(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの高圧ポート（ＨＰｃ）と少なくとも１つの低圧ポート（ＬＰｃ）とを含む複数のポート間流体の流れを制御する弁集合体（８）であって、
前記複数のポートを装着するベース（１０；２１０）と、
該ベース（１０；２１０）に関して複数の動作位置に回転可能な弁部材（２０；１２０；２２０）とからなり、
前記弁部材（２０；１２０；２２０）は、前記ベース（１０；２１０）に関する前記弁部材（２０；１２０；２２０）の位置にもとづいて前記ポート間の流体の流れを制御するように前記ベース（１０；２１０）に対向する制御面と、前記ベースに逆向する逆向き面とを有し、
前記弁部材（２０；１２０；２２０）の制御面はその中央領域に低圧空所（２３）と、該低圧空所を完全に包囲する外側領域に環状高圧空所（２４）とを有する、弁集合体。
【請求項２】
前記弁部材（２０；１２０；２２０）がある動作位置にあるとき、前記高圧空所（２４）からの高圧を前記逆向き面に加えて前記弁部材（２０；１２０；２２０）を前記ベース（１０；２１０）に密閉接触させるように確実に押し付け、これにより前記高圧空所（２４）を前記低圧空所（２３）から絶縁する低速作用口と、
前記弁部材（２０；１２０；２２０）の前記逆向き面に加えられる高圧を解除し、これにより前記弁部材（２０；１２０；２２０）が別の動作位置に動かされるようにする常態では閉じているが選択的に動作するパイロット弁（４４；４５）と、
前記パイロット弁（４４；４５）が開きかつ前記弁部材（２０；１２０；２２０）が別の動作位置に動かされるとき、前記高圧空所（２４）を前記低圧空所（２３）から実質的に絶縁するように前記弁部材（２０；１２０；２２０）の制御面を前記ベース（１０；２１０）に十分に閉じた状態に維持するように、前記弁部材（２０；１２０；２２０）の環状高圧部から前記弁部材（２０；１２０；２２０）の逆向き面まで延びる通路とをさらに有する、請求項１に記載の弁集合体。
【請求項３】
前記パイロット弁が開いているとき、該パイロット弁が前記弁部材（２０；１２０；２２０）の前記逆向き面における高圧を前記低圧空所（２３）に接続して前記弁部材の前記逆向き面に加えられた高圧を解除し、
モータと制御回路とを有する回転モータ駆動機をさらに有し、前記制御回路は、前記高圧ポートと前記低圧ポートとの間の接続を切り換えるためにある動作位置から別の動作位置へ、または前記高圧ポートと前記低圧ポートとの間の接続を切り換えずに前記両ポートに関する流体の流れを制御するためにある動作位置から前記２つの動作位置間の中間位置へ前記弁部材（２０；１２０；２２０）を選択的に動かす、請求項２に記載の弁集合体。
【請求項４】
前記制御回路は、前記弁部材（２０；１２０；２２０）を複数の中間位置のうち任意の１つへ選択的に動かすように前記回転モータ駆動機を制御し、
前記弁部材（２０；１２０；２２０）の制御面は、前記弁部材（２０；１２０；２２０）を前記中間位置へ動かすことが前記高圧空所（２４）から前記低圧空所（２３）への流体漏れを制御するように、構成されており、
前記弁部材（２０；１２０；２２０）の制御面は、前記弁部材（２０；１２０；２２０）を前記中間位置へ動かすことが前記弁部材の前記低圧空所（２３）に露出されている前記低圧ポートの有効断面積を制御し、
前記モータ駆動機は、前記動作位置または中間位置の任意の１つにおいて前記パイロット弁を選択的に開閉するように前記パイロット弁を制御する、請求項３に記載の弁集合体。
【請求項５】
前記回転モータ駆動機は、該回転モータ駆動機に直接連結されかつ空動連結機構をかいして前記弁部材（２０；１２０；２２０）に連結された連結円板（４０）をかいして前記弁部材（２０；１２０；２２０）を駆動して、該連結円板（４０）が前記弁部材を回転させずに前記パイロット弁を開閉するように少量だけ回転される、請求項４に記載の弁集合体。
【請求項６】
前記連結円板（４０）は、該連結円板（４０）を、前記パイロット弁を閉じる常態位置に解除自在に維持するが前記弁部材の任意の位置において前記パイロット弁を開閉するように前記弁部材（２０；１２０；２２０）に関して前記回転モータ駆動機によって回転自在に維持するように前記弁部材の凹部に受け入れられるばね作用ピンを含み、
前記連結円板（４０）は、該連結円板（４０）を前記パイロット弁に関して前記常態位置に維持するように弁部材（２０；１２０；２２０）の直径方向に離間した凹部に受け入れられる１対の直径方向に離間したばね作用ピンを有し、
前記連結円板（４０）と前記弁部材（２０；１２０；２２０）との間の前記空動機構は、前記弁部材の溝内で動くことができる前記連結円板（４０）に支持された突起からなる、請求項５に記載の弁集合体。
【請求項７】
前記弁部材（２０；１２０；２２０）の前記制御面は、内外同心閉ループ・リブを含むリブ形成体を設けられ、前記内外同心閉ループ・リブは内閉ループ・リブ内に前記低圧空所（２３）を画定し、２つの閉ループ・リブ間に前記高圧空所（２４）を画定する、請求項１乃至６のうちのいずれか一つに記載の弁集合体。
【請求項８】
前記閉ループ・リブは、２つの動作位置の間にある前記弁部材（２０；１２０；２２０）の少なくとも１つの中間位置において、前記閉ループ・リブが流体を前記高圧空所（２４）から前記低圧空所（２３）へ分流するように形成され、
前記閉ループ・リブは、２つの動作位置の間にある前記弁部材の少なくとも１つの中間位置において、前記閉ループ・リブが前記低圧空所（２３）に露出された前記低圧ポートの有効断面積を減少させるように形成され、
少なくとも１つの分流ポートと、前記空所のうちの一方から流体を部分的に分流するように前記分流ポートから延びる分流路とをさらに有し、前記閉ループ・リブは、前記弁部材の１つの中間位置において前記ループ・リブが前記一方の空所から流体を部分的に分流するように形成された、請求項７に記載の弁集合体。
【請求項９】
分流ポートと前記空所の各々についての分流路とがあり、前記閉ループ・リブは、前記弁部材の２つの異なる中間位置の各々において前記ループ・リブが前記一方の分流路をかいして前記一方の空所から流体を部分的に分流するように形成された、請求項８に記載の弁集合体。
【請求項１０】
回転駆動機と、前記弁部材を駆動する連結円板（４０）とをさらに有し、前記ベースおよび弁部材（２０；１２０；２２０）が密閉ハウジング内に包囲され、
前記回転駆動機は、前記ハウジングの外部に配置され、また、前記ハウジングの外部に配置されかつ前記回転駆動機に連結された駆動円板に支持された永久磁石と前記ハウジング内に配置されかつ前記弁部材に連結された被駆動円板に支持された永久磁石とによって前記弁部材（２０；１２０；２２０）に連結され、
前記複数のポートは、前記高圧ポートの両側に配置された第３ポートとおよび第４ポートとを含み、前記弁部材の第１動作位置において前記第３ポートが前記低圧ポートに接続されかつ前記第４ポートが前記高圧ポートに接続され、そして、前記弁部材の第２動作位置において前記第３ポートが前記高圧ポートに接続されかつ前記第４ポートが前記低圧ポートに接続された、請求項１乃至９のうちのいずれか一つに記載の弁集合体。
【請求項１１】
前記高圧ポートに接続された高圧側と前記低圧ポートに接続された低圧側とを有するコンプレッサと、前記第３ポートに接続された第１熱交換機と、前記第４ポートに接続された第２熱交換機とが組み合わされて、前記弁部材の一方の動作位置において前記弁部材（２０；１２０；２２０）が前記第１熱交換機を前記低圧ポートに接続しかつ前記第２熱交換機を前記高圧ポートに接続し、また、前記弁部材の他方の動作位置において前記弁部材（２０；１２０；２２０）が前記第１熱交換機を前記高圧ポートに接続しかつ前記第２熱交換機を前記低圧ポートに接続する、請求項１０に記載の弁集合体。
【請求項１２】
流体を圧縮・膨張することによって包囲された空間の空気調整を行う空気調整装置であって、
前記包囲された空間内に配置されるべき内側熱交換機と、
前記包囲された空間外に配置されるべき外側熱交換機と、
低圧側と高圧側とを有するコンプレッサと、
切換弁とからなり、
前記切換弁は、
前記コンプレッサの低圧側に接続された低圧ポートおよび前記コンプレッサの高圧側に接続された高圧ポートを有するベースと、
該ベースに関して回転自在な弁部材（２０；１２０；２２０）とを含み、
前記弁部材（２０；１２０；２２０）は、前記ベースに関する前記弁部材（２０；１２０；２２０）の位置にもとづいて前記ポート間の流体の流れを制御するように前記ベースに対向する制御面と、前記ベースに逆向する逆向き面とを有し、前記弁部材（２０；１２０；２２０）の制御面はその中央領域に低圧空所（２３）と、該低圧空所を完全に包囲する外側領域に環状高圧空所（２４）とを有し、
前記切換弁は、さらに、
該弁部材を駆動する回転モータ駆動機と、
前記弁部材を選択的に駆動するように前記回転モータ駆動機を制御する制御機とを含み、
前記制御機は、
（ａ）前記低圧ポートを前記内側熱交換機に接続しかつ前記高圧ポートを前記外側熱交換機に接続する第１動作位置へ前記弁部材を選択的に駆動して前記包囲された空間を冷却すべき流体を用いて前記内側熱交換機を含む低圧区域を画定し、
（ｂ）前記高圧ポートを前記内側熱交換機に接続しかつ前記低圧ポートを前記外側熱交換機に接続する第２動作位置へ前記弁部材を選択的に駆動して前記包囲された空間を冷却すべき流体を用いて前記内側熱交換機を含む高圧区域を画定し、
前記制御機は前記弁部材（２０；１２０；２２０）を前記第１および第２動作位置に加えて少なくとも１つの別の位置へ選択的に駆動するように前記回転モータ駆動機を制御し、前記弁部材（２０；１２０；２２０）は、前記高圧区域を前記低圧区域から実質的に絶縁された状態に維持するように、かつ、前記弁部材が前記別の位置へ駆動されたときに少なくとも１つの追加の制御機能を行うように構成された、空気調整装置。
【請求項１３】
前記ベースは分流路に接続された分流ポートを含み、前記の少なくとも１つの追加機能は、流体の一部を、前記分流路をかいして前記空気調整装置内の前記高圧箇所から前記低圧箇所へ分流し、それにより前記コンプレッサの動作を中断せずに前記空気調整装置内の温度を制御することである、請求項１２に記載の空気調整装置。
【請求項１４】
前記の少なくとも１つの追加機能は、前記低圧ポートに接続された熱交換機に関して該低圧ポートの有効断面積を制限し、それにより前記コンプレッサの動作を中断せずに前記空気調整装置の出力を制御することであり、
前記ベースは分流路に接続された分流ポートを含み、
前記の少なくとも１つの追加機能は、流体の一部を前記分流路を介して前記空気調整装置の前記高圧位置から前記低圧位置へ分流し、それにより前記コンプレッサの動作を中断せずに前記空気調整装置内の温度を制御することであり、
前記切換弁は前記高圧ポートと前記低圧ポートとの間にパイロット弁を更に含み、前記制御機は前記弁部材（２０；１２０；２２０）の任意の位置において前記パイロット弁を選択的に開閉して、温度を制御するように前記高圧ポートから前記低圧ポートへの漏れを制御し、
前記弁部材（２０；１２０；２２０）は、前記ベースに関する前記弁部材（２０；１２０；２２０）の位置にもとづいて前記ポート間の流体の流れを制御するように前記ベースに対向する制御面と、前記ベースに逆向する逆向き面とを有し、前記弁部材（２０；１２０；２２０）の制御面はその中央領域に低圧空所（２３）と、該低圧空所を完全に包囲する外側領域に環状高圧空所（２４）とを有し、
前記制御機は、前記空気調整装置内の所定の箇所における温度を検出しかつ検出された温度に応答して前記回転モータ駆動機を制御する温度検出器を含む、請求項１２又は１３に記載の空気調整装置。
【請求項１５】
前記ベースは２つの分流ポートに接続された２つの分流路を含み、前記弁部材（２０；１２０；２２０）は、該弁部材（２０；１２０；２２０）が前記制御機によって駆動される別の位置にもとづいて一方の分流路を前記内側熱交換機に接続し、かつ他方の分流路を前記外側熱交換機に接続し、
前記弁部材（２０；１２０；２２０）がある動作位置にあるとき、前記高圧空所（２４）からの高圧を前記弁部材の前記逆向き面に加えて前記弁部材（２０；１２０；２２０）を前記ベースに密閉接触させるように確実に押し付け、これにより前記高圧空所８２４）を前記低圧空所（２３）から絶縁する低速作用口と、
前記弁部材の前記逆向き面に加えられる高圧を解除し、これにより前記弁部材（２０；１２０；２２０）が別の動作位置に動かされるようにする常態では閉じているが選択的に動作するパイロット弁と、
前記パイロット弁が開きかつ前記弁部材（２０；１２０；２２０）が別の動作位置または前記第１および第２動作位置の中間の前記別の位置に動かされるとき、前記高圧空所（２４）を前記低圧空所（２３）から実質的に絶縁するように前記弁部材（２０；１２０；２２０）の制御面を十分に閉じた状態に維持するように、前記弁部材（２０；１２０；２２０）の環状高圧部から前記弁部材（２０；１２０；２２０）の逆向き面まで延びる通路とをさらに有し、
前記弁部材（２０；１２０；２２０）の前記制御面は、内外同心閉ループ・リブを含むリブ形成体を設けられ、前記内外同心閉ループ・リブは内閉ループ・リブ内に前記低圧空所（２３）を画定し、２つの閉ループ・リブ間に前記高圧空所（２４）を画定する、請求項１３に記載の空気調整装置。
【請求項１６】
前記閉ループ・リブは、２つの動作位置の間にある前記弁部材（２０；１２０；２２０）の少なくとも１つの中間位置において、前記閉ループ・リブが流体を前記高圧空所（２４）から前記低圧空所（２３）へ分流するように形成され、
前記閉ループ・リブは、２つの動作位置の間にある前記弁部材（２０；１２０；２２０）の少なくとも１つの中間位置において、前記閉ループ・リブが前記低圧空所（２３）に露出された前記低圧ポートの有効断面積を減少させるように形成され、
少なくとも１つの分流ポートと、前記空所のうちの一方から流体を部分的に分流するように前記分流ポートから延びる分流路とをさらに有し、前記閉ループ・リブは、前記弁部材（２０；１２０；２２０）の１つの中間位置において前記ループ・リブが前記一方の空所から流体を部分的に分流するように形成された、請求項１５に記載の空気調整装置。
【請求項１７】
分流ポートと前記空所の各々についての分流路とがあり、前記閉ループ・リブは、前記第１動作位置と前記第２動作位置との間で前記弁部材（２０；１２０；２２０）の２つの異なる中間位置の各々において前記ループ・リブが前記分流路の１つをかいして前記一方の空所から流体を部分的に分流するように形成された、請求項１６に記載の空気調整装置。
【請求項１８】
前記切換弁の前記高圧ポートを前記低圧ポートに接続するパイロット弁を備え、
前記制御機は前記コンプレッサの前記高圧側から前記低圧側への制御された漏れをつくるように前記弁部材（２０；１２０；２２０）の任意の位置において選択的に開閉するように前記パイロット弁を制御する、請求項１２乃至１７のうちのいずれか一つに記載の空気調整装置。
【請求項１９】
前記弁部材（２０；１２０；２２０）がある動作位置にあるとき、前記高圧空所（２４）からの高圧を前記逆向き面に加えて前記弁部材（２０；１２０；２２０）を前記ベースに密閉接触させるように確実に押し付け、これにより前記高圧空所（２４）を前記低圧空所（２３）から絶縁する低速作用口と、
前記弁部材の前記逆向き面に加えられる高圧を解除し、これにより前記弁部材（２０；１２０；２２０）が別の動作位置に動かされるようにする常態では閉じているが選択的に動作するパイロット弁と、
前記パイロット弁が開きかつ前記弁部材（２０；１２０；２２０）が別の動作位置または前記別の位置に動かされるとき、前記高圧空所（２４）を前記低圧空所（２３）から実質的に絶縁するように前記弁部材（２０；１２０；２２０）の制御面を十分に閉じた状態に維持するように、前記弁部材（２０；１２０；２２０）の環状高圧部から前記弁部材（２０；１２０；２２０）の逆向き面まで延びる通路とをさらに有し、
前記弁部材（２０；１２０；２２０）の前記制御面は、内外同心閉ループ・リブを含むリブ形成体を設けられ、前記内外同心閉ループ・リブは内閉ループ・リブ内に前記低圧空所（２３）を画定し、２つの閉ループ・リブ間に前記高圧空所（２４）を画定する、請求項１２乃至１８のうちのいずれか一つに記載の空気調整装置。
【請求項２０】
前記閉ループ・リブは、２つの動作位置の間にある前記弁部材（２０；１２０；２２０）の少なくとも１つの中間位置において、前記閉ループ・リブが流体を前記高圧空所（２４）から前記低圧空所（２３）へ分流するように形成され、
前記閉ループ・リブは、２つの動作位置の間にある前記弁部材（２０；１２０；２２０）の少なくとも１つの中間位置において、前記閉ループ・リブが前記低圧空所（２３）に露出された前記低圧ポートの有効断面積を減少させるように形成された、請求項１９に記載の空気調整装置。
【請求項２１】
前記回転モータ駆動機は、該回転モータ駆動機に直接連結されかつ空動連結機構をかいして前記弁部材（２０；１２０；２２０）に連結された連結円板（４０）をかいして前記弁部材（２０；１２０；２２０）を駆動して、該連結円板が前記弁部材を回転させずに前記パイロット弁を開閉するように少量だけ回転される、請求項１２乃至２０のうちのいずれか一つに記載の空気調整装置。
【請求項２２】
前記連結円板（４０）は、該連結円板（４０）を、前記パイロット弁を閉じる常態位置に解除自在に維持するが前記弁部材の任意の位置において前記パイロット弁を開閉するように前記弁部材（２０；１２０；２２０）に関して前記回転モータ駆動機によって回転自在に維持するように前記弁部材（２０；１２０；２２０）の凹部に受け入れられるばね作用ピンを含み、
前記連結円板（４０）は、該連結円板（４０）を前記パイロット弁に関して前記常態位置に維持するように弁部材（２０；１２０；２２０）の直径方向に離間した凹部に受け入れられる１対の直径方向に離間したばね作用ピンを有し、
前記連結円板（４０）と前記弁部材（２０；１２０；２２０）との間の前記空動機構は、前記弁部材の溝内で動くことができる前記連結円板（４０）に支持された突起からなる、請求項２１に記載の空気調整装置。
【請求項２３】
請求項１２にもとづく空気調整装置を設けること、
前記弁集合体を、
（ａ）前記第１動作位置へ選択的に作動して動作の冷却モードを行い、
（ｂ）前記第２動作位置へ選択的に作動して動作の加熱モードを行い、
（ｃ）前記少なくとも１つの別の位置へ選択的に作動して前記空気調整装置の動作を中断せずに動作の各モードにおいて前記空気調整装置の制御を行うことからなる、包囲された空間の空気調整を行う方法。
【請求項２４】
前記弁集合体が前記別の位置へ作動されて前記高圧ポートから前記低圧ポートへの制御された漏れを発生させて前記空気調整装置の動作を中断せずに凍結を防止し、
前記弁集合体が前記別の位置へ作動されて前記ベースの前記低圧ポート断面積の制御された減少を発生させて前記空気調整装置の動作を中断せずに該空気調整装置の出力を減少させ、
前記切換弁はパイロット弁を含み、前記制御機は前記動作位置の一方または別の位置において前記パイロット弁を選択的に開閉して、温度制御のために前記コンプレッサの高圧側から低圧側への制御された漏れを発生させ、
前記ベースは分流路に接続された分流ポートを含み、前記回転モータ駆動機は、前記コンプレッサの動作を中断せずに前記空気調整装置内の温度を制御するように該空気調整装置の高圧箇所から前記分流ポートをかいして低圧箇所へ流体の一部を分流するように前記分流路を選択的に接続するように制御される、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
周囲温度が温度センサによって検出され、前記温度センサの出力が前記弁集合体を自動的に制御するように用いられて前記弁集合体を一方の位置から別の位置へ作動させることによって凍結を防止する、請求項２４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［技術分野］
本発明は、複数のポート間流体の流れを制御する弁集合体に関する。本発明は、空気調整装置の四方切換弁として、ならびに冷却モードまたは加熱モードにもとづいて空気調整装置を選択的に作動する方法として特に有効であり、したっがって、その用途に関して特に以下に記載されるが、本発明およびその特徴が多くのその他の用途に有効に使用されうることは理解されるであろう。
【０００２】
［背景技術］
空気調整装置に現在用いられている四方切換弁は、３０気圧程度以上の非常に大きい差圧を吸収しなければならない。このような高い差圧は、弁がその高圧区域において漏れを生じないことを保証し、同時に比較的に小さい力で一方の動作状態から他方の動作状態に切り換えることを困難にしている。Ｖａｎ  Ａｌｌｅｎに特許された米国特許第２，８５５，０００号は、単純な切換動作のみを与える簡単な手動切換弁においてこの問題と対決している。これまでに開発された他の四方切換弁は、例えば、米国特許第５，４６２，０８５号および同第５，５０７，３１５号に示されているように、比較的に複雑で高価な構造であった。
【０００３】
既存の空気調整装置は、多数のその他の問題を抱えている。その一つの問題は、加熱モード（冬季期間）または冷却モード（夏季期間）において装置が作動されたときに起こりうる凍結または結氷である。凍結が加熱モードにおいて起きた場合には、通常の修復は、外側コイルを加熱するために冷却モードに切り換えてファンを切ることである。その結果、相当のエネルギが損失し、加熱能力が低下する。凍結が冷却モードにおいて起きた場合には、通常の修復は、コンプレッサを切りおよび／またはファンの速度を停止または変更することである。それにより、エネルギ、時間の損失を招き、冷却能力が低下する。さらに、コンプレッサの動作の中断は、コンプレッサにとって好ましくなく、その動作が再開されるまでに、数分の待ちを必要とする。さらに、冷却モードにおいて凍結を防止するために、空気調整装置は外部温度変化を吸収するために凍結温度を著しく超えた温度で（例えば、７℃）蒸発器を作動させるように一般に設計されている。このことは、また例えば、０℃に近い温度で動作するときにくらべて、装置の効率および冷却能力をも低下させる。
【０００４】
現在の空気調整装置にからんだ別の問題は、例えば、冷却または加熱されるべき包囲空間の容積が室等を締め切ったときのように著しく低下された場合に、装置の冷却または加熱能力を低下させるということである。現在の空気調整装置は、冷却または加熱能力を低下させるために単に停止されていたに過ぎない。しかし、このような能力の低下の仕方は、装置の全体の効率を低下させ、エネルギを浪費する。さらに、装置の頻繁な中断は、コンプレッサおよびファンの有効寿命を短くする傾向がある。
【０００５】
［発明の開示］
本発明の目的は、漏れなしに大きい差圧を吸収し、比較的に小さい力で一つの動作状態から別の動作状態に作動され、特に温度および／または出力に関して他の制御を与えられる改良された弁集合体を提供することにある。本発明の別の目的は、冷却から加熱およびその逆に装置の動作を切り換えるように通常の切換弁としてのみならず、必要に応じて、現在の空気調整装置におけるよりもより効率的な仕方で凍結防止、解凍、装置能力低下をすることを含めて各動作モードにおいて多くの制御機能を行う制御弁としても使用されうる弁集合体を含む空気調整方法および装置を提供することにある。
【０００６】
本発明の一つの考え方によれば、少なくとも１つの高圧ポートと少なくとも１つの低圧ポートとを含む複数のポート間流体の流れを制御する弁集合体であって、複数のポートを装着するベースと、ベースに関して複数の動作位置に回転可能な弁部材とからなる弁集合体が設けられる。弁部材は、ベースに関する弁部材の位置にもとづいてポート間流体の流れを制御するようにベースに対向する制御面と、ベースに逆向する逆向き面とを有する。弁部材の制御面はその中央領域に低圧空所と、低圧空所を完全に包囲する外側領域に環状高圧空所とを有する。
【０００７】
好適実施例における別の特徴によれば、弁部材は、弁部材がある動作位置にあるとき、高圧空所からの高圧を逆向き面に加えて弁部材をベースに密閉接触させるように確実に押し付け、これにより高圧空所を低圧空所から絶縁する低速作用口と、弁部材の逆向き面に加えられる高圧を解除し、これにより弁部材が別の動作位置に動かされるようにする常態では閉じているが選択的に動作するパイロット弁と、パイロット弁が開きかつ弁部材が別の動作位置に動かされるとき、高圧空所を低圧空所から実質的に絶縁するように弁部材の制御面を十分に閉じた状態に維持するように、弁部材の環状高圧部から弁部材の逆向き面まで延びる通路とをさらに有する。後者の絶縁は、ベースと弁部材との間で完全に弁部材のまわりで高圧空所によってつくられた薄いクッションのために完全ではないが、特に温度制御および／または出力制御のために、多数の制御機能を行う制御弁として弁部材を使用できるようにするには十分である。
【０００８】
後述するように、上記特徴にもとづいて構成された弁集合体は、それが動作状態にあるときにその高圧区域からの漏れに対して高度な防御を与え、比較的に小さな力によって別の動作状態に弁を切り換えられるようにし、弁をさらにいずれの動作位置にあっても多数の重要な制御機能を行うように使用させる。弁集合体は、それ故に、従来の構造にくらべて、簡単で、安価で、小型に構成され、夏季における冷却モードおよび冬季における加熱モードにもとづいて空気調整装置に特に有用である。
【０００９】
したがって、本発明の別の考え方によれば、流体を圧縮・膨張することによって包囲された空間の空気調整を行う空気調整装置であって、包囲された空間内に配置されるべき内側熱交換機と、包囲された空間外に配置されるべき外側熱交換機と、低圧側と高圧側とを有するコンプレッサと、切換弁とからなる空気調整装置が提供される。切換弁は、コンプレッサの低圧側に接続された低圧ポートおよびコンプレッサの高圧側に接続された高圧ポートを有するベースと、ベースに関して回転自在な弁部材と、弁部材を駆動する回転モータ駆動機と、弁部材を選択的に駆動するように回転モータ駆動機を制御する制御機とからなる。制御機は、（ａ）低圧ポートを内側熱交換機に接続しかつ高圧ポートを外側熱交換機に接続する第１動作位置へ弁部材を選択的に駆動して包囲された空間を冷却すべき流体を用いて内側熱交換機を含む低圧区域を画定し、（ｂ）高圧ポートを内側熱交換機に接続しかつ低圧ポートを外側熱交換機に接続する第２動作位置へ弁部材を選択的に駆動して包囲された空間を冷却すべき流体を用いて内側熱交換機を含む高圧区域を画定する。制御機は弁部材を第１および第２動作位置に加えて少なくとも１つの別の位置へ選択的に駆動するように回転モータ駆動機を制御する。弁部材は、高圧区域を低圧区域から実質的に絶縁された状態に維持するように、かつ、弁部材が別の位置へ駆動されたときに少なくとも１つの追加の制御機能を行うように構成される。
【００１０】
少なくとも１つの追加の機能は、流体の一部を高圧ポートから低圧ポートへ分流し、それによりコンプレッサの動作を中断せずに空気調整装置内の温度を制御することである。前述の追加の機能は、低圧ポートに接続された熱交換機に関して該低圧ポートの有効断面積を制限し、それによりコンプレッサの動作を中断せずに空気調整装置の出力を制御することである。別の制御機能は、パイロット弁を選択的に開閉して、切換動作をするばかりではなく、弁部材の任意の位置において温度を制御するように高圧ポートから低圧ポートへの漏れを制御することである。
【００１１】
このような空気調整装置は、必要に応じて、連続的に、周期的に凍結、過熱、装置能力低下等の防止を含めて様々に変化する多くの機能を遂行するように作動されうる。これは、空気調整装置が最大効率に設計され、変化する状態にもとづいて連続的に制御されるようにする。
【００１２】
本発明のさらに別の考え方にもとづいて、上述した利点を与える包囲された空間を空気調整する方法が提供される。
［発明を実施するための最良の形態］
図１−６ｂに示す弁集合体は、冷却モードまたは加熱モードのいずれかにもとづいて装置を作動する空気調整装置用四方切換弁として、また、いずれかのモードにおいて多数の制御機能のうち任意の１つを遂行する制御弁としても働く。図６ａおよび６ｂに概略的に示す空気調整装置は、コンプレッサ２、内側熱交換機またはコイル４（冷却モードにおいては蒸発器としても作用する）、外側熱交換機またはコイル６（冷却モードにおいては凝縮器としても作用する）、弁集合体８を含む。弁集合体８は、コンプレッサ２の入口に接続された低圧ポートＬＰCと、コンプレッサ２の出口に接続された高圧ポートＨＰCとを有する。弁集合体８は、空気調整装置の動作の特別なモードにもとづいてポートＬＰCおよびＨＰCに接続されたさらに２つのポートＨＸIおよびＨＸOを有する。このようにして、図６ａは動作の冷却モードを示す。ポートＨＸIはポートＬＰCから内側熱交換機４まで低圧を接続し、また、ポートＨＸOはポートＨＰCから外側熱交換機６まで高圧を接続する。一方、図６ｂは動作の加熱モードを示す。ポートＨＸOはポートＬＰCから外側熱交換機６まで低圧を接続し、また、ポートＨＸIはポートＨＰCから内側熱交換機４まで高圧を接続する。
【００１３】
弁集合体８の構成は、図１−３にさらに詳しく示されている。弁集合体８は、４つのポートＬＰC、ＨＰC、ＨＸI、ＨＸOを装着するベース１０を含む。それらポートは、ラインＬ1−Ｌ4によってそれぞれコンプレッサ２、内側熱交換機４、外側熱交換機６に接続される。弁集合体８は、さらに弁部材２０を含む。弁部材２０は、２つの動作位置に回転でき、動作の冷却モードおよび加熱モードをつくるよに４つのポート間でガスの流れを制御する。弁部材２０は、駆動機３０および連結部材または円板４０によって２つの動作位置に回転される。
【００１４】
弁部材２０、連結円板４０、駆動機３０の一部は、すべてベース１０に密閉されたハウジング５０に収容される。駆動機３０の残りの要素は、ハウジング５０の上端に固定された第２ハウジング６０に収容される。
【００１５】
ハウジング５０の底壁を形成するベース１０は、４つのポートを画定する複数の穴を含む。ラインＬ1によってコンプレッサ２（図６ａ、６ｂ）の低圧入口に接続されたポートＬＰCは、最大の断面積を有し、ベース１０の中央に配置される。ラインＬ2によってコンプレッサ２の高圧出口に接続されたポートＨＰCは、ベース１０の外周に隣接して配置される。ラインＬ3によって内側熱交換機４に接続されたポートＨＸIおよびラインＬ4によって外側熱交換機６に接続されたポートＨＸOは、ポートＨＰCの両側でベース１０の外周に配置される。
【００１６】
ベース１０は、その内面にストップ１１を含む。このストップは弁部材２０と協同して弁部材をその２つの動作位置に配置する。一方の位置は動作の冷却モードを発生し、他方の位置は動作の加熱モードを発生する。
【００１７】
図２に示すように、弁部材２０の制御面（ベース１０に対向する面）は、２つの閉ループ同心リブ形成体２１、２２を含む。リブ形成体２１は、弁部材２０の制御面の中央にある内側閉ループであり、それは、ベース１０の低圧ポートＬＰCに連通する制御面の中央領域に内側低圧空所または区域２３を画定する。リブ形成体２２は、外側環状閉ループであり、それは、内側リブ形成体２１と共に内側低圧区域２３を完全に包囲しかつベース１０の高圧ポートＨＰCに連通する外側高圧区域２４を画定する。高圧区域２４は、通路２４ｃ、２４ｄによって一体に結合された２つの側部分２４ａ、２４ｂを含み、低圧区域２３を完全に包囲する。
【００１８】
以下に述べる目的のために、小穴２５が弁部材２０の高圧区域２４に設けられ、また、大穴２６がその低圧区域２３に設けられる。
弁部材２０の逆向き面（図１に示す）は、連結円板４０に対向する。この面は、直径方向両側において弁部材から半径方向内側に延びる２つのカム面２８を形成された外周壁２７と、約６０°の円弧で延びる溝２９とを含む。以下にさらに詳細に述べるように、カム面２８および溝２９は、連結円板が弁部材２０を回転させずに少量だけ回転される空動連結機構をかいして、弁部材２０を駆動機に連結するように連結円板４０と協同する。
【００１９】
前述したように、駆動機３０は、２つの区域に分割される。一方の区域は、弁部材２０および連結円板４０を収容するハウジング５０内に包囲された一部を含み、他方の区域はハウジング５０の外部にあり、ハウジング５０の上端に固定された第２ハウジング６０内に包囲される。
【００２０】
ハウジング５０の外部にある（そしてハウジング６０の内部にある）駆動機３０の一部は、円板３３を回転させる回転シャフト３２を有するモータ３１（好ましくは、ステップ・モータ）を含む。円板３３は、１対の永久磁石３３ａ、３３ｂを円板の両側でかつ回転軸に対して直径方向に整列させて支持する。
【００２１】
ハウジング５０内部に配置された駆動機３０の一部は、回転自在端円板３５ａに固定されたピン３５に回転自在に装着された別の円板３４を含む。円板３４は、１対の永久磁石３４ａ、３４ｂを円板３４の回転軸に対して直径方向に整列させて支持する。ハウジング５０内の円板３４上の永久磁石３４ａ、３４ｂは、ハウジング６０内の円板３３上の永久磁石３３ａ、３３ｂと同じ円形形状をしていて、ハウジング５０の外部にある円板３３の回転がハウジング５０内部での円板３４の対応する回転を発生するように、２つの円板間の磁気結合を生じるようにこれらの磁石を軸方向に整列させる。
【００２２】
ハウジング５０内の円板３４の回転は、円板３４に支持された駆動歯車３６および連結円板４０に連結された逓降変速機３７によって連結円板４０をかいして弁部材２０に伝達される。
【００２３】
逓降変速機３７は、図３に最もよく示すように、２段遊星歯車式である。それは、円板３４の駆動歯車３６を受ける中央連結機構を形成された外側ハウジング３７ａと、ハウジング３７ａの内面に固定されたリング歯車３７ｂと、それと協同する遊星歯車の２段３８ａ、３８ｂとを含む。第１段３８ａは、円板３９を回転するリング歯車３７ｂに噛み合う３つの遊星歯車を含む。円板３９は、第２段３８ｂの３つの遊星歯車に噛み合う駆動歯車３９ａに固定され、後者の歯車はまたリング歯車３７ｂに噛み合う。その構造は、円板３４の高速回転が円板３９および逓降変速機３７の遊星歯車３８ｂの低速回転を発生するようになっている。変速機ハウジング３７ａの対応する凹部に受けられるハウジング５０の内面上の突起５０ａは、遊星歯車回転中の変速機ハウジング３７ａの回転を防止する。
【００２４】
連結円板４０は、逓降変速機３７の出力端において円板３９の低速回転が連結円板４０の低速回転を発生するように、３つの第２段遊星歯車３８ｂの開口に受けられる３つのステム４１を形成される。連結円板４０のこの回転運動が、図１に最もよく示すように、弁部材２０の環状壁２７内面上のカム面２８に係合する１対の半径方向延長連結ピン４２、４３によって譲歩できる仕方で弁部材２０に伝達される。
【００２５】
連結円板４０は、弁部材２０を駆動機に連結するばかりではなく、弁部材に加わる流体圧力を制御するように大穴２６とも協同する。後者の目的のために、連結円板４０は、１対のパイロット弁要素４４、４５を設けられる。各要素は、弁部材２０に関する連結円板４０の位置にもとづいて大穴２６を塞いだり、開けたりする。連結円板４０は、弁部材２０に関する連結円板４０の回転を制限する弁部材２０の溝２９に受けられる付属ピン４６をさらに含む。
【００２６】
切換動作は、空気調整装置が冷却モード（夏季期間）から加熱モード（冬季期間）へ切り換えるが、図４ａ−６ｂを参照して詳しく説明される。
弁部材２０が図５ａの位置にあると仮定する。図５ａに示す位置は、図６ａに示すように、空気調整装置の動作の冷却モードをつくる。弁部材２０のこの動作位置においては、ポートＬＰC（コンプレッサ２の低圧側に接続されている）からの低圧は、ポートＨＸIに接続されて、内側熱交換機４に導かれ、また、ポートＨＰC（コンプレッサ２の高圧側に接続されている）からの高圧は、ポートＨＸOに接続されて、外側熱交換機６に導かれ、それにより図６ａに示すように動作の冷却モードをつくる。
【００２７】
弁部材が図５ａに示す動作位置にあるとき、弁部材の高圧区域２４に現れる高圧は、低速作用口として作用する小穴２５をかいして弁部材の反対側（図１に示す側）に伝達される。弁部材のこの側における表面積は、弁部材の反対側における高圧表面積よりもずっと大きく、小穴２５をかいして加えられるこの高圧はベース１０に対して弁部材４０をしっかりと押し付ける効果がある。それにより、ガス漏れに対して緊密な密閉をつくる。
【００２８】
図６ｂに示すように、動作の加熱モードをつくるために、弁部材の動作位置を変えることが要求されたとき、駆動機のモータ３１が、上述したようにハウジング５０の外側にある駆動円板３３を回転するように付勢される。しかし、外部駆動円板３３上の永久磁石３３ａ、３３ｂおよび内部駆動円板３４上の永久磁石３４ａ、３４ｂによって発生された磁気結合が、モータ３１の回転運動をハウジング５０内の逓降変速機３７をかいして内部駆動円板３４に伝達する。駆動円板３４の回転速度は、逓降変速機３７の２段遊星歯車伝達によって減速されて、連結円板４０を回転し、そして、ステム４１によって第２段遊星歯車に比較的低速度で連結される。例えば、２段逓降変速機３７の各段は、逓降変速機３７の逓降伝達比が５０：１になるように、２５：１の逓降比をつくることができる。
【００２９】
連結円板４０の最初の位置（図４ａに示すようにそれが回転し始める前）において、そのピン４６は弁部材２０の溝２９（図１）の一端にある。また、パイロット弁要素４４、４５の一方が弁部材２０の大穴２６を閉じて、上述したように、小穴２５によってなされる高圧密閉をつくる。
【００３０】
連結円板４０の最初の運動時でかつ弁部材２０が動き始める前に、弁部材の大穴２６が各パイロット弁要素４４、４５によって開かれる。これは、直ちにベース１０に対して弁部材２０を押す高圧を解除し、それにより弁部材を連結円板４０によって容易に回転されるようにする。
【００３１】
連結円板４０の回転が、連結円板のばね作用ピン４２、４３が弁部材周壁２７の内面上のカムに係合するまで、弁部材２０に関して動かし（４ｂ）、それにより、図５ｂに示す動作位置へ弁部材を回転させる。この位置は、弁部材２０の外側高圧区域２４の反対端とベース１０のストップ１１との係合によって決定される。ストップ１１は、このようにして弁部材２０のそれ以上の回転を防止して、連結円板４０が弁部材に関して回転し、その他のパイロット弁要素４４、４５を大穴２６上にもたらし、されにより低速作用口２５によって弁部材に加えられる高圧密閉を復活させる。弁部材は、このようにして溝２９の反対端に係合するピン４６によって決定される図５ｂに示す位置にあり、それにより図６ｂに示すように、空気調整装置の動作の加熱モードをつくる。
【００３２】
図示した構成においては、上述した切換動作が１．０−１．５秒を要する。しかし、例えば、空気調整装置への突然の衝撃を避けるために、弁モータ３１を制御することによって、必要に応じて、低下されてもよい。
【００３３】
動作の冷却モードへ切り換えることが望まれる場合にはいつでも、モータＭは逆方向に付勢されてもよい。そのときには、上述したことと同じ順序が生じて、図５ａに示す位置へ弁部材２０を戻し、それにより図６ａに示すように空気調整装置の動作の冷却モードをつくる。
【００３４】
図７および図８ａ−８ｃは、変形例を示す。カム面２８は、３つのカム形成体１２８ａ、１２８ｂ、１２８ｃを有する湾曲した細長い要素１２８の形体になっている。各カム形成体１２８は、約１２０°の円弧で延びている。それらは、弓形溝２９（図１）に対応する約６０°の溝１２９によって分離される。さらに、連結円板４０は、溝１２９内で動きかつ上述したように図１に示す溝２９内で可動のピン４６と同様の機能を果たす半径方向リブ１４６を設けられる。
【００３５】
図８ａ−８ｃに詳しく示すように、連結円板４０のばね作用ピン４３は、上述したような同じ仕方で２つのカム要素１２８のカム面１２８ａ、１２８ｂ、１２８ｃと協同して、まず弁部材２０に加えられる高い密閉圧力を解除し、次いで弁部材をその新しい動作位置へ回転する。このようにして、弁部材が動作位置に正確にあるとき、連結円板のパイロット弁要素４４は、弁部材の開口２６の上に正確にあり（図８ａ）、高密閉圧力が上述したように弁部材にかかるように、閉じられる。弁部材が新しい動作位置へ動かされるべきであるとき、連結円板４０は、まずパイロット弁要素４４を開口２６から離れるように回転され（図８ｂ、８ｃ）、それにより高密閉圧力を解除し、ピン４２、４３が中間カム面１２８ｂに係合したとき、連結円板が弁部材をその新しい動作位置へ回転させる。上述したように、連結円板４０がピン１１によってその動作位置に停止され、連結円板４０が運動を継続しているときには、連結円板が端カム面１２８ｃに達するまで、中間カム面１２８ｂに打ち勝って、別のパイロット弁要素４５はその位置において開口２６を閉じ、それにより弁部材に対する高密閉圧力を回復する。
【００３６】
上述した弁集合体の重要な特徴は、弁部材が２つの動作位置のうち一方に正確にいないときはいつでも、弁集合体が弁部材２０を薄い空気クッションによって分離されてベースに非常に密接して自動的に維持する。この密接分離は、弁部材２０がその動作位置のうち一方に正確にいないときはいつでも、弁部材のリブ付き面における円形高圧区域２４から弁部材の逆向き面への漏れによって自動的に調整される。このようにして、弁部材２０がその周囲の任意の点においてベース１０から傾斜または分離する傾向がある場合には、そのようにつくられた空間が高圧区域２４からの高圧を，この空間をかいして弁部材２０の逆向き面に加えて、それにより弁部材をベース内で閉位置へ復帰させる。
【００３７】
弁部材２０の調整された作用は、一方の動作位置から他方の動作位置へ切り換える切換動作を容易にする薄い空気クッションを発生する。この薄い空気クッションは、いくらかの漏れを発生するが、その漏れは比較的に小さいので、弁部材の高圧区域が弁集合体を制御弁として働かせかつ動作モード中に多くの重要な制御機能を発揮させるのに十分に低圧区域から実質的に分離される。例示として、空気調整装置の２つの動作モードのいずれかにおいてかつ空気調整装置の動作を中断せずに前述した弁集合体によってなされうる反凍結または解凍制御、出力低下制御、その両者が以下に述べられる。
【００３８】
図９は、モード切換動作およびモードのうち１つの制御動作のために弁集合体の弁モータ３１を制御する電気回路を概略的に示す。図９に示す装置は、弁モータ３１を制御する制御回路ＣＣ、冷却モード（夏季期間）または加熱モード（冬季期間）にもとづいて装置を作動させるモード・セレクタＭＳ、２つの動作モードのうち一方で反凍結または解凍制御動作を発生する解凍セレクタＤＳ、装置の動作を中断せずに装置の出力を制御する出力セレクタＯＳを含む。温度（例えば、外側周囲温度）を検出し、かつ、装置の動作を中断せずに非常に効率的な仕方で凍結を防止しまたは解凍をするように弁モータを自動的に制御する制御回路ＣＣへの出力を発生する温度センサＴＳが、図９には示されている。
【００３９】
上述した弁集合体は、空気調整装置を、冷却モードおよび加熱モードにおいて凍結防止をしたり、解凍したり、他の温度制御をしたりするために動作することができる。これが行われる仕方が、図１０ａ−１０ｆに示されている。図１０ａ−１０ｆにおいて、ポートＬＰC、ＨＰC、ＨＸI、ＨＸOは、図５ａおよび図５ｂにおけるように対応して印されている。しかし、内側低圧区域２３、その他の外側環状区域２４を画定するリブ形成体が図２において示すように均等な厚みではなく、むしろ図１０ａ−１０ｆにおいて切断線で示されているように様々な厚みになっている。これは、以下に述べる出力低下制御に対して特に好ましい。  図１０ａは、図５ａに関して特に上述したように動作の冷却モードを発生するようにベース（図１では１０）の４つのポートに関する回転弁部材１２０の位置を示す。凍結防止、解凍、他の温度制御をすることが要求されるときはいつでも、弁部材１２０は連結円板（図１では４０）をかいして動かされて、高圧ポートＨＰCによってつくられる高圧外側区域１２４と低圧ポートＬＰCに連結された低圧中央区域との間で所望の漏れ量に相当する制御された漏れまたは滲みを発生する。その漏れは、各区域におけるガスの圧力に影響を及ぼすばかりではなく、各区域において温度にも影響を及ぼす。
【００４０】
図１０ａ−１０ｅは、第２の動作位置、すなわち、加熱モードが図１０ｆに示すように到達するまで、この漏れが必要に応じていかに増大されるかを示す。漏れが大きくなればなるほど、反凍結または解凍結果がますます大きくなる。
【００４１】
凍結を防止する（または解凍をする）この漏れは、図９に示す温度センサＴＳによって外側周囲温度に応答して自動的に制御される。例えば、装置が冷却モードにもとづいて動作しつつありかつ外側周囲温度が低下してときに、このことが温度センサＴＳによって検知されて、回路ＣＣをかいして弁モータ３１を自動的に制御し、凍結防止または解凍をするために暖められた高温ガスの制御された漏れを発生させる。
【００４２】
この制御は、周期的なものでもよい。その場合、弁モータ３１（図１）は、弁部材を図１０ｂ−１０ｅに示す位置のうちの１つに周期的に動かし、次いでその常態の位置に戻すように制御される。この漏れの周期的制御は、漏れの振幅（図１０ｂ−１０ｅ）、漏れの各周期の時間間隔および／または漏れがなされる周波数を周期的に制御することによってなされる。このような制御は連続的でもよい。その場合、連続漏れは凍結を防止するように温度センサの出力にもとづく大きさを与えられる。この漏れは、解凍セレクタ・ボタンＤＳ（図９）を手動で操作することにより、または温度に応答して自動的につくられる。このような反凍結または解凍動作は、装置の全体の動作を中断せずに上述した弁集合体によって容易になされる。その理由は、（１）弁モータ３１が制御回路ＣＣによって正確に制御されうること、（２）弁部材がベース１０に関して任意の所望の位置へ容易に回転されうること、（３）弁部材がその動作位置のうちの１つにないときはいつでも、ベースに関する弁部材の調整された軽い接触または非常に近接した離間がこの種の制御を許すのに十分な低圧区域から高圧区域を絶縁することにあるからである。
【００４３】
上述したように、反凍結または解凍制御は、多数の重要な利点を与える。それは、凍結の危険性なしに空気調整装置を最大の効率で作動されるようにする。それはまた、空気調整装置を連続して作動されるようにし、中断または逆転されないようにし、それにより相当のエネルギを節約し、空気調整装置の利用を最大にし、コンプレッサの好ましくない中断を回避する。
【００４４】
図１１ａ−１１ｃは、空気調整装置の動作を中断せずに空気調整装置の所望の出力低下を発生するように新規な弁集合体が変更されてもよい。例えば、空気調整装置は所定の出力で最大の効率を上げるように常態で設計され、また、必要な出力が、例えば、加熱または冷却されるべき空間の減少のために低下される場合には、装置の動作を中断することが通常必要である。しかし、空気調整装置の頻繁な中断のために常態空気調整装置の動作がその全体の効率を低下し、相当のエネルギを浪費し、摩耗等を促進する。
【００４５】
本発明の弁集合体は、冷却モードおよび加熱モードにおいて、空気調整装置の動作を中断せずに空気調整装置の出力が必要に応じて低下されるようにする。これは、例えば、弁モータ３１を制御することによってなされ、低圧ポートＬＰCに接続された熱交換機にさらされた低圧ポートの有効断面積の制御された減少を発生する。このようにして、図１１ａは、冷却モード位置にある弁部材１２０を示し、そのリブ１２１は内側熱交換機ポートＨＸIにさらされた低圧ポートＬＰCを十分に開き、それにより１００％の吸引を発生する。図１１ｂは、リブ１２１が低圧ポートＬＰCの断面積の約２０％を覆い、それにより約７５％の吸引を発生する弁部材の位置を示す。図１１ｃは、リブ１２１が低圧ポートＬＰCの断面積の約７５％を覆い、それにより約２５％の吸引を発生する弁部材の位置を示す。
【００４６】
このような出力低下動作は、周期的に、連続的に、または温度制御に関して上述したように弁部材モータ３１を制御するモータ制御回路ＣＣによって必要に応じて行われてもよく、空気調整装置の動作を中断する必要はない。
【００４７】
図１２ａ−１２ｃは、図８ａ−８ｃに対応する図面であるが、弁部材が２つの動作位置の一方に正確にあるときを除いて、連結円板４０がパイロット弁要素４４、４５に弁部材の低圧開口２６を覆うようにさせる位置へ動かないことを保証するように、ばね作用ピン４２、４３によって係合できるカム面要素１２８の位置に関して弁部材１２０のわずかな変更を含む。このようにして、ばね作用ピン４２、４３は、パイロット弁要素４４、４５が低圧ポート２６を閉じて弁部材（１２ｃ）に対して高い密閉圧力を再び用いるようにした後にのみ、カム要素高点１２８ａ、１２８ｃに係合する。
【００４８】
図示する弁集合体は、２つの動作モードのいずれかにおいて他の制御機能を遂行するように用いられてもよい。例えば、弁モータ３１はパイロット弁要素４４または４５を開口２６から外すのに十分に連結円板４０を周期的に動かすように単に制御され、それにより弁部材２０を実際に動かさずに少量の高圧を漏れさせる。このような動作は、必要なときにはしばしば小高温ガス・バイパス制御を遂行するように要求されてもよい。
【００４９】
図示する弁集合体は、異なる数のポートを制御するように用いられてもよい。図１３は、弁集合体が３つのポートのみ、すなわち低圧ポートＰ1、高圧ポートＰ2、ポートＰ1からの低圧またはポートＰ2からの高圧のいずれかを選択的に受ける別のポートＰ3を含む。
【００５０】
図１４は、５つのポートを含む弁集合体を示す。そのポートＰ1−Ｐ4は上述の４つのポート（例えば、図２）であり、第５のポートＰ5は、例えば、解凍またはその他の制御のために高圧を選択的に蒸発器に加えるように設けられる。
【００５１】
図１５は、図１３に関して上述したものと非常に類似した弁集合体を示す。したがって、理解を容易にするために、対応する部品は、同じ参照番号によって表示されている。２つの構造間の主な相違点は、図１５においてベース２１０および弁部材２２０にそれぞれ現れている。図１６ａは、連結円板４０に対向する弁部材２２０の側を示す。図１６ｂおよび図１７ａは、ベース２１０に対向する弁部材の側をさらに詳細に示す。図１７ｂは、弁部材２２０と協同するベース２１０をさらに詳細に示す。
【００５２】
ベース２１０は、図１におけるように同じ４つのポートＬＰC、ＨＰC、ＨＸI、ＨＸOを装着する。これらのポートはライン（図１ではＬ1−Ｌ4）によってコンプレッサ２、内側熱交換機４、外側熱交換機６（図１８ａ、１８ｂ）に接続される。ベース２１０は、図１−３のストップ１１に対応するが小径のストップ２１１を含む。ストップ２１１は、２つの追加のポートによって両側にまたがらされる。すなわち、分流ポートＳIは分流路２１２（図１８ａ、１８ｂ）を内側熱交換機４に、分流ポートＳOは分流路２１３を外側熱交換機６にそれぞれ接続する。
【００５３】
弁部材２２０の制御面は、図１７ａにさらに詳細に示されているが、中央低圧区域２２３を画定する内側閉ループ・リブ２２１と、内側低圧区域２２３を包囲する外側環状高圧区域２２４をリブ２２１との間で画定する外側環状リブ２２２とを含む。２つの閉ループ・リブ２２１および２２２は、以下にさらに詳細に述べるように、ベース２１０のポートと協同するように特別に形成される。
【００５４】
前述した実施例におけるように、弁部材２２０は、高圧を加えるように高圧区域２２４を弁部材の逆向き面に接続する小穴２２５と、低圧区域２２３から導き、かつ、一方の動作位置から別の動作位置へ弁を切り換えることが要求されたとき、高圧を解除するように連結円板４０上のパイロット弁２４４と協同する大穴２２６とを含む。
【００５５】
連結円板４０に対向する弁部材２２０の側は、上述のものからいくぶん異なる。特に図１６ａに示すように、弁部材２２０は、両側に周囲リブ２２７ａ、２２７ｂを形成される。それぞれは、中央凹部２２８ａ、２２８ｂを形成される。２つの周囲リブは、両側で６０°の溝２２９ａ、２２９ｂを画定するように１２０°だけ延びている。
【００５６】
以下に述べるように、凹部２２８ａ、２２８ｂは、連結円板が、そのパイロット弁２４４が弁部材２２０の大穴２２６を閉じる位置に正確にあるときに連結円板４０の２つのばね作用ピン４２、４３を解除自在に受ける突起として働く。他方、溝２２９ａ、２２９ｂは、弁部材にかかる高圧がパイロット弁穴２２６を開くことによって解除された後に、弁部材２２０を任意の所望の位置へ回転するように連結円板４０の半径方向突起２４６ａ、２４６ｂと協同する。
【００５７】
図１８ａ、１８ｂは、前述した実施例の図６ａ、６ｂに対応する動作の冷却モードおよび動作の加熱モードをそれぞれ発生するようにベース２１０に関する弁部材２２０の位置を示す。図１５に示す弁は、温度制御のために制御弁の高圧区域から低圧区域へ任意の所望の漏れを発生するように図１０ａ−１０ｆに関して上述した仕方で、または各熱交換機にさらされた低圧ポートＬＰCの断面積を制御することによって装置の出力を制御するように図１１ａ−１１ｃに関して上述した仕方で制御されてもよい。
【００５８】
図１５に示す弁は、しかし別の制御機能を遂行するように動作されてもよい。このようにして、ベース２１０に２つの分流ポートＳIおよびＳOを設けることは、温度制御のために弁が分流路２１２、２１３をかいして装置の選択された位置へガスの分流を制御するようにさせる。また、連結円板４０に対向する弁部材２２０の側の空動構造は、弁部材の任意の位置において（２つのモードのいずれかまたはそれらの間の任意中間位置）においてパイロット弁ＰＶ（開口２２６に関して可動の要素２４４）を選択的に開閉するようにモータを使用できるようにして、例えば、いつでもまた必要なときにはしばしば、弁部材２２０を実際に動かさずに温度または圧力の適度な制御を行う。
【００５９】
上述した動作は、図１９−２４にさらに詳しく示されている。
図１９は直接冷却モードを示す。低圧ポートＬＰCは内側熱交換機ポートＨＸIに連結され、また、高圧ポートＨＰCは外側熱交換機ポートＨＸOに連結される。図１９に示す位置においては、いずれの分流ポートＳI、ＳOも生きていない。図１９ａは、パイロット弁２４４の常態閉位置、すなわち穴２２６を閉じた位置を示し、そのとき高圧が穴２２５をかいして弁部材２２０の反対側に加えられる。
【００６０】
図２０は、高圧空所２２４に分流ポートＳIを部分的にさらすようにわずかに動かされ（時計方向）、それにより高圧ガスの一部を内側熱交換機４に分流する弁部材２２０を示す。これは、内側熱交換機の凍結を防止するために、例えば、小さい高温ガス・バイパスを与えるように要求されてもよい。弁部材は、低圧にさらされた内側熱交換機ポートＨＸIの断面積をわずかに減少するが、これはここでは重要でない。
【００６１】
図２０ａ、２０ｂは、図２０の弁位置においてパイロット弁２４４が、もしそのように要求されるならば、コンプレッサの動作を中断せずに小さい高温ガス・バイパス制御を行うために閉じられたり（図２０ａ）または開かれたり（図２０ｂ）してもよい。
【００６２】
図２１、２１ａ、２１ｂは、図２０、２０ａ、２０ｂと類似の状態を示すが、分流ポートＳIの全断面積が高圧区域にさらされている。
図２２、２２ａ、２２ｂは、両分流ポートＳI、ＳOが閉塞されている状態を示す。しかし、内側熱交換機ポートＨＸIの小さい断面積が低圧区域にさらされ、それにより空気調整装置の出力をさらに低下させる。図２３、２３ａ、２３ｂは、類似の状態を示すが、空気調整装置の出力をさらに低下させている。両方の場合において、軽い圧力にさらされている外側熱交換機ポートＨＸOの断面積は減少され、それによりガスの容量を減少し、コンプレッサにかかるこの仕事負荷を低下する。
【００６３】
図２４−２７は、空気調整装置が加熱モードにあるときの類似の制御を示す。
上述した新規な弁集合体は１つの動作モードから別の動作モードに切り換えるための切換弁としてのみならず、いずれの動作モードにおいても多数の制御を行う制御弁としても用いられうる。本発明の多くの特徴は、この有利な結果、特に弁部材の構造、低圧区域のまわりおよびそれを包囲する環状高圧区域の設置に貢献する。低圧区域は、高圧区域を弁部材の任意の位置において低圧区域から実質的に絶縁するようにベースに十分に密接して制御面を維持しながら、弁部材の動きを容易にする薄い空気クッションを発生するように自動調整する。弁部材のこの構成は、１つの圧力区域から別の圧力区域（例えば、温度制御の目的のために）へ漏れまたは分流を様々に制御するか、あるいは熱交換機（例えば、出力制御の目的のために）にさらされている低圧区域の断面積を空気調整装置の動作を中断せずに様々に制御する様々なゲートをつくる。さらに、弁部材の任意の位置におけるパイロット弁の制御は、小さい高温ガス・バイパスを弁部材の任意の位置において必要なときはいつでも行うことができるようにする。最後に、モータ駆動、特にステップ・モータを使用することは、弁部材の自動および手動の非常に正確な制御が上記機能の任意のものを遂行できるようにする。
【００６４】
［産業上の利用可能性］
したがって、本発明は、いくつかの好適実施例について記載されてきたが、これらは単なる例示のために述べられていること、また、本発明の多くのその他の変更がなされうることがわかるであろう。例えば、本発明は、空気調整装置以外の用途のために手動駆動弁集合体または弁集合体にも用いられうる。本発明の特定の特徴は、その他の特徴なしでも用いられうる。例えば、１またはそれを超える上述した制御機能（例えば、漏れもしくは分流制御、出力制御、パイロット弁制御）が、その他の切換弁構造においても実施されうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にもとづいて構成された弁集合体の好適形体の分解３次元図である。
【図２】図１に示す弁部材のベース装着ポートおよび弁部材の反対側のみを示す分解３次元図である。
【図３】組み立てられた状態にある図１の弁集合体の断面図である。
【図４】図４ａおよび４ｂは図３のＩＶ−ＩＶ切断線にそった図１の弁部材に関する連結円板の２つの位置を示す。
【図５】図５ａおよび５ｂは図３のＶ−Ｖ切断線にそった図１の弁集合体における弁部材の２つの常態動作位置を示す。
【図６】図６ａおよび６ｂは弁部材が図４ａおよび５ｂの冷却モード位置および加熱モード位置にそれぞれある図１の弁集合体を含む空気調整装置を示す。
【図７】連結円板および弁部材の構成の変形を示す。
【図８】図８ａ−８ｃは連結円板および弁部材の構成の変形を示す。
【図９】電気的制御装置の動作を中断せずに凍結または解凍を防止するために１つの動作から別の動作に切り換えることのみならず高圧区域から低圧区域への制御された漏れまたは滲みだしを与えるように弁集合体の回転モータを制御する電気的制御装置を概略的に示す。
【図１０】図１０ａ−１０ｆは図５ａおよび５ｂと類似の図面であって、制御された漏れがいかに凍結または解凍を防止するかを示す。
【図１１】図１１ａ−１１ｃは図１０ａー１０ｃと類似の図面であって、電気的制御装置の動作を中断せずに弁集合体がいかに能力を低減するように作動されうるかを示す。
【図１２】図１２ａ−１２ｃは図８ａー８ｃに対応するが、電気的制御装置の動作を中断せずに弁部材が制御機能を遂行するように作動される変更例を示す。
【図１３】本発明弁集合体の別の応用例を示す。
【図１４】本発明弁集合体の別の応用例を示す。
【図１５】本発明にもとづいて構成された弁集合体の別の好適形体を示す分解３次元図である。
【図１６】図１６ａおよび１６ｂは図１５に示す集合体の弁部材の２つの反対側を示す３次元図である。
【図１７】図１７ａは図１５に示す弁集合体の弁部材の制御面を示す底面図であり、また、図１７ｂは図１５の弁集合体の弁部材と協同動作するベース装着ポートを示す上面図である。
【図１８】図１８ａおよび１８ｂは弁部材が冷却モード位置および加熱モード位置にそれぞれある図１５の弁集合体を含む空気調整装置を示す。
【図１９】図１９ａおよび１９ｂは常態冷却位置にある図１５の弁集合体を概略的に示す。
【図２０】図２０は温度制御のために１対の分流路を制御するように冷却モードにあるが異なる位置における弁集合体を概略的に示し、図２０ａ、図２０ｂは図２０に示す弁位置にあるパイロット弁の２つの最適制御を示す。
【図２１】図２１は温度制御のために１対の分流路を制御するように冷却モードにあるが異なる位置における弁集合体を概略的に示し、図２１ａ、図２１ｂは図２１に示す弁位置にあるパイロット弁の２つの最適制御を示す。
【図２２】図２２は温度制御のために１対の分流路を制御するように冷却モードにあるが異なる位置における弁集合体を概略的に示し、図２２ａ、図２２ｂは図２２に示す弁位置にあるパイロット弁の２つの最適制御を示す。
【図２３】図２３は温度制御のために１対の分流路を制御するように冷却モードにあるが異なる位置における弁集合体を概略的に示し、図２３ａ、図２３ｂは図２３に示す弁位置にあるパイロット弁の２つの最適制御を示す。
【図２４】図２４、図２４ａ、図２４ｂは図１９−図２３ｂに対応する図面であるが、加熱モード位置にある弁部材を示す。
【図２５】図２５、図２５ａ、図２５ｂは図１９−図２３ｂに対応する図面であるが、加熱モード位置にある弁部材を示す。
【図２６】図２６、図２６ａ、図２６ｂは図１９−図２３ｂに対応する図面であるが、加熱モード位置にある弁部材を示す。
【図２７】図２７、図２７ａは図１９−図２３ｂに対応する図面であるが、加熱モード位置にある弁部材を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【図９】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１０ｃ】
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【図１０ｄ】
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【図１０ｅ】
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【図１０ｆ】
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【図１１ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１２ｃ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６ａ】
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【図１６ｂ】
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【図１７ａ】
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【図１７ｂ】
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【図１８】
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【図１９】
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【図１９ａ】
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【図２０】
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【図２０ａ】
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【図２０ｂ】
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【図２１】
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【図２１ａ】
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【図２１ｂ】
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【図２２】
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【図２２ａ】
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【図２２ｂ】
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【図２３】
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【図２３ａ】
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【図２３ｂ】
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【図２４】
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【図２４ａ】
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【図２４ｂ】
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【図２５】
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【図２５ａ】
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【図２５ｂ】
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【図２６】
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【図２６ａ】
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【図２６ｂ】
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【図２７】
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【図２７ａ】
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