制御弁
【課題】複数の冷媒通路を切り替えて運転がなされる車両用冷暖房装置において、その冷媒通路の切り替える制御弁に嵩むコストをトータル的に抑制する。
【解決手段】ある態様の制御弁は、第１冷媒通路および第２冷媒通路が内部に形成され、第１冷媒通路の冷媒の流れを調整するために開度が制御される第１弁４１と、第２冷媒通路の冷媒の流れを調整するために開度が制御される第２弁４２とを収容する共用のボディ１０４と、第１弁４１と第２弁４２の開度を電気的に調整するための共用のモータユニット１０２と、モータユニット１０２による第１弁４１および第２弁４２の一方の開度の制御状態において他方を全開状態に維持可能な弁配置構成と、を備える。
【解決手段】ある態様の制御弁は、第１冷媒通路および第２冷媒通路が内部に形成され、第１冷媒通路の冷媒の流れを調整するために開度が制御される第１弁４１と、第２冷媒通路の冷媒の流れを調整するために開度が制御される第２弁４２とを収容する共用のボディ１０４と、第１弁４１と第２弁４２の開度を電気的に調整するための共用のモータユニット１０２と、モータユニット１０２による第１弁４１および第２弁４２の一方の開度の制御状態において他方を全開状態に維持可能な弁配置構成と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は制御弁に関し、特に車両用冷暖房装置の冷媒通路の切り替えに好適な制御弁に関する。
【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、冷凍サイクルを冷媒が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】
ところで、車室内の快適性を維持するとともに、寒冷下においても車両運転中の視界を良好に維持するために、このような車両用冷暖房装置においては特に除湿運転が重要視される。そのため、複数の熱交換器が比較的複雑な経路で配管されることが多く、冷媒通路の切り替えのために二方向弁や三方向弁といった制御弁が数多く用いられる。二方向弁は、その開閉により冷媒通路を開放または遮断したり、その開度調整により冷媒通路の開度を調整したりする。三方向弁は、１つの共用通路と２つの個別通路との接続点に設けられ、共用通路と連通させる個別通路を切り替える。これらの制御弁は、ソレノイドやステッピングモータなどのアクチュエータを用いる電気駆動弁として構成されることが多い。
【０００６】
しかしながら、このような制御弁が数多く用いられると、当然にコストが嵩み、車両の設置スペース上の問題も生じる。このため、このような制御弁を冷媒通路を切り替えるだけの切替弁としてだけではなく、その開度を比例的に変化させて冷媒流量の調整を行う比例弁として機能させたり、その開度を絞ることで冷媒を膨張させて状態遷移させる膨張弁として機能させるなど、複数種の制御弁の機能を兼用させることもある。しかし、その制御弁の複数の弁部の開度を外部から調整可能とする場合には、その弁部の数に応じたアクチュエータが必要となり、依然として改善の余地があった。
【０００７】
本発明の目的は、複数の冷媒通路を切り替えて運転がなされる車両用冷暖房装置において、その冷媒通路の切り替える制御弁に嵩むコストをトータル的に抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の制御弁は、第１冷媒通路および第２冷媒通路が内部に形成され、第１冷媒通路の冷媒の流れを調整するために開度が制御される第１弁と、第２冷媒通路の冷媒の流れを調整するために開度が制御される第２弁とを収容する共用のボディと、第１弁と第２弁の開度を電気的に調整するための共用のアクチュエータと、アクチュエータによる第１弁および第２弁の一方の開度の制御状態において他方を全開状態に維持可能な弁配置構成と、を備える。
【０００９】
この態様によると、複数の冷媒通路の開度をそれぞれ調整するために複数の弁が設けられるところ、その複数の弁が共用のボディに収容されて共用のアクチュエータにより開閉駆動される制御弁（複合弁）として構成される。そして、一方の弁による冷媒の流量制御がなされている状態において、他方の弁を全開させて流量飽和状態とする配置構成を有することで、その他方の弁の状態が一方の弁の流量制御に実質的に影響を及ぼさないようにしている。言い換えれば、このように第１弁と第２弁とがその弁配置によって制御上影響を及ぼさないようにすることで、一つのアクチュエータによる複数の弁の駆動が可能とされている。それにより、弁の数に対してボディやアクチュエータの数を抑えることができる。このため、このような制御弁を車両用冷暖房装置の冷媒循環通路に複数設ければ、弁の数に対してトータルのコストをさらに抑制可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、複数の冷媒通路を切り替えて運転がなされる車両用冷暖房装置において、その冷媒通路の切り替える制御弁に嵩むコストをトータル的に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る車両用冷暖房装置のシステム構成を表す図である。
【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１実施形態に係る制御弁の構成および動作を表す断面図である。
【図４】第１実施形態に係る制御弁の構成および動作を表す断面図である。
【図５】第１実施形態に係る制御弁の構成および動作を表す断面図である。
【図６】第２実施形態に係る制御弁の構成および動作を表す断面図である。
【図７】第２実施形態に係る制御弁の構成および動作を表す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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、実施形態に係る車両用冷暖房装置のシステム構成を表す図である。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。
【００１３】
車両用冷暖房装置１００は、圧縮機２、室内凝縮器３、室外熱交換器５、蒸発器７およびアキュムレータ８を配管にて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１００は、冷媒としての代替フロン（ＨＦＯ−１２３４ｙｆ）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。
【００１４】
車両用冷暖房装置１００は、また、冷房運転時と暖房運転時とで複数の冷媒循環通路を切り替えるように運転される。この冷凍サイクルは、室内凝縮器３と室外熱交換器５とが凝縮器として直列に動作可能に構成され、また、蒸発器７と室外熱交換器５とが蒸発器として並列に動作可能に構成されている。すなわち、冷房運転時（除湿時）に冷媒が循環する第１冷媒循環通路、暖房運転時に冷媒が循環する第２冷媒循環通路、暖房運転中の除湿時に冷媒が循環する第３冷媒循環通路が形成される。
【００１５】
第１冷媒循環通路は、圧縮機２→室内凝縮器３→室外熱交換器５→蒸発器７→アキュムレータ８→圧縮機２のように冷媒が循環する通路である。第２冷媒循環通路は、圧縮機２→室内凝縮器３→室外熱交換器５→アキュムレータ８→圧縮機２のように冷媒が循環する通路である。第３冷媒循環通路は、圧縮機２→室内凝縮器３→蒸発器７→アキュムレータ８→圧縮機２のように冷媒が循環する通路である。室外熱交換器５を流れる冷媒の流れは、第１冷媒循環通路と第２冷媒循環通路とで逆方向となっている。
【００１６】
具体的には、圧縮機２の吐出室は第１通路２１を介して室内凝縮器３の入口に接続され、室内凝縮器３の出口は第２通路２２を介して室外熱交換器５の一方の出入口に接続されている。室外熱交換器５の他方の出入口は第３通路２３を介して蒸発器７の入口に接続され、蒸発器７の出口は第４通路２４（戻り通路）を介してアキュムレータ８の入口に接続されている。これら第１通路２１、第２通路２２、第３通路２３および第４通路２４により第１冷媒循環通路が形成される。
【００１７】
第２通路２２には、室内凝縮器３の側から第１分岐点、第２分岐点、第３分岐点が設けられている。すなわち、第２通路２２は、第１分岐点にてバイパス通路２５に分岐し、第２分岐点にてバイパス通路２６に分岐し、第３分岐点にてバイパス通路２７に分岐している。そして、バイパス通路２５が第３通路２３に接続されることにより、室内凝縮器３から導出された冷媒の少なくとも一部を室外熱交換器５を迂回させて蒸発器７へ供給可能な第３冷媒循環通路が形成される。また、バイパス通路２６が室外熱交換器５の他方の出入口に接続され、バイパス通路２７がアキュムレータ８の入口に接続されることにより、第２冷媒循環通路が形成される。
【００１８】
室内凝縮器３の出口と室外熱交換器５の一方の出入口との間には第１制御弁４が設けられている。また、その室外熱交換器５の一方の出入口と蒸発器７の出口との間には第２制御弁６が設けられている。さらに、室外熱交換器５の他方の出入口と蒸発器７の入口との間には第３制御弁９が設けられている。
【００１９】
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。
【００２０】
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。車室内に導入された空気は、室内凝縮器３を通過する過程で温められる。
【００２１】
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。室外熱交換器５が蒸発器として機能する際には、膨張装置（第２弁３２）の通過により低温・低圧となった冷媒が、室外熱交換器５を通過する際に蒸発する。
【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、膨張装置（第１弁５１または第２弁５２）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。車室内に導入された空気は、その蒸発潜熱によって冷却され、除湿される。このとき冷却・除湿された空気は、室内凝縮器３の通過過程で加熱される。
【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。
【００２４】
第１制御弁４は、共用のボディに第１弁３１と第２弁３２とを収容し、それらを１つのアクチュエータにて駆動する複合弁として構成されている。第１制御弁４のボディには、第２通路２２における第２分岐点と第３分岐点とをつなぐ第１冷媒通路と、バイパス通路２６を構成する第２冷媒通路が設けられている。第１弁３１は大口径の弁であり、第１冷媒通路に設けられてその開度を調整する。第２弁３２は小口径の弁であり、第２冷媒通路に設けられてその開度を調整する。第２弁３２は膨張装置としても機能する。本実施形態では、第１制御弁４として、ステッピングモータの駆動により各弁の開度を調整可能な電動弁が用いられるが、ソレノイドへの通電によって各弁の開度を調整可能な電磁弁を用いるようにしてもよい。
【００２５】
第２制御弁６は、共用のボディに第１弁４１と第２弁４２とを収容し、それらを１つのアクチュエータにて駆動する複合弁として構成されている。第２制御弁６のボディには、第４通路２４を構成する第１冷媒通路とバイパス通路２７を構成する第２冷媒通路が設けられている。第１弁４１は大口径の弁であり、第１冷媒通路に設けられてその開度を調整する。第２弁４２も大口径の弁であり、第２冷媒通路に設けられてその開度を調整する。本実施形態では、第２制御弁６として、ステッピングモータの駆動により各弁の開度を調整可能な電動弁が用いられるが、ソレノイドへの通電によって各弁の開度を調整可能な電磁弁を用いるようにしてもよい。第２制御弁６の具体的構成については後述する。
【００２６】
第３制御弁９は、共用のボディに第１弁５１と第２弁５２とを収容し、それらを１つのアクチュエータにて駆動する複合弁として構成されている。第３制御弁９のボディには、第３通路２３を構成する第１冷媒通路とバイパス通路２５を構成する第２冷媒通路が設けられている。第１弁５１は小口径の弁であり、第１冷媒通路に設けられてその開度を調整する。第２弁５２も小口径の弁であり、第２冷媒通路に設けられてその開度を調整する。第１弁５１および第２弁５２は膨張装置としても機能する。本実施形態では、第３制御弁９として、ステッピングモータの駆動により各弁の開度を調整可能な電動弁が用いられるが、ソレノイドへの通電によって各弁の開度を調整可能な電磁弁を用いるようにしてもよい。
【００２７】
以上のように構成された車両用冷暖房装置１００は、図示しない制御部により制御される。制御部は、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。制御部は、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各制御弁の制御量（弁開度や開閉状態）を決定し、その制御量が実現されるようアクチュエータに電流を供給する。本実施例ではアクチュエータとしてステッピングモータを用いるため、制御部は、各制御弁の制御量が実現されるようステッピングモータに制御パルス信号を出力する。このような制御により、圧縮機２は、その吸入室を介して吸入圧力Ｐｓの冷媒を導入し、これを圧縮して吐出圧力Ｐｄの冷媒として吐出する。なお、本実施形態ではこのような制御を実現するために、室内凝縮器３の出口、室外熱交換器５の一方の出入口と他方の出入口、蒸発器７の入口と出口のそれぞれの温度を検出するための複数の温度センサが設置されている。
【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）は特定暖房運転時の状態を示し、（Ｃ）は通常暖房運転時の状態を示し、（Ｄ）は特殊暖房運転時の状態を示している。なお、「特定暖房運転」は、暖房運転において特に除湿の機能を高めた運転状態である。「特殊暖房運転」は、室外熱交換器５を機能させない運転状態である。なお、図中の太線および矢印が冷媒の流れを示し、「×」は冷媒の流れが遮断されていることを示している。
【００２９】
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において第１弁３１が開弁状態とされ第２弁３２が閉弁状態とされる。また、第２制御弁６において第１弁４１が開弁状態とされ第２弁４２が閉弁状態とされる。さらに、第３制御弁９において第１弁５１が開弁状態とされ第２弁５２が閉弁状態とされる。それにより第１冷媒循環通路のみが開放される。このため、バイパス通路２５，２６，２７が遮断され、圧縮機２から吐出冷媒は室外熱交換器５および蒸発器７に導かれる。このとき、室外熱交換器５は室外凝縮器として機能する。
【００３０】
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る。そして、室外熱交換器５を経由した冷媒が第３制御弁９の第１弁５１にて断熱膨張されて冷温・低圧の気液二相冷媒となり、蒸発器７に導入される。蒸発器７の入口に導入された冷媒は、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する。蒸発器７から導出された冷媒は、第２制御弁６の第１弁４１を経てアキュムレータ８に導入される。制御部は、室外熱交換器５の出口側の温度に基づき、その出口側の過冷却度が適正となるよう第１弁５１の開度を制御する。
【００３１】
図２（Ｂ）に示すように、特定暖房運転時においては、第１制御弁４の第１弁３１が閉弁状態とされ第２弁３２が開弁状態とされる。また、第２制御弁６において第１弁４１および第２弁４２が共に開弁状態とされる。さらに、第３制御弁９において第１弁５１が閉弁状態とされ第２弁５２が開弁状態とされる。それにより第１冷媒循環通路が遮断され、第２冷媒循環通路および第３冷媒循環通路が開放される。このため、室内凝縮器３から導出された冷媒は、一方でバイパス通路２６を介して室外熱交換器５に導かれ、他方でバイパス通路２５を介して蒸発器７に導かれる。
【００３２】
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を経て凝縮される。室内凝縮器３から導出された冷媒は、一方で第１制御弁４の第２弁３２にて断熱膨張されて冷温・低圧の気液二相冷媒となり、室外熱交換器５を通過する際に蒸発される。室外熱交換器５から導出された冷媒は、第２制御弁６の第２弁４２を経てアキュムレータ８に導入される。また、室内凝縮器３から導出された冷媒は、他方で第３制御弁９の第２弁５２にて断熱膨張されて冷温・低圧の気液二相冷媒となり、蒸発器７を通過する際に蒸発される。蒸発器７から導出された冷媒は、第２制御弁６の第１弁４１を経てアキュムレータ８に導入される。
【００３３】
このとき、制御部は、室外熱交換器５による熱吸収と蒸発器７による除湿とを適正に行うべく、室外熱交換器５における冷媒の蒸発量と蒸発器７における冷媒の蒸発量との比率を適正に調整する。具体的には、制御部は、室内凝縮器３の出口側の温度に基づいて第２弁３２と第２弁５２のトータルの開度を調整することにより、室内凝縮器３の出口側の過冷却度が適正となるよう制御する。制御部は、また、車両用冷暖房装置１００の運転負荷に応じて第２弁３２と第２弁５２の開度の比率を制御することにより、両弁をそれぞれ通過する冷媒流量の比率を調整し、室外熱交換器５および蒸発器７のそれぞれにおける蒸発量を調整する。また、制御部は、第２制御弁６における第１弁４１および第２弁４２の一方の全開状態を維持したまま他方の開度を調整する。本実施形態では、室外熱交換器５よりも蒸発器７の温度が低い場合には第１弁４１を全開状態にして第２弁４２の開度を制御する。一方、蒸発器７よりも室外熱交換器５の温度が低い場合には第２弁４２を全開状態にして第１弁４１の開度を制御する。
【００３４】
例えば、前者のように室外熱交換器５よりも蒸発器７の温度が低い場合、室外熱交換器５の蒸発圧力Ｐｏと蒸発器７の出口の圧力Ｐｅとの差圧ΔＰ＝Ｐｏ−Ｐｅが適正となるように制御することで、循環する冷媒を室外熱交換器５と蒸発器７とで蒸発させる比率を調整することができる。すなわち、差圧ΔＰが大きくなると、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、差圧ΔＰが小さくなると、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）。制御部は、その差圧ΔＰが適正となるように制御することで、特定暖房運転時における除湿機能を確保する。なお、室外熱交換器５の蒸発圧力Ｐｏについては室外熱交換器５の入口側の温度Ｔｏを検出することで特定することができる。また、蒸発器７の出口の圧力Ｐｅについては蒸発器７の入口側の温度Ｔｅを検出することで特定することができる。
【００３５】
逆に、後者のように蒸発器７よりも室外熱交換器５の温度が低い場合、蒸発器７の出口の圧力Ｐｅと室外熱交換器５の蒸発圧力Ｐｏとの差圧ΔＰ＝Ｐｅ−Ｐｏが適正となるように制御する。制御部は、その差圧ΔＰが適正となるように制御することで、特定暖房運転時における除湿機能を確保する。その場合、蒸発器７の出口の圧力Ｐｅについては蒸発器７の入口側の温度Ｔｅを検出することで特定することができる。また、室外熱交換器５の蒸発圧力Ｐｏについては室外熱交換器５の入口側の温度Ｔｏを検出することで特定することができる。
【００３６】
なお、このように室外熱交換器５や蒸発器７の入口側の温度を検出するのは、それぞれの出口側に過熱度（スーパーヒート）が発生している場合、出口側の温度を検出してもその温度は蒸発圧力に対応しないためである。なお、出口側の温度と入口側の温度との温度差に基づき、過熱度がどの程度発生しているかを判定することができるため、その温度差に応じて第１弁４１や第２弁４２の開度を調整することで、適正な蒸発状態を実現することが可能となる。
【００３７】
図２（Ｃ）に示すように、通常暖房運転時においては、第１制御弁４の第１弁３１が閉弁状態とされ第２弁３２が開弁状態とされる。また、第２制御弁６において第１弁４１が閉弁状態とされ、第２弁４２が開弁状態とされる。さらに、第３制御弁９において第１弁５１および第２弁５２が共に閉弁状態とされる。それにより第２冷媒循環通路のみが開放される。このため、室内凝縮器３から導出された冷媒はバイパス通路２６を介して室外熱交換器５に導かれる。このとき、蒸発器７には冷媒が供給されないため、蒸発器７は実質的に機能しなくなり、室外熱交換器５のみが蒸発器として機能するようになる。制御部は、室内凝縮器３の出口側の温度に基づき、その出口側の過冷却度が適正となるよう第２弁３２の開度を制御する。
【００３８】
図２（Ｄ）に示すように、特殊暖房運転時においては、第１制御弁４の第１弁３１および第２弁３２が共に閉弁状態とされる。また、第２制御弁６において第１弁４１が開弁状態とされ、第２弁４２が閉弁状態とされる。さらに、第３制御弁９において第１弁５１が閉弁状態とされ、第２弁５２が開弁状態とされる。それにより第３冷媒循環通路のみが開放される。このため、室内凝縮器３から導出された冷媒はバイパス通路２５を介して蒸発器７に導かれる。つまり、冷媒が室外熱交換器５を迂回するため室外熱交換器５が実質的に機能しなくなる。蒸発器７に導入された冷媒は、その蒸発器７を通過する過程で蒸発し、車室内の空気を除湿する。このような特殊冷暖房運転は、外部からの吸熱が困難な場合、例えば車両が極寒状況におかれた場合などに有効に機能する。制御部は、室内凝縮器３の出口側の温度に基づき、その出口側の過冷却度が適正となるよう第２弁５２の開度を制御する。
【００３９】
次に、本実施形態の主要な制御弁の具体的構成について説明する。
図３〜図５は、第１実施形態に係る制御弁の構成および動作を表す断面図である。図３に示すように、第２制御弁６は、ステッピングモータ駆動式の電動弁として構成され、弁本体１０１とモータユニット１０２とを組み付けて構成されている。弁本体１０１は、有底筒状のボディ１０４に大口径の第１弁４１と大口径の第２弁４２とを同軸状に収容して構成され、一方の弁の全開状態を維持しつつ他方の弁の開度を設定開度に調整する比例弁として構成されている。
【００４０】
ボディ１０４の一方の側部には第１導入ポート１１０および第２導入ポート１１２が設けられ、他方の側部には導出ポート１１４が設けられている。第１導入ポート１１０は第４通路２４に連通し、第２導入ポート１１２はバイパス通路２７に連通し、導出ポート１１４は下流側通路に連通する。その下流側通路はアキュムレータ８の入口につながっている。すなわち、ボディ１０４には、第１導入ポート１１０と導出ポート１１４とをつなぐ第１冷媒通路と、第２導入ポート１１２と導出ポート１１４とをつなぐ第２冷媒通路が形成される。
【００４１】
ボディ１０４の中央部には、円筒状の区画部材１２０が内挿されている。区画部材１２０は、ボディ１０４に同心状に組み付けられており、その導出ポート１１４との対向面には内外を連通する連通孔が形成されている。区画部材１２０の上端面とボディ１０４の内周面との間にはＯリング１２２が設けられ、区画部材１２０の下端面とボディ１０４の内周面との間にはシールリング１２４が設けられている。シールリング１２４は、リング状をなす弾性体（例えばゴム）からなり、その外周端部が区画部材１２０とボディ１０４との間に挟まれるようにして支持されている。シールリング１２４は、半径方向内向きに延出する薄肉部を有し、後述のように受圧調整部材としても機能する。
【００４２】
また、ボディ１０４における区画部材１２０の上方には、円筒状の区画部材１３０が内挿されている。区画部材１３０は、ボディ１０４に同心状に組み付けられており、その第２導入ポート１１２との対向面には内外を連通する連通孔が形成されている。Ｏリング１２２は、区画部材１２０の上端面と区画部材１３０の下端面との間に挟まれるように配置され、その脱落が防止されている。
【００４３】
ボディ１０４の底部にはリング状の弁座部材１３３が嵌着されるとともに、ガイド部材１３５が固定されている。ガイド部材１３５は、複数の脚部（本実施形態では３本）がボディ１０４に同心状に立設されるようにして構成されている。ガイド部材１３５の底部が弁座部材１３３に部分的にオーバラップすることにより、弁座部材１３３の脱落が防止されている。
【００４４】
ボディ１０４の上端部には、円板状の区画部材１２３が配設されている。区画部材１２３は、弁本体１０１の内部とモータユニット１０２の内部とを区画する。区画部材１２３の中央部には、円ボス状の軸受部１２６が設けられている。軸受部１２６の内周面には雌ねじ部が設けられ、外周面は滑り軸受として機能する。
【００４５】
区画部材１２３の下面にもリング状の弁座部材１３６が嵌着されるとともに、ガイド部材１３８が固定されている。ガイド部材１３８は、複数の脚部（本実施形態では３本）がボディ１０４に同心状に立設されるようにして構成されている。ガイド部材１３８の底部が弁座部材１３６に部分的にオーバラップすることにより、弁座部材１３６の脱落が防止されている。弁座部材１３６と弁座部材１３３とは、ボディ１０４の軸線方向一端側と他端側とに設けられている。ガイド部材１３５とガイド部材１３８は、上下に対称な配置構造となっている。
【００４６】
ボディ１０４の内方には、大径の弁体１４０、大径の弁体１４２、弁作動体１３４および伝達ロッド１４６が同軸状に（同一軸線上に）配設されている。区画部材１２３の軸受部１２６の内周面には雌ねじ部が設けられている。弁作動体１３４の下端部には、伝達ロッド１４６が連結されている。弁体１４０はボディ１０４の下半部に位置し、弁体１４２はボディ１０４の上半部に位置する。弁体１４０と弁体１４２とは、軸線に沿って対向配置されている。
【００４７】
弁体１４０は有底円筒状をなし、その底部中央に下方に凸となる形状の係止部１５０を有し、その係止部１５０の中央には伝達ロッド１４６の先端部を貫通させるための貫通孔が設けられている。また、弁体１４０の底部には、その内部と導出ポート１１４とを連通させる連通孔が形成されている。弁体１４０は、ガイド部材１３５に摺動可能に外挿され、その下端開口部が弁座部材１３３に接離することにより第１弁４１の開度を調整する。弁体１４０の外周部のシールは、シールリング１２４により実現されている。区画部材１２０は、弁体１４０を摺動可能に支持するガイド部を構成する。
【００４８】
弁体１４２は弁体１４０と近似した構造を有する。すなわち、弁体１４２は有底円筒状をなし、その底部中央に上方に凸となる形状の係止部１５２を有し、その係止部１５２の中央には伝達ロッド１４６の下半部を貫通させるための貫通孔が設けられている。また、弁体１４２の底部には、その内部と導出ポート１１４とを連通させる連通孔が形成されている。弁体１４２は、ガイド部材１３８に摺動可能に外挿され、その上端開口部が弁座部材１３６に接離することにより第２弁４２の開度を調整する。弁体１４２の外周部のシールは、Ｏリング１２２により実現されている。Ｏリング１２２は、弁体１４２を摺動可能に支持するガイド部を構成する。図示のように、弁体１４０と弁体１４２とは、ボディ１０４の中央部にて互いに底部を対向させるように配置される。
【００４９】
弁作動体１３４は、段付円筒状をなし、その外周部に雄ねじ部が形成されている。雄ねじ部は、軸受部１２６の雌ねじ部に螺合する。弁作動体１３４の上端部には半径方向外向きに延出する複数（本実施形態では４つ）の脚部１５５が設けられており、モータユニット１０２のロータに嵌合している。
【００５０】
弁作動体１３４は、モータユニット１０２の回転駆動力を受けて回転し、その回転力を並進力に変換する。すなわち、弁作動体１３４が回転すると、ねじ機構（「作動変換機構」として機能する）によって弁作動体１３４が軸線方向に変位し、弁体１４０および弁体１４２を第１弁４１、第２弁４２の開閉方向に駆動する。
【００５１】
伝達ロッド１４６は段付円柱状をなし、弁体１４２を軸線方向に貫通している。伝達ロッド１４６の上端部は、弁作動体１３４の底部に固定されている。すなわち、伝達ロッド１４６は、弁作動体１３４の一部を構成する。伝達ロッド１４６の下半部は小径化されて弁体１４２の底部を貫通し、その先端部が弁体１４０の底部を貫通して半径方向外向きに加締められている。伝達ロッド１４６は、その下半部の基端により弁体１４２の上方への相対変位を規制し、その下端部により弁体１４０の下方への相対変位を規制する。すなわち、伝達ロッド１４６の下半部は、弁体１４０の係止部１５０と弁体１４２の係止部１５２とをその離間方向への変位を規制するように支持する係合部を構成する。弁体１４０の係止部１５０と弁体１４２の係止部１５２との間に形成される空間には、互いを離間方向に付勢するスプリング１４８（「付勢部材」として機能する）が介装されている。
【００５２】
ここで、本実施形態においては、弁体１４２の弁部の有効径Ａと摺動部の有効径Ｂとが等しく設定されているため、弁体１４２に作用する冷媒圧力の影響がキャンセルされる。同様に、弁体１４０の弁部の有効径Ｃと摺動部の有効径Ｄとが等しく設定されているため、弁体１４０に作用する冷媒圧力の影響もキャンセルされる。弁体１４０については、閉弁時にその摺動部の下面とシールリング１２４の上面とが密着して摺動部の有効径Ｄを確保することにより高精度な圧力キャンセルが可能となっている。このため、冷媒圧力の変化によりモータユニット１０２に過度な負荷がかかることがなく、弁開度の制御を安定に行うことができる。
【００５３】
一方、モータユニット１０２は、ロータ１７２とステータ１７３とを含むステッピングモータとして構成されている。モータユニット１０２は、有底円筒状のスリーブ１７０の内方にロータ１７２を回転自在に支持するようにして構成されている。スリーブ１７０の外周には、励磁コイル１７１を収容したステータ１７３が設けられている。スリーブ１７０は、その下端開口部がボディ１０４に組み付けられており、ボディ１０４とともに第２制御弁６のボディを構成する。
【００５４】
ロータ１７２は、円筒状に形成された回転軸１７４と、その回転軸１７４の外周に配設されたマグネット１７６を備える。本実施形態では、マグネット１７６は２４極に磁化されている。回転軸１７４の内方にはモータユニット１０２のほぼ全長にわたる内部空間が形成されている。回転軸１７４の内周面の特定箇所には、軸線に平行に延びるガイド部１７８が設けられている。ガイド部１７８は、後述する回転ストッパと係合するための突部を形成するものであり、軸線に平行に延びる一つの突条により構成されている。
【００５５】
回転軸１７４の下端部はやや縮径され、その内周面に軸線に平行に延びる４つのガイド部１８０が設けられている。ガイド部１８０は、軸線に平行に延びる一対の突条により構成され、回転軸１７４の内周面に９０度おきに設けられている。この４つのガイド部１８０には、上述した弁作動体１３４の４つの脚部１５５が嵌合し、ロータ１７２と弁作動体１３４とが一体に回転できるようになっている。ただし、弁作動体１３４は、ロータ１７２に対する回転方向の相対変位は規制されるものの、そのガイド部１８０にそった軸線方向の変位は許容される。すなわち、弁作動体１３４は、ロータ１７２とともに回転しつつ弁体１３２の開閉方向に駆動される。
【００５６】
ロータ１７２の内方には、その軸線に沿って長尺状のシャフト１８２が配設されている。シャフト１８２は、その上端部がスリーブ１７０の底部中央に圧入されることにより片持ち状に固定され、ガイド部１７８に平行に内部空間に延在している。シャフト１８２は、弁作動体１３４と同一軸線上に配置されている。シャフト１８２には、そのほぼ全長にわたって延在する螺旋状のガイド部１８４が設けられている。ガイド部１８４は、コイル状の部材からなり、シャフト１８２の外面に嵌着されている。ガイド部１８４の上端部は折り返されて係止部１８６となっている。
【００５７】
ガイド部１８４には、螺旋状の回転ストッパ１８８が回転可能に係合している。回転ストッパ１８８は、ガイド部１８４に係合する螺旋状の係合部１９０と、回転軸１７４に支持される動力伝達部１９２とを有する。係合部１９０は一巻きコイルの形状をなし、その下端部に半径方向外向きに延出する動力伝達部１９２が連設されている。動力伝達部１９２の先端部がガイド部１７８に係合している。すなわち、動力伝達部１９２は、ガイド部１７８の一つの突条に当接して係止される。このため、回転ストッパ１８８は、回転軸１７４により回転方向の相対変位は規制されるが、ガイド部１７８に摺動しつつその軸線方向の変位が許容される。
【００５８】
すなわち、回転ストッパ１８８は、ロータ１７２と一体に回転し、その係合部１９０がガイド部１８４にそってガイドされることで、軸線方向に駆動される。ただし、回転ストッパ１８８の軸線方向の駆動範囲はガイド部１７８の両端に形成された係止部により規制される。同図には、回転ストッパ１８８が中間位置にある状態が示されている。回転ストッパ１８８が上方へ変位して係止部１８６に係止されると、その位置が上死点となる。回転ストッパ１８８が下方へ変位すると、その下死点にて係止される。
【００５９】
ロータ１７２は、その上端部がシャフト１８２に回転自在に支持され、下端部が軸受部１２６に回転自在に支持されている。具体的には、回転軸１７４の上端開口部を封止するように有底円筒状の端部部材１９４が設けられ、その端部部材１９４の中央に設けられた円筒軸１９６の部分がシャフト１８２に支持されている。すなわち、軸受部１２６が一端側の軸受部となり、シャフト１８２における円筒軸１９６との摺動部が他端側の軸受部となっている。
【００６０】
以上のように構成された第２制御弁６は、モータユニット１０２の駆動制御によってその弁開度を調整可能なステッピングモータ作動式の制御弁として機能する。すなわち、車両用冷暖房装置の運転状態に応じて第１弁４１を全開状態とし、第２弁４２を閉弁状態とする場合、図３に示す状態とされる。
【００６１】
一方、第１弁４１または第２弁４２の開度を調整する場合、図３の状態からロータ１７２を一方向に回転駆動（正転）する。それにより、図４に示すように、ロータ１７２とともに回転する弁作動体１３４がねじ機構によって下降し、弁体１４２および弁体１４０を押し下げるようにして変位させ、第２弁４２が開弁状態となる。なお、図４には第１弁４１および第２弁４２の双方が全開となる中立状態が示されているが、いずれか一方の開度を小さくしてその開度を制御することにより、その小さくした側の弁を流れる冷媒の流量を調整することができる。このとき、開度が大きくなる側の弁は、その開度が大きくなっても冷媒の流量は飽和状態となり、図４に示す状態と実質的に変わらない全開状態を維持する。すなわち、弁体１４２が図３に示す全閉状態と図４に示す全開位置との間の範囲で駆動されることにより第２弁４２の開度が調整される。
【００６２】
また、第１弁４１を閉弁状態とする場合、図４の状態からロータ１７２をさらに同方向に回転駆動する。それにより、図５に示すように、弁体１４２および弁体１４０がさらに押し下げられ、第１弁４１が閉弁状態となる。このとき、弁体１４２が図４の状態からさらに開弁方向に駆動されるが、第２弁４２は、その開度が大きくなっても冷媒の流量は飽和状態となり、図４に示す状態と実質的に変わらない全開状態を維持する。第１弁４１を閉弁状態から開弁させる場合には、図５の状態からロータ１７２を他方向に回転駆動（逆転）させればよい。すなわち、弁体１４０が図５に示す全閉状態と図４に示す全開位置との間の範囲で駆動されることにより第１弁４１の開度が調整される。
【００６３】
［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。本実施形態に係る制御弁は、弁機構の構成が第１実施形態と異なるが、その他の部分に共通の構成を有する。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および図７は、第２実施形態に係る制御弁の構成および動作を表す断面図である。
【００６４】
第２制御弁２０６は、第１実施形態の第２制御弁６に置き換えて適用される。図６に示すように、第２制御弁２０６は、ステッピングモータ駆動式の電動弁として構成され、弁本体２０１とモータユニット１０２とを組み付けて構成されている。弁本体２０１は、ボディ２０４に大口径の第１弁４１と大口径の第２弁４２とを同軸状に収容して構成され、一方の弁の全開状態を維持しつつ他方の弁の開度を設定開度に調整する比例弁として構成されている。
【００６５】
ボディ２０４の一方の側部には第１導入ポート２１０および第２導入ポート２１２が設けられ、他方の側部には導出ポート２１４が設けられている。第１導入ポート２１０は第４通路２４に連通し、第２導入ポート２１２はバイパス通路２７に連通し、導出ポート２１４は下流側通路に連通する。その下流側通路はアキュムレータ８の入口につながっている。すなわち、ボディ２０４には、第１導入ポート２１０と導出ポート２１４とをつなぐ第１冷媒通路と、第２導入ポート２１２と導出ポート２１４とをつなぐ第２冷媒通路が形成される。
【００６６】
ボディ２０４には、段付円筒状の区画部材２２０が内挿されている。区画部材２２０は、シール部材を介してボディ２０４に同心状に組み付けられている。そして、区画部材２２０の上半部に弁孔２２２が形成され、その上流側開口端縁により弁座２２４が形成されている。区画部材２２０の下半部に弁孔２２６が形成され、その上流側開口端縁により弁座２２８が形成されている。ボディ２０４の内方には、弁体２３３、弁体２３２、弁作動体１３４および伝達ロッド２３４が同軸状に（同一軸線上に）配設されている。区画部材１２３の軸受部１２６の内周面には、第１実施形態と同様に雌ねじ部が設けられている。弁作動体１３４の下端部には、伝達ロッド２３４が連結されている。伝達ロッド２３４は、段付円柱状をなし、弁体２３３の中央部を軸線方向に貫通している。伝達ロッド２３４の上端部は、弁作動体１３４の底部に固定されている。伝達ロッド２３４の下半部は大径化され、その段部が弁体２３３との相対変位を規制する係止部となっている。
【００６７】
区画部材１２３の内方にはガイド孔２３６が形成されている。弁体２３３は、有底円筒状をなし、その下端部の外周面にはリング状の弾性体（例えばゴム）からなる弁部材２３５が嵌着されており、その弁部材２３５が弁座２２４に着座することにより、第２弁４２を完全に閉じることが可能になる。弁体２３３は、その上端開口部が半径方向外向きに延出してガイド孔２３６に摺動可能に支持されている。区画部材１２３と弁体２３３とに囲まれた空間により背圧室２４０が形成されている。伝達ロッド２３４と弁体２３３との間に所定のクリアランスが存在するため、弁孔２２２の下流側の下流側圧力Ｐoutがそのクリアランスを介して背圧室２４０に導入される。
【００６８】
区画部材１２３と弁体２３３との間には、弁体２３３を閉弁方向に付勢するスプリング２４２（「付勢部材」として機能する）が介装されている。区画部材１２３と区画部材２２０との間には受圧調整部材２４４が配設されている。受圧調整部材２４４は、リング状をなす弾性体（例えばゴム）からなり、その外周端部が区画部材２２０と区画部材１２３との間に挟まれるようにして支持されている。受圧調整部材２４４は、薄膜状に形成され、第２弁４２の閉弁時に区画部２３８に対して下方から当接する。
【００６９】
弁体２３２は、弁孔２２６と第１導入ポート２１０との間の圧力室２４６に配設され、上流側から弁孔２２６に接離して第１弁４１の開度を調整する。弁体２３２は、有底円筒状をなし、その上端部の外周面にはリング状の弾性体（例えばゴム）からなる弁部材２５０が嵌着されており、その弁部材２５０が弁座２２８に着座することにより、第１弁４１を完全に閉じることが可能になる。
【００７０】
圧力室２４６には、円穴状のガイド部２５２が弁孔２２６と同軸状に形成されている。そして、弁体２３２の下端部がガイド部２５２に摺動可能に内挿されている。弁体２３２とガイド部２５２とに囲まれた空間により背圧室２５４が形成される。弁体２３２とボディ２０４との間には、弁体２３２を閉弁方向に付勢するスプリング２５６（「付勢部材」として機能する）が介装されている。弁体２３２の上底部に第１導入ポート２１０と背圧室２５４とを連通させる連通孔２５８が設けられているため、背圧室２５４には第１導入ポート２１０から導入される下流側圧力Ｐoutが満たされる。区画部材２２０の下端部とボディ２０４との間にも受圧調整部材２４４が配設されている。受圧調整部材２４４は、第１弁４１の閉弁時に弁体２３２の下端部に対して上方から当接する。
【００７１】
ここで、本実施形態においても、弁孔２２６の有効径Ｃとガイド部２５２の有効径Ｄとが等しく設定され、また弁孔２２２の有効径Ａとガイド孔２３６の有効径Ｂとが等しく設定されている。このため、弁体２３３および弁体２３２に作用する冷媒圧力の影響はキャンセルされる。
【００７２】
以上のように構成された第２制御弁２０６は、モータユニット１０２の駆動制御によってその弁開度を調整可能なステッピングモータ作動式の制御弁として機能する。すなわち、車両用冷暖房装置の運転状態に応じて第１冷媒通路を連通状態として第２冷媒通路を遮断する場合、図６に示す状態となる。この状態からロータ１７２が一方向に回転駆動（正転）されると、第１冷媒通路と第２冷媒通路とがともに連通状態となる。すなわち、ロータ１７２とともに回転する弁作動体１３４がねじ機構によって上昇し、伝達ロッド２３４を吊り上げるようにして弁体２３３を開弁方向に変位させる。このとき、スプリング２５６の付勢力によって弁体２３２が閉弁方向に動作する。
【００７３】
図７に示す第１冷媒通路と第２冷媒通路の開度が等しい中立状態は、弁体２３３と弁体２３２がともに全開状態にある。この状態からロータ１７２が同方向に回転駆動されると、弁体２３３がさらに開弁方向、弁体２３２がさらに閉弁方向に動作することで、第２弁４２の全開状態が維持されつつ第１弁４１の開度が制御可能となる。一方、図７に示す状態からロータ１７２が他方向に回転駆動（逆転）されると、弁体２３３が閉弁方向、弁体２３２が開弁方向に動作することで、第１弁４１の全開状態が維持されつつ第２弁４２の開度が制御可能となる。
【００７４】
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。
【００７５】
上記実施形態では、第２制御弁６および第２制御弁２０６のアクチュエータとしてステッピングモータを用いる例を示したが、ソレノイドを用いてもよい。
【００７６】
上記実施形態では、本発明の制御弁を電気自動車の車両用冷暖房装置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の車両用冷暖房装置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。
【００７７】
上記実施形態においては、補助凝縮器として室内凝縮器を設ける例を示した。変形例においては、補助凝縮器を室外熱交換器とは別に設けられる熱交換器として構成してもよい。その熱交換器は、例えば車室外に配置され、冷却水（ブラインなどでもよい）を利用して熱交換を行うものでもよい。具体的には、例えば図１におけるバイパス通路２５への分岐点と圧縮機２との間に熱交換器を設ける一方、車室内に放熱器を配置し、これら熱交換器と放熱器とを冷却水の循環回路にて接続してもよい。その循環回路には冷却水を汲み上げるポンプを設けてもよい。このようにすれば、圧縮機２から第１制御弁４へ向かう高温の冷媒と、循環回路を循環する冷却水との間で熱交換を行うことができる。このような構成においても、圧縮機２から吐出された冷媒を熱交換器により凝縮させて第１制御弁４や第３制御弁９に供給することが可能となる。
【符号の説明】
【００７８】
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 第３制御弁、 ３１ 第１弁、 ３２ 第２弁、 ４１ 第１弁、 ４２ 第２弁、 ５１ 第１弁、 ５２ 第２弁、 １００ 車両用冷暖房装置、 １０１ 弁本体、 １０２ モータユニット、 １０４ ボディ、 １３２ 弁体、 １３３ 弁座部材、 １３４ 弁作動体、 １３５ ガイド部材、 １３６ 弁座部材、 １４０，１４２ 弁体、 １４６ 伝達ロッド、 １７２ ロータ、 １７３ ステータ、 １７４ 回転軸、 １７６ マグネット、 １８２ シャフト、 １８４ ガイド部、 １８８ 回転ストッパ、 １９０ 係合部、 １９２ 動力伝達部、 １９６ 円筒軸、 ２０１ 弁本体、 ２０４ ボディ、 ２０６ 第２制御弁、 ２２２ 弁孔、 ２２４ 弁座、 ２２６ 弁孔、 ２２８ 弁座、 ２３２，２３３ 弁体、 ２３４ 伝達ロッド、 ２３５ 弁部材、 ２４０，２５４ 背圧室。
【技術分野】
【０００１】
本発明は制御弁に関し、特に車両用冷暖房装置の冷媒通路の切り替えに好適な制御弁に関する。
【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、冷凍サイクルを冷媒が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】
ところで、車室内の快適性を維持するとともに、寒冷下においても車両運転中の視界を良好に維持するために、このような車両用冷暖房装置においては特に除湿運転が重要視される。そのため、複数の熱交換器が比較的複雑な経路で配管されることが多く、冷媒通路の切り替えのために二方向弁や三方向弁といった制御弁が数多く用いられる。二方向弁は、その開閉により冷媒通路を開放または遮断したり、その開度調整により冷媒通路の開度を調整したりする。三方向弁は、１つの共用通路と２つの個別通路との接続点に設けられ、共用通路と連通させる個別通路を切り替える。これらの制御弁は、ソレノイドやステッピングモータなどのアクチュエータを用いる電気駆動弁として構成されることが多い。
【０００６】
しかしながら、このような制御弁が数多く用いられると、当然にコストが嵩み、車両の設置スペース上の問題も生じる。このため、このような制御弁を冷媒通路を切り替えるだけの切替弁としてだけではなく、その開度を比例的に変化させて冷媒流量の調整を行う比例弁として機能させたり、その開度を絞ることで冷媒を膨張させて状態遷移させる膨張弁として機能させるなど、複数種の制御弁の機能を兼用させることもある。しかし、その制御弁の複数の弁部の開度を外部から調整可能とする場合には、その弁部の数に応じたアクチュエータが必要となり、依然として改善の余地があった。
【０００７】
本発明の目的は、複数の冷媒通路を切り替えて運転がなされる車両用冷暖房装置において、その冷媒通路の切り替える制御弁に嵩むコストをトータル的に抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の制御弁は、第１冷媒通路および第２冷媒通路が内部に形成され、第１冷媒通路の冷媒の流れを調整するために開度が制御される第１弁と、第２冷媒通路の冷媒の流れを調整するために開度が制御される第２弁とを収容する共用のボディと、第１弁と第２弁の開度を電気的に調整するための共用のアクチュエータと、アクチュエータによる第１弁および第２弁の一方の開度の制御状態において他方を全開状態に維持可能な弁配置構成と、を備える。
【０００９】
この態様によると、複数の冷媒通路の開度をそれぞれ調整するために複数の弁が設けられるところ、その複数の弁が共用のボディに収容されて共用のアクチュエータにより開閉駆動される制御弁（複合弁）として構成される。そして、一方の弁による冷媒の流量制御がなされている状態において、他方の弁を全開させて流量飽和状態とする配置構成を有することで、その他方の弁の状態が一方の弁の流量制御に実質的に影響を及ぼさないようにしている。言い換えれば、このように第１弁と第２弁とがその弁配置によって制御上影響を及ぼさないようにすることで、一つのアクチュエータによる複数の弁の駆動が可能とされている。それにより、弁の数に対してボディやアクチュエータの数を抑えることができる。このため、このような制御弁を車両用冷暖房装置の冷媒循環通路に複数設ければ、弁の数に対してトータルのコストをさらに抑制可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、複数の冷媒通路を切り替えて運転がなされる車両用冷暖房装置において、その冷媒通路の切り替える制御弁に嵩むコストをトータル的に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る車両用冷暖房装置のシステム構成を表す図である。
【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１実施形態に係る制御弁の構成および動作を表す断面図である。
【図４】第１実施形態に係る制御弁の構成および動作を表す断面図である。
【図５】第１実施形態に係る制御弁の構成および動作を表す断面図である。
【図６】第２実施形態に係る制御弁の構成および動作を表す断面図である。
【図７】第２実施形態に係る制御弁の構成および動作を表す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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、実施形態に係る車両用冷暖房装置のシステム構成を表す図である。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。
【００１３】
車両用冷暖房装置１００は、圧縮機２、室内凝縮器３、室外熱交換器５、蒸発器７およびアキュムレータ８を配管にて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１００は、冷媒としての代替フロン（ＨＦＯ−１２３４ｙｆ）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。
【００１４】
車両用冷暖房装置１００は、また、冷房運転時と暖房運転時とで複数の冷媒循環通路を切り替えるように運転される。この冷凍サイクルは、室内凝縮器３と室外熱交換器５とが凝縮器として直列に動作可能に構成され、また、蒸発器７と室外熱交換器５とが蒸発器として並列に動作可能に構成されている。すなわち、冷房運転時（除湿時）に冷媒が循環する第１冷媒循環通路、暖房運転時に冷媒が循環する第２冷媒循環通路、暖房運転中の除湿時に冷媒が循環する第３冷媒循環通路が形成される。
【００１５】
第１冷媒循環通路は、圧縮機２→室内凝縮器３→室外熱交換器５→蒸発器７→アキュムレータ８→圧縮機２のように冷媒が循環する通路である。第２冷媒循環通路は、圧縮機２→室内凝縮器３→室外熱交換器５→アキュムレータ８→圧縮機２のように冷媒が循環する通路である。第３冷媒循環通路は、圧縮機２→室内凝縮器３→蒸発器７→アキュムレータ８→圧縮機２のように冷媒が循環する通路である。室外熱交換器５を流れる冷媒の流れは、第１冷媒循環通路と第２冷媒循環通路とで逆方向となっている。
【００１６】
具体的には、圧縮機２の吐出室は第１通路２１を介して室内凝縮器３の入口に接続され、室内凝縮器３の出口は第２通路２２を介して室外熱交換器５の一方の出入口に接続されている。室外熱交換器５の他方の出入口は第３通路２３を介して蒸発器７の入口に接続され、蒸発器７の出口は第４通路２４（戻り通路）を介してアキュムレータ８の入口に接続されている。これら第１通路２１、第２通路２２、第３通路２３および第４通路２４により第１冷媒循環通路が形成される。
【００１７】
第２通路２２には、室内凝縮器３の側から第１分岐点、第２分岐点、第３分岐点が設けられている。すなわち、第２通路２２は、第１分岐点にてバイパス通路２５に分岐し、第２分岐点にてバイパス通路２６に分岐し、第３分岐点にてバイパス通路２７に分岐している。そして、バイパス通路２５が第３通路２３に接続されることにより、室内凝縮器３から導出された冷媒の少なくとも一部を室外熱交換器５を迂回させて蒸発器７へ供給可能な第３冷媒循環通路が形成される。また、バイパス通路２６が室外熱交換器５の他方の出入口に接続され、バイパス通路２７がアキュムレータ８の入口に接続されることにより、第２冷媒循環通路が形成される。
【００１８】
室内凝縮器３の出口と室外熱交換器５の一方の出入口との間には第１制御弁４が設けられている。また、その室外熱交換器５の一方の出入口と蒸発器７の出口との間には第２制御弁６が設けられている。さらに、室外熱交換器５の他方の出入口と蒸発器７の入口との間には第３制御弁９が設けられている。
【００１９】
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。
【００２０】
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。車室内に導入された空気は、室内凝縮器３を通過する過程で温められる。
【００２１】
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。室外熱交換器５が蒸発器として機能する際には、膨張装置（第２弁３２）の通過により低温・低圧となった冷媒が、室外熱交換器５を通過する際に蒸発する。
【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、膨張装置（第１弁５１または第２弁５２）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。車室内に導入された空気は、その蒸発潜熱によって冷却され、除湿される。このとき冷却・除湿された空気は、室内凝縮器３の通過過程で加熱される。
【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。
【００２４】
第１制御弁４は、共用のボディに第１弁３１と第２弁３２とを収容し、それらを１つのアクチュエータにて駆動する複合弁として構成されている。第１制御弁４のボディには、第２通路２２における第２分岐点と第３分岐点とをつなぐ第１冷媒通路と、バイパス通路２６を構成する第２冷媒通路が設けられている。第１弁３１は大口径の弁であり、第１冷媒通路に設けられてその開度を調整する。第２弁３２は小口径の弁であり、第２冷媒通路に設けられてその開度を調整する。第２弁３２は膨張装置としても機能する。本実施形態では、第１制御弁４として、ステッピングモータの駆動により各弁の開度を調整可能な電動弁が用いられるが、ソレノイドへの通電によって各弁の開度を調整可能な電磁弁を用いるようにしてもよい。
【００２５】
第２制御弁６は、共用のボディに第１弁４１と第２弁４２とを収容し、それらを１つのアクチュエータにて駆動する複合弁として構成されている。第２制御弁６のボディには、第４通路２４を構成する第１冷媒通路とバイパス通路２７を構成する第２冷媒通路が設けられている。第１弁４１は大口径の弁であり、第１冷媒通路に設けられてその開度を調整する。第２弁４２も大口径の弁であり、第２冷媒通路に設けられてその開度を調整する。本実施形態では、第２制御弁６として、ステッピングモータの駆動により各弁の開度を調整可能な電動弁が用いられるが、ソレノイドへの通電によって各弁の開度を調整可能な電磁弁を用いるようにしてもよい。第２制御弁６の具体的構成については後述する。
【００２６】
第３制御弁９は、共用のボディに第１弁５１と第２弁５２とを収容し、それらを１つのアクチュエータにて駆動する複合弁として構成されている。第３制御弁９のボディには、第３通路２３を構成する第１冷媒通路とバイパス通路２５を構成する第２冷媒通路が設けられている。第１弁５１は小口径の弁であり、第１冷媒通路に設けられてその開度を調整する。第２弁５２も小口径の弁であり、第２冷媒通路に設けられてその開度を調整する。第１弁５１および第２弁５２は膨張装置としても機能する。本実施形態では、第３制御弁９として、ステッピングモータの駆動により各弁の開度を調整可能な電動弁が用いられるが、ソレノイドへの通電によって各弁の開度を調整可能な電磁弁を用いるようにしてもよい。
【００２７】
以上のように構成された車両用冷暖房装置１００は、図示しない制御部により制御される。制御部は、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。制御部は、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各制御弁の制御量（弁開度や開閉状態）を決定し、その制御量が実現されるようアクチュエータに電流を供給する。本実施例ではアクチュエータとしてステッピングモータを用いるため、制御部は、各制御弁の制御量が実現されるようステッピングモータに制御パルス信号を出力する。このような制御により、圧縮機２は、その吸入室を介して吸入圧力Ｐｓの冷媒を導入し、これを圧縮して吐出圧力Ｐｄの冷媒として吐出する。なお、本実施形態ではこのような制御を実現するために、室内凝縮器３の出口、室外熱交換器５の一方の出入口と他方の出入口、蒸発器７の入口と出口のそれぞれの温度を検出するための複数の温度センサが設置されている。
【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）は特定暖房運転時の状態を示し、（Ｃ）は通常暖房運転時の状態を示し、（Ｄ）は特殊暖房運転時の状態を示している。なお、「特定暖房運転」は、暖房運転において特に除湿の機能を高めた運転状態である。「特殊暖房運転」は、室外熱交換器５を機能させない運転状態である。なお、図中の太線および矢印が冷媒の流れを示し、「×」は冷媒の流れが遮断されていることを示している。
【００２９】
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において第１弁３１が開弁状態とされ第２弁３２が閉弁状態とされる。また、第２制御弁６において第１弁４１が開弁状態とされ第２弁４２が閉弁状態とされる。さらに、第３制御弁９において第１弁５１が開弁状態とされ第２弁５２が閉弁状態とされる。それにより第１冷媒循環通路のみが開放される。このため、バイパス通路２５，２６，２７が遮断され、圧縮機２から吐出冷媒は室外熱交換器５および蒸発器７に導かれる。このとき、室外熱交換器５は室外凝縮器として機能する。
【００３０】
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る。そして、室外熱交換器５を経由した冷媒が第３制御弁９の第１弁５１にて断熱膨張されて冷温・低圧の気液二相冷媒となり、蒸発器７に導入される。蒸発器７の入口に導入された冷媒は、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する。蒸発器７から導出された冷媒は、第２制御弁６の第１弁４１を経てアキュムレータ８に導入される。制御部は、室外熱交換器５の出口側の温度に基づき、その出口側の過冷却度が適正となるよう第１弁５１の開度を制御する。
【００３１】
図２（Ｂ）に示すように、特定暖房運転時においては、第１制御弁４の第１弁３１が閉弁状態とされ第２弁３２が開弁状態とされる。また、第２制御弁６において第１弁４１および第２弁４２が共に開弁状態とされる。さらに、第３制御弁９において第１弁５１が閉弁状態とされ第２弁５２が開弁状態とされる。それにより第１冷媒循環通路が遮断され、第２冷媒循環通路および第３冷媒循環通路が開放される。このため、室内凝縮器３から導出された冷媒は、一方でバイパス通路２６を介して室外熱交換器５に導かれ、他方でバイパス通路２５を介して蒸発器７に導かれる。
【００３２】
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を経て凝縮される。室内凝縮器３から導出された冷媒は、一方で第１制御弁４の第２弁３２にて断熱膨張されて冷温・低圧の気液二相冷媒となり、室外熱交換器５を通過する際に蒸発される。室外熱交換器５から導出された冷媒は、第２制御弁６の第２弁４２を経てアキュムレータ８に導入される。また、室内凝縮器３から導出された冷媒は、他方で第３制御弁９の第２弁５２にて断熱膨張されて冷温・低圧の気液二相冷媒となり、蒸発器７を通過する際に蒸発される。蒸発器７から導出された冷媒は、第２制御弁６の第１弁４１を経てアキュムレータ８に導入される。
【００３３】
このとき、制御部は、室外熱交換器５による熱吸収と蒸発器７による除湿とを適正に行うべく、室外熱交換器５における冷媒の蒸発量と蒸発器７における冷媒の蒸発量との比率を適正に調整する。具体的には、制御部は、室内凝縮器３の出口側の温度に基づいて第２弁３２と第２弁５２のトータルの開度を調整することにより、室内凝縮器３の出口側の過冷却度が適正となるよう制御する。制御部は、また、車両用冷暖房装置１００の運転負荷に応じて第２弁３２と第２弁５２の開度の比率を制御することにより、両弁をそれぞれ通過する冷媒流量の比率を調整し、室外熱交換器５および蒸発器７のそれぞれにおける蒸発量を調整する。また、制御部は、第２制御弁６における第１弁４１および第２弁４２の一方の全開状態を維持したまま他方の開度を調整する。本実施形態では、室外熱交換器５よりも蒸発器７の温度が低い場合には第１弁４１を全開状態にして第２弁４２の開度を制御する。一方、蒸発器７よりも室外熱交換器５の温度が低い場合には第２弁４２を全開状態にして第１弁４１の開度を制御する。
【００３４】
例えば、前者のように室外熱交換器５よりも蒸発器７の温度が低い場合、室外熱交換器５の蒸発圧力Ｐｏと蒸発器７の出口の圧力Ｐｅとの差圧ΔＰ＝Ｐｏ−Ｐｅが適正となるように制御することで、循環する冷媒を室外熱交換器５と蒸発器７とで蒸発させる比率を調整することができる。すなわち、差圧ΔＰが大きくなると、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、差圧ΔＰが小さくなると、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）。制御部は、その差圧ΔＰが適正となるように制御することで、特定暖房運転時における除湿機能を確保する。なお、室外熱交換器５の蒸発圧力Ｐｏについては室外熱交換器５の入口側の温度Ｔｏを検出することで特定することができる。また、蒸発器７の出口の圧力Ｐｅについては蒸発器７の入口側の温度Ｔｅを検出することで特定することができる。
【００３５】
逆に、後者のように蒸発器７よりも室外熱交換器５の温度が低い場合、蒸発器７の出口の圧力Ｐｅと室外熱交換器５の蒸発圧力Ｐｏとの差圧ΔＰ＝Ｐｅ−Ｐｏが適正となるように制御する。制御部は、その差圧ΔＰが適正となるように制御することで、特定暖房運転時における除湿機能を確保する。その場合、蒸発器７の出口の圧力Ｐｅについては蒸発器７の入口側の温度Ｔｅを検出することで特定することができる。また、室外熱交換器５の蒸発圧力Ｐｏについては室外熱交換器５の入口側の温度Ｔｏを検出することで特定することができる。
【００３６】
なお、このように室外熱交換器５や蒸発器７の入口側の温度を検出するのは、それぞれの出口側に過熱度（スーパーヒート）が発生している場合、出口側の温度を検出してもその温度は蒸発圧力に対応しないためである。なお、出口側の温度と入口側の温度との温度差に基づき、過熱度がどの程度発生しているかを判定することができるため、その温度差に応じて第１弁４１や第２弁４２の開度を調整することで、適正な蒸発状態を実現することが可能となる。
【００３７】
図２（Ｃ）に示すように、通常暖房運転時においては、第１制御弁４の第１弁３１が閉弁状態とされ第２弁３２が開弁状態とされる。また、第２制御弁６において第１弁４１が閉弁状態とされ、第２弁４２が開弁状態とされる。さらに、第３制御弁９において第１弁５１および第２弁５２が共に閉弁状態とされる。それにより第２冷媒循環通路のみが開放される。このため、室内凝縮器３から導出された冷媒はバイパス通路２６を介して室外熱交換器５に導かれる。このとき、蒸発器７には冷媒が供給されないため、蒸発器７は実質的に機能しなくなり、室外熱交換器５のみが蒸発器として機能するようになる。制御部は、室内凝縮器３の出口側の温度に基づき、その出口側の過冷却度が適正となるよう第２弁３２の開度を制御する。
【００３８】
図２（Ｄ）に示すように、特殊暖房運転時においては、第１制御弁４の第１弁３１および第２弁３２が共に閉弁状態とされる。また、第２制御弁６において第１弁４１が開弁状態とされ、第２弁４２が閉弁状態とされる。さらに、第３制御弁９において第１弁５１が閉弁状態とされ、第２弁５２が開弁状態とされる。それにより第３冷媒循環通路のみが開放される。このため、室内凝縮器３から導出された冷媒はバイパス通路２５を介して蒸発器７に導かれる。つまり、冷媒が室外熱交換器５を迂回するため室外熱交換器５が実質的に機能しなくなる。蒸発器７に導入された冷媒は、その蒸発器７を通過する過程で蒸発し、車室内の空気を除湿する。このような特殊冷暖房運転は、外部からの吸熱が困難な場合、例えば車両が極寒状況におかれた場合などに有効に機能する。制御部は、室内凝縮器３の出口側の温度に基づき、その出口側の過冷却度が適正となるよう第２弁５２の開度を制御する。
【００３９】
次に、本実施形態の主要な制御弁の具体的構成について説明する。
図３〜図５は、第１実施形態に係る制御弁の構成および動作を表す断面図である。図３に示すように、第２制御弁６は、ステッピングモータ駆動式の電動弁として構成され、弁本体１０１とモータユニット１０２とを組み付けて構成されている。弁本体１０１は、有底筒状のボディ１０４に大口径の第１弁４１と大口径の第２弁４２とを同軸状に収容して構成され、一方の弁の全開状態を維持しつつ他方の弁の開度を設定開度に調整する比例弁として構成されている。
【００４０】
ボディ１０４の一方の側部には第１導入ポート１１０および第２導入ポート１１２が設けられ、他方の側部には導出ポート１１４が設けられている。第１導入ポート１１０は第４通路２４に連通し、第２導入ポート１１２はバイパス通路２７に連通し、導出ポート１１４は下流側通路に連通する。その下流側通路はアキュムレータ８の入口につながっている。すなわち、ボディ１０４には、第１導入ポート１１０と導出ポート１１４とをつなぐ第１冷媒通路と、第２導入ポート１１２と導出ポート１１４とをつなぐ第２冷媒通路が形成される。
【００４１】
ボディ１０４の中央部には、円筒状の区画部材１２０が内挿されている。区画部材１２０は、ボディ１０４に同心状に組み付けられており、その導出ポート１１４との対向面には内外を連通する連通孔が形成されている。区画部材１２０の上端面とボディ１０４の内周面との間にはＯリング１２２が設けられ、区画部材１２０の下端面とボディ１０４の内周面との間にはシールリング１２４が設けられている。シールリング１２４は、リング状をなす弾性体（例えばゴム）からなり、その外周端部が区画部材１２０とボディ１０４との間に挟まれるようにして支持されている。シールリング１２４は、半径方向内向きに延出する薄肉部を有し、後述のように受圧調整部材としても機能する。
【００４２】
また、ボディ１０４における区画部材１２０の上方には、円筒状の区画部材１３０が内挿されている。区画部材１３０は、ボディ１０４に同心状に組み付けられており、その第２導入ポート１１２との対向面には内外を連通する連通孔が形成されている。Ｏリング１２２は、区画部材１２０の上端面と区画部材１３０の下端面との間に挟まれるように配置され、その脱落が防止されている。
【００４３】
ボディ１０４の底部にはリング状の弁座部材１３３が嵌着されるとともに、ガイド部材１３５が固定されている。ガイド部材１３５は、複数の脚部（本実施形態では３本）がボディ１０４に同心状に立設されるようにして構成されている。ガイド部材１３５の底部が弁座部材１３３に部分的にオーバラップすることにより、弁座部材１３３の脱落が防止されている。
【００４４】
ボディ１０４の上端部には、円板状の区画部材１２３が配設されている。区画部材１２３は、弁本体１０１の内部とモータユニット１０２の内部とを区画する。区画部材１２３の中央部には、円ボス状の軸受部１２６が設けられている。軸受部１２６の内周面には雌ねじ部が設けられ、外周面は滑り軸受として機能する。
【００４５】
区画部材１２３の下面にもリング状の弁座部材１３６が嵌着されるとともに、ガイド部材１３８が固定されている。ガイド部材１３８は、複数の脚部（本実施形態では３本）がボディ１０４に同心状に立設されるようにして構成されている。ガイド部材１３８の底部が弁座部材１３６に部分的にオーバラップすることにより、弁座部材１３６の脱落が防止されている。弁座部材１３６と弁座部材１３３とは、ボディ１０４の軸線方向一端側と他端側とに設けられている。ガイド部材１３５とガイド部材１３８は、上下に対称な配置構造となっている。
【００４６】
ボディ１０４の内方には、大径の弁体１４０、大径の弁体１４２、弁作動体１３４および伝達ロッド１４６が同軸状に（同一軸線上に）配設されている。区画部材１２３の軸受部１２６の内周面には雌ねじ部が設けられている。弁作動体１３４の下端部には、伝達ロッド１４６が連結されている。弁体１４０はボディ１０４の下半部に位置し、弁体１４２はボディ１０４の上半部に位置する。弁体１４０と弁体１４２とは、軸線に沿って対向配置されている。
【００４７】
弁体１４０は有底円筒状をなし、その底部中央に下方に凸となる形状の係止部１５０を有し、その係止部１５０の中央には伝達ロッド１４６の先端部を貫通させるための貫通孔が設けられている。また、弁体１４０の底部には、その内部と導出ポート１１４とを連通させる連通孔が形成されている。弁体１４０は、ガイド部材１３５に摺動可能に外挿され、その下端開口部が弁座部材１３３に接離することにより第１弁４１の開度を調整する。弁体１４０の外周部のシールは、シールリング１２４により実現されている。区画部材１２０は、弁体１４０を摺動可能に支持するガイド部を構成する。
【００４８】
弁体１４２は弁体１４０と近似した構造を有する。すなわち、弁体１４２は有底円筒状をなし、その底部中央に上方に凸となる形状の係止部１５２を有し、その係止部１５２の中央には伝達ロッド１４６の下半部を貫通させるための貫通孔が設けられている。また、弁体１４２の底部には、その内部と導出ポート１１４とを連通させる連通孔が形成されている。弁体１４２は、ガイド部材１３８に摺動可能に外挿され、その上端開口部が弁座部材１３６に接離することにより第２弁４２の開度を調整する。弁体１４２の外周部のシールは、Ｏリング１２２により実現されている。Ｏリング１２２は、弁体１４２を摺動可能に支持するガイド部を構成する。図示のように、弁体１４０と弁体１４２とは、ボディ１０４の中央部にて互いに底部を対向させるように配置される。
【００４９】
弁作動体１３４は、段付円筒状をなし、その外周部に雄ねじ部が形成されている。雄ねじ部は、軸受部１２６の雌ねじ部に螺合する。弁作動体１３４の上端部には半径方向外向きに延出する複数（本実施形態では４つ）の脚部１５５が設けられており、モータユニット１０２のロータに嵌合している。
【００５０】
弁作動体１３４は、モータユニット１０２の回転駆動力を受けて回転し、その回転力を並進力に変換する。すなわち、弁作動体１３４が回転すると、ねじ機構（「作動変換機構」として機能する）によって弁作動体１３４が軸線方向に変位し、弁体１４０および弁体１４２を第１弁４１、第２弁４２の開閉方向に駆動する。
【００５１】
伝達ロッド１４６は段付円柱状をなし、弁体１４２を軸線方向に貫通している。伝達ロッド１４６の上端部は、弁作動体１３４の底部に固定されている。すなわち、伝達ロッド１４６は、弁作動体１３４の一部を構成する。伝達ロッド１４６の下半部は小径化されて弁体１４２の底部を貫通し、その先端部が弁体１４０の底部を貫通して半径方向外向きに加締められている。伝達ロッド１４６は、その下半部の基端により弁体１４２の上方への相対変位を規制し、その下端部により弁体１４０の下方への相対変位を規制する。すなわち、伝達ロッド１４６の下半部は、弁体１４０の係止部１５０と弁体１４２の係止部１５２とをその離間方向への変位を規制するように支持する係合部を構成する。弁体１４０の係止部１５０と弁体１４２の係止部１５２との間に形成される空間には、互いを離間方向に付勢するスプリング１４８（「付勢部材」として機能する）が介装されている。
【００５２】
ここで、本実施形態においては、弁体１４２の弁部の有効径Ａと摺動部の有効径Ｂとが等しく設定されているため、弁体１４２に作用する冷媒圧力の影響がキャンセルされる。同様に、弁体１４０の弁部の有効径Ｃと摺動部の有効径Ｄとが等しく設定されているため、弁体１４０に作用する冷媒圧力の影響もキャンセルされる。弁体１４０については、閉弁時にその摺動部の下面とシールリング１２４の上面とが密着して摺動部の有効径Ｄを確保することにより高精度な圧力キャンセルが可能となっている。このため、冷媒圧力の変化によりモータユニット１０２に過度な負荷がかかることがなく、弁開度の制御を安定に行うことができる。
【００５３】
一方、モータユニット１０２は、ロータ１７２とステータ１７３とを含むステッピングモータとして構成されている。モータユニット１０２は、有底円筒状のスリーブ１７０の内方にロータ１７２を回転自在に支持するようにして構成されている。スリーブ１７０の外周には、励磁コイル１７１を収容したステータ１７３が設けられている。スリーブ１７０は、その下端開口部がボディ１０４に組み付けられており、ボディ１０４とともに第２制御弁６のボディを構成する。
【００５４】
ロータ１７２は、円筒状に形成された回転軸１７４と、その回転軸１７４の外周に配設されたマグネット１７６を備える。本実施形態では、マグネット１７６は２４極に磁化されている。回転軸１７４の内方にはモータユニット１０２のほぼ全長にわたる内部空間が形成されている。回転軸１７４の内周面の特定箇所には、軸線に平行に延びるガイド部１７８が設けられている。ガイド部１７８は、後述する回転ストッパと係合するための突部を形成するものであり、軸線に平行に延びる一つの突条により構成されている。
【００５５】
回転軸１７４の下端部はやや縮径され、その内周面に軸線に平行に延びる４つのガイド部１８０が設けられている。ガイド部１８０は、軸線に平行に延びる一対の突条により構成され、回転軸１７４の内周面に９０度おきに設けられている。この４つのガイド部１８０には、上述した弁作動体１３４の４つの脚部１５５が嵌合し、ロータ１７２と弁作動体１３４とが一体に回転できるようになっている。ただし、弁作動体１３４は、ロータ１７２に対する回転方向の相対変位は規制されるものの、そのガイド部１８０にそった軸線方向の変位は許容される。すなわち、弁作動体１３４は、ロータ１７２とともに回転しつつ弁体１３２の開閉方向に駆動される。
【００５６】
ロータ１７２の内方には、その軸線に沿って長尺状のシャフト１８２が配設されている。シャフト１８２は、その上端部がスリーブ１７０の底部中央に圧入されることにより片持ち状に固定され、ガイド部１７８に平行に内部空間に延在している。シャフト１８２は、弁作動体１３４と同一軸線上に配置されている。シャフト１８２には、そのほぼ全長にわたって延在する螺旋状のガイド部１８４が設けられている。ガイド部１８４は、コイル状の部材からなり、シャフト１８２の外面に嵌着されている。ガイド部１８４の上端部は折り返されて係止部１８６となっている。
【００５７】
ガイド部１８４には、螺旋状の回転ストッパ１８８が回転可能に係合している。回転ストッパ１８８は、ガイド部１８４に係合する螺旋状の係合部１９０と、回転軸１７４に支持される動力伝達部１９２とを有する。係合部１９０は一巻きコイルの形状をなし、その下端部に半径方向外向きに延出する動力伝達部１９２が連設されている。動力伝達部１９２の先端部がガイド部１７８に係合している。すなわち、動力伝達部１９２は、ガイド部１７８の一つの突条に当接して係止される。このため、回転ストッパ１８８は、回転軸１７４により回転方向の相対変位は規制されるが、ガイド部１７８に摺動しつつその軸線方向の変位が許容される。
【００５８】
すなわち、回転ストッパ１８８は、ロータ１７２と一体に回転し、その係合部１９０がガイド部１８４にそってガイドされることで、軸線方向に駆動される。ただし、回転ストッパ１８８の軸線方向の駆動範囲はガイド部１７８の両端に形成された係止部により規制される。同図には、回転ストッパ１８８が中間位置にある状態が示されている。回転ストッパ１８８が上方へ変位して係止部１８６に係止されると、その位置が上死点となる。回転ストッパ１８８が下方へ変位すると、その下死点にて係止される。
【００５９】
ロータ１７２は、その上端部がシャフト１８２に回転自在に支持され、下端部が軸受部１２６に回転自在に支持されている。具体的には、回転軸１７４の上端開口部を封止するように有底円筒状の端部部材１９４が設けられ、その端部部材１９４の中央に設けられた円筒軸１９６の部分がシャフト１８２に支持されている。すなわち、軸受部１２６が一端側の軸受部となり、シャフト１８２における円筒軸１９６との摺動部が他端側の軸受部となっている。
【００６０】
以上のように構成された第２制御弁６は、モータユニット１０２の駆動制御によってその弁開度を調整可能なステッピングモータ作動式の制御弁として機能する。すなわち、車両用冷暖房装置の運転状態に応じて第１弁４１を全開状態とし、第２弁４２を閉弁状態とする場合、図３に示す状態とされる。
【００６１】
一方、第１弁４１または第２弁４２の開度を調整する場合、図３の状態からロータ１７２を一方向に回転駆動（正転）する。それにより、図４に示すように、ロータ１７２とともに回転する弁作動体１３４がねじ機構によって下降し、弁体１４２および弁体１４０を押し下げるようにして変位させ、第２弁４２が開弁状態となる。なお、図４には第１弁４１および第２弁４２の双方が全開となる中立状態が示されているが、いずれか一方の開度を小さくしてその開度を制御することにより、その小さくした側の弁を流れる冷媒の流量を調整することができる。このとき、開度が大きくなる側の弁は、その開度が大きくなっても冷媒の流量は飽和状態となり、図４に示す状態と実質的に変わらない全開状態を維持する。すなわち、弁体１４２が図３に示す全閉状態と図４に示す全開位置との間の範囲で駆動されることにより第２弁４２の開度が調整される。
【００６２】
また、第１弁４１を閉弁状態とする場合、図４の状態からロータ１７２をさらに同方向に回転駆動する。それにより、図５に示すように、弁体１４２および弁体１４０がさらに押し下げられ、第１弁４１が閉弁状態となる。このとき、弁体１４２が図４の状態からさらに開弁方向に駆動されるが、第２弁４２は、その開度が大きくなっても冷媒の流量は飽和状態となり、図４に示す状態と実質的に変わらない全開状態を維持する。第１弁４１を閉弁状態から開弁させる場合には、図５の状態からロータ１７２を他方向に回転駆動（逆転）させればよい。すなわち、弁体１４０が図５に示す全閉状態と図４に示す全開位置との間の範囲で駆動されることにより第１弁４１の開度が調整される。
【００６３】
［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。本実施形態に係る制御弁は、弁機構の構成が第１実施形態と異なるが、その他の部分に共通の構成を有する。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および図７は、第２実施形態に係る制御弁の構成および動作を表す断面図である。
【００６４】
第２制御弁２０６は、第１実施形態の第２制御弁６に置き換えて適用される。図６に示すように、第２制御弁２０６は、ステッピングモータ駆動式の電動弁として構成され、弁本体２０１とモータユニット１０２とを組み付けて構成されている。弁本体２０１は、ボディ２０４に大口径の第１弁４１と大口径の第２弁４２とを同軸状に収容して構成され、一方の弁の全開状態を維持しつつ他方の弁の開度を設定開度に調整する比例弁として構成されている。
【００６５】
ボディ２０４の一方の側部には第１導入ポート２１０および第２導入ポート２１２が設けられ、他方の側部には導出ポート２１４が設けられている。第１導入ポート２１０は第４通路２４に連通し、第２導入ポート２１２はバイパス通路２７に連通し、導出ポート２１４は下流側通路に連通する。その下流側通路はアキュムレータ８の入口につながっている。すなわち、ボディ２０４には、第１導入ポート２１０と導出ポート２１４とをつなぐ第１冷媒通路と、第２導入ポート２１２と導出ポート２１４とをつなぐ第２冷媒通路が形成される。
【００６６】
ボディ２０４には、段付円筒状の区画部材２２０が内挿されている。区画部材２２０は、シール部材を介してボディ２０４に同心状に組み付けられている。そして、区画部材２２０の上半部に弁孔２２２が形成され、その上流側開口端縁により弁座２２４が形成されている。区画部材２２０の下半部に弁孔２２６が形成され、その上流側開口端縁により弁座２２８が形成されている。ボディ２０４の内方には、弁体２３３、弁体２３２、弁作動体１３４および伝達ロッド２３４が同軸状に（同一軸線上に）配設されている。区画部材１２３の軸受部１２６の内周面には、第１実施形態と同様に雌ねじ部が設けられている。弁作動体１３４の下端部には、伝達ロッド２３４が連結されている。伝達ロッド２３４は、段付円柱状をなし、弁体２３３の中央部を軸線方向に貫通している。伝達ロッド２３４の上端部は、弁作動体１３４の底部に固定されている。伝達ロッド２３４の下半部は大径化され、その段部が弁体２３３との相対変位を規制する係止部となっている。
【００６７】
区画部材１２３の内方にはガイド孔２３６が形成されている。弁体２３３は、有底円筒状をなし、その下端部の外周面にはリング状の弾性体（例えばゴム）からなる弁部材２３５が嵌着されており、その弁部材２３５が弁座２２４に着座することにより、第２弁４２を完全に閉じることが可能になる。弁体２３３は、その上端開口部が半径方向外向きに延出してガイド孔２３６に摺動可能に支持されている。区画部材１２３と弁体２３３とに囲まれた空間により背圧室２４０が形成されている。伝達ロッド２３４と弁体２３３との間に所定のクリアランスが存在するため、弁孔２２２の下流側の下流側圧力Ｐoutがそのクリアランスを介して背圧室２４０に導入される。
【００６８】
区画部材１２３と弁体２３３との間には、弁体２３３を閉弁方向に付勢するスプリング２４２（「付勢部材」として機能する）が介装されている。区画部材１２３と区画部材２２０との間には受圧調整部材２４４が配設されている。受圧調整部材２４４は、リング状をなす弾性体（例えばゴム）からなり、その外周端部が区画部材２２０と区画部材１２３との間に挟まれるようにして支持されている。受圧調整部材２４４は、薄膜状に形成され、第２弁４２の閉弁時に区画部２３８に対して下方から当接する。
【００６９】
弁体２３２は、弁孔２２６と第１導入ポート２１０との間の圧力室２４６に配設され、上流側から弁孔２２６に接離して第１弁４１の開度を調整する。弁体２３２は、有底円筒状をなし、その上端部の外周面にはリング状の弾性体（例えばゴム）からなる弁部材２５０が嵌着されており、その弁部材２５０が弁座２２８に着座することにより、第１弁４１を完全に閉じることが可能になる。
【００７０】
圧力室２４６には、円穴状のガイド部２５２が弁孔２２６と同軸状に形成されている。そして、弁体２３２の下端部がガイド部２５２に摺動可能に内挿されている。弁体２３２とガイド部２５２とに囲まれた空間により背圧室２５４が形成される。弁体２３２とボディ２０４との間には、弁体２３２を閉弁方向に付勢するスプリング２５６（「付勢部材」として機能する）が介装されている。弁体２３２の上底部に第１導入ポート２１０と背圧室２５４とを連通させる連通孔２５８が設けられているため、背圧室２５４には第１導入ポート２１０から導入される下流側圧力Ｐoutが満たされる。区画部材２２０の下端部とボディ２０４との間にも受圧調整部材２４４が配設されている。受圧調整部材２４４は、第１弁４１の閉弁時に弁体２３２の下端部に対して上方から当接する。
【００７１】
ここで、本実施形態においても、弁孔２２６の有効径Ｃとガイド部２５２の有効径Ｄとが等しく設定され、また弁孔２２２の有効径Ａとガイド孔２３６の有効径Ｂとが等しく設定されている。このため、弁体２３３および弁体２３２に作用する冷媒圧力の影響はキャンセルされる。
【００７２】
以上のように構成された第２制御弁２０６は、モータユニット１０２の駆動制御によってその弁開度を調整可能なステッピングモータ作動式の制御弁として機能する。すなわち、車両用冷暖房装置の運転状態に応じて第１冷媒通路を連通状態として第２冷媒通路を遮断する場合、図６に示す状態となる。この状態からロータ１７２が一方向に回転駆動（正転）されると、第１冷媒通路と第２冷媒通路とがともに連通状態となる。すなわち、ロータ１７２とともに回転する弁作動体１３４がねじ機構によって上昇し、伝達ロッド２３４を吊り上げるようにして弁体２３３を開弁方向に変位させる。このとき、スプリング２５６の付勢力によって弁体２３２が閉弁方向に動作する。
【００７３】
図７に示す第１冷媒通路と第２冷媒通路の開度が等しい中立状態は、弁体２３３と弁体２３２がともに全開状態にある。この状態からロータ１７２が同方向に回転駆動されると、弁体２３３がさらに開弁方向、弁体２３２がさらに閉弁方向に動作することで、第２弁４２の全開状態が維持されつつ第１弁４１の開度が制御可能となる。一方、図７に示す状態からロータ１７２が他方向に回転駆動（逆転）されると、弁体２３３が閉弁方向、弁体２３２が開弁方向に動作することで、第１弁４１の全開状態が維持されつつ第２弁４２の開度が制御可能となる。
【００７４】
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。
【００７５】
上記実施形態では、第２制御弁６および第２制御弁２０６のアクチュエータとしてステッピングモータを用いる例を示したが、ソレノイドを用いてもよい。
【００７６】
上記実施形態では、本発明の制御弁を電気自動車の車両用冷暖房装置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の車両用冷暖房装置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。
【００７７】
上記実施形態においては、補助凝縮器として室内凝縮器を設ける例を示した。変形例においては、補助凝縮器を室外熱交換器とは別に設けられる熱交換器として構成してもよい。その熱交換器は、例えば車室外に配置され、冷却水（ブラインなどでもよい）を利用して熱交換を行うものでもよい。具体的には、例えば図１におけるバイパス通路２５への分岐点と圧縮機２との間に熱交換器を設ける一方、車室内に放熱器を配置し、これら熱交換器と放熱器とを冷却水の循環回路にて接続してもよい。その循環回路には冷却水を汲み上げるポンプを設けてもよい。このようにすれば、圧縮機２から第１制御弁４へ向かう高温の冷媒と、循環回路を循環する冷却水との間で熱交換を行うことができる。このような構成においても、圧縮機２から吐出された冷媒を熱交換器により凝縮させて第１制御弁４や第３制御弁９に供給することが可能となる。
【符号の説明】
【００７８】
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 第３制御弁、 ３１ 第１弁、 ３２ 第２弁、 ４１ 第１弁、 ４２ 第２弁、 ５１ 第１弁、 ５２ 第２弁、 １００ 車両用冷暖房装置、 １０１ 弁本体、 １０２ モータユニット、 １０４ ボディ、 １３２ 弁体、 １３３ 弁座部材、 １３４ 弁作動体、 １３５ ガイド部材、 １３６ 弁座部材、 １４０，１４２ 弁体、 １４６ 伝達ロッド、 １７２ ロータ、 １７３ ステータ、 １７４ 回転軸、 １７６ マグネット、 １８２ シャフト、 １８４ ガイド部、 １８８ 回転ストッパ、 １９０ 係合部、 １９２ 動力伝達部、 １９６ 円筒軸、 ２０１ 弁本体、 ２０４ ボディ、 ２０６ 第２制御弁、 ２２２ 弁孔、 ２２４ 弁座、 ２２６ 弁孔、 ２２８ 弁座、 ２３２，２３３ 弁体、 ２３４ 伝達ロッド、 ２３５ 弁部材、 ２４０，２５４ 背圧室。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１冷媒通路および第２冷媒通路が内部に形成され、前記第１冷媒通路の冷媒の流れを調整するために開度が制御される第１弁と、前記第２冷媒通路の冷媒の流れを調整するために開度が制御される第２弁とを収容する共用のボディと、
前記第１弁と前記第２弁の開度を電気的に調整するための共用のアクチュエータと、
前記アクチュエータによる前記第１弁および前記第２弁の一方の開度の制御状態において他方を全開状態に維持可能な弁配置構成と、
を備えることを特徴とする制御弁。
【請求項２】
前記弁配置構成は、前記第１弁を開閉する第１弁体と、前記第２弁を開閉する第２弁体と、前記アクチュエータにより軸線方向に駆動される弁作動体とを同一軸線上に配置し、前記第１弁体および前記第２弁体のそれぞれが前記弁作動体と軸線方向に係合可能とされることにより構成され、
前記弁作動体の駆動により前記第１弁および前記第２弁の一方を通過する冷媒の流量が飽和する位置に一方の弁体を維持しつつ、双方の弁体を一体変位させることにより、他方の弁開度を制御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】
前記ボディの軸線方向一端側に設けられた第１弁座と、
前記ボディの軸線方向他端側に設けられた第２弁座と、
筒状の本体を有し、その一端側開口端部が前記第１弁座に着脱することにより前記第１弁を開閉する前記第１弁体と、
筒状の本体を有し、その一端側開口端部が前記第２弁座に着脱することにより前記第２弁を開閉する前記第２弁体と、
を備え、
前記第１弁体の他端部と前記第２弁体の他端部とが、前記第１冷媒通路と前記第２冷媒通路とが接続される前記ボディの中間部において対向配置されるとともに、それぞれ前記弁作動体に係合することを特徴とする請求項２に記載の制御弁。
【請求項４】
前記第１弁体を前記ボディの中間部において摺動可能に支持する第１ガイド部と、
前記第２弁体を前記ボディの中間部において摺動可能に支持する第２ガイド部と、
前記第１弁体の一端側開口端部の有効径と前記第１ガイド部の内径とが等しくされ、前記第２弁体の一端側開口端部の有効径と前記第２ガイド部の内径とが等しくされることによる圧力キャンセル機構と、
を備えることを特徴とする請求項３に記載の制御弁。
【請求項５】
前記弁作動体は、前記第１弁体の他端部と前記第２弁体の他端部とをその離間方向への変位を規制するように支持する係合部を有し、
前記第１弁体の他端部と前記第２弁体の他端部との間に両弁体を離間方向に付勢する付勢部材が設けられていることを特徴とする請求項３または４に記載の制御弁。
【請求項６】
前記アクチュエータとして、回転駆動されるロータを含むステッピングモータと、
前記ロータとともに回転し、その軸線周りの回転運動を前記弁作動体の軸線方向の並進運動に変換する作動変換機構と、
を備えることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の制御弁。
【請求項７】
前記ボディに固定され、前記ロータの軸線方向に延びるシャフトと、
前記シャフトの外周面に軸線方向にそって延設された螺旋状のガイド部と、
前記ガイド部にそって係合する係合部と前記ロータに支持される動力伝達部とを有し、前記ロータの回転とともに前記シャフトの軸線方向に変位し、前記動力伝達部が前記シャフトの一端側および他端側のそれぞれで係止されることにより前記ロータの回転を規制する回転ストッパと、
を備え、
前記弁作動体は、前記ロータに係合して軸線方向に並進可能に支持され、
前記ロータがその一端側と他端側に軸受部を有する中空形状をなし、
前記シャフトが前記ロータの内部空間に延設されることにより、前記回転ストッパがその内部空間において変位するように構成されていることを特徴とする請求項６に記載の制御弁。
【請求項１】
第１冷媒通路および第２冷媒通路が内部に形成され、前記第１冷媒通路の冷媒の流れを調整するために開度が制御される第１弁と、前記第２冷媒通路の冷媒の流れを調整するために開度が制御される第２弁とを収容する共用のボディと、
前記第１弁と前記第２弁の開度を電気的に調整するための共用のアクチュエータと、
前記アクチュエータによる前記第１弁および前記第２弁の一方の開度の制御状態において他方を全開状態に維持可能な弁配置構成と、
を備えることを特徴とする制御弁。
【請求項２】
前記弁配置構成は、前記第１弁を開閉する第１弁体と、前記第２弁を開閉する第２弁体と、前記アクチュエータにより軸線方向に駆動される弁作動体とを同一軸線上に配置し、前記第１弁体および前記第２弁体のそれぞれが前記弁作動体と軸線方向に係合可能とされることにより構成され、
前記弁作動体の駆動により前記第１弁および前記第２弁の一方を通過する冷媒の流量が飽和する位置に一方の弁体を維持しつつ、双方の弁体を一体変位させることにより、他方の弁開度を制御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】
前記ボディの軸線方向一端側に設けられた第１弁座と、
前記ボディの軸線方向他端側に設けられた第２弁座と、
筒状の本体を有し、その一端側開口端部が前記第１弁座に着脱することにより前記第１弁を開閉する前記第１弁体と、
筒状の本体を有し、その一端側開口端部が前記第２弁座に着脱することにより前記第２弁を開閉する前記第２弁体と、
を備え、
前記第１弁体の他端部と前記第２弁体の他端部とが、前記第１冷媒通路と前記第２冷媒通路とが接続される前記ボディの中間部において対向配置されるとともに、それぞれ前記弁作動体に係合することを特徴とする請求項２に記載の制御弁。
【請求項４】
前記第１弁体を前記ボディの中間部において摺動可能に支持する第１ガイド部と、
前記第２弁体を前記ボディの中間部において摺動可能に支持する第２ガイド部と、
前記第１弁体の一端側開口端部の有効径と前記第１ガイド部の内径とが等しくされ、前記第２弁体の一端側開口端部の有効径と前記第２ガイド部の内径とが等しくされることによる圧力キャンセル機構と、
を備えることを特徴とする請求項３に記載の制御弁。
【請求項５】
前記弁作動体は、前記第１弁体の他端部と前記第２弁体の他端部とをその離間方向への変位を規制するように支持する係合部を有し、
前記第１弁体の他端部と前記第２弁体の他端部との間に両弁体を離間方向に付勢する付勢部材が設けられていることを特徴とする請求項３または４に記載の制御弁。
【請求項６】
前記アクチュエータとして、回転駆動されるロータを含むステッピングモータと、
前記ロータとともに回転し、その軸線周りの回転運動を前記弁作動体の軸線方向の並進運動に変換する作動変換機構と、
を備えることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の制御弁。
【請求項７】
前記ボディに固定され、前記ロータの軸線方向に延びるシャフトと、
前記シャフトの外周面に軸線方向にそって延設された螺旋状のガイド部と、
前記ガイド部にそって係合する係合部と前記ロータに支持される動力伝達部とを有し、前記ロータの回転とともに前記シャフトの軸線方向に変位し、前記動力伝達部が前記シャフトの一端側および他端側のそれぞれで係止されることにより前記ロータの回転を規制する回転ストッパと、
を備え、
前記弁作動体は、前記ロータに係合して軸線方向に並進可能に支持され、
前記ロータがその一端側と他端側に軸受部を有する中空形状をなし、
前記シャフトが前記ロータの内部空間に延設されることにより、前記回転ストッパがその内部空間において変位するように構成されていることを特徴とする請求項６に記載の制御弁。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１６３２５９（Ｐ２０１２−１６３２５９Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４０９０（Ｐ２０１１−２４０９０）
【出願日】平成２３年２月７日（２０１１．２．７）
【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２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月７日（２０１１．２．７）
【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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