。
【００６２】
一方、ロータ３６の上面には、図６及び図７に示すように、回転軸２８を中心とする円弧状のストッパー溝４６が設けられており、弁蓋１４の上部内面には、ストッパー溝４６と係合するストッパー４７が突出状態にして設けられている。
ここで、図６及び図７において、（ａ）は図２のＷ−Ｗ矢視断面を示しており、（ｂ）は図２のＸ−Ｘ矢視断面を示している。
【００６３】
ロータ３６は、このストッパー溝４６及びストッパー４７によって、回転軸２８回りの回転可能範囲を規制されている。
具体的には、ロータ３６は、前記基準状態において弁体１３が図１に示す状態となる向き（図６（ａ）、（ｂ）に示す状態）から、前記基準状態において弁体１３が図４に示す状態となる向き（図７（ａ）、（ｂ）に示す状態）までの範囲（例えば１８０°以下の角度範囲）で、回転軸２８回りに回転可能とされている。
【００６４】
また、図６及び図７に示すように、蓋体１４とロータ３６との間には、ロータ３６を、図７に示す状態、すなわちロータ３６に接続された弁体１３がバイパス流路２１を通じた圧縮機出口側ポートＨＰから凝縮器入口側ポートＣへの冷媒の流通を許容しかつ圧縮機出口側ポートＨＰから蒸発器入口側ポートＥへの冷媒の流通を規制する位置となる向きになるように回転軸２８回りに付勢する付勢部材が設けられている。
【００６５】
本実施の形態では、上記付勢部材として、回転軸２８においてロータ３６の上面と弁蓋１４のストッパー４７との間に、第二ねじりばね４８が設けられている。
第二ねじりばね４８は、コイル状のばね本体４８ａと、ばね本体４８ａの一端からその接線方向に延びるアーム４８ｂと、ばね本体４８ａの他端からその接線方向に延びるアーム４８ｃとを有しており、ばね本体４８ａが回転軸２８に挿通され、アーム４８ｂがロータ３６の上面に固定され、アーム４８ｃがストッパー４７に固定されている。
【００６６】
第二ねじりばね４８は、弁体１３とロータ３６とが回転軸２８回りに相対的に回転して、図１に示す状態とは異なる状態となった場合には、ばね本体４８ａがねじられて、これによって第二ねじりばね４８に蓄えられた弾性エネルギーによって、ロータ３６を、前記基準状態において弁体１３が図１に示す状態となる方向に向けて付勢するものである。
【００６７】
また、弁蓋１４の上部には、ロータ３６の回転軸２８回りの向きを制御するソレノイド５１が設けられている。
ソレノイド５１は、Ｎ極とＳ極とが回転軸２８の軸線を挟んで反対側に設けられており、Ｎ極及びＳ極には、それぞれ弁蓋１４の側面のうち、ロータ３６の側面を覆う領域まで達するヨーク５２，５３が設けられている。
すなわち、ソレノイド５１は、通電されることで、ヨーク５２，５３間に磁力線を発生させて、ロータ３６の各永久磁石３６ｂ，３６ｃを各ヨーク５２，５３それぞれに引き付けて、各永久磁石３６ｂ，３６ｃとヨーク５２，５３とが一直線上に位置するように、ロータ３６の回転軸２８回りの向きを変えるものである。
【００６８】
本実施の形態では、これらロータ３６、連結部４１、第二ねじりばね４３、及びソレノイド５１によって、弁体１３の回転軸２８回りの向きを制御する駆動装置１５が構成されている。
【００６９】
以下、このように構成される空気調和装置１の動作について説明する。
この空気調和装置１では、空気調和装置用切換弁１１を操作して、図１に示すように、圧縮器出口側ポートＨＰとバイバス流路入口側ポートＰＶとを接続することで、ホットガス暖房運転が行われる。
【００７０】
具体的には、ホットガス暖房運転時には、空気調和装置用切換弁１１の駆動装置１５を構成するソレノイド５１が通電される。これによって、ソレノイド５１に接続されるヨーク５２，５３のそれぞれにロータ３６の各永久磁石３６ｂ，３６ｃが引き付けられて、ヨーク５２，５３と永久磁石３６ｂ，３６ｃとが一直線上に位置するように、ロータ３６の回転軸２８回りの向きが変えられる。
【００７１】
すると、ロータ３６に連結部４１を介して接続される弁体１３も、連結部４１によって付勢されて、ロータ３６に対して前記基準状態をなす向きに向けられることとなる。すなわち、弁体１３は、第一接続路３１を弁座１２に設けられる圧縮機出口側ポートＨＰ及びバイパス流路入口側ポートＰＶにのみ対向させ、かつ第二接続路を凝縮器入口側ポートＣ及び絞り抵抗器出口側ポートＳにのみ対向させた状態（図１に示す状態）となる。
【００７２】
この状態では、圧縮機２と、バイパス流路２１内に設けられたホットガス暖房用絞り抵抗器２２と、蒸発器３とをこの順番で接続してなるホットガス暖房サイクルが形成される。
すなわち、圧縮機２によって圧縮されて高温高圧となったガス冷媒が、バイパス流路２１に設けられたホットガス暖房用絞り抵抗器２２によって膨張、減圧された後に蒸発器３に送り込まれ、蒸発器３が室内雰囲気との熱交換器として使用され、室内の暖房が行われる。
また、この状態では、凝縮器入口側ポートＣと冷房用絞り抵抗器出口側ポートＳとが接続されて、凝縮器４及び冷房用絞り抵抗器５が、ホットガス暖房サイクルから切り離されるとともに、凝縮器４と冷房用絞り抵抗器５との間で冷媒圧力の均圧が行われる。
【００７３】
一方、この空気調和装置１では、空気調和装置用切換弁１１を操作して、図４に示すように、圧縮機出口側ポートＨＰと凝縮器入口側ポートＣとを接続し、かつ絞り抵抗器出口側ポートＳと蒸発器入口側ポートＥとを接続することで、冷房運転が行われる。
【００７４】
具体的には、冷房運転時には、空気調和装置用切換弁１１の駆動装置１５を構成するソレノイド５１の通電が解除される。これによって、ロータ３６の各永久磁石３６ｂ，３６ｃがヨーク５２，５３に引き付けられなくなるので、ロータ３６は、第二ねじりばね４８の付勢力を受けて、ストッパー４８による停止位置まで、回転軸２８回りに回転させられる。
【００７５】
この場合にも、ロータ３６に対して連結部４１を介して接続される弁体１３は、連結部４１によって付勢されて、ロータ３６に対して前記基準状態をなす向きに向けられることとなる。すなわち、弁体１３は、第一接続路３１を弁体１２に設けられる圧縮機出口側ポートＨＰ及び蒸発器入口側ポートＥにのみ対向させ、かつ第二接続路３２を絞り抵抗器出口側ポートＳ及び蒸発器入口側ポートＥにのみ対向させた状態（図４に示す状態）となる。
【００７６】
この状態では、圧縮機２と、凝縮器４と、冷房運転用絞り抵抗器５と、蒸発器３とをこの順番で接続してなる冷房サイクルが形成される。
すなわち、圧縮機２によって圧縮されて高温高圧となったガス冷媒が、凝縮器４によって凝縮されて高温高圧の液冷媒とされ、この高温高圧の液冷媒が冷房運転用絞り抵抗器５によって膨張、減圧されて低温低圧の液冷媒とされ、蒸発器３によってこの低温低圧の液冷媒を気化させることで室内雰囲気から熱を奪って、室内の冷房が行われる。
【００７７】
ここで、弁体１３が図１に示す状態にある場合、及び図４に示す状態にある場合には、弁座１２の各ポートのうち、冷媒圧力の高い圧縮機出口側ポートＨＰから冷媒の一部が、弁座１２と弁体１３との間を通じて弁蓋１４内に進入するので、弁体１３の上面１３ｂに弁蓋１４の冷媒圧力が加わる。このため、図１に示す状態及び図４に示す状態では、弁体１３が弁座１２に押し付けられて弁体１３の下面１３ａと弁座１２の上面１２ａとが密着し、各ポートからの冷媒の漏出が規制される。
【００７８】
一方、空気調和装置用切換弁１１によるホットガス暖房運転と冷房運転時の切換の際には、まずロータ３６が先に所定の向きに向けられ、その後、連結部４１の第一ねじりばね４２の付勢力によって、弁体１３がロータ３６に対して基準状態となる位置まで回転させられる。
すなわち、この空気調和装置用切換弁１１では、運転切換時には、ロータ３６と弁体１３との向きが一時的に基準状態からずれることとなる。
【００７９】
このようにロータ３６と弁体１３との向きが基準状態からずれた状態では、ロータ３６に設けられたボール状弁体３７と弁体１３のパイロット流路３３の上面１３ｂ側の開口端との係合が解除されて、パイロット流路３３を通じた弁体１３の下面１３ａ側と弁体１３の上面１３ｂ側との間での通気が許容される。
パイロット流路３３は、弁座１２に設けられる連通孔Ｈを介して、蒸発器入口側ポートＥと接続されている。蒸発器入口側ポートＥは、圧縮機２に対してホットガス暖房用絞り抵抗器２２を介して接続されているので、蒸発器入口側ポートＥの内圧は、圧縮機出口側ポートＨＰの内圧よりも低い。
このため、このようにロータ３６と弁体１３との向きが基準状態からずれた状態では、弁体１３の上面１３ｂとロータ３６との間の高圧の冷媒が、蒸発器入口側ポートＥに逃がされるので、弁体１３を弁座１２に押し付ける圧力が低減される。これにより、弁体１３と弁座１２との間の摩擦抵抗が小さくなるので、弁体１３のスムーズな回転が許容される。
【００８０】
以上述べたように、本実施形態にかかる空気調和装置用切換弁１１は、それ自体が、圧縮機２から蒸発器３へホットガスを導くホットガスバイパス配管の機能と、ホットガスバイパス配管を流通する冷媒を膨張させて減圧する絞り抵抗器の機能とを有している。
このため、この空気調和装置用切換弁１１を用いた空気調和装置１では、冷媒流路６からホットガスバイパス配管及びホットガス暖房運転に用いる絞り抵抗器を省いて冷媒流路６の配管構造を簡素化することができるので、空気調和装置１が小型となり、また容易かつ低コストで製造することができる。
【００８１】
また、この空気調和装置用切換弁１１は、弁体１３を弁座１２に対して回転軸２８回りに相対回転させることで、冷媒流路６における冷媒の流通方向の切換が行われる。すなわち、この空気調和装置用切換弁１１では、内部に弁体１３を移動させるためのスペースを確保する必要がないので、スライド式の滑子やピストンを弁体として用いた構成（すなわち空気調和装置用切換弁内に弁体を移動させるためのスペースが必要な構成）を採用した場合に比べて、小型となる。
【００８２】
また、ホットガス暖房用絞り抵抗器２２がバイパス流路２１内に設けられているので、弁体１３の操作を繰り返し行っても、ホットガス暖房用絞り抵抗器２２に磨耗等の消耗が生じず、ホットガス暖房用絞り抵抗器２２の性能を長期にわたって適正に保つことができ、信頼性が高い。
【００８３】
また、この空気調和装置１は、空気調和装置用切換弁１１のソレノイド５１が励磁されていない場合には、第二ねじりばね４８によって、バイパス流路２１を通じた圧縮機出口側ポートＨＰから凝縮器入口側ポートＣへの冷媒の流通を許容しかつ圧縮機出口側ポートＨＰから蒸発器入口側ポートＥへの冷媒の流通を規制する位置する位置に弁体１３が押し戻され、冷房サイクルが形成される構成とされている。
すなわち、この空気調和装置１では、故障等によって空気調和装置用切換弁１１のソレノイド５１が作動しなくなった場合には、ホットガス暖房運転ではなく、冷房運転が行われる。
このため、この空気調和装置１を車両用空気調和装置として使用した場合に、故障が生じても窓に結露を生じさせることがなく、運転者の視界を確保することができ、安全性が高い。
【００８４】
ここで、上記実施の形態では、ホットガス暖房用絞り抵抗器２２を絞り量が可変式であるものを採用したが、これに限られることなく、絞り量が一定の固定式絞り抵抗器を用いてもよい。この場合には、ホットガス暖房用絞り抵抗器２２に可動部がないため、信頼性が高く、また製造コストも低減することができる。
【００８５】
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について、図８から図１１を用いて説明する。
本実施形態にかかる空気調和装置６１は、第一実施形態に示した空気調和装置１において、空気調和装置用切換弁１１の代わりに、本実施形態にかかる空気調和装置用切換弁６２を用いたことを主たる特徴とするものである。
以下、第一実施形態と同様または同一の構成の部材については同じ符号を用いて示し、詳細な説明を省略する。
【００８６】
本実施形態にかかる空気調和装置用切換弁６２は、第一実施形態に示した空気調和装置用切換弁１１において、弁座１２及び弁体１３の代わりに、弁座６３及び弁体６４を用いたことを主たる特徴とするものである。
弁座６３は、弁座１２において、バイパス流路２１及びホットガス暖房用絞り抵抗器２２をなくしたものである。
【００８７】
弁体６４は、弁体１３において、第一接続路３１に、バイパス流路６６が接続され、このバイパス流路６６内に、ホットガス暖房用絞り抵抗器が設けられたことを主たる特徴としている。
バイパス流路６６は、一端が第一接続路３１に接続され、他端が弁体６４の下面に開口されるものである。また、バイパス流路６６の中間部６６ａは、一端部から弁体６４の外周に向けて回り込むように屈曲され、かつ一端部よりも縮径されている。
【００８８】
バイパス流路６６の他端は、弁体６４の第一接続路３１が圧縮機出口側ポートＨＰにのみ対向しかつ第二接続路３２が凝縮器入口側ポートＣ及び冷房用絞り抵抗器出口側ポートＳにのみ対向している状態にある場合に、蒸発器入口側ポートＥにのみ対向するように配置されている。
【００８９】
また、バイパス流路６６の他端側には、ホットガス暖房用絞り抵抗器６７、６８が直列に設けられている。
ホットガス暖房用絞り抵抗器６７は、バイパス流路６６の中間部から水平方向に延びる吐出口６７ａを有するオリフィスによって構成されている。
また、バイパス流路６６において、ホットガス暖房用絞り抵抗器６７の下流側には、拡径部６９が設けられている。
【００９０】
拡径部６９は、ホットガス暖房用絞り抵抗器６７との接続部から下方に向けて垂直方向に沿って設けられている。
拡径部６９においてホットガス暖房用絞り抵抗器６７が接続される上部６９ａは、ドーム状に形成されており、下部６９ｂは、内面が上部６９ａ内面の下端に滑らかに接続される円筒内面とされている。
ここで、ホットガス暖房用絞り抵抗器６７は、その吐出口６７ａの軸線が、拡径部６９の上部６９ａ内面の接線方向に向けられている。
【００９１】
この拡径部６９の下流側には、ホットガス暖房用絞り抵抗器６８が設けられている。ホットガス暖房用絞り抵抗器６８は、拡径部６９の下部６９ｂの軸線に沿って開口する吐出口６８ａを有するオリフィスによって構成されている。
【００９２】
以下、このように構成される空気調和装置６１の動作について説明する。
この空気調和装置６１では、空気調和装置用切換弁６２を操作して、図８に示すように、圧縮器出口側ポートＨＰとバイバス流路入口側ポートＰＶとを接続することで、ホットガス暖房運転が行われる。
【００９３】
具体的には、ホットガス暖房運転時には、空気調和装置用切換弁１１の駆動装置１５によって、弁体６４を、第一接続路３１を圧縮機出口側ポートＨＰにのみ対向させ、バイパス流路６６の他端を蒸発器入口側ポートＥにのみ対向させ、かつ第二接続路３２を凝縮器入口側ポートＣ及び冷房用絞り抵抗器出口側ポートＳにのみ対向させた状態にする。
【００９４】
この状態では、圧縮機２と、バイパス流路６６内に設けられたホットガス暖房用絞り抵抗器６７，６８と、蒸発器３とをこの順番で接続してなるホットガス暖房サイクルが形成される。
また、この状態では、凝縮器入口側ポートＣと冷房用絞り抵抗器出口側ポートＳとが接続されて、凝縮器４及び冷房用絞り抵抗器５が、ホットガス暖房サイクルから切り離されるとともに、凝縮器４と冷房用絞り抵抗器５との間で冷媒圧力の均圧が行われる。
【００９５】
一方、この空気調和装置６１では、空気調和装置用切換弁６２を操作して、図９に示すように、圧縮機出口側ポートＨＰと凝縮器入口側ポートＣとを接続し、かつ絞り抵抗器出口側ポートＳと蒸発器入口側ポートＥとを接続することで、冷房運転が行われる。
この状態では、圧縮機２と、凝縮器４と、冷房用絞り抵抗器５と、蒸発器３とをこの順番で接続してなる冷房サイクルが形成される。
【００９６】
ここで、この空気調和装置用切換弁６２では、ホットガス暖房運転時に、ホットガス暖房用絞り抵抗器６７から吐出された冷媒は、曲面をなす拡径部６９の内面（上部６９ａの内面）の接線方向から拡径部６９内に供給される。
これにより、ホットガス暖房用絞り抵抗器６７から吐出された冷媒は、拡径部６９の内面に衝突せずに内面に沿ってスムーズに流れるので、バイパス流路６６内を流れる冷媒の音が小さく、静粛性が高い。
【００９７】
また、この空気調和起用切換弁６２において、バイパス流路６６には、ホットガス暖房用絞り抵抗器６７，６８が直列に設けられている。
このため、バイパス流路６６を流通する冷媒は、これら二段のホットガス暖房用絞り抵抗器６７，６８を通過することによって、段階的に膨張・減圧される。
これにより、バイパス流路６６を流通する冷媒を一つの絞り抵抗器によって一気に膨張・減圧させる場合に比べて、最下流に設けられたホットガス暖房用絞り抵抗器の下流側での冷媒の流速を低減することができるので、バイパス流路６６内を流れる冷媒の音が小さく、静粛性が高い。
このため、この空気調和装置６１は、ホットガス暖房運転時における静粛性が高い。
【００９８】
［第三実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について、図１２を用いて説明する。
本実施形態にかかる空気調和装置７１は、第一実施形態に示した空気調和装置１において、空気調和装置用切換弁１１の代わりに、本実施形態にかかる空気調和装置用切換弁７２を用い、また、冷房用絞り抵抗器５をなくして、凝縮器４の冷媒出口を空気調和装置用切換弁７２に接続したことを主たる特徴とするものである。
以下、第一実施形態と同様または同一の構成の部材については同じ符号を用いて示し、詳細な説明を省略する。
【００９９】
空気調和装置用切換弁７２は、空気調和装置用切換弁１１の弁座１２に、冷房用絞り抵抗器５の冷媒出口が接続される絞り抵抗器出口側ポートＳを設ける代わりに、同じ位置に、凝縮器４の冷媒出口が接続される凝縮器出口側ポートＳＣを設けたものである。
本実施の形態では、凝縮器出口側ポートＳＣは、凝縮器出口側ポートＳＣ内を流通する冷媒を膨張させて減圧する絞り抵抗器を構成している。
具体的には、凝縮器出口側ポートＳＣは、少なくともその経路の一部が、絞り抵抗器出口側ポートＳに比べて縮径されていて、それ自身がオリフィスを構成している。
【０１００】
この空気調和装置用切換弁７２は、それ自体が、凝縮器４から蒸発器３に供給される冷媒を膨張させて減圧する冷房運転用の絞り抵抗器の機能を有している。
このため、この空気調和装置用切換弁７２を用いる空気調和装置７１は、冷媒流路６から冷房運転用の絞り抵抗器を省くことができるので、第一実施形態に示す空気調和装置用切換弁１１に比べて、空気調和装置の構造をさらに簡素化することができる。
【０１０１】
ここで、本実施形態では、本実施形態の特徴的な構成を、第一実施形態に示した空気調和装置用切換弁１１に適用した例を示したが、これに限られることなく、例えば第二実施形態に示した空気調和装置用切換弁６２に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の第一実施形態にかかる空気調和装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】本発明の第一実施形態にかかる空気調和装置用切換弁の構成を示す縦断面図である。
【図３】図１のＹ−Ｙ矢視断面図である。
【図４】本発明の第一実施形態にかかる空気調和装置の冷房運転時の様子を概略的に示す図である。
【図５】本発明の第一実施形態にかかる空気調和装置用切換弁の動作の様子を示す図であって、図２のＸ−Ｘ矢視断面図である。
【図６】本発明の第一実施形態にかかる空気調和装置用切換弁のホットガス暖房運転時の様子を示す図であって、（ａ）は図２のＷ−Ｗ矢視断面図、（ｂ）は図２のＸ−Ｘ矢視断面図である。
【図７】本発明の第一実施形態にかかる空気調和装置用切換弁の冷房運転時の様子を示す図であって、（ａ）は図２のＷ−Ｗ矢視断面図、（ｂ）は図２のＸ−Ｘ矢視断面図である。
【図８】本発明の第二実施形態にかかる空気調和装置用切換弁のホットガス暖房運転時の様子を示す図である。
【図９】本発明の第二実施形態にかかる空気調和装置用切換弁の冷房運転時の様子を示す図である。
【図１０】本発明の第二実施形態にかかる空気調和装置用切換弁のホットガス暖房用絞り抵抗器の構成を示す縦断面図である。
【図１１】図１０のα−α矢視断面図である。
【図１２】本発明の第三実施形態にかかる空気調和装置に用いられる空気調和装置用切換弁の構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１，６１，７１  空気調和装置
２  圧縮機
３  蒸発器
４  凝縮器
５  冷房用絞り抵抗器
６  冷媒流路
１１，６２，７２  空気調和装置用切換弁
１２，６３  弁座
１３，６４  弁体
２１，６６  バイパス流路
２２，６７，６８  ホットガス暖房用絞り抵抗器
３１，３２  第一、第二接続路
４８  第二ねじりばね（付勢部材）
５１  ソレノイド（電磁石）
６９  拡径部
Ｃ  凝縮器入口側ポート
Ｅ  蒸発器入口側ポート
ＨＰ  圧縮機出口側ポート
ＰＶ  バイパス流路出口側ポート（バイパス流路の他端）
ＳＣ  凝縮機出口側ポート
【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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【図１１】
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【図１２】
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