(57)【要約】【課題】  冷媒漏れを防止するとともに、組み立て性を向上することができ、時間的な遅れを改善する空気調和機の圧力制御弁および空気調和機を提供する。【解決手段】  超臨界状態に圧縮された冷媒の熱を外部に放熱させる放熱器から、冷媒を蒸発させる蒸発器に至るまでの冷媒流路に配置されるとともに、放熱器から流出する冷媒の圧力を減圧する空気調和機の圧力制御弁９であって、冷媒の流路面積を調節する絞り部３３が設けられ、周囲の空気温度に基づいて、絞り部３３が流路面積を調節することにより、放熱器出口側の冷媒圧力を制御することを特徴とする。【選択図】  図２
2007139342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超臨界状態に圧縮された冷媒の熱を外部に放熱させる放熱器から、冷媒を蒸発させる蒸発器に至るまでの冷媒流路に配置されるとともに、
前記放熱器から流出する冷媒の圧力を減圧する空気調和機の圧力制御弁であって、
冷媒の流路面積を調節する絞り部が設けられ、
周囲の空気温度に基づいて、前記絞り部が前記流路面積を調節することにより、前記放熱器出口側の冷媒圧力を制御することを特徴とする空気調和機の圧力制御弁。
【請求項２】
前記蒸発器から流出した冷媒と前記放熱器から流出した冷媒との間で熱交換をさせる内部熱交換器において熱交換された前記放熱器から流出した冷媒が、前記絞り部に供給されることを特徴とする請求項１記載の空気調和機の圧力制御弁。
【請求項３】
前記周囲の温度を検出する感温部と、前記絞り部および前記感温部を内部に収納する筐体と、が設けられ、
該感温部が検出した前記周囲の空気温度に基づいて、前記絞り部が前記流路面積を調節することを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和機の圧力制御弁。
【請求項４】
前記絞り部は、
冷媒の流路を形成する弁口と、
前記感温部が検出した前記周囲の空気温度に基づいて、前記弁口に対して接近離間することにより前記流路面積を調節する弁体と、を備え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機の圧力制御弁。
【請求項５】
前記筐体に、前記周囲の空気温度を前記感温部に伝える伝熱促進部が設けられていることを特徴とする請求項４記載の空気調和機の圧力制御弁。
【請求項６】
前記伝熱促進部がフィンであることを特徴とする請求項５記載の空気調和機の圧力制御弁。
【請求項７】
前記感温部が前記放熱器と熱的に接続されていることを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載の空気調和機の圧力制御弁。
【請求項８】
前記感温部が前記放熱器における冷媒出口側ヘッダと熱的に接続されていることを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載の空気調和機の圧力制御弁。
【請求項９】
前記感温部が、前記放熱器に流入する前の空気と接することを特徴とする請求項４から８のいずれかに記載の空気調和機の圧力制御弁。
【請求項１０】
前記感温部が、前記放熱器における冷媒出口近傍領域に流入する前の空気と接することを特徴とする請求項４から８のいずれかに記載の空気調和機の圧力制御弁。
【請求項１１】
前記感温部が、前記放熱器に対して周囲の空気が流入する側に配置された部材と熱的に接続されていることを特徴とする請求項４から８のいずれかに記載の空気調和機の圧力制御弁。
【請求項１２】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
圧縮された冷媒を放熱させる放熱器と、
放熱された冷媒を減圧させる圧力制御弁と、
冷媒を蒸発させる蒸発器と、を備え、
前記圧力制御弁が、請求項１から請求項１１のいずれかに記載の圧力制御弁であることを特徴とする空気調和機。
【請求項１３】
前記蒸発器の出口側の冷媒と、前記放熱器の出口側の冷媒との間で熱交換をさせる内部熱交換器を備えることを特徴とする請求項１２記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機の圧力制御弁および空気調和機、特に、超臨界サイクルで運転されて車両に搭載される空気調和機の圧力制御弁および空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、蒸気圧縮式冷凍サイクルを用いた空気調和機に使用される冷媒としては、各種のフロンが用いられてきた。しかしながら、近年の地球温暖化などを防止するため、上記の各種フロンの変わりに二酸化炭素（ＣＯ２）を冷媒に用いる空気調和機の開発が進められている。
上述のＣＯ２を冷媒に用いた空気調和機においては、蒸発器出口側の冷媒と放熱器出口側の冷媒との間で熱交換を行なう内部熱交換器を備えて、蒸発器入り口側における冷媒のエンタルピを低下させて冷凍能力の向上を図る技術が知られている。
また、この空気調和機における圧力制御弁として、放熱器出口側の冷媒温度を検知する感温筒と、感温筒が検知した冷媒温度に基づいて開度が調節される弁口を有する絞り部と、感温筒と絞り部とを繋ぐキャピラリーチューブと、を備えた圧力制御弁が知られている。
【０００３】
しかしながら、上述の圧力制御弁においては、感温筒が検知した熱がキャピラリーチューブを介して絞り部に伝達されるので、放熱器出口側の冷媒温度変化に対する圧力制御弁の応答が遅れるという問題があった。また、キャピラリーチューブおよび感温筒を放熱器出口側に組み付ける必要があるため、空気調和機の製造工程数が増加するという問題があった。また、冷媒の温度を感知するため空気温度変化に対して時間的な遅れが大きいという問題があった。
そのため、これらの問題を解決するさまざまな技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２０００−８１１５７号公報（第３−４頁、第１図等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献１には、放熱器出口側における冷媒温度を検知して、内部熱交換器出口における冷媒圧力を制御する温度式膨張弁（圧力制御弁）であって、同一ケーシング内に冷媒温度感温部と弁口部とを持つ温度式膨張弁が開示されている。
この温度式膨張弁によれば、キャピラリーチューブを用いていないため、放熱器出口側の冷媒温度変化に対する温度式膨張弁の応答が遅れることが防止できると記載されている。また、キャピラリーチューブおよび感温筒を放熱器出口側に組み付ける必要がないため、空気調和機の製造工程数の増加を防止できると記載されている。
【０００５】
しかしながら、上述の温度式膨張弁においては、従来の温度式膨張弁と比較して、放熱器出口側の冷媒を流入させる配管接続部および内部熱交換器に向けて冷媒を流出させる配管接続部の２つの配管接続部が増えている。配管接続部においては冷媒が微量ながら外部に漏れるため、上述のように配管接続部が増えると冷媒の漏れ量が多くなるという問題があった。
さらに、上述の温度式膨張弁においては、放熱器出口側の冷媒を感温部に導く流路が形成された筐体等を備えるため、温度式膨張弁の部品点数が多くなり、組み立て性が悪くなるという問題があった。また、放熱器から流出した冷媒を温度式膨張弁に導く配管と、温度式膨張弁から内部熱交換器へ導く配管とが必要となり、空気調和機としての部品点数も多くなり、組み立て性が悪くなるという問題があった。
また、冷媒の温度を感知するため空気温度変化に対して時間的な遅れが大きいという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、冷媒漏れを防止するとともに、組み立て性を向上することができ、時間的な遅れを改善する空気調和機の圧力制御弁および空気調和機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に、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の空気調和機の圧力制御弁は、超臨界状態に圧縮された冷媒の熱を外部に放熱させる放熱器から、冷媒を蒸発させる蒸発器に至るまでの冷媒流路に配置されるとともに、前記放熱器から流出する冷媒の圧力を減圧する空気調和機の圧力制御弁であって、冷媒の流路面積を調節する絞り部が設けられ、周囲の空気温度に基づいて、前記絞り部が前記流路面積を調節することにより、前記放熱器出口側の冷媒圧力を制御することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、周囲の空気温度に基づいて、圧力制御弁の絞り部が放熱器出口側の冷媒圧力を制御するため、冷媒の漏れを防止するとともに、組み立て性を向上することができる。
絞り部は、周囲の空気温度に基づいて冷媒の流路面積を調節するため、上述の特許文献１に記載された膨張弁のように放熱器出口側の冷媒を圧力制御弁における絞り部以外の部分に導く必要がない。そのため、圧力制御弁に対して冷媒を流入・流出させる配管を接続する配管接続部の増加を防止することができ、配管接続部からの冷媒漏れ量の増加を防止することができる。
圧力制御弁には、絞り部に対して冷媒を流入・流出させる冷媒流路のみが形成され、上述の特許文献１に記載された膨張弁のようにその他の冷媒流路は形成されていない。そのため、圧力制御弁を構成する部品点数の増加を防止でき、組み立て性を向上することができる。
また、冷媒温度ではなく周囲の空気温度に基づいて、圧力制御弁の絞り部が放熱器出口側の冷媒圧力を制御するため、周囲の空気温度変化に対する時間的な遅れを改善することができる。
なお、放熱器においては超臨界状態の冷媒の熱が放熱されるため、気液二層状態の冷媒の場合と比較して、放熱器内の冷媒温度と放熱器外の空気温度との差が小さい。そのため、圧力制御弁が周囲の空気温度に基づいて放熱器出口側の冷媒圧力を制御しても、放熱器出口側の冷媒温度に基づいて放熱器出口側の冷媒圧力を制御した場合と大きな差が生じない。
【０００９】
上記発明においては、前記蒸発器から流出した冷媒と前記放熱器から流出した冷媒との間で熱交換をさせる内部熱交換器において熱交換された前記放熱器から流出した冷媒が、前記絞り部に供給されることが望ましい。
【００１０】
本発明によれば、内部熱交換器において熱交換された放熱器から流出した冷媒が絞り部に供給されるため、空気調和機の冷凍能力を向上させることができる。
つまり、内部熱交換器においては、蒸発器から流出した冷媒と放熱器から流出した冷媒との間で熱交換が行なわれる。そのため、放熱器から流出した冷媒の熱の一部は、蒸発器から流出した冷媒に奪われ、放熱器から流出した冷媒の温度は低下する。温度が低下した冷媒は、絞り部において減圧されてから蒸発器に流入する。内部熱交換器を備えていない場合と比較して、蒸発器に流入する冷媒のエンタルピが低下しているため、空気調和機の冷凍能力を向上させることができる。
【００１１】
上記発明においては、前記周囲の温度を検出する感温部と、前記絞り部および前記感温部を内部に収納する筐体と、が設けられ、該感温部が検出した前記周囲の空気温度に基づいて、前記絞り部が前記流路面積を調節することが望ましい。
【００１２】
本発明によれば、感温部において周囲の空気温度を検出し、検出した周囲の空気温度に基づいて絞り部が流路面積を調節するため、圧力制御弁は、周囲の空気温度に基づいて放熱器出口側の冷媒圧力を制御することができる。
絞り部および感温部は筐体内に収納されているため、従来の感温筒と絞り部とがキャピラリーチューブで繋がれた圧力制御弁と比較して、組み立て性を向上させることができる。
【００１３】
上記発明においては、前記絞り部は、冷媒の流路を形成する弁口と、前記感温部が検出した前記周囲の空気温度に基づいて、前記弁口に対して接近離間することにより前記流路面積を調節する弁体と、を備えることが望ましい。
【００１４】
本発明によれば、弁体が、感温部が検出した周囲の空気温度に基づいて、弁口に接近離間することにより冷媒の流路面積を調節するため、圧力制御弁は、周囲の空気温度に基づいて放熱器出口側の冷媒圧力を制御することができる。
【００１５】
上記発明においては、前記筐体に、前記周囲の空気温度を前記感温部に伝える伝熱促進部が設けられていることが望ましい。
【００１６】
本発明によれば、伝熱促進部が筐体に設けられているため、伝熱促進部が設けられていない場合と比較して、感温部は周囲の空気温度をより早くかつ正確に検出することができる。そのため、圧力制御弁は、周囲の空気温度に基づいて放熱器出口側の冷媒圧力をより早くかつ正確に制御することができる。
【００１７】
上記発明においては、前記伝熱促進部がフィンであることが望ましい。
【００１８】
本発明によれば、伝熱促進部がフィンであるため、周囲の空気と伝熱促進部との接触面積を増やすことができ、周囲の空気の温度をより早くかつ正確に感温部に伝えることができる。
【００１９】
上記発明においては、前記感温部が前記放熱器と熱的に接続されていることが望ましい。
本発明によれば、感温部が放熱器と熱的に接続されているため、感温部が放熱器における冷媒温度を検知することができる。つまり、感温部が周囲の空気温度のみを検知している場合と比較して、感温部が検知する温度と放熱器出口側における冷媒温度との差が小さくなる。そのため、本発明の圧力制御弁による放熱器出口側の冷媒圧力制御と、放熱器出口側の冷媒温度に基づく放熱器出口側の冷媒圧力制御との差がより小さくなる。
【００２０】
上記発明においては、前記感温部が前記放熱器における冷媒出口側ヘッダと熱的に接続されていることが望ましい。
【００２１】
本発明によれば、感温部が放熱器における冷媒出口側ヘッダと熱的に接続されているため、感温部が放熱器の出口側の冷媒温度を検知することができる。つまり、感温部が単に放熱器と熱的に接続されている場合と比較して、感温部が検知する温度と放熱器出口側における冷媒温度との差がより小さくなる。そのため、本発明の圧力制御弁による放熱器出口側の冷媒圧力制御と、放熱器出口側の冷媒温度に基づく放熱器出口側の冷媒圧力制御との差が更に小さくなる。
【００２２】
上記発明においては、前記感温部が、前記放熱器に流入する前の空気と接することが望ましい。
【００２３】
本発明によれば、感温部は放熱器に流入する前の空気と接するため、放熱器を通過した後の空気と接する場合などと比較して、放熱器の冷媒温度に近い周囲の空気温度を検知することができる。そのため、圧力制御弁は、放熱器の冷媒温度に近い周囲の空気温度に基づいて放熱器出口側の冷媒圧力を制御することができる。
【００２４】
上記発明においては、前記感温部が、前記放熱器における冷媒出口近傍領域に流入する前の空気と接することが望ましい。
【００２５】
本発明によれば、感温部は放熱器における冷媒出口近傍領域に流入する前の空気と接するため、放熱器出口側の冷媒温度に近い周囲の空気温度を検知することができる。そのため、圧力制御弁は、放熱器出口側の冷媒温度に近い周囲の空気温度に基づいて放熱器出口側の冷媒圧力を制御することができる。
【００２６】
上記発明においては、前記感温部が、前記放熱器に対して周囲の空気が流入する側に配置された部材と熱的に接続されていることが望ましい。
【００２７】
本発明によれば、感温部は、放熱器に対して周囲の空気が流入する側に配置された部材と熱的に接続されているため、圧力制御弁は、周囲の空気温度に基づいて放熱器出口側の冷媒圧力を制御することができる。
感温部は上記部材と熱的に接続されているため、上記部材の温度を検知することができる。上記部材は放熱器に対して周囲の空気が流入する側に配置されているため、放熱器に流入する前の空気と接している。そのため、上記部材の温度と放熱器に流入する前の空気温度との差は小さく、上記部材の温度を放熱器に流入する前の空気温度とみなすことができる。つまり、感温部は上記部材の温度を検知することにより、放熱器に流入する前の空気温度を検知しているとみなせ、圧力制御弁は、周囲の空気温度に基づいて放熱器出口側の冷媒圧力を制御しているとみなせる。
【００２８】
本発明の空気調和機は、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮された冷媒を放熱させる放熱器と、放熱された冷媒を減圧させる圧力制御弁と、冷媒を蒸発させる蒸発器と、を備え、前記圧力制御弁が、請求項１から請求項１１のいずれかに記載の圧力制御弁であることを特徴とする。
【００２９】
本発明によれば、空気調和機は上記本発明の圧力制御弁を備えるため、冷媒の漏れを防止するとともに、組み立て性を向上することができる。
つまり、上記本発明の圧力制御弁は、上述の特許文献１に記載された膨張弁と比較して、配管接続部の数が少ないため、配管接続部からの冷媒漏れ量の増加を防止することができる。同時に、圧力制御弁に接続する配管の数を減らすことができるため、空気調和機の組み立て性を向上させることができる。
【００３０】
上記発明においては、前記蒸発器の出口側の冷媒と、前記放熱器の出口側の冷媒との間で熱交換をさせる内部熱交換器を備えることが望ましい。
【００３１】
本発明によれば、内部熱交換器において、蒸発器から流出した冷媒と放熱器から流出した冷媒との間で熱交換が行なわれるため、空気調和機の冷凍能力を向上させることができる。
つまり、内部熱交換器において、放熱器から流出した冷媒は、蒸発器から流出した冷媒に熱の一部が奪われ、温度が低下する。温度が低下した冷媒は、絞り部において減圧されてから蒸発器に流入する。内部熱交換器を備えていない場合と比較して、蒸発器に流入する冷媒の温度は低くなり、エンタルピが低下しているため、空気調和機の冷凍能力を向上させることができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の空気調和機の圧力制御弁および空気調和機によれば、周囲の空気温度に基づいて、圧力制御弁の絞り部が放熱器出口側の冷媒圧力を制御するため、冷媒漏れを防止するとともに、組み立て性を向上することができ、時間的な遅れを改善することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係る車両用空気調和機ついて図１から図４を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る車両用空気調和機の全体構成を説明する模式図である。
本実施形態における車両用空気調和機（空気調和機）１は、超臨界サイクルにより運転されるものであり、冷媒としては、例えば自然冷媒である二酸化炭素（以下、ＣＯ２と表記する。）を用いるものである。
【００３４】
車両用空気調和機１は、図１に示すように、冷媒を圧縮する圧縮機３と、圧縮された冷媒の熱を放熱させるガスクーラ（放熱器）５と、ガスクーラ５から流出した冷媒を冷却する内部熱交換器７と、冷却された冷媒の圧力を減圧させる圧力制御弁９と、減圧された冷媒を蒸発させるエバポレータ（蒸発器）１１と、を備えている。
車両用空気調和機１は車両Ｃに搭載され、エバポレータ１１以外の構成要素はエンジンルーム１３内に搭載されている。エバポレータ１１は、車室１５内に搭載されている。
【００３５】
圧縮機３は、内部熱交換器７から流出した低圧のガス冷媒を吸入し、冷媒を超臨界状態にまで圧縮してガスクーラ５に向けて吐出するものである。圧縮機３は、駆動ベルト（図示せず）を介してエンジン１７により回転駆動され、この回転駆動力により冷媒を圧縮している。
ガスクーラ５は、冷媒が流入する入口側ヘッダ１９と、冷媒が流出する出口側ヘッダ（冷媒出口側ヘッダ）２１と、両ヘッダの間に配置された熱交換部２３と、を備えている。ガスクーラ５は、熱交換部２３において、超臨界状態の冷媒の熱を外気に放熱させることで、冷媒を冷却するものである。ガスクーラ５は、ラジエータ２５に対して車両Ｃの前方側（図１の左方向側）に配置されている。なお、ラジエータ２５は、エンジン１７の冷却水の熱を外気に放熱するものである。ラジエータ２５の後方（図１の右方向）には、熱交換部２３に外気を前方から後方に向けて通風させるファン２７が配置されている。
【００３６】
図２は、図１の圧力制御弁の配置位置を説明する模式図である。
内部熱交換器７は、ガスクーラ５から流出した冷媒とエバポレータ１１から流出した冷媒との間で熱交換をするものである。ガスクーラ５から流出した冷媒は、より低温のエバポレータ１１から流出した冷媒に熱を奪われ、冷却される。
圧力制御弁９は、内部熱交換器７において冷却された冷媒の圧力を減圧するものである。圧力制御弁９は、ガスクーラ５に対して車両Ｃの前方側に配置されている。具体的には、熱交換部２３の前方であって、熱交換部２３を通過する空気と接する位置に配置され、より好ましくは、図２に示すように、熱交換部２３における出口側ヘッダ２１近傍領域を通過する空気と接する位置に配置されている。
【００３７】
エバポレータ１１は、減圧された冷媒と車室１５内の空気とを間で熱交換を行うものである。冷媒は車室１５内の空気の熱を吸収して蒸発し、ガス冷媒となる。車室１５内の空気は冷媒に熱を奪われて冷却される。なお、エバポレータ１１内においては、冷媒は気液二層状態となっている。
エバポレータ１１と内部熱交換器７との間には、アキュムレータ２９が配置されている。アキュムレータ２９は、エバポレータ１１から流出したガス冷媒および液冷媒のうち、ガス冷媒のみが通過され、液冷媒が貯留されるものである。
【００３８】
次に、本実施形態の特徴部である圧力制御弁について、図３を参照しながら説明する。
図３は、図１の圧力制御弁の構成を説明する模式図である。
圧力制御弁９は、図３に示すように、周囲の空気温度を検知する感温部３１と、流入した高圧冷媒の圧力を減圧する絞り部３３と、感温部３１が検知した温度に基づいて絞り部３３を駆動する駆動部３５と、感温部３１、絞り部３３および駆動部３５を収納する筐体３７と、を備えている。
【００３９】
感温部３１は、ダイヤフラム３９およびアッパキャップ４１から構成される密閉空間４３と、アッパキャップ４１の上面（図３の上側の面）に設けられたフィン（伝熱促進部）４５と、を備えている。
密閉空間４３内には、周囲の空気温度を検出する検出気体としてＣＯ２ガスが封入されている。密閉空間４３に封入されるＣＯ２ガスの密度は約４５０ｋｇ／ｍ３から約９５０ｋｇ／ｍ３までの範囲内の所定密度であることが望ましい。封入されるＣＯ２ガス密度を所定密度に設定することにより、ガスクーラ５出口側（高圧側）の冷媒圧力が所定圧力に設定される。
ダイヤフラム３９は薄膜状に形成された部材であり、密閉空間４３内に封入されたＣＯ２ガスの圧力による力と、圧力制御弁９に流入する冷媒圧力による力および後述するバネ６９の力と、のバランスにより弾性変形するものである。
アッパキャップ４１およびフィン４５は、熱伝導率が高い材料から形成されていることが望ましい。フィン４５には複数のスリット４７が形成され、フィン４５は、スリット４７の長手軸方向が周囲の空気の流れ方向（図３の紙面に対して垂直方向）と略平行となるように配置されている。
なお、フィン４５は、上述のように、スリット４７のみが形成されていてもよいし、フィン４５からスリット４７に向かって突出する突起（図示せず）が形成されていてもよい。突起はスリット４７内の空気流れに対して略垂直に突出するため、空気とフィン４５との熱交換をより促進することができる。
【００４０】
絞り部３３は、筐体３７に形成された流入流路４９と流出流路５１とを繋ぐ孔である弁口５３と、弁口５３に対して接近離間することで流路面積を制御する弁体５５と、を備えている。
弁口５３は、流入流路４９に対して形成された流出流路５１の開口部である。流入流路４９を通って圧力制御弁９に流入した冷媒は、弁口５３を通過して流出流路５１に流入して圧力制御弁９から流出する。弁体５５は、ダイヤフラム３９の弾性変形に基づいて弁口５３に対して接近離間する略棒状の部材である。弁体５５における弁口５３側の先端は、略円錐状に形成されている。この先端を弁口５３に対して接近離間させることにより、弁口５３と弁体５５との間の流路面積が調節される。なお、弁体５５における弁口５３側の先端の形状は、上述のように略円錐状に限られることなく、略球状に形成されていてもよく、特に限定されるものではない。
【００４１】
駆動部３５は、冷媒の圧力を検知するベローズ５７と、圧力制御弁９の特性を調節する特性調節部５９と、ベローズ５７および特性調節部５９とダイヤフラム３９との間に配置されたリテーナ６１と、を備えている。
ベローズ５７は一方の端部が閉じられた略円筒状の部材であり、その円筒面には円環状の凹凸である、いわゆる伸縮可能な蛇腹が形成されている。ベローズ５７は、開放された端部が流入流路４９と接して配置され、閉じられた端部がリテーナ６１と接して配置されている。ベローズ５７の内部には弁体５５が配置され、ベローズ５７の閉じられた端部に弁体５５が固定されている。
【００４２】
特性調節部５９は、筐体３７内に配置された調整リング６３と、調整リング６３を回転させるウォーム歯車６５と、調整リング６３の内部に配置されたセットスクリュー６７と、セットスクリュー６７に支持されたバネ６９と、を備えている。
調整リング６３は略円筒状に形成された部材である。その内周面にはセットスクリュー６７と螺合する内側雌ネジ７１が形成され、外周面の下部にはウォーム歯車６５と螺合する外側雌ネジ７３が形成されている。調整リング６３の内部にはベローズ５７やリテーナ６１やセットスクリュー６７やバネ６９などが配置されている。
ウォーム歯車６５は、調整リング６３の外側雌ネジ７３と螺合されるとともに、ステッピングモータなどのモータ（図示せず）により回転駆動される。
セットスクリュー６７はリング板状の部材であり、その外周端面には調整リング６３の内側雌ネジ７１と螺合する雄ネジが形成されている。セットスクリュー６７には、セットスクリュー６７の回転を防止するピン７５が挿通される孔７７が形成されている。ピン７５は、略棒状の部材であり、筐体３７に固定され流入流路４９からベローズ５７に向けて延びるように配置されている。セットスクリュー６７の中央部には、中央部ベローズ５７が挿通されている。
バネ６９はコイルバネなどからなり、セットスクリュー６７とリテーナ６１との間に配置されている。
なお、圧力制御弁９の特性は、下記の式（１）を満たすものであることが望ましい。
Ｐ＝（０．２±０．１）×Ｔ＋（３±２）                            （１）
ここで、Ｐは圧力制御弁入口圧力（ＭＰａ）、Ｔは温度（℃）である。
【００４３】
次に、上記の構成からなる車両用空気調和機１における冷房運転時の動作について、図１を参照しながら説明する。
圧縮機３は、図１に示すように、エンジン１７により回転駆動される。回転駆動された圧縮機３は内部熱交換器７から流出した冷媒を吸入し、超臨界状態にまで圧縮してガスクーラ５に向けて吐出する。
吐出された冷媒は、ガスクーラ５の入口側ヘッダ１９から熱交換部２３に流入し、熱交換部２３において車室１５外の空気にその熱の一部を放熱する。放熱して冷却された冷媒は、熱交換部２３から出口側ヘッダ２１を介して、内部熱交換器７に向けて流出する。
内部熱交換器７に流入した冷媒は、エバポレータ１１から流出したガス冷媒と熱交換して、さらに冷却される。冷却された冷媒は、内部熱交換器７から圧力制御弁９に向けて流出する。
圧力制御弁９に流入した冷媒は、減圧され低温低圧の冷媒となる。減圧された冷媒は圧力制御弁９からエバポレータ１１に向けて流出する。なお、圧力制御弁９の詳細な働きについては後述する。
【００４４】
エバポレータ１１に流入した低温低圧の冷媒は、車室１５内の空気の熱を奪い蒸発・気化する。車室１５内の空気は冷媒に冷却され、再び車室１５内に戻される。気化したガス冷媒および液冷媒は、エバポレータ１１からアキュムレータ２９に向けて流出する。
アキュムレータ２９に流入したガス冷媒および液冷媒のうち、ガス冷媒はアキュムレータ２９から内部熱交換器７に向けて流出する。液冷媒はアキュムレータ２９に貯留される。
内部熱交換器７に流入したガス冷媒は、ガスクーラ５から流出した冷媒から熱を奪い、内部熱交換器７から圧縮機３に向けて流出する。
圧縮機３に吸入されたガス冷媒は、再び超臨界状態に圧縮されガスクーラ５に向けて吐出される。以後、冷媒は上述のサイクルを繰り返し循環する。
【００４５】
次に、本実施形態の特徴である圧力制御弁の働きについて図１および図３を参照しながら説明する。
本実施形態に係る圧力制御弁９は、図１に示すように、ガスクーラ５の熱交換部２３に流入する周囲の空気温度に基づいて、ガスクーラ５出口側の冷媒圧力を制御している。その具体的な動作について以下に説明する。
【００４６】
圧力制御弁９の密閉空間４３に封入されたＣＯ２ガスには、図３に示すように、フィン４５およびアッパキャップ４１を介して周囲の空気温度が伝えられる。周囲の空気温度が伝えられたＣＯ２ガスの圧力はＣＯ２ガスの温度に応じた圧力となり、その圧力によりダイヤフラム３９をベローズ５７側に押圧する。
一方、ベローズ５７内には内部熱交換器７から流入した冷媒が満たされて、この冷媒の圧力がベローズ５７内に加えられる。この圧力により、ベローズ５７はリテーナ６１をアッパキャップ４１側に押圧する。さらに、特性調節部５９のバネ６９もリテーナ６１をアッパキャップ４１側に押圧する。
ダイヤフラム３９は、密閉空間４３に封入されたＣＯ２ガスに係る押圧力と、ベローズ５７に係る押圧力および特性調節部５９に係る押圧力とのバランスに基づいて弾性変形する。
ベローズ５７が弾性変形すると、その変形に伴いリテーナ６１が移動してベローズ５７が伸縮変形する。ベローズ５７が伸縮変形すると、その内部に固定された弁体５５も移動して、弁口５３に対して接近離間する。弁体５５が弁口５３に対して接近離間すると、冷媒の流路面積が増減し、圧力制御弁９の絞り量が調整される。そのため、圧力制御弁９を通過する冷媒の圧力減少幅や、ガスクーラ５出口側の冷媒圧力が制御される。
【００４７】
例えば、ガスクーラ５に流入する周囲の空気温度が高くなると、密閉空間４３に封入されたＣＯ２ガスの圧力が高くなり、ダイヤフラム３９に働く力のバランスが崩れて、ダイヤフラム３９はベローズ５７側にさらに弾性変形する。すると、リテーナ６１がベローズ５７側に移動することにより、ベローズ５７が縮み、弁体５５は弁口５３に近づく。圧力制御弁９の絞り量は増加し、圧力制御弁９を通過する冷媒の圧力減少幅は増加するとともに、ガスクーラ５出口側の冷媒圧力は上昇する。一方、上記周囲の空気温度が低下すると、圧力制御弁９に絞り量は低下し、圧力制御弁９を通過する冷媒の圧力減少幅は減少するとともに、ガスクーラ５出口側の冷媒圧力は低下する。
【００４８】
上述の圧力制御弁９による冷媒圧力の制御を、図４を参照しながら説明する。
図４は、図１の圧力制御弁による冷媒圧力の制御を説明するモリエル線図である。
図４のモリエル線図における線Ａは、ガスクーラ５に流入する周囲の空気温度が高い状態の一例を示すものであり、線Ｂは、ガスクーラ５に流入する周囲の空気温度が低い状態の一例を示すものである。
線Ａに示す場合では、冷媒は圧縮機３の吸入部（Ａ１）および吐出部（Ａ２）、ガスクーラ５の出口（Ａ３）、圧力制御弁９の入口（Ａ４）および出口（Ａ５）における状態を経て繰り返し循環している（図１参照）。ここでは、状態Ａ３において冷媒の温度は５５℃であり、状態Ａ４および状態Ａ５における圧力はそれぞれ１３ＭＰａおよび４．０ＭＰａである。
一方、線Ｂに示す場合では、冷媒は圧縮機３の吸入部（Ｂ１）および吐出部（Ｂ２）、ガスクーラ５の出口（Ｂ３）、圧力制御弁９の入口（Ｂ４）および出口（Ｂ５）における状態を経て繰り返し循環している（図１参照）。ここでは、Ｂ３の状態において冷媒の温度は３５℃であり、Ｂ４およびＢ５の状態における圧力はそれぞれ１０ＭＰａおよび３．５ＭＰａである。
つまり、圧力制御弁９は、ガスクーラ５に流入する周囲の空気温度が高い場合（線Ａに示す場合）には、絞り量を増やして状態Ａ４から状態Ａ５への圧力減少幅を増やし（−９ＭＰａ）、ガスクーラ５出口側（状態Ａ４等）の冷媒圧力を１３ＭＰａに制御している。一方、ガスクーラ５に流入する周囲の空気温度が低い場合（線Ｂに示す場合）には、絞り量を減らして状態Ｂ４から状態Ｂ５への圧力減少幅を減らし（−６．５ＭＰａ）、ガスクーラ５出口側（状態Ｂ４等）の冷媒圧力を１０ＭＰａに制御している。
【００４９】
ここで、圧力制御弁９における特性調節部５９の動作について図３を参照しながら説明する。
特性調節部５９は、図３に示すように、リテーナ６１に対するバネ６９の押圧力を調節することにより、圧力制御弁９の特性を調節することができる。
圧力制御弁９において、セットスクリュー６７の位置は、ウォーム歯車６５により調整リング６３を回転させることにより、リテーナ６１に対して接近離間させることができる。セットスクリュー６７の位置が変更されると、セットスクリュー６７とリテーナ６１との間隔が変更され、バネ６９の圧縮量が変更される。例えば、セットスクリュー６７をリテーナ６１に接近させるとバネ６９の圧縮量が増えて、リテーナ６１に対するバネ６９の押圧力が増加する。そのため、ダイヤフラム３９に働く力のバランスが変更され、圧力制御弁９の特性が変更、調節される。
【００５０】
上記の構成によれば、圧力制御弁９は、周囲の空気温度に基づいてガスクーラ５の出口側の冷媒圧力を制御するため、冷媒の漏れを防止するとともに組み立て性を向上することができる。
絞り部３３における弁体５５は、周囲の空気温度に基づいて冷媒の流路面積を調節するため、上述の特許文献１に記載された膨張弁のようにガスクーラ（放熱器）出口側の冷媒を圧力制御弁における絞り部以外の部分に導く必要がない。そのため、圧力制御弁９に対して冷媒を流入・流出させる配管を接続する配管接続部の増加を防止することができ、配管接続部からの冷媒漏れ量の増加を防止することができる。
圧力制御弁９には、絞り部３３に対して冷媒を流入・流出させる冷媒流路のみが形成され、上述の特許文献１に記載された膨張弁のようにその他の冷媒流路は形成されていない。そのため、圧力制御弁９を構成する部品点数の増加を防止でき、組み立て性を向上することができる。
また、本実施形態における車両用空気調和機１は圧力制御弁９を備えるため、冷媒の漏れを防止するとともに、組み立て性を向上することができる。
つまり、圧力制御弁９は、上述の特許文献１に記載された膨張弁と比較して、配管接続部の数が少ないため、配管接続部からの冷媒漏れ量の増加を防止することができる。同時に、圧力制御弁９に接続する配管の数を減らすことができるため、車両用空気調和機１の組み立て性を向上させることができる。
【００５１】
なお、本実施形態における車両用空気調和機１は、超臨界サイクルを用いて運転されるものであるため、ガスクーラ５における冷媒は超臨界状態となっている。そのため、ガスクーラ５の出口側ヘッダ２１近傍の冷媒温度と、出口側ヘッダ２１近傍を通過する空気温度との差は約２℃から約５℃となる。そのため、感温部３１等において検知した上記空気温度に基づいて圧力制御弁９によりガスクーラ５出口側の冷媒圧力を制御した場合と、ガスクーラ５から流出した冷媒温度に基づいて圧力制御弁９によりガスクーラ５出口側の冷媒圧力を制御した場合との差が小さくなる。
【００５２】
内部熱交換器７において熱交換されたガスクーラ５から流出した冷媒が絞り部３３に供給されるため、車両用空気調和機１の冷凍能力を向上させることができる。
つまり、内部熱交換器７においては、エバポレータ１１から流出した冷媒とガスクーラ５から流出した冷媒との間で熱交換が行なわれる。そのため、ガスクーラ５から流出した冷媒の熱の一部は、エバポレータ１１から流出した冷媒に奪われ、ガスクーラ５から流出した冷媒の温度は低下する。温度が低下した冷媒は、絞り部３３において減圧されてからエバポレータ１１に流入する。内部熱交換器７を備えていない場合と比較して、エバポレータ１１に流入する冷媒の温度は低くなり、エンタルピが低下しているため、車両用空気調和機１の冷凍能力を向上させることができる。
【００５３】
感温部３１において周囲の空気温度を検出し、検出した周囲の空気温度に基づいて絞り部３３が冷媒流路面積を調節するため、圧力制御弁９は、周囲の空気温度に基づいてガスクーラ５出口側の冷媒圧力を制御することができる。
絞り部３３および感温部３１は筐体３７内に収納されているため、従来の感温筒と絞り部とがキャピラリーチューブで繋がれた圧力制御弁と比較して、組み立て性を向上させることができる。
弁体５５が、感温部３１が検出した周囲の空気温度に基づいて、弁口５３に接近離間することにより冷媒の流路面積を調節するため、圧力制御弁９は、周囲の空気温度に基づいてガスクーラ５の出口側の冷媒圧力を制御することができる。
【００５４】
フィン４５が筐体３７に設けられているため、フィン４５が設けられていない場合と比較して、感温部３１は周囲の空気温度をより早くかつ正確に検出することができる。そのため、圧力制御弁９は、周囲の空気温度に基づいてガスクーラ５の出口側の冷媒圧力をより早くかつ正確に制御することができる。
【００５５】
感温部３１はガスクーラ５に流入する前の空気と接するため、ガスクーラ５を通過した後の空気と接する場合などと比較して、ガスクーラ５の冷媒温度に近い周囲の空気温度を検知することができる。そのため、圧力制御弁９は、ガスクーラ５の冷媒温度に近い周囲の空気温度に基づいてガスクーラ５の出口側の冷媒圧力を制御することができる。
特に、感温部はガスクーラ５における冷媒出口近傍領域に流入する前の空気と接することにより、ガスクーラ５の出口側の冷媒温度に近い周囲の空気温度を検知することができる。かかる場合、圧力制御弁９は、ガスクーラ５の出口側の冷媒温度に近い周囲の空気温度に基づいてガスクーラ５の出口側の冷媒圧力を制御することができる。
【００５６】
なお、上述のように、圧力制御弁９にフィン４５を設けてもよいし、フィン４５を設けなくてもよく、特に限定するものではない。フィン４５を設けない場合には、アッパキャップ４１が周囲の空気と接触し、周囲の空気温度を封入されたＣＯ２ガスに伝達する。
【００５７】
なお、上述のように、ＣＯ２ガスのみを密閉空間４３に封入される検出気体として用いてもよいし、２種類以上の物質を用いてもよい。例えば、複数の物質のうちの１つがＣＯ２ガスであってもよい。あるいは、密閉空間４３内に非凝縮性ガスと不活性ガス（例えば、窒素ガス（Ｎ２））が封入されていてもよい。
さらに、複数の物質のうちの１つが吸着剤であってもよい。この構成とすることにより、圧力制御弁９の周囲の空気温度が所定温度を超えて上昇した場合に、ガスクーラ５出口側の冷媒圧力が上昇しすぎることを防止できる。つまり、周囲の空気温度が所定温度を超えて上昇すると、密閉空間４３に封入された検出気体の圧力が上昇する。かかる場合に、上記吸着剤が上記検出気体の一部を吸着して、上記検出気体の圧力上昇を緩和する。そのため、圧力制御弁９の絞り量の増加を緩和して、ガスクーラ５出口側の冷媒圧力が上昇しすぎることと防止できる。
【００５８】
〔第１の実施形態の変形例〕
次に、本発明の第１の実施形態の変形例について図５から図１０を参照して説明する。
本実施形態の車両用空気調和機の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、圧縮機やファンの制御が異なっている。よって、本実施形態においては、図５から図１０を用いて圧縮機やファンの制御のみを説明し、圧縮機等の説明を省略する。
図５は、本実施形態における車両用空気調和機の構成を説明する図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００５９】
車両用空気調和機（空気調和機）１０１は、図５に示すように、冷媒を圧縮する圧縮機１０３と、圧縮された冷媒の熱を放熱させるガスクーラ５と、ガスクーラ５から流出した冷媒を冷却する内部熱交換器７と、冷却された冷媒の圧力を減圧させる圧力制御弁１０９と、減圧された冷媒を蒸発させるエバポレータ１１と、圧力制御弁１０９およびファン２７を制御する制御部１１１と、を備えている。
制御部１１１は、圧縮機１０３の吐出容量を制御する信号を出力するとともに、ファン２７の回転速度を制御する信号を出力している。
【００６０】
図６は、図５の圧力制御弁の構成を説明する図である。
圧力制御弁１０９は、図５に示すように、周囲の空気温度を検知する感温部３１と、流入した高圧冷媒の圧力を減圧する絞り部３３と、感温部３１が検知した温度に基づいて絞り部３３を駆動する駆動部１３５と、感温部３１、絞り部３３および駆動部１３５を収納する筐体３７と、を備えている。
駆動部１３５は、冷媒の圧力を検知するベローズ５７と、ベローズ５７とダイヤフラム３９との間に配置されたリテーナ６１と、を備えている。
【００６１】
特性調節部１５９は、筐体３７内に配置された調整リング６３と、調整リング６３を回転させるウォーム歯車６５と、調整リング６３の内部に配置されたセットスクリュー６７と、セットスクリュー６７に支持されたバネ６９と、を備えている。
【００６２】
次に、上記の構成からなる車両用空気調和機１０１における冷房運転時の動作について説明する。
車両用空気調和機１０１における冷媒の流れは、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
また、圧力制御弁１０９の動作も第１の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
【００６３】
ここで、本発明の特長である、車両用空気調和機１０１の制御方法について説明する。
まず、制御部１１１による冷媒循環流量の制御について説明する。
図７は、図５の車両用空気調和機における冷媒循環流量の制御を説明する図であり、縦軸は温度（℃）を示し、横軸は冷媒循環流量Ｇｒ（ｋｇ／ｈ）を示している。
図７に示すように、車両用空気調和機１０１において、周囲の空気温度Ｔａが一定の条件の下で、冷媒循環流量Ｇｒが増加すると、ガスクーラ５の出口側の冷媒温度Ｔｒは上昇する。
制御部１１１は、周囲の空気温度Ｔａおよび冷媒温度Ｔｒの差が、所定値（例えば、約５℃から約１０℃の範囲内の所定値）より小さくなるように冷媒循環流量Ｇｒを制御（冷媒循環流量を少なく）する。
具体的には、制御部１１１には図７に示すようなマップが予め記憶されており、制御部１１１は、エンジン回転数より推定した冷媒循環量Ｇｒが所定値より大きいか小さいかを判定する。上記冷媒循環量Ｇｒが所定値より大きい場合には、制御部１１１は圧縮機１０３の吐出容量を増やす制御信号を出力し、冷媒循環流量Ｇｒを所定値（例えば、２００ｋｇ／ｈ）より減少させる。
このような制御を行うことにより、制御部１１１は、空気温度Ｔａと冷媒温度Ｔｒとの差を所定値以下に制御することができる。そのため、感温部３１等において検知した上記空気温度に基づいて圧力制御弁１０９によりガスクーラ５出口側の冷媒圧力を制御した場合と、ガスクーラ５から流出した冷媒温度に基づいて圧力制御弁１０９によりガスクーラ５出口側の冷媒圧力を制御した場合との差を小さくすることができる。
【００６４】
次に、制御部１１１によるガスクーラ前面風速の制御について説明する。
図８は、図５の車両用空気調和機におけるガスクーラ前面風速の制御を説明する図であり、縦軸は温度（℃）を示し、横軸はガスクーラ前面風速（ｍ／ｓ）を示している。
図８に示すように、車両用空気調和機１０１において、周囲の空気温度Ｔａが一定の条件の下で、ガスクーラ前面風速（ｍ／ｓ）が増加すると、ガスクーラ５の出口側の冷媒温度Ｔｒは上昇する。ここで、ガスクーラ前面風速は、ガスクーラ５に流入する空気の流速のことである。
制御部１１１は、周囲の空気温度Ｔａおよび冷媒温度Ｔｒの差が、所定値（例えば、約５℃から約１０℃の範囲内の所定値）より小さくなるようにガスクーラ前面風速を制御（風速を速く）する。
具体的には、制御部１１１には図８に示すようなマップが予め記憶されており、制御部１１１は、車速より推定したガスクーラ前面風速（ｍ／ｓ）が所定値より大きいか小さいかを判定する。上記温度差が所定値より大きい場合には、制御部１１１はファン２７の回転速度を増やす制御信号を出力し、ガスクーラ前面風速を所定値（例えば、１．０ｍ／ｓから１．５ｍ／ｓ）より速くする。
このような制御を行うことにより、制御部１１１は、空気温度Ｔａと冷媒温度Ｔｒとの差を所定値以下に制御することができる。そのため、感温部３１等において検知した上記空気温度に基づいて圧力制御弁１０９によりガスクーラ５出口側の冷媒圧力を制御した場合と、ガスクーラ５から流出した冷媒温度に基づいて圧力制御弁１０９によりガスクーラ５出口側の冷媒圧力を制御した場合との差を小さくすることができる。
【００６５】
次に、ガスクーラ５の出口側の冷媒圧力（高圧圧力）の制御について説明する。
図９は、図５の車両用空気調和機における高圧圧力の制御を説明する図であり、縦軸は車両用空気調和機１０１の冷凍能力を示し、横軸は高圧圧力を示している。図１０は、図５の車両用空気調和機における高圧圧力の制御を説明する図であり、縦軸は車両用空気調和機１０１の成績係数（ＣＯＰ）を示し、横軸は高圧圧力を示している。
車両用空気調和機１０１の冷凍能力は、図９に示すように、高圧圧力が高くなるとともに比例して増加し、所定の圧力Ｐｔを超えると冷凍能力の増加率が小さくなる。車両用空気調和機１０１の成績係数（ＣＯＰ）は、図１０に示すように、高圧圧力が高くなるとともに高くなり、所定の圧力Ｐｔにおいて最大値を示した後、徐々に低下する。ここで、図９における所定圧力Ｐｔと、図１０における所定圧力Ｐｔとは同一の圧力のことである。
圧力制御弁１０９は、ガスクーラ５の出口側の冷媒圧力が所定圧力Ｐｔよりも高くなるように設定されている。
【００６６】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図１１から図１３を参照して説明する。
本実施形態の車両用空気調和機の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、圧力制御弁の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図１１から図１３を用いて圧力制御弁の構成のみを説明し、圧縮機等の説明を省略する。
図１１は、本実施形態における車両用空気調和機の構成を説明する図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００６７】
車両用空気調和機（空気調和機）２０１は、図１１に示すように、冷媒を圧縮する圧縮機３と、圧縮された冷媒の熱を放熱させるガスクーラ５と、ガスクーラ５から流出した冷媒を冷却する内部熱交換器７と、冷却された冷媒の圧力を減圧させる圧力制御弁２０９と、減圧された冷媒を蒸発させるエバポレータ１１と、を備えている。
【００６８】
図１２は、図１１の圧力制御弁の構成を説明する図である。
圧力制御弁２０９は、図１１に示すように、周囲の空気温度を検知する感温部２３１と、流入した高圧冷媒の圧力を減圧する絞り部３３と、感温部２３１が検知した温度に基づいて絞り部３３を駆動する駆動部３５と、感温部２３１、絞り部３３および駆動部３５を収納する筐体３７と、を備えている。
感温部２３１は、ダイヤフラム３９およびアッパキャップ４１から構成される密閉空間４３と、アッパキャップ４１の上面（図１２の上側の面）に設けられたフィン（伝熱促進部）２４５と、圧力制御弁２０９をガスクーラ５に固定するブラケット２４７と、を備えている。
【００６９】
フィン２４５は、熱伝導率が高い材料から形成されていることが望ましい。フィン２４５の上部には複数のスリット４７が形成され、フィン４５におけるスリット４７が形成されていない部分には、ブラケット２４７が取り付けられている。フィン２４５は、スリット４７の長手軸方向が周囲の空気の流れ方向（図１２の紙面に対して垂直方向）と略平行となるように配置されている。
【００７０】
図１３は、図１２のブラケットの構成を説明する図である。
ブラケット２４７は、フィン２４５と同様に、熱伝導率が高い材料から形成された伝熱部であることが望ましい。ブラケット２４７は、図１３に示すように、略リング状に形成された板部材であり、一方の端部はリングの径方向外側に延びてガスクーラ５に固定される。より好ましくは、ガスクーラ５の出口側ヘッダ２１に固定される。
ブラケット２４７は、そのリング状部の内側にフィン２４５を配置して、フィン２４５を締め付けるようにしてフィン２４５に固定される。
【００７１】
次に、上記の構成からなる車両用空気調和機２０１における冷房運転時の動作について説明する。
車両用空気調和機２０１における冷媒の流れは、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
また、圧力制御弁２０９の動作も第１の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
【００７２】
ここで、本発明の特長である、感温部２３１における温度検知について、図１２を参照しながら説明する。
フィン２４５に形成されたスリット４７内には、ガスクーラ５に流入する周囲の空気が流通し、周囲の空気温度がフィン２４５に伝わる。一方、ガスクーラ５内の冷媒の熱はブラケット２４７に伝わり、ブラケット２４７からフィン２４５に伝わる。
フィン２４５から感温部２３１の密閉空間４３に封入されたＣＯ２ガスには、周囲の空気の熱と、ガスクーラ５内の冷媒の熱とが伝わる。そのため、上記ＣＯ２ガスの圧力は周囲の空気温度とガスクーラ５内の冷媒温度とに基づいて変化する。
【００７３】
上記の構成によれば、感温部２３１がブラケット２４７によりガスクーラ５と熱的に接続されているため、感温部２３１がガスクーラ５における冷媒温度を検知することができる。つまり、感温部２３１が周囲の空気温度のみを検知している場合と比較して、感温部２３１が検知する温度とガスクーラ５の出口側における冷媒温度との差が小さくなる。そのため、圧力制御弁２０９によるガスクーラ５の出口側の冷媒圧力制御と、ガスクーラ５の出口側の冷媒温度に基づくガスクーラ５の出口側の冷媒圧力制御との差がより小さくなる。
【００７４】
特に、感温部２３１がブラケット２４７によりガスクーラ５における出口側ヘッダ２１と熱的に接続されている場合には、感温部２３１がガスクーラ５の出口側の冷媒温度を検知することができる。つまり、感温部２３１が単にガスクーラ５と熱的に接続されている場合と比較して、感温部２３１が検知する温度とガスクーラ５の出口側における冷媒温度との差がより小さくなる。そのため、圧力制御弁２０９によるガスクーラ５の出口側の冷媒圧力制御と、ガスクーラ５の出口側の冷媒温度に基づくガスクーラ５の出口側の冷媒圧力制御との差が更に小さくなる。
【００７５】
なお、上述のようにブラケット２４７はガスクーラ５に固定されていてもよいし、車両Ｃにおけるガスクーラ５より前方に配置された部材に固定されていてもよく、特に限定するものではない。
このような構成とすることにより、感温部２３１は、上記部材の温度を検知することができる。上記部材はガスクーラ５に対して周囲の空気が流入する側（上流側）に配置されているため、ガスクーラ５に流入する前の空気と接している。そのため、上記部材の温度とガスクーラ５に流入する前の空気温度との差は小さく、上記部材の温度をガスクーラ５に流入する前の空気温度とみなすことができる。つまり、感温部２３１は上記部材の温度を検知することにより、ガスクーラ５に流入する前の空気温度を検知しているとみなせ、圧力制御弁２０９は、周囲の空気温度に基づいてガスクーラ５の出口側の冷媒圧力を制御しているとみなせる。
【００７６】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について図１４を参照して説明する。
本実施形態の車両用空気調和機の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、圧力制御弁の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図１４を用いて圧力制御弁の構成のみを説明し、圧縮機等の説明を省略する。
図１４は、本実施形態における車両用空気調和機に係る圧力制御弁の構成を説明する図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００７７】
車両用空気調和機（空気調和機）３０１の圧力制御弁３０９は、図１４に示すように、周囲の空気温度を検知する感温部３１と、流入した高圧冷媒の圧力を減圧する絞り部３３３と、感温部３１が検知した温度に基づいて絞り部３３を駆動する駆動部３５と、感温部３１、絞り部３３および駆動部３５を収納する筐体３３７と、を備えている。
絞り部３３３は、筐体３３７に形成された流入流路４９と流出流路５１とを繋ぐ孔である弁口５３と、弁口５３に対して接近離間することで流路面積を制御する弁体５５と、を備えている。さらに、絞り部３３３は、筐体３３７に形成されたバイパス流路３３９の開口部であるリリーフ弁口３５３と、リリーフ弁口３５３を開閉するリリーフ弁体３５５とが備えられている。
バイパス流路３３９は、流入流路４９と流出流路５１とを別経路で繋ぐ流路である。リリーフ弁口３５３は、バイパス流路３３９の開口部のうち流入流路４９に設けられた開口部である。リリーフ弁体３５５は、
ベローズまたはベローズとバネとの組み合わせ等からなる圧力検知部３５７の変形に基づいて、リリーフ弁口３５３に対して接触離間する略棒状の部材である。リリーフ弁体３５５におけるリリーフ弁口３５３側の先端は、略円錐状に形成されている。この先端をリリーフ弁口に対して接触離間させることにより、リリーフ弁口３５３の開閉が調節される。なお、リリーフ弁体３５５におけるリリーフ弁口３５３側の先端の形状は、上述のように略円錐状に限られることなく、略球状に形成されていてもよく、特に限定されるものではない。
【００７８】
次に、上記の構成からなる車両用空気調和機３０１における冷房運転時の動作について説明する。
車両用空気調和機３０１における冷媒の流れは、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
また、圧力制御弁３０９の動作も第１の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
【００７９】
ここで、本発明の特長である、ガスクーラ５の出口側の冷媒圧力が所定圧力より高くなった場合の圧力制御弁３０９の動作について、図１４を参照しながら説明する。
圧力制御弁３０９における流入流路４９内の冷媒圧力は、ガスクーラ５の出口側の冷媒圧力と略等しいため、ガスクーラ５の出口側の冷媒圧力が所定圧力より高くなると、流入流路４９内の冷媒圧力も所定圧力より高くなる。ここで、所定圧力とは、例えば、車両用空気調和機３０１における高圧圧力（ガスクーラ５の出口側の冷媒圧力）の上限圧力などである。
【００８０】
流入流路４９内の冷媒圧力は、絞り部３３３の圧力検知部３５７にも作用する。圧力検知部３５７はベローズなどが冷媒圧力により圧縮されて縮む。リリーフ弁体３５５は、圧力検知部３５７に固定されているため、圧力検知部３５７の縮みとともに移動してリリーフ弁口３５３から離間する。リリーフ弁体３５５とリリーフ弁口３５３とが離間する（リリーフ弁口３５３が開く）と、流入流路４９内の冷媒の一部は、バイパス流路３３９を介して流出流路５１に流れる。そのため、流入流路４９内の冷媒圧力は低下し、所定圧力を超えることがない。
なお、流入流路４９内の冷媒圧力が所定圧力より低い状態においては、リリーフ弁体３５５とリリーフ弁口３５３とは接触した状態（リリーフ弁口３５３が閉じた状態）になる。
【００８１】
上記の構成によれば、車両用空気調和機３０１における高圧圧力が所定圧力より高くなることを防止することができる。そのため、車両用空気調和機３０１の破損などを防止することができる。
また、車両用空気調和機３０１の運転を止めることなく、高圧圧力が所定圧力より高くなることを防止することができる。車両用空気調和機３０１の破損などを防止するとともに、乗客などに不快感を与えることを防止することができる。
【００８２】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記の実施の形態においては、冷媒としてＣＯ２ガスを用いた構成に適用して説明したが、このＣＯ２ガスを用いる構成に限られることなく、その他の超臨界サイクルで運転される冷媒を用いた構成に適用することができるものである。
また、上記の実施の形態においては、この発明を車両用空気調和機に適用して説明したが、この発明は車両用空気調和機に限られることなく、その他各種の空気調和機などに適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る車両用空気調和機の全体構成を説明する模式図である。
【図２】図１の圧力制御弁の配置位置を説明する模式図である。
【図３】図１の圧力制御弁の構成を説明する模式図である。
【図４】図１の圧力制御弁による冷媒圧力の制御を説明するモリエル線図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の変形例に係る車両用空気調和機の全体構成を説明する模式図である。
【図６】図５の圧力制御弁の構成を説明する図である。
【図７】図５の車両用空気調和機における冷媒循環流量の制御を説明する図である。
【図８】図５の車両用空気調和機におけるガスクーラ前面風速の制御を説明する図である。
【図９】図５の車両用空気調和機における高圧圧力の制御を説明する図である。
【図１０】図５の車両用空気調和機における高圧圧力の制御を説明する図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る車両用空気調和機の全体構成を説明する模式図である。
【図１２】図１１の圧力制御弁の構成を説明する図である。
【図１３】図１２のブラケットの構成を説明する図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態における車両用空気調和機に係る圧力制御弁の構成を説明する図である。
【符号の説明】
【００８４】
１，１０１，２０１，３０１  車両用空気調和機（空気調和機）
３，１０３  圧縮機
５  ガスクーラ（放熱器）
７  内部熱交換器
９，１０９，２０９，３０９  圧力制御弁
１１  エバポレータ（蒸発器）
２１  出口側ヘッダ（冷媒出口側ヘッダ）
３１，２３１  感温部
３３，３３３  絞り部
３７，３３７  筐体
４５  フィン（伝熱促進部）
５３  弁口
５５  弁体
【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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【図１３】
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【図１４】
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