制御弁および車両用冷暖房装置
【課題】暖房運転時の除湿性能等を良好に確保可能な車両用冷暖房装置、およびその車両用冷暖房装置に好適な制御弁を提供する。
【解決手段】制御弁６は、上流側通路と下流側通路とを直接つなぐ主通路を、主弁孔１２０に接離して開閉する主弁体１２４を有し、その主弁体１２４が、上流側通路と下流側通路と背圧室１３２とを区画するように設けられる主弁１０５と、上流側通路と下流側通路とを背圧室１３２を介してつなぐ副通路の開度を、副弁孔１４０に接離して調整可能な電磁駆動のパイロット弁体１４４を有し、そのパイロット弁体１４４が、主弁１０５の開弁時には主弁１０５の上流側の圧力を供給電流値に応じた設定圧力に近づけるよう動作するパイロット弁１０６と、を備える。
【解決手段】制御弁６は、上流側通路と下流側通路とを直接つなぐ主通路を、主弁孔１２０に接離して開閉する主弁体１２４を有し、その主弁体１２４が、上流側通路と下流側通路と背圧室１３２とを区画するように設けられる主弁１０５と、上流側通路と下流側通路とを背圧室１３２を介してつなぐ副通路の開度を、副弁孔１４０に接離して調整可能な電磁駆動のパイロット弁体１４４を有し、そのパイロット弁体１４４が、主弁１０５の開弁時には主弁１０５の上流側の圧力を供給電流値に応じた設定圧力に近づけるよう動作するパイロット弁１０６と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上流側から下流側への冷媒の流れを制御可能な制御弁に関し、特に、車両用冷暖房装置に好適に適用可能な制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関を搭載した車両においてはエンジンの燃焼効率が向上したこともあり、熱源として利用してきた冷却水が暖房に必要な温度にまで上昇し難くなっている。一方、内燃機関と電動機を併用したハイブリッド車両においては内燃機関の稼働率が低いため、そのような冷却水の利用がさらに難しい。電気自動車に至っては内燃機関による熱源そのものがない。このため、冷房のみならず暖房にも冷媒を用いたサイクル運転を行い、車室内を除湿暖房可能なヒートポンプ式の車両用冷暖房装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
このような車両用冷暖房装置は、圧縮機、室外熱交換器、蒸発器、室内熱交換器等を含む冷凍サイクルを有し、暖房運転時と冷房運転時とで室外熱交換器の機能が切り替えられる。暖房運転時においては室外熱交換器が蒸発器として機能する。その際、冷媒が冷凍サイクルを循環する過程で室内熱交換器が放熱し、その熱により車室内の空気が加熱される。一方、冷房運転時においては室外熱交換器が凝縮器として機能する。その際、室外熱交換器にて凝縮された冷媒が蒸発器にて蒸発し、その蒸発潜熱により車室内の空気が冷却される。その際、除湿も行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２４０２６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような車両用冷暖房装置においては、暖房運転時に室外熱交換器を蒸発器として機能させたときにその蒸発量が必要以上に大きくなると、車室内の蒸発器に十分な液冷媒が供給されない事態が生じる可能性がある。そうなると、実質的に蒸発器での熱交換がなされなくなるため、車室内の除湿機能を適正に維持できなくなり、窓ガラスの曇り等の問題を発生させる可能性がある。一方、例えば極低温下において蒸発器に必要以上に低温の冷媒を流すと、蒸発器を凍結させてしまう可能性もある。そこで、発明者は、このように室外熱交換器を蒸発器として機能させるときにも車室内の蒸発器に適正量の液冷媒が供給されるように調整できれば、こうした問題を解決できると考えた。
【０００６】
本発明の目的の一つは、暖房運転時の除湿性能等を良好に確保可能な車両用冷暖房装置、およびその車両用冷暖房装置に好適な制御弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様は、上流側から下流側への冷媒の流れを制御可能なパイロット作動式の制御弁において、上流側通路と下流側通路とを直接つなぐ主通路を、主弁孔に接離して開閉する主弁体を有し、その主弁体が、上流側通路と下流側通路と背圧室とを区画するように設けられる主弁と、上流側通路と下流側通路とを背圧室を介してつなぐ副通路の開度を、副弁孔に接離して調整可能な電磁駆動のパイロット弁体を有し、そのパイロット弁体が、主弁の開弁時には主弁の上流側の圧力を供給電流値に応じた設定圧力に近づけるよう動作するパイロット弁と、を備える。
【０００８】
この態様によると、電磁駆動によりパイロット弁が作動し、副通路の開度を調整することで、主弁の開度を調整可能となる。そして、上流側の圧力が供給電流値に応じた設定圧力となるよう制御することができるため、その設定圧力を適正に設定すれば、上流側の圧力を適正に調整することが可能となる。このため、当該制御弁を車両用冷暖房装置の熱交換器と蒸発器との間に設ければ、暖房運転時においても蒸発器に導入される冷媒の流量を確保することができる。その結果、車室内の湿度機能を適正に維持できるようになる。
【０００９】
本発明の別の態様は、車両用冷暖房装置である。この車両用冷暖房装置は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、車室外に配置され、冷房運転時に冷媒を放熱させる室外凝縮器として機能する一方、暖房運転時には冷媒を蒸発させる室外蒸発器として機能する室外熱交換器と、車室内に配置されて冷媒を蒸発させる室内蒸発器と、室内蒸発器が機能するとともに室外熱交換器が室外蒸発器として機能するときに室外熱交換器の下流側となる位置に設けられ、上流側から下流側への冷媒の流れを制御する電動の制御弁と、制御弁への供給電流を制御して制御弁の上流側の圧力を調整する制御部と、を備える。制御弁は、上流側通路と下流側通路とを直接つなぐ主通路を、主弁孔に接離して開閉する主弁体を有し、その主弁体が、上流側通路と下流側通路と背圧室とを区画するように設けられる主弁と、上流側通路と下流側通路とを背圧室を介してつなぐ副通路の開度を、副弁孔に接離して調整可能な電磁駆動のパイロット弁体を有し、そのパイロット弁体が、主弁の開弁時には主弁の上流側の圧力を供給電流値に応じた設定圧力に近づけるよう動作するパイロット弁と、を備える。
【００１０】
この態様によると、暖房運転時において室内蒸発器が機能するとともに室外熱交換器が室外蒸発器として機能するときに、制御弁の上流側の圧力を適正に調整でき、室外熱交換器における冷媒の蒸発温度ひいては蒸発量を調整することができる。その結果、室内蒸発器における冷媒の蒸発量を調整することができる。すなわち、その室内蒸発器の蒸発量を確保することで、暖房運転時においても室内蒸発器に導入される冷媒の流量を確保することができ、それにより車室内の湿度機能を適正に維持することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、暖房運転時の除湿性能等を良好に確保可能な車両用冷暖房装置、およびその車両用冷暖房装置に好適な制御弁を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係る車両用冷暖房装置の概略構成を表すシステム構成図である。
【図２】車両用冷暖房装置の動作を表す説明図である。
【図３】第２制御弁の具体的構成を表す断面図である。
【図４】第２制御弁の動作状態を表す説明図である。
【図５】差圧オリフィスの構成および動作を表す断面図である。
【図６】第２実施形態に係る第２制御弁の具体的構成を表す断面図である。
【図７】第２制御弁の動作状態を表す説明図である。
【図８】第３実施形態に係る第２制御弁の具体的構成を表す断面図である。
【図９】第２制御弁の動作状態を表す説明図である。
【図１０】第４実施形態に係る第２制御弁の具体的構成を表す断面図である。
【図１１】第２制御弁の動作状態を表す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る車両用冷暖房装置の概略構成を表すシステム構成図である。本実施形態は、本発明の車両用冷暖房装置を電気自動車の冷暖房装置として具体化したものである。
【００１４】
車両用冷暖房装置１は、圧縮機２、室内凝縮器３、第１制御弁４、室外熱交換器５、第２制御弁６、蒸発器７およびアキュムレータ８を配管にて順次接続した冷凍サイクル（冷媒循環回路）を備える。車両用冷暖房装置１は、冷媒としての代替フロン（ＨＦＣ−１３４ａ）が冷凍サイクル内を状態変化しながら循環する過程で、その冷媒の熱を利用して車室内の空調を行うヒートポンプ式の冷暖房装置として構成されている。なお、本実施形態においては、室外熱交換器５と第２制御弁６とをつなぐ通路と、蒸発器７とアキュムレータ８とをつなぐ通路とを接続するバイパス通路９が設けられ、そのバイパス通路９に切替弁１１が配設されている。
【００１５】
車両用冷暖房装置１は、空気の熱交換が行われるダクト１０を有し、そのダクト１０における空気の流れ方向上流側から室内送風機１２、蒸発器７、室内凝縮器３が配設されている。室内凝縮器３の上流側には、エアミックスドア１４が回動自在に設けられ、室内凝縮器３を通過する風量と室内凝縮器３を迂回する風量との比率が調節される。また、室外熱交換器５に対向するように室外送風機１６が配置されている。
【００１６】
圧縮機２は、ハウジング内にモータと圧縮機構を収容する電動圧縮機として構成され、図示しないバッテリからの供給電流により駆動され、モータの回転数に応じて冷媒の吐出容量が変化する。この圧縮機２としては、レシプロ式、ロータリ式、スクロール式など、様々な形式の圧縮機を採用することができるが、電動圧縮機そのものは公知であるため、その説明については省略する。
【００１７】
室内凝縮器３は、車室内に設けられ、室外熱交換器５とは別に冷媒を放熱させる補助凝縮器として機能する。すなわち、圧縮機２から吐出された高温・高圧の冷媒が室内凝縮器３を通過する際に放熱する。エアミックスドア１４の開度に応じて振り分けられた空気は、室内凝縮器３を通過する過程でその熱交換が行われる。
【００１８】
第１制御弁４は、室内凝縮器３と室外熱交換器５とをつなぐ主通路の開度を調整する。第１制御弁４は、その主通路を開閉する弁部と、その弁部を駆動するソレノイドを備え、供給電流の有無によって弁部を開閉する。また、主通路を第１制御弁４の前後で迂回するバイパス通路が設けられ、そのバイパス通路にオリフィス１８が設けられている。オリフィス１８の開口面積は、第１制御弁４の開弁時の開口面積よりも十分に小さいが、このように第１制御弁４と並列にオリフィス１８が設けられることで、第１制御弁４の閉弁時においても所定流量の冷媒の流れが許容される。
【００１９】
室外熱交換器５は、車室外に配置され、冷房運転時に内部を通過する冷媒を放熱させる室外凝縮器として機能する一方、暖房運転時には内部を通過する冷媒を蒸発させる室外蒸発器として機能する。室外送風機１６は、吸い込み式の送風機であり、軸流ファンをモータにより回転駆動することにより外気を導入する。室外熱交換器５は、その外気と冷媒との間で熱交換をさせる。
【００２０】
第２制御弁６は、室外熱交換器５と蒸発器７とをつなぐ主通路の開度を調整する。第２制御弁６は、その主通路を開閉する弁部と、その弁部を駆動するソレノイドを備え、供給電流値に応じて弁部の開度を調整する。第２制御弁６は、その上流側圧力が供給電流値に応じた一定の値（設定圧力）となるように動作する定圧弁として機能可能に構成されている。すなわち、第２制御弁６の弁部は、上流側圧力がソレノイドへの供給電流値に対応づけられた値となるよう自律的に動作する。
【００２１】
また、第２制御弁６の前後を迂回するようにバイパス通路１３が設けられ、そのバイパス通路１３に差圧オリフィス２０が設けられている。すなわち、差圧オリフィス２０が、第２制御弁６と並列に設けられ、第２制御弁６の閉弁時においても前後差圧が予め設定された差圧（設定差圧）よりも高くなると、所定流量の冷媒の流れを許容する。差圧オリフィス２０は、差圧弁とオリフィスとを一体に形成したものであり、そのオリフィスの開口面積は、第２制御弁６の全開時の開口面積よりも十分に小さい。なお、第２制御弁６および差圧オリフィス２０の構造については後に詳述する。
【００２２】
蒸発器７は、車室内に配置され、内部を通過する冷媒を蒸発させる室内蒸発器として機能する。すなわち、第２制御弁６の通過により低温・低圧となった冷媒は、蒸発器７を通過する際に蒸発する。ダクト１０の上流側から導入された空気は、その蒸発潜熱によって冷却される。このとき冷却・除湿された空気は、エアミックスドア１４の開度に応じて室内凝縮器３を通過するものと、室内凝縮器３を迂回するものとに振り分けられる。室内凝縮器３を通過する空気は、その通過過程で加熱される。室内凝縮器３を通過した空気と迂回した空気とが室内凝縮器３の下流側にて混合されて目標の温度に調整され、図示しない吹出口から車内に供給される。例えば、ベント吹出口、フット吹出口、デフ吹出口等から車室内所定場所に向かって吹き出される。
【００２３】
アキュムレータ８は、蒸発器から送出された冷媒を気液分離して溜めておく装置であり、液相部と気相部とを有する。このため、仮に蒸発器７から想定以上の液冷媒が導出されたとしても、その液冷媒を液相部に溜めおくことができ、気相部の冷媒を圧縮機２に導出することができる。その結果、圧縮機２の圧縮動作に支障をきたすこともない。一方、本実施形態では、その液相部の冷媒の一部を圧縮機２に供給できるようにされており、圧縮機２に必要量の潤滑オイルを戻すことができるようになっている。
【００２４】
切替弁１１は、室外熱交換器５から導出された冷媒をバイパス通路９を経由するように流すか否かを切り替える。本実施形態において、切替弁１１は通電により開弁する電磁駆動の開閉弁からなり、特に外部温度が低くなり、蒸発器７の凍結が予測される状況下にある場合には、適宜、第２制御弁６を閉弁させて蒸発器７へつながる通路を遮断するとともに、切替弁１１を開弁させて蒸発器７を迂回させるバイパス通路９を開放する。その間にダクト１０を通過する空気により蒸発器７が温められ、凍結防止を図ることができる。なお、このような開閉弁そのものについては公知のものを用いることができるため、その詳細な説明については省略する。
【００２５】
以上のように構成された車両用冷暖房装置１は、制御部１００により制御される。制御部１００は、各種演算処理を実行するＣＰＵ、各種制御プログラムを格納するＲＯＭ、データ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるＲＡＭ、入出力インターフェース等を備える。制御部１００には、車両用冷暖房装置１に設置された図示しない各種センサ・スイッチ類からの信号が入力される。制御部１００は、車両の乗員によりセットされた室温を実現するために各アクチュエータの制御量を演算し、各アクチュエータの駆動回路に制御信号を出力する。図示の例では、制御部１００は、第１制御弁４の開閉制御、第２制御弁６の開閉制御、切替弁１１の開閉切替制御のほか、圧縮機２，室内送風機１２，室外送風機１６およびエアミックスドア１４の駆動制御も実行する。
【００２６】
制御部１００は、第２制御弁６の駆動回路に設定したデューティ比のパルス信号を出力するＰＷＭ出力部を有するが、その構成自体には公知のものが採用されるため、詳細な説明を省略する。制御部１００は、特に暖房運転時において、車室内外の温度、蒸発器７の吹き出し空気温度等、各種センサにて検出された所定の外部情報に基づいて設定圧力を決定し、第２制御弁６の上流側圧力がその設定圧力となるよう通電制御を行う。
【００２７】
本実施形態では、圧縮機２の吸入圧力（第２制御弁６の下流側圧力）が目標圧力となるよう制御されるため、結果的に第２制御弁６の下流側圧力が調整されることになる。一方、第２制御弁６によりその上流側圧力を独立に制御することで、後述のように蒸発器７に確実に液冷媒を導入できるようになり、除湿性能を確保することができる。制御部１００は、外部情報に基づいて第２制御弁６の上流側圧力の適正値を設定圧力として設定し、その設定圧力を実現するための電流を第２制御弁６に供給する。第２制御弁６の弁部は、供給電流値に対応した上流側圧力が得られるよう自律的に動作し、その開度を調整する。
【００２８】
次に、本実施形態の冷凍サイクルの動作について説明する。図２は、車両用冷暖房装置の動作を表す説明図である。（Ａ）は冷房運転時の状態を示し、（Ｂ）は暖房運転時の状態を示し、（Ｃ）は特定暖房運転時の状態を示している。なお、ここでいう「冷房運転」は、冷房機能が暖房機能よりも大きく機能する運転状態であり、「暖房運転」は、暖房機能が冷房機能よりも大きく機能する運転状態であり、「特定暖房運転」は、蒸発器７を実質的に機能させない暖房運転であり、外部環境等に応じて暖房運転時に適宜実行される。
【００２９】
各図の上段には冷凍サイクルの動作を説明するモリエル線図が示されている。その横軸がエンタルピーを表し、縦軸が各種圧力を表している。各図の下段には、冷凍サイクルの動作状態が示されている。図中の太線および矢印が冷媒の流れを示し、符号ａ〜ｆはモリエル線図のそれと対応している。また、図中の「×」は冷媒の流れが遮断されていることを示している。なお、同図の下段は図１に対応するが、エアミックスドア１４等の図示を省略するなど便宜上簡略表記されている。
【００３０】
図２（Ａ）に示すように、冷房運転時においては、第１制御弁４が開弁される一方、第２制御弁６の主弁（後述する）は閉弁される。切替弁１１は、バイパス通路９を遮断する。このとき、室外熱交換器５は室外凝縮器として機能する。すなわち、圧縮機２から吐出された冷媒は、室内凝縮器３、第１制御弁４、室外熱交換器５、差圧オリフィス２０、蒸発器７、アキュムレータ８の順に経由するように循環して圧縮機２に戻る。室内凝縮器３から導出された冷媒の一部は、オリフィス１８を通過するが、その流量は第１制御弁４を通過する流量に比べて相当少ない。
【００３１】
すなわち、圧縮機２から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、室内凝縮器３および室外熱交換器５を経ることで凝縮され、差圧オリフィス２０にて断熱膨張され、冷温・低圧の気液二相冷媒となって蒸発器７に導入される。そして、その蒸発器７を通過する過程で蒸発し、車室内の空気を冷却・除湿する。このとき、エアミックスドア１４の開度が適度に調整され、その空気の温度調整が行われる。
【００３２】
一方、図２（Ｂ）に示すように、暖房運転時においては、第１制御弁４が閉弁される一方、第２制御弁６が開弁される。切替弁１１は、バイパス通路９を遮断する。このとき、エアミックスドア１４は温度設定に応じた適切な開度となるよう駆動される。このとき、室外熱交換器５は室外蒸発器として機能する。すなわち、圧縮機２から吐出された冷媒は、室内凝縮器３、オリフィス１８、室外熱交換器５、第２制御弁６、蒸発器７、アキュムレータ８の順に経由するように循環して圧縮機２に戻る。
【００３３】
すなわち、圧縮機２から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、室内凝縮器３を経て凝縮され、オリフィス１８にて断熱膨張され、室外熱交換器５にて蒸発され、さらに第２制御弁６にて断熱膨張され、冷温・低圧の気液二相冷媒となって蒸発器７を通過する。すなわち、冷媒は、室外熱交換器５および蒸発器７を通過する過程で順次蒸発するが、後段の蒸発器７における蒸発潜熱により車室内の空気が冷却され、除湿される。すなわち、蒸発器７によって冷却・除湿された空気は、室内凝縮器３を経由することで加熱され、適度に温められて車内に供給される。
【００３４】
図２（Ｂ）の上段に示すように、このとき室外熱交換器５での蒸発量が第２制御弁６の上流側圧力Ｐ１を制御することにより調整される。図示のように、上流側圧力Ｐ１の設定値（設定圧力Ｐset）が比較的高く設定されると、実線部分にて示されるように、室外熱交換器５における蒸発量が相対的に小さくなる（蒸発器７における蒸発量が相対的に大きくなる）。逆に、設定圧力Ｐsetが比較的低く設定されると、二点鎖線部分にて示されるように、室外熱交換器５における蒸発量が相対的に大きくなる（蒸発器７における蒸発量が相対的に小さくなる）。
【００３５】
制御部１００は、設定温度を実現する過程で蒸発器７における熱交換量を制御するが、その際、設定圧力Ｐsetを適切に設定することで、循環する冷媒の室外熱交換器５における蒸発量を調整する。すなわち、制御部１００は、外部情報に基づいて第２制御弁６の上流側圧力Ｐ１を演算して設定圧力Ｐsetとして設定し、その設定圧力Ｐsetを実現するための電流を第２制御弁６に供給する。それにより、室外熱交換器５と蒸発器７との蒸発量の比率を調整でき、蒸発器７での蒸発量を確保して除湿機能を確保することができる。
【００３６】
また、図２（Ｃ）に示すように、特定暖房運転時においては、暖房運転時と同様に第１制御弁４が閉弁される。このとき、第２制御弁６が閉弁されるとともに切替弁１１が開弁され、冷媒通路がバイパス通路９に切り替えられる。その結果、第２制御弁６の前後差圧が小さくなり（ほぼゼロとなり）、差圧オリフィス２０の閉弁状態も維持される。すなわち、蒸発器７へつながる通路が遮断されるとともに、バイパス通路９が開放される。このため、冷媒は蒸発器７を通過せずに迂回する。それにより、一時的に蒸発器７に低温・低圧の液冷媒が供給されなくなるため、蒸発器７の温度が極低温となって凍結するのを抑制できる。このとき、ダクト１０を通過する空気により蒸発器７が温められる。
【００３７】
本実施形態において、制御部１００は、外気温が予め設定する極低温（例えば−１０℃以下）となっている場合、図２（Ｂ）に示す暖房運転と図２（Ｃ）に示す特定暖房運転とを併用し、これらを交互に切り替えるように制御する。これにより、暖房運転により除湿性能を確保するとともに、特定暖房運転により蒸発器７の凍結を防止することができる。
【００３８】
次に、第２制御弁６の具体的構成について説明する。
図３は、第２制御弁の具体的構成を表す断面図である。なお、以下の説明においては便宜上、図示の状態を基準に各構造の位置関係を表現することがある。
第２制御弁６は、その上流側圧力が供給電流値に応じた設定圧力となるよう流体の流れを制御可能なパイロット作動式の制御弁として構成されている。第２制御弁６は、弁本体１０１とソレノイド１０２とを組み付けて構成される。
【００３９】
弁本体１０１は、有底円筒状のボディ１０３に主弁１０５とパイロット弁１０６とを同軸状に収容して構成される。ボディ１０３の一方の側部には、冷凍サイクルの上流側通路に連通する入口ポート１１０が設けられ、他方の側部には、冷凍サイクルの下流側通路に連通する出口ポート１１２が設けられている。ボディ１０３の内部中央には、半径方向内向きに延出した区画壁１１４が設けられている。区画壁１１４は、ボディ１０３内を高圧側の圧力室１１６と低圧側の圧力室１１８とに区画している。圧力室１１６は入口ポート１１０に連通し、圧力室１１８は出口ポート１１２に連通している。
【００４０】
区画壁１１４の環状の内周部により主弁孔１２０が形成され、その上流側開口端部により主弁座１２２が形成されている。圧力室１１６には主弁体１２４が配設されている。主弁体１２４は、有底円筒状の本体を有し、その本体の底部周縁部が主弁座１２２に着脱して主弁１０５を開閉する。その底部周縁部の内側近傍からは下方に向けて複数の脚部１３１が延設されており（同図には１つのみ表示）、主弁孔１２０の内周面によって摺動可能に支持されている。
【００４１】
一方、主弁体１２４の上端開口部には半径方向外向きに延出するフランジ部１２６が設けられ、ボディ１０３の内周面に摺動可能に支持されている。フランジ部１２６の外周面にはシール用のＯリング１２８が嵌着されている。フランジ部１２６は、圧力室１１６を高圧室１３０と背圧室１３２とに区画する。また、主弁体１２４の上端開口部におけるフランジ部１２６の内方には環状のストッパ１３４が圧入嵌合されている。また、ストッパ１３４の内周縁部から上方に向けて複数の脚部１３６が延設されており（同図には１つのみ表示）、ソレノイド１０２の内部まで延出している。
【００４２】
また、主弁体１２４の側部には、内外を連通する小断面のリーク通路１３８が形成されている。すなわち、入口ポート１１０に導入された冷媒の一部は、リーク通路１３８を経て主弁体１２４の内部空間Ｓに導入され、ストッパ１３４の内方を通過して背圧室１３２に導入される。主弁体１２４の底部中央には、その軸線方向に内外を連通させる副弁孔１４０が形成されている。そして、その副弁孔１４０の上流側開口縁部により副弁座１４２が形成されている。後述のように、パイロット弁１０６を構成するパイロット弁体１４４が、制御状態に応じて副弁座１４２に着脱して副弁孔１４０を開閉する。なお、高圧室１３０と圧力室１１８とを主弁１０５を介してつなぐ通路が第２制御弁６における「主通路」を構成し、高圧室１３０と圧力室１１８とをパイロット弁１０６を介してつなぐ通路が第２制御弁６における「副通路」を構成する。
【００４３】
パイロット弁体１４４は、中空のハウジング１４６と、ハウジング１４６内を密閉空間Ｓ１と開放空間Ｓ２とに仕切るように配設されたダイヤフラム１４８（可撓性部材）と、密閉空間Ｓ１に配設されたスプリング１５０（付勢部材）と、開放空間Ｓ２に収容される反力伝達部材１５１とを備えている。反力伝達部材１５１は、ハウジング１４６を貫通して上方に延びる複数の脚部１５２（同図には１つのみ表示）を有する。開放空間Ｓ２は、主弁体１２４の内部空間Ｓを介して背圧室１３２に連通している。
【００４４】
ハウジング１４６は、ともにステンレスからなる有底段付円筒状の第１ハウジング１５３および第２ハウジング１５４からなり、これらの開口部を突き合わせてその外縁部に金属薄板からなるダイヤフラム１４８の外縁部を挟むようにして組み付けられる。このハウジング１４６は、第１ハウジング１５３と第２ハウジング１５４との間にダイヤフラム１４８を挟んだ状態でその接合部に沿って外周溶接が施されることにより、容器状に形成されている。この溶接は真空雰囲気内で行われるため、密閉空間Ｓ１は真空状態となっているが、密閉空間Ｓ１内に大気等を満たすようにしてもよい。
【００４５】
第１ハウジング１５３は、その上底部においてソレノイド１０２の第１プランジャ１７１に固定されている。第１ハウジング１５３には、反力伝達部材１５１の複数の脚部１５２のそれぞれを貫通させる貫通孔１５５が設けられている。第１ハウジング１５３の内部は、その貫通孔１５５を介して内部空間Ｓと連通しており、中間圧力Ｐｐが導入される。ダイヤフラム１４８は、この中間圧力Ｐｐを感知してパイロット弁１０６の開閉方向に変位する。一方、第２ハウジング１５４の底部中央は下方に向けて円錐状に突設されており、そのテーパ部が副弁座１４２に着脱する弁体部１５６を構成している。
【００４６】
ダイヤフラム１４８の第２ハウジング１５４側の端面には、ステンレスからなるディスク１５７が当接し、ディスク１５７と第２ハウジング１５４との間に、設定荷重調整用のスプリング１５０が介装されている。ディスク１５７の周縁部が第２ハウジング１５４に係止されることにより、ダイヤフラム１４８の下方への変位が規制される。
【００４７】
ダイヤフラム１４８の第１ハウジング１５３側の面の中央部には、ステンレスからなる円板状の反力伝達部材１５１が当接している。この反力伝達部材１５１の外周部の複数カ所には、上方（つまりダイヤフラム１４８と反対側）に延出して第１ハウジング１５３の貫通孔１５５から突出する脚部１５２が設けられている。これらの脚部１５２は、ダイヤフラム１４８の動作により、ストッパ１３４の下面に着脱可能になっている。
【００４８】
以上のような構成において、上流側の高圧室１３０の圧力Ｐ１（「上流側圧力Ｐ１」という）は、リーク通路１３８を経ることで内部空間Ｓにて中間圧力Ｐｐとなり、背圧室１３２に導入される一方、主弁１０５を経て減圧されて圧力Ｐ２（「下流側圧力Ｐ２」という）となる。中間圧力Ｐｐは、パイロット弁１０６の開閉状態によって変化する。
【００４９】
一方、ソレノイド１０２は、ボディ１０３の上端開口部を封止するように取り付けられた有底円筒状のスリーブ１７０を有する。スリーブ１７０内には、第１プランジャ１７１（「第１の可動鉄心」に該当する）および第２プランジャ１７２（「第２の可動鉄心」に該当する）が軸線方向に対向配置されるように収容されている。スリーブ１７０の外周部にはボビン１７３が設けられ、そのボビン１７３に電磁コイル１７４が巻回されている。そして、電磁コイル１７４を外部から覆うようにケース１７６が設けられている。スリーブ１７０は、ケース１７６を軸線方向に貫通している。電磁コイル１７４からは通電用のハーネス１７８が引き出されている。
【００５０】
第１プランジャ１７１は、円柱状をなし、その外周部には軸線方向に延びる複数のスリット１８０（同図にはその１つを表示）が設けられている。前述の主弁体１２４の脚部１３６は、このスリット１８０を介して上方に延出している。パイロット弁体１４４は、第１ハウジング１５３の上端部において第１プランジャ１７１の下端部に接合されている。すなわち、パイロット弁体１４４は、第１プランジャ１７１と一体的に動作する。
【００５１】
第２プランジャ１７２は、円筒状をなし、その内部中央に隔壁１８２が設けられている。隔壁１８２の中央には通気用の孔が形成されている。第２プランジャ１７２は、その下端面にて脚部１３６の上端面に当接してこれを支持する。第１プランジャ１７１と第２プランジャ１７２との間には、第１プランジャ１７１を介してパイロット弁体１４４を閉弁方向に付勢するスプリング１８４（「付勢部材」に該当する）が介装されている。第２プランジャ１７２とスリーブ１７０との間には、第２プランジャ１７２を介して主弁体１２４を閉弁方向に付勢するスプリング１８６が介装されている。すなわち、主弁体１２４は、第２プランジャ１７２と一体的に動作可能となっている。
【００５２】
以上のように構成された第２制御弁６は、上流側圧力が供給電流値に応じた設定圧力となるよう流体の流れを制御可能なパイロット作動式の制御弁として機能する。以下、その動作について詳細に説明する。
図４は、第２制御弁の動作状態を表す説明図である。図４は、ソレノイド１０２がオン（通電状態）にされた制御状態を表している（図２（Ｂ）に対応）。なお、既に説明した図３は、ソレノイド１０２がオフにされた状態を表している（図２（Ａ）に対応）。
【００５３】
図３に示すように、第２制御弁６は、ソレノイド１０２がオフにされた状態では定圧制御は行わず、閉弁状態を維持する。このとき、後述のように差圧オリフィス２０が膨張装置として機能する。すなわち、第２制御弁６においてソレノイド力が作用しないため、スプリング１８４によってパイロット弁体１４４が閉弁方向に付勢され、パイロット弁１０６が閉弁状態となる。一方、スプリング１８６によって第２プランジャ１７２を介して主弁体１２４が閉弁方向に付勢され、主弁１０５も閉弁状態となる。このとき、背圧室１３２には上流側からリーク通路１３８を介して冷媒が導入されるため、中間圧力Ｐｐは、上流側圧力Ｐ１に等しくなる。
【００５４】
一方、図４に示すように、第２制御弁６は、ソレノイド１０２がオンにされると、その上流側圧力Ｐ１が供給電流値に応じた設定圧力Ｐsetとなるよう動作する定圧弁として機能する。すなわち、第２制御弁６は、ソレノイド力によって第１プランジャ１７１と第２プランジャ１７２との間に吸引力が作用するため、パイロット弁体１４４が開弁方向に付勢され、パイロット弁１０６が開弁状態となる。それにより、中間圧力Ｐｐが低下するため、主弁体１２４が上流側圧力Ｐ１と中間圧力Ｐｐとの差圧（Ｐ１−Ｐｐ）の影響を受けて開弁方向に動作し、主弁１０５が開弁する。
【００５５】
このとき、上流側から入口ポート１１０を介して導入された冷媒は、開弁された主弁１０５を介して減圧膨張され、出口ポート１１２を介して下流側へ導出される。また、入口ポート１１０を介して導入された冷媒の一部は、リーク通路１３８を介して背圧室１３２に導入され、パイロット弁１０６を介して圧力室１１８に導出され、出口ポート１１２を介して下流側へ導出される。このとき、上流側圧力Ｐ１が設定圧力Ｐsetとなるよう主弁１０５の開度が調整される。
【００５６】
この定圧制御状態において、上流側圧力Ｐ１が設定差圧Ｐsetよりも大きくなると、中間圧力Ｐｐが大きくなるため、ダイヤフラム１４８が密閉空間Ｓ１を縮小させる方向に変位する。このとき、ソレノイド力によって反力伝達部材１５１がストッパ１３４に係止された状態にあるため、ハウジング１４６が相対的に上方に動作し、パイロット弁１０６の開度を拡大する。その結果、中間圧力Ｐｐが低下するため、主弁体１２４が開弁方向に動作し、上流側圧力Ｐ１が低下する方向に変化する。
【００５７】
逆に、上流側圧力Ｐ１が設定差圧Ｐsetよりも小さくなると、ダイヤフラム１４８が密閉空間Ｓ１を拡大させる方向に変位する。このとき、ソレノイド力によって反力伝達部材１５１がストッパ１３４に係止された状態にあるため、ハウジング１４６が相対的に下方に動作し、パイロット弁１０６の開度を縮小する。その結果、中間圧力Ｐｐが上昇するため、主弁体１２４が閉弁方向に動作し、上流側圧力Ｐ１が上昇する方向に変化する。このようにして、上流側圧力Ｐ１が設定圧力Ｐsetに維持される。
【００５８】
図５は、差圧オリフィスの構成および動作を表す断面図である。（Ａ）は閉弁開始状態を示し、（Ｂ）は開弁状態を示し、（Ｃ）は全開状態を示している。
差圧オリフィス２０は、円筒状のボディ３２２と、そのボディ３２２内に配設された有底段付円筒状の弁体３６３とを含んで構成される。ボディ３２２の上流側端部には上流側通路に連通するポート３２４が設けられ、下流側端部には下流側通路に連通するポート３２６が設けられている。ボディ３２２の長手方向中央部には、段付円筒状のガイド部材３２８が同軸状に配設されている。ガイド部材３２８は、その上流側半部に半径方向外向きに延出するフランジ部３３０を有し、そのフランジ部３３０を介してボディ３２２に圧入されている。ガイド部材３２８の内方にはガイド孔３２９が形成されている。
【００５９】
また、ボディ３２２におけるガイド部材３２８の上流側位置には、半径方向内向きに延出した区画壁３３２が設けられている。区画壁３３２の環状の内周部により弁孔３３３が形成されている。弁孔３３３の下流側開口縁により弁座３３５が形成されている。そして、区画壁３３２の上流側に高圧室３３６、区画壁３３２とガイド部材３２８との間に中間圧力室３３８、ガイド部材３２８の下流側に低圧室３４０が、それぞれ形成されている。
【００６０】
弁体３６３は、弁体部３６４とオリフィス部３６５とが一体に形成されたものであり、そのオリフィス部３６５がガイド孔３２９を貫通するように配置され、ガイド部材３２８に摺動可能に支持されている。弁体部３６４は、中間圧力室３３８に配置され、オリフィス部３６５の上流側に連設されている。弁体部３６４の先端部には、弾性材（本実施形態ではゴム）からなる弁部材３４２が嵌着されている。弁体３６３は、この弁部材３４２が弁座３３５に着脱することにより連通路１５９を開閉する。
【００６１】
オリフィス部３６５は、その上流側端部が中間圧力室３３８にて開口し、下流側端部が低圧室３４０にて開口している。すなわち、オリフィス部３６５の内部には、中間圧力室３３８と低圧室３４０とを連通する小断面のオリフィス通路３６６が形成されている。図示のように、オリフィス通路３６６は、弁体３６３の開閉方向に延びるように形成されている。オリフィス部３６５は、弁体部３６４との接続部において外径がやや拡径されており、その拡径部がフランジ部３３０に係止されることにより、下流側への変位が規制される。弁体部３６４とフランジ部３３０との間には、弁体３６３を閉弁方向に付勢するスプリング１６９（「付勢部材」として機能する）が介装されている。
【００６２】
このような構成により、上流側通路からポート３２４を介して導入された上流側圧力Ｐ１は、弁部を経て減圧されることで中間圧力室３３８にて中間圧力Ｐｐ３となり、さらにオリフィス通路３６６を経て減圧されることで下流側圧力Ｐ２となる。ただし、弁孔３３３の内径Ａとガイド孔３２９の内径Ｂとが等しくされているため、弁体３６３に作用する中間圧力Ｐｐ３の影響はキャンセルされる。すなわち、差圧オリフィス２０は、その前後差圧（Ｐ１−Ｐ２）が設定値（第２設定差圧）を超えると開弁する差圧弁として機能するとともに、冷媒の逆流を防止する逆止弁として機能する。この設定値は、スプリング１６９の荷重により設定されている。
【００６３】
すなわち、差圧オリフィス２０は、前後差圧（Ｐ１−Ｐ２）が設定値よりも小さい状態においては、図５（Ａ）に示すように閉弁状態となる。このとき、連通路１５９における冷媒の流れが遮断される。前後差圧（Ｐ１−Ｐ２）が設定値よりも大きくなると、差圧オリフィス２０が図５（Ｂ）および（Ｃ）に示すように開弁し、連通路１５９における冷媒の流れが許容される。
【００６４】
以上のような構成において、図５（Ａ）に示すように、弁体３６３が弁座３３５に着座した状態においては、中間圧力室３３８にも下流側圧力Ｐ２（中間圧力Ｐｐ３＝下流側圧力Ｐ２）が満たされ、オリフィス通路３６６の内部にはその全長にわたって下流側圧力Ｐ２が作用する。そして、図５（Ｂ）に示すように、弁体３６３が弁座３３５から離間を開始すると同時に中間圧力Ｐｐ３が上流側圧力Ｐ１に近づき、オリフィス通路３６６の上流部に上流側圧力Ｐ１が作用するようになる。オリフィス通路３６６の圧力損失もあることから、その上流端から下流端に向けて圧力勾配が形成され、オリフィス通路３６６の内部を通過する冷媒により弁体３６３に開弁方向の流体摩擦が作用するようになる。この結果、弁体３６３の開弁開始と同時にその開弁が促進され、弁体３６３が速やかに図５（Ｃ）に示すような全開状態に落ち着くことができる。つまり、弁体３６３が図５（Ｂ）に示すような微小開度に留まることを防止でき、オリフィスとしての機能（オリフィスに設定された特性）を良好に発揮することができる。
【００６５】
本実施形態では、図２（Ｃ）に示したように第２制御弁６が閉弁された状態で切替弁１１が開弁されると、差圧オリフィス２０の前後差圧（Ｐ１−Ｐ２）が実質的にゼロに近づく。このため、主弁１０５、パイロット弁１０６および差圧オリフィス２０の全てを閉弁状態とすることができる。その結果、冷媒は蒸発器７を通過せずに迂回する。それにより、一時的に蒸発器７に低温・低圧の液冷媒が供給されなくなるため、蒸発器７の温度が極低温となって凍結するのが防止される。
【００６６】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態に係る車両用冷暖房装置は、第２制御弁の構造が異なる点を除き、第１実施形態と同様である。このため、第１実施形態とほぼ同様の構成部分については同一の符号を付す等して適宜その説明を省略する。図６は、第２実施形態に係る第２制御弁の具体的構成を表す断面図である。
【００６７】
第２制御弁２６は、弁本体２０１とソレノイド２０２とを組み付けて構成され、その上流側圧力が供給電流値に応じた設定圧力となるよう流体の流れを制御可能なパイロット作動式の制御弁として構成されている。
【００６８】
弁本体２０１は、ボディ２０３に主弁２０５とパイロット弁２０６とを同軸状に収容して構成される。ボディ２０３の一方の側部には入口ポート１１０が設けられ、他方の側部には出口ポート１１２が設けられているが、そのボディ２０３に対する各ポートの位置関係は、第１実施形態のボディ１０３とは逆となっている。ボディ１０３の内部中央には環状の区画部材２２０が圧入されている。区画部材２２０は、ボディ２０３内を高圧側の圧力室２１６と低圧側の圧力室２１８とに区画している。圧力室２１６は入口ポート１１０に連通し、圧力室２１８は出口ポート１１２に連通している。区画部材２２０の環状の内周部により主弁孔１２０が形成されている。圧力室２１６と圧力室２１８とを跨ぐように主弁体２２４が配設されている。主弁体２２４は、その下端部に設けられた弁体部２２５が主弁孔１２０に挿抜されることにより、主弁２０５を開閉する。
【００６９】
一方、主弁体２２４の上端部には、半径方向外向きに延出するフランジ部２２６が設けられ、ボディ２０３の内周面に摺動可能に支持されている。フランジ部２２６の外周面にはＯリング１２８が嵌着されている。フランジ部２２６は、圧力室２１８を背圧室１３２と低圧室２３０とに区画する。また、フランジ部２２６には、背圧室１３２と低圧室２３０とを連通させる小断面のリーク通路１３８が設けられており、背圧室１３２から低圧室２３０への所定流量の冷媒の流れを許容する。なお、圧力室２１６と低圧室２３０とを主弁２０５を介してつなぐ通路が第２制御弁２６における「主通路」を構成し、圧力室２１６と低圧室２３０とをパイロット弁２０６を介してつなぐ通路が第２制御弁２６における「副通路」を構成する。
【００７０】
主弁体２２４には、その本体を軸線方向に貫通する挿通孔２３２が設けられており、その下端開口部（上流側端部）により副弁孔２４０が形成され、その開口端縁により副弁座２４２が形成されている。挿通孔２３２には、ソレノイド２０２から延びるシャフト２６０が摺動可能に挿通され、そのシャフト２６０の下端部にパイロット弁体２４４が接合されている。パイロット弁体２４４は、制御状態に応じて副弁座２４２に上流側（下方）から着脱してパイロット弁２０６を開閉する。また、挿通孔２３２には長手方向に延びる連通溝２４６が設けられ、その連通溝２４６とシャフト２６０との間にパイロット通路２６２が形成されている。パイロット通路２６２は、副弁孔２４０と背圧室１３２とを連通させる。
【００７１】
パイロット弁体２４４は、副弁座２４２に着脱するテーパ状の弁体部を有し、その弁体部から上方に延びる縮径部の先端がシャフト２６０の下端面に当接されている。パイロット弁体２４４の下端部には、半径方向外向きに延びる係止部２４８が設けられている。係止部２４８は、後述する感圧部材による閉弁方向の付勢力を受圧する受圧部として機能する。パイロット弁体２４４と主弁体２２４との間には、パイロット弁体２４４を閉弁方向に付勢するスプリング２４９が介装されている。
【００７２】
パイロット弁体２４４の下端部には、感圧部材としてのベローズ２５１を含むパワーエレメント２５０が設けられている。すなわち、パワーエレメント２５０は、パイロット弁体２４４の下端開口部に外挿されるように圧入された有底円筒状のケース２５２と、その内部に配設されて軸線方向に伸縮動作するベローズ２５１とを含んで構成される。
【００７３】
ベローズ２５１は、可撓性を有する本体２５３の内部に密閉空間Ｓ１を有している。本体２５３は有底筒状をなし、その下端開口部がケース２５２の底部に溶接されることで封止されている。この溶接は真空雰囲気内で行われるため、密閉空間Ｓ１は真空状態となっているが、密閉空間Ｓ１内に大気等を満たすようにしてもよい。本体２５３の内部には段付柱状の心材２５４が配設され、心材２５４の底部が本体２５３の上底部に沿う形状を有している。ケース２５２の底部と心材２５４との間には、心材２５４を介して本体２５３を伸長方向に付勢するスプリング２５６が介装されている。ケース２５２の側部には、内外を連通させる連通孔２５８が形成されている。
【００７４】
すなわち、本体２５３は、内外の圧力差によって伸縮し、所定量伸張すると心材２５４がパイロット弁体２４４に嵌合する。それにより、パワーエレメント２５０による閉弁方向の付勢力がパイロット弁体２４４に付与される。一方、本体２５３が縮小することによりパワーエレメント２５０による付勢力を解除することができるが、所定量縮小すると、心材２５４の下端面がケース２５２に係止されるため、その縮小量も規制される。
【００７５】
以上のような構成において、上流側圧力Ｐ１は、パイロット弁２０６を経ることで中間圧力Ｐｐとなって背圧室１３２に導入される一方、主弁２０５を経て減圧されて下流側圧力Ｐ２となる。中間圧力Ｐｐは、パイロット弁１０６の開閉状態によって変化する。
【００７６】
一方、ソレノイド２０２は、ボディ２０３の上端開口部を封止するように取り付けられた有底円筒状のスリーブ２７０を有する。スリーブ２７０は、Ｏリング２６５を介してボディ２０３に取り付けられている。スリーブ１７０内には、第１プランジャ２７１および第２プランジャ２７２が軸線方向に対向配置されるように収容されている。スリーブ２７０の外周部にはボビン２７３が設けられ、そのボビン２７３に電磁コイル２７４が巻回されている。そして、電磁コイル２７４を外部から覆うように金属製のケース２７５が設けられ、ケース２７５およびスリーブ２７０等の構造体は、樹脂モールドにて形成されたボディ２７６により外部から覆われて保護されている。ボディ２７６には、ケース２７５とともに磁気回路を構成する磁性部材からなるカラー２７７が埋設されている。ボディ２７６の一部は、電磁コイル２７４につながる端子２７９の一端を露出させるコネクタ部としても機能する。
【００７７】
第１プランジャ２７１は、円筒状をなし、その下端面が主弁体２２４の上面（フランジ部２２６の中央上面）に当接可能に配置されている。第１プランジャ２７１とスリーブ２７０との間には、第１プランジャ２７１を主弁体２２４の開弁方向に付勢するスプリング２７８（「付勢部材」として機能する）が介装されている。すなわち、主弁体２２４は、第１プランジャ２７１と一体的に動作可能となっている。シャフト２６０は、第１プランジャ２７１をその軸線にそって貫通し、その上端が第２プランジャ２７２に当接している。すなわち、パイロット弁体２４４は、第２プランジャ２７２と一体的に動作可能となっている。
【００７８】
図７は、第２制御弁の動作状態を表す説明図である。図７は、ソレノイド２０２がオン（通電状態）にされた制御状態を表している。なお、既に説明した図６は、ソレノイド２０２がオフにされた状態を表している。
図６に示すように、第２制御弁２６は、ソレノイド２０２がオフにされた状態では定圧制御は行わず、閉弁状態を維持する。すなわち、第２制御弁２６においてソレノイド力が作用しないため、スプリング２４９によってパイロット弁体２４４が閉弁方向に付勢され、パイロット弁２０６が閉弁状態となる。このため、中間圧力Ｐｐが低くなり、主弁体２２４が閉弁方向に付勢され、主弁２０５も閉弁状態となる。
【００７９】
一方、図７に示すように、第２制御弁２６は、ソレノイド２０２がオンにされると、その上流側圧力Ｐ１が供給電流値に応じた設定圧力Ｐsetとなるよう動作する定圧弁として機能する。すなわち、第２制御弁２６は、ソレノイド力によって第１プランジャ２７１と第２プランジャ２７２との間に吸引力が作用するため、パイロット弁体２４４が開弁方向に付勢され、パイロット弁２０６が開弁状態となる。それにより、中間圧力Ｐｐが上昇するため、主弁体２２４が中間圧力Ｐｐと下流側圧力Ｐ２との差圧（Ｐｐ−Ｐ２）の影響を受けて開弁方向に動作し、主弁２０５が開弁する。
【００８０】
このとき、上流側から入口ポート１１０を介して導入された冷媒は、開弁された主弁２０５を介して減圧膨張され、出口ポート１１２を介して下流側へ導出される。また、入口ポート１１０を介して導入された冷媒の一部は、パイロット弁２０６を介して背圧室１３２に導入され、リーク通路１３８および出口ポート１１２を介して下流側へ導出される。このとき、上流側圧力Ｐ１が設定圧力Ｐsetとなるよう主弁２０５の開度が調整される。
【００８１】
この定圧制御状態において、上流側圧力Ｐ１が設定差圧Ｐsetよりも大きくなると、ベローズ２５１が密閉空間Ｓ１を縮小させる方向に変形する。その結果、パイロット弁体２４４が開弁方向に動作し、パイロット弁２０６の開度を拡大する。その結果、中間圧力Ｐｐが上昇するため、主弁体２２４が開弁方向に動作し、上流側圧力Ｐ１が低下する方向に変化する。逆に、上流側圧力Ｐ１が設定差圧Ｐsetよりも小さくなると、ベローズ２５１が密閉空間Ｓ１を拡大させる方向に変形する。その結果、パイロット弁体２４４が閉弁方向に動作し、パイロット弁２０６の開度を縮小する。その結果、中間圧力Ｐｐが低下するため、主弁体２２４が閉弁方向に動作し、上流側圧力Ｐ１が上昇する方向に変化する。このようにして、上流側圧力Ｐ１が設定圧力Ｐsetに維持される。
【００８２】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態に係る車両用冷暖房装置は、第２制御弁の構造が若干異なる点を除き、第２実施形態と同様である。このため、第２実施形態とほぼ同様の構成部分については同一の符号を付す等して適宜その説明を省略する。図８は、第３実施形態に係る第２制御弁の具体的構成を表す断面図である。
【００８３】
第２制御弁３６は、弁本体３０１とソレノイド２０２とを組み付けて構成され、その上流側圧力が供給電流値に応じた設定圧力となるよう流体の流れを制御可能なパイロット作動式の制御弁として構成されている。
【００８４】
弁本体３０１は、その主弁体３２３の下端部に感温部が設けられている点で、第２実施形態の弁本体２０１とは異なる。すなわち、主弁体３２３の下端部からは円筒状の隔壁３２５が下方に延びるように設けられ、その隔壁３２５の内部空間により副弁室３２７が形成されている。隔壁３２５の下端開口部にはばね受け部材３３１が圧入されている。パイロット弁体３４４の下端部には円板状のばね受け部材３４６が接離可能に配設されており、主弁体３２３の底部とばね受け部材３４６との間にスプリング３５６（感温ばね）が介装され、ばね受け部材３４６とばね受け部材３３１との間にスプリング３５８が介装されている。また、パイロット弁体３４４とばね受け部材３４６との間には、パイロット弁体３４４を閉弁方向に付勢するスプリング３５９が介装されている。
【００８５】
スプリング３５６は、いわゆる形状記憶合金からなり、副弁室３２７の温度（つまり、上流側通路の冷媒温度）を感知してそのばね荷重が変化する。すなわち、スプリング３５６は、その上流側温度が高くなるほどばね剛性（ばね荷重）が大きくなり、上流側温度が低くなるほどばね剛性（ばね荷重）が小さくなるように変化するものである。なお、このような形状記憶合金ばねそのものは公知であるため、その詳細な説明については省略する。なお、変形例においては、スプリング３５６として形状記憶合金ばねに代わり、バイメタル等の感温素子を用いることもできる。
【００８６】
図９は、第２制御弁の動作状態を表す説明図である。図９は、ソレノイド２０２がオンにされた制御状態を表している。なお、既に説明した図８は、ソレノイド２０２がオフにされた状態を表している。
【００８７】
図８に示すように、第２制御弁３６は、ソレノイド２０２がオフにされた状態では定圧制御は行わず、閉弁状態を維持する。すなわち、第２制御弁３６においてソレノイド力が作用しないため、スプリング３５９によってパイロット弁体３４４が閉弁方向に付勢され、パイロット弁３０６が閉弁状態となる。このため、中間圧力Ｐｐが低下し、主弁体３２３が閉弁方向に付勢され、主弁３０５も閉弁状態となる。
【００８８】
一方、図９に示すように、ソレノイド２０２がオンにされると、第２プランジャ２７２が第１プランジャ２７１に吸引されるため、シャフト２６０を介してパイロット弁体３４４が開弁方向に付勢され、パイロット弁３０６が開弁する。このとき、パイロット弁体３４４は、図示のようにばね受け部材３４６に当接して一体動作する。そして、第２制御弁３６は、その上流側圧力Ｐ１が供給電流値に応じた設定圧力Ｐsetとなるよう動作する定圧弁として機能する。ただし、本実施形態では、スプリング３５６が圧力室２１６の冷媒の温度（上流側温度Ｔ１）を感知してそのばね荷重を変化させることにより、結果的に上流側圧力Ｐ１が設定圧力Ｐsetとなるようパイロット弁体３４４が動作する。
【００８９】
すなわち、上流側圧力Ｐ１が設定差圧Ｐsetとなった定圧制御状態において、圧力室２１６の冷媒は飽和状態にあり、上流側圧力Ｐ１が設定差圧Ｐsetよりも大きくなると、上流側温度Ｔ１もこれに対応するように上昇する。その結果、スプリング３５６のばね荷重（ばね剛性）が大きくなる。このため、パイロット弁体３４４に負荷される開弁方向の付勢力が相対的に大きくなる。その結果、パイロット弁体３４４が開弁方向に動作し、パイロット弁３０６の開度を拡大する。その結果、中間圧力Ｐｐが上昇するため、主弁体３２３が開弁方向に動作し、上流側圧力Ｐ１が低下する方向に変化する。
【００９０】
逆に、上流側圧力Ｐ１が設定差圧Ｐsetよりも小さくなると、上流側温度Ｔ１もこれにほぼ比例して低下する。その結果、スプリング３５６のばね荷重（ばね剛性）が小さくなる。このため、パイロット弁体３４４に負荷される閉弁方向の付勢力が相対的に大きくなる。その結果、パイロット弁体３４４が閉弁方向に動作し、パイロット弁３０６の開度を縮小する。その結果、中間圧力Ｐｐが低下するため、主弁体３２３が閉弁方向に動作し、上流側圧力Ｐ１が上昇する方向に変化する。このようにして、上流側圧力Ｐ１が設定圧力Ｐsetに維持される。
【００９１】
なお、本実施形態では、スプリング３５６を感温素子としての形状記憶合金にて構成する例を示したが、変形例においては、スプリング３５８についても形状記憶合金等の感温素子にて構成してもよい。また、スプリング３５６および３５８の少なくとも一方を形状記憶合金やバイメタル等の感温素子にて構成し、同様の機能を実現できるようにしてもよい。
【００９２】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態に係る車両用冷暖房装置は、第２制御弁およびその周辺構造を除き、第１実施形態と同様である。このため、第１実施形態と同様の構成部分についてはその説明を省略する。図１０は、第４実施形態に係る第２制御弁の具体的構成を表す断面図である。
【００９３】
第２制御弁４６は、弁本体４０１とソレノイド４０２とを組み付けて構成され、その上流側圧力が供給電流値に応じた設定圧力となるよう流体の流れを制御可能なパイロット作動式の制御弁として構成されている。第２制御弁４６は、第１実施形態の第２制御弁６と差圧オリフィス２０とを組み合わせた機能を有する。すなわち、本実施形態においても差圧オリフィス４６０が設けられているが、その差圧オリフィス４６０は第２制御弁４６に並設されてはおらず、第２制御弁４６の一部として組み込まれている。
【００９４】
弁本体４０１は、ボディ４０３に主弁４０５とパイロット弁４０６とを同軸状に収容して構成される。ボディ４０３の内部中央には有底段付円筒状の区画部材４１０が圧入されている。ボディ４０３と区画部材４１０との間には、シール用のＯリング４１２が介装されている。区画部材４１０は、ボディ４０３内を圧力室１１６と圧力室１１８とに区画している。区画部材４１０の底面に設けられた環状開口部の内周部により主弁孔１２０が形成され、その下流側開口縁により主弁座１２２が形成されている。主弁体４２４は、圧力室１１６と圧力室１１８とを跨ぐように配設されている。主弁体４２４の下端部には、弾性体（本実施形態ではゴム）からなる環状の弁部材４２５が嵌着されており、その弁部材４２５が下流側から主弁座１２２に着脱することにより主弁４０５を開閉する。
【００９５】
一方、主弁体４２４の上端部にはフランジ部４２６が設けられ、ボディ４０３の内周面に摺動可能に支持されている。ボディ４０３の上端部には、有底円筒状の区画部材４３０が圧入されている。区画部材４３０の下端部は、区画部材４１０の上端部に内挿されるように圧入されている。区画部材４３０と区画部材４１０との間には、シール用のＯリング４３２が介装されている。主弁体４２４は、区画部材４３０との間に背圧室１３２を形成する。区画部材４３０の底部中央には、内外を連通させる副弁孔１４０が設けられ、その上流側開口縁により副弁座１４２が形成されている。
【００９６】
パイロット弁体４４４は、ソレノイド４０２に連結され、電磁的に駆動される。区画部材４３０とソレノイド４０２との間には副弁室４３８が形成され、パイロット弁体４４４は、その副弁室４３８側から副弁座１４２に着脱する。区画部材４３０の側部には、内外を連通させる連通孔４３４が設けられ、区画部材４１０の外周面の一部には、軸線に平行な連通溝４３６が形成されている。そして、連通孔４３４、連通溝４３６およびボディ４０３の内周面により、入口ポート１１０と副弁室４３８とを連通させる連通路４４０が形成されている。このため、副弁室４３８およびソレノイド４０２の内部には、上流側圧力Ｐ１が導入されるようになる。
【００９７】
主弁体４２４は、背圧室１３２と圧力室１１８とを個別に連通させるように、第１連通路４５１と第２連通路４５２とが並設されている。第１連通路４５１および第２連通路４５２は、それぞれ主弁体４２４の軸線に平行に形成されている。第１連通路４５１の中間部が縮径されてオリフィス４５４を形成しており、背圧室１３２の中間圧力Ｐｐの冷媒は、オリフィス４５４を経ることで減圧され、下流側圧力Ｐ２となって導出される。一方、第２連通路４５２には、差圧オリフィス４６０が設けられている。差圧オリフィス４６０の開弁により、主弁４０５およびパイロット弁４０６が閉弁状態にあっても所定流量の冷媒の流れが許容される。
【００９８】
第２連通路４５２における背圧室１３２との接続部には弁座形成部材４６２が嵌合されている。弁座形成部材４６２は、弾性材（ゴム等）からなり、その第２連通路４５２側の面にはテーパ状の弁座４５５が突設されている。一方、主弁体４２４の側部には、内外を連通させる連通孔４５３が設けられている。このような構成により、第２連通路４５２による背圧室１３２と圧力室１１８との連通状態が事実上遮断される一方、高圧室１３０と圧力室１１８とが第２連通路４５２を介して連通している。
【００９９】
差圧オリフィス４６０は、その前後差圧が所定値以上になると開弁する差圧弁（逆止弁）として機能するとともに、その開弁時の冷媒流量を制限するオリフィスとしても機能する。すなわち、差圧オリフィス４６０は、弁体部４６４とオリフィス部４６５とが一体に形成された段付円筒状の弁体４６３を有する。そして、弁体部４６４が弁座４５５に着脱することにより第２連通路４５２を開閉する。
【０１００】
オリフィス部４６５は、その長手方向中央部に外径がやや拡径されたガイド部４６６を有し、そのガイド部４６６にて主弁体４２４に支持されている。オリフィス部４６５の下半部は、主弁体４２４の下端部を貫通して下方に延びている。オリフィス部４６５を弁体４６３の軸線に沿って貫通するようにオリフィス通路４５７が設けられ、その上端が第２連通路４５２にて開口し、下端が圧力室１１８にて開口している。すなわち、オリフィス通路４５７は、弁体４６３の開閉方向に延びるように形成されている。
【０１０１】
主弁体４２４において第２連通路４５２を構成する部分は、その内径が下方に向けて段階的に縮径され、その下端部がガイド部４６６を下方から係止する係止部４６７となっている。また、係止部４６７の上部にガイド孔４６８が設けられ、ガイド部４６６を摺動可能に支持している。弁体部４６４と主弁体４２４との間には、弁体４６３を閉弁方向に付勢するスプリング４６９が介装されている。
【０１０２】
以上のような構成において、上流側圧力Ｐ１は、連通路４４０を通って副弁室４３８に導入された後、パイロット弁４０６を経ることで背圧室１３２にて中間圧力Ｐｐとなる一方、主弁４０５または差圧オリフィス４６０を経て減圧されて下流側圧力Ｐ２となる。中間圧力Ｐｐは、パイロット弁４０６の開閉状態によって変化する。
【０１０３】
一方、ソレノイド４０２は、ボディ４０３の上端開口部を封止するように取り付けられている。ソレノイド４０２とボディ４０３との間には、シールリング４３９が介装されている。ソレノイド４０２は、円筒状のスリーブ４７０と、スリーブ４７０の上半部に固定された円筒状のコア４７２（「固定鉄芯」として機能する）と、スリーブ４７０内でコア４７２と軸線方向に対向配置されたプランジャ４７１（「可動鉄芯」として機能する）とを有する。スリーブ４７０の外周部にはボビン４７３が設けられ、そのボビン４７３に電磁コイル４７４が巻回されている。そして、電磁コイル４７４を外部から覆うように金属製のケース４７５が設けられ、ケース４７５の内部構造体は、樹脂モールドにて形成されたボディ４７６により外部から覆われて保護されている。ボディ４７６には、ケース４７５とともに磁気回路を構成する磁性部材からなるカラー４７７が埋設されている。ボディ４７６の一部は、電磁コイル４７４につながる端子２７９の一端を露出させるコネクタ部としても機能する。
【０１０４】
プランジャ４７１は、円筒状をなし、シャフト４４７の下半部を内挿するように圧入している。シャフト４４７の上半部は、コア４７２を貫通し、その上端部が後述するパワーエレメント４８０に接続されている。シャフト４４７の下端部にパイロット弁体４４４が一体に形成されている。プランジャ４７１とコア４７２との間には、プランジャ４７１を介してパイロット弁体４４４を閉弁方向に付勢するスプリング４７８が介装されている。
【０１０５】
コア４７２の上端部には、ソレノイド４０２を上方から封止するようにパワーエレメント４８０が取り付けられている。パワーエレメント４８０は、中空のハウジング４８２と、ハウジング４８２内を密閉空間Ｓ１と開放空間Ｓ２とに仕切るように配設されたダイアフラム４８４（「感圧部材」に該当する）とを含んで構成されている。ハウジング４８２は、ともにステンレスからなる有蓋状のアッパーハウジング４８６および段付円筒状のロアハウジング４８８からなり、これらの開口部を突き合わせてその外縁部にステンレス等の金属薄板からなるダイアフラム４８４の外縁部を挟むようにして組み付けられる。
【０１０６】
ハウジング４８２は、アッパーハウジング４８６とロアハウジング４８８との間にダイアフラム４８４を挟んだ状態でその接合部の外周に沿ってＴＩＧ溶接等が施されることにより、容器状に形成されている。密閉空間Ｓ１は感温室を構成し、アッパーハウジング４８６内に基準圧力を保持するための冷媒ガスなどが充填された後、その上面中央に設けられた孔をボール状の封体４９０にて封止することにより密閉されている。本実施形態では、冷凍サイクルを循環する冷媒と同種の冷媒が充填されている。封体４９０は、例えばステンレス等から構成される。
【０１０７】
ロアハウジング４８８の内周面には、コア４７２の先端部に形成された雄ネジ部に螺合する雌ネジ部が形成されている。そして、ロアハウジング４８８の下半部がコア４７２の上端部に螺合されることにより、パワーエレメント４８０がソレノイド４０２に固定されるように構成されている。開放空間Ｓ２は感圧室を構成し、副弁室４３８に導入された冷媒の一部がソレノイド４０２内の間隙を介して導入される。
【０１０８】
ダイアフラム４８４の下面中央には有底円筒状のディスク４９２が当接配置されている。シャフト４４７の先端面はロアハウジング４８８内に露出し、ディスク４９２は、ダイアフラム４８４とシャフト４４７との間に設けられている。ディスク４９２の開口端がロアハウジング４８８の底部に係止されるとにより、ダイアフラム４８４の下死点位置（閉弁方向への変位量）が規制される。
【０１０９】
図１１は、第２制御弁の動作状態を表す説明図である。図１１は、ソレノイド４０２がオンにされた制御状態を表している。なお、既に説明した図１０は、ソレノイド４０２がオフにされた状態を表している。
【０１１０】
図１０に示すように、ソレノイド４０２がオフの状態においては、第２制御弁４６は、定圧制御は行わず、膨張装置としてのみ機能する。すなわち、ソレノイド力が作用しないため、スプリング４７８によってパイロット弁体４４４が閉弁方向に付勢され、パイロット弁４０６が閉弁状態となる。このため、背圧室１３２に高圧の冷媒が導入されないため、中間圧力Ｐｐが低下して差圧（Ｐ１−Ｐｐ）が大きくなり、主弁体４２４が閉弁方向へ動作し、主弁４０５も閉弁状態となる。
【０１１１】
このとき、差圧オリフィス４６０においては、弁体４６３の前後差圧（Ｐ１−Ｐ２）が設定差圧（開弁差圧）よりも大きくなると、弁体４６３がスプリング４６９の付勢力に抗して開弁方向に動作する。その結果、差圧オリフィス４６０が開弁状態となる。その結果、上流側から入口ポート１１０を介して導入された冷媒は、オリフィス通路４５７を通過することにより減圧膨張され、出口ポート１１２を介して下流側へ導出される。このとき、弁体４６３が弁座４５５から離間するとともに、オリフィス通路４５７内に差圧が発生する。
【０１１２】
すなわち、弁体４６３が弁座４５５に着座した状態においては、オリフィス通路４５７の内部にはその全長にわたって下流側圧力Ｐ２が作用していたところ、弁体４６３が弁座４５５から離間を開始すると同時にオリフィス通路４５７の上流部に上流側圧力Ｐ１が作用するようになる。オリフィス通路４５７の圧力損失もあることから、その上流端から下流端に向けて圧力勾配が形成され、オリフィス通路４５７の内部を通過する冷媒により弁体４６３に開弁方向の流体摩擦が作用するようになる。この結果、弁体４６３の開弁開始と同時にその開弁が促進され、弁体４６３が速やかに図示のような全開状態に落ち着くことができる。その結果、弁体４６３が微小開度に留まることを防止でき、オリフィスとしての機能（オリフィスに設定された特性）を良好に発揮することができる。
【０１１３】
一方、ソレノイド４０２がオンにされると、第２制御弁４６は、その上流側圧力Ｐ１が外部温度と供給電流値に応じた設定圧力となるよう動作する定圧弁として機能するとともに、膨張装置としても機能する。すなわち、ソレノイド力によってプランジャ４７１とコア４７２との間に吸引力が作用するため、パイロット弁体４４４が開弁方向に付勢され、パイロット弁４０６が開弁状態となる。それにより、中間圧力Ｐｐが上昇するため、主弁体４２４が中間圧力Ｐｐと下流側圧力Ｐ２との差圧（Ｐｐ−Ｐ２）の影響を受けて開弁する。
【０１１４】
このとき、上流側から入口ポート１１０を介して導入された冷媒は、開弁された主弁４０５を介して減圧膨張され、出口ポート１１２を介して下流側へ導出される。また、入口ポート１１０を介して導入された冷媒の一部は、パイロット弁４０６を介して背圧室１３２に導入され、オリフィス４５４を経ることで減圧膨張されて圧力室１１８に導出され、出口ポート１１２を介して下流側へ導出される。
【０１１５】
この定圧制御状態において、上流側圧力Ｐ１が設定差圧Ｐsetよりも大きくなると、ダイアフラム４８４が密閉空間Ｓ１を縮小させる方向（パイロット弁体４４４の開弁方向）に変位するため、パイロット弁４０６の開度が大きくなる。その結果、中間圧力Ｐｐが上昇するため、主弁体４２４が開弁方向に動作し、上流側圧力Ｐ１が低下する方向に変化する。逆に、上流側圧力Ｐ１が設定差圧Ｐsetよりも小さくなると、ダイアフラム４８４が密閉空間Ｓ１を拡大させる方向（パイロット弁体４４４の閉弁方向）に変位する。その結果、中間圧力Ｐｐが低下するため、主弁体４２４が閉弁方向に動作し、上流側圧力Ｐ１が上昇する方向に変化する。その結果、上流側圧力Ｐ１が設定圧力Ｐsetに維持される。
【０１１６】
なお、この設定圧力Ｐsetは、外部温度によって変化する。すなわち、外部温度が高くなると、密閉空間Ｓ１の圧力が冷媒温度に相当する飽和圧力となるよう上昇するため、パイロット弁４０６を閉弁させる方向の付勢力が大きくなる。つまり、供給電流値が同じであっても、外部温度が高いほど、上流側圧力Ｐ１の設定圧力は高くなる。
【０１１７】
また、第２制御弁４６が閉弁された状態で切替弁１１が開弁されると、差圧オリフィス４６０の前後差圧（Ｐ１−Ｐ２）が実質的にゼロに近づく。このため、主弁４０５、パイロット弁４０６および差圧オリフィス４６０の全てを閉弁状態とすることができる。その結果、冷媒は蒸発器７を通過せずに迂回する。それにより、一時的に蒸発器７に低温・低圧の冷媒が供給されなくなるため、蒸発器７の温度が極低温となって凍結するのが防止される。
【０１１８】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はその特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々の変形が可能であることはいうまでもない。
【０１１９】
上記実施形態では、本発明の車両用冷暖房装置を電気自動車に適用した例を示したが、内燃機関を搭載した自動車や、内燃機関と電動機を同載したハイブリッド式の自動車に提供することが可能であることは言うまでもない。上記実施形態では、圧縮機２として電動圧縮機を採用した例を示したが、エンジンの回転を利用して容量可変を行う可変容量圧縮機を採用することもできる。
【符号の説明】
【０１２０】
１ 車両用冷暖房装置、 ２ 圧縮機、 ３ 室内凝縮器、 ４ 第１制御弁、 ５ 室外熱交換器、 ６ 第２制御弁、 ７ 蒸発器、 ８ アキュムレータ、 ９ バイパス通路、 １１ 切替弁、 １３ バイパス通路、 １８ オリフィス、 ２０ 差圧オリフィス、 ２６，３６，４６ 第２制御弁、 １００ 制御部、 １０１ 弁本体、 １０２ ソレノイド、 １０３ ボディ、 １０５ 主弁、 １０６ パイロット弁、 １１０ 入口ポート、 １１２ 出口ポート、 １２０ 主弁孔、 １２２ 主弁座、 １２４ 主弁体、 １３０ 高圧室、 １３２ 背圧室、 １３８ リーク通路、 １４０ 副弁孔、 １４２ 副弁座、 １４４ パイロット弁体、 １４８ ダイヤフラム、 １５１ 反力伝達部材、 １７１ 第１プランジャ、 １７２ 第２プランジャ、 ２０１ 弁本体、 ２０２ ソレノイド、 ２０３ ボディ、 ２０５ 主弁、 ２０６ パイロット弁、 ２２４ 主弁体、 ２３０ 低圧室、 ２４０ 副弁孔、 ２４２ 副弁座、 ２４４ パイロット弁体、 ２５０ パワーエレメント、 ２５１ ベローズ、 ２５２ ケース、 ２６２ パイロット通路、 ２７１ 第１プランジャ、 ２７２ 第２プランジャ、 ３０１ 弁本体、 ３０５ 主弁、 ３０６ パイロット弁、 ３２２ ボディ、 ３２３ 主弁体、 ３３３ 弁孔、 ３３５ 弁座、 ３３６ 高圧室、 ３３８ 中間圧力室、 ３４０ 低圧室、 ３４２ 弁部材、 ３４４ パイロット弁体、 ３６３ 弁体、 ３６５ オリフィス部、 ３６６ オリフィス通路、 ４０１ 弁本体、 ４０２ ソレノイド、 ４０３ ボディ、 ４０５ 主弁、 ４０６ パイロット弁、 ４２４ 主弁体、 ４２５ 弁部材、 ４４４ パイロット弁体、 ４５５ 弁座、 ４５７ オリフィス通路、 ４６０ 差圧オリフィス、 ４６２ 弁座形成部材、 ４６３ 弁体、 ４６４ 弁体部、 ４６５ オリフィス部、 ４７１ プランジャ、 ４７２ コア、 ４８０ パワーエレメント、 ４８４ ダイアフラム。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上流側から下流側への冷媒の流れを制御可能な制御弁に関し、特に、車両用冷暖房装置に好適に適用可能な制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関を搭載した車両においてはエンジンの燃焼効率が向上したこともあり、熱源として利用してきた冷却水が暖房に必要な温度にまで上昇し難くなっている。一方、内燃機関と電動機を併用したハイブリッド車両においては内燃機関の稼働率が低いため、そのような冷却水の利用がさらに難しい。電気自動車に至っては内燃機関による熱源そのものがない。このため、冷房のみならず暖房にも冷媒を用いたサイクル運転を行い、車室内を除湿暖房可能なヒートポンプ式の車両用冷暖房装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
このような車両用冷暖房装置は、圧縮機、室外熱交換器、蒸発器、室内熱交換器等を含む冷凍サイクルを有し、暖房運転時と冷房運転時とで室外熱交換器の機能が切り替えられる。暖房運転時においては室外熱交換器が蒸発器として機能する。その際、冷媒が冷凍サイクルを循環する過程で室内熱交換器が放熱し、その熱により車室内の空気が加熱される。一方、冷房運転時においては室外熱交換器が凝縮器として機能する。その際、室外熱交換器にて凝縮された冷媒が蒸発器にて蒸発し、その蒸発潜熱により車室内の空気が冷却される。その際、除湿も行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２４０２６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような車両用冷暖房装置においては、暖房運転時に室外熱交換器を蒸発器として機能させたときにその蒸発量が必要以上に大きくなると、車室内の蒸発器に十分な液冷媒が供給されない事態が生じる可能性がある。そうなると、実質的に蒸発器での熱交換がなされなくなるため、車室内の除湿機能を適正に維持できなくなり、窓ガラスの曇り等の問題を発生させる可能性がある。一方、例えば極低温下において蒸発器に必要以上に低温の冷媒を流すと、蒸発器を凍結させてしまう可能性もある。そこで、発明者は、このように室外熱交換器を蒸発器として機能させるときにも車室内の蒸発器に適正量の液冷媒が供給されるように調整できれば、こうした問題を解決できると考えた。
【０００６】
本発明の目的の一つは、暖房運転時の除湿性能等を良好に確保可能な車両用冷暖房装置、およびその車両用冷暖房装置に好適な制御弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様は、上流側から下流側への冷媒の流れを制御可能なパイロット作動式の制御弁において、上流側通路と下流側通路とを直接つなぐ主通路を、主弁孔に接離して開閉する主弁体を有し、その主弁体が、上流側通路と下流側通路と背圧室とを区画するように設けられる主弁と、上流側通路と下流側通路とを背圧室を介してつなぐ副通路の開度を、副弁孔に接離して調整可能な電磁駆動のパイロット弁体を有し、そのパイロット弁体が、主弁の開弁時には主弁の上流側の圧力を供給電流値に応じた設定圧力に近づけるよう動作するパイロット弁と、を備える。
【０００８】
この態様によると、電磁駆動によりパイロット弁が作動し、副通路の開度を調整することで、主弁の開度を調整可能となる。そして、上流側の圧力が供給電流値に応じた設定圧力となるよう制御することができるため、その設定圧力を適正に設定すれば、上流側の圧力を適正に調整することが可能となる。このため、当該制御弁を車両用冷暖房装置の熱交換器と蒸発器との間に設ければ、暖房運転時においても蒸発器に導入される冷媒の流量を確保することができる。その結果、車室内の湿度機能を適正に維持できるようになる。
【０００９】
本発明の別の態様は、車両用冷暖房装置である。この車両用冷暖房装置は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、車室外に配置され、冷房運転時に冷媒を放熱させる室外凝縮器として機能する一方、暖房運転時には冷媒を蒸発させる室外蒸発器として機能する室外熱交換器と、車室内に配置されて冷媒を蒸発させる室内蒸発器と、室内蒸発器が機能するとともに室外熱交換器が室外蒸発器として機能するときに室外熱交換器の下流側となる位置に設けられ、上流側から下流側への冷媒の流れを制御する電動の制御弁と、制御弁への供給電流を制御して制御弁の上流側の圧力を調整する制御部と、を備える。制御弁は、上流側通路と下流側通路とを直接つなぐ主通路を、主弁孔に接離して開閉する主弁体を有し、その主弁体が、上流側通路と下流側通路と背圧室とを区画するように設けられる主弁と、上流側通路と下流側通路とを背圧室を介してつなぐ副通路の開度を、副弁孔に接離して調整可能な電磁駆動のパイロット弁体を有し、そのパイロット弁体が、主弁の開弁時には主弁の上流側の圧力を供給電流値に応じた設定圧力に近づけるよう動作するパイロット弁と、を備える。
【００１０】
この態様によると、暖房運転時において室内蒸発器が機能するとともに室外熱交換器が室外蒸発器として機能するときに、制御弁の上流側の圧力を適正に調整でき、室外熱交換器における冷媒の蒸発温度ひいては蒸発量を調整することができる。その結果、室内蒸発器における冷媒の蒸発量を調整することができる。すなわち、その室内蒸発器の蒸発量を確保することで、暖房運転時においても室内蒸発器に導入される冷媒の流量を確保することができ、それにより車室内の湿度機能を適正に維持することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、暖房運転時の除湿性能等を良好に確保可能な車両用冷暖房装置、およびその車両用冷暖房装置に好適な制御弁を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係る車両用冷暖房装置の概略構成を表すシステム構成図である。
【図２】車両用冷暖房装置の動作を表す説明図である。
【図３】第２制御弁の具体的構成を表す断面図である。
【図４】第２制御弁の動作状態を表す説明図である。
【図５】差圧オリフィスの構成および動作を表す断面図である。
【図６】第２実施形態に係る第２制御弁の具体的構成を表す断面図である。
【図７】第２制御弁の動作状態を表す説明図である。
【図８】第３実施形態に係る第２制御弁の具体的構成を表す断面図である。
【図９】第２制御弁の動作状態を表す説明図である。
【図１０】第４実施形態に係る第２制御弁の具体的構成を表す断面図である。
【図１１】第２制御弁の動作状態を表す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る車両用冷暖房装置の概略構成を表すシステム構成図である。本実施形態は、本発明の車両用冷暖房装置を電気自動車の冷暖房装置として具体化したものである。
【００１４】
車両用冷暖房装置１は、圧縮機２、室内凝縮器３、第１制御弁４、室外熱交換器５、第２制御弁６、蒸発器７およびアキュムレータ８を配管にて順次接続した冷凍サイクル（冷媒循環回路）を備える。車両用冷暖房装置１は、冷媒としての代替フロン（ＨＦＣ−１３４ａ）が冷凍サイクル内を状態変化しながら循環する過程で、その冷媒の熱を利用して車室内の空調を行うヒートポンプ式の冷暖房装置として構成されている。なお、本実施形態においては、室外熱交換器５と第２制御弁６とをつなぐ通路と、蒸発器７とアキュムレータ８とをつなぐ通路とを接続するバイパス通路９が設けられ、そのバイパス通路９に切替弁１１が配設されている。
【００１５】
車両用冷暖房装置１は、空気の熱交換が行われるダクト１０を有し、そのダクト１０における空気の流れ方向上流側から室内送風機１２、蒸発器７、室内凝縮器３が配設されている。室内凝縮器３の上流側には、エアミックスドア１４が回動自在に設けられ、室内凝縮器３を通過する風量と室内凝縮器３を迂回する風量との比率が調節される。また、室外熱交換器５に対向するように室外送風機１６が配置されている。
【００１６】
圧縮機２は、ハウジング内にモータと圧縮機構を収容する電動圧縮機として構成され、図示しないバッテリからの供給電流により駆動され、モータの回転数に応じて冷媒の吐出容量が変化する。この圧縮機２としては、レシプロ式、ロータリ式、スクロール式など、様々な形式の圧縮機を採用することができるが、電動圧縮機そのものは公知であるため、その説明については省略する。
【００１７】
室内凝縮器３は、車室内に設けられ、室外熱交換器５とは別に冷媒を放熱させる補助凝縮器として機能する。すなわち、圧縮機２から吐出された高温・高圧の冷媒が室内凝縮器３を通過する際に放熱する。エアミックスドア１４の開度に応じて振り分けられた空気は、室内凝縮器３を通過する過程でその熱交換が行われる。
【００１８】
第１制御弁４は、室内凝縮器３と室外熱交換器５とをつなぐ主通路の開度を調整する。第１制御弁４は、その主通路を開閉する弁部と、その弁部を駆動するソレノイドを備え、供給電流の有無によって弁部を開閉する。また、主通路を第１制御弁４の前後で迂回するバイパス通路が設けられ、そのバイパス通路にオリフィス１８が設けられている。オリフィス１８の開口面積は、第１制御弁４の開弁時の開口面積よりも十分に小さいが、このように第１制御弁４と並列にオリフィス１８が設けられることで、第１制御弁４の閉弁時においても所定流量の冷媒の流れが許容される。
【００１９】
室外熱交換器５は、車室外に配置され、冷房運転時に内部を通過する冷媒を放熱させる室外凝縮器として機能する一方、暖房運転時には内部を通過する冷媒を蒸発させる室外蒸発器として機能する。室外送風機１６は、吸い込み式の送風機であり、軸流ファンをモータにより回転駆動することにより外気を導入する。室外熱交換器５は、その外気と冷媒との間で熱交換をさせる。
【００２０】
第２制御弁６は、室外熱交換器５と蒸発器７とをつなぐ主通路の開度を調整する。第２制御弁６は、その主通路を開閉する弁部と、その弁部を駆動するソレノイドを備え、供給電流値に応じて弁部の開度を調整する。第２制御弁６は、その上流側圧力が供給電流値に応じた一定の値（設定圧力）となるように動作する定圧弁として機能可能に構成されている。すなわち、第２制御弁６の弁部は、上流側圧力がソレノイドへの供給電流値に対応づけられた値となるよう自律的に動作する。
【００２１】
また、第２制御弁６の前後を迂回するようにバイパス通路１３が設けられ、そのバイパス通路１３に差圧オリフィス２０が設けられている。すなわち、差圧オリフィス２０が、第２制御弁６と並列に設けられ、第２制御弁６の閉弁時においても前後差圧が予め設定された差圧（設定差圧）よりも高くなると、所定流量の冷媒の流れを許容する。差圧オリフィス２０は、差圧弁とオリフィスとを一体に形成したものであり、そのオリフィスの開口面積は、第２制御弁６の全開時の開口面積よりも十分に小さい。なお、第２制御弁６および差圧オリフィス２０の構造については後に詳述する。
【００２２】
蒸発器７は、車室内に配置され、内部を通過する冷媒を蒸発させる室内蒸発器として機能する。すなわち、第２制御弁６の通過により低温・低圧となった冷媒は、蒸発器７を通過する際に蒸発する。ダクト１０の上流側から導入された空気は、その蒸発潜熱によって冷却される。このとき冷却・除湿された空気は、エアミックスドア１４の開度に応じて室内凝縮器３を通過するものと、室内凝縮器３を迂回するものとに振り分けられる。室内凝縮器３を通過する空気は、その通過過程で加熱される。室内凝縮器３を通過した空気と迂回した空気とが室内凝縮器３の下流側にて混合されて目標の温度に調整され、図示しない吹出口から車内に供給される。例えば、ベント吹出口、フット吹出口、デフ吹出口等から車室内所定場所に向かって吹き出される。
【００２３】
アキュムレータ８は、蒸発器から送出された冷媒を気液分離して溜めておく装置であり、液相部と気相部とを有する。このため、仮に蒸発器７から想定以上の液冷媒が導出されたとしても、その液冷媒を液相部に溜めおくことができ、気相部の冷媒を圧縮機２に導出することができる。その結果、圧縮機２の圧縮動作に支障をきたすこともない。一方、本実施形態では、その液相部の冷媒の一部を圧縮機２に供給できるようにされており、圧縮機２に必要量の潤滑オイルを戻すことができるようになっている。
【００２４】
切替弁１１は、室外熱交換器５から導出された冷媒をバイパス通路９を経由するように流すか否かを切り替える。本実施形態において、切替弁１１は通電により開弁する電磁駆動の開閉弁からなり、特に外部温度が低くなり、蒸発器７の凍結が予測される状況下にある場合には、適宜、第２制御弁６を閉弁させて蒸発器７へつながる通路を遮断するとともに、切替弁１１を開弁させて蒸発器７を迂回させるバイパス通路９を開放する。その間にダクト１０を通過する空気により蒸発器７が温められ、凍結防止を図ることができる。なお、このような開閉弁そのものについては公知のものを用いることができるため、その詳細な説明については省略する。
【００２５】
以上のように構成された車両用冷暖房装置１は、制御部１００により制御される。制御部１００は、各種演算処理を実行するＣＰＵ、各種制御プログラムを格納するＲＯＭ、データ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるＲＡＭ、入出力インターフェース等を備える。制御部１００には、車両用冷暖房装置１に設置された図示しない各種センサ・スイッチ類からの信号が入力される。制御部１００は、車両の乗員によりセットされた室温を実現するために各アクチュエータの制御量を演算し、各アクチュエータの駆動回路に制御信号を出力する。図示の例では、制御部１００は、第１制御弁４の開閉制御、第２制御弁６の開閉制御、切替弁１１の開閉切替制御のほか、圧縮機２，室内送風機１２，室外送風機１６およびエアミックスドア１４の駆動制御も実行する。
【００２６】
制御部１００は、第２制御弁６の駆動回路に設定したデューティ比のパルス信号を出力するＰＷＭ出力部を有するが、その構成自体には公知のものが採用されるため、詳細な説明を省略する。制御部１００は、特に暖房運転時において、車室内外の温度、蒸発器７の吹き出し空気温度等、各種センサにて検出された所定の外部情報に基づいて設定圧力を決定し、第２制御弁６の上流側圧力がその設定圧力となるよう通電制御を行う。
【００２７】
本実施形態では、圧縮機２の吸入圧力（第２制御弁６の下流側圧力）が目標圧力となるよう制御されるため、結果的に第２制御弁６の下流側圧力が調整されることになる。一方、第２制御弁６によりその上流側圧力を独立に制御することで、後述のように蒸発器７に確実に液冷媒を導入できるようになり、除湿性能を確保することができる。制御部１００は、外部情報に基づいて第２制御弁６の上流側圧力の適正値を設定圧力として設定し、その設定圧力を実現するための電流を第２制御弁６に供給する。第２制御弁６の弁部は、供給電流値に対応した上流側圧力が得られるよう自律的に動作し、その開度を調整する。
【００２８】
次に、本実施形態の冷凍サイクルの動作について説明する。図２は、車両用冷暖房装置の動作を表す説明図である。（Ａ）は冷房運転時の状態を示し、（Ｂ）は暖房運転時の状態を示し、（Ｃ）は特定暖房運転時の状態を示している。なお、ここでいう「冷房運転」は、冷房機能が暖房機能よりも大きく機能する運転状態であり、「暖房運転」は、暖房機能が冷房機能よりも大きく機能する運転状態であり、「特定暖房運転」は、蒸発器７を実質的に機能させない暖房運転であり、外部環境等に応じて暖房運転時に適宜実行される。
【００２９】
各図の上段には冷凍サイクルの動作を説明するモリエル線図が示されている。その横軸がエンタルピーを表し、縦軸が各種圧力を表している。各図の下段には、冷凍サイクルの動作状態が示されている。図中の太線および矢印が冷媒の流れを示し、符号ａ〜ｆはモリエル線図のそれと対応している。また、図中の「×」は冷媒の流れが遮断されていることを示している。なお、同図の下段は図１に対応するが、エアミックスドア１４等の図示を省略するなど便宜上簡略表記されている。
【００３０】
図２（Ａ）に示すように、冷房運転時においては、第１制御弁４が開弁される一方、第２制御弁６の主弁（後述する）は閉弁される。切替弁１１は、バイパス通路９を遮断する。このとき、室外熱交換器５は室外凝縮器として機能する。すなわち、圧縮機２から吐出された冷媒は、室内凝縮器３、第１制御弁４、室外熱交換器５、差圧オリフィス２０、蒸発器７、アキュムレータ８の順に経由するように循環して圧縮機２に戻る。室内凝縮器３から導出された冷媒の一部は、オリフィス１８を通過するが、その流量は第１制御弁４を通過する流量に比べて相当少ない。
【００３１】
すなわち、圧縮機２から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、室内凝縮器３および室外熱交換器５を経ることで凝縮され、差圧オリフィス２０にて断熱膨張され、冷温・低圧の気液二相冷媒となって蒸発器７に導入される。そして、その蒸発器７を通過する過程で蒸発し、車室内の空気を冷却・除湿する。このとき、エアミックスドア１４の開度が適度に調整され、その空気の温度調整が行われる。
【００３２】
一方、図２（Ｂ）に示すように、暖房運転時においては、第１制御弁４が閉弁される一方、第２制御弁６が開弁される。切替弁１１は、バイパス通路９を遮断する。このとき、エアミックスドア１４は温度設定に応じた適切な開度となるよう駆動される。このとき、室外熱交換器５は室外蒸発器として機能する。すなわち、圧縮機２から吐出された冷媒は、室内凝縮器３、オリフィス１８、室外熱交換器５、第２制御弁６、蒸発器７、アキュムレータ８の順に経由するように循環して圧縮機２に戻る。
【００３３】
すなわち、圧縮機２から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、室内凝縮器３を経て凝縮され、オリフィス１８にて断熱膨張され、室外熱交換器５にて蒸発され、さらに第２制御弁６にて断熱膨張され、冷温・低圧の気液二相冷媒となって蒸発器７を通過する。すなわち、冷媒は、室外熱交換器５および蒸発器７を通過する過程で順次蒸発するが、後段の蒸発器７における蒸発潜熱により車室内の空気が冷却され、除湿される。すなわち、蒸発器７によって冷却・除湿された空気は、室内凝縮器３を経由することで加熱され、適度に温められて車内に供給される。
【００３４】
図２（Ｂ）の上段に示すように、このとき室外熱交換器５での蒸発量が第２制御弁６の上流側圧力Ｐ１を制御することにより調整される。図示のように、上流側圧力Ｐ１の設定値（設定圧力Ｐset）が比較的高く設定されると、実線部分にて示されるように、室外熱交換器５における蒸発量が相対的に小さくなる（蒸発器７における蒸発量が相対的に大きくなる）。逆に、設定圧力Ｐsetが比較的低く設定されると、二点鎖線部分にて示されるように、室外熱交換器５における蒸発量が相対的に大きくなる（蒸発器７における蒸発量が相対的に小さくなる）。
【００３５】
制御部１００は、設定温度を実現する過程で蒸発器７における熱交換量を制御するが、その際、設定圧力Ｐsetを適切に設定することで、循環する冷媒の室外熱交換器５における蒸発量を調整する。すなわち、制御部１００は、外部情報に基づいて第２制御弁６の上流側圧力Ｐ１を演算して設定圧力Ｐsetとして設定し、その設定圧力Ｐsetを実現するための電流を第２制御弁６に供給する。それにより、室外熱交換器５と蒸発器７との蒸発量の比率を調整でき、蒸発器７での蒸発量を確保して除湿機能を確保することができる。
【００３６】
また、図２（Ｃ）に示すように、特定暖房運転時においては、暖房運転時と同様に第１制御弁４が閉弁される。このとき、第２制御弁６が閉弁されるとともに切替弁１１が開弁され、冷媒通路がバイパス通路９に切り替えられる。その結果、第２制御弁６の前後差圧が小さくなり（ほぼゼロとなり）、差圧オリフィス２０の閉弁状態も維持される。すなわち、蒸発器７へつながる通路が遮断されるとともに、バイパス通路９が開放される。このため、冷媒は蒸発器７を通過せずに迂回する。それにより、一時的に蒸発器７に低温・低圧の液冷媒が供給されなくなるため、蒸発器７の温度が極低温となって凍結するのを抑制できる。このとき、ダクト１０を通過する空気により蒸発器７が温められる。
【００３７】
本実施形態において、制御部１００は、外気温が予め設定する極低温（例えば−１０℃以下）となっている場合、図２（Ｂ）に示す暖房運転と図２（Ｃ）に示す特定暖房運転とを併用し、これらを交互に切り替えるように制御する。これにより、暖房運転により除湿性能を確保するとともに、特定暖房運転により蒸発器７の凍結を防止することができる。
【００３８】
次に、第２制御弁６の具体的構成について説明する。
図３は、第２制御弁の具体的構成を表す断面図である。なお、以下の説明においては便宜上、図示の状態を基準に各構造の位置関係を表現することがある。
第２制御弁６は、その上流側圧力が供給電流値に応じた設定圧力となるよう流体の流れを制御可能なパイロット作動式の制御弁として構成されている。第２制御弁６は、弁本体１０１とソレノイド１０２とを組み付けて構成される。
【００３９】
弁本体１０１は、有底円筒状のボディ１０３に主弁１０５とパイロット弁１０６とを同軸状に収容して構成される。ボディ１０３の一方の側部には、冷凍サイクルの上流側通路に連通する入口ポート１１０が設けられ、他方の側部には、冷凍サイクルの下流側通路に連通する出口ポート１１２が設けられている。ボディ１０３の内部中央には、半径方向内向きに延出した区画壁１１４が設けられている。区画壁１１４は、ボディ１０３内を高圧側の圧力室１１６と低圧側の圧力室１１８とに区画している。圧力室１１６は入口ポート１１０に連通し、圧力室１１８は出口ポート１１２に連通している。
【００４０】
区画壁１１４の環状の内周部により主弁孔１２０が形成され、その上流側開口端部により主弁座１２２が形成されている。圧力室１１６には主弁体１２４が配設されている。主弁体１２４は、有底円筒状の本体を有し、その本体の底部周縁部が主弁座１２２に着脱して主弁１０５を開閉する。その底部周縁部の内側近傍からは下方に向けて複数の脚部１３１が延設されており（同図には１つのみ表示）、主弁孔１２０の内周面によって摺動可能に支持されている。
【００４１】
一方、主弁体１２４の上端開口部には半径方向外向きに延出するフランジ部１２６が設けられ、ボディ１０３の内周面に摺動可能に支持されている。フランジ部１２６の外周面にはシール用のＯリング１２８が嵌着されている。フランジ部１２６は、圧力室１１６を高圧室１３０と背圧室１３２とに区画する。また、主弁体１２４の上端開口部におけるフランジ部１２６の内方には環状のストッパ１３４が圧入嵌合されている。また、ストッパ１３４の内周縁部から上方に向けて複数の脚部１３６が延設されており（同図には１つのみ表示）、ソレノイド１０２の内部まで延出している。
【００４２】
また、主弁体１２４の側部には、内外を連通する小断面のリーク通路１３８が形成されている。すなわち、入口ポート１１０に導入された冷媒の一部は、リーク通路１３８を経て主弁体１２４の内部空間Ｓに導入され、ストッパ１３４の内方を通過して背圧室１３２に導入される。主弁体１２４の底部中央には、その軸線方向に内外を連通させる副弁孔１４０が形成されている。そして、その副弁孔１４０の上流側開口縁部により副弁座１４２が形成されている。後述のように、パイロット弁１０６を構成するパイロット弁体１４４が、制御状態に応じて副弁座１４２に着脱して副弁孔１４０を開閉する。なお、高圧室１３０と圧力室１１８とを主弁１０５を介してつなぐ通路が第２制御弁６における「主通路」を構成し、高圧室１３０と圧力室１１８とをパイロット弁１０６を介してつなぐ通路が第２制御弁６における「副通路」を構成する。
【００４３】
パイロット弁体１４４は、中空のハウジング１４６と、ハウジング１４６内を密閉空間Ｓ１と開放空間Ｓ２とに仕切るように配設されたダイヤフラム１４８（可撓性部材）と、密閉空間Ｓ１に配設されたスプリング１５０（付勢部材）と、開放空間Ｓ２に収容される反力伝達部材１５１とを備えている。反力伝達部材１５１は、ハウジング１４６を貫通して上方に延びる複数の脚部１５２（同図には１つのみ表示）を有する。開放空間Ｓ２は、主弁体１２４の内部空間Ｓを介して背圧室１３２に連通している。
【００４４】
ハウジング１４６は、ともにステンレスからなる有底段付円筒状の第１ハウジング１５３および第２ハウジング１５４からなり、これらの開口部を突き合わせてその外縁部に金属薄板からなるダイヤフラム１４８の外縁部を挟むようにして組み付けられる。このハウジング１４６は、第１ハウジング１５３と第２ハウジング１５４との間にダイヤフラム１４８を挟んだ状態でその接合部に沿って外周溶接が施されることにより、容器状に形成されている。この溶接は真空雰囲気内で行われるため、密閉空間Ｓ１は真空状態となっているが、密閉空間Ｓ１内に大気等を満たすようにしてもよい。
【００４５】
第１ハウジング１５３は、その上底部においてソレノイド１０２の第１プランジャ１７１に固定されている。第１ハウジング１５３には、反力伝達部材１５１の複数の脚部１５２のそれぞれを貫通させる貫通孔１５５が設けられている。第１ハウジング１５３の内部は、その貫通孔１５５を介して内部空間Ｓと連通しており、中間圧力Ｐｐが導入される。ダイヤフラム１４８は、この中間圧力Ｐｐを感知してパイロット弁１０６の開閉方向に変位する。一方、第２ハウジング１５４の底部中央は下方に向けて円錐状に突設されており、そのテーパ部が副弁座１４２に着脱する弁体部１５６を構成している。
【００４６】
ダイヤフラム１４８の第２ハウジング１５４側の端面には、ステンレスからなるディスク１５７が当接し、ディスク１５７と第２ハウジング１５４との間に、設定荷重調整用のスプリング１５０が介装されている。ディスク１５７の周縁部が第２ハウジング１５４に係止されることにより、ダイヤフラム１４８の下方への変位が規制される。
【００４７】
ダイヤフラム１４８の第１ハウジング１５３側の面の中央部には、ステンレスからなる円板状の反力伝達部材１５１が当接している。この反力伝達部材１５１の外周部の複数カ所には、上方（つまりダイヤフラム１４８と反対側）に延出して第１ハウジング１５３の貫通孔１５５から突出する脚部１５２が設けられている。これらの脚部１５２は、ダイヤフラム１４８の動作により、ストッパ１３４の下面に着脱可能になっている。
【００４８】
以上のような構成において、上流側の高圧室１３０の圧力Ｐ１（「上流側圧力Ｐ１」という）は、リーク通路１３８を経ることで内部空間Ｓにて中間圧力Ｐｐとなり、背圧室１３２に導入される一方、主弁１０５を経て減圧されて圧力Ｐ２（「下流側圧力Ｐ２」という）となる。中間圧力Ｐｐは、パイロット弁１０６の開閉状態によって変化する。
【００４９】
一方、ソレノイド１０２は、ボディ１０３の上端開口部を封止するように取り付けられた有底円筒状のスリーブ１７０を有する。スリーブ１７０内には、第１プランジャ１７１（「第１の可動鉄心」に該当する）および第２プランジャ１７２（「第２の可動鉄心」に該当する）が軸線方向に対向配置されるように収容されている。スリーブ１７０の外周部にはボビン１７３が設けられ、そのボビン１７３に電磁コイル１７４が巻回されている。そして、電磁コイル１７４を外部から覆うようにケース１７６が設けられている。スリーブ１７０は、ケース１７６を軸線方向に貫通している。電磁コイル１７４からは通電用のハーネス１７８が引き出されている。
【００５０】
第１プランジャ１７１は、円柱状をなし、その外周部には軸線方向に延びる複数のスリット１８０（同図にはその１つを表示）が設けられている。前述の主弁体１２４の脚部１３６は、このスリット１８０を介して上方に延出している。パイロット弁体１４４は、第１ハウジング１５３の上端部において第１プランジャ１７１の下端部に接合されている。すなわち、パイロット弁体１４４は、第１プランジャ１７１と一体的に動作する。
【００５１】
第２プランジャ１７２は、円筒状をなし、その内部中央に隔壁１８２が設けられている。隔壁１８２の中央には通気用の孔が形成されている。第２プランジャ１７２は、その下端面にて脚部１３６の上端面に当接してこれを支持する。第１プランジャ１７１と第２プランジャ１７２との間には、第１プランジャ１７１を介してパイロット弁体１４４を閉弁方向に付勢するスプリング１８４（「付勢部材」に該当する）が介装されている。第２プランジャ１７２とスリーブ１７０との間には、第２プランジャ１７２を介して主弁体１２４を閉弁方向に付勢するスプリング１８６が介装されている。すなわち、主弁体１２４は、第２プランジャ１７２と一体的に動作可能となっている。
【００５２】
以上のように構成された第２制御弁６は、上流側圧力が供給電流値に応じた設定圧力となるよう流体の流れを制御可能なパイロット作動式の制御弁として機能する。以下、その動作について詳細に説明する。
図４は、第２制御弁の動作状態を表す説明図である。図４は、ソレノイド１０２がオン（通電状態）にされた制御状態を表している（図２（Ｂ）に対応）。なお、既に説明した図３は、ソレノイド１０２がオフにされた状態を表している（図２（Ａ）に対応）。
【００５３】
図３に示すように、第２制御弁６は、ソレノイド１０２がオフにされた状態では定圧制御は行わず、閉弁状態を維持する。このとき、後述のように差圧オリフィス２０が膨張装置として機能する。すなわち、第２制御弁６においてソレノイド力が作用しないため、スプリング１８４によってパイロット弁体１４４が閉弁方向に付勢され、パイロット弁１０６が閉弁状態となる。一方、スプリング１８６によって第２プランジャ１７２を介して主弁体１２４が閉弁方向に付勢され、主弁１０５も閉弁状態となる。このとき、背圧室１３２には上流側からリーク通路１３８を介して冷媒が導入されるため、中間圧力Ｐｐは、上流側圧力Ｐ１に等しくなる。
【００５４】
一方、図４に示すように、第２制御弁６は、ソレノイド１０２がオンにされると、その上流側圧力Ｐ１が供給電流値に応じた設定圧力Ｐsetとなるよう動作する定圧弁として機能する。すなわち、第２制御弁６は、ソレノイド力によって第１プランジャ１７１と第２プランジャ１７２との間に吸引力が作用するため、パイロット弁体１４４が開弁方向に付勢され、パイロット弁１０６が開弁状態となる。それにより、中間圧力Ｐｐが低下するため、主弁体１２４が上流側圧力Ｐ１と中間圧力Ｐｐとの差圧（Ｐ１−Ｐｐ）の影響を受けて開弁方向に動作し、主弁１０５が開弁する。
【００５５】
このとき、上流側から入口ポート１１０を介して導入された冷媒は、開弁された主弁１０５を介して減圧膨張され、出口ポート１１２を介して下流側へ導出される。また、入口ポート１１０を介して導入された冷媒の一部は、リーク通路１３８を介して背圧室１３２に導入され、パイロット弁１０６を介して圧力室１１８に導出され、出口ポート１１２を介して下流側へ導出される。このとき、上流側圧力Ｐ１が設定圧力Ｐsetとなるよう主弁１０５の開度が調整される。
【００５６】
この定圧制御状態において、上流側圧力Ｐ１が設定差圧Ｐsetよりも大きくなると、中間圧力Ｐｐが大きくなるため、ダイヤフラム１４８が密閉空間Ｓ１を縮小させる方向に変位する。このとき、ソレノイド力によって反力伝達部材１５１がストッパ１３４に係止された状態にあるため、ハウジング１４６が相対的に上方に動作し、パイロット弁１０６の開度を拡大する。その結果、中間圧力Ｐｐが低下するため、主弁体１２４が開弁方向に動作し、上流側圧力Ｐ１が低下する方向に変化する。
【００５７】
逆に、上流側圧力Ｐ１が設定差圧Ｐsetよりも小さくなると、ダイヤフラム１４８が密閉空間Ｓ１を拡大させる方向に変位する。このとき、ソレノイド力によって反力伝達部材１５１がストッパ１３４に係止された状態にあるため、ハウジング１４６が相対的に下方に動作し、パイロット弁１０６の開度を縮小する。その結果、中間圧力Ｐｐが上昇するため、主弁体１２４が閉弁方向に動作し、上流側圧力Ｐ１が上昇する方向に変化する。このようにして、上流側圧力Ｐ１が設定圧力Ｐsetに維持される。
【００５８】
図５は、差圧オリフィスの構成および動作を表す断面図である。（Ａ）は閉弁開始状態を示し、（Ｂ）は開弁状態を示し、（Ｃ）は全開状態を示している。
差圧オリフィス２０は、円筒状のボディ３２２と、そのボディ３２２内に配設された有底段付円筒状の弁体３６３とを含んで構成される。ボディ３２２の上流側端部には上流側通路に連通するポート３２４が設けられ、下流側端部には下流側通路に連通するポート３２６が設けられている。ボディ３２２の長手方向中央部には、段付円筒状のガイド部材３２８が同軸状に配設されている。ガイド部材３２８は、その上流側半部に半径方向外向きに延出するフランジ部３３０を有し、そのフランジ部３３０を介してボディ３２２に圧入されている。ガイド部材３２８の内方にはガイド孔３２９が形成されている。
【００５９】
また、ボディ３２２におけるガイド部材３２８の上流側位置には、半径方向内向きに延出した区画壁３３２が設けられている。区画壁３３２の環状の内周部により弁孔３３３が形成されている。弁孔３３３の下流側開口縁により弁座３３５が形成されている。そして、区画壁３３２の上流側に高圧室３３６、区画壁３３２とガイド部材３２８との間に中間圧力室３３８、ガイド部材３２８の下流側に低圧室３４０が、それぞれ形成されている。
【００６０】
弁体３６３は、弁体部３６４とオリフィス部３６５とが一体に形成されたものであり、そのオリフィス部３６５がガイド孔３２９を貫通するように配置され、ガイド部材３２８に摺動可能に支持されている。弁体部３６４は、中間圧力室３３８に配置され、オリフィス部３６５の上流側に連設されている。弁体部３６４の先端部には、弾性材（本実施形態ではゴム）からなる弁部材３４２が嵌着されている。弁体３６３は、この弁部材３４２が弁座３３５に着脱することにより連通路１５９を開閉する。
【００６１】
オリフィス部３６５は、その上流側端部が中間圧力室３３８にて開口し、下流側端部が低圧室３４０にて開口している。すなわち、オリフィス部３６５の内部には、中間圧力室３３８と低圧室３４０とを連通する小断面のオリフィス通路３６６が形成されている。図示のように、オリフィス通路３６６は、弁体３６３の開閉方向に延びるように形成されている。オリフィス部３６５は、弁体部３６４との接続部において外径がやや拡径されており、その拡径部がフランジ部３３０に係止されることにより、下流側への変位が規制される。弁体部３６４とフランジ部３３０との間には、弁体３６３を閉弁方向に付勢するスプリング１６９（「付勢部材」として機能する）が介装されている。
【００６２】
このような構成により、上流側通路からポート３２４を介して導入された上流側圧力Ｐ１は、弁部を経て減圧されることで中間圧力室３３８にて中間圧力Ｐｐ３となり、さらにオリフィス通路３６６を経て減圧されることで下流側圧力Ｐ２となる。ただし、弁孔３３３の内径Ａとガイド孔３２９の内径Ｂとが等しくされているため、弁体３６３に作用する中間圧力Ｐｐ３の影響はキャンセルされる。すなわち、差圧オリフィス２０は、その前後差圧（Ｐ１−Ｐ２）が設定値（第２設定差圧）を超えると開弁する差圧弁として機能するとともに、冷媒の逆流を防止する逆止弁として機能する。この設定値は、スプリング１６９の荷重により設定されている。
【００６３】
すなわち、差圧オリフィス２０は、前後差圧（Ｐ１−Ｐ２）が設定値よりも小さい状態においては、図５（Ａ）に示すように閉弁状態となる。このとき、連通路１５９における冷媒の流れが遮断される。前後差圧（Ｐ１−Ｐ２）が設定値よりも大きくなると、差圧オリフィス２０が図５（Ｂ）および（Ｃ）に示すように開弁し、連通路１５９における冷媒の流れが許容される。
【００６４】
以上のような構成において、図５（Ａ）に示すように、弁体３６３が弁座３３５に着座した状態においては、中間圧力室３３８にも下流側圧力Ｐ２（中間圧力Ｐｐ３＝下流側圧力Ｐ２）が満たされ、オリフィス通路３６６の内部にはその全長にわたって下流側圧力Ｐ２が作用する。そして、図５（Ｂ）に示すように、弁体３６３が弁座３３５から離間を開始すると同時に中間圧力Ｐｐ３が上流側圧力Ｐ１に近づき、オリフィス通路３６６の上流部に上流側圧力Ｐ１が作用するようになる。オリフィス通路３６６の圧力損失もあることから、その上流端から下流端に向けて圧力勾配が形成され、オリフィス通路３６６の内部を通過する冷媒により弁体３６３に開弁方向の流体摩擦が作用するようになる。この結果、弁体３６３の開弁開始と同時にその開弁が促進され、弁体３６３が速やかに図５（Ｃ）に示すような全開状態に落ち着くことができる。つまり、弁体３６３が図５（Ｂ）に示すような微小開度に留まることを防止でき、オリフィスとしての機能（オリフィスに設定された特性）を良好に発揮することができる。
【００６５】
本実施形態では、図２（Ｃ）に示したように第２制御弁６が閉弁された状態で切替弁１１が開弁されると、差圧オリフィス２０の前後差圧（Ｐ１−Ｐ２）が実質的にゼロに近づく。このため、主弁１０５、パイロット弁１０６および差圧オリフィス２０の全てを閉弁状態とすることができる。その結果、冷媒は蒸発器７を通過せずに迂回する。それにより、一時的に蒸発器７に低温・低圧の液冷媒が供給されなくなるため、蒸発器７の温度が極低温となって凍結するのが防止される。
【００６６】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態に係る車両用冷暖房装置は、第２制御弁の構造が異なる点を除き、第１実施形態と同様である。このため、第１実施形態とほぼ同様の構成部分については同一の符号を付す等して適宜その説明を省略する。図６は、第２実施形態に係る第２制御弁の具体的構成を表す断面図である。
【００６７】
第２制御弁２６は、弁本体２０１とソレノイド２０２とを組み付けて構成され、その上流側圧力が供給電流値に応じた設定圧力となるよう流体の流れを制御可能なパイロット作動式の制御弁として構成されている。
【００６８】
弁本体２０１は、ボディ２０３に主弁２０５とパイロット弁２０６とを同軸状に収容して構成される。ボディ２０３の一方の側部には入口ポート１１０が設けられ、他方の側部には出口ポート１１２が設けられているが、そのボディ２０３に対する各ポートの位置関係は、第１実施形態のボディ１０３とは逆となっている。ボディ１０３の内部中央には環状の区画部材２２０が圧入されている。区画部材２２０は、ボディ２０３内を高圧側の圧力室２１６と低圧側の圧力室２１８とに区画している。圧力室２１６は入口ポート１１０に連通し、圧力室２１８は出口ポート１１２に連通している。区画部材２２０の環状の内周部により主弁孔１２０が形成されている。圧力室２１６と圧力室２１８とを跨ぐように主弁体２２４が配設されている。主弁体２２４は、その下端部に設けられた弁体部２２５が主弁孔１２０に挿抜されることにより、主弁２０５を開閉する。
【００６９】
一方、主弁体２２４の上端部には、半径方向外向きに延出するフランジ部２２６が設けられ、ボディ２０３の内周面に摺動可能に支持されている。フランジ部２２６の外周面にはＯリング１２８が嵌着されている。フランジ部２２６は、圧力室２１８を背圧室１３２と低圧室２３０とに区画する。また、フランジ部２２６には、背圧室１３２と低圧室２３０とを連通させる小断面のリーク通路１３８が設けられており、背圧室１３２から低圧室２３０への所定流量の冷媒の流れを許容する。なお、圧力室２１６と低圧室２３０とを主弁２０５を介してつなぐ通路が第２制御弁２６における「主通路」を構成し、圧力室２１６と低圧室２３０とをパイロット弁２０６を介してつなぐ通路が第２制御弁２６における「副通路」を構成する。
【００７０】
主弁体２２４には、その本体を軸線方向に貫通する挿通孔２３２が設けられており、その下端開口部（上流側端部）により副弁孔２４０が形成され、その開口端縁により副弁座２４２が形成されている。挿通孔２３２には、ソレノイド２０２から延びるシャフト２６０が摺動可能に挿通され、そのシャフト２６０の下端部にパイロット弁体２４４が接合されている。パイロット弁体２４４は、制御状態に応じて副弁座２４２に上流側（下方）から着脱してパイロット弁２０６を開閉する。また、挿通孔２３２には長手方向に延びる連通溝２４６が設けられ、その連通溝２４６とシャフト２６０との間にパイロット通路２６２が形成されている。パイロット通路２６２は、副弁孔２４０と背圧室１３２とを連通させる。
【００７１】
パイロット弁体２４４は、副弁座２４２に着脱するテーパ状の弁体部を有し、その弁体部から上方に延びる縮径部の先端がシャフト２６０の下端面に当接されている。パイロット弁体２４４の下端部には、半径方向外向きに延びる係止部２４８が設けられている。係止部２４８は、後述する感圧部材による閉弁方向の付勢力を受圧する受圧部として機能する。パイロット弁体２４４と主弁体２２４との間には、パイロット弁体２４４を閉弁方向に付勢するスプリング２４９が介装されている。
【００７２】
パイロット弁体２４４の下端部には、感圧部材としてのベローズ２５１を含むパワーエレメント２５０が設けられている。すなわち、パワーエレメント２５０は、パイロット弁体２４４の下端開口部に外挿されるように圧入された有底円筒状のケース２５２と、その内部に配設されて軸線方向に伸縮動作するベローズ２５１とを含んで構成される。
【００７３】
ベローズ２５１は、可撓性を有する本体２５３の内部に密閉空間Ｓ１を有している。本体２５３は有底筒状をなし、その下端開口部がケース２５２の底部に溶接されることで封止されている。この溶接は真空雰囲気内で行われるため、密閉空間Ｓ１は真空状態となっているが、密閉空間Ｓ１内に大気等を満たすようにしてもよい。本体２５３の内部には段付柱状の心材２５４が配設され、心材２５４の底部が本体２５３の上底部に沿う形状を有している。ケース２５２の底部と心材２５４との間には、心材２５４を介して本体２５３を伸長方向に付勢するスプリング２５６が介装されている。ケース２５２の側部には、内外を連通させる連通孔２５８が形成されている。
【００７４】
すなわち、本体２５３は、内外の圧力差によって伸縮し、所定量伸張すると心材２５４がパイロット弁体２４４に嵌合する。それにより、パワーエレメント２５０による閉弁方向の付勢力がパイロット弁体２４４に付与される。一方、本体２５３が縮小することによりパワーエレメント２５０による付勢力を解除することができるが、所定量縮小すると、心材２５４の下端面がケース２５２に係止されるため、その縮小量も規制される。
【００７５】
以上のような構成において、上流側圧力Ｐ１は、パイロット弁２０６を経ることで中間圧力Ｐｐとなって背圧室１３２に導入される一方、主弁２０５を経て減圧されて下流側圧力Ｐ２となる。中間圧力Ｐｐは、パイロット弁１０６の開閉状態によって変化する。
【００７６】
一方、ソレノイド２０２は、ボディ２０３の上端開口部を封止するように取り付けられた有底円筒状のスリーブ２７０を有する。スリーブ２７０は、Ｏリング２６５を介してボディ２０３に取り付けられている。スリーブ１７０内には、第１プランジャ２７１および第２プランジャ２７２が軸線方向に対向配置されるように収容されている。スリーブ２７０の外周部にはボビン２７３が設けられ、そのボビン２７３に電磁コイル２７４が巻回されている。そして、電磁コイル２７４を外部から覆うように金属製のケース２７５が設けられ、ケース２７５およびスリーブ２７０等の構造体は、樹脂モールドにて形成されたボディ２７６により外部から覆われて保護されている。ボディ２７６には、ケース２７５とともに磁気回路を構成する磁性部材からなるカラー２７７が埋設されている。ボディ２７６の一部は、電磁コイル２７４につながる端子２７９の一端を露出させるコネクタ部としても機能する。
【００７７】
第１プランジャ２７１は、円筒状をなし、その下端面が主弁体２２４の上面（フランジ部２２６の中央上面）に当接可能に配置されている。第１プランジャ２７１とスリーブ２７０との間には、第１プランジャ２７１を主弁体２２４の開弁方向に付勢するスプリング２７８（「付勢部材」として機能する）が介装されている。すなわち、主弁体２２４は、第１プランジャ２７１と一体的に動作可能となっている。シャフト２６０は、第１プランジャ２７１をその軸線にそって貫通し、その上端が第２プランジャ２７２に当接している。すなわち、パイロット弁体２４４は、第２プランジャ２７２と一体的に動作可能となっている。
【００７８】
図７は、第２制御弁の動作状態を表す説明図である。図７は、ソレノイド２０２がオン（通電状態）にされた制御状態を表している。なお、既に説明した図６は、ソレノイド２０２がオフにされた状態を表している。
図６に示すように、第２制御弁２６は、ソレノイド２０２がオフにされた状態では定圧制御は行わず、閉弁状態を維持する。すなわち、第２制御弁２６においてソレノイド力が作用しないため、スプリング２４９によってパイロット弁体２４４が閉弁方向に付勢され、パイロット弁２０６が閉弁状態となる。このため、中間圧力Ｐｐが低くなり、主弁体２２４が閉弁方向に付勢され、主弁２０５も閉弁状態となる。
【００７９】
一方、図７に示すように、第２制御弁２６は、ソレノイド２０２がオンにされると、その上流側圧力Ｐ１が供給電流値に応じた設定圧力Ｐsetとなるよう動作する定圧弁として機能する。すなわち、第２制御弁２６は、ソレノイド力によって第１プランジャ２７１と第２プランジャ２７２との間に吸引力が作用するため、パイロット弁体２４４が開弁方向に付勢され、パイロット弁２０６が開弁状態となる。それにより、中間圧力Ｐｐが上昇するため、主弁体２２４が中間圧力Ｐｐと下流側圧力Ｐ２との差圧（Ｐｐ−Ｐ２）の影響を受けて開弁方向に動作し、主弁２０５が開弁する。
【００８０】
このとき、上流側から入口ポート１１０を介して導入された冷媒は、開弁された主弁２０５を介して減圧膨張され、出口ポート１１２を介して下流側へ導出される。また、入口ポート１１０を介して導入された冷媒の一部は、パイロット弁２０６を介して背圧室１３２に導入され、リーク通路１３８および出口ポート１１２を介して下流側へ導出される。このとき、上流側圧力Ｐ１が設定圧力Ｐsetとなるよう主弁２０５の開度が調整される。
【００８１】
この定圧制御状態において、上流側圧力Ｐ１が設定差圧Ｐsetよりも大きくなると、ベローズ２５１が密閉空間Ｓ１を縮小させる方向に変形する。その結果、パイロット弁体２４４が開弁方向に動作し、パイロット弁２０６の開度を拡大する。その結果、中間圧力Ｐｐが上昇するため、主弁体２２４が開弁方向に動作し、上流側圧力Ｐ１が低下する方向に変化する。逆に、上流側圧力Ｐ１が設定差圧Ｐsetよりも小さくなると、ベローズ２５１が密閉空間Ｓ１を拡大させる方向に変形する。その結果、パイロット弁体２４４が閉弁方向に動作し、パイロット弁２０６の開度を縮小する。その結果、中間圧力Ｐｐが低下するため、主弁体２２４が閉弁方向に動作し、上流側圧力Ｐ１が上昇する方向に変化する。このようにして、上流側圧力Ｐ１が設定圧力Ｐsetに維持される。
【００８２】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態に係る車両用冷暖房装置は、第２制御弁の構造が若干異なる点を除き、第２実施形態と同様である。このため、第２実施形態とほぼ同様の構成部分については同一の符号を付す等して適宜その説明を省略する。図８は、第３実施形態に係る第２制御弁の具体的構成を表す断面図である。
【００８３】
第２制御弁３６は、弁本体３０１とソレノイド２０２とを組み付けて構成され、その上流側圧力が供給電流値に応じた設定圧力となるよう流体の流れを制御可能なパイロット作動式の制御弁として構成されている。
【００８４】
弁本体３０１は、その主弁体３２３の下端部に感温部が設けられている点で、第２実施形態の弁本体２０１とは異なる。すなわち、主弁体３２３の下端部からは円筒状の隔壁３２５が下方に延びるように設けられ、その隔壁３２５の内部空間により副弁室３２７が形成されている。隔壁３２５の下端開口部にはばね受け部材３３１が圧入されている。パイロット弁体３４４の下端部には円板状のばね受け部材３４６が接離可能に配設されており、主弁体３２３の底部とばね受け部材３４６との間にスプリング３５６（感温ばね）が介装され、ばね受け部材３４６とばね受け部材３３１との間にスプリング３５８が介装されている。また、パイロット弁体３４４とばね受け部材３４６との間には、パイロット弁体３４４を閉弁方向に付勢するスプリング３５９が介装されている。
【００８５】
スプリング３５６は、いわゆる形状記憶合金からなり、副弁室３２７の温度（つまり、上流側通路の冷媒温度）を感知してそのばね荷重が変化する。すなわち、スプリング３５６は、その上流側温度が高くなるほどばね剛性（ばね荷重）が大きくなり、上流側温度が低くなるほどばね剛性（ばね荷重）が小さくなるように変化するものである。なお、このような形状記憶合金ばねそのものは公知であるため、その詳細な説明については省略する。なお、変形例においては、スプリング３５６として形状記憶合金ばねに代わり、バイメタル等の感温素子を用いることもできる。
【００８６】
図９は、第２制御弁の動作状態を表す説明図である。図９は、ソレノイド２０２がオンにされた制御状態を表している。なお、既に説明した図８は、ソレノイド２０２がオフにされた状態を表している。
【００８７】
図８に示すように、第２制御弁３６は、ソレノイド２０２がオフにされた状態では定圧制御は行わず、閉弁状態を維持する。すなわち、第２制御弁３６においてソレノイド力が作用しないため、スプリング３５９によってパイロット弁体３４４が閉弁方向に付勢され、パイロット弁３０６が閉弁状態となる。このため、中間圧力Ｐｐが低下し、主弁体３２３が閉弁方向に付勢され、主弁３０５も閉弁状態となる。
【００８８】
一方、図９に示すように、ソレノイド２０２がオンにされると、第２プランジャ２７２が第１プランジャ２７１に吸引されるため、シャフト２６０を介してパイロット弁体３４４が開弁方向に付勢され、パイロット弁３０６が開弁する。このとき、パイロット弁体３４４は、図示のようにばね受け部材３４６に当接して一体動作する。そして、第２制御弁３６は、その上流側圧力Ｐ１が供給電流値に応じた設定圧力Ｐsetとなるよう動作する定圧弁として機能する。ただし、本実施形態では、スプリング３５６が圧力室２１６の冷媒の温度（上流側温度Ｔ１）を感知してそのばね荷重を変化させることにより、結果的に上流側圧力Ｐ１が設定圧力Ｐsetとなるようパイロット弁体３４４が動作する。
【００８９】
すなわち、上流側圧力Ｐ１が設定差圧Ｐsetとなった定圧制御状態において、圧力室２１６の冷媒は飽和状態にあり、上流側圧力Ｐ１が設定差圧Ｐsetよりも大きくなると、上流側温度Ｔ１もこれに対応するように上昇する。その結果、スプリング３５６のばね荷重（ばね剛性）が大きくなる。このため、パイロット弁体３４４に負荷される開弁方向の付勢力が相対的に大きくなる。その結果、パイロット弁体３４４が開弁方向に動作し、パイロット弁３０６の開度を拡大する。その結果、中間圧力Ｐｐが上昇するため、主弁体３２３が開弁方向に動作し、上流側圧力Ｐ１が低下する方向に変化する。
【００９０】
逆に、上流側圧力Ｐ１が設定差圧Ｐsetよりも小さくなると、上流側温度Ｔ１もこれにほぼ比例して低下する。その結果、スプリング３５６のばね荷重（ばね剛性）が小さくなる。このため、パイロット弁体３４４に負荷される閉弁方向の付勢力が相対的に大きくなる。その結果、パイロット弁体３４４が閉弁方向に動作し、パイロット弁３０６の開度を縮小する。その結果、中間圧力Ｐｐが低下するため、主弁体３２３が閉弁方向に動作し、上流側圧力Ｐ１が上昇する方向に変化する。このようにして、上流側圧力Ｐ１が設定圧力Ｐsetに維持される。
【００９１】
なお、本実施形態では、スプリング３５６を感温素子としての形状記憶合金にて構成する例を示したが、変形例においては、スプリング３５８についても形状記憶合金等の感温素子にて構成してもよい。また、スプリング３５６および３５８の少なくとも一方を形状記憶合金やバイメタル等の感温素子にて構成し、同様の機能を実現できるようにしてもよい。
【００９２】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態に係る車両用冷暖房装置は、第２制御弁およびその周辺構造を除き、第１実施形態と同様である。このため、第１実施形態と同様の構成部分についてはその説明を省略する。図１０は、第４実施形態に係る第２制御弁の具体的構成を表す断面図である。
【００９３】
第２制御弁４６は、弁本体４０１とソレノイド４０２とを組み付けて構成され、その上流側圧力が供給電流値に応じた設定圧力となるよう流体の流れを制御可能なパイロット作動式の制御弁として構成されている。第２制御弁４６は、第１実施形態の第２制御弁６と差圧オリフィス２０とを組み合わせた機能を有する。すなわち、本実施形態においても差圧オリフィス４６０が設けられているが、その差圧オリフィス４６０は第２制御弁４６に並設されてはおらず、第２制御弁４６の一部として組み込まれている。
【００９４】
弁本体４０１は、ボディ４０３に主弁４０５とパイロット弁４０６とを同軸状に収容して構成される。ボディ４０３の内部中央には有底段付円筒状の区画部材４１０が圧入されている。ボディ４０３と区画部材４１０との間には、シール用のＯリング４１２が介装されている。区画部材４１０は、ボディ４０３内を圧力室１１６と圧力室１１８とに区画している。区画部材４１０の底面に設けられた環状開口部の内周部により主弁孔１２０が形成され、その下流側開口縁により主弁座１２２が形成されている。主弁体４２４は、圧力室１１６と圧力室１１８とを跨ぐように配設されている。主弁体４２４の下端部には、弾性体（本実施形態ではゴム）からなる環状の弁部材４２５が嵌着されており、その弁部材４２５が下流側から主弁座１２２に着脱することにより主弁４０５を開閉する。
【００９５】
一方、主弁体４２４の上端部にはフランジ部４２６が設けられ、ボディ４０３の内周面に摺動可能に支持されている。ボディ４０３の上端部には、有底円筒状の区画部材４３０が圧入されている。区画部材４３０の下端部は、区画部材４１０の上端部に内挿されるように圧入されている。区画部材４３０と区画部材４１０との間には、シール用のＯリング４３２が介装されている。主弁体４２４は、区画部材４３０との間に背圧室１３２を形成する。区画部材４３０の底部中央には、内外を連通させる副弁孔１４０が設けられ、その上流側開口縁により副弁座１４２が形成されている。
【００９６】
パイロット弁体４４４は、ソレノイド４０２に連結され、電磁的に駆動される。区画部材４３０とソレノイド４０２との間には副弁室４３８が形成され、パイロット弁体４４４は、その副弁室４３８側から副弁座１４２に着脱する。区画部材４３０の側部には、内外を連通させる連通孔４３４が設けられ、区画部材４１０の外周面の一部には、軸線に平行な連通溝４３６が形成されている。そして、連通孔４３４、連通溝４３６およびボディ４０３の内周面により、入口ポート１１０と副弁室４３８とを連通させる連通路４４０が形成されている。このため、副弁室４３８およびソレノイド４０２の内部には、上流側圧力Ｐ１が導入されるようになる。
【００９７】
主弁体４２４は、背圧室１３２と圧力室１１８とを個別に連通させるように、第１連通路４５１と第２連通路４５２とが並設されている。第１連通路４５１および第２連通路４５２は、それぞれ主弁体４２４の軸線に平行に形成されている。第１連通路４５１の中間部が縮径されてオリフィス４５４を形成しており、背圧室１３２の中間圧力Ｐｐの冷媒は、オリフィス４５４を経ることで減圧され、下流側圧力Ｐ２となって導出される。一方、第２連通路４５２には、差圧オリフィス４６０が設けられている。差圧オリフィス４６０の開弁により、主弁４０５およびパイロット弁４０６が閉弁状態にあっても所定流量の冷媒の流れが許容される。
【００９８】
第２連通路４５２における背圧室１３２との接続部には弁座形成部材４６２が嵌合されている。弁座形成部材４６２は、弾性材（ゴム等）からなり、その第２連通路４５２側の面にはテーパ状の弁座４５５が突設されている。一方、主弁体４２４の側部には、内外を連通させる連通孔４５３が設けられている。このような構成により、第２連通路４５２による背圧室１３２と圧力室１１８との連通状態が事実上遮断される一方、高圧室１３０と圧力室１１８とが第２連通路４５２を介して連通している。
【００９９】
差圧オリフィス４６０は、その前後差圧が所定値以上になると開弁する差圧弁（逆止弁）として機能するとともに、その開弁時の冷媒流量を制限するオリフィスとしても機能する。すなわち、差圧オリフィス４６０は、弁体部４６４とオリフィス部４６５とが一体に形成された段付円筒状の弁体４６３を有する。そして、弁体部４６４が弁座４５５に着脱することにより第２連通路４５２を開閉する。
【０１００】
オリフィス部４６５は、その長手方向中央部に外径がやや拡径されたガイド部４６６を有し、そのガイド部４６６にて主弁体４２４に支持されている。オリフィス部４６５の下半部は、主弁体４２４の下端部を貫通して下方に延びている。オリフィス部４６５を弁体４６３の軸線に沿って貫通するようにオリフィス通路４５７が設けられ、その上端が第２連通路４５２にて開口し、下端が圧力室１１８にて開口している。すなわち、オリフィス通路４５７は、弁体４６３の開閉方向に延びるように形成されている。
【０１０１】
主弁体４２４において第２連通路４５２を構成する部分は、その内径が下方に向けて段階的に縮径され、その下端部がガイド部４６６を下方から係止する係止部４６７となっている。また、係止部４６７の上部にガイド孔４６８が設けられ、ガイド部４６６を摺動可能に支持している。弁体部４６４と主弁体４２４との間には、弁体４６３を閉弁方向に付勢するスプリング４６９が介装されている。
【０１０２】
以上のような構成において、上流側圧力Ｐ１は、連通路４４０を通って副弁室４３８に導入された後、パイロット弁４０６を経ることで背圧室１３２にて中間圧力Ｐｐとなる一方、主弁４０５または差圧オリフィス４６０を経て減圧されて下流側圧力Ｐ２となる。中間圧力Ｐｐは、パイロット弁４０６の開閉状態によって変化する。
【０１０３】
一方、ソレノイド４０２は、ボディ４０３の上端開口部を封止するように取り付けられている。ソレノイド４０２とボディ４０３との間には、シールリング４３９が介装されている。ソレノイド４０２は、円筒状のスリーブ４７０と、スリーブ４７０の上半部に固定された円筒状のコア４７２（「固定鉄芯」として機能する）と、スリーブ４７０内でコア４７２と軸線方向に対向配置されたプランジャ４７１（「可動鉄芯」として機能する）とを有する。スリーブ４７０の外周部にはボビン４７３が設けられ、そのボビン４７３に電磁コイル４７４が巻回されている。そして、電磁コイル４７４を外部から覆うように金属製のケース４７５が設けられ、ケース４７５の内部構造体は、樹脂モールドにて形成されたボディ４７６により外部から覆われて保護されている。ボディ４７６には、ケース４７５とともに磁気回路を構成する磁性部材からなるカラー４７７が埋設されている。ボディ４７６の一部は、電磁コイル４７４につながる端子２７９の一端を露出させるコネクタ部としても機能する。
【０１０４】
プランジャ４７１は、円筒状をなし、シャフト４４７の下半部を内挿するように圧入している。シャフト４４７の上半部は、コア４７２を貫通し、その上端部が後述するパワーエレメント４８０に接続されている。シャフト４４７の下端部にパイロット弁体４４４が一体に形成されている。プランジャ４７１とコア４７２との間には、プランジャ４７１を介してパイロット弁体４４４を閉弁方向に付勢するスプリング４７８が介装されている。
【０１０５】
コア４７２の上端部には、ソレノイド４０２を上方から封止するようにパワーエレメント４８０が取り付けられている。パワーエレメント４８０は、中空のハウジング４８２と、ハウジング４８２内を密閉空間Ｓ１と開放空間Ｓ２とに仕切るように配設されたダイアフラム４８４（「感圧部材」に該当する）とを含んで構成されている。ハウジング４８２は、ともにステンレスからなる有蓋状のアッパーハウジング４８６および段付円筒状のロアハウジング４８８からなり、これらの開口部を突き合わせてその外縁部にステンレス等の金属薄板からなるダイアフラム４８４の外縁部を挟むようにして組み付けられる。
【０１０６】
ハウジング４８２は、アッパーハウジング４８６とロアハウジング４８８との間にダイアフラム４８４を挟んだ状態でその接合部の外周に沿ってＴＩＧ溶接等が施されることにより、容器状に形成されている。密閉空間Ｓ１は感温室を構成し、アッパーハウジング４８６内に基準圧力を保持するための冷媒ガスなどが充填された後、その上面中央に設けられた孔をボール状の封体４９０にて封止することにより密閉されている。本実施形態では、冷凍サイクルを循環する冷媒と同種の冷媒が充填されている。封体４９０は、例えばステンレス等から構成される。
【０１０７】
ロアハウジング４８８の内周面には、コア４７２の先端部に形成された雄ネジ部に螺合する雌ネジ部が形成されている。そして、ロアハウジング４８８の下半部がコア４７２の上端部に螺合されることにより、パワーエレメント４８０がソレノイド４０２に固定されるように構成されている。開放空間Ｓ２は感圧室を構成し、副弁室４３８に導入された冷媒の一部がソレノイド４０２内の間隙を介して導入される。
【０１０８】
ダイアフラム４８４の下面中央には有底円筒状のディスク４９２が当接配置されている。シャフト４４７の先端面はロアハウジング４８８内に露出し、ディスク４９２は、ダイアフラム４８４とシャフト４４７との間に設けられている。ディスク４９２の開口端がロアハウジング４８８の底部に係止されるとにより、ダイアフラム４８４の下死点位置（閉弁方向への変位量）が規制される。
【０１０９】
図１１は、第２制御弁の動作状態を表す説明図である。図１１は、ソレノイド４０２がオンにされた制御状態を表している。なお、既に説明した図１０は、ソレノイド４０２がオフにされた状態を表している。
【０１１０】
図１０に示すように、ソレノイド４０２がオフの状態においては、第２制御弁４６は、定圧制御は行わず、膨張装置としてのみ機能する。すなわち、ソレノイド力が作用しないため、スプリング４７８によってパイロット弁体４４４が閉弁方向に付勢され、パイロット弁４０６が閉弁状態となる。このため、背圧室１３２に高圧の冷媒が導入されないため、中間圧力Ｐｐが低下して差圧（Ｐ１−Ｐｐ）が大きくなり、主弁体４２４が閉弁方向へ動作し、主弁４０５も閉弁状態となる。
【０１１１】
このとき、差圧オリフィス４６０においては、弁体４６３の前後差圧（Ｐ１−Ｐ２）が設定差圧（開弁差圧）よりも大きくなると、弁体４６３がスプリング４６９の付勢力に抗して開弁方向に動作する。その結果、差圧オリフィス４６０が開弁状態となる。その結果、上流側から入口ポート１１０を介して導入された冷媒は、オリフィス通路４５７を通過することにより減圧膨張され、出口ポート１１２を介して下流側へ導出される。このとき、弁体４６３が弁座４５５から離間するとともに、オリフィス通路４５７内に差圧が発生する。
【０１１２】
すなわち、弁体４６３が弁座４５５に着座した状態においては、オリフィス通路４５７の内部にはその全長にわたって下流側圧力Ｐ２が作用していたところ、弁体４６３が弁座４５５から離間を開始すると同時にオリフィス通路４５７の上流部に上流側圧力Ｐ１が作用するようになる。オリフィス通路４５７の圧力損失もあることから、その上流端から下流端に向けて圧力勾配が形成され、オリフィス通路４５７の内部を通過する冷媒により弁体４６３に開弁方向の流体摩擦が作用するようになる。この結果、弁体４６３の開弁開始と同時にその開弁が促進され、弁体４６３が速やかに図示のような全開状態に落ち着くことができる。その結果、弁体４６３が微小開度に留まることを防止でき、オリフィスとしての機能（オリフィスに設定された特性）を良好に発揮することができる。
【０１１３】
一方、ソレノイド４０２がオンにされると、第２制御弁４６は、その上流側圧力Ｐ１が外部温度と供給電流値に応じた設定圧力となるよう動作する定圧弁として機能するとともに、膨張装置としても機能する。すなわち、ソレノイド力によってプランジャ４７１とコア４７２との間に吸引力が作用するため、パイロット弁体４４４が開弁方向に付勢され、パイロット弁４０６が開弁状態となる。それにより、中間圧力Ｐｐが上昇するため、主弁体４２４が中間圧力Ｐｐと下流側圧力Ｐ２との差圧（Ｐｐ−Ｐ２）の影響を受けて開弁する。
【０１１４】
このとき、上流側から入口ポート１１０を介して導入された冷媒は、開弁された主弁４０５を介して減圧膨張され、出口ポート１１２を介して下流側へ導出される。また、入口ポート１１０を介して導入された冷媒の一部は、パイロット弁４０６を介して背圧室１３２に導入され、オリフィス４５４を経ることで減圧膨張されて圧力室１１８に導出され、出口ポート１１２を介して下流側へ導出される。
【０１１５】
この定圧制御状態において、上流側圧力Ｐ１が設定差圧Ｐsetよりも大きくなると、ダイアフラム４８４が密閉空間Ｓ１を縮小させる方向（パイロット弁体４４４の開弁方向）に変位するため、パイロット弁４０６の開度が大きくなる。その結果、中間圧力Ｐｐが上昇するため、主弁体４２４が開弁方向に動作し、上流側圧力Ｐ１が低下する方向に変化する。逆に、上流側圧力Ｐ１が設定差圧Ｐsetよりも小さくなると、ダイアフラム４８４が密閉空間Ｓ１を拡大させる方向（パイロット弁体４４４の閉弁方向）に変位する。その結果、中間圧力Ｐｐが低下するため、主弁体４２４が閉弁方向に動作し、上流側圧力Ｐ１が上昇する方向に変化する。その結果、上流側圧力Ｐ１が設定圧力Ｐsetに維持される。
【０１１６】
なお、この設定圧力Ｐsetは、外部温度によって変化する。すなわち、外部温度が高くなると、密閉空間Ｓ１の圧力が冷媒温度に相当する飽和圧力となるよう上昇するため、パイロット弁４０６を閉弁させる方向の付勢力が大きくなる。つまり、供給電流値が同じであっても、外部温度が高いほど、上流側圧力Ｐ１の設定圧力は高くなる。
【０１１７】
また、第２制御弁４６が閉弁された状態で切替弁１１が開弁されると、差圧オリフィス４６０の前後差圧（Ｐ１−Ｐ２）が実質的にゼロに近づく。このため、主弁４０５、パイロット弁４０６および差圧オリフィス４６０の全てを閉弁状態とすることができる。その結果、冷媒は蒸発器７を通過せずに迂回する。それにより、一時的に蒸発器７に低温・低圧の冷媒が供給されなくなるため、蒸発器７の温度が極低温となって凍結するのが防止される。
【０１１８】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はその特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々の変形が可能であることはいうまでもない。
【０１１９】
上記実施形態では、本発明の車両用冷暖房装置を電気自動車に適用した例を示したが、内燃機関を搭載した自動車や、内燃機関と電動機を同載したハイブリッド式の自動車に提供することが可能であることは言うまでもない。上記実施形態では、圧縮機２として電動圧縮機を採用した例を示したが、エンジンの回転を利用して容量可変を行う可変容量圧縮機を採用することもできる。
【符号の説明】
【０１２０】
１ 車両用冷暖房装置、 ２ 圧縮機、 ３ 室内凝縮器、 ４ 第１制御弁、 ５ 室外熱交換器、 ６ 第２制御弁、 ７ 蒸発器、 ８ アキュムレータ、 ９ バイパス通路、 １１ 切替弁、 １３ バイパス通路、 １８ オリフィス、 ２０ 差圧オリフィス、 ２６，３６，４６ 第２制御弁、 １００ 制御部、 １０１ 弁本体、 １０２ ソレノイド、 １０３ ボディ、 １０５ 主弁、 １０６ パイロット弁、 １１０ 入口ポート、 １１２ 出口ポート、 １２０ 主弁孔、 １２２ 主弁座、 １２４ 主弁体、 １３０ 高圧室、 １３２ 背圧室、 １３８ リーク通路、 １４０ 副弁孔、 １４２ 副弁座、 １４４ パイロット弁体、 １４８ ダイヤフラム、 １５１ 反力伝達部材、 １７１ 第１プランジャ、 １７２ 第２プランジャ、 ２０１ 弁本体、 ２０２ ソレノイド、 ２０３ ボディ、 ２０５ 主弁、 ２０６ パイロット弁、 ２２４ 主弁体、 ２３０ 低圧室、 ２４０ 副弁孔、 ２４２ 副弁座、 ２４４ パイロット弁体、 ２５０ パワーエレメント、 ２５１ ベローズ、 ２５２ ケース、 ２６２ パイロット通路、 ２７１ 第１プランジャ、 ２７２ 第２プランジャ、 ３０１ 弁本体、 ３０５ 主弁、 ３０６ パイロット弁、 ３２２ ボディ、 ３２３ 主弁体、 ３３３ 弁孔、 ３３５ 弁座、 ３３６ 高圧室、 ３３８ 中間圧力室、 ３４０ 低圧室、 ３４２ 弁部材、 ３４４ パイロット弁体、 ３６３ 弁体、 ３６５ オリフィス部、 ３６６ オリフィス通路、 ４０１ 弁本体、 ４０２ ソレノイド、 ４０３ ボディ、 ４０５ 主弁、 ４０６ パイロット弁、 ４２４ 主弁体、 ４２５ 弁部材、 ４４４ パイロット弁体、 ４５５ 弁座、 ４５７ オリフィス通路、 ４６０ 差圧オリフィス、 ４６２ 弁座形成部材、 ４６３ 弁体、 ４６４ 弁体部、 ４６５ オリフィス部、 ４７１ プランジャ、 ４７２ コア、 ４８０ パワーエレメント、 ４８４ ダイアフラム。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側から下流側への冷媒の流れを制御可能なパイロット作動式の制御弁において、
上流側通路と下流側通路とを直接つなぐ主通路を、主弁孔に接離して開閉する主弁体を有し、その主弁体が、前記上流側通路と前記下流側通路と背圧室とを区画するように設けられる主弁と、
前記上流側通路と前記下流側通路とを前記背圧室を介してつなぐ副通路の開度を、副弁孔に接離して調整可能な電磁駆動のパイロット弁体を有し、そのパイロット弁体が、前記主弁の開弁時には前記主弁の上流側の圧力を供給電流値に応じた設定圧力に近づけるよう動作するパイロット弁と、
を備えることを特徴とする制御弁。
【請求項２】
前記主弁孔の上流側の温度を感知し、その温度に応じて前記パイロット弁体に負荷される前記パイロット弁の開閉方向の荷重を変化させる感温部をさらに備え、
前記パイロット弁は、前記主弁の開弁時には前記主弁の上流側の温度が供給電流値に応じた温度に近づくように動作することを特徴とする請求項１に記載の制御弁。
【請求項３】
外部の温度を感知し、その温度に応じて前記パイロット弁体に負荷される前記パイロット弁の開閉方向の荷重を変化させる感温部をさらに備え、
前記感温部は、前記外部の温度に応じて前記設定圧力を変化させることを特徴とする請求項１に記載の制御弁。
【請求項４】
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、
車室外に配置され、冷房運転時に冷媒を放熱させる室外凝縮器として機能する一方、暖房運転時には冷媒を蒸発させる室外蒸発器として機能する室外熱交換器と、
車室内に配置されて冷媒を蒸発させる室内蒸発器と、
前記室内蒸発器が機能するとともに前記室外熱交換器が室外蒸発器として機能するときに前記室外熱交換器の下流側となる位置に設けられ、上流側から下流側への冷媒の流れを制御する電動の制御弁と、
前記制御弁への供給電流を制御して前記制御弁の上流側の圧力を調整する制御部と、
を備える車両用冷暖房装置であって、
前記制御弁は、
上流側通路と下流側通路とを直接つなぐ主通路を、主弁孔に接離して開閉する主弁体を有し、その主弁体が、前記上流側通路と前記下流側通路と背圧室とを区画するように設けられる主弁と、
前記上流側通路と前記下流側通路とを前記背圧室を介してつなぐ副通路の開度を、副弁孔に接離して調整可能な電磁駆動のパイロット弁体を有し、そのパイロット弁体が、前記主弁の開弁時には前記主弁の上流側の圧力を供給電流値に応じた設定圧力に近づけるよう動作するパイロット弁と、
を備えることを特徴とする車両用冷暖房装置。
【請求項１】
上流側から下流側への冷媒の流れを制御可能なパイロット作動式の制御弁において、
上流側通路と下流側通路とを直接つなぐ主通路を、主弁孔に接離して開閉する主弁体を有し、その主弁体が、前記上流側通路と前記下流側通路と背圧室とを区画するように設けられる主弁と、
前記上流側通路と前記下流側通路とを前記背圧室を介してつなぐ副通路の開度を、副弁孔に接離して調整可能な電磁駆動のパイロット弁体を有し、そのパイロット弁体が、前記主弁の開弁時には前記主弁の上流側の圧力を供給電流値に応じた設定圧力に近づけるよう動作するパイロット弁と、
を備えることを特徴とする制御弁。
【請求項２】
前記主弁孔の上流側の温度を感知し、その温度に応じて前記パイロット弁体に負荷される前記パイロット弁の開閉方向の荷重を変化させる感温部をさらに備え、
前記パイロット弁は、前記主弁の開弁時には前記主弁の上流側の温度が供給電流値に応じた温度に近づくように動作することを特徴とする請求項１に記載の制御弁。
【請求項３】
外部の温度を感知し、その温度に応じて前記パイロット弁体に負荷される前記パイロット弁の開閉方向の荷重を変化させる感温部をさらに備え、
前記感温部は、前記外部の温度に応じて前記設定圧力を変化させることを特徴とする請求項１に記載の制御弁。
【請求項４】
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、
車室外に配置され、冷房運転時に冷媒を放熱させる室外凝縮器として機能する一方、暖房運転時には冷媒を蒸発させる室外蒸発器として機能する室外熱交換器と、
車室内に配置されて冷媒を蒸発させる室内蒸発器と、
前記室内蒸発器が機能するとともに前記室外熱交換器が室外蒸発器として機能するときに前記室外熱交換器の下流側となる位置に設けられ、上流側から下流側への冷媒の流れを制御する電動の制御弁と、
前記制御弁への供給電流を制御して前記制御弁の上流側の圧力を調整する制御部と、
を備える車両用冷暖房装置であって、
前記制御弁は、
上流側通路と下流側通路とを直接つなぐ主通路を、主弁孔に接離して開閉する主弁体を有し、その主弁体が、前記上流側通路と前記下流側通路と背圧室とを区画するように設けられる主弁と、
前記上流側通路と前記下流側通路とを前記背圧室を介してつなぐ副通路の開度を、副弁孔に接離して調整可能な電磁駆動のパイロット弁体を有し、そのパイロット弁体が、前記主弁の開弁時には前記主弁の上流側の圧力を供給電流値に応じた設定圧力に近づけるよう動作するパイロット弁と、
を備えることを特徴とする車両用冷暖房装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−２３５７２２（Ｐ２０１１−２３５７２２Ａ）
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０７９９１（Ｐ２０１０−１０７９９１）
【出願日】平成２２年５月１０日（２０１０．５．１０）
【出願人】（０００１３３６５２）株式会社テージーケー (280)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１０日（２０１０．５．１０）
【出願人】（０００１３３６５２）株式会社テージーケー (280)
【Ｆターム（参考）】
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