JP2002310541A - 流量制御弁及び流量制御弁の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気調和機の除湿運転用の膨張弁を改良し、
除湿運転を行う際に、省エネ性に優れ圧縮機の信頼性を
高める。 【解決手段】 弁本体１の弁室１ａに第１ポート１ｂと
第２ポート１ｃを設ける。第１ポートに除湿時高圧側の
一次継手２１を接続し、第２ポート１ｃに除湿時低圧側
の二次継手２２を接続する。除湿運転モードにすると
き、ステッピングモータ３１１を駆動してピストン３と
主弁体２を下降し、主弁体２を主弁座１ｄに着座する。
ブリードホール２ｃにより第１ポート１ｂに導通される
主弁体室２ｄの圧力と、第２ポート１ｃの圧力との差圧
により、主弁体２の着座状態を保持し、ピストン３とニ
ードル弁４を上下動させて制御弁座２ａを通過する冷媒
の流量を制御する。圧縮機を停止しないで主弁座２の着
座／離座を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和機におけ
る除湿運転用の膨張弁として用いるのに好適な流量制御
弁及び流量制御弁の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】（従来技術−１）従来、空気調和機で除
湿運転を行うものとして特開平１１−５１５１４号公報
に開示されたものがある。この特開平１１−５１５１４
号公報のものは、除湿絞り装置６の「浮遊物詰まり除去
動作を行う」目的で発明され、同公報の図２５に開示さ
れているように、圧縮機停止（８４）→ΔＳ１後除湿弁
全開（８５）→ΔＳ２後圧縮機運転（８６）→ΔＳ３後
除湿弁全開（８７）という工程により除湿絞り装置６の
開閉動作を行うように構成されている。

【０００３】（従来技術−２）また、従来の除湿運転の
制御に関して、特開２０００−８１２３９号公報に開示
されたものがある。この特開２０００−８１２３９号公
報によれば、同公報の図４及び図５に開示されている如
く、弱暖房運転←→除湿運転を切り換えるに、圧縮機を
停止している。すなわち、弱暖房運転（Ｓ５）→四方弁
暖房側（Ｓ１１）→圧縮機停止（Ｓ１５）→弱暖房運転
（Ｓ６）、あるいは、除湿運転（Ｓ６）→四方弁冷房側
（Ｓ３１）→圧縮機停止（Ｓ３５）→弱暖房運転（Ｓ
５）という工程により除湿制御するように、構成されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した特開平１１−
５１５１４号公報（従来技術−１）のものでは、除湿絞
り装置の開閉動作を行うに、圧縮機の停止／運転を頻繁
に繰り返している。このことは、圧縮機の機械的磨耗を
促進し寿命を著しく縮めるので、地球資源の面から好ま
しくないこと、経済的に割高になること、また、圧縮機
を停止するのでエネルギー損失が大きいという、問題点
があった。また、特開２０００−８１２３９号公報（従
来技術−２）のものは、「暖房運転モード」と「除湿
（ドライ）運転モード」とを切換制御するに、圧縮機の
始動／停止を頻繁に繰り返している。したがって、特開
平１１−５１５１４号公報のものと同様な問題点があっ
た。

【０００５】本発明は上記の事情に鑑みなされたもの
で、圧縮機を停止することなく除湿運転モードと冷房運
転モードとを切り換え可能にし、圧縮機の信頼性を向上
させるとともに、省エネ、省資源に優れた、流量制御弁
（電動膨張弁）と流量制御弁の制御装置とを提供するこ
とを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の流量
制御弁は、第１ポートと第２ポートとが形成された弁室
内に出没可能に設けられ、前記第２ポートの主弁座に着
座／離間する主弁体と、前記主弁体を前記主弁座から離
間するように付勢する主弁体付勢手段と、前記主弁体付
勢手段の付勢力に抗して前記主弁体を前記第２ポートに
着座させる主弁体駆動手段と、前記主弁体の前記第２ポ
ートと反対側に形成された主弁体室と前記第１ポートと
を導通する導通手段と、前記主弁体に設けられ、前記主
弁体室から前記第２ポートへの流体の流量を制御する制
御弁と、を備え、前記制御弁による流量の制御時に、前
記第１ポートに導通される前記主弁体室と前記第２ポー
トとの差圧により前記主弁体付勢手段の付勢力に抗して
前記主弁体の着座状態を保持し、前記制御弁を開放する
ことにより前記主弁体室と第２ポートとの差圧を減少さ
せ、前記主弁体付勢手段の付勢力により前記主弁体を離
座させるようにしたことを特徴とする。

【０００７】本発明の請求項２の流量制御弁は、請求項
１の構成を備え、前記主弁体駆動手段が、前記主弁体の
着座／離間方向に移動可能に配設されたピストンと該ピ
ストンを移動する電気的駆動手段とを有し、前記制御弁
が、前記主弁体に形成された制御弁座と前記ピストンの
該主弁体側に突設されたニードル弁とで構成されている
ことを特徴とする。

【０００８】本発明の請求項３の流量制御弁の制御装置
は、請求項２の流量制御弁を制御する流量制御弁の制御
装置であって、前記主弁体を着座させる際に、前記制御
弁を閉じる方向に制御することを特徴とする。

【０００９】本発明の請求項４の流量制御弁の制御装置
は、請求項２の流量制御弁を制御する流量制御弁の制御
装置であって、前記主弁体を離座させる際に、前記制御
弁を開く方向に制御することを特徴とする。

【００１０】本発明の請求項５の流量制御弁の制御装置
は、請求項２の流量制御弁を制御する流量制御弁の制御
装置であって、前記差圧を前記主弁体が着座するような
範囲内に保持して、前記制御弁の開度を制御することを
特徴とする。

【００１１】本発明の請求項６の流量制御弁の制御装置
は、請求項３、４、または５の構成を備え、請求項２の
流量制御弁が室内熱交換器を構成する第１熱交換器と第
２熱交換器との間に設けられた空気調和機を制御するこ
とを特徴とする。

【００１２】本発明の請求項１の流量制御弁において、
主弁体駆動手段は、主弁体付勢手段の付勢力に抗して主
弁体を第２ポートに着座させ、これにより、弁室と第２
ポートが隔絶される。第１ポートに導通される主弁体室
と第２ポートとの差圧により主弁体の着座状態を保持し
ながら、制御弁により流量が制御される。また、制御弁
を開放することにより主弁体室と第２ポートとの差圧を
減少させ、主弁体付勢手段の付勢力により主弁体を離座
させ、これにより第１ポートと第２ポートが導通する。

【００１３】したがって、空気調和機の室内熱交換器を
構成する第１熱交換器と第２熱交換器との間に膨張弁と
して該流量制御弁を設け、第１ポートを高圧側、第２ポ
ートを低圧側に接続し、主弁体の離座状態で冷房運転や
暖房運転等を行い、主弁体の着座状態で除湿運転を行
い、この除湿運転モード時に制御弁により冷媒の流量を
制御できる。そして、主弁体を、主弁体駆動手段で着座
させることができ、制御弁の開放により離座させること
ができるので、圧縮機を停止することなく除湿運転モー
ドと冷房運転モードとを切り換えることができる。

【００１４】本発明の請求項２の流量制御弁によれば、
請求項１と同様な作用効果が得られるとともに、電気的
駆動手段でピストンを移動して、このピストンにより主
弁体を押圧して該主弁体を主弁座に着座させることがで
きる。さらに、制御弁が主弁体に形成された制御弁座と
ピストンに突設されたニードル弁とで構成されているの
で、この制御弁を上記電気的駆動手段で制御できる。し
たがって、一つの電気的駆動手段により、除湿運転モー
ドと冷房運転モードの切り換えと、除湿運転モード時の
冷媒の流量の制御とを行うことができ、制御が容易にな
る。

【００１５】本発明の請求項３の流量制御弁の制御装置
によれば、請求項２と同様な作用効果が得られる。

【００１６】本発明の請求項４の流量制御弁の制御装置
によれば、請求項２と同様な作用効果が得られる。

【００１７】本発明の請求項５の流量制御弁の制御装置
によれば、請求項２と同様な作用効果が得られるととも
に、除湿運転モード時の冷媒の流量の制御を好適に行う
ことができる。

【００１８】本発明の請求項６の流量制御弁の制御装置
によれば、請求項３、４、または５と同様な作用効果が
得られるとともに、圧縮機の信頼性が向上し、省エネ、
省資源に優れた空気調和機を得ることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に、本発明による流量制御弁及
び流量制御弁の制御装置の実施形態を図面を参照して説
明する。

【００２０】図３は本発明の流量制御弁及び流量制御弁
の制御装置を適用した実施形態に係る空気調和機の一例
を示すブロック図であり、この実施形態の空気調和機は
室内ユニット（図の一点鎖線の内側）と室外ユニット
（図の一点鎖線の外側）とによるヒートポンプ式の冷凍
サイクルにおいて構成されている。図中４は圧縮機、後
述する９Ａは室内ユニットに搭載された室内熱交換器、
９Ｂは室外ユニットに搭載された室外熱交換器、１０Ａ
は第１絞り装置、２００はアキュムレータ、１００は四
方弁を構成する例えばロータリ式の流路切換弁である。

【００２１】圧縮機４の吐出口は流路切換弁１００に接
続され、圧縮機４の吸入口はアキュムレータ２００を介
して流路切換弁１００に接続されている。また、流路切
換弁１００は熱交換器用導管を介して室内熱交換器９Ａ
と室外熱交換器９Ｂとに接続され、第１絞り装置１０Ａ
は室内熱交換器９Ａと室外熱交換器９Ｂとの間に介設さ
れている。これにより、圧縮機４、流路切換弁１００、
アキュムレータ２００、室内熱交換器９Ａ、室外熱交換
器９Ｂ、及び、絞り装置１０Ａはヒートポンプ式の冷凍
サイクルＡを構成している。

【００２２】また、室内熱交換器９Ａは、第１絞り装置
１０Ａ側に接続された第１熱交換器９Ａ１、流路切換弁
１００側に接続された第２熱交換器９Ａ２、および、第
１熱交換器９Ａ１と第２熱交換器９Ａ２との間に介設さ
れた膨張弁としての第２絞り装置９Ａ３とで構成されて
いる。この第２絞り装置９Ａ３が本発明に係る一実施形
態の流量制御弁であり、その詳細については後述する。

【００２３】なお、冷凍サイクルＡの流路は流路切換弁
１００の流路モードに応じて２通りの流路に切り換えら
れるが、この流路切換弁１００の流路モードを「冷房モ
ード」および「暖房モード」とする。また、冷房モード
時は冷房運転、除湿運転、除霜運転を行い、暖房モード
時は暖房運転を行う。

【００２４】圧縮機４は冷媒を圧縮し、この圧縮された
冷媒は流路切換弁１００に流入されるが、この流路切換
弁１００は運転モードに応じて流路モードが切り換えら
れ、圧縮機４からの冷媒は流路切換弁１００で選択的に
切り換えられた流路に応じて室内熱交換器９Ａまたは室
外熱交換器９Ｂに流入される。

【００２５】すなわち、暖房モードでは、図に実線の矢
印で示したように、圧縮された冷媒は流路切換弁１００
から室内熱交換器９Ａに流入され、室内熱交換器９Ａか
ら流出された冷媒液は第１絞り装置１０Ａを介して室外
熱交換器９Ｂに流入される。そして、室外熱交換器９Ｂ
から流出された冷媒は流路切換弁１００及びアキュムレ
ータ２００を介して圧縮機４に流入される。一方、冷房
モードでは、図に破線の矢印で示したように、圧縮機４
で圧縮された冷媒は流路切換弁１００から室外熱交換器
９Ｂ、第１絞り装置１０Ａ、室内熱交換器９Ａ、流路切
換弁１００、アキュムレータ２００、そして、圧縮機４
の順に循環される。

【００２６】ここで、室内熱交換器９Ａの第２絞り装置
（流量制御弁）９Ａ３は、除湿運転モード以外の運転モ
ードのときは後述の主弁体が主弁座から離間して全開と
され、第１熱交換器９Ａ１と第２熱交換器９Ａ２とが実
質的に一体となって室内熱交換機９Ａの機能を果たす。
これにより、暖房モードでは、室内熱交換器９Ａは凝縮
器として機能し、室外熱交換器９Ｂは蒸発器として機能
し、室内の暖房がなされる。また、除湿運転モード以外
の冷房モードでは、室外熱交換器９Ｂが凝縮器として機
能し、室内熱交換器９Ａが蒸発器として機能し、室内の
冷房等がなされる。

【００２７】一方、除湿運転モードのときは、第２絞り
装置９Ａ３は後述の主弁体が主弁座に着座するとともに
該主弁体に設けられた制御弁により冷媒を絞る機能を果
たす。そして、この時の流路モードが冷房モードである
ことから、上流側（高圧側）の第１熱交換器９Ａ１が凝
縮器として機能し、下流側（低圧側）の第２熱交換器９
Ａ２が蒸発器として機能する。すなわち、凝縮器による
加熱と、蒸発器による冷却・除湿により、室内の温度を
下げずに湿度を下げることができる。

【００２８】なお、暖房運転、冷房運転、除霜運転は従
来公知の制御でもよいので、以下の説明では、除湿運転
モードについて主に説明する。

【００２９】室内ユニットには室内熱交換器９Ａを通過
する空気を送風するためのクロスフローファン９１Ａが
設けられており、このクロスフローファン９１Ａを回転
する熱交換器モータ３０１は、マイクロコンピュータ等
で構成された室内制御部３００の制御によりドライバＣ
７を介して回転制御が行われる。これにより、室内熱交
換器９Ａの熱交換能力が制御される。また、室内温度Ｔ
ａは温度センサ３０２によって検出され、室内熱交換器
９Ａの温度Ｔｃは温度センサ３０３によって検出され
る。なお、赤外線式等のリモコン５００の信号を受信部
３０４で受信することにより、室内制御部３００の運転
の切換えや設定等がリモコン操作でも可能となってい
る。

【００３０】また、室内制御部３００は、第２絞り装置
駆動部としてのドライバＣ１１に対して制御信号を出力
し、ドライバＣ１１から第２絞り装置９Ａ３に対するパ
ルス信号の供給を制御する。なお、第２絞り装置９Ａ３
は後述のステッピングモータ３１１備えており、ドライ
バＣ１１からのパルス信号に応じてステッピングモータ
３１１の回動角が制御され、第２絞り装置９Ａ３の全開
状態と閉状態の切換制御、冷媒の流量制御が行われる。

【００３１】室外ユニットには室外熱交換器９Ｂを通過
する空気を送風するためのファン９１Ｂが設けられてお
り、このファン９１Ｂを回転する熱交換器モータ４０１
は、マイクロコンピュータ等で構成された室外制御部４
００の制御によりドライバＣ８を介して回転制御が行わ
れる。これにより、室外熱交換器９Ｂの熱交換能力が制
御される。また、外気温度Ｔａ´は温度センサ４０２に
よって検出され、室外熱交換器９Ｂの温度Ｔｃ´は温度
センサ４０３によって検出される。また、室外制御部４
００はドライバＣ６を介して第１絞り装置駆動源として
のステッピングモータ４０４を駆動し、第１絞り装置１
０Ａの絞りの開度を制御する。さらに、室外制御部４０
０は、圧縮機４の吐出部温度Ｔｄを温度センサ４０５で
検出するとともに、後述説明するインバータモジュール
Ｃ９からの三相電力により圧縮機４を駆動制御する。

【００３２】また、室外制御部４００は、流路切換弁駆
動部としてのドライバＣ１０に対して制御信号を出力
し、ドライバＣ１０から流路切換弁１００の電磁コイル
１０１に供給する電力を制御する。なお、流路切換弁１
００は電磁コイル１０１に供給される電力に応じて流路
を切り換える。

【００３３】図４は室内制御部３００と室外制御部４０
０の主に電気系統を示すブロック図である。室内制御部
３００は主電源をオン／オフするパワースイッチ３１０
を内蔵しており、このパワースイッチ３１０を介して１
００Ｖ等の単相交流がＡＣ／ＤＣコンバータ３２０に供
給され、ＡＣ／ＤＣコンバータ３２０で各種所定の直流
電圧に変換され、マイコン３３０等に供給される。な
お、マイコン３３０にはＥＥＰＲＯＭ３４０が接続され
ている。また、パワースイッチ３１０を介して供給され
る１００Ｖの単相交流は電源供給線２２０，２２１を介
して室外制御部４００にも供給される。

【００３４】室外制御部４００では、供給される交流を
ノイズフィルタ４１０にかけた後、コンバータ４２０で
整流して平滑コンデンサ４３０で平滑し、所定の直流電
圧が生成される。前記生成された直流による電流は、シ
ャント抵抗４４０を介してインバータモジュールＣ９に
供給される。そして、インバータモジュールＣ９により
三相電力が生成され圧縮機４に供給される。一方、平滑
コンデンサ４３０の出力はＤＣ／ＤＣコンバータ４６０
により、所定の内部直流電圧に変換され、マイコン４７
０等に供給される。そして、マイコン４７０はインバー
タモジュールＣ９にドライブ信号を出力することによ
り、圧縮機４を運転制御する。この圧縮機４が冷媒を圧
縮する能力はドライブ信号の周波数（Ｈｚ）によって制
御され、周波数（Ｈｚ）が高い程、圧縮能力が高くな
る。例えば、３０Ｈｚと１０Ｈｚとでは３０Ｈｚのとき
のほうが１０Ｈｚのときより冷媒の圧力が高くなる。な
お、マイコン４７０にはＥＥＰＲＯＭ４８０および電圧
検出器４９０が接続されており、このＥＥＰＲＯＭ４８
０には、冷凍サイクルＡの停止時の切り換え位置に対応
した流路切換弁の主弁体の位置の位置データが記憶され
る。また、マイコン４７０は通信線２１０を介して室内
制御部３００のマイコン３３０とシリアル通信を行って
データの授受を行う。

【００３５】図５は本発明の空気調和機の制御装置の一
実施形態の原理的ブロック図であり、この原理的ブロッ
ク図の各要素は図３及び図４の各要素や各要素の組合せ
に対応している。なお、冷凍サイクルＡにおいて図３と
同じ要素には同符号を付記してある。図５に一点鎖線で
示した制御装置Ｃは、室内制御部３００及び室外制御部
４００に対応しており、この制御装置Ｃの処理部（制御
部）Ｃ１は室内制御部３００のマイコン３３０及び室外
制御部４００のマイコン４７０に対応している。また、
入力部Ｃ２は室内ユニットの受信部３０４、あるいは図
示しないマニュアルスイッチに対応し、検出部Ｃ３は、
温度センサ３０２、３０３、４０２、４０３、４０５、
あるいは図示しないが、圧力検出手段、流量検出手段、
周波数検出手段などに対応している。さらに、停電検出
部Ｃ４は室外制御部４００の電圧検出器４９０に対応
し、半固定記憶部Ｃ５は室内制御部３００のＥＥＰＲＯ
Ｍ３４０および室外制御部４００のＥＥＰＲＯＭ４８０
に対応している。

【００３６】第１絞り装置駆動部Ｃ６はドライバＣ６で
あり、第１絞り装置駆動源４０４はステッピングモータ
４０４である。第２絞り装置駆動部Ｃ１１はドライバＣ
１１であり、第２絞り装置駆動源３１１はステッピング
モータ３１１である。室内ファン駆動部Ｃ７はドライバ
Ｃ７であり、室内ファン駆動源３０１は熱交換器モータ
３０１である。室外ファン駆動部Ｃ８はドライバＣ８で
あり、室外ファン駆動源４０１は熱交換器モータ４０１
である。流路切換弁駆動部Ｃ１０は、ドライバＣ１０で
あり、流路切換弁駆動源１０１は電磁コイル１０１であ
る。圧縮機駆動部Ｃ９はインバータモジュールＣ９であ
り、圧縮機動力源４５０は圧縮機モータである。

【００３７】次に、実施形態における第２絞り装置（流
量制御弁）９Ａ３の構造と具体的な動作について説明す
る。

【００３８】図１及び図２は実施形態における第２絞り
装置９Ａ３の断面図であり、図１は開状態、図２は閉状
態を示している。この流体制御弁は弁本体１を備え、弁
本体１には弁室１ａが形成されている。弁室１ａにはそ
の側面に開口する第１ポート１ｂと下面に開口する第２
ポート１ｃが形成され、第２ポート１ｃの弁室１ａ側端
部には主弁座１ｄが形成されている。第１ポート１ｂに
は一次継手２１が接続され、第２ポート１ｃには二次継
手２２が接続されており、一次継手２１は、除湿運転モ
ード（冷房モード）時に高圧側となる第１熱交換器９Ａ
１に接続され、二次継手２２は低圧側となる第２熱交換
器９Ａ２に接続される。

【００３９】弁本体１の第２ポート１ｃと反対側には、
弁室１ａから上端に開口するシリンダ１ｅが形成されて
おり、このシリンダ１ｅ内には主弁体２及びピストン３
が摺動自在に配設されている。

【００４０】主弁体２は円筒形状をしており、その内部
には下端からピストン３側に円錐台状に突出した隔壁を
有し、この隔壁の上端部に制御弁座２ａが形成されてい
る。また、主弁体２の下端にテーパー面２ｂが形成さ
れ、このテーパー面２ｂが主弁座１ｄに当接する。さら
に、主弁体２の側面にはその内部の主弁体室２ｄに導通
する「導通手段」としてのブリードホール２ｃが形成さ
れている。

【００４１】ピストン３の下端中央にはニードル弁４が
取り付けられており、ニードル弁４は、その先端が主弁
体２の制御弁座２ａの内周より小さな径とされ、付け根
側が制御弁座２ａの内周より大きな径とされている。ま
た、ニードル弁４の外周には、「主弁体付勢手段」とし
てのコイルバネ５が配設されており、このコイルバネ５
の上端はピストン３の下端に固定され、コイルバネ５の
下端は主弁体２の内周底部に固定されている。これによ
り、主弁体２はピストン３側に付勢されている。

【００４２】弁本体２の上方には薄板製の円筒体からな
るケース６が取り付けられ、このケース６の下部開口部
と弁本体１とは蓋７によって封鎖されている。ケース６
の内部には、マグネット製のローター８、雄ネジ９ａを
有するシャフト９、バネ受け１０、コイルバネ１１が配
設されている。ローター８はシャフト９に取り付けら
れ、シャフト９の上端はバネ受け１０により摺動自在に
軸支されて、ローター８の上部とバネ受け１０との間に
コイルバネ１１が介装されている。

【００４３】バネ受け１０は、ケース６の頂壁部中心を
外側に突出して形成された凹部６ａにその先端突出部を
回転可能に支持され、シャフト９の下端は、弁本体１の
上端部に形成された軸受け１ｆに軸支されている。これ
により、ローター８及びシャフト９はケース６内で回転
可能になっている。また、コイルバネ１１により、シャ
フト９の振動吸収が行われる構成になっている。そし
て、ケース６の外周に固着されたステータ１２内にはコ
イル１２ａが巻回された配設されており、このコイル１
２ａ、ローター８及びシャフト９により「主弁体駆動手
段」としてのステッピングモータ３１１が構成されてい
る。なお、ステータ１２とコイル１２ａは一部図示を省
略してある。

【００４４】ピストン３は中空部を有する円柱形状をし
ており、この中空部上方には、シャフト９の雄ネジ９ａ
に螺合する雌ネジ３ａが取り付けられている。また、シ
リンダ１ｅの上端部には、ピストン３の回転を止めなが
ら該ピストン３をその軸方向（シャフト４の軸方向）に
往復移動可能に案内するガイド部１ｇが設けられてい
る。また、軸受け１ｆの下端にはニードル弁４の上端が
当接する板バネ１ｈが配設されている。そして、図１の
状態でステッピングモータ３１１を正回転するとピスト
ン３は下降して図２の状態になり、図２の状態でステッ
ピングモータ３１１を逆回転するとピストン３は上昇し
て図１の状態になる。

【００４５】以上の構成により、実施形態の第２絞り装
置９Ａ３は次のように動作する。まず図１の状態では、
ニードル弁４は板バネ１ｈを介して軸受け１ｆをストッ
パとして第１箇所で停止している。このとき主弁体２は
コイルバネ５の引っ張り力（付勢力）によりピストン３
と一体になっている。すなわち、主弁体２は主弁座１ｄ
から離間して当該第２絞り装置９Ａ３が全開とされ、除
湿運転モード以外の運転モードとなっている。

【００４６】次に、除湿運転モードへの切り換え時に
は、ステッピングモータ３１１が正回転されるので、ピ
ストン３及び主弁体２が下降して図２の第２箇所に停止
する。このとき冷凍サイクルＡは冷房モードであり、第
１ポート１ｂが高圧側、第２ポート１ｃが低圧側になっ
ている。したがって、図２のように主弁体２が主弁座１
ｄに接する（あるいは近づく）と、第１ポート１ｂの冷
媒が導通手段としてのブリードホール２ｃを介して主弁
体２の上部の主弁体室２ｄに流入し、この主弁体室２ｄ
と第２ポート１ｃとの間に差圧が生じる。したがって、
主弁体２は主弁座１ｄに押し付けられて着座する。

【００４７】なお、この主弁体２を押し付ける力は主弁
体室２ｄ（略第１ポート１ｂ）と第２ポート１ｃとの圧
力差とコイルバネ５の引っ張り力によって決まり、主弁
体２の制御弁座２ａとニードル弁４との隙間の断面積が
ブリードホール２ｃの断面積より小さいほど押し付ける
力（差圧）は大きくなる。また、主弁体２を押し付ける
力がコイルバネ５の付勢力（引っ張り力）より大きくな
るように、当該コイルバネ５の強度と、ニードル形状が
設定されている。

【００４８】このように、主弁体２は差圧により主弁座
１ｄに着座した状態を保持するので、ステッピングモー
タ３１１によりピストン３（すなわちニードル弁４）を
上下動することにより、制御弁座２ａとニードル弁４で
構成される制御弁の開度が変化し、除湿運転モード時の
冷媒の流量を制御することができる。

【００４９】次に、除湿運転モードから冷房運転モード
に切り換える場合、ステッピングモータ３１１を逆回転
（フル回転）してピストン３を図１の第１箇所に移動す
る。これにより、ニードル弁４が制御弁座２ａを開放す
るので、主弁体室２ｄの圧力と第２ポート１ｃの圧力と
の差圧が減少し、差圧による力がコイルバネ５の付勢力
より小さくなるため、主弁体２は主弁座１ｄから離間し
て図１の状態となる。すなわち、第１ポート１ｂと第２
ポート１ｃが完全に導通して冷凍サイクルＡは冷房モー
ド（あるいは暖房モード等）になる。

【００５０】以上のように、冷凍サイクルＡに冷媒を循
環させた状態でも、ステッピングモータ３１１の駆動に
より第２絞り装置９Ａ３の切り換え制御を行うことがで
きるので、圧縮機４を停止する必要がない。また、除湿
運転モード時にも、制御弁座２ａとニードル弁４で構成
される制御弁により、冷媒の流量を制御することができ
る。

【００５１】次に、実施形態の流量制御弁の制御装置の
制御動作をフローチャートに基づいて説明する。図６は
冷房運転モードと除湿運転モードとの切り換えを行う処
理のフローチャート、図７は暖房運転モードと除湿運転
モードとの切り換えを行う処理のフローチャートであ
り、これらの処理は空気調和機における処理の一部であ
る。

【００５２】図６の場合、まず、ステップＳ１で冷房運
転制御処理を行ながら、ステップＳ２で除湿運転要求が
あるかを監視し、除湿運転要求があれば、ステップＳ３
で第１絞り装置１０Ａを全開とし、ステップＳ４でステ
ッピングモータ３１１を正回転して主弁体２を主弁座１
ｄに着座させ、第２絞り装置９Ａ３を閉める。次に、ス
テップＳ５で、設定雰囲気に達するように制御弁（制御
弁座２ａとニードル弁４）の開度を制御し、ステップＳ
６に進む。ステップＳ６では、冷房運転要求があったか
を判定し、冷房運転要求がなければステップＳ７で暖房
運転要求があったかを判定し、暖房運転要求がなければ
ステップＳ５に戻る。ステップＳ６で冷房運転要求があ
れば、ステップＳ８で、ステッピングモータ３１１を逆
回転して主弁体２を主弁座１ｄから離間させ、第２絞り
装置９Ａ３を開ける。そして、ステップＳ９で第１絞り
装置１０Ａを冷房運転モード時の所定の開度に戻し、ス
テップＳ１に戻る。

【００５３】ステップＳ７で暖房運転要求があれば図７
の処理に進み、ステップＳ１０で流路切換弁１００を駆
動して冷凍サイクルＡを暖房モードとし、ステップＳ１
１でステッピングモータ３１１を逆回転して主弁体２を
主弁座１ｄから離間させ、第２絞り装置９Ａ３を開け
る。次に、ステップＳ１２で第１絞り装置１０Ａを暖房
運転モード時の所定の開度に戻し、ステップＳ１３で暖
房転制御処理を行ながら、ステップＳ１４で除湿運転要
求があるかを監視し、除湿運転要求があれば、ステップ
Ｓ１５に進む。

【００５４】ステップＳ１５では、流路切換弁１００を
駆動して冷凍サイクルＡを冷房モードとし、ステップＳ
１６で第１絞り装置１０Ａを全開とし、ステップＳ１７
でステッピングモータ３１１を正回転して主弁体２を主
弁座１ｄに着座させ、第２絞り装置９Ａ３を閉める。次
に、ステップＳ１８で、設定雰囲気に達するように制御
弁（制御弁座２ａとニードル弁４）の開度を制御し、ス
テップＳ１９に進む。ステップＳ１９では、冷房運転要
求があったかを判定し、冷房運転要求がなければステッ
プＳ２０で暖房運転要求があったかを判定し、暖房運転
要求がなければステップＳ１８に戻り、暖房運転要求が
あればステップＳ１０に戻る。また、ステップＳ１９で
冷房運転要求があれば、図６のステップＳ８に進む。

【００５５】以上の実施形態では、第１ポートと主弁体
室２ｄとを導通する導通手段として、主弁体２にブリー
ドホール２ｃを形成した例について説明したが、この導
通手段としては他の手段でもよい。例えば図２において
主弁体２とシリンダ１ｅとの間に僅かに隙間ができるよ
うにし、この隙間を介して第１ポート１ｂと主弁体室２
ｄとを導通するようにしてもよい。

【００５６】また、実施形態では冷暖房を行う空気調和
機について説明したが、冷房専用式の空気調和機であっ
てもよい。この場合、図６のステップＳ７の判定は常に
ＮＯとなることはいうまでもない。

【００５７】また、以上の実施形態では本発明の流量制
御弁を空気調和機の膨張弁として利用した好適な例につ
いて説明したが、本発明における流量制御弁は他の用途
に利用してもよい。

【００５８】

【発明の効果】本発明の請求項１の流量制御弁によれ
ば、主弁体を、主弁体駆動手段で着座させることがで
き、制御弁の開放により離座させることができるので、
空気調和機の絞り装置（膨張弁）に適用した場合、圧縮
機を停止することなく除湿運転モードと冷房運転モード
とを切り換えることができ、圧縮機の信頼性を向上させ
るとともに、省エネ、省資源に優れたものとなる。

【００５９】本発明の請求項２の流量制御弁によれば、
請求項１と同様な効果が得られるとともに、一つの電気
的駆動手段により、除湿運転モードと冷房運転モードの
切り換えと、除湿運転モード時の冷媒の流量の制御とを
行うことができ、制御が容易になる。

【００６０】本発明の請求項３の流量制御弁の制御装置
によれば、請求項２と同様な効果が得られる。

【００６１】本発明の請求項４の流量制御弁の制御装置
によれば、請求項２と同様な効果が得られる。

【００６２】本発明の請求項５の流量制御弁の制御装置
によれば、請求項２と同様な効果が得られるとともに、
除湿運転モード時の冷媒の流量の制御を好適に行うこと
ができる。

【００６３】本発明の請求項６の流量制御弁の制御装置
によれば、請求項３、４、または５と同様な効果が得ら
れるとともに、圧縮機の信頼性が向上し、省エネ、省資
源に優れた空気調和機を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態における第２絞り装置の開状
態の断面図である。

【図２】本発明の実施形態における第２絞り装置の閉状
態の断面図である。

【図３】実施形態における空気調和機の一例を示すブロ
ック図である。

【図４】実施形態における室内制御部と室外制御部の主
に電気系統を示すブロック図である。

【図５】実施形態における空気調和機の制御装置の一実
施形態の原理的ブロック図である。

【図６】実施形態における冷房運転モードと除湿運転モ
ードとの切り換えを行う処理のフローチャートである。

【図７】実施形態における暖房運転モードと除湿運転モ
ードとの切り換えを行う処理のフローチャートである。

【符号の説明】

１ 弁本体 １ａ 弁室 １ｂ 第１ポート １ｃ 第２ポート １ｄ 主弁座 １ｅ シリンダ ２ 主弁体 ２ａ 制御弁座 ２ｃ ブリードホール（導通手段） ２ｄ 主弁体室 ３ ピストン ４ ニードル弁 ５ コイルバネ（主弁体付勢手段） ８ ローター ９ シャフト９ １２ ステータ １２ａ コイル ９Ａ 室内熱交換器 ９Ａ１ 第１熱交換器 ９Ａ２ 第２熱交換器 ９Ａ３ 第２絞り装置（流量制御弁） １０Ａ 第１絞り装置 ３１１ 第２絞り装置駆動源（ステッピングモータ） Ｃ 制御装置 Ｃ１ 処理部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中原 誠一 埼玉県狭山市笹井535 株式会社鷺宮製作 所狭山事業所内 Ｆターム(参考） 3H062 AA02 AA15 BB33 CC02 HH04 HH08

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１ポートと第２ポートとが形成された
   弁室内に出没可能に設けられ、前記第２ポートの主弁座
   に着座／離間する主弁体と、 前記主弁体を前記主弁座から離間するように付勢する主
   弁体付勢手段と、 前記主弁体付勢手段の付勢力に抗して前記主弁体を前記
   第２ポートに着座させる主弁体駆動手段と、 前記主弁体の前記第２ポートと反対側に形成された主弁
   体室と前記第１ポートとを導通する導通手段と、 前記主弁体に設けられ、前記主弁体室から前記第２ポー
   トへの流体の流量を制御する制御弁と、を備え、 前記制御弁による流量の制御時に、前記第１ポートに導
   通される前記主弁体室と前記第２ポートとの差圧により
   前記主弁体付勢手段の付勢力に抗して前記主弁体の着座
   状態を保持し、 前記制御弁を開放することにより前記主弁体室と第２ポ
   ートとの差圧を減少させ、前記主弁体付勢手段の付勢力
   により前記主弁体を離座させるようにしたことを特徴と
   する流量制御弁。
2. 【請求項２】 前記主弁体駆動手段が、前記主弁体の着
   座／離間方向に移動可能に配設されたピストンと該ピス
   トンを移動する電気的駆動手段とを有し、 前記制御弁が、前記主弁体に形成された制御弁座と前記
   ピストンの該主弁体側に突設されたニードル弁とで構成
   されていることを特徴とする請求項１記載の流量制御
   弁。
3. 【請求項３】 請求項２の流量制御弁を制御する流量制
   御弁の制御装置であって、 前記主弁体を着座させる際に、前記制御弁を閉じる方向
   に制御することを特徴とする流量制御弁の制御装置。
4. 【請求項４】 請求項２の流量制御弁を制御する流量制
   御弁の制御装置であって、 前記主弁体を離座させる際に、前記制御弁を開く方向に
   制御することを特徴とする流量制御弁の制御装置。
5. 【請求項５】 請求項２の流量制御弁を制御する流量制
   御弁の制御装置であって、 前記差圧を前記主弁体が着座するような範囲内に保持し
   て、前記制御弁の開度を制御することを特徴とする流量
   制御弁の制御装置。
6. 【請求項６】 請求項２の流量制御弁が室内熱交換器を
   構成する第１熱交換器と第２熱交換器との間に設けられ
   た空気調和機を制御することを特徴とする請求項３、
   ４、または５記載の流量制御弁の制御装置。