(57)【要約】【課題】本発明の課題は、流路切換弁の切換動作におけるモータの脱調を防止した冷媒流路切換ユニットを提供することにある。【解決手段】冷媒流路切換ユニット５０では、制御部８０が運転情報からモータ６０が温度上昇しているか否かを判断することができるので、その判断に基づいてモータ６０の速度を変更すれば、トルク不足による脱調を回避することができる。具体的には、冷媒流れを「暖房運転状態から冷房運転状態」に切り換えるときは、温度上昇しているモータ６０を駆動させることになるので、モータ６０を所定速度よりも遅い速度で駆動する。【選択図】図７
2016125744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調利用ユニットと空調熱源ユニットとの間に配備される冷媒流路切換ユニットであって、
冷媒流れを前記空調利用ユニットに高温の冷媒を通す暖房運転状態と前記空調利用ユニットに低温の冷媒を通す冷房運転状態とに切り換える流路切換弁（５１）と、
前記流路切換弁（５１）の動作を制御する制御部（８０）と、
を備え、
前記流路切換弁（５１）は、
冷媒流れの切換機構と、
前記切換機構に近接し、前記切換機構の切換動作の駆動源となるモータ（６０）と、
を有し、
前記制御部（８０）は、前記空調利用ユニット又は前記空調熱源ユニットから運転状態に関する運転情報を取得して、前記運転情報に基づいて前記モータ（６０）の速度を変える、
冷媒流路切換ユニット（５０）。
【請求項２】
前記制御部（８０）は、前記冷媒流れを前記暖房運転状態から前記冷房運転状態に切り換えるときは、前記モータ（６０）の速度を所定速度よりも遅い速度で駆動する、
請求項１に記載の冷媒流路切換ユニット（５０）。
【請求項３】
前記制御部（８０）は、前記冷媒流れを前記冷房運転状態から前記暖房運転状態に切り換えるときは、前記モータ（６０）の速度を所定速度よりも速い速度で駆動する、
請求項１に記載の冷媒流路切換ユニット（５０）。
【請求項４】
前記制御部（８０）は、前記冷媒流れを前記暖房運転状態から前記冷房運転状態に切り換えた後、所定時間以内に前記冷媒流れを前記冷房運転状態から前記暖房運転状態に切り換えるときは、前記モータ（６０）の速度を所定速度よりも遅い速度で駆動する、
請求項１に記載の冷媒流路切換ユニット（５０）。
【請求項５】
前記運転情報には、前記流路切換弁（５１）を通過する冷媒の温度が含まれ、
前記制御部（８０）は、前記流路切換弁（５１）を動作させる際、前記冷媒の温度に基づいて前記モータ（６０）の速度を変える、
請求項１に記載の冷媒流路切換ユニット（５０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒流路切換ユニットに関し、特に、内部に流路切換弁を備えた流路切換ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱源ユニットと各利用ユニットとの間に冷媒流路切換ユニットが接続され、各利用ユニットで暖房と冷房とを個別に切り換えて運転できるように構成された空気調和装置が知られている。例えば、特許文献１（特開２０１２−０３７２２４号公報）に記載の空気調和装置では、冷媒流路切換ユニットに３つの接続ポートを備えた流路切換弁が用いられており、流路切換弁の第１ポートは室内熱交換器に接続され、第２及び第３ポートはそれぞれ高圧ガス配管と低圧ガス配管とに接続されている。そして、流路切換弁は、第１ポートと第２ポートとが連通する位置と、第１ポートと第３ポートとが連通する位置とに切り換わるように構成されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記流路切換弁の弁胴内は、冷房運転時は低圧低温であるが、暖房運転時は高圧高温となるので、弁全体が高温となる。そのため、モータのコイル温度が上昇してコイルに電流が流れ難くなり、切換動作の際にトルク不足によりモータが脱調する。
【０００４】
本発明の課題は、流路切換弁の切換動作におけるモータの脱調を防止した冷媒流路切換ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１観点に係る冷媒流路切換ユニットは、空調利用ユニットと空調熱源ユニットとの間に配備される冷媒流路切換ユニットであって、流路切換弁と、制御部とを備えている。流路切換弁は、冷媒流れを空調利用ユニットに高温の冷媒を通す暖房運転状態と空調利用ユニットに低温の冷媒を通す冷房運転状態とに切り換える。制御部は、流路切換弁の動作を制御する。また、流路切換弁は、冷媒流れの切換機構と、切換機構に近接し切換機構の切換動作の駆動源となるモータとを有している。また、制御部は、空調利用ユニット又は空調熱源ユニットから運転状態に関する運転情報を取得して、運転情報に基づいてモータの速度を変える。
【０００６】
この冷媒流路切換ユニットでは、「冷媒流れが暖房運転状態」のとき、モータのコイル温度は「冷媒流れが冷房運転状態」のときよりも高くなっているので、コイルに電流が流れ難くなっている。通常ならば、その状況でモータを駆動すると、モータはトルク不足により脱調する。しかし、制御部は運転情報からモータが温度上昇しているか否かを判断することができるので、その判断に基づいてモータの速度を変更すれば、トルク不足による脱調を回避することができる。
【０００７】
本発明の第２観点に係る冷媒流路切換ユニットは、第１観点に係る冷媒流路切換ユニットであって、制御部が冷媒流れを暖房運転状態から冷房運転状態に切り換えるときは、モータの速度を所定速度よりも遅い速度で駆動する。
【０００８】
この冷媒流路切換ユニットでは、冷媒流れを「暖房運転状態から冷房運転状態」に切り換えるときは、温度上昇しているモータを駆動させることになるので、モータを所定速度よりも遅い速度で駆動することによって、トルク不足による脱調を回避することができる。
【０００９】
本発明の第３観点に係る冷媒流路切換ユニットは、第１観点に係る冷媒流路切換ユニットであって、制御部が、冷媒流れを冷房運転状態から暖房運転状態に切り換えるときは、モータの速度を所定速度よりも速い速度で駆動する。
【００１０】
この冷媒流路切換ユニットでは、冷媒流れを「冷房運転状態から暖房運転状態」に切り換えるときは、冷媒で冷却されたモータを駆動させることになるので、モータを所定速度よりも速い速度で駆動してもトルク不足による脱調を引き起こすことはない。
【００１１】
本発明の第４観点に係る冷媒流路切換ユニットは、第１観点に係る冷媒流路切換ユニットであって、制御部が、冷媒流れを暖房運転状態から冷房運転状態に切り換えた後、所定時間以内に冷媒流れを冷房運転状態から暖房運転状態に切り換えるときは、モータの速度を所定速度よりも遅い速度で駆動する。
【００１２】
この冷媒流路切換ユニットでは、冷媒流れを「冷房運転状態から暖房運転状態」に切り換えるときであっても、直近の動作、つまり冷媒流れを「暖房運転状態から冷房運転状態」に切り換えた動作からの経過時間が短い場合は、モータの温度が下がり切っておらず、実質的に冷媒流れを「暖房運転状態から冷房運転状態」に切り換える動作と同じであり、温度上昇しているモータを駆動させることになるので、モータを所定速度よりも遅い速度で駆動することによって、トルク不足による脱調を回避する。
【００１３】
本発明の第５観点に係る冷媒流路切換ユニットは、第１観点に係る冷媒流路切換ユニットであって、運転情報には、流路切換弁を通過する冷媒の温度が含まれる。制御部は、流路切換弁を動作させる際、冷媒の温度に基づいてモータの速度を変える。
【００１４】
この冷媒流路切換ユニットでは、切換弁を通過する冷媒の温度が高いときは、モータのコイル温度が上昇しコイルに電流が流れ難くなっている。通常ならば、その状況でモータを駆動すると、モータはトルク不足により脱調する。しかし、制御部は、流路切換弁を動作させる際の流路切換弁を通過する冷媒の温度に基づいてモータの速度を変更すれば、トルク不足による脱調を回避することができる。
【００１５】
具体的には、流路切換弁を通過する冷媒の温度が所定温度より高いか否かを判断し、高い場合はモータを所定速度よりも遅い速度で駆動することによって、トルク不足による脱調を回避することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の第１観点に係る冷媒流路切換ユニットでは、制御部が運転情報からモータが温度上昇しているか否かを判断することができるので、その判断に基づいてモータの速度を変更すれば、トルク不足による脱調を回避することができる。
【００１７】
本発明の第２観点に係る冷媒流路切換ユニットでは、冷媒流れを「暖房運転状態から冷房運転状態」に切り換えるときは、温度上昇しているモータを駆動させることになるので、モータを所定速度よりも遅い速度で駆動することによって、トルク不足による脱調を回避することができる。
【００１８】
本発明の第３観点に係る冷媒流路切換ユニットでは、冷媒流れを「冷房運転状態から暖房運転状態」に切り換えるときは、冷媒で冷却されたモータを駆動させることになるので、モータを所定速度よりも速い速度で駆動してもトルク不足による脱調を引き起こすことはない。
【００１９】
本発明の第４観点に係る冷媒流路切換ユニットでは、冷媒流れを「冷房運転状態から暖房運転状態」に切り換えるときであっても、直近の動作、つまり冷媒流れを「暖房運転状態から冷房運転状態」に切り換えた動作からの経過時間が短い場合は、モータの温度が下がり切っておらず、実質的に冷媒流れを「暖房運転状態から冷房運転状態」に切り換える動作と同じであり、温度上昇しているモータを駆動させることになるので、モータを所定速度よりも遅い速度で駆動することによって、トルク不足による脱調を回避する。
【００２０】
本発明の第５観点に係る冷媒流路切換ユニットでは、制御部が流路切換弁を動作させる際の流路切換弁を通過する冷媒の温度に基づいてモータの速度を変更すれば、トルク不足による脱調を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る空気調和装置の冷媒回路の配管系統図。
【図２】制御部のブロック図。
【図３】冷媒流路切換ユニット５０の構成を示す縦断面図。
【図４】暖房運転時における流路切換弁の弁体の位置を示す当該流路切換弁の断面図。
【図５】冷房運転時における流路切換弁の弁体の位置を示す当該流路切換弁の断面図。
【図６】流路切換弁の弁体の中間位置を示す当該流路切換弁の断面図。
【図７】流路切換弁の切換動作速度制御のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００２３】
（１）空気調和装置１
図１は、本発明の一実施形態に係る空気調和装置１の冷媒回路の配管系統図である。図１において、空気調和装置１は複数の室内を個別に暖房又は冷房することができる。また、空気調和装置１は、１つの室内を暖房しながら他の室内を冷房する運転（暖房と冷房が混在する運転）が可能な、いわゆる冷暖フリーの空気調和装置である。
【００２４】
空気調和装置１は、１台の熱源ユニット２０と、３台の利用ユニット３０と、３台の冷媒流路切換ユニット５０とが配管によって接続された冷媒回路１０を備えている。この冷媒回路１０では、冷媒が循環して蒸気圧縮式冷凍サイクルが行われる。
【００２５】
（２）熱源ユニット２０の構成
熱源ユニット２０は、ビル等の屋上等に設置されており、冷媒連絡管を介して利用ユニット３０に接続されており、利用ユニット３０との間で冷媒回路１０を構成している。
【００２６】
熱源ユニット２０は、圧縮機２１と、第１熱交切換機構２２と、第２熱交切換機構２３、第１熱源側熱交換器２４と、第２熱源側熱交換器２５と、第１熱源側流量調整弁２６と、第２熱源側流量調整弁２７とを有している。
【００２７】
（２−１）圧縮機２１
圧縮機２１は、ここでは、冷媒を圧縮するための機器であり、例えば、圧縮機モータ２１ａをインバータ制御することで運転容量を可変することが可能なスクロール型等の容積式圧縮機からなる。
【００２８】
（２−２）第１熱交切換機構２２
第１熱交切換機構２２は、第１熱源側熱交換器２４を冷媒の放熱器として機能させる場合には圧縮機２１の吐出側と第１熱源側熱交換器２４のガス側とを接続し（図１の第１熱交切換機構２２の破線を参照）、第１熱源側熱交換器２４を冷媒の蒸発器として機能させる場合には圧縮機２１の吸入側と第１熱源側熱交換器２４のガス側とを接続するように（図１の第１熱交切換機構２２の実線を参照）、冷媒の流路を切り換えることが可能な機器であり、例えば、四路切換弁からなる。
【００２９】
（２−３）第２熱交切換機構２３
第２熱交切換機構２３は、第２熱源側熱交換器２５を冷媒の放熱器として機能させる場合には圧縮機２１の吐出側と第２熱源側熱交換器２５のガス側とを接続し（図１の第２熱交切換機構２３の破線を参照）、第２熱源側熱交換器２５を冷媒の蒸発器として機能させる場合には圧縮機２１の吸入側と第２熱源側熱交換器２５のガス側とを接続するように（図１の第２熱交切換機構２３の実線を参照）、冷媒の流路を切り換えることが可能な機器であり、例えば、四路切換弁からなる。
【００３０】
第１熱交切換機構２２及び第２熱交切換機構２３の切り換え状態を変更することによって、第１熱源側熱交換器２４及び第２熱源側熱交換器２５は、個別に冷媒の蒸発器又は放熱器として機能させる切り換えが可能になっている。
【００３１】
（２−４）第１熱源側熱交換器２４
第１熱源側熱交換器２４は、冷媒と室外空気との熱交換を行うための機器であり、例えば、多数の伝熱管及びフィンによって構成されたフィン・アンド・チューブ型熱交換器からなる。
【００３２】
第１熱源側熱交換器２４は、そのガス側が第１熱交切換機構２２に接続され、その液側が第１熱源側流量調整弁２６に接続されている。
【００３３】
（２−５）第２熱源側熱交換器２５
第２熱源側熱交換器２５は、冷媒と室外空気との熱交換を行うための機器であり、例えば、多数の伝熱管及びフィンによって構成されたフィン・アンド・チューブ型熱交換器からなる。
【００３４】
第２熱源側熱交換器２５は、そのガス側が第２熱交切換機構２３に接続され、その液側が第２熱源側流量調整弁２７に接続されている。
【００３５】
（２−６）第１熱源側流量調整弁２６
第１熱源側流量調整弁２６は、第１熱源側熱交換器２４を流れる冷媒の流量の調節等を行うために、第１熱源側熱交換器２４の液側に接続された開度調節が可能な電動膨張弁である。
【００３６】
（２−７）第２熱源側流量調整弁２７
第２熱源側流量調整弁２７は、第２熱源側熱交換器２５を流れる冷媒の流量の調節等を行うために、第２熱源側熱交換器２５の液側に接続された開度調節が可能な電動膨張弁である。
【００３７】
（２−８）高低圧切換機構２９
高低圧切換機構２９は、圧縮機２１から吐出された高圧のガス冷媒を利用ユニット３０に送る場合には、圧縮機２１の吐出側と流路切換弁５１の第２ポートＢとを接続し、圧縮機２１から吐出された高圧のガス冷媒を利用ユニット３０に送らない場合には、流路切換弁５１の第３ポートＣと圧縮機２１の吸入側とを接続するように、冷媒の流路を切り換えることが可能な機器であり、例えば、四路切換弁からなる。
【００３８】
（２−９）熱源側ファン３４
熱源ユニット２０は、熱源側ファン３４をさらに有している。熱源側ファン３４が、ユニット内に室外空気を吸入して、熱交換した後に、ユニット外に排出する。熱源側ファン３４は、室外空気と第１熱源側熱交換器２４及び第２熱源側熱交換器２５を流れる冷媒とを熱交換させることが可能である。熱源側ファン３４は、ファンモータ３４ａによって駆動される。
【００３９】
（３）利用ユニット３０の構成
空気調和装置１は、第１から第３までの利用ユニット３０を備えている。説明の便宜上、図１の上から順に第１利用ユニット３０ａ、第２利用ユニット３０ｂ、及び第３利用ユニット３０ｃという。
【００４０】
第１利用ユニット３０ａ、第２利用ユニット３０ｂ、及び第３利用ユニット３０ｃは、利用側熱交換器３１と膨張弁３２とをそれぞれ備えている。各利用側熱交換器３１は、それぞれクロスフィン式の熱交換器であって、利用側熱交換器を構成している。
【００４１】
また、各利用側熱交換器３１は、各々の一端側が、液管１５の端部に並列に接続されている。各膨張弁３２は、例えば電子膨張弁で構成されている。また、各膨張弁３２は、対応する利用側熱交換器３１の一端側に設けられている。
【００４２】
（４）制御部８０
図２は、制御部８０のブロック図である。図２において、制御部８０は、熱源側制御部８０１、流路切換制御部８０２及び利用側制御部８０３で構成されている。
【００４３】
熱源側制御部８０１は、熱源ユニット２０内に配置され、各機器の動作を制御する。また、流路切換制御部８０２は、冷媒流路切換ユニット５０内に配置され、流路切換弁５１のモータ６０などを制御する。さらに、利用側制御部８０３は、利用ユニット３０内に配置され、膨張弁３２などを制御する。熱源側制御部８０１、流路切換制御部８０２及び利用側制御部８０３はそれぞれ、マイクロコンピュータやメモリ等を有しており、相互に制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。
【００４４】
（５）冷媒流路切換ユニット５０の構成
空気調和装置１は、第１利用ユニット３０ａ、第２利用ユニット３０ｂ、及び第３利用ユニット３０ｃに対応する第１から第３までの冷媒流路切換ユニット５０を備えている。説明の便宜上、図１の上から順に第１冷媒流路切換ユニット５０ａ、第２冷媒流路切換ユニット５０ｂ、及び第３冷媒流路切換ユニット５０ｃという。
【００４５】
第１冷媒流路切換ユニット５０ａ、第２冷媒流路切換ユニット５０ｂ、及び第３冷媒流路切換ユニット５０ｃは、流路切換弁５１を備えている。流路切換弁５１は、各利用側熱交換器３１が圧縮機２１の吐出管１１（高圧ガス配管）および吸入管１２（低圧ガス配管）の何れか一方に連通するように冷媒の流路を切り換えるように構成され、空気調和装置１の運転状態を冷房運転と暖房運転との何れかに切り換えるものである。
【００４６】
（５−１）流路切換弁５１
図３は、冷媒流路切換ユニット５０の構成を示す縦断面図である。また、図４は、暖房運転時における流路切換弁５１の弁体５６の位置を示す当該流路切換弁５１の断面図である。また、図５は、冷房運転時における流路切換弁５１の弁体５６の位置を示す当該流路切換弁５１の断面図である。さらに、図６は、流路切換弁５１の弁体５６の中間位置を示す当該流路切換弁５１の断面図である。
【００４７】
図１、図３及び図４において、流路切換弁５１は、第１ポートＡと第２ポートＢと第３ポートＣを有している。
【００４８】
図１に示すように、流路切換弁５１は、第１ポートＡが利用側熱交換器３１と繋がり、第２ポートＢが高低圧切換機構２９の第２ポートと繋がり、第３ポートＣが吸入管１２と繋がっている。流路切換弁５１は、第１ポートＡおよび第２ポートＢが連通すると同時に第３ポートＣが閉鎖される暖房運転状態の第１位置（図１の実線及び図４に示す状態）と、第１ポートＡおよび第３ポートＣが連通すると同時に第２ポートＢが閉鎖される冷房運転状態の第２位置（図１の点線及び図５に示す状態）とに切換可能に構成されている。
【００４９】
図３に示すように、冷媒流路切換ユニット５０は、流路切換弁５１と、駆動機構であるモータ６０とを備えている。モータ６０の駆動力が伝達される駆動軸６１はギアボックス６２に連結されている。
【００５０】
ギアボックス６２の出力軸６２ａは、流路切換弁５１の弁体５６に嵌合している。ギアボックス６２は、後述する弁ケース５５の内部に収納されている。モータ６０は、ステッピングモータで構成され、弁体５６の回転角度を制御可能である。これにより、弁体５６を少しずつ開いて開弁時の冷媒音を小さくするような制御が可能となる。
【００５１】
流路切換弁５１は、第１弁座５２及び第２弁座５３と、弁体５６と、第１弁座５２及び第２弁座５３が固定されるとともに弁体５６が収納された胴部５４を備えた弁ケース５５とを備えている。また、第１弁座５２及び第２弁座５３は、所定の隙間をあけて対向するように配置された円盤状の部材であり、説明の便宜上、第１ポートＡ、第２ポートＢ及び第３ポートＣと対峙する側を第１弁座５２、他方を第２弁座５３と呼ぶ。
【００５２】
弁体５６は第１弁座５２及び第２弁座５３の間に区画形成された内部空間５７内で、第１弁座５２及び第２弁座５３に対して回動可能に構成されている。
【００５３】
さらに、第１弁座５２及び第２弁座５３の対向面、つまり、第１弁座５２の上面及び第２弁座５３の下面は、平坦な弁座面５２ａ，５３ａに形成されている。
【００５４】
図４に示すように、第１弁座５２には、第１ポートＡ、第２ポートＢ及び第３ポートＣが形成されている。第１ポートＡ、第２ポートＢ及び第３ポートＣは、一端が弁座面５２ａに開口し、第１ポートＡ、第２ポートＢ及び第３ポートＣの開口は、同一の仮想円周上にそれぞれの孔中心が位置するように所定の角度間隔（９０°間隔）で配置されている。
【００５５】
具体的には、第２ポートＢと第３ポートＣとの開口が第１ポートＡの開口を挟んで両側に位置し、第１ポートＡの開口と第２ポートＢの開口との間隔は、第１ポートＡの開口と第３ポートＣの開口との間隔に等しく設定されている。
【００５６】
第１ポートＡ、第２ポートＢ及び第３ポートＣは、弁座面５２ａの開口から第１弁座５２の厚さ方向に延びていて、第１弁座５２を貫通している。
【００５７】
図３に示すように、第２弁座５３は、中央部分に軸受（図示は省略）が嵌め込まれ、この軸受にギアボックス６２の出力軸６２ａが嵌め込まれている。
【００５８】
図４〜図６に示すように、弁体５６は、平面形状がほぼ円形で外周面の半周に円弧状の切り欠きが形成されており、内部空間５７に配置されている。弁体５６は、弁座面５２ａ，５３ａと直交する所定の軸心の周りに回転自在に設けられ、モータ６０の駆動軸６１の軸心回りに回転する。すなわち、弁体５６は、第１弁座５２に対して回転方向に変位する。
【００５９】
ギアボックス６２の出力軸６２ａは、弁体５６を下方へ貫通し、下端が第１弁座５２に回転可能に支持されている。
【００６０】
弁体５６には、第１連通路５８ａと第２連通路５８ｂが形成されている。第１連通路５８ａ及び第２連通路５８ｂは、第１弁座５２の第１ポートＡ、第２ポートＢ及び第３ポートＣ間の連通状態の切換えに使用される。例えば、図４において、弁体５６は、第１連通路５８ａが第１ポートＡおよび第２ポートＢ上に位置し、第１ポートＡおよび第２ポートＢ間を連通させている暖房状態の第１位置となり、第２連通路５８ｂが第３ポートＣ上に位置して第３ポートＣが閉鎖されている。
【００６１】
そして、図４の状態から、弁体５６が時計回りに９０°回転すると、図５に示すように、第１連通路５８ａが第２ポートＢ上に位置して第２ポートＢが閉鎖され、第２連通路５８ｂが第１ポートＡおよび第３ポートＣに重なって第１ポートＡおよび第３ポートＣ間を連通させている冷房運転状態の第２位置となる。
【００６２】
また、第１位置と第２位置との間の切り換え途中の中間位置（図６の位置）では、第１連通路５８ａと第２連通路５８ｂとは、第２ポートＢと第３ポートＣを連通させないようになっている。
【００６３】
弁体５６の回転角度範囲を第１位置と第２位置の間に限定するため、流路切換弁５１には、ストッパーピン５９が設けられている。ストッパーピン５９は、弁体５６に形成した切り欠き５６ｂの端部が第１位置及び第２位置で当接するようになっている。
【００６４】
切換えを実現するため、第１連通路５８ａ及び第２連通路５８ｂは、以下のように形状等が設定されている。すなわち、第１連通路５８ａ及び第２連通路５８ｂは、相隣る第１ポートＡと第２ポートＢまたは第１ポートＡと第３ポートＣとを連通するように構成され、平面視の形状が円弧状で幅が一定の孔で形成されている。また、第１連通路５８ａ及び第２連通路５８ｂは、その幅方向の中心を通る円弧（以下、中心円弧という）が、第１ポートＡ、第２ポートＢ及び第３ポートＣの位置を定める上述した仮想円と同じ曲率であり且つ仮想円と同心に設定されている。つまり、第１弁座５２の第１ポートＡ、第２ポートＢ及び第３ポートＣと、弁体５６の第１連通路５８ａ及び第２連通路５８ｂとは、弁体５６の回転中心を中心とする同一半径の円周上に形成されている。第１連通路５８ａ及び第２連通路５８ｂの幅は、第１ポートＡ、第２ポートＢ及び第３ポートＣの孔径と同じか、やや大きめに設定されている。
【００６５】
弁体５６の第１弁座５２および第２弁座５３側には、第１連通路５８ａ及び第２連通路５８ｂの周縁に沿って延びるシール溝５６ａがそれぞれ形成されている。シール溝５６ａ内には、第１弁座５２および第２弁座５３と弁体５６との隙間を塞ぐシール部材である第１シールリング６６ａ及び第２シールリング６６ｂが嵌め込まれている。このように、弁体５６には、第１連通路５８ａと第２連通路５８ｂのそれぞれの周囲に、第１弁座５２及び第２弁座５３に対するシールを行う第１シールリング６６ａと第２シールリング６６ｂがシール部材として設けられている。
【００６６】
この第１シールリング６６ａ及び第２シールリング６６ｂにより、第１シールリング６６ａ及び第２シールリング６６ｂの内側に位置しているポートがシールされて外部と連通しない状態になる。第１シールリング６６ａ及び第２シールリング６６ｂは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）で構成したパッキンを採用している。なお、このＰＴＦＥは例示であり、使用条件（流体の圧力や流体の物性）等に応じて適宜選択すればよい。
【００６７】
第１シールリング６６ａとシール溝５６ａとの間には、弾性体で形成された第１Ｏリング６７ａが設けられ、第２シールリング６６ｂとシール溝５６ａとの間には、弾性体で形成された第２Ｏリング６７ｂが設けられている。
【００６８】
この第１Ｏリング６７ａ及び第２Ｏリング６７ｂにより、第１シールリング６６ａ及び第２シールリング６６ｂが第１弁座５２および第２弁座５３側にそれぞれ押圧される。
【００６９】
そして、第１シールリング６６ａ及び第２シールリング６６ｂにより、図６の中間位置において、第１連通路５８ａと第２連通路５８ｂが、第１ポートＡと連通しない状態になる。このことにより、第１シールリング６６ａ及び第２シールリング６６ｂは、弁体５６が第１位置と第２位置との間の中間位置にあるときに第２ポートＢと第３ポートＣが連通するのを禁止している。
【００７０】
以上説明したように、本実施形態の空気調和装置１は、圧縮機２１と熱源側熱交換器と複数の利用側熱交換器３１とを有する冷媒回路１０に設けられ、各利用側熱交換器３１が圧縮機２１の吐出管１１および吸入管１２の何れか一方に連通するように冷媒の流路を切り換える流路切換弁５１を備えた空気調和装置１であって、流路切換弁５１は、第１位置または第２位置において、第１ポートＡが利用側熱交換器３１に接続され、第２ポートＢ及び第３ポートＣの一方が圧縮機２１の吐出管１１に接続され、他方が圧縮機２１の吸入管１２に接続される。
【００７１】
（５−２）運転動作
次に、空気調和装置１の運転動作について説明する。空気調和装置１では、冷媒流路切換ユニット５０の流路切換弁５１の開閉状態に応じて、複数種の運転が可能となっている。以下には、これらの運転のうち、代表的な運転を例示して説明する。
【００７２】
（５−２−１）暖房運転
暖房運転は、利用ユニット３０で室内の暖房を行うものである。この運転では、第１熱交切換機構２２及び第２熱交切換機構２３は第２ポートＩＩと第３ポートＩＩＩとが連通し、高低圧切換機構２９は第１ポートＩと第２ポートＩＩとが連通する状態に設定される。また、各冷媒流路切換ユニット５０では、流路切換弁５１の第１ポートＡおよび第２ポートＢが連通状態となり、第３ポートＣが閉鎖状態となる（図４参照）。
【００７３】
この運転では、第１熱源側熱交換器２４及び第２熱源側熱交換器２５を蒸発器とし、各利用側熱交換器３１を凝縮器とする冷凍サイクルが行われる。この冷凍サイクルでは、圧縮機２１から吐出した冷媒が、高低圧切換機構２９を通過した後、各冷媒流路切換ユニット５０にそれぞれ分流する。各冷媒流路切換ユニット５０を通過した冷媒は、対応する各利用ユニット３０へそれぞれ送られる。
【００７４】
例えば、第１利用ユニット３０ａにおいて、利用側熱交換器３１ａへ冷媒が流れると、利用側熱交換器３１ａにおいて冷媒が室内空気へ放熱して凝縮する。その結果、第１利用ユニット３０ａに対応する室内の暖房が行われる。利用側熱交換器３１ａで凝縮した冷媒は膨張弁３２ａを通過する。膨張弁３２ａは、冷媒の過冷却度に応じて開度が調節される。第２利用ユニット３０ｂ及び第３利用ユニット３０ｃでは、第１利用ユニット３０ａと同様に冷媒が流れ、対応する室内の暖房がそれぞれ行われる。
【００７５】
各利用ユニット３０を流出した冷媒は、液管１５で合流する。この冷媒は、第１熱源側流量調整弁２６及び第２熱源側流量調整弁２７を通過する際に、低圧まで減圧されて第１熱源側熱交換器２４及び第２熱源側熱交換器２５を流れる。第１熱源側熱交換器２４及び第２熱源側熱交換器２５では、冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。第１熱源側熱交換器２４及び第２熱源側熱交換器２５で蒸発した冷媒は、第１熱交切換機構２２及び第２熱交切換機構２３を通過した後、圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。
【００７６】
（５−２−２）冷房運転
冷房運転は、利用ユニット３０で各室内の冷房を行うものである。この運転では、第１熱交切換機構２２及び第２熱交切換機構２３は第１ポートＩと第２ポートＩＩとが連通する状態に、高低圧切換機構２９は第２ポートＩＩと第３ポートＩＩＩとが連通する状態に設定される。また、各冷媒流路切換ユニット５０では、流路切換弁５１の第１ポートＡおよび第３ポートＣが連通状態となり第２ポートＢが閉鎖状態となる（図５参照）。
【００７７】
この運転では、第１熱源側熱交換器２４及び第２熱源側熱交換器２５を凝縮器とし、各利用側熱交換器３１を蒸発器とする冷凍サイクルが行われる。具体的には、圧縮機２１から吐出した冷媒は、第１熱交切換機構２２及び第２熱交切換機構２３を通過した後、第１熱源側熱交換器２４及び第２熱源側熱交換器２５を流れる。第１熱源側熱交換器２４及び第２熱源側熱交換器２５では、冷媒が室外空気へ放熱して凝縮する。第１熱源側熱交換器２４及び第２熱源側熱交換器２５で凝縮した冷媒は、全開状態に設定された第１熱源側流量調整弁２６及び第２熱源側流量調整弁２７を通過し、液管１５を流れて各利用ユニット３０へ分流する。
【００７８】
例えば、第１利用ユニット３０ａにおいては、冷媒が膨張弁３２ａを通過する際に、低圧まで減圧されて、利用側熱交換器３１ａを流れる。利用側熱交換器３１ａでは、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。その結果、第１利用ユニット３０ａに対応する室内の冷房が行われる。膨張弁３２ａは、冷媒の過熱度に応じて開度が調節される。第２利用ユニット３０ｂおよび第３利用ユニット３０ｃでは、第１利用ユニット３０ａと同様に冷媒が流れ、対応する室内の冷房がそれぞれ行われる。
【００７９】
図５に示すように、各利用ユニット３０から流出した冷媒は、各冷媒流路切換ユニット５０の第１ポートＡに流入した後、第３ポートＣに流れる。第３ポートＣから流出した冷媒は、合流後に圧縮機２１に吸入される。圧縮機２１に吸入された冷媒は、再び圧縮される。
【００８０】
（５−２−３）暖房／冷房同時運転
暖房／冷房同時運転は、一部の室内ユニットで室内の暖房を行う一方、他の室内ユニットで室内の冷房を行うものである。暖房／冷房同時運転では、運転条件に応じて第１熱源側熱交換器２４及び第２熱源側熱交換器２５が蒸発器又は凝縮器となる。また、各利用ユニット３０では、暖房要求のある室内の室内熱交換器が凝縮器となる一方、冷房要求のある室内の室内熱交換器が蒸発器となる。以下には、第１熱源側熱交換器２４及び第２熱源側熱交換器２５を凝縮器とし、利用側熱交換器３１の少なくとも１つを凝縮器とし残りを蒸発器とする冷暖混在運転について例を挙げて説明する。
【００８１】
第１利用ユニット３０ａ及び第２利用ユニット３０ｂで室内の暖房を行う一方、第３利用ユニット３０ｃで室内の冷房を行う。この運転では、第１熱交切換機構２２、第２熱交切換機構２３及び高低圧切換機構２９それぞれが第１ポートＩと第２ポートＩＩとを連通させる状態に設定される。
【００８２】
また、第１冷媒流路切換ユニット５０ａおよび第２冷媒流路切換ユニット５０ｂは、第１ポートＡおよび第２ポートＢが連通状態となり、第３ポートＣが閉鎖状態となる。第３冷媒流路切換ユニット５０ｃは、第１ポートＡおよび第３ポートＣが連通状態となり、第２ポートＢが閉鎖状態となる。
【００８３】
この暖房／冷房同時運転では、第１熱源側熱交換器２４及び第２熱源側熱交換器２５と第１利用ユニット３０ａ及び第２利用ユニット３０ｂにおける利用側熱交換器３１ａ，３１ｂを凝縮器とする一方、第３利用ユニット３０ｃの利用側熱交換器３１ｃを蒸発器とする冷凍サイクルが行われる。
【００８４】
具体的には、圧縮機２１から吐出した冷媒は、第１熱交切換機構２２及び第２熱交切換機構２３側と、高低圧切換機構２９側とに分流する。第１熱交切換機構２２及び第２熱交切換機構２３を通過した冷媒は、第１熱源側熱交換器２４及び第２熱源側熱交換器２５で凝縮された後、所定開度に調節された第１熱源側流量調整弁２６及び第２熱源側流量調整弁２７を通過して液管１５に流入する。
【００８５】
一方、高低圧切換機構２９を通過した冷媒は、第１冷媒流路切換ユニット５０ａ側と第２冷媒流路切換ユニット５０ｂ側とに分流する。第１冷媒流路切換ユニット５０ａを流出した冷媒は、利用側熱交換器３１ａを流れる。利用側熱交換器３１ａでは、冷媒が室内空気へ放熱して凝縮する。その結果、第１利用ユニット３０ａに対応する室内の暖房が行われる。
【００８６】
ここで、膨張弁３２ａは、暖房運転の場合と同様に、室内の暖房要求に応じて開度が調節される。第１利用ユニット３０ａで室内の暖房に利用された冷媒は、液管１５に流出する。同様に、第２冷媒流路切換ユニット５０ｂを流出した冷媒は、第２利用ユニット３０ｂで室内の暖房に利用された後、液管１５に流出する。
【００８７】
液管１５で合流した冷媒は、第３利用ユニット３０ｃに流入する。この冷媒は、膨張弁３２ｃを通過する際に低圧まで減圧された後、利用側熱交換器３１ｃを流れる。利用側熱交換器３１ｃでは、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。その結果、第３利用ユニット３０ｃに対応する室内の冷房が行われる。第３利用ユニット３０ｃで室内の冷房に利用された冷媒は、第３冷媒流路切換ユニット５０ｃを通過した後、圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。
【００８８】
なお、上述した暖房／冷房同時運転は、あくまでも一例であり、例えば、第１利用ユニット３０ａで室内の暖房を行う一方、第２利用ユニット３０ｂ及び第３利用ユニット３０ｃで室内の冷房を行うようにしても構わない。
【００８９】
（６）流路切換弁５１の切換動作速度制御
図３に示すように、弁体５６は第１弁座５２及び第２弁座５３の間に区画形成された内部空間５７内で、各弁座に対して回動可能に構成されている。しかし、膨張弁３２が閉で、弁体５６が中間位置（図６）のときは内部空間５７が閉空間となり、内部圧力によって差圧方向が変化する等の不都合が生じるので、本実施形態では、第２弁座５３に胴内連通穴５３１を設けて内部空間５７が閉空間となることを防止している。
【００９０】
それゆえ、内部空間５７に流入する冷媒の温度がギアボックス６２を介して熱伝導、熱伝達によりモータ６０に伝わる。冷房運転時は流路切換弁５１の内部が低温であるが、暖房運転時は流路切換弁５１内部が高温となるので、モータ６０のコイル温度が上昇する。
【００９１】
モータ６０は、コイル温度が上昇すると、コイルに電流が流れ難くなるので、トルク不足となり、このときにモータ６０を動作させると、脱調を引き起こす。そこで、本実施形態では、運転モードを冷房運転から暖房運転に切り換えるときはモータ６０を通常速度で動作させるが、運転モードを暖房運転から冷房運転に切り換えるときはモータ６０の速度を通常速度よりも遅くして動作させる制御を採用している。以下、フローチャートを参照しながら説明する。
【００９２】
図７は、流路切換弁５１の切換動作速度制御のフローチャートである。図７において、ステップＳ１で制御部８０は運転切換指令が有るか否かを判定する。例えば、ユーザーがリモコンを操作して運転切換を指示したとき、リモコンから運転切換信号が制御部８０に送られ、運転切換信号を受信した制御部８０は運転切換指令が有ったと判定する。制御部８０は、運転切換指令が有ると判定したときステップＳ２へ進み、運転切換指令がないと判定したときは引き続き判定を継続する。
【００９３】
次に制御部８０は、ステップＳ２において運転切換信号が冷房運転から暖房運転への切換であるか否かを判定し、「運転切換信号が冷房運転から暖房運転への切換」である場合はステップＳ３へ進み、「運転切換信号が冷房運転から暖房運転への切換」でない場合はステップＳ５１へ進む。
【００９４】
次に制御部８０は、ステップＳ３において前回切換からの経過時間ｔを確認し、ステップＳ４へ進む。
【００９５】
次に制御部８０は、ステップＳ４において経過時間ｔが所定時間ｔｐに達しているか否かを判定し、ｔ≧ｔｐであると判定したときはステップＳ５へ進み、ｔ≧ｔｐではないと判定したときはステップＳ５１へ進む。
【００９６】
ここでは、「冷房運転から暖房運転への切換」を行うまえに、前回の切換動作である「暖房運転から冷房運転への切換」が完了してから、モータ６０の温度が低下するのに十分な時間が経過しているか否かを判定するという目的がある。
【００９７】
なぜなら、暖房運転時に温度上昇したモータ６０は、その後に冷房運転に切り換えられて低温冷媒の熱で冷却されているとしても、切換動作から十分に時間が経過していない場合は、未だモータ６０の温度が下がり切っていない可能性があるからである。
【００９８】
次に、制御部８０はステップＳ５においてモータ６０の速度を通常速度に変更する。モータ６０はステッピングモータであるので、一秒間にモータ６０に入力するパルス数をＶｎとする。
【００９９】
次に制御部８０は、ステップＳ６においてモータ６０に設定パルスを入力する。ここで、設定パルスとは、流路切換弁５１が流路を切り換える動作を確実に行うために最低限必要なパルス数をいう。例えば、切換動作に理論的に４００００パルスを入力する必要がある場合は、設定パルスは４００００パルスを超えるパルス数、例えば４２０００パルスとなる。
【０１００】
したがって、仮にＶｎ＝２００パルス／ｓｅｃならば、切換動作が完了するまでに［４２０００÷２００＝２１０］ｓｅｃの時間が必要である。
【０１０１】
次に制御部８０は、ステップＳ７においてモータ６０への入力パルス数が設定パルスに達したか否かを判定し、入力パルス数が設定パルスに達したと判定したときはステップＳ８へ進み、入力パルス数が設定パルスに達していないと判定したときは、引き続き判定を継続する。
【０１０２】
次に制御部８０は、ステップＳ８においてモータ６０へのパルス入力を停止し、流路切換弁５１の切換動作を終了する。
【０１０３】
他方、制御部８０がステップＳ２において「運転切換信号が冷房運転から暖房運転への切換」でないと判定し、又はステップＳ４においてｔ≧ｔｐではないと判定してステップＳ５１へ進んだ場合、制御部８０はステップＳ５においてモータ６０の速度を低速に変更する。仮に、モータ６０の通常速度Ｖｎ＝２００パルス／ｓｅｃならば、低速Ｖｓ＝１００パルス／ｓｅｃに設定される。
【０１０４】
例えば、設定パルスが４２０００パルスの場合、Ｖｓ＝１００パルス／ｓｅｃならば、切換動作が完了するまでに［４２０００÷１００＝４２０］ｓｅｃの時間が必要である。
【０１０５】
これは、モータ６０の通常速度の半分であり、切換動作に必要な時間が２倍となるが、モータ６０の温度上昇によるトルク不足を防止し、確実な切換動作を行うために必要な速度である。
【０１０６】
そして、ステップＳ５１後の処理はステップＳ６〜ステップＳ８と同じ処理となる。上記のように、流路切換弁５１の切換動作速度は、運転切換情報、前回切換動作からの経過時間に基づいて制御されるので、コイル温度上昇によるトルク不足の影響を加味した速度制御が可能となり、モータ６０の脱調が未然に防止される。
【０１０７】
（７）特徴
（７−１）
冷媒流路切換ユニット５０では、制御部８０が運転情報からモータ６０が温度上昇しているか否かを判断することができるので、その判断に基づいてモータ６０の速度を変更すれば、トルク不足による脱調を回避することができる。
【０１０８】
（７−２）
冷媒流路切換ユニット５０では、冷媒流れを「暖房運転状態から冷房運転状態」に切り換えるときは、温度上昇しているモータ６０を駆動させることになるので、モータ６０を所定速度よりも遅い速度で駆動することによって、トルク不足による脱調を回避することができる。
【０１０９】
（７−３）
冷媒流路切換ユニット５０では、冷媒流れを「冷房運転状態から暖房運転状態」に切り換えるときは、冷媒で冷却されたモータ６０を駆動させることになるので、モータ６０を所定速度よりも速い速度で駆動してもトルク不足による脱調を引き起こすことはない。
【０１１０】
（７−４）
冷媒流路切換ユニット５０では、冷媒流れを「冷房運転状態から暖房運転状態」に切り換えるときであっても、直近の動作、つまり冷媒流れを「暖房運転状態から冷房運転状態」に切り換えた動作からの経過時間ｔが短い場合は、モータ６０の温度が下がり切っておらず、実質的に冷媒流れを「暖房運転状態から冷房運転状態」に切り換える動作と同じであり、温度上昇しているモータ６０を駆動させることになるので、モータ６０を所定速度よりも遅い速度で駆動することによって、トルク不足による脱調を回避する。
【０１１１】
（８）変形例
例えば、流路切換弁５１の第１ポートＡから利用側熱交換器３１に？がる配管上に、内部を流れる冷媒温度を検出する温度センサを設けることによって、制御部８０は、流路切換弁５１を動作させる際、冷媒の温度に基づいてモータ６０の速度を変えることができる。
【０１１２】
例えば、温度センサの検出値が高いときは流路切換弁５１を通過する冷媒の温度が高いときであり、モータ６０のコイル温度が上昇しコイルに電流が流れ難くなっている。通常ならば、その状況でモータを駆動すると、モータはトルク不足により脱調する。
【０１１３】
そこで、制御部８０は、流路切換弁５１を通過する冷媒の温度が所定温度より高いか否かを上記温度センサの検出値から判断し、高い場合はモータ６０を所定速度よりも遅い速度で駆動することによって、トルク不足による脱調を回避することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
以上説明したように、本発明は、高温流体の流れと低温流体の流れとを切り換える必要のある機器に有用である。
【符号の説明】
【０１１５】
５０      流路切換ユニット
５１      流路切換弁
６０      モータ
８０      制御部
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１６】
【特許文献１】特開２０１２−０３７２２４号公報
【図１】
2016125744.tif 000003
【図２】
2016125744.tif 000004
【図３】
2016125744.tif 000005
【図４】
2016125744.tif 000006
【図５】
2016125744.tif 000007
【図６】
2016125744.tif 000008
【図７】
2016125744.tif 000009